BRPI0618680A2

BRPI0618680A2 - dispositivo para inspeção por raio-x

Info

Publication number: BRPI0618680A2
Application number: BRPI0618680-7A
Authority: BR
Inventors: Osamu Hirose
Original assignee: Ishida Seisakusho
Priority date: 2005-11-16
Filing date: 2006-11-15
Publication date: 2011-09-06
Also published as: WO2007058212A1; US20090147987A1; JPWO2007058212A1; EP1950527A4; CN101322009B; KR20080064987A; JP5148285B2; AU2006313794A1; EP1950527B1; KR100987335B1; AU2006313794B2; EP1950527A1; US8068656B2; CN101322009A; BRPI0618680B1

Abstract

DISPOSITIVO PARA INSPEçãO POR RAIO X. Com o objetivo de fornecer um xx capaz de estimar com precisão elevada a massa do material pela eliminação da influência dos vários fatores inconstantes, como as características da energia do raio X e do filtro específico, um aparelho de inspeção de raio X (10) compreende uma unidade de obtenção de imagem da amostra (31), uma unidade geradora da curva ideal (32), uma unidade de ajustamento da curva (33) e uma unidade de estimativa da massa (34), como um bloco de função gerado pelo computador de controle (20). A unidade de obtenção da imagem da amostra (31) obtém 10 imagens de transmissão por raio X de produtos G, cujas massas são previamente conhecidas. A unidade geradora da curva ideal (32) gera uma ta- bela baseada na fórmula que indica uma relação entre o brilho de uma área incluída nas imagens de transmissão por raio X e a massa estimada da área. A unidade de ajustamento da curva (33) refere-se à massa real de entrada de cada imagem de transmissão por raio X, e ajusta a tabela de modo que a massa estimada se aproxime da massa real. A unidade de estimativa da massa (34) determina a massa estimada por área com base na tabela pós-ajustada, e soma estas massas com o intuito de determinar a massa total estimada do produto G.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "DISPOSITIVO PARA INSPEÇÃO POR RAIO X".

Campo da Invenção

A presente invenção refere-se a um aparelho de inspeção por raio X configurado para estimar a massa do material com base em uma ima- gem de transmissão por raios X obtida pela irradiação de raio X Antecedentes da Invenção

Nos anos mais recentes, tem sido utilizado um aparelho de raio X para estimativa da massa, em que o raio X é irradiado até o objeto alvo de medição, e a massa do objeto alvo de medição é estimada (calculada) com base na quantidade de raio X transmitida por meio do objeto alvo de medi- ção.

Com este aparelho de raio X para estimativa da massa, obtém- se uma imagem de transmissão de raio X do objeto alvo da medição, e em seguida, utilizando uma característica que faz com que a imagem pareça mais escura quando a espessura do material na imagem de transmissão por raio X for maior, estima-se a massa do objeto alvo da medição, de acordo com o brilho por unidade de área incluída na área de transmissão. Por e- xemplo, quando o brilho é baixo, a massa é elevada, e quando o brilho é alto, a massa é pequena.

Especificamente, dado o brilho da imagem ser IO na ausência de material, o brilho da imagem de uma porção ser I onde o raio X é transmitido através do material, e a espessura do material ser t, uma relação entre estes fatores é expressa pela seguinte expressão relacionai (1).

l/IO = e ~pt — (1)

Aqui, o valor μ denota um coeficiente de massa linear determi- nado pela energia de raio X e pelo tipo de material, indicando que quanto mais elevado o valor, maior a quantidade de raio X absorvida.

Também, a fim de estimar a espessura do material a partir do brilho da imagem, utiliza-se a seguinte expressão relacionai (2).

t = -1/μ χ In (l/IO) --- (2)

Para converter estes valores à massa m, a seguinte expressão relacionai (3) é usada, onde um coeficiente adequado é usado como fator multiplicador.

m = ct = -c/μ χ ln (1/10) = - aln (1/10) —(3) (Note que o valor "c" denota um coeficiente para conversão da espessura do material na massa m).

Tipicamente, uma imagem de transmissão por raio X é formada por inúmeros pixels, assim é possível estimar a massa de todo o material pela determinação da massa m para cada pixel, e adicionando estas massas para toda a imagem. Este ponto pode ser expresso pela seguinte fórmula (4).

M Σ ΣΜ(χ, y) — 4

Por exemplo, no documento da patente 1 é revelado um apare- lho para estimativa de raio X, em que os raios X são irradiados em direção ao objeto alvo da medição; os raios X transmitidos através do mesmo são detectados; a massa do objeto alvo da medição é calculada por área de transmissão da unidade, com base na quantidade de raio X transmitido a partir de uma fórmula predeterminada; e a massa de unidade calculada do objeto alvo da medição por área de transmissão de unidade é integrada so- bre toda a área de transmissão do raio X.

Documento de Patente 1

Publicação do Pedido de Patente Japonesa aberta à inspeção pública Ne: 2002-296022 (publicada em 9 de outubro de 2002)

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

No entanto, o aparelho convencional de estimativa da massa de raio X descrito acima apresenta os seguintes problemas.

Em outras palavras, com o aparelho de estimativa da massa por raio X revelado na publicação acima, a massa do material é calculada por área de transmissão da unidade a partir da fórmula predeterminada, e desta maneira a massa da unidade é integrada sobre toda a área, a fim de deter- minar a massa total. Todavia, a energia de fóton do raio X não é monoener- gética, mas forma um espectro contínuo e, portanto, não é possível estimar a massa com precisão elevada por meio do método de estimativa da massa baseado na fórmula.

Além disso, o brilho da imagem de transmissão por raio X se modifica pela influência de fatores inconstantes, como o filtro específico, ca- racterísticas energéticas do aparelho de inspeção por raio X, fatores referen- tes ao pré-processamento da imagem, como a correção gama, e outros se- melhantes, além da espessura dos materiais. Da mesma forma, há casos onde a massa de um objeto inspecionado não pode ser estimada com precisão.

Portanto, o objeto da presente invenção é proporcionar um apa- relho de inspeção por raio X capaz de estimar com elevada precisão a mas- sa do material, eliminando a influência de diversos fatores inconstantes, co- mo as características energéticas e o filtro específico.

Um aparelho de inspeção de raio X, de acordo com o primeiro aspecto da presente invenção é um aparelho de inspeção de raio X adapta- do para estimar uma massa de um objeto inspecionado com base na quanti- dade de raio X transmitido que é irradiado sobre o objeto inspecionado, sen- do que o aparelho de inspeção por raio X compreende: uma unidade de irra- diação, uma unidade de detecção de raio X, uma unidade de obtenção de imagem da amostra, uma unidade de entrada, uma unidade geradora da curva ideal, uma unidade de ajustamento da curva e uma unidade de estima- tiva da massa. A unidade de irradiação é configurada e arranjada com a fina- lidade de irradiar o raio X sobre o objeto inspecionado. A unidade de detec- ção de raios X é configurada para detectar a quantidade de raio X que é ir- radiada pela unidade de irradiação e transmitida através do objeto inspecio- nado. A unidade de obtenção da imagem da amostra é configurada para ob- ter imagens de transmissão por raio X de diversos objetos inspecionados, com base na quantidade de raio X irradiado sobre inúmeros objetos inspe- cionados, o qual é detectado pela unidade de detecção de raio X. A unidade de entrada é configurada para que sejam inseridas as massas reais dos ob- jetos inspecionados, cujas imagens de transmissão por raio X são obtidas. A unidade geradora da curva ideal é configurada para gerar uma curva ideal que indica a relação entre o brilho por área da unidade incluída nas imagens de transmissão por raio Xea massa correspondente por área da unidade. A unidade de ajustamento da curva é configurada para ajustar a curva ideal gerada pela unidade geradora da curva ideal para cada nível de gradação, com base na entrada das massas reais na unidade de entrada. A unidade de estimativa da massa é configurada para estimar a massa do objeto inspecio- nado com base no ajuste da curva ideal para cada nível de gradação pela unidade de ajustamento da curva.

Aqui, os raios X são irradiados sobre diversos objetos inspecio- nados cujas massas reais são previamente conhecidas, sendo obtida uma imagem da amostra (imagem de transmissão da amostra) de cada objeto inspecionado. Deste modo, gera-se uma curva ideal que indica uma relação entre a massa por área da unidade em uma imagem da amostra e o brilho por área da unidade. Assim, a massa do objeto inspecionado que é estima- do, com base nesta curva ideal é comparada à massa real do objeto inspe- cionado, e a curva ideal é ajustada de modo que a massa estimada do obje- to inspecionado se aproxime da massa real. De acordo com a curva pós- ajustada, a massa do objeto inspecionado é estimada com base no brilho por área da unidade incluída na imagem de transmissão de raio X obtida através da inspeção real.

