JP2014145781A - 人体検査のための改善された保安システム - Google Patents

Abstract

【課題】人体によって運ばれる隠された物を検出するイメージング装置を提供する。
【解決手段】人間の衣類の下や人体に隠された金属や原子番号Ｚが小さい物質（プラスチック、セラミックス、違法薬物）や他の禁制品を検出するために、すばやく人間を検査することができるＸ線人体検査システムを対象とする。対象物検出システムは、２つの走査モジュールが互いに平行に対向配置されている。２つのモジュールは、人間等の被検者が２つのモジュールの間に立ったり、２つのモジュールの間を通ったりすることができるように、間隔を空けて配置されている。第１モジュール、及び、第２モジュールは、それぞれＸ線などの放射線源と検出器列とを有している。検査中の被検者は、被検者の前側が一のモジュールに対向し、かつ、後側が他のモジュールに対向するようにして２つのモジュールの間に立つ。
【選択図】図１

Description

本発明は、２００７年１２月２５日に出願された同一の名称の米国特許出願番号６１／０１６，５９０号に基づく。

本発明は、人体を検査するためのＸ線検査システムの分野に関する。より具体的には、第１モジュールと第２モジュールとを用いて、被検者を回転させることを要せず被検者の前側と後側とを、順番あるいは同時に検査する検査システムに関する。更に、本発明は、ａ）被検者からの後方散乱画像信号と、ｂ）検査中に被検者に当たらなかったＸ線により生成された影画像信号との両方から画像を生成するために第１モジュールと第２モジュールとを用いる検査システムに関する。

現在の保安システムは、禁制品、武器、爆発物、衣類の内側に隠されたその他の危険物を検出することに能力が限定されている。金属探知機や化学薬品嗅覚探知機は、通常では、大きな金属体の検出や、ある種の爆発物の検出に用いられる。しかし、危険物によっては広範囲にわたるものが存在し、これらの装置では、そういった危険物を検出することはできない。プラスチック製やセラミック製の武器は、警備担当者が検出することが必須とされている非金属体である。現存するシステムは、このような物を良好に検出しない。また、手作業による検査は遅く、不便であり、例えば、空港の標準的な手続において、一般には許容されない。

人体に隠された対象物を検出するためのＸ線システムは、従来より実在し、放射線被ばく、走査速度、及び、画質のそれぞれの点において改善化可能である。例えば、本発明の譲受人に譲渡され、参照されることによりここに組み込まれる米国特許第５,１８１,２３４号（以下「特許２３４」とする）には、検査される人体の表面を走査するＸ線のペンシルビームが記載されている。被検者の体から散乱、又は、反射されたＸ線は検出器によって検出される。そして、この散乱Ｘ線検出器によって生成された信号は、画像表示デバイスを調整するために用いられ、被検者と、被検者に運ばれた全ての隠された対象物との画像を生成する。検出品は、低い原子番号（Ｚ）からなる隠された対象物の画像の輪郭を自動的かつ均一に強調するように構成されることにより、当該対象物の検出を容易にしている。ストレージ手段は、現在の画像との類似性についての相違点を分析するために、以前に得られた画像が現在の画像と比較されるように提供されており、さらに、被検者のプライバシーの侵害を最小とするために被検者の人体構造的な特徴を抑えつつ、検査される体の一般的描写を作り出すための手段を提供している。しかしながら、上述したように、システムは、フルスキャンのために、被験者に少なくとも２つの姿勢をとることを要求する。２つの姿勢をとることを要求しても、隠れた領域に起因して、被検者のある領域は捕捉できないかもしれない。加えて、特許２３４の走査システムは、検出器の配列位置に起因して、後方散乱された放射線のみを検出可能である。この特許は、参照することによりここに組み込まれる。

更に、本発明の譲受人に譲渡された米国特許第６,０９４,４７２号（以下「特許４７２」とする）には、被検者を検査して隠された対象物を探し出すためのＸ線後方散乱画像システムを用いた方法が記載されている。当該方法は、入口と出口とを有する通路内で被検者を移動させる工程と、通路内に入ってきた被検者に対して少なくとも１つのＸ線源の動作を開始する工程と、通路内の多数の走査位置において走査領域に照射する低線量のＸ線のペンシルビームを生成する工程と、Ｘ線のペンシルビームで走査領域を走査する工程と、通路を前方に移動する被検者に略連動しながら、各走査位置に対するＸ線のペンシルビームを追跡する工程と、多数の走査位置のうちの各走査位置に位置したときに、被検者との相互作用の結果によりペンシルビームから後方散乱されたＸ線を検出する多数の検出器を用いる工程と、検出された後方散乱されたＸ線のデジタル画像を表示する工程とを有している。特許４７２は、特許２３４と同様の不都合を有している。即ち、検出器と放射線源との配列位置より後方散乱された放射線のみを検出すること、及び、システムの通路内を被検者が移動することを要する。このため、被検者の動きに因る検出を複雑なものとしている。この特許は、参照することによりここに組み込まれる。

更に、ロビンソンに対して発行された米国特許公報第６,３９３,０９５号（以下「特許０９５」とする）には、サンプル中の不良を検出する方法が記載されている。当該方法では、サンプルの一対の立体的画像が生成され、一の画像が他の画像から取り除かれ、二次元画像が得られる。当該得られた二次元画像は、高品質の二次元画像と比較される。ここで、高品質の二次元画像は、高品質のサンプルから同一の方法で生成されたものである。２つの画像が一致すれば、サンプルと、高品質のサンプルとが一致することを意味し、２つのサンプルが異なれば、サンプルと高品質のサンプルとが異なることを意味する。しかしながら特許０９５は、画像を合成するのでなく、得られた画像を取り除く方法を用いている。この特許は、参照することによりここに組み込まれる。

