專利名稱：X射線檢查裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及X射線檢查裝置，其根據(jù)對(duì)物質(zhì)進(jìn)行照射后的X射線
透過(guò)圖像，推定物質(zhì)的質(zhì)量。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，人們使用一種x射線質(zhì)量推定裝置，該x射線質(zhì)量推定 裝置對(duì)被測(cè)定物照射x射線，然后根據(jù)透過(guò)的x射線量推定(算出)
被測(cè)定物的質(zhì)量。
在該x射線質(zhì)量推定裝置中，取得被測(cè)定物的X射線透過(guò)圖像，
利用物質(zhì)厚度越大、x射線透過(guò)圖像拍攝得越暗的性質(zhì)，根據(jù)x射線
透過(guò)圖像中包含的每單位區(qū)域的亮度，例如，根據(jù)如果亮度低則質(zhì)量 大、如果亮度大則質(zhì)量小的情況推定質(zhì)量。
具體而言，當(dāng)設(shè)定沒(méi)有物質(zhì)時(shí)的圖像亮度為I。， x射線透過(guò)物質(zhì)
的部分的圖像亮度為I，物質(zhì)的厚度為t時(shí)，這些參數(shù)之間的關(guān)系可以
通過(guò)以下的關(guān)系式(1)表示
1/1『e卞t...... (1)
式中，M是由X射線能量和物質(zhì)的種類決定的射線質(zhì)量系數(shù)，表示 值越大越能夠吸收X射線。
另外，為了根據(jù)圖像的亮度推定物質(zhì)的厚度，使用以下的關(guān)系式
(2):
t=-l/juxln(I/I0)......(2)
為了將這些參數(shù)變換成質(zhì)量m，能夠利用乘以適當(dāng)?shù)南禂?shù)后的以 下的關(guān)系式(3)表示
m=ct=-c/jLi x ln(I/I0)=-aln(I/Io)......(3)
(其中，c為用于將物質(zhì)的厚度變換成質(zhì)量m的系數(shù))。
通常，由于X射線透過(guò)圖像由多個(gè)像素構(gòu)成，所以對(duì)每個(gè)像素求 取m，通過(guò)將整個(gè)圖像的m相加能夠推定物質(zhì)整體的質(zhì)量。如果利用 公式表示，則能夠用以下數(shù)學(xué)式(4)表示
5<formula>formula see original document page 6</formula>例如，在專利文獻(xiàn)l中公開(kāi)有一種X射線質(zhì)量推定裝置，該X射 線質(zhì)量推定裝置對(duì)被測(cè)定物照射X射線，然后檢測(cè)透過(guò)的X射線，根 據(jù)透過(guò)的X射線量，按照每單位透過(guò)區(qū)域使用規(guī)定的公式計(jì)算被測(cè)定 物的質(zhì)量，在透過(guò)X射線的全部透過(guò)區(qū)域上對(duì)算出的被測(cè)定物的每單 位透過(guò)區(qū)域的單位質(zhì)量進(jìn)行積分，由此，算出被測(cè)定物的全體質(zhì)量。
專利文獻(xiàn)h日本特開(kāi)2002-296022號(hào)公報(bào)(2002年10月9日公開(kāi))。
發(fā)明內(nèi)容
然而，在上述現(xiàn)有的X射線質(zhì)量推定裝置中存在以下問(wèn)題。
艮P，在上述公報(bào)所公開(kāi)的x射線質(zhì)量推定裝置中，根據(jù)規(guī)定公式
計(jì)算每單位透過(guò)區(qū)域的物質(zhì)的質(zhì)量，在全部區(qū)域上對(duì)單位質(zhì)量進(jìn)行積
分，求出總質(zhì)量，但x射線光子能量為連續(xù)光譜，不是單一的能量，
