TWI592655B - 用於使用成像系統產生有興趣區域之三維模型之方法及裝置 - Google Patents

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Description

用於使用成像系統產生有興趣區域之三維模型之方法及裝置
本發明係關於一種成像系統，其經組態以使用複數個二維影像而產生目標物件之有興趣區域之三維模型。更特定而言，本發明係關於一種X射線成像系統，其使用已知幾何之基準標記以允許使用不昂貴之成像設備而獲得高品質三維模型。
有必要檢驗電路組件及其等之裝架以檢查缺陷之存在，或判定缺陷之成因。用於檢驗積體電路組件之內部結構及其等在印刷電路板上之裝架之一已知技術係X射線成像。來自一X射線源之X射線行進通過一電路板上之一有興趣區域，且由對於該X射線源之該電路板之對置側上之一X射線偵測器偵測所得X射線影像或投影。此產生透過有興趣區域之二維影像或圖塊(slice)。該X射線源產生足夠能量之X射線以行進通過該有興趣區域，同時亦具有足夠低之能量以產生所得影像中之顯著對比。
此二維成像技術係有效的，但通常提供不充分之資訊。例如，可具有閉塞透過該有興趣區域之所需視圖之物件，或可簡單地為該有興趣區域足夠複雜以需要以三維檢閱。該有興趣區域可為一組件之全部或僅一部分，或可為若干個組件。
可藉由使用斷層合成技術將透過該有興趣區域從不同視角獲取之多個二維影像或投影組合而獲得有興趣區域之三 維模型。所得三維模型允許使用者檢驗透過該有興趣區域之任何平面，以檢閱三維影像以找到缺陷，諸如空隙。然而，為從斷層合成獲得較好結果，需知道X射線源、有興趣區域及偵測器之相對位置及定向之高精確度。在斷層合成中組合二維影像之方式依賴於如所使用之數學公式中所需要之此幾何資訊。結果，現存斷層合成系統需要高精度機械系統，以將系統(即X射線源)之元件、有興趣區域及偵測器相對於彼此移動。高精度機械設備之此需求使得斷層合成x射線成像系統比二維x射線成像系統昂貴很多。
期望提供一種能夠提供有興趣區域之有用斷層合成模型之相對不昂貴之成像系統。
在本發明之一第一態樣中，提供一種在例如一斷層合成系統中產生一目標物件之一有興趣區域之三維表示之方法。該方法包括步驟：a)識別在該目標物件之一有興趣區域中或在相對於該有興趣區域而固定之一可移動表面上之已知幾何之一基準標記；b)當該有興趣區域及基準標記在相對於輻射源之一第一位置中且一偵測器在相對於一輻射源之一第一偵測器位置中時，藉由用該偵測器偵測來自該輻射源之輻射而建立該基準標記之一第一影像及該有興趣區域之第一影像；c)將該基準標記及有興趣區域相對於該輻射源而移動至相對於該輻射源之一第二位置，且將該偵測器移動至相對 於該輻射源之一第二偵測器位置；d)當該有興趣區域及基準標記在相對於該輻射源之該第二位置中且該偵測器在相對於該輻射源之該第二偵測器位置中時，藉由用該偵測器偵測來自該輻射源之輻射而建立該基準標記之一第二影像及該有興趣區域之一第二影像；e)利用該基準標記之該第二影像與關於該基準標記之一預期第二影像之資訊之一比較而產生該有興趣區域之校正之第二影像資料；及f)利用該第一影像或一校正之第一影像資料，及該有興趣區域之校正之第二影像資料而產生該有興趣區域之三維表示。
根據該第一態樣之一方法藉由在影像處理期間校正位置不精確性而允許使用相對不精確且因而不昂貴之定位機構。通常，該輻射源係靜止的，且該目標物件及偵測器移動通過相對於該輻射源之預定位置。根據本發明之該第一態樣之一方法使用在一目標物件之有興趣區域上或附近之已知幾何之一基準標記以調整該有興趣區域及基準標記之捕獲影像，以補償該偵測器及該有興趣區域相對於該輻射源之定位中之不精確性。在此方法中，該有興趣區域及基準標記兩者移動通過預定位置。已知每個預定位置處之該輻射源、有興趣區域(及基準標記)與偵測器之間之預期空間關係。該基準標記之幾何係已知的(或假設為已知)。使用此資訊連同該基準標記之一已知或量測之初始位置，可計算對於該基準標記及偵測器之每個預定位置之該基準標 記之預期影像。
可接著計算影像變換，在每個預定位置處將該基準標記之捕獲影像映射至該基準標記之預期影像。此影像變換可後續地用於變換每個預定位置處之有興趣區域之捕獲影像，以產生對於每個預定位置之該有興趣區域之對應校正影像。實際上，該等影像經變換以對應於若該成像系統之元件處在每個預定位置之一理想空間關係時該成像系統之元件將會獲取之影像。
接著藉由斷層合成技術而組合每個預定位置之此等校正影像，以建立該有興趣區域之3D模型或影像。
因此，該方法允許與不另外具有足夠精確之機械定位組件以產生較好品質之三維影像之用於產生二維影像之現存x射線成像機器使用斷層合成技術。在先前斷層合成系統中，需要在該偵測器上之一像素之一分率內(通常在一微米之一分率內)精確地已知該偵測器及目標物件之位置。此需要移動機構中之所有機械組件在非常嚴格之容限內被非常精確地加工。此係斷層合成機器之成本中之主要因數。本發明不需要此等嚴格之容限，且因而該方法對使用者提供顯著的成本節省。
該方法可包括將該有興趣區域內已經存在之一特徵識別為一基準標記。例如，該有興趣區域內之一錫球或錫球陣列可被選為一基準標記。每個錫球可假設為旋轉對稱的，且在一第一影像內決定錫球大小(且若使用球陣列，則其等之空間關係)。使用此資訊直接計算該基準標記將如何 出現於用不同預定位置處之輻射源、有興趣區域及偵測器捕獲之有興趣區域之投影內。可由一使用者在螢幕上使用一適宜使用者介面而選擇該基準標記。該使用者介面可例如包含一滑鼠、一搖桿、一鍵盤或允許使用者例如繞該基準標記用一游標繪製框之一觸敏螢幕。
或者或此外，該方法可包括將一基準標記置於該有興趣區域內或緊靠該目標物件上之有興趣區域或該目標物件之支撐件之步驟。例如，一錫球或其他標記可固定於該電路板之一有興趣區域內之一電路板上。或者，若例如用組件密集地覆蓋該有興趣區域，則一基準標記可定位於該有興趣區域外部，但在該目標物件或支撐件上。該影像捕獲方法可接著包括當該輻射源、有興趣區域及偵測器在一第一位置中時捕獲該有興趣區域之一影像，即，具有一第一空間關係，且接著移動該目標物件之支撐件，而將該偵測器保持靜止，使得該基準標記代替該有興趣區域，使得該輻射源、基準標記及偵測器具有該第一空間關係。對於該有興趣區域、基準標記及該偵測器之每個預定位置，重複捕獲該有興趣區域及該基準標記之一者之一影像、接著捕獲該有興趣區域及該基準標記之另一者之一影像之此程序。可接著在該基準標記在該有興趣區域內之情況中以相同方式使用該基準標記之影像及該有興趣區域之影像，以提供校正影像資料。在沒有引入顯著誤差之下，此係可能的，此係因為甚至當對於此等組件使用不昂貴之移動機構時(諸如伺服馬達)，該偵測器及該目標物件之支撐件之移動 (雖然不一定非常精確)通常可以一致之方式重複。
亦可使用出於該目的而提供之已存在於一目標物件上、但定位於該有興趣區域外部的一基準標記，或甚至對該支撐件包含一或多個固定基準標記。例如，可期望電路板之製造商在製造期間在每個電路板上之一預定位置中包含一基準標記。該基準標記可有利地置於該電路板之一相對空的部分中。在此情況中，若該基準標記在該有興趣區域之外部，則該方法包括對於該有興趣區域、基準標記及該偵測器之每個預定位置而捕獲該有興趣區域及該基準標記之一者之一影像，接著捕獲該有興趣區域及該基準標記之另一者之一影像。
該方法可進一步包括建立對於該有興趣區域、基準標記及偵測器之後續預定位置之校正影像資料之步驟，諸如當該有興趣區域及基準標記在相對於該輻射源之一第三位置中且該偵測器在相對於該輻射源之一第三偵測器位置中時，藉由用該偵測器偵測來自該輻射源之輻射而建立該基準標記之一第三影像及該有興趣區域之一第三影像；及利用該基準標記之該第三影像與關於該基準標記之一預期第三影像之資訊之一比較而產生該有興趣區域之校正之第三影像資料，其中產生該有興趣區域之三維表示之步驟利用該校正之第三影像資料。