上述のシステムでは、人間の検査において効果的であるが、全体の処理能力が低く、数回の走査又は画像収集の工程を要する。更に、検査場所において常に確保することはできないような広大な操作スペースを必要とする。

従って、走査を追加して行うために被験者が回転したり歩いたりすることを要求することなく、人体の前側と後側との両方を走査することができ、全体の処理能力を比較的高くすることができる比較的コンパクトな人体検査システムが必要である。

更に、従来型の人体検査システムは、一般に、画質とプライバシーという競合する対象
に注力しており、通常、これら２つのうちいずれかが犠牲にされている。従って、より良い輪郭強調により高品質の画像を提供し、プライバシーを侵害することなく禁制品を検出する、後方散乱画像の信号と影画像の信号との合成を用いた人体検査システムが必要とされている。

米国特許公報第５,１８１,２３４号 米国特許公報第６,０９４,４７２号 米国特許公報第６,３９３,０９５号

一の実施形態において、人体によって運ばれる隠された物を検出するイメージング装置であって、前記イメージング装置は、第１のモジュールと、第２のモジュールと、処理装置と、表示部とを有し、前記第１のモジュールは、第１のＸ線源と、第１の検出部とを有し、前記第１のＸ線源は、前記人体に向けてＸ線の第１のペンシルビームを生成し、前記第１の検出部は、前記第１のＸ線源による走査の結果として前記人体から散乱されたＸ線の強度を表す信号を供給し、前記第１の検出部は、前記人体に対して前記第１のＸ線源と同じ側に配置され、前記第１の検出部は、前記第１のＸ線源によって走査された結果として前記人体から散乱された前記Ｘ線の一部と、送出されたＸ線の一部とを受信する動作領域を有し、第２のＸ線源は、前記人体に向けてＸ線の第２のペンシルビームを生成し、前記第２の検出部は、前記第２のＸ線源による走査の結果として前記人体から散乱されたＸ線の強度を表す信号を供給し、前記第２の検出部は、前記人体に対して前記第２のＸ線源と同じ側に配置され、前記第２の検出部は、前記第２のＸ線源によって走査された結果として前記人体から散乱された前記Ｘ線の一部と、前記第１のモジュールより送出されたＸ線の一部とを受信する動作領域を有し、前記処理装置は、前記第１の検出部と、第２の検出部とから生成された検出信号を処理して少なくとも一つの画像を形成し、前記表示部は、操作者に前記少なくとも一つの画像を提示することを特徴とする。

また、イメージング装置は、４つの壁を有する筐体をさらに有し、少なくとも１つの天井と、感圧センサーを備えた少なくとも１つの床とを有し、当該感圧センサーは、処理装置に走査を開始する信号を送出することを特徴とする。また、前記処理装置は、プログラムで制御できるコードを処理することにより、前記第１のモジュールは、前記第２のＸ線源が停止している間に、人体を走査することを特徴とする。さらに、前記処理装置は、プログラムで制御できるコードを処理することにより、前記第２のモジュールは、前記第１のＸ線源を停止している間に、人体を走査することを特徴とする。また、前記処理装置は、プログラムで制御できるコードを処理することにより、前記第１のモジュール、または、前記第２のモジュールを垂直に移動させることを特徴とする。また、前記垂直方向の移動は協調していることを特徴とする。また、前記第１のモジュールは、前記第２のモジュールと互換性があることを特徴とする。また、前記処理装置は、プログラムで制御されるコードを処理し、前記コードは、前記第１のＸ線源によって走査された結果として前記人体によって散乱されたＸ線の強度を示す第１の検出部からの信号と、前記第２のＸ線源によって走査された結果として前記人体によって散乱されたＸ線の強度を示す第２の検出部からの信号とを用いて前記画像を生成することを特徴とする。また、処理装置は、プログラムで制御されるコードを処理し、前記コードは、前記第２のＸ線源によって走査された結果として人体によって散乱されたＸ線の強度を示す第２の検出部からの信号と、前記第１のＸ線源によって走査された結果として前記人体によって散乱されたＸ線の強度を示す第１の検出部からの信号とを用いて前記画像を生成することを特徴とする。

また、前記処理装置は、プログラムで制御されるコードを処理し、前記コードは、前記第１のモジュールから送出されたＸ線の強度を示す信号を用いて前記人体の影の画像を生成することを特徴とする。また、前記処理装置は、プログラムで制御されるコードを処理し、前記コードは、前記第２のモジュールから送出されたＸ線の強度を示す信号を用いて前記人体の影の画像を生成することを特徴とする。また、前記第１のモジュールと、前記第２のモジュールとは連続して前記人体を走査することを特徴とする。また、前記第１のモジュールと前記第２のモジュールとは同期して垂直に移動して、前記第１の検出器列は後方散乱画像信号を捕捉し、同時に、前記第２の検出器列は、送出された信号のうち、前記人体によって吸収も後方散乱もされない信号を捕捉することを特徴とする。また、前記第１のモジュールと、前記第２のモジュールとは同期して垂直に移動して、前記第２の検出器列は後方散乱画像信号を捕捉し、同時に、前記第１の検出器列は、送出された信号のうち、前記人体によって吸収も後方散乱もされない信号を捕捉することを特徴とする。また、前記第１の検出器列、および、前記第２の検出器列によって生成された信号は、同期信号と共に前記処理装置に送られることを特徴とする。

