KR20240009017A - 이물질 검출을 위한 방사선 검사 장치 및 시스템 - Google Patents
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Abstract
이물질 검출을 위한 방사선 검사 장치는 방사선을 조사하는 조사기, 물체를 투과한 방사선을 검출하여 섬광신호로 변환하는 검출부, 상기 섬광신호를 전기적 신호로 변환하는 복수의 광센서 소자를 포함하는 광센서, 및 상기 복수의 광센서 소자의 배치 방식에 대응하여 복수의 방사선 촬영 영상을 생성하고, 상기 복수의 방사선 촬영 영상에 대해 영상 재정합 과정을 수행하여 해상도가 증가된 방사선 촬영 영상을 생성하는 신호처리부를 포함한다.
Description
본 발명은 이물질 검출을 위한 방사선 검사 장치 및 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 방사선을 이용하여 식품 내 이물질을 검출할 수 있는 방사선 검사 장치 및 시스템에 관한 것이다.
X-ray 검사시장은 기술 발달과 응용 산업의 발전으로 활용 범위가 넓어지면서 다양한 분야에 확대 적용되고 있다. 특히, 식품 사고, 이물질 검출, 먹거리의 신뢰성 등 소득 수준의 향상과 더불어 식품 안전과 건강에 대한 관심이 증가하고 있다. 2014년부터 식품안전관리인증(HACCP) 의무 적용 대상이 확대되었고, 전 세계적으로 식품 분야 X-선 검사장비 시장은 약 8%의 높은 연평균 성장률이 예상된다.
또한, 비용을 감축하고 생산성을 향상시키기 위해 디지털화 및 자동화 검사 시스템이 도입되고 있으며, 더 미세한 이물질까지 검출하기 위한 하드웨어 및 소프트웨어 개발이 활발히 진행되고 있다.
식품 및 비파괴 검사 방법 중 가장 보편적인 방법은 물체가 컨베이어 벨트를 이동하면서 2차원 방사선 영상을 획득한 후 검사하는 인라인(in-line) 2D/2.5D 검사 방식과 물체를 회전하며 촬영된 방사선 영상을 기반으로 단층 재구성 영상을 획득 후 검사하는 3D 검사 방식이 있다.
인라인 2D 검사 방식의 경우 엑스선 튜브와 검출기 사이를 물체가 통과하면서 영상을 획득하는 방식으로 빠르게 물체 내부의 이물질을 검사할 수 있다는 장점이 있으나, 3차원 정보를 2차원 투영 영상으로 획득함에 따라 겹쳐 있거나 밀도가 비슷한 물질은 구분하기 어려운 단점이 있다.
인라인 2.5D 검사 방식은 기존의 인라인 2D 검사 방식의 문제점을 극복하기 위하여 원형이나 사각형 방향으로 X-선 튜브를 회전하면서 다양한 각도(주로 4-8 방향에서 방사선 촬영)에서 방사선 촬영을 수행 후 재구성하여 단층영상으로 이물질 검사를 수행하는 방법이다. 인라인 2.5D 검사 방식은 중첩에 의한 이물질 검사 오류를 줄일 수 있는 장점이 있으나, 인라인 2D 검사 방식에 비해 검사 시간이 길고, 완벽한 단층 영상을 획득하기는 어려운 한계점이 있다.
3D 검사 방식은 대상 물질의 단면 영상 기반의 내부 구조 검사 방식으로 인라인 2.5D 검사 방식에 비해 정확한 단층 영상 획득이 가능하며, 이물질 검사뿐만 아니라 정량적 크기 계산, 성분 분석과 같은 다양한 분석이 가능하다. 하지만, 3D 검사 방식은 인라인 2D/2.5D 검사 방식에 비해 검사 시간이 길고, 대용량 재구성을 위한 고성능 컴퓨터 및 알고리즘이 요구된다.
최근에는 식품 검사 기준이 상향되고 비금속물질까지 검출이 가능한 검사장비의 필요성이 높아지고 있으며, 검사하는 식품 내 다양한 물질의 특성들을 예측하여 질 높은 검사 결과를 제공하고자 하는 연구가 활발히 진행중이다.
현재, 광자계수형 검출기(예를 들어, CdTe, CZT)를 기반으로 한 X-선 검사 시스템이 주로 연구 및 개발되고 있다. X-선 검사 시스템은 방사선 에너지에 따라 정보를 획득하여 영상 왜곡 보정 및 다양한 정보 획득을 수행할 수 있는 장점이 있으나, 가격이 고가인 단점이 있다.
식품 검사를 위한 검사 장치에는 대표적으로 이미지 센서를 이용한 검사 장치, 광자계수형 센서를 이용한 검사 장치, 열화상 센서 기반 검사 장치, 초분광 이미징 검사 장치 및 금속검출 검사 장치가 있다.
이미지 센서를 이용한 검사 장치는 빛을 전기신호로 전환하여 디스플레이로 표시하거나 저장장치에 저장할 수 있도록 하는 반도체로서, 주로 수광된 신호를 전기신호로 변환시키는 수광 소자, 변환된 전기신호를 증폭 및 압축하는 픽셀 회로, 전처리된 아날로그 신호를 디지털로 변환하여 이미지 신호를 처리하는 ASIC 부분으로 구성되어 있다. 가장 보편적으로 사용되는 이미지 센서는 CCD(charge coupled device)와 CMOS(complementary metal oxide semiconductor)이며, 특히 CMOS 이미지 센서의 경우 낮은 소비전력과 적은 발열, 고속처리 및 저비용 대량생산이 가능한 장점이 있어 카메라, 내시경, 방사선 검출기 등에 널리 사용되고 있다.
광자계수형 센서를 이용한 검사 장치는 입사된 광자를 직/간접 변환방식을 통해 전기신호로 변환 시 입사 광자의 에너지별로(energy spectral) 개별 처리가 가능한 센서로서, 신호처리 시 문턱 조건으로 노이즈보다 큰 전하들에 의한 신호만 처리할 수 있도록 하여 누설 전류나 노이즈에 의한 영향을 최소화시켜 높은 SNR(signal-to-noise ratio)을 갖는 신호 획득이 가능한 장점이 있다. 직접 방식 센서의 경우 대표적으로 CdTe와 CZT가 있으며, 간접방식 센서의 경우 대표적으로 SiPM이 있다. 직접 방식 센서의 경우 신틸레이션 없이 높은 저지능과 에너지 분해능, 공간 분해능을 갖는 장점이 있으나 많은 수의 판독 채널(read-out channels)이 필요하다는 점과 제조원가가 높은 단점이 있다. 반면, 간접방식 센서의 경우 낮은 제조원가의 장점이 있지만 신틸레이션을 사용해야 한다는 단점과 이로 인해 직접 방식 센서에 비해 낮은 공간 분해능을 갖는 단점이 있다.
열화상 센서 기반 검사 장치는 적외선 에너지(열)를 감지하여, 실화상으로 변환하는 측정 장치이다. 일반적으로 열화상 카메라의 경우 렌즈, 열 센서, 전자처리 장치, 하우징으로 구성되며 비접촉 방식으로 물체의 열을 감지할 수 있다는 장점이 있으나 일반 실화상 센서에 비해 해상도가 낮은 단점이 있다.
초분광 이미징 검사 장치는 일반적으로 UV(200㎛ 내지 400㎛)부터 MWIR(2.5㎛ 내지 7㎛) 영역의 전자기파를 측정하고 이를 설정된 밴드 수에 따라 분리하여 다분광 이미징을 구현하는 장치이다. 초분광 이미징 검사 장치는 일반적으로 초분광 이미징 시스템은 광원과 광학계, 스펙트럼 분산장치, 이미지 센서(CCD, CMOS)로 구성된다. 농산물의 상처나 결점 측정, 해산물의 색, 질감 및 지방 분석, pH, 수분 함류량 등 다양한 특성을 분석하는데 사용될 수 있으나, 내부 구조를 파악하기는 어려운 한계점이 있다.
금속검출 검사 장치는 송수신 코일에 전류를 흘려 송신 코일에서 수신 코일로 전자기 유도 현상을 발생시키고 물체가 해당 코일을 통과할 때 자기장의 변화를 감지하여 금속물질을 검출하는 장치이다. 식품 내 금속물질을 탐지하여 검출하는데 탁월한 효과가 있지만, 비금속물질의 이물질을 검출하지 못하는 단점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 다양한 방사선 에너지에 따라 식품 내부의 영상 정보를 획득할 수 있는 방사선 검사 장치와 영상 화질을 복원 및 개선하는 전처리 기술, 이물질 영역을 검출하는 영상분할 기술, 그리고 식품의 특징(예, 수분 함량, pH, 당도 등)에 대한 분석 기술을 이용하여 식품 검사에 있어서 이물질 검출 정확도를 향상시키고 유용한 정보를 제공할 수 있는 이물질 검출을 위한 방사선 검사 장치 및 시스템을 제공함에 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이물질 검출을 위한 방사선 검사 장치는 방사선을 조사하는 조사기, 물체를 투과한 방사선을 검출하여 섬광신호로 변환하는 검출부, 상기 섬광신호를 전기적 신호로 변환하는 복수의 광센서 소자를 포함하는 광센서, 및 상기 복수의 광센서 소자의 배치 방식에 대응하여 복수의 방사선 촬영 영상을 생성하고, 상기 복수의 방사선 촬영 영상에 대해 영상 재정합 과정을 수행하여 해상도가 증가된 방사선 촬영 영상을 생성하는 신호처리부를 포함한다.
