CN105137499B

CN105137499B - 局部图像增强扫描系统及方法

Info

Publication number: CN105137499B
Application number: CN201510627239.6A
Authority: CN
Inventors: 张辉; 宋李卫; 姜瑞新; 李新安
Original assignee: Nuctech Co Ltd
Current assignee: Nuctech Co Ltd
Priority date: 2015-09-28
Filing date: 2015-09-28
Publication date: 2018-09-21
Anticipated expiration: 2035-09-28
Also published as: CN105137499A

Abstract

公开了一种局部图像增强扫描系统及方法。该局部图像增强扫描系统可以包括：扫描机构，包括用于发射射线的射线源以及用于探测从射线源发射的射线的探测器；运动机构，用于驱动扫描机构运动；控制机构，用于控制扫描机构对待检查对象进行第一扫描，并控制运动机构驱动扫描机构移动至通过基于第一扫描的结果而确定的对象中需要增强扫描的区域，从而控制扫描机构对该区域进行增强扫描。

Description

局部图像增强扫描系统及方法

技术领域

本发明涉及安检技术领域，尤其涉及一种局部图像增强扫描系统及方法。

背景技术

目前的集装箱/车辆检查设备，在扫描过程中，通常是进行一次扫描-成像-判图的流程。由于被扫描集装箱/车辆中货物摆放不规则，现有的检查设备对底盘、发动机等特殊部位的正常扫描射线无法有效穿透，导致整体扫描图像的部分区域模糊，海关判图操作人员无法直观查看待区域是否有藏匿和嫌疑。此时，可能会导致不必要的拆箱检查或凭借经验判断是否存在违禁品，这都会带来检查效率低下，还可能造成检查结论出现问题。

对于图像不清等无法判断的特殊情况，现有的检查设备不能提供更多的信息，这就给判图操作人员带来困扰，无法更直观有效地为判图操作人员提供更为清晰的图像。

发明内容

本公开的目的部分地在于提供一种能够自动、快速地对特定区域进行增强扫描的局部图像增强扫描系统及方法。

根据本公开的一个方面，提供了一种局部图像增强扫描系统，包括：扫描机构，包括用于发射射线的射线源以及用于探测从射线源发射的射线的探测器；运动机构，用于驱动扫描机构运动；控制机构，用于控制扫描机构对待检查对象进行第一扫描，并控制运动机构驱动扫描机构移动至通过基于第一扫描的结果而确定的对象中需要增强扫描的区域，从而控制扫描机构对该区域进行增强扫描。

根据本公开的另一方面，提供了一种局部图像增强扫描方法，包括：利用扫描机构对待检查对象进行第一扫描；基于第一扫描的结果，确定对象中需要增强扫描的区域；以及驱动扫描机构移动通过所确定的区域，从而对该区域进行增强扫描。

根据本公开的实施例，可以自动、快速地对局部区域进行增强扫描，从而能够提供更加清晰的扫描图像。于是，有助于提高检查效率，并改善检查结果。

附图说明

通过以下参照附图对本公开实施例的描述，本公开的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1是示出了根据本公开实施例的局部图像增强扫描系统的示意图；

图2示意性示出了根据本公开实施例的(由运动机构驱动的)扫描机构的运动模式；

图3是示出了根据本公开实施例的局部图像增强扫描方法的流程图。

具体实施方式

以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。

在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本公开。这里使用的词语“一”、“一个(种)”和“该”等也应包括“多个”、“多种”的意思，除非上下文另外明确指出。此外，在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。

在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。

附图中示出了一些方框图和/或流程图。应理解，方框图和/或流程图中的一些方框或其组合可以由计算机程序指令来实现。这些计算机程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，从而这些指令在由该处理器执行时可以创建用于实现这些方框图和/或流程图中所说明的功能/操作的装置。

因此，本公开的技术可以硬件和/或软件(包括固件、微代码等)的形式来实现。另外，本公开的技术可以采取存储有指令的计算机可读介质上的计算机程序产品的形式，该计算机程序产品可供指令执行系统使用或者结合指令执行系统使用。在本公开的上下文中，计算机可读介质可以是能够包含、存储、传送、传播或传输指令的任意介质。例如，计算机可读介质可以包括但不限于电、磁、光、电磁、红外或半导体系统、装置、器件或传播介质。计算机可读介质的具体示例包括：磁存储装置，如磁带或硬盘(HDD)；光存储装置，如光盘(CD-ROM)；存储器，如随机存取存储器(RAM)或闪存；和/或有线/无线通信链路。

