JP2004347606A - Detection of ct target using normal curve - Google Patents

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Bernard M Gordon
ゴードン,バーナード,エム.
Carl R Crawford
クロウフォード,カール,アール.
David A Schafer
シェファー,デヴィッド,エー.
Eric Bailey
ベイリイ,エリク
Hans J Weedon
ウィードン,ハンス,ジェー.
Christopher C Ruth
ルース,クリストファー,シー
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    • G01V5/20Detecting prohibited goods, e.g. weapons, explosives, hazardous substances, contraband or smuggled objects
    • G01V5/22Active interrogation, i.e. by irradiating objects or goods using external radiation sources, e.g. using gamma rays or cosmic rays
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To apply CT scanning of baggages on the order of 700 bags per hour, by excluding data that are not related to image reconstruction. <P>SOLUTION: By using a threshold, scan calibration with no target can be performed, even if there are objects, such as a system conveyor in the field of view. A scanner has a shape for properly detecting sheet explosives. The system runs compensation, using dark currents and temperature-dependent current offsets. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

この発明は、一般的にはコンピュータ断層撮影(以下、CTと呼ぶ)用スキャナ、そして特にはCT技術を用いた荷物スキャニングシステムに関する。   The present invention relates generally to computer tomography (CT) scanners, and more particularly to a luggage scanning system using CT technology.

商用旅客機で荷物を載せる前に手荷物やかばん等内に爆発物や搭載禁止品の存在を検出するために、X線を用いた様々な荷物スキャニングシステムが良く知られている。材料の密度を測定する技術としては、X線をその材料に照射して全体の吸収量を測定することが一般的である。多くの爆発物に用いられる材料の密度は荷物に普通に使われる材料の密度と異なる範囲にある特徴をもっているので、X線装置を用いて爆発物を検出することは一般に可能である。
今日使われているほとんどのX線荷物スキャニングシステムは「ラインスキャナー」型のシステムであって、定置式X線源(以下、単に源とも呼ぶ)、定置式リニア検出アレーおよびスキャナー間に荷物を通過させるためのX線源と検出アレー間との間で荷物運ぶための定置式コンベヤベルトを備えているのが一般的である。X線源は荷物を透過しまたは荷物により部分的に弱められて検出アレーで受け取られるX線ビームを発生する。各検出インターバルでは、検出アレーは、X線ビームを透過させる荷物を二次元的に分割した密度の積分として表されるデータを発生し、このデータは一以上の2次元ラスターラインを形成するために利用される。コンベヤベルトにより荷物が該定置式源と検出アレーとを通過した際に、スキャナーは定置式検出アレーによってみたときの荷物の密度を表す二次元画像を発生する。人であるオペレータが判断できるようにするために、この密度画像は普通は表示される。
Various luggage scanning systems using X-rays are well known for detecting the presence of explosives and prohibited articles in baggage, luggage, etc., before loading luggage on commercial passenger aircraft. As a technique for measuring the density of a material, it is general to irradiate the material with X-rays and measure the total absorption. It is generally possible to detect explosives using x-ray equipment because the density of materials used in many explosives has characteristics that are in a range that differs from the density of materials commonly used in luggage.
Most X-ray luggage scanning systems in use today are of the "line scanner" type, which pass luggage between a stationary X-ray source (hereinafter simply referred to as the source), a stationary linear detection array and a scanner. It is common to have a stationary conveyor belt for carrying luggage between the X-ray source and the detection array. The x-ray source generates an x-ray beam that is transmitted through the package or partially attenuated by the package and received by the detection array. At each detection interval, the detection array generates data, expressed as the integral of the two-dimensionally divided density of the luggage that transmits the X-ray beam, which data is used to form one or more two-dimensional raster lines. Used. As the goods pass by the conveyor belt through the stationary source and the detection array, the scanner generates a two-dimensional image representing the density of the goods as viewed by the stationary detection array. This density image is usually displayed so that a human operator can make a decision.

デュアルエネルギーX線源を利用した技術は、単なる密度計測にとどまらず材料の付加的な化学的特性をも提供するとして知られている。デュアルエネルギーX線源を利用した技術は、2つの異なったレベルのX線源対する各材料における吸収特性を計測することをからなる。これらの計測は材料の密度表示に加えて原子数表示をも行う。X線CT画像のエネルギーの選択的再構成法についてのデュアルエネルギーX線源技術は、たとえば、アルバレズ・ロビンらによる「X線コンピュータ断層撮影におけるエネルギーの選択的再構成法」,物理医学生命学会紙,vol.21,No.5,733頁から744頁および米国特許5,132,998号において述べられている。
このようなデュアルエネルギーX線源技術は、荷物に爆発物があるかを検出するための荷物センサーに接続することを1つの目的としている。爆発物材料は既知の原子数の範囲において特徴を有しており、よってこのデュアルエネルギーX線源によって検出が可能である。このようなデュアルエネルギー源については同時係属出願である米国特許出願08/671,202号「改良型デュアルエネルギー供給源(事件整理番号:ANA−094)」において説明されている。これは本願発明と同じ譲受人に譲渡され、参照としての記載は全体は本願の一部をなすものとする。
米国特許公報5,132,998号 米国特許公報4,759,047号 米国特許公報4,884,289号 米国特許公報5,132,988号 米国特許公報5,183,764号 米国特許公報5,247,561号 米国特許公報5,319,547号 米国特許公報5,367,552号 米国特許公報5,490,218号 ドイツ特許出願公開公報31,50306A1号 米国特許公報5,473,657号 「X線コンピュータ断層撮影におけるエネルギーの選択的再構成法」,物理医学生命学会紙,vol.21,No.5,733頁から744頁
Techniques utilizing dual energy X-ray sources are known to provide more than just density measurements, but also additional chemical properties of the material. Techniques utilizing dual energy X-ray sources consist of measuring the absorption characteristics in each material for two different levels of X-ray sources. These measurements show the number of atoms in addition to the density of the material. Dual energy X-ray source techniques for selective energy reconstruction of X-ray CT images are described in, for example, "Selective reconstruction of energy in X-ray computed tomography" by Alvarez Robin et al. , Vol. Nos. 5,733 to 744 and U.S. Pat. No. 5,132,998.
One purpose of such dual energy X-ray source technology is to connect to a luggage sensor to detect if there is an explosive in the luggage. Explosive materials are characterized by a known range of atomic numbers and are therefore detectable by this dual energy X-ray source. Such dual energy sources are described in co-pending U.S. patent application Ser. No. 08 / 671,202 entitled "Improved Dual Energy Source (Case Reference Number: ANA-094)." It is assigned to the same assignee as the present invention, and the description by reference is incorporated in its entirety.
U.S. Pat. No. 5,132,998 U.S. Pat. No. 4,759,047 U.S. Pat. No. 4,884,289 U.S. Pat. No. 5,132,988 U.S. Pat. No. 5,183,764 U.S. Pat. No. 5,247,561 U.S. Pat. No. 5,319,547 U.S. Pat. No. 5,367,552 U.S. Pat. No. 5,490,218 DE-A 31 50 306 A1 U.S. Pat. No. 5,473,657 “Selective reconstruction of energy in X-ray computed tomography”, Physical Society of Life Sciences, vol. 5,733 to 744

プラスチック爆弾に対する荷物スキャニングシステムでは、プラスチック爆弾は検出が困難な幾何形状内に閉じ込め入れられるので特に困難がある。航空機に重大な被害を及ぼすほどの爆発物は少なくとも1ポンド以上の重量を有しており、さらに荷物内の爆発物の向きを考慮しない限りX線スキャナーシステムによって読み取ることができるに十分な長さ,幅,および高さを有しているものである。しかし、航空機に十分な損傷を与えられるプラスチック爆弾は、二次元方向には十分に大きくても、一次元方向には極端に小さいものに形成される。たとえば薄いシート内に形成されるような場合である。特に、システムを通過してしまうように薄いシートがX線ビームに平行となるように材料が配置されているときにはプラスチック爆弾は画像中で爆発材であることがわからないので、爆発材を検出することは困難を極める。
それゆえ、特にオペレータは疑わしい荷物に特に注意を払うことが要求される。一方、このように特に注意を払うことでオペレータは特別な疲労を受け、また不注意はいうまでもなくこの疲労により結果的に疑わしい荷物をシステムで見過ごすことにもつながる。
With luggage scanning systems for plastic bombs, plastic bombs are particularly difficult because they are confined within difficult-to-detect geometries. Explosives that cause serious damage to an aircraft have a weight of at least one pound or more and are long enough to be read by an X-ray scanner system unless the orientation of the explosive in the luggage is considered. , Width, and height. However, a plastic bomb that can cause enough damage to an aircraft can be large enough in two dimensions but extremely small in one dimension. This is the case, for example, when formed in a thin sheet. Detect plastic explosives, especially when the material is positioned so that the thin sheet is parallel to the X-ray beam so that it can pass through the system, because plastic bombs are not known to be explosives in the image. Is extremely difficult.
Therefore, in particular, operators are required to pay particular attention to suspicious loads. On the other hand, such extra attention causes the operator to suffer particular fatigue, and, let alone carelessness, this fatigue may also result in the system overlooking suspicious luggage.

従って、更に性能のよい荷物スキャナーを設計することに大きな価値を見出すことができる。たとえば、このような設計については、以下の米国特許に説明されている。たとえば、ドン等(4,759,047号),グロックマン等(4,884,289号),ツツイ等(5,132,988号),ペッシュマン等(5,183,764号),コトウスキ等(5,247,561号),クルグ等(5,319,547号),ペッシュマン等(5.367.552号),クルッグ等(5,490,218号)およびヘイマンGmbH等(ドイツDE31 503 06 A1)である。
前記ペッシュマン等の5,183,764号および5.367.552号(以下、それぞれ764号と552号と呼ぶ)において説明されているこれらの設計うちの少なくとも1つは、商業的には開発段階であって、ここではインビジョン・マシンと呼ぶこととする。
インビジョン・マシンは第三世代CTスキャナーを備えている。第三世代CTスキャナーとは一般に、X線源と、環状プラットホームまたはディスクの半径方向反対側にそれぞれが固定されるX線検出システムとを備えている。このディスクはガントレ内に回転可能に取り付けられ、検出システムに対して物体開口部内に配置される物体をX線が透過する間、回転軸周りに連続的に回転する。
Therefore, great value can be found in designing better performing luggage scanners. For example, such a design is described in the following U.S. Patents: For example, Don et al. (4,759,047), Glockman et al. (4,884,289), Tsutsui et al. (5,132,988), Peshman et al. (5,183,764), Kotowski, etc. 5,247,561), Krug et al. (5,319,547), Peshman et al. (5.367.552), Krug et al. (5,490,218), Hayman GmbH, etc. (German DE 31 503 06 A1) ).
At least one of these designs, described in the aforementioned Peshman et al. 5,183,764 and 5.367.552 (hereinafter referred to as 764 and 552, respectively), is commercially available at a developmental stage. Therefore, here, it is called an invision machine.
The Invision machine has a third generation CT scanner. Third generation CT scanners generally include an X-ray source and an X-ray detection system, each fixed on a radially opposite side of the annular platform or disk. The disk is rotatably mounted in the gantry and rotates continuously about an axis of rotation while X-rays pass through an object located in the object opening relative to the detection system.

検出システムは線形状の列(以下、アレーとも呼ぶ)をなす検出器を備えている。この線形アレーは、X線源の焦点で曲面の中心をもつ弦の形で単列に配置されている。X線源の焦点とは、たとえばX線が発出されるX線源内の点である。X線源は、その焦点から平面状の画像野を通過して検出器によって受けられるような扇状にビームを発出するかまたは扇形のビームを発出する。CTスキャナーはX,Y,Z軸によって定義される座標システムを備えている。これらの軸は互いに交差し、ディスクのそれぞれの回転中心において回転軸周りに回転可能なように互いに垂直である。扇形ビームは1つの源(たとえば、焦点)とX線ビームに曝される検出アレーの検出器の需要面との間で定義される空間の体積として定義される。線形アレー検出器の受ける面はZ軸方向に相対的に小さいので、その方向に扇形ビームは薄い。各検出器はそれらの検出器で発せられるx線の強度を表す出力信号を発生する。X線はその過程において物体全体により部分的に弱められるので、各検出器が発する出力信号はX線源と検出器間の画像野における物体全体の密度を表すことになる。
ディスクは回転するので、検出アレーは周期的にサンプリングを行う。そしれ各検出アレー間の各検出器は、各計測の間にスキャニング下物体の位置の密度を表す出力信号を発することになる。全検出間隔に対しての検出器の単列のすべての検出器で発せられたすべての出力信号を集めると投影画像となる。かく投影角において、焦点から各検出器へのX線の過程は、「線(以下、レイと呼ぶ)」と呼ばれて、一の点から検出器の受ける面への断面積を増加させるように作用する。また、レイが通過する物体のいかなる断面よりも検出器が受ける面責が大きくなるので、密度計測を拡大するものとして教示されている。
The detection system includes detectors in a linear array (hereinafter also referred to as an array). The linear array is arranged in a single row in the form of a chord with the center of the curved surface at the focal point of the X-ray source. The focal point of the X-ray source is, for example, a point in the X-ray source from which X-rays are emitted. The x-ray source emits a fan-shaped beam from its focal point, through a planar image field, or as received by a detector. CT scanners have a coordinate system defined by the X, Y, and Z axes. The axes intersect each other and are perpendicular to each other so as to be rotatable about the axis of rotation at the respective centers of rotation of the disks. The fan beam is defined as the volume of space defined between one source (eg, focus) and the demand surface of the detector of the detector array exposed to the x-ray beam. Since the surface received by the linear array detector is relatively small in the Z-axis direction, the fan beam is thin in that direction. Each detector produces an output signal representative of the intensity of the x-rays emitted by those detectors. Since the x-rays are partially attenuated by the whole object in the process, the output signal emitted by each detector will represent the density of the whole object in the image field between the x-ray source and the detector.
As the disk rotates, the detection array samples periodically. Each detector between each detection array will then generate an output signal representing the density of the position of the object under scanning during each measurement. A projection image is obtained by collecting all output signals emitted by all detectors in a single row of detectors for the entire detection interval. Thus, at the projection angle, the process of X-rays from the focal point to each detector is called a "line" and increases the cross-sectional area from one point to the plane received by the detector. Act on. It is also taught as expanding the density measurement because the detector receives more surface duty than any cross section of the object through which the ray passes.

