JP6764709B2 - Ｘ線自動判定装置、ｘ線自動判定方法 - Google Patents

Description

本発明は、Ｘ線を用いて物品を判定する技術に関する。

テロのリスク増大にともない、大規模イベントの会場などにおいてもＸ線手荷物検査装置による手荷物検査のニーズが高まっている。Ｘ線手荷物検査においては、Ｘ線の透過量を示すグレースケール画像や、さらに材質を判定して材質毎に色づけをしたカラー画像を生成し、人手で危険物の有無を確認することが一般的である。空港においては、Ｘ線手荷物検査装置の横にこれらグレースケール画像やカラー画像を確認する検査員を配置し、検査院が画像を目視確認することにより危険物を発見した場合は、荷物を開被検査するという運用が一般的である。

これら画像に危険物が含まれているかどうかを確認するためには、高度な訓練を受けた検査員が必要である。そのため、大規模イベントなどにおいて一時的に検査員を大量に確保することは、教育の観点やコストの観点で難しい。そこで、少しでも検査員の負荷を低減するために、危険物の発見を自動化しようという試みがされている。

下記特許文献１は、対象物のＸ線画像を用いて物品を判定する技術を記載している。同文献においては、鋭利な対象物、薬物、紙幣、核物質、シガレット、または小火器を含むかどうかを判定する方法が述べられている。

特開２０１５−０９９１４７号公報

従来技術は一般に、空港の保安検査場などのように危険物を持ち込まないことを目的としているので、危険物の判定に主眼を置いている。したがって、Ｘ線画像を用いた自動検査によって危険物が検出されなかった場合であっても、想定していない危険物が含まれている可能性を完全には排除できないことに鑑みて、検査員が目視確認によって危険物の有無を判定する必要がある。すなわち従来技術においては、Ｘ線画像を用いた自動検査は検査員を補助することはできるものの、自動検査によって危険物が検出されなかった部分についても検査員による目視確認を省略することは困難である。換言すると、従来技術においては検査員そのものを削減することが困難であると考えられる。

他方で、大規模イベントにおける手荷物検査においては、荷物が置けるスペースの制限や、そもそもイベントに持ち込む必要のある荷物が限られていることに鑑みて、荷物のサイズや内容を制限されていることが多い。これら制限された手荷物は、タオルや衣類、布製や皮製のバッグなど、危険物ではない荷物が大半を占めることも多い。確実に安全だと判定できる荷物を自動判定することができれば、これら荷物を検査員が見る必要がなくなるので、省力化によるコスト低減が見込まれる。

例えば、鞄からスマートフォンや財布など、金属類を含む大きめの荷物をトレーに出して手荷物検査をすることを想定する。この場合、金属類の荷物がほとんど入っていない鞄を自動で安全な荷物と判定できれば、少なくとも半分近い荷物を検査員が見る必要がなくなる。また、鞄に金属類の荷物を入れた手荷物検査においても、入っている荷物が安全な荷物だと判定できれば、検査員による検査対象の画像を削減できるので省力化が図れる。

従来技術は、危険物を検出することに主眼が置かれているので、確実に危険物であると判定された部分以外について検査員による目視確認を省略することは困難である。換言すると、従来技術は確実に安全であると判定できる部分を検出することには主眼が置かれていないので、従来技術を用いることにより検査対象を削減して省力化を図ることは困難である。

本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであり、Ｘ線を用いて物品を判定する際に、確実に安全だと判定できる物品を自動判定することにより、検査効率を改善することを目的とする。

本発明に係るＸ線自動判定装置は、Ｘ線画像の画素領域のうちＸ線透過量が透過量閾値を下回りかつ材質が連続している部分の面積が、面積閾値を超えているか否かに基づき、物品が安全であるか否かを判定する。

本発明に係るＸ線自動判定装置によれば、安全だと判定できる物品を自動判定することにより、検査効率を改善することができる。

Ｘ線自動判定システムの構成図である。 自動判定サーバ１０２の構成図である。 安全条件ＤＢ２１３の構成とデータ例を示す図である。 重なり判定条件ＤＢ２１５の構成とデータ例を示す図である。 装置制御サーバ１０３の構成図である。 検査員端末１０４の構成図である。 検査画面プログラム６１２が表示部６０４上に表示する画面例である。 データ管理サーバ３０１の構成図である。 管理員端末３０２の構成図である。 管理画面プログラム９１２が表示する画面例である。 検査対象の例である。 図１１に示す検査対象の材質を判定した結果を示す。 材質が金属類または有機物である画素領域が連続している例である。 自動判定プログラム２１２の動作を説明するフローチャートである。