Aqui, a curva ideal é uma curva representada por um gráfico ou por um quadro, que indica uma relação entre o brilho por área da unidade e a massa correspondente, sendo representada por uma fórmula.

Em geral, com o método em que se obtém uma curva ideal re- presentada por uma fórmula que indica uma relação entre o brilho e a massa por área da unidade, a fim de determinar a massa estimada conforme descri- to acima, há casos onde é gerado um erro entre a massa ideal e a curva i- deal em função de diversos fatores inconstantes que não estão incluídos na fórmula, como o filtro específico, as características energéticas do aparelho de inspeção por raio X, fatores relativos ao pré-processamento da imagem, como a correção gama e outros similares. Portanto, com o método de esti- mativa da massa que depende da curva ideal representada pela fórmula, é difícil estimar a massa de modo preciso. Com o aparelho de inspeção por raio X da seguinte invenção, para a estimativa da massa do objeto inspecionado conforme descrito acima, após a geração da curva ideal, essa é ajustada, por exemplo, para cada ní- vel de gradação, de modo que a massa estimada calculada com base nesta curva ideal se aproxime da massa real.

De modo análogo, ajustando de modo adequado a curva ideal obtida com base em diversas imagens da amostra, de acordo com a massa real, é possível obter uma curva ideal que representa com precisão o brilho por área da unidade. Como conseqüência, obtendo uma imagem de trans- missão por raio X do objeto inspecionado real, adicionando a massa por á- rea da unidade calculada com base na curva ideal pós-ajustada, e estiman- do a massa do objeto inspecionado, é possível estimar a massa com maior precisão, quando se compara com o aparelho convencional.

Um aparelho de inspeção de raio X, de acordo com um segundo aspecto da presente invenção é o aparelho de inspeção por raio X, de acor- do com o primeiro aspecto da presente invenção, em que, a unidade de a- justamento da curva é configurada para determinar uma massa estimada m+(a), e uma massa estimada m-(a) dentro de ± x% de uma massa estima- da m(a) que corresponde ao brilho "a" por área da unidade, a fim de selecio- nar aquela que tenha a menor variação dentre estas massas estimadas, as- sim como para ajustar a curva ideal pela substituição da massa estimada m(a) pela massa estimada selecionada.

Aqui, para a massa estimada por área da unidade, que é deno- tada por m(a), inclusive a imagem de transmissão por raio X do objeto ins- pecionado, a massa estimada m-(a) e a massa estimada m+(a) dentro de ± % da massa estimada m(a) são determinadas, uma tabela (gráfico) apresen- tando a menor variação entre elas é selecionada, a massa estimada m(a) é substituída pelo valor da tabela (gráfico), e por seu intermédio a curva ideal é ajustada.

Do mesmo modo, alterando gradualmente a massa estimada (a), e selecionando uma tabela (gráfico) com a menor variação, é possível corri- gir de forma adequada a curva ideal e determinar a massa estimada com grande precisão.

Um aparelho de inspeção por raio X, de acordo com um terceiro aspecto da presente invenção é o aparelho de inspeção por raio X, de acor- do com um segundo aspecto da presente invenção, em que a unidade de ajustamento da curva é configurada para repetir a substituição da massa estimada (a) até que o brilho "a" alcance um nível de gradação predetermi- nado.

Aqui, por exemplo, a substituição da massa estimada (a) men- cionada é repetida aumentando o brilho "a" em 10 níveis de gradação a par- tir do nível mínimo de gradação 10 até o nível máximo de gradação 210.

Da mesma forma, é possível ajustar a curva ideal em cada nível de gradação, de modo que a curva ideal se aproxime uniformemente da massa real. Como conseqüência, uma vez que a curva ideal pode ser ajus- tada de modo apropriado, de acordo com cada um dos níveis de gradação, é possível obter a massa estimada com maior precisão.

Um aparelho de inspeção por raio X, de acordo com um quarto aspecto da presente invenção é o aparelho de inspeção por raio X, de acor- do com o segundo aspecto ou o terceiro aspecto da presente invenção, em que a unidade de ajustamento da curva é configurada para repetir a substitu- ição da massa estimada m(a) até que a variação na massa estimada (a) se situe dentro de uma faixa predeterminada.

Aqui, a unidade de ajustamento da curva repete o ajuste da cur- va ideal até que a variação na massa estimada m(a) se situe dentro de uma faixa predeterminada.

De forma semelhante, uma vez que o ajustamento da curva é repetido até que a massa m(a) se aproxime da massa real sem variação, é possível ajustar de modo mais adequado a curva ideal. Como conseqüência, é possível obter uma curva ideal pós-ajustada com maior precisão, e obter a massa estimada com precisão elevada, a qual está próxima da massa real.

Além disso, ao combinar a condição em que o processo é repe- tido até que esta variação se situe dentro de uma faixa predeterminada, e a condição em que o processo é repetido até que um nível de gradação prede- terminado seja obtido, é possível ajustar a curva ideal acima de todos os níveis de gradação, de modo que a curva é ajustada de modo adequado, e de modo que a curva apresente pouca variação. Como resultado, é possível obter uma curva ideal pós-ajustada com maior precisão, além de obter a massa estimada com elevada precisão e que se aproxima da massa real.

Um aparelho de inspeção por raio X, de acordo com um quinto aspecto da presente invenção, é o aparelho de inspeção por raio X, de acor- do com qualquer um dos aspectos compreendidos entre o segundo e o quar- to aspecto da presente invenção, em que a unidade de ajustamento da curva é configurada para repetir a substituição da massa estimada m(a) por um número predeterminado de vezes.

Aqui, a unidade de ajustamento da curva repete o ajuste da cur- va ideal por um número predeterminado de vezes.

Do mesmo modo, uma vez que o processo de substituição este- ja encerrado, quando a substituição para um número predeterminado de ve- zes estiver finalizada, é possível ajustar com eficiência a curva ideal. Como resultado, é possível obter de modo eficiente uma curva ideal pós-ajustada com elevada precisão e obter a massa estimada com acurácia elevada, a qual se aproxima da massa real. Além disso, quando todas as condições de encerramento descritas acima são combinadas, é possível obter uma curva ideal ajustada com elevada precisão, assim como estimar a massa com exa- tidão.

Um aparelho de inspeção por raio X, de acordo com o sexto as- pecto da presente invenção, é o aparelho de inspeção por raio X, de acordo com qualquer um dos aspectos compreendidos entre o segundo e o quinto aspecto da presente invenção, em que a unidade de ajustamento da curva é configurada para repetir a substituição da massa estimada m(a) até que um período predeterminado de tempo se esgote.

Aqui, a unidade de ajustamento da curva repete o ajuste da cur- va ideal até que um período de tempo predeterminado se esgote.

De forma análoga, uma vez que a substituição é encerrada, quando um período de tempo predeterminado se esgota, é possível impedir que o processo de substituição da massa estimada m(a) seja demorado. Como conseqüência, é possível obter com eficiência uma curva ideal pós- ajustada com elevada precisão e obter uma massa estimada com acurácia elevada, a qual se aproxima da massa real. Em acréscimo, quando todas as condições de encerramento descritas acima são combinadas, é possível ob- ter uma curva ideal ajustada com elevada precisão e estimar a massa com precisão.

Um aparelho de inspeção por raio X, de acordo com um sétimo aspecto da presente invenção é o aparelho de inspeção por raio X, de acor- do com qualquer um dos aspectos compreendidos entre o segundo e o sexto aspecto da presente invenção, em que a unidade geradora da curva ideal é configurada para calcular as massas estimadas m(a), modificando o brilho "a" para cada dez níveis de gradação e gerar a curva ideal pela interpolação linear dos valores intermediários.

Aqui, uma curva ideal é gerada pela interpolação linear de valo- res intermediários das massas estimadas m(a) pela substituição do brilho "a" para uma fórmula para a geração de uma curva ideal para cada dez níveis de gradação.

Do mesmo modo, uma vez que a curva ideal possa ser gerada com eficiência, é possível obter a massa estimada de modo eficiente e bas- tante preciso.

Um aparelho de inspeção por raio X, de acordo com o oitavo aspecto da presente invenção é o aparelho de inspeção por raio X, de acor- do com qualquer um dos aspectos compreendidos entre o primeiro aspecto e o sétimo aspecto da presente invenção, em que a unidade geradora da curva ideal é configurada para gerar uma tabela que indica a relação entre o brilho "a" e a massa estimada m(a) com base em uma fórmula predetermi- nada que represente uma relação entre o brilho "a" por área da unidade em uma imagem de transmissão de raio X, e a massa estimada correspondente m(a).

