安全检查装置和方法与流程

本发明的实施例涉及安检领域，尤其涉及一种安全检查装置和方法。

背景技术：

当前，对行李物品的安检主要包括化学方法(如离子迁移)、电磁方法、中子方法和射线方法。其中，应用最为广泛的当属X射线方法。这种方法包括两个分支：第一种方法是采用X射线实现二维扫描；第二种是采用X射线CT技术。

利用计算机层析X射线摄像(CT)技术对物品进行检查，能够获知被检物体的密度信息和原子序数信息。随着CT安检速度的不断提升，该项技术的应用领域越来越大。

但是，CT技术只能识别出行李中的嫌疑物品，但无法告知嫌疑物品的具体物质种类。例如，利用CT技术可以识别出行李中的毒品，但无法确认该毒品的具体种类。

对于这种情况，需要将该嫌疑物送至专业实验室进行详细分析。这给安检工作带来极大不便，无法对现场嫌疑物进行第一时间的处理。

技术实现要素：

针对现有技术中的一个或多个问题，提出了一种整合了CT检测设备和拉曼光谱检测设备的安全检查装置及方法。

本发明的实施例提供了一种安全检查装置，包括：CT检测设备和拉曼光谱检测设备，其中，所述CT检测设备包括：CT扫描器，布置成对待测物进行扫描以生成CT图像，图像识别器，布置成对所述CT图像进行识别以检查待测物中是否存在嫌疑危险品，和物品标记器，所述物品标记器布置成在存在嫌疑危险品的待测物上制作预定的标记；且所述拉曼光谱检测设备包括：拉曼光谱测量装置，布置成提取待测物中的嫌疑危险品的拉曼光谱，拉曼光谱比对装置，布置成将所述嫌疑危险品的拉曼光谱与已知成分的拉曼光谱进行比对以确定嫌疑危险品的成分，和物品标记识别器，所述物品标记识别器布置成识别所述待测物中的所述预定的标记。

在一实施例中，所述安全检查装置还包括：信息记录设备，布置成记录由所述物品标记识别器所识别的标记和具备该预定的标记的待测物的所述CT图像以及嫌疑危险品的成分。

在一实施例中，所述物品标记器为二维码生成器，所述标记为二维码，所述物品标记识别器为二维码识别器。

在一实施例中，所述安全检查装置还包括视频采集设备，所述视频采集设备布置成采集所述待测物及所述待测物的携带者的视频。

在一实施例中，同一待测物的所述标记、所述CT图像、所述视频以及嫌疑危险品的成分被关联地记录。

在一实施例中，所述安全检查装置还包括位于所述CT检测设备和拉曼光谱检测设备之间的物品输送装置，所述物品输送装置具有传送器，所述传送器用于将待测物从CT检测设备传送给拉曼光谱检测设备，其中，所述传送器上设置有筛分器，所述筛分器用于识别待测物上的所述标记以将具有所述标记的待测物朝向所述拉曼光谱检测设备传送而将没有所述标记的待测物送出所述安全检查装置。

本发明的实施例提供了一种安全检查方法，包括步骤：利用CT扫描器对待测物进行扫描以生成CT图像并检查待测物中是否存在嫌疑危险品；在存在嫌疑危险品的待测物上制作预定的标记；识别所述待测物中的所述预定的标记；和提取具有所述预定的标记的待测物中的嫌疑危险品的拉曼光谱并与已知成分的拉曼光谱进行比对以确定嫌疑危险品的成分。

在一实施例中，所述安全检查方法还包括：记录所识别的标记和具备该预定标记的待测物的所述CT图像以及由所述拉曼光谱检测设备检测的结果。

在一实施例中，所述的安全检查方法还包括采集所述待测物及所述待测物的携带者的视频，并将具备该预定标记的待测物及其携带者的视频与具备该预定标记的待测物的所述CT图像以及所述嫌疑危险品的成分关联地记录。

在一实施例中，所述标记为二维码。

根据本发明的实施例的安全检查装置和安全检查方法，融合了CT扫描成像技术和拉曼光谱检测技术，既能够对包装体内部的空间进行扫描来确认嫌疑危险品，又能够准确确定嫌疑危险品的具体成分。这种安全检查装置和安全检查方法兼顾了检测效率和准确性，尤其适用于机场、车站等地的行李包裹安全检查。

