コンテナを検査するための方法及びシステム
【課題】コンテナ内にある少なくとも一つの問題となる物体の画像を生成する方法及びシステムである。
【解決手段】本発明の方法は、コンテナの走査から三次元容積走査データを受信することと、該三次元容積走査データからコンテナの三次元表示を再構築することと、三次元表現を検査して、このコンテナ内にある少なくとも一つの問題となる物体を検出することとを含む。また、本発明の方法は、三次元容積走査データ及び三次元表現のうちの一つから二次元画像を再投影することと、少なくとも一つの問題となる物体の位置に対応する、二次元画像における第一の複数の画像要素を識別することとを含む。さらに、本発明の方法は、強調表示された第一の複数の画像要素を伴って二次元画像を出力することを含む。
【解決手段】本発明の方法は、コンテナの走査から三次元容積走査データを受信することと、該三次元容積走査データからコンテナの三次元表示を再構築することと、三次元表現を検査して、このコンテナ内にある少なくとも一つの問題となる物体を検出することとを含む。また、本発明の方法は、三次元容積走査データ及び三次元表現のうちの一つから二次元画像を再投影することと、少なくとも一つの問題となる物体の位置に対応する、二次元画像における第一の複数の画像要素を識別することとを含む。さらに、本発明の方法は、強調表示された第一の複数の画像要素を伴って二次元画像を出力することを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に記載される実施形態は、概して、コンテナの検査に関し、より詳細には、問題となるコンテナ内の少なくとも一つの物体の画像を生成して、コンテナの内部にある物体の検出を容易にすることに関する。
【背景技術】
【０００２】
少なくとも幾つかの既知の検査システムには、コンテナの画像を構築し、画像を分析して、コンテナ内部にある爆発物、薬物、武器及び／又はその他の禁輸品を検出するものがある。持ち込み及び預かり荷物を調査する既知の検査システムを含む幾つかの既知の検査システムは、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）走査器を用いて、コンテナ内部の画像を生成する。幾つかの既知のＣＴシステムにおいて、エックス線の扇状ビーム源及び検出器の配列が、ガントリーの互いに反対の側に設置される。このガントリーは、コンテナの周りで回転し、エックス線の扇状ビームが、コンテナと交差する角度を絶えず変化させる。検出器の配列は、複数のガントリーの角度の各々において、“視象”、すなわち、一群のエックス線減衰測定値を取得する。物体の“走査”は、コンテナの周りでエックス線源及び検出器が一回転する間の異なるガントリーの角度、つまり、異なる表示角度で生成される一連の視野をもたらす。
【０００３】
少なくとも幾つかの既知のＣＴシステムは、三次元（３−Ｄ）容積走査器を用いて、対象の容積の全体を表すＣＴ走査データを得る。３−Ｄ容積ＣＴ走査器の一例は、螺旋式ＣＴ走査器である。エックス線の減衰データが取得される間に、この螺旋式ＣＴ走査器内で、コンテナが、ガントリーの回転軸に実質的に平行な方向に、継続的に移動されて、エックス線源の軌跡が、コンテナから見て螺旋を示すようになる。周知の断層撮影再構築アルゴリズム、例えば、直接フーリエ法若しくはフィルタ処理された背面投影法を用いて、３−Ｄ容積ＣＴ走査器によって走査された容積の全体を表す三次元表示が再構築される。
【０００４】
少なくとも幾つかの既知の検査システムは又、検査操作者に表示するためのコンテナの二次元走査投影（ＳＰ）画像を生成する前走査器を含む。幾つかの既知の前置走査器は、固定エックス線源からのエックス線の扇状ビーム下でコンテナを移動させることによって動作する。コンテナ及びコンテナ内にある内容物によって減衰した後のエックス線の強度が、固定検出器の配列によって測定される。そのような前置走査器には、分離した固定エックス線源及び検出器の配列を用いることができ、また、固定型前置走査器の場合には、予備３−Ｄ容積ＣＴ走査器を採用し、螺旋走査の実行前に二次元ＳＰ画像を生成してもよい。検査システムの操作者は、典型的には、二次元ＳＰ画像におけるある種の物体を認識することに関して、徹底したトレーニングを受け、及び／又は、豊富な経験を積んだものである。その結果として、少なくとも幾らかの検査システムの操作者に対して、ＣＴ走査からの完全な三次元表示の検査よりもむしろＳＰ画像の検査の方が、ある種の物体の識別においては、迅速さ及び正確性の面で有利になる。
【０００５】
また、専用の前置走査器を使用することによって、別の利益を得ることもできる。例えば、少なくとも幾つかの既知の前置走査器は、コンテナに対して二種類のエネルギー走査を行う。低エネルギー走査及び高エネルギー走査に関するデータを収集することによって、そのような検査システムは、例えば、コンテナの内容物の密度画像及び／又は原子番号画像を再構築し、コンテナ内部の物体及び材料の識別を容易にする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
不幸なことに、前置走査器を用いるためには、例えば、別に固定エックス線源及び検出器の配列が必要となるか、若しくは、３−Ｄ容積測定ＣＴ走査器において固定型前置走査器の使用モードを補助するための別のハードウェア及びソフトウェアが必要になるので、検査システムの費用及びコストが増加することになる。また、前走査を実行するために必要な時間が、コンテナを走査するために必要な全体時間に加算される。幾つかの既知の検査システムは、３−Ｄ容積測定ＣＴ走査データを前走査からのＳＰ画像に類似する二次元画像に再投影する代わりに、前走査を控えることによって、これらの潜在的不利益を回避している。しかしながら、少なくとも幾つかのそのようなシステムにおいて再投影された二次元ＳＰ型の画像の解像度は、前置走査器によって生成されたＳＰ画像の解像度よりも低く、及び／又は、元の三次元ＣＴ表示の解像度よりも低い。解像度が低下することによって、細いワイヤといった、三次元ＣＴ走査データにおいて識別することができる問題となる物体が、再投影された二次元画像においては、視認できなくなる。
【０００７】
例えば、図３は、コンテナ１８内の典型的な問題となる物体の右側斜視図である。図３において、コンテナ１８及び該コンテナ１８内の番号を付していない物体は、観察が容易になるように、透明にされる。コンテナ１８は、例えば、これに制限されるものではないが、細いワイヤ６０以外には特徴のない二つの物体６１と６２との間にある細いワイヤ６０、プラスチック爆弾の材料６４、及び／又は、重なった物体６６及び６８といった問題となる物体を含むことがある。
【０００８】
図４は、従来技術である２次元ＳＰ型画像を示す。該画像は、図３に示される典型的な問題となる物体６０、６４、６６及び６８を含むコンテナ１８の３Ｄ容積走査から得られるデータをＳＰ型画像に再投影することに適した方法を用いて、取得することができる。代替的に、図４に示されるような画像は、コンテナ１８の走査からの３Ｄ容積走査データによって、順に生成されたコンテナの３次元表現から、ＳＰ型画像を再表示する適切な方法を用いて、取得することもできる。
【０００９】
図３及び図４を参照すると、細いワイヤ６０以外には何の特徴のない６１及び６２が、細いワイヤ６０の表示なしで、切り離された領域７１及び７２として、ＳＰ型画像内に現れるが、この細いワイヤ６０は、三次元画像表示の検査であれば検出されることになるものである。同様に、検査システム１０による複数のエネルギーを用いる走査についての実施形態においては、プラスチック爆弾６４を含む物質を問題となる物質として検出したであろうが、プラスチック爆弾６４は、ＳＰ型画像内では、何も特徴のない領域７４として現れる。さらに、三次元画像表現の検査であれば、重なっている物体６６及び６８は、別々に存在するものとして検出されたであろうが、ＳＰ型画像では、これらの物体６６及び６８は、一つの結合した領域７６として現れる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
ある態様において、コンテナ内にある少なくとも一つの問題となる物体の画像を生成する方法が提供される。この方法は、コンテナの走査からの三次元容積走査データを受信するステップと、三次元容積走査データから、コンテナの三次元表現を再構築するステップと、三次元表示を検査して、コンテナ内にある少なくとも一つの問題となる物体を検出するステップとを含む。この方法は又、三次元の容積走査データ及び三次元表現のうちの一つから二次元画像を再構築するステップと、少なくとも一つの問題となる物体の位置に対応する二次元画像において、第一の複数の画像要素を識別するステップとを含む。この方法は、さらに、強調表示された第一の複数の画像要素とともに、二次元画像を出力するステップを含む。
【００１１】