Aqui, a tabela é gerada com base em uma fórmula predetermi- nada que indica uma relação entre o brilho "a" por área da unidade em uma imagem de transmissão por raio Xea massa correspondente estimada m(a) da área, e esta tabela é ajustada de modo que a massa estimada m(a) se aproxima da massa real com base na massa real de entrada.

Da mesma forma, pela interpolação dos valores intermediários incluídos na tabela com base na tabela, é possível gerar e ajustar uma curva ideal. Como resultado, é possível reduzir de forma significativa o tempo de cálculo da massa estimada m(a), quando comparado com o caso onde o brilho "a" é substituído na fórmula para calcular a massa estimada m(a).

Um aparelho de inspeção por raio X, de acordo com o nono as- pecto da presente invenção é o aparelho de inspeção por raio X, de acordo com qualquer um dos aspectos primeiro a oitavo da presente invenção, em que a área da unidade é equivalente a um pixel incluído na imagem de transmissão por raio X.

Aqui, estima-se a massa correspondente ao brilho (nível de gra- dação) de cada unidade de pixel incluída na imagem de transmissão por raio X.

De forma semelhante, determinando a massa estimada para ca- da pixel, que é a unidade mínima da imagem de transmissão por raio X, e pela adição destas massas, é possível calcular de modo preciso e elevado a massa estimada do objeto inspecionado.

Um programa de inspeção de raio X, de acordo com um décimo aspecto da presente invenção é um programa de inspeção por raio X confi- gurado para estimar uma massa de um objeto inspecionado com base em uma quantidade de raio X transmitido que é irradiado sobre o objeto inspe- cionado, em que o programa de inspeção por raio X faz com que um compu- tador opere um método de inspeção por raio X que compreende as etapas de um a cinco. Na primeira etapa, a quantidade de raio X irradiado sobre diversos objetos inspecionados é detectada, e as imagens da transmissão por raio X dos diversos objetos inspecionados são obtidas em função do raio X detectado. Na segunda etapa, são inseridas as massas reais dos objetos inspecionados, cujas imagens de transmissão por raio X são obtidas na pri- meira etapa. Na terceira etapa, é gerada uma derivada da curva ideal base- ada no brilho por área da unidade incluída nas imagens de transmissão por raio X. Na quarta etapa, a curva ideal gerada na terceira etapa é ajustada para cada nível de gradação com base nas massas reais inseridas na se- gunda etapa. Na quinta etapa, a massa do objeto inspecionado é estimada em função da curva ideal ajustada para cada nível de gradação na quarta etapa.

Aqui, o raio X é irradiado sobre os diversos objetos inspeciona- dos cujas massas atuais são determinadas, e uma imagem da amostra (i- magem de transmissão por raio X) de cada objeto inspecionado é obtida, e a seguir, é gerada a curva ideal que indica uma relação entre a massa por á- rea da unidade incluída na imagem da amostra e o brilho correspondente por área da unidade. No próximo passo, a massa do objeto inspecionado que é estimada com base na curva ideal é comparada à massa real do objeto ins- pecionado, e a curva ideal é ajustada de modo que a massa estimada do objeto inspecionado se aproxime da massa real. De acordo com a curva pós-ajustada, a massa do objeto inspecionado é estimada com base no bri- lho por área da unidade incluída na imagem de transmissão por raio X obtida por meio da inspeção real.

Aqui, a curva ideal é representada por um gráfico ou uma tabela que indica uma relação entre o brilho por área da unidade e a massa corres- pondente, e é representada por uma fórmula.

Em geral, com o método em que a curva ideal que indica uma relação entre o brilho e a massa por área da unidade, que é representada por uma fórmula nesse sentido, é determinada para estimar a massa, há casos onde um erro é gerado entre a massa real e a curva ideal em razão de vários fatores inconstantes, que não estão incluídos na fórmula, como o filtro específico, as características energéticas do aparelho de inspeção por raio X, fatores relativos ao pré-processamento da imagem como a correção ga- ma e similares. Como conseqüência, foi difícil estimar a massa de modo preciso por meio do método de estimativa da massa que depende da curva ideal representada por esta fórmula.

Com o aparelho de inspeção por raio X da presente invenção, para a estimativa da massa do objeto inspecionado, conforme descrito aci- ma, após a geração da curva ideal, essa é ajustada, por exemplo, para cada nível de gradação, de modo que a massa estimada calculada com base nes- ta curva ideal se aproxime da massa real.

De modo análogo, ajustando adequadamente a curva ideal obti- da em diversas imagens da amostra, segundo suas massas reais, é possível obter uma curva ideal que representa com exatidão o brilho e a massa por área da unidade. Como resultado, obtendo uma imagem da transmissão por raio X do objeto inspecionado real, adicionando a massa por área da unida- de calculada com base na curva ideal pós-ajustada, e estimando a massa do objeto inspecionado, é possível estimar a massa com maior precisão do que antes.

Um aparelho de inspeção por raio X, de acordo com um décimo primeiro aspecto da presente invenção é o aparelho de inspeção por raio X, de acordo com qualquer um dos aspectos de um a seis da presente inven- ção, em que a unidade geradora da curva ideal é configurada para calcular as massas estimadas m(a), pela alteração do brilho "a" para cada um dos dez níveis de gradação, e para gerar uma curva ideal por meio do cálculo de uma média móvel dos valores da função obtida pela interpolação linear dos valores intermediários.

Uma vez que deste modo a curva ideal se torna uma curva sua- ve, é possível calcular com maior precisão a massa estimada reduzindo a variação (mudanças descontínuas) nos valores da massa estimada m(a), quando comparado a um caso onde um gráfico gerado pela interpolação linear simplesmente conectando os valores calculados da massa estimada m(a).

Um aparelho de inspeção de raio X, de acordo com um décimo segundo aspecto da presente invenção é o aparelho de inspeção de raio X, de acordo com qualquer um dos aspectos de um a seis da presente inven- ção, em que a unidade geradora da curva ideal é configurada para calcular as massas estimadas m(a) modificando o brilho "a" para cada dez níveis de gradação, e para gerar a curva ideal pela interpolação linear de valores in- termediários.

Aqui, é possível executar a interpolação da curva supracitada, por exemplo, por meio de métodos de interpolação, usando a curva Bezier (método para aproximar à função N), curva geodésica e outros métodos se- melhantes.

Uma vez tornando a curva ideal uma curva geodésica, é possí- vel calcular com maior precisão a massa estimada pela redução da variação (alterações descontínuas) no valor da massa estimada m(a), quando se compara com um processo onde um gráfico gerado pela interpolação linear simplesmente conectando os valores de massa estimada m(a) calculados.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A FIGURA 1 é uma vista em perspectiva do aspecto externo de um aparelho de inspeção por raio X, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

A FIGURA 2 é uma vista que apresenta as estruturas dianteiras e traseiras de um aparelho de inspeção por raio X da FIGURA 1.

A FIGURA 3 é uma vista esquemática simples da parte interna de uma caixa de blindagem do aparelho de inspeção por raio X da FIGURA 1.

A FIGURA 4 é uma vista esquemática mostrando o princípio de inspeção de contaminação executado pelo aparelho de inspeção por raio X na FIGURA 1.

A FIGURA 5 é um diagrama de bloco de controle apresentando a estrutura de um computador de controle incluído no aparelho de inspeção de raio X na FIGURA 1.

A FIGURA 6 é um diagrama de bloco de função gerado como uma CPU do computador de controle na FIGURA 5 carrega um programa de inspeção por raio X.

A FIGURA 7 é um gráfico que indica uma relação entre o brilho por unidade de área em uma imagem de transmissão de raio Xea espessu- ra do material na área.

A FIGURA 8 apresenta 10 imagens de transmissão por raio X dos produtos, que são obtidos pelo aparelho de inspeção por raio X na FI- GURA 1.

A FIGURA 9 é um fluxograma apresentando um fluxo do método de estimativa da massa baseado no programa de inspeção por raio X pelo aparelho de raio X na FIGURA 1.

A FIGURA 10(a) é um gráfico apresentando um quadro m(a) an- tes do coeficiente α ser otimizado.

As FIGURAS 11 (a) a (c) são gráficos para representar um pro- cesso em que o quadro de conversão m(a) é otimizado.

A FIGURA 12(a) apresenta um exemplo de uma imagem de transmissão por raio X de um produto G em que o pó é dispersado substan- cialmente de modo uniforme em uma bolsa, e a FIGURA 12(b) mostra outro exemplo em que o pó fica concentrado em uma porção da bolsa.

A FIGURA 13 apresenta resultados comparativos das massas estimadas dos produtos demonstrados na FIGURA 12(a) e FIGURA 12(b), que são obtidos pelo uso do quadro de conversão m(a) otimizado pelo apa- relho de inspeção por raio X da presente invenção e o quadro de conversão antes da otimização.

