CN110954562A - 一种x射线异物检测方法及其系统 - Google Patents

一种x射线异物检测方法及其系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及异物检测技术领域，提供了一种X射线异物检测方法及其系统，包括步骤：将测试片图像插入所述X射线图像中，形成叠加图像，检测并定位所述叠加图像中的异物图像和/或测试片图像，剔除所述待检物中的待检产品和/或异物；将所述叠加图像与所述测试片图像进行对比，分析所述测试片异物检测灵敏度是否大于异物检测灵敏度阈值；当所述测试片异物检测灵敏度大于所述异物检测灵敏度阈值时，停止输送所述待检物的动作，停止剔除所述异物的动作。本发明避免生产人员忘记投入测试片，出现故障设备漏过含有异物的产品的问题，且避免了测试片污染生产线和产品的问题；无需购买大量的测试片，降低了加工成本。

Description

一种X射线异物检测方法及其系统
技术领域
本发明涉及异物检测技术领域，尤指一种X射线异物检测方法及其系统。
背景技术
目前X射线技术在工业生产线在线检测领域有着比较广泛的应用，通过X射线透射图像可以清楚地看到产品内部的结构和状态，进而发现可能的异物或者产品存在的缺陷。以食品生产线为例，袋装或散装食品中混有金属、陶瓷片、玻璃片或石子等时，通过X射线扫描成像，然后由图像处理程序对图像进行识别，当发现异物时设备会对含有异物的产品进行自动剔除。
为了更好地衡量检测设备的灵敏度，检测设备都采用包含各种尺寸和各种异物类型的测试片进行验证。如图5所示是不锈钢球、不锈钢丝、陶瓷球、树脂球、橡胶球和铝球的测试片，一张测试片上包含一种或多种尺寸的异物。测试时，将产品和测试片一起投入检测通道，检测设备应该通过产品和测试片的X射线图像来发现其中的测试片异物，在图像中发现并定位的各种不同大小的异物就是该X射线检测设备对于该类产品的检测灵敏度。
流水生产线中，产品一直在持续不断通过检测设备，为了确保检测设备状态正常，生产人员不定时向生产线内投入测试片，并检查检测设备是否正常发现异物以及异物识别的灵敏度是否有偏差，以及报警和剔除装置是否正常。这种校验机制用于检查设备运转正常，如果异物识别灵敏度正常且报警和剔除装置正常工作，则检测设备工作运转正常；如果异物识别灵敏度降低甚至没有发现异物，或者软件检测出异物但报警装置和剔除装置没有工作，说明检测设备出现故障，必须立即停止生产线检修故障设备，将这段时间的产品回收并用正常设备重新检测。
这种由生产人员不定时投入的方法存在隐患，如果生产人员忘记投入测试片，则可能会出现故障设备漏过含有异物的产品；测试片可能会污染生产线和产品，比如产品是未包装的食品，投入的测试片如果带有细菌或异物，则会污染未包装的产品；测试片增加了成本，因为X射线检测设备的灵敏度较高，异物测试片一般都非常精细，加工成本和销售价格都相应很高。
发明内容
本发明的目的是提供一种X射线异物检测方法及其系统，将测试片图像插入待检产品图像中，模拟检测X射线检测设备检测异物的灵敏度，避免生产人员忘记投入测试片，出现故障设备漏过含有异物的产品的问题，且避免了测试片污染生产线和产品的问题；无需购买大量的测试片，降低了加工成本。
本发明提供的技术方案如下：
本发明提供一种X射线异物检测方法，包括步骤：
输送待检物，采集X射线穿透所述待检物衰减后的X射线能量，形成X射线图像，所述待检物中包含待检产品和/或异物，形成的所述X射线图像包含待检产品图像和/或异物图像。
将测试片图像插入所述X射线图像中，形成叠加图像，检测并定位所述叠加图像中的异物图像和/或测试片图像，剔除所述待检物中的待检产品和/或异物。
将所述叠加图像与所述测试片图像进行对比，分析所述测试片异物检测灵敏度是否大于异物检测灵敏度阈值。
当所述测试片异物检测灵敏度大于所述异物检测灵敏度阈值时，停止输送所述待检物的动作，停止剔除所述异物的动作。
进一步，在所述的将所述叠加图像与所述测试片图像进行对比，分析所述测试片异物检测灵敏度是否大于异物检测灵敏度阈值之后包括步骤：
当所述测试片异物检测灵敏度不大于所述异物检测灵敏度阈值时，则继续输送所述待检物，采集X射线穿透下一待检物衰减后的X射线能量，形成下一X射线图像。
进一步，还包括步骤：
将所述X射线图像中的所述待检产品图像与样品图像进行对比，分析所述X射线图像中的所述待检产品图像与所述样品图像是否符合。
当所述X射线图像中的所述待检产品图像与所述样品图像不符合时，停止输送待检物的动作，停止剔除所述异物的动作，进行检修报警。
当所述X射线图像中的所述待检产品图像与所述样品图像相符合时，则继续输送待检物，采集X射线穿透下一待检物衰减后的X射线能量，剔除所述待检物中的异物。
进一步，还包括步骤：
判断警报工作和/或剔除异物工作是否正常进行。
当所述警报工作和/或剔除异物工作异常进行时，停止输送待检物的动作，停止剔除异物的动作，进行检修。
当所述警报工作和/或剔除异物工作正常进行时，则继续输送所述待检物，采集X射线穿透下一待检物衰减后的X射线能量，剔除所述待检物中的异物。
进一步，在所述的输送待检物，采集X射线穿透所述待检物衰减后的X射线能量，形成X射线图像，所述待检物中包含待检产品和/或异物，形成的所述X射线图像包含待检产品图像和/或异物图像之前包括步骤：
根据X射线源束流参数、X射线源高压参数和测试片种类，选择对应的测试片，形成所述测试片图像，在产品学习阶段计算并保存所述异物检测灵敏度阈值。
