JP2013079858A - Ｘ線異物検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な手段によって被検出物内への異物の混入の有無の判断を容易にするＸ線異物検出装置を提供すること。
【解決手段】Ｘ線異物検出装置は、異物Ｙが混入したおそれのある被検出物にX線を照射するX線照射部１と、前記被検出物を透過したX線を受けて発光する発光部３と、前記発光した光を受光する受光部４とを備えるＸ線異物検出装置であって、前記受光部３が受光した光から、被検出物の白黒画像を生成し、前記白黒画像中の一定の濃度値の範囲に対して、その濃度値に応じた色彩を付したカラー画像を生成する画像生成部９を有する。
【選択図】図２

Description

本願発明は、異物が混入した疑いのある被検出物にＸ線を照射することにより、被検出物の透視画像を生成し、被検出物内への異物の混入の有無を判断するのに用いるＸ線異物検出装置に関する。

従来から、Ｘ線異物検出装置は様々なものが知られているが、その基本的な構成は、被検出物にＸ線を照射するX線照射部と、当該被検出物を透過したX線を受けて発光する発光部と、前記発光した光を受光する受光部とを備え、その受光した光の量から被検出物の透視画像を生成するというものである。そして、ユーザは、被検出物内に異物が混入していないか、当該画像を目視で確認している。このようなＸ線異物検出装置は、例えば、空港などの手荷物検査や、衣類の検針検査など、非常に広い用途に用いられている。

ところで、受光した光の量から被検出物の透視画像を生成すると、その生成された画像は、受光した光の量に応じた白黒画像となる。そして、ユーザは、この白黒画像を見て異物の混入の有無を判断するわけであるが、より判断を容易にするために白黒画像をカラー画像化する技術を用いることが出来る（特許文献１参照）。このカラー画像化は、白黒の濃度値に応じた色彩を白黒画像に付すことで、白黒の濃淡が色彩のグラデーションとなって現れるため、ユーザの目視による異物混入の判別作業を容易とするのである。

しかし、被検出物や異物の材質、及びこれらの配置状態等の様々な要因によって、白黒画像上では、被検出物と異物の濃淡差が、明確には現れない場合がある。さらには、その白黒画像を、そのままカラー画像化しても、被検出物と異物との濃淡差があまりないため、カラー画像上でも色彩のグラデーションが明確に現れないこともある。

そこで、白黒画像上で濃淡差を明確にして、カラー画像上で明確な色彩のグラデーションを得ようとすると、Ｘ線の照射量を増加させることや、受光部等の装置側の感度や解像度などを向上させることが考えられる。しかし、Ｘ線の照射量を増加させると、ユーザの健康を損なう恐れがあり好ましいことではなく、また、装置側の感度や解像度などを向上させると、それだけ費用が嵩んでしまう。

特願平９−１３５２７８

そこで、本願発明は、上記問題に鑑み、簡単な手段によって被検出物内への異物の混入の有無の判断を容易にするＸ線異物検出装置を提供するものである。

上記課題を解決するために、本願発明のＸ線異物検出装置は、異物が混入したおそれのある被検出物にX線を照射するX線照射部と、前記被検出物を透過したX線を受けて発光する発光部と、前記発光した光を受光する受光部とを備えるＸ線異物検出装置であって、前記受光部が受光した光から、被検出物の白黒画像を生成し、前記白黒画像中の一定の濃度値の範囲に対して、その濃度値に応じた色彩を付したカラー画像を生成する画像生成部を有することを特徴としている。

上記特徴によれば、取得した被検出物の白黒画像中の一定の濃度値の範囲に対して、つまり、一定の濃度値の範囲に絞って色彩を付したカラー画像を生成することができる。したがって、白黒画像上で被検出物と異物との濃淡差があまりなく判別が困難な場合でも、被検出物と異物との濃淡差に対応する一定の濃度値の範囲に絞って色彩を付したカラー画像を生成すれば、両者の差異が、より明確な色彩のグラデーションとして現れる。言い換えると、白黒画像上では小さな濃淡差であっても、上記特徴により、その濃淡差に対して大きな色彩のグラデーションを得ることが出来るのである。

つまり、従来技術では、取得された白黒画像全体に対して濃度値に応じた色彩を付していたため、白黒画像上で濃淡差があまりない場合は、カラー画像上でも色彩のグラデーションが明確に現れなかった。しかし、上記特徴によれば、取得された白黒画像全体ではなく、一定の濃度値の範囲に絞って色彩を付しているため、カラー画像上で色彩のグラデーションがより明確に現れるようになり、異物混入の有無の判断が容易となる。