附图说明

为了更好的理解本发明，将根据以下附图对本发明的实施例进行描述：

图1示出了根据本发明实施例的安全检查装置的示意图；

图2示出了根据本发明实施例的安全检查装置的待测物传送方式的示意图；

图3示出了根据本发明实施例的安全检查方法的流程图；以及

图4示出了采用根据本发明实施例的安全检查装置检测行李物品的示意图。

附图没有对实施例的所有电路或结构进行显示。贯穿所有附图相同的附图标记表示相同或相似的部件或特征。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号表示相同或相似的部件。下述参照附图对本发明实施方式的说明旨在对本发明的总体发明构思进行解释，而不应当理解为对本发明的一种限制。

根据本发明的总体构思，提供一种安全检查装置，包括：CT检测设备，布置成对待测物进行扫描以生成CT图像并检查待测物中是否存在嫌疑危险品；和拉曼光谱检测设备，布置成提取待测物中的嫌疑危险品的拉曼光谱并将所述嫌疑危险品的拉曼光谱与已知成分的拉曼光谱进行比对以确定嫌疑危险品的成分物品标记器，其中所述CT检测设备包括物品标记器，所述物品标记器布置成在存在嫌疑危险品的待测物上制作预定的标记，且所述拉曼光谱检测设备包括物品标记识别器，所述物品标记识别器布置成识别所述待测物中的所述预定的标记。

另外，在下面的详细描述中,为便于解释,阐述了许多具体的细节以提供对本披露实施例的全面理解。然而明显地，一个或更多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。

图1示出了根据本发明实施例的安全检查装置100的结构示意图。所述安全检查装置100包括CT检测设备10和拉曼光谱检测设备20。在图1的示例中，所述CT检测设备10包括CT扫描器11、图像识别器12和物品标记器13。所述CT扫描器11布置成对待测物进行扫描以生成CT图像。所述图像识别器12布置成对所述CT图像进行检测以检查待测物中是否存在嫌疑危险品。所述物品标记器13布置成在存在嫌疑危险品的待测物上制作预定的标记。拉曼光谱检测设备20例如可以包括拉曼光谱测量装置21、拉曼光谱比对装置22和物品标记识别器23。拉曼光谱测量装置21布置成提取待测物中的嫌疑危险品的拉曼光谱。拉曼光谱比对装置22布置成将所述嫌疑危险品的拉曼光谱与已知成分的拉曼光谱进行比对以确定嫌疑危险品的成分。物品标记识别器23布置成识别所述待测物中的所述预定的标记。

采用根据本发明的实施例的集成有CT检测设备和拉曼光谱检测设备的安全检查装置，可以弥补CT检测设备难以确定嫌疑危险品(例如毒品、爆炸物、易燃易爆物等)的具体成分的缺陷，而对待测物进行更为全面准确快速的检查。这对于机场、车站等地的行李包裹的检查尤其有益。

在通过对CT图像的分析识别而确定待测物存在嫌疑危险品而需要进一步检测该待测物中的嫌疑危险品的成分时，物品标记器13可以在存在嫌疑危险品的待测物上制作预定的标记，以将该待测物与其CT图像绑定。而拉曼光谱检测设备20中的物品标记识别器23可以识别所述待测物中的所述预定的标记。这一方面可以防止拉曼光谱检测设备20误检测已经被CT检测设备10所排除危险的待测物而影响检测效率，另一方面可以将拉曼光谱检测设备20所确定的该嫌疑危险品的成分也与该待测物绑定以确保基于CT图像的检测结果与基于拉曼光谱的检测结果的对应性。

作为示例，所述物品标记器可以为二维码生成器，所述标记可以为二维码，所述物品标记识别器可以为二维码识别器。二维码具有信息容量大、容错能力强的优势。但这不是必须的，例如也可以采用条形码等其它方式来实现所述标记。

