AI动态周刊（1030-1105）——一秒搞定安检，太赫兹成像技术开启人体安检新模式
作者：黄波，班智飞，杨阳，李育安，李雅静。
AI动态周刊
（2019年11月06日，总第37期）
【热点评述】
一秒搞定安检，太赫兹成像技术开启人体安检新模式
智能安检系统助力“军运会”
2019年10月18日，第七届世界军人运动会在武汉拉开帷幕，6500余名人员参加开幕式，100多个国家近万名现役军人参赛。本次军运会安保方采购博微太赫兹自主研发的30套太赫兹智能安检系统，将其部署在多个站点。该套太赫兹人体安检仪可实现对人体随身携带物品的可视化非接触式不停留的安全检查，具有国际领先水平。系统可检测金属、陶瓷、粉末、液体、胶体等各类违禁品，实现“无辐射、非接触、无停留”的新型安检模式。
太赫兹(THz)技术是在2004年被美国首次提出并评为 “改变未来世界的十大技术”之一；日本更是在2005年将其列为“国家支柱十大重点战略目标”之首，举全国之力进行研发。毫米波/太赫兹技术虽然在近十年来得到了广泛的关注，但是在商业应用方面却一直进展缓慢。目前最为成功的商业应用方向是面向人体安检应用的安检门。例如，同方威视在大兴机场设置的人体安检门，在旅客安检过程中，无论随身携带的物品材质是否为金属、固体、液体，哪怕是带包装的危险品，该设备都能在2秒时间内快速自动识别，并且安全无辐射。目前较为知名的企业包括美国L3公司，其Provision系列产品，已经在全球销量过千台；国内有中电38所旗下的博微太赫兹、华讯方舟、欧必翼、同方威视等。
主流人体安检技术介绍
1
金属安检门
金属安检门是一种检测人员有无携带金属物品的探测装置，又称金属探测门。金属安检门实际上是一种金属探测器，它利用的是电磁感应的原理。通俗来说，在被检人员通过检测门的时候，门周围的线圈会产生一个磁场，碰到人所带金属后在其表面会形成一圈电流产生一个反方向的磁场，安检门探测到这个磁场后就会报警响。安检门把人体分为6/12/18个探测区域，一般来说，金属安检门的精确性和可靠性取决于区位数和电磁频率的稳定性。
金属探测安检门主要应用在机场、车站、大型会议等人流较大的公共场所，用来检查人身体上隐藏的金属物品，如枪支、管制刀具等。
2
手持金属探测仪
手持的检测器的原理是利用磁场感应检测出人体身上的金属物，和安检门的原理基本相同。手持式安检仪有一块用线圈通电构成的一个保持平衡的磁场，当有金属物经过，磁场就发生了改变，平衡就被打破了，然后报警响起，其反映灵敏、稳定性好。
一般来说，手持金属探测器和安检门都难以单独高效的结束安检任务。安检门一般比手持式安检仪的多了一些磁场，整个人体可以一次性经过检测，通常两者需要搭配使用，应用到地铁、车站等场景中。
3
X射线人体安检机
装备 X 射线的安检检测机是通过利用微剂量 X 光透视扫描成像，实现对行人和行包同步安检，无需人工搜身。该设备能够精准识别出人体内外、鞋底、假肢、腋下及行包内所携带和隐藏的枪支弹药、陶瓷刀具等金属、非金属违禁品，尤其是体积较小、识别难度较大的缝衣针、刀片、胶囊、毒品、黄金、玉石等物品。
X 射线由德国物理学家伦琴在 1895 年发现，具有很高的穿透本领，属于电离辐射的一种，对人体的危害性极大，被有限制地应用于医学影像。2016年，成都双流机场应用X射线人体安检仪，随后被四川省环保厅查处，理由为“属于 Ⅲ 类射线装置，未按规定办理许可证增项”。
4
X射线飞点扫描背散射成像
X射线飞点扫描背散射成像技术应用于人体安检，可以完全解决金属探测仪的缺陷，有效快捷地检测出藏于人体衣物下的各类危险物及禁运物品，不仅能检测金属物品，也能检测陶瓷刀具、塑料枪支、混合武器、液体炸弹、毒品等非金属物质。
