利用 X 射線成像增強(qiáng)威脅檢測(cè)

X 射線成像徹底改變了各個(gè)領(lǐng)域的威脅檢測(cè)，為識(shí)別存在安全風(fēng)險(xiǎn)的隱藏物體和材料提供了強(qiáng)大的解決方案。

這項(xiàng)非侵入式技術(shù)充分利用了X射線的穿透力，在機(jī)場(chǎng)、邊境口岸和關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施保護(hù)等場(chǎng)合發(fā)揮著重要作用。最近的技術(shù)進(jìn)步提高了其準(zhǔn)確性、速度和性能，使其成為現(xiàn)代安全戰(zhàn)略的基石。

從倫琴到實(shí)時(shí)

X射線成像技術(shù)始于1895年，當(dāng)時(shí)威廉·康拉德·倫琴發(fā)現(xiàn)了X射線，并由此獲得了第一張X射線圖像。該技術(shù)最初用于醫(yī)療診斷，但其在安全領(lǐng)域的潛力很快得到認(rèn)可，并由此引發(fā)了一系列重大創(chuàng)新。

20世紀(jì)中期，為了應(yīng)對(duì)備受矚目的劫機(jī)事件，X射線成像技術(shù)被整合到安保系統(tǒng)中，尤其是在機(jī)場(chǎng)。早期的系統(tǒng)還處于初級(jí)階段，只能生成簡(jiǎn)單的二維圖像。

20世紀(jì)70年代，計(jì)算機(jī)斷層掃描（CT）技術(shù)的發(fā)展帶來了顯著進(jìn)步，使得三維成像和更細(xì)致的檢查成為可能。如今，數(shù)字射線成像和先進(jìn)的算法進(jìn)一步完善了X射線成像，使其能夠更精準(zhǔn)、更高效地檢測(cè)威脅。

機(jī)器內(nèi)部：X射線成像的工作原理

X射線成像的工作原理是，X射線（一種電磁輻射）能夠以不同的程度穿透不同的材料。當(dāng)X射線穿過物體時(shí)，會(huì)根據(jù)材料的密度和成分被不同程度地吸收。探測(cè)器會(huì)在X射線穿過物體后捕獲它們，并根據(jù)不同的吸收率創(chuàng)建圖像。

現(xiàn)代X射線成像系統(tǒng)采用先進(jìn)的傳感器和探測(cè)器，并結(jié)合強(qiáng)大的軟件算法，生成高分辨率圖像。這些圖像可以實(shí)時(shí)分析，通常借助人工智能 (AI) 進(jìn)行分析，以識(shí)別武器、爆炸物和違禁品等潛在威脅。人工智能的集成增強(qiáng)了X射線系統(tǒng)區(qū)分良性和惡意物品的能力，并實(shí)現(xiàn)了高精度檢測(cè)。

X射線成像在威脅檢測(cè)中的應(yīng)用

X射線成像技術(shù)在增強(qiáng)安防和檢測(cè)威脅方面有著廣泛的應(yīng)用。從保障交通樞紐安全到保護(hù)關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，X射線成像在現(xiàn)代安防協(xié)議中都發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

加強(qiáng)機(jī)場(chǎng)安全

X射線成像在威脅檢測(cè)中最突出的應(yīng)用之一是機(jī)場(chǎng)安檢。先進(jìn)的X射線系統(tǒng)可以檢查乘客的行李和貨物，檢測(cè)違禁物品和潛在威脅。根據(jù)國際航空運(yùn)輸協(xié)會(huì) (IATA)最近的一項(xiàng)研究，配備人工智能的X射線掃描儀顯著提高了威脅檢測(cè)率，減少了誤報(bào)，并提高了旅客吞吐量。

邊境X射線成像

邊境安全是X射線成像技術(shù)取得顯著進(jìn)展的另一個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域?？焖贉?zhǔn)確地掃描車輛、貨物集裝箱甚至整列火車車廂的能力，對(duì)于防止走私和確保跨境運(yùn)輸安全至關(guān)重要。此外，在主要邊境口岸部署大規(guī)模X射線系統(tǒng)，已攔截了大量非法貨物，包括毒品和武器。

公共活動(dòng)中的 X 射線成像

X 射線成像越來越多地用于保障公共活動(dòng)的安全，例如體育賽事、音樂會(huì)和政治集會(huì)。便攜式 X 射線掃描儀和步行通過式 X 射線系統(tǒng)可幫助篩查參與者是否攜帶隱藏武器和爆炸物，從而顯著降低恐怖襲擊和其他安全事件的風(fēng)險(xiǎn)。

關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施保護(hù)

發(fā)電廠、政府大樓和交通樞紐等關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施是高價(jià)值攻擊目標(biāo)。X射線成像系統(tǒng)通過篩查進(jìn)入場(chǎng)所的人員、車輛和貨物來保護(hù)這些場(chǎng)所。IEEE最近的一項(xiàng)研究強(qiáng)調(diào)了部署集成生物識(shí)別技術(shù)的先進(jìn)X射線系統(tǒng)以增強(qiáng)關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施場(chǎng)所安全的重要性。

安全遞送：郵件和包裹檢查的X射線成像

隨著電子商務(wù)的興起，郵件和包裹安檢已成為威脅檢測(cè)的重要環(huán)節(jié)。X 射線成像系統(tǒng)用于檢查包裹中是否存在危險(xiǎn)物質(zhì)和裝置。將 X 射線掃描儀與機(jī)器學(xué)習(xí)算法相結(jié)合也提高了郵件安檢流程的效率，降低了危險(xiǎn)物品進(jìn)入郵政網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)險(xiǎn)。

