專利名稱：用于對人安檢的改進的安全系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般涉及用于對人安檢的X射線安檢系統(tǒng)領域，更具體地，涉及使用第一 模塊和第二模塊依次或同時掃描目標正面和背面而不要求目標旋轉的檢查系統(tǒng)。另外，本 發(fā)明涉及一種檢查系統(tǒng)，其使用第一模塊和第二模塊、基于a)從目標反向散射的圖像信號 和b)在掃描期間從沒有照到目標的X射線創(chuàng)建的陰影圖像信號兩者生成圖像。
背景技術：
目前安全系統(tǒng)的能力局限于檢測隱藏在衣服下的違禁品、武器、爆炸物和其他危 險物品。通常使用金屬檢測器和化學嗅探器來檢測大的金屬物品和某些類型的爆炸物；然 而，存在不能用這些設備檢測的種類眾多的危險物品。塑料和陶瓷武器是需要安全人員檢 測的非金屬物品?，F(xiàn)在，已有系統(tǒng)不能很好地檢測這樣的物品，并且手動搜查的替代方式速 度慢、不方便，且普通大眾對此容忍度不高，特別是作為例如機場中的標準程序時。用于檢測人身上隱藏的物品的現(xiàn)有技術的X射線系統(tǒng)確實存在，并且可以從輻 射劑量、掃描速度和圖像質量方面進行改善。例如，轉讓給本發(fā)明的受讓人的美國專利第 5181234號(在下文中稱為“‘234專利”，其全文通過引用合并于此)描述了如下內容“在 被檢查人員的身體表面上掃描X射線的筆形光束。檢測器檢測從目標身體散射或反射的X 射線。然后，由所述散射X射線檢測器生成的信號被用來調制圖像顯示設備，以生成目標和 目標所攜帶的任何隱藏物品的圖像。以自動且均勻增強低原子量(低Z)隱藏物品的圖像 邊緣的配置來構建檢測器裝置，以促進對所述物品的檢測。提供存儲裝置，通過該存儲裝置 可以將之前獲得的圖像與當前圖像進行比較以分析與當前圖像相似性的變化；并提供用于 創(chuàng)建被檢查身體的一般表示、同時抑制目標的解剖學特征，以最小化對對象隱私侵犯的裝 置”。然而，如上所述的系統(tǒng)要求目標采取至少兩種姿勢來進行完全掃描。即使用至少兩種 姿勢，由于隱藏區(qū)域，仍可能無法捕獲目標的某些區(qū)域。另外，由于檢測器陣列的位置，‘234 專利的掃描系統(tǒng)僅僅能夠檢測反向散射的射線。該專利通過引用合并于此。另外，同樣轉讓給本發(fā)明的受讓人的美國專利第6094472號(在下文中稱為“‘472 專利”)描述了一種使用X射線反向散射成像系統(tǒng)針對隱藏物品對目標進行搜查的方法， “包括如下步驟在通道內移動目標，該通道具有入口和出口 ；當目標進入通道時啟動至少 一個X射線源的操作；產生指向通道內多個掃描位置處的掃描區(qū)域的具有低劑量的X射線 筆形光束；向掃描區(qū)域掃描X射線筆形光束；使所述X射線筆形光束跟蹤所述多個掃描位 置中的每一個，其中所述跟蹤基本上與目標通過通道的前進進程協(xié)調一致；使用多個檢測 器，檢測當目標位于多個掃描位置中的每個掃描位置時、作為與目標交互作用的結果而從 所述筆形光束反向散射的X射線；以及顯示所檢測的反向散射X射線的數(shù)字化表示的圖
4像”?！?72專利具有與‘234專利相同的缺點，即，由于檢測器陣列和輻射源的放置，僅僅能 夠檢測反向散射的射線，并且‘472專利要求目標移動通過系統(tǒng)的通道，從而由于目標移動 而使檢測功能復雜化。該專利通過引用合并于此。此外，頒發(fā)給Robinson的美國專利第6393095號(在下文中稱為“ ‘095專利”) 描述了一種用于檢測樣品中的瑕疵的方法，其中，“產生樣品的立體圖像對；從一個圖像中 減去另一圖像以提供得到的二維圖像；以及對照以相同方式從黃金樣品生成的黃金二維圖 像，檢查所述得到的二維圖像，兩個二維圖像的一致性指示所述樣品和所述黃金樣品之間 的一致性，差別指示所述樣品和所述黃金樣品之間的差別”。然而，‘095專利使用對得到的 圖像做減法而不是組合圖像的方法。該專利通過引用合并于此。上述系統(tǒng)雖然在對人安檢方面是有效的，但是它們具有低的總吞吐量并且需要多 個掃描或圖像獲取步驟。另外，它們要求大量的操作空間，而這在給定檢查地點并非總是可 獲得。因此，需要一種相對緊湊的對人安檢系統(tǒng)，其能夠掃描人的正面和背面兩者而不 要求人轉動或走動來進行額外掃描，從而實現(xiàn)了相對更高的總系統(tǒng)吞吐量。此外，傳統(tǒng)的對人安檢系統(tǒng)常常要對付圖像質量和隱私這兩項競爭的利益，通常 以兩者之一為代價。從而，需要一種對人安檢系統(tǒng)，其使用反向散射圖像信號與陰影圖像信 號的組合來提供具有更好的邊緣增強的更高質量圖像和違禁品檢測而不侵犯個人隱私。

