FR2900730A1 - Systeme d'inspection de securite de chargement. - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un système d'inspection de sécurité de chargement pour inspecter un objet le traversant, comportant : une unité de transport mécanique (102) supportant et transportant ledit objet, et définissant un trajet de celui-ci, dans ledit système ; une unité génératrice de rayonnement (101) générant des faisceaux de rayons ; une unité de recueil de données (103) recueillant et traitant des données de transmission concernant les rayons transmis à l'objet ; dans lequel ledit trajet dudit objet comporte au moins deux sous-trajets linéaires en un angle ; ladite unité (103) comporte au moins deux réseaux de détecteurs correspondant chacun à un sous-trajet linéaire, dont un plan de réception est parallèle au sous-trajet linéaire correspondant ; en utilisation, l'unité (101) et l'unité (103) restent stationnaires, l'objet se déplace uniquement en translation sur lesdits au moins deux sous-trajets linéaires, sans rotation.
Description
SYSTEME D'INSPECTION DE SECURITE DE CHARGEMENT
La présente invention concerne une imagerie par rayonnement, en particulier un système d'inspection de sécurité de chargement.
Une inspection de sécurité est très importante dans des domaines comme l'antiterrorisme et la lutte contre les trafics de drogue et la contrebande. Après les attaques du 11 Septembre contre les Etats-Unis, des pays du monde entier ont augmenté la rigueur des inspections de sécurité, et ont pris en particulier une série de mesures d'inspection de sécurité pour inspecter de manière stricte les bagages des passagers et des articles et conteneurs de chargement dans des si-tes publics comme des aéroports, des gares, des postes de douane et des entrepôts.
Actuellement, la technologie d'imagerie la plus répandue utilisée de manière intensive pour des systèmes d'inspection de sécurité est une technologie d'imagerie par rayonnement. Selon la théorie du retard exponentiel de rayons de rayonnement (photons), la technologie d'imagerie par rayonnement est la sui-vante : une source de rayonnement est utilisée pour irradier un objet inspecté à partir d'un premier côté dudit objet inspecté, les rayons, après transmission à l'objet inspecté, sont reçus par des moyens de recueil de rayons, les moyens de recueil de rayons convertissent les rayons reçus en données de transmission sous une forme numérique, les données de transmission sont combinées en des données de projection qui sont ensuite émises vers un ordinateur pour image- rie, l'ordinateur traite les données recueillies, synthétise ou reconstruit une image et l'affiche. Un système d'inspection de sécurité utilisant une technologie d'imagerie par rayonnement peut effectuer une imagerie tomographique ou une imagerie radiographique. Une imagerie tomographique présente une image tomographique de l'objet inspecté, et combine de multiples couches d'images tomographiques en une image tridimensionnelle ; une imagerie radiographique présente une image en perspective bidimensionnelle de l'image inspectée.
Puisqu'une imagerie tomographique nécessite que les moyens de recueil de rayons reçoivent un rayonnement complet vers l'objet inspecté pour transmet- tre des données de projection de transmission des faisceaux de rayons, un sys- tème d'inspection de sécurité par imagerie tomographique a besoin générale- ment d'un dispositif de tomodensitométrie (CT), où au moins un élément parmi l'objet inspecté et la source de rayonnement a besoin de tourner. En application pratique, un système d'inspection de sécurité est généralement nécessaire pour inspecter en temps réel et en ligne avec une vitesse d'imagerie rapide. Par exemple, des articles transportés par l'aviation civile sont inspectés à la douane à une vitesse de 0,5 m/s, de sorte qu'il est difficile, même pour un dispositif CT en spirale ayant un large pas de vis, de satisfaire l'exigence précédente. De plus, pour des objets de grande taille comme des conteneurs à la douane, il est très difficile pour un conteneur ou pour une source de rayonnement de tourner.
De plus, un dispositif CT est coûteux. Les facteurs ci-dessus font que des systèmes d'inspection de sécurité utilisant un dispositif CT pour une imagerie tri-dimensionnelle ne sont pas appliqués de manière intensive.
Contrairement aux systèmes d'inspection de sécurité par imagerie tomographi- que, un système d'inspection de sécurité par imagerie radiographique est utilisé largement dans des sites publics comme des aéroports, des gares, la douane et des entrepôts. Cependant, le système d'inspection de sécurité par imagerie radiographique ne peut pas éviter l'effet de chevauchement des objets dans la di-rection des rayons, et ne peut pas résoudre la déficience de chevauchement des objets dans la direction des rayons, de sorte que la capacité d'inspection du système d'inspection de sécurité par imagerie radiographique est sérieusement insuffisante.
Suite à ce qui précède, un but principal de la présente invention est de fournir un système d'inspection de sécurité de chargement pour satisfaire l'exigence d'une imagerie rapide de systèmes d'inspection de sécurité, et de résoudre les problèmes suivants : rotation difficile d'objets de grande taille et déficience de chevauchement de l'objet dans la direction de rayons selon un système d'inspection de sécurité par imagerie radiographique.
Pour atteindre le but ci-dessus, la solution technique de la présente invention est satisfaite de la manière suivante.