A FIGURA 14 é um fluxograma mostrando um fluxo do método de inspeção por raio X executado por um aparelho de inspeção por raio X, de acordo com outra modalidade da presente invenção.

A FIGURA 15 é um fluxograma demonstrando um fluxo de um método de inspeção por raio X executado por um aparelho de raio X, de a- cordo com ainda outra modalidade da presente invenção.

A FIGURA 16 é uma ilustração para demonstrar um conceito da interpolação da curva implantada no fluxograma da FIGURA 15. DESCRIÇÃO DOS SÍMBOLOS DE REFERÊNCIA

aparelho de inspeção por raio X

11 caixa de blindagem 11a abertura

12 condutor 12a correia transportadora 12b quadro condutor

12c porção de abertura

12f motor condutor

12g codificador rotativo

13 irradiador de raio X (unidade de irradiação)

14 sensor linear de raio X (unidade de detecção de raio X) 14a pixel

15 sensor fotoelétrico

16 cortina de blindagem

20 computador de controle (unidade de obtenção de imagem da .. amostra, unidade geradora da curva ideal, unidade de ajustamento da curva, unidade de estimativa da massa)

21 CPU

22 ROM

23 RAM

24 USB (terminal de conexão externa)

25 CF (compact flash: marca registrada)

26 monitor (unidade de entrada)

31 unidade de obtenção de imagem da amostra

32 unidade formadora de tabela (unidade geradora da curva ide-

al)

da curva)

33 unidade de ajustamento da tabela (unidade de ajustamento

34 unidade de estimativa da massa

60 condutor anterior

70 mecanismo de classificação 70a braço

80 condutor de linha

G produto (objeto inspecionado)

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

Um aparelho de inspeção por raio X, de acordo com uma moda- lidade preferencial da presente invenção é descrito abaixo com relação às Figuras 1 a 13.

ESTRUTURA GERAL DE UM APARELHO DE INSPEÇÃO POR RAIO X

Conforme demonstrado na Figura 1, o aparelho de inspeção por raio X 10, de acordo com a modalidade da presente invenção, é um aparelho que estima a massa do produto alimentar, como o produto sopa em pó em pacotes, nas linhas de produção de alimentos e demais produtos. Este apa- relho de inspeção por raio X 10 irradia raios X em produtos que são trans- portados ao mesmo de modo contínuo, estima a massa dos produtos com base nas imagens de raio X geradas pela detecção de quantidade de raios X, os quais são transmitidos através dos produtos, e estipula se a massa estimada se enquadra ou não dentro da faixa predeterminada.

Conforme demonstrado na Figura 2, um produto G (objeto ins- pecionado) a ser inspecionado pelo aparelho de inspeção por raio X 10 é transportado por um condutor anterior 60 até um aparelho de inspeção por raio X 10. A massa do produto G é estimada com base na imagem de transmissão obtida pelo xx 10. Os resultados da estimativa da massa obtidos pelo aparelho de inspeção por raio X 10 são enviados a um mecanismo de classificação 70 disposto a jusante do aparelho de inspeção por raio X 10. Quando for estipulado que o produto G se situa dentro da faixa mássica pre- determinada pelo aparelho de inspeção por raio X 10, o mecanismo de clas- sificação 70 envia o produto G no estado até um condutor de linha tradicio- nal 80. Por outro lado, quando for estipulado que o produto G se situa fora de uma faixa mássica predeterminada, por meio do xx 10, um braço 70a, que gira em torno de uma parte da extremidade da face a jusante, gira de modo a bloquear a via transportadora. Nesse sentido, é possível devolver o produto G classificado como inconsistente em uma caixa de devolução 90 que fica disposta em uma posição afastada da via de transferência.

Conforme demonstrado na Figura 1, o aparelho de inspeção por raio X compreende principalmente uma caixa de blindagem 11, um condutor 12, uma cortina de blindagem 16 e um monitor (unidade de entrada) 26 do- tado de função de toque de painel. Ainda, conforme demonstrado na Figura 3, o interior do aparelho de inspeção por raio X 10 é fornecido com um irra- diador de raios X (unidade de irradiação) 13, um sensor de linha de raios X (unidade de deteção) 14 e um computador de controle (unidade de obtenção da imagem da amostra, unidade geradora da curva ideal, unidade de ajus- tamento da curva e unidade de estimativa da massa) 20 (vide a Figura 5).

CAIXA DE BLINDAGEM 11

A caixa de blindagem 11 possui uma abertura 11a em uma face de entrada e uma face de saída para o produto G, e através das quais os produtos são transportados para dentro e para fora da caixa de blindagem 11. Dentro desta caixa de blindagem 11 estão alojados o condutor 12, o irra- diador de raio X 13, o sensor de linha 14, o computador de controle 20 e ou- tros semelhantes.

Conforme demonstrado na Figura 1, a abertura 11a é coberta com a cortina de blindagem 16 a fim de impedir que os raios X escoem para fora da caixa de blindagem 11. A cortina de blindagem 16 é parcialmente produzida em borracha e contém chumbo, sendo empurrada ao lado por um produto quando o produto é carreado para dentro e para fora da caixa de blindagem 11.

Além disso, na parte superior da superfície frontal da caixa de blindagem 11 estão dispostos um orifício para chave e um comutador de energia adjacente ao monitor 26.

CONDUTOR 12

A finalidade do condutor 12 é transportar produtos para dentro e para fora da caixa de blindagem 11, e é orientado por um motor do condutor 12f incluído no bloco de controle demonstrado na Figura 5. A velocidade de transporte do condutor 12 é controlada de modo preciso por um controle in- versor do motor do condutor 12f pelo computador de controle 20, de modo a compatibilizar a velocidade de transporte com a entrada da velocidade de ajuste por um operador.

Além disso, conforme demonstrado na Figura 3, o condutor 12 inclui uma correia transportadora 12a e um quadro condutor 12b, que são fixados de modo removível a uma caixa de blindagem 11. Nesse sentido, ao conduzir a inspeção de um produto alimentício e outros semelhantes, o con- dutor 12 pode ser removido e lavado com freqüência, de modo a manter lim- po o interior da caixa de blindagem 11.

A correia transportadora 12a é uma correia sem-fim, e o interior da correia é sustentado pelo quadro do condutor 12b. A correia transporta- dora 12a gira ao receber a força impulsora produzida pelo motor do condutor 12f e, conseqüentemente, a correia transportadora 12a transporta um objeto situado na correia em um sentido predeterminado.

O quadro transportador 12b sustenta infinitamente a correia transportadora 12a a partir de seu interior. Também, conforme demonstrado pela Figura 3, o quadro transportador 12b possui uma abertura 12c, que se abre longitudinalmente em sentido perpendicular ao sentido do transporte, em uma posição oposta à face interna da correia transportadora 12a. A aber- tura 12c é formada sobre uma linha, que conecta o irradiador de raios X 13 e o sensor de linha de raio X 14, sobre o quadro do condutor 12b. Em outras palavras, a abertura 12c é formada em uma área onde o raio-S é irradiado na direção do irradiador de raio X 13, no quadro do condutor 12b, a fim de impedir que os raios X transmitidos através do produto G sejam bloqueados pelo quadro do condutor 12b. IRRADIADOR DE RAIO X 13

Conforme demonstrado na Figura 3, o irradiador de raio X 13 é disposto acima do condutor 12, e irradia raios X em forma de leque através da abertura 12c formada no quadro do condutor 12b na direção do sensor de linha de raios X 14, disposto abaixo do condutor 12 (vide a área sombreada na Figura 3). SENSOR DE LINHA DE RAIO X 14

O sensor de linha de raio X 14 é disposto abaixo do condutor 12 (a abertura 12c), e detecta os raios X transmitidos através do produto Gea correia transportadora 12a. Conforme demonstrado na Figura 3 e na Figura 4, este sensor de linha de raios X 14 compreende diversos pixels 14a dis- postos de modo horizontal em uma linha reta em sentido perpendicular ao sentido de transporte do condutor 12.

Observe que a Figura 4 retrata um estado em que os raios X são irradiados no xx 10, e um gráfico que indica a quantidade de raios X detec- tados naquele instante em cada pixel 14 constituindo o sensor de linha de raios X 14. MONITOR 26

O monitor 26 é uma tela de cristal líquido de ponto cheio. Além disso, o monitor 26 é equipado com uma função de painel de toque, e exibe uma tela que solicita entrada de parâmetro, e outros, relativos às configura- ções iniciais e à determinação após a estimativa da massa.