作为示例，CT扫描器11可以采用常规的CT扫描成像装置来形成CT图像。由于CT技术是成熟的技术，在此不再进行详细介绍。图像识别器12用于对CT图像进行识别以检查待测物中是否存在嫌疑危险品。这可以通过判断该CT图像中是否含有嫌疑危险品的图像特征来完成。嫌疑危险品的图像特征可以包括但不限于危险品所具有的特定的颜色(如黑色、棕黄色等)、形状、形态(如液体、固体粉末等)等等。图像识别器12对于CT图像的识别过程可以例如通过任何合适的已知的模式识别等算法来实现。必要时，可以通过人工识别的方式来核实图像识别器12的判断结果是否正确。图像识别器12可以由信号处理装置来实现，也可以由计算机或其它处理器来实现。图像识别器12可以由已知的图像识别装置来实现。

作为示例，拉曼光谱测量装置21可以由已知的拉曼光谱设备来实现，例如可以包括拉曼光学信号采集装置(例如包括激光器、透镜、二向色镜或滤光片等等)和光谱仪。拉曼光谱比对装置22可以由信号处理装置来实现，也可以由计算机或其它处理器来实现。拉曼光谱比对装置22例如可以存储有多种已知成分的危险品的拉曼光谱数据，在接收到来自拉曼光谱测量装置21所测量的嫌疑危险品的拉曼光谱图之后，可以将其与已知成分的拉曼光谱进行比对以确定嫌疑危险品的成分。拉曼光谱比对装置22可以判定测量拉曼光谱图与已知成分的拉曼光谱图的误差是否在预定范围内从而确定嫌疑危险品中是否包含该已知成分。这可以通过计算测量拉曼光谱信号与已知成分的拉曼光谱图的相似度来进行。相似度的计算有多种方法，例如，假定样品的已知成分的拉曼光谱图曲线为A(x)，嫌疑危险品的测量拉曼光谱图曲线为B(x)，在一示例中，采用最大似然算法，可以通过式(1)对两者的相似度进行计算：

其中Corr表示已知成分的参考拉曼光谱图和嫌疑危险品的测量拉曼光谱图的相似度，“·”表示点积运算。

在另一示例中，可以对A(x)和B(x)分别进行采样以各获得n个采样点，分别表示为A₁,A₂,…,A_n以及B₁,B₂,…,B_n，已知成分的拉曼光谱图和嫌疑危险品的测量拉曼光谱图的相似度Corr可以根据式(2)进行计算：

其中，“·”也表示点积运算。

在另一示例中，亦可以对A(x)和B(x)分别进行采样以各获得n个采样点，分别表示为A₁,A₂,…,A_n以及B₁,B₂,…,B_n，已知成分的拉曼光谱图和嫌疑危险品的测量拉曼光谱图的相似度Corr可以根据式(3)进行计算：

上述相似度计算可以针对整个拉曼光谱图进行，也可以仅针对于拉曼光谱图中具有特征部分的局部进行。以上仅是给出了一些相似度计算的示例，本领域技术人员所知的一些其他的相似度计算方法也是可行的。判定嫌疑危险品的测量拉曼光谱图与已知成分的拉曼光谱图的误差是否在预定范围内，可以通过上述相似度大于一定的阈值来确定。作为示例，该相似度的阈值可以为0.9,0.8等等。

作为示例，判定嫌疑危险品的测量拉曼光谱图与已知成分的拉曼光谱图的误差是否在预定范围内，也可以直接通过峰强检测(幅值检测)和峰位检测(相位检测或拐点检测)来提取特征峰的信息，从而直接将嫌疑危险品的测量拉曼光谱图与已知成分的拉曼光谱图中的这些特征峰的信息进行比较来实现。在此情况下，所述预定范围可以是测量拉曼光谱图与已知成分的拉曼光谱图的对应的特征峰位置之间的偏差的阈值(例如该阈值可以在10至50波数之间)或特征峰峰强之间的偏差的阈值。

在一示例中，安全检查装置100还可以包括信息记录设备30。该信息记录设备30布置成记录由所述物品标记识别器23所识别的标记和具备该预定的标记的待测物的所述CT图像(由CT检测设备10获得)以及嫌疑危险品的成分(由拉曼光谱检测设备20获得)。这可以将待测物(例如行李包裹)、嫌疑危险品、CT检测设备10的检测结果和拉曼光谱检测设备20的检测结果建立清晰的关联，从而易于查找危险品的来源。信息记录设备30例如可以包括计算机、服务器、光盘记录装置、硬盘记录装置等等。