Un système d'inspection de sécurité de chargement pour inspecter un objet ins-35 pecté se déplaçant à travers ledit système, le système comportant : une unité de transport mécanique pour porter et transporter ledit objet inspecté, et définissant un trajet de déplacement de l'objet inspecté dans ledit système ; une unité génératrice de rayonnement pour générer des faisceaux de rayons pour transmission à l'objet inspecté ; une unité de recueil de données pour recueillir des données de transmission concernant les rayons ayant déjà été transmis l'objet inspecté et traiter lesdites données de transmission ; dans lequel ledit trajet de déplacement dudit objet inspecté comporte au moins deux sous-trajets linéaires qui sont agencés sur un angle l'un par rapport à l'autre ; ladite unité de recueil de données comporte au moins deux réseaux de détecteurs pour recevoir des faisceaux de rayons, chaque réseau de détecteurs correspondant à un sous-trajet linéaire, un plan de réception de chacun desdits réseaux de détecteurs étant disposé parallèle au sous-trajet linéaire lui correspondant ; en utilisation, l'unité génératrice de rayonnement et l'unité de recueil de données restent stationnaires, l'objet inspecté se déplace le long de son trajet de déplace- ment, et l'objet inspecté effectue une translation uniquement sur lesdits au moins deux sous-trajets linéaires sans une quelconque rotation.
De préférence, le système comporte en outre une unité d'imagerie, où une unité de recueil de données combine les données de transmission recueillies en don- nées de projection pour émission vers l'unité d'imagerie, et les données de projection sont reconstruites sous la forme d'une image par l'unité d'imagerie. De préférence, le système comporte en outre une unité d'affichage pour affichage de l'image reconstruite par l'unité d'imagerie.
De préférence, l'unité génératrice de rayonnement comporte une source de rayonnement qui est partagée par tous les réseaux de détecteurs ; ou ladite uni-té génératrice de rayonnement comporte une pluralité de sources de rayonne-ment, chaque réseau de détecteurs correspondant à une source de rayonne-ment.
De préférence, ladite unité de transport mécanique comporte des moyens de transport pour supporter et transporter ledit objet inspecté, et des moyens de commande pour commander le déplacement dudit objet inspecté le long du trajet de déplacement.
De préférence, ladite unité de transport mécanique est configurée de telle sorte que l'objet inspecté se déplace en translation uniquement sur chacun desdits au moins deux sous-trajets linéaires sans une quelconque rotation.
De préférence, ladite unité de transport mécanique est configurée de telle sorte que l'objet inspecté se déplace uniquement en translation sur chacun desdits au moins deux sous-trajets linéaires à une vitesse uniforme sans rotation.
De préférence, le trajet de déplacement de l'objet inspecté comporte en outre 10 une partie de joint entre des sous-trajets linéaires adjacents desdits au moins deux sous-trajets linéaires.
De préférence, ladite unité de transport mécanique est configurée de telle sorte que l'objet inspecté se déplace en translation uniquement au niveau de ladite 15 partie de joint sans une quelconque rotation.
De préférence, ladite unité de transport mécanique est configurée de telle sorte que l'objet inspecté se déplace uniquement en translation sur tout le trajet de déplacement sans une quelconque rotation. De préférence, ladite unité de transport mécanique est configurée de telle sorte que l'objet inspecté se déplace uniquement en translation sur tout le trajet de déplacement à une vitesse uniforme sans une quelconque rotation.
25 De préférence, ladite unité génératrice de rayonnement et ladite unité de recueil de données sont respectivement agencées sur les deux côtés du trajet de déplacement.
De préférence, ladite unité de recueil de données comporte en outre : un circuit 30 de conversion de signal pour convertir les signaux de faisceau de rayons reçus par lesdits réseaux de détecteurs en les données de transmission ; un circuit de traitement de données pour combiner les données de transmission à partir du circuit de conversion de signal en les données de projection ; et un circuit de commande logique pour commander une performance synchrone du réseau de 20 détecteurs recevant des signaux de faisceau de rayons et le circuit de traite-ment de données transmettant les données de projection.
De préférence, lesdits réseaux de détecteurs sont des détecteurs en réseau li-5 néaire ou des détecteurs en réseau plan.
De préférence, lesdits détecteurs en réseau linéaire sont agencés à une égale distance ou à un angle égal, et lesdits détecteurs en réseau plan sont des détecteurs en panneau plat, des détecteurs cylindriques ou des détecteurs en forme 10 de L.
De préférence, ladite unité d'imagerie reconstruit lesdites données de projection sous la forme d'une image en perspective et/ou d'une image tomographique. De préférence, ladite unité d'imagerie génère l'image tomographique par un algorithme de rétroprojection filtrée rectiligne.
De préférence, lesdits réseaux de détecteurs sont des détecteurs en réseau plan, 20 et ladite unité d'imagerie combine en outre une pluralité d'images tomographiques sous la forme d'une image tridimensionnelle.
De préférence, ladite unité d'imagerie combine lesdites données de projection pour former une image en perspective à un angle de vue ou une pluralité 25 d'images en perspective à une pluralité d'angles de vue.
De préférence, ladite unité d'imagerie traite les données de projection en adoptant un ou une combinaison de cinq modes de traitement : une inconsistance de détecteurs, un durcissement, une correction par diffusion, une correction d'ar- 30 tefacts métalliques, et un traitement d'image et une reconnaissance de motif.
De préférence, ledit traitement d'image et ladite reconnaissance de motif comportent un ou une combinaison des trois modes de traitement suivants : une amélioration d'image, une détection de bord, et une identification intelligente 35 d'article risqué. 15 De préférence, la somme des angles ouverts des plans de réception des réseaux de détecteurs par rapport à leurs sources de rayonnement respectives est de sensiblement 180 degrés.
Le système d'inspection de sécurité selon la présente invention a les effets avantageux suivants, par rapport aux solutions techniques ci-dessus.