상기 복수의 광센서 소자는 프레임 상에 2 이상의 단일 라인을 따라 배열되는 단일 라인 타입으로 배열될 수 있다.
상기 2 이상의 단일 라인은 상기 물체가 이동하는 제1 방향으로 일정 거리 서로 이격되어 배열되고, 상기 2 이상의 단일 라인 각각은 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향으로 연장되고 상기 제2 방향으로 일렬로 배열되는 복수의 광센서 소자를 포함할 수 있다.
상기 2 이상의 단일 라인 중 제2 단일 라인은 제1 단일 라인의 배치 위치로부터 하나의 광센서 소자의 직경보다 작은 시프트 거리만큼 상기 제2 방향으로 시프트되어 배치될 수 있다.
상기 2 이상의 단일 라인에서 서로 다른 단일 라인에 속하는 광센서 소자는 상기 제2 방향으로 서로 어긋나게 배치될 수 있다.
상기 신호처리부는 상기 2 이상의 단일 라인 중 제1 단일 라인을 통해 획득된 제1 방사선 촬영 영상과 상기 2 이상의 단일 라인 중 제2 단일 라인을 통해 획득된 제2 방사선 촬영 영상을 결합하는 상기 영상 재정합 과정으로 상기 해상도가 증가된 방사선 촬영 영상을 생성할 수 있다.
상기 복수의 광센서 소자는 프레임 상에 2 이상의 다중 라인을 따라 배열되는 다중 라인 타입으로 배열될 수 있다.
상기 2 이상의 다중 라인은 상기 물체가 이동하는 제1 방향으로 일정 거리 서로 이격되어 배열되고, 상기 2 이상의 다중 라인 각각은 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향으로 연장되고 상기 제2 방향으로 2열 이상의 열로 배열되는 복수의 광센서 소자를 포함할 수 있다.
상기 2 이상의 다중 라인 중 제2 다중 라인은 제1 다중 라인의 배치 위치로부터 하나의 광센서 소자의 직경보다 작은 시프트 거리만큼 상기 제2 방향으로 시프트되어 배치될 수 있다.
상기 2 이상의 다중 라인에서 서로 다른 다중 라인에 속하는 광센서 소자는 상기 제2 방향으로 서로 어긋나게 배치될 수 있다.
상기 신호처리부는 상기 2 이상의 다중 라인 중 제1 다중 라인을 통해 획득된 제1 방사선 촬영 영상과 상기 2 이상의 다중 라인 중 제2 다중 라인을 통해 획득된 제2 방사선 촬영 영상을 결합하는 상기 영상 재정합 과정으로 상기 해상도가 증가된 방사선 촬영 영상을 생성할 수 있다.
상기 복수의 광센서 소자는 프레임 상에 다수의 어레이 블록으로 배열되는 다중 어레이 타입으로 배열될 수 있다.
상기 다수의 어레이 블록 각각은 상기 물체가 이동하는 제1 방향 및 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향으로 배열되는 복수의 광센서 소자를 포함할 수 있다.
상기 다수의 어레이 블록은 상기 프레임의 중앙 부분에 배치되는 제1 어레이 블록, 상기 프레임의 모서리에 배치되는 제2 내지 제5 어레이 블록을 포함하고, 상기 제2 내지 제5 어레이 블록 각각은 상기 제1 어레이 블록의 배치 위치로부터 하나의 광센서 소자의 직경보다 작은 시프트 거리만큼 상기 제2 방향으로 시프트되어 배치될 수 있다.
상기 제1 어레이 블록에 속하는 광센서 소자는 상기 제2 내지 제5 어레이 블록에 속하는 광센서 소자와 상기 제2 방향으로 서로 어긋나게 배치될 수 있다.
상기 신호처리부는 상기 제2 내지 제5 어레이 블록을 통해 획득된 제2 내지 제5 방사선 촬영 영상의 특징을 매칭시켜 매칭 영상을 만들고, 상기 매칭 영상을 상기 제1 어레이 블록을 통해 획득된 제1 방사선 촬영 영상에 대응하는 크기로 자르고, 상기 제1 방사선 촬영 영상과 잘라진 매칭 영상을 결합하는 상기 영상 재정합 과정으로 상기 해상도가 증가된 방사선 촬영 영상을 생성할 수 있다.
상기 물체를 투과한 방사선이 제1 방향으로 입사되고, 상기 물체를 회전시키는 회전체가 제2 방향으로 회전하고, 상기 회전체의 축 방향이 제3 방향일 때, 상기 복수의 광센서 소자는 프레임 상에서 상기 제3 방향으로 일렬로 배열되는 제1 단일 및 멀티 라인 타입으로 배열될 수 있다.
상기 물체를 투과한 방사선이 제1 방향으로 입사되고, 상기 물체를 회전시키는 회전체가 제2 방향으로 회전하고, 상기 회전체의 축 방향이 제3 방향일 때, 상기 복수의 광센서 소자는 프레임 상에서 상기 제2 방향 및 상기 제3 방향으로 행렬 형태로 배열되는 어레이 타입으로 배열될 수 있다.
상기 물체를 투과한 방사선이 제1 방향으로 입사되고, 상기 물체를 회전시키는 회전체가 제2 방향으로 회전하고, 상기 회전체의 축 방향이 제3 방향일 때, 상기 복수의 광센서 소자는 프레임 상에서 상기 제2 방향으로 일렬로 배열되는 제2 단일 및 멀티 라인 타입으로 배열될 수 있다.
상기 복수의 광센서 소자가 상기 물체를 1회 스캔한 후 상기 복수의 광센서 소자는 하나의 광센서 소자의 직경보다 작은 시프트 거리만큼 상기 제3 방향으로 시프트될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 이물질 검출을 위한 방사선 검사 시스템은 물체를 투과한 방사선을 검출하여 섬광신호로 변환하고, 복수의 광센서 소자로 상기 섬광신호를 전기적 신호로 변환하고, 상기 복수의 광센서 소자의 배치 방식에 대응하여 복수의 제1 방사선 촬영 영상을 생성하고, 상기 복수의 제1 방사선 촬영 영상에 대해 영상 재정합 과정을 수행하여 해상도가 증가된 제2 방사선 촬영 영상을 생성하는 방사선 검사 장치, 및 상기 제2 방사선 촬영 영상을 처리하고 분석하여 상기 물체 내의 이물질을 검출하는 사용자 컴퓨터를 포함한다.
상기 사용자 컴퓨터는, 상기 제2 방사선 촬영 영상에 대한 전처리 과정을 수행한 후 이물질 검출을 위한 영상 분할 과정을 수행하는 영상처리부, 및 상기 제2 방사선 촬영 영상의 특징을 추출하고 특징 간의 상관분석을 통해 예측 결과값을 도출하는 영상분석부를 포함할 수 있다.
상기 전처리 과정은 노이즈 제거, 대조도 개선 및 셰이딩 교정 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 영상 분할 과정은 특징이 유사한 지역을 정해진 크기로 부분적으로 탐지하여 최종적으로 영역을 분리하는 클러스터링을 이용한 방법, 히스토그램과 같은 특징 공간에서 영역을 분리하는 특징 공간을 이용하는 방법 및 영상 내 물체의 에지 성분을 추출하여 영역을 분리하는 입력 영상의 에지를 이용한 방법 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 영상처리부는 상기 제2 방사선 촬영 영상에 대해 선속경화 보정 과정을 수행한 후 상기 전처리 과정 및 상기 영상 분할 과정을 수행할 수 있다.
상기 사용자 컴퓨터는, 아티팩트가 포함된 에너지 스펙트럼 영상과 복원 개선된 영상을 쌍 데이터 세트로 구축하고, 상기 쌍 데이터 세트를 딥러닝 네트워크에 입력하여 상기 딥러닝 네트워크를 훈련시키고, 상기 딥러닝 네트워크를 통한 상기 제2 방사선 촬영 영상에 대한 전처리 결과를 기반으로 이물질 검출을 위한 영상 분할 과정을 수행하는 영상처리부, 및 상기 제2 방사선 촬영 영상의 특징을 추출하고 특징 간의 상관분석을 통해 예측 결과값을 도출하는 영상분석부를 포함할 수 있다.
상기 사용자 컴퓨터는, 상기 제2 방사선 촬영 영상을 딥러닝 네트워크에 입력하고, 상기 딥러닝 네트워크를 통해 이물질이 분리된 영상을 획득하는 영상처리부, 및 상기 제2 방사선 촬영 영상의 특징을 추출하고 특징 간의 상관분석을 통해 예측 결과값을 도출하는 영상분석부를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 방사선 검사 시스템은 방사선을 조사하는 조사기, 물체를 투과한 방사선을 검출하여 섬광신호로 변환하는 검출부, 상기 섬광신호를 전기적 신호로 변환하는 복수의 광센서 소자를 포함하는 광센서, 상기 복수의 광센서 소자의 배치 방식에 대응하여 복수의 제1 방사선 촬영 영상을 생성하고, 상기 복수의 제1 방사선 촬영 영상에 대해 영상 재정합 과정을 수행하여 해상도가 증가된 제2 방사선 촬영 영상을 생성하는 신호처리부, 상기 제2 방사선 촬영 영상에 대한 전처리 과정을 수행한 후 이물질 검출을 위한 영상 분할 과정을 수행하는 영상처리부, 및 상기 제2 방사선 촬영 영상의 특징을 추출하고 특징 간의 상관분석을 통해 예측 결과값을 도출하는 영상분석부를 포함한다.