發(fā)明內容
在一個實施例中，本發(fā)明包括一種用于檢測人體攜帶的隱藏物品的成像裝置，包 括第一模塊，進一步包括第一 χ射線源和第一檢測器部件，該第一 χ射線源用于產生指向 所述人體的X射線的第一筆形光束，并且該第一檢測器部件提供代表作為被所述第一 X射 線源掃描的結果而從所述人體散射的X射線的強度的信號，所述第一檢測器部件與所述第 一 X射線源被布置在所述人體的同一側，并且該第一檢測器部件具有一有效區(qū)域，用于接 收作為被所述第一 X射線源掃描的結果而來自所述人體的所述散射X射線的一部分以及透 射X射線的一部分；第二模塊，進一步包括第二 X射線源和第二檢測器部件，該第二 X射線 源用于產生指向所述人體的X射線的第二筆形光束，并且該第二檢測器部件提供代表作為 被所述第二 X射線源掃描的結果而從所述人體散射的X射線的強度的信號，所述第二檢測 器部件與所述第二 X射線源被布置在所述人體的同一側，并且該第二檢測器部件具有一有 效區(qū)域，用于接收作為被所述第二X射線源掃描的結果而來自所述人體的所述散射X射線 的一部分以及來自于所述第一模塊的透射X射線的一部分；處理器，用于處理從所述第一 檢測器部件和第二檢測器部件生成的檢測器信號，以形成至少一個圖像；以及顯示器，用于 向操作者呈現(xiàn)所述至少一個圖像?？蛇x地，該成像裝置還包括具有四壁、至少一個頂面和至少一個底面的隔間，所述 至少一個底面具有壓力靈敏傳感器，其傳送信號到處理器以啟動掃描?？蛇x地，所述處理器 包括可編程代碼，該可編程代碼使第一模塊在第二 X射線源未被激活的同時掃描人體?？?選地，所述處理器包括可編程代碼，該可編程代碼使所述第二模塊在第一 X射線源未被激 活的同時掃描人體。可選地，所述處理器包括可編程代碼，該可編程代碼使所述第一模塊或 第二模塊垂直移動?？蛇x地，所述垂直移動是協(xié)調一致的?？蛇x地，所述第一模塊與所述第二模塊是可交換的?？蛇x地，所述處理器包括可編程代碼，該可編程代碼使用代表作為被第 一檢測器部件的第一 X射線源掃描的結果而從所述人體散射的X射線的強度的信號、以及 代表作為被第二檢測器部件的第二X射線源掃描的結果而從所述人體散射的X射線的強度 的信號，來生成所述圖像。可選地，所述處理器處理可編程代碼，該可編程代碼使用代表作 為被第二檢測器部件的第二X射線源掃描的結果而從所述人體散射的X射線的強度的信 號、以及代表作為被第一檢測器部件的第一 X射線源掃描的結果而從所述人體散射的X射 線的強度的信號，來生成所述圖像?？蛇x地，所述處理器處理可編程代碼，該可編程代碼使用代表來自所述第一模塊 的透射X射線的強度的信號來形成人體的陰影圖像?？蛇x地，所述處理器處理可編程代碼， 該可編程代碼使用代表來自所述第二模塊的透射X射線的強度的信號來形成人體的陰影 圖像?？蛇x地，所述第一模塊和第二模塊依次掃描人體?？蛇x地，所述第一模塊和第二模塊 以同步的方式垂直移動，從而使得在第一檢測器陣列捕獲反向散射圖像信號的同時，第二 檢測器陣列捕獲未被人體吸收或反向散射的透射信號?？蛇x地，所述第一模塊和第二模塊 以同步的方式垂直移動，從而使得在第二檢測器陣列捕獲反向散射圖像信號的同時，第一 檢測器陣列捕獲未被人體吸收或反向散射的透射信號?？蛇x地，從第一檢測器陣列和第二 檢測器陣列產生的信號與同步信號一起被路由到所述處理器。在另一實施例中，本發(fā)明包括第一模塊，進一步包括第一 X射線源和第一檢測器 部件，所述第一檢測器部件與所述第一 X射線源被布置在所述人體的同一側，并且該第一 檢測器部件具有一有效區(qū)域，用于接收作為被所述第一 X射線源掃描的結果而從所述人體 散射的X射線的一部分以及透射X射線的一部分；第二模塊，進一步包括第二 X射線源和第 二檢測器部件，所述第二檢測器部件與所述第二 X射線源被布置在所述人體的同一側，并 且該第二檢測器部件具有一有效區(qū)域，用于接收作為被所述第二 X射線源掃描的結果而來 自所述人體的所述散射X射線的一部分以及來自于所述第一模塊的透射X射線的一部分； 其中所述第一模塊和第二模塊相互平行；處理器，用于處理從所述第一檢測器部件和第二 檢測器部件生成的檢測器信號，以形成至少一個圖像，其中，所述處理器包括可編程代碼， 該可編程代碼使用代表作為被第一檢測器部件的第一 X射線源掃描的結果而從所述人體 散射的X射線的強度的信號、以及代表作為被第二檢測器部件的第二 X射線源掃描的結果 而從所述人體散射的X射線的強度的信號，來生成所述圖像；以及顯示器，用于向操作者呈 現(xiàn)所述至少一個圖像?？蛇x地，所述第一模塊和第二模塊依次掃描人體?？蛇x地，所述第一模塊和第二模 塊以同步的方式垂直移動，從而使得在第一檢測器陣列捕獲反向散射圖像信號的同時，第 二檢測器陣列捕獲未被人體吸收或反向散射的透射信號。


