多能谱X射线成像系统和用于利用多能谱X射线成像系统识别物品的方法技术方案

本发明专利技术提供了一种用于利用多能谱X射线成像系统识别物品的方法和一种用于识别物品的多能谱X射线成像系统，所述方法包括：识别所述物品的应用场景和/或先验信息；根据所识别的应用场景和/或先验信息从所述多能谱X射线成像系统中存储的多个参数模式中选择适合于所述物品的参数模式；以及利用所选择的参数模式来识别所述物品；其中，所述多个参数模式是通过针对各种物品使用训练样本库在特定条件下对所述多能谱X射线成像系统的系统参数进行优化而获得的。本发明专利技术提出的多能谱X射线成像系统使得多能谱成像系统能够适应各种不同的应用场景并且实现系统性能与开销之间的平衡。 1

【技术实现步骤摘要】
多能谱X射线成像系统和用于利用多能谱X射线成像系统识别物品的方法
本公开大体上涉及辐射成像领域，更具体地，涉及多能谱X射线成像系统和用于利用多能谱X射线成像系统识别物品的方法。
技术介绍
辐射成像技术广泛地应用于安检和医疗等领域，而成像系统的物质识别能力是衡量系统指标的一个重要标准。随着CZT等光子计数型探测器技术的不断发展，多能谱成像在降低辐射剂量、提高物质识别能力等方面都有不小的优势，并且具有广阔的应用前景。多能谱成像可以将接收到的X射线的能谱划分为多个能量区间并分别进行计数，从而获得与不同能量区间相对应的射线衰减信息。相比于传统的双能成像，多能谱成像基本消除了能谱间的重叠，并且不同能区之间的能量区分度更好，从而可以显著地提高系统的物质识别能力，同时可以根据需要划分更多的能区，为更多能量信息的引入提供条件。目前现有的多能谱成像对能谱划分的个数从早期的三到五个能区发展到可以划分成几十个到256个能区。一般来说，由于利用了更多的能量信息，更细的能谱划分可以为系统带来更高的物质识别能力，但同时也对系统设计和数据处理造成更大的开销和难度。法国研究机构CEA-Leti提出：对于能区个数较少的情况，相比均分能谱的划分方式，优化能谱阈值之后系统可以显著提高系统的物质识别能力。对于选定的目标材料，优化后的五能区系统也可以有较高的物质识别能力，但优化的阈值参数仅适用于与选定目标材料较为接近的材料的识别。如果采用更细致的能区划分方式，则系统对不同材料的识别具有更强的适用性，但是会造成更大的系统开销。目前对于参数优化方面的研究涉及的优化方法主要有基于识别过程的CIP方法和CRC方法，不同的优化方法得到的参数非常接近。对于特定的应用场景，多数情况下实际并不需要采用非常细致的能区划分方式，而是采用较少的能区划分，同时对阈值参数进行优化调整，这样也可以使系统达到很好的物质识别效果。综上所述，我们提出一种参数可调整的多能谱X射线成像系统，从而适应各种不同的应用场景，并且实现系统性能与开销之间的平衡。
技术实现思路
为了实现上述目的，在本专利技术的第一方面，公开了一种用于利用多能谱X射线成像系统识别物品的方法，包括：识别所述物品的应用场景和/或先验信息；根据所识别的应用场景和/或先验信息从所述多能谱X射线成像系统中存储的多个参数模式中选择适合于所述物品的参数模式；以及利用所选择的参数模式来识别所述物品；其中，所述多个参数模式是通过针对各种物品使用训练样本库在特定条件下对所述多能谱X射线成像系统的系统参数进行优化而获得的。优选地，所述特定条件包括检出率最优、误报率最少或区分度最大。优选地，所述系统参数包括：X光源的能量值、能谱划分个数和相应的能量阈值、扫描速度、以及剂量大小。优选地，所述多个参数模式包括针对行李和人体检查的第一参数模式和针对车辆/集装箱的第二参数模式。优选地，所述多个参数模式包括普通参数模式和高性能参数模式。优选地，所述方法还包括：当所选择的参数模式是普通参数模式并且利用所选择的参数模式识别出所述物品有较大概率是违禁品时，将所选择的参数模式从普通参数模式切换为高性能参数模式。在本专利技术的第二方面，公开了一种用于识别物品的多能谱X射线成像系统，包括：X光源，被配置为在扫描控制器的控制下产生X射线；扫描控制器，被配置为根据所选择的参数模式控制所述X光源；探测器，被配置为接收从所述X光源发出通过所述物品被透射或散射的X射线并将其转换为输出信号；处理器，被配置为：识别所述物品的应用场景和/或先验信息；以及根据所识别的应用场景和/或先验信息从所述多能谱X射线成像系统中存储的多个参数模式中选择适合于所述物品的参数模式；以及接收来自所述探测器的输出信号并利用所述输出信号对所述物品进行识别；以及存储器，被配置为存储所述多个参数模式，其中，所述多个参数模式是通过针对各种物品使用训练样本库在特定条件下对所述多能谱X射线成像系统的系统参数进行优化而获得的。优选地，所述特定条件包括检出率最优、误报率最少或区分度最大。优选地，所述系统参数包括：X光源的能量值、能谱划分个数和相应的能量阈值、扫描速度、以及剂量大小。优选地，所述多个参数模式包括针对行李和人体检查的第一参数模式和针对车辆/集装箱的第二参数模式。优选地，所述多个参数模式包括普通参数模式和高性能参数模式。优选地，所述处理器被进一步配置为：当所选择的参数模式是普通参数模式并且利用所选择的参数模式识别出所述物品有较大概率是违禁品时，将所选择的参数模式从普通参数模式切换为高性能参数模式。在本专利技术的第三方面，提供了一种计算机可读介质，包括在由处理器执行时执行包括以下各项的操作的指令：识别所述物品的应用场景和/或先验信息；根据所识别的应用场景和/或先验信息从所述多能谱X射线成像系统中存储的多个参数模式中选择适合于所述物品的参数模式；以及利用所选择的参数模式来识别所述物品；其中，所述多个参数模式是通过针对各种物品使用训练样本库在特定条件下对所述多能谱X射线成像系统的系统参数进行优化而获得的。优选地，所述特定条件包括检出率最优、误报率最少或区分度最大。优选地，所述系统参数包括：X光源的能量值、能谱划分个数和相应的能量阈值、扫描速度、以及剂量大小。优选地，所述多个参数模式包括针对行李和人体检查的第一参数模式和针对车辆/集装箱的第二参数模式。优选地，所述多个参数模式包括普通参数模式和高性能参数模式。优选地，所述计算机可读介质还包括在由处理器执行时执行包括以下各项的操作的指令：当所选择的参数模式是普通参数模式并且利用所选择的参数模式识别出所述物品有较大概率是违禁品时，将所选择的参数模式从普通参数模式切换为高性能参数模式。在本专利技术提出的方案中，对多能谱成像系统的能区划分个数、能量阈值等参数的调整优化可以有效地改善系统的物质识别能力。一些研究发现，不同参数往往只能适应相应的目标材料或应用条件，因此需要根据不同情况随时对系统参数进行调整。本专利技术提出的一种参数可以调节的多能谱X射线成像系统使系统能够适应各种不同情况并且实现系统性能与开销之间的平衡。附图说明根据结合示例性附图对示例性实施例的以下描述，本公开的其他细节、方面和优点将变得显而易见，在附图中：图1示出了根据本专利技术的实施例的用于识别物品的多能谱X射线成像系统的示意图；图2示出了根据本专利技术的实施例的利用多能谱X射线成像系统对物品进行识别的示意图；图3示出了根据本专利技术的实施例的能谱阈值划分的示意图；图4示出了根据本专利技术的实施例的普通聚合物和典型固体爆炸物的等效质量衰减系数分布的示意图；图5示出了根据本专利技术的实施例的双模式的多能谱X射线成像查验的流程图；图6示出了根据本专利技术的实施例的用于利用多能谱X射线成像系统对物品进行识别的方法的流程图；以及图7示出了根据本专利技术的实施例的用于利用多能谱X射线成像系统对物品进行识别的系统的示意图。附图没有对实施例的所有电路或结构进行显示。贯穿所有附图相同的附图标记表示相同或相似的部件或特征。具体实施方式下面将详细描述本专利技术的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本专利技术。在以下描述中，为了提供对本专利技术的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于利用多能谱X射线成像系统识别物品的方法，包括：