ディスクはスキャニングされている物体周りに回転するので、スキャナーは複数の投影像をそれに対応する複数の投影角で発生する。良く知られているアルゴリズムによって、各投影角において集められた投影データから物体のCT画像が生成される。CT画像は、扇形ビームがいろいろな投影角を通してディスクが回転する間に通過した物体における切断面としての二次元的な密度を表している。CT画像の解像度の一部は扇形ビームの平面内における各検出器の受容面積の幅により決定される。ここで幅とは扇形ビームの幅と同じ方向に計測された方向の寸法として定義され、一方、検出器の長さとはスキャナーのZ軸または回転軸に平行な扇形ビームに垂直方向に計測される方向の寸法として定義される。
荷物スキャナーの重要な設計基準の一つに、いかに荷物のスキャニングを行うかのスピードある。主要な空港において実際に使用するためには、荷物のスキャニングはとても早い速度で大量の荷物のスキャニングができなければならない。たとえば、1時間に700個以上のスキャニングができるレベルまたはそれ以上でなければならない。そのためには、1つの荷物に対して、平均的に5秒又はそれ以下のスピードでスキャニングができなければならない。この理由によって、インビジョン・マシンの一つの問題点として、相対的に長い時間がかかること、たとえば、CT画像が1つの切断面のデータを生成するディスクの一旋回が約0.6から2.0秒がかかるということが前記764号および552号において挙げられている。さらに、各画像に対する荷物を通過するビームの切断をより薄くすれば薄くするほど画像の解像度は良くなるが、従って、CTスキャナーは数ミリメータの厚さしかないプラスチック爆弾の検出を行うに十分な解像度を有していなければならない。もしも、各々の切断CT画像のデータ生成のために0.6から2.0秒の時間を必要としかつ平均的な約70cmの大きさの荷物が1時間あたり700個として望まれる処理能力を仮定すれば、荷物は一スキャンごとに移動と停止を繰り返すので、従来のCT荷物スキャナーは平均2から3個のCT画像を生成する余裕しかないことになる。合理的な速度に対する処理能力として割り当てられた時間内に荷物全体をスキャンすることができないことは明らかである。一荷物に対してたった2乃至3のCT画像しか発生しないということは、スキャンできない多くの項目をのこすことであり、それゆえ適切なスキャンを提供することができず、かつスキャニングを完了することができないことを意味する。
As the disk rotates around the object being scanned, the scanner produces a plurality of projection images at a corresponding plurality of projection angles. A well-known algorithm generates a CT image of the object from the projection data collected at each projection angle. The CT image shows the two-dimensional density as a cut plane in the object that the fan beam passed while the disk was rotating through various projection angles. Part of the resolution of the CT image is determined by the width of the receiving area of each detector in the plane of the fan beam. Here, the width is defined as the dimension in the direction measured in the same direction as the width of the fan beam, while the length of the detector is measured perpendicular to the fan beam parallel to the scanner's Z-axis or rotation axis. Defined as dimension in direction.
One of the important design criteria of a luggage scanner is how fast it scans the luggage. For practical use at major airports, luggage scanning must be able to scan large amounts of luggage at a very fast rate. For example, it must be at or above a level that allows 700 or more scannings per hour. In order to do this, one package must be able to scan at an average speed of 5 seconds or less. For this reason, one problem with the invision machine is that it takes a relatively long time, for example, a single turn of the disk on which the CT image produces data for one cutting plane is about 0.6 to 2.. It is mentioned in the above-mentioned Nos. 764 and 552 that it takes 0 seconds. In addition, the thinner the beam cut through the luggage for each image, the better the resolution of the image, so the CT scanner has sufficient resolution to detect a plastic bomb that is only a few millimeters thick. Must have. Assuming the required processing power if it takes 0.6 to 2.0 seconds to generate data for each cut CT image and the average load of about 70 cm in size is 700 per hour. In this case, since the luggage repeatedly moves and stops for each scan, the conventional CT luggage scanner has a margin to generate an average of two to three CT images. Obviously, the entire package cannot be scanned within the time allotted for throughput for a reasonable speed. The fact that only a few CT images are generated for a package means that many items that cannot be scanned are placed, and therefore an adequate scan cannot be provided and scanning can be completed. Means you can't.

本願発明は従来技術の欠点を実質的に補うスキャニングシステムである。本願発明における、荷物スキャニングシステムは荷物がスキャナーで移動される間にオペレータの介在なく1時間あたり700個のオーダのスキャニングを可能とする。
本願発明の一の目的はスキャナーのデータ再構成ウィンドウを各物体(たとえば、スキャンされるべき荷物片)の大きさに適用することによりスキャナーの改良を行ったCTスキャナーの装置および方法を提供することにある。
この視点からは、発明は再構成ウィンドウに適合する。再構成ウインドウとは、スキャナーの視野内における荷物のいちまたは大きさ対する画像を発生させるための、スキャンデータから再構成されるべき画素数を意味する。
CT画像マシンは視野をスキャンすることにより、スキャナーを通過する物体のスキャンデータを発生する。物体の大きさや位置を利用することで、視野内における画素の2つの位置が特定できる。この画素の2つの位置のうち、第一位置とは物体の画像群を発生するために再構成されるものであり、一方、第二位置とは画素群の特定された位置を再構成しないためのものである。
The present invention is a scanning system that substantially compensates for the disadvantages of the prior art. In the present invention, the luggage scanning system allows scanning on the order of 700 pieces per hour without operator intervention while the luggage is moved by the scanner.
One object of the present invention is to provide a CT scanner apparatus and method that has improved the scanner by applying the data reconstruction window of the scanner to the size of each object (eg, a piece of luggage to be scanned). It is in.
From this point of view, the invention fits into the reconstruction window. The reconstruction window refers to the number of pixels to be reconstructed from the scan data to generate an image for one or the size of the load in the field of view of the scanner.
A CT imaging machine generates scan data of an object passing through a scanner by scanning the field of view. By using the size and position of the object, two positions of the pixel in the visual field can be specified. Of the two positions of this pixel, the first position is the one that is reconstructed to generate an image group of the object, while the second position is the one that does not reconstruct the specified position of the pixel group belongs to.

しかるに、本願発明のこの目的から、スキャンされるべき荷物に関する情報を与える画素(たとえば、画素の第一位置)は画像再構成の間に処理される。 荷物に関係ない画素(たとえば、画素の第二位置)は再構成されない。無関係な画素は荷物コンベヤシステムの下の領域に関するものや、荷物の上や隣の領域に関するものは含まれない。荷物に関する情報を与えない効果的に画素を捨てることにより再構成の処理に関する負荷が実質的に削減され、より短時間の再構成とより高い処理能力をもたらすものである。   Thus, for this purpose of the present invention, the pixels that provide information about the package to be scanned (eg, the first position of the pixels) are processed during image reconstruction. Pixels that are not relevant to the load (eg, the second position of the pixel) are not reconstructed. Irrelevant pixels do not include those relating to the area below the load conveyor system or those relating to the area above or adjacent to the load. By effectively discarding pixels that do not provide information about the package, the load on the reconstruction process is substantially reduced, resulting in faster reconstruction and higher processing power.

本発明における一の実施形態としては、視野内おける荷物の大きさや位置が荷物の境界を検出することにより決定することである。これは、従来技術で既知である境界位置処理法を利用することによりデータ内に物体の境界を配置させたスキャンデータを解析することにより実現できる。また一の実施形態としては、これらの境界を配置するため、平行投影データを解析する。応用的な実施形態としては、スキャナーは荷物の境界を検出するための別のセンサーをそなえることである。このセンサーは高周波超音速領域の測定器のような音響センサとすることができ、またはレーザー,発光ダイオード,赤外線検出器等の1またはそれ以上の光学的装置とすることもできる。これらのいずれも、荷物の領域を表すリターンデータの手法である。荷物の領域とは、荷物の中心とスキャナの視野内におけるその位置を表すものである。
別の一の実施形態としては、荷物に関係無いとして特定される画素群は再構成されないことであり、一方、荷物に関係するすべての画素は荷物の画像を生成するために再構成されることである。この手法は各荷物の大きさに関係なく、各荷物の完全な画像を供給し、スキャナーの処理能力を改善する。しかし、荷物の大きさにおいてその幅は多岐にわたるため、それをモニタし及び制御することは、処理負荷とおよびそれによる荷物の処理能力の点から困難となる。それゆえ、荷物の処理能力を削減しようとするシナリオが存在する。たとえば、連続的に常識はずれの大きさの荷物であってかつ大量の荷物をスキャナーが処理するというものである。それゆえに、実施形態の応用としては、上限リミットを再構成ウインドウの全体の大きさに設定することである。これは、再構成するべき最大数の画素を設定することにより実現する。この最大画素ウィンドウは、プリセット画素再構成リミット内で最高の荷物の画像を提供することのできる程度として、荷物の大きさ,位置および寸法を適合するべく決定することである。この手法は、制御可能レベルを維持したままで利用可能な程度の荷物画像を作るものである。
In one embodiment of the present invention, the size and position of the load in the field of view are determined by detecting the boundary of the load. This can be realized by analyzing the scan data in which the boundaries of the object are arranged in the data by using the boundary position processing method known in the prior art. In one embodiment, parallel projection data is analyzed to locate these boundaries. In an application embodiment, the scanner comprises another sensor for detecting the boundaries of the load. The sensor can be an acoustic sensor, such as a high frequency supersonic range instrument, or one or more optical devices, such as a laser, light emitting diode, infrared detector, and the like. Each of these methods is a method of return data representing an area of a package. The baggage area describes the center of the baggage and its position within the field of view of the scanner.
In another embodiment, the set of pixels identified as unrelated to the package is not reconstructed, while all the pixels related to the package are reconstructed to generate an image of the package. It is. This approach provides a complete image of each package, regardless of the size of each package, and improves the throughput of the scanner. However, because of the wide variety of luggage sizes, it is difficult to monitor and control it in terms of processing load and thus the luggage throughput. Therefore, there are scenarios that attempt to reduce the processing capacity of packages. For example, the scanner continuously processes a large amount of luggage that is of irrelevant size. Therefore, an application of the embodiment is to set the upper limit to the entire size of the reconstruction window. This is achieved by setting the maximum number of pixels to be reconstructed. This maximum pixel window is to determine the size, location and dimensions of the load as to provide the best load image within the preset pixel reconstruction limits. This method is to create a usable luggage image while maintaining a controllable level.

画像再構成処理から分析される荷物に関係の無い画素を削除する方法により、本願発明の適応再構成ウィンドウは大きな利益をもたらす。たとえば、特に不要なデータ処理を行わないことにより、繁忙な商用空港において要求される荷物処理能力にもとづき、再構成時間を短くすると共に荷物処理能力を増加させることにつながる。
他の視点としては、本願発明は、較正、または空スキャンを実行する装置または方法を導くことである。空スキャンとはCTシステムにおいて、個々の検出器の応答に対してシステムをいろいろと較正することである。たとえば、コンベヤシステムにおいて、荷物スキャナーの視野から障害物を取り除くのは困難であるから、従来のCTマシンにおいて空スキャンを実行するのと同じ方法で空スキャンを実行するのは容易ではない。本願発明のスキャナーでは、視野における障害物に対する補償しながら空スキャン較正を実行するものである。
較正の一実施形態としては、まず視野のスキャンを実行し、そして視野に存在する障害物を含めた完全なデータを取得することにより実行される。較正用しきい値はセットされ、そして各検出器に対し、この検出器に対する較正用オフセット値計算するために、しきい値をこえたビューデータが選択される。しきい値を下回る値の場合は無視される。一の実施形態としては、いずれのデータがしきい値を超えた場合には、放射線が視野にある障害物を通過しないように十分に高くなるように当該しきい値を設定することである。それゆえに空較正が適切に行うことができる。各々の検出器に対して、邪魔の無い方向からの選択されたデータ値は検出器に対する空較正値を計算することに使用される。一の実施形態としては、選択された値は空較正値を計算するために平均化される。空較正値は、検出器から検出器への応答の多様性を補償するために実際の物体に対する続くスキャンの間に無次元化に使用される。
The adaptive reconstruction window of the present invention provides significant benefits due to the method of removing non-package related pixels analyzed from the image reconstruction process. For example, by not performing unnecessary data processing, it is possible to shorten the reconstruction time and increase the baggage processing capacity based on the baggage processing capacity required at a busy commercial airport.
In another aspect, the invention is directed to an apparatus or method for performing a calibration or an empty scan. An empty scan is the calibration of a CT system in response to individual detector responses. For example, in a conveyor system, it is difficult to remove an obstruction from the field of view of a luggage scanner, so performing an empty scan in the same manner as performing an empty scan on a conventional CT machine is not easy. The scanner of the present invention performs sky scan calibration while compensating for obstacles in the field of view.
One embodiment of the calibration is performed by first performing a scan of the field of view and obtaining complete data, including any obstacles present in the field of view. A calibration threshold is set, and for each detector, view data above the threshold is selected to calculate a calibration offset value for that detector. Values below the threshold are ignored. In one embodiment, if any data exceeds the threshold, the threshold is set so that the radiation is high enough so that it does not pass through obstacles in the field of view. Therefore, empty calibration can be performed properly. For each detector, the selected data value from the unobstructed direction is used to calculate an empty calibration value for the detector. In one embodiment, the selected values are averaged to calculate an empty calibration value. The empty calibration values are used for dimensionality during subsequent scans on the actual object to compensate for the diversity of detector-to-detector responses.