別の実施形態において、人体によって運ばれる隠された物を検出するイメージング装置であって、前記イメージング装置は、第１のモジュールと、第２のモジュールと、処理装置と、表示部とを有し、前記第１のモジュールは第１のＸ線源と、第１の検出部とを有し、前記第１の検出部は、前記人体に対して前記第１のＸ線源と同じ側に配置され、前記第１の検出部は、前記第１のＸ線源によって走査された結果として前記人体から散乱された前記Ｘ線の一部と、送出されたＸ線の一部とを受信する動作領域を有し、前記第２のモジュールは、第２のＸ線源と、第２の検出部とを有し、前記第２の検出部は、前記人体に対して前記第２のＸ線源と同じ側に配置され、前記第２の検出部は、前記第２のＸ線源によって走査された結果として前記人体から散乱された前記Ｘ線の一部と、第１のモジュールから送出されたＸ線の一部とを受信する動作領域を有し、前記第１のモジュールと第２のモジュールとは互いに平行であり、前記処理装置は、前記第１の検出部と、前記第２の検出部とから生成された検出信号を処理して少なくとも一つの画像を形成し、前記制御装置はプログラムで制御されるコードを処理し、前記コードは、前記第１のＸ線源が走査された結果として前記人体によって散乱されたＸ線の強度を示す第１の検出部からの信号と、前記第２のＸ線源が走査された結果として前記人体によって散乱されたＸ線の強度を示す第２の検出部からの信号とを用いて前記画像を生成し、前記表示部は、操作者に前記少なくとも一つの画像を提示することを特徴とする。

また、前記第１のモジュールと、前記第２のモジュールとは連続して前記人体を走査することを特徴とする。また、前記第１のモジュールと、前記第２のモジュールとは同期して垂直に移動して、前記第１の検出器列が後方散乱画像信号を捕捉している間に、前記第２の検出器列は、送出された信号のうち、前記人体によって吸収も後方散乱もされない信号を捕捉することを特徴とする。

上記の本発明の特徴、及び、長所は、添付の図面と関連して、後述の詳細な説明を参照することにより理解される。
本発明の検査システムの側面図であり、さらに、検査中の被検者の位置を図示している。 本発明の検査システムの側面図であり、さらに、第１モジュールによる走査中の被検者を図示している。 本発明の検査システムの側面図であり、さらに、第２モジュールによる走査中の被検者を図示している。 Ｘ線の水平走査ペンシルビームを発生させるための機械的手段の一の実施形態の図である。 Ｘ線の垂直走査ペンシルビームを発生させるための機械的手段の一の実施形態を図示している。 Ｘ線の垂直走査ペンシルビームを発生させるための機械的手段の一の実施形態を図示している。

本発明は、人間の衣類の下や人体に隠された金属や原子番号Ｚが小さい物質（プラスチック、セラミックス、違法薬物）や他の禁制品を検出するために、すばやく人間を検査することができるＸ線人体検査システムを対象とする。

１つの例としての実施形態において、本発明は、２つの走査モジュールが互いに平行に対向配置された対象物検出システムを対象とする。２つのモジュール（以下、第１モジュール、及び、第２モジュールとする）は、人間等の被検者が２つのモジュールの間に立ったり２つのモジュールの間を通ったりすることができるように、間隔を空けて配置されている。第１モジュール、及び、第２モジュールは、それぞれＸ線などの放射線源と検出器列とを有している。検査中の被検者は、被検者の前側が一のモジュールに対向し、かつ、後側が他のモジュールに対向するようにして２つのモジュールの間に立つ。

一の実施の形態では、モジュールは、被検者を前から後ろにかけて連続的に走査する。連続的に走査された画像は、被検者の完全な画像を生成するために合成される。従って、本発明は、被検者が一箇所に立っているときに、検査中の被検者の前と後ろの画像が生成される人体検査システムを対象としている。更に連続的に走査を行うことは、２つのモジュールからの走査のためのＸ線ビームが確実に互いに干渉しないようにしている。その上、本発明による検査システムは、各放射線源に対向する検出器列を配置し、後方散乱された放射線、及び、放射された放射線（被検者の影）の両方を検出することで、画質を向上させている。更に、検出された被検者の後方散乱放射線より生成された画像、及び、影により生成された画像は、合成され、更に画質を向上させる。

一の実施形態では、輪郭強調を行いながら、同時に、画像解釈において混乱を生じさせる内部の生体構造の輪郭を抑制する。

別の実施形態では、記憶手段が提供される。当該記憶手段により、前回得られた画像が今回の画像と比較され、今回の画像における変化を解析している。

本発明は、検査対象である人体を人間以外のもので描写する表現物を作成する手段を提供することで、プライバシーの侵害を減じながら、迅速な検査を可能にしている。本発明の一の実施形態は、検出されることが望まれる対象物の表示を得るために、被検者の実際の体の画像を見ることをオペレータに要求しない。むしろ、人体に対する隠された対象物の相対的な位置を示すために、一般的な体の輪郭線、または、型（template）が用いられる。これは、好ましくないプライバシーの侵害に関する懸念を可能な限り和らげる。これらの技術は、「プライバシーを向上させて人格権を保証する検査システム」との名称が付され、２００８年２月２日に出願され、係属中の米国特許出願第１２／２０４，３２０号において詳述されている。この特許は、参照することによりここに組み込まれる。

ここに開示されている好ましい実施の形態に対して様々な変形を行うことは、当業者であれば自明のことである。また、ここに説明する開示は、本発明及び添付の特許請求の範囲の精神および範囲から逸脱しない限り、他の実施形態、及び、応用に適用可能である。本発明の実施形態について詳述する。この明細書中で用いられる言葉は、特定の実施形態を否定すると解釈されてはならず、また、明細書中で用いられている用語の意味を超えて請求項を限定するために用いられてはならない。