图1是示出了根据本公开实施例的局部图像增强扫描系统的示意图。

如图1所示，根据该实施例的局部图像增强扫描系统100可以包括扫描机构101、运动机构103和控制机构105。

扫描机构101用于对待检查对象107进行扫描成像，例如通过射线如X-射线。因此，扫描机构101可以包括用于发射射线的射线源1017以及用于探测从射线源发射的射线的探测器1019。从射线源1017发射的射线穿过待检查对象107，穿过待检查对象107的射线携带了待检查对象107的信息，这些信息被探测器1019探测到后可以用于成像，以获得待检查对象107特别是其内部包含物的图像。在扫描过程中，扫描机构101与待检查对象107之间相对运动(例如，待检查对象107移动通过扫描机构101，或者扫描机构101自身移动)。

在图1中示出了门式扫描机构101。该门式扫描机构101包括左立柱1011、右立柱1013和横梁1015，它们形成为一个通过门。待检查对象107如集装箱车等可以通过该门。射线源1017设置于左立柱1011的下方，且在右立柱1013和横梁1015上设置有探测器1019(在该示例中，探测器1019是多个探测器单元的阵列)。射线源1017和探测器1019的设置限定了扫描机构101的有效扫描范围(大致是图中虚线以及右立柱1013和横梁1015所包围的范围)。通常，有效扫描范围能够覆盖待检查对象的全部或者大部分区域。

需要指出的是，这种门式扫描机构101仅仅是示例，本领域技术人员可以想到多种其他形式的扫描机构。此外，扫描机构利用射线进行扫描成像的原理对于本领域技术人员而言是熟知的，在此不再赘述。

运动机构103用于驱动扫描机构101运动。例如，运动机构103可以包括滑轨和驱动装置，从而门式扫描机构101能够在驱动装置的驱动下沿该滑轨滑动，以便扫描待检查对象107的不同部位。本领域技术人员可以想到多种形式的运动机构。

控制机构105用于控制系统100的整体操作。具体地，控制机构105可以控制扫描机构101的扫描(例如，控制射线源1017发射射线，对探测器1019获得的扫描数据进行处理以获得扫描图像等)，控制运动机构103的运动(例如，控制运动机构103驱动扫描机构101移动的起始/停止、速度、距离等)。在图1的示例中，将控制机构105示出为分离的计算机的形式，该计算机可以通过有线或无线链路(未示出)连接到扫描机构101和运动机构103(以及系统100的其他部件，如果存在的话)。但是，本公开不限于此。例如，控制机构105可以集成在扫描机构101和/或运动机构103中。当然，控制机构105也不限于通用计算机，而是可以实现为各种计算平台或硬件，例如智能手机、处理器/微处理器、集成电路等。

根据本公开的实施例，控制机构105可以控制扫描机构101对待检查对象107进行第一扫描。一般地，第一扫描可以对待检查对象107的整体进行，从而获得待检查对象107的全局图像。系统100还可以包括输入装置，例如与作为控制机构105的计算机结合使用的键盘，用于接收用户命令。用户可以通过输入装置输入第一扫描的参数，例如扫描速度(即，扫描机构101与待检查对象107之间的相对运动速度)、扫描频率、射线能量等。在第一扫描的过程中，待检查对象107可以移动通过扫描机构101，或者运动机构103驱动可以驱动扫描机构101移动。

在扫描的过程中，控制机构105可以记录待检查对象107各个数据采集点的位置数据。例如，可以通过位置编码器进行位置记录和处理，来确定位置数据。本领域技术人员知道多种方式来记录位置数据，在此不再一一详述。

在第一扫描完成(并因此得到扫描图像)之后，可以基于扫描结果(例如，扫描图像)确定对象中需要增强扫描的区域。这种确定可以由控制机构105基于对图像的自动识别而进行。例如，控制机构105可以选择扫描图像划分为前景和背景，并将前景中被识别为清晰度和/或对比度等较低的部分，作为需要增强扫描的区域。此外，所确定的区域可以在所识别的部分之前和/或之后包含一定的裕度。备选地，用户可以通过输入装置，选择需要增强扫描的区域。例如，用户可以选择扫描图像中看不清的区域，或者可以选择任意期望进行增强扫描的区域。

