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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Röntgenbildgebungstechnologie
und insbesondere ein Abtast-Röntgenbildgebungsverfahren,
das in einem System zur Röntgenprüfung von großen
Gegenständen verwendet wird.
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Beschreibung des Standes der
Technik
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Mithilfe
des Durchdringungsvermögens energiereicher Röntgenstrahlen
kann die Röntgenbildgebungstechnologie berührungslos
in die innere Struktur eines Gegenstands sehen, um ein Durchstrahlungsbild des
Gegenstands zu erhalten. Bei der Prüfung großer
Gegenstände beim Stand der Technik besteht das Funktionsprinzip
der Abtast-Röntgenbildgebung darin, dass Röntgenstrahlen
von einer Strahlungsquelle ausgesendet werden, durch einen zu detektierenden
Gegenstand hindurchgehen, von einem Detektor empfangen werden und
dann in elektrische Signale umgewandelt werden, um in ein Bildgewinnungssystem
eingegeben zu werden, das wiederum die Bildsignale in einen Computermonitor
zum Anzeigen des detektierten Bilds eingibt. Im Allgemeinen ist
ein auf der Röntgenbildgebung beruhendes Durchstrahlungsbild
im Grunde die Projektion jedes Gegenstands, durch den der Strahl
von Röntgenstrahlen hindurchgeht, und es enthält
keine Informationen zur räumlichen Tiefe. Daher ist ein
Abtastbild ein Bild, das durch Übereinanderlegen der Projektion
jedes der mehreren Gegenstände entlang einem Abtaststrahl
entsteht, wenn alle Gegenstände genau in der Einfallsrichtung
der Röntgenstrahlen liegen. Das ist bei der Prüfung
eines Gegenstands ungünstig, der von anderen verdeckt wird.
Um das vorstehende Problem zu überwinden, ist auf dem Gebiet
der Röntgenbildgebung eine relativ ausgereifte Technologie
zur Objektrekonstruktion vorgeschlagen worden, die ein rechnergestütztes
Tomografie-Abtastverfahren verwendet. Dieses Verfahren hat jedoch
folgende Nachteile: komplizierte Struktur, hohe Kosten, Unvermögen,
eine schnelle Prüfung an großen Gegenständen
durchzuführen, und niedriges Durchgangsverhältnis.
Außerdem kann das Material des geprüften Gegenstands
nicht identifiziert werden.
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Im
Gegensatz dazu ist das Verarbeitungsverfahren für binokulare
stereoskopische Röntgendurchstrahlungsbilder ein Röntgenbildgebungsverfahren,
das aus einem Bild jeden Gegenstand in einer anderen Tiefe in einem
Detektionsraum auflösen kann, um ein unerwünschtes
Hindernis zu entfernen. Mit diesem Verfahren können einige
sich überdeckende Gegenstände in dem Durchstrahlungsbild
entfernt werden, sodass die überdeckten Gegenstände
klarer erscheinen. Allerdings kann die Materialbeschaffenheit eines
Gegenstands nicht identifiziert werden. Im Gegensatz dazu kann mit
dem Identifikationsverfahren für Mehrfachenergie-Röntgendurchstrahlungsbilder
die Materialbeschaffenheit, wie etwa organisches Material, Gemisch,
Metall usw., unter Verwendung des Umstands identifiziert werden,
dass ein bestimmter Gegenstand ein sich änderndes Dämpfungsvermögen
in Bezug auf verschiedene Energieniveaus hat. Mit diesem Verfahren
kann aber nur die Materialbeschaffenheit des Gegenstands identifiziert
werden, der die Dämpfungsabsorption dominiert, wenn sich
die Gegenstände gegenseitig überdecken. Die Beschaffenheit
eines Gegenstands kann mit diesem Verfahren nicht identifiziert
werden, wenn der Gegenstand nur einen geringfügigen Teil
der Gesamtdämpfung absorbiert.
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KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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In
Anbetracht der vorstehenden Nachteile beim Stand der Technik stellt
die vorliegende Erfindung ein Abtast-Röntgenidentifikations-Bildgebungsverfahren
für ein einfach gestaltetes Röntgenprüfsystem
für große Gegenstände zur Verfügung.
Das Verfahren verbindet die binokulare stereoskopische Technologie
mit der Mehrfachenergie-Durchstrahlungs-Bildgebungstechnologie,
um die Materialbeschaffenheit aus einem Durchstrahlungsbild zu identifizieren.
Bei dem Verfahren werden zunächst die Schablonenebenen
von Gegenständen entlang der Tiefenrichtung in einem Detektionsraum
mit dem binokularen stereoskopischen Verfahren erzeugt. Dann werden
Tiefenebenen-Graubilder der Gegenstände aus dem Durchstrahlungsbild
rekonstruiert. Schließlich werden mit dem Mehrfachenergie-Verfahren
die Materialien der Gegenstände identifiziert, bei denen
die Rekonstruktion von entsprechenden Graubildern in der Tiefenebene
erfolgreich war.
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Erfindungsgemäß weist
ein Materialidentifikationsverfahren, bei dem binokulare stereoskopische
und Mehrfachenergie-Durchstrahlungsbilder verwendet werden, die
folgenden Schritte auf: Veranlassen, dass zwei Winkel-Röntgenstrahlenstrahlen
durch zu prüfende Gegenstände hindurchgehen, um
Daten eines linken und eines rechten Durchstrahlungsbilds zu erhalten,
wobei das linke und das rechte Durchstrahlungsbild segmentiert werden
und die Ergebnisse der Segmentierung abgeglichen werden; Erzeugen
einer Schablonentiefenebene entlang der Tiefenrichtung der Durchstrahlungsbilder;
Rekonstruieren eines Tiefenebenen-Graubilds aus den Durchstrahlungsbildern;
Wiederholen des vorstehenden Prozesses an Durchstrahlungsbildern
mit einer Variationsenergie, um eine Schablonentiefenebene jeder
Tiefenebene für die Variationsenergie zu erhalten; Verbinden
der Schablonenebenen für verschiedene Energieniveaus in
derselben Tiefe, um eine Schablonentiefenebene für jede
Tiefenebene und Energie einer vorgegebenen Gruppe von Energieniveaus
zu erhalten; und Identifizieren des Materials der Gegenstände,
für die jeweils die Grauwert-Rekonstruktion in der Tiefenebene
erfolgreich war.