さらに、本願発明のＸ線異物検出装置は、画像生成部が、白黒画像中の一定の濃度値の範囲に対して、単一の色彩を付したカラー画像を生成することを特徴としている。

上記特徴により、白黒画像中において異物周辺の一定の濃度値の範囲に対して単一の色彩を付せば、カラー画像上で異物とその周辺部分との差異をより際立たせるため、異物の混入の有無の判断がより容易となる。

さらに、本願発明のＸ線異物検出装置は、被検出物の特定部位の画像を表示する表示部を複数備えたことを特徴としている。

上記特徴によれば、ユーザは被検出物の複数の特定部位を、複数の表示部によって一度に確認することができるため、異物混入の有無の判断がより容易となる。

本願発明のＸ線異物検出装置は、従来のように、Ｘ線の照射量を増加させることや、受光部等の装置側の感度や解像度などを向上させることなく、簡単な手段によって被検出物内への異物混入の有無の判断を容易にすることができる。

本願発明のＸ線異物検出装置の概略図である。 本願発明のＸ線異物検出装置のコントロールシステムの概略ブロック図である。 本願発明のＸ線異物検出装置の画像処理を示す概念図である。 本願発明のＸ線異物検出装置の他例の画像処理を示す概念図である。 本願発明のＸ線異物検出装置の表示部を示した図である。

１ Ｘ線照射部
２ 搬送ベルト
３ 発光部
４ 受光部
９ 画像生成部
１０ 表示部
２０ Ｘ線異物検出装置
Ｏ 被検出物
Ｙ 異物

以下に、本願発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。

図１は、本願発明のＸ線異物検出装置２０の概略図である。Ｘ線異物検出装置２０は、大別すると、Ｘ線照射部１、搬送ベルト２、発光部３、受光部４から構成されている。まず、内部に異物Ｙ（異物Ｙは、被検出物Ｏ内部に混入しているので不図示）が混入した疑いのある被検出物Ｏは、搬送ベルト２に載せられてＸ線異物検出装置２０内部へと搬入される。被検出物ＯがＸ線照射部１の下方に搬送されると、Ｘ線照射部１は被検出物Ｏに向けてX線を照射する。Ｘ線照射部１から照射されたX線は、被検出物Ｏ及び異物Ｙを透過し、搬送ベルト２の下方にある発光部３に到達する。発光部３は、到達したX線の量に応じて発光し、受光部４はその発光した光を受光する。そして、Ｘ線異物検出装置２０は、その受光した光から画像を生成する。

次に、図２は、本願発明のＸ線異物検出装置２０のコントロールシステムの概略ブロック図である。Ｘ線異物検出装置２０は、システム制御部５によって中央管理されており、ユーザはコントローラ６を操作してシステム制御部５に所望の指令を送る。詳細には、コントローラ６に被検出物ＯをＸ線異物検出装置２０内の所定の位置に搬送するよう指令が入力されると、システム制御部５から搬送ベルト制御部７に当該指令が伝達され、搬送ベルト制御部７は被検出物Ｏが所定の位置に搬送されるように搬送ベルト２を制御する。次に、被検出物Ｏが所定の位置に搬送された後、コントローラ６にX線を照射する指令が入力されると、システム制御部５からＸ線照射制御部８に当該指令が伝達され、Ｘ線照射制御部８はＸ線照射部１からX線を照射するように制御する。

そして、照射されたX線は、被検出物Ｏを透過した後、発光部３に到達する。発光部３はX線を受けて発光し、受光部４はその発光した光を受光し、画像生成部９の白黒画像処理部９Ａへ伝達する。この白黒画像処理部９Ａは、当該伝達されてきた光から白黒画像を生成する。次に、コントローラ６に、白黒画像に対して画像処理を行って色彩を付したカラー画像を生成するように指令が入力されると、システム制御部５から画像生成部９のカラー画像処理部９Ｂに当該指令が伝達される。すると、カラー画像処理部９Ｂは画像処理（図３及び図４において後述する）を実行し、表示部１０へ画像情報を伝達する。そして、表示部１０はユーザに対して当該画像を表示する。

では次に、図３の（a）に、図２の白黒画像処理部９Ａによって生成された白黒画像を示す。被検出物Ｏ１は、内部に付属物Ｍ１を備えており、更に付属物Ｍ１の中央付近内部に異物Ｙ１が混入している。図３の（a）からわかるように、付属物Ｍ１と異物Ｙ１は、X線の透過率が近い物体であるため、白黒画像上では両者の濃淡差が明確ではなく、判別が難しい。

なお、付属物Ｍ１や異物Ｙ１等の物体があると、物体に遮られて発光部３に到達するX線の量が減るため、発光部３がＸ線を受けて発光する光の量も減る。すると、白黒画像上では、物体が存在する部位は黒く現れることになるが、反対に、物体が存在しない部位は、白く現れることになる。