図１は、本発明に係るＸ線自動判定システムの構成図である。図１において、Ｘ線自動判定システムは、Ｘ線検査装置１０１、自動判定サーバ１０２（Ｘ線自動判定装置）、装置制御サーバ１０３、検査員端末１０４、データ管理サーバ３０１、管理員端末３０２を有する。

Ｘ線検査装置１０１は、一般的に空港の保安検査などにおける手荷物検査装置として広く用いられている装置である。自動判定サーバ１０２は、Ｘ線検査装置１０１が撮影したＸ線画像に基づき手荷物が安全であるか否かを判定する。装置制御サーバ１０３は、Ｘ線検査装置１０１をリモート制御する。検査員端末１０４は、Ｘ線画像を人手で確認する場合に検査員が用いる画面表示端末である。データ管理サーバ３０１は、Ｘ線検査装置１０１が撮影したＸ線画像と自動判定結果などのデータを管理する。管理員端末３０２は、自動判定のパラメータ値などを設定するための操作端末である。

Ｘ線検査装置１０１は、手荷物検査の対象となる拠点に必要台数設置されている。図１の例においては、拠点Ａと拠点Ｂが手荷物検査の対象である。自動判定により検査員が目視確認する必要があると判断された画像に関しては、拠点Ｃに設置される検査員端末１０４を用いて検査員が目視確認し、安全な手荷物であるか否かを最終判定する。自動判定サーバ１０２と検査員端末１０４は、必要に応じて拠点Ａや拠点Ｂに設置してもよい。

各機器は、インターネットやイントラネットなどのネットワーク２を介して接続され、相互に通信できる。データが転送できれば、どのような通信方式を用いても構わない。Ｘ線検査装置１０１にネットワークのインターフェースがない場合には、コンピュータなどを介してネットワークに接続してもよい。

Ｘ線検査装置１０１は、Ｘ線を照射しＸ線の透過量を計測するＸ線装置本体と、データを入出力するために使用するコンピュータを有する。さらに、危険な手荷物と判定された場合、その旨を検査員へフィードバックする機構（例えばランプ）を有する。フィードバック機構としては、Ｘ線検査装置１０１内で荷物を搬送するベルトコンベアを停止する機構など、任意のものを用いることができる。Ｘ線の透過量を計測するセンサは、低いエネルギーと高いエネルギーの２種類のデータを取得し、自動判定サーバ１０２は高低エネルギーの差分に基づき検査対象の材質を判定する。Ｘ線センサとしては、材質が判断できるＸ線データが取得できれば、どのような方式のものを用いても構わない。例えば後方散乱式の材質判定センサが考えられる。

図２は、自動判定サーバ１０２の構成図である。自動判定サーバ１０２は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２０１、主メモリ２０２、入力部２０３、表示部２０４、通信部２０５、記憶部２１０を備える。記憶部２１０は、自動判定サーバ１０２のＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）２１１、自動判定プログラム２１２、安全条件データベース（ＤＢ）２１３、形状特徴量ＤＢ２１４、重なり判定条件ＤＢ２１５、データベース２１６を格納する。以下では記載の便宜上、自動判定プログラム２１２などのプログラムを動作主体として説明する場合があるが、実際にこれらプログラムを実行するのはＣＰＵ２０１などの演算装置である。

自動判定プログラム２１２は、Ｘ線検査装置１０１が撮影したＸ線データから、（ａ）検査対象の材質を判定し、（ｂ）荷物の材質や面積が、安全条件ＤＢ２１３によって規定される安全条件を満たすか否かを判定し、（ｃ）確実に安全であると判断できない領域が残った場合には、その領域に対して形状認識を実施し、（ｄ）形状認識の結果として安全な手荷物と認識された場合は、その領域に対して他の荷物との重なりがないかを、重なり判定条件ＤＢ２１５が規定する重なり条件にしたがって判定し、（ｅ）上記判定結果を総合的に判断して最終的な判定結果を出力する。自動判定プログラム２１２の詳細動作については後述する。

形状特徴量ＤＢ２１４は、安全であるとみなされる物品の形状特徴量を格納する。形状特徴量としては、画像認識の分野でよく知られているエッジパターン特徴量、ＳＩＦＴ特徴量、ＳＵＲＦ特徴量などを用いることができる。形状の特徴を表すことができる特徴量であれば、その他特徴量を用いても構わない。

データベース２１６は、自動判定処理を実施したＸ線データ、判定結果、判定根拠となる情報などを格納する。安全条件ＤＢ２１３と重なり判定条件ＤＢ２１５についてはそれぞれ図３と図４を用いて説明する。

