X射線掃描系統(tǒng)和方法
【專利說明】
【背景技術(shù)】
[0001]X射線掃描設(shè)備過去已經(jīng)用于醫(yī)療和安全行業(yè)。在安全應(yīng)用中，X射線掃描設(shè)備已經(jīng)用于顯示旅行袋、貨運(yùn)品項(xiàng)和/或類似物的內(nèi)容物，而無需人員承擔(dān)解開和/或拆開上述品項(xiàng)且隨后重新打包和/或重新組裝品項(xiàng)而進(jìn)一步處理的繁重任務(wù)?；赬射線的安全系統(tǒng)過去由航空安全實(shí)體(例如，美國運(yùn)輸安全管理局)和常見承運(yùn)商(例如，美國聯(lián)合包裹服務(wù)公司、聯(lián)邦快遞和/或類似物)使用，來檢測可能存在于諸如行李、貨運(yùn)包裹、貨運(yùn)集裝箱等的品項(xiàng)中的不同類型的違禁品。
[0002]在操作中，X射線輻射被傳輸通過行李、包裹、集裝箱等內(nèi)的品項(xiàng)和/或從行李、包裹、集裝箱等內(nèi)的品項(xiàng)散射。各種系統(tǒng)包含放置在傳送帶上的網(wǎng)狀物或格柵，在掃描過程中行李、包裝、集裝箱等沿著傳送帶行進(jìn)。對于特別密集打包的行李、包裝、集裝箱等，重要的是由X射線掃描設(shè)備發(fā)射的X射線輻射穿透整個被掃描品項(xiàng)，從而提供其內(nèi)不存在違禁品的期望確定度。通過沿收容在系統(tǒng)內(nèi)的X射線掃描設(shè)備的方向定向相反將常規(guī)的網(wǎng)狀物或格柵結(jié)構(gòu)放置成鄰近行李、包裝、集裝箱等，常規(guī)的網(wǎng)狀物或格柵結(jié)構(gòu)已被證實(shí)在這方面有幫助。通過這種方式，這種網(wǎng)狀物或格柵結(jié)構(gòu)提供了穿透的基準(zhǔn)指示器，例如，使得如果網(wǎng)狀物或格柵在掃描內(nèi)可見，則品項(xiàng)已通過掃描充分穿透以便結(jié)關(guān)(clearance)或其它。
[0003]雖然X射線掃描設(shè)備可在處理過程中幫助品項(xiàng)的安全篩選過程，但是在各種情況下X射線輻射和X射線檢測器的物理特性可能掩蓋在品項(xiàng)掃描中使可見的對象或部件。一般地，X射線輻射可以包括具有在0.0I納米與10納米之間的波長的電磁波。這種電磁波從X射線發(fā)射器傳播通過待掃描品項(xiàng)，并且由與待掃描品項(xiàng)相對(opposite)定位的檢測器從X射線發(fā)射器收集，檢測器包括一個或多個檢測器元件，其被構(gòu)造為沿著從X射線發(fā)射器投射到檢測器元件的輻射線來測量的輻射(即，電磁波)的強(qiáng)度。在各個實(shí)施例中，一個或多個檢測器元件可以包括通常用于數(shù)字成像的固態(tài)檢測器。固態(tài)檢測器可包括發(fā)光轉(zhuǎn)換層，例如閃爍器(例如，碘化銫閃爍器)，其中由固態(tài)檢測器接收的輻射使得閃爍器產(chǎn)生光脈沖，隨后光脈沖可被轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，數(shù)字信號可被發(fā)送到用戶設(shè)備且經(jīng)由顯示設(shè)備來顯示。
