專利名稱：針對(duì)航空安全威脅來檢查人鞋的基于x射線的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及用于檢測隱藏物體的輻射能量成像系統(tǒng)，且更具體地涉及用于檢 查人的鞋是否存在安全威脅的X射線檢查系統(tǒng)
背景技術(shù)：
在固定建筑物、其他地點(diǎn)的進(jìn)出口處，除了行李和貨物以外，對(duì)人的檢查也是必須的。除了貨物車輛，例如爆炸物、武器、毒品、危險(xiǎn)化學(xué)物質(zhì)和核放射性材料這樣的違禁品也會(huì)隱藏在人身體上，用于非法運(yùn)輸。因有報(bào)告稱個(gè)別人企圖通過引爆隱藏在他的鞋中的爆炸物而毀壞飛行中的商業(yè)飛機(jī)，因此需要乘客脫掉其鞋以被X射線系統(tǒng)單獨(dú)檢查。鞋脫去過程會(huì)在檢查點(diǎn)處造成非常大的不便且耗時(shí)。全身或鞋金屬檢測器可檢測金屬武器，但是由于普遍使用金屬鞋弓墊(shoe shanks)而造成大的誤報(bào)率。存在用于檢測人身上隱藏物體的現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)，但是不適于有效地篩查乘客的鞋。例如，美國專利5，181，234(以下稱為“'234專利”，其轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人，且該申請(qǐng)通過引用以其全部內(nèi)容合并與此)描述了 “筆形射束的X射線掃描被檢查的人身體的表面。從主體的身體發(fā)散或反射的X射線被檢測器檢測。通過這種發(fā)散的X射線檢測器產(chǎn)生的信號(hào)隨后用于調(diào)整影像顯示裝置，以生產(chǎn)主體的影像和通過主體攜帶的任何隱藏物體的影像。檢測器組件構(gòu)造為自動(dòng)地且均勻增強(qiáng)低原子序數(shù)(低Z)隱藏物體的影像邊緣，以有助于其檢測。提供存儲(chǔ)器件，通過該存儲(chǔ)器件，以前獲得的影像可與現(xiàn)在的影像對(duì)比，用于分析與現(xiàn)在影像的相似性方面的變化，并提供用于形成被檢查身體的一般表示同時(shí)消除主體解剖特征的手段，以使得對(duì)主體隱私的侵犯最小化?！贝送?，美國專利6，094，472 (以下稱為“'472”專利，也轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人且通過引用合并與此)描述了用于使用X射線反向散射成像系統(tǒng)來搜索主體的隱藏物體的方法，其包括的步驟是讓主體在通道中運(yùn)動(dòng)，通道具有入口和出口 ；在主體進(jìn)入通道時(shí)啟動(dòng)至少一個(gè)X射線源的運(yùn)行；在通道中的多個(gè)掃描位置處產(chǎn)生具有低劑量的且朝向掃描區(qū)域的X射線的筆形射束；在掃描區(qū)域上掃描X射線的筆形射束；對(duì)所述多個(gè)掃描位置跟蹤所述X射線的筆形射束，其中跟蹤基本上與主體通過通道的前進(jìn)過程協(xié)調(diào)；使用多個(gè)檢測器，在多個(gè)掃描位置的每一個(gè)掃描位置檢測由于與主體的相互作用而從所述筆形射束向回散射的X射線；和顯示代表檢測到的向回散射的X射線的數(shù)字影像。
其他的文獻(xiàn)(包括專利7，826，589,7, 796，733,7, 110，493 和 6，665，373，它們通過
引用合并于此)和技術(shù)包括毫米波技術(shù)，類似地沒有教導(dǎo)篩查個(gè)人的鞋的改進(jìn)方法。因此，需要迅速且低誤報(bào)率的檢查系統(tǒng)用于掃描人的鞋，而不需要人脫去其鞋。還需要整合的全身、金屬和鞋掃描系統(tǒng)，其可將鞋金屬弓墊與真正有我寫的物品區(qū)別開。


在結(jié)合附隨附圖考慮時(shí)通過參照以下詳細(xì)描述可以更好地理解本發(fā)明的這些和其他特征和優(yōu)點(diǎn)，其中圖IA是透射X射線源和檢測器陣列的視圖，其用在本發(fā)明的鞋檢查系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例中；圖IB是從不同大小的鞋弓墊選擇的樣本信號(hào)的圖；圖IC是用不同材料制造的物體的圖示顯示信號(hào)，進(jìn)一步顯示了不同信號(hào)相位；圖ID是是透射X射線源和檢測器陣列的視圖，其用在本發(fā)明的鞋檢查系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例中，進(jìn)一步顯示了準(zhǔn)直儀旋轉(zhuǎn)；圖IE是透射X射線源和檢測器陣列的視圖，其用在本發(fā)明的鞋檢查系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例中；圖IF是透射X射線源和檢測器陣列的視圖，其用在本發(fā)明的鞋檢查系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例中，其中采用X射線的圓錐形射線束和大區(qū)域檢測器；圖IG是透射X射線源和檢測器陣列的視圖，其用在本發(fā)明的鞋檢查系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例中，其中采用X射線斬光輪源和大區(qū)域檢測器；圖IH是本發(fā)明的鞋檢查系統(tǒng)的示例性構(gòu)造的俯視平面圖；圖2A是用于檢查鞋的根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的反向散射X射線檢查系統(tǒng)的例子，其中采用兩個(gè)反向散射檢查模塊；圖2B是用于檢查鞋的根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的反向散射X射線檢查系統(tǒng)的例子，其中采用兩個(gè)反向散射檢查模塊；圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于檢查鞋的整合透射和反向散射X射線檢查系統(tǒng)；圖4A是與的本發(fā)明的鞋檢查系統(tǒng)整合的全身掃描機(jī)的另一實(shí)施例的視圖；圖4B是與圖4A所示的本發(fā)明鞋檢查系統(tǒng)整合的全身掃描機(jī)的俯視平面圖；圖4C是根據(jù)另一實(shí)施例的與單側(cè)全身掃描機(jī)整合的單側(cè)鞋掃描機(jī)的俯視平面圖；圖5A是根據(jù)另一實(shí)施例的與本發(fā)明的鞋檢查系統(tǒng)整合的全身掃描機(jī)的視圖；圖5B是本發(fā)明的鞋檢查系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的檢測器的視圖，進(jìn)一步配備有可選金屬檢測設(shè)備；圖5C是的本發(fā)明的鞋檢查系統(tǒng)的另一實(shí)施例的視圖；圖6A是檢測器陣列的視圖，該檢測器陣列包括單側(cè)準(zhǔn)直儀，用于實(shí)現(xiàn)射線照相影像中散射的減少；圖6B是檢測器陣列的視圖，該檢測器陣列包括雙側(cè)準(zhǔn)直儀，用于實(shí)現(xiàn)射線照相影像中散射的減少；
