(57)【要約】      （修正有）【課題】二重エネルギー検出方法及び装置を提供する。【解決手段】被測定体１０に第１のＸ線ビームを送信するＸ線源１１と、積分モードで作動され、被測定体を透過した第２のＸ線ビームを受信することにより、第１の電気信号を生成するシンチレーション検出器１２と、カウントモードで作動され、シンチレーション検出器を透過した第３のＸ線ビームを受信することにより、第２の電気信号を生成し、かつ、シンチレーション検出器の後方に位置するチェレンコフ検出器１３と、第１の電気信号及び第２の電気信号に基づき、被測定体の画像、厚さ及び材質情報を出力するプロセッサー１４と、を備える。本二重エネルギー検出方法は、より鮮鋭でより多くの情報を含む被測定体の画像を取得することができる。【選択図】図１
2019174471.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定体に第１のＸ線ビームを送信するＸ線源と、
積分モードで作動され、前記被測定体を透過した第２のＸ線ビームを受信することにより、第１の電気信号を生成するシンチレーション検出器と、
前記シンチレーション検出器の後方に位置し、カウントモードで作動され、前記シンチレーション検出器を透過した第３のＸ線ビームを受信することにより、第２の電気信号を生成するチェレンコフ検出器と、
前記第１の電気信号及び前記第２の電気信号に基づき、前記被測定体の画像、厚さ及び材質情報を出力するプロセッサーと、を備える
ことを特徴とする二重エネルギー検出装置。
【請求項２】
前記シンチレーション検出器は、
シンチレータと、
感光素子と、
積分モードで作動され、前記被測定体の画像情報を含む前記第１の電気信号を出力するデータ読み出し回路と、を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の二重エネルギー検出装置。
【請求項３】
前記チェレンコフ検出器は、
チェレンコフ放射体と、
光電子増倍素子と、
カウントモードで作動され、前記被測定体の画像、厚さ及び材質情報を含む前記第２の電気信号を出力する高速読み出し回路と、を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の二重エネルギー検出装置。
【請求項４】
前記プロセッサーは、前記第１の電気信号及び前記第２の電気信号に基づき、前記被測定体の画像を取得し、前記第２の電気信号に基づき、前記被測定体の厚さ及び材質情報を取得する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかの一項に記載の二重エネルギー検出装置。
【請求項５】
前記高速読み出し回路は、前記第３のＸ線ビームを受信し前記第３のＸ線ビームのエネルギースペクトルを取得し、当該エネルギースペクトルの第１の予め設定区間における第１の積分及び当該エネルギースペクトルの第２の予め設定区間における第２の積分を取得し、前記第１の積分及び前記第２の積分に基づき、前記被測定体の厚さ及び材質情報を取得するように構成される
ことを特徴とする請求項３に記載の二重エネルギー検出装置。
【請求項６】
前記光電子増倍素子は、光電子増倍管又はシリコン光電子増倍管である
ことを特徴とする請求項３に記載の二重エネルギー検出装置。
【請求項７】
積分モードで作動されるシンチレーション検出器が、第１のＸ線ビームの被測定体を透過した第２のＸ線ビームに基づいて生成した第１の電気信号を受信するステップと、
カウントモードで作動され、かつ、前記シンチレーション検出器の後方に位置するチェレンコフ検出器が、前記第２のＸ線ビームの前記シンチレーション検出器を透過した第３のＸ線ビームに基づいて生成した第２の電気信号を受信するステップと、
前記第１の電気信号及び前記第２の電気信号に基づき、前記被測定体の画像、厚さ及び材質情報を取得するステップと、を含む
ことを特徴とする二重エネルギー検出方法。
【請求項８】
前記第１の電気信号は、前記被測定体の画像情報を含み、
前記第２の電気信号は、前記被測定体の画像、厚さ及び材質情報を含む
ことを特徴とする請求項７に記載の二重エネルギー検出方法。
【請求項９】
前記第１の電気信号及び前記第２の電気信号に基づき、前記被測定体の画像、厚さ及び材質情報を取得するステップは、
前記第１の電気信号及び前記第２の電気信号に基づき、前記被測定体の画像情報を取得するステップと、
前記第２の電気信号に基づき、前記被測定体の厚さ及び材質情報を取得するステップと、を含む
ことを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の二重エネルギー検出方法。
【請求項１０】
前記第２の電気信号に基づき、前記被測定体の厚さ及び材質情報を取得するステップは、
前記第２の電気信号に基づき、前記第３のＸ線ビームのエネルギースペクトルを取得するステップと、
当該エネルギースペクトルの第１の予め設定区間の第１の積分及び当該エネルギースペクトルの第２の予め設定区間の第２の積分を取得するステップと、
前記第１の積分及び前記第２の積分に基づき、前記被測定体の厚さ及び材質情報を取得するステップと、を含む
ことを特徴とする請求項９に記載の二重エネルギー検出方法。
【請求項１１】
積分モードで作動されるシンチレーション検出器が、第１のＸ線ビームの被測定体を透過した第２のＸ線ビームに基づいて生成した第１の電気信号を受信するように構成された第１の電気信号受信モジュールと、
カウントモードで作動され、かつ、チェレンコフ検出器が前記シンチレーション検出器の後方に位置する前記チェレンコフ検出器が、前記第２のＸ線ビームの前記シンチレーション検出器を透過した第３のＸ線ビームに基づいて生成した第２の電気信号を受信するように構成された第２の電気信号受信モジュールと、
