JP7254237B1 - Material classification method using X-ray device and X-ray - Google Patents

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Abstract

【課題】X線を用いて検査を行うX線装置において、検査対象物の外形を確認しつつ、当該検査対象物を構成する材質を分類可能なX線装置及びそれを用いた材質分類方法を提供する。【解決手段】所定の出力値でX線を出力するX線出力部と所定数の検出素子を一次元に配列し、1つの前記検出素子を1画素としてそれぞれの前記画素で前記X線を検出して、前記X線の全体のエネルギーの大きさを示す総エネルギー量と所定の値以上のエネルギーの大きさを示す高エネルギー量とに関する画素情報を取得するX線検出部と制御部とを備え、前記制御部は、搬送用コンベア上を移動してくる収納容器に前記X線を照射するとともに、前記収納容器を透過した透過X線を検出して前記透過X線に対する前記画素情報を前記X線検出部から取得し、前記画素情報に基づいて前記収納容器に収納された対象物の減弱係数の変化率を求め、前記対象物を所定の材質に分類することを特徴とする。【選択図】図1Kind Code: A1 An X-ray apparatus that performs inspection using X-rays, and an X-ray apparatus capable of classifying materials constituting an inspection object while confirming the outer shape of the inspection object, and a material classification method using the X-ray apparatus. offer. An X-ray output unit that outputs X-rays with a predetermined output value and a predetermined number of detection elements are arranged one-dimensionally, and one detection element is defined as one pixel, and each pixel detects the X-rays. and an X-ray detection unit and a control unit for acquiring pixel information regarding a total energy amount indicating the magnitude of the energy of the entire X-ray and a high energy amount indicating the magnitude of energy equal to or greater than a predetermined value. The control unit irradiates the container moving on the conveyer with the X-ray, detects the X-ray transmitted through the container, and converts the pixel information corresponding to the X-ray to the X-ray. According to the pixel information obtained from the line detection unit, the rate of change of the attenuation coefficient of the object stored in the storage container is obtained, and the object is classified into a predetermined material. [Selection drawing] Fig. 1

Description

本発明は、X線装置の構成とそれを用いた材質分類方法に係り、特に、手荷物や宅配物などの荷物検査に適用して有効な技術に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to the configuration of an X-ray apparatus and a material classification method using the same, and more particularly to a technique effectively applied to baggage inspection such as hand luggage and parcels delivered to home.

飛行場などの手荷物検査場において、収納容器に収納された対象物をチェックするためにX線装置が活用されている。通常、X線を収納容器に照射し、その透過X線を取得して対象物の外形を確認する。 2. Description of the Related Art X-ray devices are used to check objects stored in storage containers at baggage inspection sites such as airports. Usually, X-rays are irradiated to the storage container, and the transmitted X-rays are acquired to confirm the outline of the object.

このような検査においては、対象物の外形が分かるだけであり、対象物の質量は確認できず、危険物なのか否かの判断が難しい。 In such an inspection, only the outer shape of the object can be known, and the mass of the object cannot be confirmed, so it is difficult to judge whether the object is dangerous.

本技術分野の背景技術として、例えば、特許文献1のような技術がある。特許文献1には、「X線照射部から検査対象物にX線を照射して、検査対象物を透過した透過X線をX線検出部により取得し、取得した透過X線のX線量に基づいて検査対象物の質量を推定し、推定した検査対象物の質量が予め設定した所定範囲内の何れかの質量階級に属しているかを判定するX線検査装置」が開示されている。 As a background art of this technical field, there is a technique such as Patent Document 1, for example. In Patent Document 1, "X-rays are irradiated from an X-ray irradiation unit to an inspection object, transmitted X-rays that have passed through the inspection object are acquired by an X-ray detection unit, and the X-ray dose of the acquired transmitted X-rays is X-ray inspection apparatus for estimating the mass of an object to be inspected based on the above, and determining whether the estimated mass of the object to be inspected belongs to any mass class within a predetermined range set in advance.

特開2010-145135号公報JP 2010-145135 A

上記特許文献1の技術によれば、検査対象物が単一で存在する場合には、当該検査対象物の質量を推定することが可能である。 According to the technique of Patent Literature 1, when there is a single inspection target, the mass of the inspection target can be estimated.

しかしながら、検査対象物の材質が不明な場合や、同じ収納容器に複数の対象物が混在している場合には、それぞれの対象物の質量を推定することはできない。 However, when the material of the object to be inspected is unknown, or when a plurality of objects are mixed in the same storage container, the mass of each object cannot be estimated.

そこで、本発明の目的は、X線を用いて検査を行うX線装置において、検査対象物の外形を確認しつつ、当該検査対象物を構成する材質を分類可能なX線装置及びそれを用いた材質分類方法を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an X-ray apparatus for performing inspection using X-rays, which is capable of classifying materials constituting an inspection object while confirming the outer shape of the inspection object, and an apparatus using the same. The object is to provide a method for classifying materials that have been used.

上記課題を解決するために、本発明は、所定の出力値でX線を出力するX線出力部と、所定数の検出素子を一次元に配列し、1つの前記検出素子を1画素として、それぞれの前記画素で前記X線を検出して、前記X線の全体のエネルギーの大きさを示す総エネルギー量と、所定の値以上のエネルギーの大きさを示す高エネルギー量と、に関する画素情報を取得するX線検出部と、制御部と、を備え、前記制御部は、前記X線出力部に指示して、搬送用コンベア上を移動してくる収納容器に前記X線を照射するとともに、前記収納容器を透過した透過X線を検出して前記透過X線に対する前記画素情報を前記X線検出部から取得し、前記画素情報に基づいて前記収納容器に収納された対象物に対する高エネルギー量の減弱係数を総エネルギー量の減弱係数で除して算出する減弱係数の変化率を求め、システムを運用する前段階において、分類対象の材質サンプルに関して同じ大きさの組合せを複数個準備し、それぞれの減弱係数の変化率を求めてクラスタリングし、さらにクラスタ間に線を引いて各クラスタ間の境界を明確化することで予め準備した材料分類クラスタを参照して、前記対象物を所定の材質の何れかに分類することを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention arranges an X-ray output unit that outputs X-rays with a predetermined output value and a predetermined number of detection elements in a one-dimensional array, one detection element being one pixel, The X-rays are detected at each of the pixels, and pixel information regarding a total energy amount indicating the magnitude of the overall energy of the X-rays and a high energy amount indicating the magnitude of energy equal to or greater than a predetermined value is obtained. an X-ray detection unit for acquiring; detecting the transmitted X-rays transmitted through the storage container, acquiring the pixel information on the transmitted X-rays from the X-ray detection unit, and based on the pixel information , a high energy amount for the object stored in the storage container; The rate of change in the attenuation coefficient is calculated by dividing the attenuation coefficient of the total energy amount by the attenuation coefficient of the total energy amount . The rate of change of the attenuation coefficient of the object is obtained and clustered, and the boundary between each cluster is clarified by drawing a line between the clusters. It is characterized by being classified into any.

また、本発明は、X線を用いた材質分類方法であって、(a)搬送用コンベア上を移動してくる収納容器にX線を照射するとともに、前記収納容器を透過した透過X線を検出して前記透過X線に対する画素情報を取得するステップと、(b)前記(a)ステップで取得した前記画素情報に基づいて、前記収納容器に収納された対象物に対する高エネルギー量の減弱係数を総エネルギー量の減弱係数で除して算出する減弱係数の変化率を求めるステップと、(c)前記(b)ステップで求めた前記減弱係数の変化率と、システムを運用する前段階において、分類対象の材質サンプルに関して同じ大きさの組合せを複数個準備し、それぞれの減弱係数の変化率を求めてクラスタリングし、さらにクラスタ間に線を引いて各クラスタ間の境界を明確化することで予め準備した材料分類クラスタとに基づいて、前記対象物を所定の材質の何れかに分類するステップと、を有することを特徴とする。 The present invention also provides a material classification method using X-rays, which comprises: (a) irradiating X-rays onto storage containers moving on a conveyer; (b) a high-energy attenuation coefficient for the object housed in the container based on the pixel information obtained in step (a); is divided by the attenuation coefficient of the total energy amount , and (c) the rate of change of the attenuation coefficient obtained in step (b) above , and the stage before operating the system, Prepare multiple combinations of the same size for the material sample to be classified, cluster by obtaining the rate of change of each attenuation coefficient, and draw a line between the clusters to clarify the boundaries between each cluster in advance. and classifying the object into one of the predetermined materials based on the prepared material classification cluster .

本発明によれば、X線を用いて検査を行うX線装置において、検査対象物の外形を確認しつつ、当該検査対象物を構成する材質を分類可能なX線装置及びそれを用いた材質分類方法を実現することができる。 According to the present invention, there is provided an X-ray apparatus that performs inspection using X-rays, and an X-ray apparatus that can classify materials that constitute an inspection object while confirming the outer shape of the inspection object, and a material using the same. A classification method can be implemented.

これにより、検査対象物の外形を確認するだけでなく、検査対象物の材質を分類して材質毎の質量を推定することで、検査対象物が危険なものか判断する支援をし、犯罪等を未然に防ぐことに貢献できる。 This not only confirms the external shape of the object to be inspected, but also classifies the material of the object to be inspected and estimates the mass of each material. can contribute to the prevention of

上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。 Problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the following description of the embodiments.