作为示例，图像识别器12和拉曼光谱比对装置22可以是独立设置的两个部件，也可以集成在一起，例如作为一个信号处理装置的两个模块。作为示例，图像识别器12和拉曼光谱比对装置22也可以与信息记录设备30集成在一起。

在一示例中，所述安全检查装置100还可以包括一个或更多个视频采集设备40、50，所述视频采集设备40、50布置成采集所述待测物及所述待测物的携带者的视频。这为安全检查提供了附加的信息。作为示例，同一待测物的所述标记、所述CT图像、所述视频以及嫌疑危险品的成分可以被关联地记录。所谓“关联地记录”是指在记录中，同一待测物的所述标记、所述CT图像、所述视频以及嫌疑危险品的成分被建立清晰的映射关系，例如一一对应，以使得当待测物的任一项上述信息被读取时，同一待测物的其他信息也可以被一起获取。例如，同一待测物的这些信息可以记录在信息记录设备30中的数据库中的同一个关联表中。这样，一旦安全检查装置100检查出待测物具有嫌疑危险品，可以根据所述待测物及所述待测物的携带者的视频来迅速地确认所述嫌疑危险品的来源。

在一示例中，安全检查装置100还可以包括位于所述CT检测设备10和拉曼光谱检测设备20之间的物品输送装置60。所述物品输送装置60具有传送器61，所述传送器61用于将待测物从CT检测设备10传送给拉曼光谱检测设备20。所述传送器61上设置有筛分器62，所述筛分器62用于识别待测物上的所述标记以将具有所述标记的待测物朝向所述拉曼光谱检测设备20传送而将没有所述标记的待测物送出所述安全检查装置100。如图2所示，待测物可以从安全检查装置100的入口70送入CT检测设备10，在经过CT检测设备10检测之后，待测物被传送器61传送经过筛分器62，由筛分器62检测待测物上是否存在由物品标记器13(例如二维码生成器)所做的预定的标记，如果存在所述预定的标记，则允许该待测物被传送器61朝向拉曼光谱检测设备20传送，而如果不存在所述预定的标记，则将该待测物送至安全检查装置100的出口80。传送器61可以例如由传送带、轨道等部件来实现。筛分器62例如可以由标记识别器(例如二维码识别器等)和分流装置(例如用于改变待测物的传送方向的滚轮、机械手等)。借助于物品输送装置60，可以准确地确定哪些待测物应当被朝向拉曼光谱检测设备20传送以防止出现检测错误。

本发明的实施例还提供了一种安全检查方法，包括以下步骤：

S10：利用CT扫描器对待测物进行扫描以生成CT图像并检查待测物中是否存在嫌疑危险品；

S20：在存在嫌疑危险品的待测物上制作预定的标记；

S30：识别所述待测物中的所述预定的标记；和

S40：提取具有所述预定的标记的待测物中的嫌疑危险品的拉曼光谱并与已知成分的拉曼光谱进行比对以确定嫌疑危险品的成分。

借助于上述安全检查方法，可以实现CT扫描和拉曼光谱双重检测，从而既可以实现对待测物(例如行李包裹等)的射线透视检测，又可以确定待测物中嫌疑危险品的成分。需要说明的是，上述步骤S30和S40的执行顺序可以颠倒，也可以同时执行。

如图3所示，如果步骤S10确定待测物中存在嫌疑危险品，则可以结束检查流程。

在一示例中，所述安全检查方法还可以包括：

步骤S50：记录所识别的标记和具备该预定标记的待测物的所述CT图像以及由所述拉曼光谱检测设备检测的结果。

作为示例，所述安全检查方法还可以包括：

步骤S60：采集所述待测物及所述待测物的携带者的视频，并将具备该预定标记的待测物及其携带者的视频与具备该预定标记的待测物的所述CT图像以及所述嫌疑危险品的成分关联地记录。

作为示例，所述标记可以为二维码。例如，可以利用二维码生成器来生成二维码。在一个例子中，可将该二维码纸签粘贴在待测物上。同时，在数据库中，可以对CT图像加以标注该二维码的信息。在另一个例子中，如果待测物(或嫌疑危险品)外包装上已有二维码，也可以利用该二维码生成器扫描该信息，并标注对应的CT图像。在另外一个例子中，还可生成两个二维码纸签，分别粘贴在例如待测物和待测物所属包裹中。

