專利名稱：：源于有效原子序數(shù)計(jì)算的材料成分檢測(cè)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明主要涉及成像系統(tǒng)，并且更具體地說，涉及用于通過計(jì)算有效原子序號(hào)來確定成像物體的材料成分的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：計(jì)算機(jī)斷層成像(CT)系統(tǒng)生成表示物體或主體的二維(并且在一些情況下是三維)圖像。通常，CT圖像可以層(slice)(或容積(volume))形式呈現(xiàn)，其從在圍繞物體或主體的不同角度位置形成的許多投影圖像來重構(gòu)。在許多醫(yī)療和工業(yè)應(yīng)用中，確定通過這些技術(shù)而成像的材料的成分通常是有用的。此類材料識(shí)別可有助于確定主體中存在哪些物體或結(jié)構(gòu)。例如，在醫(yī)療成像中，材料成分可指示不同的組織結(jié)構(gòu)，如軟組織、骨骼、病理等等。在諸如包裝、行李和零件檢查等其它領(lǐng)域中，關(guān)注的其它結(jié)構(gòu)或物體可通過參照組成它們的材料進(jìn)行類似地識(shí)別。CT系統(tǒng)和常規(guī)X射線成像形態(tài)均根據(jù)衰減系數(shù)，即由源與檢測(cè)器之間的介入結(jié)構(gòu)使X射線衰減的程度，提供接受檢查的物體的表示。在典型的CT成像系統(tǒng)中，生成的圖像通常提供有關(guān)物體的結(jié)構(gòu)的線性衰減系數(shù)的信息。在物體中的材料密度相同時(shí)，線性衰減系數(shù)已發(fā)現(xiàn)是有用的，但可能不足以提供材料的密度信息。因此，線性衰減系數(shù)通常不適合表征包括某個(gè)物體的材料。一直以來，存在著對(duì)計(jì)算X射線、CT和類似系統(tǒng)中材料成分、特別是將允許確定或估計(jì)成像材料的有效原子序數(shù)的改進(jìn)方法和系統(tǒng)的需要。
發(fā)明內(nèi)容4簡(jiǎn)單地說，根據(jù)技術(shù)的一個(gè)方面，提供了一種用于計(jì)算通過放射線形態(tài)掃描的材料的原子序數(shù)的方法。該方法提供用于訪問物體的第一單色圖像和第二單色圖像，其中，第一單色圖像在第一能量級(jí)采集，并且所述第二單色圖像在第二能量級(jí)采集。該方法還包括獲得第一單色圖像與第二單色圖像之間的質(zhì)量衰減系數(shù)的比率，并且基于質(zhì)量衰減系數(shù)的比率來計(jì)算關(guān)于物體的材料的原子序數(shù)。承擔(dān)此類功能的系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)程序可通過本技術(shù)提供。根據(jù)本技術(shù)的另一方面，提供了一種圖像分析系統(tǒng)。圖像分析系統(tǒng)包括配置成產(chǎn)生成像光束的成像源和配置成檢測(cè)穿過物體的成像光束的檢測(cè)器。圖像分析系統(tǒng)還包括配置成采集物體的第一單色圖像和第二單色圖像的處理器，其中，第一單色圖像在第一能量級(jí)采集，并且第二單色圖4象在第二能量級(jí)采集，并且計(jì)算第一單色圖像和第二單色圖像的像素之間的質(zhì)量衰減系數(shù)的比率。處理器還配置成使用質(zhì)量衰減系數(shù)的比率來計(jì)算原子序數(shù)，并分析原子序數(shù)以識(shí)別物體的材料成分。同樣地，承擔(dān)此類功能的系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)程序可通過本技術(shù)提供。從下面的詳細(xì)說明和附圖中，將明白本技術(shù)的各種其它特征和優(yōu)點(diǎn)。