背散射探测原理就是利用康普顿散射理论。X射线飞点扫描成像虽然能凸显低原子序数的有机物，特别是液体炸药、塑性炸药、毒品等，而且照射剂量小、辐射量小，但是射线穿透能力差；图像分辨率低；不能自动对被测物进行有效原子序数分类，无法实现自动探测。
5
主动式毫米波人体成像
毫米波人体成像安检设备利用三维全息成像技术，通过非接触安检模式，快速检测出人体衣物覆盖下隐匿于人体体表各部位的物品，由于对人体隐私的保护，目前成像均采用人偶图像显示隐匿物品的形状、大小和位置等信息。设备通常是圆柱形或者旋转式的大型设备，高度在2.5米以上，配有主动的发射源，利用合成雷达技术，发射完接收，做到360度无死角的扫描。
毫米波人体安检设备应用场景通常为强制性的高级别的人体精细安检，比如海关（旅检、缉私等）、机场以及反恐维稳等公共安全安检场所，最主要的是是被检人员必须配合的，并且需要做一定的动作。国内目前除了同方威视在研究毫米波相关技术外，近几年成立的新型企业微度芯创和芯影科技在毫米波芯片以及解决方案方面的研究也逐渐处于国内领先水平。
6
被动式太赫兹人体安检成像
太赫兹是一种波长介于红外线和微波之间的电磁波，人体自身会产生这种电磁波并向外散发，它具有穿透性，能轻易穿透衣物。被动式太赫兹人体安检仪是利用人体自身发出的太赫兹波有效地对隐藏在衣服下的违禁品进行成像鉴别，同时还能保证对人体没有任何辐射，比如有金属在人身上，这些物件会阻挡人体发出的太赫兹波，那么在后期人体成像中就是一个阴影，结合人工智能等辅助手段可过滤手机等非违禁物品，这样就检测到人体携带的违禁物品，但是后期成像没有毫米波成像清晰。
太赫兹安检仪可检测金属、陶瓷、粉末、液体、胶体等多类违禁品，成像画面只显示人体轮廓，充分保护个人隐私。设备更多适用于高铁、民航、海关、政府机关、体育馆等场，目前国内生产的太赫兹安检仪的成像速度、图像分辨能力和违禁品检出能力等关键技术指标均达到国际先进水平；既能对静止人员进行安检，找出携带可疑物品的人员，实现自动识别、自动报警，也可以对3m-8m行进中的人员进行扫描和探测，可实现隐蔽安检。目前除了大公司华讯方舟持续研究被动式太赫兹人体安检仪外，航天易联也在专注研发此方面的技术。
以上是对常见的人体安检技术进行介绍，下表从五个方面对不同人体安检技术进行了对比。
数据来源：同方威视
总的来说，在检查精度方面，安检员+手持金属探测器的方案能够达到较高的准确性，但是稳定性较差，X射线类的图像分辨率高，检查精度要优于其同类产品，主动式毫米波的图像质量及查验能力要优于被动式太赫兹成像；在检查速度方面，金属探测门以及被动式太赫兹成像均能实现实时检测，具有一定优势；在设备成本方面，金属探测门的成本最低；在安全性方面，除了X射线类其他技术均能够在公共场所大规模使用；便捷性方面，金属探测门以及被动式太赫兹成像能够保证旅客自由通过，对旅客要求低。
人体安检应用场景分析
目前来说，人体安检设备的应用趋势可以从两种应用场景进行分析：普通安全检查下的应用场景和精准安全检查下的应用场景。
1
普通安全检查所需设备
此种条件下，通常应用场景为地铁、车站和文化馆等场景；从非公共区域安检来说，应用场景为精密生产企业或者有特定高需求生产环境的企业等。主流传统安检耗时长，人工需求大。
相比之下，被动式太赫兹人体安检仪不仅能够自动化识别人体体表携带的多违禁种类物品，还可以实现无停留的隐蔽式安检，减少了人力需求，即使成像分辨率不如毫米波，但是也能满足日常安检需求。最后，虽然太赫兹的成本高于目前传统常见的安检设备的，但是随着社会的发展，对安定团结的需求高涨，检查安检级别也会随之提升，太赫兹人体成像安检仪会逐渐替代传统的安检方式。非大客流情况下，从成本角度考虑，主流传统安检互相搭配即可以实现低级别的安检。
2
精准安全检查所需设备