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Mit
dem erfindungsgemäßen Materialidentifikationsverfahren,
bei dem binokulare stereoskopische und Mehrfachenergie-Durchstrahlungsbilder
verwendet werden, kann ein Hindernis, das die Strahlenabsorption
dominiert, aus den Gegenständen entfernt werden, die sich
in der Richtung eines Strahlenstrahls überdecken. Der Gegenstand,
der wegen eines relativ geringen Umfangs der Strahlenabsorption
nicht sichtbar ist, tritt dadurch hervor, und die Materialbeschaffenheit
des Gegenstands, wie etwa organisches Material, Gemisch, Metall
und dergleichen, kann identifiziert werden.
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Mit
dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich,
das Material einer nichtdominanten Komponente entlang der Strahlenrichtung
zu identifizieren. Dadurch wird eine Grundlage für die
automatische Identifikation von gefährlichen Gegenständen,
wie etwa Sprengstoff, Drogen usw., gelegt, die in einem Frachtcontainer verborgen
sind.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
eine schematische Tiefenebene eines Detektionsraums bei dem erfindungsgemäßen
binokularen stereoskopischen Verfahren.
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2 zeigt
ein detailliertes Ablaufdiagramm einer erfindungsgemäßen
Bildsegmentierung.
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3 zeigt
ein Beispiel für die abgeglichenen Schablonenebenen nach
der vorliegenden Erfindung.
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4 zeigt
einen Ablauf zum Erhalten eines Schablonenbilds für jede
Ebene und Energie nach der vorliegenden Erfindung.
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5 zeigt
ein Beispiel für eine linke Ansicht und ihre Grauwert-Rekonstruktion,
die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhalten
wird.
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6 zeigt
einen Ablauf für die erfindungsgemäße
Grauwert-Rekonstruktion von Graubildern für verschiedene
Energieniveaus.
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7 zeigt
einen detaillierten Ablauf für die erfindungsgemäße
Einfachenergie-Grauwert-Rekonstruktion.
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8 zeigt
ein Ablaufdiagramm für die erfindungsgemäße
Materialidentifikation eines Gegenstands auf einer Ebene.
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9 ist
ein Diagramm, das die Wirkung der Mehrfachenergie-Identifikation
für verschiedene Arten von nicht-überdeckenden
Materialien zeigt.
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10 ist
ein Diagramm, das die Wirkung der Identifikation ohne Entfernungsverarbeitung
zeigt.
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11 ist
ein Diagramm, das die Wirkung der Mehrfachenergie-Materialidentifikation
mit einer binokularen stereoskopischen Entfernungsverarbeitung an
unerwünschten Hindernissen zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nachstehend
wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren
näher beschrieben.
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Erfindungsgemäß weist
das Materialidentifikationsverfahren, bei dem binokulare stereoskopische
und Mehrfachenergie-Durchstrahlungsbilder verwendet werden, drei
Implementierungsteile auf, die nachstehend beschrieben werden.
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1. Erhalten einer Schablonentiefenebene
für ein binokulares stereoskopisches Bild jeder Energie
durch Verwenden des Verfahrens der binokularen stereoskopischen
Verarbeitung für das binokulare stereoskopische Bild und
durch Verbinden der Tiefenebenenschablonen für verschiedene
Energieniveaus zu einer Schablone für eine Gruppe von Tiefenebenenbildern
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1 zeigt
eine schematische Tiefenebene eines Detektionsraums bei dem erfindungsgemäßen
binokularen stereoskopischen Verfahren. Wie in 1 gezeigt,
ist der Detektionsraum ein 3D-Raum, der aus einem Bereich besteht,
der über einen Sektor abgetastet wird, der zwischen einer
Strahlenquelle (Ursprung O) und Detektoren (vertikale Strahlen an
Positionen L und R) definiert ist. In diesem Raum stellt O den Koordinatenursprung
dar, S bezeichnet die Position der Strahlenquelle, L und R stellen den
linken und rechten Detektorstrahl dar, OL und OR bezeichnen den
linken und den rechten Strahlenstrahl, und θ bezeichnet
den Winkel zwischen dem linken und dem rechten Strahlenstrahl.
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In 1 wird
die Abtastrichtung (vertikal nach oben) als positive Richtung der
x-Achse festgelegt, wobei der Koordinatenwert die Abtastungsnummer
ist. Die Richtung der Anordnung der Detektoren (die vertikal aus
der Ebene des Papiers verläuft) ist als positive Richtung
der y-Achse festgelegt, wobei der Koordinatenwert die Detektorennummer
ist. Die Richtung horizontal nach rechts ist als positive Richtung
der z-Achse festgelegt, wobei der Koordinatenwert die Tiefenebenennummer
ist. Der Raum, in dem sich das orthogonale Koordinatensystem befindet
und die Position O der Strahlenquelle S der Ursprung ist, wird als
Detektionsraum bezeichnet. Tiefenebenen sind eine Folge von Raumebenen,
die parallel zur x-O-y-Ebene sind. Die Strichlinien in 1 geben
die Projektion der Tiefenebenen auf der x-O-z-Ebene an, und die
Tiefe jeder Tiefenebene ist der Abstand zwischen der Ebene und der
x-O-y-Ebene. L und R bezeichnen die Projektionen des linken bzw. rechten
Strahlenstrahls auf der x-O-z-Ebene. θ bezeichnet den Winkel
zwischen den Projektionen des linken und rechten Strahlenstrahls
auf der x-O-z-Ebene.
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Mit
dem Bildrandextraktionsverfahren kann ein Schablonenbild eines Gegenstands
in dem Detektionsraum erhalten werden, das heißt, es werden
zunächst mehrere Ränder durch Detektieren einer
lokalen Diskontinuität erhalten, und diese werden dann
miteinander verbunden. Dieses Randextraktionsverfahren ist wegen
der dem Röntgendurchstrahlungsbild innewohnenden Eigenschaften
für überdeckende Gegenstände bei der
Segmentierung eines Röntgendurchstrahlungsbilds zuverlässig.
In der vorliegenden Erfindung werden Sobel- und Canny-Randdetektionsoperatoren
gleichzeitig verwendet, um Ränder zu extrahieren, die dann
zu einem resultierenden Randbild synthetisiert werden. Schließlich
werden in dem resultierenden Randbild die Ränder verbunden,
um geschlossene Bereiche zu definieren. Auf diese Weise kann die
Segmentierung jeweils für die linke und rechte Ansicht
erfolgen.
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2 zeigt
ein detailliertes Ablaufdiagramm einer erfindungsgemäßen
Bildsegmentierung, anhand dessen die erfindungsgemäße
Bildsegmentierung näher beschrieben wird.