參照附圖閱讀以下詳細(xì)說明時(shí)，將更好地理解本發(fā)明的這些和其它特征、方面和優(yōu)點(diǎn)，附圖中相同的字符在所有圖形中表示類似的部分，其中圖1是用于包裝檢查系統(tǒng)的示范CT系統(tǒng)的透視圖2是當(dāng)其可能用于醫(yī)療診斷成像時(shí)的示范CT成像系統(tǒng)的透視圖3是圖1和圖2所示系統(tǒng)的某些才喿作組件的示意圖4是說明從通過CT成像系統(tǒng)的成像生成的單色圖像計(jì)算有效原子序號(hào)的示范步驟的流程圖；以及圖5是詳細(xì)示出用于基于閾值計(jì)算有效原子序數(shù)的示范過程的流程圖。具體實(shí)施例方式本技術(shù)主要涉及物體中存在的材料的檢測(cè)和表征。例如，此類材料檢測(cè)可用于識(shí)別在行李、皮箱、包裝或集裝箱中存在的違禁品(如，爆炸品、槍支、彈藥、放射性物質(zhì)、化學(xué)劑)。在某些實(shí)施例中，材料的檢測(cè)和表征能夠通過計(jì)算材料的原子序數(shù)(z)實(shí)現(xiàn)。在一個(gè)實(shí)施例中，原子序數(shù)可以是有效原子序數(shù)(zeff)。在本文中使用時(shí)，術(shù)語(yǔ)"有效原子序數(shù)"指原子核中的質(zhì)子的數(shù)量，其將它與其它元素(dement)的原子區(qū)分開。它提供在原子中帶負(fù)電荷的電子與帶正電荷的質(zhì)子之間的靜電交互的度量。正如將理解的一樣，原子序數(shù)可用于估計(jì)物體的材料成分。參照?qǐng)D1,它示出了代表用于掃描行李、包裹和包裝的第三代CT掃描儀的計(jì)算機(jī)斷層成像(CT)成像系統(tǒng)10。CT成像系統(tǒng)10包括帶有成像源14(即，X射線源)的機(jī)架12,成像源14向機(jī)架12的對(duì)側(cè)投射X射線光束。檢測(cè)器模塊感應(yīng)穿越物體的投射的X射線。每個(gè)檢測(cè)器元件產(chǎn)生一個(gè)電信號(hào)，該信號(hào)表示沖擊的X射線光束的強(qiáng)度以及當(dāng)它穿越物體時(shí)引起的衰減的光束的強(qiáng)度?？稍O(shè)想在一個(gè)實(shí)施例中檢測(cè)器16可以是能量集成檢測(cè)器(energyintegratingdetector)或光子計(jì)數(shù)能量鑒別檢測(cè)器。CT成像系統(tǒng)10在系統(tǒng)控制電路28的控制下操作。系統(tǒng)控制電路28可包括多種電路，如輻射源控制電路、掃描床(table)電機(jī)控制器、用于配合行李或掃描床運(yùn)動(dòng)來協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)采集的電路、用于控制檢測(cè)器和/或輻射源的位置的電路等等。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，包括的系統(tǒng)控制電路可包括當(dāng)物體20輸送入機(jī)架開口18可包括由結(jié)構(gòu)26支持以自動(dòng)、持續(xù)將包裝或行李件傳遞通過機(jī)架開口22以進(jìn)行掃描的輸送帶24。在掃描由輸送帶24輸送通過^/L架開口22的物體20時(shí)，可采集成像數(shù)據(jù)，并且輸送帶24以受控和持續(xù)方式從開口移開包裝。掃描期間采集的成像數(shù)據(jù)可由數(shù)據(jù)采集電路采集以便進(jìn)行由適合的控制電路管控的處理。在過程完成時(shí)，圖像數(shù)據(jù)可最終轉(zhuǎn)發(fā)到操作員接口30以便查看和分析。操作員接口30可用于查看基于收集的圖像數(shù)據(jù)的預(yù)處理或重構(gòu)的圖像。在所示實(shí)施例中，操作員接口30耦合到監(jiān)視器32以便顯示重構(gòu)的圖像。備選地，圖像數(shù)據(jù)或重構(gòu)的圖像也能夠例如經(jīng)網(wǎng)絡(luò)34傳送到遠(yuǎn)程位置。由于本技術(shù)也適用于醫(yī)療診斷成像的CT掃描儀，因此，圖2中示出了對(duì)醫(yī)療掃描36有用的示范CT掃描系統(tǒng)。然而，正如本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解的一樣，圖2的醫(yī)療成像系統(tǒng)36也包括與圖1相關(guān)聯(lián)的組件。