放射线检测装置、放射线图像取得装置和放射线图像的取得方法与流程

本发明涉及双能型的放射线检测装置、具有该放射线检测装置的放射线图像取得装置和放射线图像的取得方法，特别涉及构成放射线检测装置的各线传感器的像素的像素数和像素节距相同的双能型的放射线检测装置、具有该放射线检测装置的放射线图像取得装置和放射线图像的取得方法。

背景技术：

专利文献1和2公开了在由带输送机等输送的被检查物的生产线内的非破坏检查中，进行异物的检测、成分分布的测量、或者重量的测量等的放射线检测装置。该放射线检测装置包括具有闪烁器和线传感器的放射线检测器，检测透过被检查物的放射线而生成放射线像。该放射线检测装置是双能型的放射线检测装置，采用下述结构：减小用于检测低能范围的像素面积，由此增大放射线图像的对比度差，检测低能范围的线传感器和检测高能范围的线传感器为不同的像素数和不同的像素节距。专利文献3公开了适合ct扫描机等的放射线检测器，其是同像素数和同像素节距的双能型的放射线检测装置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-064642号公报

专利文献2：日本特开2011-064643号公报

专利文献3：日本特开昭60-200189号公报

技术实现要素：

发明想要解决的技术问题

在双能型的放射线检测装置中，特别在生产线内(inline)的非破坏检查中取得对象物的放射线图像以确认有无异物时，期望进行实时处理，但不限于此。因此，在构成放射线检测装置的各线传感器所具有的像素数多的情况下，产生无法做到实时处理的问题。另一方面，当将由各线传感器的像素取得的图像数据单纯地拉长间隔时，检查对象物的对比度差变小，即会除去异物的信息，结果存在无法取得适合的放射线图像的问题。

实施方式，作为其一个方式，目的在于提供能够取得适合的放射线图像且能够进行实时处理的放射线检测装置、放射线图像取得装置和放射线图像的取得方法。

用于解决技术问题的技术方案

本发明的实施方式的一个方面提供一种检测透过在输送方向上被输送的对象物的放射线的放射线检测装置。该放射线检测装置包括：将透过对象物的放射线中低能范围的放射线转换为第一闪烁光的第一闪烁器；第一线传感器，其具有沿与输送方向交叉的检测方向排列的多个第一像素，用第一像素检测第一闪烁光而输出第一图像数据；将透过对象物的放射线中比低能范围高的高能范围的放射线转换为第二闪烁光的第二闪烁器；和第二线传感器，其具有沿与输送方向交叉的检测方向排列的多个第二像素，用第二像素检测第二闪烁光而输出第二图像数据。第一线传感器的第一像素和第二线传感器的第二像素为彼此相同的像素数且以相同的像素节距排列。对从第一线传感器输出的第一图像数据进行包含最小值过滤处理的第一间隔剔除处理，对从第二线传感器输出的第二图像数据进行包含平均化处理或求和处理的第二间隔剔除处理。

在该放射线检测装置中，对从检测低能范围的放射线的第一线传感器输出的第一图像数据进行包含最小值过滤处理的第一间隔剔除处理，另一方面，对从检测高能范围的放射线的第二线传感器输出的第二图像数据进行包含平均化处理或者求和处理的第二间隔剔除处理。此时，能够对来自用于取得异物的亮度与背景的亮度之差相对大的低能范围的放射线图像的第一线传感器的图像进行最小处理而使像素数为一半，并且，通过留下低亮度的数据而在间隔剔除处理后的图像数据中留下异物的信息。另一方面，能够通过对来自用于取得异物的亮度与背景的亮度之差相对小的高能范围的放射线图像的第二线传感器的图像进行平均化处理或者求和处理而降低噪声(s/n的提高)并且不从间隔剔除处理后的图像数据除去异物的信息，并且能够使像素数为一半。基于以上内容，根据该放射线检测装置，异物的信息得以留存并且能够进行取得的放射线图像的低分辨率化而实现实时处理。在此所谓的“最小值过滤处理”是留下来自相邻的像素的信号之中亮度低的一方的像素数据、除去余下的像素数据的间隔剔除处理。另外，“平均化处理”是计算来自相邻的像素的各信号的亮度的平均值而减少数据量的间隔剔除处理，“求和处理”是对来自相邻的像素的各信号的亮度进行加法运算而减少数据量的间隔剔除处理，是实质上与平均化处理相同的处理。

