董海霞

“我慶幸當(dāng)初選擇了海淀園同方威視企業(yè)博士后工作分站，選擇了這一能夠讓每個有志青年提升自我、奉獻(xiàn)青春、實現(xiàn)人生高度的公共安全事業(yè)。”

2019年2月27日，北京市第五屆發(fā)明專利獎頒獎儀式在北京會議中心舉辦。同方威視與清華大學(xué)共同申請的專利“CT系統(tǒng)和用于CT系統(tǒng)的探測裝置”憑借突出的創(chuàng)新優(yōu)勢和顯著的經(jīng)濟社會效益獲得本屆發(fā)明專利獎一等獎。該獎項的獲得，同方威視人工智能研發(fā)中心基礎(chǔ)研發(fā)部部長金鑫功不可沒。

金鑫，2013年進(jìn)入海淀園同方威視企業(yè)博士后工作分站，主要從事安檢CT重建理論研究和系統(tǒng)研發(fā)工作。在博士后研究中圍繞非標(biāo)準(zhǔn)軌跡CT重建、雙能特異物質(zhì)識別和新一代安檢CT系統(tǒng)設(shè)計等方面展開工作，先后提出基于結(jié)構(gòu)先驗的TV最小化重建算法（SPECS）、基于優(yōu)質(zhì)先驗圖像的非局部圖像處理方法（ NLM-TV）及各項異性約束的ATV優(yōu)化方法。

博士后研究工作至今共發(fā)表學(xué)術(shù)論文7篇，其中SCI收錄4篇，El收錄3篇，核心期刊封面文章1篇，文章總引用次數(shù)超過150次，獲國際大會口頭報告1次，申請國內(nèi)發(fā)明專利1 5件、實用新型專利5件，申請國外發(fā)明專利20余件。

他參與及主持多個公司開發(fā)項目，承擔(dān)科技部重點研發(fā)專項1項（子課題負(fù)責(zé)人），總項目經(jīng)費2000余萬元。獲中國博士后科學(xué)基金面上項目一等資助、中國博士后科學(xué)基金特別資助，獲評北京市青年骨干人才，2018先后獲得年北京市發(fā)明專利一等獎，北京市科學(xué)技術(shù)一等獎。

加入威視 經(jīng)世致用

2003年，19歲的金鑫以高考644分的成績考入清華大學(xué)工程物理系，10年時間讀完了本、碩、博，2013年1月以企業(yè)博士后的身份加入威視大家庭。

同方威視技術(shù)股份有限公司是清華大學(xué)的合作企業(yè)，早在讀研讀博期間，金鑫就跟隨導(dǎo)師參與過同方威視的課題研究。所以，在面臨工作選擇時，金鑫毫不猶豫就選擇了威視，因為他知道，在這里很快就能實現(xiàn)“經(jīng)世致用”一一將所學(xué)知識投身工程實踐這一小小理想。

“加入威視是我人生的一個重要轉(zhuǎn)折，在這幾年里我親眼見證了威視安檢CT技術(shù)的成熟和發(fā)展，同時也見證了威視不斷走向一個又一個的勝利和輝煌，深切感受到威視人自強不息、勇于拼搏的亮劍精神。”

2013年，正值威視擺脫全球金融危機陰影，銳意進(jìn)取、改革創(chuàng)新，進(jìn)入新一輪快速發(fā)展的“四五”新時期。威視的安檢CT產(chǎn)品也正是在這一時期產(chǎn)品化、系列化，不斷發(fā)展壯大。作為親身經(jīng)歷者，金鑫深刻體會到了其中的艱辛與不易。

盡管時間已經(jīng)過去了6年，他仍然清楚記得第一臺大通道安檢CT備戰(zhàn)民航認(rèn)證時的日日夜夜，金鑫所在的算法組在密云基地封閉調(diào)試、反復(fù)測試性能指標(biāo)，熬到半夜、凌晨，甚至通宵都是家常便飯。20余名科研人員，經(jīng)過近兩個月的反復(fù)模擬演練，CT設(shè)備最終通過認(rèn)證。雖然自己只是團隊里的一名新人，依然覺得自己那小小的理想正在大家的共同努力中一點點實現(xiàn)，內(nèi)心里除了激動、喜悅、還有說不出的滿足。