1 Puisque la présente invention adopte un balayage à sous-trajets linéaires à la place d'un balayage à trajectoire circulaire ou d'un balayage à trajectoire en spirale, l'objet inspecté effectue sensiblement un déplacement linéaire, et le problème d'une force centrifuge survenant lors d'un déplacement circulaire ou en spirale n'a pas besoin d'être pris en considération. Ainsi, une imagerie rapide peut être obtenue, et la vitesse d'imagerie de l'objet inspecté est sensiblement améliorée. Le temps d'imagerie de l'objet inspecté est réduit de manière à satisfaire grandement l'exigence de la vitesse d'inspection des articles à la douane, en améliorant ainsi le taux d'articles inspectés transportés par aviation. Le système a une application et une valeur futures prometteuses sur le marché. 2. Puisque la présente invention adopte un balayage à soustrajets linéaires à la place d'un balayage à trajectoire circulaire ou d'un balayage à trajectoire en spirale, l'objet inspecté effectuant un déplacement sensiblement linéaire, des objets de grande taille n'ont pas besoin de tourner, en résolvant ainsi le problème d'une rotation difficile des objets de grandes tailles. 3. Puisqu'une image tomographique et une image tridimensionnelle de l'objet inspecté peuvent être obtenues selon la présente invention, la présente invention résout de manière souhaitable le problème de chevauchement de l'objet dans le cas d'une imagerie via un système d'inspection de sécurité par imagerie radiographique habituel. En outre, des images en perspective habituelles provenant d'une ou de multiples perspectives peuvent être obtenues selon la présente invention. Le système de la présente invention peut effectuer une inspection préliminaire de l'objet inspecté à travers l'image en perspective obtenue en premier, et met en oeuvre une imagerie tomographique lorsque que des zones suspectes potentielles sont trouvées, de manière à effectuer une inspection supplémentaire desdites zones suspectes.
4. Puisqu'il n'est pas nécessaire de tourner l'objet inspecté ou la source de rayonnement selon la présente invention, et puisque la caractéristique de transmission linéaire de l'objet inspecté dans le système d'inspection de sécurité de la technique antérieure est utilisée, le système de la présente invention est très simple en termes de conception mécanique, et bas en termes de coût.
On va maintenant décrire la présente invention en se reportant aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est un schéma fonctionnel représentant la solution technique globale du système d'inspection de sécurité de chargement impliquant une imagerie sur de multiples sous-trajets linéaires selon la présente invention, - la figure 2 est une vue schématique d'un détecteur en réseau plan en forme de L ; - la figure 3 est une vue plane du système d'inspection de sécurité de chargement appliquant une imagerie au niveau de deux sous-trajets linéaires selon 20 le premier mode de réalisation de la présente invention, - la figure 4 est une vue schématique représentant un balayage sur un sous-trajet linéaire unique dans le système d'inspection de sécurité de charge-ment de la figure 3, - la figure 5 est une vue schématique d'une image tomographique de don- 25 nées recueillies dans le plan xy lorsqu'une image tridimensionnelle est reconstruite en utilisant l'algorithme de rétroprojection filtrée rectiligne sur la base de la figure 3, - la figure 6 représente des images tomographiques reconstruites en utilisant l'algorithme de rétroprojection filtrée rectiligne sur la base de la figure 3, 30 et l'image en perspective obtenue par le système de la présente invention, - la figure 7 est une vue plane du système d'inspection de sécurité de chargement impliquant une imagerie à de multiples sous-trajets linéaires selon le deuxième mode de réalisation de la présente invention.
Les modes de réalisation suivants sont utilisés pour illustrer la présente invention, pas pour limiter la portée de protection de la présente invention.
L'idée de base de la présente invention est la suivante : un trajet de déplace- ment d'un objet inspecté comporte au moins deux sous-trajets linéaires qui sont agencés sur un angle l'un par rapport à l'autre : au moins deux réseaux de détecteurs sont disposés respectivement correspondant à un desdits sous-trajets linéaires, et un plan de réception de chacun desdits réseaux de détecteurs est disposé parallèle au sous-trajet linéaire auquel il correspond ; en utilisation, une unité génératrice de rayonnement et une unité de recueil de données restent stationnaires. L'objet inspecté se déplace le long de son trajet de déplace-ment, et l'objet inspecté effectue une translation uniquement sur lesdits au mois deux sous-trajets linéaires sans une quelconque rotation. De cette manière, puisque l'objet inspecté ne tourne pas sur lesdits au moins deux sous-trajets linéaires, et les plans de réception des au moins deux réseaux de détecteurs sont agencés sur un angle l'un par rapport à l'autre, l'objet inspecté est sur différents angles par rapport auxdits au moins deux réseaux de détecteurs. De cette manière, le système selon la présente invention peut obtenir des données de projection de transmission de l'objet inspecté à partir d'une plage angulaire plus grande, de manière à effectuer une imagerie par tomodensitométrie de l'objet inspecté, et à effectuer en même temps une imagerie radiographique habituelle de l'objet inspecté sur différents angles. En particulier, lors-que la somme des angles ouverts des réseaux de détecteurs par rapport à leurs sources de rayonnement respectives est d'approximativement 180 degrés, les données de projection de transmission de l'objet inspecté dans toutes les directions peuvent être obtenues, de sorte qu'une image tomographique précise est obtenue.
La figure 1 est un schéma fonctionnel représentant la solution technique glo- baie du système d'inspection de sécurité de chargement selon la présente invention. Comme représenté sur la figure 1, le système comporte une unité génératrice de rayonnement 101, une unité de transport mécanique 102, une unité de recueil de données 103, une unité d'imagerie 104 et une unité d'affichage 105.
