X射线检查用的数据处理装置、以及搭载有该装置的X射线检查装置制造方法及图纸

本发明专利技术能够与厚度无关地并且更高精度地确定物质的种类和性状。数据处理装置(12)对从X射线管(21)照射后透过对象物并且由光子计数型检测单元(26)检测出的X射线的、在每个能量区域中以像素为单位的计数值进行处理。该装置(12)具备：根据计数值计算对象物(OB)的图像的单元(35)；以及在图像上设定关心区域的单元(35)。进一步，该装置(12)具备：从图像中除去存在于关心区域中的作为物质的背景的像素信息的单元(35)；以及根据关心区域中的X射线的在每个能量区域中以像素为单位的计数值，以该像素为单位计算物质相对于X射线特有的透过特性，以作为特有信息的单元(35)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种数据处理装置与数据处理方法、以及搭载有该装置的X射线检查装置，其对通过X射线扫描检查对象从而收集到的X射线透过数据进行处理。尤其是，本专利技术涉及具有如下功能的数据处理装置、数据处理方法以及X射线检查装置：根据X射线透过数据，确定(特定或者推定)食品、工业制品、人体的一部分等检查对象的关心部位的至少种类或性状，或者检测是否存在可能位于该检查对象的内部或外侧表面的、与该对象物的组分不同的物质，或者确定(特定或者推定)该对象或物质的种类或性状。
技术介绍
近年来，希望使用X射线来特定对象物的种类和形状的需求随处可见。作为其中的一个例子，从公众卫生与食品安全的观点对食品内部有时含有的异物进行检查的需求高涨。虽然存在各种各样实现该需求的X射线检查，但其中备受瞩目的检查法是向食品照射X射线，并从其透过X射线的信息中收集食品内部的物质的信息的方法。作为其中的一个例子，已知所谓的直列式X射线检查装置，在该直列式X射线检查装置中，隔着搬运用的传送带在上下方向上配置X射线管与检测器，并通过X射线检查载置于传送带上的检查对象即食品。在该装置的情况下，检查对象即食品被载置于传送带(线)上进行搬运，并经过形成于X射线管与检测器之间的X射线照射范围。通过传送带下侧的检测器检测透过食品的X射线，并根据该检测数据制作图像。例如通过软件对该图像进行处理，能够根据映入该图像的阴影发现有时混入到该食品内部的异物。另外，检查对象不仅限于异物，也可以是基于X射线产生对比度差的、需要更精确地求出大小和形状或者重量的对象物。在这种X射线检查中，还希望进一步扩大其应用范围。例如，存在所谓的随身行李检查方面的需求，即希望在机场等设施处特定不明的内容物的种类和/或存在的位置，而不打开提包和邮寄物品。另外，在上述的异物检查中，在异物混入到事先已知的对象物(例如面包等食品)中的情况下，也存在发现并特定该异物的存在及其种类这样的检查需求。也就是说，通过X射线确定对象物(物质)的种类和/或其三维位置的需求也潜在性地增长。对于该需求的增长，已知例如专利文献1(日本特开2010-091483)中记载的方法。该专利文献1中记载的“异物检测方法以及装置”是所谓的被称为双能量法(或者减除法)的检查法。该检查法利用了两种能量(波长)的X射线透过物质时在X射线透过信息中存在差异的现象。具体而言，基本结构为：同时制作低能量与高能量两种X射线图像，取得这些画像彼此的差分，并提取该混入异物的成分图像，再根据其差分图像进行阈值处理从而检测异物。尤其是，在该专利公报1记载的技术方案的情况下，通过自动设定差分运算中的最佳参数来进行高灵敏度的异物检测。此外，在该专利文献1中给出了如下启示：能够使用可在辨明X射线的光子(photon)能量的状态下对X射线的光子的入射进行检测的X射线检测器。也就是说，也给出了如下启示：作为同时获得低能量与高能量两种X射线的手段，利用以往已知的光子计数型(photoncounting型)的X射线照射检测系统。另一方面，作为基于双能量法的检查法，还已知非专利文献1中记载的检测法。根据该非专利文献1，在上述双能量法的基本结构的基础上，进一步提供如下的系统：即使检查对象物在传送带上发生重叠时，也不会混淆该重叠与异物，能够以更高的灵敏度检测异物。在先技术文献专利文献专利文献1：日本国特开2010-091483号专利文献2：日本国特开2013-119000号非专利文献非专利文献1：安利技术No.87，Mar.2012，《双能量方式X射线异物检测机的开发》(アンリツテクニカルNo.87，Mar.2012，《デュアルエネジーX線異物検出機の開発》)
