CN111458760A - 跨境物品图像查验方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种跨境物品查验方法及系统，方法包括：通过CT检测装置扫描位于传送带上包裹内的至少一个跨境物品，生成每个描跨境物品的多个断面图像并获取每个跨境物品的密度和原子序数；根据每个跨境物品的多个断面图像和密度生成跨境物品的三维图像；基于跨境物品的三维图像、密度和原子序数判断跨境物品是否属于管制物品、疑似毒品或疑似爆炸物；若判断跨境物品为疑似毒品或疑似爆炸物，则对跨境物品进行标记；通过中子检测装置探测包裹内被标记的跨境物品的毒爆物相关元素的比值和含量；根据毒爆物相关元素的比值和含量判断跨境物品是否为毒品或爆炸物。提高对毒品和爆炸物查验的准确性，降低人工查验的风险，并提高跨境物品的查验效率。
Description
技术领域
本发明涉及跨境物品安检领域，更具体地，涉及一种跨境物品图像查验方法及系统。
背景技术
现有跨境物品主要包括国际快递等物流包裹，由于不便于对包裹进行拆包检查，查验方式主要采用传统的X光图片违禁品检测，它的主要目的是在伪彩色处理后的二维X光图片中检测其是否包含违禁品，如刀和枪，并能在复杂的遮挡干扰情况下定位违禁品，为人工开箱查验提供线索。
目前的X光图片违禁品检测以人工查验为主，相关工作人员需要时刻监视画面，并在较短的时间内给出人工判定结果，而且二维的X光图片仅能够显示出被检查物品的二维轮廓，容易遗漏。
同时，X射线成像技术虽然可以实现对常见行李箱中不同物品的密度分辨，对箱包夹层毒品藏匿具有显著排查效果，但无法识别物品的元素种类；另外，很多爆炸物密度与常见生活用品接近，因而，只从密度上探测爆炸物会经常发生漏检和虚警现象。不仅完全满足不了跨境物品物流安检中高速、大量的需求，而且人工查验若遗漏违禁品，则可能会引发严重后果。
因此，需要提出一种跨境物品图像查验方法，准确识别跨境物品包裹内的违禁物品、减少人工识别难度并提查验效率。
发明内容
本发明的目的是提出一种跨境物品图像查验方法及系统，实现准确识别跨境物品包裹内的违禁物品、减少人工识别难度并提查验效率。
为实现上述目的，本发明提出了一种跨境物品查验方法，包括：
通过CT检测装置扫描位于传送带上包裹内的至少一个跨境物品，生成每个所述描跨境物品的多个断面图像并获取每个所述跨境物品的密度和原子序数；
根据每个跨境物品的所述多个断面图像和所述密度生成所述跨境物品的三维图像；
基于所述跨境物品的所述三维图像、所述密度和所述原子序数判断所述跨境物品是否属于管制物品、疑似毒品或疑似爆炸物；
若判断所述跨境物品为疑似毒品或疑似爆炸物，则对所述跨境物品进行标记；
通过中子检测装置探测所述包裹内被标记的所述跨境物品的毒爆物相关元素的比值和含量；
根据所述毒爆物相关元素的比值和含量判断所述跨境物品是否为毒品或爆炸物。
可选地，根据每个跨境物品的所述多个断面图像生成所述跨境物品的三维图像包括：
根据每个跨境物品的所述多个断面图像，采用多层面重建算法生成所述跨境物品的三维图像。
可选地，生成所述跨境物品的三维图像之后，还包括：
根据所述跨境物品的所述密度和所述原子序数识别所述跨境物品的种类；以及，
根据所述物品的种类将所述跨境物品的所述三维图像显示为不同的颜色。
可选地，根据每个跨境物品的所述多个断面图像生成所述跨境物品的三维图像的同时，还包括：记录每个所述跨境物品在所述包裹中的空间位置；
所述对所述跨境物品进行标记包括：
对所述跨境物品的空间位置进行标记。