此种条件下，通常应用场景为海关、机场、政府、监狱、加油站、油库、电站、重保区域、维稳反恐地区等；从非公共区域安检来说，应用场景为精密仪器零部件、稀有金属加工企业、电路板生产企业等。传统安检设备需要大量人力并且耗时长、效率低下。
目前来说，主动式毫米波人体安检设备更能满足此类应用场景安检的需求，可检测物品包括金属、液体、塑料、陶瓷、粉末、胶体等。成像时间大约2~3秒，每小时可检测500~800人次，是传统安检效率的3~5倍以上。它的优势在于可以探测到的物品是毫米级，例如纽扣级别的都可以探测到。但是未来太赫兹人体安检成像会将趋向主动式太赫兹安检，并且体积会更小，精确度和成像也逐渐向毫米波靠近，未来也将可以应用到精准检查中去，但目前它还处于实验室阶段。
总的来说，不管是普检还是精检应用场景，随着场景应用的需求推动者技术的不断进步，与之对应的基于太赫兹成像技术的新型解决方案会越来越受到市场青睐。太赫兹人体安检仪无论是在隐蔽处还是开放通道安装，它都可以进一步增加安全系数，并显著降低乘客在安检过程中的停留时间，提升乘客的安检体验，提高乘客安检的有效性。
太赫兹人体成像技术产业化发展
太赫兹，是介于微波和红外线之间的电磁波，在物体成像、医疗诊断、射电天文等方面具有重大的科学价值和广阔的应用前景。太赫兹人体安检技术利用太赫兹波对日常衣物材料（棉、麻、化纤等）特殊的穿透性，填补了人体安检领域的空白，是对当前人体安检手段的重要补充。
2015年，国防科工局推出《军用技术转民用推广目录》（2015），太赫兹人体安检技术及安检系统解决技术状态为批量生产、成熟应用阶段。适用范围为：各类公共安全领域需要进行人体安检的场合，如：地铁站、机场等公共交通场站；大型体育馆、医院、学校等公共设施；法院、检察院等职能部门；监狱、矿山等。
图片来源：知网
太赫兹产业链从功能上划分，太赫兹安检仪整套系统共分为光学系统、探测系统、电源系统、显控系统、机架与机箱五大部分。由于上游包括零部件、太赫兹源、太赫兹器件和太赫兹探测器等，因此上游产业链是要一个覆盖广、纵深长的体系。下游是一系列关联产业与基础服务，包括基建、运输、仓储服务。此外，据博微太赫兹相关人员介绍，太赫兹安检产品目前所需要的零部件产品均可以国产化，包括基础芯片。目前推动太赫兹安检技术产业化的主要上市企业包括四创电子（中电38所）、同方威视、大恒科技、华讯方舟等公司。
2014年，中国电子科技集团发布了我国首台太赫兹安检仪——博微太赫兹人体安检仪，是中国唯一具有自主知识产权，并率先获得公安部认证的采用太赫兹技术的安检产品。产品应用到亚欧安防博览会、乌镇保障第四届世界互联网大会、博鳌论坛、福州数字峰会、中国航展、军运会等大型活动中去，特别是在新疆某地安装的多套集太赫兹安检、X 光检测、视频识别为一体的卡口安检系统，取得良好的应用效果。
2019年9月，同方威视研发的MW1000AA人体安检仪目前已通过欧洲民航会议(ECAC)标准2测试和中国民用航空局认证(CAAC)。同方威视董事长陈志强在国际民航组织(ICAO)数字媒体平台Uniting Aviation上发表署名文章《新一代人体扫描设备助力机场安全》，称随着安检技术的不断突破，越来越多的机场配备了毫米波/太赫兹人体安检仪，并将其作为非侵入式搜身检查的首选方案。
目前与人工智能的结合也逐渐提升毫米波/太赫兹人体安检仪的安全性，并且提高了操作人员的扫描效率。另外自动目标识别算法能够识别越来越多的嫌疑物品，在场景中运用越发广泛。据QYR调查结果显示，2018年全球太赫兹成像检测市场总值达到了15亿元，预计2025年可以增长到52亿元，年复合增长率(CAGR)为19.4%。
对太赫兹应用的思考