然后，控制机构105可以控制运动机构103，驱动扫描机构101移动通过所确定的需要增强扫描的区域，以对该区域进行增强扫描。在此，所谓“增强扫描”，是指能够获得更清晰的图像的扫描。例如，可以通过以下至少一种方式实现增强扫描：运动机构103驱动扫描机构101以比第一扫描低的扫描速度(扫描机构101相对于待检查对象107的移动速度)移动通过该区域；扫描机构101以比第一扫描高的扫描频率(每单位时间发射射线的次数)扫描该区域；以及扫描机构101以比第一扫描大的射线能量扫描该区域。这些增强扫描方式可以结合使用。在一个示例中，第一扫描的扫描速度为0.4m/s，而增强扫描的扫描速度为0.1m/s；在其他扫描条件相当的条件下，第一扫描可以穿透360mm厚的钢板，而增强扫描可以穿透380mm厚的钢板。

为了提高效率，控制机构105可以控制运动机构103，驱动扫描机构101高速移动至需要增强扫描的区域，在到达该区域之前减速以便在到达该区域时速度降低至增强扫描速度。另外，控制机构105可以控制扫描机构101，使其在到达需要增强扫描的区域之前准备就绪进行扫描。具体地，扫描机构101可以启动，从而射线源1017可以开始发射射线。这样，一旦扫描机构101到达需要增强扫描的区域，探测器1019即可开始采集数据。当扫描机构101以增强扫描速度移动通过需要增强扫描的区域，从而完成对该区域的增强扫描时，控制机构105可以控制运动机构103，使扫描机构101高速移动至检查通道的入口或出口。

图2示意性示出了根据本公开实施例的(由运动机构驱动的)扫描机构的运动模式。

如图2所示，在第一扫描中，当待检查对象207进入检查通道时，待检查对象207可以停止在检查通道中。如虚线210所示，扫描机构(例如，以上结合图1描述的扫描机构101)可以从检查通道的入口/出口(取决于扫描开始时扫描机构所在的初始位置)处，加速至第一扫描速度V₁，以对待检查对象207进行扫描。在扫描过程中，通常V₁可以保持恒定，即，进行匀速扫描。然后，当对待检查对象207扫描完毕之后，扫描机构可以减速，并停止在检查通道的出口/入口处，以便进行下一次扫描。在扫描过程中，如上所述位置数据也被记录下来(例如，通过编码器，将每一个扫描位置定义为一个确定的编码值，并且将该编码值与成像数据相关联或者按照扫描长度进行比例换算)。

基于第一扫描的结果，可以确定需要增强扫描的区域，例如，用户对某一区域有所怀疑或者系统自动认为图像信息不满足要求时，从图像上选择嫌疑区域，即需要增强扫描的区域。在图像上完成需要增强扫描的区域的选定后，通过图像数据换算或直接对应为扫描位置数据，例如图2中所示的位置A和位置B之间的区域207a。控制机构(例如，以上结合图1描述的控制机构105)可以将区域207a的扫描图像数据与控制机构记录的位置数据进行算法运算，以将A、B的位置数据转换为扫描机构的行进位置，控制机构根据扫描方向、位置计算出增强扫描方向。

然后，如实线230所示，扫描机构可以从当前位置加速至较高速度V₃，以便高速向着确定的区域207a行进。为提高效率，该速度V₃可以大于第一扫描速度V₁。在即将到达区域207a，扫描机构减速，以降低至增强扫描速度V₂，且系统可以完成扫描准备工作，例如完成射线源出束、探测器图像采集指令等，以对区域207a进行增强扫描。在扫描过程中，通常V₂可以保持恒定，即，进行匀速扫描。在该示例中，增强扫描速度V₂低于第一扫描速度V₁。如上所述，这可以实现增强扫描。当对区域207a的增强扫描完毕之后，扫描机构加速，例如仍然加速到V₃，以便高速驶离对象207，并可以停止在检查通道的出口/入口处，以便进行下一次扫描。

