[發(fā)明專利]輻射信號(hào)處理系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201780027640.3
• 申請(qǐng)日: 2017-05-02
• 公開（公告）號(hào): CN109073572A
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 愛德華·詹姆斯·莫頓
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 拉皮斯坎系統(tǒng)股份有限公司
• 主分類號(hào): G01N23/04
• 分類號(hào): G01N23/04;G01N23/087;G01N23/203
• 代理公司: 北京康信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 梁麗超;劉瑞賢

一種基于雙能量的X射線掃描系統(tǒng)具有帶有高能和低能檢測(cè)器的線性檢測(cè)器陣列。采用了一種信號(hào)處理方法，該方法考慮了透射的X射線入射在檢測(cè)器的不同角度以及透射的X射線穿過高能和低能檢測(cè)器的不同順序。這在生成的圖像中產(chǎn)生高分辨率和更好的穿透性能。

交叉引用相關(guān)申請(qǐng)

本申請(qǐng)要求于2016年5月3日提交的題為“輻射信號(hào)處理系統(tǒng)”的美國(guó)專利臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)?2/330,905的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容通過引用也結(jié)合于此。

技術(shù)領(lǐng)域

本說明書總體上涉及輻射能成像系統(tǒng)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種用于檢測(cè)隱藏物體和識(shí)別感興趣物質(zhì)的改進(jìn)的基于雙能量的系統(tǒng)。

背景技術(shù)

射線照相圖像是通過檢測(cè)透過被檢查物體或從被檢查物體散射的輻射而產(chǎn)生的。存在的物質(zhì)的密度、原子序數(shù)和總量決定了輻射的衰減程度，因此，也決定了所產(chǎn)生的射線照相圖像的性質(zhì)和類型。通過確定X射線或γ射線光子在沿著各種X射線路徑傳播時(shí)的平均吸收，可以導(dǎo)出關(guān)于其穿過的物質(zhì)的特性的信息。被散射的X射線的強(qiáng)度與散射X射線的物質(zhì)的原子序數(shù)(atomic number，Z)有關(guān)。通常，對(duì)于小于25的原子序數(shù)，X射線反向散射的強(qiáng)度或X射線反射率隨著原子序數(shù)的增加而降低。另一方面，具有高原子序數(shù)(Z>70)的物質(zhì)的特征在于X射線光譜的低端和高端的高衰減。因此，X射線圖像主要由物體內(nèi)部(例如，貨物內(nèi)部)存在的各種物質(zhì)的原子序數(shù)的變化來調(diào)制。

由于最終圖像根據(jù)物體內(nèi)部存在的各種物質(zhì)的原子序數(shù)進(jìn)行調(diào)制，所以X射線成像系統(tǒng)通常會(huì)產(chǎn)生帶有暗區(qū)域的圖像。盡管這些暗區(qū)域可能表明存在威脅物質(zhì)，但幾乎沒有產(chǎn)生關(guān)于威脅的確切性質(zhì)的信息。此外，通常難以解釋傳統(tǒng)X射線系統(tǒng)產(chǎn)生的射線照片，因?yàn)樵谶@些射線照片中，物體疊加，這可能會(huì)混淆圖像。因此，訓(xùn)練有素的操作員必須研究和解釋每個(gè)圖像，以就是否存在興趣目標(biāo)(例如，威脅)給出意見。當(dāng)要解釋大量這樣的射線照片時(shí)，例如，在高交通運(yùn)輸點(diǎn)和港口，操作員疲勞和分心會(huì)劣化檢測(cè)性能。即使使用自動(dòng)化系統(tǒng)，當(dāng)系統(tǒng)以高吞吐量運(yùn)行時(shí)，也很難遵守保持錯(cuò)誤警報(bào)量低的隱含要求。

從X射線成像中獲得更多有用信息和清晰度的一種方法是使用雙能量系統(tǒng)來測(cè)量集裝箱或行李中的物質(zhì)的有效原子序數(shù)。在此處，X射線束分成兩大類：低能X射線束和高能X射線束。這通常是通過使X射線束通過第一薄X射線檢測(cè)器來實(shí)現(xiàn)的，第一薄X射線檢測(cè)器優(yōu)選響應(yīng)于低能X射線。然后，將該過濾后的射束傳遞到第二檢測(cè)器，該檢測(cè)器響應(yīng)剩余的X射線束，朝向光譜的較高能部分加權(quán)該X射線束。然后，通過取高能和低能信號(hào)之間的差值來確定有效原子序數(shù)。這種方法對(duì)于60kv至450kv范圍內(nèi)的X射線能量束特別有效，其中，被檢查物體的線性衰減系數(shù)的快速變化在低能譜區(qū)域和高能譜區(qū)域之間給出了良好的對(duì)比。

在雙能量系統(tǒng)中處理高能和低能信號(hào)的一些挑戰(zhàn)反過來影響計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性，這些挑戰(zhàn)包括透射X射線入射在檢測(cè)器的角度變化以及透射X射線穿過高能和低能檢測(cè)器的順序(order)不同。

因此，需要用于雙能量成像系統(tǒng)中的信號(hào)處理的改進(jìn)的方法和系統(tǒng)，該方法和系統(tǒng)解決了傳統(tǒng)信號(hào)處理方法面臨的挑戰(zhàn)，并且不僅在生成的圖像中提供高分辨率，而且提供更好的穿透性能。

發(fā)明內(nèi)容