本發(fā)明的這些和其他特征和優(yōu)點將被意識到，因為當結合附圖考慮時，通過參考 下面的詳細描述，它們會變得更好理解，其中圖1是本發(fā)明的安檢系統(tǒng)的側視圖，還圖示了被檢查目標的位置；圖2a是本發(fā)明的安檢系統(tǒng)的側視圖，還圖示了正被第一模塊掃描的目標；圖2b是本發(fā)明的安檢系統(tǒng)的側視圖，還圖示了正被第二模塊掃描的目標；
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圖3是用于生成X射線的水平掃描筆形光束的機械裝置的一個實施例的圖示；以 及圖4a和4b描繪了用于生成X射線的垂直掃描筆形光束的機械裝置的一個實施 例。
具體實施例方式本發(fā)明涉及一種X射線對人安檢系統(tǒng)，其能夠快速對人安檢以檢測可能隱藏在人 的衣服下面或者人身體上的金屬、低Z材料(塑料、陶瓷和違禁藥品)以及其他違禁品。在示范性實施例中，本發(fā)明涉及一種物品檢測系統(tǒng)，其中，兩個掃描模塊被放置在 相互平行但相對的位置。兩個模塊(在下文中，僅僅是以引用的方式，稱為第一模塊和第二 模塊)間隔，以允許例如人的目標在兩個掃描模塊之間站立和通過。第一模塊和第二模塊 各自包括輻射源(諸如X射線輻射)和檢測器陣列。被檢查目標站在兩個模塊之間，以使 得目標的正面面向一個模塊，而目標的背面面向另一模塊。在一個實施例中，模塊依次從正面和背面掃描目標。依次掃描的圖像被組合以形 成目標的完整圖像。從而，本發(fā)明涉及一種對人安檢系統(tǒng)，其中，當目標站在單個位置時，生 成被檢查目標的正面圖像和背面圖像兩者。此外，依次掃描確保了來自兩個模塊的掃描X 射線光束不相互干擾。而且，通過將檢測器陣列放置在每個輻射源的相對側，本發(fā)明的檢查 系統(tǒng)檢測反向散射的射線和透射的射線(目標的陰影)兩者，從而增強了圖像質量。此外， 通過所檢測的反向散射射線和目標的陰影而生成的圖像被組合，以進一步增強圖像質量。在一個實施例中，提供邊緣增強，同時抑制會在圖像解釋時產生混淆的內部解剖 結構的邊緣。在另一實施例中，提供存儲裝置，通過存儲裝置，可以將之前獲得的圖像與當前圖 像相比較，以分析當前圖像中的變化。本發(fā)明還提供用于創(chuàng)建被檢查身體的非人類表示的裝置，從而允許以較少的隱私 侵犯更快速地檢查。本發(fā)明的一個實施例不要求操作者查看目標身體的實際圖像來得到 期望檢測的物品的指示；相反，可以使用一般的身體輪廓或模板來指示隱藏物品的相對位 置。這減輕了對可能引起反對的隱私侵犯的顧慮。在2008年2月2日提交的發(fā)明名稱為 "Personnel Security ScreeningSystem with Enhanced Privacy，，白勺同樣未決白勺美國專禾 申請第12/204320號中詳細討論了這些技術，該申請的全部內容通過引用合并于此。在不脫離本發(fā)明和權利要求的精神和范圍的情況下，對在此公開的優(yōu)選實施例的 各種修改對本領域普通技術人員而言將是非常明顯的，并且這里闡述的公開內容可以應用 于其他實施例和應用?，F(xiàn)在將詳細介紹本發(fā)明的特定實施例。在本說明書中使用的語言不 應該被解釋為是對任何一種特定實施例的總體否認，或者被用來超過在此使用的術語含義 限制權利要求。圖1是本發(fā)明的安檢系統(tǒng)100的側視圖，還圖示了被檢查目標104的位置。在一個 實施例中，安檢系統(tǒng)可選地包括具有四壁(其中的兩個被圖示為102a和102b)、頂面102e 和底面135的隔間(enclosure) 102。本領域普通技術人員應該理解，這樣的隔間是示范性 的，并且可以采用任何數(shù)量的合適的隔間。例如，但不限于這樣的例子，隔間可以沒有頂面 或至少一個壁。隔間102容納X射線成像系統(tǒng)100的組件，并且被設計成形成從入口點到出口點的穿過成像系統(tǒng)100延伸的通道或框架(housing)。在一個實施例中，X射線成像系統(tǒng)100包括第一模塊105和第二模塊110。