図１は本発明の検査システム１００の側面図であり、検査時における被検者１０４の位置を示している。一の実施形態において、検査システム１００は、４つの壁（その内の２つは１０２ａ及び１０２ｂで示されている）、天井１０２ｅ、及び、床１３５を有する筐体１０２を任意的な構成で有している。このような筐体は一つの例であり、また、適切な筐体であればどのようなものを用いてもよいことは当業者にとって理解可能である。例えば、このような例に限定されず、筐体は、天井を有さなかったり、少なくとも１つの壁を有さなかったりしてもよい。筐体１０２は、Ｘ線画像システム１００の素子を収容しており、筐体、又は、画像システムを通して入口点から出口点まで延びる通路を形成するように設計されている。

一の実施形態では、Ｘ線画像システム１００は、第１モジュール１０５と第２モジュール１１０とを有している。一の実施形態では、検査対象である被検者１０４は、筐体１０２における２つのモジュール１０５，１１０の間に立ち、第１モジュール１０５及び第２モジュール１１０によって連続して走査される。これにより、被検者１０４の前側、及び、後側の完全な検査が行われ、隠された武器や禁制品が調べられる。

一の実施形態では、第１モジュール１０５は第２モジュール１１０と互換性をもって設計されており、放射線源１０８と検出器列１０６とを有している。同様に、第２モジュール１１０は、放射線源１１３と検出器列１１１とを有している。互換性は必須ではないが、モジュール１０５、１１０の製造における簡素化を含む様々な理由により、システム１００に望まれる特徴である。他の実施形態では、図１に示されるように放射線源１０８、１１３が直接対向する位置に配置されており、モジュール１０５はモジュール１１０の「ミラー」バージョンとして設計されている。

更に、検査システム１００は、コンピュータプロセッサ１１５を備えたプロセッサシステムを有している。コンピュータプロセッサ１１５は、第１モジュール１０５、及び、第２モジュール１１０からの入力である検出されたＸ線を処理して、当該入力から表示画像を生成し、検出されたＸ線から得られた画像をモニタ１２０へ供給する。プロセッサアセンブリは筐体１０２の一部として提供されてもよいし、又は、当業者に知られている適当なケーブルや無線接続を用いて遠隔設置されていてもよい。

本発明の検査システムの一の実施形態では、被検者１０４が前を向いて第１モジュール１０５を見ているときに、第１モジュール１０５の放射線源１０８は、検査中の被検者１０４の前側に入射するＸ線を放射する。入射したＸ線は、被検者に到達し、当該Ｘ線のいくらかは後方散乱し、続いて第１モジュール１０５の検出器列１０６に受信される。これにより、被検者１０４の前側の画像を生成する。被検者１０４によって吸収も後方散乱もされない入射したＸ線は、第２モジュール１１０に配置された検出器列１１１によって受信される。このようにして、検出器列１１１は、第１モジュールからのＸ線放射線を受信し、当該受信したＸ線放射線は、被検者１０４の透過画像または影の画像を生成するために処理される。第１及び第２モジュール１０５、１１０の両方の検出器１０６、１１１からのデータは、被検者の前側の画像を再現するために合成される。

同じような方法で、第２モジュール１１０の放射線源１１３は、検査中の被検者１０４の後側に入射するＸ線を放射する。入射したＸ線は、被検者に到達し、当該Ｘ線のいくらかは後方散乱し、第２モジュール１１０の検出器列１１１に受信される。これにより、被検者１０４の後側の画像を生成する。被検者１０４によって吸収も後方散乱もされない入射したＸ線は、第１モジュール１０５に配置された検出器列１０６によって受信される。このようにして、検出器列１０６は、第２モジュールからのＸ線放射線を受信し、当該受信したＸ線放射線は、被検者１０４の透過画像または影の画像を生成するために処理される。第１及び第２モジュール１０５、１１０の両方の検出器１０６、１１１からのデータは、被検者の前側の画像を再現するために合成される。

一の実施形態では、第１モジュール１０５及び第２モジュール１１０は連続して被検者１０４を走査する。第１モジュール１０５が被検者１０４の第１の側を走査しているときに、第２モジュールのＸ線源は動作停止状態を維持する。第１モジュール１０５の検出器列１０６が後方散乱画像信号を捕捉している間に、第２モジュール１１０の検出器列１１１が、第１モジュール１０５の放射線源１０８から生じたＸ線であって、被検者によって吸収も後方散乱もされないＸ線により生成された影の画像信号を捕捉するように、２つのモジュールは互いに同期して垂直に移動している。

続いて、第１モジュール１０５が被検者の第１の側を一度走査すると、放射線源１０８は動作停止状態となる。次に、第２モジュール１１０の放射線源１１３は動作を開始し、第２の側たる被検者１０４の後側を走査し始める。この場合も先と同様に、第２モジュール１１０の検出器列１１１が後方散乱画像信号を捕捉している間に、第１モジュール１０５の検出器列１０６が、第２モジュール１１０の放射線源１１３から生じたＸ線であって、被検者によって吸収も後方散乱もされないＸ線により生成された影の画像信号を捕捉するように、２つのモジュールは互いに同期して垂直に移動している。

図２ａ及び２ｂは、それぞれ、画像システム２００の第１モジュール２０５、及び、第２モジュール２１０の斜視図である。第１モジュール２０５、及び、第２モジュール２１０は、それぞれ、検査中の被検者２０２の体へ向けられたＸ線のペンシルビーム２３５、２３６（図２ａ）、及び、２３５´、２３６´（図２ｂ）を供給する。ペンシルビームの発生については図３を参照して後述する。