[0004]在各種情形下，這種轉(zhuǎn)換層可以維持或捕集輻射，并且因此使得在后續(xù)的強(qiáng)度信號中產(chǎn)生“重影(ghost)”圖像。這種捕集效果可通過例如在接收到后續(xù)掃描的額外輻射之前沒有衰減的不完整電荷耗散或低誘導(dǎo)能量水平而引起。這些來自前一圖像的殘留信號保留在檢測器中且疊加在后來生成的圖像之上。這種效果可隨著連續(xù)圖像之間的時間減小而變得更明顯，并且先前捕集的電荷累積衰減的時間同樣減少。而且，由檢測器元件接收到的更強(qiáng)的電磁信號會需要額外的時間來使殘留的電磁信號在圖像之間衰減。
[0005]隨著待掃描品項(xiàng)移動到X射線掃描設(shè)備的掃描位置，X射線掃描設(shè)備會使得重影條紋出現(xiàn)在所生成的圖像中。這些重影條紋可以表現(xiàn)為類似存在于被掃描品項(xiàng)內(nèi)的不透射線對象的實(shí)線。在不透射線條或其它細(xì)的不透射線對象以至少大致平行于品項(xiàng)行進(jìn)方向定向的情況下，重影條紋可表現(xiàn)為延伸不透射線對象的長度。這種重影條紋可使得查看所生成圖像的操作員認(rèn)為，X射線束完全地穿透不透射線對象。因此，操作員會錯誤地判定，被掃描品項(xiàng)沒有任何被禁止品項(xiàng)，即使尚未對品項(xiàng)進(jìn)行完整的掃描。
[0006]當(dāng)將網(wǎng)狀物或格柵結(jié)構(gòu)與待掃描品項(xiàng)相關(guān)聯(lián)時，上述的重影現(xiàn)象會不利地導(dǎo)致網(wǎng)狀物或格柵結(jié)構(gòu)的至少一部分表現(xiàn)為在生成的圖像中可見，但是電磁波并沒有完全地穿透該品項(xiàng)。例如，即使在電磁波沒有完全地穿透品項(xiàng)的情況下，重影條紋可表現(xiàn)為延伸所生成圖像中的格柵元件的至少一部分，并且得到的圖像因此顯示出這些疊加在品項(xiàng)之上的重影條紋。因此，網(wǎng)狀物或格柵結(jié)構(gòu)可以在得到的掃描圖像中是“重影”(即，出現(xiàn))，即使實(shí)際上正在掃描的品項(xiàng)尚未被完全地(充分地)穿透來實(shí)際地檢測常規(guī)的網(wǎng)狀物或格柵的全部部分。因此，會導(dǎo)致查看所產(chǎn)生圖像的人員認(rèn)為，實(shí)現(xiàn)了通過品項(xiàng)整體的完整掃描。該“重影”現(xiàn)象在此處稱為“重影”、“重影線”、“重像線”、“雙重圖像”、“雙重化圖像”、“重影輻射線”、“重影信號”和/或“重影化線”，全部應(yīng)理解為一般地且可互換地描述該現(xiàn)象。
[0007]過去，減少重影的影響的努力集中于產(chǎn)生改善的檢測器元件，或者并入用于最小化重影影響的復(fù)雜算法。然而，這些解決方案會至少部分地由于電磁波噪聲以及接收到的信號中的其它缺陷而易于出錯。例如，甚至在使用格柵的情況下，如果格柵以使得其格柵線平行于行進(jìn)方向的方式定向，則重影化線會出現(xiàn)，但是其中會包含一定的失真。雖然用戶可以想象識別這些失真，但是用戶忽略特定失真的風(fēng)險仍普遍。因此，對于基本上最小化“重影”影響的網(wǎng)狀物或格柵結(jié)構(gòu)存在需求，從而確保全部被掃描品項(xiàng)的充分穿透而不訴諸于輔助品項(xiàng)處置等。
[0008]發(fā)明概述
