多排双能线阵探测器扫描方法、系统、介质及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种多排双能线阵探测器扫描方法、系统、介质及装置，所述方法包括以下步骤：使用多个单晶硅多排双能线阵探测器采集高能图像数据和低能图像数据；采用基于FPGA电路的DTDI累加工作流程对高能图像数据和低能图像数据处理得到高能探测器输出信号强度和低能探测器输出信号强度；基于高能探测器输出信号强度和低能探测器输出信号强度采用映射公式计算每个像素点的透明度，将透明度转换为色相、饱和度和亮度；基于转换公式将每个像素点的色相、饱和度和亮度融合生成RGB图像。本发明专利技术的一种多排线阵探测器扫描方法、系统、介质及装置，用于在低X射线剂量条件下，实现高空间分辨率。

【技术实现步骤摘要】
多排双能线阵探测器扫描方法、系统、介质及装置
本专利技术涉及线阵探测器检测
，特别是涉及一种多排双能线阵探测器扫描方法、系统、介质及装置。
技术介绍
当前，在食品异物检测领域，有两点趋势，一个是利用多能谱实现物质属性的判别，提高异物识别率；一点是利用延迟积分采集技术(TDI，timedelayintegrate)来实现小信号的放大，提高信噪比，以此来识别更细小的异物。在常规的食品异物检测X射线线阵探测器设计中，以单晶硅作为接收可见光的光电二极管，原因在价格和性能要求达到一个平衡；此外，像素尺寸方面要求，一般标准化到0.4mm。即，常见类型的线扫描X射线探测器，都是单排0.4mmpitch的单晶体硅线阵，明显存在如下几个缺点：1、在考虑成本因素下，基本都是单能形式的线阵探测器，只能通过灰度值的变化来判断异物，存在漏判、误判风险。2、绝大多数没有物质属性识别能力，导致对低密度，薄物体的异物识别难度增大。3、一维单排线阵，像素一般为标准的0.4mm，则射线源的要求较高，需要一定kV下的大mA曝光来实现高的信噪比，需要高功率的射线源，且具备较好的散热器和方案，增加了系统成本，也降低了系统的稳定性，耐用性。4、由于机械结构的限制，在宽度和高度上需要尺寸压缩，所以很难将双能物质属性判别和多排TDI的传感器技术合二为一进行子系统设计开发，且同时实现两种技术，价格偏高，市场竞争力不足。5、对于肉类食品检测出骨头碎渣，单能明显存在不足，无法高水准的识别剔除，而双能的融合、减法对比度增强和物质识别则更具优势。6、单晶硅的晶圆(wafer)以8英寸为主，当前食品异物检测领域，基本采用FSI(前照射工艺，frontsideirradiation)，无法做到更小像素，更多排的设计。在3.2mm后准直宽度的约束下，一般FSI工艺，0.4mmpitch下才可做到4排。采用BSI工艺，则可以在0.4mmpitch下实现8排。因此，希望能够解决如何在低成本的条件下，提高线阵探测器的分辩率的问题。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种多排双能线阵探测器扫描方法、系统、介质及装置，用于解决现有技术中在低成本的条件下，提高线阵探测器的分辩率的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种多排双能线阵探测器扫描方法，包括以下步骤：使用多个单晶硅多排双能线阵探测器采集高能图像数据和低能图像数据；所述单晶硅多排双能线阵探测器包括：大于等于四排的单晶硅低能PD模组、大于等于四排的单晶硅高能PD模组、读出芯片、连接器、中间层为嵌入铜过滤的PCB板，所述大于等于四排的单晶硅低能PD模组设置于所述PCB板的一侧，所述大于等于四排的单晶硅高能PD模组设置于所述PCB板的另一侧；大于等于四排的单晶硅低能PD模组、大于等于四排的单晶硅高能PD模组、读出芯片、连接器都在所述PCB板上进行电性连接；采用基于FPGA电路的DTDI累加工作流程对高能图像数据和低能图像数据处理得到高能探测器输出信号强度和低能探测器输出信号强度；基于高能探测器输出信号强度和低能探测器输出信号强度采用映射公式计算每个像素点的透明度，将透明度转换为色相、饱和度和亮度；基于转换公式将每个像素点的色相、饱和度和亮度融合生成RGB图像。