図２ａは本発明の検査システムの側面図であり、更に第１モジュール２０５による検査中の被検者を示している。一の実施形態では、検査中の被検者２０２は、その前側が第１モジュール２０５に対向し、後側が第２モジュール２１０に対向した状態で立っている。本発明は、この姿勢を想定して被検者を検査することに関して記載されているが、同様の結果を達成するために、被検者は幾つかの他の姿勢をとるものでもよいことは当業者によって理解されるものである。第１モジュール２０５が動作しているときにはＸ線２３５が照射される。被検者２０２の前側から散乱、又は、反射されたＸ線２３７は、被検者２０２に対して第１モジュール２０５のＸ線ペンシルビーム源２０８と同じ側に配置されたＸ線高感度検出器２０６によって検出される。同時に、入射Ｘ線２３６のうち、被検者２０２に吸収も反射もされないＸ線２３６が、放射線源２０８に対向する側の第２モジュール２１０の検出器２１１によって検出される。検出器２０６及び２１１は、照射されるＸ線ビーム２３５、２３６の全ての側において、略同一のＸ線の検出を行うように配置されている。

一の実施形態では、検出器２０６、２１１によって生じた電子信号２２５、２３０が、デジタルコンピュータ２１５へと送られる。別の実施形態では、Ｘ線源２０８からの同期信号２２６が、同様にデジタルコンピュータ２１５へと送られ、逆の場合も同様である。コンピュータ２１５は、２つの検出器２０６、２１１からの前側散乱画像信号２２５と、前側影画像信号２３０とをそれぞれ合成し、モニタ（スクリーン）２２０上に体の前側画像を表示している。

図２ｂは本発明の検査システムの側面図であり、また、第２モジュール２１０による検査中の被検者を示している。図２ｂに示されるように、第２モジュール２１０が動作しているときにはＸ線２３５´が照射される。検査中の被検者２０２の後側から散乱、又は、反射されたＸ線２３７´は、被検者２０２に対して第２モジュール２１０のＸ線ペンシルビーム源２１３と同じ側に配置されたＸ線高感度検出器２１１によって検出される。同時に、入射Ｘ線２３６´のうち、被検者２０２に吸収も反射もされないＸ線２３６´が、放射線源２１３に対向する側の第１モジュール２０５の検出器２０６によって検出される。

一の実施形態では、被験者２０２の後側に関して検出器２０６、２１１によって生じた電子信号２２５、２３０が、デジタルコンピュータ２１５へと送られる。別の実施形態では、Ｘ線源２１３からの同期信号２３１もまたデジタルコンピュータ２１５へと送られ、逆の場合も同様である。コンピュータ２１５は、２つの検出器２０６、２１１からの後側散乱画像信号２３０と、後側影画像信号２２５とをそれぞれ合成し、モニタ（スクリーン）２２０上に体の後側画像を表示する。

このようにして、一の実施形態においては、検査領域において互いに対向する検出器列２０６、２１１が配置され、デジタル画像を生成するために後方散乱放射線から生成される画像信号と、影の画像とが合成される。これにより、検査中の被検者の画質が向上する。

図２ａ及び２ｂを再度引用し、本発明の一の実施形態では、第１モジュール２０５と第２モジュール２１０とは連続して被検者２０２を走査する。連続した走査により、第１モジュール２０５及び第２モジュール２１０によってそれぞれ生成された２つのＸ線２３５及び２３５´の走査ビームが確実に相互に干渉しないようにしている。従って、被検者２０２が第１モジュール２０５と第２モジュール２１０との間に立っているときに、第１モジュール２０５の放射線源２０８は動作を開始し、一の実施形態では被検者２０２の前側である被検者２０２の第１モジュール２０５に対向する側を走査する。当然のことながら、デジタルコンピュータ２１５は、プロセッサと、メモリと、第１モジュールと第２モジュールとによる走査の順序及びタイミングを同期させるためのソフトとにより構成されている。更に、第１及び第２モジュールは垂直構造に取り付けられている。当該垂直構造は、デジタルコンピュータ２１５からのタイミング信号を受信する少なくとも１つのモータによって駆動され、モジュールの垂直な物理的な動作を可能とする。

第１モジュールによる走査が一旦完了すると、第１モジュール２０５の放射線源２０８は動作を停止する。次に、第２モジュール２１０の線源２１３は動作を開始し、第２モジュール２１０に対向する被検者２０２の他方側の走査を開始する。従って、第１及び第２モジュールからの走査が交互に連続して行われることにより、第１又は第２モジュール２０５、２１０それぞれのビーム２３５と、ビーム２３５´とが干渉する可能性を排除している。

図３は、一の実施形態におけるＸ線の水平に走査するペンシルビームを生成するための機械的手段を示す図である。図３に示すように、各検査モジュールは、Ｘ線管３０５と、機械的遮断円盤３０６と、スリット３０７とを有している。この分野で周知のように、Ｘ線管３０５と、機械的遮断円盤３０６と、スリット３０７とは組み合わされてＸ線ペンシルビーム線源３０８を構成し、被験者の体を水平に横切るようにペンシルビーム３０９を走査させる。このようなペンシルビームの発生は当業者にとって周知であるため詳述しない。一の実施形態では、図２ｂにおいて２２６で示される第１及び第２モジュールの２つの検出器列の間の隙間は、放射されたＸ線が通過するビーム成形スリットとしての役割を果たしている。

図４ａ及び４ｂは、一の実施形態における検査中の被検者の高さ方向全体を走査するＸ線の垂直走査ペンシルビームを生成するための機械的手段を図示している。図４ａ、４ｂは、本発明の画像システムの第１モジュールに関連した垂直構造を図示しているが、同様のメカニズムが、第２モジュールのＸ線ビームの垂直走査を実現させる。