図３は、安全条件ＤＢ２１３の構成とデータ例を示す図である。安全条件ＤＢ２１３は、検査対象の材質の観点から当該検査対象が安全であるか否かを判定するための判断条件を規定している。Ｘ線画像の画素領域のうち、金属類や有機物によって形成されている部分の面積がある程度大きい場合、当該物品は確実に安全であるとは言い難い。安全条件ＤＢ２１３は、このような物品を検出するための判断条件を規定している。安全条件ＤＢ２１３が規定している各項目の詳細については後述する。

図４は、重なり判定条件ＤＢ２１５の構成とデータ例を示す図である。重なり判定条件ＤＢ２１５は、検査対象領域において複数の物品が重なっているか否かを判定するための判断条件を規定している。複数の物品がＸ線照射方向に沿って重なっている場合、安全ではない物品が隠れている可能性がある。また複数の物品が横に並んでいる（Ｘ線照射方向に対して垂直な方向に重なっている）場合、当該複数物品を誤って１物品として判定している可能性がある。重なり判定条件ＤＢ２１５は、このような物品を検出するための判断条件を規定している。重なり判定条件ＤＢ２１５が規定している各項目の詳細については後述する。

図５は、装置制御サーバ１０３の構成図である。装置制御サーバ１０３は、ＣＰＵ５０１、主メモリ５０２、入力部５０３、表示部５０４、通信部５０５、記憶部５１０を備える。記憶部５１０は、装置制御サーバ１０３のＯＳ５１１、装置制御プログラム５１２、Ｘ線検査装置ＤＢ５１３を格納する。

装置制御プログラム５１２は、Ｘ線検査装置１０１からＸ線画像を取得したり、手荷物の検査結果をＸ線検査装置１０１にフィードバックしたりするなど、リモートからＸ線検査装置１０１を制御する機能を有する。Ｘ線検査装置ＤＢ５１３は、ネットワーク２を介してＸ線検査装置１０１に接続するために必要なＩＰアドレス、装置情報、稼動状況などの情報を格納する。

図６は、検査員端末１０４の構成図である。検査員端末１０４は、ＣＰＵ６０１、主メモリ６０２、入力部６０３、表示部６０４、通信部６０５、記憶部６１０を備える。記憶部６１０は、検査員端末１０４のＯＳ６１１、検査画面プログラム６１２を格納する。

図７は、検査画面プログラム６１２が表示部６０４上に表示する画面例である。検査画面プログラム６１２は、Ｘ線透過量を示すグレースケール画像、グレースケール画像に対して材質情報を加えたカラー画像、および判定根拠となる情報を、データ管理サーバ３０１から受信する。検査画面プログラム６１２は、受信したデータを図７に例示するように画面表示する。検査員は、画面を目視検査し、入力部６０３を用いてその検査結果を入力する。

図８は、データ管理サーバ３０１の構成図である。データ管理サーバ３０１は、ＣＰＵ８０１、主メモリ８０２、入力部８０３、表示部８０４、通信部８０５、記憶部８１０を備える。記憶部８１０は、データ管理サーバ３０１のＯＳ８１１、データ管理プログラム８１２、データベース８１３を格納する。

データ管理プログラム８１２は、（ａ）Ｘ線検査装置１０１から装置制御サーバ１０３を介してＸ線データを取得し、（ｂ）自動判定サーバ１０２に対してＸ線データを送信し、（ｃ）自動判定結果を自動判定サーバ１０２から取得し、（ｄ）自動判定により検査員が目視検査する必要があると判定された場合には、検査用において用いるデータを検査員端末１０４に対して送信し、（ｅ）最終的な検査結果を装置制御サーバ１０３経由でＸ線検査装置１０１に対してフィードバックする。

データベース８１３は、後日再確認が必要になった場合に備えて、Ｘ線データと検査結果を履歴として格納する。

図９は、管理員端末３０２の構成図である。管理員端末３０２は、ＣＰＵ９０１、主メモリ９０２、入力部９０３、表示部９０４、通信部９０５、記憶部９１０を備える。記憶部９１０は、管理員端末３０２のＯＳ９１１、管理画面プログラム９１２を格納する。

図１０は、管理画面プログラム９１２が表示する画面例である。管理画面プログラム９１２は、Ｘ線データの自動判定に必要な諸条件を、図１０に例示する画面のように、表示部９０４に表示する。管理員は、入力部９０３を用いて設定値を入力する。

図１１は、検査対象の例である。図１１に示す例においては、荷物のなかに刃物が含まれている。以下では図１１の荷物の安全性を自動判定プログラム２１２が判定することを前提として説明する。