Além disso, o monitor 26 exibe uma imagem de transmissão por raio X do produto G, que é criada com base no resultado da detecção pelo sensor de linha de raio X 14 e, subseqüentemente, foi submetido ao proces- samento de imagem. Da mesma forma, é possível ao usuário reconhecer visualmente o estado interno do produto G, por exemplo, um estado em que o pó esteja concentrado em uma porção e outros semelhantes.

COMPUTADOR DE CONTROLE 20

O computador de controle 20 executa, em uma CPU 21, uma rotina de processamento da imagem, uma rotina de processamento da de- terminação da inspeção e outras semelhantes, as quais são incluídas em um programa de controle. Mais ainda, o computador de controle 20 salva e a- cumula, em uma unidade de armazenamento, como a CF (CompactFlash: marca registrada) 25, imagens de raio X e resultados de inspeção de produ- tos defeituosos, dados corretivos de imagens de raio X, e outros semelhan- tes.

Como uma estrutura específica, conforme demonstrado na Figu- ra 5, o computador de controle 20 compreende a CPU 21, e também é equi- pado com um ROM 22, um RAM 23 e um CF 25 como unidades principais de armazenamento, também controladas pela CPU 21.

A CF 25 armazena diversos programas como objetivo de contro- lar cada unidade, informações relativas às imagens de transmissão por raio X que servem como base para estimativa da massa e outros similares.

Ainda, o computador de controle 20 é equipado com um circuito de controle de exibição que controla a exibição de dados no monitor 26, um circuito de entrada da chave que busca dados para entrada da chave a partir do painel de toque do monitor 26, uma porta l/O para controlar a impressão de dados pela impressora (não demonstrada), e um USB 24 como um termi- nal de conexão externa.

A CPU 21, o ROM 22, o RAM 23, o CF 25 e outros são conecta- dos entre si por meio de uma linha de barramento, como barramento de en- dereço e barramento de dados.

Além disso, o computador de controle 20 é conectado a um mo- tor condutor 12f, um codificador rotativo 12g, um irradiador de raio X 13, um sensor de linha de raio X 14 e um sensor fotoelétrico 15.

O computador de controle 20 recebe a velocidade de transporte do condutor 12 detectada pelo codificador rotativo 12g fixado ao motor do condutor 12f.

Além disso, o computador de controle 20 recebe sinais do sen- sor fotoelétrico 15 como um sensor de sincronização, que é configurado a partir de um dispositivo projetor de luz e seu dispositivo receptor de luz cor- respondente, de modo a encaixar a unidade de transporte, e detecta o mo- mento no qual o produto G a ser inspecionado atinge a posição no sensor de linha de raio X 14.

BLOCO DE FUNÇÃO CRIADO PELO COMPUTADOR DE CONTROLE 20

Nesta modalidade, a CPU 21 do computador de controle 20 car- rega um programa de inspeção por raio X armazenado na CF 25, e cria um bloco de função conforme demonstrado na Figura 6.

Especificamente, conforme demonstrado na Figura 6, uma uni- dade de obtenção da imagem da amostra 31, uma unidade formadora de tabela (unidade geradora da curva ideal) 32, uma unidade de ajustamento da tabela (unidade de ajustamento da curva) 33 e, uma unidade de estimativa da massa 34 são criadas como um bloco de função no computador de con- trole 20.

A unidade de obtenção de imagem da amostra 31 obtém ima- gens de transmissão de raio X de 10 produtos de sopa em pó em pacotes G, sendo que a massa de cada um deles é previamente conhecida (doravante, a massa de cada um dos 10 produtos de sopa em pó em pacotes G será mencionada como "massa real").

Para o brilho "a" por área da unidade (1 pixel) obtido pela unida- de de obtenção da imagem da amostra 31, a unidade formadora de tabela 32 gera uma tabela (curva ideal) m(a) com base na seguinte fórmula (3) com o objetivo de calcular uma massa estimada m da área.

m = ct = -c/μ χ ln(/Io) = -aln(l/Io) — 3 (onde m: massa estimada, c: coeficiente para conversão de espessura do material à massa, t: espessura do material, I: brilho na ausência de material, Io: brilho quando o raio X é transmitido através do material, u: coeficiente de absorção linear)

A unidade de ajustamento da tabela 33 compara a massa real de cada entrada dos 10 produtos G via monitor 26 com a massa total esti- mada de cada produto G obtido pela adição da massa estimada a cada nível de gradação determinado pela tabela acima (curva ideal), e ajusta a tabela de modo que cada massa total estimada se aproxime da massa real.

A unidade de estimativa da massa 34 obtém a massa estimada por área da unidade, de acordo com o brilho por área da unidade (1 pixel) com base na tabela (curva ideal) ajustada pela unidade de ajustamento da tabela 33, e calcula a massa estimada de cada produto G pela adição destas massas.

Observe que um método para estimar a massa por cada bloco da função é descrito adiante com maior clareza.

FLUXO PARA ESTIMATIVA DA MASSA PELO COMPUTADOR DE CON- TROLE

Em geral, a relação entre a espessura do material e o brilho cor- respondente a esta porção (o brilho na ausência de material é definido como o brilho normalizado de 1,0) na imagem obtida pela transmissão por raio X, e notório que erros são gerados, conforme demonstrado pela Figura 7 entre um gráfico (l/lo = e-μt) representado por uma função exponencial como na fórmula descrita acima (1) e um gráfico indicando as massas reais. Em parti- cular, no gráfico que indica a massa real, o brilho é drasticamente reduzido na área onde a espessura T é relativamente pequena. Este fato ocorre por- que um raio X de energia relativamente pequena é, de preferência, absorvi- do e o raio X se torna mais rígido na medida em que atravessa o material. E ainda, conforme descrito acima, o brilho da imagem da transmissão por raio X inclui, além dos fatores como a distribuição da energia de raio X e a es- pessura do material, determinados fatores como o uso de um filtro específi- co, características da energia do aparelho de inspeção por raio X, fatores relativos ao pré-processamento da imagem como a correção gama, e outros semelhantes.

Aqui, a Figura 8 demonstra 10 imagens de transmissão de raio X de materiais cujas massas são estimadas pelo uso de produtos G dotados de massa real igual a 8,0 gramas. Quando comparadas com outras imagens de transmissão de raio X na extremidade esquerda e ao centro da coluna inferior em cada uma daquelas em que o pó estiver concentrado em uma porção da bolsa possuem massas estimadas maiores do que a massa real de 8,0 gramas.

Com o aparelho de inspeção por raio X 10 nesta modalidade, em vista da questão descrita acima, a estimativa da massa é executada, de a- cordo com o fluxograma demonstrado na Figura 9, a fim de estimar a massa com elevada precisão, eliminando uma concentração desigual de pó na bol- sa do produto Gea influência de vários fatores inconstantes.

Em outras palavras, na etapa S1, por exemplo, α na fórmula descrita acima (3) é substituída pelo valor de 1,0, e a massa estimada m(a) corresponde ao brilho da imagem (nível de gradação) "a" (0 a 220) é efetua- da em uma tabela. A tabela gerada com base na fórmula (3) é primeiro vari- ada modificando-se o brilho "a" para cada dez níveis de gradação, e arma- zenada em uma tabela correspondente a m(a). Em seguida, os valores in- termediários são determinados pela interpolação linear. Do mesmo modo, a unidade formadora de tabela 32 do computador de controle 20 gera uma tabela (curva ideal) conforme demonstrado na Figura 10(a), que indica uma relação entre o brilho e a massa estimada m(a). Observe que, em vista dis- so, é muito mais demorado obter a massa estimada da área da unidade de cada nível de brilho, de acordo com a fórmula (3), aqui, a massa estimada é obtida para cada dez níveis de gradação e os valores intermediários são de- terminados por interpolação linear.

Na etapa S2, conforme demonstrado pela Figura 8, a unidade de obtenção da imagem da amostra 31 irradia raios X a 10 produtos G, saben- do-se previamente que a massa de cada um deles é de 8,0 gramas, e desse modo são obtidas as imagens de transmissão por raio X. A seguir, as mas- sas estimadas de 10 imagens obtidas pela transmissão por raio X são calcu- ladas pela tabela de conversão m(a), e um valor médio Mave destas massas é determinado. Observe que, a fim de obter uma faixa mais ampla de dados sobre o brilho, é preferível que 10 imagens de amostras incluam uma ima- gem de um produto em que o pó seja concentrado em uma porção da bolsa, uma imagem de um produto em que o pó é uniformemente disperso, e ou- tros semelhantes.

