手持式背散射成像仪制造技术

本实用新型专利技术提供了一种手持式背散射成像仪，包括：用于产生X射线的X射线源；用于X射线的准直的至少一个准直器；被构造成环绕X射线源设置并且能够绕着X射线源旋转的调制器，调制器上形成有供多于一个成像图像像素点所对应的X射线束流通过的至少一个X射线通过区；探测器，该探测器被构造成接收经由调制器调制的X射线束流被待被检查物体散射后得到的散射X射线，并且生成相应的散射信号；以及被构造成获取X射线通过区的角度信息和来自探测器的散射信号的控制器。本实用新型专利技术提供的手持式背散射成像仪，其通过特殊的“飞线”扫描模式来解决图像质量和扫描时间的矛盾问题。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及X射线成像应用领域，特别涉及物体的背散射检测成像，此处的物体可以是行李、车辆、建筑物墙面及各类需要对内部结构和内部物品安全性进行鉴别的物体。
技术介绍
背散射检测成像应用中，根据背散射信号的特点，最普遍采用的扫描方式是飞点扫描，即：射线经调制准直成为射线笔束(飞点)在第一维方向上逐点快速扫描被检物；射线笔束平面随着探测器一起沿着第二维方向与被检物相对平移；第二维运动速度远低于第一维运动速度，并且第二维方向与第一维方向大致垂直；同时探测器接收物体上散射回来的射线作为当时扫描点的信号，数据处理时将扫描位置和信号点点对应即可得到反映物体信息的二维背散射图像。在背散射应用技术中，飞点扫描模式非常经典并已被广泛应用，不过它具有一个天然缺点：扫描效率低。原因在于，飞点扫描属于点扫描(同一时刻扫描一个点)，相比于线扫描(同一时刻扫描一条线)和面扫描(同一时刻扫描一个面)，效率是最低的，扫描速度最低，花费时间最长。另外，背散射的特点导致了射线剂量低，探测器接收的信号低涨落大，这就会造成最终图像噪声大质量差。为了增强探测器信号，通常的手段可以是增大X光机电压电流参数或者降低本就不算快的扫描速度(即进一步延长扫描时间)。在某些应用场合中，增大X光机电压电流参数有困难，此时要想保证一定的图像质量，就必须延长扫描时间，或者要想保证较短的扫描时间，就必须牺牲一定的图像质量。图像质量和扫描时间就仿佛是一个跷跷板的两端，设计人员不得不在两者之间作出平衡或取舍。比如在手持式背散射成像仪中，X光机因为空间和重量都受到限制，功率会很小，这就意味着X光机电压电流都只能定于一个较小的参数值。此时图像质量和扫描时间就处于两难的局面，如果保图像质量，极低的扫描速度势必会考验操作人员在低速下动作的平稳度和持久度，严重影响操作体验；如果保扫描速度，低图像质量又会影响看图人员判图结果的准确性。而通常手持式背散射成像仪无法要求操作人员维持较长的扫描时间，因此低图像质量也就是大多情况下的结果。
技术实现思路
鉴于现有技术中存在的上述缺陷和问题，本技术的至少一个目的在于提供手持式背散射成像仪，其通过特殊的“飞线”扫描模式来解决图像质量和扫描时间的矛盾问题。根据本技术的一个方面，提供了一种手持式背散射成像仪，所述手持式背散射成像仪包括：X射线源，用于产生X射线；至少一个准直器，用于X射线的准直；调制器，所述调制器被构造成环绕所述X射线源设置并且能够绕着所述X射线源旋转，其中，所述调制器上形成有供多于一个成像图像像素点所对应的X射线束流通过的至少一个X射线通过区；探测器，所述探测器被构造成接收经由调制器调制的X射线束流被待被检查物体散射后得到的散射X射线，并且生成相应的散射信号；以及控制器，所述控制器被构造成获取所述X射线通过区的角度信息和来自所述探测器的散射信号。优选地，所述控制器还被构造成：基于逐次微分算法，计算当前获得的散射信号与前一次获得的散射信号之间的差异值；基于当前获得的角度信息计算当前X射线出射的空间角度信息，并且，根据所述空间角度信息确定当前X射线所对应的成像图像上的像素点位置以及相应的补偿值；以及，基于所述差异值以及所述相应的补偿值确定当前X射线所对应的像素点位置处的像素点值；从而得出最终的扫描图像。优选地，所述控制器还被构造成控制所述调制器的旋转。优选地，所述调制器呈以所述X射线源中心轴线为轴线的圆环形状，而所述至少一个X射线通过区形成在所述圆环形状的环面上。优选地，所述至少一个准直器对应于所述至少一个X射线通过区，每个所述准直器呈扇形形状并且被设置在所述X射线源与所述调制器的对应的X射线通过区之间，其中对应的所述X射线通过区被设计成垂直于所述准直器的扇面。优选地，所述至少一个X射线通过区被设计成狭长通槽形式。优选地，所述至少一个X射线通过区被设计成由一系列通孔相连形成的狭长通孔列形式。优选地，所述至少一个X射线通过区被设计成具有较短直径端部的狭长通槽形式。优选地，所述至少一个X射线通过区被设计成包括较短直径细孔的由一系列通孔相连形成的狭长通孔列形式。本技术至少取得了如下技术效果：本技术提出了一种独特的“飞线”扫描模式，该模式适用于物品背散射扫描成像。