CN102483803A - 识别特定目标物品的x 射线断层摄影检查系统 - Google Patents

识别特定目标物品的x 射线断层摄影检查系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种X射线扫描系统，具有：不旋转的X射线扫描仪，其生成定义物体的断层摄影X射线图像的扫描数据；以及执行程序指令的处理器，其中，所述执行处理器分析所述扫描数据以便提取所述断层摄影X射线图像的至少一个参数，并且其中所述处理器被配置为确定所述物体是否包含液体、锋利物体、麻醉品、货币、核材料、香烟或火器。

Description

识别特定目标物品的X 射线断层摄影检查系统
相关申请的交叉引用
本申请要求2009年5月26日提交的美国专利临时申请No.61/181,068的优先权。
本申请也是2009年6月16日提交的美国专利申请No.12/485,897的部分继续申请，而美国专利申请No.12/485,897是2005年10月25日提交的并且现在被授予美国专利号7,564,939的美国专利申请No.10/554,656的继续申请，美国专利申请No.10/554,656是2004年4月23日提交的PCT/GB04/01729的371国家阶段申请，并且PCT/GB04/01729继而要求2003年4月25日提交的大不列颠申请No.0309387.9的优先权。
本申请也是2009年2月16日提交的美国专利申请No.12/371,853的部分继续申请，而美国专利申请No.12/371,853是2005年10月25日提交的并且现在被授予美国专利号7,512,215的美国专利申请No.10/554,975的继续申请，美国专利申请No.10/554,975是2004年4月23日提交的PCT/GB2004/01741的371国家阶段申请，并且PCT/GB2004/01741继而要求2003年4月25日提交的大不列颠申请号0309383.8的优先权。
本申请也是2010年1月3日提交的美国专利申请No.12/651,479的部分继续申请，而美国专利申请No.12/651,479是2005年10月25日提交的并且现在被授予美国专利号7,664,230的美国专利申请No.10/554,654的继续申请，美国专利申请No.10/554,654是2004年4月23日提交的PCT/GB2004/001731的371国家阶段申请，并且PCT/GB2004/001731继而要求2003年4月25日提交的大不列颠专利申请号0309371.3的优先权。
本申请也是2009年2月2日提交的美国专利申请No.12/364,067的部分继续申请，而美国专利申请No.12/364,067是2008年2月19日提交的并且现在被授予美国专利号7,505,563的美国专利申请No.12/033,035的继续申请，美国专利申请No.12/033,035是2005年10月25日提交的并且现在被授予美国专利号7,349,525的美国专利申请No.10/554,569的继续申请，美国专利申请No.10/554,569是2004年4月23日提交的PCT/GB04/001732的371国家阶段申请，并且PCT/GB04/001732继而要求2003年4月25日提交的大不列颠专利申请号0309374.7的优先权。
本发明也是2010年4月12日提交的美国专利申请号12/758,764的部分继续申请，而美国专利申请号12/758,764是2008年9月16日提交的并且现在被授予美国专利号7,724,868的美国专利申请No.12/211,219的继续申请，美国专利申请No.12/211,219是2005年10月25日提交的并且现在被授予美国专利号7,440,543的美国专利申请No.10/554,655的继续申请，美国专利申请No.10/554,655是2004年4月23日提交的PCT/GB2004/001751的371国家阶段申请，并且PCT/GB2004/001751继而要求2003年4月25日提交的大不列颠专利申请号0309385.3的优先权。
本申请也是2010年1月29日提交的美国专利申请号12/697,073的部分继续申请，而美国专利申请No.12/697,073是2005年10月25日提交的并且现在被授予美国专利号7,684,538的美国专利申请No.10/554,570的继续申请，美国专利申请No.10/554,570是2004年4月23日提交的PCT/GB2004/001747的371国家阶段申请，并且PCT/GB2004/001747继而要求2003年4月25日提交的大不列颠专利申请号0309379.6的优先权。
本申请也是2008年6月13日提交的美国专利申请No.12/097,422和2008年6月19日提交的美国专利申请No.12/142,005的部分继续申请，而美国专利申请No.12/097,422和No.12/142,005都是2006年12月15日提交的PCT/GB2004/004684的371国家阶段申请，PCT/GB2004/004684继而要求2005年12月16日提交的大不列颠专利申请号0525593.0的优先权。
本申请也是2009年6月4日提交的美国专利申请No.12/478,757的部分继续申请，而美国专利申请No.12/478,757是2009年2月2日提交的美国专利申请No.12/364,067的继续申请，美国专利申请No.12/364,067是2008年2月19日提交的并且现在被授予美国专利号7,505,563的美国专利申请No.12/033,035的继续申请，美国专利申请No.12/033,035是2005年10月25日提交的并且现在被授予美国专利号7,349,525的美国专利申请No.10/554,569的继续申请，美国专利申请No.10/554,569是2004年4月23日提交的PCT/GB04/001732的371国家阶段申请，并且PCT/GB04/001732继而要求2003年4月25日提交的大不列颠专利申请号0309374.7的优先权。另外，美国专利申请号要求2008年7月15日提交的大不列颠专利申请号0812864.7的优先权。
本申请也是2010年2月25日提交的美国专利申请No.12/712,476的部分继续申请，而美国专利申请No.12/712,476要求2009年2月26日提交的美国临时专利申请No.61/155,572和2009年2月25日提交的大不列颠专利申请No.0903198.0的优先权。
上述PCT申请、外国申请、美国申请、以及与它们相关的任何申请的每一个在这里通过引用而被全文并入于此。
技术领域
本发明涉及X射线扫描，并且具体地涉及行李、包裹和其它可疑物体(诸如，锋利物体、刀子、核材料、烟草、货币、麻醉品和液体)的安全检查。
背景技术
在机场的安全检查(security screening)中，X射线计算机断层(CT)扫描仪已经被应用多年。传统系统包括绕轴旋转的X射线管、以及以相同速度绕相同轴旋转的弓形X射线检测器。在其上载有行李的传送带被放置在绕中央旋转轴的合适口径(aperture)内，并且在管旋转时沿着该轴移动。X辐射的扇形束从源通过要被检查的物体到达X射线检测器阵列。
X射线检测器阵列沿着其长度在若干位置处记录通过要被检查的物体的X射线的强度。在多个源角度中的每个源角度处记录一组投影数据。依据这些记录的X射线强度，典型地通过滤波反投影算法，可以形成断层摄影(横截面)图像。为了产生物体(诸如包或包裹)的精确的断层摄影图像，可以示出存在X射线源穿过物体的每个平面的要求。在上述布置中，这通过X射线源的旋转扫描和在其上载有物体的传送带的纵向运动来实现。
在该类系统中，可以用以收集X射线断层摄影扫描的速率取决于保持X射线源和检测器阵列的台架(gantry)的旋转速度。在现代CT台架中，整个管扫描仪组件和台架将实现每秒二到四转。这分别允许每秒收集高达四个或八个断层摄影扫描。
随着现有技术的发展，单环的X射线检测器已经被多环的检测器替代。这允许同时扫描并且使用从单扫描机适配而来的滤波反投影方法来重构许多(典型地8个)切片。随着传送带通过成像系统的连续移动，该源描述了关于物体的螺旋扫描运动。这允许应用更复杂的锥形束图像重构方法，其在原理上提供更精确的体积图像重构。
在另一发展中，已经在医学应用中论证了扫频(swept)电子束扫描仪，由此消除了X射线源和检测器的机械扫描运动，而被围绕正受检查的物体的X射线检测器的(多个)连续环、以及作为围绕弓形阳极扫频电子束的结果而生成的运动X射线源来替代。这允许比传统扫描仪更快速地获得图像。然而，由于电子源位于旋转轴上，因此这样的扫频束扫描仪与本身接近旋转轴和平行旋转轴的传送带系统不兼容。
仍然需要使得能够快速生成具有检测某些感兴趣物品(item)(包括液体、麻醉品、货币、烟草、核材料、锋利物体、和火器)的能力的断层摄影图像的方法和系统。
发明内容
本发明提供了一种检查物品的X射线扫描系统，该系统包括：X射线源，围绕扫描体积延伸并且定义多个源点，从所述多个源点可以投射X射线通过所述扫描体积；X射线检测器阵列，也围绕所述扫描体积延伸，并且被布置为检测来自所述源点的已经透过所述扫描体积的X射线、并取决于所检测的X射线产生输出信号；以及传送带，被布置为将物品传送通过所述扫描体积。