しきい値に空スキャンの較正データを適用することにより、障害物にあたらなかった放射線に関係したデータは同一であるとみなされる。これは、視野において障害物を除去しなくても空較正を実行できることを意味する。これは、連続的にスキャンを行う荷物スキャニングシステムにおいてとても重要なことであり、荷物間の空スキャンを実行するために視野からコンベヤのような障害物を除去することは結果として極端に不便となるからである。しかしながら、この手法は医療用CTの分野においても有益である。医療用CTスキャニングから患者用テーブルを除去することは、荷物用スキャナーからコンベヤを除去することよりもより不便なことであって、患者用テーブルを除去すること無く医療用CT空スキャンを実行することは医療用CTの分野でも大きな改善となる。しかるに、本願の空較正は医療用CTの分野でも有用である。
別の視点からは、本願発明は物体の3次元CT画像データからシートのような目標物を見つけ出す方法と装置をも導くものである。プラスチック爆弾はシート形状のものに成形できることがよく知られている。このようなシート状爆弾は従来のCT技術をもちいては検出することが困難であった。爆発物のシート厚が従来のCTスキャナーの解像度より薄いからである。本願発明は、もしも物体がプラスチック爆弾であろう可能性が高いシート状のものであるか否かを物体の画像データを判定する。
本願発明の装置および方法において、物体は物体表面付近の画像データを解析することにシートであるかを決定するために分析される。分析されるべき物体はその境界または表面により3次元空間において定義される。物体の表面に沿った沢山の位置の各々において、面に対する法線ライン方向が計算され、物体の背面にむかって投射される。法線ラインから投射されるラインにそった複数の箇所において、物体の密度が物体に対するCTデータから得られる。補間法が各点のデータを計算することに使用される。物体内部の最大距離が設定され、密度がその最大距離を上限として生成される。この最大距離は予想されるシートの最大厚さより大きくなるように選択される。 各垂直ラインに対して、すべての密度データが生成された後に、密度が減少降下するような物体内部の距離が生成される。一般には、もしも密度が最大距離よりも短い距離において減少降下したならば、密度形測地はシートと思われる薄い物体の存在を示したことになる。最大距離以上において減少降下がなければ、シートよりも厚い物体が示されていることになる。
計算された減少降下距離はヒストグラムのような分布に適合する。このヒストグラムは物体の形状の決定に利用できる。最大距離よりも短い減少降下距離においてヒストグラム中に現れるピークデータは、減少降下距離においてなんらかの厚さを有する物体の実質的な位置を示している。これはシートを示すことに使うことができる。最大距離においてヒストグラム中に現れる高いピークデータは予期されるシートの厚さよりも厚い物体の実質的な位置を示している。これは、シートでない物体を示すことに使うことができる。シート形状の物体を特定するための表面の法線およびヒストグラムの利用はシートを見つけ出すほかのいかなる方法よりも有利である。たとえば、ある先行技術の手法では、物体の形状を体積に対する表面積の比から計算して求めることにより解析する。高い比であれば、シートのように薄い物体であっても表示に利用できる。しかし、この手法では、物体全体に対して感度が高い1つの数を計算するのみであり、高い精度を要求できない。大きな表面に対して相対的に小さな体積を有するような物体では物体がシート形状であるときに誤差を生じ易い。一方、本願発明では物体全体の周りの箇所において分析をすることができる。物体全体において厚さの静的な分布を分析することにより、物体の形状についてより正確な結果を得ることができる。
別の視点では、本願発明はCTシステムにおいて暗電流(たとえば、X線の吸収によって検出器により生じる電流)を補償し、また特には温度による暗電流の変動を補償するための装置または方法を導くことである。本願発明本願発明によれば、較正手順は暗電流の温度変動を特徴づけるように実行される。この変動を利用して、検出器の一式のオフセットが作られる。暗電流またはオフセット電流は各オフセットによってある温度において定義される。位置の実施形態としては、一式のオフセットは各検出器に対して発生される。別の実施形態ではある一式のオフセットがすべての検出器に対して利用される。続いての物体または領域の実際のスキャニングの間に、このオフセットにより検出器によって発出されたデータ信号が適正化される。その範囲がスキャニングされている間は検出器の温度は検知される。各検出器において、現在感知されている温度に連動したオフセットが検出器によって検知された物体の密度を適正化するように検出器が信号を発生する。これにより暗電流の温度変動を補償できる。
一の実施形態では、温度変動は、温度−オフセット曲線にパラメータ式を当てはめることで特徴づけられている。一の実施形態では、この変動は定係数を伴うテーラー級数多項式で説明される。この係数は最小二乗誤差法により求められる。検出器データに温度依存性オフセットを適用することにより、本願発明の荷物スキャニングシステムは従来のシステムより正確な暗電流補償を提供する。荷物スキャニングの環境において、荷物のスキャニングを連続的に行うものであるから、医療機器用よりも温度の影響がより重要となる。それゆえ、オフセットの温度依存性は生成された画質や、そして結果的には目標物の検出能力を維持するためには重要となる。それゆえ、本願発明の温度依存オフセットはより正確なCT荷物スキャナーをもたらすものである。
By applying the empty scan calibration data to the threshold, the data related to radiation that did not hit the obstacle is considered identical. This means that sky calibration can be performed without removing obstacles in the field of view. This is very important in a continuous scanning luggage scanning system, and removing an obstacle such as a conveyor from the field of view to perform an empty scan between luggage results in extreme inconvenience. Because. However, this technique is also useful in the field of medical CT. Removing the patient table from medical CT scanning is more inconvenient than removing the conveyor from the luggage scanner and performing a medical CT empty scan without removing the patient table. Is a major improvement in the field of medical CT. However, the null calibration of the present application is also useful in the field of medical CT.
From another perspective, the present invention also provides a method and apparatus for finding a target, such as a sheet, from three-dimensional CT image data of an object. It is well known that plastic bombs can be formed into sheet shapes. Such a sheet bomb was difficult to detect using conventional CT technology. This is because the sheet thickness of the explosive is thinner than the resolution of the conventional CT scanner. The present invention determines image data of an object if the object is a sheet-like object that is likely to be a plastic bomb.
In the apparatus and method of the present invention, an object is analyzed to determine whether it is a sheet in analyzing image data near the object surface. The object to be analyzed is defined in three-dimensional space by its boundaries or surfaces. At each of a number of locations along the surface of the object, the direction of the normal to the plane is calculated and projected toward the back of the object. At a plurality of points along the line projected from the normal line, the density of the object is obtained from the CT data for the object. Interpolation is used to calculate the data for each point. A maximum distance inside the object is set, and a density is generated up to the maximum distance. This maximum distance is selected to be greater than the expected maximum sheet thickness. After all density data has been generated for each vertical line, a distance within the object is generated such that the density decreases and drops. In general, if the density decreases at a distance less than the maximum distance, the density geodesic indicates the presence of a thin object, which is likely to be a sheet. If there is no dip above the maximum distance, an object thicker than the sheet is indicated.
The calculated reduced descent distance fits a histogram-like distribution. This histogram can be used to determine the shape of the object. The peak data appearing in the histogram at the reduced descent distance shorter than the maximum distance indicates the substantial position of the object having some thickness at the reduced descent distance. This can be used to show the sheet. The high peak data appearing in the histogram at the maximum distance indicates the substantial location of objects thicker than the expected sheet thickness. This can be used to indicate non-sheet objects. The use of surface normals and histograms to identify sheet-shaped objects is advantageous over any other method of finding a sheet. For example, one prior art approach analyzes the shape of an object by calculating it from the ratio of surface area to volume. If the ratio is high, even a thin object such as a sheet can be used for display. However, in this method, only one number with high sensitivity is calculated for the entire object, and high accuracy cannot be required. For an object having a relatively small volume with respect to a large surface, an error is likely to occur when the object has a sheet shape. On the other hand, according to the present invention, analysis can be performed at a location around the entire object. By analyzing the static distribution of thickness throughout the object, more accurate results can be obtained on the shape of the object.
In another aspect, the present invention provides an apparatus or method for compensating for dark current (eg, current generated by a detector due to X-ray absorption) in a CT system, and particularly for compensating for variations in dark current with temperature. That is. In accordance with the present invention, a calibration procedure is performed to characterize dark current temperature variations. This variation is used to create a set of detector offsets. The dark or offset current is defined at a certain temperature by each offset. In a position embodiment, a set of offsets is generated for each detector. In another embodiment, a set of offsets is utilized for all detectors. During the subsequent actual scanning of the object or region, this offset corrects the data signal emitted by the detector. The detector temperature is sensed while the area is being scanned. At each detector, the detector generates a signal such that the offset associated with the currently sensed temperature moderates the density of the object detected by the detector. Thereby, temperature fluctuation of the dark current can be compensated.
In one embodiment, the temperature variation is characterized by applying a parametric equation to the temperature-offset curve. In one embodiment, this variation is described by a Taylor series polynomial with a constant coefficient. This coefficient is obtained by the least square error method. By applying a temperature dependent offset to the detector data, the luggage scanning system of the present invention provides more accurate dark current compensation than conventional systems. In a luggage scanning environment, since the luggage is continuously scanned, the influence of temperature is more important than for medical devices. Therefore, the temperature dependence of the offset is important for maintaining the generated image quality and consequently the ability to detect the target. Therefore, the temperature dependent offset of the present invention results in a more accurate CT luggage scanner.

