2017年8月31日上午，河南郵政口岸使用同方威視檢驗(yàn)檢疫專用CT對(duì)國(guó)際郵件進(jìn)行檢疫查驗(yàn)時(shí)從一個(gè)來(lái)自馬來(lái)西亞的掛號(hào)郵件內(nèi)查獲4只大型甲蟲(chóng)和20只螞蟻。

過(guò)境郵包一字碼開(kāi)，通過(guò)傳送帶送進(jìn)設(shè)備一端，很快便從設(shè)備另一端出來(lái)了。

其中的物品，通過(guò)掃描圖像比對(duì)，一目了然，無(wú)所遁形。

這是海關(guān)的過(guò)境貨物查驗(yàn)。而整個(gè)過(guò)程，僅僅花了幾十秒鐘的時(shí)間。

由清華大學(xué)和同方威視技術(shù)股份有限公司共同研發(fā)的“雙能CT動(dòng)植物檢疫智能查驗(yàn)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)發(fā)及應(yīng)用”項(xiàng)目, 在“雙能X射線CT無(wú)損檢測(cè)技術(shù)”上，成功實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破和成果轉(zhuǎn)化，獲得2018年度北京市科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。項(xiàng)目在國(guó)內(nèi)外首次提出使用CT方法進(jìn)行動(dòng)植物查驗(yàn)這一重要技術(shù)路線，目前，已查獲多起非法夾帶的活體螞蟻、甲蟲(chóng)、毒蛇、植物盆景等動(dòng)植物違禁品，在生態(tài)環(huán)境保護(hù)、嚴(yán)防外來(lái)物種入侵領(lǐng)域創(chuàng)造了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

更高效的“雙能CT”，改變動(dòng)植物檢疫方式

“改革開(kāi)放以來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展、國(guó)際交流的日益頻繁，進(jìn)出境旅客數(shù)量和國(guó)際郵件數(shù)量出現(xiàn)了快速的增長(zhǎng)，隨之而來(lái)的外來(lái)動(dòng)植物、疫病疫情的入侵形勢(shì)也日益嚴(yán)峻。”該項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、同方威視董事長(zhǎng)兼總裁陳志強(qiáng)講道，這給我們的安檢行業(yè)提出了越來(lái)越高的要求。

農(nóng)業(yè)部和國(guó)家質(zhì)檢總局發(fā)布的1712號(hào)公告中明確了禁止攜帶和郵寄入境的檢疫物，涉及動(dòng)植物及其產(chǎn)品等16大類的近百萬(wàn)種商品，動(dòng)植物檢疫不僅在種類和數(shù)量上遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于醫(yī)療診斷和爆炸物檢測(cè)，而且其形狀多樣，密度、原子序數(shù)等物理屬性和大部分食品、日用品非常接近，僅憑單一數(shù)值特征很難進(jìn)行有效檢出。

更好的安檢體驗(yàn)離不開(kāi)對(duì)于圖像的真實(shí)還原。此前，動(dòng)植物檢疫查驗(yàn)的先進(jìn)技術(shù)裝備僅為X射線透視安檢機(jī)。由于透視影像存在物體重疊，很大程度上干擾了判圖，難以有效識(shí)別，給快速、準(zhǔn)確查驗(yàn)帶來(lái)困難。雙能X射線CT無(wú)損檢測(cè)技術(shù)通過(guò)雙能材料分解和物質(zhì)分類算法獲得待檢測(cè)物品內(nèi)部的三維結(jié)構(gòu)和成分信息，實(shí)現(xiàn)了從平面圖像到立體圖像的轉(zhuǎn)變。

在解決了物體重疊的問(wèn)題之后，如何更加明晰地顯像?那就需要顏色的區(qū)分。“以往醫(yī)院里面都是黑白片子，而我們是通過(guò)加入了雙素，使得有機(jī)物和無(wú)機(jī)物能夠分別顯現(xiàn)出不同的顏色，肉眼一下子就能區(qū)分。因而具有很強(qiáng)的辨識(shí)度。”陳志強(qiáng)說(shuō)。