在一個 實施例中，當目標站在在隔間102兩側的兩個模塊105、110之間時，由第一模塊105和第二 模塊110依次掃描目標104，以允許針對隱藏的武器或違禁品而對目標104進行完整的正面 和背面安檢。在一個實施例中，被設計為可與第二模塊110交換的第一模塊105包括輻射源108 和檢測器陣列106。類似地，第二模塊110包括輻射源113和檢測器陣列111?？山粨Q性不 是必要的，但是出于各種原因可以是系統(tǒng)100的期望特征，所述原因包括制造模塊105、110 時的簡單性。在其他實施例中，模塊105被設計為模塊110的“鏡像”版本，使得輻射源108、 113位于直接相對的位置，如圖1所示。安檢系統(tǒng)100還包括處理器系統(tǒng)，該處理器系統(tǒng)包括計算機處理器115，用于處理 作為來自第一模塊105和第二模塊110的輸入的檢測到的X射線、根據(jù)所述輸入生成代表 性圖像、以及將根據(jù)所檢測的X射線得到的圖像傳遞給監(jiān)視器120?？梢詫⑻幚砥鞑考峁?為結構102的一部分，或者可以利用本領域普通技術人員已知的適當?shù)木€纜或無線連接來 遠程部署該處理器部件。在本發(fā)明的安檢系統(tǒng)的一個實施例中，當目標104面朝第一模塊105并看向第一 模塊105時，第一模塊105上的輻射源108發(fā)射入射到被檢查目標104正面的X射線。到 達目標的一些入射X射線被反向散射，隨后被第一模塊105的檢測器陣列106接收，從而生 成目標104正面的圖像。那些既沒有被目標104吸收也沒有被目標104反向散射的入射X 射線由位于第二模塊110處的檢測器陣列111接收。從而，檢測器陣列111接收來自第一 模塊的X射線輻射，其可以被處理以形成目標104的透射圖像或陰影圖像。將來自第一模 塊105和第二模塊110兩者的檢測器106和111的數(shù)據(jù)組合以重新創(chuàng)建目標的正面圖像。以類似的方式，第二模塊110上的輻射源113發(fā)射入射到被檢查目標104背面的X 射線。到達目標的一些入射X射線被反向散射，隨后被第二模塊110的檢測器陣列111接 收，從而生成目標104的背面圖像。那些既沒有被目標104吸收也沒有被目標104反向散 射的入射X射線由位于第一模塊105處的檢測器陣列106接收。從而，檢測器陣列106接 收來自第二模塊的X射線輻射，其可以被處理以形成目標104的透射圖像或陰影圖像。將 來自第一模塊105和第二模塊110兩者的檢測器106和111的數(shù)據(jù)組合以重新創(chuàng)建目標的 背面圖像。在一個實施例中，第一模塊105和第二模塊110依次掃描目標104。當?shù)谝荒K 105正在掃描目標104的第一面時，第二模塊的X射線源保持去激活(deactivated)；然而， 兩個模塊相互同步地垂直移動，使得在第一模塊105的檢測器陣列106捕獲反向散射的圖 像信號的同時，第二模塊110的檢測器陣列111捕獲陰影圖像信號，該陰影圖像信號是由第 一模塊105的輻射源108所生成的、未被目標吸收或反向散射的X射線產生的。之后，一旦第一模塊105掃描了目標的第一面，則去激活輻射源108并激活第二模 塊110的輻射源113，以開始掃描第二面--目標104的背面。再一次，兩個模塊相互同步地 垂直移動，使得在第二模塊110的檢測器陣列111捕獲反向散射的圖像信號的同時，第一模 塊105的檢測器陣列106捕獲陰影圖像信號，該陰影圖像信號是從第二模塊110的輻射源 113生成的、未被目標吸收或反向散射的X射線所產生的。
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圖2a和圖2b分別是成像系統(tǒng)200的第一模塊205和第二模塊210的透視圖，其 提供了指向被檢查目標202的身體的X射線的筆形光束235、236 (圖2a)和235’、236’ (圖 2b)。筆形光束的生成在下面參考圖3描述。圖2a是本發(fā)明的安檢系統(tǒng)的側視圖，還圖示了正被第一模塊205檢查的目標。在 一個實施例中，被檢查目標202正面面向第一模塊205、背面朝向第二模塊210站立。盡管 參照假定以這種姿勢對目標進行安檢來描述本發(fā)明，但是本領域普通技術人員應該理解， 可以以多種其他姿勢設置目標而達到相同的效果。當?shù)谝荒K205被激活時，發(fā)射X射線 235，從目標202的正面散射或反射的X射線237被X射線靈敏檢測器206檢測，該檢測器 206與第一模塊205的X射線筆形光束源208放置在目標202的同一側，同時未被目標202 吸收或反射的剩余的入射X射線236被位于源208的相對側的第二模塊210的檢測器211 檢測。