図1,図2および図3はそれぞれ、荷物スキャニングシステム100の外観図,端部断面図および半径方向からみた断面図を示している。荷物スキャニングシステム100はその座標に拘わらずシート状爆発物のような目標物の存在を検出するための能力を改善した本願発明にもとづいて作られるものであって、すばやくかつCTに持つスキャニングを完了することをもたらす。その結果、相対的に高い速度で目標材料を高い確率で検出することができる。システム100は手荷物または荷物112をCTスキャニングシステム120の中央開口部を通して矢印114に示す方向に連続的に運ぶためのコンベヤシステム110を備えている。コンベヤシステム110は複数からなる個々のコンベヤ領域122を備えるものとして表されているが、他の形態のコンベヤシステムも利用できる。
CTスキャニングシステム120は環状回転プラットホームまたはディスク124を備えていて、これらは図3に示される回転軸127まわりに回転するガントレ支持部125内に配置されている。手荷物112の輸送方向114に平行であることが好ましい。ディスク124は、たとえば、ベルト116およびモータ駆動システム118のようなく同装置によって回転軸127周りに駆動される。または別の駆動装置、たとえば、本願譲受人に譲渡されかつ本願の一部をなすものであって「X線断層撮影スキャニングシステム(事件番号ANA−30CON号)」のタイトルでギルバート・マッケンアにより19995年12月5日に発行された米国特許5,473,657に説明されているような駆動装置も利用できる。回転プラットホーム124はコンベヤ110が手荷物112を輸送する中央開口部126を含んでいる。
システム120はプラットホーム124の半径方向反対側に配置されるX線チューブ128と検出アレー130とを備えている。この検出アレー130は、「コンピュータ断層撮影スキャニングシステムにおける面積検出アレー(事件番号ANA−137号)」のタイトルで本願と同じ譲受人によって本願と同日に出願されかつ本願の一部をなす米国特許出願に述べられているような検出アレーのような2次元式アレーも利用できる。このシステム120は更に検出アレー130によって発出された信号を処理しかつ受けるためのデータ取得装置(DAS)134と、X線管136に電源を供給しその他制御を行うためのX線管制御システム136とを備えている。システム120は、データ取得装置134の出力の処理と、システム120を作動させおよび制御するために必要な信号の発生とのためにコンピュータシステム(不図示)を備えることが好ましい。このコンピュータシステムは発生した画像を含む情報を表示するためのモニタを備えているもよい。X線管制御システム136は、前記米国特許出願番号08/671,202に述べられているようなデュアルエネルギX線管制御システムとすることもできる。本願発明はこのタイプのシステムに適用することに制限するものではないが、X線CT画像のエネルギの選択的再構成のためのデュアルエネルギX線技術は材料の密度を示すことに加えて材料の原子数を示すことにも実際に有用である。システム120はシールド138を備え、このシールド138はガントレ125の上に広がる放射線から守るためのものであって、リードから組み立てられている。
1, 2, and 3 show an external view, an end cross-sectional view, and a cross-sectional view as viewed from a radial direction of the luggage scanning system 100, respectively. The luggage scanning system 100 is made according to the present invention with improved ability to detect the presence of a target, such as a sheet explosive, regardless of its coordinates, and completes the scanning quickly and with CT. Bring to you. As a result, the target material can be detected at a relatively high speed with a high probability. The system 100 includes a conveyor system 110 for continuously transporting baggage or luggage 112 through the central opening of the CT scanning system 120 in the direction indicated by arrow 114. Although the conveyor system 110 is depicted as having a plurality of individual conveyor regions 122, other forms of conveyor systems may be utilized.
The CT scanning system 120 includes an annular rotating platform or disk 124, which is located in a gantry support 125 that rotates about a rotation axis 127 shown in FIG. Preferably, it is parallel to the transport direction 114 of the baggage 112. The disk 124 is driven about a rotation axis 127 by the same device, such as, for example, a belt 116 and a motor drive system 118. Or another drive, for example, assigned to the assignee of the present application and forming part of the present application, entitled "X-Ray Tomographic Scanning System (case number ANA-30CON)" by Gilbert Mackena, 19995 A drive as described in US Pat. No. 5,473,657 issued Dec. 5, may also be used. The rotating platform 124 includes a central opening 126 through which the conveyor 110 transports the baggage 112.
The system 120 includes an X-ray tube 128 and a detection array 130 disposed on a radially opposite side of the platform 124. This detection array 130 is a U.S. patent application which is filed on the same date and forms part of the present application by the same assignee as the present application under the title "Area Detection Array in a Computed Tomography Scanning System (Case No. ANA-137)". A two-dimensional array, such as a detection array as described in US Pat. The system 120 further includes a data acquisition device (DAS) 134 for processing and receiving signals emitted by the detection array 130, and an X-ray tube control system 136 for powering the X-ray tube 136 and performing other controls. And System 120 preferably includes a computer system (not shown) for processing the output of data acquisition device 134 and generating the signals necessary to operate and control system 120. The computer system may include a monitor for displaying information including the generated image. The X-ray tube control system 136 may be a dual energy X-ray tube control system as described in the aforementioned U.S. patent application Ser. No. 08 / 671,202. Although the present invention is not limited to application to this type of system, the dual energy X-ray technique for selective reconstruction of the energy of an X-ray CT image is not only indicative of the density of the material but also of the material. It is actually useful to indicate the number of atoms. System 120 includes a shield 138 that protects against radiation spreading over gantry 125 and is assembled from leads.

一の実施例では、X線管128はピラミッド的形状のX線ビームを発生する。これはよくコーンビーム132と呼ばれて、手荷物112がコンベヤシステム110を輸送される間に通る三次元画像野を透過するものである。画像野中に載置される手荷物が通過した後、手荷物112の暴露された位置の密度を表す信号を次に発生させる検出アレー130がコーンビーム132を受ける。それゆえ似、ビームはスキャニングした空間の体積を定義する。プラットホーム124はその回転軸127周りに回転する。その回転軸は、対応する複数の投影角で複数の投影像を発生するように、手荷物がコンベヤシステム110によって連続的に中央開口部126を通って輸送されたときに手荷物112周りに環状の軌道に輸送X線源128および検出アレー130を移動させるように位置する。
良く知られた方法では、検出アレー130からの信号はデータ取得システム134によって始めに取得され、続いてCTスキャニング信号処理技術を用いてコンピュータシステム(不図示)によって処理される。この処理されたデータはモニタ上に表示され、さらに疑わしい材料の存在の有無を決定するためにコンピュータシステムによってさらに解析が行われる。たとえば、このデータはそのデータがシート爆弾の密度(デュアルエネルギーシステムが利用されるときは分子量も含む)を有する材料の存在があるかどうかを決定するために使用される。もしも、このデータが存在するならば、システムのオペレータまたはモニタにこのような材料の検出を示すために適切な方法がとられる。適切な方法とは、たとえば、モニタ140のスクリーン上に表示をしたり、音声または視覚によって、または更なる検査のためにコンベヤから荷物を除去するための自動除去装置、またはコンベヤの停止等であって、その結果、疑わしい荷物は検査され、かつ/または除去される。
前述の通り、検出アレー130は、Z軸は言うまでもなくX軸およびY軸の両方向についても、スキャンデータを検出することが可能な2次元検出アレーとすることができる。各々の検出間隔において、検出アレーの複数列は対応する複数の投影像からデータを発出し、それによって同時に手荷物112の体積領域をスキャンする。検出列の方向と数はスキャナーの望ましい解像度と処理能力の関数として決定される。そしてそれは同様に回転プラットホームの回転速度124の回転速度とコンベヤシステム110の速度との関数ともなる。これらのパラメータはプラットホーム124の1回の完全な回転において要求される時間を満足するように選択されることが好ましい。コンベヤシステム110は、プラットホーム1回転の間に検出器によってスキャンされる体積領域と、次のプラットホームの1回転の間に検出アレー130によってスキャンされる体積領域とが重なり合うこと無く連続的となるように、手荷物112を前に進める。
In one embodiment, x-ray tube 128 generates a pyramidal shaped x-ray beam. This is often referred to as a cone beam 132 and passes through a three-dimensional image field through which the baggage 112 travels while being transported through the conveyor system 110. After the luggage placed in the image field has passed, a detection array 130, which then generates a signal representative of the density of the exposed locations of the luggage 112, receives the cone beam 132. Thus, similarly, the beam defines the volume of the scanned space. Platform 124 rotates about its axis of rotation 127. The axis of rotation is such that an annular trajectory around the baggage 112 when the baggage is continuously transported by the conveyor system 110 through the central opening 126 so as to generate multiple projection images at corresponding multiple projection angles. The transport X-ray source 128 and the detection array 130 are moved to the position shown in FIG.
In a well-known manner, the signal from the detection array 130 is first acquired by a data acquisition system 134 and subsequently processed by a computer system (not shown) using CT scanning signal processing techniques. This processed data is displayed on a monitor and further analyzed by a computer system to determine the presence or absence of suspicious material. For example, this data is used to determine if there is a material having the density of the sheet bomb (including the molecular weight when a dual energy system is utilized). If this data is present, appropriate measures are taken to indicate the detection of such material to the system operator or monitor. Suitable methods include, for example, displaying on the screen of monitor 140, audio or visual, or an automatic removal device to remove packages from the conveyor for further inspection, or stopping the conveyor. As a result, suspicious packages are inspected and / or removed.
As described above, the detection array 130 may be a two-dimensional detection array capable of detecting scan data in both the X-axis and the Y-axis, let alone the Z-axis. At each detection interval, the rows of the detection array emit data from a corresponding plurality of projection images, thereby scanning the volume area of the baggage 112 simultaneously. The direction and number of detector rows is determined as a function of the desired resolution and processing power of the scanner. And it is also a function of the rotation speed of the rotation speed 124 of the rotating platform and the speed of the conveyor system 110. These parameters are preferably selected to satisfy the time required in one complete rotation of the platform 124. The conveyor system 110 is such that the volume region scanned by the detector during one platform revolution and the volume region scanned by the detection array 130 during the next platform revolution are continuous and non-overlapping. Move baggage 112 forward.

コンベヤシステム110はCTスキャニングシステム120を通して、好ましくは一定の速度で、手荷物112を連続的に運び、一方プラットホーム124はその荷物が通過するときに連続的に一定の回転速度でその荷物周りに回転する。このように、システム120は手荷物全体に対して螺旋状空間CTスキャンを実行する。手荷物スキャニング組立体100では、少なくとも、アレー130から与えられるいくらかのデータ、および手荷物がシステムを通過するときに手荷物全体を体積的にCT表示するための螺旋状再構成アルゴリズムが使用される。一実施例ではシステム100、本願と同じ譲受人のものであって本願の一部をなす「章動切断CT画像際構成装置およびその方法(事件番号ANA−118号)」において説明されるデータ上に章動切断面再構成(NSR)として実行される。それゆえに、システム100は手荷物のある与えられた位置におけるCTスキャニングを与えるのみならず、予めスクリーニングを行う装置を必要とせずに各手荷物に対して完全なCTスキャンを提供する。また、システム100は早いスキャニングを提供する。2次元検出アレー130によりシステム100はプラットホームの各1回転で欠く手荷物の相対的に大きな部位を同時にスキャンすることができるからである。
図4は本願発明における一実施例の機械/電気のブロック線図を示している。スキャナ100の機械ガントレは2つの主要な部位を有しており、その一つはディスク124であって、他の一つはフレーム(不図示)である。ディスク124はX線組立体,検出器組立体130,データ取得システム134,高電圧電源供給器,モニタ/制御組立体,電源供給組立体およびデータリンク組立体を移送するための回転部材である。ディスク124はデュープレックス環状コンタクトボールベアリングカートリッジを介して機械的にフレームに連結されている。ディスク124は直流サーボモータ505によって駆動されるベルトによって一定の速度で回転できる。ガントレはさらにディスクやフレーム組立体上にX線シールドを備えている。
一実施例では、手荷物コンベヤシステム110は要求される処理能力に合致した一定の速度で駆動する単一のベルト駆動装置を備えている。この処理能力として仮定される実施例としては、一時間あたり675個の鞄が処理される処理能力である。ベルトは負荷変動が起こっても一定の速度を保てるような高トルクかつ低スピードの組立体によって駆動される。低減衰カーボングラファイトエポキシ材がX線用コンベヤベルト部の材料として使用される。コンベヤ全体の長さは鞄の3つの長さの平均値に合わせて設計される。棚型X線システムの安全応急に適応させるためにコンベア周りにはトンネルが配置されている。
他の実施例としては、システム全体に電力を供給する主電源として、208V,30Aの三相入力電源が準備されている。この入力は当該システムが設置される空港から供給される。電力はフレームからディスク124に設置された金属リングに連続的に接続されたフレームブラシを介して供給される。ディスク124の低電圧電源501はDAS134,X線冷却システムおよびその他さまざまなモニタおよび制御システムのコンピュータや電子機器に電力を供給する。コンベヤモニタ503,ガントレ505,高電圧電源およびX線冷却ポンプには主電源から電力が供給される。
Conveyor system 110 continuously carries baggage 112, preferably at a constant speed, through CT scanning system 120, while platform 124 rotates around the baggage at a continuously constant rotational speed as the baggage passes. . Thus, the system 120 performs a spiral space CT scan on the entire bag. The baggage scanning assembly 100 uses at least some data provided by the array 130 and a helical reconstruction algorithm for volumetric CT display of the entire baggage as the baggage passes through the system. In one embodiment, the system 100, on the data described in the "Nutrated Cut CT Image Configuration System and Method (Case No. ANA-118)," which is part of the present application and is the same assignee as the present application. Is executed as nutation section reconfiguration (NSR). Therefore, the system 100 not only provides CT scanning at a given location of the baggage, but also provides a complete CT scan for each baggage without the need for pre-screening equipment. Also, the system 100 provides fast scanning. This is because the two-dimensional detection array 130 allows the system 100 to simultaneously scan a relatively large portion of the baggage that is missing in each revolution of the platform.
FIG. 4 shows a mechanical / electrical block diagram of one embodiment of the present invention. The mechanical gantry of the scanner 100 has two main parts, one of which is a disk 124 and the other is a frame (not shown). The disk 124 is a rotating member for transferring the X-ray assembly, the detector assembly 130, the data acquisition system 134, the high voltage power supply, the monitor / control assembly, the power supply assembly, and the data link assembly. The disk 124 is mechanically connected to the frame via a duplex annular contact ball bearing cartridge. The disk 124 can be rotated at a constant speed by a belt driven by the DC servo motor 505. The gantry also has an X-ray shield on the disk or frame assembly.
In one embodiment, baggage conveyor system 110 includes a single belt drive that drives at a constant speed consistent with the required throughput. An example assumed as the processing capacity is a processing capacity of processing 675 bags per hour. The belt is driven by a high torque, low speed assembly that can maintain a constant speed despite load variations. Low attenuation carbon graphite epoxy material is used as the material of the X-ray conveyor belt. The overall length of the conveyor is designed to match the average of the three bag lengths. Tunnels are arranged around the conveyor to adapt to the safety of the shelf X-ray system.
As another embodiment, a 208 V, 30 A three-phase input power supply is prepared as a main power supply for supplying power to the entire system. This input is provided by the airport where the system is located. Power is supplied from the frame through a frame brush that is continuously connected to a metal ring located on the disk 124. The low voltage power supply 501 on the disk 124 powers the computer and electronics of the DAS 134, X-ray cooling system and various other monitoring and control systems. Power is supplied from the main power supply to the conveyor monitor 503, the gantry 505, the high-voltage power supply and the X-ray cooling pump.