該方法可有利地包括從許多不同位置產生有興趣區域及基準標記之影像，且產生對於每個位置之有興趣區域之對應校正影像資料。該有興趣區域、基準標記及偵測器之預 定位置之數量越大，該有興趣區域之三維表示中可包含之資訊越多。
該基準標記可包括複數個基準標記元件。例如，該基準標記可包括兩個、三個或更多錫球。該等基準標記元件可遍佈該有興趣區域而間隔。經配置以給出貫穿該影像或從通常展示整個影像之誤差之該影像之一區之資訊之基準標記之陣列可提供用於旋轉、縮放、梯形失真或更高階變換之校正之資訊。定位於該有興趣區內部之單個基準標記可能不可避免地被該有興趣區內部之其他組件遮蔽。此可導致基準偵測中及後續影像變換中之不精確性。然而，具有基準標記之一陣列增加精度且使偵測更強固。非常不可能所有基準同時被其他組件遮蔽。在沒有閉塞之下對於精確偵測有時具有至少一個基準係足夠的。
該基準標記可具有一預定不對稱之形狀。例如，該基準標記可採用一星形形式，其中缺少一臂。藉由提供位置之絕對索引，不對稱形狀可比非常對稱之基準標記提供關於旋轉誤差之更多資訊以及由於支撐件或偵測器之節距或傾斜而提供關於失真之更多資訊。此等獨特形狀亦可具有在每個影像中可毫不含糊地辨認之優點。
然而，僅出於處理，可使用球形標記，諸如錫球。可接著基於假設基準標記或每個基準標記元件具有旋轉對稱性而計算該基準標記之預期第二影像。此簡化所需之影像處理。
在本發明之一第二態樣中，提供一種用於產生一目標物 件上之一有興趣區域之三維表示之系統，其包括：一x射線源；一支撐件，其經組態以支撐該有興趣區域及已知幾何之一基準標記，及一支撐件輸送機構，其經組態以移動該支撐件；一x射線偵測器，及偵測器輸送機構，其經組態以移動該偵測器；一動作控制器，其連接至該支撐件輸送機構及該偵測器輸送機構，該動作控制器經組態以將命令信號供應至該支撐件輸送機構，以將該有興趣區域及基準標記從一第一位置移動至一第二位置，且將命令信號供應至該偵測器輸送機構，以將該偵測器從一第一偵測器位置移動至一第二偵測器位置，使得當該有興趣區域及基準標記在該第一位置中且該偵測器在該第一偵測器位置中時，及當該有興趣區域及基準標記在該第二位置中且該偵測器在該第二偵測器位置中時，x射線從該x射線源透射通過該有興趣區域及該基準標記而至該偵測器；一影像處理器，其耦接至該偵測器，其經組態以從該偵測器接收信號以產生該有興趣區域及基準標記之影像，其中該影像處理器經組態以：計算在該第二位置中之該基準標記之一預期影像；使用在該第二位置中之該基準標記之該預期影像與該第二位置中之該基準標記之影像之一比較而產生該第二位置中之該有興趣區域之校正影像資料；及 利用該第一位置中之該有興趣區域之一影像或該第一位置中之該有興趣區域之校正影像資料，及該第二位置中之該有興趣區域之該校正影像資料而產生該有興趣區域之三維表示。
該系統可進一步包括：一視覺顯示器，其經組態以基於來自該偵測器之信號而顯示影像資料；及一使用者介面，其中該使用者介面經組態以允許一使用者從該顯示器上之一影像內選擇一基準標記。
該偵測器輸送機構可包括一可樞轉之弓形軌道，該偵測器耦接至該軌道。該支撐件輸送機構可經組態以允許該支撐件獨立地在三個正交方向上移動。該影像處理器可經組態以實施本發明之第一態樣之任何方法步驟。
在本發明之一第三態樣中，提供一種電腦可讀儲存媒體，且其使得使用者能夠用一x射線成像裝置實踐本發明之方法。該x射線成像裝置包括：一x射線源；一支撐件輸送機構，其移動對於一有興趣區域及已知幾何之一基準標記的一支撐件；一x射線偵測器；一偵測器輸送機構，其經組態以移動該偵測器；及一動作控制器，其連接至該支撐件輸送機構及該偵測器輸送機構，該動作控制器經組態以將命令信號供應至該支撐件輸送機構，以將該有興趣區域及基準標記從一第一位置移動至一第二位置，且將命令信號供應至該偵測器輸送機構，以將該偵測器從一第一偵測器位置移動至一第二偵測器位置，使得當該有興趣區域及基準標記在該第一位置中且該偵測器在該第一偵測器位 置中時，及當該有興趣區域及基準標記在該第二位置中且該偵測器在該第二偵測器位置中時，x射線從該x射線源透射通過該有興趣區域及該基準標記而至該偵測器。鑒於此裝置，該電腦可讀儲存媒體儲存可執行指令，該等指令當由連接至該裝置之一電腦處理器執行時導致該電腦處理器：請求一使用者選擇一有興趣區域及選擇一基準標記；基於接收之影像資料產生在該第一位置及該第二位置中之該有興趣區域及該基準標記之影像，產生在該第二位置中之該基準標記之一預期影像，使用在該第二位置中之該基準標記之該預期影像與該第二位置中之該基準標記之影像之一比較而產生該第二位置中之該有興趣區域之校正影像資料；利用該第一位置中之該有興趣區域之一影像或該第一位置中之該有興趣區域之校正影像資料，及該第二位置中之該有興趣區域之該校正影像資料而產生該有興趣區域之三維表示。
該電腦可讀儲存媒體亦可保存可執行指令，該等指令當由連接至該x射線成像裝置之一電腦處理器執行時控制該動作控制器之操作。該電腦可讀儲存媒體亦可保存可執行指令，該等指令當由連接至該x射線成像裝置之一電腦處理器執行時實施本發明之第一態樣之任何方法步驟。
在一第四態樣中，本發明提供與一或多個基準標記組合之根據第三態樣之一電腦可讀儲存媒體，該等基準標記可 以當該等基準標記連同該有興趣區域移動時該等基準標記相對於該有興趣區域維持一固定位置之此一方式而相對於該有興趣區域固定於一固定位置中。
現將僅經由實例、參考附圖而詳細描述本發明之實施例。
圖1係一x射線成像系統之基本元件之示意圖。圖1中所示之系統包括：一x射線源10，其在此系統中被保持靜止；一可移動支撐件12；及一可移動偵測器14。將該x射線源保持靜止係有利的，此係因為該x射線源係相對笨重且巨大的組件。該x射線源亦需要相對不靈活且難以移動之非常大的電源纜線。x射線從x射線源10行進通過該支撐件及安裝於該支撐件上之任何目標物件且照射於該偵測器14上。圖1繪示對應於該偵測器14之視場之該支撐件上之區16。藉由將該偵測器14、支撐件12及x射線源10相對定位而由一使用者選擇該偵測器之視場，使得該目標物件之有興趣區域在該偵測器之視場內。該偵測器可移動至不同位置，使得可透過該支撐件上之物件而獲取不同投影。在此內文中，不同投影意指該x射線以不同方向行進通過該支撐件上之物件。該偵測器14通常移動至該支撐件12上方之一XY平面內之連續位置以收集相同放大倍率之一系列不同投影。雖然圖2中繪示用於移動該偵測器之一例示性機構，但可使用任何適宜機構。
該支撐件12可在該XY平面中移動使得該支撐件上之有 興趣區域可移動至該x射線源與該偵測器之間之一位置。在圖1中所示之實例中，該支撐件12亦可在垂直或Z方向上移動。此允許調整該偵測器處偵測之影像之放大倍率，即，可取決於該x射線源與該支撐件之間以及該x射線源與該偵測器之間之相對距離而將支撐件區製造地更大或更小以落在該偵測器之視場內。如所解釋，該有興趣區域必須落在該視場內。該視場比該有興趣區域稍大係較佳的，此係因為所產生之三維模型之品質在視場之邊緣處較差。此係因為影像並非全部理想地彼此重疊，所以從比中間區更少之影像產生三維模型之邊緣。然而，為提供最佳解析度，使用者應選擇允許整個有興趣區域之良好品質三維模型之最小視場。
在圖1中，偵測器14展示於四個不同位置，且支撐件上具有四個對應區域16。應理解，許多更多位置係可行的。可從任何數量之投影建構三維模型，且在實踐中使用12個與720個投影之間之任何數量。