檢測器206和211被放置為對入射X射線光束235、236的所有側面進行基本均勻的 X射線檢測。在一個實施例中，將從檢測器206、211產生的電子信號225、230路由到數(shù)字計算 機215中。在另一實施例中，還將來自X射線源208的同步信號226路由到數(shù)字計算機215 中，反向亦然。計算機215組合分別來自兩個檢測器206、211的正面散射成像信號225和 正面陰影成像信號230，以在監(jiān)視器(屏幕)220上生成身體的正面圖像。圖2b是本發(fā)明的安檢系統(tǒng)的側視圖，還圖示了正由第二模塊210掃描的目標。參 考圖2b，當?shù)诙K210被激活時，發(fā)射X射線235’，從被檢查目標202的背面散射或反射 的X射線237’被X射線靈敏檢測器211檢測，該檢測器211與第二模塊210的X射線筆形 光束源213放置在目標的同一側，同時未被目標202吸收或反向散射的剩余的入射X射線 236’被位于第二模塊210的源213的相對側的第一模塊205的檢測器206檢測。在一個實施例中，將針對被檢查目標202背面的、從檢測器206、211產生的電子信 號225、230路由到數(shù)字計算機215中。在另一實施例中，還將來自X射線源213的同步信 號231路由到數(shù)字計算機215中，反向亦然。計算機215組合分別來自兩個檢測器211、206 的背面散射成像信號230和背面陰影成像信號225，以在監(jiān)視器(屏幕)220上生成身體的 背面圖像。從而，在一個實施例中，通過將檢測器陣列206、211放置在檢查區(qū)域的相對側，增 強了被檢查目標的圖像質量，因為是將從反向散射射線生成的圖像信號與陰影圖像組合來 形成詳細的圖像。再次參考圖2a和圖2b，在本發(fā)明的一個實施例中，第一模塊205和第二模塊210 依次掃描目標202。依次掃描確保了分別從第一模塊205和第二模塊210生成的X射線的 兩個掃描光束235和235’不相互干擾。從而，當目標202站在第一模塊205和第二模塊 210之間時，首先激活第一模塊205上的輻射源208以掃描目標202面向第一模塊205的一 側，其在一個實施例中為目標202的正面。應該意識到，數(shù)字計算機215包括處理器、存儲 器以及用于同步由第一模塊和第二模塊掃描的順序和定時的軟件。此外，應該意識到，第一 模塊和第二模塊被附加到一垂直結構，該垂直結構允許并使能模塊的垂直物理移動，所述 垂直物理移動由接收來自數(shù)字計算機215的定時信號的至少一個馬達驅動。一旦完成第一模塊掃描，就去激活第一模塊205的輻射源208，并激活第二模塊 210的源213，以啟動對面向第二模塊210的目標202的另一側的掃描。從而，從第一模塊消除分別來自第一模塊205和第二模塊210 的光束235和235’相互干擾的可能性。圖3是用于生成X射線的水平掃描筆形光束的機械裝置的一個實施例的圖示。 現(xiàn)在參考圖3，每個安檢模塊包括X射線管305、機械遮光輪(ChOpperWheel)306和狹縫 (slit) 307，它們組合在一起以形成X射線筆形光束源308，如現(xiàn)有技術已知的，用于以橫過 目標身體的水平運動掃描筆形光束309。這樣的筆形光束的生成是本領域普通技術人員公 知的，因此將不進行更詳細的討論。應該意識到，在一個實施例中，如圖2b中226所示的第 一模塊和第二模塊的兩個檢測器陣列之間的間隙可以用作通過其發(fā)射X射線的光束成形 狹縫。圖4a和4b描繪了用于生成將掃描被檢查目標整個高度的X射線的垂直掃描筆形 光束的機械裝置的一個實施例。雖然圖4a和4b參考本發(fā)明的成像系統(tǒng)的第一模塊圖示了 該垂直機構，但是要理解的是，存在類似的實現(xiàn)第二模塊的X射線光束垂直掃描的機構。返回參考圖4a和圖4b，檢測器406包含開口 407，X射線的筆形光束408在照到 被檢查目標之前穿過該開口 407。檢測器406安裝在兩個垂直軸409上，并且垂直軸409安 裝在基座410上，從而當檢測器406在垂直方向上移動時垂直軸409引導檢測器406的運 動。X射線筆形光束源411安裝在托架412上，并且該托架412由連接到檢測器406的樞軸 接頭(pivotjoint) 413以及連接到垂直支持物415的樞軸接頭414支持。當檢測器406在 垂直方向上移動時，X射線筆形光束408進行弧線移動，從而使它總是穿過檢測器406中的 開口 407。