手持式背散射成像仪及其成像方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及X射线成像应用领域，特别设及物体的背散射检测成像及其成像方法， 此处的物体可W是行李、车辆、建筑物墙面及各类需要对内部结构和内部物品安全性进行 鉴别的物体。
【背景技术】
[0002] 背散射检测成像应用中，根据背散射信号的特点，最普遍采用的扫描方式是飞点 扫描，即：射线经调制准直成为射线笔束(飞点)在第一维方向上逐点快速扫描被检物;射线 笔束平面随着探测器一起沿着第二维方向与被检物相对平移;第二维运动速度远低于第一 维运动速度，并且第二维方向与第一维方向大致垂直；同时探测器接收物体上散射回来的 射线作为当时扫描点的信号，数据处理时将扫描位置和信号点点对应即可得到反映物体信 息的二维背散射图像。
[0003] 在背散射应用技术中，飞点扫描模式非常经典并已被广泛应用，不过它具有一个 天然缺点：扫描效率低。原因在于，飞点扫描属于点扫描（同一时刻扫描一个点），相比于线 扫描（同一时刻扫描一条线）和面扫描（同一时刻扫描一个面），效率是最低的，扫描速度最 低，花费时间最长。
[0004] 另外，背散射的特点导致了射线剂量低，探测器接收的信号低涨落大，运就会造成 最终图像噪声大质量差。为了增强探测器信号，通常的手段可W是增大X光机电压电流参数 或者降低本就不算快的扫描速度(即进一步延长扫描时间）。
[0005] 在某些应用场合中，增大X光机电压电流参数有困难，此时要想保证一定的图像质 量，就必须延长扫描时间，或者要想保证较短的扫描时间，就必须牺牲一定的图像质量。图 像质量和扫描时间就仿佛是一个晓晓板的两端，设计人员不得不在两者之间作出平衡或取 舍。
[0006] 比如在手持式背散射成像仪中，X光机因为空间和重量都受到限制，功率会很小， 运就意味着X光机电压电流都只能定于一个较小的参数值。此时图像质量和扫描时间就处 于两难的局面，如果保图像质量，极低的扫描速度势必会考验操作人员在低速下动作的平 稳度和持久度，严重影响操作体验;如果保扫描速度，低图像质量又会影响看图人员判图结 果的准确性。而通常手持式背散射成像仪无法要求操作人员维持较长的扫描时间，因此低 图像质量也就是大多情况下的结果。
【发明内容】
[0007] 鉴于现有技术中存在的上述缺陷和问题，本发明的至少一个目的在于提供手持式 背散射成像仪及其成像方法，其通过特殊的"飞线"扫描模式来解决图像质量和扫描时间的 矛盾问题。
[000引根据本发明的一个方面，提供了一种手持式背散射成像仪，所述手持式背散射成 像仪包括：
[0009] X射线源，用于产生X射线；
[0010] 至少一个准直器，用于X射线的准直；
[0011] 调制器，所述调制器被构造成环绕所述X射线源设置并且能够绕着所述X射线源旋 转，其中，所述调制器上形成有供多于一个成像图像像素点所对应的X射线束流通过的至少 一个X射线通过区；
[0012] 探测器，所述探测器被构造成接收经由调制器调制的X射线束流被待被检查物体 散射后得到的散射X射线，并且生成相应的散射信号；W及
[0013] 控制器，所述控制器被构造成获取所述X射线通过区的角度信息和来自所述探测 器的散射信号。
[0014] 优选地，所述控制器还被构造成:基于逐次微分算法，计算当前获得的散射信号与 前一次获得的散射信号之间的差异值;基于当前获得的角度信息计算当前X射线出射的空 间角度信息，并且，根据所述空间角度信息确定当前X射线所对应的成像图像上的像素点位 置W及相应的补偿值；W及，基于所述差异值W及所述相应的补偿值确定当前X射线所对应 的像素点位置处的像素点值;从而得出最终的扫描图像。
[0015] 优选地，所述控制器还被构造成控制所述调制器的旋转。
[0016] 优选地，所述调制器呈W所述X射线源中屯、轴线为轴线的圆环形状，而所述至少一 个X射线通过区形成在所述圆环形状的环面上。
[0017] 优选地，所述至少一个准直器对应于所述至少一个X射线通过区，每个所述准直器 呈扇形形状并且被设置在所述X射线源与所述调制器的对应的X射线通过区之间，其中对应 的所述X射线通过区被设计成垂直于所述准直器的扇面。
[0018] 优选地，所述至少一个X射线通过区被设计成狭长通槽形式。
