[发明专利]基于直线轨迹扫描的双能欠采样物质识别系统和方法

说明书

本申请是于2009年5月27日提交的名称为“基于直线轨迹扫描的双能欠采样物质识别系统和方法”的发明专利申请200910085923.0的分案申请。

技术领域

本发明涉及辐射成像技术，具体涉及一种基于直线轨迹扫描的双能欠采样物质识别系统和方法，它允许对物体进行快速的安全检查。

背景技术

近年来，由于毒品，爆炸物，武器等危险品走私现象的日益严重，使得能够低成本，快速度进行物质识别的安全检查系统在打击违禁品走私等安全领域有着十分重要的意义。

目前能够进行物质识别的安全检查系统以双能成像系统为主流，主要分为两类。一类是双能透视成像系统，但由于该系统重建的是前后物体相互重叠的图像，所以容易误报或漏报走私的违禁品。另一类是基于圆或螺旋轨迹的双能CT成像系统，此系统虽然能够解决物体重叠问题，但由于系统设计复杂，扫描时间长，成本高等因素使其不能够大范围被使用。

如图1所示，专利文献1(CN1971620A)提出了一种直线轨迹CT成像系统，使得CT成像技术用于快速安全检查成为可能。但由于CT系统自身的局限性，该专利文献所提出的方法只能够重建物体的形状信息而不能进行物质鉴别，所以在对行李箱中违禁品的物质识别问题上是无能为力的。如果将用于直线扫描轨迹的全部探测器均换成双能探测器，则系统成本将大大提高，不被接受。

发明内容

本发明的目的在于提出一种基于直线轨迹扫描的双能欠采样物质识别方法和系统，以低成本，快速度进行双能物质识别。

在本发明的一个方面，提出了一种基于直线轨迹扫描的双能欠采样物质识别方法，包括：对被检查物体进行直线轨迹CT扫描，通过第一层阵列探测器获得第一投影数据以重建被检测物体的CT图像，以及通过设置在部分第一层阵列探测器后的第二层探测器阵列获得第二投影数据；组合第一投影数据和第二投影数据，以获得部分角度下的双能欠采样数据；根据双能欠采样数据采用查表的方法获得光电系数积分值和康普顿系数积分值；对被检测物体的CT图像进行区域分割，得到分割后的多个区域并且计算双能射线穿过各个区域的长度；根据双能射线穿过各个区域的长度，光电系数积分值和康普顿系数积分值，利用双能前处理双效应分解重建方法求解康普顿系数和光电系数；基于康普顿系数和光电系数至少计算各分割的区域中物质的原子序数；至少基于原子序数对被检查物体的物质进行识别。

在本发明的另一方面，提出了一种基于直线轨迹扫描的双能欠采样物质识别系统，包括：射线发生装置，产生要穿透被检查物体的射线束；机械传动控制部分，包括传动装置和控制系统，用于实现对被检查物体的直线轨迹扫描；数据采集分系统，包括阵列探测器，用于获取穿透被检查物体的射线束的透射投影数据；主控制及数据处理计算机，控制上述射线发生装置，机械传动控制部分和数据采集分系统，对被检查物体进行直线轨迹CT扫描，通过第一层阵列探测器获得第一投影数据以重建被检测物体的CT图像，以及通过设置在部分第一层阵列探测器后的第二层探测器阵列获得第二投影数据；其中所述主控制及数据处理计算机包括：组合第一投影数据和第二投影数据，以获得部分角度下的双能欠采样数据的装置；根据双能欠采样数据采用查表的方法获得光电系数积分值和康普顿系数积分值的装置；对被检测物体的CT图像进行区域分割，得到分割后的多个区域并且计算双能射线穿过各个区域的长度的装置；根据双能射线穿过各个区域的长度，光电系数积分值和康普顿系数积分值，利用双能前处理双效应分解重建方法求解康普顿系数和光电系数的装置；基于康普顿系数和光电系数至少计算各分割的区域中物质的原子序数的装置；至少基于原子序数对被检查物体的物质进行识别的装置。

和传统双能透视成像系统相比，本发明实施例的方法和系统解决了透视成像中物体重叠问题。

和传统的圆或螺旋轨迹双能CT成像系统相比，本发明实施例的方法和系统利用直线轨迹扫描并仅在直线轨迹扫描的低能探测器后面增加了少量几个高能探测器进行双能数据采样即可实现对被测物体进行低成本，快速度的双能物质识别。

同时，本系统也可以应用于无损检测领域。

附图说明

从下面结合附图的详细描述中，本发明的上述特征和优点将更明显，其中：

图1是描述根据现有技术的直线轨迹扫描过程的示意图；

图2是描述根据本发明实施例的基于直线轨迹的双能欠采样物质识别过程的平面示意图；

图3A是根据本发明实施例的双能欠采样物质识别系统的结构示意图；

图3B是根据本发明实施例的双能欠采样物质识别系统中的主控制和数据处理计算机的结构示意图；