前記第１の電気信号及び前記第２の電気信号に基づき、前記被測定体の画像、厚さ及び材質情報を取得するように構成されたダブル信号処理モジュールと、備える
ことを特徴とする二重エネルギー検出装置。
【請求項１２】
メモリと、
前記メモリに格納された命令に基づき、請求項７〜１０のいずれか１項に記載の方法を実行するように配置される、前記メモリに結合されたプロセッサーと、を備える
ことを特徴とする電子機器。
【請求項１３】
プロセッサで実行されることにより、請求項７〜１０のいずれか１項に記載の二重エネルギー検出方法を実現するためのプログラムが記録された
ことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、放射線検出技術分野に関し、具体的には、二重エネルギー検出方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
メガボルト程度のＸ線検査システムにおいて、より鮮鋭的な画像及びより多くの物質組成情報を取得することが重要な技術開発の傾向である。
【０００３】
現在、Ｘ線検査の分野において、被測定体の情報を取得するための主要的な方法は二重エネルギーＸ線により実現されるものである。典型的な方法としては、二重エネルギー加速器を採用するものであり、即ち、異なるエネルギーの電子ビームを交互に使用することにより、異なるエネルギーを持つＸ線ビームを発生し、この２つのグループの信号を分析し、被測定体の実効原子番号の情報を取得することとなる。しかし、当該方法は電子加速器のエネルギーの安定性に対する要求が比較的に高いとともに、被測定体が移動し続け、高エネルギーと低エネルギーのＸ線ビームは、実際には、被測定体の異なる箇所からＸ線ビームの信号を収集されたものとなり、識別効果の歪みが生じてしまう。なお、低エネルギーのＸ線ビームの平均的な減衰係数が大きく、即ち、透過能力が悪いことで、画像全体の透過力指数及び物質の識別効果が制限される。
【０００４】
もう一つの方法は、エネルギースペクトル測定方法、即ち、入射されたＸ線ビームのうちの各Ｘ線の光子エネルギーを測定する方法を使用するものである（以下「カウントモード」と総称する）。当該方法では、検出器全体の時間応答速度（以下、「収集時間」と総称する）及び後続の読み出し回路の速度に対する要求が非常に高く、そうでない場合、入射されたＸ線の密度が制限されることとなり、大きなばらつきが生じてしまう。例えば、毎回の収集の時間は長すぎる場合、ちょうど二つの低エネルギーのＸ線光子がこの時間内に検出器の感度ボリューム内に入射され、高エネルギーのＸ線光子と見なされることがあるため、低い線の強度でしか作動されない。当該方法は物質の識別効果を向上させることができるが、低強度のＸ線ビームのみで適用される。
【０００５】
中国の特許文献ＣＮ１０１６２９９１７Ａにおいて、上記の問題をある程度で克服することができる二重エネルギー検出装置が開示されている。しかし、当該特許文献において、二つの検出器が連携して作動する必要があり、使用中において、既存のシステムに対してデバッグを行う必要があり、二つの検出器の間にパラメータを連携して調整される必要があり、使用が不便になり、出力された画像の画質の向上が望まれている。それに、当時の技術レベルにより制限されたため、この特許文献において採用された検出器が全て積分モードを採用している。従って、使い易くて、より鮮鋭的な画像を出力できる二重エネルギー検出器及び二重エネルギー検出方法が必要となる。
【０００６】
なお、上記の背景技術に開示された上記の情報は、本開示の背景に対する理解を強化するためのものに過ぎず、当業者にとって公知の先行技術ではない情報を含むことができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本開示は、従来の技術における二重エネルギー検出器の使用の不便さ及び画像の画質の不鮮鋭な問題を少なくともある程度で克服する可能な二重エネルギー検出方法及び二重エネルギー検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の第１の態様によれば、二重エネルギー検出装置を提供し、当該二重エネルギー検出装置は、
被測定体に第１のＸ線ビームを送信するＸ線源と、
積分モードで作動され、前記被測定体を透過した第２のＸ線ビームを受信することにより、第１の電気信号を生成するシンチレーション検出器と、
前記シンチレーション検出器の後方に位置し、カウントモードで作動され、前記シンチレーション検出器を透過した第３のＸ線ビームを受信することにより、第２の電気信号を生成するチェレンコフ検出器と、
前記第１の電気信号及び前記第２の電気信号に基づき、前記被測定体の画像、厚さ及び材質情報を出力するプロセッサーと、を備える。
【０００９】
本開示に係る一つの例示的な実施例において、前記シンチレーション検出器は、
シンチレータと、
感光素子と、
積分モードで作動され、前記被測定体の画像情報を含む前記第１の電気信号を出力するデータ読み出し回路と、を備える。
【００１０】
本開示に係る一つの例示的な実施例において、前記チェレンコフ検出器は、
チェレンコフ放射体と、
光電子増倍素子と、
カウントモードで作動され、前記被測定体の画像、厚さ及び材質情報を含む前記第２の電気信号を出力する高速読み出し回路と、を備える。
【００１１】
本開示に係る一つの例示的な実施例において、前記プロセッサーは、前記第１の電気信号及び前記第２の電気信号に基づき、前記被測定体の画像を取得し、前記第２の電気信号に基づき、前記被測定体の厚さ及び材質情報を取得する。