高電圧電源はX線管に電力を供給する。この電源は540Hzで変調されるカソード/アノード間で2つの電圧を与える。駆動波は正弦波の形である。この電源はフィラメント電力をも与える。電源電流は両電圧においてほぼ一定に保たれる。
X線組立体は、2極型固定アノードX線管128,熱交換システム507,コリメータ509,シールディング,X線センサおよびアラインメント/マウンティングプレートとを備える。コリメータは、中心角61°の扇形で幅6°の広がりを持つX線コーンビームを供給する。熱交換システム507はポンプ,放熱器,ファンおよびポンプとを備えている。アラインメントプレートは、管128をディスク124に取付けるにあたりフィールドの交換を短時間で容易にするために利用される。X線センサはX線強度をフィードバックするために備え付けられる。
デュアルエネルギX線は荷物に当たり、一方そのうち一部のX線は透過して検出器に当たる。検出器組立体130はシンチレータ,光ダイオード,取付け板,散乱防止板および取付用主柱とを備えており、温度センサ521を有する主柱ヒータも備えられている。検出組立体130はX線から可視光子およびさらには電流までへのアナログ変換を実行する。散乱防止板は、シンチレータにあたって散乱した放射線を低減化するために、高原子数材料からできており、さらにX線源においては角度をつけて配置される。厚いカドミウムタングステン結晶で出来ているシンチレータはX線のすべてをほとんど完全に吸収するに十分である。しかるに、X線を可視光子に変換する。結晶は光学的に反射する材料によって底部を除くすべての面が囲まれている。それゆえ、可視光子は結晶の底部を通過することは可能である。光ダイオードは光学的に伝達可能な接着剤によって結晶体の底部に接続されている。光ダイオードは荷物のX線の吸収で対数的に減少するように電流を放出する。行使はいくらかの検出器に適合するような大きさとなっているセラミック製の取付板に取り付けられている。この電子取付板は、コネクタを備える基盤に半田付けまたはエポキシによる接着で取り付けられている。各検出器取り付け板は、扇形ビーム半径とZ軸方向の投影像とを有する取付用主柱に機械的に取付けられる。この主柱はディスク124に固着される。
The high voltage power supply supplies power to the X-ray tube. This power supply provides two voltages between cathode / anode modulated at 540 Hz. The drive wave is in the form of a sine wave. This power supply also provides filament power. The power supply current is kept almost constant at both voltages.
The X-ray assembly includes a bipolar fixed anode X-ray tube 128, a heat exchange system 507, a collimator 509, shielding, an X-ray sensor, and an alignment / mounting plate. The collimator supplies an X-ray cone beam having a fan shape with a central angle of 61 ° and a width of 6 °. The heat exchange system 507 includes a pump, a radiator, a fan, and a pump. The alignment plate is used to quickly and easily replace the field when attaching the tube 128 to the disk 124. An X-ray sensor is provided for feeding back the X-ray intensity.
Dual energy X-rays hit the load, while some of the X-rays pass through and strike the detector. The detector assembly 130 includes a scintillator, a photodiode, a mounting plate, an anti-scattering plate, and a mounting main column, and also includes a main column heater having a temperature sensor 521. The detection assembly 130 performs an analog conversion from X-rays to visible photons and even currents. The anti-scattering plate is made of a material having a high atomic number in order to reduce radiation scattered on the scintillator, and is arranged at an angle in the X-ray source. A scintillator made of thick cadmium tungsten crystals is sufficient to absorb almost all of the x-rays. The X-rays are converted to visible photons. The crystal is surrounded on all sides except the bottom by an optically reflective material. Therefore, it is possible for visible photons to pass through the bottom of the crystal. The photodiode is connected to the bottom of the crystal by an optically transmissive adhesive. The photodiode emits current such that it diminishes logarithmically with the x-ray absorption of the load. The exercise is mounted on a ceramic mounting plate sized to fit some detectors. The electronic mounting plate is mounted on a base provided with a connector by soldering or epoxy bonding. Each detector mounting plate is mechanically mounted on a main mounting column having a fan beam radius and a projected image in the Z-axis direction. This main pillar is fixed to the disk 124.

DAS134は検出器電流を取り入れ、増幅した電圧を一式の16ビットアナログ−デジタル変換器に多重的に通信し,デジタル出力を非接触方シリアルデータリンク511に多重的に通信する。DAS134はディスク125の環状部の位置によってトリガ信号が発せられる。非接触リンク511と513は、画像再構成処理器515に高速デジタルDASデータを送信し、一方ディスクとフレーム制御コンピュータとの間で低速モニタ/制御信号をやり取りする。データリンク511はRF送信機および受信機をベースにすることができる。送信プロトコル350Mビット/秒以上の送信能力を有するTAXITMとすることができる。制御用リンク513は無線LAN技術をベースとすることができる。無線LAN技術とはフレームとディスクコンピュータのいずれにも取り付け可能な同じようなPCMCIAカードを備えている。このカードでは送信機と受信機のいずれも有することが出来、標準のEthernet(登録商標)カードにもすることができる。それゆえに、ポイント−ポイント間ネットワークは、低速度モニタと制御の通信をなす。
画像再構成器は、高低両方のエネルギーにおいて、DAS134から組立てられたデジタルライン積分値を切断されたかばんの一式の二次元画像に変換する。CT再構成は螺旋コーンビーム解を介して実行される。再構成は埋め込まれたソフトウェア,高速DASポート,アレー処理器,DSPベースコンボルバー、ASICベースバックプロジェクター,画像記憶装置,UART制御ポート,およびSCSI画像出力ポートを備えることができる。アレー処理器は
をデータの補正・補間を実行することができる。再構成器は自立型であって、フレームコンピュータからUARTインタフェース上で受け取られた荷物情報に基づいて画像に符号を付けることが出来る。
モニタと制御システムは制御システムに埋め込まれたPCをベースとすることができる。すべてのサブシステムでは、鍵となる機器の健康状態やステータス情報をモニタすることが出来る。このシステムは両モニタシステムをせいぎょすることが可能であって荷物情報を感知し、温度湿度等の環境制御を行い、ディスク124の環状位置を感知し、DASおよびHVPSのトリガを発することができる。このシステムは技術的診断や制御を行うために、ビデオやキーボードインターフェースをも有することができる。さらに、フィールドサービスのために制御パネルが備えられている。本願発明のCT荷物スキャナーは、システムの荷物処理能力を改善するためにスキャンされるべき荷物に対して画像再構成ウィンドウを適合する能力を持っている。荷物の画像を再構成する前に、本願発明のこのシステムは物体の画像を発生させるために再構成されるべき画素と再構成されない画素とを区別することが出来る。再構成画素はスキャンされるべき荷物に関係するべきものである。荷物に無関係の画素は再構成されずにそれゆえに効果的に排除される。排除される画素は、荷物の隣や上の領域は言うまでもなくコンベヤの下の領域に対しての画素をも含んでいる。再構成の過程において相当数の画素を削除することで処理時間を削減し、その結果として荷物の処理能力を増加する。
DAS 134 takes the detector current, multiplexes the amplified voltage to a set of 16-bit analog-to-digital converters, and multiplexes the digital output to contactless serial data link 511. The DAS 134 generates a trigger signal according to the position of the annular portion of the disk 125. The contactless links 511 and 513 transmit high speed digital DAS data to the image reconstruction processor 515, while passing low speed monitor / control signals between the disk and the frame control computer. Data link 511 can be based on an RF transmitter and receiver. The transmission protocol may be TAXI having a transmission capability of 350 Mbit / s or more. The control link 513 can be based on wireless LAN technology. The wireless LAN technology has a similar PCMCIA card that can be attached to both the frame and the disk computer. The card can have both a transmitter and a receiver, and can be a standard Ethernet card. Therefore, the point-to-point network is in control communication with the low speed monitor.
The image reconstructor converts the digital line integrals assembled from DAS 134 at both high and low energies into a set of two-dimensional images of the cut bag. CT reconstruction is performed via a spiral cone beam solution. The reconstruction can include embedded software, a high-speed DAS port, an array processor, a DSP-based convolver, an ASIC-based backprojector, an image storage device, a UART control port, and a SCSI image output port. The array processor can perform data correction and interpolation. The reconstructor is self-contained and can sign images based on package information received on the UART interface from the frame computer.
The monitor and control system can be based on a PC embedded in the control system. All subsystems can monitor key device health and status information. This system can scan both monitor systems to sense luggage information, perform environmental control such as temperature and humidity, sense the annular position of disk 124, and trigger DAS and HVPS. . The system may also have a video and keyboard interface for performing technical diagnostics and controls. In addition, a control panel is provided for field service. The CT luggage scanner of the present invention has the ability to adapt the image reconstruction window to the luggage to be scanned to improve the luggage throughput of the system. Before reconstructing the image of the load, the system of the present invention can distinguish between pixels that are to be reconstructed and those that are not reconstructed to generate an image of the object. The reconstructed pixels should relate to the package to be scanned. Pixels unrelated to the load are not reconstructed and are therefore effectively eliminated. Rejected pixels include pixels for areas below and below the conveyor as well as areas next to and above the load. The processing time is reduced by deleting a considerable number of pixels during the reconstruction process, and consequently the throughput of the load is increased.

図5は、本願発明の適応再構成ウィンドウを表すことに使われるスキャナの視野350の該略図である。視野350は、コンベヤ110に高さhと幅wとを備える荷物112が載置されているように示されている。この視野は、コンベヤ110の下側の領域351,荷物112の上側の領域352および荷物112の反対側の領域353とを含んでいる。これらの領域351,352および353とは本願発明のスキャナシステムによってスキャンされ、一方スキャンデータはそれらから取得される。しかし、荷物112はこれらの領域に載置されないので、これらの領域の画像画素は荷物に対して何ら情報を与えず、それゆえ、荷物の画像再構成過程からは排除される。
図6はx,yのカルテシアン座標系上に重ねて表示した視野350を表す該略図である。スキャンされた荷物112の画像は画素357の矩形アレーから発生したものとみなされる。この荷物は幅方向にN画素および高さ方向にM画素であるとみなされ、一般には、各ピクセルはミリメータの単位で計測されるpの寸法であって等しい高さと幅をもつものとみなされる。しかるに、荷物112の幅wはw=Npであらわされ、高さhはh=Mpで表わされる。スキャンされる荷物の実際の高さや幅を決定することで、N×Mで与えられるたくさんの画素357が計算される。再構成されるべきこれらの画素の位置もx0,y0の座標位置で荷物の中心を配置することで決定することが出来る。
高さh,幅w,および中心x0,y0は荷物の境界を確定することにより決定することができる。図6に示したように、荷物の底部および頂部は座標y1,y2によってそれぞれ与えられ、一方荷物の左端および右端は座標x1,x2によってそれぞれ与えられる。中心354はx0,y0によって特定され、そこで、x0=(x2−x1)/2,y0=(y2−y1)/2の関係が成り立つ。高さhはy2−y1によってそれぞれ与えられ、幅wはx2−x1によってそれぞれ与えられる。N個の画素のカラムとM個の画素の列とは荷物画像を再構成するために既知の寸法pを用いて幅wと高さhから決定される。
FIG. 5 is a schematic diagram of a field of view 350 of a scanner used to represent the adaptive reconstruction window of the present invention. The field of view 350 is shown as if a load 112 having a height h and a width w has been placed on the conveyor 110. The field of view includes a lower area 351 of the conveyor 110, an upper area 352 of the load 112, and an area 353 opposite the load 112. These areas 351, 352 and 353 are scanned by the scanner system of the present invention, while scan data is obtained from them. However, since the load 112 is not placed in these areas, the image pixels in these areas provide no information to the load and are therefore excluded from the load image reconstruction process.
FIG. 6 is a schematic diagram showing a visual field 350 displayed superimposed on the x, y Cartesian coordinate system. The scanned image of the luggage 112 is considered to have originated from a rectangular array of pixels 357. This package is considered to have N pixels in the width direction and M pixels in the height direction, and each pixel is generally considered to be of dimension p, measured in millimeters, and of equal height and width. . However, the width w of the package 112 is represented by w = Np, and the height h is represented by h = Mp. By determining the actual height and width of the package to be scanned, a number of pixels 357 given by N × M are calculated. The positions of these pixels to be reconstructed can also be determined by arranging the center of the package at the coordinates x 0 , y 0 .
The height h, width w, and centers x 0 , y 0 can be determined by determining the boundaries of the load. As shown in FIG. 6, bottom and top of the package is given respectively by the coordinate y 1, y 2, whereas left and right ends of the package are given respectively by the coordinates x 1, x 2. The center 354 is specified by x 0 , y 0 , where the relationship x 0 = (x 2 −x 1 ) / 2, y 0 = (y 2 −y 1 ) / 2 holds. The height h is given respectively by y 2 -y 1, the width w is given respectively by the x 2 -x 1. The column of N pixels and the column of M pixels are determined from the width w and the height h using a known dimension p to reconstruct the package image.