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Der
Ablauf beginnt mit der Randextraktion im Schritt 01. In der vorliegenden
Erfindung werden für die Randextraktion Sobel- und Canny-Randdetektionsoperatoren
gleichzeitig verwendet. Nehmen wir an, dass ein digitales Bild {f(i,
j)}, f(i, j) den Grauwert eines Pixels in der i-ten Zeile und der
j-ten Spalte darstellt, und {f(i, j)} die Menge aller Pixel in dem
Bild darstellt. Für jedes Pixel in einem digitalen Bild
{f(i, j)} berechnet der Sobel-Randdetektionsoperator eine gewichtete
Grauwertdifferenz zwischen dem Pixel und seinen Nachbarpixeln (dem
oberen, unteren, linken und rechten Pixel), wobei das nähere
Nachbarpixel ein größeres Gewicht hat und das
weiter entfernte Nachbarpixel ein kleineres Gewicht hat, wie in
der folgenden Gleichung definiert ist: s(i,j)
= |Δxf| +|Δyf|
=
|(f(i – 1, j – 1) + 2f(i – 1, j)
+
f(i – 1, j + 1)) – (f(i + 1, j – 1)
+
2f(i + 1, j) + f(i + 1, j + 1))|
+ |(f(i – 1, j – 1)
+ 2f(i, j – 1)
+ f(i + 1, j – 1)) – (f(i – 1,
j + 1)
+ 2f(i, j + 1) + f(i + 1, j + 1))|
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In
der vorstehenden Gleichung stellen |Δ
xf|
und |Δ
yf| die Faltungssummen der
Faltungsoperatoren Δ
xf und Δ
yf in der i-ten Zeile bzw. der j-ten Spalte
dar. Die Faltungsoperatoren sind in Matrixform definiert als:
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Dann
wird ein Schwellenwert Th gewählt, und ein Pixel (i, j)
wird als Stufen-Randpunkt bestimmt, wenn es S(i, j) > Th erfüllt,
wobei S(i, j) das resultierende Randbild darstellt.
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Ein
Canny-Randdetektionsalgorithmus weist hingegen folgende Schritte
auf: Glätten des Bilds mit einem Gauß-Filter;
Berechnen der Größe und Richtung des Gradienten
durch Verwenden einer finiten Differenz der partiellen Ableitung
erster Ordnung; Verwenden eines Bilds mit nicht-maximaler Unterdrückung
für die Größe des Gradienten; und Detektieren
und Verbinden von Rändern mittels des Zwei-Schwellen-Algorithmus.
Der Canny-Operator kann durch Verwenden des Zwei-Schwellen-Algorithmus
Pseudoränder reduzieren. Insbesondere wird das Bild mit
nicht-maximaler Unterdrückung mit zwei Schwellenwerten
Th1 und Th2, wobei
2Th1 ≈ Th2 ist,
binarisiert, um zwei Schwellenrandbilder N1(i,
j) und N2(i, j) zu erhalten. N2(i,
j) wird mit dem höheren Schwellenwert Th2 extrahiert
und hat daher weniger Pseudoränder, aber dort gibt es eine
Diskontinuität. Daher muss jeder unterbrochene Rand zu
einem aus einem Ganzen bestehenden und zusammenhängenden
Rand in N2(i, j) verbunden werden. Der Algorithmus
beginnt mit einem Pixel, das als Endpunkt in N2(i,
j) bezeichnet wird, und sucht dann in der 8er-Nachbarschaft um ein
Pixel in N1(i, j) herum, das dem Endpunkt
entspricht, nach einem Pixel, das mit dem Endpunkt verbunden werden
kann. Auf diese Weise sammelt der Algorithmus ständig und
wiederholt Endpunkte in N1(i, j), bis der
unterbrochene Rand in N2(i, j) zu einem
ununterbrochenen Umriss wird.
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Schließlich
wird im Schritt 02 ein Bild mit einem geschlossenen Rand erhalten.
Wie später erläutert wird, sollten alle Ränder,
die mittels Sobel- und Canny-Randdetektionsoperatoren detektiert
werden, berücksichtigt werden, um eine Randverbindung für
ein zufriedenstellendes Bild mit geschlossenem Rand zu realisieren.
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In
der vorliegenden Erfindung resultiert das erste Randbild aus einer
logischen ODER-Operation zwischen den binären Randbildern
mittels der vorgenannten zwei Operatoren. Jeder der mit dem vorstehenden Verfahren
erhaltenen Ränder weist aufgrund des Rauscheffekts und
dergleichen normalerweise unterbrochene Teile oder sogar einzelne
Randpixel auf, und daher müssen diese Teile oder Randpixel
verbunden werden. In der vorliegenden Erfindung werden zwei Randpixel
aufgrund ihrer Ähnlichkeit hinsichtlich der Größe und/oder
Richtung des Gradienten verbunden. Beispielsweise kann ein Pixel
(s, t) mit einem Pixel (x, y) verbunden werden, wenn das erstere
in der Nähe des letzteren liegt und die Größe
und Richtung ihrer Gradienten die folgende Bedingung für
die gegebenen Schwellenwerte erfüllen:
|∇f(x,
y) – ∇f(s, t)| ≤ T |∇φ(x,
y) – ∇φ(s, t)| ≤ Aworin
und T den Schwellenwert für
die Größe und A für den Winkel darstellt.
In dieser Weise kann durch Wiederholen der vorstehenden Bestimmung
und Verbindung bei allen relevanten Randpixeln ein zusammenhängender
und geschlossener Rand erhalten werden.
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Im
Schritt 03 wird jedes Bild der linken und der rechten Ansicht nach
einem entsprechenden resultierenden Bild mit geschlossenem Rand
segmentiert. Da hier das Bild durch den geschlossenen Rand in zwei Arten
von Bereichen, d. h. einen inneren und einen äußeren
Bereich, geteilt wird, kann mit einer morphologischen Dilatationserosion
ein Pixel gefunden werden, das zu einem der inneren Bereiche gehört.
Dann werden, beginnend mit diesem Pixel und unter Verwendung des
Bereichswachstumsverfahrens, die Pixel, die zu dem inneren Bereich
gehören, mit dem Wert „1" gefüllt, und
die Pixel, die zu dem äußeren Bereich gehören,
werden mit dem Wert „0" gefüllt. Dadurch wird
die binäre Schablone für jeden inneren Bereich
erhalten. Die Schablone hat eine Größe, die gleich
der Projektion des Detektionsraums auf der x-O-y-Ebene ist, d. h.,
Anzahl von Abtastoperationen (Breite) x Anzahl der Detektoren (Höhe).