本発明の実施例1に係るX線装置の全体概要を示す図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows the whole X-ray apparatus outline|summary based on Example 1 of this invention. 図1のX線装置によるX線照射の様子を示す斜視図である。2 is a perspective view showing a state of X-ray irradiation by the X-ray apparatus of FIG. 1; FIG. 図1のX線装置のX線照射部を示す図である。2 is a diagram showing an X-ray irradiation section of the X-ray apparatus of FIG. 1; FIG. 透過X線の総エネルギー量と高エネルギー量を記憶部に記憶する方法を示す図である。It is a figure which shows the method of memorize|storing the total energy amount and high energy amount of a transmitted X-ray in a memory|storage part. 各画素情報の減弱係数の変化率を配列する方法を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a method of arranging the rate of change of attenuation coefficients of each piece of pixel information; 材質分類クラスタにより材質分類する方法を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a method of material classification using material classification clusters; 記憶領域T1のそれぞれの画素に対する材質分類情報を配列する方法を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a method of arranging material classification information for each pixel in a storage area T1; 正規化総エネルギーを材質毎に再配列する方法を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a method of rearranging the normalized total energy for each material; 単位質量係数を算出する方法を示す図である。It is a figure which shows the method of calculating a unit mass coefficient. 材質毎の質量相関係数設定カーブを示す図である。It is a figure which shows the mass correlation coefficient setting curve for every material. 材質分類クラスタの例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of material classification clusters; フォトンカウント法によるX線エネルギー量検出方法を示す図である。It is a figure which shows the X-ray energy amount detection method by a photon counting method. シンチレータ法によるX線エネルギー量検出方法を示す図である。It is a figure which shows the X-ray energy amount detection method by a scintillator method. 本発明の実施例2に係る材質分類方法を示す図である。It is a figure which shows the material classification method based on Example 2 of this invention.

以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。なお、各図面において同一の構成については同一の符号を付し、重複する部分についてはその詳細な説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, in each drawing, the same configurations are denoted by the same reference numerals, and detailed descriptions of overlapping portions are omitted.

図1から図13を参照して、本発明の実施例1に係るX線装置及びそれを用いた材質分類方法について説明する。 An X-ray apparatus according to a first embodiment of the present invention and a material classification method using the same will be described with reference to FIGS. 1 to 13. FIG.

先ず、図12及び図13を用いて、本発明の基本的なコンセプトを説明する。 First, the basic concept of the present invention will be described with reference to FIGS. 12 and 13. FIG.

本発明は、収納容器にX線を照射して透過X線を取得し、単位時間内の透過X線の総エネルギー量と高エネルギー量とを取得して、総エネルギー量に対する減弱係数と高エネルギー量に対する減弱係数を算出し、高エネルギー量の減弱係数を総エネルギー量の減弱係数で除算して減弱係数の変化率を算出し、当該変化率に基づいて対象物の材質を推定するものである。 The present invention acquires transmitted X-rays by irradiating a storage container with X-rays, acquires the total energy amount and high energy amount of transmitted X-rays in a unit time, and determines the attenuation coefficient and high energy amount with respect to the total energy amount. Calculate the attenuation coefficient for the amount of energy, divide the attenuation coefficient of the high energy amount by the attenuation coefficient of the total energy amount to calculate the rate of change of the attenuation coefficient, and estimate the material of the object based on the rate of change. .

電磁波の一種であるX線は、通常の光と同様に、波の働きと粒子の働きの二面性を有している。本発明は、粒子の働きを利用するものである。粒子線としてのX線は、粒子、つまりX線フォトンを有する。それぞれのX線フォトンはエネルギーを有している。なお、本発明では、複数のX線フォトンが集合して構成するエネルギーの集合体をエネルギー量とする。 X-rays, which are a type of electromagnetic wave, have the duality of wave action and particle action, like ordinary light. The present invention utilizes the function of particles. X-rays as particle beams have particles, ie X-ray photons. Each X-ray photon has energy. In the present invention, the amount of energy is defined as an aggregate of energy formed by aggregating a plurality of X-ray photons.

単位時間内に対象物に照射するX線のエネルギー量I0と、X線を対象物に照射して得られる対象物を透過した透過X線のエネルギー量Iとの間には、次の関係式が成り立つ。 The following relational expression exists between the energy amount I0 of the X-rays irradiated to the object within a unit time and the energy amount I of the X-rays transmitted through the object obtained by irradiating the object with the X-rays. holds.

I = I0exp(-μx)
ここで、μ : 減弱係数、x : 対象物の厚み、を示す。
I = I0exp(-μx)
where μ is the attenuation coefficient and x is the thickness of the object.

従って、μ =- ln(I/I0)/x の式で減弱係数を算出できる。 Therefore, the attenuation coefficient can be calculated by the formula μ =- ln(I/I0)/x.

また、X線を出力するX線出力部から、一定の出力値でX線を照射しても、それぞれのX線フォトンが有するエネルギーは同一ではなく、大きなエネルギー(高エネルギー)を有するX線フォトンと、小さなエネルギー(低エネルギー)を有するX線フォトンとに分類される。 In addition, even if X-rays are emitted at a constant output value from an X-ray output unit that outputs X-rays, the energy possessed by each X-ray photon is not the same, and X-ray photons having large energy (high energy) and X-ray photons with small energy (low energy).

本発明では、対象物を透過した透過X線を、全体のエネルギー量を示す総エネルギー量と、高エネルギーを有するX線フォトンの総量を示す高エネルギー量とを区別して取得し、それぞれの減弱係数を算出して、その変化率を算出する。 In the present invention, transmitted X-rays that have passed through an object are obtained by distinguishing between the total energy amount indicating the overall energy amount and the high energy amount indicating the total amount of X-ray photons having high energy, and the attenuation coefficient is calculated, and the rate of change thereof is calculated.

さらに、予め減弱係数の変化率に応じて対象物を分類するクラスタを準備しておき、実際に算出した変化率がどのクラスタに属するかによって対象物の材質を分類する。 Furthermore, clusters are prepared in advance for classifying objects according to the change rate of the attenuation coefficient, and the material of the object is classified according to which cluster the actually calculated change rate belongs to.

総エネルギー量の減弱係数をμ1、高エネルギー量の減弱係数をμ2とすると、その変化率は、次の演算式により算出することができる。当該変化率をクラスタリングすることにより、属する材質を決定する。 Assuming that the attenuation coefficient of the total energy amount is μ1 and the attenuation coefficient of the high energy amount is μ2, the rate of change can be calculated by the following arithmetic expression. By clustering the rate of change, the material to which it belongs is determined.

変化率=ln(I2/I0)/ln(I1/I0)
ここで、I1:透過X線に含まれる総フォトン数、I2:透過X線に含まれる高エネルギーのフォトン数、ln:自然対数、を示す。
Rate of change = ln(I2/I0)/ln(I1/I0)
Here, I1: total number of photons contained in transmitted X-rays, I2: number of high-energy photons contained in transmitted X-rays, and ln: natural logarithm.

対象物を透過した透過X線から、総エネルギー量と高エネルギー量を取得する方法について説明する。 A method of acquiring the total energy amount and the high energy amount from transmitted X-rays that have passed through an object will be described.

この方法には、フォトンカウント法とシンチレータ法の2つの方法がある。 This method includes two methods, a photon counting method and a scintillator method.

先ず、フォトンカウント法について説明する。図12に、フォトンカウント法によるX線エネルギー量検出方法を示す。図12には、図1を用いて後述する本実施例のX線装置1のX線検出部6により、透過X線のX線フォトン14を検出する例を示している。 First, the photon counting method will be explained. FIG. 12 shows an X-ray energy amount detection method based on the photon counting method. FIG. 12 shows an example of detection of X-ray photons 14 of transmitted X-rays by the X-ray detector 6 of the X-ray apparatus 1 of this embodiment, which will be described later with reference to FIG.

この方法では、単位時間内にX線検出部6に入力されたX線フォトン14を、所定の閾値を基準に高エネルギーのものと低エネルギーのものに分類し、全体のX線フォトンをカウントして総エネルギー量を算出し、高エネルギーを有するX線フォトンをカウントして高エネルギー量を算出し、総エネルギー量と高エネルギー量を出力することを特徴とするX線検出部6を使用する。 In this method, the X-ray photons 14 input to the X-ray detector 6 within a unit time are classified into high-energy and low-energy photons based on a predetermined threshold, and all X-ray photons are counted. The X-ray detector 6 is used, which calculates the total energy amount by counting X-ray photons having high energy, calculates the high energy amount, and outputs the total energy amount and the high energy amount.

次に、シンチレータ法について説明する。図13に、シンチレータ法によるX線エネルギー量検出方法を示す。図13には、図1を用いて後述する本実施例のX線装置1のX線検出部6により、透過X線のX線フォトン14を検出する例を示している。 Next, the scintillator method will be explained. FIG. 13 shows an X-ray energy amount detection method based on the scintillator method. FIG. 13 shows an example of detection of X-ray photons 14 of transmitted X-rays by the X-ray detector 6 of the X-ray apparatus 1 of this embodiment, which will be described later with reference to FIG.

この方法では、X線検出部6を、X線検出部6aとX線検出部6bの二つのX線検出部で構成し、その中間位置に銅板15を配置する。高エネルギーを有するX線フォトンは銅板15を透過するが、低エネルギーのX線フォトンは銅板15を透過しない。従って、X線検出部6aは、総エネルギー量を出力し、X線検出部6bは、銅板15を透過したX線、すなわちエネルギーの大きなX線フォトンを検出して高エネルギー量を出力する。 In this method, the X-ray detection unit 6 is composed of two X-ray detection units, an X-ray detection unit 6a and an X-ray detection unit 6b, and a copper plate 15 is arranged in the middle position. X-ray photons with high energy pass through the copper plate 15 , but X-ray photons with low energy do not pass through the copper plate 15 . Therefore, the X-ray detection unit 6a outputs the total energy amount, and the X-ray detection unit 6b detects the X-rays transmitted through the copper plate 15, that is, X-ray photons with large energy and outputs the high energy amount.

次に、図1から図11を用いて、本実施例のX線装置の具体的な装置構成と、それを用いた材質分類方法について説明する。 Next, with reference to FIGS. 1 to 11, a specific device configuration of the X-ray device of this embodiment and a material classification method using the device will be described.

