使用计算机断层摄影进行自动物质鉴别制造技术

在常规物质鉴别例如行李检查中，使用行李的衰减系数来鉴别该行李中的物质。然而，该结果会是不明确的，因为危险物质和非危险物质经常具有相同的衰减系数。根据本发明专利技术，提供一种方法和设备，将从ＣＴ和相干散射计算机断层摄影中获得的信息相结合以更好地判定在该行李中是否存在危险物质。因此，根据本发明专利技术，使用该行李的衰减系数和衍射图形来确定该行李是否可以通过。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及物质鉴别领域。具体地，本专利技术涉及用于在物体例如行李中检测所感兴趣的特定物质的检查系统，检查物体例如行李的方法，和存储在计算机可读介质中的计算机程序。在过去几年里，x射线行李检查已经从完全依赖于与操作员的交互的简单x射线成像系统发展成为能够自动识别某种违禁品和触发所有危险物质的更完善的自动系统。该更新的检查系统已经应用了从该被检查包裹放射或者散射出的单能量或双能量x射线辐射。一些系统已经使用了单视图(single view)源检测装置，另外一些则已经利用了双视图或者多视图装置。该单或双视图系统通常当行李在传送器上移动时，利用x射线扫描束或笔形扫描束以固定的几何形状对行李进行扫描。该多视图、计算机断层摄影(CT)类型的系统通常以固定几何形状的扫描角度对静止的行李扫描，并且处理对应于x射线吸收的数据以重建该行李的选定切片。公知的CT扫描器还使用螺旋扫描模式，从而产生该物体的衰减系数的3D图像。在机场，该行李检查过程通常分为至少两级检查。第一级系统以高达1500个行李每小时的速度对行李进行快速处理。该第一级系统位于第一检查站并且检查所有行李。该系统快速扫描行李并且基于其特定的检测模式和方法自动作出判断。通常，CT扫描器或双能量发射X射线用作第一级系统，该第一级系统用于确定一件行李或者该行李的一个范围的衰减系数。然后，将该衰减系数与危险物质的衰减系数相比较。在该被扫描的行李的衰减系数与危险物质的已知衰减系数相匹配时，发出警报或者将该行李从主行李流中分离出来做进一步的检查。当包括非危险物质和危险物质的一组物质具有与该行李的衰减系数相匹配的衰减系数时，该行李被传送至第二级。在第二级，操作员通常通过视觉观察该被拒绝行李的x射线图像，并且试图确定是否可以基于明显的形状来澄清该行李中是否有可疑物体。该操作员在特性物体(例如武器、定时和爆炸装置、导线)或者其他与违禁物品相关的特性中查找该图像。当操作员不能澄清该行李时，可以使用蒸汽或追踪检测器或者其他CT扫描器进一步对该行李进行检查。参考文献EP127546A2公开了一种使用一次辐射和衍射辐射来确定检查结果的计算机断层摄影。参考文献US5642393公开了一种检查系统，该检查系统包括构造成利用从检查物体发射或散射出的x射线辐射来鉴别被检查物体中的可疑区域的多视图x射线探针。该多视图x射线探针构造成使用所发射或散射的x射线辐射的多个检查角度来辨识该可疑区域。此外，该多视图x射线探针构造成获取该可疑区域的空间信息来为随后的检查确定几何形状。另外，还提供定向的物质敏感探针，其构造成通过利用该几何形状来获得关于该可疑区域的物质特定信息。在该物质特定信息的基础上，确定在该特定区域中的特定物质的存在。本专利技术的目的是提供一种明确的自动物质鉴别。根据本专利技术的示例性实施例，上述目的是通过一种用于检测行李中的所感兴趣的特定物质的检查系统来实现，该检查系统包括用于确定该行李的衰减系数的第一扫描器系统，用于确定该行李的衍射图形的第二扫描器系统，和连接到该第一和第二扫描器系统的计算单元，该计算单元用于基于该衰减系数和衍射图形来识别该行李中感兴趣的特定物质的存在。有利地，根据本专利技术的这个示例性实施例，可以提供对感兴趣的特定物质的非常可靠的鉴别。并且，由于可以非常迅速地确定该行李的衰减系数，从而可以利用根据本专利技术的示例性实施例的检查系统来实现两步过程，通过使用该第一扫描器系统作为筛检行李流的第一级系统以鉴别“可疑包裹”，其中该“可疑”包裹然后通过使用该行李的衍射图形来进一步检查。有利地，由于该衍射图形允许对感兴趣的物质进行非常可靠的确定，从而根据本专利技术的示例性实施例的检查系统的故障率可以显著降低。