上述放射线检测装置可以是，还包括：图像处理部，其对从第一线传感器输出的第一图像数据进行包含最小值过滤处理的第一间隔剔除处理，并且对从第二线传感器输出的第二图像数据进行包含平均化处理或求和处理的第二间隔剔除处理。

在上述放射线检测装置中可以是，图像处理部能够切换包含最小值过滤处理的第一间隔剔除处理和包含平均化处理或求和处理的第二间隔剔除处理。此时，能够对从第一线传感器输出的图像数据和从第二线传感器输出的图像数据依次进行规定的间隔剔除处理，能够更可靠地执行实时处理。

在上述放射线检测装置中可以是，第二闪烁器配置成将透过第一闪烁器的放射线转换为第二闪烁光。此时，第一和第二闪烁器相对于放射线的入射方向依次配置(例如在纵向重叠配置)，因此能够不进行两闪烁器的放射线的检测时刻的延迟控制地进行对象物的同一位置的摄像。

在上述放射线检测装置中可以是，第一线传感器和第二线传感器隔着规定区域并排地配置。此时，第一和第二线传感器与对检查对象物放射放射线的放射线源的距离相同，因此能够不进行考虑来自放射线源的放射线的放大率等的控制地进行对象物的同一位置的摄像。

本发明的实施方式的另一方面提供一种包括具有上述任一结构的放射线检测装置的放射线图像取得装置。该放射线图像取得装置包括：对对象物照射放射线的放射线源；使对象物在输送方向上移动的输送部；上述任一放射线检测装置；和图像生成装置，其基于被实施了最小处理的第一转换图像数据和被实施了平均化处理或求和处理的第二转换图像数据，生成放射线图像。

本发明的实施方式的另一方面提供一种放射线图像的取得方法，其使用放射线检测装置检测透过在输送方向上被输送的对象物的放射线，放射线检测装置包括：具有第一闪烁器、第二闪烁器和沿检测方向排列的多个第一像素的第一线传感器；具有沿检测方向排列的多个第二像素的第二线传感器；和图像处理部，第一像素和第二像素为彼此相同的像素数且以相同的像素节距排列。该放射线图像的取得方法包括：用第一闪烁器将透过对象物的放射线中低能范围的放射线转换为第一闪烁光的第一转换步骤；用第一线传感器的第一像素检测第一闪烁光而输出第一图像数据的第一检测步骤；用第二闪烁器将透过对象物的放射线中比低能范围高的高能范围的放射线转换为第二闪烁光的第二转换步骤；用第二线传感器的第二像素检测第二闪烁光而输出第二图像数据的第二检测步骤；用图像处理部对第一图像数据进行为最小值过滤处理的第一间隔剔除处理，而输出第一转换图像的第一图像处理步骤；和用图像处理部对第二图像数据进行为平均化处理或求和处理的第二间隔剔除处理，而输出第二转换图像的第二图像处理步骤。

该放射线图像的取得方法包括：对第一图像数据进行为最小值过滤处理的第一间隔剔除处理，而输出第一转换图像的第一图像处理步骤；和对第二图像进行为平均化处理或者求和处理的第二间隔剔除处理，而输出第二转换图像的第二图像处理步骤。此时，与上述同样，能够对来自用于取得异物的亮度与背景的亮度之差相对大的低能范围的放射线图像的第一线传感器的第一图像进行最小处理而使像素数为一半，并且通过留下低亮度的数据而在间隔剔除处理后的图像数据中能够留下异物的信息。另一方面，能够通过对来自用于取得异物的亮度与背景的亮度之差相对小的高能范围的放射线图像的第二线传感器的第二图像进行平均化处理或者求和处理而降低噪声(s/n的提高)并且不从间隔剔除处理后的图像数据除去异物的信息，并且使像素数为一半。基于以上内容，根据该放射线图像的取得方法，异物的信息得以留存并且能够进行取得的放射线图像的低分辨率化而实现实时处理。