図1に、本実施例のX線装置1の全体構成図を示す。図1では、X線装置1を横方向から見た図(横断面図)を示しており、Z方向はX線装置1が設置されている床面に対して垂直な方向であり、X方向は検査物10の搬送方向を示している。 FIG. 1 shows an overall configuration diagram of an X-ray apparatus 1 of this embodiment. FIG. 1 shows a view (cross-sectional view) of the X-ray device 1 viewed from the lateral direction, the Z direction is a direction perpendicular to the floor surface on which the X-ray device 1 is installed, and the X direction indicates the conveying direction of the object 10 to be inspected.

本実施例のX線装置1は、図1に示すように、主要な構成として、装置本体2と、検査物10の質量を計測する計測部3と、装置本体2及び計測部3を制御する制御部4とを備えている。 As shown in FIG. 1, the X-ray apparatus 1 of the present embodiment includes, as main components, an apparatus main body 2, a measuring section 3 for measuring the mass of an inspection object 10, and the apparatus main body 2 and the measuring section 3. and a control unit 4 .

装置本体2は内部に、X線を出力するX線出力部5と、X線を検出するX線検出部6と、対象物の有無を検出する対象物検出部7とを有している。 The apparatus main body 2 has an X-ray output section 5 for outputting X-rays, an X-ray detection section 6 for detecting X-rays, and an object detection section 7 for detecting the presence or absence of an object.

装置本体2は、内部を搬送用コンベア9が貫通するように配置されており、搬送用コンベア9により装置本体2内部に搬入された検査物10に対し、X線出力部5から出力されたX線11を照射し、検査物10を透過した透過X線をX線検出部6により検出する。 The apparatus main body 2 is arranged so that the conveyer 9 passes through the inside thereof, and the X-ray output from the X-ray output unit 5 is applied to the inspection object 10 carried into the apparatus main body 2 by the conveyer 9 . The X-ray detector 6 detects the transmitted X-rays that are irradiated with the rays 11 and pass through the inspection object 10 .

装置本体2の搬送用コンベア9の貫通部には、X線出力部5から出力されたX線11が装置本体2の外部に漏れるのを防ぐため、遮蔽カーテン8が設置されている。 A shielding curtain 8 is installed in the penetrating portion of the carrying conveyor 9 of the apparatus main body 2 to prevent the X-rays 11 output from the X-ray output unit 5 from leaking to the outside of the apparatus main body 2 .

本発明は、所定の出力値でX線を出力するX線出力部5と、所定数の検出素子を一次元に配列し、1つの検出素子を1画素として、X線11を検査物10に照射し透過した透過X線をそれぞれの画素で検出して、画素情報として透過X線の総エネルギー量と高エネルギー量を出力するX線検出部6と、物体の質量を計測する計測部3と、検査物10の存在を検出する対象物検出部7と、全体の動きを制御する制御部4とを含んで構成する。 In the present invention, an X-ray output unit 5 for outputting X-rays with a predetermined output value and a predetermined number of detection elements are arranged in one dimension, and one detection element is regarded as one pixel, and X-rays 11 are directed to an object 10 to be inspected. An X-ray detection unit 6 that detects transmitted X-rays emitted and transmitted through each pixel and outputs the total energy amount and high energy amount of the transmitted X-rays as pixel information, and a measurement unit 3 that measures the mass of an object. , an object detection unit 7 for detecting the presence of the inspection object 10, and a control unit 4 for controlling the overall movement.

搬送用コンベア9上を、対象物(検査物10)を収納した収納容器が移動してくると、先ず、計測部3により収納容器の質量を計測し、その計測値を制御部4に送信する。さらに収納容器が移動して対象物検出部7の検出範囲に入ると、対象物検出部7は収納容器が移動してきたことを検知し、収納容器有の信号を制御部4に送信する。制御部4は、収納容器有の信号を取得すると、X線出力部5にX線11を出力する指令信号を送信し、さらに、単位時間当たりの透過X線の総エネルギー量と高エネルギー量をX線検出部6から取得するとともに、収納容器に収納された対象物(検査物10)の材質分類に必要な処理を開始する。 When a storage container containing an object (inspection object 10) moves on the transport conveyor 9, first, the mass of the storage container is measured by the measurement unit 3, and the measured value is transmitted to the control unit 4. . Further, when the storage container moves and enters the detection range of the object detection unit 7, the object detection unit 7 detects that the storage container has moved, and transmits a signal to the control unit 4 indicating that the storage container is present. When the control unit 4 acquires the signal indicating that the storage container is present, the control unit 4 transmits a command signal to the X-ray output unit 5 to output the X-rays 11, and furthermore, obtains the total energy amount and the high energy amount of the transmitted X-rays per unit time. Acquisition from the X-ray detection unit 6 and the processing necessary for material classification of the object (inspection object 10) stored in the storage container are started.

制御部4における対象物(検査物10)の材質分類の処理について詳述する。 The material classification processing of the object (inspection object 10) in the control unit 4 will be described in detail.

図2に、収納容器12にX線11を照射してライン状に透過X線を検出する図を、図3に、透過X線の総エネルギー量と高エネルギー量を取得する図をそれぞれ示す。 FIG. 2 shows a diagram of irradiating the storage container 12 with X-rays 11 and detecting transmitted X-rays in a line shape, and FIG. 3 shows a diagram of acquiring the total energy amount and high energy amount of the transmitted X-rays.

X線出力部5は、搬送用コンベア9上を移動する収納容器12の始端部Aから終端部BまでX線11を連続的に照射する。X線検出部6は、搬送用コンベア9を挟んで、X線出力部5に対向する位置に配置され、対象物(検査物10)を透過した透過X線を検出する。 The X-ray output unit 5 continuously emits the X-rays 11 from the starting end A to the terminal end B of the storage container 12 moving on the transport conveyor 9 . The X-ray detection unit 6 is arranged at a position facing the X-ray output unit 5 with the transportation conveyor 9 interposed therebetween, and detects transmitted X-rays that have passed through the object (inspection object 10).

X線検出部6は、1回の動作でライン上に透過X線を検出するが、収納容器12が搬送用コンベア9上を移動している間、連続的に透過X線を検出することで、収納容器12全体を二次元にスキャンすることが可能となる。その結果、X線検出部6を構成するそれぞれの1検出素子を1画素として、それぞれの画素が出力する画素情報(総エネルギー量と高エネルギー量で構成)を制御部4に出力し、制御部4は、これらの画素情報に基づき、収納容器12全体を二次元的に画素化する画素情報群を構成することができる。 The X-ray detection unit 6 detects transmitted X-rays on the line in one operation, but continuously detects transmitted X-rays while the storage container 12 is moving on the transport conveyor 9 . , the entire storage container 12 can be scanned two-dimensionally. As a result, each of the detection elements constituting the X-ray detection unit 6 is regarded as one pixel, and the pixel information (composed of the total energy amount and the high energy amount) output by each pixel is output to the control unit 4, and the control unit 4 can constitute a group of pixel information for two-dimensionally pixelating the entire storage container 12 based on these pixel information.

図4に、透過X線の総エネルギー量と高エネルギー量を記憶部に記憶する方法を示す。記憶部は、制御部4に含まれて構成されているものとする。 FIG. 4 shows a method of storing the total energy amount and high energy amount of transmitted X-rays in the storage unit. It is assumed that the storage unit is included in the control unit 4 .

図4の左図は、X線検出部6により取得した画素情報群を可視化したものであり、それぞれのマス目がX線検出部6の1検出素子13(すなわち1画素)に相当する。図中のCは、X線出力部5が1回で出力し、X線検出部6で透過X線を検出可能な範囲を示している。 The left diagram of FIG. 4 visualizes the pixel information group acquired by the X-ray detection unit 6 , and each square corresponds to one detection element 13 (that is, one pixel) of the X-ray detection unit 6 . C in the drawing indicates a range in which the X-ray output unit 5 outputs at one time and the transmitted X-ray can be detected by the X-ray detection unit 6 .

図4の右図は、左図の画素情報群に基づいて、記憶部に第1の記憶領域T1と第2の記憶領域T2を設定する様子を可視化したものであり、それぞれのマス目がX線検出部6の各検出素子に対応する記憶領域に相当する。具体的には、透過X線の正規化総エネルギー量と正規化高エネルギー量を記憶領域に配列して、右図のような画像情報を生成する。 The right diagram in FIG. 4 visualizes how the first storage area T1 and the second storage area T2 are set in the storage unit based on the pixel information group in the left diagram. It corresponds to a storage area corresponding to each detection element of the line detection unit 6 . Specifically, the normalized total energy amount and the normalized high energy amount of transmitted X-rays are arranged in a storage area to generate image information as shown in the right figure.

図4に示すように、全ての画素情報をある範囲内で単純化して取り扱うために、収納容器12において対象物(検査物10)の存在しない部位、すなわち空気の部位のエネルギー量を示す空気部エネルギーを最大値1として、対象物(検査物10)を透過した透過X線を構成する画素の画素情報をスケーリングして、それぞれの画素情報に対して正規化総エネルギー量と正規化高エネルギー量を算出し、記憶部に第1の記憶領域T1と第2の記憶領域T2を設定し、正規化総エネルギー量をT1に二次元的に配列して記憶し、正規化高エネルギー量をT2に二次元的に配列して記憶する。 As shown in FIG. 4, in order to simplify and handle all pixel information within a certain range, an air portion indicating the energy amount of a portion where no object (inspection object 10) exists in the storage container 12, that is, an air portion. With the energy set to the maximum value of 1, the pixel information of the pixels constituting the transmitted X-ray transmitted through the object (inspection object 10) is scaled, and the normalized total energy amount and the normalized high energy amount are obtained for each pixel information. , set a first storage area T1 and a second storage area T2 in the storage unit, store the normalized total energy amount in T1 in a two-dimensional array, and store the normalized high energy amount in T2 It is stored in a two-dimensional array.