【００１２】
本開示に係る一つの例示的な実施例において、前記高速読み出し回路は、前記第３のＸ線ビームを受信し前記第３のＸ線ビームのエネルギースペクトルを取得し、当該エネルギースペクトルの第１の予め設定区間における第１の積分及び当該エネルギースペクトルの第２の予め設定区間における第２の積分を取得し、前記第１の積分及び前記第２の積分に基づき、前記被測定体の厚さ及び材質情報を取得するように構成される。
【００１３】
本開示に係る一つの例示的な実施例において、前記光電子増倍素子は、光電子増倍管又はシリコン光電子増倍管である。
【００１４】
本開示の第２の態様によれば、二重エネルギー検出方法を提供し、当該二重エネルギー検出方法は、
積分モードで作動されるシンチレーション検出器が、第１のＸ線ビームの被測定体を透過した第２のＸ線ビームに基づいて生成した第１の電気信号を受信するステップと、
カウントモードで作動され、かつ、前記シンチレーション検出器の後方に位置するチェレンコフ検出器が、前記第２のＸ線ビームの前記シンチレーション検出器を透過した第３のＸ線ビームに基づいて生成した第２の電気信号を受信するステップと、
前記第１の電気信号及び前記第２の電気信号に基づき、前記被測定体の画像、厚さ及び材質情報を取得するステップと、を含む。
【００１５】
本開示に係る一つの例示的な実施例において、前記第１の電気信号は、前記被測定体の画像情報を含み、前記第２の電気信号は、前記被測定体の画像、厚さ及び材質情報を含む。
【００１６】
本開示に係る一つの例示的な実施例において、前記第１の電気信号及び前記第２の電気信号に基づき、前記被測定体の画像、厚さ及び材質情報を取得するステップは、
前記第１の電気信号及び前記第２の電気信号に基づき、前記被測定体の画像情報を取得するステップと、
前記第２の電気信号に基づき、前記被測定体の厚さ及び材質情報を取得するステップと、を含む。
【００１７】
本開示に係る一つの例示的な実施例において、前記第２の電気信号に基づき、前記被測定体の厚さ及び材質情報を取得するステップは、
前記第２の電気信号に基づき、前記第３のＸ線ビームのエネルギースペクトルを取得するステップと、
当該エネルギースペクトルの第１の予め設定区間の第１の積分及び当該エネルギースペクトルの第２の予め設定区間の第２の積分を取得するステップと、
前記第１の積分及び前記第２の積分に基づき、前記被測定体の厚さ及び材質情報を取得するステップと、を含む。
【００１８】
本開示の第３の態様によれば、二重エネルギー検出装置を提供し、当該二重エネルギー検出装置は、
積分モードで作動されるシンチレーション検出器が、第１のＸ線ビームの被測定体を透過した第２のＸ線ビームに基づいて生成した第１の電気信号を受信するように構成された第１の電気信号受信モジュールと、
カウントモードで作動され、かつ、チェレンコフ検出器が前記シンチレーション検出器の後方に位置する前記チェレンコフ検出器が、前記第２のＸ線ビームの前記シンチレーション検出器を透過した第３のＸ線ビームに基づいて生成した第２の電気信号を受信するように構成された第２の電気信号受信モジュールと、
前記第１の電気信号及び前記第２の電気信号に基づき、前記被測定体の画像、厚さ及び材質情報を取得するように構成されたダブル信号処理モジュールと、を備える。
【００１９】
本開示の第４の態様によれば、二重エネルギー検出装置を提供し、当該二重エネルギー検出装置は、
メモリと、
前記メモリに格納された命令に基づき、請求項７〜１０のいずれか１項に記載の方法を実行するように配置される、前記メモリに結合されたプロセッサー、を備える。
【００２０】
本開示の第５の態様によれば、プロセッサで実行されることにより、請求項７〜１０のいずれか１項に記載の二重エネルギー検出方法を実現するためのプログラムが記録された記録媒体を提供する。
【００２１】
本開示により提供された二重エネルギー検出装置及び方法において、Ｘ線の検査時に独立して作動されるシンチレーション検出器及びシンチレーション検出器の後方に位置する、独立して作動されるチェレンコフ検出器の出力信号に対して処理を行うことにより、より鮮鋭でより多くの被測定体に関する情報が含まれる画像を得ることが可能である。なお、二つの検出器を独立して働かせることにより、既存のシステムとシームレスに統合されてもよく、二つの検出器に対して協調パラメータを調整する必要がなく、使用の難しさが低減されることとなり、Ｘ線の検出の効果を向上させる。
【００２２】
二つの検出器は、独立して作動してもよいが、データをさらに統合してもよいことで、より正確な被測定体の情報を提供する。
【００２３】
なお、上記の一般的な説明および以下の詳細な説明は、単なる例示および解釈的なものであり、本開示を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
ここの図面は、明細書に組み入れて本明細書の一部分を構成し、本開示に該当する実施例を例示するとともに、明細書とともに本開示の原理を説明する。なお、以下の記載における図面はただ本開示の一部の実施例に過ぎず、当業者の場合、創造的な労働を付与しない前提で、これらの図面によって他の図面を得ることができる。
【図１】本開示の例示的な実施例に係る二重エネルギー検出装置を模式的に示した模式図である。
【図２】本開示の例示的な実施例に係るエネルギースペクトルを模式的に示した模式図である。
【図３】本開示の例示的な実施例に係るチェレンコフ検出器においてカウントモードを採用することにより得られる同じ質量や厚さの場合、異なる物質のエネルギースペクトルを模式的に示した模式図である。
【図４】本開示の例示的な実施例に係るデータの処理後に得られる異なる物質の曲線を模式的に示した模式図である。