圖7是較小的可動(dòng)檢測器的視圖，其用于實(shí)現(xiàn)散射減少；圖8是顯示全身掃描機(jī)數(shù)據(jù)獲得系統(tǒng)的圖示，其被修改以適應(yīng)鞋掃描系統(tǒng)數(shù)據(jù)獲得模塊；和圖9是本發(fā)明的另一實(shí)施例的視圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明涉及基于X射線的篩查系統(tǒng)，以篩查人的鞋，找出危險(xiǎn)物品。本發(fā)明在一個(gè)實(shí)施例中采用光柵束前向成像(Rastered Beam Forward Imaging :RBFI)和金屬檢測,用于篩查人的鞋且能檢測隱藏在鞋中的爆炸物和危險(xiǎn)品(金屬的和非金屬的)。在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明涉及基于X射線的篩查系統(tǒng)，以篩查人鞋是否有違禁品、爆炸物或其他非法物質(zhì)，且該系統(tǒng)與全身掃描機(jī)整合。在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明涉及與全身掃描機(jī)整合的鞋掃描系統(tǒng)，其中鞋掃描機(jī)部分有利地使用通過全身掃描機(jī)產(chǎn)生的X射線束 與置于腳下方的其自身的檢測器相結(jié)合來捕獲向前的射線束(forward beam)。在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明涉及與全身掃描機(jī)整合的鞋掃描系統(tǒng)，其中鞋掃描機(jī)部分具有其自身的專用X射線源和檢測器布置結(jié)構(gòu)。在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明涉及單獨(dú)的鞋掃描機(jī)。在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明涉及單獨(dú)的鞋掃描機(jī)，其使用基于透射的X射線光譜技術(shù)(transmission based X-rayspectroscopy)。在一個(gè)實(shí)施例中,本發(fā)明涉及單獨(dú)的鞋掃描機(jī),其使用反向散射檢測技術(shù)(backsactter detection techniques)。在一個(gè)實(shí)施例中本發(fā)明涉及單獨(dú)的鞋掃描機(jī)，其采用透射和反向散射檢測技術(shù)的組合。在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明涉及鞋掃描機(jī)，其與毫米波身體掃描機(jī)整合。美國專利7，385，549,7, 170，442,7, 248，204,7, 194，236 和 6，937，182 通過引用合并于此。在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明涉及與全身掃描機(jī)整合的鞋掃描系統(tǒng)，其采用單個(gè)用戶界面，由此其不需要額外的操作者。在另一實(shí)施例中，本發(fā)明涉及基于透射的X射線鞋掃描機(jī),其與全身掃描機(jī)整合，其中X射線束是從全身掃描系統(tǒng)產(chǎn)生的光柵前向射線束。在又一實(shí)施例中，本發(fā)明涉及基于與全身掃描機(jī)整合的基于反向散射檢測的鞋掃描機(jī)。在再一實(shí)施例中，本發(fā)明涉及與全身掃描機(jī)整合的、基于透射X射線的鞋掃描機(jī)和基于反向散射檢測的鞋掃描機(jī)兩者，其中透射X射線束是從全身掃描系統(tǒng)產(chǎn)生的光柵前向束?？蛇x地如上所述的所有實(shí)施例也可在本發(fā)明的鞋掃描機(jī)中采用金屬檢測。在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明涉及可與全身掃描機(jī)整合的鞋掃描系統(tǒng)，從而不增加全身掃描機(jī)總的整體封裝。在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的鞋危險(xiǎn)品檢測方法通過首先在計(jì)算平臺(tái)上接收從鞋掃描系統(tǒng)而來的的目標(biāo)影像來操作，其中所述鞋掃描系統(tǒng)至少包括輻射源和相應(yīng)的檢測器陣列，以檢測透過受檢查的鞋傳遞的或從受檢查的鞋向回散射的輻射。在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的鞋掃描機(jī)部分提供基于RBFI的影像以及金屬檢測兩者，它們組合以允許高度可靠地、低誤報(bào)率地檢測爆炸物和武器。本發(fā)明的系統(tǒng)有利之處在于其允許檢測金屬的和非金屬的武器，且能檢測爆炸物，而不管其化學(xué)成分、揮發(fā)性和形成因素如何。在一個(gè)實(shí)施例中，在與僅使用金屬檢測器相比時(shí)，本發(fā)明具有低誤報(bào)率，因?yàn)槠淠軐⒔饘傩瓑|與實(shí)際的危險(xiǎn)品區(qū)別開(例如武器)，能檢測非-金屬的武器、爆炸物和炸彈。在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明具有改進(jìn)的影像質(zhì)量、更高的金屬檢測敏感性和改進(jìn)的左右不對(duì)稱檢測。由此，例如左右鞋異常和/或因?qū)π母脑煲鸬漠惓？赏ㄟ^由本發(fā)明的系統(tǒng)所產(chǎn)生的射線照相影像而輕易地發(fā)現(xiàn)。具體說，本發(fā)明的系統(tǒng)能通過有利地使用鞋影像的左右不對(duì)稱性來檢測置于一個(gè)鞋中的塊狀和板狀爆炸物的存在。在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的鞋掃描機(jī)消除了在安全檢查站讓人(且特別是乘飛機(jī)旅行的乘客)脫去其鞋的需要，由此增加了檢查站的吞吐量，增強(qiáng)乘客感受并改善安全性。在一個(gè)實(shí)施例中，鞋掃描機(jī)掃描時(shí)間為0. 5秒。本發(fā)明涉及多個(gè)實(shí)施例。提供以下的公開內(nèi)容以便使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能實(shí)行本發(fā)明。用在本說明書中的語言不應(yīng)該被認(rèn)為是對(duì)任何一個(gè)具體實(shí)施例的一般否認(rèn)或用于在本文使用的術(shù)語含義以外限制權(quán)利要求。本文限定的一般原理可以應(yīng)用于其他實(shí)施例和應(yīng)用場合而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。還有，使用的術(shù)語和措辭是用于描述示例性實(shí)施例的目的而不應(yīng)該被認(rèn)為是限制性的。由此，本發(fā)明應(yīng)被解讀為最寬的范圍，其涵蓋與所公開的原理和特征相符的許多替換例、修改例和等效例。出于清楚的目的，與本發(fā)明相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域中已知的技術(shù)材料的細(xì)節(jié)不詳細(xì)描述，從而不會(huì)對(duì)本發(fā)明造成不必要的障礙。圖IA是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于檢查鞋的透射X射線檢查系統(tǒng)。圖IA顯示了用于將X射線的筆形射束107投射到人鞋115上的透射X射線源105。X射線源105在一個(gè)實(shí)施例中是單個(gè)能量源。然而，在替換實(shí)施例中，使用雙能量或光譜的透射X射線源。