一般而言，該x射線源10包含一管，該管藉由加速來自一電子槍之電子且導致高能電子與金屬標靶碰撞而產生x射束。在一實施例中，該x射線源可為靜止或不可操縱類型的源，其缺乏移動電子束以在多於一個位置照射金屬標靶之能力。該束中含有之x射線足夠高能以穿透支撐件12上之目標物件之厚度，使得衰減之x射線到達偵測器14。由該有興趣區域內之不同密度之材料之x射線衰減之差分位準在由該偵測器捕獲之所得影像中產生對比。
可安裝於該支撐件12上之典型目標物件係含有電子組件、積體電路及組件與電路元件之間之接合之印刷電路板。在任一時間可具有安裝於基板上之複數個電路板，但用單個可移動偵測器，在任一時間在該偵測器之視場內僅成像一單一有興趣區域。
圖1中所示之偵測器14可為數位偵測器，且具有此項技術中熟知之一建構。一般而言，該偵測器包含：一作用區；一感測器，其將入射於該作用區上之x射線轉換為可被量測或成像之另一信號類型；及一放大器，其用於增加信號之振幅。該等信號在該偵測器14內從一類比形式轉換為數位形式，且從該偵測器輸出數位影像格式。一例示性數位偵測器係數位電荷耦合器件(CCD)相機，諸如互補金屬氧化物半導體(CMOS)平板偵測器，其包含組成作用區之矽光電二極體之二維像素陣列。在一實施例中，該偵測器係一平板偵測器，其特徵為3兆像素之150mm×120mm之作用區。該偵測器14之作用區面朝該支撐件上之一有興趣區域及該x射線源，使得當該有興趣區域及偵測器適當地定位時，行進通過該有興趣區域之x射線照射於該偵測器上。
圖2A至圖2C繪示可與本發明使用之一x射線裝置之一實例，該x射線裝置具有一支撐台、x射線源及偵測器。該裝置包含支腳21上支撐之框架20，其安裝於一機櫃內(未作圖式)。此機櫃係通常種類且提供一屏蔽外殼以保護使用者免受x射線之有害作用。用於產生x射線之x射線管10及x 射線偵測器14安裝於該框架20上。可移動支撐件12在x射線源與偵測器之間，隨後詳細描述可移動支撐件12，可移動支撐件12經調適以支撐具有待成像之一有興趣區域之一目標物件。
每一對支腳21支撐框架20之各自樑25。注意，在圖2B及圖2C中，移除支腳21及樑25以更清晰地展示其他組件。交叉樑90居於樑25上。樑25及交叉樑90包括通常為矩形之周界框架。該框架20亦包含一主要支撐板26，其附接至在一大體上垂直平面內之該等樑90。該支撐板26係相對較大質量且剛硬，且包括框架20之主要結構元件。
該x射線管10直接安裝至該支撐板26之一側。該管10位於相對於支腳21之中央，且因此該支撐板26略微偏移至一側。z軸馬達43直接安裝於該支撐板26之另一側上，z軸馬達43可垂直地定位該可移動支撐件12，含有有興趣區域之目標物件固定於該可移動支撐件12上。
如圖2B中最佳地展示，可移動支撐件12包括安裝於X平台12b之頂部之Y平台12a。Y軸馬達42在Y方向上移動Y平台12a，且X軸馬達41在X方向上移動Y平台12a及X平台12b兩者。Z軸馬達43將軸76垂直往復運動。軸76連接至X平台12b以垂直地移動X平台12b及Y平台12a。
支撐板26之橫向端具有剛硬頰板96，其上直接安裝弓形框架31之軸承30。框架之末端包括平衡器32。框架之內側包括遵循居中於該x射線源10之圓周之一軌道33。
X射線偵測器14安裝於該軌道33上。如圖2C中最佳地展 示，馬達44經由軸82導致該弓形框架31樞轉，且馬達45使偵測器沿著軌道33移動。在一實施例中，該偵測器14可繞該x射線源從一垂直位置移動，一般在距垂直之任一側正或負60度之範圍內。
在使用中，含有該有興趣區域之目標物件以及選用之一或多個基準標記固定至Y平台12a之上表面78。機櫃關閉，且x射線管被通電以激勵產生x射線。此等x射線從點源以直線輻射，且該偵測器及支撐件被移動直到樣本在所需定向上成像。該影像可例如顯示於鄰近於適當控制件(諸如滑鼠及鍵盤或一或多個搖桿)而提供之機櫃之一外部螢幕上。對於樣本及/或偵測器之相對位置可經移動以將該樣本從所需方向及以適當放大倍率成像。
一些當前計算之斷層合成產品提供水平旋轉軸，樣本關於水平旋轉軸旋轉。此完全旋轉歸因於物件之完全旋轉而提供較好之資料集，但限制可與此類型之設備使用之樣本之大小。本發明使用現存機器幾何但對於樣本及偵測器提供圓錐移動路徑。此允許重建較大物件而無需削減樣本，但不提供與提供樣本之完全旋轉之系統一樣完全的資料集。
圖3係根據本發明之系統之電子及控制元件之示意圖。系統之機械組件參考圖2A至圖2C而描述。該系統包括一動作控制器或伺服系統40，其可經操作以控制待成像之目標物件之支撐件之移動及控制偵測器之對應移動兩者。如前文所述，該系統包含：將該支撐表面在X方向上移動之 一馬達41；將該支撐表面在Y方向上移動之一馬達42；及將該支撐表面在Z方向上移動之一馬達43。該偵測器之移動由下列達成：一馬達44，該馬達44可操作以將其上安裝偵測器之弓形框架樞轉；及一馬達45，其經組態以將該偵測器沿著該弓形框架上之軌道移動。
該動作控制器40連接至一處理器48，其可為專屬微處理器或可為適當程式化之通用電腦，諸如PC。該處理器48將指令發送至該動作控制器40，該動作控制器40接著將控制信號發送至該等馬達41至45，如將更詳細描述。
該處理器48亦經組態以控制該x射線源46之啟動及停用。
該處理器48接收來自該x射線偵測器47的輸出信號，且將對應影像發送至一顯示器50。提供一介面51以允許使用者啟動一影像捕獲程序以及組態在該處理器之操作中之參數，且將一樣本之部分選為有興趣區域。該偵測器在操作期間將影像資料連續供應至該處理器，使得該偵測器之視場可連續顯示於該顯示器51上。
該處理器48可包含如圖3中所示之一記憶體49。或者或另外，一記憶體可提供於連接至該處理器之一外部器件中。圖3以點線概括地繪示一外部電腦52，該外部電腦52可連接至該處理器48且可經組態以提供記憶體以及影像處理功能。在影像捕獲功能之單獨處理器上實行影像處理功能可具有優點，使得對於一個有興趣區域之影像處理可與下一個有興趣區域上實行之影像捕獲同時實行。
該處理器48經組態以控制及協調x射線源10、支撐件12及偵測器14之操作，以捕獲單個有興趣區域之複數個投影，如參考圖6及圖7更詳細描述。藉由獲取不同有興趣區域及偵測器位置之一特定有興趣區域之多個投影，可得到該有興趣區域之投影之集合。可接著使用斷層合成演算法處理該集合以產生該有興趣區域之三維模型。此項技術中已知各種斷層合成演算法及處理技術，諸如由Prexion Inc.(位於411 Borel Avenue,Suite 550,San Mateo,CA 94402,USA)提供之ReconPro重建解決方案。
使用複數個影像產生三維模型之需求係對於每個影像已知x射線源、有興趣區域與偵測器之間之精確空間關係。在實踐中，為得到有用結果，此意指使用昂貴機器。尤其由該有興趣區域及偵測器之移動機構之所有組件所需之非常嚴格之容限所導致較高費用。
在本發明中，藉由使用一或多個基準標記而克服此間題。接著使用影像處理技術以改變捕獲之影像以對應於精確地定位組件時此等影像將看起來如何。代替精確控制該系統之移動部分，對捕獲之影像應用校正以提供一組校正影像，且接著使用一斷層合成演算法組合該等校正影像以產生三維模型。
基準標記可採用一目標物件上已存在之一元件之形式，或可為固定至該目標物件之一元件，或在成像程序之前緊靠地固定至該支撐件(其上安裝目標物件)上之目標物件之一元件。