第一，在精准检查场景中，检查精度是毫米波/太赫兹安检技术应用此场景中首要考虑的因素。此前，在监狱、边境、海关等场所的体内藏毒查验等精细检查中只能采用微剂量X射线透射人体成像仪，但是在毫米波/太赫兹人体安检出现之后，可以更加高效快速对人体进行安检，被检人员也不用再担心对人体健康有潜在威胁的X射线类产品。目前毫米波/太赫兹人体安检门需要达到足够的检查精度才能够实现对安检员+手持金属探测器方案的大规模替代，这也是各地民航需要对毫米波人体安检设备进行严谨的科学测试和认证的原因。
第二，对于我们常规所见到的普通检查，例如机场、地铁、大型活动等大流量检查，使用手持金属探测器和X光机虽然有一定精确度但是却费时费人，太赫兹安检仪解放了更多的安检人员，提高了普检的效率，也给更多被检人员带来方便。在同样的实时检测前提下，被动式太赫兹成像检测能力虽然要强于金属探测门，但是成本要远高于金属探测门，这就需要太赫兹成像技术在尽可能保证检测能力的基础上降低成本，对于安检仪使用方而言，这是一个检测精度与成本的选择问题。
第三，由于5G就包含太赫兹部分，在5G大幅商用时代，5G的到来在一定程度上标志着太赫兹成像技术将会大幅应用到各个场景中去，在各个安检场所替代金属检测打造高效无停留安检。目前来说，上游主要是探测器和芯片，没有特异性，整体上下游产业链均可以国产化，所以价格高昂很大一部分在于市场的垄断。总的来说，太赫兹安检应用市场未来一段时间都将处于一片蓝海。
【重大项目】
【大额融资与并购】
注：“大额融资事件”入选标准：天使轮千万元级，其它轮次亿元级
数据来源：GEI咨询大数据平台
【本周看点】
1
广州市黄埔区、广州开发区印发《加速区块链产业引领变革若干措施实施细则》
10月30日消息，广州市黄埔区、广州开发区印发《加速区块链产业引领变革若干措施实施细则》。《实施细则》提出鼓励设立10亿元规模区块链产业基金，吸引社会资金集聚形成资本供给效应，为企业提供天使投资、股权投资、投后增值等多层次服务，建立“多基地＋大基金”分布式金融生态圈。
2
北京智源大会和腾讯WE大会在北京举办
10月31日，2019北京智源大会在国家会议中心开幕。会议将汇集海内外超过100位顶级AI学者参加，包括图灵奖获得者、中国科学院院士、中国工程院院士、美国国家科学院院士等。大会的专题论坛横跨各前沿领域，包括智能体系架构与芯片，自然语言处理，自动驾驶，脑科学与AI等，从当前人工智能基础理论、方法、工具、系统，到创新应用最新动态与未来发展方向。
11月3日，2019腾讯科学WE大会在北京举行。权威癌症免疫学家Carl June、高能物理学家王贻芳、清华大学类脑计算研究中心主任施路平、权威机器人研究专家Hod Lipson等七位全球顶尖科学家同台，分享物理、生命科学、地质科学等领域的突破性进展；由腾讯携手自然集团创立的“自然科研全球影响力大奖”正式揭晓并表彰首位获奖青年科学家。
3
武汉江汉区面向全球征集5G、人工智能场景应用示范项目
10月30日，武汉市江汉区发布招商引资动态，面向全球公开征集一批5G、人工智能场景应用示范项目，包括创新类和应用类项目。整体筛选过程包括项目评审、评审公示和项目合作。公示期结束后，对没有异议和经调查核实没有问题的项目列入江汉区5G、人工智能应用场景示范项目库，给予重点推广应用，并给予政策支持。
4
依图科技启动“AI芯片视觉计算创新平台开放计划”
10月30日，依图科技发布“AI芯片视觉计算创新平台开放计划”，并正式启动AI合作伙伴招募计划。依图科技将携手产业界龙头企业和学术界知名高校、科研院所，共同加快行业应用最佳实践落地和产业标准制定，促进视觉计算产业健康与可持续发展。
5
浙江发布《浙江省智能汽车创新发展规划（2020-2025）》
11月03日消息，浙江省发展改革委印发《浙江省智能汽车创新发展规划（2020-2025）》，提出到2022年，全省基本形成智能汽车、智能交通、智能设施、智能城市协同发展格局，智能汽车及关联产业产值突破8000亿元。到2025年，智能汽车及关联产业产值突破万亿元。