在一個(gè)實(shí)施例中，在本發(fā)明的鞋檢查系統(tǒng)用作獨(dú)立裝置時(shí)，X射線源能量范圍是80-140kV，且特別是采用雙能量或光譜技術(shù)時(shí)。在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的鞋檢查系統(tǒng)采用的X射線源具有60到120kV范圍的能量。透射過鞋115的X射線被直線檢測器陣列110檢測，以生產(chǎn)人鞋的射線照相影像(未示出)。在一個(gè)實(shí)施例中，采用分段的和堆疊的檢測器，例如圖1A、1D和IE中所示的那些，特別是雙量能應(yīng)用的情況。對(duì)于圖IF和如后文詳述的系統(tǒng)，在一個(gè)具體實(shí)施例中，采用的檢測器是平板檢測器，如用于醫(yī)療應(yīng)用中 的數(shù)控射線照相的檢測器。如圖IA所示，源105旋轉(zhuǎn)充分大的角度120 ( “Z”)，以覆蓋鞋，同時(shí)運(yùn)動(dòng)同步檢測器陣列110 (被置于鞋下方)與旋轉(zhuǎn)的源同步地沿軸線直線平移或運(yùn)動(dòng)，以捕獲從鞋115發(fā)射的未衰減X射線，所述軸線沿鞋的長度。在一個(gè)實(shí)施例中，包括一個(gè)或多個(gè)金屬檢測線圈108的金屬檢測器被置于鞋下方，以檢測隱藏在鞋中的金屬。在一個(gè)實(shí)施例中，置于本發(fā)明的鞋掃描機(jī)中的金屬檢測器或鞋掃描機(jī)金屬檢測器(Shoe Scanner Metal Detector :SSMD)采用靜態(tài)檢測,其中主體在測量期間是靜止的。在SSMD的一個(gè)實(shí)施例中，金屬檢測器包括位于同一面板上的場產(chǎn)生和場檢測線圈。在一個(gè)實(shí)施例中，線圈系統(tǒng)包括在同一面板上的三個(gè)場產(chǎn)生和六個(gè)檢測線圈。線圈被設(shè)計(jì)為使得它們能檢測金屬物體的不同方位。靜態(tài)檢測的一個(gè)結(jié)果是用于減少慢信號(hào)背景漂移的高通過濾不能被使用。為了克服這種不利影響，在掃描機(jī)不被占用時(shí)背景信號(hào)被連續(xù)測量。在鞋掃描/測量之后，背景信號(hào)被減去，形成凈信號(hào)。背景信號(hào)測量和減去分別針對(duì)每一個(gè)檢測線圈執(zhí)行。靜態(tài)檢測的第二個(gè)不期望的影響是，在測量區(qū)域的每一個(gè)空間點(diǎn)，需要充分的檢測敏感以用于所有目標(biāo)。對(duì)于該線圈系統(tǒng)設(shè)計(jì)來說，這種充分的3D敏感性分布的要求是額外的困難。在場產(chǎn)生和檢測線圈在同 一平面上時(shí)，它們之間的聯(lián)接會(huì)很高，由此限制檢測的動(dòng)態(tài)范圍。盡管聯(lián)接通?？赏ㄟ^適當(dāng)?shù)木€圈幾何設(shè)計(jì)而被最小化，但是敏感性分布所需求的幾何限制條件使得難以實(shí)現(xiàn)這種情況。由此，使用場產(chǎn)生線圈和場檢測線圈之間分開的變壓器來減少聯(lián)接。如上所述，例如左右鞋異常和/或因?qū)π母脑於鸬漠惓？赏ㄟ^由本發(fā)明的系統(tǒng)所產(chǎn)生的射線照相影像而能被輕易地發(fā)現(xiàn)。使用分開的但是相同的檢測線圈用于左鞋和右鞋，從左右鞋兩者的測量而產(chǎn)生分開的金屬信號(hào)。這些信號(hào)隨后分別使用并與來自不同鞋弓墊的信號(hào)相比從而分析異常，且用于比較左鞋和右鞋的信號(hào)。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)所有物體的好的敏感性而不管形狀或方位如何，本發(fā)明的SSMD中的線圈系統(tǒng)包括分開和不連續(xù)的線圈組，其具有沿正交方位的占主導(dǎo)的敏感性。為了確保左右檢測線圈對(duì)相同物體的信號(hào)差異最小，在一個(gè)實(shí)施例中，場產(chǎn)生線圈覆蓋兩只鞋。系統(tǒng)從每一個(gè)接收(RX)線圈和求積部件產(chǎn)生兩個(gè)信號(hào)，所述接收線圈是與發(fā)射(TX)線圈同相位的部件。在一個(gè)實(shí)施例中，信號(hào)以IOOHz的速率產(chǎn)生。從這些部件，可以生產(chǎn)用于每一個(gè)RX線圈的幅度和相位值。幅度與金屬大小成比例且相位對(duì)金屬類型敏感。圖IB是從不同大小的鞋弓墊選擇的樣本信號(hào)的圖。信號(hào)130表明用在所有的被測量弓墊中的材料具有相同類型的金屬，因?yàn)樗邢辔槐幌拗茷楠M窄的扇形。不同的金屬尺寸如所示的在向量長度方面不同。相反，如圖IC所示，用不同材料制造的物體的信號(hào)顯示不同的相位。信號(hào)132是鋼物體的樣本信號(hào)，信號(hào)134是鋁物體的樣本信號(hào)，且信號(hào)136是不銹鋼物體的樣本信號(hào)，它們都具有不同的相位，表明金屬檢測器將檢測到被置于鞋中的危險(xiǎn)物品同時(shí)不會(huì)對(duì)小的鞋弓墊產(chǎn)生警報(bào)。圖ID是用于檢查鞋的透射X射線檢查系統(tǒng)的另一實(shí)施例，其采用具有旋轉(zhuǎn)準(zhǔn)直儀106的源(而非旋轉(zhuǎn)源)。圖IE是用于檢查鞋的透射X射線檢查系統(tǒng)的另一實(shí)施例，其采用直線檢測器陣列110，所述檢測器陣列110置于鞋115下方，該陣列沿軸線123直線地運(yùn)動(dòng)或平移，所述軸線沿鞋的寬度，所述檢測器陣列通過從115a到115b的距離限定，且與X射線源105同步，以捕獲從鞋115發(fā)出的透射X射線。圖IF顯示了 X射線鞋檢查系統(tǒng)的另一實(shí)施例，其中源105將圓錐形X射線束107投射鞋115上，且其中透射X射線被大區(qū)域檢測器110檢測。通過使用圓錐形射線束107，大區(qū)域檢測器110能在單次掃描中生產(chǎn)鞋115的射線照相影像。還示出了金屬檢測器，其包括至少一個(gè)且優(yōu)選地包括一個(gè)或多個(gè)金屬檢測線圈108。圖1A、1D和IE所示的實(shí)施例使用具有相關(guān)的復(fù)雜性的運(yùn)動(dòng)部件，而圖IF所示的實(shí)施例使用兩個(gè)大的用于圓錐形射線束的、靜止大區(qū)域檢測器，平衡了較高的成本。采用至少一個(gè)大區(qū)域檢測器的圖IF所示的實(shí)施例有利之處在于其允許更高的空間解析度(大約Imm)，由此實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)品檢測。如下所述，在采用筆形射束的所有其他實(shí)施例中，空間解析度大約為5mm。