可选地，通过中子检测装置探测所述包裹内被标记的所述跨境物品的毒爆物相关元素的比值和含量包括：
通过中子检测装置探测所述包裹内被标记的所述跨境物品的碳元素、氢元素、氧元素和氮元素的比值和含量。
本发明还提出一种跨境物品图像查验系统，包括：
CT检测装置、中子检测装置和安检主控显示单元，所述CT检测装置和所述中子检测装置沿传送带的传送方向依次设置，所述CT检测装置和所述中子检测装置分别与所述安检主控显示单元通信连接；
所述CT检测装置用于扫描位于传送带上包裹内的至少一个跨境物品，生成每个所述描跨境物品的多个断面图像并获取每个所述跨境物品的密度和原子序数；
所述中子检测装置用于探测所述包裹内被标记的所述跨境物品的毒爆物相关元素的比值和含量；
所述安检主控显示单元用于根据每个跨境物品的所述多个断面图像和所述密度生成所述跨境物品的三维图像，并基于所述跨境物品的所述三维图像、所述密度和所述原子序数判断所述跨境物品是否属于管制物品、疑似毒品或疑似爆炸物；
其中，若所述安检主控显示单元判断所述跨境物品为疑似毒品或疑似爆炸物，则对所述跨境物品进行标记并控制中子检测装置对所述包裹内被标记的所述跨境物品进行探测，以及根据所述毒爆物相关元素的比值和含量判断所述跨境物品是否为毒品或爆炸物。
可选地，所述安检主控显示单元内置图像重建系统，所述图像重建系统采用多层面重建算法根据每个跨境物品的所述多个断面图像生成所述跨境物品的三维图像，并根据所述跨境物品的所述密度和所述原子序数识别所述跨境物品的种类以及根据所述跨境物品的种类将所述跨境物品的所述三维图像显示为不同的颜色。
可选地，所述CT检测装置为双能CT扫描设备，所述双能CT扫描设备包括设有进口和出口的第一屏蔽箱体以及位于所述第一屏蔽箱体内的机械转环，所述机械转环围绕所述传送带，所述机械转环的一侧设置有设有多个X射线源，另一侧设有与所述多个X射线源相对的X射线探测器。
可选地，所述中子检测装置包括设有进口和出口的第二屏蔽箱体以及位于所述第二屏蔽箱体内的中子探测器；所述中子探测器包括设置于所述屏蔽箱体内一侧的中子源和设置于所述屏蔽箱体内另一侧用于接收中子源射线的中子探测器。
可选地，所述毒爆物元素包括碳元素、氢元素、氧元素和氮元素。
本发明的有益效果在于：
通过CT检测装置扫面包裹内的跨境物品获取跨境物品的密度、原子序数以及多个断面图像，基于跨境物品的三维图像、密度和原子序数能够判断跨境物品是否属于管制物品、疑似毒品或疑似爆炸物，对疑似毒品或疑似爆炸物进行标记，通过中子检测装置只对被标记的物品进行探测，并基于探测出的毒爆物相关元素的比值和含量判断跨境物品是否为毒品或爆炸物，通过显示的三维图像便于人工识别或机器自动识别，降低视觉查验的难度、避免遗漏并提高查验效率，只对被标记的疑似毒品或爆炸物品进行成分检测，提高了对毒品和爆炸物检测的准确性，有效避免了人工查验的风险并提高查验效率。
本发明的装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，在本发明示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了根据本发明的一种跨境物品查验方法的步骤图。
图2示出了根据本发明的一个实施例的一种跨境物品查验系统的示意图。
附图标记说明：
1、CT检测装置；2、中子检测装置；3、安检主控显示单元；4、传送带；5、包裹。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明。虽然附图中显示了本发明的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