L'unité génératrice de rayonnement 101 est utilisée pour générer des faisceaux de rayons pour transmettre l'objet inspecté, et les faisceaux de rayon atteignent l'unité de recueil de données 103 après transmission à l'objet inspecté. L'unité génératrice de rayonnement 101 peut être un tube à rayons X, une source de rayonnement d'accélération ou une source isotope. Pour générer des faisceaux de rayons avec un angle ouvert d'approximativement 180 degrés, l'unité génératrice de rayonnement 101 peut généralement utiliser deux sources de rayonnement ou plus. De plus, l'unité génératrice de rayonnement 101 peut comporter en outre une unité auxiliaire pour alignement et protection de rayons, et ga- rantir que l'angle d'ouverture des rayons peut couvrir les réseaux de détecteurs dans l'unité de recueil de données.
L'unité de transport mécanique 102 est utilisée pour supporter et transporter ledit objet inspecté, et définit le trajet de déplacement de l'objet inspecté dans ledit système. Le trajet défini par l'unité de transport mécanique 102 comporte au moins deux sous-trajets linéaires qui sont disposés sur un certain angle l'un par rapport à l'autre, qui vont être décrits en détail par la suite en se reportant aux figures 3 et 7. L'unité de transport mécanique comporte des moyens de transport pour supporter et transporter ledit objet inspecté, et des moyens de commande pour commander le déplacement dudit objet inspecté le long du trajet de déplacement. L'unité de transport mécanique 102 transporte l'objet inspecté dans une direction parallèle à un plan de réception de l'unité de recueil de données 103, c'est-à-dire parallèle aux plans de réception des réseaux de détecteurs dans l'unité de recueil de données 103. Pendant un déplacement de l'objet inspecté le long de deux sous-trajets linéaires ou plus, dans chacun des sous-trajets linéaires, les moyens de commande commandent les moyens de transport pour transporter ledit objet inspecté dans une direction parallèle au plan de réception de l'unité de recueil de données à une vitesse uniforme, de telle sorte que l'objet inspecté effectue une translation. De plus, lors d'un dé- placement à une vitesse uniforme au niveau du joint entre deux sous-trajets linéaires adjacents, l'objet inspecté ne tourne pas. En général, les moyens de transport peuvent être une courroie de transport, une chaîne, des rouleaux ou analogues, et les moyens de commande peuvent être un moteur électrique.
L'unité de recueil de données 103 est utilisé pour recevoir les données de transmission des faisceaux de rayons transmettant l'objet inspecté, et pour combiner les données de transmission reçues en données de projection pour émission vers l'unité d'imagerie 104. L'unité de recueil de données 103 com- porte au moins un réseau de détecteurs, un circuit de conversion de signal, un circuit de traitement de données et un circuit à commande logique. Le réseau de détecteurs est utilisé pour recevoir les signaux de faisceau de rayons transmettant l'objet inspecté, les signaux de faisceau de rayons reçus sont convertis en données de transmission via le circuit de conversion de signal, et les don- nées de transmission provenant du circuit de conversion de signal sont combinées en données de projection par le circuit de traitement de données. De plus, une performance synchrone du réseau de détecteurs recevant des signaux de faisceau de rayons et du circuit de traitement de données transmettant les don-nées de projection est commandée par le circuit à commande logique.
L'unité de recueil de données 103 comporte au moins deux réseaux de détecteurs, le nombre des réseaux de détecteurs étant identique à celui des sous-trajets linéaires. En outre, les plans de réception des réseaux de détecteurs sont parallèles aux sous-trajets linéaires correspondants. De cette ma- nière, puisque les sous-trajets linéaires sont agencés sur un angle l'un par rapport à l'autre, les réseaux de détecteurs sont disposés de manière correspondante sur un certain angle l'un par rapport à l'autre. En outre, puisque l'objet inspecté effectue une translation sur son trajet de déplacement, il est sur différents angles respectivement par rapport auxdits au moins deux réseaux de dé- tecteurs, de sorte que les faisceaux de rayons peuvent pénétrer dans l'objet inspecté sur différents angles pour atteindre les réseaux de détecteurs respectifs. Pour obtenir des données de transmission dans toutes les directions autant que possible, la somme des angles des réseaux de détecteurs recevant des plans et leurs sources de rayonnement respectives est de préférence d'approximative- ment 180 degrés. Mais dans certains cas où une exigence de précision est ré-duite, la somme peut être inférieure à 180 degrés.
Le réseau de détecteurs peut être constitué de détecteurs en réseau linéaire, ou de détecteurs en réseau plan. Les détecteurs en réseau linéaire sont agencés à une égale distance ou à un angle égal. Les détecteurs en réseau plan peuvent être des détecteurs en panneau plat, des détecteurs cylindriques ou des détecteurs en forme de L, le détecteur en forme de L étant tel que représenté sur la figure 2. Par comparaison aux détecteurs en panneau plat ou aux détecteurs cylindriques, le détecteur en forme de L peut réduire sensiblement le nombre de détecteurs lorsque le détecteur en forme de L couvre l'objet de la même hauteur. Le détecteur en réseau linéaire ou le détecteur en réseau plan peuvent être un détecteur solide, un détecteur à gaz ou un détecteur à semi-conducteur. Le réseau de détecteurs est disposé généralement opposé à une source de rayonnement, et le trajet de déplacement de l'objet inspecté est entre le réseau de dé-tecteurs et la source de rayonnement.