圖IG是用于檢查鞋的透射X射線檢查系統(tǒng)的另一實(shí)施例，其采用X射線的筆形射束和大區(qū)域檢測器。如圖IG所示,源105經(jīng)由具有至少一個(gè)孔的斬光輪(chopper wheel)125投射X射線的筆形射束107，同時(shí)大區(qū)域檢測器110用于捕獲穿過鞋115的透射X射線。在一個(gè)實(shí)施例中，檢測器是非常寬的射線照相區(qū)域檢測器，其在單次掃描中產(chǎn)生鞋的射線照相影像。在一個(gè)實(shí)施例中，檢測器足夠?qū)捯愿采w至少一個(gè)鞋。在一個(gè)實(shí)施例中，使用一對(duì)檢測器從而可產(chǎn)生鞋的完整影像。在一個(gè)實(shí)施例中，檢測器為8"乘20"的。在一個(gè)實(shí)施例中，檢測器足夠?qū)捯愿采w一對(duì)鞋且能產(chǎn)生該一對(duì)鞋的完整影像。在一個(gè)實(shí)施例中，檢測器為28"乘20"的且覆蓋兩只鞋。但是，在使用一個(gè)檢測器時(shí)，存在額外的散射和成本問題。在一個(gè)實(shí)施例中，用于每一個(gè)鞋的一個(gè)或多個(gè)金屬檢測線圈108置于鞋下方，以檢測隱藏在鞋中的金屬。圖IH是本發(fā)明的鞋檢查系統(tǒng)的示例性構(gòu)造的俯視平面圖。圖IH顯示了用于每一 個(gè)鞋115的金屬檢測線圈108，檢測器110置于鞋下方(X射線源未示出)。在一個(gè)實(shí)施例中，源定位在人鞋的上方，從而X射線束107從上方投射到鞋115。還有，檢測器110被置于人鞋115的下方以捕獲透射X射線。在替換實(shí)施例中，源被置于鞋的一側(cè)上而檢測器110定位相對(duì)的側(cè)上。在另一實(shí)施例中，本發(fā)明的鞋掃描機(jī)是反向散射檢查系統(tǒng)。在一個(gè)實(shí)施例中，反向散射檢查鞋掃描機(jī)是單獨(dú)的系統(tǒng)。在另一實(shí)施例中，反向散射檢查鞋掃描機(jī)與全身掃描機(jī)整合，如后文詳述且在圖2A中所示的。圖2A是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于檢查鞋的反向散射X射線檢查系統(tǒng)的例子，其中采用一個(gè)反向散射檢查模塊。反向散射檢查系統(tǒng)200從底部或從下面掃描人鞋215。在一個(gè)實(shí)施例中，反向散射系統(tǒng)包括X射線源205 (例如如上所述的斬光輪)、射線束掃描機(jī)構(gòu)202和X射線反向散射檢測器203，所述射線束掃描機(jī)構(gòu)用于讓源從左運(yùn)動(dòng)到右和從右運(yùn)動(dòng)到左。在一個(gè)實(shí)施例中，人鞋被沿鞋的長度掃描。在一個(gè)實(shí)施例中X射線檢測器203包括光電倍增管且位于反向散射系統(tǒng)200的最靠近鞋的區(qū)域中。反向散射檢查模塊進(jìn)一步包括射線束掃描機(jī)構(gòu)，所述射線束掃描機(jī)構(gòu)包括用于冷卻系統(tǒng)部件的冷卻件211、用于讓X射線源203平移和/或旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)件212和適當(dāng)?shù)厥乖瓷渚€束準(zhǔn)直的準(zhǔn)直儀213。在一個(gè)實(shí)施例中，由于射線束接近在檢查點(diǎn)或鞋下方的物體，本發(fā)明的反向散射檢查鞋掃描機(jī)能產(chǎn)生高解析度的影像，其大約為小于1mm。在射線束靠近鞋時(shí)，存在更少的射線束發(fā)散，且由此通過更大的影像空間解析度。圖2B是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于檢查鞋的反向散射X射線檢查系統(tǒng)的例子，其中采用兩個(gè)反向散射檢查模塊260、265。反向散射檢查系統(tǒng)250包括第一反向散射模塊260和第二反向散射模塊265,第一反向散射模塊從頂部掃描人鞋215,第二反向散射模塊從底部或從下面掃描人鞋215。在一個(gè)實(shí)施例中，反向散射模塊260、265包括X射線源、射線束掃描機(jī)構(gòu)和X射線檢測器，針對(duì)圖2在上文對(duì)它們已做詳細(xì)描述。在一個(gè)實(shí)施例中，X射線檢測器包括光電倍增管，其用于檢測向回散射的X射線270且位于反向散射模塊260、265上的前面板附近?？蛇x地，包括一個(gè)或多個(gè)金屬檢測線圈的金屬檢測器(如上所述)被置于鞋下方，以檢測隱藏在鞋中的金屬。在另一替換實(shí)施例中，采用多個(gè)反向散射模塊。由此，一個(gè)反向散射模塊用于鞋的底部或鞋底，另一反向散射模塊用于掃描鞋的頂側(cè)，而又一反向散射模塊用于掃描鞋的右偵牝且再一反向散射模塊用于掃描鞋的左側(cè)。由此，可以采用任何數(shù)量的反向散射模塊以便掃描人的整個(gè)鞋。圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于檢查鞋的整合透射和反向散射X射線檢查系統(tǒng)。在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)300使用透射和反向散射射線照相信息的組合來改進(jìn)危險(xiǎn)品檢測。在一個(gè)實(shí)施例中，透射影像和反向散射影像被分開處理和分析。在一個(gè)實(shí)施例中，影像經(jīng)數(shù)據(jù)融合(data-fused)。X射線檢查系統(tǒng)300包括反向散射模塊310，其從頂部投射X射線的筆形射束307到人鞋315上。大區(qū)域檢測器311例如但不限于閃爍器，且該檢測器帶有光電倍增管且定位在與反向散射模塊310相對(duì)的側(cè)上，以捕獲透射過鞋315的X射線309。在一個(gè)實(shí)施例中，大區(qū)域檢測器是塑料閃煉器，其用聚乙烯甲苯(PVT)制造，其用大約I"的PVT與共面PMT制造。在一個(gè)實(shí)施例中，檢測器311被置于鞋315下方。反向散射模塊310包括X射線源、射線束掃描機(jī)構(gòu)和X射線檢測器。在一個(gè)實(shí)施例中，X射線檢測器包括光電倍增管，其用于檢測向回散射的X射線320且位于反向散射模塊310的前面板附近?？蛇x地， 包括一個(gè)或多個(gè)金屬檢測線圈的金屬檢測器(如上所述)被置于鞋下方，以檢測隱藏在鞋中的金屬。圖1A、1D、1E、1F、1G、1H、2和3所示的系統(tǒng)在人經(jīng)過身體金屬檢測器之前擺放好。在一個(gè)實(shí)施例中，金屬檢測器設(shè)置為使得它們不針對(duì)鞋中的金屬做出警報(bào)，由此減少總的誤報(bào)率。在本文中應(yīng)注意鞋的影像(其使用全身掃描機(jī)獲得)通常具有非常低的解析度。由此，全身掃描機(jī)不能被單獨(dú)用以檢測包含在鞋中的危險(xiǎn)物品。從而需要額外的鞋掃描機(jī)。圖4A是與本發(fā)明的鞋檢查系統(tǒng)整合的全身掃描機(jī)的一個(gè)實(shí)施例，其中鞋檢查系統(tǒng)是分開的模塊，其具有自己的源和檢測器陣列，且被承裝在全身掃描機(jī)中。在一個(gè)實(shí)施例中，鞋檢查模塊是基于透射的X射線檢查系統(tǒng)。在替換實(shí)施例中，如上所述的反向散射檢查鞋掃描機(jī)模塊與全身掃描機(jī)整合。圖4B是與圖4A所示的本發(fā)明的鞋檢查系統(tǒng)整合的全身掃描機(jī)的另一實(shí)施例的俯視平面圖?，F(xiàn)在參見圖4A和4B，在一個(gè)實(shí)施例中，源模塊408、409在整個(gè)身體系統(tǒng)開始對(duì)人405掃描時(shí)在掃描區(qū)域以外。在全身掃描機(jī)401首先掃描人405 (其位于區(qū)域415中)的第一側(cè)時(shí)，鞋掃描機(jī)的源模塊408開始運(yùn)動(dòng)就位。其后,全身掃描機(jī)402掃描人405的第二 偵U。在人405的第二側(cè)被掃描之后，鞋掃描機(jī)的源模塊409開始運(yùn)動(dòng)就位，同時(shí)源模塊408掃描人的鞋406。一旦整個(gè)身體掃描完成，源模塊408開始向回到其原始位置，同時(shí)源模塊409掃描人的鞋406。一旦掃描完成,人405被告知離開該區(qū)域同時(shí)源模塊409向回運(yùn)動(dòng)到其原始位置。應(yīng)理解部件的所述時(shí)間錯(cuò)開的運(yùn)動(dòng)是為了減少時(shí)間才這樣做的。在另一實(shí)施例中，源模塊408和409可在身體的兩側(cè)都被掃描之后運(yùn)動(dòng)就位。在另一實(shí)施例中，僅存在一個(gè)源模塊408或409。圖4C是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的與單側(cè)全身掃描機(jī)整合的本發(fā)明鞋掃描機(jī)的俯視平面圖。在該具體實(shí)施例中，僅存在一個(gè)鞋掃描模塊408,其被置于單側(cè)全身掃描機(jī)402的相對(duì)側(cè)。一旦全身掃描機(jī)402完成人405的掃描,則鞋掃描機(jī)模塊408掃描的人的鞋。人隨后被告知轉(zhuǎn)圈并重復(fù)該過程。在一個(gè)實(shí)施例中，接受檢查的人所站立的平臺(tái)415被升高到地面高度以上大約2英寸的高度。在一個(gè)實(shí)施例中，平臺(tái)和軌道用于防止絆跌和/或摔落。