再次參考圖2a，并考慮上面參照圖4a和圖4b描述的模塊的垂直運動機構，當激活 第一模塊205以掃描面向第一模塊205的目標202的第一側時，第二模塊源213保持去激 活。然而，如更早描述的，本發(fā)明的成像系統(tǒng)將第一模塊檢測生成的反向散射成像信號與第 二模塊檢測生成的陰影圖像信號組合使用來生成目標面向第一模塊一側的圖像。因此，雖然第二模塊210的輻射源213在第一模塊205掃描目標202時保持去激 活，但是第二模塊210的源213和檢測器211與第一模塊205的源208和檢測器206的垂 直運動同步地移動。這確保了，當由于來自第一模塊205的、照到目標202的X射線235而 產生的反向散射圖像信號225被第一模塊205的檢測器206捕獲時，由于來自第一模塊205 的X射線236而產生的陰影圖像信號230也被與第一模塊205同步移動的第二模塊210的 檢測器211所捕獲?，F(xiàn)在參考圖2b，一旦完成了從第一模塊205的掃描，就去激活第一模塊205的輻射 源208，并激活第二模塊210的源213，以開始掃描目標202的背面。當?shù)诙K210掃描 目標202并垂直移動時，第一模塊205 (它的源被去激活)與第二模塊210同步移動，以捕 獲陰影圖像信號225。在一個實施例中，本發(fā)明的X射線成像系統(tǒng)是全自動的。在另一實施 例中，本發(fā)明的成像系統(tǒng)是半自動的，需要操作者協(xié)助。在一個實施例中，第一模塊205和第二模塊210兩者掃描的時間都在0秒到20秒 的范圍內。在一個實施例中，掃描時間為3秒。在一個實施例中，源和檢測器的垂直移動是4至5英尺。這里應該注意，雖然參照 該實施例描述了垂直移動，但是源和檢測器可以轉動(swivel)、繞樞軸轉動(pivot)、旋轉 (rotate)或進行這些運動的組合。
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在一個實施例中，第一模塊205和第二模塊210之間的距離在2_10英尺的范圍 內。在一個實施例中，第一模塊205和第二模塊210之間的距離是3英尺。返回參考圖1，在一個實施例中，結構102的底面或基座或平臺135是壓力敏感的， 使得被檢查目標104—踏上底面135，嵌入式壓力傳感器(未示出)就觸發(fā)成像系統(tǒng)100的 激活。然后，由第一模塊105在第一側掃描目標104，并在這之后，由第二模塊110在第二側 掃描，或者順序相反。一旦完成了被檢查目標104的正面和背面，就去激活第一模塊105和 第二模塊110并停止掃描，等待下一目標踏上底面或基座135?？梢岳脪呙栌|發(fā)機構的其他實施例，例如紅外光束中斷，其中，當目標進入小室 結構時觸發(fā)掃描，因為進入小室結構擋住了安裝在該結構中的紅外線光束。對于本領域普 通技術人員來說，其他觸發(fā)機構也是明顯的。在另一實施例中，本發(fā)明的安檢系統(tǒng)是半自動的，因為操作者手動觸發(fā)掃描周期。 一旦觸發(fā)，掃描周期就按預定或預編程的方式依次完成目標的正面和背面安檢。在系統(tǒng)100的操作期間，首先用成像系統(tǒng)100掃描目標104，以得到目標104的正 面和背面兩者的數(shù)字圖像信號。如圖1所示，成像系統(tǒng)100產生由被檢查人104的身體特 征調制的圖像信號125和130。將圖像信號125、130路由到諸如IBM PC的能夠實施用于圖 像分析的預編程指令的數(shù)字計算機系統(tǒng)115。計算機系統(tǒng)115包括存儲器，存儲器中存儲之 前的沒有隱藏危險物品的人的圖像信號的庫。計算機系統(tǒng)115使用該信息在監(jiān)視器120上 生成處理后的圖像，其中抑制了與常見無害物品和正常人類解剖結構相應的圖像特征?？?以觀察操作者可觀看的圖像來得到危險隱藏物品的跡象。在一個實施例中，為了保護目標的隱私，可以抑制或過濾掉某些解剖學特征，以避 免將這些特征顯示給系統(tǒng)操作者。然后，將新獲得的圖像中的關鍵特征與包含之前得到的 人類圖像的所存儲的庫相比較。這個人類圖像庫用來識別當前目標中的公共解剖學特征， 所以可以抑制那些解剖學特征。庫還可以在它的圖像內包含特定的常見無害物品，也可以 抑制這些常見無害物品，以允許更準確地檢測危險或違法隱藏物品。這些公共解剖學特征 和無害特征不是系統(tǒng)操作者所關心的，并在處理后的圖像信號中被加以抑制。圖像中的剩 余特征被認為是不尋常的，并且可能指示系統(tǒng)操作者試圖檢測的物品。