記憶領域T1及びT2の1つの(X,Y)座標が1画素に相当し、左図の原点と記したマス目がライン状のX線検出部6の始点であり、対向する最後のマス目がX線検出部6の最後であり、始点から最後に向かってX軸方向でありX座標は増えていく。また、左図のY軸方向と記載している方向、つまり搬送用コンベア9上を収納容器12が移動していく方向と反対方向にY座標は増えていく。 One (X, Y) coordinate of the storage areas T1 and T2 corresponds to one pixel, and the grid indicated as the origin in the left figure is the starting point of the linear X-ray detection unit 6, and the last opposing grid. is the end of the X-ray detection unit 6, and the X-axis direction increases from the starting point toward the end. Also, the Y coordinate increases in the direction indicated as the Y-axis direction in the left figure, that is, the direction opposite to the direction in which the container 12 moves on the transport conveyor 9 .

図5に、各画素情報の減弱係数の変化率を配列する方法を示す。 FIG. 5 shows a method of arranging the rate of change of the attenuation coefficient of each pixel information.

次に、制御部4は、それぞれの画素情報から減弱係数の変化率を算出する。既に述べたように、それぞれの画素情報の正規化高エネルギー量の減弱係数を正規化総エネルギー量の減弱係数で除算することにより、それぞれの画素情報における減弱係数の変化率を算出することができる。つまり、X軸方向にk番目、Y軸方向にk番目の座標(xk,yk)における画素情報の減弱係数の変化率は、正規化高エネルギー量の減弱係数をμ2(xk,yk)とし、正規化総エネルギー量の減弱係数をμ1(xk,yk)とすると、次の演算式により減弱係数の変化率を算出することができる。 Next, the control unit 4 calculates the change rate of the attenuation coefficient from each pixel information. As already mentioned, by dividing the attenuation coefficient of the normalized high energy amount of each pixel information by the attenuation coefficient of the normalized total energy amount, the rate of change of the attenuation coefficient of each pixel information can be calculated. . That is, the change rate of the attenuation coefficient of the pixel information at the k-th coordinate in the X-axis direction and the k-th coordinate in the Y-axis direction (xk, yk) is obtained by setting the attenuation coefficient of the normalized high energy amount to μ2 (xk, yk), Assuming that the attenuation coefficient of the normalized total energy amount is μ1(xk, yk), the rate of change of the attenuation coefficient can be calculated by the following arithmetic expression.

減弱係数の変化率=μ2(xk,yk)/μ1(xk,yk)
図5に示すように、これらの減弱係数の変化率を、記憶部に設定した第3の記憶領域T3における対応する(X,Y)座標に配列する。この状態において、記憶領域T1及びT2に属するそれぞれの画素に対して、記憶領域T3の対応する(X,Y)座標を参照することにより、材質の区別ができることになる。
Change rate of attenuation coefficient = μ2(xk,yk)/μ1(xk,yk)
As shown in FIG. 5, the rates of change of these attenuation coefficients are arranged at the corresponding (X, Y) coordinates in the third storage area T3 set in the storage unit. In this state, the materials can be distinguished by referring to the corresponding (X, Y) coordinates in the storage area T3 for each pixel belonging to the storage areas T1 and T2.

記憶領域T1内のそれぞれの正規化総エネルギー量に対する減弱係数をμ1、記憶領域T2内のそれぞれの正規化高エネルギー量に対する減弱係数をμ2としてその変化率を算出し、第3の記憶領域T3に記憶する。いわゆるデュアルエナジー法により、それぞれの減弱係数の変化率を算出することで、物質を区別する。 The attenuation coefficient for each normalized total energy amount in the storage area T1 is μ1, the attenuation coefficient for each normalized high energy amount in the storage area T2 is μ2, and the rate of change is calculated and stored in the third storage area T3 Remember. Substances are distinguished by calculating the rate of change of each attenuation coefficient by the so-called dual energy method.

次に、区別したそれぞれの材質が、つまり、記憶領域T1の属するそれぞれの画素が重金属の材質群を示す第一の材質に属するのか、軽金属の材質群を示す第二の材質に属するのか、又は樹脂の材質群を示す第三の材質に属するのかを決定する。 Next, each distinguished material, that is, whether each pixel to which the storage region T1 belongs belongs to the first material indicating the material group of heavy metals, belongs to the second material indicating the material group of light metals, or Determine whether the material belongs to the third material indicating the material group of resin.

図6に、材質分類クラスタにより材質分類する方法を示す。 FIG. 6 shows a method of material classification using material classification clusters.

図6の右図は、X軸をT1に属する画素情報の正規化総エネルギー量として、Y軸をそれぞれの画素情報に対応する減弱係数の変化率として、二次元XY平面にプロットしたものである。 The right figure of FIG. 6 is plotted on a two-dimensional XY plane, with the X axis representing the normalized total energy amount of the pixel information belonging to T1, and the Y axis representing the rate of change of the attenuation coefficient corresponding to each pixel information. .

記憶領域T1に記憶している正規化総エネルギー量T1(xk,yk)を横軸に、記憶領域T3に記憶している減弱係数の変化率T3(xk,yk)を縦軸にしてプロットし、それぞれの画素をクラスタリングする。 Plot the normalized total energy amount T1 (xk, yk) stored in the storage area T1 on the horizontal axis and the rate of change T3 (xk, yk) of the attenuation coefficient stored in the storage area T3 on the vertical axis. , to cluster each pixel.

なお、図6の右図に折れ線で示すように、材質分類クラスタでは、予め、第一の材質と第二の材質と第三の材質を分類するための境界を記しておく。この処理により、記憶領域T1に属するそれぞれの画素が、第一の材質又は第二の材質又は第三の材質の何れに属するかを決定することができる。 Incidentally, as indicated by broken lines in the right diagram of FIG. 6, in the material classification cluster, boundaries for classifying the first material, the second material, and the third material are described in advance. By this processing, it is possible to determine whether each pixel belonging to the storage area T1 belongs to the first material, the second material, or the third material.

図7に、記憶領域T1のそれぞれの画素に対する材質分類情報を配列する方法を示す。 FIG. 7 shows a method of arranging the material classification information for each pixel in the storage area T1.

図7に示すように、記憶領域T1のそれぞれの画素に対する材質の分類情報を記憶部に設定した第四の記憶領域T4に配列する。 As shown in FIG. 7, the material classification information for each pixel in the storage area T1 is arranged in the fourth storage area T4 set in the storage unit.

なお、材質分類クラスタは、次のようにして設定する。 The material classification cluster is set as follows.

この処理は、実際に対象物(検査物10)を材質分類する前段階において行い、準備しておく必要がある。図11を用いて後述するように、重金属(例えば鉄)、軽金属(例えばアルミニウム)、及び樹脂を、それぞれ複数個(例えばそれぞれ9個)、サンプルとして準備する。それぞれの形状は、四角柱または円柱などが良い。全てのサンプルの上面と底面の面積は同一として、高さを変える。 This process must be performed and prepared before actually classifying the material of the object (inspection object 10). As will be described later with reference to FIG. 11, a plurality (eg, 9 samples) of heavy metals (eg, iron), light metals (eg, aluminum), and resin are prepared as samples. Each shape is preferably a square column or a cylinder. The top and bottom areas of all samples are the same, but the height is varied.

これらのサンプルに対して、X線出力部5からX線を照射して、X線検出部6を介してそれぞれの画素情報を取得する。これらの画素情報に対して、正規化総エネルギー量と正規化高エネルギー量の減弱係数の変化率を算出する。そして、上記で説明した記憶領域T1及びT3を記憶部に作成する。さらに、図6の右図のように、記憶領域T1の値をX軸に、記憶領域T3の値をY軸として二次元空間にプロットする。 X-rays are irradiated from the X-ray output unit 5 to these samples, and respective pixel information is acquired through the X-ray detection unit 6 . For these pieces of pixel information, change rates of attenuation coefficients of the normalized total energy amount and the normalized high energy amount are calculated. Then, the storage areas T1 and T3 described above are created in the storage unit. Further, as shown in the right diagram of FIG. 6, the values in the storage area T1 are plotted on the X axis and the values in the storage area T3 are plotted on the Y axis in a two-dimensional space.

これにより、重金属、軽金属、樹脂のクラスタが形成できる。なお、それぞれのクラスタエリアをより明確にするために、重金属と軽金属のプロット点の中間点を線で結び、軽金属と樹脂とのプロット点の中間点を線で結ぶ。また、サンプル数を多くすれば、より精度良いクラスタを形成することができる。 Thereby, clusters of heavy metals, light metals, and resins can be formed. In order to clarify each cluster area more clearly, a line connects the midpoints of plotted points of heavy metal and light metal, and the midpoints of plotted points of light metal and resin are connected with a line. Also, by increasing the number of samples, it is possible to form clusters with higher accuracy.

次に、3種類の材質に分類したそれぞれの対象物(検査物10)の質量を推定する。なお、簡易的に質量を推定するものであり、収納容器12の質量は無視する。 Next, the mass of each object (inspection object 10) classified into three types of materials is estimated. Note that the mass is simply estimated, and the mass of the storage container 12 is ignored.

ここでは、直接的にそれぞれの対象物(検査物10)の質量を推定することができないため、全体に共通の単位質量係数(M)を、つまり、それぞれの対象物(検査物10)に共通する1画素当たりの質量係数を設定する。 Here, since the mass of each object (inspection object 10) cannot be directly estimated, a unit mass coefficient (M) common to the whole, that is, common to each object (inspection object 10) Set the mass coefficient per pixel to be used.

