立体成像系统及其方法
【技术领域】
[0001] 本申请涉及福射成像领域，具体涉及一种单源多探测器的立体成像系统及其方 法。
【背景技术】
[0002] 安全检查在反恐、打击贩毒走私等领域有十分重要的意义。世界各国对公共场所 的安全检查也越来越重视，对海关集装箱、行李物品等的检查要求也越来越高。
[0003] 目前安全检查W福射成像系统为主流，对采用线性探测器成像的普通透射图像而 言，获取到得数据为二维图像，检测图像存在物质深度信息丢失，图像信息投影重叠严重， 影响人们对物体形状的辨认和识别。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术中的一个或多个问题，提出了一种立体成像系统及其方法。
[0005] 在本发明的一个方面，提出了一种立体成像系统，包括；射线源，发出多个射线扇 束；多列探测器，分别W预定的角度与所述射线源相对设置，当被检查物体沿着与所述射线 扇束相交的方向运动时，所述多列探测器分别探测相应的射线扇束透射所述被检查物体的 强度值，形成与各列探测器相对应的透射图像；重建装置，将多幅透射图像中的任何两幅透 射图像作为双视角图，计算透射图像上物体的深度信息，对计算的深度信息进行叠加融合， 得到被检查物体的H维信息，进行H维重建。
[0006] 在本发明的另一方面，提出了一种立体成像系统的方法，所述系统包括射线源和 分别W预定的角度与所述射线源相对设置的多列探测器，所述方法包括步骤：从射线源发 出多个射线扇束；当被检查物体沿着与所述射线扇束相交的方向运动时，所述多列探测器 分别探测相应的射线扇束透射所述被检查物体的强度值，形成与各列探测器相对应的透射 图像；将多幅透射图像中的任何两幅透射图像作为双视角图，计算透射图像上物体的深度 信息，对计算的深度信息进行叠加融合，得到被检查物体的H维信息，进行H维重建。
[0007] 利用具有一定角度的多列线性探测器采集到的透射图像，进行H维重构，恢复透 射图像丢失的深度信息，使被透射物品在不同视角上呈现一定的立体效果，便于更好地进 行图像分析。
【附图说明】
[0008] 下面的附图表明了本发明的实施方式。该些附图和实施方式W非限制性、非穷举 性的方式提供了本发明的一些实施例，其中：
[0009] 图1示出了根据本发明实施例的图像获取系统的俯视图；
[0010] 图2示出了根据本发明实施例的图像获取系统的侧视图；
[0011] 图3是描述深度信息求取过程的示意图；
[0012] 图4是描述探测器列方向上布局示意图；
[0013] 图5是描述列方向几何校正原理的示意图；
[0014] 图6示出了集装箱卡车的示意图；
[0015] 图7示出了箱体识别及建模的过程；
[0016] 图8示出了车体建模的过程；
[0017] 图9示出了根据本发明实施例的技术实现的H维重建效果的示意图。
【具体实施方式】
[0018] 下面将详细描述本发明的具体实施例，应当注意，该里描述的实施例只用于举例 说明，并不用于限制本发明。在W下描述中，为了提供对本发明的透彻理解，阐述了大量特 定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用该些特定细节来实行本发 明。在其他实例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。
[0019] 在整个说明书中，对"一个实施例"、"实施例"、"一个示例"或"示例"的提及意味 着；结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。 因此，在整个说明书的各个地方出现的短语"在一个实施例中"、"在实施例中"、"一个示例" 或"示例"不一定都指同一实施例或示例。此外，可任何适当的组合和/或子组合将特 定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当 理解，该里使用的术语"和/或"包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
[0020] H维图像在现实生活中有着广泛的应用，相比二维图像，它能更好的描述现实场 景，可W获得更加生动的视觉效果。在福射成像领域，CT成像可W很好的重建物体H维结 构，但是H维CT成像又存在扫描设备结构复杂，测量时间耗时较长等缺点。因此，针对透视 图像利用多个视角解决立体成像问题，除了具有很好的学术价值外，也有很好的应用价值： 福射图像多视角立体成像技术可W给出一个近似H维的图像，利用小角度转动或者利用H 维显示终端展示，给查验人员立体感知，提升用户体验。
[0021] 针对上述问题，在本发明的实施例中，利用具有一定角度的多列线性探测器采集 到的透射图像，进行H维重构，恢复透射图像丢失的深度信息，使被透射物品在不同视角上 呈现一定的立体效果，便于更好地进行图像分析。例如，在集装箱安检领域，能够在不开箱 的情况下，利用X射线对集装箱进行扫描，然后恢复其部分H维信息，利用该部分信息W全 新的展示方式，给用户W新的看图辅助和体验。
[0022] 根据本发明的实施例，提出了一种立体成像系统，包括射线源、多列探测器和诸如 计算机之类的重建装置。射线源发出多个射线扇束。多列探测器，分别W预定的角度与所 述射线源相对设置，当被检查物体沿着与所述射线扇束相交的方向运动时，所述多列探测 器分别探测相应的射线扇束透射所述被检查物体的强度值，形成与各列探测器相对应的透 射图像。重建装置，将多幅透射图像中的任何两幅透射图像作为双视角图，计算透射图像上 物体的深度信息，对计算的深度信息进行叠加融合，得到被检查物体的H维信息，进行H维 重建。