決定された荷物の高さ,幅および位置で、全体の画素N×Mが上記の通り求められる。一実施例では、この画素全体数は荷物の画像を作るために再構成される。別の実施例において、受け入れられかつ制御可能な荷物処理能力を補償するために、荷物再構成が再構成されるべき最大の画素に制限される。望まれる荷物システム処理能力はこの最大数の画素が各々の荷物に対して再構成されることである。一実施例としては、この最大画素数を25,000に設定している。荷物画像の再構成に必要な画素の全数N×Mはこの予め設定する画素の制限にあたる。もしもN×Mがこの制限値より小さいならば、N×M画素が再構成される。しかし、N×Mがこの制限値を超えたならば、特別な荷物に対して利用される再構成ウィンドウはその制限にあった最大可能な画素のウィンドウに適合する。再構成はこの制限された画素数で実行される。
上記述べた通り、高さ、幅、中心位置および画素寸法NおよびMはスキャナの視野内に載置された荷物の境界位置から取り入れられる。境界を配置するには可能な方法がいくらかある。一実施例によれば、スキャンデータはそれ自身で境界位置x1,x2,y1およびy2を位置決めるために分析される。別の実施例では、スキャニングマシン上の分割センサーが荷物の境界を検出することに使用される。
図7は、荷物の境界を決定するための分割センサを利用する本願発明における荷物スキャニングシステム100の一実施例を単純化して表した概略ブロック図である。
図7に表したシステム100は、CTスキャナー120とスキャナー120を通して荷物110運搬するコンベヤシステム110とを備えている。
一以上のセンサ360は荷物112がスキャナ120に入ったときにその境界を検知するために使用されるスキャナー120を備えている。センサ360は
境界を感知するために、一以上のレーザと光検出器とのを備えている。または、センサ360は、赤外線センサか光放射ダイオードと光検出器との組み合わせのいずれか、またはその両方とを備えている。または、センサ360は荷物112の境界を検出するための領域ファインダーとして高周波超音波半導体を備えている。
このセンサー出力は、荷物の境界を判定する処理を行うセンサー出力処理回路370に配線されている。検出器によって発生された検出信号は、検出器の出力を処理し、応答信号を発生し、そしてそれらを処理システム364に送るためのデータ取得装置(DAS)134に送られる。処理システム364もまた荷物の境界を特定するセンサ処理回路370から出力を受け取る。処理システム364は検出データから画像データを生成し、荷物112の画像を生成する。
With the determined height, width, and position of the package, the entire pixel N × M is obtained as described above. In one embodiment, this total number of pixels is reconstructed to create an image of the package. In another embodiment, to compensate for acceptable and controllable luggage throughput, luggage reconstruction is limited to the largest pixel to be reconstructed. The desired luggage system throughput is that this maximum number of pixels be reconstructed for each luggage. In one embodiment, the maximum number of pixels is set to 25,000. The total number of pixels N × M required for reconstructing the baggage image corresponds to the preset number of pixels. If N × M is less than this limit, N × M pixels are reconstructed. However, if N × M exceeds this limit, the reconstruction window used for a particular package will fit the window of the largest possible pixel that meets that limit. Reconstruction is performed with this limited number of pixels.
As mentioned above, the height, width, center position and pixel dimensions N and M are taken from the boundary position of the load placed in the field of view of the scanner. There are several possible ways to place the boundaries. According to one embodiment, the scan data is analyzed to determine position boundary positions x 1, x 2, y 1 and y 2 itself. In another embodiment, a split sensor on the scanning machine is used to detect load boundaries.
FIG. 7 is a simplified schematic block diagram of one embodiment of a luggage scanning system 100 of the present invention that utilizes a split sensor to determine a luggage boundary.
The system 100 illustrated in FIG. 7 includes a CT scanner 120 and a conveyor system 110 that transports a load 110 through the scanner 120.
One or more sensors 360 include a scanner 120 that is used to detect the boundaries of package 112 as it enters scanner 120. Sensor 360 includes one or more lasers and a photodetector to sense boundaries. Alternatively, the sensor 360 comprises either an infrared sensor, a combination of a light emitting diode and a photodetector, or both. Alternatively, the sensor 360 includes a high-frequency ultrasonic semiconductor as an area finder for detecting the boundary of the package 112.
This sensor output is wired to a sensor output processing circuit 370 that performs a process of determining the boundary of the package. The detection signals generated by the detector are sent to a data acquisition device (DAS) 134 for processing the output of the detector, generating response signals, and sending them to a processing system 364. Processing system 364 also receives output from sensor processing circuitry 370 that identifies the boundaries of the package. The processing system 364 generates image data from the detected data and generates an image of the package 112.

本願発明のCT荷物スキャニングシステムは検出器から検出器への検出器の応答の変化に対応する補償をするようなシステムを構成することも提案する。この構成とはシステムの視野において空スキャンを実施することにある。従来の医療用CTシステムでは、空スキャンが実行されたときには患者のテーブルのようなすべての障害物を視野から取り除かれる。それから、視野の完全なスキャンを実行し、検出器で得られたデータを解析する。本願発明のような荷物用スキャナーでは、コンベヤシステム等の視野内の障害物は空スキャンを実行するために取り除くように準備はされていない。本願発明は視野からこれらの障害物を取り除くこと無く、実行しうる空スキャンについても提供する。
図8aおよび8Bは従来の空スキャンを示している。図8aは従来のスキャナーの概略を示している。スキャナーは、矢印206によって表されている反時計方向であって回転中心203周りに同時に回転可能な源204と検出アレー202とを備えている。源204と検出アレー202とは回転中心周りに一連の視界v方向に回転する。各視界vにおいて、アレー202における検出器に対応した一連のサンプルsが取得される。代表的に、視野は源204からX線に対して半透明であり環状窓200を備えている。図8bは視界v範囲を覆う全体における一の検出器、またはサンプルsに対して得られたデータ信号をプロットした該略図である。示した通り、障害物は図から取り除かれ、かつウィンドウ200は環状であって視野全体に一定の密度を表しているので、全ての視野上の各検出器がうけたデータ信号は一般に一定である。従来の空スキャンでは、アレー202における各検出器で図8bにプロットしたようなデータが得られる。検出器で較正因子が使用されるときには、各検出器の応答が全て等しくなるように各検出器で較正要素が計算される。この理想的な従来の状況では、各検出器でのデータ信号は視界に対して変化しないので各検出器で計算される較正因子は視界には無関係である。すなわち、検出器によって集められた較正因子はすべての視界に対して検出器が集めたデータと同じとなる。結果的に各検出器は一つの較正因子にのみ関連性を有することになる。しかし、実際には、検出器の応答が視界と無関係であるとするのは正確ではない。重力やその他の効果のため、図8にプロットした線は正確には平らであるとはいえない。従って、較正因子は視界に依存する。それゆえ、かなりのメモリ空間を占有する大きな較正参照テーブルから、各視界に対する各検出器のための較正因子が計算される。
図9aは本願発明の荷物スキャナーシステム100のスキャニングコンフィギュレーションを概略的に表している。図9aに示したように、コンフィギュレーションは図8aに示した従来のものとは異なっている。荷物スキャナー100はコンベヤシステム110が視野内に存在し、較正スキャンの間に視野内に障害物を残している。機械開口部126は従来の機械開口部と同じような環状ではない。本願発明の機械開口部もまた環状ではないウィンドウ220を含み従来のスキャニングシステムの環状ウィンドウ200と対象をなす。図9bに示したように、これらの因子は、視界に依存する空スキャンの間に検出器の応答を発生するために組み合う。ここで図9bは、本願発明の荷物スキャナーの視野の空較正のスキャンの間に全視界v上の単一の検出器またはサンプルsによって発生したデータ信号をプロットしたものである。図9bにより表された曲線の形状は、視界依存型検出器の応答を単に表したものであって、いかなる実際の検出器の応答を正確に表すことが目的とするものではないと考えるべきである。
The CT luggage scanning system of the present invention also proposes to configure the system such that it compensates for changes in detector response from detector to detector. This configuration consists in performing a sky scan in the field of view of the system. In conventional medical CT systems, all obstacles, such as the patient's table, are removed from view when a blank scan is performed. Then a complete scan of the field of view is performed and the data obtained at the detector is analyzed. In luggage scanners such as the present invention, obstacles in the field of view, such as conveyor systems, are not prepared to be removed to perform an empty scan. The present invention also provides a sky scan that can be performed without removing these obstacles from the field of view.
Figures 8a and 8B show a conventional blank scan. FIG. 8a schematically shows a conventional scanner. The scanner includes a source 204 and a detection array 202 that are counterclockwise as indicated by arrows 206 and are rotatable about a center of rotation 203 simultaneously. The source 204 and the detection array 202 rotate in a series of fields of view v about a center of rotation. In each field of view v, a series of samples s corresponding to the detectors in array 202 are acquired. Typically, the field of view is translucent to x-rays from source 204 and includes an annular window 200. FIG. 8b is a schematic diagram plotting the data signal obtained for one detector or sample s over the entire field of view v. As shown, the obstacles have been removed from the figure and the window 200 is annular and represents a constant density throughout the field of view, so that the data signal received by each detector on all fields of view is generally constant. . In a conventional sky scan, each detector in array 202 produces data as plotted in FIG. 8b. When the calibration factors are used at the detectors, a calibration factor is calculated at each detector such that the response of each detector is all equal. In this ideal conventional situation, the calibration factor calculated at each detector is independent of the field of view, since the data signal at each detector does not change with respect to the field of view. That is, the calibration factors collected by the detector are the same as the data collected by the detector for all fields of view. As a result, each detector will only be relevant to one calibration factor. However, in practice it is not accurate to assume that the response of the detector is independent of the field of view. Due to gravity and other effects, the line plotted in FIG. 8 is not exactly flat. Therefore, the calibration factor depends on the field of view. Therefore, the calibration factors for each detector for each field of view are calculated from a large calibration look-up table that occupies considerable memory space.
FIG. 9a schematically illustrates the scanning configuration of the luggage scanner system 100 of the present invention. As shown in FIG. 9a, the configuration is different from the conventional one shown in FIG. 8a. The luggage scanner 100 has the conveyor system 110 in view, leaving an obstacle in view during the calibration scan. Machine opening 126 is not as annular as a conventional machine opening. The mechanical opening of the present invention also includes a non-annular window 220 and is intended to be an annular window 200 of a conventional scanning system. As shown in FIG. 9b, these factors combine to generate a detector response during a field-dependent sky scan. FIG. 9b now plots the data signal generated by a single detector or sample s over the entire field of view v during a scan of the field scanner's field of view sky calibration. The shape of the curve represented by FIG. 9b is merely representative of the response of the field-of-view detector and should not be considered to be intended to accurately represent the response of any actual detector. is there.