Dans le système d'inspection de sécurité de chargement impliquant un balayage au niveau de deux sous-trajets linéaires, deux réseaux de détecteurs sont nécessaires, et l'angle formé par les plans de réception des deux réseaux de détecteurs est supérieur à 0 degré et inférieur à 180 degrés. En général, les plans de réception des deux réseaux de détecteurs forment un angle de 90 degrés. Les relations de position desdits deux réseaux de détecteurs sont représentées sur la figure 3, qui est une vue du système d'inspection de sécurité de chargement impliquant une imagerie au niveau de deux sous-trajets linéai- res selon le premier mode de réalisation de la présente invention.
Dans le système d'inspection de sécurité de chargement impliquant un balayage au niveau de multiples sous-trajets linéaires, des relations de position entre les multiples réseaux de détecteurs sont illustrées sur la figure 7 qui est une vue de dessus du système d'inspection de sécurité de chargement impliquant une imagerie au niveau de multiples sous-trajets linéaires selon le second mode de réalisation de la présente invention.
Dans le système d'inspection de sécurité de chargement impliquant un ba-layage au niveau de deux sous-trajets linéaires ou plus, s'il y a une pluralité de réseaux de détecteurs sur un certain sous trajet- linéaire de l'objet inspecté, la longueur totale K d'un tronçon individuel de réseau de détecteurs est mis en rapport avec la distance verticale T à partir de la source rayonnement jusqu'aux réseaux de détecteurs : plus la distance T est importante, plus la longueur to- tale K est importante, et d), K et T satisfont la formule K = 2T tan / 2 . Pour obtenir des données de protection d'approximativement 180 degrés, l'angle d'ouverture de faisceau de rayons 0 et le nombre N des tronçons linéaires satisfont la formule =180/ N . Les significations physiques des paramètres d) et K et T peuvent être indiquées sur la figure 3 ou 7.
Lorsque le réseau de détecteurs reçoit des données de transmission, puisque l'intervalle de temps At pour recevoir les données de transmission est régulier, l'objet inspecté se déplace à une vitesse uniforme. Pour autant que la vitesse de déplacement de l'objet inspecté soit v, l'intervalle d'espace équivalent à un échantillonnage de réseau de détecteurs recevant des données de transmission dans le système d'inspection de sécurité de chargement selon la présente invention est Ad = vAt. De plus, tous les réseaux de détecteurs conduisent des don-nées de recueil de manière synchrone, et l'unité de recueil de données combine les données de transmission recueillies en données de projection pour émission vers l'unité d'imagerie 104. Les données de projection sont reconstruites sous la forme d'une image tomographique et/ou d'une image en perspective par l'unité d'imagerie. Au moins, l'image reconstruite par l'unité d'imagerie est affichée par l'unité d'affichage.
L'unité d'imagerie 104 reconstruit les données de projection reçues à partir de l'unité de recueil de données 103 sous la forme d'une image tomographique selon un algorithme de rétroprojection filtrée rectiligne. Par l'intermédiaire de cet algorithme, des données de projection obtenues à partir du balayage de la totalité des sous-trajets linéaires sont reconstruites, et la totalité des reconstruc- tions sont incorporées ensemble pour former une image tomographique ultime. Ceci est démontré de la manière suivante :
Pour autant que les réseaux de détecteurs soient dans l'unité de recueil de don- nées 103, les données p(l, t, z) représentent une valeur de projection recueillie par le détecteur qui est positionné en t dans la z-ième couche lorsque l'objet se déplace vers la position de coordonnée 1 dans la direction X, où t, z sont les deux valeurs après le réseau de détecteur correspondant à l'axe central du dé- placement linéaire de l'objet. En outre, pour autant que D soit la distance à partir de la source de rayonnement jusqu'à l'axe central du déplacement li- néaire, et tm représente les positions maximum et minimum du réseau de dé- tecteurs dans l'axe X, une estimation approximative f (r, O, z) de l'objet irradié f (r, O, z) est la suivante : f (r,q5,z) =f trm 2 1 2Q(l',t,z D+ r • D )dt ,/D +t Q(l', t, z) = q(l, t, z) * h(l) q(l, t, z) = p(l + t, t, z) l'=rcos- tr sin D D D'= D)2 D+rsin h est un noyau de convolution, avec une valeur théorique 10 h(l) = f w ei22coldw où une fonction de filtrage S-L est généralement utilisée, et la forme distincte de la fonction h est: h(n) = û 2 L'algorithme de rétroprojection filtrée rectiligne est caractérisé par la mise en 15 oeuvre d'un traitement de filtrage de données corps de projection reçues dans la direction de recueil de données 1, et l'intégration des données de corps de projection reçues dans la direction de détecteur t pour réaliser le traitement de rétroprojection. Ces caractéristiques sont déterminées par des trajets de balayage linéaires. Par comparaison avec le procédé de réarrangement consistant 20 à réassigner les données recueillies sous la forme de faisceaux parallèles, l'algorithme de rétroprojection filtrée rectiligne peut utiliser de manière plus suffisante chacune des données de projection valides reçues de manière à maintenir la meilleure résolution de l'image reconstruite, et à présenter une sensibilité à des données tronquées qui est bien inférieure au procédé de réarrangement. 25 Si l'unité d'imagerie 104 reconstruit les données de projection reçues à partir de l'unité de recueil de données sous la forme d'une image tomographique, le processus de reconstruction inclut ce qui suit : l'unité d'imagerie effectue un traitement de filtrage des données de projection reçues à partir de l'unité de re- 30 cueil de données dans la direction de recueil de données en utilisant l'algo- rithme de rétroprojection filtrée rectiligne, et en intégrant des données de pro- où n-2(4n2 -1) , n=0, 1, 2,^. jection filtrées dans la direction de détection pour réaliser la rétroprojection pour générer une image tomographique. L'unité d'imagerie 104 peut en outre combiner les images tomographiques générées sous la forme d'une image tri-dimensionnelle.