本发明还提供一种联网检查系统，其包括：X射线扫描系统、工作站、和被布置为将所述扫描系统与所述工作站连接的连接部件，所述扫描系统包括：X射线源，围绕扫描体积延伸并且定义多个源点，从所述多个源点可以投射X射线通过所述扫描体积；X射线检测器阵列，也围绕所述扫描体积延伸，并且被布置为检测来自所述源点的已经穿过所述扫描体积的X射线、并取决于所检测的X射线产生输出信号；以及传送带，被布置为将物品传送通过所述扫描体积。
本发明还提供一种分拣物品的分拣系统，该系统包括：断层摄影扫描仪，其被布置为扫描每个物品的多个扫描区域以便由此产生扫描仪输出；分析部件，被布置为分析所述扫描仪输出并且至少部分地基于所述扫描仪输出将每个物品分配至多个类别之一；以及分拣部件，被布置为至少部分地基于物品已经被分配到的类别来分拣所述物品。
本发明还提供一种X射线扫描系统，其包括：X射线源，被布置为从围绕扫描区域的多个X射线源位置生成X射线；第一组检测器，被布置为检测透射穿过所述扫描区域的X射线；第二组检测器，被布置为检测在所述扫描区域内散射的X射线；以及处理部件，被布置为处理来自所述第一组检测器的输出以便生成定义扫描区域的图像的图像数据、分析所述图像数据以识别所述图像内的物体，以及处理来自第二组检测器的输出以便生成散射数据、并将部分所述散射数据与所述物体相关联。
本发明还提供一种从X射线扫描仪收集数据的数据收集系统，该系统包括：存储器，具有多个区域，每个区域与图像的相应区域相关联；数据输入部件，被布置为以预定顺序从多个X射线检测器接收输入数据；处理部件，被布置为从所述输入数据生成与所述图像的每个区域相关联的X射线传输数据和X射线散射数据，并且将所述X射线传输数据和所述X射线散射数据存储在合适的存储器区域中。
本发明还提供一种X射线扫描系统，其包括：扫描仪，被布置为扫描物体以生成定义该物体的断层摄影X射线图像的扫描数据；以及处理部件，被布置为分析所述扫描数据以便提取所述图像数据的至少一个参数并且基于所述至少一个参数将所述物体分配至多个类别之一。
在实施例中，本发明提供了一种X射线扫描系统，其包括：扫描仪，被配置为扫描物体以生成定义该物体的断层摄影X射线图像的扫描数据；以及处理部件，被配置为分析所述扫描数据以便提取所述图像数据的至少一个参数并且基于所述至少一个参数将所述物体分配至多个类别之一。该处理部件包括：一个或多个参数提取器，用于识别所述断层摄影X射线图像中的一个或多个预定义特征，所识别的特征为所述X射线图像的低级参数，每个参数提取器被布置为执行不同的处理操作以便确定不同的参数；一个或多个决策树，用于通过分析所识别的所述X射线图像的低级参数来构造高级参数；以及数据库搜索器，用于通过使用所述X射线图像的构造的高级参数和在与所述数据库搜索器耦接的数据库中存储的预定义数据来将所述物体的所述X射线图像映射为“造成威胁”或“无危险”之一。参数提取器被设计为对2维图像、3维图像和投影(sinogram)图像数据之一进行操作。
在另一实施例中，本发明提供了一种通过使用X射线扫描系统来检测预定义材料的方法，所述X射线扫描系统包括：扫描仪，被配置为扫描物体以生成该物体的断层摄影X射线图像；以及处理部件，被配置为分析所述扫描数据以便提取所述图像数据的至少一个参数并且基于所述至少一个参数将所述物体分配至多个类别之一。该方法包括以下步骤：配置多个参数提取器用于识别所述断层摄影X射线图像中的一个或多个预定义特征，所识别的特征是所述X射线图像的低级参数；配置一个或多个决策树用于通过分析所述X射线图像的所识别的低级参数来构造高级参数；通过映射所述X射线图像的构造的高级参数和定义预定义材料的存储数据来将所述物体识别为所述材料。该方法还包括以下步骤：通过映射X射线图像的构造的高级参数和预定义的存储数据来将所述物体的所述X射线图像分类为“造成威胁”或“无危险(clear)”之一。
在实施例中，本发明提供了一种检测液体的方法，其中，配置多个参数提取器用于识别断层摄影X射线图像中的一个或多个预定义特征并且配置一个或多个决策树用于通过分析X射线图像的所识别的低级参数来构造高级参数包括以下步骤：配置第一参数提取器以处理所述X射线图像以便识别：正被扫描的物体，定义正被扫描的物体的外包络，以及在正被扫描的物体的外包络内的一个或多个平坦表面；配置第二参数提取器以定位沿着垂直方向从每个所识别的平坦表面延伸的统一密度的材料的连续体积；以及配置决策树用于：计算所定位材料的连续体积的体积，将所计算的体积指定给与椭圆瓶子、矩形瓶子和三角瓶子之一相对应的至少一个预定形状，计算所述连续体积的平均重构密度，以及通过相对于数据库映射而转换与体积、形状和密度相对应的参数从而识别液体。
在另一实施例中，本发明提供了一种检测麻醉品的方法，配置多个参数提取器用于识别所述断层摄影X射线图像中的一个或多个预定义特征并且配置一个或多个决策树用于通过分析所述X射线图像的所识别的低级参数来构造高级参数包括以下步骤：配置第一参数提取器以处理所述X射线图像以便识别至少片形状和块形状的低密度材料的连续体积；配置第二参数提取器以处理所识别的连续体积，从而确定所述连续体积的统计属性；配置第三参数提取器以识别小体积的随机定向部分的一个或多个集合；以及配置决策树用于将与体积形状相对应的参数和由多个参数提取器识别的统计属性相关；并且通过相对于数据库映射而转换被相关的数据从而识别麻醉品材料。
在另一实施例中，本发明提供了一种检测货币的方法，其中，配置多个参数提取器用于识别所述断层摄影X射线图像中的一个或多个预定义特征并且配置一个或多个决策树用于通过分析所述X射线图像的所识别的低级参数来构造高级参数包括以下步骤：配置第一参数提取器以识别X射线图像中的一个或多个“蝶形领结(bow-tie)”形状的特征；配置第二参数提取器以识别预定义的货币面值的多种预定义的物理尺寸的一个或多个矩形形状；配置第三参数提取器以识别由第一参数提取器和第二参数提取器识别的参数中的重复图案；配置第四参数提取器以生成由第一参数提取器、第二参数提取器和第三参数提取器识别的图案的统计属性；以及配置决策树以将由多个参数提取器识别的参数相关，并且通过相对于数据库映射而转换被相关的数据从而识别货币。
在另一实施例中，本发明提供了一种检测香烟的方法，配置多个参数提取器用于识别断层摄影X射线图像中的一个或多个预定义特征并且配置一个或多个决策树用于通过分析所述X射线图像的所识别的低级参数来构造高级参数包括以下步骤：配置第一参数提取器以识别具有与预定义的香烟尺寸一致的长度和宽度尺寸的重复阵列结构；配置第二参数提取器以识别具有与预定义的香烟品牌一致的密度的与预定义的香烟包装的长宽比匹配的预定义的长宽比的矩形体积；以及配置决策树以将由多个参数提取器识别的参数相关；并且通过相对于数据库映射而转换被相关的数据从而识别香烟。
在另一实施例中，本发明提供了一种检测特殊核材料或被屏蔽的辐射源的方法，其中，配置多个参数提取器用于识别断层摄影X射线图像中的一个或多个预定义特征并且配置一个或多个决策树用于通过分析所述X射线图像的所识别的低级参数来构造高级参数包括以下步骤：配置第一参数提取器以识别所述X射线图像中高度衰减的区域，其中，重构像素强度高于预定义的阈值；以及配置决策树以便：确定所述衰减的区域是否是更大结构的一部分，如果确定所述衰减的区域不是更大结构的一部分，则至少估计所述衰减的区域的形状、位置和大小；通过相对于数据库映射而转换与所述衰减的区域相对应的所估计的参数从而识别所述特殊核材料或被屏蔽的辐射源。
在另一实施例中，本发明提供了一种检测尖头物体或刀子的方法，其中，配置多个参数提取器用于识别断层摄影X射线图像中的一个或多个预定义特征并且配置一个或多个决策树用于通过分析所述X射线图像的所识别的低级参数来构造高级参数包括以下步骤：配置第一参数提取器以检测所述X射线图像中的一个或多个凸起点；配置第二参数提取器以识别具有预定义的长宽比的一个或多个刀片；配置第三参数提取器以识别具有至少两个气隙和三个材料填充的重复结构的折叠刀片；以及配置决策树以将由多个参数提取器识别的参数相关；并且通过相对于数据库映射而转换被相关的数据从而识别尖头物体或刀子。
在另一实施例中，本发明提供了一种检测火器的方法，其中，配置多个参数提取器用于识别断层摄影X射线图像中的一个或多个预定义特征并且配置一个或多个决策树用于通过分析所述X射线图像的所识别的低级参数来构造高级参数包括以下步骤：配置第一参数提取器以识别所述X射线图像中的一个或多个圆柱形金属管；配置第二参数提取器以识别一个或多个扳机机构和撞针(firing pin)；配置第三参数提取器以识别具有从铝(密度2.7g/cm3)到铅(密度大于11g/cm3)的成分的高密度金属块和子弹；以及配置决策树以将由多个参数提取器识别的参数与相关联的数据相关；并且通过相对于数据库映射而转换被相关的数据从而识别货币。
在另一实施例中，本发明是一种X射线扫描系统，包括：不旋转的X射线扫描仪，其生成定义物体的断层摄影X射线图像的扫描数据；执行程序指令的处理器，其中，所述执行处理器分析所述扫描数据以便提取所述断层摄影X射线图像的至少一个参数，并且所述处理器被配置为确定所述物体是否是包含液体的瓶子、麻醉品、烟草、火器、货币、锋利物体、或任何其它违禁物体(illicit object)。处理器执行程序指令以基于至少一个参数该物体分配至多个类别之一。程序指令包括用于识别所述断层摄影X射线图像中的至少一个预定义特征的至少一个参数提取器，其中，所述预定义特征包括所述X射线图像的多个低级参数。这样的低级参数可以包括基本尺寸、密度、大小和形状信息。