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题根据上述专利文献1以及非专利文献1中记载的双能量法，能够提高对对象物或者混入其中的异物进行检测的检测灵敏度。然而，难以获得该异物是什么种类的异物或者该异物在三维上位于位置等的、在异物检查中最希望得知的信息。也就是说，难以确定(特定、推定)该异物的种类等，这就意味着难以确定X射线所透过的物质本身的种类或者其三维位置。这对于希望在对象物本身的种类不明的检查中确认异物等的情况来说极其不便。专利文献2提出了消除这种不便的技术方案。该技术方案提供如下的方法：使用从采用分层摄影法的断层装置等获得的图像，高精度且简便地确定对象物中所含有的物质的种类。具体而言是如下的方法：使用将X射线的能量辨别为多个能量区域并进行光子计数而得到的计数值、以及由该计数值重建的被测体图像，确定位于被测体中的关注部位的物质。根据该方法，基于对厚度以及密度均匀的物质进行摄像而得到的计数值制作参照图像，并利用该参照图像的像素值，以像素为单位除以被测体图像的像素值，从而使该被测体图像的像素值正规化。根据该正规化的像素值制作分布图，在所述分布图中，以分配了吸收信息的轴为二维的一个轴，并且向该二维的另一个轴分配了X射线的射束硬化信息。从该分布图中取得确定信息，所述确定信息用于确定位于被测体的摄像部分的物质的种类。然而，在该专利文献2记载的物质确定法的情况下，以求出分布图为前提。使用分布图便于在视觉上掌握是以何种状态混入了物质。但是，由于是使用能量区域的信息，并通过原图像的除法求出射束硬化轴上的值，因此存在较多技术问题，如噪声增加、无法规定近似曲线(运用最小二乘法进行计算)的通过点(经过坐标原点的条件等的通过关键点)因而导致近似误差较大且难以获得稳定的结果、以及在生成分布图时未使用收集到的全部数据等。另一方面，在上述以往的各种文献记载的检查法的情况下，在用于获知物质的性质的理论依据与检测精度两方面存在问题，虽然能够提升约束特定摄影对象与特定条件后的检测灵敏度，但是应用范围狭窄，无通用性。因此，本专利技术是鉴于上述以往的X射线检查的状况而做出的，目的在于提供一种数据处理装置与数据处理方法、以及搭载有该装置或者能够执行该方法的X射线检查装置，其能够与检查对象的厚度无关地并且更高精度地确定(推定、特定)形成X射线的检查对象的整体或者一部分(关注部位)的物质的种类和性状。用于解决技术问题的方案为了达成上述目的，本专利技术的一个实施方式所涉及的数据处理装置，对从X射线管照射后透过对象物并且由光子计数型的检测器检测出的X射线的、在每个能量区域中以像素为单位的计数值进行处理。该数据处理装置具备：图像运算单元，根据所述计数值计算所述对象物的图像；关心区域设定单元，在所述图像上设定关心区域；背景除去单元，从所述图像中除去存在于所述关心区域中的作为物质的背景的像素信息；以及特有信息运算单元，根据所述关心区域中的所述X射线的在每个能量区域中以所述像素为单位的所述计数值，以该像素为单位计算所述物质相对于所述X射线特有的透过特性，以作为特有信息。优选地，所述特有信息为分布图信息以及减弱信息中的至少一个，所述分布图信息表示将所述各像素的所述透过特性表达为矢量(矢量的要素例如按照能量区域单位获得)时的方向，并且拟似性地(虚拟地)表示所述X射线透过所述物质时的能谱，所述减弱信息表示该矢量的大小并且拟似性地(虚拟地)表示因所述物质导致的所述X射线的减弱程度。