具体地，在手持背散射扫描应用中，手持设备由人来操作，这意味着不可能要求操作人员维持太长的扫描时间，倾向于减小扫描时间；另一方面，重量和空间的限制通常决定了X光机的功率很小，这也就意味着X光机的出射剂量会很低，为了提高图像质量，又需要增大扫描时间。本技术解决了这个矛盾。通过“飞线”扫描模式实际极大地增加了X光机的出射剂量，同时能保持扫描时间不变。由于扫描的对象是物品不是人，因此出射剂量大不会造成被检查物体的辐射安全压力。同时由于“飞线”扫描模式出射的剂量是“飞点”扫描模式的数倍，剂量的成倍数提升从根本上有助于降低信号的随机涨落、提高信号的信噪比。本技术能够实现的其它技术目的以及可以取得的其它技术效果将在下述的具体实施方式中结合对具体实施例的描述和附图的示意进行阐述。附图说明为了让本技术的上述和其它目的、特征及优点能更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步说明。图1显示了根据本技术实施例的手持式背散射成像仪的整体结构示意图；图2显示了图1所示的手持式背散射成像仪的主要内部组成部件的结构示意图；图3显示了图1所示的手持式背散射成像仪中的调制器的结构示意图；图4a显示了图3所示的调制器采用一种开槽方式时的结构示意图；图4b显示了图3所示的调制器采用一种开孔方式时的结构示意图；图4c显示了图3所示的调制器采用另一种开槽方式时的结构示意图；以及图4d显示了图3所示的调制器采用另一种开孔方式时的结构示意图。图中标号100-手持式背散射成像仪，1-X射线源，2-准直器，3-调制器，30-通过区，31-狭长通槽，32-狭长通孔列，310-“短尾”槽，320-细孔，4-探测器，5-电机，以及，6-控制器。具体实施方式下面详细描述本技术的具体实施例，所述具体实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同的标号表示相同或相似的元件。下面参考附图描述的具体实施例是示例性的，旨在解释本技术，而不能解释为对本技术的一种限制。本技术提供了一种手持式背散射成像仪。部件与构造如图1-3所示，本技术提供的手持式背散射成像仪100，主要包括：X射线源1、准直器2、调制器3、探测器4、电机5和控制器6。X射线源1是产生X射线的装置。X射线源1通常是X光机。准直器2用于把X射线源1发出的射线约束成扇束。准直器2由X射线屏蔽材料制成，如足够厚度的铅、钨、铜、钢、氧化铅、氧化钨等，或前述几种材料的混合物。准直器2上开有一定宽度的准直缝，以使X射线可以无阻挡地通过该准直缝，形成扇束。调制器3是形成空间调制束流的装置。调制器3总体呈圆环形状，环上开有X射线通过区30(供X射线无阻挡通过的具有一定几何形状的空白区域)，能使多于一个图像像素点对应实际大小的X射线束流无阻挡地通过。调制器3由X射线屏蔽材料制成，如足够厚度的铅、钨、铜、钢、氧化铅、氧化钨等，或前述几种材料的混合物。调制器3的圆环上开有X射线通过区30。调制器3可以旋转，其旋转轴垂直于扇本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种手持式背散射成像仪，其特征在于，所述手持式背散射成像仪包括：X射线源，用于产生X射线；至少一个准直器，用于X射线的准直；调制器，所述调制器被构造成环绕所述X射线源设置并且能够绕着所述X射线源旋转，其中，所述调制器上形成有供多于一个成像图像像素点所对应的X射线束流通过的至少一个X射线通过区；探测器，所述探测器被构造成接收经由调制器调制的X射线束流被待被检查物体散射后得到的散射X射线，并且生成相应的散射信号；以及控制器，所述控制器被构造成获取所述X射线通过区的角度信息和来自所述探测器的散射信号。

【技术特征摘要】
1.一种手持式背散射成像仪，其特征在于，所述手持式背散射成像仪包括：X射线源，用于产生X射线；至少一个准直器，用于X射线的准直；调制器，所述调制器被构造成环绕所述X射线源设置并且能够绕着所述X射线源旋转，其中，所述调制器上形成有供多于一个成像图像像素点所对应的X射线束流通过的至少一个X射线通过区；探测器，所述探测器被构造成接收经由调制器调制的X射线束流被待被检查物体散射后得到的散射X射线，并且生成相应的散射信号；以及控制器，所述控制器被构造成获取所述X射线通过区的角度信息和来自所述探测器的散射信号。2.如权利要求1所述的手持式背散射成像仪，其特征在于，所述控制器还被构造成控制所述调制器的旋转。3.如权利要求1-2中任一所述的手持式背散射成像仪，其特征在于，所述调制器呈以所述X射线源中心轴线为轴线的圆环形状，而所述至少一个X射线通过区形成在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈志强，李元景，赵自然，吴万龙，唐乐，金颖康，王璞，
申请(专利权)人：清华大学，同方威视技术股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11