식품 검사에 있어서 영상 재정합 방법으로 고해상도 영상을 획득할 수 있고, 이에 따라 이물질 검출 정확도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이물질 검출을 위한 방사선 검사 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 2D 또는 2.5D 검사 방식의 방사선 검사 시스템의 검출기 배치 타입을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 2D 또는 2.5D 검사 방식의 방사선 검사 시스템의 검출기 배치 타입을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 2D 또는 2.5D 검사 방식의 방사선 검사 시스템의 검출기 배치 타입을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 검사 방식의 방사선 검사 시스템의 검출기 배치 타입을 나타낸다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 3D 검사 방식의 방사선 검사 시스템의 검출기 배치 타입을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 3D 검사 방식의 방사선 검사 시스템의 검출기 배치 타입을 나타낸다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 라인 타입 또는 다중 라인 타입의 검출기 배치에 대한 영상 재정합 방법을 나타낸다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 배열 타입의 검출기 배치에 대한 영상 재정합 방법을 나타낸다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 검사 시스템의 영상처리 방법을 나타낸다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 방사선 검사 시스템의 영상처리 방법을 나타낸다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 방사선 검사 시스템의 영상처리 방법을 나타낸다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 방사선 검사 시스템의 영상처리 방법을 나타낸다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 검사 시스템의 영상분석 방법을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 2D 또는 2.5D 검사 방식의 방사선 검사 시스템의 검출기 배치 타입을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 2D 또는 2.5D 검사 방식의 방사선 검사 시스템의 검출기 배치 타입을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 2D 또는 2.5D 검사 방식의 방사선 검사 시스템의 검출기 배치 타입을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 검사 방식의 방사선 검사 시스템의 검출기 배치 타입을 나타낸다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 3D 검사 방식의 방사선 검사 시스템의 검출기 배치 타입을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 3D 검사 방식의 방사선 검사 시스템의 검출기 배치 타입을 나타낸다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 라인 타입 또는 다중 라인 타입의 검출기 배치에 대한 영상 재정합 방법을 나타낸다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 배열 타입의 검출기 배치에 대한 영상 재정합 방법을 나타낸다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 검사 시스템의 영상처리 방법을 나타낸다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 방사선 검사 시스템의 영상처리 방법을 나타낸다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 방사선 검사 시스템의 영상처리 방법을 나타낸다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 방사선 검사 시스템의 영상처리 방법을 나타낸다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 검사 시스템의 영상분석 방법을 나타낸다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이물질 검출을 위한 방사선 검사 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 방사선 검사 시스템(10)은 방사선 검사 장치(100) 및 사용자 컴퓨터(200)를 포함할 수 있다. 방사선 검사 장치(100)는 광자계수형 기반의 2D 검사 방식, 2.5D 검사 방식 또는 3D 검사 방식으로 물체(300)를 검사할 수 있도록 구성될 수 있다. 사용자 컴퓨터(200)는 방사선 검사 장치(100)를 동작을 제어하고 방사선 검사 장치(100)로부터 검사 결과를 전달받아 영상을 처리하고 분석하여 물체(300) 내의 이물질을 검출할 수 있도록 구성될 수 있다. 물체(300)는 각종 식품을 포함할 수 있다.
방사선 검사 장치(100)는 조사기(110), 검출 모듈(120), 송신부(130) 및 제어부(140)를 포함할 수 있고, 검출 모듈(120)은 검출부(121), 광센서(122) 및 신호처리부(123)를 포함할 수 있다.
조사기(110)는 방사선(X-선)을 발생시키는 장치이다. 조사기(110)와 검출 모듈(120) 사이에 물체(300)가 위치하고, 조사기(110)는 물체(300)를 향하여 방사선을 조사할 수 있다. 조사기(110)는 조사야(radiation field)를 제어하기 위한 조준기를 포함할 수 있으며, 조준기를 탈부착 가능하도록 마련될 수 있다.
검출부(121)는 물체(300)를 투과한 방사선을 검출하여 섬광신호로 변환할 수 있다. 검출부(121)는 BGO(Bismuth Germanate), LSO(Lutetium Oxyorthosilicate), LYSO(Lutetium Yttrium Oxyorthosilicate), LuAP(Lutetium Aluminum Perovskite), LuYAP(Lutetium Yttrium Aluminum Perovskite), LaBr3(Lanthanum Bromide), LuI3(Lutetium Iodide), GSO(Gadolinium oxyorthosilicate), LGSO(lutetium gadolinium oxyorthosilicate), LuAG(Lutetium aluminum garnet), LFS(Lutetium Fine Silicate) 중 적어도 하나가 홀로 배치된 단일형으로 이루어지거나 또는 다수 배열된 배열형으로 이루어질 수 있다.
광센서(122)는 검출부(121)의 출력신호(섬광신호)를 전기적 신호로 변환할 수 있다. 광센서(122)는 광전자증배관(Photomultiplier Tube, PMT), 애벌런치 광다이오드(Avalanche Photodiode, APD), 실리콘광전자증배관(Silicon Photomultiplier Tube, SiPM), 디지털 실리콘광전자증배관 (Digital-Silicon Photomultiplier Tube, D-SiPM), CZT, CdTe, PIN 등의 진공관 혹은 반도체 방식의 복수의 광센서 소자를 포함할 수 있다.
복수의 광센서 소자를 이용하여 고해상도 영상을 획득하기 위하여 복수의 광센서 소자의 배치 방식은 아래와 같은 타입으로 구성될 수 있다. 복수의 광센서 소자의 배치 방식에 따라 복수의 방사선 촬영 영상이 생성될 수 있다.
방사선 검사 장치(100)가 2D 검사 방식 또는 2.5D 검사 방식으로 구성될 때, 광센서(122)는 복수의 광센서 소자가 2 이상의 단일 라인을 따라 배열되는 단일 라인 타입, 복수의 광센서 소자가 2 이상의 다중 라인을 따라 배열되는 다중 라인 타입, 복수의 광센서 소자가 다수의 어레이 블록으로 배열되는 다중 어레이 타입 중 어느 하나로 구성될 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 도 2 내지 4를 참조하여 후술한다.
방사선 검사 장치(100)가 3D 검사 방식으로 구성될 때, 광센서(122)는 복수의 광센서 소자가 물체(300)의 회전축 방향을 따라 단일 라인으로 배열되는 제1 단일 및 다중 라인 타입, 복수의 광센서 소자가 하나의 어레이 블록으로 배열되는 어레이 타입, 복수의 광센서 소자가 물체(300)의 회전 방향을 따라 단일 라인으로 배열되는 제2 단일 및 다중 라인 타입 등으로 구성될 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 도 5 내지 7을 참조하여 후술한다.
신호처리부(123)는 광센서(122)의 출력신호(전기적 신호)를 처리하여 디지털 신호를 생성할 수 있다. 신호처리부(123)는 아날로그 신호처리부(미도시) 및 디지털 신호처리부(미도시)를 포함할 수 있다.
아날로그 신호처리부는 증폭기를 이용하여 광센서(122)의 출력신호의 신호처리를 용이하도록 증폭할 수 있다. 그리고 아날로그 신호처리부는 비교기를 이용하여 신호의 상승시간, 하강시간, 신호폭, 오프셋 전압 등을 조절하고, 광센서(122)의 아날로그 출력신호를 디지털 신호로 변환할 수 있다. 아날로그 신호처리부는 채널수를 감소시키거나 광분배 정도를 판별할 수 있는 회로를 포함할 수 있다. 아날로그 신호처리부는 광센서(122)로부터 전달되는 방사선에 대한 수많은 전기적 신호에 대해 각 행과 열 가산회로 또는 저항분배회로를 이용하여 채널수를 감소시킨 이후 증폭 및 성형하고 성형된 신호를 이용하여 비교기를 통해 디지털화할 수 있다. 각 채널의 출력신호는 방사선의 반응위치, 반응시간 및 반응 에너지 크기를 포함할 수 있다.
디지털 신호처리부는 아날로그 신호처리부의 출력신호를 ADC(Analog to Digital Converter), TDC(Time to Digital Converter), FPGA(예를 들어, Xilinx family, Altera family) 등을 통하여 처리하여 출력신호에 대한 검출시간, 검출된 신호의 크기, 검출된 위치 등의 정보를 획득하고, 특정 시간 내에 획득된 데이터를 비교하여 실시간 디지털 신호를 생성할 수 있다. 디지털 신호처리부는 아날로그 신호처리부의 출력신호로부터 방사선 반응 정보를 해석하기 위해 각 출력신호를 기초로 반응위치, 반응시간 및 반응 에너지에 대한 정보를 결정할 수 있다. 이때, 반응위치는 출력된 광센서 소자의 위치에 해당하고, 반응시간은 광센서 소자가 전기적 신호를 출력한 시간에 해당하고, 반응에너지 크기는 출력신호의 길이에 해당할 수 있다. 이러한 디지털화된 정보들을 분석하기 위해 제어부(140)는 디지털화된 정보를 패킷화하고 각 채널들에 대한 신호를 동시 계수 또는 단일 계수 모드로 제어할 수 있다.