空較正スキャンを効果的に実行するためには、障害物を通過しないレイと関係づけた視界のみを利用することが好ましい。本願発明では、図9bにより表されたデータは各検出器に対して分析され、また、邪魔されないレイと関連つけられたデータが検出器の較正を計算するのに利用される。一実施例において、検出器の信号しきい値Tを設定し、Tを超えるか否かに応じてデータの値を処理することによって実現される。視野を通して邪魔されない放射線が発生した際に、しきい値Tを超えるデータが発生するようにしきい値Tを設定する。それから、較正因子はしきい値Tを超えるこれらのデータ値を利用して求められる。
たとえば、図9bに示すように、視界223および225の2つの領域がしきい値Tを超えるデータを発生する。これらの視界とは、与えられたサンプルsの視野を通して邪魔されないレイの経路から求められたものと仮定する。それゆえに、これらの2つの視界の領域において生じたデータ値はこの検出器に対する較正値を求めるために使用される。一実施例としては、しきい値Tを超えるデータ値は平均化され、該平均値はその検出器またはサンプルsに対する較正値を決定するために利用される。これは、検出器に対して決定される単一の較正因子になり、この単一の較正値がすべての視界における検出器によって集められたすべてのデータに対して利用される。すなわち、較正は視界に無関係となる。
しかるに、視野中の障害物の存在のために、検出器の応答は視界には無関係であるが、本願発明は障害物のある視界と障害物の無い視界とを区別する。その結果、検出器の画像に無関係な較正ができる。これは、実際に物体をスキャンする間に、較正因子を保存してデータを適正化するという両方の過程において、実質的にメモリと計算とを削減することになる。
空較正スキャンの間に各検出器で計算された較正因子と対応させるために、スキャンデータは実際のスキャンの間に、無次元化される。 各視界とサンプル上の各投影に対して、無次元化された値Pvs=ln(Avs/Dvs)に従って計算される。なおここで、Pvsとは特定の視界vおよび検出サンプルsにおいての投影データであり、Avsは視界vおよびサンプルsにおける較正の間に得られる較正因子であり、Dvsに検出器サンプルsにより視界vで集められた実際のデータである。また、上記述べた通り、一実施例としては、Avsはすべてのvについて同じである。
しきい値Tはいくらかの異なる手法により求められる。一つの手法にとっては、図9bで符号227によって示された最大のデータ値に一定の定数を乗ずることでしきい値Tが求められる。好ましくは、この定数は1よりわずかに少ない値であり、たとえば0.95である。相対的に高いしきい値が選択されると、障害物に関連付けられる値のみが較正因子の計算に使われようになるような高いレベルの信頼性につながる。
本願発明もまた、特に物体の3次元CT画像データで物体の形状、特に四0と形状の物体を検出するための装置と方法を有している。物体は境界または表面の外側の領域により定義されるものであって画像の各画素がその画素における各物体の密度を表すものであると仮定している。図10は物体300の3次元CT画像を概略的に表したものである。簡略化のため、物体300は2次元で表しているが、本願発明は3次元物体に適用することを想定している。
To effectively perform a sky calibration scan, it is preferable to utilize only the field of view associated with rays that do not pass through obstacles. In the present invention, the data represented by FIG. 9b is analyzed for each detector, and the data associated with undisturbed rays is used to calculate the calibration of the detector. In one embodiment, this is achieved by setting a signal threshold T for the detector and processing the value of the data depending on whether it exceeds T. The threshold T is set so that data that exceeds the threshold T is generated when unobstructed radiation is generated through the field of view. A calibration factor is then determined utilizing these data values above the threshold T.
For example, as shown in FIG. 9b, two regions of view 223 and 225 generate data that exceeds a threshold T. These fields of view are assumed to have been determined from undisturbed ray paths through the field of view of a given sample s. Therefore, the data values generated in these two fields of view are used to determine a calibration value for this detector. In one embodiment, data values that exceed a threshold T are averaged, and the average is used to determine a calibration value for the detector or sample s. This results in a single calibration factor determined for the detector, which is used for all data collected by the detector in all fields of view. That is, the calibration is independent of the field of view.
However, because of the presence of an obstacle in the field of view, the response of the detector is independent of the field of view, but the present invention distinguishes between a field of view with obstacles and a field of unobstructed field. The result is a calibration independent of the detector image. This will substantially reduce memory and computation in both the process of saving calibration factors and optimizing data while actually scanning the object.
The scan data is dimensionlessized during the actual scan to correspond with the calibration factors calculated at each detector during the empty calibration scan. For each field of view and each projection on the sample, it is calculated according to the dimensionless value P vs = ln (A vs / D vs ). Here, P vs is the projection data in a particular field of view v and detected sample s, A vs is a calibration factor obtained during calibration in the field of view v and sample s, and D vs is the detector sample s Is the actual data collected in the field of view v. Also, as described above, in one embodiment, A vs is the same for all v.
The threshold T can be determined in several different ways. For one approach, the threshold T is determined by multiplying the largest data value, indicated by 227 in FIG. 9b, by a constant. Preferably, this constant is slightly less than 1, for example 0.95. Choosing a relatively high threshold leads to a high level of confidence that only the values associated with the obstacles will be used in calculating the calibration factor.
The present invention also includes an apparatus and a method for detecting an object having a shape of, for example, 40 in the three-dimensional CT image data of the object. It is assumed that the object is defined by the area outside the boundary or surface, and that each pixel of the image represents the density of each object at that pixel. FIG. 10 schematically shows a three-dimensional CT image of the object 300. For simplicity, the object 300 is shown in two dimensions, but it is assumed that the present invention is applied to a three-dimensional object.

本願発明に従って、物体302の表面に沿った一連の点302は特定されかつ分析される。3次元空間において表面を定義するために画素を与えることにより、与えられる位置における表面に垂直なベクトルNは買い表面の購買を計算することなどによって決定することができる。各点302において、表面垂直ベクトルNが特定される。たとえば、各法線Nに対して、法線304が物体300に逆投影される。法線304に沿った一連の点306が特定され、物体のCTデータから密度値が各データ点306に割り当てられる。画素値間の補正を行うと、法線304にそった各点306における密度を決定される。最大厚さTMAXはデータ点306が計算される法線304に沿った距離として定義される。最大厚さTMAXはシートの予測される厚さよりも大きく選ばれる。
法線304にそった点306の密度分布は決定され分析される。図11は面の垂直方向304にそって2つのケースのデータ点サンプル分布を示している。符号310が付された分布では、計測された最大厚さTMAXを超えるまでの範囲まで、物体300について密度ρは一定である。符号312の分布では、密度の関数はある距離TRで減少降下を始める。減少降下距離TRは関連付けられた面の法線304で物体の厚さを示している。しかるに、特別な面の法線Nにおいて、物体300は相対的に薄い。減少降下が無いところでは、曲線310によって表されるように、関連する点302で物体が相対的に薄くなる。事実、物体は予め設定した最大厚さTMAXと少なくと同じ厚さである。
この工程が物体の表面に沿って繰り返され複数の位置302に対して繰り返される。図11に示すように、TRの値は密度が減少降下する曲線に沿った点とすることができる。または、TRの値は関連する表面の法線Nに対して曲線312の平均として計算される。符号310で表されるように、分布が減少降下しないときにはTRは最大厚さTMAXに設定される。
図12aおよびBに示したように、TRの値すべてに対して一つのヒストグラムがあらわされる。図12aは物体300がシートであることを結論づけるためのヒストグラムを示している。この例では、TMAXは10mmに設定されヒストグラムのピークは約4mmとなる。これは表面に沿った点302に対するTRが減少降下するのが4mmの位置であることを示している。最大TMAXを下回るような厚さの部分では物体300はシートであると断言できる。
ヒストグラムを分析することでしきい値Tが設定できる。もしも曲線のピークが図12aのようにしきい値を超えたならば、そのピークは水平軸にそったピークの位置の厚さを有するシートであるといえる。TMAX(10mm)で曲線に短い距離での増加はたくさんの計測値が最大厚さTMAXを超えた厚さを示したことになる。これは、物体内に深く広がる高密度を示すシートの薄い端部にそって取得された計測値に原因がある。しかし、4mmにおけるピークはシートが示される場合の10mmにおける上昇よりむしろ高い。
In accordance with the present invention, a series of points 302 along the surface of object 302 is identified and analyzed. By providing pixels to define the surface in three-dimensional space, a vector N perpendicular to the surface at a given location can be determined, such as by calculating the purchase of the buying surface. At each point 302, a surface vertical vector N is identified. For example, for each normal N, a normal 304 is projected back onto the object 300. A series of points 306 along the normal 304 are identified and density values are assigned to each data point 306 from the CT data of the object. When the correction between the pixel values is performed, the density at each point 306 along the normal line 304 is determined. The maximum thickness T MAX is defined as the distance along the normal 304 where the data point 306 is calculated. The maximum thickness T MAX is chosen to be greater than the expected thickness of the sheet.
The density distribution of point 306 along normal 304 is determined and analyzed. FIG. 11 shows two cases of data point sample distribution along the vertical direction 304 of the plane. In the distribution denoted by reference numeral 310, the density ρ is constant with respect to the object 300 up to a range exceeding the measured maximum thickness T MAX . The distribution of the code 312, starts to decrease drop function of the density at a distance T R. Reduced drop distance T R denotes the thickness of the object at normal 304 of the associated surface. However, at the normal N of the special surface, the object 300 is relatively thin. Where there is no dip, the object becomes relatively thin at the relevant point 302, as represented by curve 310. In fact, the object is at least as thick as the preset maximum thickness TMAX .
This process is repeated along the surface of the object and is repeated for a plurality of locations 302. As shown in FIG. 11, the value of T R can be a point along the curve density decreases drops. Or, the value of T R is calculated as the average of the curve 312 with respect to the normal N of the associated surface. As represented by reference numeral 310, T R is set to the maximum thickness T MAX when the distribution is not reduced drop.
As shown in FIGS. 12a and B, one of the histogram is represented for all values of T R. FIG. 12a shows a histogram for concluding that the object 300 is a sheet. In this example, T MAX is the peak of the histogram is set to 10mm is about 4 mm. This indicates that the T R decreases drop for 302 points along the surface is the position of 4 mm. The thickness portions, such as below the maximum T MAX object 300 can assert that a sheet.
The threshold value T can be set by analyzing the histogram. If the peak of the curve exceeds the threshold as shown in FIG. 12a, it can be said that the peak is a sheet having a thickness at the position of the peak along the horizontal axis. An increase in the curve at a short distance at T MAX (10 mm) indicates that a number of measurements indicate a thickness that exceeds the maximum thickness T MAX . This is due to measurements taken along the thin edge of the sheet showing high density that extends deep into the object. However, the peak at 4 mm is higher than the rise at 10 mm when the sheet is shown.

図12bは物体300がシートではない場合にも作られる。図12bに示すように、最大厚さTMAX(10mm)におけるヒストグラムのピークがある。TMAX(10mm)において、計測値の大部分で予想されるシート圧より厚い最大値を超えた厚さであることを示している。しかるに、物体300がシートでないことを示している。TMAXにおける分布の頂部をとる方法は処理時間を減少させ、シート端部にそった表面法線と関連する計算上の問題も解決しうる。
位置実施例では、統計分析が処理器内で自動的に実行される。ヒストグラムで自動的にピークが探し当てられる。ピークの位地や形状によって、物体が存在するデータまたはデータベースとの比較して物体がシートであるか否かを決定する。
本願発明のCTスキャニングシステムは温度依存性のある暗電流,検出器のオフセット電流(以下単にオフセット)を補償するための機能をも有している。暗電流とはX線源がオフ状態ですなわち、検出器がX線を受けとらない間に検出器自身によって発生する電流のことをいう。これは、残余または0入力電流があるために、標準の物体のスキャニングの間に得られるスキャンデータが不正確となる。暗電流による不正確さを考慮すると、温度に依存しかつ検出器から検出器までの過程が変化する。これらの不正確さを拭う暗電流をオフセットさせて補償するため、調整値が計算される。
本願発明において、温度依存型オフセットは各検出器に対して計算される。一実施例では、オフセットの温度依存特性を取得するために、実際のスキャニング前に較正手順が実行される。この較正手順の間、一連の検出器の温度に対して検出器からの電流が計測される。複数のデータ点、たとえば、オフセット対温度の点は複数の検出器によって計算される。別の実施例では、データの点は各検出器によって取得される。別の実施例では、下位のすべての検出器が使用される。各検出器ではオフセットの平均値が使用される。
温度依存特性が得られたら、実際のスキャニングが実行される。検出器近傍に取り付けられる温度センサーはスキャニングが実行されるときの検出器の温度を感知する。現在の温度と関数として与えられた保存済みの温度データと比較して、スキャニングを行っている検出器によって選られたデータに適用されるオフセット値が特定される。一実施例では、オフされたX線源を利用して周期的なスキャンが実行される。これらの周期的な暗電流のスキャンは既知の温度T1において実行される。後に、実際のスキャンが実行されると、温度T2が感知される。暗電流スキャン温度T1と現在の温度T2との差は、検出器データに使用する適切なオフセットを特定するために、較正手順の間に得られた温度依存関数に適用される。
FIG. 12b is also made when the object 300 is not a sheet. As shown in FIG. 12b, there is a histogram peak at the maximum thickness T MAX (10 mm). At T MAX (10 mm), it indicates that the thickness exceeds the maximum value which is larger than the expected sheet pressure in most of the measured values. However, it indicates that the object 300 is not a sheet. How to take the top of the distribution in the T MAX reduces the processing time, the issues related calculations with the surface normals along the sheet edge may also be solved.
In one embodiment, the statistical analysis is performed automatically in the processor. Peaks are automatically located in the histogram. Based on the position and shape of the peak, it is determined whether the object is a sheet by comparing it with data or a database in which the object exists.
The CT scanning system of the present invention also has a function of compensating for a dark current having a temperature dependency and an offset current of a detector (hereinafter simply referred to as an offset). The dark current refers to a current generated by the detector itself when the X-ray source is off, that is, while the detector does not receive X-rays. This causes scan data obtained during scanning of a standard object to be inaccurate due to residual or zero input current. Considering the inaccuracy due to dark current, the process from detector to detector depends on temperature and changes. Adjustments are calculated to offset and compensate for dark currents that wipe out these inaccuracies.
In the present invention, a temperature dependent offset is calculated for each detector. In one embodiment, a calibration procedure is performed prior to actual scanning to obtain a temperature dependent characteristic of the offset. During this calibration procedure, the current from the detector is measured for a series of detector temperatures. Multiple data points, eg, offset versus temperature points, are calculated by multiple detectors. In another embodiment, data points are acquired by each detector. In another embodiment, all lower detectors are used. The average value of the offset is used in each detector.
When the temperature-dependent characteristics are obtained, the actual scanning is performed. A temperature sensor mounted near the detector senses the temperature of the detector when scanning is performed. By comparing the current temperature with stored temperature data provided as a function, an offset value to be applied to the data selected by the scanning detector is determined. In one embodiment, a periodic scan is performed using an x-ray source that is turned off. Scanning these periodic dark current is performed in known temperature T 1. Later, when the actual scan is performed, temperature T 2 is sensed. The difference between the dark current scan temperature T 1 and the current temperature T 2 is applied to the temperature dependent function obtained during the calibration procedure to identify the appropriate offset to use for detector data.