实施例1
图1示出了根据本发明的一种跨境物品查验方法的步骤图。
如图1所示，根据本发明的一种跨境物品查验方法，包括：
通过CT检测装置扫描位于传送带上包裹内的至少一个跨境物品，生成每个描跨境物品的多个断面图像并获取每个跨境物品的密度和原子序数；
根据每个跨境物品的多个断面图像和密度生成跨境物品的三维图像；
基于跨境物品的三维图像、密度和原子序数判断跨境物品是否属于管制物品、疑似毒品或疑似爆炸物；
若判断跨境物品为疑似毒品或疑似爆炸物，则对跨境物品进行标记；
通过中子检测装置探测包裹内被标记的跨境物品的毒爆物相关元素的比值和含量；
根据毒爆物相关元素的比值和含量判断跨境物品是否为毒品或爆炸物。
具体地，通过CT检测装置扫面包裹内的跨境物品获取跨境物品的密度、原子序数以及多个断面图像，基于跨境物品的三维图像、密度和原子序数能够判断跨境物品是否属于管制物品、疑似毒品或疑似爆炸物，对疑似毒品或疑似爆炸物进行标记，通过中子检测装置只对被标记的物品进行探测，并基于探测出的毒爆物相关元素的比值和含量判断跨境物品是否为毒品或爆炸物，通过显示的三维图像便于对枪械、道具及其零部件等违禁物品进行人工识别或机器自动识别，降低视觉查验的难度、避免遗漏并提高查验效率，只对被标记的疑似毒品或爆炸物品进行成分检测，提高了对毒品和爆炸物检测的准确性，有效避免了人工查验的风险并提高查验效率。
在一个示例中，根据每个跨境物品的多个断面图像生成跨境物品的三维图像包括：
根据每个跨境物品的多个断面图像，采用多层面重建算法生成跨境物品的三维图像。
具体地，CT检测装置扫描得到数据是包裹内跨境物品断层的二维图像，可以采用现有的多层面重建算法将多个二维图形重建为物品的三维图像，或者采用现有的最大密度投影(MIP)、表面阴影遮盖(SSD)、容积漫游技术(VRT)、曲面重建(CPR)等方法进行三维重建，关于三维重建本领域技术人员容易实现，此处不再赘述。
进一步地，本实施例中还可以采用现有的人工智能算法进行跨境物品的图像自动识别，通过采用大数据训练神经网络等现有方法对识别出的三维物体进行图像自动识别，提高识别精度并减轻安检人员的工作量，进一步提高查验效率。
在一个示例中，生成跨境物品的三维图像之后，还包括：
根据跨境物品的密度和原子序数识别跨境物品的种类；以及，
根据物品的种类将跨境物品的三维图像显示为不同的颜色。
具体地，本实施例中的CT检测装置采用现有的双能CT设备，根据不同物质对X射线吸收程度的不同，其能够准确识别出物品的有效原子序列和密度，进而判断出物品的种类，如有机物、无机物等，对于双能CT设备的具体型号本领域工作人员可自行选择，此处不再赘述。
进一步地，为便于安检人员的视觉查验，可以对跨境物品的三维图像根据识别出的种类，将不同物品进行伪彩设置，便于安检人员对疑似物品的人工判断，一般的，可以将单件衣服、薄塑料、少量纸张显示为浅黄色，将香皂、番笕、炸药、毒品、木器、皮革制品等显示为桔黄色，将书本、纸张、纸币、高浓度液体、大袋米面等显示为深橙色，将铜、铁、锌等无机物显现、电击器、枪弹、枪槽弹、枪和刀具等显现为深浅不同的蓝色，将不锈钢制品、电缆等显示为深浅不同的绿色，以及将重金属或很厚无法穿透的物体显示为赤色。其中，显示为黄色或者橙色，则需要安检员打开包裹进行检查了，有肯能该物品是违禁的危险性物品，爆炸物或者毒品等。
在一个示例中，根据每个跨境物品的多个断面图像生成跨境物品的三维图像的同时，还包括：记录每个跨境物品在包裹中的空间位置；