別の態様において、コンテナ内部の少なくとも一つの問題となる物体を検出する検査システムが提供される。このシステムは、コンテナの走査から三次元容積走査データを受信し、三次元容積走査データからコンテナの三次元表示を再構築して、コンテナ内部にある少なくとも一つの問題となる物体を検出するように設定されるプロセッサを含む。このプロセッサは又、三次元容積走査データ及び三次元表現のうちの一つから二次元画像を再投影し、少なくとも一つの問題となる物体の位置に対応する二次元画像において、第一の複数の画像要素を識別するように設定される。このプロセッサは、さらに、強調表示された第一の複数の画像要素とともに、二次元画像を出力するように設定される。
【００１２】
さらに別の態様において、コンピュータ読み取り可能媒体上で具現化されたコンピュータプログラムが提供される。このコンピュータプログラムは、コンテナの走査から三次元容積走査データを受信し、三次元容積走査データからコンテナの三次元表示を再構築して、コンテナ内部にある少なくとも一つの問題となる物体を検出するようにプロセッサを設定するコードセグメントを含む。このコードセグメントは又、三次元容積走査データ及び三次元表現のうちの一つから二次元画像を再投影し、少なくとも一つの問題となる物体の位置に対応する二次元画像において、第一の複数の画像要素を識別するようにプロセッサを設定する。このコードセグメントは、さらに、強調表示された第一の複数の画像要素とともに、二次元画像を出力するようにプロセッサを設定する。
【００１３】
図１−６は、本明細書に記載されるシステム及び方法の例示的な実施形態を示す。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】例示的な検査システムの右側斜視図である。
【００１５】
【図２】例示的な検査システムのブロック図である。
【００１６】
【図３】図１及び図２の例示的な検査システムによって、走査されるべきコンテナ内部にある典型的な問題となる物体の右側斜視図である。
【００１７】
【図４】図１及び図２に示される例示的な検査システムを用いる、図３に示されるコンテナの走査によって取得される三次元容積走査データを再投影することによって、取得され得る従来技術の二次元ＳＰ型画像を示す。
【００１８】
【図５】検査のために強調表示される、図３に示される典型的な問題となる物体を伴う図４に示される二次元ＳＰ型画像の例示的な実施形態を示す。
【００１９】
【図６】コンテナ内にある少なくとも一つの問題となる物体の、図５に示されるＳＰ型画像の例示的な実施形態といった、画像を生成する方法の例示的な実施形態を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の少なくとも一つの実施形態が、荷物を検査するシステムを関連して、以下に説明される。しかしながら、ここに提示された教示による導きを受けた当業者にとって、本発明の実施形態は、水上、地上及び／又は空中を運ばれる木箱、箱、ドラム、コンテナ、荷物及びスーツケース、並びに、その他のコンテナ及び／又は物体を含む貨物コンテナを走査するのに適切な、どのようなシステムにも制限なく同様に適用できることが明らかである。
【００２１】
さらに、本発明の実施形態は、荷物を検査するためのエックス線コンピュータ断層撮影（ＣＴ）システムを含むシステムに関連して以下に説明されるが、ここに提示された教示による導きを受けた当業者にとって、中性子線若しくはガンマ線を含む適切な走査放射線源のいずれも、別の実施形態において制限なく使用できることが、明らかである。さらに、ここに提示された教示による導きを受けた当業者にとって、本明細書に記載される検査システムの機能を可能にするのに十分な数の画像要素を生成するものであれば、どのような走査システムも利用できることも、明らかである。“画像要素”という用語は、ピクセル及び／又はボクセルといった画像データ内の要素を指す。
【００２２】
検査システム１０の例示的な実施形態が、図１及び２に示される。例示的な実施形態において、検査システム１０は、ガントレー１２、制御システム１４、及び、ガントレー１２内にあるものとして定義される開口２０内にある、例えば、これに制限されるものではないが、図３に示されるコンテナ１８のような荷物などのコンテナの位置を決めるための、モータ駆動されるベルトコンベア１６を含む３Ｄ容積走査器である。ガントレー１２は、エックス線源２２を含み、該エックス線源は、ガントレー１２の逆側にある検出器の配列２６に向けてエックス線の扇状ビーム２４を投影する。検出器の配列２６は、複数の検出器の要素２８を含む。各検出器の要素２８は、エックス線ビームがコンテナ１８を通った後に、エックス線ビームの減衰した強度を表示する大きさを持つ信号を生成する放射検出器である。ある実施形態においては、検出器要素２８は、エネルギー識別能力を持つ。エックス線投影データを取得する螺旋走査中に、エックス線源２２及び検出器の配列２６を含むガントレー１２は、ｚ方向３２に実質的に平行な軸を回転軸として、平面内のコンテナ１８周囲で回転する最中に、コンテナ１８は、ｚ方向３２にガントレー１２を通って移動する。
【００２３】
図２をさらに参照すると、例示的な実施形態において、ガントレー１２及びエックス線源２２は、制御システム１４によって、制御される。該制御システム１４は、ガントレー制御器３６、エックス線制御器３８、データ取得システム（ＤＡＳ）４０、コンベヤ制御器４４、プロセッサ４６、メモリデバイス４８、入力デバイス５０及びディスプレイ５２を含む。図２では、制御システム１４の要素が、別々の要素として表示されるが、ある実施形態において、制御システム１４の様々な要素は、一つの物理的な要素内で協働して実施されるか、それぞれの要素が、追加的な物理的要素にさらに分割されてもよい。様々なシステム要素間での動作可能な通信が、図２において、矢印付きの線で示される。該矢印付きの線は、含まれるシステムの要素に応じて、信号通信若しくは機械動作を示す。さらに、様々な要素間での動作通信は、有線若しくは無線の方法、或いは、その組み合わせで達成される。例えば、例示的な実施形態において、ガントレー制御器３６は、ガントレー１２の回転速度及び位置を制御する一方で、エックス線制御器３８は、エックス線源２２に強度とタイミングに関する信号を提供し、データ取得システム４０は、検出器の要素２８からアナログデータを取得し、続く処理のために、該データをデジタル形式に変換する
【００２４】
さらに、図１及び図２に示される例示的な実施形態において、プロセッサ４６は、ガントレー制御器３６、エックス線制御器３８及びコンベヤ制御器４４との動作通信を行う。例えば、プロセッサ４６は、ガントレー制御器３６、エックス線制御器３８及びコンベヤ制御器４４から情報を受信し、ガントレー制御器３６、エックス線制御器３８及びコンベヤ制御器４４に制御信号を送信して、検査システム１０の動作を手助けする。本明細書で用いられる“プロセッサ”という用語は、当該技術分野でプロセッサと呼ばれる集積回路のみに制限されるものではなく、幅広く、コンピュータ、マイクロ制御器、マイクロコンピュータ、プログラム可能な論理制御器、アプリケーション特定集積回路及び／又はいずれかの他のプログラム可能な回路を意味する。特定の実施形態において、プロセッサ４６は、統合的に動作するか、若しくは、互いに独立して動作する複数の個別のプロセッサを指す。
【００２５】
プロセッサ４６は又、データ取得システム４０との動作通信を行う。例えば、プロセッサ４６は、命令及び動作パラメータをデータ取得システム４０に送信し、デジタル化されたエックス線投影データをデータ取得システム４０から受信する。例示的な実施形態において、プロセッサ４６は、一又はそれ以上のコンテナ及びその内容物の画像を生成し、生成された画像を処理して、コンテナ１８の内容物を自動的に検査し、及び／又は、操作者によるコンテナ１８の内容物の検査を手助けするように構成される。本明細書で用いられる“内容物”という用語は、コンテナ１８内に含まれるいずれかの物体及び／又は材料を指し、禁輸品を含む。例えば、プロセッサ４６は、検査システム１０を本明細書に記載されるように機能させるいずれかの適切な画像再構築アルゴリズムを用いて、データ取得システム４０から受信される投影データに対して、画像再構築処理を実行する。プロセッサ４６は、検査システム１０を本明細書に記載されるように機能させるいずれかの適切な検査アルゴリズムを用いて、再構築される画像データを自動的に検査する。
【００２６】
例示的な実施形態において、プロセッサ４６は又、メモリデバイス４８、入力デバイス５０及びディスプレイ５２と通信可能である。メモリデバイス４８は、これに制限されるものではないが、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、磁気若しくは光学ドライブ（図示なし）、及び／又は、検査システム１０を本明細書に記載されるように機能させる別の適切な格納デバイスであってもよい。入力デバイス５０は、これに制限されるものではないが、マウス、キーボード、及び／又は、本明細書に記載されるように検査システム１０を機能させる別の適切な入力デバイスであってもよい。表示デバイス５２は、これに制限されるものではないが、モニター、ブラウン管（ＣＲＴ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、及び／又は、検査システム１０を本明細書に記載されるように機能させる別の適切な出力デバイスであってもよい。
