DE102009057386A1

DE102009057386A1 - Verfahren und Anlage zur Prüfung von Objekten, insbesondere von Gepäckstücken

Info

Publication number: DE102009057386A1
Application number: DE102009057386A
Authority: DE
Inventors: Knut Beneke
Original assignee: Smiths Heimann GmbH
Current assignee: Smiths Heimann GmbH
Priority date: 2009-12-09
Filing date: 2009-12-09
Publication date: 2011-06-16
Also published as: US20120288060A1; EP2510337A1; WO2011069577A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung von Objekten (1), insbesondere von Gepäckstücken, bei dem
– die Objekte (1) mittels einer Fördereinrichtung (4) durch ein Prüfgerät (3) transportiert werden, in dem sie mit elektromagnetischer Strahlung aus zumindest einer Strahlungsquelle bestrahlt werden und
– vom Objekt (1) modifizierte Strahlung mittels einer Detektoranordnung detektiert wird, und bei den
– von einer Auswerteeinheit aus der detektierten Strahlung ein Bild des Objekts erzeugt wird, das an einem Bildschirm (5) angezeigt und während der Anzeige zumindest zeitweise in Förderrichtung des Objekts (1) über den Bildschirm (5) bewegt wird, wobei
– das Bild des Objekts (1) auf einem Hold-Type-Display, insbesondere einem LCD-, TFT- oder OLED-Bildschirm (5), angezeigt wird und
– ein über das Display bewegtes Bild in Bewegungsrichtung durch eine Vorverzerrung geschärft dargestellt wird, um ein Verwischen des Bildes beim Betrachten zu vermindern.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zur Prüfung von Objekten, insbesondere von Gepäckstücken, bei dem (der) die Objekte mittels einer Fördereinrichtung durch ein Prüfgerät transportiert werden, in dem sie mit elektromagnetischer Strahlung aus zumindest einer Strahlungsquelle bestrahlt werden und vom Objekt modifizierte Strahlung mittels einer Detektoranordnung detektiert wird. Aus der detektierten Strahlung wird von einer Auswerteeinheit ein Bild des Objekts erzeugt, das an einem Bildschirm angezeigt und zur Prüfung von einer Bedienperson betrachtet wird.
Üblicherweise erfolgt die Prüfung mittels Röntgenstrahlen und das erzeugte Röntgenbild wird während der Anzeige zeitweise in Förderrichtung des Objekts, also horizontal, über den Bildschirm bewegt. So wird bei der Anzeige mit der Geschwindigkeit, mit der das Prüfobjekt durch das Prüfgerät gefördert wird, Schritt gehalten. So wird bekannterweise die Sicherheitsüberprüfung von Gepäckstücken auf Flughäfen durchgeführt. Ein derartiges Verfahren und eine derartige Anlage sind in der DE 10 2005 011 054 beschrieben.
In der Vergangenheit wurden als Bildschirme für die Anzeige der Bilder handelsübliche Röhren-Bildschirme eingesetzt, die inzwischen bei vielen Anwendungen durch Bildschirme mit Flüssigkristallanzeige (LCD-Bildschirme) ersetzt werden, da diese geringeren Platzbedarf und geringeres Gewicht aufweisen. Aufgrund ihres verbesserten Kontrastes werden LCD-Bildschirme mit Dünnschichttransistoren, sogenannte TFT-Bildschirme, bevorzugt eingesetzt.
Bei der Anzeige von Bildern in Röntgenprüfanlagen müssen die erzeugten Bilder nicht nur im Stillstand, sondern auch horizontal über den Bildschirm bewegt dargestellt werden und auch von einer Bedienperson in der Bewegung bewertet werden. Die Darstellung des Röntgenbildes erfolgt einerseits schritthaltend mit der Geschwindigkeit, mit der das Gepäckstück durch die Anlage gefördert wird, andererseits kann eine Bedienperson das Bild anhalten, um im Stillstand Details zu prüfen.