采集X射线穿透样品后被吸收的X射线能量，形成所述样品图像。
进一步，所述的将测试片图像插入所述X射线图像中，形成叠加图像具体包括：
在将所述测试片图像插入所述X射线图像中时，根据X射线穿透所述待检产品与所述测试片时被吸收的第一射线能量、X射线穿透所述待检产品时被吸收的第二射线能量和X射线穿透所述测试片时被吸收的第三射线能量之间的线性关系，形成叠加图像。
进一步，所述的X射线穿透待检产品与测试片时被吸收的第一射线能量、X射线穿透待检产品时被吸收的第二射线能量和X射线穿透测试片时被吸收的第三射线能量之间的线性关系计算公式为：
Ed＝k1×(Ep+Et)+s1
其中，Ed表示X射线穿透待检产品与测试片时被吸收的第一射线能量，Ep表示X射线穿透待检产品时被吸收的第二射线能量，Et表示X射线穿透测试片时被吸收的第三射线能量，k1和s1表示可变系数；则
Id＝k2×(Ip+It)+s2
其中，Id表示待检产品和测试片通过检测设备产生的第一图像，Ip表示待检产品单独通过检测设备产生的第二图像，It表示测试片单独通过检测设备产生的第三图像，k2和s2表示可变系数；
取k2为1，s2为图像灰度值的最大数据的负数，则
X＝Pp+Pt+(-s2)
其中X表示待检产品和测试片通过检测设备时得到的图像的第一像素，Pp表示待检产品单独通过检测设备产生的图像中的第二像素，Pt表示测试片单独通过检测设备产生的图像中的第三像素。
本发明提供一种X射线异物检测系统，包括：
输送装置，与控制器连接，用于输送待检物。
X射线成像装置，与控制器连接，用于采集X射线穿透所述待检物衰减后的X射线能量，形成X射线图像；
图形处理器，与所述X射线成像装置连接，用于将测试片图像插入所述X射线图像中，形成叠加图像，检测并定位所述叠加图像中的异物图像和/或测试片图。
异物剔除装置，分别与控制器、中央处理器、图形处理器连接，用于剔除所述待检物中的待检产品和/或异物。
中央处理器，与图形处理器连接，将所述叠加图像与所述测试片图像进行对比，分析所述测试片异物检测灵敏度是否大于异物检测灵敏度阈值。
控制器，与中央处理器连接，用于当所述测试片异物检测灵敏度大于所述异物检测灵敏度阈值时，停止输送所述待检物的动作，停止剔除所述异物的动作。
进一步，包括：
报警装置，与中央处理器连接，用于当所述X射线图像中的所述待检产品图像与所述样品图像不符合时，进行报警。
电压传感器，与报警装置和/或异物剔除装置连接，用于判断警报工作和/或剔除异物工作是否正常进行。
本发明提供一种X射线异物检测方法及其系统，在检测设备出厂前，根据该检测设备通道尺寸，采集各种不同射线源高压束流设置下的不同种类测试片图像，根据X射线穿透待检产品与异物时被吸收的第一射线能量、X射线穿透待检产品时被吸收的第二射线能量和X射线穿透测试片时被吸收的第三射线能量之间的线性关系，将测试片图像插入待检产品图像中，模拟检测X射线检测设备检测异物的灵敏度，避免生产人员忘记投入测试片，出现故障设备漏过含有异物的产品的问题，且避免了测试片污染生产线和产品的问题；无需购买大量的测试片，降低了加工成本。
附图说明
下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对一种X射线异物检测方法及其系统的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
图1是本发明一种X射线异物检测方法的一个实施例的流程图；
图2是本发明一种X射线异物检测方法的另一个实施例的流程图；
图3是本发明一种X射线异物检测方法的又一个实施例的流程图；
图4是本发明一种X射线异物检测方法的再一个实施例的流程图；
图5是本发明测试片的结构示意图；
图6是本发明一种X射线异物检测方法的一个实施例的结构示意图；
图7是本发明一种X射线异物检测系统的结构示意图；
图8是本发明一种X射线异物检测方法的X射线图像的示意图；
图9是本发明一种X射线异物检测方法的测试片图像的示意图；
图10是本发明一种X射线异物检测方法的叠加图像的示意图。
附图标号说明：10、输送装置；11、X射线成像装置；12、图形处理器；13、异物剔除装置；14、中央处理器；15、控制器；16、报警装置；17、电压传感器。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。
本发明的一个实施例，如图1所示，一种X射线异物检测方法，包括步骤：
S100输送待检物，采集X射线穿透所述待检物衰减后的X射线能量，形成X射线图像，所述待检物中包含待检产品和/或异物，形成的所述X射线图像包含待检产品图像和/或异物图像。
具体的，将待检物输送至待检设备的待检通道内，在输送至检测设备的检测通道内进行检测的待检物中，可为单独的异物、待检产品或待检产品与异物的组合，当待检产品为单独的异物时，则X射线穿透异物时，X射线能量会被异物部分吸收，X射线强度将被衰减变弱，将衰减后的X射线能量采集起来，形成异物图像；当待检物为单独的待检产品时，则X射线穿透待检产品时，X射线能量会被待检产品部分吸收，X射线强度将被衰减变弱，将衰减后的X射线能量采集起来，形成待检产品图像；当待检物中含有待检产品和异物时，则X射线穿透待检产品和异物时，X射线能量会被待检产品和异物部分吸收，X射线强度将被衰减变弱，将衰减后的X射线能量采集起来，形成待检产品和异物重叠的图像，因此形成的X射线图像可为单独的待检产品图像、单独的异物图形或既有待检产品图像又有异物图像。