図４ａ及び４ｂに示されるように、検出器４０６は、Ｘ線４０８のペンシルビームが検査中の被検者に当たる前に通過する開口４０７を有している。検出器４０６は、２つの垂直シャフト４０９に装着される。これにより、検出器４０６が垂直方向に移動したときに、検出器４０６の移動が案内される。２つの垂直シャフト４０９は基部４１０に装着されている。Ｘ線ペンシルビーム源４１１は、キャリッジ４１２に装着される。キャリッジ４１２は、軸接合部４１３に支持され、検出器４０６に接続される。また、キャリッジ４１２は、軸接合部４１４に支持され、垂直支持部４１５に接続される。検出器４０６が垂直方向に移動するときに、Ｘ線ペンシルビーム４０８が開口４０７を常に通過するように、Ｘ線ペンシルビーム４０８は円弧を描いて移動する。

図２ａを再び参照し、また、図４ａ及び４ｂを参照して前述したモジュールの垂直移動メカニズムに留意すると、第１モジュール２０５が、第１モジュール２０５に対向する被検者２０２の第１の側を走査するために動作しているときには、第２モジュールの線源２１３は動作を停止している。しかしながら前述したように、本発明の画像システムは、第１モジュールにより検出されることにより生成された後方散乱画像信号と、第２モジュールにより検出されることにより生成された影の画像信号とを組合せてモジュールに対向する被験者の画像を生成する。

従って、第２モジュール２１０の放射線源２１３は動作停止状態であるが、第１モジュール２０５は被検者２０２を走査し、第２モジュール２１０の線源２１３及び検出器２１１は、第１モジュール２０５の線源２０８及び検出器２０６の垂直方向への移動に同期して移動する。このことは、被検者２０２に衝突する第１モジュール２０５からのＸ線２３５に因る後方散乱画像信号２２５が、第１のモジュール２０５の検出器２０６によって捕捉されること、及び、第１モジュール２０５からのＸ線２３５に因る影の画像信号２３０が、第１モジュール２０５と同期して移動する第２モジュール２１０の検出器２１１によって同様に捕捉されることを確実にする。

図２ｂに示されるように、第１モジュール２０５による走査が一旦完了すると、第１モジュール２０５の放射線源２０８は動作を停止し、被検者２０２の後側の走査を開始するために、第２モジュール２１０の線源２１３は動作を開始する。第２モジュール２１０が被検者２０２を走査し、垂直に移動しているときに、第１モジュール２０５（その線源は動作停止している）は、第２モジュール２１０と同期して移動し、影の画像信号２２５を捕捉する。本発明のＸ線画像システムは、一の実施形態では完全に自動化されている。別の実施形態では、本発明の画像システムはオペレータの支援によって半自動化されている。

一の実施形態では、第１モジュール２０５の走査、及び、第２モジュール２１０の両者は、０〜２０秒の間の時間がかかる。一の実施形態では走査時間は３秒である。

一の実施形態では、線源及び検出器の垂直移動は４〜５フィートである。この実施形態に関しては垂直移動が述べられているが、線源、及び、検出器は、スイベル旋回し（swivel）、軸旋回し（pivot）、回転し（rotate）、又はこれらの動きを組合せた動きをする。

一の実施形態では、第１モジュール２０５と第２モジュール２１０との間の距離は２〜１０フィートの範囲内にある。一の実施形態では、第１モジュール２０５と第２モジュール２１０との間の距離は３フィートである。

図１に戻り参照すると、一の実施形態では、筐体１０２の床、基部、又は、台１３５は感圧し、検査中の被検者１０４が床１３５を踏むとすぐに（図示せぬ）圧力センサは画像システム１００を起動開始させる。被検者１０４は、第１モジュール１０５によって第１の側が走査され、その後、第２モジュール１１０によって第２の側が走査され、逆もまた同様である。検査中の被検者１０４の前側と後側との両方について一度完了すると、第１モジュール１０５及び第２モジュール１１０は動作停止状態となり走査を停止し、次の被検者が床又は基部１３５を踏むまで待機する。

走査を開始するメカニズムの他の実施形態は赤外線ビームの遮断を用いたものでもよい。被検者がブースを構成する構造体内に入り当該構造体に取り付けられた赤外線ビームを遮ったときに、走査が開始される。他の開始メカニズムも、当業者にとって自明なものである。

別の実施形態では、本発明の検査システムはオペレータがマニュアルで走査のサイクルを開始させるように半自動化されている。走査のサイクルは、一旦開始されると、予め定められているように、又は、予めプログラミングされているように連続的に被検者の前及び後ろの検査を完了させる。

システム１００の動作中に、まず、被検者１０４は画像システム１００により走査され、被検者１０４の前と後ろとの両方のデジタル画像信号が得られる。図１に示すように、画像システム１００は、検査中の人体１０４の特徴によって調整された画像信号１２５、１３０を生成する。画像信号１２５、１３０は、ＩＢＭ ＰＣのような、画像分析のためのプログラムされた命令を実行することができるデジタルコンピュータシステム１１５へ送られる。コンピュータシステム１１５は、危険物を隠していない人間の前回の画像信号のライブラリが記憶されるメモリを有している。コンピュータシステム１１５はこの情報を用いて、普通の良性の物と、通常の人の身体構造とに相当する画像の特徴が抑えられた、処理された画像をモニタ１２０上に生成する。オペレータが視認可能な画像は、隠された危険物を証明するために検査される可能性がある。