圖4展示電路板上之一例示性有興趣區域。此特定有興趣區域包含一積體電路組件60以及球柵陣列61，其包括用於將組件接合至下伏積體電路板之複數個錫球。另一有興趣區域可小很多，例如包括一個或兩個錫球。該等錫球61可用作有效基準標記，此係因為可假設錫球具有球形幾何。可使用一個、兩個或多個錫球作為基準標記。在實踐中，使用若干個錫球係有利的，此係因為錫球並非絕對球形。將多個錫球用作基準標記減小與其等之非理想對稱性相關之任何誤差。若目標物件上之其他現存組件具有已知幾何，且該幾何可適應由該系統實行之影像處理程序，則可使用目標物件上之其他現存組件。PCB或半導體封裝內之導通孔具有與錫球非常類似之屬性。此外，可利用更複雜但可預知之組件幾何，諸如四方扁平無引線(Quad-Flat No-Lead)封裝。
或者，可使用出於該目的而設計之基準標記。此等基準標記可固定至目標物件或緊靠該目標物件之支撐件。圖5a至圖5e繪示一些例示性基準標記形狀。可從以典型能量位準使用時對x射線不透明之任何適宜材料形成該基準標記。所使用之基準標記之比例需對於視場及在檢驗的物件為適當的，且因此可與x射線設備或軟體套件一起提供多種不同大小之基準標記。
圖5a、圖5b及圖5c中之基準標記通常係平坦標記，但其等具有對其等之一些高度。基準標記經形成以便具有與有興趣區域之組件類似之x射線吸收性，且因此可具有與有 興趣區域中之組件類似之密度、材料屬性及厚度。有利地，其等製造地具有儘可能低之高度，以將有興趣區域之遮蔽降到最小。
圖5d及圖5e中之基準標記係球形標記(雖然其等可同樣為圓盤)。可從使用於儀器中之軸承之供應商獲得直徑介於100μm與0.8mm之間之適當球形標記。此等軸承係比錫球更理想的球形，且因此製作更好的基準標記。
如將描述，該或該等基準標記可在成像之有興趣區域內，或可在成像之有興趣區域外部。無論使用哪個配置，該等基準標記必須在每個投影內可辨識。此辨識使用整合於在處理器上運行之軟體中之影像辨識技術而自動完成。可使用諸如由Cognex Corporation(位於1 Vision Drive,Natick,MA 01760-2059,United States)之VisionPro軟體產品提供之關聯途徑比較該或該等基準標記之預期影像與在成像區域內之該或該等多個基準標記之捕獲影像。此軟體計算在該源與偵測器之間該基準標記之一預定位置時該基準標記之預期影像與捕獲影像之間之變換。該變換可接著應用於在該預定位置之該有興趣區域之捕獲之影像，以產生該預定位置之有興趣區域之一校正影像。
已描述繪示於圖2A至圖2C及圖3中之系統之組件，及繪示圖5中之基準標記之一些實例，將參考圖6及圖7而描述例示性操作方法。
圖6繪示一成像方法之步驟，其中基準標記在有興趣區域內。在程序始於步驟600之後，在步驟605中使用者可選 擇各種操作參數，諸如x射線管加速電壓及功率、獲取之投影(即，影像)數量、該偵測器14(及支撐件12)隨著獲取影像而距垂直行進跨越之角度範圍，及放大倍率。如圖2A至圖2C中可見，該偵測器可繞半球移動，且原則上可用該偵測器獲取在該半球上之任何位置中之投影。該偵測器所在之處距垂直之角度越大，可恢復之關於該有興趣區域之資訊更多。然而在實踐中，期望限制該偵測器距垂直而行進之角度。此係因為以較大角度時，x射線將在到達該有興趣區域之前(且可能在之後)行進通過更多外加組件。所以使用者需在由外加物件產生之投影中之雜訊超過大角度之益處之前藉由使用最大角度而找到平衡。此將在很大程度上取決於目標物件之形貌。為簡化影像處理，所述實施例中之偵測器被約束以移動至該有興趣區域上方之x-y平面中之一圓周上之位置，使得以距垂直相同的角度獲取所有投影。
使用者亦選擇待獲取之投影數量，且該選擇可為時間約束與最終三維模型中所需之細節之間之平衡。雖然通常是介於12個與720個之間的投影，但是可使用任何數量。
例如，若使用者選擇獲取72個投影，選擇距垂直30°角及一特定放大倍率，則處理器根據此等參數計算對於x射線源10、支撐件12及偵測器14之72個不同的相對位置。結果將為支撐件12及偵測器14之初始位置及支撐件12及偵測器14將均等地繞一圓周路徑間隔的71個不同位置，相對於x射線源定義30°圓錐角。該71個位置將為預定位置，支撐 件12及偵測器14將移動通過該71個位置。應明白，可隨後在記錄第一影像之前之任何時間之程序中選擇或調整一些或所有此等參數。
在步驟610中，必須作出決定是否將已存在於該有興趣區域內之元件使用為基準標記，或是否將一基準標記固定至該有興趣區域內之該目標物件上。若已存在於該目標物件上之元件將被使用為基準標記，則程序在步驟620中繼續。若需要一外部供應之基準標記，則在步驟615中此標記被固定至該目標物件。可使用在成像程序期間足夠將該基準標記保持固定於相對於該有興趣區域之位置中之任何適宜固定技術。
在步驟620中，使用者必須選擇偵測器之視場。如已解釋，該視場必須包含目標物件之有興趣區域。該視場較佳地大於該有興趣區域，此係因為所產生之三維模型之品質在視場之中央最佳，且在可能無法在所有投影中看見有興趣物件之部分的角落及邊緣處相對較差，但不大於對於有興趣區域之良好品質之三維模型之需求。可使用使用者介面(諸如藉由使用游標)以繞視場繪製框而在螢幕上選擇視場。通常用直接在x射線源上方或豎直上方之偵測器及有興趣區域而完成視場之選擇。一旦已選擇視場，從使用者透過使用者介面51之輸入導致處理器48發送命令信號至動作控制器40。作為回應，該動作控制器40根據該等命令信號調整偵測器14及支撐件12之位置以顯示所選擇之視場。該使用者可繼續調整偵測器14及支撐件12之位置，直到視 場係所需為止。
已選擇該視場，在步驟625中必須識別該或該等基準標記。在此實施例中，該基準標記在該有興趣區域內，且因此在所選擇之視場內。為選擇基準標記，該偵測器及支撐件現在從直接在該x射線源上方或豎直上方之一位置移動至將其等置於對於第一投影距垂直之所需角度的一初始位置。使用使用者介面在螢幕上選擇該基準標記。該使用者可使用游標或藉由繞該顯示螢幕上之視場之一或多個部分拖動一或多個框而識別該基準標記。運用該支撐件12及偵測器14在其等之初始位置，接著在步驟630中由該偵測器記錄含有該有興趣區域之視場之一第一影像，且儲存於記憶體49中。由該使用者選為基準標記之影像之該或該等部分亦儲存於記憶體49中。使用該影像及該或該等基準標記之位置作為計算由該偵測器記錄之後續投影之各者中之該或該等基準標記之預期影像之基礎。該系統已知該等基準標記之幾何及位置，且已知每個投影之支撐件及偵測器之預定位置。使用此資訊，可計算在每個預定位置獲取之投影之基準標記之一預期影像及位置。
該支撐件12及偵測器14必須接著移動通過該等預定位置之各者，以記錄每個位置之有興趣區域及基準標記之一影像。如前文所述，對於每個投影，由處理器48基於由使用者設定之參數而計算該支撐件12及偵測器14之位置。在前文所述之實例中，使用者對於該偵測器及一特定放大倍率選擇待獲取之距X射線源豎直上方30°角之72個投影，且繼 而該處理器根據此等參數計算該x射線源10、支撐件12及偵測器14之72個不同的相對位置。在步驟635、640及645中，該動作控制器將該支撐件12及偵測器14相繼移動至剩餘的71個預定位置之各者，且該偵測器14記錄每個位置之含有有興趣區域及基準標記之視場之一影像。該動作控制器將增量信號發送至伺服馬達41至45，以將該支撐件及偵測器以該順序依次移動至下個位置。重複步驟640及645直到已記錄所有所需影像為止(圖6繪示步驟640及645被重複n次)。在已記錄所有所需影像之後，從步驟640至步驟660發送一信號以從該有興趣區域之校正影像產生該有興趣區域之3D模型。