単位質量係数(M)は、対象物の質量(第一の材質の質量と第二の材質の質量と第三の材質の質量の和)を対象物全体の総画素数(Σ第一の材質の画素数(Gh(k))とΣ第二の材質の画素数(Gl(k))とΣ第三の材質の画素数(Ga(k))の和)で除算して算出する。kは正規化総エネルギー量を示す。 The unit mass coefficient (M) is the total number of pixels of the entire object (Σ the first material by the sum of the number of pixels (Gh(k)) of the second material (Gl(k)) and Σ the number of pixels of the third material (Ga(k))). k indicates the normalized total energy amount.

図8を用いて、具体的に説明する。図8に、正規化総エネルギーを材質毎に再配列する方法を示す。 A specific description will be given with reference to FIG. FIG. 8 shows a method of rearranging the normalized total energy for each material.

先ず、図8に示すように、記憶領域T4に配列した材質分類情報に基づき、記憶領域T1に配列した(X,Y)座標を第一の材質、第二の材質、及び第三の材質に分類して、記憶領域T1の第一の材質に属するそれぞれの(X,Y)座標に配列している正規化総エネルギー量を記憶部の中に設定した第5の記憶領域T5に配列し、記憶領域T1の第二の材質に属するそれぞれの(X,Y)座標に配列している正規化総エネルギー量を記憶部の中に設定した第6の記憶領域T6に配列し、記憶領域T1の第三の材質に属するそれぞれの(X,Y)座標に配列している正規化総エネルギー量を記憶部の中に設定した第7の記憶領域T7に配列する。 First, as shown in FIG. 8, based on the material classification information arranged in the storage area T4, the (X, Y) coordinates arranged in the storage area T1 are assigned to the first material, the second material, and the third material. Classifying and arranging the normalized total energy amount arranged at each (X, Y) coordinate belonging to the first material in the storage area T1 in the fifth storage area T5 set in the storage unit, The normalized total energy amounts arranged at the respective (X, Y) coordinates belonging to the second material in the storage area T1 are arranged in the sixth storage area T6 set in the storage unit, and stored in the storage area T1. The normalized total energy amounts arranged at the respective (X, Y) coordinates belonging to the third material are arranged in the seventh storage area T7 set in the storage section.

つまり、記憶領域T1の情報に記憶領域T4の材質情報を適用し、材質毎に分類して別々の記憶領域に記憶する。対象物を、分類した材質毎に別々の記憶領域に記憶することで、物質を材質毎に単独で操作できるようにするためである。 That is, the material information in the storage area T4 is applied to the information in the storage area T1, and the information is classified according to material and stored in separate storage areas. This is because the objects are stored in separate storage areas for each classified material, so that the material can be manipulated independently for each material.

X線検出部6の1画素は、画素情報を配列している記憶エリアの1つの(X,Y)座標に相当する。従って、画素数は、記憶エリア内の対象とする(X,Y)座標をカウントすることで算出することができる。従って、第一の材質に分類される画素数は記憶領域T5に属する座標数をカウントし、第二の材質に分類される画素数は記憶領域T6に属する座標数をカウントし、第三の材質に分類される画素数は記憶領域T7に属する座標数をカウントすることで算出することができる。 One pixel of the X-ray detector 6 corresponds to one (X, Y) coordinate of the storage area in which pixel information is arranged. Therefore, the number of pixels can be calculated by counting the (X, Y) coordinates of interest in the storage area. Therefore, the number of pixels classified into the first material counts the number of coordinates belonging to the storage area T5, the number of pixels classified into the second material counts the number of coordinates belonging to the storage area T6, and the number of pixels classified into the third material counts the number of coordinates belonging to the storage area T6. The number of pixels classified into can be calculated by counting the number of coordinates belonging to the storage area T7.

図9に、単位質量係数を算出する方法を示す。 FIG. 9 shows a method of calculating the unit mass factor.

これらの情報から、単位質量係数(M)は、図9に示すように、次の演算式により算出することができる。 From these pieces of information, the unit mass coefficient (M) can be calculated by the following arithmetic expression as shown in FIG.

単位質量係数(M)=(対象物の質量)/(第一の材質の専有面積+第二の材質の専有面積+第三の材質の専有面積)
ここで、第一の材質の専有面積:記憶領域T5に属する(X,Y)座標数、第二の材質の専有面積:記憶領域T6に属する(X,Y)座標数、第三の材質の専有面積:記憶領域T7に属する(X,Y)座標数、とする。
Unit mass coefficient (M) = (mass of object) / (exclusive area of first material + exclusive area of second material + exclusive area of third material)
Here, the area occupied by the first material: the number of (X, Y) coordinates belonging to the storage area T5, the area occupied by the second material: the number of (X, Y) coordinates belonging to the storage area T6, the area of the third material Occupied area: The number of (X, Y) coordinates belonging to the storage area T7.

次に、それぞれの材質の質量に関する相関係数(質量相関係数)を示す、第一の材質の質量相関係数(mh(k))、第二の材質の質量相関係数(ml(k))、及び第三の材質の質量相関係数(ma(k))を用いて、第一の材質の質量、第二の材質の質量、第三の材質の質量を推定する方法について詳述する。なお、kは単位質量係数(M)と同様に正規化総エネルギー量を示す。 Next, the mass correlation coefficient of the first material (mh(k)) and the mass correlation coefficient of the second material (ml(k )), and the mass correlation coefficient (ma(k)) of the third material to estimate the mass of the first material, the mass of the second material, and the mass of the third material. do. Note that k indicates the normalized total energy amount as well as the unit mass coefficient (M).

図10に、材質毎の質量相関係数設定カーブを示す。 FIG. 10 shows a mass correlation coefficient setting curve for each material.

質量相関係数は、図10に示すように、同じ正規化総エネルギー量において、それぞれの材質の質量分布を示すものであって、同一の正規化総エネルギー量のときに、第一の材質、第二の材質、第三の材質が全体の質量の中でどれだけの分布容量を有するかを示すものである。 As shown in FIG. 10, the mass correlation coefficient indicates the mass distribution of each material at the same normalized total energy amount. It shows how much distributed capacity the second material and the third material have in the entire mass.

これらのパラメータを使用すると次の演算式により、それぞれの材質の質量を推定することが可能となる。 Using these parameters, the mass of each material can be estimated by the following equation.

[質量推定式(1)]
第一の材質の推定質量=M×Σ(Gh(k)×mh(k))・・・(1)
Σ(Gh(k)×mh(k))は、次の演算式に相当し、それぞれの正規化総フォトン数に対応する画素数Gh(k)と質量相関係数mh(k)の積を合計したものである。
[Mass estimation formula (1)]
Estimated mass of the first material = M x Σ (Gh(k) x mh(k)) (1)
Σ(Gh(k)×mh(k)) corresponds to the following formula, and the product of the number of pixels Gh(k) corresponding to each normalized total number of photons and the mass correlation coefficient mh(k) is It is the total.

Gh(0.1)×mh(0.2)+Gh(0.2)×mh(0.2)+・・・+Gh(k)×mh(k)
[質量推定式(2)]
第二の材質の推定質量=M×Σ(Gl(k)×ml(k))・・・(2)
Σ(Gl(k)×ml(k))は、次の演算式に相当し、それぞれの正規化総フォトン数に対応する画素数Gl(k)と質量相関係数ml(k)の積を合計したものである。
Gh(0.1)×mh(0.2)+Gh(0.2)×mh(0.2)+・・・+Gh(k)×mh(k)
[Mass estimation formula (2)]
Estimated mass of the second material = M × Σ (Gl(k) × ml(k)) (2)
Σ(Gl(k)×ml(k)) corresponds to the following formula, and the product of the number of pixels Gl(k) corresponding to each normalized total number of photons and the mass correlation coefficient ml(k) is It is the total.

Gl(0.1)×ml(0.2)+Gl(0.2)×ml(0.2)+・・・+Gl(k)×ml(k)
[質量推定式(3)]
第三の材質の推定質量=M×Σ(Ga(k)×ma(k))・・・(3)
Σ(Ga(k)×ma(k))は、次の演算式に相当し、それぞれの正規化総フォトン数に対応する画素数Ga(k)と質量相関係数ma(k)の積を合計したものである。
Gl(0.1)×ml(0.2)+Gl(0.2)×ml(0.2)+・・・+Gl(k)×ml(k)
[Mass estimation formula (3)]
Estimated mass of the third material = M×Σ(Ga(k)×ma(k)) (3)
Σ(Ga(k)×ma(k)) corresponds to the following formula, and the product of the number of pixels Ga(k) corresponding to each normalized total number of photons and the mass correlation coefficient ma(k) is It is the total.

Ga(0.1)×ma(0.2)+Ga(0.2)×ma(0.2)+・・・+Ga(k)×ma(k)
ここで、M:単位質量係数、Gh(k),Gl(k),Ga(k):正規化総エネルギー量に対応する第一の材質の画素数,第二の材質の画素数,及び第三の材質の画素数、mh(k),ml(k),ma(k):正規化総エネルギー量に対応する第一の材質の質量相関係数,第二の材質の質量相関係数,及び第三の材質の質量相関係数、を示す。
Ga(0.1)×ma(0.2)+Ga(0.2)×ma(0.2)+・・・+Ga(k)×ma(k)
Here, M: unit mass coefficient, Gh(k), Gl(k), Ga(k): the number of pixels of the first material corresponding to the normalized total energy amount, the number of pixels of the second material, and the number of pixels of the second material, and The number of pixels of the three materials, mh(k), ml(k), ma(k): the mass correlation coefficient of the first material corresponding to the normalized total energy amount, the mass correlation coefficient of the second material, and the mass correlation coefficient of the third material.

