[實用新型]雙源三維立體成像系統

無效

• 申請號: 200720103315.4
• 申請日: 2007-01-24
• 公開（公告）號: CN201021923Y
• 公開（公告）日: 2008-02-13
• 發明（設計）人: 張麗;康克軍;劉以農;李元景;邢宇翔;李亮;趙自然;肖永順
• 申請（專利權）人: 清華大學同方威視技術股份有限公司
• 主分類號: G01N23/04
• 分類號: G01N23/04;G03B43/02
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 陳瑞豐

技術領域

本申請涉及輻射成像領域，更具體地，涉及一種三維立體成像系統。

背景技術

安全檢查在反恐、打擊販毒走私等領域有十分重要的意義。美國911之后，航空、鐵路等公共場所對安全檢查越來越重視。隨著打擊販毒走私的深入，對海關集裝箱、行李物品等的檢查要求也越來越高。

目前的安全檢查系統以輻射成像系統為主流，在輻射成像領域又以透視成像為主，三維立體成像系統相對應用較少。這是因為：實用的安全檢查系統一般需要在線實時檢查，這就要求檢查系統掃描成像速度非常快，比如民航物品檢查，要求通過速度是0.5m/s，目前，即使是大螺距的螺旋CT(計算機斷層成像)也很難達到這個要求；另外對于很多大型物體，比如海關集裝箱，無論是集裝箱旋轉還是源和探測器旋轉都比較困難，加上CT系統設備成本高，諸多因素限制了能夠立體成像的CT系統在安全檢查領域的廣泛使用。然而，與輻射透視成像系統以及層析成像系統相比，CT三維立體成像系統最大的優勢是能夠很好地解決射線方向上物體的重疊效應，實現真正的三維立體成像，從而在很大程度上提高安全檢查的能力。

隨著CT技術的發展，特別是人們對螺旋掃描、直線掃描等多種掃描方式的CT技術的研究積累使得研究、生產能夠實現海運集裝箱、航空集裝箱、大中型運輸車輛等大型設備的CT立體成像檢查成為可能。傳統的CT掃描系統一般是X射線源和探測器固定，物體圍繞某個中心軸旋轉；或X射線源和探測器沿某個固定圓形支架旋轉，而物體沿直線運動。第二種掃描形式的CT系統正是目前在醫療中應用最多的螺旋CT掃描系統，但是這種X射線源和探測器圍繞物體轉動的構造很難在集裝箱、運輸車輛這些大型設備上完成，因為為了保證被檢查物體的通過速度和成像質量，需要X射線源和探測器以較快的角速度沿圓形支架做圓周運動，對于集裝箱等大型設備需要很大半徑的支架，這樣當X射線源如加速器和探測器陣列轉動起來時就會產生很大的離心力，因此這樣巨大的旋轉CT設備在工程上具有極大的難度。

CT重建理論的研究已經證明對于掃描路徑為直線的CT成像系統，如果直線無限長，就可以精確重建CT斷層圖像；而在實際應用中掃描路徑總是有限長度的，因此單直線掃描CT只能夠近似地重建出被掃描物體的三維立體圖像，成像的質量較差難以滿足實際應用的需求。如果掃描軌跡是兩個或多個直線段，就有可能獲取180度內的投影數據，從而實現精確重建斷層圖像，并且可以大大地減小單段直線掃描需要的探測器長度。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種利用雙段直線軌道掃描的三維立體成像系統，解決大型設備安全檢查中X射線源、探測器和待檢測設備旋轉困難，單段直線掃描成像質量較差等難題，實現了集裝箱、運輸車輛等大型設備的在線三維立體成像檢查。

根據本實用新型，提供了一種三維立體成像系統，該系統包括：射線發生裝置，沿第一軸和第二軸往復輻射射線，以透射沿垂直于第一軸和第二軸的方向直線運動的待檢查物體，所述第一軸和第二軸彼此成一定角度布置，且相互錯開而處在不同的平面內；第一陣列探測器和第二陣列探測器，分別平行與第一軸和第二軸，且與第一軸和第二軸相對放置，檢測透射待檢查物體的射線，得到投影數據；以及數據處理裝置，用于對第一陣列探測器和第二陣列探測器檢測到的投影數據進行處理，得到待檢查物體的三維立體圖像。

本實用新型最大的特點是采用兩段直線軌跡而不是圓或者螺旋軌道完成對集裝箱或車輛等大中型設備的三維立體掃描成像。由于不需要物體旋轉，并天然利用安全檢查中被檢查物體一般都是直線傳動的特點，因此機械設計相對簡單。由于X射線發生裝置直線運動，不存在圓或者螺旋中的加速度問題，檢查通過速度可以比較高。與傳統透視相比，本實用新型可以得到物體斷層圖像、立體圖像，解決透射圖像存在的物體重疊問題。

本實用新型通過兩段直線軌跡，實現被照物體180度掃描，可以準確重建斷層圖像。

因此，本實用新型和傳統的CT成像系統相比，以直線軌跡掃描代替圓軌跡掃描，實現快速立體成像，并且成本低，便于工程實現。和傳統透視成像相比，本實用新型既能得到透視圖像，又能得到三維立體圖像，突破了傳統透視圖像不能解決物體重疊的難題，既滿足安全檢查中快速通關的要求，又可以解決大物體(如集裝箱、大型車輛等)旋轉困難的問題，具有很高的市場應用潛力。同時，本實用新型也可以應用于其他無損檢測領域。

附圖說明

圖1示出了根據本實用新型實施例的三維立體成像系統在待檢查物體運動方向的俯視示意圖；