X射線安全檢測技術(shù)及其發(fā)展

摘 要： X射線技術(shù)被廣泛應(yīng)用于機(jī)場、海關(guān)等交通運(yùn)輸領(lǐng)域，用來檢查違禁品以保證公共安全。其中，雙能X射線能夠?qū)ξ矬w進(jìn)行物質(zhì)分類識別，提高了檢測的準(zhǔn)確性。國內(nèi)相關(guān)公司在X射線檢測領(lǐng)域進(jìn)行了重要的專利布局，對雙能X射線透射等技術(shù)進(jìn)行了大力研發(fā)。

關(guān)鍵詞：X射線，雙能，安檢

中圖分類號：N04；TL816；O434.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1673-8578（2014）S1-0050-02

Patent Analysis of Domestic Companies on Xray Security Inspection

CHEN Xijie

Abstract： Security inspection is an important means for checking contraband goods in the transportation area such as airport， customs etc. Xray technology is widely used in the aforesaid security inspection. The use of dual energy Xray， which can identify goods according to the classification of substances， improves the accuracy of the detection. Relevant domestic companies led by nuctech company limited conducted significant patent study in the Xray detection area and developed the dual energy xray technology in depth.

Keywords： Xray， dualenergy， security inspection

收稿日期：2014-06-28

作者簡介：陳喜杰（1983—），男，河北邢臺人，專利審查員，碩士，主要從事光電領(lǐng)域的專利審查。通信方式：chenxijie@sipo.gov.cn。

一 X射線檢測技術(shù)

X射線是波長介于紫外線和γ射線之間的電磁輻射，其波長約為（20～0.06）×10-8cm之間。X射線由德國物理學(xué)家W.K.倫琴于1895年發(fā)現(xiàn)，故又稱倫琴射線。X射線具有很高的穿透性，因此可以利用X射線穿過被檢測物體進(jìn)行測量。

單能X射線透射檢測技術(shù)是最常用、應(yīng)用范圍最廣的安全檢測技術(shù)。單能X射線透射檢測技術(shù)采用單能量的X射線束作為輻射源對檢測物體進(jìn)行逐層穿透，采用線性陣列探測器測量穿透檢測物體后的輻射量，最終對每層進(jìn)行重構(gòu)得到被檢測物體的二維圖像。但是使用單能X射線得到的圖像只有像素灰度信息，而像素灰度只是質(zhì)量的函數(shù)，透射圖像不包含密度信息和材料信息，容易受到射線路徑上重疊物品的干擾。當(dāng)違禁品體積較小且隱藏在有效原子數(shù)較大的物體里面時，就無法進(jìn)行有效識別，其檢測精度不能滿足安全檢查的需求[1]。

雙能X射線透射技術(shù)是使用兩種能譜不同的X射線穿透被檢測物體，對輸出信號的差異進(jìn)行處理后，得到被檢測物體的原子序數(shù)信息。在雙能量模式下，同一原子序數(shù)的物質(zhì)對低能和高能X射線的衰減程度是不同的，通過事先建立每種材料的α（αH，αLαH）曲線，對雙能X射線的高能、低能兩個不同吸收系數(shù)進(jìn)行測量計算，再與上述α曲線進(jìn)行對比就可以確定被檢測物體的材料種類，從而實現(xiàn)物質(zhì)識別[2]。

二 國內(nèi)公司的專利申請狀況

國內(nèi)生產(chǎn)和研究X射線檢測設(shè)備主要有兩大公司：同方威視技術(shù)股份有限公司和北京中盾安民分析技術(shù)有限公司。其中同方威視在2004—2009年間申請量大幅度增加，這主要得益于其在雙能X射線透射技術(shù)上的大力研發(fā)。隨著近兩年國內(nèi)各種恐怖暴力活動頻發(fā)，國內(nèi)安檢的需求量逐漸增加，并且對安檢質(zhì)量有了進(jìn)一步的要求，相信在未來幾年，X射線安檢技術(shù)國內(nèi)專利申請量增長會再次提速。

同方威視申請的相關(guān)專利中以發(fā)明專利為主，占到總量的63%，其中已審結(jié)的發(fā)明專利中授權(quán)件數(shù)為81件，授權(quán)率為84%（見圖1），足以看出同方威視申請的專利具有較高的質(zhì)量。發(fā)明專利申請中有60件有其他國家或地區(qū)的同族申請，超過50%，這和同方威視的海外業(yè)務(wù)相關(guān)聯(lián)，為了在海外貿(mào)易中站穩(wěn)腳跟，避免與國外公司的知識產(chǎn)權(quán)糾紛，同方威視努力擴(kuò)大自己的專利版圖，將專利的觸角伸向多個國家和地區(qū)。

圖1 同方威視X射線專利申請分析

三 同方威視重要的雙能X射線專利分析

在同方威視申請的專利中，雙能X射線相關(guān)的有33件，其中多個涉及雙能X射線領(lǐng)域非常重要的技術(shù)。

以同方威視ZL200710177405.2授權(quán)專利為例。該授權(quán)專利保護(hù)一種物質(zhì)識別方法和設(shè)備，其用高、低雙能X射線透射被檢物體，獲得高、低能透射圖像；對每個像素，計算高能透明度的第一函數(shù)值和高能透明度和低能透明度的第二函數(shù)值；采用分類曲線，分類識別物質(zhì)類型，并彩色化顯示，實現(xiàn)了雙能大型貨物檢查系統(tǒng)應(yīng)用的突破。由于采用高低能雙X射線透射技術(shù)和彩色化顯示，該方法具有很好的材料分辨效果和顯示效果，能夠獲得被檢查物體的透射圖像和材料信息，可識別爆炸物、毒品等危禁品，有效提高集裝箱安全檢查能力[3]。該專利申請在中國（CN101435783B）、英國（GB2454782B）、日本（JP4806441B2）、美國（US8290230B2）、澳大利亞（AU2008243199B）、俄羅斯（RU2396550C1）均被授予專利權(quán)。并且授權(quán)權(quán)利要求的保護(hù)范圍都比較大，屬于雙能X射線透射檢測技術(shù)領(lǐng)域非常有分量的專利。

四 結(jié) 語

雙能X射線是安全檢查領(lǐng)域最重要的手段，國內(nèi)安檢設(shè)備市場廣闊，以同方威視技術(shù)股份有限公司為首的國內(nèi)X射線安檢設(shè)備公司在國內(nèi)外申請了大量相關(guān)專利，在一定程度上對國外大公司形成對峙，有效地保護(hù)了自己的海內(nèi)外市場。但是國內(nèi)公司僅同方威視形成了一定規(guī)模，其他公司的專利申請量和擁有量還比較低，難以形成有利的戰(zhàn)略聯(lián)盟共同對抗海外企業(yè)。建議國內(nèi)X射線安檢設(shè)備公司加大科研投入，提高創(chuàng)新能力，加強(qiáng)手中的知識產(chǎn)權(quán)盾牌。