신호처리부(123)는 복수의 광센서 소자의 배치 방식에 대응하여 복수의 방사선 촬영 영상을 생성할 수 있고, 영상의 해상도를 향상시키기 위해 복수의 광센서 소자의 배치 방식에 대응하여 생성되는 복수의 방사선 촬영 영상에 대해 영상 재정합(wobbling) 과정을 수행하여 해상도가 증가된 방사선 촬영 영상을 생성할 수 있다. 영상 재정합 과정으로 생성된 방사선 촬영 영상이 송신부(130)를 통해 전송될 수 있다. 영상 재정합 과정에 대해서는 도 8 및 9를 참조하여 후술한다.
송신부(130)는 신호처리부(123)의 디지털 신호처리부로부터 방사선 촬영 영상을 전달받는다. 송신부(130)는 시리얼, 이더넷 등의 유선통신 또는 블루투스, 와이파이, OWC(Optical wireless communication) 등의 무선통신의 통신 규격으로 방사선 촬영 영상을 사용자 컴퓨터(200)로 전송할 수 있다.
제어부(140)는 조사기(110)와 검출 모듈(120)을 제어할 수 있다. 제어부(140)는 물체(300)의 이동시키는 컨베이어 벨트나 물체(300)를 회전시키는 회전체의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 방사선 검사 장치(100)가 2.5D 검사 방식으로 구성될 때 제어부(140)는 조사기(110)의 움직임을 제어할 수 있고, 방사선 검사 장치(100)가 3D 검사 방식으로 구성될 때 제어부(140)는 물체(300)의 회전을 제어할 수 있다.
사용자 컴퓨터(200)는 조작장치(210), 저장부(220), 영상처리부(230), 영상분석부(240), 출력부(250) 및 통신부(260)를 포함할 수 있다.
조작장치(210)는 사용자가 방사선 검사 장치(100)의 관전압(Tube voltage), 관전류(tube current), 촬영시간, 촬영 프레임, 회전속도 등을 조작할 수 있도록 한다. 조작장치(210)를 통한 사용자의 조작에 의해 제어부(140)가 조사기(110), 검출 모듈(120), 물체(300)의 이동/회전을 제어할 수 있다.
저장부(220)는 방사선 검사 장치(100)로부터 전송된 방사선 촬영 정보(방사선 촬영 영상), 방사선 촬영 정보 획득 시의 측정 조건(예를 들어, 관전압, 관전류, 촬영시간 등), 물체(300)에 대한 정보 등을 저장 매체에 저장할 수 있다. 저장 매체는 플래시 메모리, 하드디스크, SRAM, ROM, EEPROM 등을 포함할 수 있다. 저장부(220)는 raw, jpg, png 등의 다양한 파일 형태로 데이터를 저장할 수 있다.
영상처리부(230)는 사용자 컴퓨터(200)로 전송된 정보(방사선 촬영 영상)에 대해 전처리 과정을 수행한 후 이물질 검출을 위한 영상 분할 과정을 수행할 수 있다.
전처리 과정은 왜곡을 발생시키는 신호를 제거하여 원신호 및 영상을 복원하거나 대조 및 평활도를 조절하여 영상 화질을 개선하는 과정이다. 전처리 과정은 노이즈 제거(noise removal), 대조도 개선(contrast enhancement), 셰이딩 교정(shading correction) 등을 포함할 수 있다.
노이즈 제거 방법에는 평균값 필터를 이용한 선형 필터링 방법(Linear filtering methods), 이동 평균 필터를 이용한 비선형 필터링 방법(Non-linear filtering methods) 등이 있다.
대조도 개선 방법에는 신호 및 영상 값을 직접 조절하여 대조도를 향상시키는 직접 대조도 향상(Direct contrast enhancement) 방법, 히스토그램이나 고주파 영역의 정보를 조절하여 대조도를 향상시키는 간접 대조도 향상(Indirect contrast enhancement) 방법, 다중 해상도 분해를 수행 후 특정 영역을 조절하여 대조도를 향상시키는 다중 스케일 대조도 향상(Multiscale contrast enhancement) 방법 등이 있다.
셰이딩 교정 방법에는 획득된 영상 값에 사전에 측정한 원시 영상(raw image) 값을 나누어 보정하는 사전 정보 방법(Prior information method), 획득된 영상의 구조, 모양, 위치, 방향 등을 계산하여 보정하는 소급 소프트웨어 방법(Retrospective software method) 등이 있다.
영상 분할 과정은 복원 및 개선된 신호에서 이물질에 해당하는 영역을 추출하기 위해 수행되는 과정이다. 통상적으로 추출하고자 하는 영역이 같은 성질(homogeneous)로 되어있어야 하며, 그 예로는 밝기, 색상, 일관성(uniformity), 무늬(texture) 등이 있다. 영상 분할 과정은 입력 영상에 대해서 클러스터링(clustering)을 이용한 방법, 특징 공간을 이용하는 방법, 입력 영상의 에지(edge)를 이용한 방법 등을 포함할 수 있다.
클러스터링을 이용한 방법은 특징이 유사한 지역을 정해진 크기로 부분적으로 조금씩 탐지하여 최종적으로 영역을 분리하는 방법이다.
특징 공간을 이용하는 방법은 히스토그램과 같은 특징 공간에서 영역을 분리하는 방법이다.
입력 영상의 에지를 이용한 방법은 영상 내 물체의 에지 성분을 추출하여 영역을 분리하는 방법이다.
영상처리부(230)가 방사선 촬영 정보를 처리하는 다양한 실시예에 대해서는 도 10 내지 13을 참조하여 후술한다.
영상분석부(240)는 방사선 촬영 정보의 대조도, 명암, 질감 강도 등의 특징을 추출하고 특징 간의 상관분석(correlation)을 통해 예측 결과값을 도출할 수 있다. 영상분석부(240)는 확률적 특징 추출, 변형(transform) 기반의 특징 추출 등의 다양한 특징 추출 방법을 이용할 수 있다. 영상분석부(240)는 추출된 특징 중에서 유의미한 특징을 추출하기 위해 특징의 치수(dimension)를 낮추는 방법으로써 수동적 제거 방법, 라쏘(LASSO), 릿지(ridge), 엘라스틱넷(elastic net), 기계학습(machine learning) 방법 등을 이용할 수 있다. 영상분석부(240)는 유의미한 특징을 바탕으로 회귀분석(regression), 서포트 벡터 머신(support vector machine), 의사결정트리(decision tree), 랜덤 포레스트(random forest), 기타 기계학습(other machine learning) 방법 등을 이용하여 분류(classification)를 수행할 수 있다.
영상분석부(240)가 방사선 촬영 정보를 분석하는 실시예에 대해서는 도 14를 참조하여 후술한다.
출력부(250)는 영상처리부(230)와 영상분석부(240)에 의해 도출된 결과를 사용자에게 음성 또는 화면으로 제공할 수 있다.
통신부(260)는 방사선 검사 장치(100), 서버, 딥러닝 네트워크 등과 유무선으로 연결되어 통신을 수행할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 2D 또는 2.5D 검사 방식의 방사선 검사 시스템의 검출기 배치 타입을 나타낸다.
도 2를 참조하면, 방사선 검사 장치(100)가 2D 또는 2.5D 검사 방식으로 구성된 실시예이다. 물체(300)가 컨베이어 벨트(150) 위에 놓여서 제1 방향(D1)으로 이동하고, 컨베이어 벨트(150) 아래에 조사기(110)가 설치되고, 컨베이어 벨트(150) 위에 검출 모듈(120)이 설치되어 물체(300)를 투과한 방사선을 검출할 수 있다.
검출 모듈(120)의 광센서(122)는 복수의 광센서 소자(1211)가 프레임(1210) 상에 3개의 단일 라인(C1, C2, C3)을 따라 배열되는 단일 라인 타입(Single-line Type)으로 배열될 수 있다. 프레임(1210)은 물체(300)를 투과한 방사선이 조사되는 범위의 넓이를 가질 수 있다.
3개의 단일 라인(C1, C2, C3)은 제1 방향(D1)으로 배열되고 제1 방향(D1)으로 일정 거리 서로 이격되어 있을 수 있다. 3개의 단일 라인(C1, C2, C3) 각각은 제1 방향(D1)에 수직인 제2 방향(D2)으로 연장되고 제2 방향(D2)으로 일렬로 배열되는 복수의 광센서 소자(1211)를 포함할 수 있다.
하나의 광센서 소자(1211)의 직경이 L이라고 한다. 이때, 제1 단일 라인(C1)의 배치 위치로부터 제2 단일 라인(C2)은 L보다 작은 시프트 거리(d)만큼 제2 방향(D2)으로 시프트되어 배치될 수 있다. 그리고 제2 단일 라인(C2)의 배치 위치로부터 제3 단일 라인(C3)은 시프트 거리(d)만큼 제2 방향(D2)으로 시프트되어 배치될 수 있다. 시프트 거리(d)는 광센서 소자(1211)의 직경(L)의 대략 1/3일 수 있다. 이에 따라, 3개의 단일 라인(C1, C2, C3)에서 서로 다른 단일 라인에 속하는 광센서 소자(1211)는 제2 방향(D2)으로 서로 어긋나게 배치될 수 있다.