程序指令包括用于基于所述X射线图像的所识别的低级参数来构造高级参数的至少一个决策树。所述高级参数包括对物体类型的确定，诸如瓶子、重复图案、结构阵列、以及其它定义变量。所述X射线扫描系统还包括用于将所述X射线图像的构造的高级参数映射到在数据库中存储的预定义数据的数据库搜索工具。所述X射线扫描系统还包括用于基于所述映射的结果而激活警报的警报系统，其中，所述警报将物体定义为潜在威胁或非潜在威胁。配置至少一个参数提取器以对2维图像、3维图像或投影(sinogram)图像数据之一进行操作。
在各个实施例中，上述的本发明方法被提供为有形地体现处理器可执行的机器可读指令的程序的计算机可读介质。
附图说明
现在将参考附图借助于仅仅示例来描述本发明的实施例，其中：
图1是根据本发明第一实施例的实时断层摄影安全扫描系统的纵切面；
图1a是图1的系统的X射线源的透视图；
图2是图1的系统的俯视图；
图3是图1的系统的示意性侧视图；
图4是图1的系统的数据获取系统组成部分的示意图；
图5是图1的系统的威胁检测系统组成部分的示意图；
图6是根据包括图1的扫描系统的本发明实施例的行李分拣系统的示意图；
图7是根据本发明另一实施例的行李分拣系统的示意图；
图8a是根据本发明另一实施例的行李分拣系统的示意图；
图8b是根据本发明另一实施例的行李分拣系统的另一示意图；
图8c是根据本发明另一实施例的行李分拣系统的另一示意图；
图9是根据本发明另一实施例的联网行李分拣系统的示意图；
图10是根据本发明另一实施例的单机扫描系统的示意俯视图；
图11是图10的系统的示意侧视图；
图12是根据本发明另一实施例的模块化扫描系统的示意侧视图；
图13是X射线散射事件的图；
图14是穿过根据本发明另一实施例的安全扫描系统的纵切面；
图15是示出如何检测不同的散射事件的穿过图14的系统的另一纵切面；
图16是穿过图14的系统的横切面；
图17是图14的扫描系统的数据获取系统的示意图；
图18是根据本发明另一实施例的双能扫描仪的部分视图；
图19是图18的扫描仪的另一部分视图；
图20是本发明另一实施例的双能X射线源的示意视图；
图21是根据本发明另一实施例的扫描仪的检测器阵列的示意视图；
图22是根据本发明另一实施例的扫描仪的检测器阵列的示意视图；
图23是图21的实施例的数据获取电路的电路图；以及
图24是本发明另一实施例的数据获取电路的电路图。
具体实施方式
参考图1到3，中央大厅(concourse)行李扫描系统6包括扫描单元8，该扫描单元8包括多焦点X射线源10和X射线检测器阵列12。该源10包括大量的源点14，其在该源上各个间隔开的位置并且绕该系统的轴X-X以全360度圆形阵列布置。将理解，也可以使用覆盖小于全360度角度的阵列。
参考图1a，X射线源10由多个源单元11组成，所述多个源单元11在与传送带的移动方向垂直的平面中以基本圆形布置绕扫描区域16间隔开。每个源单元11包括具有两侧的导电金属抑制器13、以及在抑制器侧之间延伸的发射器元件15。在抑制器13上与发射器元件15垂直地支撑格栅线17形式的多个格栅元件。在格栅线的相对于发射器元件的相对侧在另一平面中支撑聚焦线19形式的多个聚焦元件。聚焦线19与格栅线17平行，并且以与格栅线的间距相同的间距彼此间隔开，每条聚焦线19与格栅线17中的相应一条格栅线对齐。
在与发射器元件15平行地延伸的两条支撑轨21上支撑聚焦线19，并且聚焦线19从抑制器13隔开。支撑轨21是导电的，从而所有聚焦线19电连接在一起。支撑轨21之一连接到连接器23以便为聚焦线19提供电连接。每条格栅线17在抑制器13的一侧向下延伸，并且连接到相应的电连接器25，其为每条格栅线17提供分离的电连接。
在格栅线17和聚焦线19上方支撑阳极27。阳极27被形成为棒，典型地为镀钨或银的铜，并且与发射器元件15平行地延伸。格栅线17和聚焦线19因此在发射器元件15和阳极27之间延伸。电连接器29提供到阳极27的电连接。
格栅线17除了连接到正电势的两条格栅线之外，全部都连接到负电势。这些正格栅线从发射器元件15的区域提取电子束，并且利用聚焦线19聚焦而将电子束导向阳极27上的形成用于该对格栅线的X射线源点的点。格栅线的电势因此可以被切换以便在任何时间处选择哪对格栅线是激活的(active)，并且因此在任何时间处选择阳极27上的哪个点是激活的X射线源点。
源10因此可以被控制来单独地在每个源单元11中从每个源点14产生X射线，返回参考图1，来自每个源点14的X射线被向内部导向通过圆形源10内的扫描区域16。源10被控制单元18控制，控制单元18控制被施加到格栅线17的电势，并且因此控制从每个源点14发出X射线。在WO2004/097889中描述了其它合适的X射线源设计。
多焦点X射线源10允许使用电子控制电路18来选择在任何时刻多焦点X射线源内许多独立的X射线源点14中哪个X射线源点是激活的。因此，通过电扫描多焦点X射线管，在没有物理移动的机械部分的情况下，创建了X射线源运动的假想。在该情况下，源旋转的角速度可以被增加至在使用传统的旋转X射线管组件时不能简单实现的级别。该快速旋转扫描转换至等价地提高速度的数据获取处理以及随后的快速图像重构。
检测器阵列12也是圆形的，并且被绕轴X-X布置在沿轴方向稍微偏离源10的位置处。源10被布置为将其产生的X射线通过扫描区域16导向在扫描区域的相对侧的检测器阵列12。X射线束的路径18因此沿着基本上、或者几乎与扫描仪轴X-X垂直的方向穿过扫描区域16，并且接近该轴彼此相交。被扫描并成像的扫描区域的体积因此处于与扫描仪轴垂直的薄片形式。扫描该源，使得每个源点在相应时段中发射X射线，发射时段按预定顺序排列。在每个源点14发射X射线时，产生来自检测器12的信号，其取决于入射在检测器上的X射线的强度，并且信号提供的强度数据被记录在存储器中。在源已经完成其扫描时，可以处理检测器信号以便形成所扫描的体积的图像。
如在图1中所看到的，传送带20从左到右地、与扫描仪的轴X-X平行地移动通过成像体积。X射线散射罩22在主X射线系统的上游和下游围绕传送带20而定位，以便防止由于散射X射线引起的操作员剂量。X射线散射罩22在其开口端处包括铅橡胶条帘(lead rubber strip curtain)24，使得受检查的物品26被拽着通过一个帘进入检查区并且通过一个帘离开检查区。在所示的集成系统中，主电子控制系统18、处理系统30、电源32和冷却架34被示出为安装在传送带20下面。传送带20被布置为以恒定传送带速度的连续扫描移动来正常操作，并且典型地具有成像体积内的碳纤维框架组件。
参考图4，处理系统30包括电子数据获取系统和实时图像重构系统。X射线检测器阵列12包括以简单的线性图案配置的独立X射线检测器50的组(例如，1乘以16)。多环图案(例如，8乘以16)也是可能的。每个检测器50输出取决于其检测到的X射线的强度的信号。多路复用块52将来自每个输入X射线检测器50的输出数据信号进行多路复用，执行数据滤波、增益和偏移校正，并且将数据格式化为高速串行流。选择块53从所有多路复用块52取得输入，并且仅仅选择整个X射线数据中需要进行图像重构的那部分。选择块53还对于适当的X射线源点确定未被衰减的X射线束强度Io(其将对于多焦点X射线管内的每个X射线源点而变化)，通过形成结果logo(Ix/Io)来处理来自多路复用块52的X射线强度数据Ix，然后利用合适的1-D滤波器对其卷积。作为结果的投影数据被记录为投影(sinogram)，其中数据被布置为阵列，沿着一个轴(在此情况下，水平地)为像素数量，而沿着另一轴(在此情况下，垂直地)为源角度。
数据然后被选择块53并行地传递到一组反投影求和处理器元件54。处理器元件54被映射至硬件，使用具有预先计算的系数的查找表以选择快速反投影和求和所需要的卷积X射线数据和加权因子。格式化块55从多个处理器元件54取得代表独立重构图像格子的数据，并且将最终的输出图像数据格式化为适合在显示屏幕上生成被适当格式化的三维图像的形式。该输出可以足以快速地生成以便实时生成图像，以供实时观看或离线观看，因此该系统被称为实时断层摄影(RTT)系统。
在该实施例中，多路复用块52以软件编码，选择块53和格式化块55两者以固件编码，而处理器元件被映射为硬件。然而，取决于具体系统的要求，这些组件每个可以是硬件或软件。
参考图5，每个行李物品的每个最终输出图像然后被处理系统30内的威胁检测处理器60处理，其被布置来确定所成像的行李物品是否代表威胁。在威胁检测处理器60中，输入的X射线断层摄影图像数据62被传递到一组低级参数提取器63(级1)。参数提取器63识别图像中的特征，诸如恒定灰度级、纹理和统计的区域。一些提取器作用于独立的2维图像或片的数据，一些提取器作用于3维图像，而一些提取器作用于投影数据。在可能的情况下，每个提取器并行地作用于同一组输入数据，并且每个提取器被布置来执行不同的处理操作并确定不同的参数。在处理结束时，由参数提取器63确定的参数被传递到一组决策树64(级2)。下面给出所提取的参数的详细情况。每个决策树64取得多个(典型地所有)低级参数，并且利用相关联的统计来构造相应的更高级信息，诸如关于连续体积的信息。在顶级(级3)，数据库搜索器65将级2处产生的更高级参数映射到存在威胁的“红色”概率Pr(威胁)和受检查的物品安全的“绿色”概率Pr(安全)。这些概率被处理系统30用来将所扫描的物品分配到合适的安全类别，并且产生自动的分拣控制输出。该自动的分拣控制输出可以是指示该物品被分配给“无危险”类别的第一“绿色”输出、指示该物品被分配给“危险”类别的第二“红色”输出、或者指示自动分拣不能充分可靠地实施来将物品分配给“无危险”或“危险”类别的第三“黄色”输出。具体地，如果Pr(安全)高于预定值(或者Pr(威胁)低于预定值)，则产生具有第一信号形式的自动分拣输出，所述第一信号形式指示该物品应当被分配给绿色通道。如果Pr(威胁)高于预定值(或者Pr(安全)低于预定值)，则产生具有第二信号形式的自动分拣输出，所述第二信号形式指示该物品应当被分配给红色通道。如果Pr(威胁)(或者Pr(安全))介于两个预定值之间，则产生具有第三信号形式的自动分拣输出，所述第三信号形式指示该物品不能被分配给红色或绿色通道。还可以将概率输出为另外的输出信号。