次に、Z−Z断面におけるX軸方向の位置を横軸に、各位置における濃度値を縦軸Ｚ１として、表したものを図３（ｂ）に示す。ここで、軸Ｚ１及び軸Ｚ２について説明すると、白黒の濃度値を表した軸Z１は、最小値が白色（濃度値０とする）で、最大値が黒色（濃度値１００とする）で、その間は段階的に濃度値が変化している。そして、この白黒の濃度値に応じて付される色彩が軸Z２に示されている。具体的には、軸Z１の白色の濃度値０に対応するのは軸Z２の紫色で、軸Z１の黒色の濃度値１００に対応するのは軸Z２の赤色となっている。そして、軸Z１の濃度値０から濃度値１００に段階的に変化している濃度値に対応して、軸Z２では、紫、青、緑、黄、赤と段階的に変化していく（これらの中間色も含む）。このように、軸Z２で色彩は段階的に変化しているが、この段階数及び対応する色彩も任意に変更可能である。

さて、図３の（ｂ）に示すように、異物Ｙ１の濃度値はＺ１軸上のa１（濃度値１００）であり、付属物Ｍ１の濃度値はＺ１軸上のｂ１（濃度値９５）であるから、両者の濃度値の差はあまりなく濃淡差が明確ではない。したがって、目視によって異物Ｙ１と付属物Ｍ１を区別するのは困難であることがわかる。そして、この濃度値に応じて縦軸Ｚ２に示す色彩を付しても、異物Ｙ１に付される色彩はＺ２軸上のa２（赤色）であり、付属物Ｍ１に付される色彩はＺ２軸上のｂ２（赤と黄の中間色であって、非常に赤色に近い）であるから、a２とｂ２の色彩のグラデーションは明確ではなく、カラー画像化しても、異物Ｙ１を判別するのは難しいことがわかる。

そこで、異物Ｙ１と付属物Ｍ１を含む一定の濃度値の範囲（図３の（ｂ）中のＬ１の範囲）に絞って、その濃度値に応じた色彩を付し（Ｌ１の範囲外は、全て紫色となる）、Ｌ１の範囲について表示したものを図３の（ｃ）に示す。この図３の（ｃ）からわかるように、Ｌ１の範囲の濃度値に対して、色彩（紫色から赤色）を付すため、色彩のグラデーションがより明確になるのである。具体的には、異物Ｙ１に付された色彩はＺ２軸上のa３（赤色）であり、付属物Ｍ１に付された色彩はＺ２軸上のｂ３（黄と緑の中間色であって、非常に黄色に近い）であることからわかるように、a３とｂ３の色彩のグラデーションは明確となり、異物Ｙ１を判別するのが容易となる。

つまり、従来は、白黒画像全体の濃度値（図３（ｂ）中のＬ０の範囲）に対して色彩を付していた。そのため、濃淡差が少ない異物Ｙ１と付属物Ｍ１とに割り当てられる色彩は、それぞれa２（赤色）とｂ２（赤と黄の中間色であって、非常に赤色に近い）であるから、両者の色彩から生じるグラデーションは明確ではなく、異物Ｙ１の混入の判断は難しい。しかし、本願発明により、色彩を付す範囲を付属物Ｍ１と異物Ｙ１を含む一定の濃度値の範囲（図３（ｂ）中のＬ１の範囲）に限定することで、異物Ｙ１と付属物Ｍ１に割り当てられる色彩は、それぞれa３（赤色）とｂ３（黄と緑の中間色であって、非常に黄色に近い）となるから、両者の色相の差が大きく、両者から生じるグラデーションは明確となる。このように、白黒画像上で濃淡差が少ない場合であっても、明確な（色相の差が大きな）色彩のグラデーションを得ることができ、異物Ｙ１の混入の判断は容易となるのである。

また、図３の（ｃ）では、説明の都合上、Z−Z断面での色彩の分布を示していたが、被検出物Ｏ１全体の画像は、図３の（ｄ）に示してある。この図３の（ｄ）からわかるように、付属物Ｍ１全体はｂ３（黄と緑の中間色であって、非常に黄色に近い）で、異物Ｙ１はa３（赤色）で表されており、ユーザはこのカラー画像を目視すれば、容易に異物Ｙ１の混入の有無を判断することができる。なお、付属物Ｍ１と異物Ｙ１を含む一定の濃度値の範囲（図３（ｂ）中のＬ１の範囲）に絞って、その濃度値に応じた色彩を付す画像処理は、図２のカラー画像処理部９Ｂによってなされている。

次に、図４では、本願発明のＸ線異物検出装置の他例の画像処理の概念図を示している。図４の（a）は、被検出物Ｏ２の白黒画像を示している。被検出物Ｏ２は、内部に付属物Ｍ２を備えており、更に付属物Ｍ２の中央付近内部に異物Ｙ２が混入している。