[0009]本發(fā)明的各個實(shí)施例涉及用于判定品項(xiàng)內(nèi)容的X射線檢測器系統(tǒng)。該X射線檢測器系統(tǒng)可包括:(I )x射線發(fā)射器，其被配置為發(fā)射X射線輻射；(2)檢測器，其包括接收表面，所述檢測器被配置為接收X射線輻射且生成指示在接收表面上的多個位置中的每個位置處接收到的X射線輻射線的強(qiáng)度的一個或多個強(qiáng)度信號；(3)X射線穿透格柵，其包括第一格柵結(jié)構(gòu)，該第一格柵結(jié)構(gòu)包括:圍繞X射線穿透格柵的具有至少第一側(cè)的周邊，所述第一側(cè)沿第一主方向定向；第一多個平行格柵部件，每個均具有第一端和第二端；以及第二多個平行格柵部件，每個均具有第一端和第二端;其中:第一多個平行格柵部件與第一平面重合;所述第二多個平行格柵部件與第二平面重合;所述第一平面和第二平面平行;第一多個平行格柵部件中的每個的第一端和第二端以使得第一多個平行格柵部件既不平行于又不垂直于周邊第一側(cè)的角度與周邊交叉；以及第二多個平行格柵部件中的每一個的第一端和第二端以使得第二多個平行格柵部件既不平行于又不垂直于周邊第一側(cè)的角度與周邊交叉；以及
(4)傳送機(jī)構(gòu)，其被配置為沿第二主方向?qū)⑵讽?xiàng)和X射線穿透格柵傳送到X射線發(fā)射器與檢測器之間的位置，所述第二主方向基本上與第一主方向相同。
[0010]本發(fā)明的其它實(shí)施例涉及用于掃描品項(xiàng)的計算機(jī)實(shí)現(xiàn)方法。該計算機(jī)實(shí)現(xiàn)方法包括以下步驟:(I)經(jīng)由處理器接收指示在第一掃描時間在檢測器上的多個位置處中的每個位置處接收到的X射線輻射的第一強(qiáng)度的一個或多個第一強(qiáng)度信號，其中:檢測器被配置為從X射線發(fā)射器接收X射線輻射以及生成指示在接收表面上的多個位置中的每個位置處接收到的X射線輻射的強(qiáng)度的一個或多個強(qiáng)度信號;X射線輻射從X射線發(fā)射器發(fā)射且X射線輻射的至少一部分在由檢測器接收之前穿過品項(xiàng)和X射線穿透格柵，其中:x射線穿透格柵包括第一格柵結(jié)構(gòu)，該第一格柵結(jié)構(gòu)包括:圍繞X射線穿透格柵的具有至少第一側(cè)的周邊，所述第一側(cè)沿第一主方向定向；第一多個平行格柵部件，每個均具有第一端和第二端；以及第二多個平行格柵部件，每個均具有第一端和第二端;其中:第一多個平行格柵部件與第一平面重合;第二多個平行格柵部件與第二平面重合;第一平面和第二平面至少基本上平行;第一多個平行格柵部件中的每一個的第一端和第二端以使得第一多個平行格柵部件既不平行于又不垂直于周邊的第一側(cè)的角度與周邊交叉；以及第二多個平行格柵部件中的每一個的第一端和第二端以使得第二多個平行格柵部件既不平行于又不垂直于周邊第一側(cè)的角度與周邊交叉；以及品項(xiàng)和X射線穿透格柵沿第二主方向推進(jìn)，所述第二主方向基本上與第一主方向相同；(2)經(jīng)由顯示設(shè)備實(shí)現(xiàn)一個或多個第一強(qiáng)度信號的顯示；(3)經(jīng)由所述處理器接收指示從品項(xiàng)邊緣延伸的一個或多個重影化圖像的一個或多個第二強(qiáng)度信號；(4)經(jīng)由所述顯示設(shè)備來實(shí)現(xiàn)一個或多個第二強(qiáng)度信號的顯示，其中顯示的第二強(qiáng)度信號包括至少部分地基于一個或多個重影化圖像的輻射重影；以及(5)經(jīng)由所述一個或多個處理器來至少部分地基于第二強(qiáng)度信號來確定輻射重影的存在。