該基準標記之預期影像之計算如步驟650所示。如已描述，對於每個投影，基於由使用者設定之參數計算x射線源、有興趣區域與偵測器之間之所需空間關係。因此，可基於該空間關係及已知之該基準標記之幾何及位置而計算對於每個位置之該基準標記之預期影像及位置。在此實例中，假設該基準標記具有關於垂直軸的旋轉對稱性，且該偵測器經約束以相對於該x射線源繞固定圓錐角之圓形路徑移動，使得該基準標記在每個投影中呈現相同大小及形狀，其中只改變其在視場內之位置。然而若需要，該基準標記可具有更複雜之幾何。接著包含該幾何之描述，其作為該影像處理計算中由該處理器實行之參數。
在步驟650中，基準標記之預期影像之計算可與影像捕獲步驟635至645同時實行或相繼實行。步驟650亦可在單 獨處理器52上實行影像捕獲處理，如參考圖3所述。
在步驟655中，對於每個預定位置，比較該或該等基準標記之預期影像之各者與該基準標記之對應捕獲影像。對於每個預定位置，該處理器48(或52)計算一變換以將該或該等基準標記之捕獲影像映射至該預期影像。此藉由關聯或從影像邊緣提取及找到其等之空間關係而識別基準標記之特定特徵或基準標記之位置而完成。接著對於每個預定位置將此變換應用於該預定位置之有興趣區域之捕獲影像，以產生在該預定位置處之有興趣區域之一校正影像。該校正影像係定位機構已能夠按需要精確地定位該支撐件及偵測器時將有效捕獲之影像。
一旦已校正對於所有預定位置之有興趣區域之影像後，在步驟660中回應於來自步驟640之信號而組合校正影像，以產生該有興趣區域之三維模型。此等影像可使用斷層合成演算法組合，諸如上文引用之由Prexion Inc.提供之ReconPro重建解決方案。
接著使該三維模型可用於在顯示器50上由使用者查看，且可透過該模型選擇不同圖塊，以由使用者使用該使用者介面51而查看，以查找缺陷，諸如接頭內之空隙程度及不完整之焊接接頭。此缺陷分析有用於最佳化製程及檢查製造品項保持一致且滿足品質臨限度的程序控制兩者。
圖7繪示圖6中所示之方法之一修改，其允許使用該有興趣區域外部之一基準標記。例如若用電子組件密集地覆蓋該有興趣區域，則一基準標記可被定位於該有興趣區域外 部，但在相同基板上或直接在支撐件上。圖7之實施例中之方法包含圖6中所示之相同的初始步驟600至620。圖7僅展示該方法中之後續步驟。在步驟700中，必須由使用者識別該基準標記。此需要將該偵測器之視場從步驟620中對該有興趣區域所選擇之視場改變為涵蓋該基準標記之一視場。為完成此，使用該使用者介面51及螢幕50，該使用者控制支撐件12之移動(理想地在相同的XY平面內，因此放大倍率不變)，而偵測器14保持靜止。該支撐件移動至一位置使得所需基準標記在該視場內且理想地在該螢幕中央。該偵測器及支撐件接著從直接在x射線源上方或豎直上方之一位置移動至將其等置於對於第一投影距垂直之所需角度的一初始位置，就如上文基準在有興趣區域之視場內之情況中所述。接著使用游標或藉由在該螢幕上繞該基準之影像繪製一個框而識別基準。
在上文之程序期間，儲存相對於該有興趣區域之視場之x位置及y位置的該基準之視場之x位置及y位置。可作為x偏移信號及y偏移信號而儲存於記憶體中之此等x位置及y位置接著用於隨後在x馬達41及y馬達42之控制下在該有興趣區域之視場之位置與該基準標記之視場之位置之間移動支撐件。
接著藉由對於該偵測器及有興趣區域之每個預定位置記錄含有該有興趣區域之視場之一影像，接著記錄含有該基準標記之視場之一影像而繼續該影像捕獲程序。在步驟705中，記錄第一預定位置之該有興趣區域之一影像。接 著在步驟710中使用儲存之x偏移信號及y偏移信號而移動該支撐件，而該偵測器相對於x射線源保持靜止，使得該基準在該第一預定位置中。接著在步驟715中記錄含有該基準之視場之一第一影像。應瞭解，步驟700可在步驟710之後實行，而不是之前，且在實踐中此對於使用者可能更便利。亦應瞭解，對於該有興趣區域及偵測器之每個預定位置，該基準標記可在該有興趣區域之前成像，而非在其之後。
在步驟720中，該偵測器及該支撐件兩者(即，該有興趣區域)被移動至對應於該有興趣區域之下一個投影之下一個預定位置。在步驟725中，在此下一個預定位置處記錄含有該有興趣區域之視場之一影像。在步驟730中，使用該等XY偏移信號而移動該支撐件，而該偵測器相對於x射線源保持靜止，直到該基準已被定位於剛好記錄該有興趣區域之影像之預定位置處為止。在步驟735中，記錄在此預定位置處之含有基準標記之視場之一影像。接著程序返回步驟720，且重複步驟720至735直到對該有興趣區域及偵測器之每個預定位置捕獲有興趣區域及基準標記之影像為止。如下文所述，在已捕獲所有預定位置之影像之後，從步驟722發送一信號，步驟752產生三維模型。
在步驟740中，以與參考圖6所述之相同方式實行該基準標記之預期影像之計算。在步驟745中，對於每個預定位置，比較該基準標記之預定影像之各者與該基準標記之對應捕獲影像，且計算對於每個捕獲影像之一變換，以將其 映射至該預期影像。可使用與參考圖6所述之相同的技術。接著將每個預定位置之變換應用於該有興趣區域之對應捕獲影像以產生對於每個預定位置之有興趣區域之校正影像。在第一影像之後產生對於每個投影之該有興趣區域之一校正影像。如前文所提及，當在步驟750從已捕獲所有預定位置之影像之步驟720接收一信號時，接著在步驟750中將該第一影像及後續校正影像在斷層合成演算法中組合以產生該有興趣區域之三維模型。
假設可重複該支撐件之移動，該有興趣區域及該基準標記之單獨成像實際上用相對不精確之定位機構。因此雖然可能無法對該基準標記之每次移動皆將該支撐件精確地移動至該有興趣區域之預定位置，但是控制信號相同，且所得移動係相同的。關於步驟730，應瞭解，可以是偵測器(而非支撐件)在該有興趣區域與該基準標記之間移動，而該支撐件保持靜止。在圖2中所示之機構中，較佳地將該偵測器保持靜止，且移動該支撐件，此係因為該支撐件之移動更可重複。然而用不同機械配置時可能不是所述情況。
雖然已參考特定實施例描述本發明，但是應明白，可在使用相同之發明性概念時對本系統及方法進行許多修改。例如，可使用不同系統以移動目標物件及偵測器，其將不同誤差引入所得之捕獲影像中。無論所使用之系統，適當基準標記之使用皆允許產生校正影像。
10‧‧‧x射線源
12‧‧‧支撐件
12a‧‧‧Y平台
12b‧‧‧X平台
14‧‧‧偵測器
16‧‧‧區
20‧‧‧框架
21‧‧‧支腳
25‧‧‧樑
26‧‧‧支撐板
30‧‧‧軸承
31‧‧‧弓形框架
32‧‧‧平衡器
33‧‧‧軌道
40‧‧‧動作控制器/伺服系統
41‧‧‧X軸馬達
42‧‧‧Y軸馬達
43‧‧‧Z軸馬達
44‧‧‧馬達
45‧‧‧馬達
46‧‧‧x射線源
47‧‧‧x射線偵測器
48‧‧‧處理器
49‧‧‧記憶體
50‧‧‧顯示器
51‧‧‧介面
52‧‧‧外部電腦
60‧‧‧積體電路組件
61‧‧‧球柵陣列/錫球
76‧‧‧軸
78‧‧‧上表面
82‧‧‧軸
90‧‧‧樑
96‧‧‧剛硬頰板
圖1係展示在一x射線成像系統上之組件之一示意圖；圖2A至圖2C係根據本發明之一實施例之一支撐台、x射線源及偵測器之等距圖；圖3係展示根據本發明之一實施例之一成像系統之元件之一示意圖；圖4繪示一偵測器及一基準標記之視場；圖5繪示一些例示性基準標記；圖6係繪示根據本發明之一實施例之一方法之一流程圖；及圖7係繪示根據本發明之另一實施例之圖6中所示之方法之修改之一流程圖。

Claims (15)

