CN87212001U - 双通道x射线线扫描检查设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双通道X射线线扫描设备。用一个X射线源和一套检查设备交替检查两个通道的行李。探测器中的闪烁晶体选用了两种不同密度的晶体，解决了双通道成象的几何失真和灵敏度不均衡问题。在视频信号处理器中增加了一个直方图均衡器，自动实现了图像灰度均衡。

Description

双通道X射线线扫描检查设备

本实用新型属于仪器领域。

机场行李安全检查设备的开发随着七十年代国际恐怖活动的频繁而迅速发展。X射线线扫描检查设备的最初设想于1973年提出，1980年前后美国SCANRAY公司、联邦德国HEIMANN公司、荷兰PHILIPS公司、比利时BALTAUR公司相继推出了实用产品。这些产品的结构大同小异，主要用于检查登机旅客的手提行李。对托运行李进行检查的专用设备，荷兰PHIL－IPS公司、联邦德国HEIMANN公司也有产品推出，但都没有考虑到托运行李检查的具体情况。这些设备采用单射线源，单通道的结构。机场托运行李往往采用枝状分布传送带系统传输，其特点是空间密集和时间富裕。单射线源、单通道结构的设备既占空间，又加大了设备制造成本，而设备的使用效率又很低。这类设备中采用的探测器是同一密度的晶体。用同一密度的晶体组成探测器阵列的缺点，是由于被检物体与探测器之间的距离不同，因而产生了成像几何失真和灵敏度的不均衡。这些设备的视频信号处理器中采用了数字图像存贮技术，可以对探测器拾取的信号进行加法和乘法补偿，以获得均匀的背景和接近真实的灰度分布，还可以利用伪彩色变换得到丰富的层次显示。但由于安全检查设备是用于检查现场的实时检查设备，被检物品通过率高，平均每个包裹由检查人员判读的时间不超过5秒钟。采用伪彩色的方法固然层次丰富，但存在着分辨率低（彩色监视器分辨率低）、成本高，伪彩色不自然等缺点。利用固定的选用灰度增强方式则存在适用范围有限，操作不方便等问题。

本实用新型目的是设计一种用于机场行李托运安全检查的设备，该设备结构紧凑，占地面积小，制造成本低，能充分发挥设备效率，能够自动实现图像灰度均衡。

X射线线扫描检查设备的基本原理是在一个通道的顶部和侧面装上探测器，当物体被传送带带动匀速前进时，透过行李的X射线辐射到探测器上，将这些不可见的X射线转换成可见光，再经过光电二极管转换成电信号，随着传送带的行进被检物品一一依次接受X射线扫描。全部信号经视频处理，最后在高分辨率的监视器荧光屏上显示出整幅清晰的图像。

本实用新型的技术方案是，用一台X射线源检查两个通道，在两个通道的顶部装有一排横向排列的水平探测器，在一个通道的外侧装一排与顶部探测器方向垂直的探测器，在另一个通道的外侧下部装一台X射线源，使X射线源发出的X射线覆盖两个通道，并被“Γ”型排列的探测器接收。为了解决由于被检物体与探测器距离不同而引起的几何失真和灵敏度不均衡问题，探测器采用了两种不同密度的晶体。在视频信号处理器中的图像存贮器和数／模信号处理器之间增设了一个直方图均衡器，使其自动实现图像灰度均衡，实现显示图像的自适应优化。

