2017年8月31日上午,河南邮政口岸使用同方威视检验检疫专用CT对国际邮件进行检疫查验时从一个来自马来西亚的挂号邮件内查获4只大型甲虫和20只蚂蚁。
过境邮包一字码开,通过传送带送进设备一端,很快便从设备另一端出来了。
其中的物品,通过扫描图像比对,一目了然,无所遁形。
由清华大学和同方威视技术股份有限公司共同研发的“双能CT动植物检疫智能查验系统关键技术开发及应用”项目,在“双能X射线CT无损检测技术”上,成功实现技术突破和成果转化,获得2018年度北京市科学技术奖一等奖。项目在国内外首次提出使用CT方法进行动植物查验这一重要技术路线,目前,已查获多起非法夹带的活体蚂蚁、甲虫、毒蛇、植物盆景等动植物违禁品,在生态环境保护、严防外来物种入侵领域创造了显著的经济效益和社会效益。
更高效的“双能CT”,改变动植物检疫方式
“改革开放以来,随着国民经济的高速发展、国际交流的日益频繁,进出境旅客数量和国际邮件数量出现了快速的增长,随之而来的外来动植物、疫病疫情的入侵形势也日益严峻。”该项目负责人、同方威视董事长兼总裁陈志强讲道,这给我们的安检行业提出了越来越高的要求。
农业农村部和国家质检总局发布的1712号公告中明确了禁止携带和邮寄入境的检疫物,涉及动植物及其产品等16大类的近百万种商品,动植物检疫不仅在种类和数量上远远多于医疗诊断和爆炸物检测,而且其形状多样,密度、原子序数等物理属性和大部分食品、日用品非常接近,仅凭单一数值特征很难进行有效检出。
更好的安检体验离不开对于图像的真实还原。此前,动植物检疫查验的先进技术装备仅为X射线透视安检机。由于透视影像存在物体重叠,很大程度上干扰了判图,难以有效识别,给快速、准确查验带来困难。双能X射线CT无损检测技术通过双能材料分解和物质分类算法获得待检测物品内部的三维结构和成分信息,实现了从平面图像到立体图像的转变。
在解决了物体重叠的问题之后,如何更加明晰地显像?那就需要颜色的区分。“以往医院里面都是黑白片子,而我们是通过加入了双素,使得有机物和无机物能够分别显现出不同的颜色,肉眼一下子就能区分。因而具有很强的辨识度。”陈志强说。
“该项目专用于动植物检验检疫,在通用技术突破的基础上,实现了专业化的突破。”陈志强说,考虑到动植物检测对辐射剂量的敏感性,CT扫描需要有效控制扫描成像时的X射线剂量,照射剂量率水平远低于医疗CT扫描,剂量率的降低将带来信号噪声的增加,给动植物查验的准确性造成影响。他们提出了采用广义Anscombe变换进行CT投影数据去噪的方法。此外,还创造性地开辟了小窗口式的检验,只集中在查验人员感兴趣的一段,从而使得动植物检测查验效果更好、效率更高。
面向市场需求,加快成果转化
2004年,项目团队开始进行CT基础技术的研究。2005年,在世界上首次提出了采用双能DR+CT成像技术对液体进行快速无损检查的方法,并成功地推出了世界第一套X射线CT液体安全检查系统;随后,结合世界安全形势的需求,继续探索把医疗领域的CT技术引入到行李/物品安全检查的可能性,创新性地提出了大间距多排探测器螺旋扫描方式,研发出了第一代CT型行李/物品安全检查系统,并持续进行产品的功能完善和升级换代。
“第一台设备是2012年正式投入应用的。”陈志强告诉记者,2012年,XT2080CT型行李/物品安全检查系统顺利通过了欧盟ECAC爆炸物认证最高级别标准三的严格测试,这使得同方威视成为目前世界上仅有的拥有这一最高级别认证的四家企业之一。在获得了中国民航、欧盟ECAC认证后不久,威视CT类产品便成功在国内及海外市场上实现了销售突破。
向世界提供源源不断的创新经验
全球动植物检疫CT零的突破,使我国成为全球唯一掌握动植物CT检疫技术的国家。先后在国内23个重点口岸投入使用,创造了显著的经济和社会效益。
“本项目在国外市场取得了重大突破,源源不断地向世界提供着高科技产品和先进的创新经验。”同方威视高级副总裁苗齐田非常自豪。他讲到,作为世界性创新技术,目前该系统已在哈萨克斯坦等“一带一路”沿线国家推广应用,同时也成功进入荷兰、挪威、澳大利亚等发达国家市场。在今年的“一带一路”国际合作高峰论坛上,作为企业代表,同方威视参加了企业家大会和贸易畅通分论坛。为配合“一带一路”布局,其计划与重庆渝新欧集团合作,积极参与“关铁通”项目,参与“中欧班列”及“陆海贸易新通道”的建设,助力打造国际物流枢纽和内陆开放高地。
“接下来,除了更新现有软件和算法,并进行硬件创新之外,我们还将有AI人工智能的接入、机器操作、电子检疫犬等,积极拥抱新技术。”苗齐田说,无滑环、超大型、移动港、无人化,是他们面向未来,更新升级安检行业的重要着力点。