  1. 一種產生一目標物件上之一有興趣區域之一個三維表示之方法，其包括步驟：a)識別在該目標物件之一有興趣區域中或在相對於該有興趣區域而固定之一可移動表面上之已知幾何之一基準標記；b)當該有興趣區域及基準標記在相對於輻射源之一第一位置中且一偵測器在相對於一輻射源之一第一偵測器位置中時，藉由用該偵測器偵測來自該輻射源之輻射而建立該基準標記之一第一影像及該有興趣區域之第一影像；c)將該基準標記及有興趣區域相對於該輻射源而移動至相對於該輻射源之一第二位置，且將該偵測器移動至相對於該輻射源之一第二偵測器位置；d)當該有興趣區域及基準標記在相對於該輻射源之該第二位置中且該偵測器在相對於該輻射源之該第二偵測器位置中時，藉由用該偵測器偵測來自該輻射源之輻射而建立該基準標記之一第二影像及該有興趣區域之一第二影像；e)利用該基準標記之該第二影像與關於該基準標記之一預期第二影像之資訊之一比較而產生該有興趣區域之校正之第二影像資料；及f)利用該第一影像或一校正之第一影像資料，及該有興趣區域之該校正之第二影像資料而產生該有興趣區域 之一個三維表示。
  2. 如請求項1之方法，其中該方法包括將一基準標記置於該有興趣區域上或該可移動表面上。
  3. 如請求項1之方法，其中該基準標記在該有興趣區域之每個影像內。
  4. 如請求項1或2之方法，其中該基準標記之每個影像與該有興趣區域之每個影像分離，且其中建立該基準標記之一第一影像及該有興趣區域之一第一影像之步驟包括將該偵測器保持於一第一偵測器位置中，而將該有興趣區域及基準標記相繼移動至該第一位置。
  5. 如請求項4之方法，其中在建立該基準標記之一第一影像及建立該有興趣區域之一第一影像之該步驟之後實行建立該基準標記之一第二影像及該有興趣區域之一第二影像之步驟。
  6. 如請求項1、2或3之方法，其進一步包括步驟：當該有興趣區域及基準標記在相對於該輻射源之一第三位置且該偵測器在相對於該輻射源之一第三偵測器位置時，藉由用該偵測器偵測來自該輻射源之輻射而建立該基準標記之一第三影像及該有興趣區域之一第三影像；及利用該基準標記之該第三影像與關於該基準標記之一預期第三影像之資訊之一比較而產生該有興趣區域之校正之第三影像資料，其中產生該有興趣區域之一個三維表示之步驟利用該 校正之第三影像資料。
  7. 如請求項1、2或3之方法，其中該基準標記包括複數個基準標記元件。
  8. 如請求項1、2或3之方法，其中基於假設該基準標記或每個基準標記元件具有旋轉對稱性而計算該基準標記之該預期第二影像。
  9. 一種用於使用一數量之投影產生一目標物件上之一有興趣區域之一個三維表示之系統，該系統包括：一x射線源；一支撐件，其經組態以支撐該目標物件及具有預定已知幾何之一或多個標記元件之一單個基準標記，及一支撐件輸送機構，其經組態以移動該支撐件，該單個基準標記之該預定已知幾何定義一輸入參數；一x射線偵測器，及偵測器輸送機構，其經組態以移動該偵測器；一動作控制器，其連接至該支撐件輸送機構及該偵測器輸送機構，該動作控制器經組態以將命令信號供應至該支撐件輸送機構，以將該有興趣區域及該單個基準標記從一第一位置移動至對應於該數量之投影之複數個第二位置，且將命令信號供應至該偵測器輸送機構，以將該偵測器從一第一偵測器位置移動至對應於該數量之投影之複數個第二偵測器位置，使得當該有興趣區域及該單個基準標記在該第一位置中且該偵測器在該第一偵測器位置中時，x射線從x射線源透射通過該有興趣區域及 該單個基準標記而至該偵測器，導致該偵測器產生第一位置影像資訊，且當該有興趣區域及該單個基準標記在該複數個第二位置之一者中且該偵測器在該複數個第二偵測器位置之一者中時，x射線從x射線源再次透射通過該有興趣區域及該單個基準標記而至該偵測器，導致該偵測器產生第二位置影像資訊，其中該複數個第二位置及複數個第二偵測器位置係意圖(intended to)對應於相對於該x射線源之複數個所需第二位置及複數個所需第二偵測器位置，該等複數個所需第二位置及該等複數個所需第二偵測器位置係基於該有興趣區域及沿著該x射線源之該偵測器之所需移動以捕獲該數量之投影；耦接至該偵測器之一影像處理器，其經組態以從該偵測器接收該第一位置影像資訊及該第二位置影像資訊，以使用該第一位置影像資訊產生該有興趣區域之一第一影像及該單個基準標記之一第一影像，且使用該第二位置影像資訊產生該有興趣區域之一第二影像及該單個基準標記之一第二影像，其中該影像處理器經組態以：基於該單個基準標記之該預定已知幾何之該輸入參數決定該複數個第二位置之每一者中之該單個基準標記之一預期第二影像，使用該所需第二位置中之該單個基準標記之該預期第二影像與在對應第二位置處產生之該單個基準標記之該第二影像之一比較而產生該複數個所需第二位置之每一者之該有興趣區域之一校正第二影像資料，以決定映射 該單個基準標記之該第二影像至該單個基準標記之該預期第二影像之一影像變換，及接著施加該影像變換至該有興趣區域之該第二影像，該校正第二影像資料因此係為若該單個基準標記及該感興趣區域之該第二影像實際上在該所需第二位置及該所需第二偵測器位置處產生時會產生之影像；及利用該有興趣區域之該數量之投影而產生該有興趣區域之一個三維表示，該數量之投影包含該單個基準標記及該感興趣區域之該第一影像，及該等所需第二位置之每一者之該校正第二影像資料。
  10. 如請求項9之系統，其進一步包括：一視覺顯示器，其經組態以基於來自該偵測器之信號而顯示影像資料；及一使用者介面，其中該使用者介面經組態以允許一使用者從該顯示器上之一影像內選擇該單個基準標記。
  11. 如請求項9或10之系統，其中該偵測器輸送機構包括一可樞轉之弓形軌道，該偵測器耦接至該可樞轉之弓形軌道。
  12. 如請求項9或10之系統，其中該支撐件輸送機構經組態以允許該支撐件獨立地在三個正交方向上移動。
  13. 一種連同一x射線成像裝置使用之電腦可讀儲存媒體，該x射線成像裝置使用一數量之投影產生一目標物件上之一有興趣區域之一個三維表示，該x射線成像裝置包括：一x射線源；一支撐件輸送機構，其移動對於一有興趣區域及具有預定已知幾何之一或多個標記元件之一 單個基準標記的一支撐件，該單個基準標記之該預定已知幾何定義一輸入參數；一x射線偵測器；偵測器輸送機構，其經組態以移動該偵測器；及一動作控制器，其連接至該支撐件輸送機構及該偵測器輸送機構，該動作控制器經組態以將命令信號供應至該支撐件輸送機構，以將該有興趣區域及該單個基準標記從一第一位置移動至對應於該數量之投影之複數個第二位置，且將命令信號供應至該偵測器輸送機構，以將該偵測器從一第一偵測器位置移動至對應於該數量之投影之複數個第二偵測器位置，使得當該有興趣區域及該單個基準標記在該第一位置中且該偵測器在該第一偵測器位置中時，x射線從該x射線源透射通過該有興趣區域及該單個基準標記而至該偵測器，及當該有興趣區域及該單個基準標記在該複數個第二位置之一者中且該偵測器在該複數個第二偵測器位置之一者中時，x射線從該x射線源透射再次通過該有興趣區域及該單個基準標記而至該偵測器，其中該複數個第二位置及複數個第二偵測器位置係意圖(intended to)對應於相對於該x射線源之複數個所需第二位置及複數個所需第二偵測器位置，該等複數個所需第二位置及該等複數個所需第二偵測器位置係基於該有興趣區域及沿著該x射線源之該偵測器之所需移動以捕獲該數量之投影，該電腦可讀儲存媒體保存可執行指令，該等指令當由連接至該x射線成像裝置之一電腦處理器執行時導致該電腦處理器： 請求一使用者選擇一有興趣區域及選擇該單個基準標記；基於接收之影像資料產生該有興趣區域之一第一影像及在該第一位置中之該單個基準標記之一第一影像及在該等第二位置之每一者處產生該有興趣區域之第二影像及該基準標記之第二影像，基於該等所需第二位置之每一者之該單個基準標記之該預定已知幾何之該輸入參數產生之該單個基準標記之一預期第二影像，使用在該所需第二位置中之該單個基準標記之該第二預期影像與在對應第二位置處產生之該單個基準標記之該第二影像之一比較而產生該第二位置中之該有興趣區域之校正第二影像資料，以決定映射該單個基準標記之該第二影像至該單個基準標記之該預期第二影像之一影像變換，及接著施加該影像變換至該有興趣區域之該第二影像，該校正第二影像資料因此係為若該單個基準標記及該感興趣區域之該第二影像實際上在該所需第二位置及該所需第二偵測器位置處產生時會產生之影像；利用該有興趣區域之該數量之投影而產生該有興趣區域之一個三維表示，該數量之投影包含該單個基準標記及該有興趣區域之該第一影像及該等所需第二位置之每一者之該校正第二影像資料。