因此利用基于數(shù)字公式的質(zhì)量推定方法，不能高精度地進(jìn)行質(zhì)量推定。
而且，由于x射線透過(guò)圖像的亮度，除了物質(zhì)的厚度以外，例如 還因固有濾波器、x射線檢測(cè)裝置的能量特性、伽馬校正等圖像前處
理等不確定因素的影響而變化，因此存在不能推定檢査對(duì)象物的正確 的質(zhì)量的情況。
本發(fā)明的目的是提供能夠排除x射線的能量特性、固有濾波器等 各種不確定因素的影響，高精度地推定質(zhì)量的x射線檢查裝置。 本發(fā)明第一方面的x射線檢查裝置為，根據(jù)對(duì)檢査對(duì)象物照射的
X射線的透過(guò)量推定檢査對(duì)象物的重量的X射線檢査裝置，其具有
照射部、X射線檢測(cè)部、取樣(sample)圖像取得部、輸入部、理想曲 線制作部、曲線調(diào)整部、和質(zhì)量推定部。照射部向檢查對(duì)象物照射X 射線。X射線檢測(cè)部對(duì)從照射部照射且透過(guò)檢查對(duì)象物的X射線量進(jìn) 行檢測(cè)。取樣圖像取得部根據(jù)對(duì)多個(gè)檢查對(duì)象物進(jìn)行照射并在X射線 檢測(cè)部檢測(cè)出的X射線量，取得各自的X射線透過(guò)圖像。輸入部輸入 取得有X射線透過(guò)圖像的各檢查對(duì)象物的實(shí)際質(zhì)量。理想曲線制作部 制作表示X射線透過(guò)圖像所包含的各單位區(qū)域的亮度和與之對(duì)應(yīng)的各 單位區(qū)域的質(zhì)量的關(guān)系的理想曲線。曲線調(diào)整部根據(jù)由輸入部輸入的實(shí)際質(zhì)量，按照各灰度等級(jí)(gradation level)調(diào)整在理想曲線制作部 制作的理想曲線。質(zhì)量推定部根據(jù)在曲線調(diào)整部按照各灰度等級(jí)調(diào)整 后的理想曲線推定檢查對(duì)象物的質(zhì)量。
在此，對(duì)知道實(shí)際質(zhì)量的多個(gè)檢査對(duì)象物照射X射線，在取得各 自的取樣圖像(X射線透過(guò)圖像)后，制作表示取樣圖像所包含的各 單位區(qū)域的質(zhì)量與該單位區(qū)域的亮度的關(guān)系的理想曲線。
然后，比較根據(jù)該理想曲線推定的檢查對(duì)象物的質(zhì)量和檢査對(duì)象 物的實(shí)際質(zhì)量，調(diào)整理想曲線，使得檢査對(duì)象物的質(zhì)量接近實(shí)際質(zhì)量， 然后根據(jù)調(diào)整后的曲線，并根據(jù)實(shí)際進(jìn)行檢查而取得的X射線透過(guò)圖 像所包含的各單位區(qū)域的亮度，推定檢查對(duì)象物的質(zhì)量。
此處，所謂理想曲線，為表示每單位區(qū)域的亮度與其質(zhì)量的關(guān)系 的圖或表所表示的曲線，由數(shù)學(xué)式表示。
通常，如上所述，在求取表示由數(shù)學(xué)式表示的每單位區(qū)域的亮度 與質(zhì)量的關(guān)系的理想曲線并求取推定質(zhì)量的方法中，例如因固有濾波 器、X射線檢測(cè)裝置的能量特性、伽馬校正等圖像的前處理等數(shù)學(xué)式 中不包含的各種不確定因素，使得在實(shí)際的質(zhì)量和理想曲線之間產(chǎn)生 誤差。因此，利用依賴由該數(shù)學(xué)式表示的理想曲線的質(zhì)量推定方法， 難以正確地推定質(zhì)量。
利用本發(fā)明的X射線檢査裝置，在推定上述那樣的檢查對(duì)象物的 質(zhì)量時(shí)，在制作理想曲線后，例如按照各灰度等級(jí)調(diào)整理想曲線，使 得根據(jù)該理想曲線算出的推定質(zhì)量接近實(shí)際質(zhì)量。