醫(yī)療安全中的 X 射線成像

醫(yī)療保健機(jī)構(gòu)日益成為各種威脅的重要目標(biāo)，包括醫(yī)療用品盜竊、未經(jīng)授權(quán)的訪問，甚至潛在的敏感信息攻擊。X射線成像系統(tǒng)如今正被用于有效地保護(hù)這些環(huán)境的安全。

在醫(yī)院入口和關(guān)鍵區(qū)域?qū)嵤┫冗M(jìn)的X光檢查，大大減少了盜竊事件，并提升了整體安保水平。這些系統(tǒng)有助于快速檢測(cè)可能對(duì)患者和工作人員構(gòu)成風(fēng)險(xiǎn)的隱藏物品和違禁品。

X射線安檢的挑戰(zhàn)

盡管X射線成像技術(shù)擁有諸多優(yōu)勢(shì)，但在威脅檢測(cè)方面仍面臨諸多挑戰(zhàn)。其中最主要的擔(dān)憂之一是長(zhǎng)時(shí)間暴露于X射線下可能會(huì)對(duì)操作人員和普通公眾的健康造成潛在風(fēng)險(xiǎn)。盡管現(xiàn)代系統(tǒng)的設(shè)計(jì)旨在最大限度地減少輻射暴露，但確保安全仍然是一個(gè)關(guān)鍵問題。

另一個(gè)挑戰(zhàn)是先進(jìn)X射線成像系統(tǒng)的成本高昂。雖然這項(xiàng)技術(shù)非常有效，但其實(shí)施成本可能很高，尤其是對(duì)于規(guī)模較小的機(jī)構(gòu)和發(fā)展中國家而言。這一財(cái)務(wù)障礙可能會(huì)限制先進(jìn)X射線系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用。

分析 X-tay 圖像的復(fù)雜性需要大量的專業(yè)知識(shí)和培訓(xùn)。即使借助人工智能，人工監(jiān)督對(duì)于準(zhǔn)確解讀結(jié)果和做出明智決策也至關(guān)重要。確保操作員接受充分培訓(xùn)并掌握最新技術(shù)是一項(xiàng)持續(xù)的挑戰(zhàn)。

X 射線成像也與隱私問題相關(guān)，尤其是在公共和私人篩查中。平衡安全需求與個(gè)人隱私權(quán)是一項(xiàng)微妙的任務(wù)，需要仔細(xì)考量并建立健全的政策框架。

最新研究與發(fā)展

X射線成像技術(shù)的最新研發(fā)重點(diǎn)在于提高圖像分辨率、檢測(cè)精度和操作效率。一項(xiàng)重大進(jìn)展是雙能X射線成像技術(shù)的發(fā)展，它利用兩種不同的能量水平來提供有關(guān)掃描物體成分的更詳細(xì)信息。這項(xiàng)技術(shù)增強(qiáng)了對(duì)不同物質(zhì)（例如有機(jī)物和無機(jī)物）的區(qū)分能力。

IEEE 期刊近期發(fā)表的一篇報(bào)告介紹了一種使用光子計(jì)數(shù)探測(cè)器進(jìn)行 X 射線成像的新型方法。這些探測(cè)器可以計(jì)數(shù)單個(gè)光子并測(cè)量其能量，從而提供卓越的圖像質(zhì)量和更佳的材料識(shí)別能力。這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)步有望在傳統(tǒng) X 射線系統(tǒng)難以應(yīng)對(duì)的復(fù)雜場(chǎng)景中增強(qiáng)威脅檢測(cè)能力。

基于相位和能量分辨的成像極大地提高了區(qū)分不同材料的能力。《Optica》雜志最近發(fā)表的一項(xiàng)研究表明，與單純使用雙能X射線成像相比，將各種對(duì)比通道（三種X射線能量的衰減、兩種能量的超小角度散射和折射率的標(biāo)準(zhǔn)差）與機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)相結(jié)合，可以提高材料識(shí)別率。

該方法可以有效地區(qū)分威脅材料，并具有在各個(gè)領(lǐng)域的潛在應(yīng)用，包括區(qū)分患病組織和健康組織以及識(shí)別降解材料。

前景

X 射線成像在威脅檢測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用前景光明，目前正在進(jìn)行的研究和開發(fā)旨在克服當(dāng)前的局限性并提升其性能。將 X 射線成像與其他檢測(cè)技術(shù)（例如毫米波掃描儀和化學(xué)傳感器）相結(jié)合，可以提供更全面的安全解決方案。此外，人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)的進(jìn)步將繼續(xù)提高威脅檢測(cè)的準(zhǔn)確性和速度。

研究還致力于開發(fā)便攜式、更經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的X射線成像系統(tǒng)，使該技術(shù)能夠惠及更廣泛的用戶和應(yīng)用。材料科學(xué)和探測(cè)器技術(shù)的創(chuàng)新有望降低成本并提高圖像質(zhì)量，進(jìn)一步推動(dòng)X射線成像在安防領(lǐng)域的應(yīng)用。

總而言之，X射線成像已被證明是威脅檢測(cè)中一種非常寶貴的工具，它提供了無與倫比的識(shí)別和緩解安全風(fēng)險(xiǎn)的能力。盡管挑戰(zhàn)依然存在，但持續(xù)的進(jìn)步有望提升該技術(shù)的有效性和可及性。隨著X射線成像的發(fā)展，它無疑將在保護(hù)社會(huì)免受新興威脅方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。