  14. 一種如請求項13之電腦可讀儲存媒體，其保存可執行指令，該等指令當由連接至該x射線成像裝置之一電腦處 理器執行時控制該動作控制器之操作。
  15. 一種如請求項13或14之電腦可讀儲存媒體，其與適宜於置於一電子電路板上之一個或多個基準標記組合。
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Families Citing this family (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101993384B1 (ko) * 2012-10-24 2019-06-26 삼성전자주식회사 환자의 자세 변화에 따른 의료 영상을 보정하는 방법, 장치 및 시스템
US9354185B2 (en) * 2012-12-21 2016-05-31 Advanced Micro Devices, Inc. 3D imaging with multiple irradiation frequencies
KR101458451B1 (ko) * 2013-08-22 2014-11-07 한국생산기술연구원 Ct 장치, ct 영상 처리 장치 및 ct 영상 처리 방법
SG2013084975A (en) * 2013-11-11 2015-06-29 Saedge Vision Solutions Pte Ltd An apparatus and method for inspecting asemiconductor package
EP2927944A1 (en) * 2014-04-04 2015-10-07 Nordson Corporation X-ray inspection apparatus for inspecting semiconductor wafers
US20150303172A1 (en) * 2014-04-22 2015-10-22 Broadcom Corporation Reconstitution techniques for semiconductor packages
CN107076684B (zh) 2014-09-02 2021-04-02 株式会社尼康 测量处理装置、测量处理方法和测量处理程序
JP6763301B2 (ja) 2014-09-02 2020-09-30 株式会社ニコン 検査装置、検査方法、検査処理プログラムおよび構造物の製造方法
EP3192237A4 (en) * 2014-09-10 2018-07-25 Hasbro, Inc. Toy system with manually operated scanner
CN104502378B (zh) * 2014-12-30 2017-02-22 四川大学 X射线ct装置
JP6712260B2 (ja) * 2015-03-10 2020-06-17 株式会社Ｆｕｊｉ 実装装置、撮像処理方法及び撮像ユニット
GB201508065D0 (en) 2015-05-12 2015-06-24 Rolls Royce Plc A method of scanning Aerofoil blades
WO2017023635A1 (en) 2015-08-06 2017-02-09 Xiang Zhang A system for 3d object modeling and tracking in x-ray imaging
US9576772B1 (en) * 2015-08-31 2017-02-21 Fei Company CAD-assisted TEM prep recipe creation
WO2017100475A1 (en) * 2015-12-09 2017-06-15 Integrated-X, Inc. Systems and methods for inspection using electromagnetic radiation
JP6693533B2 (ja) * 2016-02-16 2020-05-13 株式会社ニコン Ｘ線装置、ｘ線計測方法および構造物の製造方法
JP6568493B2 (ja) * 2016-03-18 2019-08-28 株式会社Ｓｏｋｅｎ 物体検知装置
DE102016211294A1 (de) 2016-06-23 2017-12-28 Carl Zeiss 3D Automation Gmbh Träger für die computertomographische Werkstück-Untersuchung
FR3057757B1 (fr) 2016-10-21 2021-04-16 Medtech Dispositif et procede de recalage automatique pour des images intra operatoires 3d
US10872176B2 (en) * 2017-01-23 2020-12-22 General Electric Company Methods of making and monitoring a component with an integral strain indicator
JP6976699B2 (ja) * 2017-03-15 2021-12-08 キヤノンメディカルシステムズ株式会社 Ｘ線診断装置
EP3441788A1 (en) * 2017-08-08 2019-02-13 Koninklijke Philips N.V. Apparatus and method for generating a representation of a scene
RU2656872C1 (ru) * 2017-09-01 2018-06-07 Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательская производственная компания "Электрон" (ЗАО "НИПК "Электрон") Микрофокусное устройство рентгеновского контроля
US10432912B2 (en) * 2017-09-29 2019-10-01 Waymo Llc Target, method, and system for camera calibration
JP6969472B2 (ja) * 2018-03-23 2021-11-24 トヨタ自動車株式会社 検査方法
AU2019309393A1 (en) * 2018-07-24 2021-03-11 Amdt Holdings, Inc. Methods and systems of registering a radiographic image and a 3D model of an external fixation device
JP6729652B2 (ja) * 2018-09-20 2020-07-22 株式会社ニコン 測定処理方法、測定処理装置、ｘ線検査装置および構造物の製造方法
