WO2020088198A1 - 背散射成像系统、扫描检查系统和背散射图像成像方法 - Google Patents

背散射成像系统、扫描检查系统和背散射图像成像方法 Download PDF

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    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/20—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by using diffraction of the radiation by the materials, e.g. for investigating crystal structure; by using scattering of the radiation by the materials, e.g. for investigating non-crystalline materials; by using reflection of the radiation by the materials
    • G01N23/203—Measuring back scattering

Definitions

  • a first aspect of the present disclosure provides a backscatter imaging system, including:
  • the backscattered line source is configured to have the first scanning state when performing each column of scanning or to have the first scanning state when continuously performing more than two columns of scanning.
  • correcting the second backscatter signal with a correction signal formed from the first backscatter signal to obtain a modified backscatter signal includes subtracting the correction signal and correction from the second backscatter signal The product of the coefficients forms the modified backscatter signal.
  • FIG. 6 is a backscattered image without interference removal generated when the backscatter imaging system of the scanning inspection system is disturbed by scattered rays formed by the transmission rays of the transmission imaging system.
  • the arc-shaped surface of the sector box 2 is provided with a collimating slit for X-rays.
  • the circumferential angle of the collimating slit is the light-emitting angle of the sector box 2.
  • Each beam hole can only transmit X-rays when it is in the light-emitting area covered by the light-emitting angle of the sector box 2, and it cannot transmit X-rays when each beam hole is outside the light-emitting area of the sector box 2.