【００２７】
ある実施形態において、検査システム１０は、コンテナ１８について、複数エネルギーエックス線の減衰されたデータを取得する。例えば、これに制限されるものではないが、検査システム１０は、エネルギー識別能力を持つ検出器の要素２８を含み、データ取得システム４０が、二又はそれ以上の放射エネルギー水準に対する特徴的なエックス線減衰データを取得できるようにする。ある実施形態においては、プロセッサ４６は、データ取得システム４０によって収集された複数エネルギーの減衰データを用いて、ＣＴ画像を生成するだけでなく、いずれかの適切なアルゴリズムを用いて、コンテナ１８の内容物に関する密度及び／又は原子番号の情報を導出する。この密度及び／又は原子番号の情報は、コンテナ１８内にある材料を識別することをさらに容易にする。
【００２８】
（図１及び図２に示される）検査システム１０を利用して、コンテナ１８の３Ｄ容積ＣＴ走査を実行し、コンテナ１８の内容物の三次元表示を生成し、検査アルゴリズムを三次元表示に適用して、図３に示される問題となる典型的な物体６０、６４、６６及び６８といった、コンテナ１８内部にある問題となる物体を検出する。プロセッサ４６が、３Ｄ容積ＣＴ走査データ、若しくは、三次元表現を、操作者に対する出力のために、例えば、ディスプレイデバイス５２若しくはメモリ４８内の格納器を介して、直ちに、図４に示される型の二次元ＳＰ型画像に再投影することは、有利であるだろう。
【００２９】
図５は、図４の二次元ＳＰ型画像の例示的な実施形態を示すが、三次元表示及び／又は複数のエネルギー走査において検出可能であった、図３に示されるような問題となる典型的な物体６０、６４、６６及び６８が、ここでは検査のために強調表示される。例えば、（図１に示される）プロセッサ４６は、いずれかの適切なアルゴリズムを用いて、コンテナ１８の三次元表示の検査からプロセッサ４６によって、検出される問題となる典型的な物体６０、６４、６６及び６８の位置に対応するＳＰ型投影における、ピクセルといった画像要素を識別する。
【００３０】
図３及び図５に関連して、問題となる典型的な物体６０、６４、６６及び６８が、例えば、これに制限されるものではないが、図４における画像の適切な位置に異常色を追加することによって、図５において、強調表示される。ある実施形態において、一又はそれ以上の問題となる典型的な物体６０、６４、６６及び６８は、異常色の代わりに、若しくは、異常色に追加して、閃光若しくは点滅のディスプレイ効果、或いは、視覚的強調をもたらすいずれかの適切な効果を用いることによって、強調表示される。ある実施形態において、三次元表示において検出されるような細いワイヤ６０の位置は、例えば、図５の再投影されたＳＰ型画像における明るいオレンジ色の異常色の領域８２によって示される。同様に、ある実施形態において、複数のエネルギー３Ｄ容積走査によって、問題となる材料として、識別されるプラスチック爆弾６４は、例えば、図５の再投影されたＳＰ型画像において、明るい赤色の異常色領域８４によって示される。さらに、例示的な実施形態において、三次元表示によって検出された、重なった別々の物体６６及び６８が、例えば、物体６８と重ならない物体６６の位置に対応する第一の異常色領域８６によって示され、物体６６と重ならない物体６８の位置に対応する第二の異常色領域８８によって示され、物体６６が、物体６８と重なる位置に対応する第三の異常色領域９０によって示される。ある実施形態において、第三の異常色領域９０に用いられる異常色は、第一の異常色の領域８６及び第二の異常色の領域８８において用いられる複数の異常色の交差ハッチングを含む。
【００３１】
図６は、図５におけるＳＰ型画像の例示的な実施形態といった、コンテナ内にある少なくとも一つの問題となる物体の画像を生成するための方法１００の例示的な実施形態を示すフローチャートである。例示的な実施形態において、方法１００は、（図１及び２に示される）検査システム１０といったシステムを用いて実行され、（図１−３において示される）コンテナ１８といったコンテナを走査する。しかしながら、方法１００は、検査システム１０の実施に制限されるものではなく、むしろ方法１００は、いずれかの適切な走査データを受信する分離したシステムといったいずれかの適切なシステムに組み入れられるようにすることができる。さらに、方法１００は、コンピュータプログラムとして、コンピュータ読み取り可能な媒体に組み入れられ、及び／又は、いずれかの別の適切な手段によって実施され、及び／又は、具体化される。コンピュータプログラムは、プロセッサによって実行されるときに、一又はそれ以上の方法１００の機能を実行するようにプロセッサを構成させるコードセグメントを含む。
【００３２】
例示的な実施形態において、（図２に示される）検査システム１０のプロセッサ４６は、コンテナ１８の走査から３Ｄ容積走査データを受信し１０２、コンテナ１８の三次元表示を再構築する１０４。プロセッサ４６は又、いずれかの適切な検査アルゴリズムを用いて、三次元表示を検査し１０６、（図３に示される）細いワイヤ６０及び／又は重なった物体６６及び６８といった少なくとも一つの問題となる物体を検出する。さらに、例示的な実施形態においては、プロセッサ４６は、いずれかの適切な方法を用いることによって、３Ｄ容積走査データ及び三次元表現のうちの一つから二次元画像を再投影する１０８。プロセッサ４６は又、少なくとも一つの問題となる物体の位置に対応する二次元画像における、例えば、ピクセルといった、第一の複数の画像要素を識別する１１０。プロセッサ４６は、強調表示される第一の複数の画像要素を伴う二次元画像を出力する１１２。例えば、これに制限されるものではないが、プロセッサ４６は、異常色で示される第一の複数の画像要素を伴う二次元画像を出力する１１２。
【００３３】
ある実施形態において、プロセッサ４６は又、複数のエネルギー走査データを受信し１１４、いずれかの適切なアルゴリズムを用いて、複数のエネルギー走査から、コンテナ１８内にある少なくともひとつの材料に関する、密度及び／又は原子番号情報といった追加的な情報を計算する１１６。プロセッサ４６は、さらに、追加的な情報に基づいて、第一の問題となる材料を検出し１１８、第一の問題となる材料の位置に対応する二次元画像内の、例えば、ピクセルのような、第二の複数の画像要素を識別する１２０。ある実施形態においては、二次元画像を出力する１１２ステップは、さらに、強調表示された第二の複数の画像要素を伴う二次元画像を出力する１１２ステップを含む。例えば、これに制限されるものではないが、プロセッサ４６は、異常色によって表示された第二の複数の画像要素を伴う二次元画像を出力する１１２。
【００３４】
コンテナの検査に関する上述のシステム及び方法は、コンテナ内にある、禁輸品を含む物体の検出の正確性を向上し、該検出に必要な時間及び費用を減少させることを手助けする。より詳細には、本明細書に記載される実施形態は、３Ｄ容積走査データ若しくは三次元表示の二次元再投影から生成されるＳＰ画像において、典型的には可視化できない物体及び材料に関する情報の二次元ＳＰ型画像の表示を手助けする一方で、前走査を行うことに関する追加的な時間及び費用の発生を回避する。本明細書に記載される実施形態の技術的な効果は、典型的な検査システム操作者に有利で親しみやすく、便利な二次元ＳＰ画像形式における、３Ｄ容積走査から利用できる便利な情報を提供する。
【００３５】
コンテナを検査するための方法及びシステムの例示的な実施形態が、上に詳細に説明されている。当該方法及びシステムは、本明細書に記載される特定の実施形態に制限されることなく、むしろ、システムの要素及び／又は方法のステップを、本明細書に記載された別の要素及び／又はステップから、独立に分離して利用することができる。例えば、当該方法は、別の画像化システム及び方法と組み合わせて使用することもでき、本明細書に記載されるような検査システムのみに実施が制限されることはない。むしろ、例示的な実施形態が、多くの別の検査及び／検出アプリケーションに関連して実施され、利用されるようにすることができる。
【００３６】
本明細書に記載された事項は、実施例を用いる最良の形態を含む発明を開示しており、本技術分野における当業者が、いずれかの装置若しくはシステムを製造すること及び利用すること、並びに、いずれかの組み入れられた方法を実行することを含む本発明の実施をすることを可能にする。本発明の特許となり得る範囲は、特許請求の範囲によって定義されており、本発明の技術分野の当業者が思いつく別の例を含むことができる。そのような別の例が、特許請求の範囲の文言と異ならない構成要素を持つ場合、若しくは、特許と本質的でない部分で異なる均等な構成要素を含む場合には、そのような別の例は、特許請求の範囲に含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００３７】
１０ 検査システム
１２ ガントレー
１４ 制御システム
１６ ベルトコンベア
１８ コンテナ
２０ 開口
２２ エックス線源
２４ エックス線の扇状ビーム
２６ 検出器の配列
２８ 検出器の要素
３２ ｚ方向
３６ ガントレー制御器
３８ エックス線制御器
４０ データ取得システム（ＤＡＳ）