但是，患者38通過掃描床40以持續(xù)或增量方式平移到機(jī)架開口22中。成像系統(tǒng)10和36的各種操作組件和相關(guān)聯(lián)的控制電路在下面的圖3中詳細(xì)闡述。圖3中表示的機(jī)架12的操作組件包括配置成發(fā)射X射線42的光束的X射線源14。機(jī)架12也包括用于檢測(cè)X射線的檢測(cè)器16。在一個(gè)實(shí)施例中，和,X射源和檢測(cè)器一起的機(jī)架12上面安裝有組件以便圍繞旋轉(zhuǎn)中心44旋轉(zhuǎn)。機(jī)架12的旋轉(zhuǎn)和X射源14的操作由諸如系統(tǒng)10和36等CT成像系統(tǒng)的控制機(jī)制46管控?？刂茩C(jī)制46包括提供電源和時(shí)序信號(hào)到X射源14的X射線控制器48和控制機(jī)架12的旋轉(zhuǎn)速度和位置的機(jī)架電機(jī)控制器50。圖像重構(gòu)器54從數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS)52接收采樣和數(shù)字化的圖像數(shù)據(jù)，并執(zhí)行高速重構(gòu)。重構(gòu)的圖像作為輸入應(yīng)用到計(jì)算機(jī)56，計(jì)算機(jī)56在海量存儲(chǔ)裝置58中存儲(chǔ)圖像。計(jì)算機(jī)56還經(jīng)具有鍵盤的操作員接口或控制臺(tái)40、從操作員接收命令和掃描參數(shù)。相關(guān)聯(lián)的顯示器32允許操作員從計(jì)算機(jī)56觀察重構(gòu)的圖像和其它數(shù)據(jù)。操作員供應(yīng)的命令和參數(shù)由計(jì)算機(jī)56用于向DAS52、X射線控制器48和機(jī)架電機(jī)控制器50提供控制信號(hào)和信息。另外，計(jì)算機(jī)56可操:作分別控制電動(dòng)掃描床或輸送帶系統(tǒng)62的掃描床電機(jī)控制器或輸送系統(tǒng)電機(jī)控制器60以定位物體20(或醫(yī)療上下文中的患者38)通過機(jī)架開口22。因此，郵政;險(xiǎn)查員、行李管理員和其它安全人員可無損地檢測(cè)包裝的內(nèi)容，檢查是否有爆炸品、刀具、槍支、禁運(yùn)品等。在圖4的所示實(shí)施例中，流程圖64示出計(jì)算通過放射線形態(tài)檢查的材料的原子序數(shù)的方法。該方法包括訪問(在框66)物體的第一單色圖像和第二單色圖像，其中，這些單色圖像在不同的能量級(jí)獲得。另外，兩個(gè)不同能量的第一和第二單色圖像可使用單色X射線源或多色X射線源獲得。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，通過從雙能量投影數(shù)據(jù)來計(jì)算等價(jià)單色表示，使用多色源來采集或獲得第一和第二單色圖像。多種技術(shù)可用于采集由至少兩個(gè)不同能量級(jí)的成像源產(chǎn)生的雙能量掃描數(shù)據(jù)。例如，可備選在高千伏電壓峰值(kVp)與低kVp之間偏置X射線管，或者可控制動(dòng)態(tài)濾波器，使得由要成像的物體衰減的X射線光束在高能量與低能量之間循環(huán)。也可設(shè)想X射線管和X射線濾波器控制的組合也可用于采集在不同能量級(jí)的雙能量數(shù)據(jù)。也可設(shè)想諸如雙能量CT系統(tǒng)、X射線系統(tǒng)等其它方法和其它多能量技術(shù)在本技術(shù)中使用。用于得出此類單色圖像的一個(gè)示范算法使用基體材料分解(BMD)技術(shù)，但可設(shè)想到其它適合的分解技術(shù)也可使用。在一個(gè)實(shí)施例中，雙能量投影數(shù)據(jù)被重構(gòu)以獲得基體材料的材料密度圖像，并且基于進(jìn)一步計(jì)算，產(chǎn)生得出的單色圖像。得出的單色圖像包括在不同能量生產(chǎn)的第一和第二單色圖像，它們表示由基體材料質(zhì)量衰減系數(shù)加權(quán)的基體材料密度圖像之和。