  • FIGS. 7 to 9 Comparing FIGS. 7 to 9 with FIGS. 5 and 6, it can be seen that after the backscatter image imaging methods of the embodiments of the present disclosure are used to remove the interference of the scattered rays formed by the transmitted rays of the transmission imaging system, the backscattered image in the second scanning state Closer to the situation of the non-transmission imaging system shown in FIG. 6, the overall image of the backscattered image is clear and the imaging quality is better.

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Abstract

一种背散射成像系统、扫描检查系统和背散射图像成像方法。背散射成像系统包括：背散射线源，背散射线源被设置为执行扫描时具有无扫描光束发出的第一扫描状态和发出扫描光束的第二扫描状态；背散探测器，背散探测器在背散射成像系统的背散射线源处于第一扫描状态下探测第一背散射信号，在背散射线源处于第二扫描状态下探测第二背散射信号；控制装置，与背散探测器信号连接，被设置为用根据第一背散射信号形成的修正信号修正第二背散射信号以得到修正背散射信号，并根据修正背散射信号形成图形信息；和成像装置，与控制装置信号连接，根据图形信息生成第二扫描状态下的背散射图像。该背散射成像系统能够减小外部干扰对成像系统的影响，使获得的背散射图像更加清晰。

Description

背散射成像系统、扫描检查系统和背散射图像成像方法
相关申请
本申请是以申请号为201811291946.2，申请日为2018年11月1日，发明名称为“背散射成像系统、扫描检查系统和背散射图像成像方法”的中国专利申请为基础，并主张其优先权，该中国专利申请的公开内容在此作为整体引入本申请中。
技术领域
本公开涉及辐射检查技术领域，特别涉及一种背散射成像系统、扫描检查系统和背散射图像成像方法。
背景技术
现有的扫描检查系统从成像原理角度可分为利用透射成像技术的透射检查系统和利用背散射成像技术的背散射检查系统两类产品。
透射检查系统形成透射图像，透射图像是射线穿过物体衰减后被位于物体另一侧的探测器探测到而形成的图像，射线的透射信号反映了被检查物体的密度和厚度等信息，可显示物体的内部结构。透射检查系统具有射线穿透力强，图像质量好的优点。
背散射检查系统利用康普顿散射效应，通过捕获被检物反射的光子成像，形成散射图像。散射图像是由被检物靠近探测器方向一定深度的物体散射出来的射线信号形成的。由于爆炸物、毒品等低原子序数物质中射线的康普顿散射更强，背散射检查系统可以分辨材料并且高亮显示出有机物质。
可见，利用透射成像技术的透射检查系统和利用背散射成像技术的背散射检查系统在对集装箱(如集装箱箱体、车辆的货厢等)进行检查时各有优势。将透射成像技术和背散射成像技术集成在一起的扫描检查系统可以同时包括透射成像系统和背散射成像系统，综合两者的优势，但是其透射成像系统和背散射成像系统之间会产生干扰。由于背散射成像系统的背散射线源剂量较低，背散射成像系统对透射图像不会造成干扰；而一般透射成像系统的透射射线源剂量较高，会对背散射图像造成干扰。
以下结合图1和图2对透射射线源产生的透射射线对背散射图像造成干扰的原因进行说明。
扫描检查系统中透射成像系统和背散射成像系统均可以为垂直视角的成像系统， 也可以均为水平视角的成像系统，还可以同时包括垂直视角的成像系统和水平视角的成像系统等等。图1为扫描检查系统的透射成像系统和背散射成像系统为垂直视角的成像系统时的背散射图像干扰原理图。图2为扫描检查系统的透射成像系统和背散射成像系统为水平视角的成像系统时的背散射图像干扰原理图。
图1和图2中，透射射线源发出的透射射线穿透被检物后由透射探测器接收，透射探测器接收的背散射信号被转换成被检物的透射图像；背散射线源发出的射线经被检物反射后由背散探测器接收，背散探测器接收的背散射信号被转换成被检物的背散射图像。但是，透射射线在扫描过程中，照射在地面(如图1)或被检物(如图2)后形成的散射射线也可以被背散探测器接收到，从而对背散射图像造成干扰。图1和图2中，代表透射射线照射在地面上造成的散射后被背散探测器接收到的散射射线，为背散射图像的干扰信号；代表背散射线源照射在被检物上造成散射后被背散探测器接收到的散射射线，为背散射图像的有效信号。照射在不同的物体表面后形成的背散射射线对背散射图像造成的干扰并不一致，甚至透射射线在扫描过程中照射在被检物的不同位置上时对背散射图像造成的干扰也不尽相同。