“我慶幸當(dāng)初選擇了威視博士后站，選擇了這一能夠讓每個有志青年提升自我、奉獻(xiàn)青春、實現(xiàn)人生高度的公共安全事業(yè)?！?/p>

精誠協(xié)作很重要

金鑫的成長經(jīng)歷無需多言，從小就是“別人家的孩子”。學(xué)習(xí)成績好，懂事，有禮貌……幾乎是這類天才學(xué)霸共同的標(biāo)簽。

是不是每個學(xué)霸級的學(xué)生都有“高處不勝寒”的感覺？尤其在清華大學(xué)這樣高高在上的象牙塔里待了多年的高學(xué)歷人才，進(jìn)入企業(yè)后，有沒有不適感？失落感？

金鑫微微笑著，讀研讀博時主要是寫論文，發(fā)表論文，雖然也有新點子新方法，卻沒有成果，也不可能轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品。進(jìn)入企業(yè)走上工作崗位才真正實現(xiàn)了學(xué)以致用，之前的一些研究成果可以用在實際項目上，項目研發(fā)過程中，能受到啟發(fā)，碰撞出一些新點子新思路，思維開闊了，眼界也就開闊了。比如獲獎專利“CT系統(tǒng)和用于CT系統(tǒng)的探測裝置”首創(chuàng)高低能排間距的差別化設(shè)計，實現(xiàn)了高低能排向異性的雙能探測器結(jié)構(gòu)和基于該結(jié)構(gòu)的高速雙能CT檢查系統(tǒng)。在國內(nèi)外首次提出了基于新型探測器結(jié)構(gòu)的雙能安檢CT成像技術(shù)，形成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新一代X射線雙能CT安檢成像系統(tǒng)，并成功研制出多款應(yīng)用于民航、海關(guān)以及檢驗檢疫等領(lǐng)域的CT安檢成像系統(tǒng)。

金鑫還坦言，進(jìn)入企業(yè)后遇到的一大問題就是習(xí)慣性的埋頭單干，忽視了團隊協(xié)作。在他所參與的博士后課題研究中，一個人多管齊下，導(dǎo)致每天疲于應(yīng)付，盡管開展了大量的工作，研究進(jìn)度卻始終進(jìn)展緩慢。幸運的是合作導(dǎo)師張麗及時發(fā)現(xiàn)了問題，向他指出團隊組織與規(guī)劃的重要性。張老師說項目負(fù)責(zé)人是整個項目的核心，不但要自己技術(shù)水平過硬，更要有帶隊打仗的能力，能夠組織、調(diào)動好隊伍開展科研攻關(guān)。

在張麗老師的指導(dǎo)下金鑫重新進(jìn)行了課題人員規(guī)劃，增加了相關(guān)專業(yè)的工程師。通過大家的分工協(xié)作，之前規(guī)劃的為期幾個月的研究在短短幾周內(nèi)就順利完成，取得了超預(yù)期的成像指標(biāo)，快速推動了課題進(jìn)展。這件事讓他深深地感受到團隊作戰(zhàn)的巨大威力，同時，也使剛步入社會的他明白，要取得工作上的成績，光注重知識理論水平的提高是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，隊伍的有效組織、資源的高效利用、進(jìn)度的合理規(guī)劃，做到天時、地利、人和，才能夠更好地打贏科研攻堅戰(zhàn)役。

為威視發(fā)展建功立業(yè)

上世紀(jì)90年代初，利用集裝箱進(jìn)行走私犯罪的行為屢禁不止，當(dāng)時中國海關(guān)急需一種不用開箱就能檢查集裝箱內(nèi)貨物的高科技裝備，提高檢查效率，打擊走私分子，維護國家利益。1995年，清華大學(xué)輻射成像創(chuàng)新團隊?wèi)?yīng)運而生，面向國家安全重大需求，解決輻射成像科學(xué)與技術(shù)問題，取得了加速器輻射源移動式集裝箱檢查系統(tǒng)、大型裝備缺陷輻射檢測技術(shù)等多項標(biāo)志性成果，迅速推出了固定式集裝箱檢查系統(tǒng)這一高科技產(chǎn)品，并及時裝備到我國海關(guān)口岸。為國家打私、反恐及國防裝備檢測等提供了高科技手段。