所檢測的特征的位置可以參考圖像中的絕對位置或者與正被檢查的人的身體相 關。后一方法具有對位于成像窗口內的目標不敏感并區(qū)分目標大小的優(yōu)點。解剖學和無害圖像特征的抑制可以由如下方式組成以減小的強度有選擇地顯示 特征、以不同的顏色有選擇地顯示特征、或者通過從圖像中整個去除它們來有選擇地顯示 特征。在一個實施例中，從圖像中去除目標身體的輪廓，并用人形輪廓來替代用于位置參 考。在另一實施例中，如果檢測到非常少的異常特征或沒有檢查到異常特征，則顯示可以由 字母數(shù)字信息組成，例如“沒有檢測到異常特征”或“上胸部檢測到對角邊”。從相關聯(lián)的背景中分離對象的任務是圖像處理領域的常見問題。眾所周知，對象 邊緣檢測通常比單獨基于轉換(shifted)信號電平的整個對象檢測更加可靠。邊緣增強是 處理數(shù)字表示的圖像以增加對象的可檢測性的常用方法。本發(fā)明使用可視處理中的擴展邊 緣檢測(extensive edge detection)，如美國專利第5181234號中所描述的，其說明書通 過引用合并于此。為了實現(xiàn)檢測邊緣增強，并增強目標正面和背面圖像的質量，組合從目標 反向散射的射線以及由沒有照到目標的射線所產生的目標的陰影信號。轉讓給本發(fā)明的受
11讓人的美國專利申請第7110493號中描述了“一種用于檢測對象上或對象中的隱藏物件的 方法，該方法包括從χ射線源產生指向所述對象的χ射線的筆形光束；在所述對象的表面 上掃描所述χ射線光束；以及檢測來自所述χ射線光束的散射χ射線，作為與所述對象和低 Z材料面板交互的結果，所述對象位于所述檢測器和所述面板之間，所述檢測包括將由所述 對象反向散射的χ射線與由低Z材料面板反向散射的χ射線相區(qū)分，其中所述χ射線的筆 形光束將所述對象暴露于大約1微雷姆到大約10微雷姆范圍內的χ射線劑量”，通過引用 將其全部內容合并于此。而且，雖然在一個實施例中，在監(jiān)視器屏幕上向操作者呈現(xiàn)彼此相鄰的目標正面 和背面的離散的、經處理的圖像，但是在替代實施例中，這兩個圖像被組合以生成三維圖像 (仍然抑制了解剖學細節(jié))，操作者可以在屏幕上旋轉該三維圖像以查看正面和背面的組 合圖像。應該意識到，這里描述的掃描功能，包括反向散射和透射掃描的啟動和處理，是通 過存儲在數(shù)字計算機中并由處理器執(zhí)行的可編程代碼來執(zhí)行的。上面的例子僅僅是本發(fā)明的系統(tǒng)的許多應用的說明。雖然這里僅描述了本發(fā)明的 一些實施例，但是應該理解的是，本發(fā)明可以以許多其他特定形式實現(xiàn)而不脫離本發(fā)明的 精神或范圍。因此，這些例子和實施例應被視為是說明性的而不是限制性的，并且可以在權 利要求的范圍內修改本發(fā)明。
權利要求
一種用于檢測人體上攜帶的隱藏物品的成像裝置，包括第一模塊，進一步包括第一X射線源和第一檢測器部件，該第一X射線源用于產生指向所述人體的X射線的第一筆形光束，并且該第一檢測器部件提供代表作為被所述第一X射線源掃描的結果而從所述人體散射的X射線的強度的信號，所述第一檢測器部件與所述第一X射線源被布置在所述人體的同一側，并且該第一檢測器部件具有一有效區(qū)域，用于接收作為被所述第一X射線源掃描的結果而從所述人體散射的X射線的一部分以及透射X射線的一部分；第二模塊，進一步包括第二X射線源和第二檢測器部件，該第二X射線源用于產生指向所述人體的X射線的第二筆形光束，并且該第二檢測器部件提供代表作為被所述第二X射線源掃描的結果而從所述人體散射的X射線的強度的信號，所述第二檢測器部件與所述第二X射線源被布置在所述人體的同一側，并且該第二檢測器部件具有一有效區(qū)域，用于接收作為被所述第二X射線源掃描的結果而從所述人體散射的X射線的一部分以及來自于所述第一模塊的透射X射線的一部分；處理器，用于處理從所述第一檢測器部件和第二檢測器部件生成的檢測器信號，以形成至少一個圖像；以及顯示器，用于向操作者呈現(xiàn)所述至少一個圖像。
2.根據(jù)權利要求1所述的成像裝置，還包括具有四壁的隔間。
3.根據(jù)權利要求2所述的成像裝置，還包括至少一個頂面和至少一個底面。
4.根據(jù)權利要求1所述的成像裝置，其中所述處理器處理可編程代碼，該可編程代碼 使所述第一模塊掃描人體，同時第二 X射線源未被激活。
5.根據(jù)權利要求1所述的成像裝置，其中所述處理器處理可編程代碼，該可編程代碼 使所述第二模塊掃描人體，同時第一 X射線源未被激活。