将由参数提取器63确定的参数通常涉及2维或3维图像的分离区域内的像素的统计分析。为了识别图像中的分离区域，使用统计边缘检测方法。这在一个像素处开始，并且然后检查相邻像素是否是相同区域的部分，在区域增大时向外部移动。在每个步骤，通过计算该区域内像素的平均强度来确定该区域的平均强度，将与该区域相邻的下一像素的强度与该平均值进行比较以便确定是否足够接近以使得该像素被添加到该区域。在该情况下，确定该区域内的像素强度的标准偏差，并且如果新像素的强度在该标准偏差之内，则将其添加到该区域。如果不是，则不将其添加到该区域，并且这将该区域的边缘定义为在该区域中的像素与已经被检查但不被添加到该区域的像素之间的边界。
一旦该图像已经被划分为区域，则可以测量区域的参数。一个这样的参数是该区域内像素强度的方差的测量。如果方差高，则其可能指示成块状的材料，其可能例如被发现是自制炸弹，而如果方差低，则其将指示均一材料，诸如液体。
测量的另一参数是区域内像素值分布的偏斜度(skewedness)，其通过测量像素值的柱状图的偏斜度来确定。高斯(即不偏斜)分布指示该区域内的材料是均一的，而更高度偏斜的分布指示区域中的不均一性。
如上所述，这些低级参数被上传到决策树64，其中，更高级信息被构造并且更高级参数被确定。一个这样的更高级参数是表面区域与所识别区域的体积之比。另一个是区域的形状和该系统中存储的模板形状之间相似度的测量，在该情况下为互相关。模板形状被布置来对应于造成安全威胁的物品(诸如枪支或雷管)的形状。如上所述地使用这些高级参数，以便确定所成像的物体造成的威胁的级别。
参考图6，管线式(in-line)实时断层摄影行李分拣系统包括图1的扫描系统6，传送带20穿过该扫描系统6。在扫描系统6的下游，布置分拣装置40以便从传送带20接收行李物品，并且将它们移动到无危险或“绿色”通道传送带42、或者危险或“红色”通道传送带44。分拣设备40被经由控制线46来自处理系统30的自动分拣输出信号控制，所述自动分拣输出信号指示处理系统30关于该物品是否无危险的决定，分拣设备40还被来自工作站48的信号控制，该分拣设备40经由线45连接到工作站48。来自扫描系统6的图像和来自处理系统30的信号(指示红色概率和绿色概率以及处理系统30的名义决定)也被馈送到工作站48。工作站被布置来在屏幕47上显示图像，使得图像可以被人类操作者观看，并且还提供指示绿色概率和红色概率、以及名义自动分拣决定的显示。工作站处的用户可以浏览图像和概率、以及自动分拣输出，并且如果将物品分配给红色或绿色类别则决定接受还是忽略扫描系统的决策，或者如果扫描系统决定是将物品分配给“黄色”类别则决定是否输入决定。工作站48具有用户输入49，其使得用户能够向分拣设备40发送可以被该分拣设备识别为忽略该扫描系统的决策的信号。如果分拣设备接收到忽略信号，则分拣设备忽略扫描系统的决策。如果没有接收到忽略信号，或者实际上如果从工作站接收到确认扫描系统的决策的确认信号，则分拣设备基于扫描系统的决策来分拣物品。如果分拣系统从扫描系统接收到与一物品有关的“黄色”信号，则其初始地将该物品分配给要被放置到红色通道中的“红色”类别。然而，如果其在分拣物品之前从工作站接收到指示该物品应当为“绿色”类别的输入信号，则其将物品分拣至绿色通道。
在对图6的系统的修改中，分拣可以完全自动，处理系统给出仅仅两种分拣输出(“无危险”和“危险”)之一，将物品分配至绿色通道或红色通道。处理系统可以仅仅关于一个阈值确定一个概率Pr(威胁)，并且取决于该概率在该阈值之上还是之下将物品分配至两个类别之一。在该情况下，分配仍将是临时的，并且操作员仍将具有忽略自动分拣的选择权。在另一修改中，扫描系统的自动类别分配被用作最终分配，而根本没有用户输入。这提供了完全自动的分拣系统。
在图6的系统中，扫描速度与传送带速度匹配，使得可以从行李被装载到传送带20上的装载区域以恒定速度移动行李通过扫描系统6并且到达分拣设备40。传送带20在扫描系统6的出口和分拣设备40之间延伸距离L。在行李物品在传送带20上行进距离L的时间期间，操作员可以观看受检查的物品的图像数据、以及由扫描系统确定的初始类别分配，并且确认或拒绝RTT系统的自动决定。典型地，行李然后将被接受到无危险通道并向前传送准备运送，或者被拒绝到危险通道以供进一步调查。
在该RTT多焦点系统中，RTT扫描单元8能够以全行李带速度操作，并且因此对于最优系统操作无需行李队列或其它转移机构。在诸如此的集成系统中，传统的旋转源系统的有限吞吐能力是显著约束。通常，这意味着并列放置多个传统的CT机器，并且使用复杂的行李处理系统来切换待检查物品至下一可用机器。可以利用图6的布置来避免该复杂度。
参考图7，本发明的第二实施例包括冗余系统，其中两个RTT扫描系统70和72串联地位于同一传送带74上，从而如果一个系统停止服务，则另一系统可以继续扫描行李。在任一情况下，传送带74将以标准操作带速度继续运行通过两个扫描系统70和72。
参考图8a，在第三实施例中，提供了一种更复杂的冗余系统，其中，两个RTT系统82和84并行操作。第一主进入传送带86将待分拣的所有物品带入第一分拣设备88，其可以将物品传送至两个另外的传送带90和92中的任一个。这两个传送带90和92每一个穿过相应的扫描系统82和84，其将扫描物品并且使得能够作出关于是否清除物品的决策。在两个传送带90和92每个上提供另外的分拣设备94和96，其被布置来将行李分拣到公共的“绿色通道”传送带98以向前传输，或者如果行李未被清除则将其分拣到“红色通道”传送带100，在此，物品可以经过进一步调查。在该配置中，可以以比RTT传送带速度更高的速度来运行输入传送带86和“绿色通道”传送带，典型地高达两倍速度。例如，在该情况下，主进入传送带86和公共“绿色通道”传送带以1m/s的速度移动，而扫描传送带82和84以一半速度(即0.5m/s)行进。当然，系统可以被扩展具有更多个并行RTT系统，主进入传送带的速度与扫描仪传送带的速度的比率等于或基本等于并行扫描仪的数量，尽管分拣设备在大于大约1m/s的主传送带速度可能变得不可靠。
参考图8b，在另一实施例中，行李分拣系统包括多个RTT扫描仪81b、82b和83b，典型地多达一个系统中大约60个，每个与相应的登记柜台相关联。分拣设备84b、85b和86b与每个RTT扫描仪相关联，并且行李在传送带上被从每个RTT扫描仪传送到其相关联的分拣设备。每个分拣设备84b、85b和86b响应于来自其扫描仪的信号而分拣行李到公共的无危险通道传送带88b、或者公共的拒绝通道传送带87b。在拒绝通道传送带87b上提供另外的后备RTT扫描仪89b以及相关联的分拣设备90b，其可以将行李留在拒绝通道传送带87b上，或者将其传送到无危险通道传送带88b。
在正常操作下，每个主扫描仪81b、82b和83b分拣行李，而后备或冗余扫描仪89b简单地提供被分拣到拒绝通道中的物品的进一步检查。如果该扫描仪确定行李物品代表无威胁或者充分低的威胁，则其将该行李物品传送到无危险通道。如果主扫描仪之一不起作用或者有故障，则其相关联的分拣设备被布置为将来自该扫描仪的所有行李分拣到拒绝通道。然后，后备扫描仪89b扫描所有行李，并且在无危险通道和拒绝通道之间控制其分拣。这使得所有登记柜台能够在维修或替换有故障的扫描仪的同时继续行使职责。
参考图8c，在另一实施例中，来自每个登记柜台的行李被经由多个分离的传送带传送到中央环路或圆盘传送带81c上，在该中央环路或圆盘传送带81c上行李继续流转。多个分拣设备82c、83c和84c每个被布置来将来自环路81c的行李物品传送到通往相应的RTT扫描仪85c、86c和87c的相应传送带。分拣设备82c、83c和84c被扫描仪控制以便控制将行李物品馈送到每个扫描仪的速率。从扫描仪开始，传送带将所有行李物品传送到通往另一分拣设备89c的公共的出口传送带88c。这由所有的扫描仪控制，以便在无危险通道90c和拒绝通道91c之间分拣每个行李物品。
为了跟踪每个行李物品的移动，向每个物品给出6位ID、以及在该物品首次进入系统时记录的在该传送带上的物品位置。扫描仪因此可以识别在任何时间扫描哪个行李物品，并且将扫描结果与适当物品相关联。分拣设备因此还可以识别独立的行李物品并且基于它们的扫描结果对它们进行分拣。
该系统中扫描仪的数量和传送带的速度被布置为使得：如果扫描仪之一不起作用，则其余扫描仪可以处理正被从登记柜台馈送到环路81c的所有行李。
在对该实施例的修改中，选择将哪些物品传送到每个扫描仪的分拣设备82c、83c和84c不受扫描仪的控制，但是每个被布置来选择来自环路81c的物品，从而以预定速率将它们馈送到相应扫描仪。