美國專利5，181，234 (轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人)、“標(biāo)題為"X_ray BackscatterDetection System"且于1993年I月19日公開，其通過引用以其全部內(nèi)容合并與此。此外，美國專利申請(qǐng)12/887,510 (也轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人)、標(biāo)題為“SecuritySystem for Screening People”、于2010年9月22日遞交且通過引用以其全部內(nèi)容合并與此。進(jìn)一步地,美國專利7，826，589 (也轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人)、標(biāo)題為“SecuritySystem for Screening People”、于2010年11月2日公開且通過引用以其全部內(nèi)容合并與此。進(jìn)一步，美國專利7，418，077和7，660，388 (也轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人)、標(biāo)題為“Integrated Carry-On Baggage Cart and Passenger Screening Station，，、分別于 2008年8月25日和2010年2月9日公開且通過引用以其全部內(nèi)容合并與此。此外，美國專利申請(qǐng) 12/643，021、標(biāo)題為 “Integrated Carry-On Baggage Cart and Passenger ScreeningStation”且于2009年12月21日遞交(也轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人)且通過引用以其全部內(nèi)容合并與此。圖5A是根據(jù)另一實(shí)施例的與全身掃描機(jī)500整合的本發(fā)明的鞋檢查系統(tǒng)的側(cè)視圖。在一個(gè)實(shí)施例中，全身掃描機(jī)500是雙側(cè)系統(tǒng)，其包括第一掃描亭501和第二掃描亭502，它們裝有X射線源和至少一個(gè)反向散射檢測器，用于掃描人505的身體。圖5B是本發(fā)明的鞋檢查系統(tǒng)一個(gè)實(shí)施例的視圖，其進(jìn)一步配備有可選金屬檢測器。 在本文中應(yīng)注意盡管本發(fā)明的鞋掃描系統(tǒng)的實(shí)施例針對(duì)與雙側(cè)全身掃描系統(tǒng)的整合進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明的鞋掃描系統(tǒng)也可與單側(cè)全身掃描系統(tǒng)整合。由此，在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)500是單側(cè)掃描機(jī),其中在一時(shí)刻人被從一側(cè)掃描。現(xiàn)在參見圖5A和5B,在一個(gè)實(shí)施例中，檢測器515被置于腳下方(或在全身掃描機(jī)的地板部分上，如圖5C更詳細(xì)示出的)以捕獲切向X射線507射線束。在一個(gè)實(shí)施例中，通過全身掃描機(jī)產(chǎn)生的X射線的筆形射束507被投射到人鞋506上。大區(qū)域閃爍器515(帶有光電倍增管516)被置于鞋506下方，以檢測從掃描筆形射束507而來的透射X射線信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，檢測器被并入到與全身掃描系統(tǒng)相同的電子架構(gòu)中并采用共同的部件和通信接口。在替換實(shí)施例中，反向散射檢查鞋掃描機(jī)模塊(如上所述)與全身掃描機(jī)整合。如果反向散射模塊靠近腳，則從源到腳的所需距離很小，從而射線束發(fā)散很低，形成良好的空間解析度(其中射線束寬度是影響空間解析度的主要因素)。在本發(fā)明的另一替換實(shí)施例中，前向筆形射束(基于透射的)的X射線鞋掃描系統(tǒng)和反向散射檢測能力(如上詳述的)與全身掃描機(jī)整合。在一個(gè)實(shí)施例中，反向散射模塊被置于腳下方。在一個(gè)實(shí)施例中，射線束507的能量(其強(qiáng)度和/或掃描時(shí)間在腳的高度處增加以允許透過鞋和鞋金屬區(qū)域的更高的穿透)也在后文詳述?，F(xiàn)在參見圖5B，可選地，包括一個(gè)或多個(gè)金屬檢測線圈517的金屬檢測器置于鞋下方，以檢測隱藏在鞋中的金屬。從金屬檢測線圈517針對(duì)每一個(gè)鞋而來的信息與X射線射線照相信息整合，用于改進(jìn)危險(xiǎn)品檢測，如在下文進(jìn)一步詳述的。
圖5C是與全身掃描機(jī)500整合的本發(fā)明的鞋檢查系統(tǒng)的側(cè)視圖，進(jìn)一步顯示了鞋檢查系統(tǒng)540的剖切視圖。在一個(gè)實(shí)施例中，鞋檢查系統(tǒng)540的部件被承裝在窄小的包封物中并置于全身掃描機(jī)的地面結(jié)構(gòu)內(nèi)部，具有適于方便且安全操作的斜坡。在一個(gè)實(shí)施例中，檢測器是塑料閃爍器，其被包含在乘客所站立的地面結(jié)構(gòu)中。在一個(gè)實(shí)施例中，位于地面的檢測器配置為檢測前向透射的X射線束，而不是向回散射的X射線。在操作中，本發(fā)明的鞋掃描系統(tǒng)的金屬檢測器部分首先執(zhí)行半秒的測量。其次，掃描身體的第一側(cè)，該第一側(cè)包括具有鞋的腳。緊接著，掃描身體的第二側(cè)。鞋ATR (如在下文詳述的)在身體第一側(cè)被掃描之后開始且在身體第二側(cè)被掃描之后在小于一秒的時(shí)間內(nèi)完成，同時(shí)經(jīng)歷全身掃描ATR。在一個(gè)實(shí)施例中，全身掃描機(jī)X射線源的水平和/或垂直掃描速度、射線束解析度、射線束電流和/或電壓可選地被調(diào)整，以允許改善鞋的影像質(zhì)量。在進(jìn)一步實(shí)施例中，以第二能量掃描鞋，以允許獲得雙能量信息。在一個(gè)實(shí)施例中，第二能量是比第一能量更高的能量。在一個(gè)實(shí)施例中，影像質(zhì)量使用以下中的至少一個(gè)改進(jìn)增強(qiáng)解析度、減小散射和 減小噪聲。在一個(gè)實(shí)施例中，改進(jìn)解析度通過使用大約4. 7mm的X射線束實(shí)現(xiàn)。在一個(gè)實(shí)施例中，改進(jìn)解析度通過調(diào)整X射線管的焦點(diǎn)大小來實(shí)現(xiàn)，該焦點(diǎn)大小在一個(gè)實(shí)施例中為