Nun ist die Bildsegmentierung beendet, und auf diese Weise werden
Schablonen für den Gegenstand erhalten.
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Erfindungsgemäß werden
die Gegenstände in den beiden Schablonenbildern nach bestimmten
Regeln mit dem Verfahren der binokularen Stereoskopie abgeglichen.
Insbesondere wird für einen Gegenstand sein zusammenhängender
Bereich, der mit dem Wert „1" gefüllt ist, in
dem linken Schablonenbild mit jeder der Schablonen in dem rechten
Schablonenbild verglichen, um die entsprechende Schablone in der
rechten Ansicht zu finden. Auf diese Weise hat jeder abgeglichene
Gegenstand eine entsprechende Schablone jeweils in der linken und
rechten Ansicht, und die Positionsdifferenz zwischen den beiden
Schablonen in der horizontalen Richtung wird als Parallaxe pr bezeichnet.
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Der
Theorie der binokularen Stereoskopie zufolge wird die Beziehung
zwischen jeder Durchstrahlungstiefe z und der Parallaxe pr wie folgt
definiert: tan(θ/2) = pr/z.
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Jeder
der abgeglichenen Gegenstände wird in der Tiefenebenenschablone
in einer entsprechenden Tiefe gezeichnet, die z
= pr/tan–1(θ/2) = (μx,i – μx,j)/tan–1(θ/2)ist, worin μx,i und ux,j die
horizontalen Koordinaten der Schwerpunkte in der linken und rechten
Ansicht für jeden abgeglichenen Gegenstand in der Tiefenebenenschablone
sind. Die Parallaxe ist direkt proportional zur Tiefe jeder Ebene.
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3 zeigt
ein Beispiel für die abgeglichenen Schablonenebenen nach
der vorliegenden Erfindung. In 3 sind die
Segmentierungsergebnisse der linken und rechten Ansicht gezeigt. 3(a) ist eine Schablone in der linken
Ansicht für einen Gegenstand, und 3(b) ist
eine Schablone in der rechten Ansicht für den gleichen
Gegenstand. Hier sind die Schablonen für den Gegenstand
beide rechteckig.
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Bei
einer Tiefenebenenschablone, die mit dem Verfahren der binokularen
Stereoskopie aus einem Durchstrahlungsbild erhalten wird, stellt
die Ebenennummer die Position eines Gegenstands in dem Detektionsraum
entlang der Tiefenrichtung dar, und die geometrische Form der Schablone
stellt den Umriss des Gegenstands dar.
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Der
vorstehende Prozess wird für jedes Durchstrahlungsbild
mit einer Variationsenergie wiederholt, und dadurch kann die Schablonentiefenebene
für jede Ebene und Energie erhalten werden. Auf diese Weise kann
eine Schablonentiefenebene jeder Ebene für alle Energieniveaus
durch Verbinden der Schablonenebenen verschiedener Energieniveaus
an der gleichen Position durch eine logische ODER-Operation erhalten werden.
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4 zeigt
ein Ablaufdiagramm zum Erhalten von Schablonenebenen für
entsprechende Ebenen und Energieniveaus nach der vorliegenden Erfindung.
Wie in 4 gezeigt, wird zunächst ein Satz von
Durchstrahlungsbildern erzeugt, die mit entsprechenden Strahlungsenergieniveaus
erzeugt werden. Dann wird eine Doppelschleifen-Operation mit einer
Schachtelung von inneren und äußeren Schleifen
ausgeführt, wobei die inneren und äußeren
gestrichelten Überlappungen entsprechend die beiden Schleifen
darstellen. Die innere Schleife dient zum Erzeugen von Schablonenebenen.
in dieser Schleife wird zunächst ein Satz von abgeglichenen
Gegenständen erzeugt. Dann werden für die Gegenstände
in den binokularen stereoskopischen Durchstrahlungsbildern für
bestimmte Energieniveaus die Schablonen-Erzeugung, Abgleichung und
Parallaxenberechnung in den vorgenannten Schritten 01 bis 03 durchgeführt,
wobei die laufenden Nummern der abgeglichenen Gegenstände
eine Schleifenvariable bilden. Die Schablonen mit der Näherungsparallaxe
werden mittels einer logischen ODER-Operation zu einer einzigen
Tiefenebene verbunden, um einen Satz von Schablonenebenen von abgeglichenen
Gegenständen in entsprechenden Tiefenebenen für
die einzelnen Strahlungsenergieniveaus zu erhalten. Die äußere
Schleife betrifft verschiedene Strahlungsenergieniveaus. Diese Schleife
läuft in der folgenden Reihenfolge ab: Ausführen
der inneren Schleife; Erzeugen, für die aktuelle Energie,
einer Tiefenebene, die die Schablonen der abgeglichenen Gegenstände
in entsprechenden Durchstrahlungstiefen enthält; Auswählen
der Durchstrahlungsbilder, die auf dem nächsten Energieniveau
erzeugt werden; und Wiederholen der vorhergehenden Operationen an
den Bildern, bis die Durchstrahlungsbilder für alle Energieniveaus
verarbeitet worden sind. Nach Beendigung der äußeren
Schleife werden die Sätze der Schablonenebenen für
verschiedene Energieniveaus durch eine logische ODER-Operation zu
einem Satz von Schablonenebenen verbunden, die jeweils verschiedene
Gegenstandsschablonen enthalten und ihre Tiefe als Unterscheidungskriterium
verwenden.
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2. Implementieren der Grauwert-Rekonstruktion
für verschiedene Energieniveaus entsprechend den Tiefenebenenschablonen
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Die
vorstehend erhaltenen Schablonenebenen spiegeln nur die geometrische
Form der Gegenstände und ihre Positionen in beispielsweise
einem Frachtcontainer wider. Die Grauwert-Rekonstruktion für
verschiedene Energieniveaus muss die Materialidentifikation realisieren.
Durch die Grauwert-Rekonstruktion können die Grauwerte
auf verschiedenen Energieniveaus für jeden der segmentierten
Gegenstände erhalten werden. Dann kann die Materialidentifikation
für diese Gegenstände implementiert werden.