Bei Bildschirmen, die als sogenannte Hold-Type-Displays gestaltet sind, tritt nun das Problem auf, dass ein bewegtes Bild für einen Betrachter verwischt und unscharf erscheint, da der Zustand eines Pixels für die Dauer einer Bildperiode erhalten bleibt bis ein neues Bild aufgebaut ist. Dieser als Bewegungsunschärfe (englisch: Motion Blur) bezeichnete Effekt entsteht dadurch, dass das Auge eines Betrachters bei der Verfolgung eines bewegten Bildes dessen Helligkeit über eine bestimmte Periode integriert, während der Bildinhalt fixiert bleibt. Dies führt zu einem Verwischen des Bildes auf der Netzhaut des Betrachters. Hold-Type-Displays sind LCD-, TFT- und OLED-Bildschirme mit organischen Leuchtdioden. Ebenso neigen DLP-Projektoren zum Verwischen von bewegten Bildern.
Beim Einsatz von Hold-Type-Bildschirmen in Röntgenprüfanlagen kommt erschwerend hinzu, dass das stehende Bild scharf erscheint und somit bei jeder Lücke zwischen zwei Objekten und bei jedem Abstoppen und wieder Anfahren der Fördereinrichtung ein Wechsel zwischen scharfer und verwischter Darstellung stattfindet. Dieser Wechsel ist für den menschlichen Betrachter extrem irritierend. Das Auge versucht vergeblich, die Schärfewechsel auszugleichen und ermüdet dabei sehr schnell.
Da die Stärke der Bewegungsunschärfe allein durch die Länge der Verschiebung des bewegten Objekts während einer Einzelbilddarstellung auf dem Bildschirm vorgegeben wird, können verschiedene Gegenmaßnahmen zur Verminderung der Unschärfe ergriffen werden: So führt eine Erhöhung der Bildwiederholrate des Bildschirms zu einer Verringerung der Unschärfe. Auch ist es möglich, durch eine Verlangsamung der Bewegung die Unschärfe zu verringern. Beide Ansätze stoßen schnell an ihre Grenzen, da Flach-Bildschirme mit ausreichend hohen Bildwiederholraten nicht erhältlich sind. Selbst wenn man eine ausreichend hohe Bildwiederholrate realisieren würde, wären die Ansteuerung durch die hohe Bildwiederholrate und die damit sehr hohe zu übertragende Datenrate problematisch. Eine Verlangsamung der Bewegung der Prüfobjekte ist bei einer Gepäckprüfanlage ebenfalls nur schwer zu realisieren, da die Bewegung der Objekte durch die Fördereinrichtung vorgegeben ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anlage der gattungsgemäßen Art so zu verbessern, dass die Verwendung von Flachbildschirmen mit ausreichender Schärfe von sowohl stillstehend als auch bewegt dargestellten Bildern möglich ist.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, dass das Bild des Objekts auf einem Hold-Type-Display, insbesondere einem LCD-,TFT-, oder OLED-Bildschirm angezeigt wird und ein über den Bildschirm bewegtes Bild in Bewegungsrichtung durch Vorverzerrung geschärft dargestellt wird, um ein Verwischen des Bildes beim Betrachten zu vermindern.
Nach der Erfindung wird dabei der Umstand genutzt, dass die Bewegung der Objekte und damit der Bilder bei einer Gepäckprüfanlage in nur eine Richtung erfolgt und wohlbekannt ist. Bevorzugt bewegt sich das Objekt während der Prüfung gleichmäßig durch das Prüfgerät. Während das Objekt bestrahlt, beispielsweise durchleuchtet, wird, bewegt sich das erzeugte Bild auf dem Bildschirm ebenfalls gleichmäßig in Förderbandrichtung. Falls keine zu prüfenden Objekte antransportiert werden oder bei stehender Fördereinrichtung steht auch das Bild fest. Dieses Szenario ermöglicht es, die Bewegungsunschärfe eines bewegten Bildes durch eine vorverzerrte geschärfte Darstellung zu minimieren.
Die abhängigen Ansprüche enthalten bevorzugte, da besonders vorteilhafte Varianten und Ausgestaltungen der Erfindung.
Die Zeichnung dient zur Erläuterung der Erfindung anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels einer Gepäckprüfanlage. Dabei zeigen:
1 den prinzipiellen Aufbau der Vorrichtung.
Die 2–5 zeigen jeweils einen Ausschnitt aus einem Röntgenbild eines Koffers, wobei
2 ein ungeschärftes Bild im Stillstand und
3 ein ungeschärftes Bild während der Bewegung, also eine Bewegtdarstellung auf dem Bildschirm, zeigt.
4 zeigt ein stillstehendes geschärftes Bild und
5 zeigt die Bewegtdarstellung eines geschärften Bildes.