CA3155933A1 (en) * 2018-10-04 2020-04-09 Lynkeos Technology Limited REFERENCE SYSTEM FOR WASTE CONTAINERS
US10718724B2 (en) * 2018-11-06 2020-07-21 Jon M Frenn Systems and methods of comparative computed tomography (CT) for qualification of commercial grade items
JP7360470B2 (ja) * 2019-03-08 2023-10-12 ウィリアム イー バトラー， 血管造影撮像システムの時間的較正
CN110096143B (zh) * 2019-04-04 2022-04-29 贝壳技术有限公司 一种三维模型的关注区确定方法及装置
DE102019109789A1 (de) * 2019-04-12 2020-10-15 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren und Computerprogramm zum zeitaufgelösten Berechnen einer Deformation eines Körpers
US10623727B1 (en) 2019-04-16 2020-04-14 Waymo Llc Calibration systems usable for distortion characterization in cameras
CN110135422B (zh) * 2019-05-20 2022-12-13 腾讯科技（深圳）有限公司 一种密集目标的检测方法和装置
DE102019121557B4 (de) * 2019-08-09 2021-07-22 Basler Ag Kamera sowie Verfahren
CN112542163B (zh) * 2019-09-04 2023-10-27 百度在线网络技术（北京）有限公司 智能语音交互方法、设备及存储介质
US11278367B1 (en) 2019-10-31 2022-03-22 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Portable and collapsible apparatus for holding fiducial markers
US11481093B1 (en) 2019-10-31 2022-10-25 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Method and system for determining the location in 3D space of an object within an enclosed opaque container
US11486836B1 (en) * 2020-06-29 2022-11-01 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Method and system for determining the location in 3D space of an object within an enclosed opaque container
JP7563304B2 (ja) * 2021-06-16 2024-10-08 トヨタ自動車株式会社 Ｘ線ｃｔ装置及び画像生成方法
WO2022266542A1 (en) * 2021-06-18 2022-12-22 Psylotech, Inc. Tomography error correction system and method

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5359637A (en) 1992-04-28 1994-10-25 Wake Forest University Self-calibrated tomosynthetic, radiographic-imaging system, method, and device
JPH08327563A (ja) * 1995-06-02 1996-12-13 Toshiba Corp ラミノグラフ
US6888924B2 (en) * 2003-06-25 2005-05-03 General Electric Company Method, apparatus, and medium for calibration of tomosynthesis system geometry using fiducial markers with non-determined position
US7116342B2 (en) 2003-07-03 2006-10-03 Sportsmedia Technology Corporation System and method for inserting content into an image sequence
CN100415171C (zh) * 2003-07-31 2008-09-03 株式会社东芝 使扫描图像中的模糊最小化的方法和设备
GB0415053D0 (en) * 2004-07-05 2004-08-04 Dage Prec Ind Ltd X-ray manipulator
US20070206847A1 (en) * 2006-03-06 2007-09-06 Heumann John M Correction of vibration-induced and random positioning errors in tomosynthesis
WO2007114334A1 (ja) * 2006-03-31 2007-10-11 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 回路基板、回路基板の検査方法、およびその製造方法
EP2034895A2 (en) * 2006-06-22 2009-03-18 Koninklijke Philips Electronics N.V. Dual x-ray tube gating
JP5148159B2 (ja) * 2007-04-20 2013-02-20 東芝Ｉｔコントロールシステム株式会社 被検体の断層撮影装置及び層構造抽出方法
JP2010526992A (ja) * 2007-04-23 2010-08-05 カリフォルニア インスティテュート オブ テクノロジー 単一レンズ、単一絞り開口、単一センサー３ｄ撮像装置
JP5444718B2 (ja) 2009-01-08 2014-03-19 オムロン株式会社 検査方法、検査装置および検査用プログラム
EP2539020B1 (en) 2010-02-24 2017-03-22 Accuray Incorporated Gantry image guided radiotherapy system
JP5938860B2 (ja) * 2011-08-29 2016-06-22 株式会社島津製作所 放射線撮影装置および断層画像補正方法

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