図１２は、図１１に示す検査対象の材質を判定した結果を示す。自動判定プログラム２１２は、先に説明した手法により、検査対象の材質をＸ線画像の画素ごとに判定する。図１２において、各画素を４種類の図形（菱形／丸／三角形／四角形）で表し、各図形はそれぞれ、当該画素の材質（判定不可／有機物／軽い無機物・軽金属／金属）を示す。

Ｘ線画像は膨大な数の画素を有するので、その画素ごとに材質を判定するのは効率的ではない。また検出ノイズの観点からも、画素ごとに安全な材質であるか否かを判定するのは必ずしも適切ではない。そこで、ある程度まとまった画素領域ごとに、当該領域の材質が安全であるか否かを判定することとした。具体的には、ある程度のサイズを有する画素ウインドウ内に含まれる画素のうち金属類と判定されたものの割合が、安全条件ＤＢ２１３の「材質判定閾値（金属類）」を超えている場合、当該ウインドウ内の画素領域は金属類領域であると判定する。安全条件ＤＢ２１３の「材質判定閾値（有機物）」についても同様に判定する。これらの間の中間的な材質として、軽い無機物・軽金属を判定してもよい。

図１２において、各画素の材質に加えて、画素ごとのＸ線透過量を、各画素の色の濃さとして表している。色が濃い画素はＸ線透過量が小さい。このＸ線透過量を用いて、Ｘ線画像内において物品が存在している画素領域を特定することができる。以下その手順を説明する。

図１３は、材質が金属類または有機物である画素領域が連続している例である。Ｘ線画像内に金属類または有機物によって構成された物品が含まれる場合、その物品はＸ線をあまり透過しないと考えられる。そうすると、当該物品部分はＸ線透過量が小さい画素領域としてＸ線画像上に表れると考えられる。そこで、図１２で説明したウインドウごとの材質判定を実施した後、Ｘ線透過量が小さい画素領域が連続しているか否かに基づき、１つの物品であると考えられる画素領域を特定する。Ｘ線透過量が小さいとみなす閾値は、安全条件ＤＢ２１３の「連続領域閾値」として規定されている。ここでいう連続とは、Ｘ線透過量が小さい画素が途切れずに隣接していることである。

図１２〜図１３に示す例においては、（ａ）金属類と有機物の双方によって構成された画素領域（図１３の左）、（ｂ）金属類（＋軽い無機物／軽金属）のみによって構成された画素領域（図１３の中央）、（ｃ）有機物のみによって構成された画素領域（図１３の右）、の３パターンの連続した画素領域を抽出し得る。Ｘ線透過量が「連続領域閾値」を下回る連続画素領域のうち材質が同じであるもののみを抽出した場合、抽出結果は図１３の中央と右のようになる。材質を問わずＸ線透過量が「連続領域閾値」を下回る連続画素領域を抽出した場合は、図１３の左のようになる。

図１２〜図１３で説明した画素領域ごとの判定により、例えば鞄のボタンやファスナーといった小さいものは、「材質判定閾値（金属類）」「材質判定閾値（有機物）」によって判定対象から除外できるという利点がある。また、セキュリティの運用基準や装置の特性に合わせて安全条件ＤＢ２１３が格納する各パラメータを変更することにより、最適な条件で自動判定を実施できる。

図１４は、自動判定プログラム２１２の動作を説明するフローチャートである。以下図１４の各ステップについて説明する。

（図１４：ステップＳ１４０１）
Ｘ線検査装置１０１は、手荷物のＸ線画像を撮影する。装置制御サーバ１０３（装置制御プログラム５１２）はＸ線画像を取得し、データ管理サーバ３０１（データ管理プログラム８１２）を介して自動判定サーバ１０２に対してそのＸ線画像を送信する。Ｘ線検査装置１０１は、Ｘ線画像に加えて、Ｘ線透過量などの付随データも併せて送信する。以下ではこれらをまとめてＸ線データと呼ぶ。

（図１４：ステップＳ１４０２）
自動判定プログラム２１２は、取得したＸ線データを用いて、検査対象の材質を判定する。検査対象の材質は、例えば低エネルギーと高エネルギーの２種類の透過Ｘ線エネルギーを取得し、その差分に基づき判定することができる。この分野では、高低エネルギーの差分から材質を判定する方法はよく知られているため、説明は省略する。自動判定プログラム２１２は、有機物、軽金属・軽い無機物、金属などの材質を、Ｘ線画像の画素毎に判定する。本ステップにより、図１２の各画素が表す材質（判定不可／有機物／軽い無機物・軽金属／金属）を得ることができる。

（図１４：ステップＳ１４０３）
自動判定プログラム２１２は、各画素の材質と各画素のＸ線透過量に基づき、図１２〜図１３で説明した手順にしたがって、Ｘ線画像内の各材質の画素領域を特定する。以後のステップにおいては、この特定した画素領域を、安全判定の対象とする。