Die in 1 dargestellte Prüfanlage dient zur Sicherheitsüberprüfung von Objekten 1, insbesondere von Gepäckstücken, wie sie auf Flughäfen durchgeführt wird. Bei der Sicherheitsüberprüfung werden in den Gepäckstücken befindliche Gegenstände 2 hinsichtlich ihrer Sicherheitsrelevanz geprüft.
Die Anlage enthält als wesentlicher Bestandteil ein Prüfgerät 3 mit zumindest einer ortsfesten Strahlenquelle, bevorzugt einer Röntgenstrahlenquelle, und zumindest einer zugeordneten Detektoranordnung, von der die Intensität der vom Objekt 1 modifizierten Strahlung gemessen wird.
Bevorzugt werden die Objekte 1 von Strahlen durchleuchtet, die in zumindest einer fächerförmigen Strahlenebene abgegeben werden, auf die eine Detektoranordnung ausgerichtet ist. Von der Detektoranordnung wird das Objekt 1 durchdringende, nicht vom Objekt 1 absorbierte Strahlung detektiert. Alternativ können auch die Intensitäten von Strahlen detektiert werden, die von einem Objekt 1 gestreut wurden.
Die Objekte 1 werden mittels einer Fördereinrichtung 4, vorzugsweise einem Bandförderer, durch das Prüfgerät 3 transportiert, in dem sie mit der elektromagnetischer Strahlung, vorzugsweise mit Röntgenstrahlung, bestrahlt werden. Bevorzugt wird die Fördereinrichtung 4 so angetrieben, dass sie die Objekte 1 horizontal und mit gleichmäßiger Geschwindigkeit durch das Prüfgerät 3 fördert.
Weiterhin enthält die Anlage eine Auswerteeinheit mit einem Computer und einem Bildschirm 5, auf dem die von der Auswerteeinheit aus der detektierten Strahlung erzeugten Bilder der Objekte 1 und der darin befindlichen Gegenstände 2 für eine visuelle Prüfung durch eine Bedienperson angezeigt werden. Während der Anzeige auf dem Bildschirm 5 wird ein Bild zumindest zeitweise ebenfalls mit gleichmäßiger Geschwindigkeit so über den Bildschirm 5 bewegt, dass es mit der Fördergeschwindigkeit des Objekts 1 Schritt hält. So wird ermöglicht, dass die jeweiligen Bilder von Objekten 1 entsprechend deren Durchlauf durch das Prüfgerät 3 angezeigt werden. Der Bedienperson ist es ebenfalls möglich, für eine Detailprüfung bei stillstehendem Bild ein Bild für eine gewünschte Zeit anzuhalten.
Die Anzeige des Röntgenbildes eines Objekts 1 erfolgt auf einem Flach-Bildschirm 5, der als Hold-Type-Display gestaltet ist. Bevorzugt erfolgt die Anzeige wie beim Ausführungsbeispiel auf einem TFT-Bildschirm, ebenso ist die Verwendung eines anderen LCD-Bildschirms oder eines OLED-Bildschirms oder auch eines DLP-Projektors möglich, selbst wenn diese Displays bei der Anzeige von bewegten Bildern mehr oder weniger zu Verwischen neigen.
Um ein Verwischen des Bildes beim Betrachten auf dem TFT-Bildschirm 5 oder einem anderen Bildschirmtyp zu vermindern, ist in der Auswerteeinheit ein Algorithmus hinterlegt, der ein über den Bildschirm bewegtes Bild durch Vorverzerrung schärft, um durch eine geschärfte Darstellung auf dem Bildschirm 5 ein Verwischen des Bildes beim Betrachten zu vermindern.
Zur Vereinfachung wird bevorzugt jedes Bild, egal ob stillstehend oder bewegt, in seine Bewegungsrichtung geschärft. Dieses Verfahren führt zu einer Kompensation der Verwischung im Auge des Betrachters, da das Verwischen annähernd einem Tiefpass in Bewegungsrichtung entspricht.
In den 2–5 sind als Beispiele jeweils Ausschnitte aus einem Röntgenbild eines Koffers dargestellt. Oben sind Teile eines Radios 10 zu sehen, unten Metallknöpfe 11 und -reißverschlüsse 12 und rechts der Kofferrand.