この被検出物Ｏ２のZ−Z断面におけるX方向の位置を横軸に、各位置における濃度値を縦軸Ｚ１にして表したものが図４（ｂ）である。異物Ｙ２に付された濃度値はＺ１軸上のa４（濃度値１００）であり、付属物Ｍ２に付された濃度値はＺ１軸上のｂ４（濃度値８０）である。さらに、この濃度値に応じて縦軸Ｚ２に示す色彩を付すと、異物Ｙ２に付された色彩はＺ２軸上のa５（赤色）であり、付属物Ｍ２に付された色彩はＺ２軸上のｂ５（赤色と黄色の中間色）である。

ここで、異物Ｙ２と付属物Ｍ２にそれぞれ付された色彩は、a５（赤色）とｂ５（赤色と黄色の中間色）なので両者の区別は可能であるが、更に異物Ｙ２の判別を容易にすることが望まれる場合がある。そこで、付属物Ｍ２に対応する濃度値の範囲（図４（ｂ）中ではＬ２）に対して、単一の色彩として紫色を付する。すると、図４の（ｃ）に示すように、異物Ｙ２の部分のみが赤色となり、付属物Ｍ２の部分は紫色となる。そして、被検出物Ｏ２全体の画像は図４の（ｄ）に示してあり、異物Ｙ２は赤色で、その周囲の付属物Ｍ２は紫色なので、異物Ｙ２が非常に際立って見える。したがって、この画像を目視して異物Ｙ２の混入の有無を判断するユーザにとって、その判断は極めて容易となる。

ところで、付属物Ｍ２に単一の色彩として紫色を付したが、他にも異物Ｙ２に付された赤色とコントラストのある黒色など、目的に応じて適宜、色の変更をすればよい。なお、付属物Ｍ２に相当する濃度値の範囲（図４（ｂ）中ではＬ２）に対して、単一の色彩を付する画像処理は、図２のカラー画像処理部９Ｂによってなされている。

次に、図５の（a）では、本願発明のＸ線異物検出装置の表示部を示しており、表示部としてディスプレイ２１Ａ及びディスプレイ２１Ｂを用いている。このディスプレイ２１Ａには被検出物Ｏ３の全体図を表示し、ディスプレイ２１Ｂには被検出物Ｏ３の特定部位を表示している。そして、ディスプレイ２１Ｂの画面を、さらに４分割して、各分割画面（２１Ｂ（１）〜２１Ｂ（４））を特定部位の画像を表示する表示部としている。詳しくは、被検出物Ｏ３の部位aを分割画面２１Ｂ（１）に、部位ｂを分割画面２１Ｂ（２）に、部位ｃを分割画面２１Ｂ（３）に、部位ｄを分割画面２１Ｂ（４）に表示している。

このように、ユーザは被検出物の複数の特定部位を複数の表示部において一度に確認することができるため、異物の判別作業の効率を向上させることが出来る。なお、この表示部には、被検出物の白黒画像（図３（a）、図４（a）参照）や、カラー画像（図３（ｄ）、図４（ｄ）参照）等を任意に表示することができる。

また、図５の（ｂ）には、ディスプレイ３１が示してある。このディスプレイ３１では、図５の（a）のディスプレイ２１Ａで表示した画像とディスプレイ２１Ｂで表示した画像を、一つの画面上に表示している。このように、表示部であるディスプレイの数及び、分割画面の分割数は、状況に応じて適宜変更することができる。

なお、本願発明のＸ線異物検出装置は、図１及び図２に示す構成要素から成り立っているが、他の構成要素からなるＸ線異物検出装置に、本願発明の画像生成部９（図２参照）を組み込めば、本願発明と同様の効果を得ることができる。さらに、本願発明のＸ線異物検出装置は、上記の実施例に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲、実施形態の範囲で、種々の変形例、組み合わせが可能であり、これらの変形例、組み合わせもその権利範囲に含むものである。

本願発明のＸ線異物検出装置は、簡単な手段によって被検出物内への異物の混入の有無の判断を容易にすることが要請される産業分野に利用することができる。

Claims (3)

1. 異物が混入したおそれのある被検出物にX線を照射するX線照射部と、
   前記被検出物を透過したX線を受けて発光する発光部と、
   前記発光した光を受光する受光部とを備えるＸ線異物検出装置であって、
   前記受光部が受光した光から、被検出物の白黒画像を生成し、
   前記白黒画像中の一定の濃度値の範囲に対して、その濃度値に応じた色彩を付したカラー画像を生成する画像生成部を有することを特徴とするX線異物検出装置。
2. 画像生成部は、白黒画像中の一定の濃度値の範囲に対して、単一の色彩を付したカラー画像を生成することを特徴とする請求項１に記載のX線異物検出装置。
3. 被検出物の特定部位の画像を表示する表示部を複数備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載のX線異物検出装置。