CN103630563A - X射线螺旋扫描导航方法 - Google Patents

X射线螺旋扫描导航方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103630563A
CN103630563A CN201310647922.7A CN201310647922A CN103630563A CN 103630563 A CN103630563 A CN 103630563A CN 201310647922 A CN201310647922 A CN 201310647922A CN 103630563 A CN103630563 A CN 103630563A
Authority
CN
China
Prior art keywords
ray
detector
spiral scan
ray source
navigation aid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201310647922.7A
Other languages
English (en)
Inventor
李斌
李保磊
莫阳
张耀军
陈力
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
First Research Institute of Ministry of Public Security
Beijing Zhongdun Anmin Analysis Technology Co Ltd
Original Assignee
First Research Institute of Ministry of Public Security
Beijing Zhongdun Anmin Analysis Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by First Research Institute of Ministry of Public Security, Beijing Zhongdun Anmin Analysis Technology Co Ltd filed Critical First Research Institute of Ministry of Public Security
Priority to CN201310647922.7A priority Critical patent/CN103630563A/zh
Publication of CN103630563A publication Critical patent/CN103630563A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)

Abstract

本发明涉及X射线螺旋扫描导航方法，包括以下步骤：S01:包裹进入螺旋扫描***，所述螺旋扫描***的X射线源对包裹扫描；S02：螺旋扫描的同时探测器采集投影数据；S03：对探测器采集的投影数据进行数据重组，并生成导航图；S04：判断包裹是否扫描完毕；如果未扫描完毕，则返回步骤S02；如果扫描完毕，则显示完整的包裹导航图。本发明所述X射线螺旋扫描导航方法的优越效果在于：所述X射线螺旋扫描导航方法在实际操作时不需要额外添加硬件设备，不需要CT重建和三维体显示技术的支持，计算简单，对计算资源开销小，且实时生成导航图。