在一個(gè)實(shí)施例中，經(jīng)基于處理器的圖像分析系統(tǒng)，在高能量級(jí)采集第一單色圖像，并且在低能量級(jí)采集第二單色圖像。在兩個(gè)能量之間存在足夠的間隔的條件下，當(dāng)沒有K邊緣時(shí)，能量區(qū)域中第一和第二能量的選擇不會(huì)影響原子序數(shù)值的最終計(jì)算結(jié)果。在第一能量級(jí)(EJ的第一單色圖像和在第二能量級(jí)(E2)的第二單色圖像可表示^口下Mono—El(i,j)=ul(El)Iml(i,j)+u2(El)Im2(i,j)(等式1)Mono—E2(i,j)=ul(E2)Iml(i,j)+u2(E2)Im2(i,j)(等式2)其中，u《E,)和U2(E2)分別是在能量^和E2關(guān)于基體材料1和2的質(zhì)量衰減系數(shù)，并且Iml(ij)和Im2(i,j)是兩個(gè)基體材料的密度圖像。在所示實(shí)施例中，應(yīng)理解任何適合的高或低能量級(jí)可用于得出單色圖像。此外，等式1和等式2中的質(zhì)量衰減系數(shù)可根據(jù)掃描上下文表示任何適合類型的基體材料。例如，在醫(yī)療上下文中，質(zhì)量衰減系數(shù)可對(duì)應(yīng)于軟組織或骨骼，而在安全上下文中，質(zhì)量系數(shù)可轉(zhuǎn)而對(duì)應(yīng)于鋼、爆炸品或具有不同衰減特征的其它材料。另外，可設(shè)想本技術(shù)還可與不止兩個(gè)基體材料的單色圖像配合使用。如上所述，已知有效能量的使用提供了不同材料的預(yù)期衰減的估計(jì)，且因此有關(guān)材料成分或組織成分的信息能夠被提取出來。在框68,獲得第一與第二單色圖像之間每個(gè)關(guān)注的像素的質(zhì)量衰減系數(shù)的比率。每個(gè)像素對(duì)應(yīng)于得出的單色圖像的一個(gè)圖片元素，并且因此，每個(gè)像素表示正在成像的材料的衰減系數(shù)。在一個(gè)實(shí)施例中，從線性衰減系數(shù)的比率獲得質(zhì)量衰減系數(shù)的比率。線性衰減系數(shù)對(duì)于第一單色圖像中的一個(gè)像素和對(duì)于第二單色圖像中的對(duì)應(yīng)像素獲得，即，在逐像素的1^出上獲得。正如將理解的一樣，線性衰減系數(shù)取決于材料的密度，并且是輻射的能量的函數(shù)。因此，在獲得線性衰減系數(shù)的比率時(shí)，兩個(gè)線性衰減系數(shù)的密度參數(shù)相互被抵消。因此，在給定能量級(jí)的線性衰減系數(shù)的比率與在那些能量級(jí)的質(zhì)量衰減系數(shù)的比率相同。具體而言，使用已知基元材料(elementarymaterial)的對(duì)于高和低能量的衰減比率對(duì)使用等式3獲得r=uZ(El)/uZ(E2)(等式3)其中，uZ(E0和uZ(E2)是在能量E!和E2、帶有原子序數(shù)Z的基元材料的質(zhì)量衰減系數(shù)。在框70，從所示實(shí)施例中的質(zhì)量衰減系數(shù)的比率來計(jì)算一個(gè)或多個(gè)材料的原子序數(shù)。在框72,通過已知材料成分來分析原子序數(shù)以識(shí)別物體中的材料?？蛇x的是流程圖64可包括生成原子序數(shù)圖像(即，Z圖像)的步驟以供查看和診斷。在所示實(shí)施例中，執(zhí)行本文中所述技術(shù)和步驟的流程圖和/或自動(dòng)化例程可通過硬件、軟件或硬件和軟件的組合、分別由圖1和2的成像系統(tǒng)10和36或基于任何適當(dāng)配置的處理器的圖像分析系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。例如，存儲(chǔ)器中或硬盤上存儲(chǔ)的適合代碼可由計(jì)算機(jī)56訪問和才丸行，或者專用集成電路(ASIC)可配置成執(zhí)行本文中所述的一些或所有技術(shù)。通過又一示例，如圖4的框70和72所示的原子序數(shù)計(jì)算可如圖5所示進(jìn)一步詳細(xì)闡述。