金鑫在清華大學(xué)十余年的學(xué)習(xí)工作中耳濡目染，對國家的公共安全尤其關(guān)心，威視公司的發(fā)展壯大讓他確定了奮斗目標(biāo)。他清楚地記得在談及威視的發(fā)展歷程時，公司創(chuàng)始人康克軍校長曾不止一次地提到：一個人、一個企業(yè)所能達(dá)到的成就和高度，取決于他所參與的事業(yè)是否和國家、社會的重大需求相結(jié)合，只有緊密結(jié)合國家重大需求的事業(yè)，才能實現(xiàn)個人、企業(yè)價值的升華，才是最崇高的事業(yè)。

9-11以來，全球暴力恐怖事件頻發(fā)，公共安全形勢嚴(yán)峻，各國在對爆恐行徑表達(dá)強烈譴責(zé)的同時，對于維護國境安全、反恐防爆的呼聲也越來越高。面臨復(fù)雜多變的國際政治和反恐形勢，公共安全正是符合國家重大需求的課題，這正是最崇高的事業(yè)。不僅如此，近年來中國正處于由工業(yè)大國向工業(yè)強國轉(zhuǎn)變的歷史時期，高端裝備作為大國重器被列為自主創(chuàng)新的重點發(fā)展方向。

金鑫的理想就是牢牢把握這一發(fā)展機遇所提供的舞臺，立足本職工作、充分發(fā)揮個人能力、帶領(lǐng)好團隊，為威視發(fā)展建功立業(yè)。

隨著安全形勢的日益嚴(yán)峻，使得對人體、行包、貨物等的安全性檢查變得必要而迫切，如何通過高技術(shù)手段對藏匿于貨物、行李及人體內(nèi)外的爆炸物等危險品進(jìn)行有效檢測，是公共安全領(lǐng)域所面臨的新挑戰(zhàn)。

上世紀(jì)末誕生了革命性的X射線CT掃描技術(shù)，不但能獲得物品內(nèi)部的三維結(jié)構(gòu)信息，結(jié)合雙能材料識別技術(shù)，還可以實現(xiàn)對爆炸物、危險品等的有效檢出，是行李安檢不可或缺的重要檢查手段。

金鑫所帶領(lǐng)的基礎(chǔ)研發(fā)團隊圍繞X射線CT成像理論及其關(guān)鍵應(yīng)用技術(shù)不斷開拓研究，深化和發(fā)展了CT局部圖像重建算法。局部CT重建能有效減少掃描區(qū)域及提升局部區(qū)域的圖像質(zhì)量，并且對于降低CT掃描劑量有著積極意義。針對感興趣區(qū)域成像存在的投影角度缺失和探測器方向投影截斷等問題，他們研究和發(fā)展了基于Pl線的局部CT圖像重建算法，解決了任意位置感興趣區(qū)域重建難題，使得CT重建區(qū)域更為靈活。并從截斷希爾伯特變換理論的特性出發(fā)，首次提出了使用SVD本征函數(shù)族直接從投影數(shù)據(jù)的希爾伯特空間恢復(fù)感興趣區(qū)域的“內(nèi)問題”求解方法，這一方法較傳統(tǒng)的迭代求解方法具有更優(yōu)異的穩(wěn)定性和抗干擾能力。

具有材料識別能力的雙能CT設(shè)備則是檢測爆炸物的有效手段。然而，過于昂貴的探測器模塊特別是高能探測晶體的成本制約了CT圖像分辨率的提升，尤其是對細(xì)小和薄片狀爆炸物，較低的檢出能力一直是實際應(yīng)用中所關(guān)注的問題。金鑫從雙能CT成像原理出發(fā)，設(shè)計了一種高能稀疏采樣的雙能CT成像模式，先后提出基于結(jié)構(gòu)先驗的TV最小化CT重建算法（SPECS）和基于優(yōu)質(zhì)先驗圖像的非局部圖像處理方法（ NLM-TV），利用高分辨率的低能CT圖像輔助進(jìn)行雙能成像，在不增加高能探測器成本的情況下，實現(xiàn)高分辨率雙能物質(zhì)識別，為高分辨率雙能安檢CT的實現(xiàn)提供了一種有效途徑[JX3]。