另外，本专利技术的其他实施方式是对从X射线管照射后透过对象物并且由光子计数型的检测器检测出的X射线的、在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数据处理装置，对从X射线管照射后透过对象物并且由光子计数型的检测器检测出的X射线的、在每个能量区域中以像素为单位的计数值进行处理，其特征在于，具备：图像运算单元，根据所述计数值计算所述对象物的图像；关心区域设定单元，在所述图像上设定关心区域；背景除去单元，从所述图像中除去存在于所述关心区域中的作为物质的背景的像素信息；以及特有信息运算单元，根据所述关心区域中的所述X射线的在每个能量区域中以所述像素为单位的所述计数值，以该像素为单位计算将所述X射线透过所述物质时的透过特性表示为矢量时的、该物质所特有的特有信息。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.04.20 JP 2015-0855511.一种数据处理装置，对从X射线管照射后透过对象物并且由光子计数型的检测器检测出的X射线的、在每个能量区域中以像素为单位的计数值进行处理，其特征在于，具备：图像运算单元，根据所述计数值计算所述对象物的图像；关心区域设定单元，在所述图像上设定关心区域；背景除去单元，从所述图像中除去存在于所述关心区域中的作为物质的背景的像素信息；以及特有信息运算单元，根据所述关心区域中的所述X射线的在每个能量区域中以所述像素为单位的所述计数值，以该像素为单位计算将所述X射线透过所述物质时的透过特性表示为矢量时的、该物质所特有的特有信息。2.根据权利要求1所述的数据处理装置，其特征在于，所述特有信息为分布图信息以及减弱信息中的至少一个，在所述分布图信息中，相对于多个所述能量区域的质量减弱矢量指示出所述各像素的所述X射线的所述透过特性，所述减弱信息表示该质量减弱矢量的大小并且表示因所述物质导致的所述X射线的减弱程度。3.根据权利要求2所述的数据处理装置，其特征在于，具备：分布图制作单元，根据所述分布图信息制作二维以上的维度的分布点数据，以作为分布图；以及分布图提示单元，提示所述分布图。4.根据权利要求2所述的数据处理装置，其特征在于，具备：图像制作单元，制作以所述像素为单位将所述减弱信息置换为像素值的二维的吸收矢量长图像；以及图像提示单元，将所述吸收矢量长图像作为二维图像提示。5.根据权利要求4所述的数据处理装置，其特征在于，具备：分布图制作单元，根据所述分布图信息制作二维以上的维度的分布点数据，以作为分布图；以及分布图提示单元，提示所述分布图。6.根据权利要求1至4中任一项所述的数据处理装置，其特征在于，所述维度为三维或者二维。7.根据权利要求4至6中任一项所述的数据处理装置，其特征在于，所述维度为三维，所述特有信息运算单元以所述像素为单位计算以所述三维的空间中的原点为起点的三维矢量，作为所述特有信息，所述分布图制作单元制作所述三维的空间中的所述分布点数据。8.根据权利要求7所述的数据处理装置，其特征在于，所述特有信息运算单元具备正规化单元，所述正规化单元以所述像素为单位将所述三维矢量正规化。9.根据权利要求4至8中任一项所述的数据处理装置，其特征在于，所述分布图制作单元制作表示以所述三维空间的原点为起点的所述三维矢量的方向、以及在同一面上打点出的三维矢量的终点的数据，以作为所述分布点数据。10.根据权利要求9所述的数据处理装置，其特征在于，所述同一面是具有从所述原点起显示出等距离的半径的、球状的面的整体或者一部分。11.根据权利要求9所述的数据处理装置，其特征在于，所述同一面是平面，该平面连接在所述三维空间的各轴上从所述原点起等距离的位置。12.根据权利要求1至11中任一项所述的数据处理装置，其特征在于，具备解析单元，所述解析单元通过解析所述分布点数据，并进行所述物质的种类的确定、该物质的状态的识别、以及与该物质不同的物质或不特定物质的检测中的至少一个，从而解析该物质的性状。13.根据权利要求12所述的数据处理装置，其特征在于，所述解析单元具备：代表点运算单元，对在所述同一面上打点出的多个所述分布点进行分组，并且计算其每个分组的重心的位置，以作为代表点；以及性状特定单元，将该...

【专利技术属性】
技术研发人员：山河勉，山本修一郎，小幡义治，山崎雅志，冈田雅宏，
申请(专利权)人：株式会社蛟簿，
类型：发明
国别省市：日本;JP