对跨境物品进行标记包括：
对跨境物品的空间位置进行标记。
具体地，为提高查验效率，避免对整个包裹内所有的跨境物品重复检测，只对疑似毒品或疑似爆炸物在包裹中的空间位置进行标记，并只对疑似毒品或疑似爆炸物进行二次确认检测，提高检测效率。
在一个示例中，通过中子检测装置探测包裹内被标记的跨境物品的毒爆物相关元素的比值和含量包括：
通过中子检测装置探测包裹内被标记的跨境物品的碳元素、氢元素、氧元素和氮元素的比值和含量。
具体地，由于CT检测装置(如双能CT设备)仅能够检测出物品的种类为有机物或无机物等类别，但如法确认出有机物的具体成分，例如糖、毒品或炸药均为有机物，因此仅能够通过CT检测装置判断出跨境物品属于有机物，但无法确定其具体是糖、毒品还是炸药，因此本发明增加了中子检测装置，进一步对毒品、炸药等违禁物进行查验。
其中，中子检测装置为现有技术，其主要包括高精度的中子源、中子探测器和γ射线探测器。具体原理为运用中子照射被检测物，通过元素衰变，辐射出具有元素特征属性的中子或者γ射线，从而判断被检测物中C、H、O、N元素含量的比值和含量，以确定是否是爆炸物或毒品。
实施例2
如图2所示，本发明实施例还提出一种跨境物品图像查验系统，包括：
CT检测装置1、中子检测装置2和安检主控显示单元3，CT检测装置1和中子检测装置2沿传送带4的传送方向依次设置，CT检测装置1和中子检测装置2分别与安检主控显示单元3通信连接；
CT检测装置1用于扫描位于传送带4上包裹5内的至少一个跨境物品，生成每个描跨境物品的多个断面图像并获取每个跨境物品的密度和原子序数；
中子检测装置2用于探测包裹5内被标记的跨境物品的毒爆物相关元素的比值和含量；
安检主控显示单元3用于根据每个跨境物品的多个断面图像和密度生成跨境物品的三维图像，并基于跨境物品的三维图像、密度和原子序数判断跨境物品是否属于管制物品、疑似毒品或疑似爆炸物；
其中，若安检主控显示单元3判断跨境物品为疑似毒品或疑似爆炸物，则对跨境物品进行标记并控制中子检测装置2对包裹5内被标记的疑似毒品或疑似爆炸物的跨境物品进行探测，以及根据毒爆物相关元素的比值和含量判断该跨境物品是否为毒品或爆炸物。
具体地，通过显示的三维图像便于人工识别或机器自动识别，降低视觉查验的难度、避免遗漏并提高查验效率，只对被标记的疑似毒品或爆炸物品进行成分检测，提高了对毒品和爆炸物检测的准确性，有效避免了人工查验的风险并提高查验效率。
在一个示例中，安检主控显示单元3内置图像重建系统，图像重建系统采用多层面重建算法根据每个跨境物品的多个断面图像生成跨境物品的三维图像，并根据跨境物品的密度和原子序数识别跨境物品的种类以及根据跨境物品的种类将跨境物品的三维图像显示为不同的颜色。具体伪彩设置方案如上述实施例中所述。
在一个示例中，CT检测装置1为双能CT扫描设备，双能CT扫描设备包括设有进口和出口的第一屏蔽箱体以及位于第一屏蔽箱体内的机械转环，机械转环围绕传送带4，机械转环的一侧设置有设有多个X射线源，另一侧设有与多个X射线源相对的X射线探测器。
具体地，本实施例的CT检测装置1包括能够容纳传送带4和包裹5通过的第一屏蔽箱，其内部设有围绕传送带4的机械转环，机械转环的轴线水平设置，被扫描的包裹5能够在其中通过，机械转环上相对的两侧分别设置有多个X射线源和X射线探测器，包裹5进入第一屏蔽箱内以后停止传送，安检主控显示单元3控制机械转环旋转并沿水平方向滑动螺旋扫描包裹5内的跨境物品，X射线源发射出的X射线穿过跨境物品被X射线探测器接收，根据X射线探测器接收到的检测值即可获取跨境物品的连续断面图像。采用双能CT设备滑环连续螺旋扫描的方式对跨境物品进行扫描，能够快速获得跨境物品连续的多个断面图像，对三维重建显示技术提供有力的支持。需要说明的是，双能CT设备的为现有技术，此处不再赘述。