광센서 소자(1211)가 서로 어긋나게 배치되는 3개의 단일 라인(C1, C2, C3)을 이용함으로써, 컨베이어 벨트(150) 상에서 이동하는 물체(300)에 대한 샘플링 주기를 증가시킬 수 있고, 3개의 단일 라인(C1, C2, C3) 각각을 통해 획득된 방사선 촬영 영상을 영상 재정합 과정으로 고해상도 영상으로 만들 수 있다.
여기서는 3개의 단일 라인(C1, C2, C3)을 예로 들어 설명하였으나, 단일 라인(C1, C2, C3)의 개수는 제한되지 않으며 2 이상일 수 있다. 단일 라인(C1, C2, C3)의 개수가 증가할수록 샘플링 주기와 해상도가 증가될 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 2D 또는 2.5D 검사 방식의 방사선 검사 시스템의 검출기 배치 타입을 나타낸다.
도 3을 참조하면, 방사선 검사 장치(100)가 2D 또는 2.5D 검사 방식으로 구성된 실시예이다. 물체(300)가 컨베이어 벨트(150) 위에 놓여서 제1 방향(D1)으로 이동하고, 컨베이어 벨트(150) 아래에 조사기(110)가 설치되고, 컨베이어 벨트(150) 위에 검출 모듈(120)이 설치되어 물체(300)를 투과한 방사선을 검출할 수 있다.
검출 모듈(120)의 광센서(122)는 복수의 광센서 소자(1211)가 프레임(1210) 상에 3개의 다중 라인(C1, C2, C3)을 따라 배열되는 다중 라인 타입(Multi-line Type)으로 배열될 수 있다. 프레임(1210)은 물체(300)를 투과한 방사선이 조사되는 범위의 넓이를 가질 수 있다.
3개의 다중 라인(C1, C2, C3)은 제1 방향(D1)으로 배열되고 제1 방향(D1)으로 일정 거리 서로 이격되어 있을 수 있다. 3개의 다중 라인(C1, C2, C3) 각각은 제1 방향(D1)에 수직인 제2 방향(D2)으로 연장되고, 제2 방향(D2)으로 2열로 배열되는 복수의 광센서 소자(1211)를 포함할 수 있다. 여기서는 다중 라인(C1, C2, C3) 각각이 2열로 배열되는 복수의 광센서 소자(1211)를 포함하는 것을 예시하였으나, 다중 라인(C1, C2, C3) 각각은 2열 이상의 열로 배열되는 복수의 광센서 소자(1211)를 포함할 수 있다.
하나의 광센서 소자(1211)의 직경이 L이라고 한다. 이때, 제1 다중 라인(C1)의 배치 위치로부터 제2 다중 라인(C2)은 L보다 작은 시프트 거리(d)만큼 제2 방향(D2)으로 시프트되어 배치될 수 있다. 그리고 제2 다중 라인(C2)의 배치 위치로부터 제3 다중 라인(C3)은 시프트 거리(d)만큼 제2 방향(D2)으로 시프트되어 배치될 수 있다. 시프트 거리(d)는 광센서 소자(1211)의 직경(L)의 대략 1/3일 수 있다. 이에 따라, 3개의 다중 라인(C1, C2, C3)에서 서로 다른 다중 라인에 속하는 광센서 소자(1211)는 제2 방향(D2)으로 서로 어긋나게 배치될 수 있다.
광센서 소자(1211)가 서로 어긋나게 배치되는 3개의 다중 라인(C1, C2, C3)을 이용함으로써, 컨베이어 벨트(150) 상에서 이동하는 물체(300)에 대한 샘플링 주기를 증가시킬 수 있고, 3개의 다중 라인(C1, C2, C3) 각각을 통해 획득된 방사선 촬영 영상을 영상 재정합 과정으로 고해상도 영상으로 만들 수 있다.
여기서는 3개의 다중 라인(C1, C2, C3)을 예로 들어 설명하였으나, 다중 라인(C1, C2, C3)의 개수는 제한되지 않으며, 다중 라인(C1, C2, C3)의 개수가 증가할수록 샘플링 주기와 해상도가 증가될 수 있다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 2D 또는 2.5D 검사 방식의 방사선 검사 시스템의 검출기 배치 타입을 나타낸다.
도 4를 참조하면, 방사선 검사 장치(100)가 2D 또는 2.5D 검사 방식으로 구성된 실시예이다. 물체(300)가 컨베이어 벨트(150) 위에 놓여서 제1 방향(D1)으로 이동하고, 컨베이어 벨트(150) 아래에 조사기(110)가 설치되고, 컨베이어 벨트(150) 위에 검출 모듈(120)이 설치되어 물체(300)를 투과한 방사선을 검출할 수 있다.
검출 모듈(120)의 광센서(122)는 복수의 광센서 소자(1211)가 프레임(1210) 상에 5개의 어레이 블록(A1, A2, A3, A4, A5)에 배열되는 다중 어레이 타입(Multi-array Type)으로 배열될 수 있다. 프레임(1210)은 물체(300)를 투과한 방사선이 조사되는 범위의 넓이를 가질 수 있다.
5개의 어레이 블록(A1, A2, A3, A4, A5)은 프레임(1210)의 중앙 부분과 4개의 모서리 부분에 하나씩 배치되고, 일정 거리 서로 이격되어 있을 수 있다. 5개의 어레이 블록(A1, A2, A3, A4, A5) 각각은 제1 방향(D1) 및 제2 방향(D2)으로 배열되는 복수의 광센서 소자(1211)를 포함할 수 있다. 여기서는 어레이 블록(A1, A2, A3, A4, A5) 각각이 3×3의 행렬 형태로 배열되는 복수의 광센서 소자(1211)를 포함하는 것을 예시하였으나, 어레이 블록(A1, A2, A3, A4, A5) 각각은 2×2 이상의 행렬 형태로 배열되는 복수의 광센서 소자(1211)를 포함할 수 있다.
하나의 광센서 소자(1211)의 직경이 L이라고 한다. 이때, 프레임(1210)의 중앙 부분에 배치되는 제1 어레이 블록(A1)의 배치 위치로부터 프레임(1210)의 모서리 부분에 배치되는 제2 내지 제5 어레이 블록(A2, A3, A4, A5) 각각은 L보다 작은 시프트 거리(d)만큼 제2 방향(D2)으로 시프트되어 배치될 수 있다. 시프트 거리(d)는 광센서 소자(1211)의 직경(L)의 대략 1/2일 수 있다. 이에 따라, 제1 어레이 블록(A1)에 속하는 광센서 소자(1211)는 제2 내지 제5 어레이 블록(A2, A3, A4, A5)에 속하는 광센서 소자(1211)와 제2 방향(D2)으로 서로 어긋나게 배치될 수 있다.
광센서 소자(1211)가 서로 어긋나게 배치되는 5개의 어레이 블록(A1, A2, A3, A4, A5)을 이용함으로써, 컨베이어 벨트(150) 상에서 이동하는 물체(300)에 대한 샘플링 주기를 증가시킬 수 있고, 5개의 어레이 블록(A1, A2, A3, A4, A5) 각각을 통해 획득된 방사선 촬영 영상을 영상 재정합 과정으로 고해상도 영상으로 만들어질 수 있다.
여기서는 5개의 어레이 블록(A1, A2, A3, A4, A5)을 예로 들어 설명하였으나, 어레이 블록(A1, A2, A3, A4, A5)의 개수는 제한되지 않으며, 어레이 블록(A1, A2, A3, A4, A5)의 개수가 증가할수록 샘플링 주기와 해상도가 증가될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 검사 방식의 방사선 검사 시스템의 검출기 배치 타입을 나타낸다.
도 5를 참조하면, 방사선 검사 장치(100)가 3D 검사 방식으로 구성된 실시예이다. 물체(300)가 회전체(160) 위에 놓여서 회전하고, 물체(300)의 일측에 조사기(110)가 설치되고, 물체(300)를 사이에 두고 조사기(110)와 마주하여 검출 모듈(120)이 설치되어 물체(300)를 투과한 방사선을 검출할 수 있다.
검출 모듈(120)이 물체(300)를 향하는 방향(방사선의 입사 방향)을 제1 방향(x)이라 하고, 회전체(160)가 회전하는 방향을 제2 방향(y)이라 하고, 회전체(160)의 축 방향을 제3 방향(z)이라고 한다. 이때, 검출 모듈(120)의 광센서(122)는 복수의 광센서 소자(1211)가 프레임(1210) 상에서 제3 방향(z)으로 일렬로 배열되는 제1 단일 및 멀티 라인 타입(Single and multi-line Type)으로 배열될 수 있다. 프레임(1210)은 물체(300)가 미리 정해진 회전각(예를 들어, 360도)으로 회전함에 따라 복수의 광센서 소자(1211)가 상대적으로 제2 방향(y)으로 슬라이딩(Sliding)되어 스캔하는 범위에 해당될 수 있다.