（図１４：ステップＳ１４０４：その１）
自動判定プログラム２１２は、ステップＳ１４０３において特定した各材質の画素領域について、その面積が安全条件ＤＢ２１３の各材質に対応する面積閾値「面積閾値（金属類）」「面積閾値（有機物）」「面積閾値（金属類・有機物）」を超えているか否かを判定する。これら材質の面積が大きい場合、当該物品は必ずしも安全ではないと考えられるからである。各材質の画素領域の面積が面積閾値を超えていない場合、当該検査対象は安全であると判断してステップＳ１４１１へスキップする。いずれかの材質の画素領域の面積が対応する面積閾値を超えている場合、当該検査対象は安全ではない可能性があると判断して、ステップＳ１４０５へ進む。面積だけでなく、各材質の密度を併せて総合判定してもよい。

（図１４：ステップＳ１４０４：その２）
ステップＳ１４０３において各材質の画素領域として特定されなかった画素領域であっても、例えば荷物内に小さな金属が多く散りばめられているような場合は、それらを組み立てて危険な物品を構成することができる可能性もある。そこで、Ｘ線画像の各画素のうち金属類であると判定された画素の個数を集計し、安全条件ＤＢ２１３の「金属量閾値（全体）」を超えている場合は、ステップＳ１４１０へスキップする。

（図１４：ステップＳ１４０５）
自動判定プログラム２１２は、ステップＳ１４０４において安全と判断されなかった画素領域に対して、形状特徴量ＤＢ２１４が格納している形状特徴量を用いて、形状認識により当該画素領域内に含まれる物品を特定する。本ステップにおいて物品を特定できなかった場合は目視検査をする必要があるので、ステップＳ１４１０へスキップする。本ステップにおいて明確に危険物品であることが特定された場合も同様である。それ以外の物品として特定された場合は、ステップＳ１４０６へ進む。

（図１４：ステップＳ１４０６）
自動判定プログラム２１２は、ステップＳ１４０５において特定した物品の画素領域上で、複数の物品が重なっているか否かを判定する。複数の物品が重なっている場合は、ステップＳ１４０５において危険物品ではないと判定された場合であっても、実際には危険物品が含まれている可能性があるからである。

（図１４：ステップＳ１４０６：補足その１）
Ｘ線照射方向に沿って複数の物品が重なっている場合、その重なっている部分はＸ線透過量が小さいと考えられる。そこで、ステップＳ１４０５において特定した物品における通常のＸ線透過量を、重なり判定条件ＤＢ２１５の「透過量平均値」としてあらかじめ定義しておき、実際のＸ線透過量がこれを下回るか否かにより、複数物品が重なっているか否かを判定することとした。Ｘ線透過量はＸ線の照射位置によってばらつくので、全体の平均値をもって通常のＸ線透過量として定義することとした。

（図１４：ステップＳ１４０６：補足その２）
Ｘ線透過量の平均値のみでは重なりを正確に判定できない可能性もある。同じ物品であっても、Ｘ線の照射位置によって透過量が大きく異なる場合もあるからである。そこで「透過量平均値」に加えて、当該物品の各照射位置におけるＸ線透過量のうち最も小さいものを重なり判定条件ＤＢ２１５の「透過量下限値」としてあらかじめ定義しておき、実際のＸ線透過量の最小値がこれを下回るか否かにより、複数物品が重なっているか否かを判定することとした。例えば実際のＸ線透過量が「透過量平均値」「透過量下限値」いずれかを下回る場合は、複数物品が重なっていると判定できる。

（図１４：ステップＳ１４０６：補足その３）
複数の物品が横に並んでいる（Ｘ線照射方向に対して垂直な方向に重なっている）場合は、ステップＳ１４０５において、これら並んでいる複数物品の形状が一体となって誤って１つの物品として認識される可能性がある。この場合、実際の画素領域のサイズは、認識された物品が通常有しているサイズよりも大きいと考えられる。そこで、ステップＳ１４０５において特定した物品が有する通常サイズを、重なり判定条件ＤＢ２１５の「面積最大値」「長辺最大値」としてあらかじめ定義しておき、ステップＳ１４０５において認識した物品のサイズがこれらを超えるか否かにより、複数物品が並んでいるか否かを判定することとした。

（図１４：ステップＳ１４０６：補足その４）
重なり判定条件ＤＢ２１５は、以上の重なり判定条件に加えて、ステップＳ１４０５において特定した物品の材質として通常想定される「金属類比率」「有機物比率」を定義することもできる。ステップＳ１４０５において特定した物品の材質がこれらを逸脱している場合は、複数物品が横に並んでいると考えられる。