在圖5的所示實(shí)施例中，流程圖74包括分別一般對(duì)應(yīng)于圖4的流程圖64的框66和68的框76和78。如關(guān)于圖4的框66和68更詳細(xì)解釋的一樣，在框76,訪問在不同能量級(jí)的第一單色圖像和第二單色圖像。在框78,在逐像素的基礎(chǔ)上，在第一和第二單色圖像中的相應(yīng)像素之間獲得質(zhì)量衰減系數(shù)的比率。正如將理解的一樣，在框78中，基于在兩個(gè)能量級(jí)之間質(zhì)量衰減系數(shù)的比率或衰減比率對(duì)，可在框80生成比率圖像。此外，比率圖像可以是第一單色圖像和第二單色圖像的合成物。在一個(gè)實(shí)施例中，比率圖像的像素被變換以獲得有效Z圖像。因此，通過函數(shù)形式可建立關(guān)系，以從質(zhì)量衰減系數(shù)的比率確定傳遞函數(shù)。換而言之，通過計(jì)算在笫一和第二能量級(jí)的兩個(gè)或更多已知元素的質(zhì)量衰減系數(shù)的比率，確定傳遞函數(shù)。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，通過使用元素(例如，帶有從5到20的原子序數(shù))的質(zhì)量衰減系數(shù)的比率，通過五階多項(xiàng)式擬合數(shù)據(jù)點(diǎn)。在這種實(shí)施例中，使用更高階多項(xiàng)式可允許數(shù)據(jù)點(diǎn)的合適擬合。另外，在獲得傳遞函數(shù)中的元素的選擇應(yīng)覆蓋CT系統(tǒng)設(shè)計(jì)成對(duì)其成像的可能的Z值的范圍或關(guān)注的范圍。10從這些測(cè)量來擬合的數(shù)據(jù)點(diǎn)產(chǎn)生(框82)傳遞函數(shù)，或例如Z=f(r)的函數(shù)形式，其中r如等式3中所述。此外，傳遞函數(shù)可基于預(yù)定的閾值確定。在這種實(shí)施例中，如下所述，預(yù)定的閾值可對(duì)應(yīng)于圖像或噪聲值。因此，通過應(yīng)用傳遞函數(shù)，可從衰減系數(shù)的比率為物體的材料計(jì)算原子序數(shù)。通常，通過計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，將原子序數(shù)與查詢表進(jìn)行比較。在一個(gè)實(shí)施例中，通過基于閾值變換比率圖像，可在框84中生成有效原子序數(shù)圖像。因此，在一個(gè)實(shí)施例中，為了在框86和88計(jì)算Z圖像，可設(shè)置某些閾值，使得Im—Z(i，j)=f(Im_El(i,j)/Im一E2(i,j))，如果Im一E2(i，j)>閾值和Im—Z(i,j)=0.0,如果Im—E2(i,j)<閾值其中，閾值設(shè)置成Im—E2(i,j)中圖像噪聲的某個(gè)倍數(shù)以避免在圖像中的無效材料區(qū)域中提取有效Z圖像。在一個(gè)實(shí)施例中，如在醫(yī)療成像中，線性衰減值小于0.05/厘米且能量范圍大約為40到140keV的任何材料可對(duì)診斷是不重要的，并且因此閾值度量可設(shè)為此值。在某些自動(dòng)化實(shí)施例中，將計(jì)算機(jī)編程為執(zhí)行此類技術(shù)，或者提供對(duì)由計(jì)算機(jī)執(zhí)行時(shí)生成有效Z圖像的指令集編碼的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。在這種實(shí)現(xiàn)中，通過比較采用已知材料成分值計(jì)算的原子序數(shù)，可分析(框86)原子序數(shù)以在框90中識(shí)別材料。備選地，在另一實(shí)施例中，在基于閾值變換等式1和2中表示的第一和第二單色圖像時(shí)，可生成原子序數(shù)圖像。由于單色圖像的像素表示在物體中某個(gè)位置的衰減系數(shù)，因此，通過使用傳遞函數(shù)，相同像素處的衰減系數(shù)的比率能夠轉(zhuǎn)換成Z值。如上所述，閾值的使用能夠消除其中不存在材料的圖像區(qū)域，且因此原子圖信息能夠?qū)τ?jì)算有效Z圖像有用。