发明内容
本公开的目的在于提供一种背散射成像系统、扫描检查系统和背散射图像成像方法。
本公开第一方面提供一种背散射成像系统，包括：
背散射线源，所述背散射线源被设置为执行扫描时具有无扫描光束发出的第一扫描状态和发出扫描光束的第二扫描状态；
背散探测器，所述背散探测器在所述背散射成像系统的背散射线源处于所述第一扫描状态下探测第一背散射信号，在所述背散射线源处于所述第二扫描状态下探测第二背散射信号；
控制装置，与所述背散探测器信号连接，被设置为用根据所述第一背散射信号形成的修正信号修正所述第二背散射信号以得到修正背散射信号，并根据所述修正背散射信号形成图形信息；和
成像装置，与所述控制装置信号连接，根据所述图形信息生成所述第二扫描状态下的背散射图像。
在一些实施例中，所述背散射线源被设置为处于所述第一扫描状态的时间与处于 所述第一扫描状态和所述第二扫描状态的时间之和的比值为1％～51％。
在一些实施例中，所述背散射线源包括射线源和飞点装置，其中，所述飞点装置包括设置有束流孔的飞轮和设置有准直缝的扇形盒，或所述飞点装置包括设置有准直缝的旋转筒。
在一些实施例中，所述背散射成像系统包括速度传感器，所述速度传感器用于测量被检物与所述背散射成像系统的相对移动速度以形成速度信号，所述控制装置与所述速度传感器信号连接并根据所述速度信号和所述第一背散射信号修正所述第二背散射信号形成所述修正背散射信号。
在一些实施例中，所述背散射线源设置为执行每一列扫描时具有所述第一扫描状态或者连续执行两列以上扫描时具有所述第一扫描状态。
本公开第二方面提供一种扫描检查系统，包括本公开第一方面中任一项所述的背散射成像系统。
在一些实施例中，扫描检查系统还包括透射检查系统。
本公开第三方面提供一种背散射成像系统的背散射图像成像方法，包括：
所述背散射成像系统的背散探测器在所述背散射成像系统的背散射线源执行扫描时在无扫描光束发出的第一扫描状态下探测第一背散射信号；
所述背散探测器在所述背散射线源执行扫描时在发出扫描光束的第二扫描状态下探测第二背散射信号；
用根据所述第一背散射信号形成的修正信号修正所述第二背散射信号以得到修正背散射信号，并根据所述修正背散射信号形成图形信息；
根据所述图形信息生成所述第二扫描状态下的背散射图像。
在一些实施例中，用根据所述第一背散射信号形成的修正信号修正所述第二背散射信号以得到修正背散射信号包括用所述第二背散射信号减去所述修正信号与修正系数的乘积形成所述修正背散射信号。
在一些实施例中，所述修正系数的范围为0.8至1.2。
在一些实施例中，以所述背散射线源每执行一列扫描时在所述第一扫描状态下的一个所述第一背散射信号或以所述背散射线源每执行一列扫描时在所述第一扫描状态下的两个以上所述第一背散射信号的均值作为所述修正信号修正执行该列扫描时的所述第二背散射信号。
在一些实施例中，以所述背散射线源连续执行两列以上扫描时在所述第一扫描状 态下的一个所述第一背散射信号或以所述背散射线源连续执行两列以上扫描时在所述第一扫描状态下的两个以上所述第一背散射信号的均值作为所述修正信号修正执行该两列以上扫描时的所述第二背散射信号。
在一些实施例中，以在同一列扫描的所述第一扫描状态下的两个以上所述第一背散射信号的均值作为所述修正信号修正执行该两列以上扫描时的所述第二背散射信号；或以在至少两列扫描的所述第一扫描状态下的两个以上所述第一背散射信号的均值作为所述修正信号修正执行该两列以上扫描时的所述第二背散射信号。
在一些实施例中，在每一列扫描的所述第一扫描状态下均选取两个以上所述第一背散射信号，以被选取的全部所述第一背散射信号的均值作为所述修正信号修正执行该两列以上扫描时的所述第二背散射信号。
在一些实施例中，所述背散射图像成像方法包括：
测量被检物与所述背散射成像系统的相对移动速度以形成速度信号；
根据所述速度信号和所述第一背散射信号形成的所述修正信号修正所述第二背散射信号形成所述修正背散射信号。
在一些实施例中，所述速度信号表明所述相对移动速度大于预定相对移动速度时，以在同一列扫描的所述第一扫描状态下的两个以上所述第一背散射信号的均值作为修正信号修正执行该两列以上扫描时的所述第二背散射信号；所述速度信号表明所述相对移动速度小于或等于所述预定相对移动速度时，以在至少两列扫描的所述第一扫描状态下的两个以上所述第一背散射信号的均值作为修正信号修正执行该两列以上扫描时的所述第二背散射信号。