単位質量係数(M)と、正規化総エネルギー量(k)に対応するそれぞれの材質の質量相関係数(第一の材質の質量相関係数mh(k),第二の材質の質量相関係数ml(k),第三の材質の質量相関係数ma(k))を設定する処理を説明する。以下のステップ1からステップ10までの処理を順に実施する。これらの処理も、実際に対象物の材質を分類する前段階において行い、準備しておく必要がある。 The unit mass coefficient (M) and the mass correlation coefficient of each material corresponding to the normalized total energy (k) (the mass correlation coefficient of the first material mh(k), the mass correlation coefficient of the second material The process of setting the number ml(k) and the mass correlation coefficient ma(k) of the third material will be described. The processing from step 1 to step 10 below is performed in order. These processes also need to be performed and prepared before actually classifying the material of the object.

[ステップ1]
図11に、材質分類クラスタの例を示す。図11に示すように、第一の材質のサンプルと第二の材質のサンプルと第三の材質のサンプルを複数個(図11ではそれぞれ9個)準備する。材質分類クラスタを準備した際に使用したサンプルで良い。
[Step 1]
FIG. 11 shows an example of material classification clusters. As shown in FIG. 11, a plurality of first material samples, second material samples, and third material samples (nine each in FIG. 11) are prepared. The sample used when preparing the material classification cluster can be used.

また、X軸を正規化総エネルギー量(k)、Y軸を当該正規化総エネルギー量(k)に対応する質量相関係数m(k)とする二次元XY平面を準備し、当該二次元XY平面に第一の材質に関する質量相関係数mh(k)、第二の材質に関する質量相関係数ml(k)、及び第三の材質に関する質量相関係数ma(k)に関する仮の質量相関係数カーブを設定する。なお、この仮の質量相関係数カーブは初期値として設定するもので、直線状でよい。以降のステップから調整して実際のカーブとなるように修正する。 In addition, prepare a two-dimensional XY plane in which the X-axis is the normalized total energy amount (k) and the Y-axis is the mass correlation coefficient m(k) corresponding to the normalized total energy amount (k), and the two-dimensional Temporary mass phases for the mass correlation coefficient mh(k) for the first material, the mass correlation coefficient ml(k) for the second material, and the mass correlation coefficient ma(k) for the third material are plotted on the XY plane. Set the correlation coefficient curve. This temporary mass correlation coefficient curve is set as an initial value and may be linear. Correct it so that it becomes an actual curve by adjusting from the subsequent steps.

[ステップ2]
ステップ1の処理で準備したサンプルの中から、同じ高さを有する第一の材質のサンプル、第二の材質のサンプル、及び第三の材質のサンプルをそれぞれ1個ずつ選び、3個のサンプルの組み合わせでグルーピングし、それぞれのグループの全体の質量を計測部3により計測し、制御部4で取得する。
[Step 2]
From the samples prepared in the process of step 1, select one each of the first material sample, the second material sample, and the third material sample having the same height, and three samples The combination is grouped, and the mass of the entire group is measured by the measurement unit 3 and acquired by the control unit 4 .

[ステップ3]
ステップ2の処理でグルーピングしたグループの中から、高さの大きい順で1つのグループを選択する。
[Step 3]
One group is selected in descending order of height from among the groups grouped in the processing of step 2.

[ステップ4]
ステップ3の処理で選択したグループに、制御部4からX線出力部5に指令信号を送信してX線出力部5からX線を出力しながら当該グループ全体をスキャンする。(当該グループに属する第一の材質のサンプル、第二の材質のサンプル、及び第三の材質のサンプルに同時にX線を照射する。)
[ステップ5]
ステップ4の処理におけるスキャン時に、当該グループ内のそれぞれのサンプルを透過した透過X線をX線検出部6により検出し、X線検出部6から出力されるそれぞれの画素の画素情報を制御部4で取得する。
[Step 4]
A command signal is transmitted from the control unit 4 to the X-ray output unit 5 for the group selected in the process of step 3, and the entire group is scanned while the X-ray output unit 5 outputs X-rays. (A sample of the first material, a sample of the second material, and a sample of the third material belonging to the group are simultaneously irradiated with X-rays.)
[Step 5]
During scanning in the process of step 4, the X-ray detector 6 detects transmitted X-rays that have passed through each sample in the group, and the pixel information of each pixel output from the X-ray detector 6 is to obtain.

[ステップ6]
ステップ5の処理により取得した第一の材質のサンプル、第二の材質のサンプル、及び第三の材質のサンプルのそれぞれの画素数と、それぞれの画素の画素情報とに基づき、正規化総フォトン数を算出し、それぞれの質量相関係数の仮の値を設定する。
[Step 6]
Based on the number of pixels of each of the first material sample, the second material sample, and the third material sample obtained by the process of step 5, and the pixel information of each pixel, the normalized total number of photons , and set a temporary value for each mass correlation coefficient.

ここで、
第一の材質の正規化総エネルギー量:kh
第二の材質の正規化総エネルギー量:kl
第三の材質の正規化総エネルギー量:ka
khに対応する第一の材質の画素数Gh(kh)
klに対応する第二の材質の画素数Gl(kl)
kaに対応する第三の材質の画素数Ga(ka)
khに対応する第一の材質の質量相関係数mh(kh)
klに対応する第二の材質の質量相関係数ml(kl)
kaに対応する第三の材質の質量相関係数ma(ka)
とする。
here,
Normalized total energy of the first material: kh
Normalized total energy of the second material: kl
Normalized total energy of the third material: ka
Number of pixels of the first material corresponding to kh Gh (kh)
Number of pixels of the second material corresponding to kl Gl(kl)
Number of pixels Ga(ka) of the third material corresponding to ka
mass correlation coefficient mh(kh) of the first material corresponding to kh
mass correlation coefficient ml(kl) of the second material corresponding to kl
Mass correlation coefficient ma(ka) of the third material corresponding to ka
and

[ステップ7]
単位質量係数(M)を算出する。ステップ2の処理で計測した対象グループ全体の質量を、ステップ6の処理で算出した第一の材質のサンプルの画素数と第二の材質のサンプルの画素数と第三の材質のサンプルの画素数の和(対象グループ全体の画素数)で除算して算出する。
[Step 7]
Calculate the unit mass modulus (M). The mass of the entire target group measured in the process of step 2 is the number of pixels of the sample of the first material, the number of pixels of the sample of the second material, and the number of pixels of the sample of the third material calculated in the process of step 6. (the number of pixels in the entire target group).

単位質量係数(M)=対象グループ全体の質量÷対象グループ全体の画素数
[ステップ8]
ステップ7の処理で求めた単位質量係数(M)と、ステップ6の処理で求めた第一の材質の正規化エネルギー量(kh)における第一の材質の画素数Gh(kh)と質量相関係数mh(kh)と、第二の材質の正規化総エネルギー量(kl)における第二の材質の画素数Gl(kl)と質量相関係数ml(kl)と、第三の材質の正規化総エネルギー量(ka)における第三の材質の画素数Ga(ka)と質量相関係数ma(ka)とを次の式に代入して対象グループ全体の計算上の質量である仮質量を算出する。
Unit mass coefficient (M) = mass of the entire target group / number of pixels of the entire target group [Step 8]
The unit mass coefficient (M) obtained in the process of step 7, the number of pixels Gh (kh) of the first material in the normalized energy amount (kh) of the first material obtained in the process of step 6, and the mass correlation mh (kh), the number of pixels Gl (kl) of the second material in the normalized total energy amount (kl) of the second material, the mass correlation coefficient ml (kl), and the normalization of the third material Substitute the number of pixels Ga (ka) of the third material in the total energy (ka) and the mass correlation coefficient ma (ka) into the following formula to calculate the virtual mass, which is the calculated mass of the entire target group. do.

仮質量=M×(Gh(kh)×mh(kh)+Gl(kl)×ml(kl)+Ga(ka)×ma(ka))
対象グループ全体の実際の質量は、ステップ2の処理で計測しているので、
仮質量=対象グループ全体の実際の質量
となるように、mh、ml及びmaを調整し、それぞれの正規化総フォトン数kh、kl、kaにおける質量相関係数設定カーブ上のプロット位置を決定する。
Temporary mass=M×(Gh(kh)×mh(kh)+Gl(kl)×ml(kl)+Ga(ka)×ma(ka))
Since the actual mass of the entire target group was measured in step 2,
Adjust mh, ml, and ma so that temporary mass = actual mass of the entire target group, and determine the plot position on the mass correlation coefficient setting curve for each normalized total photon number kh, kl, and ka .

[ステップ9]
他のサンプルに対しても順番に、ステップ3からステップ7の処理を施して、それぞれの正規化総フォトン数における質量相関係数設定カーブ上のプロット位置を決定する。これにより、準備したサンプルに対する質量相関係数を設定することができる。
[Step 9]
The other samples are also sequentially processed in steps 3 to 7 to determine plot positions on the mass correlation coefficient setting curve for each normalized total photon number. This allows setting the mass correlation coefficient for the prepared sample.

[ステップ10]
全てのサンプルに対して、それぞれの正規化総フォトン数における質量相関係数設定カーブ上のプロット位置を決定したら、各ポイント間は数値補間してなだらかな曲線となるようにする。
[Step 10]
After determining the plotted positions on the mass correlation coefficient setting curve for each normalized total photon number for all samples, numerical interpolation is performed between each point to form a gentle curve.

以上説明した本実施例のX線装置及びそれを用いた材質分類方法により、検査対象物の外形を確認しつつ、当該検査対象物を構成する材質を分類することができる。 With the X-ray apparatus of this embodiment and the method of classifying materials using the X-ray apparatus described above, it is possible to classify the materials constituting the inspection object while confirming the outer shape of the inspection object.

図14を参照して、本発明の実施例2に係るX線装置及びそれを用いた材質分類方法について説明する。図14は、本実施例の材質分類方法を示す図である。本実施例では、飛行場などの手荷物検査場において、スーツケースなどに収納された危険物を検知する例を説明する。 An X-ray apparatus according to a second embodiment of the present invention and a material classification method using the same will be described with reference to FIG. FIG. 14 is a diagram showing the material classification method of this embodiment. In this embodiment, an example will be described in which a dangerous object contained in a suitcase or the like is detected at a baggage inspection site such as an airport.