【図５】本開示の例示的な実施例に係る二重エネルギー検出装置の実際の作動状況を模式的に示した模式図である。
【図６】本開示の例示的な実施例に係る二重エネルギー検出方法を模式的に示したフローチャートである。
【図７】本開示の例示的な実施例に係る二重エネルギー検出方法を模式的に示したサブフローチャートである。
【図８】本開示の例示的な実施例に係る二重エネルギー検出装置を模式的に示したブロック図である。
【図９】本開示の例示的な実施例に係る二重エネルギー検出装置として用いられる電子デバイスを模式的に示した模式図である。
【図１０】本開示の例示的な実施例に係る記録媒体を模式的に示した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照して、例示的な実施形態をより全面的に説明する。しかしながら、例示的な実施形態は様々な形態で実施されることができ、ここで説明する実施例に限定されるものではないことと理解すべきである。逆に、これらの実施形態を提供することにより、本開示はより全面的で完全になり、また、例示的な実施形態の思想を全面的に当業者に伝えることができる。説明する特徴、構造また特性は、任意の適切な方法で、一つ又は複数の実施形態に組み合わせることができる。以下の説明において、多くの具体的な詳細を提供して、本開示の実施形態を十分に理解させる。なお、本開示の技術案における特定詳細中の一つ又は複数を省略するか、或いは、他の方法、構成要素、装置、ステップなどを採用して、本開示の技術案が実践できることは、当業者にであれば理解し得ることである。その他の場合、本開示を不鮮明にさせることを避けるために、公知の技術案は、詳細に図示又は説明しない。
【００２６】
なお、図面は本開示の模式的な図面に過ぎず、図面中の同じ符号は、同一又は類似した部分を示しているため、重複する説明は省略する。図面に示されるいくつかのブロック図は機能エンティティであり、必ずしも物理的に又は論理的に独立したエンティティに対応するわけではない。これらの機能エンティティは、ソフトウェアとして実現されてもよく、１つ以上のハードウェアモジュールまたは集積回路において実現されてもよく、または異なるネットワーク及び／又はプロセッサ装置および／またはマイクロコントローラ装置において実現されてもよい。
【００２７】
以下、図面を参照して本開示の例示的な実施形態を説明する。
【００２８】
図１は、本開示の例示的な実施例に係る二重エネルギー検出装置を模式的に示した模式図である。
【００２９】
図１を参照して、二重エネルギー検出装置１００は、
被測定体１０に第１のＸ線ビームを送信するＸ線源１１と、
積分モードで作動され、前記被測定体を透過した第２のＸ線ビームを受信することにより、第１の電気信号を生成するシンチレーション検出器１２と、
前記シンチレーション検出器の後方に位置し、カウントモードで作動され、前記シンチレーション検出器を透過した第３のＸ線ビームを受信することにより、第２の電気信号を生成するチェレンコフ検出器１３と、
前記第１の電気信号及び前記第２の電気信号に基づき、前記被測定体の画像、厚さ及び材質情報を出力するプロセッサー１４と、を備えてもよい。
【００３０】
図１に示すように、シンチレーション検出器１２は被測定体１０に近接し、チェレンコフ検出器１３はシンチレーション検出器１２の真後方に位置する。シンチレーション検出器１２は、シンチレータ１２１、感光素子１２２及びデータ読み出し回路１２３を含む。チェレンコフ検出器１３は、チェレンコフ放射体１３１、光電子増倍素子１３２及び高速読み出し回路１３３を含む。ここで、光電子増倍素子１３２は、例えば、光電子増倍管やシリコン光電子増倍管などであってもよい。
【００３１】
被測定体１０を透過したＸ線（第２のＸ線）は、シンチレーション検出器１２のシンチレータ（感度ボリューム）１２１内に入射され、感光素子１２２（例えばフォトダイオード）は、第２のＸ線と結合され、入射されたＸ線により引き起こされたシンチレーション光を電気信号に変換し、データ読み出し回路１２３に送信する。データ読み出し回路１２３は、積分モードで作動し、Ｘ線パルスビーム全体の信号を読み出すことができ、その中の各Ｘ線光子のエネルギーを区別することなく、Ｘ線ビーム全体の複数のＸ線光子を一体として検出し、前記被測定体の画像情報が含まれる第１の電気信号を出力するために用いられる。シンチレーション検出器１２は独立して作動し、チェレンコフ検出器１３に合わせてパラメータを調整する必要はなく、従来の放射線検査システムとの互換性を維持することができ、従来の検出要求を満たす。
【００３２】
チェレンコフ放射体１３１はシンチレーション検出器１２を透過したＸ線（第３のＸ線）を受信し、光電子増倍素子１３２はチェレンコフ放射体１３１内において各Ｘ線光子により生成されたチェレンコフ放射を読み出す。高速読み出し回路１３３は、カウントモードで作動し、応答時間がＸ線ビーム中の各Ｘ線光子のインターバル時間よりも小さく、チェレンコフ放射が光電子増倍素子１３２を介して変換された電気信号を読み出すことができ、一つのＸ線ビームのエネルギースペクトル信号（第２の電気信号）が生成され、当該エネルギースペクトル信号は、被測定体の画像、厚さ及び材質情報を含んでもよい。チェレンコフ検出器１３は、その感知ボリューム内に入射されたＸ線エネルギースペクトルを分析することにより、被測定体の画像、材質、厚さなどの情報を得ることができる。チェレンコフ検出器１３は独立して作動し、シンチレーション検出器１２に合わせてパラメータを調整する必要はなく、エネルギースペクトルの識別を独立して実行し、物質の分解情報を出力することができる。
【００３３】