基于本公开提供的背散射成像系统、扫描检查系统和背散射图像成像方法，第一背散射信号是背散射线源未发出扫描光束时测量的背散射信号，第一背散射信号可视为周围环境的干扰射线对背散射成像系统执行检查时产生的干扰信号，第二背散射信号可视为背散射线源发出的扫描光打到被检物后的反射光线与周围环境的干扰射线混合在一起形成的有效信号和干扰信号的综合信号，用根据第一背散射信号形成的修正信号修正第二背散射信号形成修正背散射信号，在修正信号的基础上形成第二扫描状态下的背散射图像，则可以在综合信号的基础上至少部分去除干扰信号的影响，从而使获得的背散射图像更加清晰。
通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本公开的进一步理解，构成本申请的一部分，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。在附图中：
图1为扫描检查系统的透射成像系统和背散射成像系统为垂直视角的成像系统时的背散射图像干扰原理图。
图2为扫描检查系统的透射成像系统和背散射成像系统为水平视角的成像系统时的背散射图像干扰原理图。
图3为扫描检查系统的背散射成像系统中背散射线源的原理性的平面结构示意图。
图4为扫描检查系统的背散射成像系统中背散射线源的原理性的立体结构示意图。
图5为扫描检查系统的背散射成像系统未被透射成像系统的透射射线形成的散射射线干扰的背散射图像。
图6为扫描检查系统的背散射成像系统被透射成像系统的透射射线形成的散射射线干扰时产生的未去除干扰的背散射图像。
图7为扫描检查系统的背散射成像系统被透射成像系统的透射射线形成的散射射线干扰时通过本公开一实施例的背散射图像成像方法去除干扰的背散射图像。
图8为扫描检查系统的背散射成像系统被透射成像系统的透射射线形成的散射射线干扰时通过本公开另一实施例的背散射图像成像方法去除干扰的背散射图像。
图9为扫描检查系统的背散射成像系统被透射成像系统的透射射线形成的散射射线干扰时通过本公开又一实施例的背散射图像成像方法去除干扰的背散射图像。
具体实施方式
下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
在本公开的描述中，需要理解的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本公开保护范围的限制。
在本公开的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置仅是为了便于描述本公开和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
本公开实施例提供一种背散射成像系统，主要包括背散射线源、背散探测器、控制装置和成像装置。
背散射线源被设置为执行扫描时具有无扫描光束发出的第一扫描状态和发出扫描光束的第二扫描状态。背散探测器在背散射成像系统的背散射线源处于第一扫描状态下探测第一背散射信号，在背散射线源处于第二扫描状态下探测第二背散射信号。控制装置与背散探测器信号连接，控制装置被设置为用根据第一背散射信号形成的修正信号修正第二背散射信号以得到修正背散射信号，并根据修正背散射信号形成图形信息。成像装置与控制装置信号连接，用于根据图形信息生成第二扫描状态下的背散射图像。
以上实施例的背散射成像系统中，第一背散射信号是背散射线源未发出扫描光束时测量的背散射信号，第一背散射信号可视为周围环境的干扰射线对背散射成像系统执行检查时产生的干扰信号，第二背散射信号可视为背散射线源发出的扫描光打到被检物后的反射光线与周围环境的干扰射线混合在一起形成的有效信号和干扰信号的综合信号，用根据第一背散射信号形成的修正信号修正第二背散射信号形成的修正背 散射信号，则可以在综合信号的基础上至少部分去除干扰信号的影响，从而使获得的背散射图像更加清晰。
其中干扰射线可以是来自环境中的任何干扰射线，例如可以是来自同一扫描检查系统或不同扫描检查系统的透射成像系统或其它背散射成像系统的干扰。对于将透射成像系统和背散射成像系统集成在一起的扫描检查系统，可降低透射成像系统对背散射成像系统的干扰。
在一些实施例中，背散射线源被设置为处于第一扫描状态的时间与处于第一扫描状态和第二扫描状态的时间之和的比值为1％～51％。例如该时间之比可以设置为3％、5％、8％、10％、12％、15％、18％、25％、35％、40％、50％等等。
背散射线源包括射线源和飞点装置，其中，飞点装置可以为各种形式，例如图3和图4所示的实施例中，射线源为X光机，飞点装置包括设置有束流孔的飞轮1和设置有准直缝的扇形盒2。