【技术特征摘要】
1.一种用于利用多能谱X射线成像系统识别物品的方法，包括：识别所述物品的应用场景和/或先验信息；根据所识别的应用场景和/或先验信息从所述多能谱X射线成像系统中存储的多个参数模式中选择适合于所述物品的参数模式；以及利用所选择的参数模式来识别所述物品；其中，所述多个参数模式是通过针对各种物品使用训练样本库在特定条件下对所述多能谱X射线成像系统的系统参数进行优化而获得的。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述特定条件包括检出率最优、误报率最少或区分度最大。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述系统参数包括：X光源的能量值、能谱划分个数和相应的能量阈值、扫描速度、以及剂量大小。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个参数模式包括针对行李和人体检查的第一参数模式和针对车辆/集装箱的第二参数模式。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个参数模式包括普通参数模式和高性能参数模式。6.根据权利要求5所述的方法，还包括：当所选择的参数模式是普通参数模式并且利用所选择的参数模式识别出所述物品有较大概率是违禁品时，将所选择的参数模式从普通参数模式切换为高性能参数模式。7.一种用于识别物品的多能谱X射线成像系统，包括：X光源，被配置为在扫描控制器的控制下产生X射线；扫描控制器，被配置为根据所选择的参数模式控制所述X光源；探测器，被配置为接收从所述X光源发出通过所述物品被透射或散射的X射线并将其转换为输出信号；处理器，被配置为：识别所述物品的应用场景和/或先验信息；以及根据所识别的应用场景和/或先验信息从所述多能谱X射线成像系统中存储的多个参数模式中选择适合于所述物品的参数模式；以及接收来自所述探测器的输出信号并利用所述输出信号对所述物品进行识别；以及存储器，被配置为存储所述多个参数模式，其中，所述多个参数模式是通过针对各种物品使用训练样本库在特定条件下对所述多能谱X射线成像系统的系统参数进行优化而获得的。8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述特定条件包括检出率最...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐光明，刘必成，赵自然，张岚，顾建平，
申请(专利权)人：同方威视技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11