2 zeigt ein ungeschärftes stillstehendes Röntgenbild. 3 zeigt den gleichen Ausschnitt, wie eine Bedienperson ihn bei einer Bewegtdarstellung auf einem TFT-Bildschirm sehen würde. Es wird beispielsweise an den Metallreißverschlüssen 12 deutlich, dass das Bild verwischt gesehen wird.
In den 4 und 5 sind die gleichen Bildausschnitte wie in den 2 und 3 dargestellt. Die Bilder in den 4 und 5 sind durch Vorverzerrung in Bewegungsrichtung geschärft. Bei dem stillstehenden Bild in 4 treten daher senkrechte Kanten stärker hervor. 5 zeigt das wahrgenommene Bild in einer Bewegtdarstellung, wie es eine Bedienperson während der Bewegung wahrnehmen würde. 5 lässt sich entnehmen, dass bei dem geschärften Bild weniger Details bei der Bewegtdarstellung auf dem TFT-Bildschirm 5 verlorengehen. So bleiben beispielsweise die Zähne der Reißverschlüsse 12 sichtbar. Im Gesamten wirkt das Bild schärfer und der Unterschied zwischen der stillstehenden und der bewegten Bilddarstellung fällt kleiner aus.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102005011054 [0002]

Claims

Verfahren zur Prüfung von Objekten (1), insbesondere von Gepäckstücken, bei dem – die Objekte (1) mittels einer Fördereinrichtung (4) durch ein Prüfgerät (3) transportiert werden, in dem sie mit elektromagnetischer Strahlung aus zumindest einer Strahlungsquelle bestrahlt werden und – vom Objekt (1) modifizierte Strahlung mittels einer Detektoranordnung detektiert wird, und bei den von einer Auswerteeinheit aus der detektierten Strahlung ein Bild des Objekts erzeugt wird, das an einem Bildschirm (5) angezeigt und während der Anzeige zumindest zeitweise in Förderrichtung des Objekts (1) über den Bildschirm (5) bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass – das Bild des Objekts (1) auf einem Hold-Type-Display, insbesondere einem LCD-, TFT- oder OLED-Bildschirm (5), angezeigt wird und – ein über das Display bewegtes Bild in Bewegungsrichtung durch eine Vorverzerrung geschärft dargestellt wird, um ein Verwischen des Bildes beim Betrachten zu vermindern.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Objekt (1) mit gleichmäßiger Geschwindigkeit durch das Prüfungsgerät (3) gefördert wird und dass entsprechend das Bild bei der Anzeige mit gleichmäßiger Geschwindigkeit über das Display (5) bewegt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Objekt (1) zur Prüfung mittels Röntgenstrahlen bestrahlt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoranordnung das Objekt (1) durchdringende, nicht vom Objekt (1) absorbierte Strahlen detektiert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass von Objekt (1) gestreute Strahlung detektiert wird.
Anlage zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 mit – einer Fördereinrichtung (4), mittels der die zu prüfenden Objekte (1) durch ein Prüfgerät (3) transportiert werden, – wobei das Prüfgerät (3) zumindest eine Strahlungsquelle zum Bestrahlen der Objekte (1) mit elektromagnetischer Strahlung und eine Detektoranordnung zum Detektieren vom Objekt (1) modifizierter Strahlung aufweist, und – mit einer Auswerteeinheit, die aus der detektierten Strahlung ein Bild des Objekts (1) erzeugt, sowie – einem Bildschirm (5) zur Anzeige des erzeugten Bildes, dadurch gekennzeichnet, dass – der Bildschirm (5) zur Anzeige des erzeugten Bildes ein Hold-Type-Display, insbesondere ein LCD-, TFT- oder OLED-Bildschirm ist, und – die Auswerteeinheit einen Algorithmus enthält, der ein über den Bildschirm (5) bewegtes Bild in Bewegungsrichtung durch Vorverzerrung schärft, um durch eine geschärfte Darstellung auf den Bildschirm (5) ein Verwischen des Bildes beim Betrachten zu vermindern.
Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Objekt (1) mit gleichmäßiger Geschwindigkeit durch das Prüfgerät (3) gefördert wird und entsprechend das Bild bei der Anzeige mit gleichmäßiger Geschwindigkeit über den Bildschirm (5) bewegt wird.
Anlage nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle eine Röntgenstrahlquelle ist.
Anlage nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass von der Detektoranordnung das Objekt durchdringende, nicht vom Objekt (1) absorbierte Strahlung detektiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoranordnung vom Objekt (1) gestreute Strahlung detektiert.