具体的，X射线能量吸收的程度与物质的组成、密度和厚度有关。
S200将测试片图像插入所述X射线图像中，形成叠加图像，检测并定位所述叠加图像中的异物图像和/或测试片图像，剔除所述待检物中的待检产品和/或异物。
具体的，在将所述测试片图像插入所述X射线图像中时，根据X射线穿透所述待检产品与所述测试片时被吸收的第一射线能量、X射线穿透所述待检产品时被吸收的第二射线能量和X射线穿透所述测试片时被吸收的第三射线能量之间的线性关系，形成叠加图像。
优选的，所述的X射线穿透待检产品与测试片时被吸收的第一射线能量、X射线穿透待检产品时被吸收的第二射线能量和X射线穿透测试片时被吸收的第三射线能量之间的线性关系计算公式为：
Ed＝k1×(Ep+Et)+s1
其中，Ed表示X射线穿透待检产品与测试片时被吸收的第一射线能量，Ep表示X射线穿透待检产品时被吸收的第二射线能量，Et表示X射线穿透测试片时被吸收的第三射线能量，k1和s1表示可变系数，主要表示检测设备的检测通道内的空气对X射线能量的吸收所造成的影响，因为X射线图像就是X射线被吸收后的剩余能量，按照如上推导，待检产品和测试片一起通过检测设备产生的图像,可以用待检产品单独通过检测设备产生的图像和测试片单独通过检测设备产生的图像来等效获取，则
Id＝k2×(Ip+It)+s2
其中，Id表示待检产品和测试片通过检测设备产生的第一图像，Ip表示待检产品单独通过检测设备产生的第二图像，It表示测试片单独通过检测设备产生的第三图像，k2和s2表示可变系数，主要为检测通道内的空气对X射线能量的吸收所造成的影响，通过调整k2和s2可以得到更接近真实的待检产品和测试片混合的图像，取k2为1，s2为图像灰度值的最大数据的负数，则
X＝Pp+Pt+(-s2)
其中X表示待检产品和测试片通过检测设备时得到的图像的第一像素，Pp表示待检产品单独通过检测设备产生的图像中的第二像素，Pt表示测试片单独通过检测设备产生的图像中的第三像素。
本实施例中，取k2为1，s2为图像灰度值的最大数据的负数，例如16位图像数据为65535，对每个像素点进行如下计算：
X＝Pp+Pt-65535
计算后的X射线图像应该近似等于待检产品和异物一起通过检测设备时得到的图像。
优选的，由于X射线源束流参数、X射线源高压参数设置不同和检测设备的检测通道尺寸不同，测试片图像会不同，所以检测设备在出厂前应根据该检测设备的检测通道的尺寸采集各种不同X射线源束流参数、X射线源高压参数设置的不同种类测试片图像，并将这组测试片图像保存下来供生产过程中使用。
S300将所述叠加图像与所述测试片图像进行对比，分析所述测试片异物检测灵敏度是否大于异物检测灵敏度阈值。
为了更好地衡量检测设备的灵敏度，即检测设备在X射线图像中发现并定位各种不同大小的异物的能力，检测设备检测到的异物越小，则灵敏度越高，反之则灵敏度降低。检测设备采用包含各种尺寸和各种异物类型的测试片验证异物检测灵敏度。如图5所示的不锈钢球、不锈钢丝、陶瓷球、树脂球、橡胶球和铝球的测试片，一张测试片上包含一种或多种尺寸的异物。利用传统方法测试灵敏度时，将待检物和测试片一起投入检测设备的检测通道内，通过检测设备上设置的X射线发射器发射X射线，穿透待检物，扫描成像，然后由加载有图像处理程序的图形处理器对X射线穿透待检物，扫描形成的图像进行识别，当扫描的物体为重叠的测试片和待检产品时，形成的图像中会出现异物图像，此时定位图像中的异物图像，并启动剔除装置和报警装置进行剔除异物和报警；本实施例中，根据X射线源束流参数、X射线源高压参数和测试片种类选择合适的测试片，将测试片单独放入检测设备的检测通道内，通过检测设备上设置的X射线发射器发射的X射线，扫描测试片形成测试片图像，形成测试片图像后，将测试片从检测设备的检测通道内取出，开始向检测通道内输送待检产品，进行待检物的检测，检测时，待检物通过X射线发射器时，X射线发射的X射线照射待检物，X射线穿过待检物时X射线能量衰减，采集衰减后的X射线能量，形成待X射线图像，根据X射线穿透所述待检物与所述异物时被吸收的第一射线能量、X射线穿透所述待检产品时被吸收的第二射线能量和X射线穿透所述测试片时被吸收的第三射线能量之间的线性关系，将扫描形成的测试片图像插入所述待检物图像中，形成叠加图像，当待检物中仅含有异物时，则检测并定位叠加图像中的异物图像和所述测试片图像，并启动剔除装置，剔除所述待检物中的异物，当待检物中仅含有待检产品时，则检测并定位叠加图像中的测试片图像，并启动剔除装置，剔除所述待检物中的待检产品，当待检物中包含待检产品和异物时，则检测并定位叠加图像中的异物图像和所述测试片图像，并启动剔除装置，剔除所述待检物中的异物和待检产品。
具体的，将所述叠加图像与所述测试片图像进行对比，分析所述测试片异物检测灵敏度是否大于异物检测灵敏度阈值，与异物检测灵敏度阈值相比，叠加图像中显示的测试片图像尺寸越小，则灵敏度越高，反之则灵敏度降低。检测的产品、异物不同，异物检测灵敏度阈值则不同，所需检测的产品、异物精度越大，则所需设置的异物检测灵敏度阈值越小。
