【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】双能量检测器及检测器数据处理方法
[0001]本专利技术总体上涉及在借助双能量(dual
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energy)X射线辐射照相术对对象进行成像、无损检查以发现目标对象时的X射线图像的空间分辨率，并且具体地涉及用于提高由此产生的X射线图像的空间分辨率的措施。特别地，本公开涉及具有改进的空间分辨率的双能量X射线检测器、包括这样的检测器的X射线检查装置、以及用于处理由检测器采集的检测器数据的方法。
技术介绍
[0002]本公开的以下介绍性背景信息仅旨在提供对以下描述的关系的更好理解，并且仅在引用文献的内容的范围内代表现有技术。
[0003]通过双能量X射线照相术来区分材料是公知的，其基本考虑例如在以下文献中描述：S.Kolkoori et al,"Dual High
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Energy X
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ray Digital Radiography for Material Discrimination in Cargo Containers,"11th European Conference on Non Destructive Testing,2014,Prague,Proceedings；以及Polad M.Shikhaliev,"Material Decomposed Cargo Imaging with Dual Energy Megavoltage Radiography,"arXiv:1709.10406[physics.ins
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det]。>[0004]Jer Wang CHAN et al,"Wire transfer function analysis for castellated dual
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energy x
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ray detectors,"APPLIED OPTICS,Volume 43,Number 35,December 10,2004,Pages 6413
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6420在图1(a)中示出了双能量x射线检测器阵列，其具有每个像素一个高能量检测器元件和一个低能量检测器元件，该两个元件在要检测的X射线的方向上一个布置在另一个之上。EP1010021B1示出了一种双能量X射线检测器行(X
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ray detector line)，其中，具有高能量检测器元件的行和具有低能量检测器元件的行在扫描方向上被一个接一个地布置，使得这两个行可以彼此独立地检测入射X射线。
[0005]在X射线检查装置中，其中检查对象以预定的传送速度传送通过扫描装置，该扫描装置由正交于传送方向设置的检测器行和朝向所述检测器行的X射线扇(X
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ray fan)组成，对于通过所述X射线扇的检查对象进行逐行扫描，由此产生的X射线图像的分辨率基本上由各个检测器元件的区域以及它们在检测器行的每单位长度或每单位区域上的数量以及检测器元件的读出频率(read
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out frequency)与检查对象在传送方向上的传送速度的比率来确定，其中每个检测器元件对应于一个像素。
[0006]由于双能量X射线放射照相术需要每个像素一个低能量检测器元件和一个高能量检测器元件，因此整个检测器需要两倍数量的检测器元件以获得期望的空间分辨率。因此，双能量检测器已经具有相应较高的系统成本。为了在所产生的X射线图像中获得更高的空间分辨率，可以相应地增加每单位长度或区域的检测器元件的数量。然而，这导致检测器的系统成本的相应增加，并且由于增加检测器元件的密度需要相应地减小每个检测器元件的区域，因此导致所采集的检测器数据中的信噪比的劣化。
[0007]作为增加检测器元件的数量的替代，在上述X射线检查装置中，可以通过降低传送
速度或增加读出频率来实现X射线图像在与传送方向相对应的扫描方向上的空间分辨率。前者对在X射线检查装置处检查的检查对象的吞吐量具有不利影响，而后者会再次恶化信噪比。
[0008]US8433036B2公开了用于扫描在第一方向上移动的对象的方法、系统和检测器装置，其中提供了具有至少2mm厚度的第一检测器区域和具有至少5mm厚度的第二检测器区域，所述第二检测器区域被布置为接收已经穿过所述第一检测器区域的辐射。
[0009]US9329301B2公开了一种使用减法方法进行异物检查的辐射检测装置，其中，第一辐射检测器检测穿过样本的第一能量范围中的辐射，第二辐射检测器检测比第一能量范围中的辐射更高的第二能量范围中的辐射，并且其中，所述第一辐射检测器的第一闪烁物层的厚度小于所述第二辐射检测器的第二闪烁物层的厚度，并且其中，所述第一辐射检测器的第一像素部分中的每个像素的第一区域小于所述第二辐射检测器的第二像素部分中的每个像素的第二区域。
[0010]US10386502B2公开了一种双能量检测器和辐射测试系统。所述双能量检测器包括：检测器模块保持器；以及多个检测器模块。检测器模块包括并排布置在所述检测器模块保持器上以彼此独立地被照射的较高能量检测器阵列和较低能量检测器阵列。
[0011]US 2019/0179038A1公开了一种X射线图像传感器，其具有两个或更多能量区域，作为X射线对象检测器的一部分，所述能量区域被实现为平面单片半导体衬底上的并排像素阵列。在这种单片并排布置中的每个像素阵列被设计成响应于特定的X射线能量范围或光谱。
技术实现思路
[0012]本专利技术的任务是提出一种双能量X射线检测器或包括这种双能量X射线检测器的X射线检查装置，利用该X射线检测器或该X射线检查装置可以在所生成的X射线图像中实现更高的空间分辨率。