４４ コンベヤ制御器
４６ プロセッサ
４８ メモリデバイス
５０ 入力デバイス
５２ ディスプレイ
６０ 細いワイヤ
６１ 細いワイヤ以外に特徴のない物体
６２ 細いワイヤ以外に特徴のない物体
６４ プラスチック爆弾の材料
６６ 重なった物体
６８ 重なった物体
７１ 切り離された領域
７２ 切り離された領域
７４ 特徴のない領域
７６ 結合した領域
８２ 明るいオレンジ色の異常色の領域
８４ 明るい赤色の異常色の領域
８６ 第一の異常色領域
８８ 第二の異常色領域
９０ 第三の異常色領域
【技術分野】
【０００１】
本明細書に記載される実施形態は、概して、コンテナの検査に関し、より詳細には、問題となるコンテナ内の少なくとも一つの物体の画像を生成して、コンテナの内部にある物体の検出を容易にすることに関する。
【背景技術】
【０００２】
少なくとも幾つかの既知の検査システムには、コンテナの画像を構築し、画像を分析して、コンテナ内部にある爆発物、薬物、武器及び／又はその他の禁輸品を検出するものがある。持ち込み及び預かり荷物を調査する既知の検査システムを含む幾つかの既知の検査システムは、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）走査器を用いて、コンテナ内部の画像を生成する。幾つかの既知のＣＴシステムにおいて、エックス線の扇状ビーム源及び検出器の配列が、ガントリーの互いに反対の側に設置される。このガントリーは、コンテナの周りで回転し、エックス線の扇状ビームが、コンテナと交差する角度を絶えず変化させる。検出器の配列は、複数のガントリーの角度の各々において、“視象”、すなわち、一群のエックス線減衰測定値を取得する。物体の“走査”は、コンテナの周りでエックス線源及び検出器が一回転する間の異なるガントリーの角度、つまり、異なる表示角度で生成される一連の視野をもたらす。
【０００３】
少なくとも幾つかの既知のＣＴシステムは、三次元（３−Ｄ）容積走査器を用いて、対象の容積の全体を表すＣＴ走査データを得る。３−Ｄ容積ＣＴ走査器の一例は、螺旋式ＣＴ走査器である。エックス線の減衰データが取得される間に、この螺旋式ＣＴ走査器内で、コンテナが、ガントリーの回転軸に実質的に平行な方向に、継続的に移動されて、エックス線源の軌跡が、コンテナから見て螺旋を示すようになる。周知の断層撮影再構築アルゴリズム、例えば、直接フーリエ法若しくはフィルタ処理された背面投影法を用いて、３−Ｄ容積ＣＴ走査器によって走査された容積の全体を表す三次元表示が再構築される。
【０００４】
少なくとも幾つかの既知の検査システムは又、検査操作者に表示するためのコンテナの二次元走査投影（ＳＰ）画像を生成する前走査器を含む。幾つかの既知の前置走査器は、固定エックス線源からのエックス線の扇状ビーム下でコンテナを移動させることによって動作する。コンテナ及びコンテナ内にある内容物によって減衰した後のエックス線の強度が、固定検出器の配列によって測定される。そのような前置走査器には、分離した固定エックス線源及び検出器の配列を用いることができ、また、固定型前置走査器の場合には、予備３−Ｄ容積ＣＴ走査器を採用し、螺旋走査の実行前に二次元ＳＰ画像を生成してもよい。検査システムの操作者は、典型的には、二次元ＳＰ画像におけるある種の物体を認識することに関して、徹底したトレーニングを受け、及び／又は、豊富な経験を積んだものである。その結果として、少なくとも幾らかの検査システムの操作者に対して、ＣＴ走査からの完全な三次元表示の検査よりもむしろＳＰ画像の検査の方が、ある種の物体の識別においては、迅速さ及び正確性の面で有利になる。
【０００５】
また、専用の前置走査器を使用することによって、別の利益を得ることもできる。例えば、少なくとも幾つかの既知の前置走査器は、コンテナに対して二種類のエネルギー走査を行う。低エネルギー走査及び高エネルギー走査に関するデータを収集することによって、そのような検査システムは、例えば、コンテナの内容物の密度画像及び／又は原子番号画像を再構築し、コンテナ内部の物体及び材料の識別を容易にする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
不幸なことに、前置走査器を用いるためには、例えば、別に固定エックス線源及び検出器の配列が必要となるか、若しくは、３−Ｄ容積測定ＣＴ走査器において固定型前置走査器の使用モードを補助するための別のハードウェア及びソフトウェアが必要になるので、検査システムの費用及びコストが増加することになる。また、前走査を実行するために必要な時間が、コンテナを走査するために必要な全体時間に加算される。幾つかの既知の検査システムは、３−Ｄ容積測定ＣＴ走査データを前走査からのＳＰ画像に類似する二次元画像に再投影する代わりに、前走査を控えることによって、これらの潜在的不利益を回避している。しかしながら、少なくとも幾つかのそのようなシステムにおいて再投影された二次元ＳＰ型の画像の解像度は、前置走査器によって生成されたＳＰ画像の解像度よりも低く、及び／又は、元の三次元ＣＴ表示の解像度よりも低い。解像度が低下することによって、細いワイヤといった、三次元ＣＴ走査データにおいて識別することができる問題となる物体が、再投影された二次元画像においては、視認できなくなる。
【０００７】
例えば、図３は、コンテナ１８内の典型的な問題となる物体の右側斜視図である。図３において、コンテナ１８及び該コンテナ１８内の番号を付していない物体は、観察が容易になるように、透明にされる。コンテナ１８は、例えば、これに制限されるものではないが、細いワイヤ６０以外には特徴のない二つの物体６１と６２との間にある細いワイヤ６０、プラスチック爆弾の材料６４、及び／又は、重なった物体６６及び６８といった問題となる物体を含むことがある。
【０００８】
図４は、従来技術である２次元ＳＰ型画像を示す。該画像は、図３に示される典型的な問題となる物体６０、６４、６６及び６８を含むコンテナ１８の３Ｄ容積走査から得られるデータをＳＰ型画像に再投影することに適した方法を用いて、取得することができる。代替的に、図４に示されるような画像は、コンテナ１８の走査からの３Ｄ容積走査データによって、順に生成されたコンテナの３次元表現から、ＳＰ型画像を再表示する適切な方法を用いて、取得することもできる。
【０００９】
図３及び図４を参照すると、細いワイヤ６０以外には何の特徴のない６１及び６２が、細いワイヤ６０の表示なしで、切り離された領域７１及び７２として、ＳＰ型画像内に現れるが、この細いワイヤ６０は、三次元画像表示の検査であれば検出されることになるものである。同様に、検査システム１０による複数のエネルギーを用いる走査についての実施形態においては、プラスチック爆弾６４を含む物質を問題となる物質として検出したであろうが、プラスチック爆弾６４は、ＳＰ型画像内では、何も特徴のない領域７４として現れる。さらに、三次元画像表現の検査であれば、重なっている物体６６及び６８は、別々に存在するものとして検出されたであろうが、ＳＰ型画像では、これらの物体６６及び６８は、一つの結合した領域７６として現れる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
ある態様において、コンテナ内にある少なくとも一つの問題となる物体の画像を生成する方法が提供される。この方法は、コンテナの走査からの三次元容積走査データを受信するステップと、三次元容積走査データから、コンテナの三次元表現を再構築するステップと、三次元表示を検査して、コンテナ内にある少なくとも一つの問題となる物体を検出するステップとを含む。この方法は又、三次元の容積走査データ及び三次元表現のうちの一つから二次元画像を再構築するステップと、少なくとも一つの問題となる物体の位置に対応する二次元画像において、第一の複数の画像要素を識別するステップとを含む。この方法は、さらに、強調表示された第一の複数の画像要素とともに、二次元画像を出力するステップを含む。
【００１１】
別の態様において、コンテナ内部の少なくとも一つの問題となる物体を検出する検査システムが提供される。このシステムは、コンテナの走査から三次元容積走査データを受信し、三次元容積走査データからコンテナの三次元表示を再構築して、コンテナ内部にある少なくとも一つの問題となる物体を検出するように設定されるプロセッサを含む。このプロセッサは又、三次元容積走査データ及び三次元表現のうちの一つから二次元画像を再投影し、少なくとも一つの問題となる物体の位置に対応する二次元画像において、第一の複数の画像要素を識別するように設定される。このプロセッサは、さらに、強調表示された第一の複数の画像要素とともに、二次元画像を出力するように設定される。
【００１２】
さらに別の態様において、コンピュータ読み取り可能媒体上で具現化されたコンピュータプログラムが提供される。このコンピュータプログラムは、コンテナの走査から三次元容積走査データを受信し、三次元容積走査データからコンテナの三次元表示を再構築して、コンテナ内部にある少なくとも一つの問題となる物体を検出するようにプロセッサを設定するコードセグメントを含む。このコードセグメントは又、三次元容積走査データ及び三次元表現のうちの一つから二次元画像を再投影し、少なくとも一つの問題となる物体の位置に対応する二次元画像において、第一の複数の画像要素を識別するようにプロセッサを設定する。このコードセグメントは、さらに、強調表示された第一の複数の画像要素とともに、二次元画像を出力するようにプロセッサを設定する。