6.根據(jù)權利要求1所述的成像裝置，其中所述處理器處理可編程代碼，該可編程代碼 使所述第一模塊或第二模塊垂直移動。
7.根據(jù)權利要求6所述的成像裝置，其中所述垂直移動是協(xié)調一致的。
8.根據(jù)權利要求1所述的成像裝置，其中所述第一模塊與所述第二模塊是可交換的。
9.根據(jù)權利要求1所述的成像裝置，其中，所述處理器處理可編程代碼，該可編程代碼 使用代表作為被第一檢測器部件的第一X射線源掃描的結果而從所述人體散射的X射線的 強度的信號、以及代表作為被第二檢測器部件的第二 X射線源掃描的結果而從所述人體散 射的X射線的強度的信號，來生成所述圖像。
10.根據(jù)權利要求1所述的成像裝置，其中，所述處理器處理可編程代碼，該可編程代 碼使用代表作為被第二檢測器部件的第二X射線源掃描的結果而從所述人體散射的X射線 的強度的信號、以及代表作為被第一檢測器部件的第一 X射線源掃描的結果而從所述人體 散射的X射線的強度的信號，來生成所述圖像。
11.根據(jù)權利要求1所述的成像裝置，其中，所述處理器處理可編程代碼，該可編程代 碼使用代表來自所述第一模塊的透射X射線的強度的信號來形成人體的陰影圖像。
12.根據(jù)權利要求1所述的成像裝置，其中，所述處理器處理可編程代碼，該可編程代 碼使用代表來自所述第二模塊的透射X射線的強度的信號來形成人體的陰影圖像。
13.根據(jù)權利要求1所述的成像裝置，其中，所述第一模塊和第二模塊依次掃描人體。
14.根據(jù)權利要求1所述的成像裝置，其中，所述第一模塊和第二模塊以同步的方式垂 直移動，從而使得在第一檢測器陣列捕獲反向散射的圖像信號的同時，第二檢測器陣列捕 獲未被人體吸收或反向散射的透射信號。
15.根據(jù)權利要求1所述的成像裝置，其中，所述第一模塊和第二模塊以同步的方式垂 直移動，從而使得在第二檢測器陣列捕獲反向散射的圖像信號的同時，第一檢測器陣列捕 獲未被人體吸收或反向散射的透射信號。
16.根據(jù)權利要求1所述的成像裝置，其中，從第一檢測器陣列和第二檢測器陣列產生 的信號與同步信號一起被路由到所述處理器。
17.一種用于檢測人體上攜帶的隱藏物品的成像裝置，包括第一模塊，進一步包括第一 X射線源和第一檢測器部件，所述第一檢測器部件與所述 第一 X射線源被布置在所述人體的同一側，并且該第一檢測器部件具有一有效區(qū)域，用于 接收作為被所述第一 X射線源掃描的結果而從所述人體散射的X射線的一部分以及透射X 射線的一部分；第二模塊，進一步包括第二 X射線源和第二檢測器部件，所述第二檢測器部件與所述 第二 X射線源被布置在所述人體的同一側，并且該第二檢測器部件具有一有效區(qū)域，用于 接收作為被所述第二 X射線源掃描的結果而從所述人體散射的X射線的一部分以及來自于 所述第一模塊的透射X射線的一部分；其中所述第一模塊和第二模塊相互平行；處理器，用于處理從所述第一檢測器部件和第二檢測器部件生成的檢測器信號，以形 成至少一個圖像，其中，所述處理器處理可編程代碼，該可編程代碼使用代表作為被第一檢 測器部件的第一 X射線源掃描的結果而從所述人體散射的X射線的強度的信號、以及代表 作為被第二檢測器部件的第二X射線源掃描的結果而從所述人體散射的X射線的強度的信 號，來生成所述圖像；以及顯示器，用于向操作者呈現(xiàn)所述至少一個圖像。
18.根據(jù)權利要求17所述的裝置，其中，所述第一模塊和第二模塊依次掃描人體。
19.根據(jù)權利要求18所述的裝置，其中，所述第一模塊和第二模塊以同步的方式垂直 移動，從而使得在第一檢測器陣列捕獲反向散射的圖像信號的同時，第二檢測器陣列捕獲 未被人體吸收或反向散射的透射信號。
全文摘要
本發(fā)明涉及X射線對人安檢系統(tǒng)，其能夠快速對人安檢以檢測可能隱藏在人的衣服下面或者人身體上的金屬、低Z材料(塑料、陶瓷和違禁藥品)以及其他違禁品。在示范性實施例中，掃描系統(tǒng)具有兩個掃描模塊，它們被放置在相互平行但相對的位置。兩個模塊間隔，以允許例如人的目標在兩個掃描模塊之間站立和通過。第一模塊和第二模塊各自包括輻射源(如X射線輻射)和檢測器陣列。被檢查目標站在兩個模塊之間，以使得目標的正面面向一個模塊，而目標的背面面向另一模塊。
文檔編號G01N23/20GK101918820SQ200880122849
公開日2010年12月15日 申請日期2008年12月24日 優(yōu)先權日2007年12月25日
發(fā)明者安德烈亞斯·F·科托夫斯基, 羅納德·J·休斯 申請人:拉皮斯坎系統(tǒng)股份有限公司