（図１４：ステップＳ１４０５〜Ｓ１４０６：補足）
ステップＳ１４０４のみによって安全物品であるか否かを判定してもよい。その場合、ステップＳ１４０５〜Ｓ１４０６は省略することができる。

（図１４：ステップＳ１４０７）
自動判定プログラム２１２は、（ａ）ステップＳ１４０４において安全条件ＤＢ２１３が規定する安全条件を満たすと判断した場合、または（ｂ）ステップＳ１４０５において安全物品であると判定し、さらにステップＳ１４０６において複数物品が重なっていないと判断した場合、のいずれかであれば、検査対象が安全である旨の最終判定結果を出力する。それ以外であれば、検査対象は安全であると判定できなかった旨の最終判定結果を出力する。

（図１４：ステップＳ１４０８）
自動判定プログラム２１２は、最終判定結果をデータ管理サーバ３０１に対して送信する。以上のステップにおいて安全であると判定されていない画素領域がある場合は、当該画素領域を特定する情報を併せて送信してもよい。

（図１４：ステップＳ１４０９〜Ｓ１４１０）
検査員端末１０４は、データ管理サーバ３０１を介して、自動判定プログラム２１２による最終判定結果を取得する。検査員端末１０４のユーザ（検査員）は、安全であると判定された荷物については目視検査をスキップし（Ｓ１４０９）、安全であると判定されなかった荷物については目視検査する（Ｓ１４１０）。検査員端末１０４はこのとき、図７の画面例のように、Ｘ線画像および安全と判定できなかった画素領域をハイライトするなどして、検査員による目視確認を補助する。安全と判断されなかった画素領域のみを切り出して拡大表示をしたり、複数の荷物から安全と判断されなかった画素領域を切り出してまとめて提示したりしても構わない。

（図１４：ステップＳ１４１１）
自動判定プログラム２１２は、いずれかの端末から終了指示を受け取った場合は、本フローチャートを終了する。それ以外であればステップＳ１４０１に戻って同様の処理を繰り返す。

＜本発明のまとめ＞
本発明に係る自動判定サーバ１０２は、Ｘ線透過量が「連続領域閾値」を下回りかつ材質が連続している画素領域の面積が、「面積閾値」を超えているか否かに基づき、検査対象が安全であるか否かを判定する。これにより、確実に安全であるとみなすことができる画素領域を目視検査する必要がなくなるので、検査員の省力化を図ることができる。また検査員が見る画素領域を絞り込むことができるので、目視検査の質が向上する。

本発明に係る自動判定サーバ１０２は、「面積閾値」に基づき安全であるとはいえないと判断された画素領域であっても、形状特徴量ＤＢ２１４による物品特定と重なり判定条件ＤＢ２１５による重なり判定を併せて用いることにより、一般的に安全であるとみなされる物品を目視検査の対象から除外することができる。これにより、検査員の省力化を図ることができる。

本発明に係る自動判定サーバ１０２は、安全であるか否かを判定する対象として、図１２〜図１３で説明した手順により、物品であると想定される画素領域を特定する。これにより、物品が存在しない画素領域を除外することができる。例えば、鞄の生地や衣類などのように、Ｘ線透過量が大きくそもそも危険物の可能性が低い領域を、検査対象から除外できる。

＜本発明の変形例について＞
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換える事が可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について他の構成の追加・削除・置換をすることができる。

図１２〜図１３において、説明のために画素の解像度を粗く表示しているが、実際のＸ線画像は一般に、縦横とも数百〜数千の画素で構成されている。

図１２で説明したウインドウのサイズは、可変であってもよい。この場合は安全条件ＤＢ２１３の項目として、「探索窓幅」を格納すればよい。ただし安全性を確実に判断するため、ウインドウサイズの下限値を設けておくことが望ましい。

以上の説明において、形状特徴量ＤＢ２１４を用いて物品の形状を認識することを説明したが、あらかじめ登録した物品を認識することができるのであれば、その他手法を用いてもよい。

上記各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリ、ハードディスク、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等の記録装置、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に格納することができる。

１０１：Ｘ線検査装置
１０２：自動判定サーバ
１０３：装置制御サーバ
１０４：検査員端末
３０１：データ管理サーバ
３０２：管理員端末

Claims (13)