【００１３】
図１−６は、本明細書に記載されるシステム及び方法の例示的な実施形態を示す。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】例示的な検査システムの右側斜視図である。
【００１５】
【図２】例示的な検査システムのブロック図である。
【００１６】
【図３】図１及び図２の例示的な検査システムによって、走査されるべきコンテナ内部にある典型的な問題となる物体の右側斜視図である。
【００１７】
【図４】図１及び図２に示される例示的な検査システムを用いる、図３に示されるコンテナの走査によって取得される三次元容積走査データを再投影することによって、取得され得る従来技術の二次元ＳＰ型画像を示す。
【００１８】
【図５】検査のために強調表示される、図３に示される典型的な問題となる物体を伴う図４に示される二次元ＳＰ型画像の例示的な実施形態を示す。
【００１９】
【図６】コンテナ内にある少なくとも一つの問題となる物体の、図５に示されるＳＰ型画像の例示的な実施形態といった、画像を生成する方法の例示的な実施形態を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の少なくとも一つの実施形態が、荷物を検査するシステムを関連して、以下に説明される。しかしながら、ここに提示された教示による導きを受けた当業者にとって、本発明の実施形態は、水上、地上及び／又は空中を運ばれる木箱、箱、ドラム、コンテナ、荷物及びスーツケース、並びに、その他のコンテナ及び／又は物体を含む貨物コンテナを走査するのに適切な、どのようなシステムにも制限なく同様に適用できることが明らかである。
【００２１】
さらに、本発明の実施形態は、荷物を検査するためのエックス線コンピュータ断層撮影（ＣＴ）システムを含むシステムに関連して以下に説明されるが、ここに提示された教示による導きを受けた当業者にとって、中性子線若しくはガンマ線を含む適切な走査放射線源のいずれも、別の実施形態において制限なく使用できることが、明らかである。さらに、ここに提示された教示による導きを受けた当業者にとって、本明細書に記載される検査システムの機能を可能にするのに十分な数の画像要素を生成するものであれば、どのような走査システムも利用できることも、明らかである。“画像要素”という用語は、ピクセル及び／又はボクセルといった画像データ内の要素を指す。
【００２２】
検査システム１０の例示的な実施形態が、図１及び２に示される。例示的な実施形態において、検査システム１０は、ガントレー１２、制御システム１４、及び、ガントレー１２内にあるものとして定義される開口２０内にある、例えば、これに制限されるものではないが、図３に示されるコンテナ１８のような荷物などのコンテナの位置を決めるための、モータ駆動されるベルトコンベア１６を含む３Ｄ容積走査器である。ガントレー１２は、エックス線源２２を含み、該エックス線源は、ガントレー１２の逆側にある検出器の配列２６に向けてエックス線の扇状ビーム２４を投影する。検出器の配列２６は、複数の検出器の要素２８を含む。各検出器の要素２８は、エックス線ビームがコンテナ１８を通った後に、エックス線ビームの減衰した強度を表示する大きさを持つ信号を生成する放射検出器である。ある実施形態においては、検出器要素２８は、エネルギー識別能力を持つ。エックス線投影データを取得する螺旋走査中に、エックス線源２２及び検出器の配列２６を含むガントレー１２は、ｚ方向３２に実質的に平行な軸を回転軸として、平面内のコンテナ１８周囲で回転する最中に、コンテナ１８は、ｚ方向３２にガントレー１２を通って移動する。
【００２３】
図２をさらに参照すると、例示的な実施形態において、ガントレー１２及びエックス線源２２は、制御システム１４によって、制御される。該制御システム１４は、ガントレー制御器３６、エックス線制御器３８、データ取得システム（ＤＡＳ）４０、コンベヤ制御器４４、プロセッサ４６、メモリデバイス４８、入力デバイス５０及びディスプレイ５２を含む。図２では、制御システム１４の要素が、別々の要素として表示されるが、ある実施形態において、制御システム１４の様々な要素は、一つの物理的な要素内で協働して実施されるか、それぞれの要素が、追加的な物理的要素にさらに分割されてもよい。様々なシステム要素間での動作可能な通信が、図２において、矢印付きの線で示される。該矢印付きの線は、含まれるシステムの要素に応じて、信号通信若しくは機械動作を示す。さらに、様々な要素間での動作通信は、有線若しくは無線の方法、或いは、その組み合わせで達成される。例えば、例示的な実施形態において、ガントレー制御器３６は、ガントレー１２の回転速度及び位置を制御する一方で、エックス線制御器３８は、エックス線源２２に強度とタイミングに関する信号を提供し、データ取得システム４０は、検出器の要素２８からアナログデータを取得し、続く処理のために、該データをデジタル形式に変換する
【００２４】
さらに、図１及び図２に示される例示的な実施形態において、プロセッサ４６は、ガントレー制御器３６、エックス線制御器３８及びコンベヤ制御器４４との動作通信を行う。例えば、プロセッサ４６は、ガントレー制御器３６、エックス線制御器３８及びコンベヤ制御器４４から情報を受信し、ガントレー制御器３６、エックス線制御器３８及びコンベヤ制御器４４に制御信号を送信して、検査システム１０の動作を手助けする。本明細書で用いられる“プロセッサ”という用語は、当該技術分野でプロセッサと呼ばれる集積回路のみに制限されるものではなく、幅広く、コンピュータ、マイクロ制御器、マイクロコンピュータ、プログラム可能な論理制御器、アプリケーション特定集積回路及び／又はいずれかの他のプログラム可能な回路を意味する。特定の実施形態において、プロセッサ４６は、統合的に動作するか、若しくは、互いに独立して動作する複数の個別のプロセッサを指す。
【００２５】
プロセッサ４６は又、データ取得システム４０との動作通信を行う。例えば、プロセッサ４６は、命令及び動作パラメータをデータ取得システム４０に送信し、デジタル化されたエックス線投影データをデータ取得システム４０から受信する。例示的な実施形態において、プロセッサ４６は、一又はそれ以上のコンテナ及びその内容物の画像を生成し、生成された画像を処理して、コンテナ１８の内容物を自動的に検査し、及び／又は、操作者によるコンテナ１８の内容物の検査を手助けするように構成される。本明細書で用いられる“内容物”という用語は、コンテナ１８内に含まれるいずれかの物体及び／又は材料を指し、禁輸品を含む。例えば、プロセッサ４６は、検査システム１０を本明細書に記載されるように機能させるいずれかの適切な画像再構築アルゴリズムを用いて、データ取得システム４０から受信される投影データに対して、画像再構築処理を実行する。プロセッサ４６は、検査システム１０を本明細書に記載されるように機能させるいずれかの適切な検査アルゴリズムを用いて、再構築される画像データを自動的に検査する。
【００２６】
例示的な実施形態において、プロセッサ４６は又、メモリデバイス４８、入力デバイス５０及びディスプレイ５２と通信可能である。メモリデバイス４８は、これに制限されるものではないが、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、磁気若しくは光学ドライブ（図示なし）、及び／又は、検査システム１０を本明細書に記載されるように機能させる別の適切な格納デバイスであってもよい。入力デバイス５０は、これに制限されるものではないが、マウス、キーボード、及び／又は、本明細書に記載されるように検査システム１０を機能させる別の適切な入力デバイスであってもよい。表示デバイス５２は、これに制限されるものではないが、モニター、ブラウン管（ＣＲＴ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、及び／又は、検査システム１０を本明細書に記載されるように機能させる別の適切な出力デバイスであってもよい。
【００２７】
ある実施形態において、検査システム１０は、コンテナ１８について、複数エネルギーエックス線の減衰されたデータを取得する。例えば、これに制限されるものではないが、検査システム１０は、エネルギー識別能力を持つ検出器の要素２８を含み、データ取得システム４０が、二又はそれ以上の放射エネルギー水準に対する特徴的なエックス線減衰データを取得できるようにする。ある実施形態においては、プロセッサ４６は、データ取得システム４０によって収集された複数エネルギーの減衰データを用いて、ＣＴ画像を生成するだけでなく、いずれかの適切なアルゴリズムを用いて、コンテナ１８の内容物に関する密度及び／又は原子番号の情報を導出する。この密度及び／又は原子番号の情報は、コンテナ１８内にある材料を識別することをさらに容易にする。
【００２８】