其中，图3为扫描检查系统的背散射成像系统中背散射线源的原理性的平面结构示意图，图4为扫描检查系统的背散射成像系统中背散射线源的原理性的立体结构示意图。
如图3和图4所示，飞点装置包括飞轮1和扇形盒2。飞轮1相对于扇形盒2可转动。飞轮1包括轮盘和设置在轮盘外周并罩于扇形盒2径向外侧的轮缘，沿轮缘的周向设置径向出光的若干个束流孔。扇形盒2与轮盘同轴地设置于轮盘侧面，并位于轮缘的径向内侧，扇形盒2的圆心处设置有接收X光机的出束点G发出的X射线的光接收孔，扇形盒2的弧形面上设置有X射线的准直缝，本实施例中，准直缝的周向角度为扇形盒2的出光角度。各束流孔只有处在扇形盒2的出光角度覆盖的出光区域时，才能透过X射线，各束流孔处在扇形盒2的出光区域以外时不能透过X射线。
在图3和图4所示的实施例中，O为飞轮1的圆心，飞轮1上设置有四个束流孔，分别为束流孔a、束流孔b、束流孔c、束流孔d。四个束流孔中每两个相邻的束流孔沿周向具有90度的间隔角度。扇形盒2的出光角度小于相邻束流孔的间隔角度，即各束流孔透过射线的角度不足90度，例如出光角度占相邻束流孔间隔角度的90％时，即出光角度为81度，有10％的角度X射线无法透过飞点装置透射到被检物上。
图3和图4中，准直缝的两个端点分别为第一端点E和第二端点F，圆心O与第一端点E的连线OE和圆心O与第二端点F的连线OF之间的夹角即为出光角度，本实施例中出光角度为81度。本实施例中，第一端点E位于扇形盒2的一个边缘(在 图3和图4中位于上边缘)，第二端点F位于扇形盒2的另一个边缘(在图3和图4中位于下边缘)。
当四个束流孔a、b、c、d经过具有81度的出光角度的扇形盒2时，点状X射线能够从背散射线源发出。例如，当飞轮1顺时针旋转时，束流孔a在经过从第一端点E到第二端点F的81度出光角度过程中，点状X射线在从第一端点E到第二端点F的范围内发出，束流孔a刚从位于扇形盒2下边缘的第二端点F移出时，束流孔b还未进入扇形盒2的出光区域，且距离位于扇形盒2上边缘的第一端点E还有9度的间隔。以此类推，当束流孔b刚从位于扇形盒2下边缘的第二端点F移出时，束流孔c还未进入扇形盒2的出光区域，且距离位于扇形盒2上边缘的第一端点E还有9度；当束流孔c刚从位于扇形盒2下边缘的第二端点F移出时，束流孔d还未进入扇形盒2的出光区域，且距离位于扇形盒2上边缘的第一端点E还有9度；当束流孔d刚从位于扇形盒2下边缘的第二端点F移出时，束流孔a还未进入扇形盒2的出光区域，且距离位于扇形盒2上边缘的第一端点E还有9度。
在图3至图4所示的实施例中，飞轮1从一个束流孔刚刚离开扇形盒2的第二端点F时起即开始下一列扫描，每一列扫描开始时，即将进入扇形盒2的出光区域的束流孔由于不能发出射线，因此此时背散射线源处于不发出扫描光束的第一扫描状态，该束流孔经过扇形盒2的出光区域时发出射线，因此此时背散射线源处于发出扫描光束的第二扫描状态。可见，在本实施例中，背散射线源执行每一列扫描时都具有第一扫描状态。
由于在正常扫描时，飞轮1匀速旋转，因此，本实施例中，从每一列扫描开始时，处于第一扫描状态时相应的束流孔旋转经过的角度与处于第一扫描状态和第二扫描状态时该束流孔旋转经过的角度之比即扇形盒2的出光角度与相邻束流孔之间的间隔角度的比值与前述处于第一扫描状态的时间与处于第一扫描状态和第二扫描状态的时间之和的比值是一致的。因此，本实施例中，处于第一扫描状态的时间与处于第一扫描状态和第二扫描状态的时间之和的比值为10％。
在未图示的实施例中，束流孔的数量和排布方式不拘泥于图3和图4的形式。例如，束流孔的数量可以设为3个，3个束流孔间隔120度设置。
扇形盒2的出光角度与相邻束流孔之间的间隔角度的比值不局限于10％，可根据具体情况适当设定，例如，在一些实施例中，可以设置为5％～20％之间的某一数值，例如，可以设置为6％，8％，12％，15％，18％等等，在另一些实施例中，也可以设 置为5％以下，只要能保证至少能获取一个第一背散射信号即可，例如1％～5％中的某一数值，在另一些实施例中，也可以设置为20％以上，例如20％～51％的某一数值。
控制装置例如为可以实现为用于执行本公开所描述功能的计算机、通用处理器、可编程逻辑控制器(PLC)、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)等等。
在一些实施例中，背散射成像系统包括速度传感器。速度传感器用于测量被检物与背散射成像系统的相对移动速度以形成速度信号。控制装置与速度传感器信号连接以接收速度信号并用根据速度信号和第一背散射信号形成的修正信号修正第二背散射信号形成修正背散射信号。例如，在前述相对移动速度较低时可以采用几列扫描时共用一个修正信号的方式对第二背散射信号进行修正，在前述相对移动速度较高时可以各列扫描用个自的修正信号的方式对第二背散射信号时行修正。