在一个示例中，中子检测装置2包括设有进口和出口的第二屏蔽箱体以及位于第二屏蔽箱体内的中子探测器；中子探测器包括设置于屏蔽箱体内一侧的中子源和设置于屏蔽箱体内另一侧用于接收中子源射线的中子探测器。
具体地，本实施例的中子检测装置2包括能够容纳传送带4和包裹5通过的第二屏蔽箱，其内部一侧设有中子源(即中子发生器)，另一侧设有用于接收中子源射线的中子探测器，中子发生器产生的脉冲快中子照射待测量的包裹5，其能够对包括碳元素、氢元素、氧元素和氮元素等毒爆物元素进行成分检测。其原理为，中子源发射出快中子脉冲，在快中子脉冲宽度内中子探测器测量快中子引起的C和O的非弹性散射产生的y射线来确定物品中的C和O的含量。在两脉冲间隔内就通过测量热中子引起的N和H俘获y射线来确定物品的N和H含量，由物品中C、N、O、H四种元素的含量比就可以识别是否为毒品、爆炸物及其类别。其中，中子源主要包括种子管，中子探测器主要包括γ探测器和NaI(Tl)闪烁晶体以及配套的信号转换器、传感器等。中子探测技术为现有技术，对于第二屏蔽箱的大小形状、中子源的强度参数、中子探测器的具体配置等，本领域技术人员可根据实际需求具体设计，此处不再赘述。
在一个示例中，还可以在于在中子检测装置后方设置，分拣装置与主控显示单元电连接，分拣装置可以为机械手臂；
机械手臂用于当主控显示单元判断跨境物品属于管制物品时将对跨境物品分拣至人工查验台进行人工查验，或者当主控显示单元判断爆炸物品属于毒品或爆炸物时将跨境物品进行防爆处理。
在一个示例中，安检主控显示单元3包括触控显示屏，触控显示屏用于显示跨境物品的三维图像，操作人员可以通过触控操作对三维图像进行旋转。便于对疑似违禁物品进行多角度的查验。
综上，本发明通过CT检测装置1扫描包裹5生成跨境物品的三维图像，同时获取跨境物品的密度、原子序数，通过对三维图像进行伪彩设置，基于形状和颜色便于人工或机器进行多角度识别判断，基于密度和原子序数能够识别出是否为疑似毒品或疑似爆炸物，进一步结合中子检测装置能够对疑似毒品或疑似爆炸物进行二次识别，在不进行拆包的前提下，有效提高对毒品和爆炸物查验的准确性，降低人工查验的风险，并提高跨境物品的查验效率。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。
Claims (10)
1.一种跨境物品查验方法，其特征在于，包括：
通过CT检测装置扫描位于传送带上包裹内的至少一个跨境物品，生成每个所述描跨境物品的多个断面图像并获取每个所述跨境物品的密度和原子序数；
根据每个跨境物品的所述多个断面图像和所述密度生成所述跨境物品的三维图像；
基于所述跨境物品的所述三维图像、所述密度和所述原子序数判断所述跨境物品是否属于管制物品、疑似毒品或疑似爆炸物；
若判断所述跨境物品为疑似毒品或疑似爆炸物，则对所述跨境物品进行标记；
通过中子检测装置探测所述包裹内被标记的所述跨境物品的毒爆物相关元素的比值和含量；
根据所述毒爆物相关元素的比值和含量判断所述跨境物品是否为毒品或爆炸物。
2.根据权利要求1所述的跨境物品图像查验方法，其特征在于，根据每个跨境物品的所述多个断面图像生成所述跨境物品的三维图像包括：
根据每个跨境物品的所述多个断面图像，采用多层面重建算法生成所述跨境物品的三维图像。