具体的，通过将测试片图像插入X射线图像中，使测试片图像与X射线图像重叠，检测并定位叠加图像中的异物图像和/或所述测试片图像，将所述叠加图像与所述测试片图像进行对比，分析所述测试片异物检测灵敏度是否大于异物检测灵敏度阈值进行异物检测灵敏度的检测方式，将传统的将测试片投放至检测通道内，采集测试片与待检产品的图像以判断待检产品中是否存在异物，从而检测灵敏度的方式进行模拟化，不需要将测试片投放至检测通道内，即可检测出检测设备的异物检测灵敏度，避免了生产人员忘记投入测试片，出现故障设备漏过含有异物的产品的问题；避免了投入的测试片带有细菌或异物，污染未包装的产品的问题；并且，X射线检测设备的灵敏度较高，测试片一般都非常精细，如果投放至检测通道中进行检测，则需要大量的测试片，检测成本高，通过将投入测试片检测灵敏度的方式模拟化，先单独获取测试片图像，然后根据X射线穿透所述待检产品与所述异物时被吸收的第一射线能量、X射线穿透所述待检产品时被吸收的第二射线能量和X射线穿透所述测试片时被吸收的第三射线能量之间的线性关系，将测试片图像插入待检测产品图像中，进行灵敏度的检测，在检测同一通道及同一X射线源束流参数、X射线源高压参数下，只需使用少量甚至一片测试片即可，大大降低了检测成本。
具体的，异物检测灵敏度的检测是通过X射线穿透测试片及待检物，进行扫描成像，因而测试片在待检产品的任意位置，均不影响扫描成像的位置，因此，在对投入检测片检测的方式进行模拟时，在消除检测通道内的空气等对X射线能量的吸收所造成的影响，插入检测片图像进行检测的方式可以得到更接近真实的待检物和测试片混合的图像。
S400当所述测试片异物检测灵敏度大于所述异物检测灵敏度阈值时，停止输送所述待检物的动作，停止剔除所述异物的动作。
优选的，当所述测试片异物检测灵敏度大于所述异物检测灵敏度阈值时，说明检测设备的异物检测灵敏度过低，此时启动声光报警器，进行警报并停止输送机及选别机，停止输送所述待检产品的动作，停止剔除所述异物的动作，进行检修。
具体的，本实施例中，根据X射线穿透所述待检产品与所述异物时被吸收的第一射线能量、X射线穿透所述待检产品时被吸收的第二射线能量和X射线穿透所述测试片时被吸收的第三射线能量之间的线性关系，通过将测试片图像插入待检产品图像中，使测试片图像与待检产品图像重叠，将所述叠加图像与所述测试片图像进行对比，从而检测灵敏度的方式，将传统的将测试片投放至检测通道内，采集测试片与待检产品的图像以判断待检产品中是否存在异物，从而检测灵敏度的方式进行模拟化，不需要将测试片投放至检测通道内，即可检测出检测设备的灵敏度，避免了生产人员忘记投入测试片，出现故障设备漏过含有异物的产品的问题；避免了投入的测试片带有细菌或异物，污染未包装的产品的问题；并且，X射线检测设备的灵敏度较高，测试片一般都非常精细，如果投放至检测通道中进行检测，则需要大量的测试片，检测成本高，通过将投入测试片检测灵敏度的方式模拟化，先单独获取测试片图像，然后将测试片图像插入待检测产品图像中，进行灵敏度的检测，在检测同一通道及同一射线源高压束流下，只需使用一片测试片即可，大大降低了检测成本。
本发明的另一个实施例，如图2所示，一种X射线异物检测方法，包括：
S101根据X射线源束流参数、X射线源高压参数和测试片种类，选择对应的测试片，形成所述测试片图像并预设所述异物检测灵敏度阈值。
S102采集X射线穿透样品后被吸收的X射线能量，形成所述样品图像。
具体的，如图6所示，检测一项新产品时，如豆子，点击添加产品，在操作界面填写新添加产品的基本信息，如产品名称(产品的唯一名称)、包装形式(袋装或者散装，对于袋装产品，需要正确填写产品长度，否则会导致图像的异常变长或变短)、产品长度(产品的包装长度，这个参数对于成像很重要)、输送机速度(产品通过输送机的速度，这个参数对于成像很重要)；设置X射线发射器参数，为新添加产品提供最佳的高压和束流值，本实施例中提供自动设定和手动设定两种方式，选择合适的高压和束流参数，才能保证产品检测的准确性和稳定性；点击操作界面的启动扫描键，扫描样品图像，样品图像为从待检产品中人工筛选出来的良品，如不含异物的豆子，扫描1-10幅图像，这是检测算法的重要计算依据，扫描过程中用户需认真检查图像，如果发现某幅图像质量差，如不能清楚的显示出豆子的轮廓，需要在操作界面的图像列表中选中并删除，如不及时删除，则会影响样品图像的准确性，本实施例中扫描图像为10幅，这样有助于提高算法性能。
S100输送待检物，采集X射线穿透所述待检物衰减后的X射线能量，形成X射线图像，所述待检物中包含待检产品和/或异物，形成的所述X射线图像包含待检产品图像和/或异物图像。
具体的，将待检物输送至待检设备的待检通道内，在输送至检测设备的检测通道内进行检测的待检物中，可为单独的异物、待检产品或待检产品与异物的组合，当待检产品为单独的异物时，则X射线穿透异物时，X射线能量会被异物部分吸收，X射线强度将被衰减变弱，将衰减后的X射线能量采集起来，形成异物图像；当待检物为单独的待检产品时，则X射线穿透待检产品时，X射线能量会被待检产品部分吸收，X射线强度将被衰减变弱，将衰减后的X射线能量采集起来，形成待检产品图像；当待检物中含有待检产品和异物时，则X射线穿透待检产品和异物时，X射线能量会被待检产品和异物部分吸收，X射线强度将被衰减变弱，将衰减后的X射线能量采集起来，形成待检产品和异物重叠的图像，因此形成的X射线图像可为单独的待检产品图像、单独的异物图形或既有待检产品图像又有异物图像。
具体的，X射线能量吸收的程度与物质的组成、密度和厚度有关。
S200将测试片图像插入所述X射线图像中，形成叠加图像，检测并定位所述叠加图像中的异物图像和/或测试片图像，剔除所述待检物中的待检产品和/或异物。
