科创中国

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核技术广泛应用于各行各业，推动了国民经济建设和发展。伴随着核技术的发展， 一系列核事故的发生引起了巨大的安全问题和公众关注，因此核辐射监测是一种重要且 必要的核安全保障和核应急的重要手段。基于 X/gamma 射线可直接与 CCD/CMOS 半导 体探测器发生作用产生电信号这一原理，本团队研究了基于 CCD/CMOS 摄像头进行核 辐射探测的方法，利用广泛存在的智能手机和监控摄像头，实现一种低成本易于推广的 核辐射监测手段，帮助公众及有关部门实现核辐射监测。 首先基于智能手机，开发应用程序，调用手机摄像头进行录像，采用帧间差分和阈 值判断的方法对视频图像进行实时处理，实现遮光条件下核辐射事件的甄别；进一步的 用手指遮挡摄像头实现核辐射和心率的同时测量，提高了应用程序的功能性、方便性和 趣味性，有利于未来的推广应用。其次基于监控摄像头，在不遮光和含运动物体的条件 下进行测量，通过对视频图像的预处理、帧间差分、运动物体识别和扣除、阈值判断等 算法去除可见光和运动物体干扰， 实现在监控摄像头正常工作下的核辐射(X/γ射线)；进 一步地，采用图像融合方法、深度学习算法以及行人重识别算法。

1. 具有自主知识产权， 研究成果已授权发明专利 4 项，软件著作权 2 项, 申请 4 项; 2. 成果来源：国家自然科学基金面上项目：基于监控摄像头 CCD/CMOS 传感器的 智能核辐射监测技术研究；中央高校基本科研业务费项目：智能核辐射成像系统研究。 3. 技术先进性： 国际先进,现有核辐射探测/监测设备主要基于闪烁探测器、气体探 测器、半导体探测器等，存在功能单一、 价格昂贵等特点，推广具有局限性， 公众也不 会为了小概率事件专门购买传统剂量仪设备。 CCD/CMOS 传感器相比于传统的探测器， 体积小，直接探测 X/γ射线灵敏度低，但 CCD/CMOS 传感器广泛存在于智能手机和监 控摄像头中，因此近年来使用 CCD/CMOS 进行核辐射探测成为了一个新的方向。目前 相关研究都需要遮蔽 CCD/CMOS 摄像头的镜头，对遮光后拍摄的照片或视频进行核辐 射事件提取，丢失原始信息严重，应用场景单一，本团队成果能够实现在监控场景下进 行核辐射探测， 无需进行遮蔽摄像头镜头， 能够充分利用摄像头原始数据进行实验分析。

魏清阳副教授，博士生导师，长期从事核辐射探测与识别技术、核医学成像设备及 方法、肿瘤放射治疗剂量计算、运动监测、医学图像校正、重建和后处理、特征信号提 取等领域的研究。现任北京市工业波谱成像工程技术研究中心副主任，中国核学会核仪 器分会理事，中国国家核仪器设备产业技术创新联盟理事、国家核仪控产业技术创新战 略联盟理事、中国医学装备协会核医学装备与技术专业委员会委员、IEEE Senior Member。 主持自然科学基金面上项目、青年项目和国防重点实验室基金等项目 10 余项。申请人已 在本领域重要期刊和国际会议上发表 SCI/EI 收录论文 50 余篇，包括 IEEE Trans Nucl Sci， Nucl Instrμm Meth A, Phys Med Biol 等。申请中国发明专利 30 余项，已授权 30 项，主 要涉及核辐射探测与成像领域。

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