Na etapa S3, m(a) é modificado, de acordo com a seguinte ex- pressão de relação (5), de modo que o valor médio Mave determinado na Etapa S2 se torne equivalente à massa do objeto inspecionado Mt, e uma tabela após a modificação conforme demonstrado por uma linha sólida na Figura 10 (b) é definida como a tabela padrão (curva ideal). Observe que na Figura 10(b), a linha pontilhada indica uma tabela antes da modificação, e a linha sólida indica uma tabela padrão (curva ideal) após a modificação.

m(a) = m(a) χ Mt/Mave —- 5

Na etapa S4, um valor 10 é substituído pelo brilho "a" na fórmula (3), a fim de determinar a massa estimada m(a). Aqui, o brilho "a" é substitu- ido por um número que começa com um valor 10, em seguida 20, 30, ... Isto ocorre porque a massa estimada se tornaria infinita se o brilho "a" for substi- tuído por um valor 0. Do mesmo modo, é possível iniciar substituindo o valor 1 pelo brilho "a" seguido dos valores 11, 21, 31,... a fim de determinar a massa estimada.

Na etapa S5, a fim de examinar mudanças provocadas pela mu- dança gradual da tabela m(a) para cima e para baixo, a tabela m(a) sofre variações de mais ou menos 2% a fim de gerar uma nova tabela m+(a) e uma nova tabela m-(a). Nesse momento, uma tabela entre "a-10" e "a" é de- terminada pela interpolação linear entre a tabela m(a-10) e a tabela m(a), e uma tabela entre "a+10" e "a" é determinada pela interpolação linear entre a tabela m(a) e a tabela m(a+10), e deste modo, a tabela m+(a) e a tabela m- (a) são geradas.

Na etapa S6, as massas estimadas de 10 imagens de transmis- são por raio X são calculadas com base nas duas novas tabelas geradas na etapa S5, isto é, a tabela m+(a) e a tabela m-(a), e a tabela original m(a).

Na etapa S7, a tabela com o menor desvio padrão (menor varia- ção) com base nas massas estimadas correspondentes à cada uma das 10 imagens de transmissão por raio X, que são calculadas pelo uso das três tabelas m(a), m+(a) e m-(a) na etapa S6, é selecionada, e a tabela m(a) é substituída por esta tabela.

Por exemplo, quando a tabela m+(a) possui o desvio padrão mais baixo do que a tabela m(a) em determinado brilho (nível de gradação) "a", a tabela m(a) é substituída pela tabela m+(a) para uma porção corres- pondente ao brilho "a". Por outro lado, quando a tabela m(a) possui desvio padrão mais baixo do que a tabela m+(a), a tabela m(a) não será substituí- da, mas mantida como é para uma porção correspondente ao brilho "a".

Especificamente, conforme demonstrado na Figura 11 (a), na porção onde o brilho (a) for igual a 10, o desvio padrão é comparado entre a tabela m(10) demonstrada pela linha sólida, a tabela m+(10) demonstrada pela linha pontilhada acima, e a tabela m-(10) demonstrada pela linha ponti- Ihada abaixo, e a tabela m+(10) com o menor desvio padrão é selecionada. Como resultado, conforme demonstrado pela Figura 11 (b), na porção onde o brilho (a) for igual a 10, a tabela m(10) é substituída pela tabela m+(10).

Na etapa S8, sendo determinado ou não o brilho "a" como 210, e quando a resposta for "não", o processo procede à etapa S10, e o processo de substituição da tabela m(a) na etapa S7 descrita acima é repetido pelo aumento do brilho "a" em 10 vezes, até que o brilho "a" seja 210.

Em outras palavras, a substituição da tabela é repetida do mes- mo modo para casos onde o brilho "a" seja equivalente a 20, 30, 40,... a fim de gerar a tabela demonstrada por uma linha sólida na Figura 11 (c).

Observe que o processo na etapa S7 corresponde ao processo de ajustamento da tabela, isto é, a curva ideal executada pela unidade de ajustamento 33.

Na etapa S9, as massas das dez imagens de transmissão por raio X são determinadas de acordo com a tabela pós-ajustada m(a) obtida pelo processo de substituição, e independente do valor de variação da mas- sa ser equivalente ou inferior a 0,1 grama. Aqui, quando o valor for equiva- lente ou superior a 0,1 grama, o processo retorna à etapa S4 e o processo descrito acima é repetido até que o valor da variação se torne equivalente ou inferior a 0,1 grama.

Através do processo descrito acima, o aparelho de inspeção de raio X 10 da presente invenção gera a tabela de conversão m(a) (Vide a Fi- gura 11 (c) para estimar a massa do produto G a partir da imagem de trans- missão por raio X do produto G. De modo análogo, estimando a massa do produto G a ser inspecionado pelo uso da tabela de conversão m (a) otimi- zada pós-ajustada, conforme demonstrado na Figura 11(c), é possível atingir uma estimativa altamente precisa da massa, quando comparada ao método de estimativa convencional que depende da fórmula.

Aqui, a Figura 13 demonstra os resultados da inspeção do pro- duto G dotado da massa real de 10 gramas, que foi executado usando as tabelas de conversão antes e após a otimização.

De acordo com os resultados obtidos pelo uso da tabela de con- versão m(a) não otimizada, conforme demonstrado na Figura 12(a) e Figura 12(b), um erro nas massas estimadas entre aquele em que o pó é unifor- memente distribuído na bolsa (10,34 gramas) e aquele em que o pó está concentrado em uma porção (9,79 gramas) é de 0,55 grama; enquanto que, de acordo com os resultados obtidos pelo uso da tabela de conversão m(a) que é otimizada de acordo com o fluxograma des- crito acima, demonstrado na Figura 9, um erro na massa estimada entre a- quele em que o pó está uniformemente distribuído na bolsa (10,03 gramas), e aquele em que o pó está concentrado em uma porção (9,95 gramas) é de 0,08 grama. Ainda mais, um erro relativo à massa real de 10 gramas é signi- ficativamente menor do que as massas estimadas determinadas com base na tabela de conversão otimizada. Especificamente, o erro é reduzido de 0,34 grama para 0,03 grama na bolsa em que o pó está uniformemente dis- tribuído, e de 0,21 grama até 0,03 grama na bolsa em que o pó está concen- trado em uma porção.

Nesse sentido, os resultados apresentados na Figura 13 de- monstram ser possível determinar com exatidão a massa estimada do pro- duto G, quando comparado com o método convencional, calculando a mas- sa estimada com base na tabela de conversão m(a) otimizada, de acordo com o fluxograma demonstrado na Figura 9. CARACTERÍSTICA DO APARELHO DE INSPEÇÃO DE RAIO X 10

(1) Com o aparelho de inspeção de raio X 10 nesta modalidade, conforme demonstrado na Figura 5, o bloco da função, conforme apresenta- is do na Figura 6, é gerado enquanto a CPU 21 instalada no computador de controle carrega o programa de inspeção por raio X armazenado na CF 25. Este bloco de função inclui a unidade de obtenção da imagem da amostra 31, a unidade formadora da tabela 32, a unidade de ajustamento da tabela 33 e a unidade de estimativa da massa 34. A unidade de obtenção da ima- gem da amostra 31 obtém 10 imagens de transmissão por raio X dos produ- tos G, sendo a massa de cada um deles previamente conhecida. A unidade formadora da tabela 32 gera a tabela (curva ideal) m(a) baseada na fórmula descrita acima (3), que indica uma relação entre o brilho por unidade de área incluída nas imagens de transmissão por raio Xea massa estimada da área.

A unidade de ajustamento da tabela 33 se refere à massa real do material cuja imagem de transmissão por raio X é inserida via monitor 26, e ajusta a tabela m(a) para cada dez níveis de gradação, de modo que a massa estimada se aproxima da massa real. A unidade de estimativa da massa 34 determina a massa estimada por área da unidade com base na tabela pós-ajustada m(a), e soma estes valores a fim de determinar a massa total estimada do produto G.

De modo análogo, determinando a massa estimada pelo uso da tabela m(a) ajustada com referência à massa real, é possível obter um valor bastante preciso para a massa estimada, que é mais próximo à massa real, quando comparado com o método convencional em que a massa estimada é determinada usando a tabela m(a) gerada em função da fórmula (3) como ela é.

(2) Com o aparelho de inspeção por raio X 10 nesta modalidade, a tabela m(a) gerada pela unidade formadora da tabela 32 sofre variações de cerca de 2% a fim de gerar uma nova tabela m+(a) e uma nova tabela m- (a) e, assim como demonstrado na Figura 11(a) a Figura 11(c), estas tabelas m(a), m+(a), m-(a) são comparadas para cada nível de gradação predeter- minado, e a tabela m(a) é ajustada através da substituição repetida de m(a) com aquela que possui o menor desvio padrão.

Do mesmo modo, uma vez que a tabela m(a) gerada com base na fórmula (3) pode ser otimizada de forma a permitir a estimativa da massa que for mais próxima à massa real, é possível obter a massa estimada com maior exatidão do que com o método convencional.