一の実施形態では、被検者のプライバシーを保護するために、特定の身体構造の特徴が抑えられ又は隠され、システムオペレータに対して特定の身体構造の特徴が表示されることを避けている。新たに得られた画像における重要な特徴は、以前に得られた人間の画像を格納する記憶されたライブラリと比較される。かかる人間の画像のライブラリは、現在の被検者における、共通した身体構造上の特徴を特定するために用いられ、これらの身体構造の特徴は抑えられる。ライブラリは、その画像の中に、普通の良性な物を含んでいてもよく、当該普通の良性な物は、危険物、または、非合法な隠された対象物をより正確に測定するために抑制される。これらの共通する身体構造の特徴であって良性なものは、システムオペレータには関心のないものであり、処理された画像信号においては抑えられている。画像の残る特徴は、普通でないと見なされ、システムオペレータが検出しようとしている対象物であることを潜在的に示している。

検出された特徴の場所は、画像における絶対的な位置として示される、あるいは、検査対象となる人間の体との関係により示される。後者の方法は、画像ウィンドウにおける被検者の位置及び被検者の寸法の違いに対して影響を受けないという長所を有する。

身体構造、及び、良性物の画像の特徴を抑えることは、明暗を減じて、異なる色で特徴を表示すること、又は、画像から完全に取り除くことを選択的に行うことで可能である。一の実施形態では、被検者の体の輪郭線は画像から取り除かれ、位置を参照するために人間の形をした輪郭に置き換えられる。別の実施形態では、異常な特徴が、ほとんど検出されないか、又は、全く検出されない場合には、表示部は、英数字情報、例えば、「異常な特徴は検出されませんでした」、あるいは、「胸郭上部において斜めの境界線を検出しました（Diagonal edge detected on upper chest）」を表示してもよい。

関連したバックグランドから対象物を分離するという課題は、画像処理の分野において一般的な問題である。対象物の境界線（輪郭）を検出することは、しばしば、シフトした信号レベルのみに基づいて対象物全体を検出するよりも信頼性が高いことがよく知られている。境界線を強調することは、デジタル表現された画像を処理する一般的な方法であり、対象物の検出可能性を高めている。本発明では、米国特許第５,１８１,２３４に記載されているような、視覚的な処理における広範囲におよぶ境界線の検出を用いる。尚、米国特許第５,１８１,２３４は、ここに参照することにより明細書に組み込まれる。検出のための境界線の強調を可能とするため、及び、被検者の前側及び後側の画質を向上させるため、被検者からの放射線後方散乱と、被検者に当たらない放射線に因る被検者の影の信号とを合成している。本発明の譲受人により譲受された米国特許公報第７、１１０、４９３号には、対象物上又は対象物中に隠された物を検出する方法が記載されており、当該検出方法は、Ｘ線源から被検者へ向けられたＸ線のペンシルビームを生成し、被検者の表面全体をＸ線ビームで走査し、対象物と原子番号Ｚの小さい物質パネルと相互作用した結果として、Ｘ線ビームから散乱されたＸ線を検出する。当該対象物は、検出器とパネルとの間に配置される。当該検出では、対象物によって後方散乱したＸ線と、原子番号Ｚの小さい物質パネルによって後方散乱されたＸ線とを区別している。ここで、略１マイクロレム〜略１０マイクロレムのＸ線の範囲におけるＸ線ペンシルビームが対象物を照射する。尚、米国特許第７、１１０、４９３号は、参照されることによりここに組み込まれる。

また、一の実施形態においてオペレータは、被験者の前側と後側との処理された別個の画像を隣接して示されたが、別の実施形態においては、これら２つの画像は統合されて、３次元画像（その場合であっても良性物の詳細については抑えられている）が生成される。オペレータは、スクリーン上で当該３次元画像を回転することが出来るため、前側と、後側との結合画像をみることが可能となる。ここで、記載されている走査機能は、後方散乱と、放射との転送を初期化し、処理することを含んでいる。当該走査機能は、デジタルコンピュータ内に記憶されたプログラミングされプロセッサにより実行されるコードにより実行される。

上述の例は、本発明のシステムの多数の応用例を反映したものにすぎない。ここでは、本発明のわずかな実施形態が記載されているが、本発明は、発明の精神及び思想から外れない限り、多くの他の特定の形態に実施されてもよい。従って、本例及び実施形態は、実例であり、限定的なものではない。発明は、添付のクレームの範囲内で変形してもよい。

Claims (19)