[0011 ]本發(fā)明的可選實(shí)施例涉及X射線穿透格柵，包括第一格柵結(jié)構(gòu)，該第一格柵結(jié)構(gòu)包括:(I)圍繞格柵結(jié)構(gòu)的具有至少第一側(cè)的周邊；(2)第一多個平行格柵部件，每個均具有第一端和第二端；以及(3)第二多個平行格柵部件，每個均具有第一端和第二端;其中:第一多個平行格柵部件與第一平面重合;第二多個平行格柵部件與第二平面重合;第一平面和第二平面平行;第一多個平行格柵部件中的每一個的第一端和第二端以使得第一多個平行格柵部件既不平行于又不垂直于周邊的第一側(cè)的角度與周邊交叉；以及第二多個平行格柵部件中的每一個的第一端和第二端以使得第二多個平行格柵部件既不平行于又不垂直于周邊的第一側(cè)的角度與周邊交叉。在各個實(shí)施例中，X射線穿透格柵可額外地包括第二格柵結(jié)構(gòu)，第二格柵結(jié)構(gòu)包括:(I)圍繞第二格柵結(jié)構(gòu)的具有至少第一側(cè)的第二周邊；(2)第三多個平行格柵部件，每個均具有第一端和第二端；以及(3)第四多個平行格柵部件，每個均具有第一端和第二端;其中第三多個平行格柵部件與第三平面重合;第四多個平行格柵部件與第四平面重合;第三平面和第四平面平行;第三多個平行格柵部件中的每一個的第一端和第二端以使得第三多個平行格柵部件既不平行于又不垂直于第二周邊的第一側(cè)的角度與第二周邊交叉;第四多個平行格柵部件中的每一個的第一端和第二端以使得第四多個平行格柵部件既不平行于又不垂直于第二周邊的第一側(cè)的角度與周邊交叉；以及第三平面和第四平面垂直于第一平面和第二平面。
【附圖說明】
[0012]現(xiàn)在參考附圖，附圖不一定是按比例繪制的，并且其中:
[0013]圖1示出了根據(jù)各個實(shí)施例的系統(tǒng)的框圖；
[0014]圖2A是根據(jù)各個實(shí)施例的服務(wù)器的示意性框圖；
[0015]圖2B是根據(jù)各個實(shí)施例的示例性移動設(shè)備的示意性框圖；
[0016]圖3A-3C示出了根據(jù)各個實(shí)施例的X射線穿透格柵；
[0017]圖4示出了根據(jù)各個實(shí)施例的另一X射線穿透格柵；
[0018]圖5A-5B是根據(jù)各個實(shí)施例的與X射線掃描儀一起使用的X射線穿透格柵和對應(yīng)的可視顯示器的示意圖；
[0019]圖6A-6B是根據(jù)各個實(shí)施例的與X射線掃描儀一起使用的X射線穿透格柵和對應(yīng)的可視顯示器的示意圖；
[0020]圖7A-7B是根據(jù)各個實(shí)施例的與X射線掃描儀一起使用的X射線穿透格柵和對應(yīng)的可視顯示器的示意圖；
[0021 ]圖8A-8B是根據(jù)各個實(shí)施例的與X射線掃描儀一起使用的X射線穿透格柵和對應(yīng)的可視顯示器的示意圖；
[0022]圖9A-9B是根據(jù)各個實(shí)施例的與X射線掃描儀一起使用的X射線穿透格柵和對應(yīng)的可視顯示器的示意圖；
[0023]圖1OA示出了根據(jù)各個實(shí)施例的使用X射線穿透格柵的方法的框圖；以及
[0024]圖1OB是根據(jù)本發(fā)明的各個實(shí)施例的可經(jīng)由可視模塊、分析模塊和通知模塊實(shí)現(xiàn)的處理流程的示意框圖，每個模塊也在圖2A中