3.根据权利要求2所述的跨境物品图像查验方法，其特征在于，生成所述跨境物品的三维图像之后，还包括：
根据所述跨境物品的所述密度和所述原子序数识别所述跨境物品的种类；以及，
根据所述物品的种类将所述跨境物品的所述三维图像显示为不同的颜色。
4.根据权利要求1所述的跨境物品图像查验方法，其特征在于，根据每个跨境物品的所述多个断面图像生成所述跨境物品的三维图像的同时，还包括：记录每个所述跨境物品在所述包裹中的空间位置；
所述对所述跨境物品进行标记包括：
对所述跨境物品的空间位置进行标记。
5.根据权利要求1所述的跨境物品图像查验系统，其特征在于，通过中子检测装置探测所述包裹内被标记的所述跨境物品的毒爆物相关元素的比值和含量包括：
通过中子检测装置探测所述包裹内被标记的所述跨境物品的碳元素、氢元素、氧元素和氮元素的比值和含量。
6.一种跨境物品图像查验系统，其特征在于，包括：
CT检测装置、中子检测装置和安检主控显示单元，所述CT检测装置和所述中子检测装置沿传送带的传送方向依次设置，所述CT检测装置和所述中子检测装置分别与所述安检主控显示单元通信连接；
所述CT检测装置用于扫描位于传送带上包裹内的至少一个跨境物品，生成每个所述描跨境物品的多个断面图像并获取每个所述跨境物品的密度和原子序数；
所述中子检测装置用于探测所述包裹内被标记的所述跨境物品的毒爆物相关元素的比值和含量；
所述安检主控显示单元用于根据每个跨境物品的所述多个断面图像和所述密度生成所述跨境物品的三维图像，并基于所述跨境物品的所述三维图像、所述密度和所述原子序数判断所述跨境物品是否属于管制物品、疑似毒品或疑似爆炸物；
其中，若所述安检主控显示单元判断所述跨境物品为疑似毒品或疑似爆炸物，则对所述跨境物品进行标记并控制中子检测装置对所述包裹内被标记的所述跨境物品进行探测，以及根据所述毒爆物相关元素的比值和含量判断所述跨境物品是否为毒品或爆炸物。
7.根据权利要求6所述的跨境物品图像查验系统，其特征在于，所述安检主控显示单元内置图像重建系统，所述图像重建系统采用多层面重建算法根据每个跨境物品的所述多个断面图像生成所述跨境物品的三维图像，并根据所述跨境物品的所述密度和所述原子序数识别所述跨境物品的种类以及根据所述跨境物品的种类将所述跨境物品的所述三维图像显示为不同的颜色。
8.根据权利要求1所述的跨境物品图像查验系统，其特征在于，所述CT检测装置为双能CT扫描设备，所述双能CT扫描设备包括设有进口和出口的第一屏蔽箱体以及位于所述第一屏蔽箱体内的机械转环，所述机械转环围绕所述传送带，所述机械转环的一侧设置有设有多个X射线源，另一侧设有与所述多个X射线源相对的X射线探测器。
9.根据权利要求1所述的跨境物品图像查验系统，其特征在于，所述中子检测装置包括设有进口和出口的第二屏蔽箱体以及位于所述第二屏蔽箱体内的中子探测器；所述中子探测器包括设置于所述屏蔽箱体内一侧的中子源和设置于所述屏蔽箱体内另一侧用于接收中子源射线的中子探测器。
10.根据权利要求1所述的跨境物品图像查验系统，其特征在于，所述毒爆物元素包括碳元素、氢元素、氧元素和氮元素。
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| CN202010350136.0A CN111458760A (zh) | 2020-04-28 | 2020-04-28 | 跨境物品图像查验方法及系统 |
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