具体的，在将所述测试片图像插入所述X射线图像中时，根据X射线穿透所述待检产品与所述测试片时被吸收的第一射线能量、X射线穿透所述待检产品时被吸收的第二射线能量和X射线穿透所述测试片时被吸收的第三射线能量之间的线性关系，形成叠加图像。
优选的，由于X射线源束流参数、X射线源高压参数设置不同和检测设备的检测通道尺寸不同，测试片图像会不同，所以检测设备在出厂前应根据该检测设备的检测通道的尺寸采集各种不同X射线源束流参数、X射线源高压参数设置的不同种类测试片图像，并将这组测试片图像保存下来供生产过程中使用。
S300将所述叠加图像与所述测试片图像进行对比，分析所述测试片异物检测灵敏度是否大于异物检测灵敏度阈值。
具体的，将所述叠加图像与所述测试片图像进行对比，分析所述测试片异物检测灵敏度是否大于异物检测灵敏度阈值，与异物检测灵敏度阈值相比，叠加图像中显示的测试片图像尺寸越小，则灵敏度越高，反之则灵敏度降低。检测的产品、异物不同，异物检测灵敏度阈值则不同，所需检测的产品、异物精度越大，则所需设置的异物检测灵敏度阈值越小。
具体的，异物检测灵敏度的检测是通过X射线穿透测试片及待检物，进行扫描成像，因而测试片在待检产品的任意位置，均不影响扫描成像的位置，因此，在对投入检测片检测的方式进行模拟时，在消除检测通道内的空气等对X射线能量的吸收所造成的影响，插入检测片图像进行检测的方式可以得到更接近真实的待检物和测试片混合的图像。
S400当所述测试片异物检测灵敏度大于所述异物检测灵敏度阈值时，停止输送所述待检物的动作，停止剔除所述异物的动作。
优选的，当所述测试片异物检测灵敏度大于所述异物检测灵敏度阈值时，说明检测设备的异物检测灵敏度过低，此时启动声光报警器，进行警报并停止输送机及选别机，停止输送所述待检产品的动作，停止剔除所述异物的动作，对检测设备进行检修。
S410当所述测试片异物检测灵敏度不大于所述异物检测灵敏度阈值时，则继续输送所述待检物，采集X射线穿透下一待检物衰减后的X射线能量，形成下一X射线图像。
具体的，当所述测试片异物检测灵敏度不大于所述异物检测灵敏度阈值时，则说明检测设备的异物检测灵敏度正常，此时继续输送所述待检物，采集X射线穿透待检物衰减后的X射线能量，剔除所述待检物中的异物。
本发明的又一个实施例，如图3所示，一种X射线异物检测方法，包括：
S101根据X射线源束流参数、X射线源高压参数和测试片种类，选择对应的测试片，形成所述测试片图像并预设所述异物检测灵敏度阈值；
S102采集X射线穿透样品后被吸收的X射线能量，形成所述样品图像。
具体的，如图6所示，检测一项新产品时，如豆子，点击添加产品，在操作界面填写新添加产品的基本信息，如产品名称(产品的唯一名称)、包装形式(袋装或者散装，对于袋装产品，需要正确填写产品长度，否则会导致图像的异常变长或变短)、产品长度(产品的包装长度，这个参数对于成像很重要)、输送机速度(产品通过输送机的速度，这个参数对于成像很重要)；设置X射线发射器参数，为新添加产品提供最佳的高压和束流值，本实施例中提供自动设定和手动设定两种方式，选择合适的高压和束流参数，才能保证产品检测的准确性和稳定性；点击操作界面的启动扫描键，扫描样品图像，样品图像为从待检产品中人工筛选出来的良品，如不含异物的豆子，扫描1-10幅图像，这是检测算法的重要计算依据，扫描过程中用户需认真检查图像，如果发现某幅图像质量差，如不能清楚的显示出豆子的轮廓，需要在操作界面的图像列表中选中并删除，如不及时删除，则会影响样品图像的准确性，本实施例中扫描图像为10幅，这样有助于提高算法性能。
S100输送待检物，采集X射线穿透所述待检物衰减后的X射线能量，形成X射线图像，所述待检物中包含待检产品和/或异物，形成的所述X射线图像包含待检产品图像和/或异物图像。
具体的，在输送至检测设备的检测通道内进行检测的待检物中，可为单独的异物、待检产品或待检产品与异物组合，当待检产品为单独的异物时，则X射线穿透异物时，X射线能量会被异物部分吸收，X射线强度将被衰减变弱，将衰减后的X射线能量采集起来，形成异物图像；当待检物为单独的待检产品时，则X射线穿透待检产品时，X射线能量会被待检产品部分吸收，X射线强度将被衰减变弱，将衰减后的X射线能量采集起来，形成待检产品图像；当待检物为待检产品和异物时，则X射线穿透待检产品和异物时，X射线能量会被待检产品和异物部分吸收，X射线强度将被衰减变弱，将衰减后的X射线能量采集起来，形成待检产品和异物重叠的图像。
具体的，X射线能量吸收的程度与物质的组成、密度和厚度有关。
S200将测试片图像插入所述X射线图像中，形成叠加图像，检测并定位所述叠加图像中的异物图像和/或测试片图像，剔除所述待检物中的待检产品和/或异物。
具体的，在将所述测试片图像插入所述X射线图像中时，根据X射线穿透所述待检产品与所述测试片时被吸收的第一射线能量、X射线穿透所述待检产品时被吸收的第二射线能量和X射线穿透所述测试片时被吸收的第三射线能量之间的线性关系，形成叠加图像。
优选的，由于X射线源束流参数、X射线源高压参数设置不同和检测设备的检测通道尺寸不同，测试片图像会不同，所以检测设备在出厂前应根据该检测设备的检测通道的尺寸采集各种不同X射线源束流参数、X射线源高压参数设置的不同种类测试片图像，并将这组测试片图像保存下来供生产过程中使用。
S500将所述X射线图像中的所述待检产品图像与样品图像进行对比，分析所述X射线图像中的所述待检产品图像与所述样品图像是否符合。
S510当所述X射线图像中的所述待检产品图像与所述样品图像不符合时，停止输送待检物的动作，停止剔除所述异物的动作，进行检修报警。