为实现上述目的，本专利技术还提供一种多排双能线阵探测器扫描系统，包括：采集模块、累加模块、计算模块和生成模块；所述采集模块用于使用多个单晶硅多排双能线阵探测器采集高能图像数据和低能图像数据；所述单晶硅多排双能线阵探测器包括：大于等于四排的单晶硅低能PD模组、大于等于四排的单晶硅高能PD模组、读出芯片、连接器、中间层为嵌入铜过滤的PCB板，所述大于等于四排的单晶硅低能PD模组设置于所述PCB板的一侧，所述大于等于四排的单晶硅高能PD模组设置于所述PCB板的另一侧；大于等于四排的单晶硅低能PD模组、大于等于四排的单晶硅高能PD模组、读出芯片、连接器都在所述PCB板上进行电性连接；所述累加模块用于采用基于FPGA电路的DTDI累加工作流程对高能图像数据和低能图像数据处理得到高能探测器输出信号强度和低能探测器输出信号强度；所述计算模块用于基于高能探测器输出信号强度和低能探测器输出信号强度采用映射公式计算每个像素点的透明度，将透明度转换为色相、饱和度和亮度；所述生成模块用于基于转换公式将每个像素点的色相、饱和度和亮度融合生成RGB图像。为实现上述目的，本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现任一上述多排线阵探测器扫描方法。为实现上述目的，本专利技术还提供一种多排线阵探测器扫描装置，包括：处理器和存储器；所述存储器用于存储计算机程序；所述处理器与所述存储器相连，用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述多排线阵探测器扫描装置执行任一上述的多排线阵探测器扫描方法。最后，本专利技术还提供一种多排线阵探测器扫描系统，包括多排线阵探测器扫描装置和FPGA电路；所述多排线阵探测器扫描装置包括：大于等于四排的单晶硅低能PD模组、大于等于四排的单晶硅高能PD模组、读出芯片、连接器、中间层为过滤层的PCB板，所述大于等于四排的单晶硅低能PD模组设置于所述PCB板的一侧，所述大于等于四排的单晶硅高能PD模组设置于所述PCB板的另一侧；大于等于四排的单晶硅低能PD模组、大于等于四排的单晶硅高能PD模组、读出芯片、连接器都与所述PCB板电性连接；所述FPGA电路用于实现高能图像数据和低能图像数据的拼接、打包、上传至上位机。如上所述，本专利技术的一种多排线阵探测器扫描方法、系统、介质及装置，具有以下有益效果：用于在低X射线剂量条件下，实现高空间分辨率。附图说明图1a显示为本专利技术的多排双能线阵探测器扫描方法于一实施例中的流程图；图1b显示为本专利技术的多排双能线阵探测器扫描方法于又一实施例中的流程图；图1c显示为本专利技术的多排双能线阵探测器扫描方法于再一实施例中的流程图；图2显示为本专利技术的多排双能线阵探测器扫描系统于一实施例中的结构示意图；图3显示为本专利技术的多排双能线阵探测器扫描装置于一实施例中的结构示意图；图4a显示为本专利技术的多排双能线阵探测器扫描系统于又一实施例中的多排线双能阵探测器扫描装置结构示意图；图4b显示为本专利技术的多排双能线阵探测器扫描系统于再一实施例中的多排双能线阵探测器扫描装置结构侧视图；图4c显示为本专利技术的多排双能线阵探测器扫描系统于再一实施例中的结构示意图；图4d显示为本专利技术的多排双能线阵探测器扫描系统于再一实施例中的流程示意图元件标号说明21采集模块22累加模块23计算模块24生成模块31处理器32存储器4双排PD模组41单晶硅低能PD模组42单晶硅高能PD模组43读出芯片44连接器45中间层为嵌入铜过滤的PCB板5FPGA电路<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多排双能线阵探测器扫描方法，其特征在于，包括以下步骤：/n使用多个单晶硅多排双能线阵探测器采集高能图像数据和低能图像数据；所述单晶硅多排双能线阵探测器包括：大于等于四排的单晶硅低能PD模组、大于等于四排的单晶硅高能PD模组、读出芯片、连接器、中间层为嵌入铜过滤的PCB板，所述大于等于四排的单晶硅低能PD模组设置于所述PCB板的一侧，所述大于等于四排的单晶硅高能PD模组设置于所述PCB板的另一侧；大于等于四排的单晶硅低能PD模组、大于等于四排的单晶硅高能PD模组、读出芯片、连接器都在所述PCB板上进行电性连接；/n采用基于FPGA电路的DTDI累加工作流程对高能图像数据和低能图像数据处理得到高能探测器输出信号强度和低能探测器输出信号强度；/n基于高能探测器输出信号强度和低能探测器输出信号强度采用映射公式计算每个像素点的透明度，将透明度转换为色相、饱和度和亮度；/n基于转换公式将每个像素点的色相、饱和度和亮度融合生成RGB图像。/n

