成果介绍
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,实现利用监控摄像头实时探测核辐射以及可疑辐射源携带人员的锁定与跟踪。
研究初步实现了基于智能手机和监控摄像头的核辐射探测,基于深度学习算法的实时核辐射探测以及可疑辐射源携带人员的锁定与跟踪。未来将进一步研究提升探测的灵敏度和鲁棒性,研究成果有望可应用于公众个人核辐射监测;应用到现有的视频监控网络,成为一种低成本高覆盖的智能核辐射监测手段。
成果亮点
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 技术先进性: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。此外,目前的核辐射探测技术,大多仅限于专用仪器和设备直接探测,与大数据、人工智能相结合的相关研究,仅限于原始数据分析层面,本团队在动态场景核辐射图像处理、神经网络探测模型以及多摄像头追踪可疑放射源等方面的研究具有一定的开创性。
3. 获奖情况:
项目“基于摄像头的核辐射智能监测网”获2019年发明创新奖银奖,中国发明协会。
项目“基于摄像头的核辐射探测”获第十二届北京发明创新大赛铜奖,北京发明协会。
基于行人重识别技术进行可以携带人员追踪研究,获得2020中国移动第五届中国创新挑战赛三等奖。
基于摄像头的核辐射探测技术发明荣获2020英国国际创新发明技术展览会(IBIX2020)金奖与杰出创新奖,以及2020摩洛哥“非洲创新周”金奖。
团队介绍
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。主持国家级项目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。
研究团队为北京科技大学医学成像与核辐射探测课题组,所在单位为北京科技大学自动化学院,主要成员包括1名副教授,2名博士研究生,4名硕士研究生。团队具有可用于本项目研究的样机设备,以及实验的环境和条件。团队与清华大学、北京永新医疗设备有限公司、中日友好医院保持密切合作。
成果资料
路演文件
产业化落地方案