背散射成像系统的背散射线源可以设置为执行每一列扫描时具有第一扫描状态或者可以设置为连续执行两列以上扫描时具有第一扫描状态。
本公开实施例还提供一种包括前述实施例的背散射成像系统的扫描检查系统。该扫描检查系统中，可以减少环境或扫描检查系统内部干扰因素对该背散射成像系统的干扰。
该扫描检查系统还可以包括透射检查系统。采用该扫描检查系统可降低透射成像系统对背散射成像系统的干扰。透射成像系统的透射射线源可以是x光机或同位素源等持续输出束流的透射射线源。
本公开实施例还提供一种背散射成像系统的背散射图像成像方法，包括：背散射成像系统的背散探测器在背散射成像系统的背散射线源执行扫描时无扫描光束发出的第一扫描状态下探测第一背散射信号；背散探测器在背散射线源执行扫描时发出扫描光束的第二扫描状态下探测第二背散射信号；用根据第一背散射信号形成的修正信号修正第二背散射信号以得到形成修正背散射信号并根据修正背散射信号形成图形信息；根据图形信息生成第二扫描状态下的背散射图像。
基于本公开实施例的背散射图像成像方法与本公开前述实施例的背散射成像系统具有相同的优点，可以在综合信号的基础上至少部分去除干扰信号的影响，从而使获得的背散射图像更加真实。
图5为扫描检查系统的背散射成像系统未被透射成像系统的透射射线形成的散射射线干扰的背散射图像。图6为扫描检查系统的背散射成像系统被透射成像系统的透 射射线形成的散射射线干扰时产生的未去除干扰的背散射图像。对比图5和图6可知，由透射成像系统的透射射线形成的散射射线对背散射图像产生干扰后形成的背散射图像被干扰的部分图像不清晰，整体成像质量较差。
图7为扫描检查系统的背散射成像系统被透射成像系统的透射射线形成的散射射线干扰时通过本公开一实施例的背散射图像成像方法去除干扰的背散射图像。图8为扫描检查系统的背散射成像系统被透射成像系统的透射射线形成的散射射线干扰时通过本公开另一实施例的背散射图像成像方法去除干扰的背散射图像。图9为扫描检查系统的背散射成像系统被透射成像系统的透射射线形成的散射射线干扰时通过本公开又一实施例的背散射图像成像方法去除干扰的背散射图像。对比图7至9与图5和图6可知，在利用本公开各实施例的背散射图像成像方法去除透射成像系统的透射射线形成的散射射线的干扰后，第二扫描状态下的背散射图像更接近图6所示的无透射成像系统干扰的情形，背散射图像整体图像清晰，成像质量较好。
图5至图9中，以高度h标出的区域即为束流孔还未进入扇形盒2的出光区域时(第一扫描状态下)根据检测到的第一背散射信号形成的散射图像，该部分散射图像即为本底；本底以下的区域，即为束流孔已进入扇形盒2的出光区域时(第二扫描状态下)的背散射图像。用根据第一背散射信号形成的修正信号修正第二背散射信号形成修正背散射信号，并根据修正背散射信号形成的图形信息形成第二扫描状态的背散射图像，实质上是在第二扫描状态下的背散射图像中扣除本底，可提高第二扫描状态下的背散射图像的成像质量。
如图7至图9所示，用第一背散射信号形成修正信号的具体方法可以不同，产生的最终效果也有所差异，但都可以实现提高背散射图像质量的目的。
在一些实施例中，用修正信号修正第二背散射信号形成修正背散射信号包括用第二背散射信号减去修正信号与修正系数的乘积形成修正背散射信号。例如，修正系数的范围为0.8至1.2。例如可以为0.85、0.90、0.95、0.98、1.0、1.03、1.05、1.08、1.12、1.15、1.17等。优选地，本实施例中，修正系数为1。
在一些实施例中，可以以背散射线源每执行一列扫描时在第一扫描状态下的一个第一背散射信号作为修正信号修正执行该列扫描时的第二背散射信号。以下称该种修正方法为单点修正方法。
图7即为采用了单点修正方法修正第二背散射信号形成的第一扫描状态下和第二扫描状态下共同的背散射图像。其中作为修正信号用的第一背散射信号，可以是执行 该列扫描时在第一扫描状态下的任意一个第一背散射信号。例如，如果执行一列扫描时背散探测器在第一扫描状态下共测得8个第一背散射信号，则可以取8个第一背散射信号中的任意一个，例如以第4个或第6个第一背散射信号作为修正信号。
在一些实施例中，可以以背散射线源每执行一列扫描时在第一扫描状态下的两个以上第一背散射信号的均值作为修正信号修正执行该列扫描时的第二背散射信号。以下称该种修正方法为单列多点平均修正方法。