I.4mm。在一個(gè)實(shí)施例中，噪聲減少通過減少射線束孔大小且降低射線束強(qiáng)度來實(shí)現(xiàn)。在一個(gè)實(shí)施例中，垂直掃描速度在腳區(qū)域中按系數(shù)四減小，使得信號(hào)按照系數(shù)二增加。鞋檢測器通常是大區(qū)域檢測器，其從兩側(cè)覆蓋腳的完整投影。除了檢測前向的筆形射束，在一個(gè)實(shí)施例中，在檢測器陣列中測量從腳和鞋而來的大部分散射。散射增加了觀察到的前向信號(hào)，由此減少影像對(duì)比度。散射對(duì)主射線束的比隨著衰減增加，因此帶有更高衰減的像素最受影響。在一個(gè)實(shí)施例中，在射線照相影像中散射的減少通過使用適當(dāng)?shù)臏?zhǔn)直來實(shí)現(xiàn)，如圖6A和6B所示。如圖6A所示,每一個(gè)鞋檢測器600包括單側(cè)準(zhǔn)直儀602,該準(zhǔn)直儀包括準(zhǔn)直儀窗葉603。筆形射束604投射到準(zhǔn)直儀窗葉603的側(cè)面603a，由此對(duì)其衰減。在一個(gè)實(shí)施例中，由于射線束的低能量，其大約為小于70keV，采用包括準(zhǔn)直儀窗葉(其具有小于Imm的厚度和小于20mm的長度)且準(zhǔn)直儀窗葉間距約為25mm的準(zhǔn)直儀。在一個(gè)實(shí)施例中，為了防止陰影，準(zhǔn)直儀窗葉603在圖6A所示的每個(gè)位置與射線束平行。在使用圖6A所示的單側(cè)準(zhǔn)直儀時(shí)，系統(tǒng)不從其他側(cè)生產(chǎn)影像，因?yàn)闇?zhǔn)直儀將從該角度阻擋射線束且也需要仔細(xì)的對(duì)準(zhǔn)和強(qiáng)度校準(zhǔn)以避免陰影。由此，在一個(gè)實(shí)施例中，準(zhǔn)直儀旋轉(zhuǎn)以面向檢查側(cè)。在另一實(shí)施例中，準(zhǔn)直儀是雙側(cè)準(zhǔn)直儀612，其包括如圖6B所示的準(zhǔn)直儀窗葉613a、613b，其中準(zhǔn)直儀窗葉的第一半部613a面對(duì)第一方向614a且準(zhǔn)直儀窗葉613的第二半部613b面對(duì)第二方向614b。這種方式允許從側(cè)面通過最高的前向信號(hào)而產(chǎn)生最好的影像質(zhì)量。在一個(gè)實(shí)施例中，準(zhǔn)直儀窗葉603用非導(dǎo)電材料制造，以避免與金屬檢測器的干擾。在一個(gè)實(shí)施例中，準(zhǔn)直儀窗葉包括與環(huán)氧基樹脂混合的鎢粉末且鑄造為板件。在另一實(shí)施例中，散射減少通過減少檢測器的大小而實(shí)現(xiàn)。因?yàn)樯渚€束運(yùn)動(dòng)，所以檢測器將不得不因此運(yùn)動(dòng)，以與射線束相交。如圖7所示，在這種方式中，兩個(gè)小的檢測器705 (在每一個(gè)腳下方有一個(gè))被采用且被置于運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上，借此在一個(gè)實(shí)施例中，檢測器沿寬度710運(yùn)動(dòng)，該寬度對(duì)應(yīng)于鞋的寬度。在一個(gè)實(shí)施例中，檢測器跟隨射線束707的垂直運(yùn)動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施例中，檢測器705是塑料閃爍器，其具有下列尺寸8" X 18"和I. 5"的厚度。在另一實(shí)施例中，檢測器是塑料閃爍器，其具有下列的尺寸沿腳寬度為8"，沿腳長度為I. 5"且厚度為I. 5"。因?yàn)楣P形射束運(yùn)動(dòng)，所以必須讓檢測器運(yùn)動(dòng)，從而穿過腳的射線束被檢測器持續(xù)捕獲。在按照系數(shù)12減少檢測器的大小時(shí)，可以顯著減少散射，尤其在一些具有高衰減的區(qū)域。此外，較小的檢測器大小能實(shí)現(xiàn)具有更高密度和更高原子序數(shù)的閃爍器的使用，例如Nal (Tl)、CsI (Tl)、BG0、LaBr3，其中Nal (Tl)在所有無機(jī)閃爍器中是最低成本的，且由此是最成本有效的。由于更高的效率，檢測器可被制造為較小，由此進(jìn)一步減少散射，且最后，減少鞋掃描機(jī)的高度。在另一實(shí)施例中，散射減少通過使用散射減除算法實(shí)現(xiàn)。算法經(jīng)常用在射線照相術(shù)和計(jì)算機(jī)斷層掃描中，以修正散射效應(yīng)，其通常使用大區(qū)域檢測器在影像被觀察。在一個(gè)實(shí)施例中，通過遮蔽檢測器的大部分，散射被作為各種鞋/腳的位置的函數(shù)而被估計(jì)。檢測器的被遮蔽部分將僅產(chǎn)生透射結(jié)果，而未遮蔽的檢測器將產(chǎn)生透射和散射結(jié)果。未覆蓋的 區(qū)域被運(yùn)動(dòng)到不同位置，以映射散射場，其通過從為遮蔽的檢測器(透射加散射)減去帶有檢測器遮蔽(僅透射)效果的信號(hào)而確定。最終的散射和透射映射圖用于確定散射減除函數(shù)。在另一實(shí)施例中，增加鞋和檢測器之間的距離(“空氣隙”)將減少散射；然而，這增加了平臺(tái)的高度且將由此增長所需的操作斜坡。在一個(gè)實(shí)施例中，全身掃描機(jī)和整合的鞋掃描機(jī)兩者使用同一數(shù)據(jù)獲得系統(tǒng)。如圖8所示，全身掃描機(jī)數(shù)據(jù)獲得系統(tǒng)800通過采用兩個(gè)額外的檢測卡805而被修改，以適應(yīng)整合鞋掃描系統(tǒng)數(shù)據(jù)獲得模塊802，所述檢測卡電連接到鞋掃描機(jī)的兩個(gè)光電倍增管(PMT)810。兩個(gè)實(shí)時(shí)端口允許鞋掃描機(jī)獲得板增加到現(xiàn)有系統(tǒng)中。在一個(gè)實(shí)施例中，來自鞋掃描機(jī)的信號(hào)與全身反向散射信號(hào)同時(shí)收集且傳遞到計(jì)算系統(tǒng)830。一旦數(shù)據(jù)可用，則其被處理到影像(該影像通過計(jì)算系統(tǒng)顯示)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，在本發(fā)明中如上所述的數(shù)據(jù)獲得和影像處理特征可在任何計(jì)算平臺(tái)上操作，包括但不限于筆記本或平板電腦；個(gè)人電腦；個(gè)人數(shù)據(jù)助手；手機(jī)服務(wù)器；嵌入處理器；主機(jī)、DSP芯片或?qū)ｉT的成像裝置。另外，編程碼可被編譯(前編譯或“適時(shí)”編譯)到單個(gè)應(yīng)用程序中，所述應(yīng)用程序在單個(gè)計(jì)算機(jī)上執(zhí)行，或分布在幾個(gè)不同的彼此間局部或遠(yuǎn)程的計(jì)算機(jī)操作中。進(jìn)一步應(yīng)理解本文公開的所有方法步驟(包括任何和所有處理或分析功能)在存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器中的這樣的編程碼中實(shí)施且通過計(jì)算平臺(tái)中的至少一個(gè)處理器執(zhí)行。在一個(gè)實(shí)施例中，用于本發(fā)明的鞋掃描機(jī)的軟件在Windows平臺(tái)上開發(fā)。在一個(gè)實(shí)施例中，軟件包括用于讓操作者控制和觀察系統(tǒng)輸出的用戶界面。進(jìn)一步地，按鈕被設(shè)置在用戶界面上，用于啟動(dòng)掃描序列和觀察掃描序列的結(jié)果。此外，用戶界面被設(shè)計(jì)為提供關(guān)于系統(tǒng)和子系統(tǒng)健康的信息以及掃描狀態(tài)。在一個(gè)實(shí)施例中，用戶界面支持不同用戶訪問等級(jí)，由此監(jiān)督人被授權(quán)訪問現(xiàn)場數(shù)據(jù)和歷史報(bào)告。此外，界面提供經(jīng)建立的標(biāo)準(zhǔn)小部件，用于簡單的開發(fā)循環(huán)。