在上述放射线图像的取得方法中可以是，在第二转换步骤中，用第二闪烁器将透过第一闪烁器的放射线转换为第二闪烁光。此时，第一和第二闪烁器相对于放射线的入射方向依次配置(例如在纵向重叠配置)，因此能够不进行两闪烁器的放射线的检测时刻的延迟控制地进行对象物的同一位置的摄像。

在上述放射线图像的取得方法中可以是，第一检测步骤和第二检测步骤由隔着规定区域并排地配置的第一线传感器和第二线传感器进行。此时，第一和第二线传感器与对检查对象物放射放射线的放射线源的距离相同，因此能够不进行考虑来自放射线源的放射线的放大率等的控制地进行对象物的同一位置的摄像。

上述放射线图像的取得方法可以还包括：对对象物照射放射线的照射步骤；使对象物沿输送方向移动的输送步骤；和基于第一转换图像和第二转换图像生成放射线图像的生成步骤。此时，与上述同样，异物的信息得以留存并能够使取得的适合的放射线图像低分辨率化，能够实现实时处理。

发明效果

根据实施方式的放射线检测装置、放射线图像取得装置和放射线图像的取得方法，能够取得适合的放射线图像且能够进行实时处理。

附图说明

图1是一实施方式的x射线异物检查装置的立体图。

图2是图1所示的x射线异物检查装置的概要结构图。

图3是图2所示的x射线异物检查装置中使用的x射线检测装置的概要结构图。

图4中，图4(a)是图3所示的x射线检测装置的用于检测低能范围的x射线的像素的例子，图4(b)是图3所示的x射线检测装置的用于检测高能范围的x射线的像素的例子。

图5中，图5(a)是表示图3所示的x射线检测装置中进行的数据的作为间隔剔除(thinout)处理的最小值过滤(minimumfilter)处理的概要的图。图5(b)是表示图3所示的x射线检测装置中进行的数据的作为其他的间隔剔除处理的平均化处理的概要的图。

图6是表示本实施方式的x射线检测装置的变形例的概要的概要结构图。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明放射线检测装置、放射线图像取得装置和放射线图像的取得方法的实施方式。此外，在各附图中，对相同或相应的部分标注相同的附图标记。

图1是一实施方式的x射线异物检查装置的立体图，图2是图1所示的x射线异物检查装置的概要结构图。如图1和图2所示，x射线异物检查装置1是将来自x射线源的x射线(放射线)向照射方向z照射到检查对象物s，利用x射线检测装置30在多个能量范围检测照射的x射线中透过检查对象物s的透过x射线的放射线图像取得装置。x射线异物检查装置1使用透过x射线图像进行包含于检查对象物s的异物检查、行李检查等。x射线异物检查装置1包括带输送机10、作为放射线源的x射线照射器20、双能型的x射线检测装置30和计算机40。

如图1所示，带输送机10具有用于载置检查对象物s的带部12，通过使带部12在输送方向y移动，将检查对象物s以规定的输送速度在输送方向y上输送。检查对象物s的输送速度例如是10m/分～90m/分间的任何速度。由带输送机10输送的检查对象物s例如是肉等食品、轮胎等橡胶制品、出于安全目的的行李或货物、塑料制品、金属制品、矿物等资源材料、用于分类或者资源回收(废物利用)的废弃物、或者电子部件等。

x射线照射器20是作为x射线源将x射线向照射方向z照射到检查对象物s的装置。x射线照射器20是点光源，例如能够将其管电压设定为30～80kv且能够将其管电流设定在0.4～3.3ma之间，能够使其x射线功率为12～100w。x射线照射器20使x射线以规定的角度范围在与照射方向z和输送方向y正交(交叉)的检测方向x上扩散而照射。x射线照射器20从带部12离开规定的距离地配置在带部12的上方，使得x射线的照射方向z朝向带部12并且扩散的x射线遍及检查对象物s的宽度方向(检测方向x)整体。x射线照射器20在检查对象物s的长度方向(输送方向y)上，以长度方向上的规定的分割范围为照射范围，检查对象物s被带输送机10向输送方向y输送，由此，构成为能够对检查对象物s的长度方向整体照射x射线。

x射线检测装置30是对从x射线照射器20照射的x射线中透过检查对象物s的x射线在低能范围和高能范围的2个区域进行检测的双能型的x射线检测装置。x射线检测装置30的更详细的结构和功能在后面叙述，x射线检测装置30对透过x射线在高低的各能量范围中分别进行检测，生成各能量范围的图像数据。x射线检测装置30可以增大生成的图像数据，或者进行规定的修正处理。x射线检测装置30将上述的图像数据输出到计算机40。