图8即为采用了单列多点平均修正方法修正第二背散射信号形成的第一扫描状态下和第二扫描状态下共同的背散射图像。其中作为形成修正信号用的第一背散射信号，可以是执行该列扫描时在第一扫描状态下的任意两个或两个以上第一背散射信号。例如，如果执行一列扫描时背散探测器在第一扫描状态下共测得8个第一背散射信号，则可以取8个第一背散射信号中的任意几个的均值，例如第4个和第6个第一背散射信号的均值，或第3个、第5个和第7个第一背散射信号的均值，或全部8个第一背散射信号的均值作为修正信号等等。
在一些实施例中，还可以以背散射线源连续执行两列以上扫描时在第一扫描状态下的两个以上第一背散射信号的均值作为修正信号修正执行该两列以上扫描时的第二背散射信号。以下称该种修正方法为多列多点平均修正方法。
例如，可以以在同一列扫描的第一扫描状态下的两个以上第一背散射信号的均值作为修正信号修正执行该两列以上扫描时的第二背散射信号。
再例如，可以以在至少两列扫描的第一扫描状态下的两个以上第一背散射信号的均值作为修正信号修正执行该两列以上扫描时的第二背散射信号。其中，可以在每一列扫描的第一扫描状态下均选取两个以上第一背散射信号，以被选取的全部第一背散射信号的均值作为修正信号修正执行该两列以上扫描时的第二背散射信号。
图9即为采用了多列多点平均修正方法修正第二背散射信号形成的第一扫描状态下和第二扫描状态下共同的背散射图像。其中作为形成修正信号用的第一背散射信号，可以是执行该两列以上扫描时在第一扫描状态下的任意两个或两个以上第一背散射信号。例如，如果两列以上扫描为3列扫描，执行每一列扫描时背散探测器在第一扫描状态下能测得8个第一背散射信号，则共有24个第一背散射信号，可以取24个第一背散射信号中的任意几个的均值，例如3列扫描中每一列扫描时的第4个和第6个第一背散射信号的均值，或3列扫描中每一列扫描时的第3个、第5个和第7个第一背散射信号的均值，或全部24个第一背散射信号的均值作为修正信号等等。
采用单列多点平均修正方法和多列多点平均修正方法相对于采用单点修正方法而言，在第二背散射信号中去除的干扰信号更平均，得到的第二扫描状态下的背散射图像更清晰。
在一些实施例中，还可以以背散射线源连续执行两列以上扫描时在第一扫描状态下的一个第一背散射信号作为修正信号修正执行该两列以上扫描时的第二背散射信号。
在一些实施例中，背散射图像成像方法还可以包括：测量被检物与背散射成像系统的相对移动速度以形成速度信号；用根据速度信号和第一背散射信号形成的修正信号修正第二背散射信号形成修正背散射信号。
例如，速度信号表明相对移动速度大于预定相对移动速度时，以在同一列扫描的第一扫描状态下的两个以上第一背散射信号的均值作为修正信号修正执行该两列以上扫描时的第二背散射信号(单列多点修正方法)。再例如，速度信号表明相对移动速度小于或等于预定相对移动速度时，以在至少两列扫描的第一扫描状态下的两个以上第一背散射信号的均值作为修正信号修正执行该两列以上扫描时的第二背散射信号(多列多点修正方法)。
当相对移动速度大于预定相对移动速度时，相邻列背散射图像的本底变化较大，采用单列多点修正方法修正第二背散射信号利于保证背散射图像的整体质量；当相对移动速度小于或等于预定相对移动速度时，相邻列背散射图像的本底变化不大，采用多列多点修正方法修正第二背散射信号可节省计算所需时间和工作量。
以上实施例并不用于限制本公开，例如，背散射线源的飞点装置包括设置有准直缝的旋转筒。为了使背散射线源在执行扫描时具有前述第一扫描状态和第二扫描状态，使旋转筒上对应的进光准直缝和出光准直缝配合设置为使旋转筒旋转至部分角度时不发出扫描光束即可。例如，在设计旋转筒的准直缝位置时，在旋转筒的每一个旋转周期内，设置为在一定比例的角度内射线无法从飞点装置透过，此时可测量第一背散射信号。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本公开的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本公开进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本公开的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本公开技术方案的精神，其均应涵盖在本公开请求保护的技术方案范围当中。

Claims (16)

  1. 一种背散射成像系统，包括：
    背散射线源，所述背散射线源被设置为执行扫描时具有无扫描光束发出的第一扫描状态和发出扫描光束的第二扫描状态；
    背散探测器，所述背散探测器在所述背散射成像系统的背散射线源处于所述第一扫描状态下探测第一背散射信号，在所述背散射线源处于所述第二扫描状态下探测第二背散射信号；