此外，他本人及所在項目組通過對雙能CT重建方法的深入研究，提出了一種混合雙能分解算法，創(chuàng)新地采用了能譜單色化手段，不但避免了傳統(tǒng)雙能分解方法原子序數(shù)誤差過大的缺點，而且可以較好地解決高低能重建結(jié)果的硬化偽影，從而有效提升物質(zhì)識別的準(zhǔn)確性，這一研究成果被推選為2014年IEEENSS/MIC大會的口頭報告。

行包/快郵做CT

日本的馬桶蓋、泰國的橡膠床墊……這些當(dāng)?shù)靥禺a(chǎn)國人都能不辭辛苦千里迢迢帶回來。除了“大件”，還有各種酒、肉、水果、奶酪、巧克力、化妝品、手機、名表等還可以理解，奇葩的是有人還帶株花、裝袋土，還有的帶回螞蟻蜘蛛等寵物……這些，都是動植物檢驗檢疫明令禁止攜帶入境的。當(dāng)然這些規(guī)定，也是近幾年才有的。

最初的CT檢驗主要用于飛機場、火車站、地鐵站等場所，最近幾年根據(jù)國家需求研制出了用于動植檢的專用產(chǎn)品。

動植物檢驗檢疫（簡稱“動植檢”）工作主要目的就是防止外來國家或地區(qū)有害動植物資源的傳人、傳出，以保護本國、本地區(qū)動植物資源的安全。長期以來我國動植檢工作主要通過檢疫人員開箱查驗、X光機掃描+人工判圖、以及檢疫犬現(xiàn)場檢查相結(jié)合的綜合查驗手段對進(jìn)出口貨物、行包、郵件、快件等進(jìn)行動植物檢驗。

可待檢貨物數(shù)量太多，X光機掃描圖像質(zhì)量差，圖像重疊在一起太難分辨！

也就是說動植檢查驗工作的迫切需求：要查驗速度快，圖像清晰，能夠自動識別違禁品，輻射足夠小。

近年來年，清華大學(xué)聯(lián)合同方威視，為動植檢工作量身打造了一套新型武器——雙能CT動植物檢驗檢疫智能查驗系統(tǒng)。該系統(tǒng)的作用通俗的講就是要給出入境的行包/快郵做全身CT，無需開箱，就能快速精準(zhǔn)的查驗各類箱包中的物品，迅速識別藏匿或夾帶其中的違禁品。在這個系統(tǒng)面前，動植檢工作中的上述難題全部迎刃而解。

金鑫所帶領(lǐng)的項目團隊首次提出了大螺距多排螺旋CT用于行包檢查的新成像方法，率先實現(xiàn)了大層厚、快速連續(xù)掃描的核心技術(shù)，查驗速度可以達(dá)到1800件/小時，是X光機查驗速度的6倍！

針對X光機圖像質(zhì)量差，各種遮擋重疊，難以識別的難題，項目團隊首次提出基于多元特征模型的三維分割算法，有效解決了特征混疊對分割的影響，實現(xiàn)了對動植物檢疫物對象類別的三維自動分割。

MSNet_維數(shù)據(jù)卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智能識別方法，有效解決了傳統(tǒng)方法對動植物無法有效識別的難題，極大地提高了動植物檢疫查驗的準(zhǔn)確性。

護國門筑利器

2016年9月1日，首套雙能CT動植物檢疫智能查驗系統(tǒng)正式在上?？崭劭诎锻度胧褂?。從9月1日設(shè)備投入使用到10月14日，上海檢驗檢疫局共對7301批入境快件利用專用CT進(jìn)行了精準(zhǔn)查驗。查驗的貨量從最初的日均66批次，猛增至日均130批次，環(huán)比增長97%，并先后截獲了動物源性飼料、凍干肉、違法夾帶動植物產(chǎn)品等貨物。每批貨物的查驗時間由原來的1-2小時縮短至5分鐘。