[0019] 优选地，所述至少一个X射线通过区被设计成由一系列通孔相连形成的狭长通孔 列形式。
[0020] 优选地，所述至少一个X射线通过区被设计成具有较短直径端部的狭长通槽形式。
[0021] 优选地，所述至少一个X射线通过区被设计成包括较短直径细孔的由一系列通孔 相连形成的狭长通孔列形式。
[0022 ]根据本发明的另一个方面，提供了 一种背散射成像方法，所述方法包括：
[0023] 由X射线源产生X射线；
[0024] 通过准直器对所述X射线进行准直；
[0025] 使供多于一个成像图像像素点所对应的X射线束流通过调制器的至少一个X射线 通过区，其中，所述调制器被构造成环绕所述X射线源设置并且能够绕着所述X射线源旋转， 并且，所述调制器上形成有所述至少一个X射线通过区；
[0026] 由探测器接收经由调制器调制的X射线束流被待被检查物体散射后得到的散射X 射线，并且生成相应的散射信号；
[0027] 由控制器获取所述调制器的角度信息和来自所述探测器的散射信号。
[0028] 优选地，所述控制器基于逐次微分算法，计算当前获得的散射信号与前一次获得 的散射信号之间的差异值;基于当前获得的角度信息计算当前X射线出射的空间角度信息， 并且，根据所述空间角度信息确定当前X射线所对应的成像图像上的像素点位置W及相应 的补偿值；W及，基于所述差异值W及所述相应的补偿值确定当前X射线所对应的像素点位 置处的像素点值;从而得出最终的扫描图像。
[0029] 优选地，所述控制器还被构造成控制所述调制器的旋转。
[0030] 优选地，所述至少一个X射线通过区被设计成狭长通槽形式。在前述优选示例中， 假设所述准直器上准直缝的长宽比为n，而所述至少一个X射线通过区的长宽比为m，2<m< n/2,并且，i为单次X射线所对应的成像图像像素点数量值；当所述至少一个X射线通过区刚 开始进入准直缝范围开始，所述探测器采集到的信号设为Sl、S2、……、Sn，而最终的扫描图 像上显示用的像素点值设为Pl、P2、……、Pn，那么，所述像素点值的计算公式如下：
[0031]
[0032] 优选地，所述至少一个X射线通过区被设计成由一系列通孔相连形成的狭长通孔 列形式。在前述优选示例中，假设所述准直器上准直缝的长宽比为n，而所述至少一个X射线 通过区的长宽比为m，2^m<n/2,并且，i为单次X射线束流所对应的成像图像的像素点数量 值;当所述至少一个X射线通过区刚开始进入准直缝范围开始，所述探测器采集到的信号设 为Sl、S2、……、Sn，而最终的扫描图像上显示用的像素点值设为Pl、P2、……、Pn，那么，所述像 素点值的计算公式如下：
[0033]
[0034] 优选地，所述至少一个X射线通过区被设计成具有较短直径端部的狭长通槽形式。 在前述优选示例中，假设所述准直器上准直缝的长宽比为n，而所述至少一个X射线通过区 的长宽比为m，2^m<n/2,所述较短直径端部的长宽比系数为α，并且，i为单次X射线束流所 对应的成像图像的像素点数量值，当所述至少一个X射线通过区刚开始进入准直缝范围开 始，所述探测器采集到的信号设为Sl、S2、……、Sn，而最终的扫描图像上显示用的像素点值 设为Pl、P2、……、Pn，那么，所述像素点值的计算公式如下：
[0035]
[0036] 优选地，所述至少一个X射线通过区被设计成包括较短直径细孔的由一系列通孔 相连形成的狭长通孔列形式。在前述优选示例中，假设所述准直器上准直缝的长宽比为n， 而所述至少一个X射线通过区的长宽比为m，2^m<n/2,所述较短直径细孔与正常通孔的直 径比系数为α，并且，i为单次X射线束流所对应的成像图像的像素点数量值，当所述至少一 个X射线通过区刚开始进入准直缝范围开始，所述探测器采集到的信号设为Sl、S2、……、Sn， 而最终的扫描图像上显示用的像素点值设为Pl、P2、……、Pn，那么，所述像素点值的计算公 式如下：
[0037]
[0038] 本发明至少取得了如下技术效果：
[0039] 本发明提出了一种独特的"飞线"扫描模式，该模式适用于物品背散射扫描成像。
[0040] 具体地，在手持背散射扫描应用中，手持设备由人来操作，运意味着不可能要求操 作人员维持太长的扫描时间，倾向于减小扫描时间；另一方面，重量和空间的限制通常决定 了X光机的功率很小，运也就意味着X光机的出射剂量会很低，为了提高图像质量，又需要增 大扫描时间。
[00