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Bei
der Grauwert-Rekonstruktion werden die Grauwerte der Gegenstände
in jeder Tiefenebene für jedes Energieniveau mittels des
binokularen stereoskopischen Grauwert-Rekonstruktionsverfahrens
rekonstruiert, bei dem die Grauwerte Ebene um Ebene von ganz außen
nach ganz innen entfernt werden. Mit anderen Worten, die Grauwert-Rekonstruktion
wird zunächst für den abgeglichenen Gegenstand
in der äußerste Ebene (die unmittelbar an den
Hintergrundbereich angrenzt) in der x-O-y-Ebene durchgeführt.
Dadurch wird ein rekonstruiertes Graubild des Gegenstands erhalten.
In dem rekonstruierten Graubild hat der Hintergrundbereich den gleichen
Grauwert wie der Original-Hintergrund, während der Grauwert
innerhalb des Umrisses des Gegenstands einen Wert annimmt, der gleich
dem Wert ist, der durch ein unabhängiges Abtasten des Gegenstands
erhalten wird. Dann wird dieser Gegenstand unter Verwendung des
rekonstruierten Grauwerts aus dem Originalbild entfernt. Die gleiche
Verarbeitung wird dann für den Gegenstand in der nächstäußeren
Ebene durchgeführt. Dieser Prozess wird wiederholt, bis
alle abgeglichenen Gegenstände der Grauwert-Rekonstruktion
unterzogen worden sind.
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Nachstehend
wird die Grauwert-Rekonstruktion in Verbindung mit den in 4 gezeigten
Schablonenbildern anhand der linken Ansicht in 5(a) als
Beispiel beschrieben.
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In 5(a) sind drei Gegenstände, die
sich gegenseitig überdecken, als großes Rechteck,
kleines Rechteck und kleine Ellipse von ganz außen nach
ganz innen gezeigt. Die 5(b), 5(c) und 5(d) zeigen
die Wirkung der Grauwert-Rekonstruktion, wobei 5(b) der äußersten
Ebene entspricht, 5(c) der mittleren Ebene
entspricht und 5(d) der innersten
Ebene entspricht.
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5(b) zeigt das Ergebnis der Grauwert-Rekonstruktion
des äußersten Gegenstands, bei dem der Grauwert
eines hellen Farbbereichs gleich dem des Hintergrundbereichs in
dem Originalbild ist und der Grauwert eines dunklen Farbbereichs
durch Subtrahieren des rekonstruierten Grauwerts des äußersten
Gegenstands von dem Grauwert des hellen Farbbereichs erhalten wird.
Wie in der Figur gezeigt, ist der Umriss des dunklen Farbbereichs
ein großes Rechteck, das mit dem des Gegenstands in seinem
Schablonenbild identisch ist. 5(c) zeigt
das Ergebnis der Grauwert-Rekonstruktion des mittleren Gegenstands,
bei dem der Grauwert eines hellen Farbbereichs gleich dem des Hintergrundbereichs
in dem Originalbild ist und der Grauwert eines dunklen Farbbereichs
durch Subtrahieren des rekonstruierten Grauwerts des mittleren Gegenstands
von dem Grauwert des hellen Farbbereichs erhalten wird. Wie in der
Figur gezeigt, ist der Umriss des dunklen Farbbereichs ein kleines
Rechteck, das mit dem des Gegenstands in seinem Schablonenbild identisch
ist. 5(d) zeigt das Ergebnis der Grauwert-Rekonstruktion
des innersten Gegenstands, bei dem der Grauwert eines hellen Farbbereichs
gleich dem des Hintergrundbereichs in dem Originalbild ist und der
Grauwert eines dunklen Farbbereichs durch Subtrahieren des rekonstruierten
Grauwerts des innersten Gegenstands von dem Grauwert des hellen
Farbbereichs erhalten wird. Wie in der Figur gezeigt, ist der Umriss
des dunklen Farbbereichs eine kleine Ellipse, die mit der des Gegenstands
in seinem Schablonenbild identisch ist.
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6 zeigt
einen Ablauf für die Grauwert-Rekonstruktion von Graubildern
für verschiedene Energieniveaus.
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Wie
in 6 gezeigt, stellt der gestrichelte Block eine
Schleife für verschiedene Energieniveaus dar. Zunächst
wird ein Satz erzeugt, der die Durchstrahlungsbilder und den Schablonentiefensatz
enthält, der durch den ersten Teil des Implementierungsprozesses
erhalten wird. Wie vorstehend dargelegt, werden die Durchstrahlungsbilder
auf verschiedenen Strahlungsenergieniveaus erhalten und werden voneinander
durch Energieniveaus unterschieden, und der Schablonentiefenebenensatz
enthält mehrere Gegenstandsschablonen für jede
Tiefenebene, wobei die Durchstrahlungstiefe das Unterscheidungskriterium
für diese Schablonenebenen ist. In der einen Schleife wird
die Graubild-Rekonstruktion für jedes Energieniveau durchgeführt, wobei
das binokulare stereoskopische Durchstrahlungsbild für
dieses Energieniveau den folgenden Operationen unterzogen wird:
Grauwert-Rekonstruktion, Entfernen eines Gegenstands aus dem Originalbild
und Erzeugen eines rekonstruierten Graubilds für den Gegenstand
aufgrund des Ergebnisses der Bildsegmentierung in dem ersten Teil
des Gesamtprozesses, d. h., des Satzes von Schablonenebenen, die
in dem ersten Teil erhalten werden. Die Einzelheiten zu der Grauwert-Rekonstruktion
werden unter Bezugnahme auf 7 beschrieben.
Anschließend wird ein Durchstrahlungsbild, das einem anderen
Energieniveau entspricht, ausgewählt und wird ebenfalls
aufgrund des Ergebnisses der Bildsegmentierung in dem ersten Teil
des Gesamtprozesses den vorgenannten Schritten unterzogen. Dieser
Vorgang wird ständig wiederholt, bis alle Energieniveaus
abgearbeitet worden sind. Schließlich werden die rekonstruierten
Graubilder der Gegenstände für alle Energieniveaus
zu einem Satz zur Verwendung bei der Materialidentifikation verbunden.
Das kann unter anderem ein ternärer Satz mit drei Nestern
sein. Das erste Nest ist ein Tiefenebenensatz, der alle Tiefenebenen enthält,
die durch die Durchstrahlungstiefe voneinander unterschieden werden.
Das zweite Nest ist ein Gegenstandssatz, der die abgeglichenen Gegenstände
in einer bestimmten Durchstrahlungstiefe enthält, wobei
diese Gegenstände durch ihre laufenden Nummern voneinander
unterschieden werden. Das dritte Nest ist ein Energiesatz, der die rekonstruierten
Graubilder bestimmter abgeglichener Gegenstände auf allen
Energieniveaus enthält, wobei diese Bilder durch verschiedene
Strahlungsenergieniveaus voneinander unterschieden werden.
