2017年8月31日上午，河南郵政口岸使用同方威視檢驗檢疫專用CT對國際郵件進行檢疫查驗時從一個來自馬來西亞的掛號郵件內(nèi)查獲4只大型甲蟲和20只螞蟻。

過境郵包一字碼開，通過傳送帶送進設(shè)備一端，很快便從設(shè)備另一端出來了。

其中的物品，通過掃描圖像比對，一目了然，無所遁形。

這是海關(guān)的過境貨物查驗。而整個過程，僅僅花了幾十秒鐘的時間。

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動植物檢疫智能查驗系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用”項目, 在“雙能X射線CT無損檢測技術(shù)”上，成功實現(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)獎一等獎。項目在國內(nèi)外首次提出使用CT方法進行動植物查驗這一重要技術(shù)路線，目前，已查獲多起非法夾帶的活體螞蟻、甲蟲、毒蛇、植物盆景等動植物違禁品，在生態(tài)環(huán)境保護、嚴(yán)防外來物種入侵領(lǐng)域創(chuàng)造了顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。

更高效的“雙能CT”，改變動植物檢疫方式

“改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展、國際交流的日益頻繁，進出境旅客數(shù)量和國際郵件數(shù)量出現(xiàn)了快速的增長，隨之而來的外來動植物、疫病疫情的入侵形勢也日益嚴(yán)峻。”該項目負(fù)責(zé)人、同方威視董事長兼總裁陳志強講道，這給我們的安檢行業(yè)提出了越來越高的要求。

農(nóng)業(yè)部和國家質(zhì)檢總局發(fā)布的1712號公告中明確了禁止攜帶和郵寄入境的檢疫物，涉及動植物及其產(chǎn)品等16大類的近百萬種商品，動植物檢疫不僅在種類和數(shù)量上遠遠多于醫(yī)療診斷和爆炸物檢測，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)值特征很難進行有效檢出。

更好的安檢體驗離不開對于圖像的真實還原。此前，動植物檢疫查驗的先進技術(shù)裝備僅為X射線透視安檢機。由于透視影像存在物體重疊，很大程度上干擾了判圖，難以有效識別，給快速、準(zhǔn)確查驗帶來困難。雙能X射線CT無損檢測技術(shù)通過雙能材料分解和物質(zhì)分類算法獲得待檢測物品內(nèi)部的三維結(jié)構(gòu)和成分信息，實現(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，而我們是通過加入了雙素，使得有機物和無機物能夠分別顯現(xiàn)出不同的顏色，肉眼一下子就能區(qū)分。因而具有很強的辨識度。”陳志強說。

在此基礎(chǔ)之上，“出入境檢疫”的應(yīng)用場景更需要盡可能地“快”。“以上海虹橋郵件中心為例，其日均入境包裹數(shù)量達6萬多件，每小時查驗數(shù)量超過7500件。要在短時間內(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)用中所無法想象的。”陳志強告訴記者，團隊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)，有效提升了查驗通過率，通過硬件、軟件、算法的共同提升，實現(xiàn)了完全還原成三維圖像的快速化。

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

面向市場需求,加快成果轉(zhuǎn)化

雙能CT動植物檢疫智能查驗系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用從首次提出，到成熟應(yīng)用，花了近20年的時間。在此過程中，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、計算機科學(xué)和信息技術(shù)等眾多領(lǐng)域的頂尖人才，開展聯(lián)合研發(fā)探索，實現(xiàn)了高校科研力量與市場需求的緊密對接。

上世紀(jì)90年代，陳志強就成功研制了一系列具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高科技成果，并形成了“帶土移植，回報苗圃”的科技成果轉(zhuǎn)化思路。同時，項目團隊在開拓海外市場的過程中發(fā)現(xiàn)，用戶除了會買標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品之外，還總是會帶有一些特殊的需求，希望某些地方能夠改進，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。通過自身的市場體系、技術(shù)體系、生產(chǎn)體系和工程體系的全鏈條服務(wù)，被動變主動，贏得了市場，節(jié)約了資金，節(jié)約了時間。

2004年，項目團隊開始進行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)對液體進行快速無損檢查的方法，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)進行產(chǎn)品的功能完善和升級換代。

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

2013年，我國物流急速發(fā)展，項目團隊加快了研發(fā)的步伐，用了大概兩年的時間，完成了安檢CT產(chǎn)品的系列化，讓雙能CT系統(tǒng)，實現(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)用場景的需求。

向世界提供源源不斷的創(chuàng)新經(jīng)驗

全球動植物檢疫CT零的突破，使我國成為全球唯一掌握動植物CT檢疫技術(shù)的國家。先后在國內(nèi)23個重點口岸投入使用，創(chuàng)造了顯著的經(jīng)濟和社會效益。

“本項目在國外市場取得了重大突破，源源不斷地向世界提供著高科技產(chǎn)品和先進的創(chuàng)新經(jīng)驗。”同方威視高級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”沿線國家推廣應(yīng)用，同時也成功進入荷蘭、挪威、澳大利亞等發(fā)達國家市場。在今年的“一帶一路”國際合作高峰論壇上，作為企業(yè)代表，同方威視參加了企業(yè)家大會和貿(mào)易暢通分論壇。為配合“一帶一路”布局，其計劃與重慶渝新歐集團合作，積極參與“關(guān)鐵通”項目，參與“中歐班列”及“陸海貿(mào)易新通道”的建設(shè)，助力打造國際物流樞紐和內(nèi)陸開放高地。

截至目前，該雙能CT研發(fā)項目共獲授權(quán)國內(nèi)外發(fā)明專利172項，核心技術(shù)已成功實現(xiàn)科技成果轉(zhuǎn)化，成為具有自主知識產(chǎn)權(quán)的原創(chuàng)性高科技產(chǎn)品。“雙能X射線CT無損檢測技術(shù)通過雙能材料分解和物質(zhì)分類算法獲得待檢測物品內(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)無損檢測和反恐安檢等領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。”陳志強說。

如今研究團隊更是勇敢進入“技術(shù)無人區(qū)”，研制出“人無我有”的單一來源獨家供貨，具有自主知識產(chǎn)權(quán)和定價權(quán)的高科技產(chǎn)品。最新研制出的無滑環(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)品即將進入批量裝備階段。

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