在移动过程中，加速/减速阶段的加速度、持续时间等可以根据实际情况、系统需求确定。例如，控制机构中可以具有适当编程的速度算法。

在图2的示例中，对象207在扫描过程中保持不动，通过扫描机构自身移动来实现扫描。这对于确保对象207与扫描机构之间相对位置的准确性是有利的。当然，本公开不限于此，扫描机构保持不动而对象207移动，或者扫描机构和对象207彼此均移动都是可行的。当然，在对象207发生移动的情况下，优选地利用传送机构来以受控方式(受控的移动速度和移动时间)传送对象207，这有助于准确确定对象207与扫描机构之间的相对位置。

如图3所示，根据该实施例的方法300可以在操作301对待检查对象进行第一扫描。例如，第一扫描可以通过上述扫描机构来进行。一般地，在第一扫描中，可以对待检查对象的整体进行扫描，以获得其全局扫描图像。

接着，在操作303，可以基于第一扫描的结果，确定对象中需要增强扫描的区域。如上所述，这种确定可以通过图像识别来自动确定，或者可以根据用户输入来确定。

然后，在操作305，可以对确定的区域进行增强扫描。例如，可以使扫描机构移动通过确定的区域，来进行增强扫描。扫描机构可以高速运动至该区域，且在到达该区域之前可以准备就绪进行扫描。如上所述，增强扫描可以通过相对于第一扫描以较低的扫描速度进行扫描、以较高的扫描频率进行扫描、以较大的射线能量进行扫描中至少之一来实现。扫描完成后，扫描机构可以高速驶离对象。

以上对本公开的实施例进行了描述。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本公开的范围。尽管在以上分别描述了各实施例，但是这并不意味着各个实施例中的措施不能有利地结合使用。本公开的范围由所附权利要求及其等价物限定。不脱离本公开的范围，本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本公开的范围之内。

Claims

1.一种局部图像增强扫描系统，包括：

扫描机构，包括用于发射射线的射线源以及用于探测从射线源发射的射线的探测器；

运动机构，用于驱动扫描机构运动；

控制机构，用于控制扫描机构通过射线源向待检查对象发射射线并由探测器探测穿透待检查对象的射线来对待检查对象进行第一扫描，并控制运动机构驱动扫描机构移动至通过基于第一扫描的结果而确定的对象中需要增强扫描的区域，从而控制扫描机构通过所述射线源向待检查对象发射射线并由所述探测器探测穿透待检查对象的射线来对该区域进行增强扫描，

其中，控制机构通过控制运动机构驱动扫描机构以相对于第一扫描低的扫描速度移动通过需要增强扫描的区域，和/或控制扫描机构以相对于第一扫描高的扫描频率和/或以相对于第一扫描大的射线能量，来进行增强扫描。

2.根据权利要求1所述的局部图像增强扫描系统，其中，控制机构通过图像识别，确定需要增强扫描的区域。

3.根据权利要求1所述的局部图像增强扫描系统，还包括：输入装置，用于接收用户对需要增强扫描的区域的选择。

4.根据权利要求1所述的局部图像增强扫描系统，其中，控制机构控制扫描机构中的射线源在扫描机构到达需要增强扫描的区域之前开始发射射线。

5.根据权利要求1所述的局部图像增强扫描系统，其中，在第一扫描中，待检查物体不移动位置。

6.一种局部图像增强扫描方法，包括：

利用扫描机构通过扫描机构中的射线源向待检查对象发射射线并由扫描机构中的探测器探测穿透待检查对象的射线来对待检查对象进行第一扫描；

基于第一扫描的结果，确定对象中需要增强扫描的区域；以及

驱动扫描机构移动通过所确定的区域，通过所述射线源向待检查对象发射射线并由所述探测器探测穿透待检查对象的射线，从而对该区域进行增强扫描，

其中，增强扫描包括以下至少之一：以相对于第一扫描低的扫描速度进行扫描，以相对于第一扫描高的扫描频率进行扫描，以及以相对于第一扫描大的射线能量进行扫描。

7.根据权利要求6所述的局部图像增强扫描方法，其中，需要增强扫描的区域通过图像识别或者用户输入确定。

8.根据权利要求6所述的局部图像增强扫描方法，其中，扫描机构在到达需要增强扫描的区域之前即准备就绪进行扫描。