[0023] 图1给出了图像获取系统俯视图，图中个视角为例，在实际应用中可W根据 现实需求适当增加视角。射线源110到左中右H列探测器120、130、140的射线扇束形成预 定的张角，例如左探测器列与中探测器列之间成角度e，右探测器列与中探测器列之间同 样成角度e，通过扫描得到不同角度下的H幅图像。中间的射线在X射线的主束方向，左右 射线对称分布在主束方向两侧。本发明的实施例WH个视角为例，在X射线主束方向的两 侧可W对称的增加成对视角来构成图像采集系统。
[0024] 图2给出图像获取系统的侧视图，该成像系统主要包括射线源110、准直装置（未 示出）、数据采集系统（未示出）等。当被检测的物体W-定的速度经过检测区域时，可同 时产生与探测器列的数目相对应的多幅图像，也就是图像的数目和探测器列数目相同。在 该种成像模型中，可W建立适当的参考坐标系，对获取的多视角图进行H维重建和多视角 查看。
[0025] 图3展示了利用两个视角图求取深度信息的原理。不同深度的物体在两幅图像中 会有一定的位置差，通过该个位置差即可提取深度信息。设有不同深度的A，B两点，在右探 测器扫描图像中B在A右，在左探测器扫描图像中B在A左，两点的相对位置差为L由L和 张角a可W得到A，B两点深度差H:
[0026]
【主权项】
1. 一种立体成像系统，包括： 射线源，发出多个射线扇束； 多列探测器，分别以预定的角度与所述射线源相对设置，当被检查物体沿着与所述射 线扇束相交的方向运动时，所述多列探测器分别探测相应的射线扇束透射所述被检查物体 的强度值，形成与各列探测器相对应的透射图像； 重建装置，将多幅透射图像中的任何两幅透射图像作为双视角图，计算透射图像上物 体的深度信息，对计算的深度信息进行叠加融合，得到被检查物体的三维信息，进行三维重 建。
2. 如权利要求1所述的立体成像系统，其中，所述重建装置基于不同深度的物体在两 幅图像之间的位置差来计算深度信息。
3. 如权利要求1所述的立体成像系统，其中，所述重建装置利用计算的深度信息z对x 和y坐标进行校正。
4. 如权利要求1所述的立体成像系统，其中，所述多列探测器均为L形臂架，所述重建 装置利用下式对探测器列方向上的分辨率进行校正：
其中，S表示探测器列方向尺寸，N表示探测器列中探测模块的个数，D表示射线源到射 线主束方向探测器模块距离，AD表示其他探测器模块相对于主束方向探测器模块的距离 变化。
5. 如权利要求1所述的立体成像系统，其中，所述重建装置如下计算深度信息： 设有不同深度的A，B两点，在右探测器扫描图像中B在A右，在左探测器扫描图像中B在A左，两点的相对位置差为L，由L和张角a可以得到A，B两点深度差H:
〇
6. 如权利要求1所述的立体成像系统，其中，所述重建装置基于多幅透射图像中的一 幅透射图像来识别箱体，确定箱体的位置，并且对所述箱体进行三维建模。
7. -种立体成像系统的方法，所述系统包括射线源和分别以预定的角度与所述射线源 相对设置的多列探测器，所述方法包括步骤： 从射线源发出多个射线扇束； 当被检查物体沿着与所述射线扇束相交的方向运动时，所述多列探测器分别探测相应 的射线扇束透射所述被检查物体的强度值，形成与各列探测器相对应的透射图像； 将多幅透射图像中的任何两幅透射图像作为双视角图，计算透射图像上物体的深度信 息，对计算的深度信息进行叠加融合，得到被检查物体的三维信息，进行三维重建。
8. 如权利要求7所述的方法，其中，基于不同深度的物体在两幅图像之间的位置差来 计算深度信息。
9. 如权利要求7所述的方法，其中，利用计算的深度信息z对x和y坐标进行校正。
10. 如权利要求7所述的方法，其中，所述多列探测器均为L形臂架，利用下式对探测器 列方向上的分辨率进行校正：
其中，S表示探测器列方向尺寸，N表示探测器列中探测模块的个数，D表示射线源到射 线主束方向探测器模块距离，AD表示其他探测器模块相对于主束方向探测器模块的距离 变化。
11.如权利要求7所述的方法，其中，如下计算深度信息： 设有不同深度的A，B两点，在右探测器扫描图像中B在A右，在左探测器扫描图像中B在A左，两点的相对位置差为L，由L和张角a可以得到A，B两点深度差H:
【专利摘要】本发明公开了一种立体成像系统及其方法。该系统包括：射线源，发出多个射线扇束；多列探测器，分别以预定的角度与所述射线源相对设置，当被检查物体沿着与所述射线扇束相交的方向运动时，所述多列探测器分别探测相应的射线扇束透射所述被检查物体的强度值，形成与各列探测器相对应的透射图像；重建装置，将多幅透射图像中的任何两幅透射图像作为双视角图，计算透射图像上物体的深度信息，对计算的深度信息进行叠加融合，得到被检查物体的三维信息，进行三维重建。利用具有一定角度的多列线性探测器采集到的透射图像，进行三维重构，恢复透射图像丢失的深度信息，使被透射物品在不同视角上呈现一定的立体效果，便于更好地进行图像分析。
【IPC分类】G01B15-04, G01V5-00
【公开号】CN104567758
【申请号】CN201310521748
【发明人】陈志强, 屠卓文, 李亮, 赵自然, 张多坤, 彭志, 崔锦, 林东
【申请人】同方威视技术股份有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2013年10月29日
【公告号】EP2869094A1, US20150117602, WO2015062352A1