シンチレーション検出器１２とチェレンコフ放射器１３を独立して作動させることにより、システムのパラメータを連携して調整することを回避させ、使用の難しさを低減され、且つ既存のシステムとシームレスに結合され、市場の受け入れ度を向上させることができる。
【００３４】
図１に示すように構成には、シンチレーション検出器１２は従来の放射線検査を完成することを担当し、チェレンコフ検出器１３は補足として物質の識別効果を高める。チェレンコフ検出器１３に入射された第３のＸ線ビームは、シンチレーション検出器１２に入射された第２のＸ線ビームより強度が大幅に減衰され、チェレンコフ検出器の固有の閾値特性により、特定のエネルギーよりも低いＸ線がチェレンコフ検出器内において信号を生成することは困難であり、低エネルギーのＸ線により形成された干渉を回避させることができる。このように、フロントシンチレーション検出器は基本的な検出機能を完成し、既存のシステムとの互換性を維持することができ、リヤチェレンコフ検出器は閾値により低エネルギーのＸ線光子を遮蔽し、二重エネルギー検出器全体のＸ線光子に対する分解能を改善させる。
【００３５】
同時に、チェレンコフ放射の速度が速いため、高密度のＸ線エネルギースペクトルの測定の要求を満たすことができ、シンチレーション検出器が高カウント率のエネルギースペクトルの測定を行うことができない欠点が補われた。その感度ボリューム内での放射光の収率は低いが、高利得の光電子部品（例えばシリコン光電子増倍管）とマッチングし（利得倍数が１０６倍以上に達することが可能）、当該弱点をよく解決させた。
【００３６】
本開示に係る一つの例示的な実施例において、プロセッサー１４は、前記第１の電気信号及び前記第２の電気信号に基づき、前記被測定体の画像を取得し、前記第２の電気信号に基づき、前記被測定体の厚さ及び材質情報を取得するように構成される。
【００３７】
独立して作動されるシンチレーション検出器により識別された被測定体の画像、独立して作動されるチェレンコフ検出器により識別された物質画像、厚さ及び材質情報に基づき、より詳細な画像を取得し、物質の識別能力を増加させ、透過性指数を高めることができる。
【００３８】
被測定体の画像を取得する形態としては、例えば、画像データの重畳であってもよく、例えば色といった厚さ及び材質を示す情報を被測定体の画像に付加することにより、より鮮鋭的な画像を生成し、且つ当該画像は被測物質の情報をより多く表示することができる。
【００３９】
図２は、本開示の例示的な実施例に係るエネルギースペクトルを模式的に示した模式図である。
【００４０】
図２に示すように、曲線２１は７ＭｅＶの電子加速器から出射された制動放射により生成されたＸ線エネルギースペクトルであり、曲線２２は３０ｍｍのＣｓＩ（Ｔ１）を通過した後のエネルギースペクトルである。曲線２２で示されるエネルギースペクトルを識別することにより、被測定体の画像、厚さなどの情報を取得することができる。
【００４１】
図３は、本開示の例示的な実施例に係る同じ質量や厚さの場合、チェレンコフ検出器により得られる四つの物質のエネルギースペクトルを模式的に示した模式図である。
【００４２】
図３を参照して、Ｘ線はそれぞれ炭素（曲線３１）、アルミニウム（曲線３２）、鉄（曲線３３）および鉛（曲線３４）の四つの材質を透過し、チェレンコフ検出器により図に示されるようなエネルギースペクトルを生成する。四つの曲線に示されるエネルギースペクトルに対して識別を行うことにより、被測定体の材質など情報が正確に識別されることができる。
【００４３】
いくつかの実施例において、高速読み出し回路１３３は、前記第３のＸ線ビームを受信し前記第３のＸ線ビームのエネルギースペクトルを取得し、当該エネルギースペクトルの第１の予め設定区間の第１の積分及び当該エネルギースペクトルの第２の予め設定区間の第２の積分を取得し、前記第１の積分及び前記第２の積分に基づき、前記被測定体の厚さ及び材質情報を取得するように構成される。
【００４４】
例えば、図３に示されるいずれかの曲線に対して、８０番目から１００番目のチャンネル（Ｃｈａｎｎｅｌ）までの積分値をｓｉｇｎａｌＨとして取得し、１０番目から４０番目のチャンネルまでの積分値をｓｉｇｎａｌＬとして取得し、その後、以下の式により変換エネルギースペクトルを算出する。
【００４５】
【数１】
2019174471.tif 000003
図４は、式（１）により得られた異なる物質のエネルギースペクトルの変換曲線である。
【００４６】
ここで、曲線４１は「炭素物質」を表し、曲線４２は「アルミニウム物質」を表し、曲線４３は「鉄物質」を表し、曲線４４は「鉛物質」を表す。図４に示すように、物質の厚さは、ｘの値が増加するに連れて増加し、物質の材質はｙの値により異なる。被測定体１０とシンチレーション検出器１２を透過した第３のＸ線のエネルギースペクトルの（ｘ，ｙ）値を算出することにより、被測定体の厚さ情報と材質情報を得ることができる。この方法は、シンチレーション検出器の存在を元として確立されるので、シンチレーション検出器の構造情報が変化されたとき、チェレンコフ検出器の構造や構成などのハードウェア情報が変更される必要がなく、アルゴリズムとパラメータを調整すれば良い。
【００４７】
上記の積分領域の値は、単なる一例であり、当業者は実際の状況に応じて積分領域を設置してもよい。
【００４８】
図５は、本開示の例示的な実施例に係る二重エネルギー検出装置の実際作動状況を模式的に示した模式図である。
【００４９】