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Das
vorstehende Verfahren zum Erzeugen eines rekonstruierten Graubilds
eines Gegenstands und zum Durchführen der Graubild-Rekonstruktion
für jedes Energieniveau wird durch Entfernen jedes Graubilds Ebene
um Ebene von ganz außen nach ganz innen durchgeführt.
Insbesondere wird zunächst der Grauwert für den
abgeglichenen Gegenstand in der äußersten Lage
(direkt an den Hintergrundbereich angrenzend) rekonstruiert und
aus dem Bild entfernt. Dann wird der Gegenstand in der zweitäußersten
Lage in der gleichen Weise verarbeitet. Dieses Verfahren wird wiederholt,
bis die Grauwert-Rekonstruktion an allen abgeglichenen Gegenständen
durchgeführt worden ist. Der Ablauf ist in 7 gezeigt.
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7 zeigt
einen detaillierten Ablauf für die erfindungsgemäße
Einfachenergie-Grauwert-Rekonstruktion. Nachstehend wird die Grauwert-Rekonstruktion
in der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 7 näher
beschrieben.
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In
der vorliegenden Erfindung wird der Grauwert für jeden
Gegenstand durch Entfernen des Grauwerts Ebene um Ebene von ganz
außen nach ganz innen rekonstruiert. insbesondere wird
zunächst der Grauwert für den abgeglichenen Gegenstand
in der äußersten Lage (direkt an den Hintergrundbereich
angrenzend) rekonstruiert und aus dem Bild entfernt. Dann wird der
Gegenstand in der zweitäußersten Lage in der gleichen Weise
verarbeitet. Dieses Verfahren wird wiederholt, bis die Grauwert-Rekonstruktion
an allen abgeglichenen Gegenständen durchgeführt
worden ist. Der Ablauf ist wie folgt:
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Schritt
01: Erzeugen eines in Frage kommenden Gegenstandssatzes für
die Grauwert-Rekonstruktion durch Verwenden der aus dem Bildsegmentierungsprozess
erhaltenen Gegenstände;
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Schritt
02: Abrufen der Eigenschaften eines der Gegenstände;
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Schritt
03: Ermitteln, ob der abgerufene Gegenstand einen Rand hat, der
an den Hintergrundbereich angrenzt;
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Schritt
04: Rekonstruieren des Grauwerts für den abgerufenen Gegenstand,
wenn dieser Gegenstand einen Rand hat, der an den Hintergrundbereich
angrenzt, und wenn der Gegenstand von einem anderen Gegenstand bedeckt
wird, Rekonstruieren des Grauwerts für den bedeckenden
Gegenstand;
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Schritt
05: Entfernen des Gegenstands aus dem Bild.
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Für
jeden Gegenstand in dem Gegenstandssatz werden die Schritte 02 bis
05 wiederholt, bis die Grauwert-Rekonstruktion an allen abgeglichenen
Gegenständen durchgeführt worden ist.
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Bei
dem Prozess der Grauwert-Rekonstruktion weist jeder der Gegenstände
nur zwei Arten von Teilen auf, wobei die eine der Teil ist, der
an den Hintergrundbereich angrenzt, und die andere der Teil ist,
der von einem anderen Gegenstand bedeckt wird. Bei einem Gegenstand,
der zunächst vollständig bedeckt ist und somit
keinen Rand hat, der an den Hintergrund angrenzt, muss ein Teil
des Bereichs, in dem der bedeckende Gegenstand liegt, zu einem Teil
des Hintergrundbereichs werden und kann dadurch nach einer ausreichenden Anzahl
von Enffernungs-Operationen als neuer Hintergrundbereich verarbeitet
werden, und dadurch hat der bedeckte Gegenstand einen Rand, der
an den Hintergrundbereich angrenzt. Der rekonstruierte Grauwert
für den Gegenstand ist gleich der Differenz zwischen dem
Grauwert außerhalb des Rands und dem Grauwert innerhalb
des Rands, das heißt: Sobj =
(Sout – Sin).
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3. Durchführen der
Materialidentifikation in den rekonstruierten Schablonenebenen für
einen Gegenstand in den Ebenen
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Die
Grauwerte auf verschiedenen Energieniveaus können nach
der vorstehenden Grauwert-Rekonstruktion für einen der
Gegenstände erhalten werden, die durch jede Schablone in
jeder Ebene dargestellt werden. Die Grauwerte ändern sich
mit dem Energieniveau, und die Materialidentifikation kann an den
Gegenständen auf einer der Ebenen durch Analysieren dieser Änderung
durchgeführt werden.
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8 zeigt
den Ablauf der Materialidentifikation. In
8 wird zunächst
der ternäre Satz „Ebene – Gegenstand – Energie"
aus dem zweiten Teil des Implementierungsprozesses eingeführt.
Dann wird eine Doppelschleife „Ebene – Gegenstand"
ausgeführt, wobei der äußere gestrichelte
Block eine Schleife für jede Durchstrahlungstiefe darstellt.
In dieser äußeren Schleife wird ein Doppelsatz „Gegenstand – Energie"
für jede Durchstrahlungstiefe erzeugt, wobei der Doppelsatz
die abgeglichenen Gegenstände auf der Ebene und die rekonstruierten
Graubilder jedes Gegenstands auf allen Energieniveaus enthält.
Dann geht der Ablauf zu der Gegenstandsschleife weiter, die durch
den inneren gestrichelten Block dargestellt wird. Die innere Schleife wird
für alle abgeglichenen Gegenstände in einer bestimmten
Tiefenebene ausgeführt, wobei die laufende Nummer jedes
Gegenstands die Schleifenvariable ist. Anschließend werden
für jeden der Gegenstände in der aktuellen Tiefenebene,
die zwischen der linken und der rechten Ansicht abgeglichen worden
sind und einer Grauwert-Rekonstruktion für alle Energieniveaus
unterzogen worden sind, nacheinander folgende Operationen ausgeführt:
Analyse der Grauwertdifferenz, Materialidentifikation und Erzeugung
eines farbigen Bilds (dieses Verarbeitungsverfahren ist in der „Beschreibung
des Standes der Technik" der Patentschrift
CN 1995993 des Anmelders näher
beschrieben, und daher werden die Einzelheiten hier nicht wiederholt).