Si l'unité d'imagerie 104 reconstruit les données de projection reçues à partir de l'unité de recueil de données sous la forme d'une image en perspective, le processus de reconstruction inclut ce qui suit : l'unité d'imagerie combine les données de projection reçues à partir de l'unité de recueil de données pour former une image en perspective à partir d'une perspective individuelle, ou d'une pluralité de perspectives. Dans l'étape de combinaison qui précède, l'uni-té d'imagerie peut combiner les données en utilisant une certaine colonne ou plusieurs colonnes de données dans les deux réseaux de détecteurs ou plus.
De plus, le processus de l'unité d'imagerie 104 reconstruisant les données de projection reçues à partir de l'unité de recueil de données sous la forme d'une image comporte en outre l'étape consistant à traiter les données de corps de projection de transmission reçues à partir de l'unité de recueil de données en adoptant un ou une quelconque combinaison des cinq modes de traitement sui- vants : correction de non-uniformité de détecteurs, correction de durcissement de faisceau, correction de diffusion, correction d'artefacts métalliques et traitement d'image et reconnaissance de motif. Ledit traitement d'image et ladite reconnaissance de motif comporte un ou une combinaison des trois éléments suivants : amélioration d'image, détection de bord et identification intelligente d'article risqué.
L'unité d'imagerie 104 peut être un ordinateur, un poste de travail informatique ou un réseau informatique.
L'unité d'affichage 105 est utilisée pour afficher l'image tridimensionnelle ou une image en perspective entrée par l'unité d'imagerie 104. Ladite unité d'affichage 105 peut être un affichage à tube cathodique (CRP) ou un affichage à cristaux liquides.
Mode de Réalisation 1
La figure 3 est une vue de dessus du système d'inspection de sécurité de chargement impliquant une imagerie au niveau de deux sous-trajets linéaires selon le premier mode de réalisation de la présente invention. Dans ce mode de réalisation, il y a deux sources de rayons X, c'est-à-dire une source I et une source II servant d'unités génératrices de rayonnement 101. Ladite source I ou ladite source II peut être un tube à rayons X, une source d'accélération ou une source isotope. Des types spécifiques de sources de rayons X utilisés dépen- dent des dimensions de l'objet à inspecter et des occasions d'application pratiques. La source de rayons X émet des faisceaux de rayons avec un angle d'ouverture de 90 degrés, et irradie l'objet inspecté dans la direction horizontale.
Les moyens de commande dans l'unité de transport mécanique 102 commun-dent les moyens de transport pour transporter l'objet inspecté pour effectuer une translation le long du sous-trajet de déplacement I et du sous-trajet de dé-placement II à une vitesse uniforme, et en outre l'objet inspecté ne tourne pas lorsqu'il se déplace à une vitesse uniforme au niveau du joint du sous-trajet de déplacement I et du sous-trajet de déplacement II.
L'unité de recueil de donnée 103 est constituée de deux ensembles de détecteurs en réseau plan positionnés respectivement opposés à la source I et à la source II. Les plans de réception des détecteurs en réseau plan sont perpendiculaires au plan où est positionnée une plate-forme de transmission des moyens de transport de l'unité de transport mécanique 102. Les plans de réception des deux ensembles de détecteurs en réseau plan forment un angle de 90 degrés.
L'unité d'imagerie 104 est un poste de travail informatique pour effectuer un travail comme une commande, une transmission de données, une reconstruction d'image et un traitement de données du système d'inspection de sécurité entier.
Après que les données de corps de projection de transmission reçues par les 35 deux ensembles de détecteurs en réseau plan de l'unité de recueil de données 15 103 aient été entrées dans le poste de travail informatique, le poste de travail informatique reconstruit les données de projection reçues par l'algorithme de rétroprojection filtrée rectiligne sous la forme d'une image en perspective, d'une image tomographique ou d'une image tridimensionnelle de l'image ins- pectée, et affiche l'image en perspective reconstruite, l'image tomographique ou l'image tridimensionnelle sur l'affichage.
La figure 4 est une vue schématique montrant un balayage sur un sous-trajet linéaire unique du système d'inspection de sécurité de chargement de la figure 3. La source de rayons X émet des faisceaux de rayons avec un angle d'ouverture horizontale d) pour irradier, dans la direction horizontale, l'objet inspecté qui se déplace sur la courroie de transport à une vitesse uniforme ; les faisceaux de rayons, après transmission de l'objet inspecté, atteignent les plans de réception des détecteurs en réseau plan ; lesdits plans de réception des détec- teurs en réseau plan reçoivent les données de projection de transmission des faisceaux de rayons et les combinent en des données de projection des faisceaux de rayons pour émission vers un ordinateur ; l'ordinateur effectue une reconstruction d'image des données de projection reçues selon l'algorithme de rétroprojection filtrée rectiligne, et affiche ensuite l'image reconstruite sur l'af- fichage.
Dans ce mode de réalisation, lorsque le système d'inspection de sécurité de chargement reconstruit des images tomographiques en utilisant l'algorithme de rétroprojection filtrée rectiligne, une image tomographique des données re- cueillies dans le plan xy est représentée sur la figure 5, et l'image tomographique reconstruite et l'image en perspective acquise par le système sont représentées sur la figure 6.