Description

X射线螺旋扫描导航方法
技术领域
本发明涉及安全检查及辐射成像领域，具体涉及安全检查过程中的X射线螺旋扫描导航方法。
背景技术
基于X射线的安全检查设备具有操作方便、检测效率高的优点，在机场、铁路、港口等需要安检的场合得到了广泛的应用。X射线安检设备采用的扫描方式包括三种：单视角透视扫描、多视角透视扫描和螺旋扫描。
单视角透视扫描设备中，X射线源从一个固定的角度方向照射物体，安检员仅依据一个角度方向的透视图像判断是否存在违禁品。这种扫描图像上，物体叠加遮挡十分严重，故而该类设备探测性能较差。
多视角透视扫描设备中，在多个不同的角度方向布置了X射线源，安检员依据不同角度方向的透视图像综合判断是否存在违禁品。因提供了多个视角下的透视图像，在某个视角下，违禁品可能不存在遮挡或遮挡很少，但存在违禁品被遮挡的可能性。
螺旋扫描设备中，X射线源围绕着行李包裹做螺旋扫描，其采集的投影视角个数通常在几百甚至一千多。基于CT(Computed Tomography)重建技术，螺旋扫描设备具有最高的违禁品探测性能，也是当前最重要的一种***物探测设备。
现有技术中基于螺旋扫描的危险品识别流程通常包括以下步骤：一是通过螺旋扫描获取投影数据；二是采用双能螺旋CT重建算法，获取包裹的切片信息；三是基于切片信息判定当前包裹中是否存在危险品。在实际应用中，安检员不仅希望安检设备提示当前包裹中是否存在危险品，同时也希望安检设备具备危险品导航能力。“导航”指的是通过安检设备提供的多维图像，也称之为导航图像，安检员能够方便的确认危险品或其它感兴趣物体在包裹中的三维空间位置。
螺旋扫描设备中，导航图像的生成方法主要有两种。第一种方法是在螺旋扫描装置之前添加一套透视DR（Digital Radiography)***，利用透视***获得的二维透视图作为导航图。这种方案实施简单，但需额外添加一套源探设备，增加了***成本，加大了设备体积，且只能得到二维的导航图。第二种方法是，首先基于螺旋CT技术获得物体的切片信息，再采用三维体显示技术，由切片信息生成包裹的三维导航图像。这种方法的优点是不需要增加额外的源探设备即可实现三维导航功能，其不足是该方法需经过大量的CT重建，对计算资源要求很高，不利于实时导航；同时，三维体显示操作对CPU/GPU和内存的消耗也很大。
针对上述弊端本发明提出一种X射线螺旋扫描导航方法。
发明内容
为了克服现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种X射线螺旋扫描导航方法。本发明所述X射线螺旋扫描导航方法的技术核心是通过重组螺旋扫描投影数据，生成绕传送带运动方向旋转、具有三维立体导航效果的动态导航图。
本发明所述X射线螺旋扫描导航方法的工作原理是在螺旋扫描***中的X射线源相对于包裹做螺旋扫描；在X射线源扫描过程中，X射线源发出的射线穿过包裹被探测器接收，所述探测器接收到的信号经过AD转换器转换后输入计算机，所述计算机基于投影数据重组算法对原始投影数据进行重组，进而获得包裹的导航图。
本发明是通过以下技术方案实现的：
X射线螺旋扫描导航方法,包括以下步骤：
S01:包裹进入螺旋扫描***，所述螺旋扫描***的X射线源对包裹扫描；
S02：螺旋扫描的同时探测器采集投影数据；
S03：对探测器采集的投影数据进行数据重组，并生成导航图；
S04：判断包裹是否扫描完毕；
如果未扫描完毕，则返回步骤S02；
如果扫描完毕，则显示完整的包裹导航图。
本发明X射线螺旋扫描导航方法的步骤S01中，所述X射线源是单个X射线源或分布在圆周上的多个X射线源。
本发明X射线螺旋扫描导航方法的步骤S01中，所述X射线源对包裹扫描采用滑环带动X射线源和探测器绕传送带运动方向旋转的方式对包裹扫描。
本发明X射线螺旋扫描导航方法的步骤S01中，所述X射线源对包裹扫描采用X射线源周向分布，轮流切换发射X射线的方式对包裹扫描。
本发明X射线螺旋扫描导航方法的步骤S02中，所述探测器是单排探测器或多排探测器。
本发明X射线螺旋扫描导航方法的步骤S03中，所述数据重组是对探测器获取的投影数据进行插值和重新排布。
与现有技术相比，本发明所述X射线螺旋扫描导航方法的优越效果在于：所述X射线螺旋扫描导航方法在实际操作时不需要额外添加硬件设备，不需要CT重建和三维体显示技术的支持，计算简单，对计算资源开销小，且实时生成导航图。
附图说明
图1为本发明所述X射线螺旋扫描导航方法的工作流程图；
图2为本发明所述螺旋扫描时X-Y平面示意图；
图3为本发明所述X射线螺旋扫描导航方法的实施例示意图；
图4为应用本发明所述X射线螺旋扫描导航方法生成的导航图。
1-X射线源、2-传送带、3-探测器、4-包裹、5-滑环带动X射线源和探测器旋转方向。
具体实施方式
下面结合附图对本发明具体实施方式作进一步详细说明。
如图1-4所示，X射线螺旋扫描导航方法,包括以下步骤：
S01:包裹4进入螺旋扫描***，所述螺旋扫描***的X射线源1对包裹扫描；
S02：螺旋扫描的同时探测器3采集投影数据；
S03：对探测器3采集的投影数据进行数据重组，并生成导航图；
S04：判断包裹4是否扫描完毕；
如果未扫描完毕，则返回步骤S02；
如果扫描完毕，则显示完整的包裹导航图。
本发明X射线螺旋扫描导航方法的步骤S01中，所述X射线源是单个X射线源1或分布在圆周上的多个X射线源1。
本发明X射线螺旋扫描导航方法的步骤S01中，所述X射线源对包裹扫描采用滑环带动X射线源1和探测器3绕传送带2运动方向旋转的方式对包裹4扫描。
本发明X射线螺旋扫描导航方法的步骤S01中，所述X射线源1对包裹4扫描采用X射线源1周向分布，轮流切换发射X射线的方式对包裹4扫描。
本发明X射线螺旋扫描导航方法的步骤S02中，所述探测器3是单排探测器或多排探测器。
本发明X射线螺旋扫描导航方法的步骤S03中，所述数据重组是对探测器3获取的投影数据进行插值和重新排布。
下面以螺旋扫描***采用X射线源、单排探测器、滑环带动X射线源和探测器3绕传送带2运动方向旋转的方式对包裹4扫描为例，说明所述单排探测器对投影数据的采集、并进行数据重组的过程。
设传送带2运动方向为Z轴正方向，传送带2速度为v(m/s)，滑环（图中未示）转速为q(r/min),X射线源1到滑环旋转中心的距离为D(m)。
定义扫描起始时刻为0时刻，终止时刻为t0时刻。则射线源轨迹可表示为
SourcePos(t)=(Dcosωt,Dsinωt,vt)0≤t≤t0
其中ω=πq/30，表示滑环的角速度，单位是弧度/秒。
定义滑环旋转一周，传送带运动的距离为h，则h=60v/q。
线阵探测器上获取的投影数据可表示为：P(θ,t)，其中-θ0≤θ≤θ0，0≤t≤t0，θ0代表射束在X-Y平面内扇束张角的1/2，如图2所示；
本发明生成的导航图是一个三维数据体，表示为Nav(i,j,k)，其中-θ0≤i≤θ0，0≤j≤vt0，0≤k≤2π。Nav(i,j,k)的计算伪代码如下：
Figure BDA0000430228860000041
Figure BDA0000430228860000051
其中，运算符[·]表示向下取整。以上运算过程中fn，ft，ft1，ft2是用于运算的中间变量。
导航应用中，Nav(i,j,k)是一个视频图像，且以k为视频时间轴，循环播放。
本发明所述X射线螺旋扫描导航方法中涉及的螺旋扫描***、探测器3、滑环、传送带2均为现有设备，本发明并未对现有技术的设备进行发明创造。
本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本发明的范围。