【技术特征摘要】
1.一种多排双能线阵探测器扫描方法，其特征在于，包括以下步骤：
使用多个单晶硅多排双能线阵探测器采集高能图像数据和低能图像数据；所述单晶硅多排双能线阵探测器包括：大于等于四排的单晶硅低能PD模组、大于等于四排的单晶硅高能PD模组、读出芯片、连接器、中间层为嵌入铜过滤的PCB板，所述大于等于四排的单晶硅低能PD模组设置于所述PCB板的一侧，所述大于等于四排的单晶硅高能PD模组设置于所述PCB板的另一侧；大于等于四排的单晶硅低能PD模组、大于等于四排的单晶硅高能PD模组、读出芯片、连接器都在所述PCB板上进行电性连接；
采用基于FPGA电路的DTDI累加工作流程对高能图像数据和低能图像数据处理得到高能探测器输出信号强度和低能探测器输出信号强度；
基于高能探测器输出信号强度和低能探测器输出信号强度采用映射公式计算每个像素点的透明度，将透明度转换为色相、饱和度和亮度；
基于转换公式将每个像素点的色相、饱和度和亮度融合生成RGB图像。


2.根据权利要求1所述的多排双能线阵探测器扫描方法，其特征在于，所述采用基于FPGA电路的DTDI累加工作流程对高能图像数据和低能图像数据处理得到高能探测器输出信号强度和低能探测器输出信号强度包括：
FPGA电路开放多个缓存空间，分别存放每一排的单晶硅低能PD模组和单晶硅高能PD模组的数据；通过加法器，实现相同目标信息的信号累加，当完成预设层级的累加后，输出一帧高能探测器输出信号强度或低能探测器输出信号强度。


3.根据权利要求1所述的多排双能线阵探测器扫描方法，其特征在于，所述基于高能探测器输出信号强度和低能探测器输出信号强度采用映射公式计算每个像素通道的透明度，将透明度转换为色相、饱和度和亮度包括：
采集空载时的多个单晶硅多排双能线阵探测器的空载高能探测器输出信号强度和空载低能探测器输出信号强度；
采集第一原子序数和第二原子序数的两种临界物质的高能探测器输出信号强度和低能探测器输出信号强度，分别计算第一原子序数和第二原子序数的两种临界物质的高、低能透明度，基于所述第一原子序数和第二原子序数的两种临界物质的高、低能透明度拟合出边界曲线；
采集待检物品的高能探测器输出信号强度和低能探测器输出信号强度，并计算其对应的高、低能透明度；
根据每个像素点对应的高、低能透明度在边界曲线坐标系中的位置，采用色相、饱和度和亮度计算方式计算每个像素点的色相、饱和度和亮度。


4.根据权利要求1所述的多排双能线阵探测器扫描方法，其特征在于，所述第一原子序数为10，第二原子序数为18。


5.一种多排双能线阵探测器扫描系统，其特征在于，包括：采集模块、累加模块、计算模块和生成模块；
所述采集模块用于使用多个单晶硅多排双能线阵探测器采集高能图像数据和低能图像数据；所述单晶硅多排双能线阵探测器包括：大于等于四排的单晶硅低能PD模组、大于等于四排的单晶硅高能PD模组、读出芯片、连接器、中间层为嵌入铜过滤的PCB板，所述大于等于四排的单晶硅低能PD模组设置于所述PCB板的一侧，所述大于等于四排的单晶硅高能PD模组设置于所述PCB板的另一侧；大于等于四排的单晶硅低能PD模组、大于等于四排的单晶硅高能PD模组、...

【专利技术属性】
技术研发人员：王锋，方志强，黄翌敏，马扬喜，吴铭华，
申请(专利权)人：上海奕瑞光电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31