Ｘ射线成像制造技术

一种Ｘ射线扫描装置，用于定位产品中的杂质，所述装置包括：用于生成产品的Ｘ射线图像的设备；用于对多个像素指派灰度值的设备；用于识别多个可疑像素的设备；一设备，对于每个可疑像素执行如下操作：选择在位于可疑像素的相对侧上的第一方向上的两个相邻像素并且确定哪个第一方向像素具有最低的灰度值；选择在位于可疑像素的相对侧上的第二方向上的两个相邻像素并且确定哪个第二方向像素具有最低的灰度值；通过考虑最低灰度值第一方向像素和可疑像素的灰度值之间的灰度值差值，确定第一方向差；通过考虑最低灰度值第二方向像素和可疑像素的灰度值之间的灰度值差，确定第二方向差值；从第一方向差值确定第一方向分数；从第二方向差值确定第二方向分数；将所述分数和阈值相比较；并且如果超过了所述阈值，则将可疑像素识别为代表杂质。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及X射线成像,尤其涉及用于识别产品中杂质的X射线装置，其中杂质例如是例如金属颗粒的异物，而产品特别是指食物。
技术介绍
通常，X射线成像通过简单地比较产品图像中的所有像素与一些数值(或阈值)来识别产品中的杂质。例如，对图像中的每个像素都指派了 灰度值并且这些灰度值与灰度阈值进行比较，其中具有低于阈值的灰度值 的像素(暗色像素)被认为代表杂质。这种技术对于产品是同类的情形是 非常有效的，然而，如果产品是非同类的并且包含亮色和暗色区域，诸如 一袋随机摆放的糖果，则不能设定合适的阈值级别。如果阈值级别被设定 得太高，则没有包含杂质的袋就会错误地触发报警并且不得不被丟弃掉。 对于每个袋都要仔细检查以确定是正确的报警还是错误的报警，因此成本 是非常高的，因为如果报警是正确的报警则需要建立异物颗粒的源头。如 果在正确的报警信号的情况下需要进一步的动作，则经常还需要立即执行这种检查。已知有更先进的成像技术，这涉及查看图像中更局部化的变化。同样， 这种技术也涉及对图像中的每个像素都指派灰度值。然而，每个像素的灰 度值是与考虑了环绕该像素的像素的平均灰度值进行比较。设定阔值并且 如果该像素的灰度值与环绕该像素的平均灰度值的差值处在阈值之上，则 该像素被认为代表杂质。这种技术比上面讨论的简单比较技术更有效，但 是会遭受相似的缺点，这是由于跨接在产品边缘之上的邻近像素之间的灰 度值存在很大差异，从而导致了错误的杂质识别。这对于不能预测产品的 边缘的、具有不均匀形状的产品尤其是个问题，例如糖果袋。
技术实现思路
6本专利技术的目的在于，提供一种改进装置，其用于识别产品中的杂质， 特别是食物中的杂质，该装置对于非同类和/或不均匀形状的产品更有效。 根据本专利技术的第一方面，提供了一种X射线扫描装置，用于定位产品中的杂质，所述装置包括用于生成产品的X射线图像的设备；用于对多 个像素指派灰度值的设备；用于识别多个可疑像素的设备； 一设备，对于 每个可疑像素执行如下操作选择在位于可疑像素的相对侧上的第一方向 上的两个相邻像素并且确定哪个第一方向像素具有最低的灰度值；选择在 位于可疑像素的相对侧上的第二方向上的两个相邻像素并且确定哪个第二 方向像素具有最低的灰度值；通过考虑最低灰度值第一方向像素和可疑像 素的灰度值之间的灰度值差，确定第一方向差值；通过考虑最低灰度值第 二方向像素和可疑像素的灰度值之间的灰度值差，确定第二方向差值；从 第一方向差值确定第一方向分数；从第二方向差值确定第二方向分数；将 所述分数和阈值相比较；并且如果超过了所述阈值，则将可疑像素识别为 代表杂质。值得注意的是，图像不一定以被显示而存在，而是还可在计算机等当 中生成并且保持从无需显示即可处理。然而，装置还可具有用于显示图像 的屏幕。进而，还值得注意的是，相邻像素不必是指直接地邻近可疑像素 的像素，而是他们还可与可疑像素相隔一个或多个居间像素。然而，相邻 像素也可以是直接地邻近可疑像素的像素。像素间隔可以基于将要被检测 的杂质颗粒的尺寸。