Nachdem die Identifikation der Materialeigenschaften aller Gegenstände
für die aktuelle Tiefenebene durchgeführt worden ist,
wird eine farbige Tiefenebene in der Tiefenebene, die durch die
aktuelle Tiefenebene markiert ist, entsprechend den Schablonenebenen,
die aus dem ersten Teil des Gesamtprozesses erhalten werden, den
rekonstruierten Graubildern, die aus dem zweiten Teil erhalten werden,
und dem vorstehend erhaltenen Ergebnis der Identifikation gezeichnet.
In dieser farbigen Tiefenebene wird der Umriss jedes identifizierten
Gegenstands von dem Schablonenumriss bestimmt, und die Farbe, in
der der Umriss gefüllt ist, wird von den Ergebnissen der Grauwert-Rekonstruktion
und der Materialidentifikation bestimmt. Wie die Farbe zu bestimmen
ist, wird in Zusammenhang mit
9 beschrieben.
Dann wird ein neuer Satz „Gegenstand – Energie"
auch für eine andere Tiefenebene erzeugt, und daran schließen
sich die Materialidentifikation und die Rekonstruktion des farbigen Bilds
an. Dieser Prozess wird wiederholt, bis alle Tiefenebenen der vorstehenden
Verarbeitung unterzogen worden sind. Anschließend werden
alle resultierenden farbigen Schablonenebenen, die den Effekt der
Materialidentifikation zeigen, in der Reihenfolge der Tiefenebenen
zu einem Satz kombiniert, der alle farbigen Schablonenebenen enthält,
die den Effekt der Materialidentifikation für entsprechende
Gegenstände in den verschiedenen Durchstrahlungstiefen
zeigen. Dieser Satz ist das Endergebnis, das durch das erfindungsgemäße Verfahren
zur Verarbeitung von binokularen stereoskopischen und Mehrfachenergie-Bildern
erhalten wird.
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Für
nicht-überdeckende Gegenstände kann mit dem Mehrfachenergie-Materialidentifikationsverfahren
das Material eines Gegenstands entsprechend der Grauwertdifferenz
zwischen Durchstrahlungsbildern auf verschiedenen Energieniveaus
identifiziert werden. Die Farben werden unter anderem so definiert,
dass Orange als Identifikationsfarbe für organisches oder
leichtes Material, Grün für Leichtmetall oder
Gemische und Blau für Metall verwendet wird. Und welche
Farbe heller oder dunkler ist, hängt von der Größe
des rekonstruierten Grauwerts ab. Der Identifikationseffekt wird
erzielt, wie in 9 gezeigt.
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In 9 ist
der Mehrfachenergie-Identifikationseffekt als Rechteck für
Grafit, Aluminium, Eisen, Blei und Polyethylen bei einer Massendicke
von 30 g/cm2 gezeigt.
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In 9 sind
die Identifikationsziele von links nach rechts als Grafit, Aluminium,
Eisen, Blei und Polyethylen angeordnet, und die Identifikationsfarben
sind Orange, Grün, Blau, Blau bzw. Orange. Dadurch tritt
bei der Materialidentifikation kein Fehler auf.
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Wenn
sich die Gegenstände gegenseitig bedecken, kann die Identifikation
fehlerhaft sein, wenn an den bedeckten Teilen keine Entfernungsverarbeitung
durchgeführt wird. 10 ist
ein Diagramm, das die Wirkung der Identifikation ohne Entfernungsverarbeitung
zeigt.
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Wie
in 10 gezeigt, bedeckt ein großes rechteckiges
Stahlblech einen mit Flüssiggas gefüllten Stahlbehälter
in der Mitte, einen mit CDs gefüllten Pappkarton auf der
linken Seite und einen mit Zigaretten gefüllten Pappkarton
auf der rechten Seite. Die Ergebnisse der Identifikation für
das Flüssiggas in dem Stahlbehälter und die Zigaretten
in dem Pappkarton auf der rechten Seite sind fehlerhaft, und das
Ergebnis der Identifikation für die CDs in dem Pappkarton
ist teilweise falsch.
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Im
Gegensatz dazu zeigt 11 die Wirkung der Mehrfachenergie-Materialidentifikation
bei der binokularen stereoskopischen Entfernungsverarbeitung an
unerwünschten Hindernissen, wobei 11(a) den
bedeckenden Gegenstand und 11(b) den
identifizierten Gegenstand zeigt.
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Wie
aus 11 zu erkennen ist, wird durch Verwenden der binokularen
stereoskopischen Entfernungsverarbeitung an unerwünschten
Hindernissen das bedeckende Stahlblech in 11(a) als
Blau identifiziert, was Metall darstellt, und die CDs in dem Pappkarton,
das Flüssiggas und die Zigaretten in dem Pappkarton werden
als Orange identifiziert, was organisches Material darstellt, wie
in 11(b) gezeigt. Die Identifikationsergebnisse
sind alle richtig.
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12 ist
ein Diagramm, das die Architektur eines erfindungsgemäßen
binokularen stereoskopischen und Mehrfachenergie-Abtast-Röntgenbildgebungssystems
zeigt. Wie in 12 gezeigt, weist das erfindungsgemäße
Mehrfachenergie-Abtast-Röntgenbildgebungssystem Folgendes
auf: eine Mehrfachenergie-Strahlungsquelle 1, die ein Röntgenstrahlen-Generator
zum Erzeugen von Röntgenstrahlen verschiedener Energieniveaus
ist; ein Strahlen-Steuergerät 2, das die von der
Strahlungsquelle 1 ausgesendeten Röntgenstrahlen empfängt
und zwei Röntgenstrahlenstrahlen erzeugt, die symmetrisch
oder asymmetrisch sind und einen Winkel dazwischen haben; eine linke
Detektor-Anordnung 4, die die Röntgenstrahlen
verschiedener Energieniveaus empfängt und sie in elektrische
Signale umwandelt, die in ein linkes Bildgewinnungssystem 6 einzugeben
sind; eine rechte Detektor-Anordnung 5, die die Röntgenstrahlen
verschiedener Energieniveaus empfängt und sie in elektrische
Signale umwandelt, die in ein rechtes Bildgewinnungssystem 7 einzugeben
sind; das linke Bildgewinnungssystem 6, das die elektrischen
Signale empfängt, die von der linken Detektor-Anordnung 4 gesendet
werden, und Daten des linken Bilds aus den elektrischen Signalen
gewinnt; das rechte Bildgewinnungssystem 7, das die elektrischen
Signale empfängt, die von der rechten Detektor-Anordnung 5 gesendet werden,
und Daten des rechten Bilds aus den elektrischen Signalen gewinnt;
und ein Computerverarbeitungssystem 8, das die Daten des
linken und des rechten Bilds von dem linken bzw. dem rechten Bildgewinnungssystem 6 bzw. 7 empfängt,
die Daten des linken und des rechten Bilds verarbeitet und das Bild
des detektierten Gegenstands sowie die Tiefenebenen-Durchstrahlungsbilder
in verschiedenen liefen, die aus den Bilddaten rekonstruiert werden,
an der Computer-Anzeigevorrichtung anzeigt.