一般に保安検査の一つである手荷物検査においては、検査装置を通過する手荷物にX線を照射し、画像処理により鮮明化された画像をもとに保安検査員が目視で危険物を検知している。 Generally, in baggage inspection, which is one of the security inspections, X-rays are irradiated on the baggage passing through the inspection device, and the security inspector visually detects dangerous items based on the image that has been clarified by image processing. there is

保安検査員は、このようなX線画像を見て、迅速かつ正確な検査を連続で行う必要がある一方、入念な検査によって混雑が生じると顧客の満足度が低下するという相反する環境から、保安検査員の肉体的・精神的負荷が高くなる。 Security inspectors need to look at these X-ray images and perform quick and accurate inspections in a row, but customer satisfaction decreases when careful inspections cause congestion. The physical and mental burden on security inspectors increases.

そこで、本実施例では、X線装置1に、収納容器(スーツケース16)に収納された複数の対象物から特定の検査物10を選択する機能を設ける。この特定の検査物10を選択する機能は、例えば、保安検査員がモニタ上のX線画像を見ながら、パソコンのマウスなどの入力装置を使用して、安全性が懸念される対象物を枠線で囲むことで実現する。 Therefore, in this embodiment, the X-ray apparatus 1 is provided with a function of selecting a specific inspection object 10 from a plurality of objects stored in a storage container (suitcase 16). This function of selecting a specific object to be inspected 10 is, for example, a security inspector using an input device such as a mouse of a personal computer while viewing an X-ray image on a monitor to frame an object for which safety is a concern. It is realized by enclosing with a line.

選択された特定の検査物10に対し、X線装置1の制御部4は、実施例1で説明した材質分類方法及び重量推定方法を適用して、選択された検査物10の画素情報に基づいて当該選択された検査物10の減弱係数の変化率を求め、選択された検査物10を構成する複数の材質を、それぞれ所定の材質(例えば、第一の材質と第二の材質と第三の材質)の何れかに分類する。 The control unit 4 of the X-ray apparatus 1 applies the material classification method and the weight estimation method described in the first embodiment to the selected specific inspection object 10, based on the pixel information of the selected inspection object 10. to determine the rate of change of the attenuation coefficient of the selected inspection object 10, and the plurality of materials that constitute the selected inspection object 10 are each selected from predetermined materials (for example, the first material, the second material, and the third material). material).

そして、その分類に基づいて各材質の質量を推定し、推定した各材質の質量に基づいて選択された検査物10が危険物であるか否かを判断する。 Based on the classification, the mass of each material is estimated, and based on the estimated mass of each material, it is determined whether or not the selected inspection object 10 is a dangerous material.

これにより、検査対象物が危険なものか判断する支援をし、犯罪等を未然に防ぐことに貢献できる。 As a result, it is possible to assist in determining whether the object to be inspected is dangerous or not, thereby contributing to the prevention of crimes and the like.

なお、本発明は上記した実施例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、上記した実施例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、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications. For example, the above-described embodiments have been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and are not necessarily limited to those having all the described configurations. In addition, it is possible to replace part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment, and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. Moreover, it is possible to add, delete, or replace a part of the configuration of each embodiment with another configuration.

1…X線装置、2…装置本体、3…計測部、4…制御部、5…X線出力部、6,6a,6b…X線検出部、7…対象物検出部、8…遮蔽カーテン、9…搬送用コンベア、10…検査物、11…X線、12…収納容器、13…(X線検出部6の)X線検出素子、14…X線フォトン、15…銅板、16…スーツケース、A…収納容器始端部、B…収納容器終端部、C…透過X線検出範囲、T,T1~T7…記憶領域。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... X-ray apparatus, 2... Apparatus main body, 3... Measurement part, 4... Control part, 5... X-ray output part, 6, 6a, 6b... X-ray detection part, 7... Object detection part, 8... Shielding curtain , 9... Conveyor for transportation, 10... Object to be inspected, 11... X-ray, 12... Storage container, 13... X-ray detection element (of X-ray detection unit 6), 14... X-ray photon, 15... Copper plate, 16... Suit Case, A... starting end of storage container, B... end of storage container, C... transmitted X-ray detection range, T, T1 to T7... storage area.

Claims (13)