La figure 5 est une vue concernant des résultats d'expérience simulée en utili- sant un modèle de bagage, représentant les résultats de reconstruction au ni-veau de la couche centrale. La figure 5-1 est une vue d'origine du modèle ; la figure 5-2 est une vue schématique de l'image tomographique reconstruite dans le plan xy.
Sur la figure 6, les quatre vues rangées séquentiellement dans la partie supérieure sont respectivement des vues schématiques montrant la vue d'origine et l'image en perspective dans le plan xz et le plan yz avant et après reconstruction du modèle de bagage, la figure 6-1 étant une vue schématique de la vue d'origine dans la couche centrale du plan xz avant la reconstruction du modèle de bagage, la figure 6-2 étant une vue schématique de l'image en perspective dans la couche centrale du plan xz après la reconstruction du modèle de bagage, la figure 6-3 étant une vue schématique de la vue d'origine dans la couche centrale du plan xz avant la reconstruction du modèle de bagage, et la fi- Bure 6-4 étant une vue schématique de l'image en perspective dans la couche centrale du plan xz après la reconstruction du modèle de bagage. La figure 6-5 est une vue schématique de l'image en perspective dans le plan xz après la reconstruction du modèle de bagage.
Mode de Réalisation 2
La figure 7 est une vue de dessus du système d'inspection de sécurité de chargement appliquant une imagerie au niveau de multiples sous-trajets linéaires selon le deuxième mode de réalisation de la présente invention.
Dans ce mode de réalisation, le balayage du système d'inspection de sécurité entier est constitué de quatre sous-trajets linéaires. Il y a quatre sources de rayons X, c'est-à-dire une source I, une source II, une source III et une source IV servant d'unités génératrices de rayonnement. Ladite source I, ladite source II, ladite source III et ladite source IV peuvent être un tube à rayons X, une source d'accélération ou une source isotope. Des types spécifiques de sources de rayons X utilisés dépendent des dimensions de l'objet inspecté et des occasions d'application pratiques.
Chacune des sources de rayons X émet des faisceaux de rayons avec un angle d'ouverture de 45 degrés, et la somme d'angles formés entre les plans de réception de réseau de détecteurs et les sources correspondantes est de 180 degrés.
Les moyens de commande dans l'unité de transport mécanique commandent 35 les moyens de transport pour transporter l'objet inspecté afin qu'il effectue une translation le long du sous-trajet de déplacement I, du sous-trajet de déplace-ment II, du sous-trajet de déplacement III et du sous-trajet de déplacement IV à une vitesse uniforme, et en outre l'objet inspecté ne tourne pas lors d'un déplacement à une vitesse uniforme au niveau des joints des sous-trajets de dépla- cement.
L'unité de recueil de données 4 est constituée de quatre ensembles de détecteurs en réseau plan positionnés respectivement opposés à la source I, la source II, la source III et la source IV. Les plans de réception des détecteurs en réseau plan sont perpendiculaires à un plan où une plate-forme de transmission des moyens de transport de l'unité de transport mécanique est positionnée. Les plans de réception de deux ensembles adjacents de détecteurs en réseau plan forment un angle de 130 degrés.
L'unité d'imagerie est un poste de travail informatique pour effectuer un travail comme une commande, une transmission de données, une reconstruction d'image et un traitement de données du système d'inspection de sécurité entier.
Après que les données de projection reçues par les quatre ensembles de détec- teurs en réseau plan de l'unité de recueil de données aient été entrées dans un poste de travail informatique, le poste informatique reconstruit les données de projection reçues sous la forme d'une image en perspective, d'une image tomographique ou d'une image tridimensionnelle de l'image inspectée selon l'algorithme de rétroprojection filtrée rectiligne, et affiche l'image en perspective re- construite, l'image tomographique ou l'image tridimensionnelle sur l'affichage.
Dans ce mode de réalisation, les résultats de l'image topographique reconstruite par l'algorithme de rétroprojection filtrée rectiligne ou de l'image tomographique et de l'image en perspective reconstruite par l'algorithme de rétro- projection filtrée rectiligne sont identiques au mode de réalisation 1 qui est décrit ci-dessus. Dans un souci de brièveté, des descriptions supplémentaires ne vont pas être effectuées de manière détaillée ici.
Ce qui précède sont uniquement des modes de réalisation de la présente inven-35 tion, et ils ne sont pas utilisés pour limiter la présente invention. Selon les contenus décrits dans la présente invention, l'homme du métier peut apparemment penser à certaines solutions en variante identiques qui doivent toutes être incluses dans la portée de protection de la présente invention.
Claims (22)
1. Système d'inspection de sécurité de chargement pour inspecter un objet inspecté se déplaçant à travers ledit système, le système comportant : ^ une unité de transport mécanique (102) pour supporter et transporter ledit objet inspecté, et définir un trajet de déplacement de l'objet ins- pecté dans ledit système, ^ une unité génératrice de rayonnement (101) pour générer des faisceaux de rayons pour transmission à l'objet inspecté, ^ une unité de recueil de données (103) pour recueillir des données de transmission concernant les rayons ayant déjà été transmis à l'objet inspecté, et traiter lesdites données de transmission, caractérisé : ^ en ce que ledit trajet de déplacement dudit objet inspecté comporte au moins deux sous-trajets linéaires qui sont agencés sur un angle l'un par rapport à l'autre, ^ et en ce que ladite unité de recueil de données (103) comporte au moins deux réseaux de détecteurs pour recevoir des faisceaux de rayon, chaque réseau de détecteur correspondant à un sous-trajet linéaires, un plan de réception de chacun desdits réseaux de détecteurs étant disposé parallèlement au sous-trajet linéaire lui correspondant ; en utilisation, l'unité génératrice de rayonnement (101) et l'unité de recueil de données (103) restent stationnaires, l'objet inspecté se dé-place le long de son trajet de déplacement, et l'objet inspecté effectue une translation uniquement sur lesdits au moins deux sous-trajets li- néaires sans une quelconque rotation.