在此基礎(chǔ)之上，“出入境檢疫”的應(yīng)用場(chǎng)景更需要盡可能地“快”。“以上海虹橋郵件中心為例，其日均入境包裹數(shù)量達(dá)6萬(wàn)多件，每小時(shí)查驗(yàn)數(shù)量超過(guò)7500件。要在短時(shí)間內(nèi)快速完成大量包件的快速掃描，避免包件的滯留，這是工業(yè)、醫(yī)療等CT應(yīng)用中所無(wú)法想象的。”陳志強(qiáng)告訴記者，團(tuán)隊(duì)首次提出了大螺距多拍螺旋CT用于行包檢查的新成像方法，率先實(shí)現(xiàn)了大層厚、快速連續(xù)掃描的核心技術(shù)，有效提升了查驗(yàn)通過(guò)率，通過(guò)硬件、軟件、算法的共同提升，實(shí)現(xiàn)了完全還原成三維圖像的快速化。

“該項(xiàng)目專用于動(dòng)植物檢驗(yàn)檢疫，在通用技術(shù)突破的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了專業(yè)化的突破。”陳志強(qiáng)說(shuō)，考慮到動(dòng)植物檢測(cè)對(duì)輻射劑量的敏感性，CT掃描需要有效控制掃描成像時(shí)的X射線劑量，照射劑量率水平遠(yuǎn)低于醫(yī)療CT掃描，劑量率的降低將帶來(lái)信號(hào)噪聲的增加，給動(dòng)植物查驗(yàn)的準(zhǔn)確性造成影響。他們提出了采用廣義Anscombe變換進(jìn)行CT投影數(shù)據(jù)去噪的方法。此外，還創(chuàng)造性地開(kāi)辟了小窗口式的檢驗(yàn)，只集中在查驗(yàn)人員感興趣的一段，從而使得動(dòng)植物檢測(cè)查驗(yàn)效果更好、效率更高。

面向市場(chǎng)需求,加快成果轉(zhuǎn)化

雙能CT動(dòng)植物檢疫智能查驗(yàn)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)發(fā)及應(yīng)用從首次提出，到成熟應(yīng)用，花了近20年的時(shí)間。在此過(guò)程中，同方威視依托清華大學(xué)在核技術(shù)、高能加速器、輻射成像、計(jì)算機(jī)科學(xué)和信息技術(shù)等眾多領(lǐng)域的頂尖人才，開(kāi)展聯(lián)合研發(fā)探索，實(shí)現(xiàn)了高校科研力量與市場(chǎng)需求的緊密對(duì)接。

上世紀(jì)90年代，陳志強(qiáng)就成功研制了一系列具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高科技成果，并形成了“帶土移植，回報(bào)苗圃”的科技成果轉(zhuǎn)化思路。同時(shí)，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在開(kāi)拓海外市場(chǎng)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，用戶除了會(huì)買(mǎi)標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品之外，還總是會(huì)帶有一些特殊的需求，希望某些地方能夠改進(jìn)，這促使同方威視在產(chǎn)學(xué)研用合作中探索形成了“定制化”生產(chǎn)模式。定制化就是量體裁衣，把過(guò)去科研做完之后再做成果轉(zhuǎn)化、再做產(chǎn)業(yè)化，這樣的“三段式”直接變成“兩段式”，科研直接產(chǎn)業(yè)化，形成了成果轉(zhuǎn)化的新局面。通過(guò)自身的市場(chǎng)體系、技術(shù)體系、生產(chǎn)體系和工程體系的全鏈條服務(wù)，被動(dòng)變主動(dòng)，贏得了市場(chǎng)，節(jié)約了資金，節(jié)約了時(shí)間。

2004年，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)開(kāi)始進(jìn)行CT基礎(chǔ)技術(shù)的研究。2005年，在世界上首次提出了采用雙能DR+CT成像技術(shù)對(duì)液體進(jìn)行快速無(wú)損檢查的方法，并成功地推出了世界第一套X射線CT液體安全檢查系統(tǒng);隨后，結(jié)合世界安全形勢(shì)的需求，繼續(xù)探索把醫(yī)療領(lǐng)域的CT技術(shù)引入到行李/物品安全檢查的可能性，創(chuàng)新性地提出了大間距多排探測(cè)器螺旋掃描方式，研發(fā)出了第一代CT型行李/物品安全檢查系統(tǒng)，并持續(xù)進(jìn)行產(chǎn)品的功能完善和升級(jí)換代。