在一個(gè)實(shí)施例中，用于本發(fā)明的鞋掃描機(jī)的軟件還控制掃描序列。由此，射線束控制、主檢測器和次檢測器的同步以及鞋掃描機(jī)模式中的參數(shù)切換通過軟件控制。在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)能讓每一個(gè)檢測功能打開和關(guān)閉。在一個(gè)實(shí)施例中，掃描軟件經(jīng)由服務(wù)器(其中存儲(chǔ)原始影像)與掃描硬件通信。在一個(gè)實(shí)施例中，數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)與掃描和影像有關(guān)的信息?，F(xiàn)場數(shù)據(jù)(例如操作者登記時(shí)間、操作者表現(xiàn)、事件日志和影像)在數(shù)據(jù)庫可用。在一個(gè)實(shí)施例中，如上所述的不同軟件任務(wù)使用標(biāo)準(zhǔn)插槽連接和使用通信庫彼此通信。在一個(gè)實(shí)施例中，影像處理和檢測算法在本發(fā)明鞋掃描系統(tǒng)的軟件部件中執(zhí)行，其中存儲(chǔ)的原始影像被訪問和處理。一旦影像被處理，則結(jié)果返回到用戶界面用于顯示。 在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的檢測算法使用在射線照相和金屬檢測器影像之間的數(shù)據(jù)融合，以提供自動(dòng)檢測(威脅/安全決定)或屏幕輔助顯示。在一個(gè)實(shí)施例中，射線照相影像在顯示器上提供給操作者(本地或遠(yuǎn)程)，用于分析和/或用于生產(chǎn)自動(dòng)警報(bào)和/或提供指示給操作者，使其注意到角落區(qū)域。在一個(gè)實(shí)施例中，從全身掃描機(jī)而來的影像信息被顯示在第一屏幕或顯示窗口上。在另一實(shí)施例中，從整合鞋掃描機(jī)而來的影像信息)例如從金屬檢測器線圈而來的金屬信號(hào))顯示在第二屏幕或顯示窗口上。在雙能量或光譜方法中，影像被處理為僅顯示金屬物體或僅顯示低原子序數(shù)的物質(zhì)。這通過切換影像或通過分開的窗口來實(shí)現(xiàn)。這允許除去一些影像混亂現(xiàn)象，包括但不限于在分析異常(例如金屬)的存在時(shí)人骨頭的影響。在一個(gè)實(shí)施例中，如下所述，檢測算法基于通過操作者做出的自動(dòng)危險(xiǎn)品識(shí)別(ATR)和影像檢查。在一個(gè)實(shí)施例中，檢測算法完全地基于ATR。在自動(dòng)方法中，系統(tǒng)搜索異常，其可以表明與鞋存在改造，例如但不限于高密度區(qū)域(其表明是爆炸物、導(dǎo)線、雷管)，從透射影像獲得的鞋和總的鞋重量之間的不對(duì)稱。如上所述，隱藏在一個(gè)鞋中的金屬危險(xiǎn)品可經(jīng)由不對(duì)稱性檢測。此外，在一個(gè)實(shí)施例中，被置于鞋中的爆炸物(塊狀或板狀)被自動(dòng)地通過比較鞋的平均衰減來檢測。金屬不對(duì)稱性也會(huì)在相同的鞋不關(guān)于系統(tǒng)中心線對(duì)稱放置時(shí)被“檢測”，由此造成假警報(bào)。為了應(yīng)對(duì)這種假警報(bào)，鞋的位置從獲得的影像自動(dòng)地確定且金屬信號(hào)幅度因此被調(diào)整。在金屬不對(duì)稱性不被識(shí)別時(shí)，金屬危險(xiǎn)品可通過針對(duì)每個(gè)線圈分析金屬信號(hào)的幅度和相位而被檢測，如上所述。通過改進(jìn)影像質(zhì)量，可以確定通過在最終影像中高度衰減物體而識(shí)別的金屬危險(xiǎn)品的位置，實(shí)現(xiàn)金屬檢測誤報(bào)率的減少。如果這些物體不在鞋弓墊的期望位置中出現(xiàn)，則系統(tǒng)將警報(bào)。在一些情況下，高密度物體將基于形狀警報(bào)。在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的系統(tǒng)具有常規(guī)人解剖學(xué)結(jié)構(gòu)庫(特別是腳的)和鞋構(gòu)造庫，從而信息可被評(píng)估，以確定被乘客所穿的鞋襪中異常的出現(xiàn)，而不使用不對(duì)稱檢測。應(yīng)注意腳、手和頭是人解剖結(jié)構(gòu)中受身體質(zhì)量指數(shù)變化影響最小的區(qū)域。因此，透過腳的影像衰減輪廓被認(rèn)為與腳的大小相關(guān)。鞋和腳的衰減模型由此被產(chǎn)生，以收集用于穿著各種鞋的從小到大的腳的范圍的數(shù)據(jù)。隨后，衰減的分布作為腳大小的函數(shù)形成。本發(fā)明的鞋掃描機(jī)能在影像中提供充分的信息以執(zhí)行下列中的至少一個(gè)測量受到檢查的腳的大??；測量所穿鞋襪的特點(diǎn)；和/或確定沿腳長度且橫過腳寬度的衰減輪廓。通過測量腳的長度和寬度，可以將如上產(chǎn)生的期望衰減輪廓擬合到測量的衰減輪廓，以確定透過腳和鞋的經(jīng)測量衰減是否與隱藏的炸藥材料一致以及是否存在額外的衰減物質(zhì)。在一個(gè)實(shí)施例中，腳/鞋的大小通過分析影像而自動(dòng)地確定。在一個(gè)實(shí)施例中，沿腳的長度橫過腳的寬度以及腳作為一個(gè)整體獲取多個(gè)測量，以確定是否在鞋中已經(jīng)隱藏了額外的衰減物質(zhì)。這種過程類似于將鞋與里面的腳進(jìn)行權(quán)衡。此外，在使用本發(fā)明的檢測算法時(shí)，也可以針對(duì)輪廓形狀中不期望的改變而分析衰減輪廓(其可以是隱藏爆炸物的特性)。其他影像處理特征也可被采用且包括第一粗分步驟和以下中的至少一個(gè)形成分段區(qū)域、確定平均值、確定標(biāo)準(zhǔn)偏差和形成值的直方圖。所選特征的質(zhì)量與影像的質(zhì)量和使用的算法關(guān)聯(lián)。 以上例子僅僅是本發(fā)明系統(tǒng)的許多應(yīng)用的說明。其他能量源可被使用，包括但不限于基于輻射的源，例如伽馬輻射；毫米波浪、兆赫和嗅探。例如，圖9顯示了毫米波掃描機(jī)905，其中整合了鞋掃描機(jī)902或靠近掃描機(jī)905的中心基部。毫米波在它們繞身體旋轉(zhuǎn)時(shí)同時(shí)地從天線發(fā)射。從身體或身體上的其他物體向回反射的波能量用于建造三維影像，其顯示在遠(yuǎn)距監(jiān)視器上用于分析。在一個(gè)實(shí)施例中，鞋掃描機(jī)902包括定位在靜止的或旋轉(zhuǎn)構(gòu)造(位于個(gè)人的掃描位置下方)中的鏡像或反射表面。在一個(gè)實(shí)施例中，鞋掃描機(jī)902包括與金屬檢測器組合的毫米波掃描機(jī)。雖然僅在本文描述了本發(fā)明的很少的實(shí)施例，應(yīng)理解本發(fā)明可以許多其他具體的形式實(shí)施，而不脫離本發(fā)明的精神或范圍。因此，目前的例子和實(shí)施例應(yīng)被認(rèn)為是說明性的而非限制性的，且本發(fā)明可以在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)進(jìn)行修改。