参考图9，根据另一实施例的联网系统包括与图6的扫描系统类似的三个扫描系统108、以及四个操作员工作站148。来自三个RTT扫描系统108的视频图像输出经由相应的高带宽点到点视频链路连接到实时盘阵列109，其提供原始图像数据的临时存储，并且连接到冗余视频开关110。盘阵列109继而连接到每个工作站148。视频开关110因此能够将来自每个扫描系统108的原始视频图像输出从其临时存储传送到任何一个工作站148，其中，所述原始视频图像输出可以被用来创建可以离线观看的3维视频图像。来自扫描系统的用于红色/绿色概率信号以及自动分拣分配信号的输出被连接到冗余的传统以太网开关112，其也连接到每个工作站。以太网开关被布置来将概率信号和分拣分配信号中的每个切换至同一工作站148作为相关联的视频信号。这允许来自多个机器的图像数据连同自动分配和被指定给该分配的概率一起被切换到操作员工作站148的组，在操作员工作站，操作员可以监控行李检查系统的性能并确定被指定了黄色威胁级别的行李的目的地。
替代地，联网系统包括连接到服务器的单个扫描系统108和工作站148。来自扫描系统108的视频图像输出被连接到实时盘阵列109，其提供原始图像数据的临时存储。盘阵列109继而连接到工作站148。概率信号和分配信号输出连同要被操作员监控的相关联的视频图像输出一起发送到工作站148。联网的单个扫描系统可以是具有多个扫描系统的联网系统的一部分。
参考图10和11，在另一实施例中，管线式扫描仪具有恰恰与主散射罩162一样长的传送带160。在这样的单机系统配置中，待检查物品被放置到传送带60上并且该物品被装载到系统中。该物品然后通过扫描仪机器164被扫描，并且生成图像。通常，在传统系统中，利用简单的传输X射线系统来预先检查该物品，以便在物体中所选择的平面的计算机断层摄影检查之前识别可能的威胁区域。实时多焦点系统应对这样的应用是简单的。这里，将不使用预先检查，并且将获得完整物品的真实三维图像。
在一些实施例中，源点在多焦点X射线源中的位置将在仅180度的角度范围的弧加扇形束角度(典型地在40到90度的范围内)上延伸。离散源点的数量有利地被选择来满足奈奎斯特采样理论。在一些实施例中，如在图1的实施例中，使用源点的完整360度环。在该情况下，对于给定扫描速率，在180+扇形束配置上，每个源点的驻留时间增加，并且这在提高重构的图像信噪比方面是有利的。
图1的扫描仪系统是集成扫描仪系统，在于：在具有扫描系统8和屏蔽22的单元中容纳控制、处理、电源和冷却单元18、30、32和34。参考图12，在另一实施例中，提供了一种模块化系统，其中，控制、处理、电源和冷却架218、230、232和234中的一些或全部定位为远离扫描单元208(包括多焦点X射线源和传感器阵列)。有利的是使用模块化设计来便利于容易的安装，特别是在行李处理大厅环境下，其中系统可以从天花板悬吊下来或处于具有受限访问的区域中。替代地，整个系统可以被配置为具有共同位于单个壳体之内的子组装单元的集成单元。
在一些实施例中，包括图1的实施例，使用单个X射线检测器环。即使利用简单的扇形束图像重构算法以高图像扫描速率进行构造并提供适当的信噪比性能，也是不昂贵的。在其它实施例中(具体地，对于大图像重构圆直径)，优选的是使用具有多个圆形或部分圆形组传感器的多环传感器阵列，所述传感器彼此相邻地布置，沿着系统的轴从源偏移开。这使得能够在处理系统中使用更复杂的锥形束图像重构方法。使用多环传感器增加了每个源点的驻留时间，导致更大的集成信号大小和作为结果的重构图像的信噪比的改进。
使用基于多焦点X射线源的计算机断层摄影系统的上述实施例的设计的核心是源的角旋转速度和传送带系统穿过扫描仪的速度之间的关系。在传送带固定的限制下，完全通过X射线焦点的大小和X射线检测器阵列的独立元件的面积来确定重构图像片的厚度。在传送带速度从零增加时，待检查的物体将在X射线束旋转期间穿过成像片，并且另外的模糊将在沿片厚度方向被引入到重构图像中。理想地，X射线源旋转与传送带速度相比将较快，使得片厚度方向上的模糊将被最小化。
为了在待检查物品中高概率地检测到威胁材料和物体，用于行李检查的基于多焦点X射线源的计算机断层摄影系统提供了良好的角源旋转速度与线性传送带速度的比率。作为示例，在图1的实施例中，如在机场系统中常见的，传送带速度是0.5m/s。源每秒可以关于传送带实现240个源旋转，从而待检查的物体在扫描期间将移动2.08mm的距离通过成像片。在源旋转为每秒4转的传统系统中，待检查的物体在相同的带速度下在扫描期间将移动62.5mm的距离通过成像片。
检测威胁材料的检查系统的主要目标是精确地检测威胁材料的存在，并且在无嫌疑时传递所有其它材料。在扫描期间由传送带运动引起的片方向上的模糊越大，重构的图像像素中的部分体积伪像(artifact)就越大，并且重构的图像密度就越不精确。重构的图像密度的精度越差，系统越容易对非威胁材料提供警报而对真正威胁材料不产生警报。因此，基于多焦点X射线源技术的实时断层摄影(RTT)系统可以以快速传送带速度提供比传统的机械旋转X射线系统显著增强的威胁检测能力。
由于在多焦点X射线源中使用了延伸的弓形阳极，因此可以切换电子源，使得其跳跃大约阳极的整个长度，而不是依序扫描来仿效在传统的计算机断层摄影系统中观察到的机械旋转。有利地，X射线焦点将被切换以便使当前阳极辐射位置距所有之前辐射位置的距离最大化，从而使阳极上的瞬时热负荷最小化。X射线发射点的这种瞬时散布在使由于传送带移动引起的部分体积效应最小化方面是有利的，从而进一步提高重构的像素精度。
RTT系统的高时间分辨率允许在自动威胁检测中实现高级精度。利用该高级精度，RTT系统可以在无人模式下操作，产生简单的二态输出指示，一个状态对应于绿色的或无危险的分配，而另一状态对应于红色的或危险的分配。绿色包被清除以供向前传送。红色包代表高度威胁，并且应当与乘客协调，并且阻止乘客旅行。
现在将描述本发明的另外实施例，其中，记录并使用与X射线的散射有关的数据以及与所透射的X射线有关的数据，以便分析所扫描的行李物品。
参考图13，当X射线束300通过物体302时，一些X射线直接透射过该物体，并且沿着与其进入该物体的方向相同的方向离开该物体。一些X射线通过散射角θ散射，散射角是这些X射线进入物体所沿的方向与其离开该物体所沿的方向之间的差。如公知的，发生两种类型的散射：相干或Bragg散射(其集中在大约5度的散射角，典型地在4度到6度的范围中)、以及非相干或Compton散射(其中，X射线通过更大的角度被散射)。Bragg散射随着物体的原子数量线性增加，并且遵循公式：
nλ＝2d sin θ
其中，n是整数，λ是X射线的波长，d是物体中原子间距离。
因此，Bragg散射的量给出了关于物体的原子结构的信息。然而，其不随着原子数量平滑地变化。
Compton散射的量取决于物体的电子密度，并且随着物体的电子密度平滑地变化，因此以更高散射角散射的量给出了关于物体的电子密度的信息，并且因此给出了关于其原子数量的信息。
参考图14，根据本发明另一实施例的安全扫描系统包括多焦点X射线源410(其与图1的X射线源相同)、圆形检测器阵列412和传送带420(其也与图1的那些相同)。然而，在该实施例中，该系统包括另一圆柱形检测器阵列422，其以与圆形检测器阵列412相同的半径也绕传送带延伸，但在源410轴向的另一侧。然而，圆形检测器阵列被布置来检测透过物体426的X射线，圆柱形检测器阵列422被布置来检测在该物体中散射的X射线。散射检测器阵列422由检测器的多个圆形阵列或环422a、422b制成，并且每个环中的检测器绕着传送带被相等地间隔开，从而它们被布置在沿着扫描仪的轴方向延伸的多个直行中。
散射检测器阵列422中的检测器是能量分辨检测器，使得独立的X射线与每个检测器交互产生指示X射线的能量的检测器输出。这样的检测器可以从宽带隙III-V或II-IV半导体材料(诸如GaAs、HgI、CdZnTe或CdTe)、窄带隙半导体(诸如Ge)、或者复合闪烁检测器(诸如带有光电倍增管读出的NaI(Ti))制造。
参考图15，在散射检测器422的前面提供准直器428。准直器428提供了障壁，防止X射线到达每个检测器，除非X射线来自特定的接收方向。对于阵列422中的每个检测器，如在图16中可以看到的，接收方向通过扫描仪的中央纵轴X-X。然而，接收方向不与轴X-X垂直，而是沿着朝向源410的方向相对于检测器环422a、422b的平面倾斜大约5度，如在图15中可以看到的。
参考图15，将理解，入射在阵列422的每个检测器上的X射线必定已经从位于X射线束的路径中并且位于从检测器422开始的接收方向的线中的薄成像体积内的相应的小的子体积被散射。对于任何相干散射的X射线，将通过距发生散射的激活X射线源点的距离来确定检测相干散射X射线的检测器的轴位置。在轴方向最接近源410的检测器将检测距激活X射线源点最远地被散射的X射线。例如，从最接近激活X射线源点410a的点散射的X射线，与从距激活X射线源点更远的点z散射的X射线相比，将由距源410更远的检测器检测。因此，在任何时间，当可以识别激活X射线源点时，可以使用检测到所散射的X射线的检测器的轴位置来确定沿着X射线束方向的散射的位置。
从图15还将理解，为了使该系统工作，重要的是，X射线束应当较窄地在扫描仪的轴方向聚焦。该束沿着横向方向的扩展，例如，使用沿着横向方向扩展的扇形束将仍允许相干散射事件的该定位。