[0013]优选地，为此目的，不应增加每单位长度或区域的检测器元件的数量和/或不应降低X射线检查装置对检查对象的扫描速度。
[0014]例如，如果在恒定数量的(至少高能量X射线检测，简称“高能量”)Hi(gh)和(至少低能量X射线检测，简称“低能量”)Lo(w)检测器元件的情况下，能够从检测器检测到的检测器数据而导出在与扫描方向正交和/或沿着扫描方向的图像方向上具有更高空间分辨率的X射线图像，则将是对双能量检测器的改进。
[0015]上述任务可以利用涉及双能量X射线检测器的权利要求1的特征来解决。在以下从属权利要求中限定了进一步的实施例和进一步的实施例。
[0016]专利技术人已经认识到，在Hi检测器行(detector line)的Hi(gh)检测器元件和Lo检测器行的Lo(w)检测器元件的仍然重叠的有效区域之间的限定的有效偏移可以有利地用于提高空间分辨率，在常规的双能量X射线检测器中，将一个Hi检测器元件和Lo检测器元件中的一个分别被精确地分配给同一个像素。所述有效偏移可以被配置在所述检测器行的方向上和/或正交于所述检测器行；下面进一步解释利用这种方法可实现的相应可能性。因此，在不增加检测器元件的总数的情况下，检测器的空间分辨率可以在检测器行的方向和/或与检测器行正交的方向上相应地增加。
[00本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种双能量X射线检测器(100)，包括具有第一检测器元件(111)的第一检测器行(110)和与其平行布置并且具有第二检测器元件(122)的第二检测器行(120)，其中，所述检测器行(110、120)被布置为在行方向上彼此平行并且在要检测的X射线(RX)的方向上一个接一个地布置，使得所述第一检测器行和所述第二检测器行(110、120)在要检测的X射线(RX)中的一个X射线的方向上的投影彼此重叠地偏移有效偏移(Δx；Δy)，其中所述一个X射线通过所述第一检测器行或所述第二检测器行(110、120)的参考检测器元件的表面重心。2.根据权利要求1所述的双能量X射线检测器(100)，其中，所述检测器行(110、120)被配置为对要由所述第一检测器行(110)和所述第二检测器行(120)检测的X射线(RX)的光谱进行差分光谱选择性地响应，所述第一检测器行(110)具有Lo检测器元件形式的相关联的第一检测器元件(111)以主要检测低能量X射线，并且所述第二检测器行(120)具有Hi检测器元件形式的相关联的第二检测器元件(122)以主要检测高能量X射线。3.根据权利要求1或2所述的双能量X射线检测器(100)，其中，以下中的至少一个：所述第一检测器行(110)和所述第二检测器行(120)在所述行方向上偏移第一偏移量(Δx)；所述第一检测器行(110)和所述第二检测器行(120)与所述行方向正交地偏移第二偏移量(Δz)；以及具有所述第一检测器元件(4)的所述第一检测器行和具有所述第二检测器元件(5)的所述第二检测器行彼此隔开预定距离(D)，并且相对于参考X射线束(RXref)在所述行方向上和/或正交于所述行方向以倾斜角(α)倾斜。4.根据权利要求3所述的双能量X射线检测器(100)，其中行方向上的所述第一偏移(Δx)对应于所述第一和第二检测器元件(111，122)在行方向上的宽度的一半；和/或基于所述检测器元件(111、122)的以1/s为单位的读出频率f与检查对象(216)相对于所述双能量X射线检测器(100)的以cm/s为单位的传送速度b的比率，与所述行方向正交的所述第二偏移(Δz)被定义为：其中m是奇整数(m＝1,3,5,7,...)。5.一种包括根据权利要求1
‑
4中的任一项所述的双能量X射线检测器(100)的X射线检查装置(200)，其中所述X射线检查装置(200)被配置用于在传送方向(TD)上传送检查对象(216)通过所述检查装置(200)；所述双能量X射线检测器(100)的所述行方向被布置为与所述传送方向(TD)正交；以及其被配置成提供所获取的所述检查对象(216)的第一检测器数据(Lo1,Lo2,Lo3,...,Lo
N
)和第二检测器数据(Hi1,Hi2,Hi3,...,Hi
N
)。6.一种用于处理由根据权利要求5所述的X射线检查装置(200)提供的第一检测器数据(Lo1,Lo2,Lo3,...,Lo
N
)和第二检测器数据(Hi1,Hi2,Hi3,...,Hi
N
)的方法(1300；1400；1500；1600)，所述方法包括：
(S1)计算在真实第二检测器元件(122)的位置处的相应的虚拟第一检测器数据资料(vLo)；和/或(S2)计算在真实第一检测器元件(111)的位置处的相应的虚拟第二检测器数据资料(vHi)。7.根据权利要求6所述的方法(1300；1400)，其中所述(S1)计算在真实第二检测器元件(122)的位置处的虚拟第一检测器数据资料(vLo)包括：(S11)基于特定第一数量的与所述真实第二检测器元件(122)相邻的真实第一检测器数据和特定第二数量的与所述真实第二检测器元件(122)相邻的真实第二检测器数据，计算所述虚拟第一检测器数据资料；以及所述(S2)计算在真实低检测器元件(111)的位置处的虚拟高检测器数据资料(vHi)包括：(S21)基于所确定的第一数量的与所述真实第一检测器元件(111)相邻的真实第二检测器数据和所确定的第二数量的与所述真实第一检测器元件(111)相邻的真实第一检测器数据，计算所述虚拟第二检测器数据资料。8.根据权利要求6或7所述的方法(1300；1400)，其中所述方法包括以下步骤中的至少一个：(S12)将所述虚拟第一检测器数据计算为相邻的第一检测器数据和第二检测器数据的平均值和/或(S22)将所述虚拟第二检测器数据计算为相邻的第二检测器数据和第一检测器数据的平均值；(S14)考虑所述第二检测器数据的值的行为来计算所述虚拟第一检测器数据，和/或(S24)考虑所述第一检测器数据的值的行为来计算所述虚拟第二检测器数据；以及(S5)使用深度学习算法基于所提供的第一和第二检测器数据来计算所述虚拟第二或第一检测器数据。9.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：E，
申请(专利权)人：史密斯探测德国有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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