“第一臺(tái)設(shè)備是2012年正式投入應(yīng)用的。”陳志強(qiáng)告訴記者，2012年，XT2080 CT型行李/物品安全檢查系統(tǒng)順利通過(guò)了歐盟ECAC爆炸物認(rèn)證最高級(jí)別標(biāo)準(zhǔn)三的嚴(yán)格測(cè)試，這使得同方威視成為目前世界上僅有的擁有這一最高級(jí)別認(rèn)證的四家企業(yè)之一。在獲得了中國(guó)民航、歐盟ECAC認(rèn)證后不久，威視CT類產(chǎn)品便成功在國(guó)內(nèi)及海外市場(chǎng)上實(shí)現(xiàn)了銷售突破。

2013年，我國(guó)物流急速發(fā)展，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)加快了研發(fā)的步伐，用了大概兩年的時(shí)間，完成了安檢CT產(chǎn)品的系列化，讓雙能CT系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了從小通道到大通道，從慢速的0.2米/秒到0.5米/秒，適合于不同行業(yè)領(lǐng)域、不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求。

向世界提供源源不斷的創(chuàng)新經(jīng)驗(yàn)

全球動(dòng)植物檢疫CT零的突破，使我國(guó)成為全球唯一掌握動(dòng)植物CT檢疫技術(shù)的國(guó)家。先后在國(guó)內(nèi)23個(gè)重點(diǎn)口岸投入使用，創(chuàng)造了顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

“本項(xiàng)目在國(guó)外市場(chǎng)取得了重大突破，源源不斷地向世界提供著高科技產(chǎn)品和先進(jìn)的創(chuàng)新經(jīng)驗(yàn)。”同方威視高級(jí)副總裁苗齊田非常自豪。他講到，作為世界性創(chuàng)新技術(shù)，目前該系統(tǒng)已在哈薩克斯坦等“一帶一路”沿線國(guó)家推廣應(yīng)用，同時(shí)也成功進(jìn)入荷蘭、挪威、澳大利亞等發(fā)達(dá)國(guó)家市場(chǎng)。在今年的“一帶一路”國(guó)際合作高峰論壇上，作為企業(yè)代表，同方威視參加了企業(yè)家大會(huì)和貿(mào)易暢通分論壇。為配合“一帶一路”布局，其計(jì)劃與重慶渝新歐集團(tuán)合作，積極參與“關(guān)鐵通”項(xiàng)目，參與“中歐班列”及“陸海貿(mào)易新通道”的建設(shè)，助力打造國(guó)際物流樞紐和內(nèi)陸開(kāi)放高地。

截至目前，該雙能CT研發(fā)項(xiàng)目共獲授權(quán)國(guó)內(nèi)外發(fā)明專利172項(xiàng)，核心技術(shù)已成功實(shí)現(xiàn)科技成果轉(zhuǎn)化，成為具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的原創(chuàng)性高科技產(chǎn)品。“雙能X射線CT無(wú)損檢測(cè)技術(shù)通過(guò)雙能材料分解和物質(zhì)分類算法獲得待檢測(cè)物品內(nèi)部的三維結(jié)構(gòu)和成分信息，在醫(yī)療臨床診斷、工業(yè)無(wú)損檢測(cè)和反恐安檢等領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。”陳志強(qiáng)說(shuō)。

如今研究團(tuán)隊(duì)更是勇敢進(jìn)入“技術(shù)無(wú)人區(qū)”，研制出“人無(wú)我有”的單一來(lái)源獨(dú)家供貨，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和定價(jià)權(quán)的高科技產(chǎn)品。最新研制出的無(wú)滑環(huán)靜態(tài)CT和航空集裝箱CT就是典型的在技術(shù)上遙遙領(lǐng)先歐美的新產(chǎn)品;在航空集裝箱CT的研制上大膽創(chuàng)新，顛覆了傳統(tǒng)CT的概念，獲取了CT掃描的完備數(shù)據(jù)。目前，這兩款技術(shù)領(lǐng)先的高科技產(chǎn)品即將進(jìn)入批量裝備階段。

“接下來(lái)，除了更新現(xiàn)有軟件和算法，并進(jìn)行硬件創(chuàng)新之外，我們還將有AI人工智能的接入、機(jī)器操作、電子檢疫犬等，積極擁抱新技術(shù)。”苗齊田說(shuō)，無(wú)滑環(huán)、超大型、移動(dòng)港、無(wú)人化，是他們面向未來(lái)，更新升級(jí)安檢行業(yè)的重要著力點(diǎn)。