在根据本专利技术的设置中，通过基于具有最低灰度值的相邻像素确定第 一和第二方向分数，并且忽略在两个方向上具有最高灰度值的像素(最亮 的像素)。这极大地降低了作为检测到产品的边缘或是同类产品中的自由空 间(空白)的结果的错误触发的机率，这是由于离开产品的边缘的图像中 的像素或是同类产品当中的空间中的像素都通常是那些具有最高灰度值的 像素。离开产品边缘的图像中的像素(即在产品外部的图像部分的像素) 被认为具有在8位位图(灰度值处在从0到255的范围内)情形下的灰度 值255或在16位位图(灰度值处在从0到65535的范围内)情形下的灰度值65535。优选地，提供了一设备，用于根据最低灰度值第一方向像素的灰度值 对第一方向差值进行加权并且根据最低灰度值第二方向像素的灰度值对第 二方向差值进行加权，以确定第一和第二方向分数。最优选地，根据如下 等式执行所述加权分数=差值x (l+(((可能的最大灰度值+l)-最低灰度 值)/(最低灰度值+1)))。在这个等式中，可能的最大灰度值是图像中的可能 的最高灰度值(即，图像中可能的最亮像素的灰度值-白色像素)。例如， 在8位图像中，该值是255,并且在16位图像中，该值是65535。通过加权最低差值，可以突出同类产品的暗色区域(低灰度值)内的 小变化，这实现了对于相关图像的暗色区域内的杂质的检测并且降低了对 于图像的较亮区域内的错误触发。因此，这种加权操作突出了较暗的对象， 这在大多数杂质趋于引起图像中的暗色点的图像中是十分有利的。优选地，将分数单独地和所述阈值相比较。如果一个分数超过了阈值， 或是如果各个分数都超过了阈值，或是如果分数的平均值超过了阈值，则 将可疑像素识别为代表杂质。通过对分数取平均，将可疑像素与其在两个方向的相邻像素进行比较， 这降低了错误触发。然而，对于平均分数而言并不总是适当的，例如，如 果杂质是会在图像中垂直地或水平地对齐的非常薄的金属片(诸如针)。一 个方向上的测量将会比另一方向上的测量大很多，因此平均分数会导致对 于这样的杂质的灵敏度降低。优选地，如果像素具有超过预定值的灰度值，则将该像素识别为可疑 像素。通过基于预定值识别可疑像素，减少了不必与他们相邻像素比较的像 素的个数，这提高了装置核对产品是否包含杂质的速度。在公知具有大于 预定值的灰度值的像素不会是杂质的情形下，可根据将要被核对的产品或 是将要被检测的杂质设定预定值。优选地，选择高的预定值，因为可以提 高发现图像的较亮部分中的杂质的机率。对于非常大的图像而言，计算图 像中所有的像素会占用100ms以上，为了加快计算速度，在实际上可使用较低的阈值。优选地，第一方向与第二方向正交。优选地，提供了一设备，用于根据用户定义的最大杂质尺寸，设定相 邻像素中的每一个与可疑像素之间的距离。更优选地，各相邻像素与可疑 像素之间相隔一距离，使得具有最大尺寸的杂质不会横跨可疑像素和一个 相邻像素。通过设定可疑像素和各个相邻像素之间的距离以使具有最大尺寸的杂 质不会横跨可疑像素和一个相邻像素，这确保了可以检测出到达用户定义 的最大杂质尺寸的杂质，由于杂质会使得可疑像素(代表杂质)相对于相 邻像素具有低的灰度值，因此提供了高的差值和高的分数。如果杂质横跨 可疑像素和相邻像素，则这两个像素将会具有低的灰度值，但是如果给出 低分数，差值将会很低并且会阻碍检测到杂质。为了使装置既能够检测到产品中的大的杂质又能够检测到同 一产品中 的小的杂质，可以存在多个用户定义的最大杂质尺寸输入，如此对于各个 可疑杂质，该装置可选择各个方向上的多对相邻像素，根据多个杂质尺寸 将所选的每对间隔不同的距离。对于较小的杂质，相邻像素更靠近可疑像 素；对于较大的杂质，相邻像素更远离可疑像素。