하나의 광센서 소자(1211)의 직경이 L이라고 한다. 이때, 물체(300)가 1회 회전하여 복수의 광센서 소자(1211)가 물체(300)를 1회 스캔한 후에 검출 모듈(120)(복수의 광센서 소자(1211))은 L보다 작은 시프트 거리(d)만큼 제3 방향(z)으로 시프트될 수 있다. 검출 모듈(120)이 시프트 거리(d)만큼 시프트된 상태에서 물체(300)가 다시 1회 회전하여 복수의 광센서 소자(1211)가 물체(300)를 다시 1회 스캔할 수 있다. 다음으로, 검출 모듈(120)은 시프트 거리(d)만큼 제3 방향(z)으로 한번더 시프트되고 물체(300)가 또다시 1회 회전하고 복수의 광센서 소자(1211)가 물체(300)를 또다시 1회 스캔할 수 있다. 시프트 거리(d)는 광센서 소자(1211)의 직경(L)의 대략 1/3일 수 있다. 이에 따라, 시프트 거리(d)만큼 어긋난 3개의 방사선 촬영 영상이 획득될 수 있으며, 획득된 방사선 촬영 영상을 영상 재정합 과정으로 고해상도 영상으로 만들 수 있다.
여기서는 검출 모듈(120)을 2회 시프트하는 것을 예로 들어 설명하였으나, 시프트 횟수는 제한되지 않으며, 시프트 거리(d)가 작아지고 시프트 횟수가 증가할수록 해상도가 증가될 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 3D 검사 방식의 방사선 검사 시스템의 검출기 배치 타입을 나타낸다.
도 6을 참조하면, 방사선 검사 장치(100)가 3D 검사 방식으로 구성된 실시예이다. 물체(300)가 회전체(160) 위에 놓여서 회전하고, 물체(300)의 일측에 조사기(110)가 설치되고, 물체(300)를 사이에 두고 조사기(110)와 마주하여 검출 모듈(120)이 설치되어 물체(300)를 투과한 방사선을 검출할 수 있다.
검출 모듈(120)이 물체(300)를 향하는 방향(방사선의 입사 방향)을 제1 방향(x)이라 하고, 회전체(160)가 회전하는 방향을 제2 방향(y)이라 하고, 회전체(160)의 축 방향을 제3 방향(z)이라고 한다. 이때, 검출 모듈(120)의 광센서(122)는 복수의 광센서 소자(1211)가 프레임(1210) 상에서 제2 방향(y) 및 제3 방향(z)으로 행렬 형태로 배열되는 어레이 타입(Array Type)으로 배열될 수 있다. 프레임(1210)은 물체(300)를 투과한 방사선이 조사되는 범위의 넓이를 가질 수 있다.
하나의 광센서 소자(1211)의 직경이 L이라고 한다. 이때, 물체(300)가 일정 회전각만큼 1회 회전하여 복수의 광센서 소자(1211)가 물체(300)를 1회 스캔한 후에 검출 모듈(120)은 L보다 작은 시프트 거리(d)만큼 제3 방향(z)으로 시프트될 수 있다. 검출 모듈(120)이 시프트 거리(d)만큼 시프트된 상태에서 물체(300)가 다시 1회 회전하여 복수의 광센서 소자(1211)가 물체(300)를 다시 1회 스캔할 수 있다. 다음으로, 검출 모듈(120)은 시프트 거리(d)만큼 제3 방향(z)으로 한번더 시프트되고 물체(300)가 또다시 1회 회전하고 복수의 광센서 소자(1211)가 물체(300)를 또다시 1회 스캔할 수 있다. 시프트 거리(d)는 광센서 소자(1211)의 직경(L)의 대략 1/3일 수 있다. 이에 따라, 시프트 거리(d)만큼 어긋난 3개의 방사선 촬영 영상이 획득될 수 있으며, 획득된 방사선 촬영 영상을 영상 재정합 과정으로 고해상도 영상으로 만들 수 있다.
여기서는 검출 모듈(120)을 2회 시프트하는 것을 예로 들어 설명하였으나, 시프트 횟수는 제한되지 않으며, 시프트 거리(d)가 작아지고 시프트 횟수가 증가할수록 해상도가 증가될 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 3D 검사 방식의 방사선 검사 시스템의 검출기 배치 타입을 나타낸다.
도 7을 참조하면, 방사선 검사 장치(100)가 3D 검사 방식으로 구성된 실시예이다. 물체(300)가 회전체(160) 위에 놓여서 회전하고, 물체(300)의 일측에 조사기(110)가 설치되고, 물체(300)를 사이에 두고 조사기(110)와 마주하여 검출 모듈(120)이 설치되어 물체(300)를 투과한 방사선을 검출할 수 있다.
검출 모듈(120)이 물체(300)를 향하는 방향(방사선의 입사 방향)을 제1 방향(x)이라 하고, 회전체(160)가 회전하는 방향을 제2 방향(y)이라 하고, 회전체(160)의 축 방향을 제3 방향(z)이라고 한다. 이때, 검출 모듈(120)의 광센서(122)는 복수의 광센서 소자(1211)가 프레임(1210) 상에서 제2 방향(y)으로 일렬 배열되는 제2 단일 및 다중 라인 타입(Single and multi-line Type)으로 배열될 수 있다.
하나의 광센서 소자(1211)의 직경이 L이라고 한다. 이때, 물체(300)가 일정 회전각만큼 1회 회전하여 복수의 광센서 소자(1211)가 물체(300)를 1회 스캔한 후에 검출 모듈(120)은 L보다 작은 시프트 거리(d)만큼 제3 방향(z)으로 시프트될 수 있다. 검출 모듈(120)이 시프트 거리(d)만큼 시프트된 상태에서 물체(300)가 다시 1회 회전하여 복수의 광센서 소자(1211)가 물체(300)를 다시 1회 스캔할 수 있다. 다음으로, 검출 모듈(120)은 시프트 거리(d)만큼 제3 방향(z)으로 한번더 시프트되고 물체(300)가 또다시 1회 회전하고 복수의 광센서 소자(1211)가 물체(300)를 또다시 1회 스캔할 수 있다. 시프트 거리(d)는 광센서 소자(1211)의 직경(L)의 대략 1/3일 수 있다. 이러한 방식으로 시프트 거리(d)만큼 검출 모듈(120)을 시프트시키면서 복수의 방사선 촬영 영상이 획득될 수 있으며, 획득된 방사선 촬영 영상을 영상 재정합 과정으로 고해상도 영상으로 만들 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 라인 타입 또는 다중 라인 타입의 검출기 배치에 대한 영상 재정합 방법을 나타낸다.
도 8을 참조하면, 방사선 검사 장치(100)가 2D 또는 2.5D 검사 방식으로 구성된 실시예로써, 물체(300)가 컨베이어 벨트(150) 위에 놓여서 이동하고, 조사기(110)가 방사선을 물체(300)를 향해 조사하고, 검출 모듈(120)이 물체(300)를 투과한 방사선을 검출한다. 이때, 검출 모듈(120)의 광센서(122)는 도 2에서 상술한 단일 라인 타입(Single-line Type) 또는 도 3에서 상술한 다중 라인 타입(Multi-line Type)으로 배열될 수 있다.
제1 단일 라인 또는 제1 다중 라인(C1)을 통해 제1 방사선 촬영 영상(①)이 획득되고, 제2 단일 라인 또는 제2 다중 라인(C2)을 통해 제2 방사선 촬영 영상(②)이 획득되고, 제3 단일 라인 또는 제3 다중 라인(C3)을 통해 제3 방사선 촬영 영상(③)이 획득될 수 있다. 제1 방사선 촬영 영상(①), 제2 방사선 촬영 영상(②) 및 제3 방사선 촬영 영상(③) 각각이 N×M 해상도를 가질 수 있다.
신호처리부(123)는 제1 방사선 촬영 영상(①), 제2 방사선 촬영 영상(②) 및 제3 방사선 촬영 영상(③)을 결합하는 영상 재정합(wobbling) 과정을 수행한다. 이때, 3개의 단일 라인 또는 3개의 다중 라인(C1, C2, C3)의 광센서 소자(1211)가 서로 어긋나게 배치됨에 따라 영상 재정합 과정으로 생성되는 영상은 3N×3M 해상도를 갖는 고해상도 영상으로 생성될 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 배열 타입의 검출기 배치에 대한 영상 재정합 방법을 나타낸다.
도 9를 참조하면, 방사선 검사 장치(100)가 2D 또는 2.5D 검사 방식으로 구성된 실시예로써, 물체(300)가 컨베이어 벨트(150) 위에 놓여서 이동하고, 조사기(110)가 방사선을 물체(300)를 향해 조사하고, 검출 모듈(120)이 물체(300)를 투과한 방사선을 검출한다. 이때, 검출 모듈(120)의 광센서(122)는 도 4에서 상술한 다중 어레이 타입(Multi-array Type)으로 배열될 수 있다.
중앙 부분에 위치한 제1 어레이 블록(A1)을 통해 제1 방사선 촬영 영상(①)이 획득되고, 모서리 부분에 위치한 제2 내지 제5 어레이 블록(A2, A3, A4, A5)을 통해 제2 내지 제5 방사선 촬영 영상(②, ③, ④, ⑤)이 획득될 수 있다. 제1 내지 제5 방사선 촬영 영상(①, ②, ③, ④, ⑤) 각각이 N×M 해상도를 가질 수 있다.