计算机40控制带输送机10的输送和输送速度、x射线照射器20进行的x射线的照射、管电压和管电流以及x射线检测装置30进行的x射线的检测动作等。计算机40包括：主要进行这样的控制的控制部41、处理从x射线检测装置30输入的图像数据而生成减影图像(subtractionimage)的图像处理部42、用于输入用于x射线检测的条件、图像处理的条件等的输入装置43、用于显示取得的x射线图像(放射线图像)的显示装置44。计算机40作为硬件结构具有存储用于实现各功能的运算处理电路和信息的存储器，例如，包括个人计算机、或者智能手机和平板终端等智能设备。输入装置43例如是触摸面板、鼠标或者键盘，显示装置44例如是触摸面板、液晶显示器或者有机el显示器等显示器。

接着，参照图3更加详细地说明本实施方式的x射线检测装置30。图3是图2所示的x射线异物检查装置中所使用的x射线检测装置的概要结构图。如图3所示，x射线检测装置30包括低能用闪烁器31、低能用线传感器32、高能用闪烁器33、高能用线传感器34、最小值过滤处理电路35、平均化处理电路36、控制电路37。x射线检测装置30是在高能用线传感器34之上配置有低能用线传感器32的、所谓的纵型双能式放射线线传感器摄像机。控制电路37控制低能用线传感器32和高能用线传感器34等的动作。

低能用闪烁器31是为了检测对象物s的像而沿检测方向x(与图示的纸面正交的方向)延伸，将透过对象物s的x射线中低能范围的x射线转换为闪烁光的部件，接合在低能用线传感器32的受光面上。如图4所示，低能用线传感器32在受光面32a上具有沿着检测方向x排列的多个像素l，利用这些像素l检测由低能用闪烁器31转换后的闪烁光而取得低能图像数据。作为像素l的像素数，例如是1024像素(在图中，一部分省略)。如上所述，低能用线传感器32检测低能范围的x射线。

高能用闪烁器33是为了检测对象物s的像而沿检测方向x延伸，将透过对象物s的x射线中高能范围的x射线转换为闪烁光的部件，接合在高能用线传感器34的受光面上。如图4所示，高能用线传感器34在受光面34a上具有沿着检测方向x排列的多个像素h，利用这些像素h检测由高能用闪烁器33转换后的闪烁光而取得高能图像数据。作为像素h的像素数，与像素数l同样例如是1024像素(在图中，一部分省略)。这些，高能用线传感器34检测高能范围的x射线。由高能用线传感器34检测的高能范围比由低能用线传感器32检测的低能范围高，但是，由高能用线传感器34检测的高能范围和由低能用线传感器32检测的低能范围不被明确地划分，能量范围可以一定程度重叠。

另外，在x射线检测装置30中，低能用线传感器32的像素l和高能用线传感器34的像素h彼此为相同的像素数，且以相同的像素节距p在各受光面32a、34a上排列。这样，各像素l、h是相同的像素数且以相同的像素节距排列，由此容易使从各线传感器32、34输出的图像数据的对应关系匹配，在进行减法处理时的控制变得容易，能够更容易进行实时处理。

低能用闪烁器31和高能用闪烁器33可以由相同材料构成，也可以由不同的材料构成。另外，低能用闪烁器31和高能用闪烁器33的厚度可以相同，也可以不同。

最小值过滤处理电路35在接收从低能用线传感器32输出的图像数据时，对该图像数据进行包含最小值过滤处理的第一间隔剔除处理。最小值过滤处理电路35例如如图5(a)所示，在具有与像素1～6对应的3组图像数据100、110、90、80、70、100的情况下，进行留下各组中的来自相邻的像素的信号中亮度较低的一方的图像数据，除去另一方的图像数据的间隔剔除处理。最小值过滤处理电路35进行作为像素1-2的图像数据留下亮度100，作为像素3-4的图像数据留下亮度80，作为像素5-6的图像数据留下亮度70的处理。如上所述，在最小值过滤处理电路中，进行留下来自相邻的像素的信号中亮度较低的一方的像素数据、除去余下的像素数据的间隔剔除处理。最小值过滤处理电路35将进行了间隔剔除处理的转换图像数据(第一转换图像数据)作为检测信号输出到计算机40。

