基于OpenVINO和AIxBoard的智能安檢盒子設(shè)計(jì)

作者：遼寧科技大學(xué) 研究生 馮浩

指導(dǎo)教師：英特爾邊緣計(jì)算創(chuàng)新大使

深圳職業(yè)技術(shù)大學(xué) 副教授 張海剛

1. 背景介紹

公共安全問題日益凸顯，傳統(tǒng)安檢手段面臨挑戰(zhàn)。為提高安檢效率和保障公共安全，基于 OpenVINO 和 AIxBoard 的智能安檢盒子應(yīng)運(yùn)而生。利用深度學(xué)習(xí)模型和 X 光圖像處理技術(shù)，該設(shè)備能夠?qū)崟r(shí)識(shí)別危險(xiǎn)物品并發(fā)出警報(bào)，為公共場所、機(jī)場等場景提供高效、準(zhǔn)確的安檢解決方案。

2. 技術(shù)概述

1. OpenVINO 工具包

OpenVINO是一種開放的視覺推理庫，提供了一系列深度學(xué)習(xí)模型和算法，用于對(duì)圖像和視頻進(jìn)行推理和分析。它的功能特點(diǎn)包括支持多種深度學(xué)習(xí)模型和算法、具有高度可擴(kuò)展性和可定制性、能夠運(yùn)行在多種硬件平臺(tái)上等。

OpenVINO廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域，包括人臉識(shí)別、物體檢測、場景分割、姿態(tài)估計(jì)等。在智能安防、智能交通、智能零售、智能醫(yī)療等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，例如用于智能監(jiān)控、智能交通管理、智能商品推薦、智能醫(yī)療診斷等。

2. X 光圖像采集技術(shù)

X 光圖像采集技術(shù)就是利用 X 光穿透物體，然后記錄下來 X 光在物體內(nèi)部的強(qiáng)度變化，從而得到物體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)信息。這種方法不需要打開物體，就能看到里面的情況，所以叫做非侵入性。這種技術(shù)非?？?，可以實(shí)時(shí)看到結(jié)果，因此在醫(yī)學(xué)、工業(yè)和安全檢查等領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。比如在醫(yī)學(xué)中，可以通過 X 光看到人體內(nèi)部的疾病情況，如骨折或肺部疾??；在工業(yè)中，可以用來檢查產(chǎn)品內(nèi)部是否有裂縫或缺陷；在安全檢查中，可以用來檢查行李或包裹中是否有危險(xiǎn)物品。

3.深度學(xué)習(xí)模型

我們?cè)O(shè)計(jì)的模型提出“副通道對(duì)主通道實(shí)現(xiàn)特征助力”。該模型旨在實(shí)現(xiàn)對(duì)主通道 X 光安檢圖像中違禁品的檢測，副通道則通過融合模塊對(duì)主通道實(shí)現(xiàn)特征增強(qiáng)。副通道特征融合模塊的設(shè)計(jì)如上圖所示，引入通道注意力和空間注意力以實(shí)現(xiàn)有效特征篩選?，F(xiàn)階段，該研究成果已成功發(fā)表在 PRCV 2022會(huì)議上，相關(guān)代碼已經(jīng)公開。

3. X 光智能安檢盒子

1. 硬件設(shè)備

安檢機(jī)和 xBoard

整個(gè)安檢流程需要三個(gè)硬件設(shè)備，其一是安檢機(jī)用于掃描 X 光圖像、其二是安檢盒子用于推理 AI 模型以及提供界面展示服務(wù)，其三是監(jiān)視器用于給安檢人員檢視。

2. 安檢盒子整體檢測流程

安檢機(jī)通過 X 光掃描出一張圖像，安檢機(jī)中的插件會(huì)監(jiān)控圖像的生成以及負(fù)責(zé)通知并傳輸?shù)桨矙z盒子，安檢盒子拿到圖像之后使用 OpenVINO、OpenCV 等框架進(jìn)行 AI 模型推理監(jiān)測，將推理后得到的結(jié)果通過網(wǎng)頁的形式展示給安檢人員。

3. 安檢盒子界面效果

4. X 光智能安檢盒子的優(yōu)勢

1雙視角數(shù)據(jù)集：

目前我們擁有最大的雙視角數(shù)據(jù)集，這意味著我們的系統(tǒng)具有更豐富的圖像數(shù)據(jù)，可以更準(zhǔn)確地識(shí)別各種物品，提高安檢的準(zhǔn)確性。

2準(zhǔn)確性：

通過雙視角監(jiān)測技術(shù)和 AI 模型推理，使我們能夠從多個(gè)角度觀察被檢物品，提高識(shí)別的準(zhǔn)確性，大大減少漏檢情況發(fā)生，有效識(shí)別各種危險(xiǎn)物品。

3高效性：

與傳統(tǒng)的人工安檢相比，X 光智能安檢盒子可以24小時(shí)不間斷工作，大大提高了安檢效率。

4成本低：

我們與英特爾直接進(jìn)行供應(yīng)鏈管理，從而降低硬件采購成本。

5便攜性：

通過在安檢機(jī)中部署插件，我們可以實(shí)現(xiàn)與不同安檢設(shè)備的無縫銜接部署。

5.應(yīng)用場景與案例分析

在公共場所，如商場、地鐵、火車站等，X 光智能安檢盒子的應(yīng)用能夠有效提升安全檢查的效率和準(zhǔn)確性。以地鐵為例，通過在地鐵入口或重要站點(diǎn)部署 X 光智能安檢盒子，能夠?qū)崟r(shí)對(duì)通過的行李和物品進(jìn)行掃描和分析，迅速識(shí)別出潛在的危險(xiǎn)物品，如刀具、槍等。這不僅能夠提高安檢的效率，減少人工操作的錯(cuò)誤率和漏檢率，還能夠提供更加準(zhǔn)確和可靠的安全保障，確保公共安全。

6. 結(jié)論

X 光智能安檢盒子作為一種高科技的安檢設(shè)備，在提升安檢效率和保障公共安全方面具有重要意義。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和優(yōu)化，X 光智能安檢盒子的應(yīng)用范圍也在逐步擴(kuò)大。例如，在機(jī)場、火車站、地鐵站等場所，X 光智能安檢盒子能夠?qū)Τ丝瓦M(jìn)行快速安檢，大大提高了安檢效率。在學(xué)校、企事業(yè)單位等場所，X 光智能安檢盒子也被廣泛應(yīng)用于安全檢查。因此，可以預(yù)見的是，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，X 光智能安檢盒子將會(huì)在更多的場景中發(fā)揮重要作用，如海關(guān)、快遞物流、金融等行業(yè)。

然而，在關(guān)注 X 光智能安檢盒子的效率和安全性的同時(shí)，我們也必須關(guān)注其隱私保護(hù)和數(shù)據(jù)安全問題。這是因?yàn)椋琗 光智能安檢盒子的使用可能會(huì)涉及到乘客的個(gè)人信息，如身份信息、行李物品信息等。如果這些信息被不法分子獲取，將會(huì)對(duì)乘客的隱私造成威脅。因此，在推廣和使用 X 光智能安檢盒子的過程中，我們必須加強(qiáng)對(duì)數(shù)據(jù)安全的監(jiān)管和保護(hù)，確保乘客的個(gè)人信息不會(huì)被泄露或?yàn)E用。同時(shí)，我們也需要加強(qiáng)對(duì) X 光智能安檢盒子的技術(shù)創(chuàng)新和改進(jìn)，不斷提高其性能和安全性，以更好地保障乘客的權(quán)益和安全。

審核編輯：湯梓紅