有效Z圖像可用于在行李檢查系統(tǒng)中(即，非醫(yī)療)和醫(yī)療診斷中識(shí)別物體。例如，在醫(yī)療診斷期間，本技術(shù)提供原子序數(shù)數(shù)據(jù)，并且能夠提供材料或元素的材料成分的估計(jì)，通過它能夠確定存在的任何異常。正如本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解的一樣，上述各種實(shí)施例中所述的技術(shù)提供有效Z圖像，并具有快的計(jì)算速度，因而改進(jìn)了效率和準(zhǔn)確性。Z序數(shù)的準(zhǔn)確計(jì)算也可改進(jìn)行李的檢查和放射科醫(yī)師和/或醫(yī)生的診斷能力。此外，用于計(jì)算有效z的單色圖像可選擇成具有與密度圖像相比更低的噪聲。因此，從單色圖像的有效z計(jì)算提供了一種健壯的z捕捉方法。此外，采用的單色圖像能夠?yàn)楦鞣N能量級(jí)獲得，而與機(jī)器特性和數(shù)據(jù)采集方法無關(guān)。雖然本實(shí)施例提供關(guān)于安全檢查系統(tǒng)的示例，但本技術(shù)也可在醫(yī)療成像上下文中采用。另外，雖然本文中所述實(shí)施例提供關(guān)于經(jīng)雙能量計(jì)算機(jī)斷層成像系統(tǒng)獲取的單色圖像的示例，但本技術(shù)可應(yīng)用或擴(kuò)展到采用多能量源等的成像形態(tài)。雖然本文中只示出和描述了本發(fā)明的某些特性，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員將明白許多修改和改變。因此，要理解所附權(quán)利要求旨在涵蓋屬于本發(fā)明真正精神的所有此類修改和改變。各部分列表10包裝檢查系統(tǒng)中使用的計(jì)算機(jī)斷層成像(CT)系統(tǒng)12機(jī)架14X射線源16檢測(cè)器18電動(dòng)輸送機(jī)系統(tǒng)20物體或包裝22機(jī)架開口24輸送帶26支持結(jié)構(gòu)28系統(tǒng)控制電路30操作員接口32監(jiān)視器34網(wǎng)絡(luò)36醫(yī)療診斷系統(tǒng)中使用的計(jì)算機(jī)斷層成像(CT)系統(tǒng)38患者40掃描床42X射線光束44旋轉(zhuǎn)軸46控制4幾制48x射線控制器50機(jī)架電機(jī)控制器52數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)54圖像重構(gòu)器56計(jì)算機(jī)58海量存儲(chǔ)裝置60掃描床或輸送機(jī)系統(tǒng)電機(jī)控制器62輸送才;u系統(tǒng)或掃描床64計(jì)算原子序數(shù)的算法66訪問單色圖像68獲得質(zhì)量衰減系數(shù)的比率70基于質(zhì)量衰減系數(shù)的比率來計(jì)算原子序數(shù)72分析原子序數(shù)以識(shí)別材料74用于基于閾值、計(jì)算有效原子序數(shù)的詳細(xì)的示范過程76訪問在各個(gè)能量級(jí)的物體的第一和第二單色圖像78獲得第一單色圖像中像素相比第二單色圖像中對(duì)應(yīng)像素的質(zhì)量衰減系數(shù)的比率80基于質(zhì)量衰減系數(shù)的比率創(chuàng)建比率圖像82從質(zhì)量衰減系數(shù)的比率獲得函數(shù)形式Z=f(r)84使用原子序數(shù)值計(jì)算原子序數(shù)圖像，Im一Z(i，j)=f(Im—E!(i，j)/Im一E2(i,j))86使用閾值，如果Im—E2(ij)〉-閾值，則Im—Z(i，j)如步驟84—樣884吏用閾值，如果Im—E2(ij)〈閾值，則Im—Z(ij)=0.090比較有效原子序數(shù)(Z)和已知材料成分值以識(shí)別關(guān)注的材料權(quán)利要求1.