図５を参照して、実際に作動する中において、シンチレーション検出器及びチェレンコフ検出器は、通常、アレイに配置されて作動することにより、一層全面的なＸ線情報を取得する。従って、実際に作動する中において、Ｘ線源１１、シンチレーション検出器アレイ１２０及びチェレンコフ検出器アレイ１３０はそれぞれ被測定体１０の両側に位置し、チェレンコフ検出器アレイ１３０のうちの各チェレンコフ検出器１３はシンチレーション検出器１２０のうちの各シンチレーション検出器１２と１対１で対応付けられる。
【００５０】
本開示から提供された二重エネルギー検出装置は、従来の二重エネルギー検出器に比べて、高強度、高密度のＸ線に適応されており、より高い検出効率を有し、より鮮鋭でより詳細な被測定体の画像を出力する。なお、独立して作動されるシンチレーション検出器及びチェレンコフ検出器を保留することにより、利用可能性及び性能指数は、従来技術における積分モードの検出方法の利点を完全に含み、検出器のパラメータを連携して調整する必要なく、市場によってより容易に受け入れられる。
【００５１】
図６は、本開示の例示的な実施例に係る二重エネルギー検出方法を模式的に示したフローチャートである。
【００５２】
図６を参照して、二重エネルギー検出方法６００は、以下のステップＳ６０２と、ステップＳ６０４と、ステップＳ６０６とを含まれている。
【００５３】
ステップＳ６０２において、積分モードで作動されるシンチレーション検出器が、第２のＸ線ビームに基づいて生成された第１の電気信号を受信し、前記第２のＸ線ビームは、第１のＸ線ビームが被測定体を透過したことにより形成される。
【００５４】
ステップＳ６０４において、カウントのモードで作動され、かつ、チェレンコフ検出器が第３のＸ線ビームに基づいて生成した第２の電気信号を受信し、前記チェレンコフ検出器が前記シンチレーション検出器の後方に位置し、前記第３のＸ線ビームは、前記第２のＸ線ビームが前記シンチレーション検出器を透過したことにより形成される。
【００５５】
ステップＳ６０６において、前記第１の電気信号及び前記第２の電気信号に基づき、前記被測定体の画像、厚さ及び材質情報を取得する。
【００５６】
本開示に係る一つの例示的な実施例において、前記第１の電気信号は、前記被測定体の画像情報を含み、前記第２の電気信号は、前記被測定体の画像、厚さ及び材質情報を含む。
【００５７】
本開示に係る一つの例示的な実施例において、前記第１の電気信号及び前記第２の電気信号に基づき、前記被測定体の画像、厚さ及び材質情報を取得するステップは、
前記第１の電気信号及び前記第２の電気信号に基づき、前記被測定体の画像情報を取得するステップと、
前記第２の電気信号に基づき、前記被測定体の厚さ及び材質情報を取得するステップと、を含む。
【００５８】
図７は、本開示の例示的な実施例に係る二重エネルギー検出方法を模式的に示したサブフローチャートである。
【００５９】
図７を参照して、本開示に係る一つの例示的な実施例において、前記第２の電気信号に基づき、前記被測定体の厚さ及び材質情報を取得するステップはステップＳ７０２と、ステップＳ７０４と、ステップＳ７０６とを含まれている。
【００６０】
ステップＳ７０２において、前記第２の電気信号に基づき、前記第３のＸ線ビームのエネルギースペクトルを取得する。
【００６１】
ステップＳ７０４において、当該エネルギースペクトルの第１の予め設定区間の第１の積分及び当該エネルギースペクトルの第２の予め設定区間の第２の積分を取得する。
【００６２】
ステップＳ７０６において、前記第１の積分及び前記第２の積分に基づき、前記被測定体の厚さ及び材質情報を取得する。
【００６３】
図８は、本開示の例示的な実施例に係る二重エネルギー検出装置を模式的に示したブロック図である。図８を参照して、二重エネルギー検出装置８００は、
積分モードで作動されるシンチレーション検出器が、第１のＸ線ビームの被測定体を透過した第２のＸ線ビームに基づいて生成した第１の電気信号を受信するように構成された第１の電気信号受信モジュール８０２と、
カウントモードで作動され、かつ、チェレンコフ検出器が前記シンチレーション検出器の後方に位置する前記チェレンコフ検出器が、前記第２のＸ線ビームの前記シンチレーション検出器を透過した第３のＸ線ビームに基づいて生成した第２の電気信号を受信するように構成された第２の電気信号受信モジュール８０４と、
前記第１の電気信号及び前記第２の電気信号に基づき、前記被測定体の画像、厚さ及び材質情報を取得するように構成されたダブル信号処理モジュール８０６と、を備えてもよい。
【００６４】
装置８００の各機能は、それらに対応する方法の実施例において詳細に説明されているので、本開示は上記内容について省略する。なお、動作を実行するためのデバイスのいくつかのモジュールまたはユニットが上記の詳細な説明で述べられているが、この区分は強制的ではない。実際には、本開示の実施形態によれば、上記に説明された二つ又は複数のモジュールまたはユニットの特徴及び機能は、１つのモジュールまたはユニットにおいて具現化されてもよい。逆に、上記に説明された一つのモジュールまたはユニットの特徴及び機能はさらに複数のモジュールまたはユニットに分割して具現化されてもよい。
【００６５】
本開示の例示的な実施例において、上記の方法を実現することができる電子機器をさらに提供される。
【００６６】
当業者であれば理解されるように、本発明の様々な態様はシステム、方法、またはプログラム製品として実現することができる。従って、本発明の様々な態様は、即ち、完全なハードウェアの態様、完全なソフトウェアの態様（ファームウェア、マイクロコードなどを含む）、あるいは、「回路」、「モジュール」、または「システム」と呼ばれるハードウェアおよびソフトウェアの態様を組み合わせた態様となることができる。
【００６７】
以下、図９を参照して、上述したような実施形態として用いられる電子機器９００について説明する。図９に示される電子機器９００は、単なる例であり、本発明の実施例の機能および使用範囲を制限するべきではない。