    控制装置，与所述背散探测器信号连接，被设置为用根据所述第一背散射信号形成的修正信号修正所述第二背散射信号以得到修正背散射信号，并根据所述修正背散射信号形成图形信息；和
    成像装置，与所述控制装置信号连接，根据所述图形信息生成所述第二扫描状态下的背散射图像。
  2. 根据权利要求1所述的背散射成像系统，其中，所述背散射线源被设置为处于所述第一扫描状态的时间与处于所述第一扫描状态和所述第二扫描状态的时间之和的比值为1％～51％。
  3. 根据权利要求1所述的背散射成像系统，其中，所述背散射线源包括射线源和飞点装置，其中，所述飞点装置包括设置有束流孔的飞轮(1)和设置有准直缝的扇形盒(2)，或所述飞点装置包括设置有准直缝的旋转筒。
  4. 根据权利要求1所述的背散射成像系统，其中，所述背散射成像系统包括速度传感器，所述速度传感器用于测量被检物与所述背散射成像系统的相对移动速度以形成速度信号，所述控制装置与所述速度传感器信号连接并根据所述速度信号和所述第一背散射信号修正所述第二背散射信号形成所述修正背散射信号。
  5. 根据权利要求1所述的背散射成像系统，其中，所述背散射线源设置为执行每一列扫描时具有所述第一扫描状态或者连续执行两列以上扫描时具有所述第一扫描状态。
  6. 一种扫描检查系统，包括权利要求1至5中任一项所述的背散射成像系统。
  7. 根据权利要求6所述的扫描检查系统，其中，还包括透射检查系统。
  8. 一种背散射成像系统的背散射图像成像方法，包括：
    所述背散射成像系统的背散探测器在所述背散射成像系统的背散射线源执行扫描时在无扫描光束发出的第一扫描状态下探测第一背散射信号；
    所述背散探测器在所述背散射线源执行扫描时在发出扫描光束的第二扫描状态下探测第二背散射信号；
    用根据所述第一背散射信号形成的修正信号修正所述第二背散射信号以得到修正背散射信号，并根据所述修正背散射信号形成图形信息；
    根据所述图形信息生成所述第二扫描状态下的背散射图像。
  9. 根据权利要求8所述的背散射图像成像方法，其中，用根据所述第一背散射信号形成的修正信号修正所述第二背散射信号以得到修正背散射信号包括用所述第二背散射信号减去所述修正信号与修正系数的乘积形成所述修正背散射信号。
  10. 根据权利要求9所述的背散射图像成像方法，其中，所述修正系数的范围为0.8至1.2。
  11. 根据权利要求8所述的背散射图像成像方法，其中，以所述背散射线源每执行一列扫描时在所述第一扫描状态下的一个所述第一背散射信号或以所述背散射线源每执行一列扫描时在所述第一扫描状态下的两个以上所述第一背散射信号的均值作为所述修正信号修正执行该列扫描时的所述第二背散射信号。
  12. 根据权利要求8所述的背散射图像成像方法，其中，以所述背散射线源连续执行两列以上扫描时在所述第一扫描状态下的一个所述第一背散射信号或以所述背散射线源连续执行两列以上扫描时在所述第一扫描状态下的两个以上所述第一背散射信号的均值作为所述修正信号修正执行该两列以上扫描时的所述第二背散射信号。
  13. 根据权利要求12所述的背散射图像成像方法，其中，
    以在同一列扫描的所述第一扫描状态下的两个以上所述第一背散射信号的均值作为所述修正信号修正执行该两列以上扫描时的所述第二背散射信号；或
    以在至少两列扫描的所述第一扫描状态下的两个以上所述第一背散射信号的均值作为所述修正信号修正执行该两列以上扫描时的所述第二背散射信号。
  14. 根据权利要求13所述的背散射图像成像方法，其中，在每一列扫描的所述第一扫描状态下均选取两个以上所述第一背散射信号，以被选取的全部所述第一背散射信号的均值作为所述修正信号修正执行该两列以上扫描时的所述第二背散射信号。
  15. 根据权利要求8至14中任一项所述的背散射图像成像方法，包括：
    测量被检物与所述背散射成像系统的相对移动速度以形成速度信号；
    根据所述速度信号和所述第一背散射信号形成的所述修正信号修正所述第二背散射信号形成所述修正背散射信号。
  16. 根据权利要求15所述的背散射图像成像方法，其中，所述速度信号表明所述相对移动速度大于预定相对移动速度时，以在同一列扫描的所述第一扫描状态下的两个以上所述第一背散射信号的均值作为修正信号修正执行该两列以上扫描时的所述第二背散射信号；所述速度信号表明所述相对移动速度小于或等于所述预定相对移动速度时，以在至少两列扫描的所述第一扫描状态下的两个以上所述第一背散射信号的均值作为修正信号修正执行该两列以上扫描时的所述第二背散射信号。
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