1. 人体によって運ばれる隠された物を検出するイメージング装置であって、前記イメージング装置は、第１のモジュールと、第２のモジュールと、処理装置と、表示部とを有し、
   前記第１のモジュールは、第１のＸ線源と、第１の検出部とを有し、
   前記第１のＸ線源は、前記人体に向けてＸ線の第１のペンシルビームを生成し、
   前記第１の検出部は、前記第１のＸ線源による走査の結果として前記人体から散乱されたＸ線の強度を表す信号を供給し、
   前記第１の検出部は、前記人体に対して前記第１のＸ線源と同じ側に配置され、
   前記第１の検出部は、前記第１のＸ線源によって走査された結果として前記人体から散乱された前記Ｘ線の一部と、送出されたＸ線の一部とを受信する動作領域を有し、
   第２のＸ線源は、前記人体に向けてＸ線の第２のペンシルビームを生成し、
   前記第２の検出部は、前記第２のＸ線源による走査の結果として前記人体から散乱されたＸ線の強度を表す信号を供給し、
   前記第２の検出部は、前記人体に対して前記第２のＸ線源と同じ側に配置され、
   前記第２の検出部は、前記第２のＸ線源によって走査された結果として前記人体から散乱された前記Ｘ線の一部と、前記第１のモジュールより送出されたＸ線の一部とを受信する動作領域を有し、
   前記処理装置は、前記第１の検出部と、第２の検出部とから生成された検出信号を処理して少なくとも一つの画像を形成し、
   前記表示部は、操作者に前記少なくとも一つの画像を提示することを特徴とするイメージング装置。
2. ４つの壁を有する筐体をさらに有することを特徴とする請求項１に記載のイメージング装置。
3. 少なくとも１つの天井と、少なくとも１つの床とを有することを特徴とする請求項２に記載のイメージング装置。
4. 前記処理装置は、プログラムで制御できるコードを処理することにより、前記第１のモジュールは、前記第２のＸ線源が停止している間に、人体を走査することを特徴とする請求項１に記載のイメージング装置。
5. 前記処理装置は、プログラムで制御できるコードを処理することにより、前記第２のモジュールは、前記第１のＸ線源が停止している間に、人体を走査することを特徴とする請求項１に記載のイメージング装置。
6. 前記処理装置は、プログラムで制御できるコードを処理することにより、前記第１のモジュール、または、前記第２のモジュールを垂直に移動させることを特徴とする請求項１に記載のイメージング装置。
7. 前記垂直方向の移動は協調していることを特徴とする請求項６に記載のイメージング装置。
8. 前記第１のモジュールは、前記第２のモジュールと互換性があることを特徴とする請求項１に記載のイメージング装置。
9. 前記処理装置は、プログラムで制御されるコードを処理し、
   前記コードは、前記第１のＸ線源によって走査された結果として前記人体によって散乱されたＸ線の強度を示す第１の検出部からの信号と、前記第２のＸ線源によって走査された結果として前記人体によって散乱されたＸ線の強度を示す第２の検出部からの信号とを用いて前記画像を生成することを特徴とする請求項１に記載のイメージング装置。
10. 処理装置は、プログラムで制御されるコードを処理し、
    前記コードは、前記第２のＸ線源によって走査された結果として人体によって散乱されたＸ線の強度を示す第２の検出部からの信号と、前記第１のＸ線源によって走査された結果として前記人体によって散乱されたＸ線の強度を示す第１の検出部からの信号とを用いて前記画像を生成することを特徴とする請求項１に記載のイメージング装置。
11. 前記処理装置は、プログラムで制御されるコードを処理し、
    前記コードは、前記第１のモジュールから送出されたＸ線の強度を示す信号を用いて前記人体の影の画像を生成することを特徴とする請求項１に記載のイメージング装置。
12. 前記処理装置は、プログラムで制御されるコードを処理し、
    前記コードは、前記第２のモジュールから送出されたＸ線の強度を示す信号を用いて前記人体の影の画像を生成することを特徴とする請求項１に記載のイメージング装置。
13. 前記第１のモジュールと、前記第２のモジュールとは連続して前記人体を走査することを特徴とする請求項１に記載のイメージング装置。
14. 前記第１のモジュールと前記第２のモジュールとは同期して垂直に移動して、前記第１の検出器列は後方散乱画像信号を捕捉し、同時に、前記第２の検出器列は、送出された信号のうち、前記人体によって吸収も、後方散乱もされない信号を捕捉することを特徴とする請求項１に記載のイメージング装置。
15. 前記第１のモジュールと、前記第２のモジュールとは同期して垂直に移動して、前記第２の検出器列は後方散乱画像信号を捕捉し、同時に、前記第１の検出器列は、送出された信号のうち、前記人体によって吸収も後方散乱もされない信号を捕捉することを特徴とする請求項１に記載のイメージング装置。
16. 前記第１の検出器列、および、前記第２の検出器列によって生成された信号は、同期信号と共に前記処理装置に送られることを特徴とする請求項１に記載のイメージング装置。
17. 人体によって運ばれる隠された物を検出するイメージング装置であって、前記イメージング装置は、第１のモジュールと、第２のモジュールと、処理装置と、表示部とを有し、
    前記第１のモジュールは第１のＸ線源と、第１の検出部とを有し、
    前記第１の検出部は、前記人体に対して前記第１のＸ線源と同じ側に配置され、
    前記第１の検出部は、前記第１のＸ線源によって走査された結果として前記人体から散乱された前記Ｘ線の一部と、送出されたＸ線の一部とを受信する動作領域を有し、
    前記第２のモジュールは、第２のＸ線源と、第２の検出部とを有し、
    前記第２の検出部は、前記人体に対して前記第２のＸ線源と同じ側に配置され、
    前記第２の検出部は、前記第２のＸ線源によって走査された結果として前記人体から散乱された前記Ｘ線の一部と、第１のモジュールから送出されたＸ線の一部とを受信する動作領域を有し、
    前記第１のモジュールと第２のモジュールとは互いに平行であり、
    前記処理装置は、前記第１の検出部と、前記第２の検出部とから生成された検出信号を処理して少なくとも一つの画像を形成し、
    前記制御装置はプログラムで制御されるコードを処理し、
    前記コードは、前記第１のＸ線源が走査された結果として前記人体によって散乱されたＸ線の強度を示す第１の検出部からの信号と、前記第２のＸ線源が走査された結果として前記人体によって散乱されたＸ線の強度を示す第２の検出部からの信号とを用いて前記画像を生成し、
    前記表示部は、操作者に前記少なくとも一つの画像を提示することを特徴とするイメージング装置。
18. 前記第１のモジュールと、前記第２のモジュールとは連続して前記人体を走査することを特徴とする請求項１７に記載のイメージング装置。
19. 前記第１のモジュールと、前記第２のモジュールとは同期して垂直に移動して、前記第１の検出器列が後方散乱画像信号を捕捉している間に、前記第２の検出器列が、送出された信号のうち、前記人体によって吸収も後方散乱もされない信号を捕捉することを特徴とする請求項１８に記載のイメージング装置。
    

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