隨后，雙能CT動植物檢疫智能查驗系統(tǒng)迅速在全國范圍內(nèi)投入使用，目前已覆蓋我國23個省市，還成功進(jìn)入澳大利亞、荷蘭等5個海外國家市場。2017年2月13、20日，重慶機場局利用專用CT機分別截獲了非法寄遞入境的“驗胎靈”。2017年5月23日，長沙出入境檢驗檢疫局郵檢辦事處利用專用CT機從一個來自法國的入境郵件中截獲活體螞蟻792只及蟻卵百余粒，經(jīng)鑒定為工匠收獲蟻。這是湖南口岸首次截獲大批量活體螞蟻，也是近年來全國口岸單次截獲活體螞蟻數(shù)量最多的一起案例。2017年8月3日，央視新聞頻道再次報道浙江局杭州郵辦利用專用CT機從德國、日本等過郵寄進(jìn)境的郵包中連續(xù)截獲非法入境的高風(fēng)險菌種。201 7年8月14日，廈門局利用專用CT機截獲裝在方便面桶內(nèi)的4條活體毒蛇，經(jīng)鑒定為馬來西亞黃環(huán)林蛇。2017年8月31日，河南局郵檢辦利用專用CT在一個來自馬來西亞的掛號郵件截獲4只大型甲蟲和20只螞蟻，其中3只甲蟲為標(biāo)本，另外1只甲蟲和螞蟻均已死亡，經(jīng)鑒定分別為南洋大兜蟲和巨人恐蟻……

隨著雙能CT動植物檢疫智能查驗系統(tǒng)效能的不斷顯現(xiàn)，國家質(zhì)檢總局對該系統(tǒng)在動植物檢驗檢疫中發(fā)揮的重要作用給予了充分肯定，并明確[JX6]提出，要在全面推行“檢疫官一一查驗CT機——檢疫犬”的QCD綜合查驗體系，為重點口岸旅檢和郵檢查驗現(xiàn)場配置到位一批查驗CT機等高科技執(zhí)法設(shè)備。此外，《全國動植物保護能力提升工程建設(shè)規(guī)劃》（2017-2025年）中也做出了相應(yīng)規(guī)劃，要在“十三五”期間，重點完成150個旅檢口岸智能查驗設(shè)備的配套。

正所謂魔高一尺道高一丈，邊境、口岸是國家安全的第一道防護線，一直以來，一些不法分子絞盡了腦汁想出各種辦法偷偷運輸毒品、黃金等違禁品，有藏在人體內(nèi)的，有裝進(jìn)鋼管里的……

雙能CT智慧查驗系統(tǒng)就是他們的克星、天敵。有了該系統(tǒng)的火眼金睛，以后，所有的違禁品都將無處藏身，杜絕入境。

鏈接：

金鑫，1984年生，博士畢業(yè)于清華大學(xué)，2013年進(jìn)入海淀園同方威視技術(shù)股份有限公司企業(yè)博士后工作分站（與清華大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)），出站后留站工作，現(xiàn)任人工智能研發(fā)中心基礎(chǔ)研發(fā)部部長，主要從事安檢CT重建理論研究和系統(tǒng)研發(fā)工作。在站期間共發(fā)表學(xué)術(shù)論文7篇，其中SCI收錄4篇，EI收錄3篇，核心期刊封面文章1篇，申請國內(nèi)發(fā)明專利15件、實用新型專利5件，申請國外發(fā)明專利20余件。承擔(dān)科技部重點研發(fā)專項1項（子課題負(fù)責(zé)人），總項目經(jīng)費2000余萬元。獲中國博士后科學(xué)基金特別資助、中國博士后科學(xué)基金面上項目一等資助，獲評北京市青年骨干人才。2018先后獲得年北京市發(fā)明專利一等獎，北京市科學(xué)技術(shù)一等獎。