(3) Com o aparelho de inspeção por raio X 10 nesta modalidade, conforme demonstrado na eta S8 na Figura 9, repete-se o processo de oti- mização (substituição) da tabela m(a) mencionada acima para aumentar o brilho "a" para cada dez níveis de gradação na faixa compreendida entre o nível de gradação 10 e o nível de gradação 210.

De forma semelhante, especificando uma condição para que o processo de otimização da tabela m(a) seja encerrado quando um nível de gradação predeterminado for obtido como uma condição de finalização, é possível obter a tabela m(a) otimizada para cada nível de gradação (brilho). Como resultado, é possível estimar a massa com maior precisão.

(4) Com o aparelho de inspeção por raio X 10 nesta modalidade, conforme demonstrado na etapa S9 na Figura 9, o processo de otimização (substituição) da tabela mencionada acima m(a) é repetida até que o valor da variação nas massas estimadas das dez imagens de transmissão por raio X se torne equivalente ou inferior a 0,1 grama.

De modo análogo, repetindo o processo de otimização da tabela m(a) que serve como base de determinação da massa estimada até a varia- ção se tornar equivalente ou inferior a um valor predeterminado, é possível proceder a outra otimização completa da tabela m(a), e determinar com ele- vada precisão a massa estimada. Além disso, conforme demonstrado na etapa S8 e na etapa S9 na Figura 9, enquanto as condições de finalização do processo de otimização da tabela m(a), a primeira condição, aquela em que o processo é encerrado quando um nível predeterminado de gradação é obtido, e a segunda condição, aquela em que o processo é encerrado quan- do a variação se torna equivalente ou inferior a um valor predeterminado,

são combinadas, e a tabela m(a) pode ser ajustada mais plenamente, possi- bilitando, assim, determinar a massa estimada com maior precisão.

(5) Com o aparelho de inspeção por raio X 10 nesta modalidade, conforme demonstrado na etapa S1 na Figura 9, o brilho "a" é modificado para cada dez níveis de gradação, a massa estimada é calculada com base na fórmula (3), e a interpolação linear é usada para determinar os valores intermediários, com o objetivo de gerar a tabela m(a).

De modo semelhante, é possível reduzir de forma significativa o tempo de geração da tabela m (a), e determinar com eficiência a massa es- timada, quando comparado a um caso onde a tabela m(a) é gerada para todos os níveis de gradação na tabela m(a) usando a fórmula (3).

(6) Com o aparelho de inspeção por raio X 10 nesta modalidade, a tabela m(a) que indica uma relação entre o brilho "a" por área da unidade incluída nas imagens para transmissão por raio X, e a massa estimada da área é usada como instrumento para determinação da massa estimada.

Da mesma forma, é possível reduzir significativamente o tempo para calcular a massa estimada, em comparação com um método em que a massa estimada é determinada com base na fórmula.

(7) Com o aparelho de inspeção por raio X 10 nesta modalidade, como a área da unidade incluída na imagem de transmissão por raio X, o brilho por 1 pixel e a massa estimada correspondente são determinados.

De modo análogo, pela determinação da massa estimada com um pixel como uma unidade, que é a unidade máxima na imagem de trans- missão por raio X, é possível obter a massa estimada com elevada precisão.

MODALIDADES ALTERNATIVAS

Enquanto as modalidades preferenciais têm sido descritas em relação à presente invenção, o escopo da presente invenção não se restrin- ge às modalidades acima, e várias modificações e variações podem ser efe- tuadas sem se afastar do escopo da presente invenção.

(A) A modalidade acima é descrita usando um exemplo em que a tabela m(a), que indica uma relação entre o brilho "a" por área da unidade incluída na imagem de transmissão por raio Xea massa estimada da área, é gerada com o intuito de determinar a massa estimada do produto G. No entanto, a presente invenção não se limita à mesma.

Por exemplo, a tabela m(a) não tem que ser gerada, necessari- amente, e a fórmula pode ser usada quando a relação puder ser expressa pela dita fórmula. Contudo, quando a massa estimada for determinada u- sando a tabela m(a), conforme é o caso na modalidade descrita acima, o tempo de processamento para determinar a massa estimada é significante- mente reduzido em comparação ao caso onde a fórmula é usada. Portanto, é mais preferível usar uma tabela, conforme este é o caso, na modalidade descrita acima.

(B) A modalidade acima é descrita usando um exemplo em que, conforme demonstrado na Figura 9, a malha da etapa S5 até a etapa S8 na processo de otimização da tabela m(a) é repetido aumentando o brilho "a" para cada dez níveis de gradação até que o nível máximo de gradação 220 seja obtido. Entretanto, a presente invenção não se restringe à mesma.

Como a condição de finalização do processo de otimização, o processo de otimização não tem que ser encerrado quando o nível de gra- dação 220 é obtido. Por exemplo, o processo de otimização pode ser encer- rado quando outro nível de gradação é obtido. Ou, o processo de otimização pode ser controlado de modo a ser finalizado após a repetição do processo de otimização por um número predeterminado de vezes, ou após a decor- rência de um período de tempo predeterminado. Ou, diversas condições de finalização podem ser combinadas. (C) A modalidade acima é descrita usando um exemplo em que a malha da etapa S4 à etapa S10 no processo de otimização da tabela m(a) é repetida até que o valor da variação se torne equivalente ou inferior a 0,1 grama. Contudo, a presente invenção não se restringe a mesma.

A condição de finalização do processo de otimização não preci- sa ser o caso em que o valor da variação se torne equivalente ou inferior a 0,1 grama. Por exemplo, o processo de otimização pode ser finalizado quando o valor da variação se torna abaixo de um valor diferente de 0,1 grama. Ou1 o processo de otimização pode ser controlado de modo a ser finalizado após a repetição do processo de otimização para um número pre- determinado de vezes, ou após a decorrência de um período de tempo pre- determinado. Ou, diversas condições de finalização podem ser combinadas.

(D) A modalidade acima é descrita usando um exemplo em que as 10 imagens de transmissão de raio X de 10 produtos G, conhecendo-se previamente as massas de cada um deles, são obtidas como as imagens de amostra de transmissão de raio X. Contudo, a presente invenção não se res- tringe à mesma.

O número de imagens de amostra não se limita a 10. Por exem- plo, o número pode ser 5 ou inferior, ou 20 ou superior.

(E) A modalidade acima é descrita usando um exemplo em que, entre as massas estimadas m(a), m+(a) e m-(a), aquela com o menor desvio padrão é selecionado e o processo de substituição de m(a) pode ser execu- tado. No entanto, a presente invenção não se limita à mesma.

Por exemplo, a seleção não tem que se basear, necessariamen- te, o desvio padrão. Outros elementos de variação, como a dispersão, po- dem ser observados como base da seleção.

(F) A modalidade é descrita usando um exemplo em que a pre- sente invenção é aplicada a um aparelho de inspeção de raio X 10. Contudo, a presente invenção não se limita à mesma.

Por exemplo, a presente invenção é aplicável ao programa de inspeção por raio X armazenado na unidade de memória do aparelho de inspeção de raio X. Neste caso, a CPU carrega este programa de inspeção por raio X1 compelindo o computador a executar o método de inspeção por raio X, que é realizado de acordo com o fluxograma demonstrado na Figura 9.

(G) A modalidade acima é descrita usando um exemplo em que, na etapa S5, a fim de examinar alterações causadas pela mudança gradual da tabela m(a) para cima e para baixo, a tabela m(a) sofre variações de cer- ca de 2% a fim de gerar uma nova tabela m+(a) e uma nova tabela m-(a). Neste momento, a tabela entre "a-10" e "a" é determinada pela interpolação linear entre m(a-10) e m(a), e uma tabela entre "a+10" e "a" é determinada pela interpolação linear entre m(a) e m(a+10), a fim de gerar a tabela m+(a) e a tabela m-(a). Contudo, a presente invenção não se restringe à mesma.

Por exemplo, conforme demonstrado na Figura 14, a etapa S5 pode ser inserida após a etapa S5, com o objetivo de ajustar a tabela obtida por interpolação linear.

Especificamente, na etapa S5a, para a tabela obtida pela inter- polação linear, uma média móvel é calculada com base na seguinte fórmula 1, e a tabela é ajustada de modo a produzir uma curva suave quando a tabe- la for convertida em gráfico, reduzindo assim a variação na tabela (variação na massa estimada).

Fórmula 1

<formula>formula see original document page 31</formula>

Nesse sentido, é possível impedir que a massa estimada seja alterada de modo contínuo por uma pequena mudança no brilho em cada pixel, em comparação com o caso onde a tabela gerada pela interpolação linear é usada. Portanto, é possível calcular com elevada precisão a massa estimada.