根据如权利要求2中所述的本专利技术的示例性实施例，该第一和第二扫描器系统设置成相互距离一定距离，允许提供例如在该第一和第二扫描器系统之间切换的传送带，从而使得可以容易地将可疑行李分出来而不必必须通过该第二扫描器系统。例如，可以通过传送带连接多个第一扫描器系统，并且对应的传送带切换到第二系统从而确保该第二扫描系统的高利用率。根据如权利要求3中所述的本专利技术的示例性实施例，该第一扫描器系统是CT扫描器系统，而该第二扫描器系统是相干散射CT系统。有利地，这允许在根据本专利技术的检查系统中将已知的第一级CT扫描器与相干散射CT系统(CSCT)相结合使用。根据如权利要求4中所述的本专利技术的示例性实施例，该第一和第二扫描器系统实现为具有一个辐射源和一个检测器系统的一个扫描器系统。为了实现用于确定该行李衰减系数的CT扫描器，在辐射源和被扫描物体之间提供第一孔系统。为了实现用于确定该行李衍射图形的CSCT扫描器，提供第二孔系统例如狭缝孔或光圈来使一个辐射源的射线形成为扇形波束。有利地，本专利技术的这个示例性实施例具有紧凑尺寸，并且可以容易地安装在经常是有空间问题的机场安全系统中。此外，由于仅需要一个辐射源和一个检测器系统，从而使得减少了制造这种系统的造价以及经受磨损和撕裂的活动部分的数量。根据本专利技术的另一示例性实施例，在权利要求5中描述了一种检查行李的方法，包括以下步骤在第一扫描器阶段扫描行李以确定该行李的衰减系数，基于该衰减系数确定在该行李中是否有可疑区域，在第二扫描器阶段扫描该行李中包含该可疑区域的范围以确定该范围的衍射图形，并且基于该衍射图形确定在该行李中是否有危险物质。有利地，本专利技术的这个示例性实施例提供两步检查过程，以使得该检查过程非常高效和可靠。使用衍射图形来判断是否存在危险物质使得该方法具有非常低的故障率。根据本专利技术的进一步的示例性实施例在权利要求6-9中描述，提供了对行李的快速高效的检查，而减小了当在计算机化的检查系统中应用这些方法时所需的计算量。具体来讲，根据是否已经在行李中识别出危险物质或者在行李中是否有不能识别的物质而发出多个警报，可以使得该检查系统的操作员容易地识别出有问题的行李以及判别该警报的原因。权利要求10涉及一种存储在计算机可读介质中的计算机程序，该计算机程序当在检查系统中运行时执行根据本专利技术的方法的步骤。有利地，该计算机程序可以减小该检查系统中的计算量。可以看出本专利技术的示例性实施例的要点在于，在第一阶段使用常规CT系统确定衰减系数来识别被调查物质。然而，在结果不确定的情况下，将从CT系统和CSCT系统得到的信息结合来更好的鉴别物质。在医学应用中，可以使用这个过程来区分健康和不健康组织。在行李检查应用中，可以区分出具有相似衰减的物质，从而使系统的错误警报率降低，因而可以实现更高程度的自动化。参照下面说明的实施例，本专利技术的这些和其它方面将变得清楚和明白。参照下面的附图来说明本专利技术的示例性实施例附图说明图1显示了可以用于行李检查的根据本专利技术的计算机断层摄影装置的示例性实施例的示意表示。图2a、2b显示了用于操作图1的计算机断层摄影装置或者图3的计算机断层摄影装置的方法的示例性实施例的流程图。图3显示了根据本专利技术的计算机断层摄影装置的另一示例性实施例的示意表示。图1示出了根据本专利技术的计算机断层摄影装置的示例性实施例的示意表示。图1中所示的该计算机断层摄影装置包括围绕旋转轴2旋转的台架1。该台架1通过电动机3驱动。参考符号4表示辐射源例如x射线源。参考符号5表示第一孔系统，该第一孔系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于检测行李中的所感兴趣的特定物质的检查系统，该检查系统包括：用于确定该行李的衰减系数的第一扫描器系统；用于确定该行李的衍射图形的第二扫描器系统；和连接到该第一和第二扫描器系统的计算单元，该计算单元用于基于该衰减系数和衍射图形来鉴别该行李中所感兴趣的特定物质的存在。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：JP施洛姆卡，G哈丁，B施雷伯，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]