具体的，将所述X射线图像中的所述待检产品图像与样品图像进行对比，当所述X射线图像中的所述待检产品图像与所述样品图像不符合时，说明图像处理功能和/或X射线成像功能失常，图形处理器和/或X射线成像器出现故障，此时，需停止输送所述待检产品的动作，停止剔除所述异物的动作，对图形处理器和/或X射线成像器进行检修。
优选的，启动声光报警装置，进行声光报警。
S520当所述X射线图像中的所述待检产品图像与所述样品图像相符合时，则继续输送待检物，采集X射线穿透下一待检物衰减后的X射线能量，剔除所述待检物中的异物。
具体的，当所述X射线图像中的所述待检产品图像与所述样品图像相符合时，则说明说明图像处理功能和/或X射线成像功能正常，则继续输送所述待检物，采集X射线穿透待检物衰减后的X射线能量，剔除所述待检物中的异物。
本发明的再一个实施例，如图4所示，一种X射线异物检测方法，包括：
S101根据X射线源束流参数、X射线源高压参数和测试片种类，选择对应的测试片，形成所述测试片图像并预设所述异物检测灵敏度阈值。
S102采集X射线穿透样品后被吸收的X射线能量，形成所述样品图像。
具体的，如图6所示，检测一项新产品时，如豆子，点击添加产品，在操作界面填写新添加产品的基本信息，如产品名称(产品的唯一名称)、包装形式(袋装或者散装，对于袋装产品，需要正确填写产品长度，否则会导致图像的异常变长或变短)、产品长度(产品的包装长度，这个参数对于成像很重要)、输送机速度(产品通过输送机的速度，这个参数对于成像很重要)；设置X射线发射器参数，为新添加产品提供最佳的高压和束流值，本实施例中提供自动设定和手动设定两种方式，选择合适的高压和束流参数，才能保证产品检测的准确性和稳定性；点击操作界面的启动扫描键，扫描样品图像，样品图像为从待检产品中人工筛选出来的良品，如不含异物的豆子，扫描1-10幅图像，这是检测算法的重要计算依据，扫描过程中用户需认真检查图像，如果发现某幅图像质量差，如不能清楚的显示出豆子的轮廓，需要在操作界面的图像列表中选中并删除，如不及时删除，则会影响样品图像的准确性，本实施例中扫描图像为10幅，这样有助于提高算法性能。
S100输送待检物，采集X射线穿透所述待检物衰减后的X射线能量，形成X射线图像，所述待检物中包含待检产品和/或异物，形成的所述X射线图像包含待检产品图像和/或异物图像。
具体的，在输送至检测设备的检测通道内进行检测的待检物中，可为单独的异物、待检产品或待检产品与异物组合，当待检产品为单独的异物时，则X射线穿透异物时，X射线能量会被异物部分吸收，X射线强度将被衰减变弱，将衰减后的X射线能量采集起来，形成异物图像；当待检物为单独的待检产品时，则X射线穿透待检产品时，X射线能量会被待检产品部分吸收，X射线强度将被衰减变弱，将衰减后的X射线能量采集起来，形成待检产品图像；当待检物为待检产品和异物时，则X射线穿透待检产品和异物时，X射线能量会被待检产品和异物部分吸收，X射线强度将被衰减变弱，将衰减后的X射线能量采集起来，形成待检产品和异物重叠的图像。
具体的，X射线能量吸收的程度与物质的组成、密度和厚度有关。
S200将测试片图像插入所述X射线图像中，形成叠加图像，检测并定位所述叠加图像中的异物图像和/或测试片图像，剔除所述待检物中的待检产品和/或异物。
具体的，在将所述测试片图像插入所述X射线图像中时，根据X射线穿透所述待检产品与所述测试片时被吸收的第一射线能量、X射线穿透所述待检产品时被吸收的第二射线能量和X射线穿透所述测试片时被吸收的第三射线能量之间的线性关系，形成叠加图像。
优选的，由于X射线源束流参数、X射线源高压参数设置不同和检测设备的检测通道尺寸不同，测试片图像会不同，所以检测设备在出厂前应根据该检测设备的检测通道的尺寸采集各种不同X射线源束流参数、X射线源高压参数设置的不同种类测试片图像，并将这组测试片图像保存下来供生产过程中使用。
S600判断警报工作和/或剔除异物工作是否正常进行。
具体的，判断声光报警器的警报工作和/或剔除装置的剔除异物工作是否正常进行，将声光报警器和/或剔除装置接入电压传感器，检测声光报警器和/或剔除装置的输出电压，从而判断警报工作和/或剔除异物工作是否正常进行。
S610当所述警报工作和/或剔除异物工作异常进行时，停止输送待检物的动作，停止剔除异物的动作，进行检修。
具体的，当声光报警器的警报工作和/或剔除装置的剔除异物工作异常进行时，停止输送所述待检产品的动作，停止剔除所述异物的动作，检修声光报警器和/或剔除装置。
S620当所述警报工作和/或剔除异物工作正常进行时，则继续输送所述待检物，采集X射线穿透下一待检物衰减后的X射线能量，剔除所述待检物中的异物。
本发明的一个实施例，一种X射线异物检测方法，包括：
检测设备有两种测试片插入模式，自动和手动模式。
对于自动模式有如下流程：
1.在检测前，生产人员设置自动插入测试片的条件和自动插入测试片的种类。
2.在检测过程中，自动插入测试片的条件被触发后，检测设备根据当前的射线源高压束流设置及测试片种类设置选择对应的预置测试片图像，并使用上述公式将一幅或多幅预置测试片图像插入产品图像中。
3.设备显示包含预置测试片图像的产品图像，同时检测定位出图像中的异物，启动报警和剔除装置。
4.设备判断产品图像是否正常(和设备内保存的良品图像进行比较)，如果不正常，则认为设备故障，立即停止生产线并示警检修X射线异物检测设备。