才艮据本专利技术的另一方面，提供了一种x射线扫描方法，用于定位产品中的杂质，所述方法包括下列步骤生成产品的X射线图像；对多个像素 指派灰度值；识别多个可疑像素；选择在位于可疑像素的相对侧上的第一 方向上的两个相邻像素并且确定哪个第 一 方向像素具有最低的灰度值；选 择在位于可疑像素的相对侧上的第二方向上的两个相邻像素并且确定哪个 第二方向像素具有最低的灰度值；通过考本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Ｘ射线扫描装置，用于定位产品中的杂质，所述装置包括：　用于生成产品的Ｘ射线图像的设备；　用于对多个像素指派灰度值的设备；　用于识别多个可疑像素的设备；　一设备，对于每个可疑像素执行如下操作：　选择在位于可疑 像素的相对侧上的第一方向上的两个相邻像素并且确定哪个第一方向像素具有最低的灰度值；　选择在位于可疑像素的相对侧上的第二方向上的两个相邻像素并且确定哪个第二方向像素具有最低的灰度值；　通过考虑最低灰度值第一方向像素和可疑像素的灰度 值之间的灰度值差，确定第一方向差值；　通过考虑最低灰度值第二方向像素和可疑像素的灰度值之间的灰度值差，确定第二方向差值；　从第一方向差值确定第一方向分数；　从第二方向差值确定第二方向分数；　将所述分数和阈值相比较；以 及　如果超过了所述阈值，则将可疑像素识别为代表杂质。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】GB 2007-5-14 0709183.81.一种X射线扫描装置，用于定位产品中的杂质，所述装置包括用于生成产品的X射线图像的设备；用于对多个像素指派灰度值的设备；用于识别多个可疑像素的设备；一设备，对于每个可疑像素执行如下操作选择在位于可疑像素的相对侧上的第一方向上的两个相邻像素并且确定哪个第一方向像素具有最低的灰度值；选择在位于可疑像素的相对侧上的第二方向上的两个相邻像素并且确定哪个第二方向像素具有最低的灰度值；通过考虑最低灰度值第一方向像素和可疑像素的灰度值之间的灰度值差，确定第一方向差值；通过考虑最低灰度值第二方向像素和可疑像素的灰度值之间的灰度值差，确定第二方向差值；从第一方向差值确定第一方向分数；从第二方向差值确定第二方向分数；将所述分数和阈值相比较；以及如果超过了所述阈值，则将可疑像素识别为代表杂质。2. 根据权利要求1所述的装置，包括一设备，用于根据最低灰度值第一方向像素的灰度值对第一方向差值 进行加权并且根据最低灰度值第二方向像素的灰度值对第二方向差值进行 加权，以确定第一和第二方向分数。3. 根据权利要求2所述的装置，其中，根据如下等式执行所述加权 分数=差值x (l+(((可能的最大灰度值+l)-最低灰度值)/(最低灰度值+))。4. 根据权利要求1或2或3所述的装置，其中，将分数单独地和所述 阈值相比较。5. 根据权利要求4所述的装置，其中，如果一个分数超过了阈值，则 将可疑像素识别为代表杂质。6. 根据权利要求4所述的装置，其中，如果各个分数都超过了阈值， 则将可疑像素识别为代表杂质。7. 根据权利要求1或2或3所述的装置，其中，如果分数的平均值超 过了阈值，则将可疑像素识别为代表杂质。8. 根据上述各项权利要求中的任一项所述的装置，其中，如果像素具 有超过预定值的灰度值，则将该像素识别为可疑像素。9. 根据上述各项权利要求中的任一项所述的装置，其中，第一方向与 第二方向正交。10. 根据上述各项权利要求中的任一项所述的装置，包括一设备，用于才艮据用户定义的最大杂质尺寸，设定相邻像素中的每一 个与可疑像素之间的距离。11. 根据权利要求IO所述的装置，其中，各相邻像素与可疑像素之间 相隔一距离，使得具有最大尺寸的杂质不会横跨可疑像素和一个相邻像素。12. 根据上述各项权利要求中的任一项所述的装置，其中，图像是8 位图像并且可能的最大灰度值是255 。13. —种X射线扫描方法，用于定位产品中...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯托弗詹姆斯凯恩，阿兰斯蒂芬德克尔，
申请(专利权)人：伊利诺斯工具制品有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]