【００６８】
図９に示すように、電子機器９００は汎用コンピューティング装置として表される。電子機器９００のユニットは、上記の少なくとも１つの処理ユニット９１０、上記の少なくとも１つの記憶ユニット９２０、および異なるシステムユニット（記憶ユニット９２０と処理ユニット９１０を含む）を接続するバス９３０を含んでよいが、これらに限定されるものではない。
【００６９】
ここで、前記記憶ユニットはプログラムコードを記憶し、前記プログラムコードが前記処理ユニット９１０により実行されることにより、本明細書の上記「例示的な方法」で説明されている本発明に係る様々な例示的な実施形態のステップを前記処理ユニット９１０に実行させるようにする。例えば、図１に示すように、前記処理ユニット９１０は、二重エネルギー検出方法を実行してもよく、積分モードで作動されるシンチレーション検出器が、第１のＸ線ビームが被測定体を透過した第２のＸ線ビームに基づいて生成した第１の電気信号を受信し、カウントのモードで作動され、かつ、前記シンチレーション検出器の後方に位置するチェレンコフ検出器が、前記第２のＸ線ビームの前記シンチレーション検出器を透過した第３のＸ線ビームに基づいて生成した第２の電気信号を受信し、前記第１の電気信号及び前記第２の電気信号に基づき、前記被測定体の画像、厚さ及び材質情報を取得する。
【００７０】
記憶ユニット９２０は、例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）９２０１及び／又は高速キャッシュメモリ９２０２といった揮発性記憶ユニットの可読媒体を含んでよく、読み取り専用記憶ユニット（ＲＯＭ）９２０３をさらに含んでもよい。
【００７１】
記憶ユニット９２０は、１組（少なくとも１つ）のプログラムモジュール９２０５を有するプログラム／ユーティリティ９２０４をさらに含んでよく、このようなプログラムモジュール９２０５は、オペレーティングシステム、１つ又は複数のアプリケーションプログラム、他のプログラムモジュールおよびプログラムデータを含むが、これらに限定されるものではない。これらの例の何れかの一つ又は何らかの組み合わせにおいて、ネットワーク環境の実現を含むことが可能である。
【００７２】
バス９３０は、いくつかのタイプのバス構造のうちの１つまたは複数として表示するバスであってもよいが、記憶ユニットバスまたは記憶ユニットコントローラ、周辺バス、グラフィックスアクセラレーションポート、処理ユニット、または様々なタイプのバス構造のうちのいくつかのバス構造を使用するローカルバスを含む。
【００７３】
電子機器９００は、１つまたは複数の外部機器７００（例えば、キーボード、ポインティングデバイス、ブルートゥース（登録商標）機器など）と通信してもよく、ユーザが当該電子機器９００と対話させることが可能である１つまたは複数の機器と通信してもよく、及び／又は当該電子デバイス９００に１つまたは複数の他のコンピューティング装置と通信させることが可能である任意のデバイス（例えば、ルータ、モデムなど）と通信してもよい。このような通信は、入出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース９５０を介して行われる。また、電子機器９００は、ネットワークアダプタ９９０を介して１つまたは複数のネットワーク（たとえば、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、汎用ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、および／または公衆ネットワーク、たとえばインターネット）と通信してもよい。図に示すように、ネットワークアダプタ９９０は、バス９３０を介して電子機器９００の他のモジュールと通信する。図面には示されていないが、マイクロコード、デバイスドライバ、冗長処理ユニット、外部ディスクドライブアレイ、ＲＡＩＤシステム、テープドライブ、データバックアップ装置を含むが、これらに限定されない。電子デバイス９００は他のハードウェアおよび／またはソフトウェアモジュールと共に利用され得ることを理解されるべきである。
【００７４】
上記の実施形態の説明により、当業者であれば理解され易いように、ここに記載の例示的な実施形態がソフトウェアとして実現されてもよく、またはソフトウェアが必要なハードウェアと組み合わせることにより実現されてもよい。そのため、本開示の実施形態に係る技術案は、ソフトウェア製品として具体化されることができる。当該ソフトウェア製品は、不揮発性記憶媒体（ＣＤ‐ＲＯＭ、ＵＳＢフラッシュドライブ、モバイルハードディスクなど）またはネットワーク上に格納されてもよく、且ついくつかの命令を含み、一台のコンピューティング装置（パーソナルコンピュータ、サーバ、端末装置、またはネットワーク機器など）に本開示の実施形態に係る方法を実行させるようにする。
【００７５】
本開示の例示的な実施例において、本明細書の上記方法を実現することができるプログラム製品として、プログラムが記憶されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体をさらに提供する。いくつかの可能な実施例において、本発明の様々な態様は、プログラムコードを含むプログラム製品として実現されてもよく、前記プログラム製品を端末装置に実装する時に、前記プログラムコードは、前記端末装置上で実行されることにより、前記端末装置に本明細書の上記「例示的な方法」で説明されている本発明に係る様々な例示的な実施形態のステップを実行させるようにする。
【００７６】