一種計(jì)算通過放射線形態(tài)檢查的材料的原子序數(shù)的方法，所述方法包括訪問物體的第一單色圖像和第二單色圖像(66，76)，所述第一單色圖像在第一能量級(jí)采集，并且所述第二單色圖像在第二能量級(jí)采集；獲得所述第一單色圖像與所述第二單色圖像之間的質(zhì)量衰減系數(shù)的比率(68，78)；以及基于質(zhì)量衰減系數(shù)的所述比率來計(jì)算關(guān)于所述物體的材料的原子序數(shù)(70)。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一單色圖像和所述第二單色圖像從材料密度圖像獲得。3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中質(zhì)量衰減系數(shù)的所述比率在逐像素基礎(chǔ)上、基于所述第一單色圖像和所述第二單色圖像獲得(78)。4.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括確定用于基于預(yù)定的閾值從質(zhì)量衰減系數(shù)來獲得原子序數(shù)圖像的傳遞函數(shù)，其中通過計(jì)算在所述第一和第二能量級(jí)兩個(gè)或更多元素的質(zhì)量衰減系數(shù)的比率來確定所述傳遞函數(shù)。5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述預(yù)定的閾值對(duì)應(yīng)于應(yīng)用的最小線性衰減值或圖像噪聲值(86)。6.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括分析所述原子序數(shù)以識(shí)別所述物體的材料成分。7.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括通過基于閾值變換比率圖像(80)來生成原子序數(shù)圖像。8.—種圖像分析系統(tǒng)，包括成像源(14)，配置成產(chǎn)生成像光束(42);檢測(cè)器(16),配置成檢測(cè)穿過物體(20)的所述成像光束；以及處理器，配置成采集所述物體的第一單色圖像和第二單色圖像(66,76)，其中所述第一單色圖像在第一能量級(jí)采集，并且所述第二單色圖像在第二能量級(jí)采集；計(jì)算所述第一單色圖像和所述第二單色圖像的像素之間的質(zhì)量衰減系數(shù)的比率(68，78);基于質(zhì)量衰減系數(shù)的所述比率來計(jì)算原子序數(shù)(70);以及分析所迷原子序數(shù)以識(shí)別所述物體的材料成分(72)。9.如權(quán)利要求8所述的圖像分析系統(tǒng)，其中所述處理器配置成在逐像素&出上、基于所述第一單色圖像和所述第二單色圖像，來獲得質(zhì)量衰減系數(shù)的所述比率(78)。10.—種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，包括適用于訪問物體的第一單色圖像和第二單色圖像的代碼，其中所述第一單色圖像在第一能量級(jí)采集，并且所述第二單色圖像在第二能量級(jí)采集(76);適用于獲得所述單色圖像之間的質(zhì)量衰減系數(shù)的比率的代碼(78);以及適用于基于質(zhì)量衰減系數(shù)的所述比率來計(jì)算關(guān)于所述物體的材料的原子序數(shù)的代碼(70)。全文摘要本發(fā)明名稱為“源于有效原子序數(shù)計(jì)算的材料成分檢測(cè)”。提供一種用于計(jì)算形成通過放射線形態(tài)成像的物體的材料的原子序數(shù)的技術(shù)。該方法包括訪問物體的第一單色圖像和第二單色圖像(76)，第一單色圖像在第一能量級(jí)采集，并且第二單色圖像在第二能量級(jí)采集。第一單色圖像與第二單色圖像之間的質(zhì)量衰減系數(shù)的比率可獲得(78)?；谫|(zhì)量衰減系數(shù)的比率，可計(jì)算物體的材料的原子序數(shù)(82)。文檔編號(hào)G01N23/04GK101598686SQ200910140680公開日2009年12月9日申請(qǐng)日期2009年6月5日優(yōu)先權(quán)日2008年6月6日發(fā)明者X·吳申請(qǐng)人:通用電氣公司