本实用新型有以下附图：

图1        双通道X射线线扫描检查设备外形图；

图2        双通道X射线线扫描检查设备原理图；

图3        双通道X射线线扫描检查设备结构示意图；

图4        双通道X射线线扫描检查设备电子学线路方框图；

图5        直方图均衡器线路方框图。

实施例：

用螺钉将右侧墙［10］、左侧墙［12］和顶盖［13］连结在一起，形成一“∏”形通道，骑跨在双传送带［3］的两侧。在两个传送带中间用四块隔板拼合形成一隔墙［4］，四块隔板上边沿用螺钉固定在顶盖［13］的方钢上，隔板下边沿用螺钉固定在隔墙底座［11］上，隔墙底座［11］用螺钉固定在双传送带的中间位置。在顶盖［13］上装一排水平探测器［6］，在右侧墙上装一排垂直探测器［5］，水平探测器［6］和垂直探测器［5］组成一直角形折弯探测器组，使X射线穿透行李进入探测器的过程中行李上没有死角。垂直探测器和水平探测器由闪烁晶体和光敏二极管组成，闪烁晶体可采用CsI（Tl）。距离X射线源远的位置采用低密度晶体，例如可采用2.0（毫米／象素）的晶体，距X射线源近的位置采用高密度晶体，例如可采用1.2（毫米／象素）的晶体。鉴于线扫描系统是通过线阵列的探测器完成一维扫描，通过传送带运动完成第二维扫描，X射线源是点源，两个通道上的物体距探测器距离不同，投影尺度也不同，而传送带的速度由机场设备限制必须相同，所以造成两通道物体透视图像的高、宽比例不同。一般来讲，这种失真可以采用探测器阵列的象素挖补来得到补偿。但挖补的份额受到系统分辨率的限制。通过采用不同密度的探测器阵列，即在需挖补象素较多的部分采用密度高的探测器阵列，使这一矛盾得以解决。与此相应，由通道结构决定，探测器诸象素距源的距离不等，相应的系统灵敏度也不同，距离远的象素因距离相对误差小，引起的失真小，故可选用象素密度小但象素面积大的探测器阵列，使灵敏度的均衡和失真的补偿得到兼顾。电子机柜［9］用螺钉固定在左侧墙［12］上。整个设备都采用了可拆装式结构，用螺钉连接，这样不但便于拆装运输，而且能根据各机场传送带的情况对本发明的设备稍加修改就能匹配安装。在电子机柜［9］下部装有X射线源［1］，提供140keV的X射线束，在X射线出束口安置一个准直器［2］，其出口是一条0.5～0.7毫米宽的直线缝。准直器的作用是将X射线源发射出的X射线束准直在其断面为0.5～0.7毫米厚的扇形范围内。

电子机柜［9］中装有视频信号处理器［7］、X射线源控制电路［15］和系统控制器［14］。系统控制器［14］接收来自操作键盘的控制信号并进行逻辑判断，然后发出供给其他部分的控制信号。X射线源控制电路的作用是接到系统控制信号后能够自动接通或断开X射线源的供电电压，并在提供X射线源供电电压时自动调整X光管的高压和束流保持恒定。视频信号处理器［7］中的模／数信号处理器［16］与探测器［5、6］和系统控制器［14］相接，在系统控制器的控制下，将探测器送来的各通道模拟信号转变为数字信号，并进行均衡处理，处理信号的节拍由系统时钟［18］提供。图像存贮器［17］与模／数信号处理器［16］相接，其作用是将数字化的图像信号进行存贮，存贮所需的地址和其他控制信号由系统时钟［18］提供。直方图均衡器［19］与模／数信号处理器［16］和图像存贮器［17］相接。当被检物品通过X射线束正常扫描时，模／数信号处理器［16］对图像数据进行处理，并统计出图像灰度的密度；当被检物品通过通道后，模／数信号处理器［16］对统计结果进行计算，得出相应的直方图均衡曲线，然后将曲线写到直方图均衡器［19］中，使得从图像存贮器［17］出来的图像数据经过直方图均衡器［19］进行直方图曲线均衡后得到对比度增强的效果。数／模转换器［20］与系统时钟［18］和直方图均衡器［19］相接，其作用是将经过直方图均衡器［19］进行均衡后的数字图像信号转换为模拟图像信号，并与来自系统时钟［18］的复合消隐和复合同步信号结合，形成满足监视器所需要的全电视信号，然后输给监视器［8］。监视器［8］将接收到的模拟全电视信号显示在荧光屏上。

直方图均衡器［19］的结构为：图像锁存器［21］的一端［32］与图像存贮器相接，另一端［33］与系统时钟［18］相接，图像锁存器［21］在来自系统时钟［18］的信号控制下以100ns的周期把来自图像存贮器［17］的图像数据锁存起来。输入端与输出口地址译码器［29］相接的驱动器［22］用于增加信号的驱动能力，然后将信号输到写地址计数器［23］，写地址计数器［23］用于产生写直方图均衡曲线所需要的地址，输出端与多路切换器［24］相接。多路切换器［24］受通过图像数据锁存器［21］而来的系统时钟的复合消隐信号控制，在电视扫描正程期间使来自图像数据锁存器［21］的图像数据通过，在电视扫描逆程（即消隐）期间使来自写地址计数器［23］的写地址通过。与多路切换器［24］相接的高速静态随机存贮器［25］是存取速度为55ns的静态存贮器，共有4页（可存放4条映射曲线），在图像扫描逆程期间可由信号处理器［30］将直方图均衡曲线写入，在图像扫描正程期间对图像数据进行增强，其输出端［37］与数／模转换器［20］相接。接在高速静态随机存贮器［25］和信号处理器［30］之间的写数据驱动器［26］的作用是在写数据时为高速静态随机存贮器提供驱动力增强的数据信号，在图像正程扫描期间使信号处理器的数据总线和图像数据隔离。多路切换器［27］的输入端［34］与系统时钟［18］相接，［35］与模／数信号处理器［16］相接，［36］与系统控制器［14］相接，还与选通信号触发器［28］和选页信号寄存器［31］相接，输出端与信号处理器［30］和高速静态随机存贮器［25］相接，多路切换器受选通信号触发器的控制，使来自模／数信号处理器的开始转换信号送至信号处理器［30］，来自系统控制器的键盘选页信号送至高速静态存贮器［25］或使来自系统时钟的复合消隐信号送至信号处理器［30］，来自选页寄存器的选页信号送至高速静态存储器［25］。选通信号触发器［28］输入端与驱动器［22］相接，输出端与多路切换器［27］相接，用于控制多路切换器［27］。输出口地址译码器［29］的输入端与信号处理器［30］相接，输出端与选页信号寄存器［31］和驱动器［22］相接，其作用是对信号处理器［30］的地址进行译码，以产生输出口地址。输出W3用于锁存从信号处理器［30］数据线来的选页信号，W4用于对写地址计数器［23］清零和触发选通信号触发器［28］以控制多路切换器［27］，W6用于使写地址计数器［23］计数，并使高速静态随机存贮器［25］处于写状态。信号处理器［30］位于模／数信号处理器［16］中，当它计数完直方图均衡曲线后，首先送出W4信号，对写地址计数器［23］清零，并将复合消隐信号经多路切换器［27］送到信号处理器的BIO输入端，然后不断查询BIO是否为低电平，若是，说明处于图像扫描逆程期间，可送出W6信号将直方图均衡曲线数据经过写数据驱动器［26］写入高速静态随机存贮器［25］中；当W6信号结束时，产生一个上升沿使写地址计数器［23］计数，以准备好下一个要写的地址。选页信号寄存器［31］的输入端与输出口地址译码器［29］和信号处理器［30］相接，输出端与多路切换器［27］相接，它受输出口地址译码器W3的控制，通过多路切换器［27］为高速静态存贮器［25］提供选页信号。