本願発明のオフセット関数に依存した温度を示すために、今xを単一のチャンネルに対するオフセット温度依存度とする。すると、オフセットの温度依存度は、テーラー級数展開を用いて以下のように表される。

Figure 2004347606
ここで、Tはチャンネルでの温度を示し、αi(i=0,1,2)は定数である。
αiの値は較正手順を利用して決定される。オフセットに依った温度の較正値は度々必要とはならない。おそらく、年に1回または故障した検出器の交換の際に必要となる程度であろう。較正の間に検出器が使用される温度は、オフセットがスキャナーの代表的な動作温度範囲で代表値として表されるような範囲である。今、ここで、xiは温度Ti(i=0,1,2,…,N−1,N)で計測されたオフセットである。Nは代表的には5である。αiは最小二乗誤差法を使用して見積もると以下のようになる。
Cはαiのマトリックス形式で以下のように表される。
Figure 2004347606
マトリックスCは以下のように求められる。
Figure 2004347606
ここで、Aは以下のように表される。
Figure 2004347606
ここで、Bは以下のように表される。
Figure 2004347606
ここで、各要素は以下のように表される。
Figure 2004347606
スキャナーのオペレーションにおいて、検出器のオフセットが周期的に計測される。代表的には、動作中に、1時間に1回計測される。ここで、オフセットが計測される温度をT1とする。また、x(T1)をこの第一温度におけるオフセットとしよう。スキャニング中のしばらく後に、検出器が温度T2になったとしよう。第二温度x(T2)をにおけるオフセットの値は、以下のように表される。
Figure 2004347606
実際には、D個の検出器と検出器温度が、全体として下位にあたるD個の検出器においてのみ計測される。Nは温度の読み値であって、代表的には5であろう。温度センサーによる読み値は、たとえば図4に示された5つの温度センサ521によって取得される。ここで、計測される温度における検出器をd1(i=0,1,2,…,N−1,N)としよう。繰り返すが、Nは温度の読み値の個数である。ここで検出器d1における計測温度をTdjとしよう。検出器jにおける温度TjではN個の読み値を通して2次の多項式にフィッティングすることよって算出することができる。温度依存度をパラメータ形式で表すと以下の通りとなる。
Figure 2004347606
ここで、βiは最小二乗法を用いて以下のように決定することができる。
Figure 2004347606
マトリックスFは以下のように求められる。
Figure 2004347606
ここで、Dは以下のように求められる。

Figure 2004347606
ここで、Eは以下のように求められる。
Figure 2004347606
Let x be the offset temperature dependence for a single channel to indicate the temperature dependent on the offset function of the present invention. Then, the temperature dependence of the offset is expressed as follows using the Taylor series expansion.
Figure 2004347606
Here, T indicates the temperature in the channel, and α i (i = 0, 1, 2) is a constant.
The value of α i is determined using a calibration procedure. Calibration of the temperature due to the offset is often not needed. Probably the degree required once a year or when replacing a failed detector. The temperature at which the detector is used during calibration is such that the offset is typically represented in a typical operating temperature range of the scanner. Here, x i is an offset measured at a temperature T i (i = 0, 1, 2,..., N−1, N). N is typically 5. α i is estimated as follows using the least squares error method.
C is represented in the matrix form of α i as follows:
Figure 2004347606
The matrix C is obtained as follows.
Figure 2004347606
Here, A is represented as follows.
Figure 2004347606
Here, B is represented as follows.
Figure 2004347606
Here, each element is represented as follows.
Figure 2004347606
In scanner operation, the detector offset is measured periodically. Typically, it is measured once an hour during operation. Here, the temperature at which the offset is measured as T 1. Let x (T 1 ) be the offset at this first temperature. After some time during scanning, it tries and the detector has become to the temperature T 2. The value of the offset at the second temperature x (T 2 ) is expressed as follows.
Figure 2004347606
In practice, the D detectors and the detector temperature are measured only in the lower D detectors as a whole. N is the temperature reading and will typically be 5. The readings from the temperature sensors are obtained by, for example, the five temperature sensors 521 shown in FIG. Here, let the detector at the measured temperature be d 1 (i = 0, 1, 2,..., N−1, N). Again, N is the number of temperature readings. Here trying to measure temperature in the detector d 1 and T dj. The temperature T j at the detector j can be calculated by fitting a second-order polynomial through N readings. The temperature dependence is expressed in a parameter format as follows.
Figure 2004347606
Here, β i can be determined as follows using the least squares method.
Figure 2004347606
The matrix F is obtained as follows.
Figure 2004347606
Here, D is obtained as follows.

Figure 2004347606
Here, E is obtained as follows.
Figure 2004347606

検出器diにおける温度は熱電対または抵抗型温度検出体(RTD)によって測定される。
以上、この発明につき、図によって示したり、または好ましい実施例として参考と共に述べてきたが、本発明の技術分野につき通常の知識を有する者によって様々な形に変更され、または詳細な形とされたものに付いても、本願請求の範囲における本願発明の技術的思想を離れること無く本願発明の範囲内にある限り本願発明に含むものとする。
Temperature in the detector d i is measured by a thermocouple or resistive temperature detector (RTD).
While the present invention has been shown by way of illustration or described with reference to preferred embodiments, it has been changed in various forms or made in detail by persons having ordinary skill in the art of the present invention. The present invention is included in the present invention as long as it is within the scope of the present invention without departing from the technical concept of the present invention in the claims of the present application.

本願発明の荷物スキャニングシステムの外観図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is an external view of the luggage scanning system of this invention. 図1に示したシステムの端部断面図である。FIG. 2 is a sectional end view of the system shown in FIG. 1. 図1に示したシステムを半径方向からみた断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the system illustrated in FIG. 1 as viewed from a radial direction. 本願発明の荷物スキャナーの一実施例における電気および機械の機能ブロックを示した概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing electric and mechanical functional blocks in one embodiment of the luggage scanner of the present invention. 視野内のコンベヤシステム上に載置された荷物を示した本願発明の荷物スキャナーの視野概略図である。1 is a schematic view of a package scanner of the present invention showing a package placed on a conveyor system in the field of view. 本願発明の荷物スキャナーの視野をカルテシアン座標系上に重ねて表示した図である。It is the figure which superimposedly displayed the visual field of the luggage scanner of this invention on a Cartesian coordinate system. 荷物境界を特定するセンサを使用した場合における本願発明の荷物スキャニングシステムの一実施例を単純化したブロック図の概略図である。本願発明の荷物スキャニングシステムの外観図である。1 is a simplified block diagram of one embodiment of a luggage scanning system of the present invention when using a sensor to identify a luggage boundary. FIG. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is an external view of the luggage scanning system of this invention. 従来のCTスキャナーの発射源,検出器アレーおよび視野を表した幾何形状図である。FIG. 3 is a geometrical diagram showing a source, a detector array, and a field of view of a conventional CT scanner. 図8aに示した視野を一スキャンした間に、一の検出器が得るデータ信号を概略的にプロットした図である。FIG. 8B is a diagram schematically plotting data signals obtained by one detector during one scan of the visual field shown in FIG. 8A. 本願発明における荷物スキャナーの一実施例の幾何形状を示した概略図である。FIG. 3 is a schematic view showing a geometric shape of one embodiment of a luggage scanner according to the present invention. 図9aに示した視野の一スキャンの間に一の検出器が得たデータ信号を概略的にプロットした図である。FIG. 9B schematically plots data signals obtained by one detector during one scan of the field of view shown in FIG. 9A. 三次元的物体について、CTスキャナにおける三次元画像の概略図である。FIG. 4 is a schematic view of a three-dimensional image of a three-dimensional object in a CT scanner. 薄い物体および厚い物体のCT画像面に垂直な方向に沿って密度分布を概略的にプロットした図である。FIG. 6 is a diagram schematically plotting a density distribution of a thin object and a thick object along a direction perpendicular to a CT image plane. 薄い物体の密度減少降下距離のヒストグラムをプロットしたの概略図である。FIG. 4 is a schematic diagram of a histogram of a density reduction descent distance of a thin object plotted. 厚い物体の密度減少降下距離のヒストグラムをプロットしたの概略図である。FIG. 4 is a schematic diagram of a plot of a histogram of the density reduction descent distance of a thick object.

符号の説明Explanation of reference numerals

100 荷物スキャニングシステム
110 コンベヤシステム
112 荷物
120 CTスキャニングシステム
125 ガントレ支持部
126 中央開口部
130 検出アレー
134 データ取得装置(DAS)
136 X線管制御システム
515 画像再構成処理器
521 温度センサ
Reference Signs List 100 Luggage scanning system 110 Conveyor system 112 Luggage 120 CT scanning system 125 Gantre support 126 Central opening 130 Detection array 134 Data acquisition device (DAS)
136 X-ray tube control system 515 Image reconstruction processor 521 Temperature sensor

Claims (10)

コンピュータ断層撮影スキャニング装置において視野中の物体のスキャンデータを処理する方法であって、該視野は該スキャンデータから該視野の画像を発生するために再構成が可能である複数の画素から定義されるものであって、
該視野に対する該スキャンデータ発生するために該視野をスキャンする工程と、
該物体の大きさを検出する大きさ検出工程と、
該視野中の物体の位置を検出する位置検出工程と、
検出された物体の該大きさと該位置を利用して、該物体の画像を発生する際に再構成されるべき視野中の第一位置と、該物体の該画像を発生する際に再構成されるべきでない視野中の第二位置とを特定する位置特定工程とを備える該スキャンデータ処理方法。
A method of processing scan data of an object in a field of view in a computed tomography scanning apparatus, wherein the field of view is defined from a plurality of pixels that can be reconstructed to generate an image of the field of view from the scan data. Thing,
Scanning the field of view to generate the scan data for the field of view;
A size detection step of detecting the size of the object;
A position detection step of detecting the position of the object in the field of view,
Utilizing the size and the position of the detected object, a first position in a field of view to be reconstructed when generating an image of the object, and a first position in the field of view to be reconstructed when generating the image of the object. A position specifying step of specifying a second position in the field of view which should not be performed.
請求項1に記載のスキャンデータ処理方法であって、該物体の画像を発生するために該視野中の第一位置を再構成する工程をさらに備えるスキャンデータ処理方法。   The method of claim 1, further comprising reconstructing a first position in the field of view to generate an image of the object. 請求項1に記載のスキャンデータ処理方法であって、該大きさ検出工程は該視野に対する該スキャンデータから該物体の境界を検出する工程を含むスキャンデータ処理方法。   The scan data processing method according to claim 1, wherein the size detecting step includes a step of detecting a boundary of the object from the scan data for the visual field. 請求項1に記載のスキャンデータ処理方法であって、該位置検出工程は該視野に対する該スキャンデータから該物体の境界を検出する工程を含むスキャンデータ処理方法。   2. The scan data processing method according to claim 1, wherein the position detecting step includes a step of detecting a boundary of the object from the scan data for the field of view. 請求項1に記載のスキャンデータ処理方法であって、該位置特定工程は再構成されるべき大量の画素に制限を設定する工程を含むスキャンデータ処理方法。   2. The scan data processing method according to claim 1, wherein the position specifying step includes a step of setting a limit on a large number of pixels to be reconstructed. コンピュータ断層撮影スキャニング装置の視野中の物体のコンピュータ断層撮影スキャンデータを処理する装置であって、該視野は該スキャンデータから該視野の画像を発生するために再構成が可能である複数の画素から定義されるものであって、
該視野に対する該スキャンデータ発生するために該視野をスキャンする手段と、
該物体の大きさを検出する大きさ検出手段と、
該視野中の物体の位置を検出する位置検出手段と、
検出された物体の該大きさと該位置を利用して、該物体の画像を発生する際に再構成されるべき視野中の第一位置と、該物体の該画像を発生する際に再構成されるべきでない視野中の第二位置とを特定する位置特定手段とを備える該スキャンデータ処理装置。
An apparatus for processing computed tomography scan data of an object in a field of view of a computed tomography scanning device, the field of view comprising a plurality of pixels that can be reconstructed to generate an image of the field of view from the scan data. Defined
Means for scanning the field of view to generate the scan data for the field of view;
Size detection means for detecting the size of the object;
Position detection means for detecting the position of the object in the field of view,
Utilizing the size and the position of the detected object, a first position in a field of view to be reconstructed when generating an image of the object, and a first position in the field of view to be reconstructed when generating the image of the object. A position specifying unit that specifies a second position in the field of view that should not be detected.
請求項6に記載のスキャンデータ処理装置であって、該物体の画像を発生するために該視野中の第一位置を再構成する手段をさらに備えるスキャンデータ処理装置。   7. The scan data processing device according to claim 6, further comprising means for reconstructing a first position in the field of view to generate an image of the object. 請求項6に記載のスキャンデータ処理装置であって、該大きさ検出手段は該視野に対する該スキャンデータから該物体の境界を検出する手段を備えるスキャンデータ処理装置。   7. The scan data processing apparatus according to claim 6, wherein said size detecting means includes means for detecting a boundary of said object from said scan data for said field of view. 請求項6に記載のスキャンデータ処理装置であって、該位置検出手段は該物体の境界を検出するセンサを備えるスキャンデータ処理装置。   7. The scan data processing apparatus according to claim 6, wherein said position detecting means includes a sensor for detecting a boundary of said object. 請求項6に記載のスキャンデータ処理装置であって、該位置特定手段は再構成されるべき大量の画素に制限を設定する手段を備えるスキャンデータ処理装置。
7. The scan data processing apparatus according to claim 6, wherein said position specifying means includes means for setting a limit to a large number of pixels to be reconstructed.
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