平均化处理电路36在接收从高能用线传感器34输出的图像数据时，对该图像数据进行包含平均化处理的第二间隔剔除处理。平均化处理电路36例如如图5(b)所示，在具有与像素1～6对应的3组图像数据100、110、90、80、70、100的情况下，进行计算各组中来自相邻的像素的各信号的亮度的平均值以减少数据量的间隔剔除处理，进行使像素1-2的图像数据为亮度105、使像素3-4的图像数据为亮度85、使像素5-6的图像数据为亮度85的处理。如上所述，在平均化处理电路36中，进行计算来自相邻的像素的各信号的亮度的平均值以减少数据量的间隔剔除处理。平均化处理电路36将进行间隔剔除处理后的转换图像数据作为检测信号输出到计算机40。这样的最小值过滤处理电路35和平均化处理电路36构成处理图像的图像处理部。

在计算机40的图像处理部42中，进行求取由最小值过滤处理电路35进行了间隔剔除处理的低能用的转换图像数据与由平均化处理电路36进行了间隔剔除处理的高能用的转换图像数据的差值数据的运算处理(减法处理)，生成作为合成图像的减影图像。计算机40将由运算处理生成的减影图像输出显示到显示器等显示装置44。通过该输出显示，能够目视确认包含于检查对象物s的异物等。也可以不输出显示减影图像，仅进行数据输出，通过图像数据上的检测处理从图像数据直接检测检查对象物s中包含的异物等。像这样能够实现实时处理。

接着，说明使用该x射线异物检查装置1，检测透过在输送方向y上输送的检查对象物s的x射线的x射线图像的取得方法。

在该取得方法中，首先，利用x射线照射器20对由带输送机10输送的检查对象物s照射x射线。然后，由低能用闪烁器31将照射到该对象物s后透过的x射线中低能范围的x射线转换为闪烁光，并且，由高能用闪烁器33将照射到该对象物s后透过的x射线中高能范围的x射线转换为闪烁光。

接着，利用低能用线传感器32的多个像素l检测来自低能用闪烁器31的闪烁光，将低能用的图像数据输出到最小值过滤处理电路35。另外，利用高能用线传感器34的多个像素h检测来自高能用闪烁器33的闪烁光，将低能用的图像数据输出到平均化处理电路36。在最小值过滤处理电路35中，对输入的低能用的图像数据进行作为最小值过滤处理的第一间隔剔除处理(参照图5(a))，将第一转换图像输出到计算机40，在平均化处理电路36中，对输入的高能用的图像数据进行作为平均化处理的第二间隔剔除处理(参照图5(b))，将第二转换图像输出到计算机40。然后，在计算机40中，使用这些转换图像，基于减法生成减影图像(放射线图像)。

以上，在具有本实施方式的x射线检测装置30的x射线异物检查装置1中，对从检测低能范围的x射线的低能用线传感器32输出的图像数据进行包含最小值过滤处理的第一间隔剔除处理，另一方面，对从检测高能范围的x射线的高能用线传感器34输出的图像数据进行包含平均化处理的第二间隔剔除处理。因此，能够对来自用于取得异物的亮度与背景的亮度之差相对大的低能范围的x射线图像的低能用线传感器32的图像进行最小值过滤处理而使像素数为一半，并且通过留下较低亮度的数据在间隔剔除处理后的图像数据中留下异物的信息。另一方面，能够对来自用于取得异物的亮度与背景的亮度之差相对小的高能范围的x射线图像的高能用线传感器34的图像进行平均化处理而减小噪声(s/n的提高)，并且不从间隔剔除处理后的图像数据除去异物的信息，而且使像素数为一半。基于以上内容，根据该x射线异物检查装置1，异物的信息能够留存并且能够进行取得的x射线图像的低分辨率化以实现实时处理。