（図１及び図２に示される）検査システム１０を利用して、コンテナ１８の３Ｄ容積ＣＴ走査を実行し、コンテナ１８の内容物の三次元表示を生成し、検査アルゴリズムを三次元表示に適用して、図３に示される問題となる典型的な物体６０、６４、６６及び６８といった、コンテナ１８内部にある問題となる物体を検出する。プロセッサ４６が、３Ｄ容積ＣＴ走査データ、若しくは、三次元表現を、操作者に対する出力のために、例えば、ディスプレイデバイス５２若しくはメモリ４８内の格納器を介して、直ちに、図４に示される型の二次元ＳＰ型画像に再投影することは、有利であるだろう。
【００２９】
図５は、図４の二次元ＳＰ型画像の例示的な実施形態を示すが、三次元表示及び／又は複数のエネルギー走査において検出可能であった、図３に示されるような問題となる典型的な物体６０、６４、６６及び６８が、ここでは検査のために強調表示される。例えば、（図１に示される）プロセッサ４６は、いずれかの適切なアルゴリズムを用いて、コンテナ１８の三次元表示の検査からプロセッサ４６によって、検出される問題となる典型的な物体６０、６４、６６及び６８の位置に対応するＳＰ型投影における、ピクセルといった画像要素を識別する。
【００３０】
図３及び図５に関連して、問題となる典型的な物体６０、６４、６６及び６８が、例えば、これに制限されるものではないが、図４における画像の適切な位置に異常色を追加することによって、図５において、強調表示される。ある実施形態において、一又はそれ以上の問題となる典型的な物体６０、６４、６６及び６８は、異常色の代わりに、若しくは、異常色に追加して、閃光若しくは点滅のディスプレイ効果、或いは、視覚的強調をもたらすいずれかの適切な効果を用いることによって、強調表示される。ある実施形態において、三次元表示において検出されるような細いワイヤ６０の位置は、例えば、図５の再投影されたＳＰ型画像における明るいオレンジ色の異常色の領域８２によって示される。同様に、ある実施形態において、複数のエネルギー３Ｄ容積走査によって、問題となる材料として、識別されるプラスチック爆弾６４は、例えば、図５の再投影されたＳＰ型画像において、明るい赤色の異常色領域８４によって示される。さらに、例示的な実施形態において、三次元表示によって検出された、重なった別々の物体６６及び６８が、例えば、物体６８と重ならない物体６６の位置に対応する第一の異常色領域８６によって示され、物体６６と重ならない物体６８の位置に対応する第二の異常色領域８８によって示され、物体６６が、物体６８と重なる位置に対応する第三の異常色領域９０によって示される。ある実施形態において、第三の異常色領域９０に用いられる異常色は、第一の異常色の領域８６及び第二の異常色の領域８８において用いられる複数の異常色の交差ハッチングを含む。
【００３１】
図６は、図５におけるＳＰ型画像の例示的な実施形態といった、コンテナ内にある少なくとも一つの問題となる物体の画像を生成するための方法１００の例示的な実施形態を示すフローチャートである。例示的な実施形態において、方法１００は、（図１及び２に示される）検査システム１０といったシステムを用いて実行され、（図１−３において示される）コンテナ１８といったコンテナを走査する。しかしながら、方法１００は、検査システム１０の実施に制限されるものではなく、むしろ方法１００は、いずれかの適切な走査データを受信する分離したシステムといったいずれかの適切なシステムに組み入れられるようにすることができる。さらに、方法１００は、コンピュータプログラムとして、コンピュータ読み取り可能な媒体に組み入れられ、及び／又は、いずれかの別の適切な手段によって実施され、及び／又は、具体化される。コンピュータプログラムは、プロセッサによって実行されるときに、一又はそれ以上の方法１００の機能を実行するようにプロセッサを構成させるコードセグメントを含む。
【００３２】
例示的な実施形態において、（図２に示される）検査システム１０のプロセッサ４６は、コンテナ１８の走査から３Ｄ容積走査データを受信し１０２、コンテナ１８の三次元表示を再構築する１０４。プロセッサ４６は又、いずれかの適切な検査アルゴリズムを用いて、三次元表示を検査し１０６、（図３に示される）細いワイヤ６０及び／又は重なった物体６６及び６８といった少なくとも一つの問題となる物体を検出する。さらに、例示的な実施形態においては、プロセッサ４６は、いずれかの適切な方法を用いることによって、３Ｄ容積走査データ及び三次元表現のうちの一つから二次元画像を再投影する１０８。プロセッサ４６は又、少なくとも一つの問題となる物体の位置に対応する二次元画像における、例えば、ピクセルといった、第一の複数の画像要素を識別する１１０。プロセッサ４６は、強調表示される第一の複数の画像要素を伴う二次元画像を出力する１１２。例えば、これに制限されるものではないが、プロセッサ４６は、異常色で示される第一の複数の画像要素を伴う二次元画像を出力する１１２。
【００３３】
ある実施形態において、プロセッサ４６は又、複数のエネルギー走査データを受信し１１４、いずれかの適切なアルゴリズムを用いて、複数のエネルギー走査から、コンテナ１８内にある少なくともひとつの材料に関する、密度及び／又は原子番号情報といった追加的な情報を計算する１１６。プロセッサ４６は、さらに、追加的な情報に基づいて、第一の問題となる材料を検出し１１８、第一の問題となる材料の位置に対応する二次元画像内の、例えば、ピクセルのような、第二の複数の画像要素を識別する１２０。ある実施形態においては、二次元画像を出力する１１２ステップは、さらに、強調表示された第二の複数の画像要素を伴う二次元画像を出力する１１２ステップを含む。例えば、これに制限されるものではないが、プロセッサ４６は、異常色によって表示された第二の複数の画像要素を伴う二次元画像を出力する１１２。
【００３４】
コンテナの検査に関する上述のシステム及び方法は、コンテナ内にある、禁輸品を含む物体の検出の正確性を向上し、該検出に必要な時間及び費用を減少させることを手助けする。より詳細には、本明細書に記載される実施形態は、３Ｄ容積走査データ若しくは三次元表示の二次元再投影から生成されるＳＰ画像において、典型的には可視化できない物体及び材料に関する情報の二次元ＳＰ型画像の表示を手助けする一方で、前走査を行うことに関する追加的な時間及び費用の発生を回避する。本明細書に記載される実施形態の技術的な効果は、典型的な検査システム操作者に有利で親しみやすく、便利な二次元ＳＰ画像形式における、３Ｄ容積走査から利用できる便利な情報を提供する。
【００３５】
コンテナを検査するための方法及びシステムの例示的な実施形態が、上に詳細に説明されている。当該方法及びシステムは、本明細書に記載される特定の実施形態に制限されることなく、むしろ、システムの要素及び／又は方法のステップを、本明細書に記載された別の要素及び／又はステップから、独立に分離して利用することができる。例えば、当該方法は、別の画像化システム及び方法と組み合わせて使用することもでき、本明細書に記載されるような検査システムのみに実施が制限されることはない。むしろ、例示的な実施形態が、多くの別の検査及び／検出アプリケーションに関連して実施され、利用されるようにすることができる。
【００３６】
本明細書に記載された事項は、実施例を用いる最良の形態を含む発明を開示しており、本技術分野における当業者が、いずれかの装置若しくはシステムを製造すること及び利用すること、並びに、いずれかの組み入れられた方法を実行することを含む本発明の実施をすることを可能にする。本発明の特許となり得る範囲は、特許請求の範囲によって定義されており、本発明の技術分野の当業者が思いつく別の例を含むことができる。そのような別の例が、特許請求の範囲の文言と異ならない構成要素を持つ場合、若しくは、特許と本質的でない部分で異なる均等な構成要素を含む場合には、そのような別の例は、特許請求の範囲に含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００３７】
１０ 検査システム
１２ ガントレー
１４ 制御システム
１６ ベルトコンベア
１８ コンテナ
２０ 開口
２２ エックス線源
２４ エックス線の扇状ビーム
２６ 検出器の配列
２８ 検出器の要素
３２ ｚ方向
３６ ガントレー制御器
３８ エックス線制御器
４０ データ取得システム（ＤＡＳ）
４４ コンベヤ制御器
４６ プロセッサ
４８ メモリデバイス
５０ 入力デバイス
５２ ディスプレイ
６０ 細いワイヤ
６１ 細いワイヤ以外に特徴のない物体
６２ 細いワイヤ以外に特徴のない物体
６４ プラスチック爆弾の材料
６６ 重なった物体
６８ 重なった物体
７１ 切り離された領域
７２ 切り離された領域
７４ 特徴のない領域
７６ 結合した領域
８２ 明るいオレンジ色の異常色の領域
８４ 明るい赤色の異常色の領域
８６ 第一の異常色領域
８８ 第二の異常色領域
９０ 第三の異常色領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンテナ内にある少なくとも一つの問題となる物体の画像を生成する方法であって、
コンテナの走査から三次元容積走査データを受信するステップと、
前記三次元容積走査データから前記コンテナの三次元表示を再構築するステップと、