신호처리부(123)는 모서리 부분에 해당하는 제2 내지 제5 방사선 촬영 영상(②, ③, ④, ⑤)의 특징을 매칭(Matching)시켜 하나의 매칭 영상을 만들고, 매칭 영상을 제1 방사선 촬영 영상(①)에 대응하는 크기로 자르고(Cropping), 제1 방사선 촬영 영상(①)과 잘라진 매칭 영상을 결합하는 영상 재정합(wobbling) 과정을 수행할 수 있다. 이때, 제1 어레이 블록(A1)의 광센서 소자(1211)와 제2 내지 제5 어레이 블록(A2, A3, A4, A5)의 광센서 소자(1211)가 서로 어긋나게 배치됨에 따라 영상 재정합 과정으로 생성되는 영상은 2N×2M 해상도를 갖는 고해상도 영상으로 생성될 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 검사 시스템의 영상처리 방법을 나타낸다.
도 10을 참조하면, 영상처리부(230)는 에너지 스펙트럼 원시 데이터(Energy spectral Raw data)인 방사선 촬영 영상에 대해 전처리 과정을 수행한 후 이물질 검출을 위한 영상 분할 과정을 수행할 수 있다. 전처리 과정은 화질 복원 및 개선 영상을 획득하기 위한 것으로, 노이즈 제거, 대조도 개선, 셰이딩 교정 등을 포함할 수 있다. 영상 분할 과정은 복원 및 개선된 신호에서 이물질에 해당하는 영역을 추출하기 위해 수행되는 과정으로, 입력 영상에 대해서 클러스터링을 이용한 방법, 특징 공간을 이용하는 방법, 입력 영상의 에지를 이용한 방법 등을 포함할 수 있다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 방사선 검사 시스템의 영상처리 방법을 나타낸다.
도 11을 참조하면, 2.5D 검사 방식 또는 3D 검사 방식의 경우 금속물질이나 고밀도 물질에 의한 선속경화(Beam hardening) 현상이 발생되어 재구성 영상 내에서 정보 손실이 발생할 수 있다.
이러한 선속경화 현상을 방지하기 위하여 영상처리부(230)는 에너지 스펙트럼 원시 데이터(Energy spectral Raw data)인 방사선 촬영 영상에 대해 선속경화 보정 과정을 수행한 후 전처리 과정과 영상 분할 과정을 수행할 수 있다.
선속경화 보정 과정은 다중에너지 영상 및 소프트웨어 처리를 적용하여 선속경화 현상을 감소시키는 과정이다. 예를 들어, 영상처리부(230)는 NMAR(normalization metal artifact reduction), 희귀 복원 방법(sparse reconstruction method) 등을 적용하여 선속경화 현상을 감소시킬 수 있다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 방사선 검사 시스템의 영상처리 방법을 나타낸다.
도 12를 참조하면, 영상처리부(230)는 사전에 선속경화, 노이즈, 산란 등의 아티팩트가 포함된 에너지 스펙트럼 영상과 복원 개선된 영상을 쌍 데이터 세트로 구축하여 가지고 있을 수 있다. 영상처리부(230)는 쌍 데이터 세트를 딥러닝 네트워크(머신러닝)에 입력하여 딥러닝 네트워크를 훈련시키고 딥러닝 네트워크를 통한 방사선 촬영 영상에 대한 전처리 결과를 기반으로 이물질 검출을 위한 영상 분할 과정을 수행하여 이물질을 검출할 수 있다. 딥러닝 네트워크에는 합성곱 신경망(Convolutional neural network), 디코더-인코더 신경망(decoder-encoder network), 적대적 생성 신경망(Generative Adversarial Network) 등이 있다. 즉, 영상처리부(230)는 딥러닝 네트워크를 이용하여 에너지 스펙트럼 원시 데이터인 방사선 촬영 영상에 대해 전처리 과정이 수행된 영상을 획득할 수 있다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 방사선 검사 시스템의 영상처리 방법을 나타낸다.
도 13을 참조하면, 영상처리부(230)는 에너지 스펙트럼 영상인 방사선 촬영 영상을 딥러닝 네트워크(머신러닝)에 입력하고, 딥러닝 네트워크를 통해 이물질이 분리된 영상을 획득할 수 있다. 딥러닝 네트워크에는 에너지 스펙트럼 영상으로부터 이물질을 검출할 수 있는 합성곱 신경망, 디코더-인코더 신경망, 적대적 생성 신경망 등이 있다. 즉, 영상처리부(230)는 딥러닝 네트워크를 이용하여 에너지 스펙트럼 원시 데이터인 방사선 촬영 영상에 대해 전처리 과정 및 영상 분할 과정이 수행된 영상을 획득할 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 검사 시스템의 영상분석 방법을 나타낸다.
도 14를 참조하면, 영상분석부(240)는 영상처리부(230)를 통해 이물질이 분리된 영상(방사선 촬영 정보)에서 이물질에 해당하는 관심영역(Region of Interest, ROI)을 선택한 후 방사선 특징 추출을 수행하고, 추출된 방사선 특징을 분석하여 물체(300)에 포함된 이물질을 분석할 수 있다. 영상분석부(240)는 확률적 특징 추출, 변형(transform) 기반의 특징 추출 등의 다양한 특징 추출 방법을 이용할 수 있다. 영상분석부(240)는 추출된 특징 중에서 유의미한 특징을 추출하기 위해 특징의 치수(dimension)를 낮추는 방법으로써 수동적 제거 방법, 라쏘(LASSO), 릿지(ridge), 엘라스틱넷(elastic net), 기계학습(machine learning) 방법 등을 이용할 수 있다. 영상분석부(240)는 유의미한 특징을 바탕으로 회귀분석(regression), 서포트 벡터 머신(support vector machine), 의사결정트리(decision tree), 랜덤 포레스트(random forest), 기타 기계학습(other machine learning) 방법 등을 이용하여 이물질을 분류(classification)할 수 있다.
지금까지 참조한 도면과 기재된 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
10: 방사선 검사 시스템 100: 방사선 검사 장치
110: 조사기 120: 검출 모듈
121: 검출부 122: 광센서
123: 신호처리부 130: 송신부
140: 제어부 200: 사용자 컴퓨터
210: 조작장치 220: 저장부
230: 영상처리부 240: 영상분석부
250: 출력부 260: 통신부
110: 조사기 120: 검출 모듈
121: 검출부 122: 광센서
123: 신호처리부 130: 송신부
140: 제어부 200: 사용자 컴퓨터
210: 조작장치 220: 저장부
230: 영상처리부 240: 영상분석부
250: 출력부 260: 통신부
Claims (28)
- 방사선을 조사하는 조사기;
물체를 투과한 방사선을 검출하여 섬광신호로 변환하는 검출부;
상기 섬광신호를 전기적 신호로 변환하는 복수의 광센서 소자를 포함하는 광센서; 및
상기 복수의 광센서 소자의 배치 방식에 대응하여 복수의 방사선 촬영 영상을 생성하고, 상기 복수의 방사선 촬영 영상에 대해 영상 재정합 과정을 수행하여 해상도가 증가된 방사선 촬영 영상을 생성하는 신호처리부를 포함하는 이물질 검출을 위한 방사선 검사 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 복수의 광센서 소자는 프레임 상에 2 이상의 단일 라인을 따라 배열되는 단일 라인 타입으로 배열되는 이물질 검출을 위한 방사선 검사 장치. - 제2 항에 있어서,
상기 2 이상의 단일 라인은 상기 물체가 이동하는 제1 방향으로 일정 거리 서로 이격되어 배열되고,
상기 2 이상의 단일 라인 각각은 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향으로 연장되고 상기 제2 방향으로 일렬로 배열되는 복수의 광센서 소자를 포함하는 이물질 검출을 위한 방사선 검사 장치. - 제3 항에 있어서,
상기 2 이상의 단일 라인 중 제2 단일 라인은 제1 단일 라인의 배치 위치로부터 하나의 광센서 소자의 직경보다 작은 시프트 거리만큼 상기 제2 방향으로 시프트되어 배치되는 이물질 검출을 위한 방사선 검사 장치. - 제3 항에 있어서,
상기 2 이상의 단일 라인에서 서로 다른 단일 라인에 속하는 광센서 소자는 상기 제2 방향으로 서로 어긋나게 배치되는 이물질 검출을 위한 방사선 검사 장치. - 제3 항에 있어서,
상기 신호처리부는 상기 2 이상의 단일 라인 중 제1 단일 라인을 통해 획득된 제1 방사선 촬영 영상과 상기 2 이상의 단일 라인 중 제2 단일 라인을 통해 획득된 제2 방사선 촬영 영상을 결합하는 상기 영상 재정합 과정으로 상기 해상도가 증가된 방사선 촬영 영상을 생성하는 이물질 검출을 위한 방사선 검사 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 복수의 광센서 소자는 프레임 상에 2 이상의 다중 라인을 따라 배열되는 다중 라인 타입으로 배열되는 이물질 검출을 위한 방사선 검사 장치. - 제7 항에 있어서,
상기 2 이상의 다중 라인은 상기 물체가 이동하는 제1 방향으로 일정 거리 서로 이격되어 배열되고,
상기 2 이상의 다중 라인 각각은 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향으로 연장되고 상기 제2 방향으로 2열 이상의 열로 배열되는 복수의 광센서 소자를 포함하는 이물질 검출을 위한 방사선 검사 장치. - 제8 항에 있어서,