Claims (8)

1.X射线螺旋扫描导航方法,其特征在于，包括以下步骤：
S01:包裹进入螺旋扫描***，所述螺旋扫描***的X射线源对包裹扫描；
S02：螺旋扫描的同时探测器采集投影数据；
S03：对探测器采集的投影数据进行数据重组，并生成导航图；
S04：判断包裹是否扫描完毕；
如果未扫描完毕，则返回步骤S02；
如果扫描完毕，则显示完整的包裹导航图。
2.根据权利要求1所述的X射线螺旋扫描导航方法,其特征在于，在步骤S01中，所述X射线源是单个X射线源。
3.根据权利要求1所述的X射线螺旋扫描导航方法,其特征在于，在步骤S01中，所述X射线源是分布在圆周上的多个X射线源。
4.根据权利要求1所述的X射线螺旋扫描导航方法,其特征在于，在步骤S01中，所述X射线源对包裹扫描采用滑环带动X射线源和探测器绕传送带运动方向旋转的方式对包裹扫描。
5.根据权利要求1所述的X射线螺旋扫描导航方法,其特征在于，在步骤S01中，所述X射线源对包裹扫描采用X射线源周向分布，轮流切换发射X射线的方式对包裹扫描。
6.根据权利要求1所述的X射线螺旋扫描导航方法,其特征在于，在步骤S02中，所述探测器是单排探测器。
7.根据权利要求1所述的X射线螺旋扫描导航方法,其特征在于，在步骤S02中，所述探测器是多排探测器。
8.根据权利要求1所述的X射线螺旋扫描导航方法,其特征在于，在步骤S03中，所述数据重组是对探测器获取的投影数据进行插值和重新排布。
CN201310647922.7A 2013-12-04 2013-12-04 X射线螺旋扫描导航方法 Pending CN103630563A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310647922.7A CN103630563A (zh) 2013-12-04 2013-12-04 X射线螺旋扫描导航方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310647922.7A CN103630563A (zh) 2013-12-04 2013-12-04 X射线螺旋扫描导航方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103630563A true CN103630563A (zh) 2014-03-12

Family

ID=50211837

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310647922.7A Pending CN103630563A (zh) 2013-12-04 2013-12-04 X射线螺旋扫描导航方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103630563A (zh)