前記三次元表現を検査して、前記コンテナ内にある少なくとも一つの問題となる物体を検出するステップと、
前記三次元容積走査データ及び前記三次元表現のうちの一つから二次元画像を再投影するステップと、
前記少なくとも一つの問題となる物体の位置に対応する、前記二次元画像における第一の複数の画像要素を識別するステップと、
強調表示された前記第一の複数の画像要素を伴って前記二次元画像を出力するステップと、
を備える方法。
【請求項２】
前記三次元表現を検査して、前記コンテナ内にある前記少なくとも一つの問題となる物体を検出するステップは、前記三次元表示を検査して、細いワイヤ及び複数の重なった物体のうちの一つを検出するステップを備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
強調表示された前記第一の複数の画像要素を伴って前記二次元画像を出力するステップは、異常色で表示された前記第一の複数の画像要素を伴って前記二次元画像を出力するステップを備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記少なくとも一つの問題となる物体は、複数の重なった物体を含み、
強調表示された前記第一の複数の画像要素を伴って前記二次元画像を出力するステップは、前記複数の重なった物体の第二物体と重なっていない部分である、前記複数の重なった物体の第一物体の位置に対応する第一の異常色領域、前記第一物体と重なっていない部分である、前記複数の重なった物体の第二物体の位置に対応する第二の異常色領域、及び前記第一物体が前記第二物体と重なった位置に対応する第三の異常色領域を伴う前記二次元画像を出力するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記コンテナの前記走査から複数のエネルギーによる走査データを受信するステップと、
前記複数のエネルギーによる走査データから前記コンテナ内部の少なくとも一つの材料に関する追加的な情報を算出するステップと、
前記追加的な情報に基づいて、前記コンテナ内の問題となる第一材料を検出するステップと、
前記問題となる第一材料の位置に対応する、二次元画像における第二の複数の画像要素を識別するステップと、
強調表示された前記第二の複数の画像要素を伴う前記二次元画像を出力する出力ステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
追加的な情報を算出するステップは、問題となる前記第一材料の密度及び実効原子番号の少なくとも一つを算出するステップを含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
強調表示された前記第二の複数の画像要素を伴う前記二次元画像を出力するステップは、異常色で表示される前記第二の複数の画像要素を伴う前記二次元画像を出力するステップを含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項８】
コンテナ内の少なくとも一つの問題となる物体を検出する検査システムであって、
コンテナの走査から三次元容積走査データを受信し、
前記三次元容積走査データから前記コンテナの三次元表示を再構築し、
前記三次元表現を検査して、前記コンテナ内にある少なくとも一つの問題となる物体を検出し、
前記三次元容積走査データ及び前記三次元表現のうちの一つから二次元画像を再投影し、
前記少なくとも一つの問題となる物体の位置に対応する、前記二次元画像における第一の複数の画像要素を識別し、
強調表示された前記第一の複数の画像要素を伴って前記二次元画像を出力する、
ように設定されるプロセッサを備える検査システム。
【請求項９】
前記プロセッサは、さらに、三次元表現を検査して、細いワイヤ及び複数の重なった物体のうちの少なくとも一つを検出するように、設定されることを特徴とする請求項８に記載の検査システム。
【請求項１０】
異常色で表示された前記第一の複数の画像要素を伴って前記二次元画像を出力するように設定されることを特徴とする請求項８に記載の検査システム。
【請求項１１】
前記少なくとも一つの問題となる物体は、複数の重なった物体を含み、
前記プロセッサは、さらに、前記複数の重なった物体の第二物体と重なっていない部分である、前記複数の重なった物体の第一物体の位置に対応する第一の異常色領域、前記第一物体と重なっていない部分である、前記複数の重なった物体の第二物体の位置に対応する第二の異常色領域、及び、前記第一物体が前記第二物体と重なった位置に対応する第三の異常色領域を伴う前記二次元画像を出力するように設定されることを特徴とする請求項８に記載の検査システム。
【請求項１２】
前記プロセッサは、さらに、
前記コンテナの前記走査から複数のエネルギーによる走査データを受信し、
前記複数のエネルギーによる走査データから前記コンテナ内部の少なくとも一つの材料に関する追加的な情報を算出し、
前記追加的な情報に基づいて、前記コンテナ内の問題となる第一材料を検出し、
前記問題となる第一材料の位置に対応する二次元画像における第二の複数の画像要素を識別し、
強調表示された前記第二の複数の画像要素を伴う前記二次元画像を出力する、
ように設定されることを特徴とする請求項８に記載の検査システム。
【請求項１３】
前記プロセッサは、さらに、前記問題となる第一材料の密度及び実効原子番号の少なくとも一つを算出するように設定されることを特徴とする請求項１２に記載の検査システム。
【請求項１４】
前記プロセッサは、さらに、異常色で表示される前記第二の複数の画像要素を伴う前記二次元画像を出力するように設定されることを特徴とする請求項１２に記載の検査システム。
【請求項１５】
コンピュータ読み取り可能な媒体に組み入れられるコンピュータプログラムであって、前記コンピュータプログラムは、
コンテナの走査から三次元容積走査データを受信し、
前記三次元容積走査データから前記コンテナの三次元表示を再構築し、
前記三次元表現を検査して、前記コンテナ内にある少なくとも一つの問題となる物体を検出し、
前記三次元容積走査データ及び前記三次元表現のうちの一つから二次元画像を再投影し、
前記少なくとも一つの問題となる物体の位置に対応する、前記二次元画像における第一の複数の画像要素を識別し、
強調表示された前記第一の複数の画像要素を伴って前記二次元画像を出力する、
ようにプロセッサを設定するコードセグメントを備えることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項１６】
前記コードセグメントは、三次元表現を検査して、細いワイヤ及び複数の重なった物体のうちの少なくとも一つを検出するようにプロセッサをさらに設定することを特徴とする請求項１５に記載のコンピュータプログラム。
【請求項１７】
前記コードセグメントは、異常色で表示された前記第一の複数の画像要素を伴って前記二次元画像を出力するようにプロセッサをさらに設定することを特徴とする請求項１５に記載のコンピュータプログラム。
【請求項１８】
前記少なくとも一つの問題となる物体は、複数の重なった物体を含み、
前記コードセグメントは、前記複数の重なった物体の第二物体と重なっていない部分である、前記複数の重なった物体の第一物体の位置に対応する第一の異常色領域、前記第一物体と重なっていない部分である、前記複数の重なった物体の第二物体の位置に対応する第二の異常色領域、及び前記第一物体が前記第二物体重なった位置に対応する第三の異常色領域を伴う前記二次元画像を出力するようにプロセッサをさらに設定することを特徴とする請求項１５に記載のコンピュータプログラム。
【請求項１９】
前記コードセグメントは、
前記コンテナの走査から三次元容積走査データを受信し、
前記三次元容積走査データから前記コンテナの三次元表示を再構築し、
前記三次元表現を検査して、前記コンテナ内にある前記少なくとも一つの問題となる物体を検出し、
前記三次元容積走査データ及び前記三次元表現のうちの一つから二次元画像を再投影し、
前記少なくとも一つの問題となる第一材料の位置に対応する、前記二次元画像における第二の複数の画像要素を識別し、
強調表示された前記第二の複数の画像要素を伴って前記二次元画像を出力する、
ようにプロセッサをさらに設定することを特徴とする請求項１５に記載のコンピュータプログラム。
【請求項２０】
前記コードセグメントは、前記問題となる第一材料の密度及び実効原子番号の少なくとも一つを算出するようにプロセッサをさらに設定することを特徴とする請求項１５に記載のコンピュータプログラム。
【請求項１】
コンテナ内にある少なくとも一つの問題となる物体の画像を生成する方法であって、
コンテナの走査から三次元容積走査データを受信するステップと、
前記三次元容積走査データから前記コンテナの三次元表示を再構築するステップと、
前記三次元表現を検査して、前記コンテナ内にある少なくとも一つの問題となる物体を検出するステップと、
前記三次元容積走査データ及び前記三次元表現のうちの一つから二次元画像を再投影するステップと、
前記少なくとも一つの問題となる物体の位置に対応する、前記二次元画像における第一の複数の画像要素を識別するステップと、