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In
der vorliegenden Erfindung sendet die Strahlungsquelle 1,
die mit dem Strahlen-Steuergerät 2 zusammenarbeitet,
zwei Röntgenstrahlenstrahlen aus, die symmetrisch oder
asymmetrisch sind und einen Winkel dazwischen haben. Nachdem die
Röntgenstrahlen durch einen detektierten Gegenstand 3 hindurchgegangen
sind, werden sie von der linken Detektor-Anordnung 4 bzw.
der rechten Detektor-Anordnung 5 empfangen und werden dann
in elektrische Signale umgewandelt, die in das linke bzw. rechte
Bildgewinnungssystem 6 bzw. 7 einzugeben sind.
Nachdem die Bilddaten von dem linken und rechten Bildgewinnungssystem 6 und 7 mit
dem Computerverarbeitungssystem 8 verarbeitet worden sind,
können sie verwendet werden, um das Bild des detektierten
Gegenstands sowie die Tiefenebenen-Durchstrahlungsbilder in verschiedenen
Tiefen, die als den Bilddaten rekonstruiert worden sind, an der
Computer-Anzeigevorrichtung anzuzeigen.
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Das
erfindungsgemäße binokulare stereoskopische und
Mehrfachenergie-Abtast-Röntgenbildgebungssystem kann das
Verfahren der binokularen stereoskopischen Verarbeitung für
die binokularen stereoskopischen Bilder auf jedem der verschiedenen
Energieniveaus verwenden, um die Schablonentiefenebenen von Durchstrahlungsbildern
für dieses Energieniveau zu erhalten und die Schablonentiefenebenen
für die verschiedenen Energieniveaus zu einem Satz von
Schablonentiefenebenen-Bildern zu vereinen. Dann führt
das System aufgrund der Schablonentiefenebenen-Bilder die Grauwert-Rekonstruktion
jeweils für die mehreren Energieniveaus durch und identifiziert
das Material in jeder Tiefenebene für die rekonstruierten
Tiefenebenenbilder. Die speziellen Operationen und Prozesse sind
die Gleichen, wie sie für das binokulare stereoskopische und
Mehrfachenergie-Abtast-Röntgenbildgebungsverfahren beschrieben
worden sind, und die detaillierte Beschreibung wird hier nicht wiederholt.
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Die 13 und 14 sind
eine Draufsicht bzw. eine Seitenansicht der schematischen Anordnung der
Geräte, die zur Implementierung der vorliegenden Erfindung
benötigt werden, wobei 13A den
Fall der symmetrischen Strahlenstrahlen zeigt und 13B den Fall der asymmetrischen Strahlenstrahlen
zeigt. Wie in den 13 und 14 gezeigt,
sind in dem Strahlen-Steuergerät zwei Kollimationsschlitze
vorgesehen, um die von der Strahlungsquelle ausgesendeten Röntgenstrahlen
zu zwei symmetrischen oder asymmetrischen Strahlenstrahlen mit einem
Winkel dazwischen zu bündeln. Die linke und die rechte
Detektor-Anordnung 4 und 5 liegen dem Strahlensektor
direkt gegenüber, der von den Kollimationsschlitzen des
Doppelschlitzkollimators definiert wird, tasten den detektierten
Gegenstand symmetrisch ab und untersuchen ihn symmetrisch und senden
die elektrischen Signale an das entsprechende linke und rechte Bildgewinnungssystem.
Dann führt das Computerverarbeitungssystem 8 eine
Bildverarbeitung durch, um die Durchstrahlungsbilder der Tiefenebene zu
erhalten, die Tiefen-Informationen enthält.
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Wie
in dem vorstehenden Beispiel beschrieben worden ist, kann mit dem
erfindungsgemäßen Verfahren eine Materialidentifikation
entlang der Strahlenrichtung nicht nur an den dominanten Komponenten,
sondern auch an den nicht-dominanten Komponenten in Durchstrahlungsbildern
durch Entfernen der dominanten Komponenten realisiert werden. Mit
dem herkömmlichen Mehrfachenergie-Materialidentifikationsverfahren kann
nur das Material von Komponenten entlang der Strahlenrichtung identifiziert
werden. Wenn beispielsweise ein dickes Stahlblech einen kleinen
Beutel mit einer Droge entlang der Strahlenrichtung überdeckt,
kann mit dem herkömmlichen Mehrfachenergie-Materialidentifikationsverfahren
nur das Stahlblech entlang der Strahlenrichtung, ohne Ergebnis zu
der Droge, identifiziert werden. Bei dem erfindungsgemäßen
Verfahren werden das Stahlblech und die Droge zunächst
mit dem binokularen stereoskopischen Verfahren auf zwei verschiedene
Tiefenebenen aufgeteilt. Dann wird die Mehrfachenergie-Grauwert-Rekonstruktion
für jede Ebene durchgeführt, sodass die Materialidentifikation
Ebene um Ebene erfolgen kann. Auf diese Weise können das
Stahlblech (die dominante Komponente, die in hohem Umfang zur Strahlendämpfung
entlang der Strahlenrichtung beiträgt) und die Droge (die
nicht-dominante Komponente, die in geringem Umfang zur Strahlendämpfung
entlang der Strahlenrichtung beiträgt) identifiziert werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders zur Materialidentifikation
bei Durchstrahlungsbildern eines Frachtcontainers geeignet. In den
Durchstrahlungsbildern eines Frachtcontainers sind gefährliche
Gegenstände, wie etwa Sprengstoff und Drogen, wegen der
Größe des Frachtcontainers und der langen Strahlendurchgangsstrecke
normalerweise nicht-dominante Komponenten entlang der Strahlenrichtung.
Daher legt das Verfahren eine Grundlage für eine automatische
Identifikation von gefährlichen Gegenständen,
wie etwa Sprengstoff, Drogen usw., anhand der Abtast-Durchstrahlungsbilder
des Frachtcontainers.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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