2. Système selon la revendication 1, comportant en outre une unité d'image-rie (104), caractérisé en ce que l'unité de recueil de données (103) combine les données de transmission recueillies en données de projection pour émission vers l'unité d'imagerie (104), et les données de projection sont reconstruites sous la forme d'une image par l'unité d'imagerie (104).
3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une unité d'affichage (105) pour affichage de l'image reconstruite par l'unité d'imagerie (104).
4. Système selon la revendication 1, caractérisé : ^ en ce que l'unité génératrice de rayonnement (101) comporte une source de rayonnement qui est partagée par tous les réseaux de détecteurs, ou ^ en ce que ladite unité génératrice de rayonnement (101) comporte une pluralité de sources de rayonnement, chaque réseau de détecteurs correspondant à une source de rayonnement.
5. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite unité de transport mécanique (102) comporte des moyens de transport pour supporter et transporter ledit objet inspecté, et des moyens de commande pour commander le déplacement dudit objet inspecté le long du trajet de déplacement.
6. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite unité de transport mécanique (102) est configurée de telle sorte que l'objet inspecté effectue une translation uniquement sur chacun desdits au moins deux sous-trajets linéaires sans une quelconque rotation.
7. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite unité de transport mécanique (102) est configurée de telle sorte que l'objet inspecté effectue une translation uniquement sur chacun desdits au moins deux sous-trajets linéaires à une vitesse uniforme sans une quelconque rotation.
8. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le trajet de déplacement de l'objet inspecté comporte en outre une partie de joint entre des sous-trajets linéaires adjacents desdits au moins deux sous-trajets linéaires.
9. Système selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite unité de transport mécanique (102) est configurée de telle sorte que l'objet inspecté effectue une translation uniquement au niveau de ladite partie de joint sans une quelconque rotation.30
10. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite unité de transport mécanique (102) est configurée de telle sorte que l'objet inspecté effectue une translation uniquement sur le trajet de déplacement global sans une quelconque rotation.
11. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite unité de transport mécanique (102) est configurée de telle sorte que l'objet inspecté effectue une translation uniquement sur le trajet de déplacement dans son ensemble à une vitesse uniforme sans une quelconque rotation.
12. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite unité génératrice de rayonnement (101) et ladite unité de recueil de données (103) sont agencées respectivement sur les deux côtés du trajet de déplacement. 15
13. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite unité de recueil de données (103) comporte en outre : ^ un circuit de conversion de signal pour convertir les signaux de faisceau de rayon reçus par lesdits réseaux de détecteurs en les données de transmission, 20 ^ un circuit de traitement de données pour combiner les données de transmission à partir du circuit de conversion de signal en les don-nées de projection, et ^ un circuit à commande logique pour commander une performance synchrone du réseau de détecteurs recevant des signaux de faisceau 25 de rayons et le circuit de traitement de données transmettant les don- nées de projection.
14. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits réseaux de détecteurs sont des détecteurs en réseau linéaire ou des détecteurs en ré-30 seau plan.
15. Système selon la revendication 14, caractérisé en ce que lesdits détecteurs en réseau linéaire sont agencés à une égale distance ou à un angle égal, et lesdits détecteurs en réseau plan sont des détecteurs en panneau 35 plat, des détecteurs cylindriques ou des détecteurs en forme de L. 10
16. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite unité d'imagerie (104) reconstruit lesdites données de projection sous la forme d'une image en perspective et/ou d'une image tomographique.
17. Système selon la revendication 16, caractérisé en ce que ladite unité d'imagerie (104) génère l'image tomographique par un algorithme de rétroprojection filtrée rectiligne.
18. Système selon la revendication 17, caractérisé en ce que lesdits réseaux de détecteur sont des détecteurs en réseau plan, et ladite unité d'imagerie (104) combine en outre une pluralité d'images tomographiques sous la forme d'une image tridimensionnelle.
19. Système selon la revendication 16, caractérisé en ce que ladite unité d'imagerie (104) combine lesdites données de projection pour former une image en perspective sur un angle de vue ou une pluralité d'images en perspective à une pluralité d'angles de vue.
20. Système selon la revendication 16, caractérisé en ce que ladite unité d'imagerie (104) traite les données de projection en adoptant une quel-conque ou une combinaison quelconque des cinq modes de traitement suivants : inconsistance de détecteurs, durcissement, correction de diffusion, correction d'artefacts métalliques et traitement d'image et reconnaissance de motif.
21. Système selon la revendication 20, caractérisé en ce que ledit traitement d'image et ladite reconnaissance de motif comportent un ou une quel-conque combinaison des trois modes de traitement suivants : amélioration d'image, détection de bord et identification intelligente d'article ris- qué.
22. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que la somme des angles ouverts des plans de réception des réseaux de détecteurs par rapports à leurs sources de rayonnement respectives est de sensiblement 180 degrés.
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