權(quán)利要求
1.一種用于掃描鞋的系統(tǒng)，包括 X射線源，用于投射X射線束到鞋上； 直線檢測器陣列，用于檢測透射過鞋得X射線，檢測器陣列在預(yù)定路徑上運(yùn)動(dòng)，其中檢測器陣列的運(yùn)動(dòng)與X射線源的運(yùn)動(dòng)同步；和 至少一個(gè)金屬檢測器線圈，用于檢測鞋中的金屬；其中該系統(tǒng)通過處理檢測到的X射線和從至少一個(gè)金屬檢測器線圈獲得的數(shù)據(jù)而產(chǎn)生鞋的射線照相影像。
2.如權(quán)利要求I所述的用于掃鞋的系統(tǒng)，與第二系統(tǒng)聯(lián)接，該第二系統(tǒng)用于掃描穿著鞋的人的身體，該第二系統(tǒng)包括用于投射X射線的至少一個(gè)X射線源和用于檢測透射過人的X射線的至少一個(gè)檢測器，其中第二系統(tǒng)至少產(chǎn)生人身體的第一射線照相影像和鞋的第二射線照相影像。
3.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中X射線源是單能量源、雙能量源或立體透射源中的至少一個(gè)。
4.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中X射線源根據(jù)預(yù)定角度旋轉(zhuǎn)。
5.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中X射線源是靜止的。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括旋轉(zhuǎn)準(zhǔn)直儀。
7.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中直線檢測器陣列沿預(yù)定路徑運(yùn)動(dòng)，用于捕獲透射過鞋的X射線，其中預(yù)定路徑覆蓋鞋的一個(gè)或多個(gè)側(cè)面。
8.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中X射線源投射X射線的圓錐形射束到鞋上，其中透射過鞋的X射線通過至少一個(gè)X射線區(qū)域檢測器檢測，用于在單次掃描中產(chǎn)生鞋的射線照相影像。
9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中至少一個(gè)X射線區(qū)域檢測器為約8英寸乘20英寸。
10.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中X射線源投射X射線的筆形射束到鞋上，其中透射過鞋的X射線通過至少一個(gè)X射線區(qū)域檢測器檢測，用于產(chǎn)生鞋的射線照相影像。
11.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中射線照相影像在顯示器上提供給操作者用于分析。
12.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中射線照相影像用于產(chǎn)生自動(dòng)警報(bào)。
13.一種射線照相成像系統(tǒng)，包括 用于掃描人身體的第一系統(tǒng)，該第一系統(tǒng)包括用于投射X射線在人身體上的至少一個(gè)X射線源和用于檢測從身體發(fā)出的未衰減X射線的至少一個(gè)檢測器； 用于掃描被人穿著的鞋的第二系統(tǒng)(使用同一源)，所述系統(tǒng)包括用于投射X射線在鞋上的至少一個(gè)X射線源和用于檢測透射過鞋的X射線的至少一個(gè)檢測器； 其中從所述第一系統(tǒng)和所述第二系統(tǒng)而來的數(shù)據(jù)被組合，以生產(chǎn)人和鞋的射線照相影像。
14.一種射線照相成像系統(tǒng)，包括 用于掃描人身體的第一系統(tǒng)，該第一系統(tǒng)包括用于投射X射線在人身體上的至少一個(gè)X射線源和用于檢測從身體發(fā)出的未衰減X射線的至少一個(gè)檢測器； 用于掃描被人穿著的鞋的第二系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)包括定位在人下方的至少一個(gè)檢測器，用于檢測透射過鞋的X射線。
15.如權(quán)利要求14所述的射線照相成像系統(tǒng)，其中透射過鞋的所述X射線最初從所述至少一個(gè)X射線源發(fā)出。
16.如權(quán)利要求14所述的射線照相成像系統(tǒng)，其中所述第二系統(tǒng)還包括至少一個(gè)金屬檢測線圈，其中所述至少一個(gè)金屬檢測線圈定位在人下方。
17.—種用于掃描鞋的方法,包括 將鞋置于掃描區(qū)域中； 啟動(dòng)第一反向散射模塊，所述第一反向散射模塊包括X射線源、射線束掃描機(jī)構(gòu)和多個(gè)第一 X射線檢測器； 使用所述多個(gè)第一X射線檢測器檢測從鞋散射的輻射； 啟動(dòng)第二反向散射模塊，所述第二反向散射模塊包括X射線源、射線束掃描機(jī)構(gòu)和多個(gè)第二X射線檢測器； 使用所述多個(gè)第二 X射線檢測器檢測從鞋散射的輻射； 其中第一反向散射模塊被置于鞋頂部部分上方的位置且第二反向散射模塊被置于鞋底部部分下方的位置。
18.如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中X射線源將X射線的筆形射束投射到鞋。
19.一種用于篩查個(gè)人的射線照相成像系統(tǒng)，包括 用于掃描人身體的第一系統(tǒng)，該第一系統(tǒng)限定一掃描區(qū)域，人在掃描過程中站立在該區(qū)域中；和 用于在人穿著鞋時(shí)掃描人的鞋的第二系統(tǒng)，其中所述第二系統(tǒng)在掃描過程中位于人站立的區(qū)域下方。
20.如權(quán)利要求19所述的射線照相成像系統(tǒng)，其中第二系統(tǒng)使用X射線源。
21.如權(quán)利要求19所述的射線照相成像系統(tǒng)，其中第二系統(tǒng)是基于毫米波的掃描系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了用于針對(duì)非法物質(zhì)掃描鞋的系統(tǒng)。系統(tǒng)包括用于將X射線束投射到鞋上的X射線源、用于檢測透射過鞋的X射線的檢測器陣列和用于檢測鞋中金屬的至少一個(gè)金屬檢測器線圈。該系統(tǒng)通過處理檢測到的X射線從至少一個(gè)金屬檢測器線圈獲得的數(shù)據(jù)而產(chǎn)生鞋的射線照相影像。其他實(shí)施例涉及其他篩查技術(shù)，包括毫米波篩查技術(shù)。
文檔編號(hào)G01N23/04GK102713584SQ201080061751
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2010年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月18日
發(fā)明者J.本達(dá)漢, T.弗塔嫩 申請(qǐng)人:拉皮斯坎系統(tǒng)股份有限公司