強調表示された前記第一の複数の画像要素を伴って前記二次元画像を出力するステップと、
を備える方法。
【請求項２】
前記三次元表現を検査して、前記コンテナ内にある前記少なくとも一つの問題となる物体を検出するステップは、前記三次元表示を検査して、細いワイヤ及び複数の重なった物体のうちの一つを検出するステップを備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
強調表示された前記第一の複数の画像要素を伴って前記二次元画像を出力するステップは、異常色で表示された前記第一の複数の画像要素を伴って前記二次元画像を出力するステップを備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記少なくとも一つの問題となる物体は、複数の重なった物体を含み、
強調表示された前記第一の複数の画像要素を伴って前記二次元画像を出力するステップは、前記複数の重なった物体の第二物体と重なっていない部分である、前記複数の重なった物体の第一物体の位置に対応する第一の異常色領域、前記第一物体と重なっていない部分である、前記複数の重なった物体の第二物体の位置に対応する第二の異常色領域、及び前記第一物体が前記第二物体と重なった位置に対応する第三の異常色領域を伴う前記二次元画像を出力するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記コンテナの前記走査から複数のエネルギーによる走査データを受信するステップと、
前記複数のエネルギーによる走査データから前記コンテナ内部の少なくとも一つの材料に関する追加的な情報を算出するステップと、
前記追加的な情報に基づいて、前記コンテナ内の問題となる第一材料を検出するステップと、
前記問題となる第一材料の位置に対応する、二次元画像における第二の複数の画像要素を識別するステップと、
強調表示された前記第二の複数の画像要素を伴う前記二次元画像を出力する出力ステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
追加的な情報を算出するステップは、問題となる前記第一材料の密度及び実効原子番号の少なくとも一つを算出するステップを含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
強調表示された前記第二の複数の画像要素を伴う前記二次元画像を出力するステップは、異常色で表示される前記第二の複数の画像要素を伴う前記二次元画像を出力するステップを含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項８】
コンテナ内の少なくとも一つの問題となる物体を検出する検査システムであって、
コンテナの走査から三次元容積走査データを受信し、
前記三次元容積走査データから前記コンテナの三次元表示を再構築し、
前記三次元表現を検査して、前記コンテナ内にある少なくとも一つの問題となる物体を検出し、
前記三次元容積走査データ及び前記三次元表現のうちの一つから二次元画像を再投影し、
前記少なくとも一つの問題となる物体の位置に対応する、前記二次元画像における第一の複数の画像要素を識別し、
強調表示された前記第一の複数の画像要素を伴って前記二次元画像を出力する、
ように設定されるプロセッサを備える検査システム。
【請求項９】
前記プロセッサは、さらに、三次元表現を検査して、細いワイヤ及び複数の重なった物体のうちの少なくとも一つを検出するように、設定されることを特徴とする請求項８に記載の検査システム。
【請求項１０】
異常色で表示された前記第一の複数の画像要素を伴って前記二次元画像を出力するように設定されることを特徴とする請求項８に記載の検査システム。
【請求項１１】
前記少なくとも一つの問題となる物体は、複数の重なった物体を含み、
前記プロセッサは、さらに、前記複数の重なった物体の第二物体と重なっていない部分である、前記複数の重なった物体の第一物体の位置に対応する第一の異常色領域、前記第一物体と重なっていない部分である、前記複数の重なった物体の第二物体の位置に対応する第二の異常色領域、及び、前記第一物体が前記第二物体と重なった位置に対応する第三の異常色領域を伴う前記二次元画像を出力するように設定されることを特徴とする請求項８に記載の検査システム。
【請求項１２】
前記プロセッサは、さらに、
前記コンテナの前記走査から複数のエネルギーによる走査データを受信し、
前記複数のエネルギーによる走査データから前記コンテナ内部の少なくとも一つの材料に関する追加的な情報を算出し、
前記追加的な情報に基づいて、前記コンテナ内の問題となる第一材料を検出し、
前記問題となる第一材料の位置に対応する二次元画像における第二の複数の画像要素を識別し、
強調表示された前記第二の複数の画像要素を伴う前記二次元画像を出力する、
ように設定されることを特徴とする請求項８に記載の検査システム。
【請求項１３】
前記プロセッサは、さらに、前記問題となる第一材料の密度及び実効原子番号の少なくとも一つを算出するように設定されることを特徴とする請求項１２に記載の検査システム。
【請求項１４】
前記プロセッサは、さらに、異常色で表示される前記第二の複数の画像要素を伴う前記二次元画像を出力するように設定されることを特徴とする請求項１２に記載の検査システム。
【請求項１５】
コンピュータ読み取り可能な媒体に組み入れられるコンピュータプログラムであって、前記コンピュータプログラムは、
コンテナの走査から三次元容積走査データを受信し、
前記三次元容積走査データから前記コンテナの三次元表示を再構築し、
前記三次元表現を検査して、前記コンテナ内にある少なくとも一つの問題となる物体を検出し、
前記三次元容積走査データ及び前記三次元表現のうちの一つから二次元画像を再投影し、
前記少なくとも一つの問題となる物体の位置に対応する、前記二次元画像における第一の複数の画像要素を識別し、
強調表示された前記第一の複数の画像要素を伴って前記二次元画像を出力する、
ようにプロセッサを設定するコードセグメントを備えることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項１６】
前記コードセグメントは、三次元表現を検査して、細いワイヤ及び複数の重なった物体のうちの少なくとも一つを検出するようにプロセッサをさらに設定することを特徴とする請求項１５に記載のコンピュータプログラム。
【請求項１７】
前記コードセグメントは、異常色で表示された前記第一の複数の画像要素を伴って前記二次元画像を出力するようにプロセッサをさらに設定することを特徴とする請求項１５に記載のコンピュータプログラム。
【請求項１８】
前記少なくとも一つの問題となる物体は、複数の重なった物体を含み、
前記コードセグメントは、前記複数の重なった物体の第二物体と重なっていない部分である、前記複数の重なった物体の第一物体の位置に対応する第一の異常色領域、前記第一物体と重なっていない部分である、前記複数の重なった物体の第二物体の位置に対応する第二の異常色領域、及び前記第一物体が前記第二物体重なった位置に対応する第三の異常色領域を伴う前記二次元画像を出力するようにプロセッサをさらに設定することを特徴とする請求項１５に記載のコンピュータプログラム。
【請求項１９】
前記コードセグメントは、
前記コンテナの走査から三次元容積走査データを受信し、
前記三次元容積走査データから前記コンテナの三次元表示を再構築し、
前記三次元表現を検査して、前記コンテナ内にある前記少なくとも一つの問題となる物体を検出し、
前記三次元容積走査データ及び前記三次元表現のうちの一つから二次元画像を再投影し、
前記少なくとも一つの問題となる第一材料の位置に対応する、前記二次元画像における第二の複数の画像要素を識別し、
強調表示された前記第二の複数の画像要素を伴って前記二次元画像を出力する、
ようにプロセッサをさらに設定することを特徴とする請求項１５に記載のコンピュータプログラム。
【請求項２０】
前記コードセグメントは、前記問題となる第一材料の密度及び実効原子番号の少なくとも一つを算出するようにプロセッサをさらに設定することを特徴とする請求項１５に記載のコンピュータプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−２３０６７６（Ｐ２０１０−２３０６７６Ａ）
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１０−９２５９７（Ｐ２０１０−９２５９７）
【出願日】平成２２年３月２６日（２０１０．３．２６）
【出願人】（５１００６７２１２）モルフォ ディテクション インコーポレイテッド (6)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−９２５９７（Ｐ２０１０−９２５９７）
【出願日】平成２２年３月２６日（２０１０．３．２６）
【出願人】（５１００６７２１２）モルフォ ディテクション インコーポレイテッド (6)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]