所定の出力値でX線を出力するX線出力部と、
所定数の検出素子を一次元に配列し、1つの前記検出素子を1画素として、それぞれの前記画素で前記X線を検出して、前記X線の全体のエネルギーの大きさを示す総エネルギー量と、所定の値以上のエネルギーの大きさを示す高エネルギー量と、に関する画素情報を取得するX線検出部と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記X線出力部に指示して、搬送用コンベア上を移動してくる収納容器に前記X線を照射するとともに、前記収納容器を透過した透過X線を検出して前記透過X線に対する前記画素情報を前記X線検出部から取得し、
前記画素情報に基づいて前記収納容器に収納された対象物に対する高エネルギー量の減弱係数を総エネルギー量の減弱係数で除して算出する減弱係数の変化率を求め、
システムを運用する前段階において、分類対象の材質サンプルに関して同じ大きさの組合せを複数個準備し、それぞれの減弱係数の変化率を求めてクラスタリングし、さらにクラスタ間に線を引いて各クラスタ間の境界を明確化することで予め準備した材料分類クラスタを参照して、前記対象物を所定の材質の何れかに分類することを特徴とするX線装置。
an X-ray output unit that outputs X-rays with a predetermined output value;
A total energy amount indicating the magnitude of the overall energy of the X-rays by arranging a predetermined number of detection elements in a one-dimensional manner and detecting the X-rays at each of the pixels, with each detection element as one pixel. and an X-ray detection unit that acquires pixel information about a high energy amount indicating a magnitude of energy equal to or greater than a predetermined value;
a control unit;
The control unit
The X-ray output unit is instructed to irradiate the storage container moving on the conveyer with the X-ray, and the transmitted X-ray transmitted through the storage container is detected to detect the pixel corresponding to the transmitted X-ray. obtaining information from the X-ray detection unit;
obtaining a rate of change of the attenuation coefficient calculated by dividing the attenuation coefficient of the high energy amount with respect to the object stored in the storage container by the attenuation coefficient of the total energy amount based on the pixel information;
In the stage before operating the system, prepare multiple combinations of the same size for the material samples to be classified, cluster them by obtaining the rate of change of each attenuation coefficient, and draw a line between the clusters. An X-ray apparatus characterized by classifying the object into one of the predetermined materials by referring to material classification clusters prepared in advance by clarifying boundaries .
請求項1に記載のX線装置であって、
前記X線出力部は、前記搬送用コンベア上を移動してくる前記収納容器の始端部から終端部まで前記X線を照射することを特徴とするX線装置。
An X-ray apparatus according to claim 1, wherein
An X-ray apparatus, wherein the X-ray output unit irradiates the X-rays from the leading end to the trailing end of the storage container moving on the carrying conveyor.
請求項2に記載のX線装置であって、
前記所定の材質は、第一の材質、前記第一の材質とは異なる第二の材質、前記第一の材質および前記第二の材質とは異なる第三の材質の3つの材質であることを特徴とするX線装置。
An X-ray apparatus according to claim 2,
The predetermined material is a first material, a second material different from the first material, and a third material different from the first material and the second material. An X-ray device characterized by:
請求項3に記載のX線装置であって、
前記制御部は、前記X線検出部が前記始端部から前記終端部までスキャンすることにより前記収納容器全体の前記画素情報を取得し、
前記対象物を透過した前記透過X線に対応するそれぞれの前記画素情報に含まれる前記総エネルギー量と前記高エネルギー量に対して、前記対象物の存在しない空気部分のエネルギー量を示す空気部エネルギー量を最大値1としてスケーリングして、正規化総エネルギー量と正規化高エネルギー量とを算出し、
記憶部に第一の記憶領域T1と第二の記憶領域T2を設定し、
前記正規化総エネルギー量を前記T1に二次元配列して前記対象物の第一の画像情報を生成し、
前記正規化高エネルギー量を前記T2に二次元配列して前記対象物の第二の画像情報を生成することを特徴とするX線装置。
An X-ray apparatus according to claim 3,
The control unit acquires the pixel information of the entire storage container by scanning the X-ray detection unit from the start end to the end end,
air part energy indicating an energy amount of an air portion where the object does not exist with respect to the total energy amount and the high energy amount included in each of the pixel information corresponding to the transmitted X-rays transmitted through the object; calculating the normalized total energy content and the normalized high energy content by scaling the amounts to a maximum value of 1;
Setting a first storage area T1 and a second storage area T2 in the storage unit,
two-dimensionally arranging the normalized total energy amount in the T1 to generate first image information of the object;
An X-ray apparatus characterized by generating second image information of the object by two-dimensionally arranging the normalized high energy amounts in the T2.
請求項4に記載のX線装置であって、
前記制御部は、
前記T1のそれぞれの(X,Y)座標に配列した前記正規化総エネルギー量に対応する減弱係数を示す第一の減弱係数を算出し、
前記T2のそれぞれの(X,Y)座標に配列した前記正規化高エネルギー量に対応する減弱係数を示す第二の減弱係数を算出し、
それぞれの前記第二の減弱係数を、対応する(X,Y)座標の前記第一の減弱係数で除算してそれぞれの前記正規化総エネルギー量に対する前記正規化高エネルギー量の前記変化率を算出し、前記記憶部に設定した第三の記憶領域T3に配列することを特徴とするX線装置。
An X-ray apparatus according to claim 4,
The control unit
Calculate a first attenuation coefficient indicating an attenuation coefficient corresponding to the normalized total energy amount arranged at each (X, Y) coordinate of the T1;
calculating a second attenuation coefficient indicating an attenuation coefficient corresponding to the normalized high energy amount arranged at the (X, Y) coordinates of each of the T2;
Each said second attenuation coefficient is divided by said first attenuation coefficient for the corresponding (X,Y) coordinate to calculate said rate of change of said normalized high energy dose relative to said respective normalized total energy dose. and arranged in a third storage area T3 set in the storage unit.
請求項5に記載のX線装置であって、
前記制御部は、
前記T1のそれぞれの(X,Y)座標に配列している数値をX座標とし、前記T3のそれぞれの(X,Y)座標に配列している数値をY座標とする情報を、前記正規化総エネルギー量と前記減弱係数の変化率の相関を示す材質分類クラスタによりクラスタリングして、それぞれの(X,Y)座標を前記第一の材質または前記第二の材質または前記第三の材質の何れに属するか分類し、
前記記憶部に設定した第四の記憶領域を示すT4の対応する(X,Y)座標に前記第一の材質、前記第二の材質、前記第三の材質として材質分類情報を配列することを特徴とするX線装置。
An X-ray apparatus according to claim 5,
The control unit
The information that the numerical values arranged at the (X, Y) coordinates of the T1 are the X coordinates and the numerical values arranged at the (X, Y) coordinates of the T3 are the Y coordinates are normalized. Clustering is performed by material classification clusters showing the correlation between the total energy amount and the rate of change of the attenuation coefficient, and each (X, Y) coordinate is assigned to any one of the first material, the second material, and the third material. belong to or classify
arranging the material classification information as the first material, the second material, and the third material at the (X, Y) coordinates corresponding to T4 indicating the fourth storage area set in the storage unit; An X-ray device characterized by:
請求項6に記載のX線装置であって、
前記制御部は、
前記T4に配列した材質分類情報に基づき、前記T1に配列したそれぞれの(X,Y)座標を前記第一の材質、前記第二の材質および前記第三の材質に分類し、
前記第一の材質に属するそれぞれの(X,Y)座標に配列している前記正規化総エネルギー量を前記記憶部に設定した第五の記憶領域を示すT5に配列し、
前記第二の材質に属するそれぞれの(X,Y)座標に配列している前記正規化総エネルギー量を前記記憶部に設定した第六の記憶領域を示すT6に配列し、
前記第三の材質に属するそれぞれの(X,Y)座標に配列している前記正規化総エネルギー量を前記記憶部に設定した第七の記憶領域を示すT7に配列することを特徴とするX線装置。
An X-ray apparatus according to claim 6,
The control unit
Based on the material classification information arranged in the T4, each (X, Y) coordinate arranged in the T1 is classified into the first material, the second material, and the third material,
arranging the normalized total energy amount arranged at each (X, Y) coordinate belonging to the first material in T5 indicating a fifth storage area set in the storage unit;
arranging the normalized total energy amount arranged in each (X, Y) coordinate belonging to the second material in T6 indicating the sixth storage area set in the storage unit;
The X characterized in that the normalized total energy amount arranged in each (X, Y) coordinate belonging to the third material is arranged in T7 indicating the seventh storage area set in the storage unit. line device.
請求項7に記載のX線装置であって、
前記制御部は、
前記T5において、同じ値の前記正規化総エネルギー量(k)を有する(X,Y)座標の数をそれぞれカウントして第一の画素数Gh(k)を算出し、
前記T6において、同じ値の前記正規化総エネルギー量(k)を有する(X,Y)座標の数をそれぞれカウントして第二の画素数Gl(k)を算出し、
前記T7において、同じ値の前記正規化総エネルギー量(k)を有する(X,Y)座標の数をそれぞれカウントして第三の画素数Ga(k)を算出し、
前記対象物の質量を前記第一の画素数群と前記第二の画素数群と前記第三の画素数群の合計で除算して、前記第一の材質と前記第二の材質と前記第三の材質とに共通する単位質量係数(M)を算出することを特徴とするX線装置。
An X-ray apparatus according to claim 7,
The control unit
In T5, counting the number of (X, Y) coordinates having the same normalized total energy amount (k) to calculate the first pixel number Gh(k);
In T6, counting the number of (X, Y) coordinates having the same normalized total energy amount (k) to calculate a second pixel number Gl(k);
In T7, counting the number of (X, Y) coordinates having the same normalized total energy amount (k) to calculate a third pixel number Ga(k);
The mass of the object is divided by the sum of the first pixel number group, the second pixel number group, and the third pixel number group to obtain the first material, the second material, and the first material. An X-ray apparatus characterized by calculating a unit mass coefficient (M) common to three materials.
請求項8に記載のX線装置であって、
前記制御部は、質量相関係数設定カーブを用いて、前記第一の材質、前記第二の材質、前記第三の材質のそれぞれの正規化総エネルギー量に対応する質量相関係数mh(k)、ml(k)、ma(k)(k:正規化フォトン数)を設定することを特徴とするX線装置。
An X-ray apparatus according to claim 8,
The control unit uses a mass correlation coefficient setting curve to determine the mass correlation coefficient mh(k ), ml(k) and ma(k) (where k is the number of normalized photons).
請求項9に記載のX線装置であって、
前記制御部は、次の演算式(1)から(3)により、
第一の材質の質量 = M(Gh(0.1)mh(0.1)+Gh(0.2)mh(0.2)+・・・+Gh(k)mh(k))・・・(1)
第二の材質の質量 = M(Gl(0.1)ml(0.1)+Gl(0.2)ml(0.2)+・・・+Gl(k)ml(k))・・・(2)
第三の材質の質量 = M(Ga(0.1)ma(0.1)+Ga(0.2)ma(0.2)+・・・+Ga(k)ma(k))・・・(3)
前記対象物の前記第一の材質の質量と前記第二の材質の質量と前記第三の材質の質量とを推定することを特徴とするX線装置。
An X-ray device according to claim 9,
According to the following arithmetic expressions (1) to (3), the control unit
Mass of the first material = M(Gh(0.1)mh(0.1)+Gh(0.2)mh(0.2)+・・・+Gh(k)mh(k))・・・(1)
Mass of second material = M(Gl(0.1)ml(0.1)+Gl(0.2)ml(0.2)+・・・+Gl(k)ml(k))・・・(2)
Mass of the third material = M(Ga(0.1)ma(0.1)+Ga(0.2)ma(0.2)+・・・+Ga(k)ma(k))・・・(3)
An X-ray apparatus characterized by estimating the mass of the first material, the mass of the second material, and the mass of the third material of the object.
請求項1に記載のX線装置であって、
前記X線装置は、計測部と、
前記計測部より前記搬送用コンベアの後部位置に配置された収納容器センサと、を備え、
前記計測部により前記収納容器の質量を計測し、
前記計測部により前記収納容器の質量を計測した後に前記収納容器センサにより前記収納容器を検知した場合、前記制御部が前記X線出力部に指令信号を送信して前記X線の照射を開始することを特徴とするX線装置。
An X-ray apparatus according to claim 1, wherein
The X-ray device includes a measurement unit,
a storage container sensor arranged at a rear position of the transport conveyor from the measurement unit,
measuring the mass of the storage container by the measuring unit;
When the storage container sensor detects the storage container after the mass of the storage container is measured by the measurement unit, the control unit transmits a command signal to the X-ray output unit to start the X-ray irradiation. An X-ray apparatus characterized by:
請求項1に記載のX線装置であって、
前記X線装置は、前記収納容器に収納された複数の対象物から特定の対象物を選択する機能を備え、
前記制御部は、前記選択された対象物の前記画素情報に基づいて当該選択された対象物の減弱係数の変化率を求め、
前記選択された対象物を構成する複数の材質を、それぞれ前記所定の材質の何れかに分類することを特徴とするX線装置。
An X-ray apparatus according to claim 1, wherein
The X-ray device has a function of selecting a specific object from a plurality of objects stored in the storage container,
The control unit obtains a change rate of an attenuation coefficient of the selected target based on the pixel information of the selected target,
An X-ray apparatus characterized by classifying a plurality of materials constituting the selected object into one of the predetermined materials.
X線を用いた材質分類方法であって、
(a)搬送用コンベア上を移動してくる収納容器にX線を照射するとともに、前記収納容器を透過した透過X線を検出して前記透過X線に対する画素情報を取得するステップと、
(b)前記(a)ステップで取得した前記画素情報に基づいて、前記収納容器に収納された対象物に対する高エネルギー量の減弱係数を総エネルギー量の減弱係数で除して算出する減弱係数の変化率を求めるステップと、
(c)前記(b)ステップで求めた前記減弱係数の変化率と、システムを運用する前段階において、分類対象の材質サンプルに関して同じ大きさの組合せを複数個準備し、それぞれの減弱係数の変化率を求めてクラスタリングし、さらにクラスタ間に線を引いて各クラスタ間の境界を明確化することで予め準備した材料分類クラスタとに基づいて、前記対象物を所定の材質の何れかに分類するステップと、
を有することを特徴とする材質分類方法。
A material classification method using X-rays,
(a) a step of irradiating X-rays onto a storage container moving on a carrying conveyor, and detecting transmitted X-rays transmitted through the storage container to acquire pixel information for the transmitted X-rays;
(b) Based on the pixel information acquired in step (a), the attenuation coefficient is calculated by dividing the attenuation coefficient of the high energy amount for the object stored in the storage container by the attenuation coefficient of the total energy amount. determining a rate of change ;
(c) The change rate of the attenuation coefficient obtained in step (b) above, and the change in the attenuation coefficient of each of the material samples to be classified in the stage before operating the system, by preparing a plurality of combinations of the same size The object is classified into one of the predetermined materials based on material classification clusters prepared in advance by performing clustering by obtaining the ratio and further clarifying the boundaries between each cluster by drawing lines between the clusters. a step;
A material classification method characterized by having
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