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0311177A2 (de) * 1987-10-05 1989-04-12 Philips Patentverwaltung GmbH Anordnung zur Untersuchung eines Körpers mit einer Strahlenquelle
CN1268035A (zh) * 1997-07-01 2000-09-27 模拟技术公司 利用螺旋扫描ct再现立体图像
CN101011261A (zh) * 2007-02-08 2007-08-08 上海交通大学 多源螺旋ct反投影滤波精确重建***
CN101071109A (zh) * 2006-05-08 2007-11-14 清华大学 一种多段直线轨迹成像的货物安全检查***
CN101071110A (zh) * 2006-05-08 2007-11-14 清华大学 一种基于螺旋扫描立体成像的货物安全检查方法
CN101073500A (zh) * 2007-05-24 2007-11-21 上海交通大学 多源螺旋ct并行重建***
CN101147684A (zh) * 2007-11-15 2008-03-26 上海交通大学 多源马鞍线轨迹锥形束ct近似重建方法
US7492860B2 (en) * 2006-04-04 2009-02-17 Ge Security, Inc. Apparatus and method for controlling start and stop operations of a computed tomography imaging system
CN101592579A (zh) * 2009-07-03 2009-12-02 公安部第一研究所 利用多视角x射线对行李***物进行自动探测的方法及装置
CN102175699A (zh) * 2007-10-30 2011-09-07 清华大学 检查***、检查方法、ct装置以及探测装置

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0311177A2 (de) * 1987-10-05 1989-04-12 Philips Patentverwaltung GmbH Anordnung zur Untersuchung eines Körpers mit einer Strahlenquelle
CN1268035A (zh) * 1997-07-01 2000-09-27 模拟技术公司 利用螺旋扫描ct再现立体图像
US7492860B2 (en) * 2006-04-04 2009-02-17 Ge Security, Inc. Apparatus and method for controlling start and stop operations of a computed tomography imaging system
CN101071109A (zh) * 2006-05-08 2007-11-14 清华大学 一种多段直线轨迹成像的货物安全检查***
CN101071110A (zh) * 2006-05-08 2007-11-14 清华大学 一种基于螺旋扫描立体成像的货物安全检查方法
CN101011261A (zh) * 2007-02-08 2007-08-08 上海交通大学 多源螺旋ct反投影滤波精确重建***
CN101073500A (zh) * 2007-05-24 2007-11-21 上海交通大学 多源螺旋ct并行重建***
CN102175699A (zh) * 2007-10-30 2011-09-07 清华大学 检查***、检查方法、ct装置以及探测装置
CN101147684A (zh) * 2007-11-15 2008-03-26 上海交通大学 多源马鞍线轨迹锥形束ct近似重建方法
CN101592579A (zh) * 2009-07-03 2009-12-02 公安部第一研究所 利用多视角x射线对行李***物进行自动探测的方法及装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SHERMAN J.KISNER,ET AL: "Innovative data weighting for iterative reconstruction in a helical CT security baggage scanner", 《THE 47TH IEEE INTERNATIONAL CARNAHAN CONFERENCE ON SECURITY TECHNOLOGY》 *
王钰等: "基于多层螺旋CT扫描的安检***研究", 《核电子学与探测技术》 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100565336C (zh) 成像***
US7512213B2 (en) Multiple-view-angle cargo security inspection method and system
US8582857B2 (en) Dual-energy material identification method and apparatus with undersampling
CN101231254B (zh) 双源三维立体成像***和成像方法
US11529067B2 (en) Security check method and system based on microwave imaging of human bodies
CN101071109B (zh) 一种多段直线轨迹成像的货物安全检查***
CN109975335B (zh) 一种ct检测方法及装置
US7319737B2 (en) Laminographic system for 3D imaging and inspection
CN101071110B (zh) 一种基于螺旋扫描立体成像的货物安全检查方法
EP2713340B1 (en) Methods and devices for locating an object in CT imaging
CN103808739B (zh) 一种透射成像和背散射成像一体化的安全检查装置
CN103308535A (zh) 用于射线扫描成像的设备和方法
US11022569B2 (en) Low-angle self-swinging, large-scale multi-slice spiral computed tomography apparatus and inspection method
WO2015062352A1 (zh) 立体成像***及其方法
CN109632844B (zh) 基于直线扫描轨迹的双能ct成像***及方法
US20100166286A1 (en) Motion artefact reduction in CT scanning
US20120014506A1 (en) Stereo x-ray inspection apparatus and method for forming three-dimensional image through volume reconstruction of image acquired from the same
CN201365928Y (zh) 计算机断层成像扫描***
CN202562861U (zh) 用于射线扫描成像的设备
CN202442975U (zh) 一种实现单源多视角旋转扫描的安检设备
CN103630563A (zh) X射线螺旋扫描导航方法
CN102175699A (zh) 检查***、检查方法、ct装置以及探测装置
CN201021923Y (zh) 双源三维立体成像***
WO2023280210A1 (zh) 检查***和方法
CN114113172B (zh) 一种ct安检方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20140312