作为示例，所述安全检查方法在所述步骤S20和步骤S40之间还可以包括：

步骤S70：识别待测物上的所述标记，将具有所述标记的待测物传送至拉曼光谱检测设备以执行步骤S40，而将没有所述标记的待测物送出安全检查装置。

作为示例，安全检查装置100还可以包括用于控制CT扫描器11、图像识别器12、物品标记器13、拉曼光谱测量装置21、拉曼光谱比对装置22和物品标记识别器23等部分实现上述安全检查方法的控制器。在一示例中，图像识别器12和拉曼光谱比对装置22可以与该控制器集成在一起。

在本发明的实施例中，嫌疑危险品可以包括但不限于液体物质、粉末状固体、其他类型的固体或溶胶凝胶等物质。

图4示出了根据本发明的实施例的安全检查装置用于行李包裹检测的应用示例。在该示例中，待测物90的携带者91(例如旅客)将待测物90(如行李包裹)从安全检查装置100的入口70送入安全检查装置100进行检查(具体检查由CT检测设备10和拉曼光谱检测设备20执行)，如果检查通过，待测物90将从安全检查装置100的出口80送出，安全检查流程完毕。在检查过程中，作为示例，在利用拉曼光谱检测设备20检测待测物90之前，可以人工开包或借助机械手开包以将嫌疑危险品裸露出来，便于检测。为了进一步提高检查效率，例如，在CT检测设备10对待测物90进行检查时，还可以在CT图像上标记嫌疑危险品的位置，以便于后续更方便地用拉曼光谱检测设备20进行检测。在图4示出的示例中，在安全检查装置100的入口70设置有视频采集设备(例如摄像头)40，在安全检查装置100的出口80也设置有视频采集设备(例如摄像头)50。这些视频采集设备40、50可以用于在入口70和出口80处拍摄待测物90及其携带者91的视频。作为示例，拍摄待测物90的视频和拍摄待测物90的携带者91的视频可以采用不同的视频采集设备，以分别对分辨率及摄像位置进行优化。

以上的详细描述通过使用示意图、流程图和/或示例，已经阐述了上述安全检查装置的众多实施例。在这种示意图、流程图和/或示例包含一个或多个功能和/或操作的情况下，本领域技术人员应理解，这种示意图、流程图或示例中的每一功能和/或操作可以通过各种结构、硬件、软件、固件或实质上它们的任意组合来单独和/或共同实现。在一个实施例中，本发明的实施例所述主题的若干部分可以通过专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)、或其他集成格式来实现。然而，本领域技术人员应认识到，这里所公开的实施例的一些方面在整体上或部分地可以等同地实现在集成电路中，实现为在一台或多台计算机上运行的一个或多个计算机程序(例如，实现为在一台或多台计算机系统上运行的一个或多个程序)，实现为在一个或多个处理器上运行的一个或多个程序(例如，实现为在一个或多个微处理器上运行的一个或多个程序)，实现为固件，或者实质上实现为上述方式的任意组合，并且本领域技术人员根据本公开，将具备设计电路和/或写入软件和/或固件代码的能力。此外，本领域技术人员将认识到，本公开所述主题的机制能够作为多种形式的程序产品进行分发，并且无论实际用来执行分发的信号承载介质的具体类型如何，本公开所述主题的示例性实施例均适用。信号承载介质的示例包括但不限于：可记录型介质，如软盘、硬盘驱动器、光盘(CD、DVD)、数字磁带、计算机存储器等；以及传输型介质，如数字和/或模拟通信介质(例如，光纤光缆、波导、有线通信链路、无线通信链路等)。

虽然结合附图对本发明进行了说明，但是附图中公开的实施例旨在对本发明优选实施方式进行示例性说明，而不能理解为对本发明的一种限制。附图中的尺寸比例仅仅是示意性的，并不能理解为对本发明的限制。

虽然本发明总体构思的一些实施例已被显示和说明，本领域普通技术人员将理解，在不背离本总体发明构思的原则和精神的情况下，可对这些实施例做出改变，本发明的范围以权利要求和它们的等同物限定。