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近年來(lái)，世界各地利用人體藏毒以進(jìn)行毒品走私的現(xiàn)象十分嚴(yán)重，準(zhǔn)確、快速地檢測(cè)出人體組織包裹的毒品是一項(xiàng)亟待解決的難題。在現(xiàn)今所有已知的毒品探測(cè)方法中，基于能量色散的X射線衍射(Energy dispersive X-ray scattering， EDX RS)技術(shù)被證明是一種合適的方法，該方法具有無(wú)損、無(wú)創(chuàng)、低成本和高分辨率的特點(diǎn)。選取海洛因作為毒品的代表，對(duì)由Geant4軟件仿真得到的進(jìn)入探測(cè)器的所有粒子能量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得到每種能量所對(duì)應(yīng)的粒子數(shù)，從而可以產(chǎn)生一個(gè)m×1維的能譜向量。對(duì)于海洛因這類(lèi)晶體，Bragg散射其X射線能譜會(huì)存在特征峰，通過(guò)識(shí)別特征峰的位置可以判定晶體的種類(lèi)，從而完成毒品識(shí)別。由于人體組織的包裹，其特征峰會(huì)出現(xiàn)峰移、寬化、變形，使得通過(guò)特征峰無(wú)法識(shí)別物質(zhì)種類(lèi)。而B(niǎo)P神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有較好的非線性分類(lèi)能力，可利用其進(jìn)行人體藏毒的精準(zhǔn)識(shí)別。
應(yīng)用Geant4軟件搭建能量色散X射線照射包裹毒品人體組織的仿真模型，對(duì)得到能譜數(shù)據(jù)進(jìn)行降維后應(yīng)用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法進(jìn)行模式識(shí)別，以區(qū)分人體組織是否包裹毒品。將未包裹與已包裹海洛因的人體組織X射線散射譜經(jīng)過(guò)截?cái)嗯c光滑，形成一個(gè)以元素為粒子數(shù)，標(biāo)號(hào)為能量的向量。該向量具有較高的維數(shù)，為了提高模式識(shí)別的有效性，采用主成分分析進(jìn)行降維。將仿真得到的數(shù)據(jù)集分為訓(xùn)練集與測(cè)試集，使用訓(xùn)練集訓(xùn)練BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，使用測(cè)試集進(jìn)行識(shí)別測(cè)試，測(cè)試結(jié)果表明，使用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識(shí)別包裹毒品的人體組織X射線散射譜具有較高的正確率。
人體組織包裹晶體的散射譜特征峰會(huì)產(chǎn)生變形、位移，使得通過(guò)X射線散射的特征峰來(lái)識(shí)別物質(zhì)種類(lèi)這一傳統(tǒng)手段無(wú)法利用在識(shí)別人體藏毒這一問(wèn)題上。為此，將深度學(xué)習(xí)中處理非線性分類(lèi)問(wèn)題的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法引入到人體組織包裹毒品的能譜識(shí)別問(wèn)題中。首先應(yīng)用Geant4粒子軟件搭建多色光X射線照射包裹海洛因的仿真模型，得到仿真的散射能譜數(shù)據(jù)，建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)；然后為了提高神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練的效率，應(yīng)用主成分分析降維搭配BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類(lèi)，對(duì)識(shí)別人體組織是否包裹毒品的散射能譜具有較高的正確率與可靠性，應(yīng)用深度學(xué)習(xí)算法來(lái)處理人體藏毒識(shí)別是可行的。
應(yīng)用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識(shí)別能譜模式示意圖
文章來(lái)源：中國(guó)知網(wǎng)
文章鏈接：基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的人體藏毒能譜識(shí)別
文字報(bào)道：何遙
文章編輯：袁偉