另外，在本实施方式的x射线检测装置30中，高能用闪烁器33配置成将透过低能用闪烁器31的x射线转换为低能用闪烁光。因此，各闪烁器31、33相对于x射线的入射方向按顺序配置(例如在纵向重叠配置)，于是，能够不进行基于两闪烁器31、33的x射线的检测时刻的延迟控制地进行对象物s的同一位置的拍摄。

以上，对适宜的实施方式进行了详细说明，但是不限于上述实施方式，能够进行各种变形。例如，在上述实施方式中，对使用所谓纵型的双能型的x射线检测装置的例子进行了说明，但是不限于次。例如，如图6所示，可以适用于低能用闪烁器31和低能用线传感器32、以及高能用闪烁器33和高能用线传感器34隔着规定区域并排地配置的、所谓横型的双能型的x射线检测装置30a。该x射线检测装置30a的低能图像数据和高能图像数据的间隔剔除处理(最小值过滤处理和平均化处理)与上述内容相同，但是，在该x射线检测装置30a中，并排配置的各线传感器32、34与对检查对象物s放射x射线的x射线照射器20的距离相同，因此能够不进行考虑来自x射线照射器20的x射线的扩大率等的控制地进行对象物s的同一位置的拍摄。在该横型的双能型的x射线检测装置30a中，低能用线传感器32和高能用线传感器34可以形成在相同基板上。此时，能够隔着不感带区域(规定的区域)使低能用线传感器的像素l的列和高能用线传感器的像素h的列更容易地并排形成。

在上述的实施方式中，对将进行低能图像数据和高能图像数据的间隔剔除处理的最小值过滤处理电路35和平均化处理电路36设置在x射线检测装置30内的例子进行了说明，但是，也可以由计算机40的图像处理部42进行基于最小值过滤处理电路35进行的最小值过滤处理和基于平均化处理电路36进行的平均化处理。此时，来自线传感器32的低能检测信号和来自线传感器34的高能检测信号被输入计算机40，利用计算机40进行最小值过滤处理和平均化处理等间隔剔除处理。此时，进行这些图像处理的图像处理部42的一部分能够构成放射线检测装置的一部分。

在上述的实施方式中，利用平均化处理电路36对来自高能用线传感器34的检测信号进行平均化处理而进行间隔剔除处理，但是，替代之，可以对来自高能用线传感器34的检测信号进行求和处理。此时，也能够不从间隔剔除处理后的图像数据除去异物的信息，而且降低噪声(s/n的提高)。在此所谓的“求和处理”，是对来自相邻的像素的各信号的亮度进行加法运算而减少数据量的间隔剔除处理，是实质上与上述平均化处理相同的处理。

在上述的实施方式中，表示了并排地构成对来自低能用线传感器32的检测信号进行间隔剔除处理的最小值过滤处理电路35和对来自高能用线传感器34的检测信号进行平均化处理的平均化处理电路36的例子，但是，可以设置被连续地输入来自低能用线传感器32的检测信号和来自高能用线传感器34的检测信号的1个图像处理部，在该图像处理部中，首先对图像数据进行计数，对规定像素量(例如最初的1024像素量)的检测信号进行间隔剔除处理(例如最小值过滤处理)，在该处理结束之后，切换间隔剔除处理的种类，对于下一规定像素量(例如下一个1024像素量)的检测信号进行间隔剔除处理(例如平均化处理或者求和处理)。此外，这样的切换处理可以由计算机40的图像处理部42进行。

工业上的可利用性

实施方式能够适用于例如双能型的放射线检测装置、具有该放射线检测装置的放射线图像取得装置和放射线图像的取得方法。

附图标记说明

1……x射线异物检查装置；10……带输送机；20……x射线照射器；30、30a……x射线检测装置；31……低能用闪烁器；32……低能用线传感器；33……高能用闪烁器；34……高能用线传感器；35……最小值过滤处理电路；36……平均化处理电路；40……计算机；42……图像处理部；l、h……像素；p……像素节距；s……检查对象物。