1. Ｘ線を用いて物品を判定するＸ線自動判定装置であって、
   前記物品に対してＸ線を照射することにより生成したＸ線画像を用いて前記物品が安全であるか否かを判定する判定部、
   前記物品が安全であるか否かを判定する際に用いる安全条件を記述した安全条件データベース、
   を備え、
   前記安全条件データベースは、前記安全条件として、
   前記物品に対してＸ線を照射したとき前記物品を透過したＸ線透過量に基づき前記物品の材質が安全であるか否かを判定する条件である透過量閾値、
   前記Ｘ線画像のうち前記Ｘ線透過量が小さい部分の面積に基づき前記物品が安全であるか否かを判定する条件である面積閾値、
   を記述しており、
   前記判定部は、前記Ｘ線透過量に基づき前記物品の材質を判定し、
   前記判定部は、前記Ｘ線画像の画素領域のうち前記Ｘ線透過量が前記透過量閾値を下回りかつ材質が連続している部分の面積が、前記面積閾値を超えているか否かに基づき、前記物品が安全であるかそれとも安全とは限らないかを判定してその結果を出力し、
   前記Ｘ線自動判定装置はさらに、物品の種別ごとに形状特徴量を記述した形状特徴量データベースを備え、
   前記判定部は、前記Ｘ線画像から形状特徴量を抽出してその抽出した形状特徴量を前記形状特徴量データベースが記述している形状特徴量と比較することにより、前記物品が安全であるか否かを判定し、
   前記Ｘ線自動判定装置はさらに、複数の物品が重なった状態で前記Ｘ線画像が取得されたか否かを判定する際に用いる重なり条件を記述した重なり条件データベースを備え、
   前記判定部は、複数の物品が重なった状態で前記Ｘ線画像が取得されたか否かを前記重なり条件に基づき判定し、複数の物品が重なっていると判定した場合は、前記Ｘ線画像内に含まれる物品が安全とは限らない旨の判定結果を出力する
   ことを特徴とするＸ線自動判定装置。
2. 前記重なり条件データベースは、前記重なり条件として、前記物品に対してＸ線を照射したとき前記物品を透過すると想定される想定Ｘ線透過量を前記物品の種別ごとに記述しており、
   前記判定部は、前記Ｘ線透過量が前記想定Ｘ線透過量を下回る場合は、複数の物品が前記Ｘ線の照射軸方向に沿って重なっていると判定する
   ことを特徴とする請求項１記載のＸ線自動判定装置。
3. 前記重なり条件データベースは、前記重なり条件として、前記物品が有していると想定される想定サイズを前記物品の種別ごとに記述しており、
   前記判定部は、前記物品のサイズが前記想定サイズを超えている場合は、複数の物品が前記Ｘ線の照射軸に対して垂直な方向に重なっていると判定する
   ことを特徴とする請求項１記載のＸ線自動判定装置。
4. 前記判定部は、前記Ｘ線透過量のうち高エネルギー成分と低エネルギー成分を用いて、前記物品の材質を判定する
   ことを特徴とする請求項１記載のＸ線自動判定装置。
5. 前記安全条件データベースはさらに、
   前記Ｘ線画像の画素領域の材質が金属類であるか否かを判定する条件である金属類閾値、
   前記Ｘ線画像の画素領域の材質が有機物であるか否かを判定する条件である有機物閾値、
   を記述しており、
   前記判定部は、前記Ｘ線透過量に基づき前記物品の材質が金属類、有機物、それ以外のいずれであるかを判定し、
   前記判定部は、前記物品の材質が金属類であると判定した前記Ｘ線画像の画素が所定サイズの画素ウインドウ内に前記金属類閾値以上存在する場合、前記画素ウインドウは金属類によって構成された画素領域であると判定し、
   前記判定部は、前記物品の材質が有機物であると判定した前記Ｘ線画像の画素が前記所定サイズの前記画素ウインドウ内に前記有機物閾値以上存在する場合、前記画素ウインドウは有機物によって構成された画素領域であると判定する
   ことを特徴とする請求項１記載のＸ線自動判定装置。
6. 前記安全条件データベースはさらに、前記Ｘ線画像の画素領域の材質が金属類または有機物の少なくともいずれかである部分が連続しているか否かを判定する条件である連続領域閾値を記述しており、
   前記判定部は、前記Ｘ線透過量が前記連続領域閾値を下回りかつ材質が金属類または有機物の少なくともいずれかである画素が連続している連続領域が存在する場合は、その連続領域を、前記物品が安全であるか否かを判定する対象として特定する
   ことを特徴とする請求項５記載のＸ線自動判定装置。
7. 前記安全条件データベースは、前記面積閾値として、
   前記連続領域が金属類によって構成されている場合において前記物品が安全であるか否かを判定する条件である金属類面積閾値、
   前記連続領域が有機物によって構成されている場合において前記物品が安全であるか否かを判定する条件である有機物面積閾値、