本实用新型考虑到了机场托运行李时，乘客需要输登机手续，因而时间富裕的特点，使相邻两个传送带共用一套检查设备，交替检查两个通道的行李。这样既减小了占地面积，又降低了设备的制造成本，充分发挥了设备的效率。探测器中的闪烁晶体根据距离X射线源的远近而选择了两种不同密度的晶体，解决了双通道成象的几何失真和灵敏度不均衡问题。在视频信号处理中增设了一个直方图均衡器，自动实现了图像灰度均衡，便于操作人员判读，提高了检查的速度和可信赖度。

Claims (2)

1、一种双通道X射线线扫描检查设备，包括：

(1)X射线源[1]，

(2)X射线源控制电路[15]。

(3.1)垂直探测器[5]，

(3.2)水平探测器[6]，

(4)传送装置，

(5)系统控制器[14]，

(6)监视器[8]，和

(7)视频信号处理器[7]，包括：

(7.1)模/数信号处理器[16]，

(7.2)图像存贮器[17]，

(7.3)系统时钟[18]，

(7.4)数/模转换器[20]，

其特征在于：

(3.1)探测器使用了不同密度的晶体，

(4)传送装置有两个通道[3、5]，和

(7.5)在视频信号处理器[7]中的图像存贮器[17]和数/模转换器[20]之间增设了一个直方图均衡器[19]。

2、如权利要求1所述的双通道X射线线扫描检查设备，其特征是直方图均衡器［19］包括：

（1）输入端［32］与系统时钟［18］相接，［33］与图像存贮器［17］相接，输出端与多路切换器［24］相接的图像数据锁存器［21］，

（2）输入端与输出口地址译码器［29］相接，输出端与写地址计数器［23］相接的驱动器［22］，

（3）输入端与驱动器［22］相接，输出端与多路切换器［24］相接的写地址计数器［23］，

（4）输入端与图像数据锁存器［21］和写地址计数器［23］相接，输出端与高速静态随机存贮器［25］相接的多路切换器［24］，

（5）输入端与多路切换器［24、27］、驱动器［22］和写数据驱动器［26］相接，输出端［37］与数／模转换器［20］相接的高速静态随机存贮器［25］，

（6）输入端与信号处理器［30］和驱动器［22］相接，输出端与数／模转换器［20］相接的写数据驱动器［26］，

（7）输入端［34］与系统时钟［18］相接，［35］与模／数信号处理器［16］相接，［36］与系统控制台［14］的键盘相接，输入端还与选通信号触发器［28］和选页信号寄存器［10］相接，输出端与信号处理器［30］和高速静态随机存贮器［25］相接的多路切换器［27］，

（8）输入端与驱动器［22］相接，输出端与多路切换器［27］相接的选通信号触发器［28］，

（9）输入端与信号处理器［30］相接，输出端与驱动器［22］和选页信号寄存器［31］相接的输出口地址译码器［29］，

（10）输入端与多路切换器［27］相接，输出端与输出口地址译码器［29］、写数据驱动器［26］和选页信号寄存器［31］相接的信号处理器［30］，和

（11）输入端与输出口地址译码器［29］和信号处理器［30］相接，输出端与多路切换器［27］相接的选页信号寄存器［31］。

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