参考图16，由于准直器428朝向扫描仪的轴，因此经历相干散射的来自激活源点410a的X射线将仅被相对于该激活源点位于该扫描仪轴的相对侧的检测器422a的行检测到，并且取决于该准直器多么窄地聚焦，可能在任一侧接近于所述行的一行或多行检测到。如果X射线被限制为直的窄“铅笔(pencil)”束，则通过更大角度被非相干地散射的任何X射线将根本不会被检测到，这是因为它们将被准直器428切断。这样的X射线的示例由图16中的箭头“a”示出。然而，如果X射线的扇形束从激活源点410a产生，沿着与扫描仪轴垂直的方向通过成像体积片散开，则导向为进一步远离扫描仪轴的X射线可以经历非相干散射并且到达与激活源点相对的行422a的任一侧的检测器。这样的X射线的示例由箭头b和c示出。将注意到，为了到达任何检测器422n，散射事件必须在通过扫描仪轴和该检测器422b的平面中发生。这意味着，对于给定激活源点和特定检测器，所检测的X射线的散射事件的位置可以被识别为位于通过扫描仪轴和该检测器的平面中。如果要确定散射事件的精确位置，则需要其它信息。例如，如果关于物体在成像体积内的位置的信息(例如来自断层摄影成像数据)可用，则散射可以与最可能的物体相关联，如下面将更详细描述的。
依据Bragg散射数据，对于每个所检测的散射事件，X射线能量和散射角的组合可以被用来确定在其中发生散射事件的材料的原子间距离d。在实践中，可以假设散射角恒定，而使用能量来区分不同材料。对于Compton散射，从扫描体积的每个体积散射的级别给出了该体积中材料的密度的指示。还可以确定Compton散射与相干散射的比率，并且将其用作特征化所成像物体的材料的另一参数。
由于每个X射线源点的短驻留时间，对于每个源点的所检测的散射X射线的量将总是非常低，典型地低于五。为了形成合理的相干散射信号，需要收集在断层摄影扫描内所有源点的散射数据，并且然后针对成像体积的每个子体积累积结果。对于具有500个源点的扫描仪，每次扫描每个子体积平均有一个相干衍射散射结果，则在累积一组数据之后，每个子体积将具有500个与其相关联的结果，对应于该子体积内500个散射事件。典型的子体积占据成像平面内的几平方厘米的区域，具有几毫米的体积厚度。
参考图17，被布置为累积来自图14到16的扫描仪的散射检测器阵列422的数据的数据获取系统包括与每个检测器422相关联的多通道分析器500。每个MCA 500被布置为接收来自检测器的输出信号，并且将所检测的每个X射线分配至多个X射线能量范围或通道之一，并且输出指示所检测的X射线落入其中的能量范围的信号。多路复用器502被布置为接收来自每个MCA500的输出。还提供查找表504，在其中具有多个条目，对于给定源点和检测器，所述条目识别成像体积内的、在其中X射线被散射的子体积。该系统还包括图像存储器506，其包括多个存储器区域508，每个存储器区域与扫描仪成像平面内的相应子体积相关联。
在查找表504的指示下，数据被多路复用器502自动装载到每个存储器区域508中。在扫描之前，查找表被装载系数，所述系数将检测器422和MCA500的每种组合映射到相应的图像位置508，每个X射线源位置一个查找表条目。沿着前向方向(即基本上沿着光子在任何交互之前从源行进的方向)的那些像素(即检测器422)被假设为记录在大约4-6度的小的束角的相干散射光子。不沿着前向方向的那些像素422被假设为记录由于Compton散射效应引起的非相干散射光子。因此，图像存储器506实际上是“三维”——两维表示图像中的位置，而第三维保持相干散射(lo 8比特)和非相干散射(hi 8比特)两者的散射能量谱。查找表504还将向多路复用器502指示在每次投影时为每个MCA 500收集的数据的类型，使得填充适当的存储器空间。
一旦已经对于给定扫描收集了散射数据，则通过投影定序器(sequencer)510将数据转移至主RTT数据获取系统512并且将其与主RTT数据获取系统512同步，上面参考图4描述了主RTT数据获取系统512。因此，重构的图像数据和散射数据被同时传送到威胁检测系统，其可以使用重构的图像数据和散射数据来确定合适的参数以供分析。
对于每次扫描，来自透射检测器412的断层摄影图像数据产生与用于图像的每个像素的X射线衰减相关的数据，其继而对应于断层摄影成像体积的相应子体积。这如上面参考图4所述地获得。如上所述，来自散射检测器422的数据提供了与每个子体积内的相干散射量相关的数据、与每个子体积内非相干散射量相关的数据。该数据因此可以在与图5的处理器类似的威胁检测处理器中被分析。在此情况下，所提取的数据参数可以与图像数据相关、或者与散射数据相关、或者与两种或多种类型的数据的组合相关。从数据中提取的参数的示例是相干散射与非相干散射之比、如从相干散射数据确定的材料类型、如从非相干散射数据确定的材料密度、CT图像像素值与散射数据的相关性。还可以确定与用于透射数据的上面描述的参数相对应的用于散射数据的参数。
参考图18，在本发明的另一实施例中，被用来生成断层摄影图像数据的透射检测器512被布置来测量不同能量范围上的X射线透射。这通过使用两组检测器512a和512b来实现，每组形成绕传送带的环。这两组沿着传送地的行进方向位于不同的轴向位置，在该情况下，沿着轴向方向彼此相邻。第一组512a的前面没有过滤器，而第二组512b与X射线源510之间放置了金属过滤器513。第一组检测器512a因此检测大能量范围上的透射X射线，而第二组512b仅检测在高能端范围的较窄部分中的X射线。
由于待扫描的物品沿着传送带移动，因此该物品的每个薄体积或片可以使用第一组检测器512a扫描一次并且然后使用第二组512b再次扫描。在所示出的实施例中，使用同一源510来同时扫描两个相邻体积，用于所述两个相邻体积中每一个的数据由从检测器组512a、512b中的相应检测器组收集。在该物品的体积已经移动通过两组检测器并且被扫描两次之后，可以使用两个不同的X射线能量范围来形成两组图像数据，每个图像包括用于该图像的每个像素的透射(并且因此衰减)数据。可以通过从第一检测器组512a的图像数据中减去第二检测器组512b的图像数据来组合这两组图像数据，产生了用于低能X射线分量的对应图像数据。
可以为图像的每个像素记录用于每个独立能量范围的X射线透射图数据、以及用于两个不同范围(诸如高能和低能)的数据之间的差。数据然后可以被用来提高CT图像的精度。其还可以被用作威胁检测算法中的另一参数。
将理解，可以使用其它方法来获得用于不同X射线能量范围的透射数据。在对图18和19的系统的修改中，可以在两个检测器组上使用平衡过滤器。选择过滤器使得存在通过它们两者的窄的能量窗。然后可以组合两组检测器的图像数据，以获得用于该窄能量窗的透射数据。这使得能够获得化学专用成像。例如，可以通过使用绕钙K边缘能量平衡的过滤器来创建骨头专用图像。显然，该化学专用数据可以被有效地用于威胁检测算法。
在另一实施例中，不是使用分离的过滤器，而是使用对不同能量的X射线敏感的两组检测器。在该情况下，使用堆叠的检测器，包括：薄正面检测器，其对低能X射线敏感但是允许更高能X射线通过；以及厚背面检测器，其对通过正面检测器的高能X射线敏感。再者，可以使用用于不同能量范围的衰减数据来提供能量专用图像数据。
在另一实施例中，利用两个不同的X射线束能量对物体的每个片进行两次扫描，所述两个不同的X射线束能量是通过在X射线源中使用不同的管电压(例如160kV和100kV)实现的。不同的能量导致相对彼此偏移的X射线能量谱。由于谱在能量范围的一部分上相对平坦，谱在大多数范围上将相似。然而，谱的一部分将显著改变。因此，可以使用比较用于两种管电压的图像来识别对象的在两个图像之间衰减显著改变的部分。这因此识别了在图像之间改变的谱的窄部分中具有高衰减的图像区域。这因此是获得用于所扫描的体积内的每个子体积的能量专用衰减数据的替代方式。
参考图20，在本发明另一实施例中，通过在X射线管中提供具有两种不同材料的靶区域602、604的阳极600来产生两种不同的X射线能量谱。在此情况下，例如，阳极包括具有一个钨的靶区域602和一个铀的靶区域604的铜基板606。电子源610具有可以独立激活的多个源点612。在电子束616的路径的相对侧上提供一对电极612、614，可以控制所述电极以便打开和关闭电场以控制电子束的路径，从而电子束撞击靶区域602、604中的一个或另一个。在阳极产生的X射线的能量谱将取决于电子束616撞击哪个靶区域而变化。
该实施例使用与图1a的X射线源相似的X射线源，而不同的靶区域被形成为沿着阳极27延伸的平行带。对于每个激活电子源点，可以取决于使用哪个靶材料而产生两种不同的X射线谱。该源可以被布置为在每个电子源点激活时，在用于该电子源点的两个靶区域之间切换。替代地，可以将沿着阳极27的扫描执行两次，一次用于一个靶材料，而一次用于另一靶材料。在任一情况下，可能需要另外的电子束聚焦线来确保电子束一次仅辐射靶材料中的一个或另一个。
取决于从阳极提取X射线束的角度，来自两个靶区域602、604的束在一些情况下可以被布置来穿过同一成像体积并且由公共的检测器阵列检测到。替代地，它们可以被布置来穿过成像体积的相邻片并且由分离的检测器阵列检测到。在此情况下，在成像的物品以与图18的布置相似的方式沿着传送带传送时，可以将该物品的部分扫描两次。