   を記述しており、
   前記判定部は、金属類によって構成されていると判断した前記連続領域の面積が前記金属類面積閾値を超えている場合は、前記物品が安全とは限らない旨の判定結果を出力し、 前記判定部は、有機物によって構成されていると判断した前記連続領域の面積が前記有機物面積閾値を超えている場合は、前記物品が安全とは限らない旨の判定結果を出力する ことを特徴とする請求項６記載のＸ線自動判定装置。
8. 前記重なり条件データベースは、前記想定Ｘ線透過量として、前記物品に対してＸ線を照射したとき前記物品を透過すると想定されるＸ線の透過量の平均値である平均Ｘ線透過量を前記物品の種別ごとに記述しており、
   前記判定部は、前記Ｘ線透過量が前記平均Ｘ線透過量を下回る場合は、複数の物品が前記Ｘ線の照射軸方向に沿って重なっていると判定する
   ことを特徴とする請求項２記載のＸ線自動判定装置。
9. 前記重なり条件データベースは、前記想定Ｘ線透過量として、前記物品に対してＸ線を照射したとき前記物品を透過すると想定されるＸ線の透過量の最小値である最小Ｘ線透過量を前記物品の種別ごとに記述しており、
   前記判定部は、前記Ｘ線画像のうち前記Ｘ線透過量が前記最小Ｘ線透過量を下回る画素が所定個数を超えている場合は、複数の物品が前記Ｘ線の照射軸方向に沿って重なっていると判定する
   ことを特徴とする請求項２記載のＸ線自動判定装置。
10. 前記重なり条件データベースは、前記想定サイズとして、前記物品の長辺の想定長さまたは前記物品の想定面積を前記物品の種別ごとに記述しており、
    前記判定部は、前記物品の長辺長さが前記想定長さを超えているかまたは前記物品の面積が前記想定面積を超えている場合は、複数の物品が前記Ｘ線の照射軸に対して垂直な方向に重なっていると判定する
    ことを特徴とする請求項３記載のＸ線自動判定装置。
11. 前記安全条件データベースは、前記安全条件としてさらに、前記物品の材質のうち金属類である部分の面積として許容される範囲を表す金属類総量閾値を記述しており、
    前記判定部は、前記物品の材質が金属類である部分の総面積が前記金属類総量閾値を超えている場合は、前記物品が安全とは限らない旨の判定結果を出力する
    ことを特徴とする請求項１記載のＸ線自動判定装置。
12. 前記判定部は、前記物品が安全とは限らない旨の判定結果を出力する場合は、前記Ｘ線画像のうち安全とは限らないと判定した部分を、判定根拠として判定結果と併せて出力する
    ことを特徴とする請求項１記載のＸ線自動判定装置。
13. Ｘ線を用いて物品を判定するＸ線自動判定方法であって、
    前記物品に対してＸ線を照射することにより生成したＸ線画像を用いて前記物品が安全であるか否かを判定する判定ステップ、
    前記物品が安全であるか否かを判定する際に用いる安全条件を記述した安全条件データベースを読み取るステップ、
    を有し、
    前記安全条件データベースは、前記安全条件として、
    前記物品に対してＸ線を照射したとき前記物品を透過したＸ線透過量に基づき前記物品の材質が安全であるか否かを判定する条件である透過量閾値、
    前記Ｘ線画像のうち前記Ｘ線透過量が小さい部分の面積に基づき前記物品が安全であるか否かを判定する条件である面積閾値、
    を記述しており、
    前記判定ステップにおいては、前記Ｘ線透過量に基づき前記物品の材質を判定し、
    前記判定ステップにおいては、前記Ｘ線画像の画素領域のうち前記Ｘ線透過量が前記透過量閾値を下回りかつ材質が連続している部分の面積が、前記面積閾値を超えているか否かに基づき、前記物品が安全であるかそれとも安全とは限らないかを判定してその結果を出力し、
    前記Ｘ線自動判定方法はさらに、物品の種別ごとに形状特徴量を記述した形状特徴量データベースを読み取るステップを備え、
    前記判定ステップにおいては、前記Ｘ線画像から形状特徴量を抽出してその抽出した形状特徴量を前記形状特徴量データベースが記述している形状特徴量と比較することにより、前記物品が安全であるか否かを判定し、
    前記Ｘ線自動判定方法はさらに、複数の物品が重なった状態で前記Ｘ線画像が取得されたか否かを判定する際に用いる重なり条件を記述した重なり条件データベースを読み取るステップを有し、
    前記判定ステップにおいては、複数の物品が重なった状態で前記Ｘ線画像が取得されたか否かを前記重なり条件に基づき判定し、複数の物品が重なっていると判定した場合は、前記Ｘ線画像内に含まれる物品が安全とは限らない旨の判定結果を出力する
    ことを特徴とするＸ線自動判定方法。

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