5.设备判断测试片的异物检测灵敏度是否正常，如果异物检测灵敏度偏低，则立即停止生产线并示警检修X射线异物检测设备。
6.设备判断报警和剔除装置是否正常，如果报警及剔除装置没有正常工作，如果不正常，则认为设备故障，立即停止生产线并示警检修X射线异物检测设备。
具体的，关于异物检测灵敏度，解释如下：
如图10所示，是插入预置测试片图像的产品图像的正常检测结果，矩形框部分为异物检测的灵敏度。如果产品图像显示正常，说明X射线成像系统正常。检测到的异物越小，则灵敏度越高。
本发明的一个实施例，一种X射线异物检测方法，包括：
对于手动模式有如下流程：
1.生产人员在检测设备工作的任意时候，手动选择测试片种类并启动插入。
2.设备会按照该测试片种类和当前射线源高压束流设置来选择对应的预置测试片图像，并使用上述公式将一副或多幅预置测试片图像插入产品图像中。
3.设备显示包含预置测试片图像的产品图像，同时检测定位出图像中的异物，启动报警和剔除装置。
4.生产人员检查产品X射线图像是否正常，如果不正常，则认为设备故障，立即停止生产线并检修X射线异物检测设备。
5.生产人员判断测试片的异物检测灵敏度是否正常，如果异物检测灵敏度偏低，则立即停止生产线并检修X射线异物检测设备。
6.生产人员判断报警和剔除装置是否正常，如果报警及剔除装置没有正常工作，如果不正常，则认为设备故障，立即停止生产线并检修X射线异物检测设备。
具体的，关于异物检测灵敏度，解释如下：
如图10所示，是插入预置测试片图像的产品图像的正常检测结果，如图10所示，矩形框部分为异物检测的灵敏度。如果产品图像显示正常，说明X射线成像系统正常。检测到的异物越小，则灵敏度越高。
本发明的一个实施例，如图7所示，一种X射线异物检测系统，包括：
输送装置10，与控制器15连接，用于输送待检物。
具体的，输送装置10还用于当所述警报工作和/或剔除异物工作正常进行时，则继续输送所述待检物。
X射线成像装置11，与控制器15连接，用于采集X射线穿透所述待检物衰减后的X射线能量，形成X射线图像。
具体的，X射线成像装置11还用于当所述测试片异物检测灵敏度不大于所述异物检测灵敏度阈值时，采集X射线穿透下一待检物衰减后的X射线能量，形成下一X射线图像。
具体的，X射线成像装置11还用于当所述X射线图像中的所述待检产品图像与所述样品图像相符合时，采集X射线穿透下一待检物衰减后的X射线能量，形成下一X射线图像。
具体的，X射线成像装置11还用于当所述警报工作和/或剔除异物工作正常进行时，采集X射线穿透下一待检物衰减后的X射线能量，形成下一X射线图像。
具体的，X射线成像装置11还用于形成所述测试片图像。
具体的，X射线成像装置11还用于采集X射线穿透样品后被吸收的X射线能量，形成所述样品图像。
图形处理器12，与所述X射线成像装置11连接，用于将测试片图像插入所述X射线图像中，形成叠加图像，检测并定位所述叠加图像中的异物图像和/或测试片图像。
异物剔除装置13，分别与控制器15、中央处理器14、图形处理器12连接，用于剔除所述待检物中的待检产品和/或异物。
具体的，异物剔除装置13还用于当所述X射线图像中的所述待检产品图像与所述样品图像相符合时，当继续输送待检物并检测到异物时，剔除所述待检物中的异物。
具体的，异物剔除装置13还用于当所述警报工作和/或剔除异物工作正常进行时，则继续输送所述待检物，采集X射线穿透下一待检物衰减后的X射线能量，并分析到有异物时，剔除所述待检物中的异物。
中央处理器14，与图形处理器12连接，将所述叠加图像与所述测试片图像进行对比，分析所述测试片异物检测灵敏度是否大于异物检测灵敏度阈值。
具体的，中央处理器14还用于将所述X射线图像中的所述待检产品图像与样品图像进行对比，分析所述X射线图像中的所述待检产品图像与所述样品图像是否符合。
具体的，中央处理器14还用于根据X射线源束流参数、X射线源高压参数和测试片种类，选择对应的测试片。
具体的，中央处理器14还用于用于预设所述异物检测灵敏度阈值。
控制器15，与中央处理器14连接，用于当所述测试片异物检测灵敏度大于所述异物检测灵敏度阈值时，停止输送所述待检物的动作，停止剔除所述异物的动作。
具体的，控制器15还用于当所述X射线图像中的所述待检产品图像与所述样品图像不符合时，停止输送待检物的动作，停止剔除所述异物的动作。
具体的，控制器15还用于当所述X射线图像中的所述待检产品图像与所述样品图像相符合时，则继续输送待检物。
具体的，控制器15还用于当所述警报工作和/或剔除异物工作异常进行时，停止输送待检物的动作，停止剔除异物的动作。
具体的，控制器15还用于当所述测试片异物检测灵敏度不大于所述异物检测灵敏度阈值时，控制输送装置10继续输送所述待检物。
具体的，还包括：
报警装置16，与中央处理器14连接，用于当所述X射线图像中的所述待检产品图像与所述样品图像不符合时，进行报警。
电压传感器17，与报警装置16和/或异物剔除装置13连接，用于判断警报工作和/或剔除异物工作是否正常进行。
本发明有益效果是在检测设备出厂前，根据该检测设备通道尺寸，采集各种不同射线源高压束流设置下的不同种类测试片图像，根据X射线穿透待检产品与异物时被吸收的第一射线能量、X射线穿透待检产品时被吸收的第二射线能量和X射线穿透测试片时被吸收的第三射线能量之间的线性关系，将测试片图像插入待检产品图像中，模拟检测X射线检测设备检测异物的灵敏度，避免生产人员忘记投入测试片，出现故障设备漏过含有异物的产品的问题，且避免了测试片污染生产线和产品的问题；无需购买大量的测试片，降低了加工成本。