6
“天枢”人工智能开源开放平台在杭州发布
11月2日，“天枢”人工智能开源开放平台在杭州正式发布。该平台具备高性能核心计算框架，提供一站式全功能AI开发套件，将提升人工智能技术的研发效率、扩大算法模型的应用范围，进一步构建人工智能生态“朋友圈”。该平台由之江实验室牵头，联合浙江大学、阿里巴巴等多单位共同研发打造。
7
亿航智能赴美上市，冲刺无人机第一股
11月1日，中国无人机初创企业亿航智能正式向美国证券交易委员会（SEC）递交招股说明书，正式冲击美股纳斯达克上市，拟募集资金最高1亿美元。亿航智能成立于2014年，是自动驾驶飞行器（AAV）和解决方案提供商，包括城市空中交通（包括载人交通和物流运输），智慧城市管理和空中媒体等应用领域，曾在2014年12月就获得GGV纪源资本领投的1000万美元A轮融资，及2015年8月由金浦投资领投的4200万美元B轮融资。
8
国内多个企业发布AI新技术和新产品
10月30日，百度大脑联合老舍茶馆共同打造的国内首个“AI茶馆”。基于百度大脑的语音识别、人脸识别、自然语言处理等AI技术首度入驻老舍茶馆，与茶馆中的中国传统文化及场景，如茶艺、诗词等进行结合，打造AI辨茶、AI写诗等趣味环节。
10月30日消息，中国电信在5G工业互联网高峰论坛上正式发布工业互联网开放平台。该平台是建立在中国电信云网融合基础架构之上的数据使能平台，将帮助政府和企业完成数字化基础设施的建设，提升数字化水平、打通数据、，驱动数据高效流通，为整个制造产业提供有序、中立、安全开放的高质量数据开放平台。
10月30日消息，商汤科技在2019年安博会上发布针对城市智能化建设的整体构想，定义“智能城市操作系统”（AI City OS）。该操作系统以可自主进行算法迭代的智能城市计算云为核心视觉中枢，打通业务需求与模型生产的闭环，并协同云、边、端全技术栈的能力，满足智慧城市全场景应用的技术需求。
10月31日消息，中兴通讯联合中国移动开展基于5G+MEC的云XR协作业务孵化，探索5G+XR工业设计的实际应用。该应用基于中兴通讯自研XR云平台实现远程协作，以汽车设计为例展示多方协作场景。
11月01日，百度、东软联合发布“云智未来城市”新型智慧城市整体解决方案。该解决方案以“人工智能、大数据、云计算”三位一体为智能基础，结合物联网、边缘计算、5G等新兴技术，依托智能云的架构和人工智能技术优势，实现城市智能规划、智能建设、智能治理、智能服务，为政府决策、产业发展和公共服务提供强有力支撑。
11月01日，优酷宣布上线全网首个“即拍即知”的AI“现场解决方案”，为合作伙伴提供现场观众的反馈数据，助力综艺剪辑和营销优化。“即拍即知”即拍即知意为综艺节目拍摄后24小时内就能知晓观众的真实反应，并及时作出优化调整。
9
IDC发布《全球半年度区块链支出指南》
11月4日，IDC发布的《全球半年度区块链支出指南》的最新报告显示，2023年中国区块链市场支出规模将达到20亿美元。在预测期内，区块链支出将以强劲的速度增长，2018-2023年复合年增长率（CAGR）为65.7％。
10
陕西省制定《新一代人工智能领域科技创新推进计划》
11月4日消息，陕西省科技厅研究制定《新一代人工智能领域科技创新工作推进计划》。将发展新一代人工智能作为我省产业转型升级、培育新动能、推动高质量发展的重要抓手，在相关重要领域、关键环节、基础平台、科技应用等方面取得重大突破。主要目标是到2023年，人工智能重大原创科技成果相继涌现。
作者：黄波 长城所副总；班智飞 数字经济部项目经理；杨阳 数字经济部咨询师；李育安 数字经济部咨询师；李雅静 数字经济部咨询师；