参考图21，在另一实施例中，在单个扫描仪中提供沿着轴向方向彼此相邻的两个检测器阵列，一个检测器阵列710对应于图1中的检测器阵列并且被布置来形成RTT图像，另一个检测器阵列712具有更高分辨率并且被布置来产生被扫描物体的高分辨率投影图像。在该实施例中，高分辨率检测器阵列712包括两个并列的线性阵列714和716，每个线性阵列被布置来检测不同能量的X射线，使得可以产生双能投影图像。在图22的实施例中，高分辨率阵列812包括两个堆叠阵列，顶部的薄阵列被布置来检测较低能量的X射线但对较高能量的X射线透明，而底部的较厚阵列被布置来检测较高能量的X射线。在两种情况下，两个检测器阵列都被布置得沿着轴向方向充分接近在一起，以便能够检测来自单个线性阵列的源点的X射线。
为了提供投影图像，当仅一个源点激活时，需要捕获来自高分辨率阵列712、812中所有检测器的数据。参考图23，为了这样做，高分辨率阵列中的每个检测器718、818连接到积分器750。该积分器包括并联的放大器752与电容器754。在检测器718和放大器752之间提供输入开关756，在放大器的输入端上提供复位开关758，在电容器754上连接另一复位开关759，以及在积分器和模数转换器ADC之间提供多路复用开关760。
在操作中，尽管不要求检测器718被激活，但除了多路复用开关760之外的所有开关都闭合。这确保了电容器754不被充电并且保持不被充电。然后，在要求检测器采集数据的时段开始时，两个复位开关758和759被闭合，使得由检测器718检测到的任何X射线将造成电容器754上电荷的增加，这导致来自检测器718的信号的积分。当数据采集时段结束时，输入开关756打开，使得电容器将保持被充电。然后，为了从该积分器中读出积分信号，则输出开关760闭合以便将该积分器连接到ADC。这将由电容器754上的电荷电平确定的、并且因此指示在检测器与积分器连接期间已经由检测器718检测到的X射线的数量的模拟信号提供至ADC。ADC然后将该模拟信号转换为数字信号，以输入至数据获取系统。为了产生单个投影图像，在X射线源点之一激活时，使用所有的高分辨率检测器来同时收集数据。
参考图24，在另一实施例中，每个检测器718并联连接至两个积分器750a、750b，每个积分器与图23的积分器相同。来自两个积分器的输出经由它们的输出开关760a、760b被连接至ADC。这使得每个积分器能够被布置为在X射线源的扫描中在不同点处对来自检测器718的信号进行积分并且因此收集用于分离的图像的数据，两个图像来自具有不同X射线源点的不同角度。例如，这可以被用来产生来自正交方向的投影图像，其可以被用来构建高分辨率3维图像，依据所述3维图像，可以在三维中确定成像的包裹的特征位置。
在与RTT图像组合时高分辨率图像可能是有用的，这是因为其可以有助于识别需要较高分辨率的物品，诸如细线。
液体检测
在本发明的具体实施例中，执行程序指令的威胁检测处理器被调整来检测液体，所述程序指令处理输入图像数据62并编码图5所示的决策树64和参数提取63。
在实施例中，使用三维分割计算来执行液体检测。分割计算对本领域普通技术人员是公知的并且基于表面检测器(例如，在所有三个维度中使用dilate-erode算法)和从所检测的表面生长的体积填充算法，可以实现所述分割计算的变化。在另一实施例中，使用来自种子点的体积填充算法，所述种子点向外延伸直至到达表面。在示例实施例中，通过在每个新像素作为或者不作为体积的一部分的概率方面分析每个新像素，来确定该表面。可以将在体积的平均值的一个sigma内的像素值考虑为该体积的一部分，而可以将位于距该平均值多于两个sigma的像素考虑为不是该体积的一部分。通过分析图像以发现类似像素密度的区域并且将种子点放置在每个这种区域的质心位置，可以确定种子点。在各种实施例中，基于图像的统计属性、图像中图像重构伪像的类型和严重度、以及图像的固有空间分辨率确定适当的方法。
参考图5，第一参数提取块63被配置为处理输入图像数据62，以便识别a)待检查的物体、b)定义待检查的物体的外部包络、以及c)待检查的物体的外部包络内的、与水平面中传送带的表面平行的任何平坦表面。这样的平行表面可以被可靠地用来唯一性地识别存在在容器中包含的液体。接下来，第二参数提取块被配置为定位沿着垂直方向从每个这样的平行表面元素向下朝向传送带的表面延伸的均一密度的材料的连续体积。该方法使用上述的分割方法的简化版本，这是因为这里重要的方向仅仅是垂直平面而不是垂直平面和水平平面。
参数提取块所获得的信息被从参数提取块63传递到相关联的决策树64，其中，计算连续体积的实际体积，并且将其指派给匹配椭圆瓶子、矩形瓶子、以及三角形瓶子中的一个或多个的预定形状。计算连续体积的平均重构强度，并且将该信息(体积、形状、密度)传递给数据库搜索器65。
这里，将该信息相对于已知良好材料和已知威胁材料的数据库进行比较。例如，1.5升瓶子的高含糖量饮料将具有在薄塑料容器内近似400mm(L)×100mm(直径)的公共外部尺寸，该薄塑料容器具有引入盖子的颈部和具有圆成型或模制特征的底。这样的饮料的密度典型地刚刚高于水的密度，并且液体的体积将在刚刚大于1.5升体积的容器内不大于1.5升。相反，酒类饮料更经常在具有较厚的壁厚度的具有较小体积(诸如750ml(酒瓶)或330ml(烈酒))的玻璃瓶子中。基于酒精的瓶子一般将是满的(即液体的体积接近容器的体积)，并且将包括诸如软木塞或螺旋盖之类的特性特征。液体的密度也将在公知的带(band)内。已知的威胁材料趋于具有刚刚低于水的密度的密度，并且从而清楚地相当突出。在相对于良好材料作出清楚匹配的情况下，则不进行另外的动作。在检测到危险材料的情况下，应在操作员工作站上发起警报，并且加亮威胁物体以进行进一步检查。在一个实施例中，通过处理器，相对于在数据库中存储的液体密度，获得并且然后比较密度计算。
使用高分辨率三维图像，诸如使用本发明的系统所获得的，允许作出非常精确的液体体积估计，这实质上有助于将满的器皿从部分填充的瓶分离出来。应注意，实质上所有液体都是以具有高度填充精度的标准尺寸量(例如1500ml、1000ml、750ml、500ml、330ml、250ml)出售的。因此，体积估计可以在检测已经被篡改的器皿方面起到关键作用。物体高速传送经过本发明的数据获取系统造成流体在其表面上具有“波纹”。高速数据获取使得能够重构这些波纹的形状，它们本身是容器内液体的黏度特性。该附加信息然后被用来使得能够区分一种液体与另一种液体的检测。
对于本领域技术人员而言明显的是，这里描述的架构能够以并行架构被实现，因此可以构造多个算法，每个算法同时寻找相同类型的特征或完全不同类型的特征(诸如液体和麻醉品)。
麻醉品
在本发明的具体实施例中，执行程序指令的威胁检测处理器被调整来检测麻醉品，所述程序指令处理输入图像数据62并编码图5所示的决策树64和参数提取63。
在实施例中，通过选择在参数提取块中使用的算法并且通过在来自参数提取块63的结果传播通过决策树64时对它们进行加权，来调整威胁检测处理器。在实施例中，调整信息以可以容易被更新的参数形式存储，而无需必须重新编程底层算法和方法。
为了检测麻醉品，第一参数块63被调整来处理输入图像数据62以便寻找片形状和块形状两者的低密度材料的连续体积。在示例实施例中，识别在范围1g/cm3到3g/cm3内的体积。第二参数块处理这些相同的体积，以便确定该连续体积的基本统计属性以包括平均值、标准差和斜率。第三参数块搜索小体积的随机定向的部分的集合，其可以被确定为药品。这样的随机定向的颗粒包括在罐子(jar)或袋子(bag)中的片剂，而片剂的结构化布置可以在突出包装材料中观察到。所有该数据(体积、形状和统计属性)被传送到决策树，其将来自多个参数块的数据相关。
数据然后被传送到数据库搜索器65，其中，数据被相对于在数据库中存储的已知威胁材料的值进行比较。认识到，原料麻醉品(诸如粉末形式的海洛因或可卡因)趋于被以相对有序的形状包装，具有非常薄的(通常聚乙烯)包裹材料。因此，具有在1g/cm3到3g/cm3范围的密度、具有几乎不可检测的包裹材料的5cm3上至100cm3体积的包裹可能是可疑的块状麻醉品材料。在确定接近匹配时，应当在操作员工作站发出警报，并且加亮威胁物品以供进一步检查。
货币
在本发明的具体实施例中，执行程序指令的威胁检测处理器被调整来检测货币，所述程序指令处理输入图像数据62并编码图5所示的决策树64和参数提取63。对于本领域技术人员应当显然的是，可以实现并行算法架构，其允许同时检测货币和其它的潜在威胁物品。
这里，第一参数块63被调整来寻找待检查的物体中的“蝶形领结”形状特征。货币捆典型地朝着它们的中心被绑住，使得一捆的中心比边上的端部要薄。第二参数块被调整来搜索常见货币面值的多个物理尺寸中的矩形形状。第三参数块被调整来寻找由前两个参数块发现的块中的重复图案。这些图案是独立捆的堆叠特性，其倾向于被用来制成货币集合。第四参数块被调整来生成由其它三个参数块识别的捆的统计属性。作为示例，美元堆叠将具有熟知的定义的区域(近似150mm×65mm)，具有取决于所包含的货币量的厚度。该堆叠越厚，蝶形领结效应越小。然而，每种类型的货币具有在其中嵌入的某些安全特征(诸如金属条)或者材料类型或印刷密度上的变化。在许多纸币被堆叠在一起并且可以通过重复块算法被登记时，该细微信息的布置被放大。
该信息集合被传送到决策树64，其将来自货币特定参数块的信息与来自所有其它参数块的数据相关，并且将完整的衬托物(setoff)数据传送至数据库搜索器65。当在待检查货物中的物品与已知类型的货币之间找到清楚匹配时，在操作员工作站发出警报，并且相关货币被加亮以供进一步检查。
烟草