상기 2 이상의 다중 라인 중 제2 다중 라인은 제1 다중 라인의 배치 위치로부터 하나의 광센서 소자의 직경보다 작은 시프트 거리만큼 상기 제2 방향으로 시프트되어 배치되는 이물질 검출을 위한 방사선 검사 장치. - 제8 항에 있어서,
상기 2 이상의 다중 라인에서 서로 다른 다중 라인에 속하는 광센서 소자는 상기 제2 방향으로 서로 어긋나게 배치되는 이물질 검출을 위한 방사선 검사 장치. - 제8 항에 있어서,
상기 신호처리부는 상기 2 이상의 다중 라인 중 제1 다중 라인을 통해 획득된 제1 방사선 촬영 영상과 상기 2 이상의 다중 라인 중 제2 다중 라인을 통해 획득된 제2 방사선 촬영 영상을 결합하는 상기 영상 재정합 과정으로 상기 해상도가 증가된 방사선 촬영 영상을 생성하는 이물질 검출을 위한 방사선 검사 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 복수의 광센서 소자는 프레임 상에 다수의 어레이 블록으로 배열되는 다중 어레이 타입으로 배열되는 이물질 검출을 위한 방사선 검사 장치. - 제12 항에 있어서,
상기 다수의 어레이 블록 각각은 상기 물체가 이동하는 제1 방향 및 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향으로 배열되는 복수의 광센서 소자를 포함하는 이물질 검출을 위한 방사선 검사 장치. - 제12 항에 있어서,
상기 다수의 어레이 블록은 상기 프레임의 중앙 부분에 배치되는 제1 어레이 블록, 상기 프레임의 모서리에 배치되는 제2 내지 제5 어레이 블록을 포함하고,
상기 제2 내지 제5 어레이 블록 각각은 상기 제1 어레이 블록의 배치 위치로부터 하나의 광센서 소자의 직경보다 작은 시프트 거리만큼 상기 제2 방향으로 시프트되어 배치되는 이물질 검출을 위한 방사선 검사 장치. - 제14 항에 있어서,
상기 제1 어레이 블록에 속하는 광센서 소자는 상기 제2 내지 제5 어레이 블록에 속하는 광센서 소자와 상기 제2 방향으로 서로 어긋나게 배치되는 이물질 검출을 위한 방사선 검사 장치. - 제14 항에 있어서,
상기 신호처리부는 상기 제2 내지 제5 어레이 블록을 통해 획득된 제2 내지 제5 방사선 촬영 영상의 특징을 매칭시켜 매칭 영상을 만들고, 상기 매칭 영상을 상기 제1 어레이 블록을 통해 획득된 제1 방사선 촬영 영상에 대응하는 크기로 자르고, 상기 제1 방사선 촬영 영상과 잘라진 매칭 영상을 결합하는 상기 영상 재정합 과정으로 상기 해상도가 증가된 방사선 촬영 영상을 생성하는 이물질 검출을 위한 방사선 검사 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 물체를 투과한 방사선이 제1 방향으로 입사되고, 상기 물체를 회전시키는 회전체가 제2 방향으로 회전하고, 상기 회전체의 축 방향이 제3 방향일 때, 상기 복수의 광센서 소자는 프레임 상에서 상기 제3 방향으로 일렬로 배열되는 제1 단일 및 멀티 라인 타입으로 배열되는 이물질 검출을 위한 방사선 검사 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 물체를 투과한 방사선이 제1 방향으로 입사되고, 상기 물체를 회전시키는 회전체가 제2 방향으로 회전하고, 상기 회전체의 축 방향이 제3 방향일 때, 상기 복수의 광센서 소자는 프레임 상에서 상기 제2 방향 및 상기 제3 방향으로 행렬 형태로 배열되는 어레이 타입으로 배열되는 이물질 검출을 위한 방사선 검사 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 물체를 투과한 방사선이 제1 방향으로 입사되고, 상기 물체를 회전시키는 회전체가 제2 방향으로 회전하고, 상기 회전체의 축 방향이 제3 방향일 때, 상기 복수의 광센서 소자는 프레임 상에서 상기 제2 방향으로 일렬로 배열되는 제2 단일 및 멀티 라인 타입으로 배열되는 이물질 검출을 위한 방사선 검사 장치. - 제17 항 내지 제19 항 중 어느 하나에 있어서,
상기 복수의 광센서 소자가 상기 물체를 1회 스캔한 후 상기 복수의 광센서 소자는 하나의 광센서 소자의 직경보다 작은 시프트 거리만큼 상기 제3 방향으로 시프트되는 이물질 검출을 위한 방사선 검사 장치. - 물체를 투과한 방사선을 검출하여 섬광신호로 변환하고, 복수의 광센서 소자로 상기 섬광신호를 전기적 신호로 변환하고, 상기 복수의 광센서 소자의 배치 방식에 대응하여 복수의 제1 방사선 촬영 영상을 생성하고, 상기 복수의 제1 방사선 촬영 영상에 대해 영상 재정합 과정을 수행하여 해상도가 증가된 제2 방사선 촬영 영상을 생성하는 방사선 검사 장치; 및
상기 제2 방사선 촬영 영상을 처리하고 분석하여 상기 물체 내의 이물질을 검출하는 사용자 컴퓨터를 포함하는 이물질 검출을 위한 방사선 검사 시스템. - 제21 항에 있어서,
상기 사용자 컴퓨터는,
상기 제2 방사선 촬영 영상에 대한 전처리 과정을 수행한 후 이물질 검출을 위한 영상 분할 과정을 수행하는 영상처리부; 및
상기 제2 방사선 촬영 영상의 특징을 추출하고 특징 간의 상관분석을 통해 예측 결과값을 도출하는 영상분석부를 포함하는 이물질 검출을 위한 방사선 검사 시스템. - 제22 항에 있어서,
상기 전처리 과정은 노이즈 제거, 대조도 개선 및 셰이딩 교정 중 적어도 하나를 포함하는 이물질 검출을 위한 방사선 검사 시스템. - 제22 항에 있어서,
상기 영상 분할 과정은 특징이 유사한 지역을 정해진 크기로 부분적으로 탐지하여 최종적으로 영역을 분리하는 클러스터링을 이용한 방법, 히스토그램과 같은 특징 공간에서 영역을 분리하는 특징 공간을 이용하는 방법 및 영상 내 물체의 에지 성분을 추출하여 영역을 분리하는 입력 영상의 에지를 이용한 방법 중 적어도 하나를 포함하는 이물질 검출을 위한 방사선 검사 시스템. - 제22 항에 있어서,
상기 영상처리부는 상기 제2 방사선 촬영 영상에 대해 선속경화 보정 과정을 수행한 후 상기 전처리 과정 및 상기 영상 분할 과정을 수행하는 이물질 검출을 위한 방사선 검사 시스템. - 제21 항에 있어서,
상기 사용자 컴퓨터는,
아티팩트가 포함된 에너지 스펙트럼 영상과 복원 개선된 영상을 쌍 데이터 세트로 구축하고, 상기 쌍 데이터 세트를 딥러닝 네트워크에 입력하여 상기 딥러닝 네트워크를 훈련시키고, 상기 딥러닝 네트워크를 통한 상기 제2 방사선 촬영 영상에 대한 전처리 결과를 기반으로 이물질 검출을 위한 영상 분할 과정을 수행하는 영상처리부; 및
상기 제2 방사선 촬영 영상의 특징을 추출하고 특징 간의 상관분석을 통해 예측 결과값을 도출하는 영상분석부를 포함하는 이물질 검출을 위한 방사선 검사 시스템. - 제21 항에 있어서,
상기 사용자 컴퓨터는,
상기 제2 방사선 촬영 영상을 딥러닝 네트워크에 입력하고, 상기 딥러닝 네트워크를 통해 이물질이 분리된 영상을 획득하는 영상처리부; 및
상기 제2 방사선 촬영 영상의 특징을 추출하고 특징 간의 상관분석을 통해 예측 결과값을 도출하는 영상분석부를 포함하는 이물질 검출을 위한 방사선 검사 시스템. - 방사선을 조사하는 조사기;
물체를 투과한 방사선을 검출하여 섬광신호로 변환하는 검출부;
상기 섬광신호를 전기적 신호로 변환하는 복수의 광센서 소자를 포함하는 광센서;
상기 복수의 광센서 소자의 배치 방식에 대응하여 복수의 제1 방사선 촬영 영상을 생성하고, 상기 복수의 제1 방사선 촬영 영상에 대해 영상 재정합 과정을 수행하여 해상도가 증가된 제2 방사선 촬영 영상을 생성하는 신호처리부;
상기 제2 방사선 촬영 영상에 대한 전처리 과정을 수행한 후 이물질 검출을 위한 영상 분할 과정을 수행하는 영상처리부; 및
상기 제2 방사선 촬영 영상의 특징을 추출하고 특징 간의 상관분석을 통해 예측 결과값을 도출하는 영상분석부를 포함하는 이물질 검출을 위한 방사선 검사 시스템.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220085893A KR20240009017A (ko) | 2022-07-12 | 2022-07-12 | 이물질 검출을 위한 방사선 검사 장치 및 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220085893A KR20240009017A (ko) | 2022-07-12 | 2022-07-12 | 이물질 검출을 위한 방사선 검사 장치 및 시스템 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20240009017A true KR20240009017A (ko) | 2024-01-22 |
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ID=89716627
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020220085893A KR20240009017A (ko) | 2022-07-12 | 2022-07-12 | 이물질 검출을 위한 방사선 검사 장치 및 시스템 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20240009017A (ko) |
-
2022
- 2022-07-12 KR KR1020220085893A patent/KR20240009017A/ko not_active Application Discontinuation
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