(H) A modalidade acima é descrita usando um exemplo em que, na etapa S1, o brilho "a" é modificado a cada dez níveis de gradação, e ar- mazenadas em uma tabela correspondente a m(a), e os valores intermediá- rios são determinados por interpolação linear. A seguir, a unidade formadora da tabela 32 do computador de controle 20 gera a tabela (curva ideal) con- forme demonstrado na Figura 10(a), que indica a relação entre o brilho e a massa estimada m(a). Contudo, a presente invenção não se restringe à mesma.

Por exemplo, conforme demonstrado na Figura 15, a etapa S5b pode ser inserida, no lugar da etapa S5, com o intuito de ajustar a tabela obtida pela curva de interpolação.

Especificamente, na etapa S5b, m(a) sofre variações de mais de 10% para gerar uma nova tabela m+(a) e de menos 10% para gerar uma nova tabela m-(a), e uma tabela entre "a-10" e "a" é determinada pela curva de interpolação entre a tabela m(a-10) e a tabela m(a), e a tabela entre "a+10" e "a" é determinada pela curva de interpolação entre a tabela m(a) e a tabela m(a+10).

Assim como o método de interpolação da curva, o método de interpolação usando a denominada curva de Bezier, que é um método usado para aproximar à função N, pode ser usado segundo demonstrado na Figura 16. De modo semelhante, quando um método de interpolação usando a de- nominada curva de Bezier com um número N de pontos de controle é adota- do, é possível interpolar uma curva por uma função linear de N variáveis. Por exemplo, quando é gerada uma curva que conecta quatro pontos de contro- le, é possível obter uma curva representada por uma função cúbica. Em ou- tras palavras, quando são fornecidos quatro pontos de controle P1 a P4 de- monstrados na Figura 16, primeiro, um ponto P5 é especificado, o qual divi- de os pontos de controle P1 a P2 na proporção de t:1-t. Do mesmo modo, um ponto P6 e um ponto P7, os quais dividem, respectivamente, os pontos P2 a P3 e os pontos P3 a P4 na mesma proporção, são especificados. Em seguida, um ponto P8 e um ponto P9, os quais dividem, respectivamente, os pontos P5 a P6 e os pontos P6 a P7 na mesma proporção, são especifica- dos. Em seguida, um ponto P10 que divide os pontos P8 a P9 na mesma proporção é determinado. Esta operação é executada para 0 < t < 1 de for- ma contínua, e uma curva de Bezier é desenhada ao longo do local do ponto P10, interpolando deste modo a curva.

Como resultado, é possível impedir que a massa estimada seja modificada de modo descontínuo através de uma pequena alteração no bri- lho em cada pixel, se comparado ao caso onde a tabela gerada pela interpo- lação linear é necessária. Portanto, é possível calcular a massa estimada com maior precisão.

Observe que o método de interpolação da curva não se limita aos métodos descritos nas modalidades alternativas (G) e (H) acima. Por exemplo, é possível interpolar uma curva usando uma curva geodésica e outras do tipo.

APLICABILIDADE INDUSTRIAL

O aparelho de inspeção por raio X da presente invenção produz um efeito de obter a massa estimada com maior precisão, se comparado ao aparelho convencional e, portanto, este xx é amplamente aplicável aos apa- relhos de estimativa por raio X configurados para estimar a massa a partir do brilho de uma área incluída na imagem de transmissão por raio X.

Claims

1. Aparelho de inspeção por raio X adaptado para estimar a massa de um objeto inspecionado baseado em uma quantidade de raio X transmitido que é irradiado sobre o objeto inspecionado, sendo o aparelho de inspeção por raio X caracterizado pelo fato de compreender: uma unidade de irradiação configurada e disposta de modo a detectar a quantidade de raio X irradiado pela unidade de irradiação e transmitido através do objeto inspecionado; uma unidade de obtenção de imagem da amostra configurada para obter imagens de transmissão por raio X de diversos objetos inspecio- nados baseados na quantidade de raio X irradiado sobre os diversos objetos inspecionados e detectados pela unidade de detecção de raio X; uma unidade de entrada a qual são inseridas as massas reais dos objetos inspecionados cujas imagens de transmissão de raio X são obti- das; uma unidade geradora da curva ideal configurada para gerar uma curva ideal que indica uma relação entre um brilho por área da unidade incluída nas imagens de transmissão por raio X e suas respectivas massas por área da unidade; uma unidade de ajustamento da curva configurada para ajustar a curva ideal gerada pela unidade geradora da curva ideal para cada nível de gradação baseado na entrada das massas reais na unidade de entrada; e uma unidade de estimativa da massa configurada para estimar a massa de cada objeto inspecionado com base na curva ideal ajustada para cada nível de gradação pela unidade de ajustamento da curva.

2. Aparelho de inspeção por raio X, de acordo com a reivindica- ção 1, caracterizado pelo fato de que a unidade de ajustamento da curva é configurada par determinar uma massa estimada m(a) que corresponde ao brilho "a" por área da unidade, uma massa estimada m+(a) e uma massa estimada m-(a) contida em ± x% da massa estimada m(a), para selecionar aquela com a menor variação entre estas massas estimadas, e para ajustar a curva ideal pela substituição da massa estimada m(a) pela massa estima- da selecionada.

3. Aparelho de inspeção por raio X, de acordo com a reivindica- ção 2, caracterizado pelo fato de que a unidade de ajustamento da curva é configurada para repetir a substituição da massa estimada m(a) até que o brilho "a" atinja um nível de gradação predeterminado.

4. Aparelho de inspeção por raio X, de acordo com a reivindica- ção 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que: a unidade de ajustamento da curva é configurada para repetir a substituição da massa estimada m(a) até que a variação na massa estimada m(a) se situe dentro de uma faixa predeterminada.

5. Aparelho de inspeção por raio X, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 4, caracterizado pelo fato de que: a unidade de ajustamento da curva é configurada para repetir a substituição da massa estimada m(a) por um número de vezes predeterminado.

6. Aparelho de inspeção por raio X, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 4, caracterizado pelo fato de que: a unidade de ajustamento da curva é configurada para repetir a substituição da massa estimada m(a) até que um período de tempo prede- terminado tenha decorrido.

7. Aparelho de inspeção por raio X, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que: a unidade geradora d curva ideal é configurada para calcular a massa estimada m(a) modificando o brilho "a" para cada dez níveis de gra- dação, e para gerar a curva ideal pela interpolação linear dos valores inter- mediários.

8. Aparelho de inspeção por raio X, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que: a unidade geradora da curva ideal é configurada para gerar uma tabela que indica uma relação entre o brilho "a" e a massa estimada m(a), com base em uma fórmula predeterminada que representa uma relação en- tre o brilho "a" por área da unidade incluída na imagem de transmissão por raio X, e sua massa correspondente m(a).

9. Aparelho de inspeção por raio X1 de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que: a área da unidade corresponde a um pixel na imagem de trans- missão por raio X

10. Programa para inspeção por raio X configurado para estimar a massa de um objeto inspecionado com base na quantidade de raios X transmitidos que são irradiados sobre um objeto inspecionado, sendo que o programa de inspeção por raio X é configurado de modo a compelir um computador a operar um método de inspeção por raio X, sendo que o pro- grama de inspeção por raio X compreende: uma primeira etapa em que a quantidade de raio X que é irradi- ado sobre diversos objetos inspecionados é detectado, e imagens de trans- missão por raio X dos diversos objetos inspecionados são obtidos com base na quantidade de raio X detectado; uma segunda etapa em que são inseridas as massas reais dos objetos inspecionados cujas imagens de transmissão por raio X são obtidas na primeira etapa; uma terceira etapa em que uma curva ideal derivada com base no brilho por área da unidade incluída nas imagens de transmissão por raio X e sua massa correspondente por área da unidade é gerada; uma quarta etapa em que a curva ideal gerada na terceira etapa é ajustada para cada nível de gradação baseado nas massas reais inseridas na segunda etapa; e uma quinta etapa em que a massa de cada objeto inspecionado é estimado com base na curva ideal ajustada para cada nível de gradação na quarta etapa.

11. Aparelho de inspeção por raio X, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que: a unidade geradora da curva ideal é configurada para calcular a massa estimada m(a) pela mudança do brilho "a" para cada dez níveis de gradação, e para gerar a curva ideal calculando a média móvel da função obtida pela interpolaçâo linear dos valores intermediários.

12. Aparelho de inspeção por raio X, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que: a unidade geradora da curva ideal é configurada para calcular as massas estimadas m(a) pela modificação do brilho "a" para cada dez níveis de gradação, e para gerar a curva ideal pela interpolaçâo da curva de valo- res intermediários.