在本发明的具体实施例中，执行程序指令的威胁检测处理器被调整来检测烟草，具体地为香烟，所述程序指令处理输入图像数据62并编码图5所示的决策树64和参数提取63。香烟的特征在于非常可重复的结构，其首先由独立香烟的长度和直径来确定。其次，10和/或20根香烟的组被打包在一起成为已知的且可重复大小的一盒。再次，香烟盒的组被打包为一打盒的阵列，其具有显著的体积。因此，第一参数块63被调整来寻找具有与已知香烟尺寸一致的长度和宽度尺寸的重复阵列结构。第二参数块被调整来检测具有与典型香烟品牌一致的密度并具有匹配常见香烟包装的长宽比的预定义长宽比的矩形体积。来自这两个参数块的结果被传送到决策树，其将该数据与来自待检查的物体的其它已知数据相关。
如果香烟的示例品牌具有总长度90mm(包括过滤嘴长度15mm)和直径8mm，则20根香烟的包将因此具有92mm(L)x82mm(W)x22m(D)的外部尺寸。这至少部分地构成了被堆叠到更大的总体积的规则的重复结构。以6×8配置布置的48包的堆叠将具有132mm(H)x656mm(W)x92mm(D)的总尺寸。在这样的结构中，将有一组矩形平面，其是由较高密度的硬板盒建立的，并且这是由自动检测算法拾取的所有信息。
该信息然后被传送到数据库搜索器，其将该信息与已知的烟草产品进行比较。当在待检查货物中的物品和已知类型烟草之间找到清楚匹配时，在操作员工作站发出警报，并且相关烟草产品被加亮以供进一步检查。如将对本领域技术人员显见的，可以对于雪茄和相关产品的检测实现类似算法。
核材料
在本发明的具体实施例中，执行程序指令的威胁检测处理器被调整来检测特殊核材料(诸如铀和钚)、以及其它屏蔽的辐射源(诸如钴-60和铯-137)，所述程序指令处理输入图像数据62并编码图5所示的决策树64和参数提取63。在该情况下，第一参数提取器63被调整来寻找图像中的高度衰减区域，其中，重构像素强度高于阈值。该数据被传送到决策树，其寻求确定衰减物体是否是更大结构的一部分(诸如通常被用来支撑一件包裹的框架的金属轨)。如果由参数提取器定位的(多个)物体不可能链接到其它结构，则决策树将在将新数据传送到数据库搜索工具之前估计形状、位置(例如，是在货物物品的表面处的衰减物体，在此情况下，其可能是紧固件)和大小。如果在黑暗物体和辐射源共有的一组特性(典型地较低强度的无凹角体积)之间找到匹配，在操作员工作站发出警报，并且相关核材料被加亮以供进一步检查。如在本领域公知的，高密度防护罩典型地具有11g/cm3(铅)及以上密度。标准工程材料(例如，钢)趋于具有8g/cm3及以下密度。该特殊范围使得能够相对容易地检测辐射源防护罩。
尖点和刀子
在本发明的具体实施例中，执行程序指令的威胁检测处理器被调整来检测锋利物体和刀子，所述程序指令处理输入图像数据62并编码图5所示的决策树64和参数提取63。锋利物体的特征在于存在锋利点，其典型地区别于可能在矩形物体(诸如书本和电子货品)的非威胁角处出现的点。刀子的进一步特征在于存在刀片形状，其典型地在一个维度比另一维度长。在许多情况下，刀片被折叠到支撑壳体中，并且在此情况下，刀片的特征在于高密度(壳或刀片)和低密度(周围空气)的重复结构。第一参数提取器被调整来检测突出点而不是简单的角。第二参数提取器被调整来检测存在值得注意的长宽比的刀片。第三参数提取器被调整来检测存在至少两个空气隙和三个材料填充的重复结构的折叠刀片。
例如，三英寸刀片通常具有至少3∶1的长宽比(长度∶宽度)，而六英寸刀片通常具有至少6∶1的长宽比。刀片的宽度通常与其长度成比例，具有1∶60量级的并且典型地小于1∶100且多于1∶20的宽长比。来自这些参数提取器的数据被传送到决策树，其将数据与相关联的信息(诸如在刀子上存在把手)相关。被过滤的信息然后被传送到数据库搜索器，其相对于已知的威胁物品来分析数据。如果确定了合理匹配，则在操作员工作站发出警报，并且相关尖点或刀片被加亮以供进一步检查。
火器
在本发明的具体实施例中，执行程序指令的威胁检测处理器被调整来检测火器，包括枪筒、某一直径(或直径范围)的钢管、来福枪、以及弹药(高密度金属块诸如铅、铜、钨)，所述弹药紧邻并且连接到被装载了已知密度范围的粉末的黄铜筒，所述程序指令处理输入图像数据62并编码图5所示的决策树64和参数提取63。
火器的特征在于存在某一直径的金属管。相应地，第一参数提取器被调整来检测圆柱形金属管。第二参数提取器被调整来检测扳机机构和撞针。第三参数提取器被调整来检测具有从铝(密度2.7g/cm3)到铅(密度大于11g/cm3)的成分的高密度金属块和子弹。通常，子弹将具有被填充有火药(密度典型地为1g/cm3)的更低密度的核。
来自这些参数提取器的数据被传送到决策树，其将数据与相关联的信息(诸如存在枪筒)相关。被过滤的信息然后被传送到数据库搜索器，其相对于已知的威胁物品来分析数据。如果确定了合理匹配，则在操作员工作站发出警报，并且相关圆柱形被加亮以供进一步检查。

Claims (24)

1.一种X射线扫描系统，包括：
a、不旋转的X射线扫描仪，其生成定义物体的断层摄影X射线图像的扫描数据；以及
b、执行程序指令的处理器，其中，所述执行处理器分析所述扫描数据以提取所述断层摄影X射线图像的至少一个参数，并且其中所述处理器被配置为确定所述物体是否是包含液体的瓶子。
2.如权利要求1所述的X射线扫描系统，其中，所述处理器执行程序指令以基于所述至少一个参数将该物体分配至多个类别之一。
3.如权利要求2所述的X射线扫描系统，其中，所述程序指令包括用于识别所述断层摄影X射线图像中的至少一个预定义特征的至少一个参数提取器，其中，所述预定义特征包括所述X射线图像的多个低级参数。
4.如权利要求3所述的X射线扫描系统，其中，所述程序指令包括用于基于所述X射线图像的所识别的低级参数来构造高级参数的至少一个决策树。
5.如权利要求4所述的X射线扫描系统，其中，所述高级参数包括连续体积、预定形状、或连续体积的平均重构密度。
6.如权利要求4所述的X射线扫描系统，还包括用于将所述X射线图像的构造的高级参数映射到在数据库中存储的预定义数据的数据库搜索工具。
7.如权利要求6所述的X射线扫描系统，还包括用于基于所述映射的结果而激活警报的警报系统，其中，所述警报将物体定义为潜在威胁或非潜在威胁。
8.如权利要求3所述的X射线扫描系统，其中，配置所述至少一个参数提取器以对2维图像、3维图像或投影图像数据之一进行操作。
9.一种X射线扫描系统，包括：
a、不旋转的X射线扫描仪，其生成定义物体的断层摄影X射线图像的扫描数据；以及
b、执行程序指令的处理器，其中，所述执行处理器分析所述扫描数据以提取所述断层摄影X射线图像的至少一个参数，并且其中所述处理器被配置为确定所述物体是否包括锋利物体。
10.如权利要求9所述的X射线扫描系统，其中，所述处理器执行程序指令以基于所述至少一个参数将该物体分配至多个类别之一。
11.如权利要求10所述的X射线扫描系统，其中，所述程序指令包括用于识别所述断层摄影X射线图像中的至少一个预定义特征的至少一个参数提取器，其中，所述预定义特征包括所述X射线图像的多个低级参数。
12.如权利要求11所述的X射线扫描系统，其中，所述程序指令包括用于基于所述X射线图像的所识别的低级参数来构造高级参数的至少一个决策树。
13.如权利要求12所述的X射线扫描系统，其中，所述高级参数包括具有预定义的长宽比的结构或者预定义的重复结构。
14.如权利要求12所述的X射线扫描系统，还包括用于将所述X射线图像的构造的高级参数映射到在数据库中存储的预定义数据的数据库搜索工具。
15.如权利要求14所述的X射线扫描系统，还包括用于基于所述映射的结果而激活警报的警报系统，其中，所述警报将物体定义为潜在威胁或非潜在威胁。
16.如权利要求11所述的X射线扫描系统，其中，配置至少一个参数提取器以对2维图像、3维图像或投影图像数据之一进行操作。
17.一种X射线扫描系统，包括：
a、不旋转的X射线扫描仪，其生成定义物体的断层摄影X射线图像的扫描数据；以及
b、执行程序指令的处理器，其中，所述执行处理器分析所述扫描数据以提取所述断层摄影X射线图像的至少一个参数，并且其中所述处理器被配置为确定所述物体是否包含麻醉品、货币、核材料、香烟或火器。
18.如权利要求17所述的X射线扫描系统，其中，所述处理器执行程序指令以基于所述至少一个参数将该物体分配至多个类别之一。
19.如权利要求17所述的X射线扫描系统，其中，所述程序指令包括用于识别所述断层摄影X射线图像中的至少一个预定义特征的至少一个参数提取器，其中，所述预定义特征包括所述X射线图像的多个低级参数。
20.如权利要求19所述的X射线扫描系统，其中，所述程序指令包括用于基于所述X射线图像的所识别的低级参数来构造高级参数的至少一个决策树。
21.如权利要求20所述的X射线扫描系统，其中，所述高级参数包括具有预定义的长宽比的结构或者预定义的重复结构。
22.如权利要求20所述的X射线扫描系统，还包括用于将所述X射线图像的构造的高级参数映射到在数据库中存储的预定义数据的数据库搜索工具。
23.如权利要求22所述的X射线扫描系统，还包括用于基于所述映射的结果而激活警报的警报系统，其中，所述警报将物体定义为潜在威胁或非潜在威胁。
24.如权利要求19所述的X射线扫描系统，其中，配置所述至少一个参数提取器以对2维图像、3维图像或投影图像数据之一进行操作。
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