应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种X射线异物检测方法，其特征在于，包括步骤：
输送待检物，采集X射线穿透所述待检物衰减后的X射线能量，形成X射线图像，所述待检物中包含待检产品和/或异物，形成的所述X射线图像包含待检产品图像和/或异物图像；
将测试片图像插入所述X射线图像中，形成叠加图像，检测并定位所述叠加图像中的异物图像和/或测试片图像，剔除所述待检物中的待检产品和/或异物；
将所述叠加图像与所述测试片图像进行对比，分析所述测试片异物检测灵敏度是否大于异物检测灵敏度阈值；
当所述测试片异物检测灵敏度大于所述异物检测灵敏度阈值时，停止输送所述待检物的动作，停止剔除所述异物的动作。
2.根据权利要求1所述的一种X射线异物检测方法，其特征在于，在所述的将所述叠加图像与所述测试片图像进行对比，分析所述测试片异物检测灵敏度是否大于异物检测灵敏度阈值之后包括步骤：
当所述测试片异物检测灵敏度不大于所述异物检测灵敏度阈值时，则继续输送所述待检物，采集X射线穿透下一待检物衰减后的X射线能量，形成下一X射线图像。
3.根据权利要求1或2所述的一种X射线异物检测方法，其特征在于，还包括步骤：
将所述X射线图像中的所述待检产品图像与样品图像进行对比，分析所述X射线图像中的所述待检产品图像与所述样品图像是否符合；
当所述X射线图像中的所述待检产品图像与所述样品图像不符合时，停止输送待检物的动作，停止剔除所述异物的动作，进行检修报警；
当所述X射线图像中的所述待检产品图像与所述样品图像相符合时，则继续输送待检物，采集X射线穿透下一待检物衰减后的X射线能量，剔除所述待检物中的异物。
4.根据权利要求3所述的一种X射线异物检测方法，其特征在于，还包括步骤：
判断警报工作和/或剔除异物工作是否正常进行；
当所述警报工作和/或剔除异物工作异常进行时，停止输送待检物的动作，停止剔除异物的动作，进行检修；
当所述警报工作和/或剔除异物工作正常进行时，则继续输送所述待检物，采集X射线穿透下一待检物衰减后的X射线能量，剔除所述待检物中的异物。
5.根据权利要求1所述的一种X射线异物检测方法，其特征在于，在所述的输送待检物，采集X射线穿透所述待检物衰减后的X射线能量，形成X射线图像，所述待检物中包含待检产品和/或异物，形成的所述X射线图像包含待检产品图像和/或异物图像之前包括步骤：
根据X射线源束流参数、X射线源高压参数和测试片种类，选择对应的测试片，形成所述测试片图像，在产品学习阶段计算并保存所述异物检测灵敏度阈值；
采集X射线穿透样品后被吸收的X射线能量，形成样品图像。
6.根据权利要求1所述的一种X射线异物检测方法，其特征在于，所述的将测试片图像插入所述X射线图像中，形成叠加图像具体包括：
在将所述测试片图像插入所述X射线图像中时，根据X射线穿透所述待检产品与所述测试片时被吸收的第一射线能量、X射线穿透所述待检产品时被吸收的第二射线能量和X射线穿透所述测试片时被吸收的第三射线能量之间的线性关系，形成叠加图像。
7.根据权利要求6所述的一种X射线异物检测方法，其特征在于，所述的X射线穿透待检产品与测试片时被吸收的第一射线能量、X射线穿透待检产品时被吸收的第二射线能量和X射线穿透测试片时被吸收的第三射线能量之间的线性关系计算公式为：
Ed＝k1×(Ep+Et)+s1
其中，Ed表示X射线穿透待检产品与测试片时被吸收的第一射线能量，Ep表示X射线穿透待检产品时被吸收的第二射线能量，Et表示X射线穿透测试片时被吸收的第三射线能量，k1和s1表示可变系数；则
Id＝k2×(Ip+It)+s2
其中，Id表示待检产品和测试片通过检测设备产生的第一图像，Ip表示待检产品单独通过检测设备产生的第二图像，It表示测试片单独通过检测设备产生的第三图像，k2和s2表示可变系数；
取k2为1，s2为图像灰度值的最大数据的负数，则
X＝Pp+Pt+(-s2)
其中X表示待检产品和测试片通过检测设备时得到的图像的第一像素，Pp表示待检产品单独通过检测设备产生的图像中的第二像素，Pt表示测试片单独通过检测设备产生的图像中的第三像素。
8.一种X射线异物检测系统，其特征在于，包括：
输送装置，与控制器连接，用于输送待检物；
X射线成像装置，与控制器连接，用于采集X射线穿透所述待检物衰减后的X射线能量，形成X射线图像；
图形处理器，与所述X射线成像装置连接，用于将测试片图像插入所述X射线图像中，形成叠加图像，检测并定位所述叠加图像中的异物图像和/或测试片图像；
异物剔除装置，分别与控制器、中央处理器、图形处理器连接，用于剔除所述待检物中的待检产品和/或异物；
中央处理器，与图形处理器连接，将所述叠加图像与所述测试片图像进行对比，分析所述测试片异物检测灵敏度是否大于异物检测灵敏度阈值；
控制器，与中央处理器连接，用于当所述测试片异物检测灵敏度大于所述异物检测灵敏度阈值时，停止输送所述待检物的动作，停止剔除所述异物的动作。
9.根据权利要求8所述的一种X射线异物检测系统，其特征在于，包括：
报警装置，与中央处理器连接，用于当所述X射线图像中的待检产品图像与样品图像不符合时，进行报警；
电压传感器，与报警装置和/或异物剔除装置连接，用于判断警报工作和/或剔除异物工作是否正常进行。
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