図１０を参照すると、本発明の実施形態の上記の方法を実施するためのプログラム製品１０００を説明し、それは携帯型コンパクトディスク読み取り専用メモリ（ＣＤ‐ＲＯＭ）に記録されてもよく、且つ、端末装置、例えばパーソナルコンピュータ上で実行されることができるプログラムコードを含む。しかしながら、本発明のプログラム製品はこれに限定されず、本明細書では、読み取り可能な記録媒体はプログラムが記録されている任意の有形媒体であってよく、当該プログラムは命令実行システム、装置またはデバイスによって利用され、あるいはそれらと結合して利用される。
【００７７】
前記プログラム製品は、１つまたは複数のコンピュータ読み取り可能媒体の任意の組み合わせを介して利用可能である。コンピュータ読み取り可能媒体は、コンピュータ読み取り可能信号媒体またはコンピュータ読み取り可能記憶媒体であってもよい。コンピュータ読み取り可能記憶媒体は、たとえば、電子、磁気、光、電磁、赤外線、または半導体のシステム、装置、またはデバイス、あるいはそれらの任意の好適な組み合わせとすることが可能であるが、これらに限定されるものではない。コンピュータ読み取り可能記憶媒体のより具体的な例（非網羅的）は、１本または複数本のワイヤを有する電気接続、ポータブルディスク、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブル読み取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリ）、光ファイバ、ポータブルコンパクトディスク読み取り専用メモリ（ＣＤ‐ＲＯＭ）、光記憶デバイス、磁気記憶デバイス、またはそれらの任意の好適な組み合わせを含むものである。
【００７８】
コンピュータ読み取り可能信号媒体は、ベースバンドに含まれまたは搬送波の一部であるデータ信号として伝搬しており、内部にコンピュータ読み取り可能プログラムコードが載置されている。こうした伝搬信号は、電磁信号、光信号、またはそれらの任意の好適な組み合わせを含むが、これらに限定されるものではない。コンピュータ読み取り可能信号媒体には、コンピュータ読み取り可能記憶媒体以外、様々なコンピュータ読み取り可能の媒体を用いられてよい。コンピュータ読み取り可能信号媒体は、命令実行のシステム、装置、またはデバイスによって使用されるプログラム、あるいはそれらに関連して使用されるプログラムを、送信、伝搬、または伝送することができる。
【００７９】
読み取り可能媒体に記録されたプログラムコードは、適当な媒体を介して伝送されてよく、例えば、無線、有線、光ファイバケーブル、ＲＦケーブルなどであってもよく、またはそれらの任意の好適な組み合わせであってもよいが、これらに限定されるものではない。
【００８０】
本発明に係る動作を実行するためのプログラムコードは、例えばＪａｖａ（登録商標）、Ｃ＋＋などのオブジェクト指向プログラミング言語と、「Ｃ」プログラミング言語または同様のプログラミング言語などの従来の手続き型プログラミング言語とを含む、１つまたは複数のプログラミング言語の任意の組み合わせで作成可能である。プログラムコードは、完全にユーザのコンピューティング装置上で、部分的にユーザのコンピューティング装置上で、スタンドアロン型ソフトウェアパッケージとして、部分的にユーザのコンピューティング装置上ならびに部分的にリモートコンピューティング装置上で、あるいは、完全にリモートコンピューティング装置またはサーバ上で、実行可能である。リモートコンピューティング装置に関する場合、リモートコンピューティング装置は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）またはワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）が含まれる任意のタイプのネットワークを介して、ユーザのコンピューティング装置に接続することが可能であるか、あるいは、外部コンピューティング装置に（たとえばインターネットサービスプロバイダを使用してインターネットを介して）接続することが可能である。
【００８１】
なお、上記の図面は、本発明の例示的な実施例に係る方法に含まれる処理の模式的な説明に過ぎず、制限することを意図するものではない。上記の図面に示されている処理はこれらの処理の時系列を示したり制限したりしていないことは容易に理解される。また、これらの処理が、例えば、複数のモジュールにおいて同期的または非同期的に実行されることを容易に理解される。
【００８２】
本開示の例示的実施例では、プロセッサで実行されることにより、上記のいずれかによる二重エネルギー検出方法を実現するためのプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体をさらに提供する。コンピュータ読み取り可能な記録媒体は、例えば、命令を記録した、一時的かつ非一時的なコンピュータ読み取り可能な記録媒体としてもよい。
【００８３】
当業者は、明細書に対する理解、及び明細書に記載された発明に対する実施を介して、本開示の他の実施形態を容易に取得することができる。本開示は、本開示に対する任意の変形、用途、又は適応的な変化を含み、このような変形、用途、又は適応的な変化は、本開示の一般的な原理に従い、本開示では開示していない本技術分野の公知知識、又は通常の技術手段を含む。明細書及び実施例は、単に例示的なものであって、本開示の本当の範囲と主旨は、以下の特許請求の範囲によって示される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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