由此，通過(guò)根據(jù)實(shí)際質(zhì)量適當(dāng)?shù)卣{(diào)整根據(jù)多個(gè)取樣圖像取得的理 想曲線，能夠得到正確地表示每單位區(qū)域的亮度和質(zhì)量的理想曲線。 結(jié)果，取得實(shí)際的檢査對(duì)象物的X射線透過(guò)圖像，合計(jì)根據(jù)該調(diào)整后 的理想曲線計(jì)算出的每單位區(qū)域的質(zhì)量，推定檢査對(duì)象物的質(zhì)量，由 此，能夠得到比現(xiàn)有技術(shù)具有更高精度的推定質(zhì)量。
本發(fā)明第二方面的X射線檢查裝置為第一方面發(fā)明的X射線檢查 裝置，曲線調(diào)整部對(duì)于與每單位區(qū)域的亮度a對(duì)應(yīng)的推定質(zhì)量m(a)， 就士xQ/。分別求取推定質(zhì)量m+(a)和m-(a)，從這些推定質(zhì)量中選擇偏差 最小的推定質(zhì)量來(lái)置換推定質(zhì)量m(a)，并調(diào)整理想曲線。
這里，對(duì)于由m(a)表示的X射線透過(guò)圖像所包含的每單位區(qū)域的檢査對(duì)象物的推定質(zhì)量，求取為士x。/。的推定質(zhì)量m-(a)和m+(a)，從其 中選擇偏差最小的表(圖表)，將推定質(zhì)量m(a)置換為該值，由此，調(diào)
整理想曲線。
由此，通過(guò)稍微移動(dòng)推定質(zhì)量m(a)并選擇最沒(méi)有偏差的表(圖表)， 能夠更適當(dāng)?shù)匦拚硐肭€，求取高精度的推定質(zhì)量。
本發(fā)明第三方面的X射線檢査裝置為第二方面發(fā)明的X射線檢査 裝置，曲線調(diào)整部反復(fù)進(jìn)行推定質(zhì)量m(a)的置換直到亮度a為規(guī)定的 灰度等級(jí)。
這里，例如每10個(gè)灰度等級(jí)即增大亮度a，并從最小10灰度等級(jí) 至最大210灰度等級(jí)反復(fù)進(jìn)行上述推定質(zhì)量m(a)的置換。
由此，在各灰度等級(jí)，能夠均勻地進(jìn)行使理想曲線接近實(shí)際質(zhì)量 的調(diào)整。結(jié)果，由于能夠按照各灰度等級(jí)適當(dāng)?shù)卣{(diào)整理想曲線，所以 能夠得到更高精度的推定質(zhì)量。
本發(fā)明第四方面的X射線檢查裝置為第二或第三方面發(fā)明的X射 線檢査裝置，曲線調(diào)整部反復(fù)進(jìn)行上述推定質(zhì)量m(a)的置換，直到推 定質(zhì)量m(a)的偏差在規(guī)定的范圍內(nèi)。
這里，反復(fù)進(jìn)行由曲線調(diào)整部進(jìn)行的理想曲線的調(diào)整，直到推定 質(zhì)量m(a)的偏差在規(guī)定范圍內(nèi)。
由此，通過(guò)在沒(méi)有偏差的狀態(tài)下反復(fù)進(jìn)行曲線的調(diào)整，直到使得 推定質(zhì)量m(a)接近實(shí)際質(zhì)量，能夠更適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行理想曲線的調(diào)整。結(jié) 果，能夠取得更高精度的調(diào)整后的理想曲線，從而取得與實(shí)際質(zhì)量接 近的高精度的推定質(zhì)量。
而且，當(dāng)組合直到該偏差在規(guī)定范圍內(nèi)的條件、和直到為規(guī)定灰 度等級(jí)的條件時(shí)，能夠?qū)υ谡麄€(gè)灰度等級(jí)上被適當(dāng)?shù)卣{(diào)整、且偏差小 的理想曲線進(jìn)行調(diào)整。結(jié)果，能夠取得更高精度的調(diào)整后的理想曲線， 并取得接近實(shí)際質(zhì)量的高精度的推定質(zhì)量。
本發(fā)明第五方面的X射線檢查裝置為第二 第四方面發(fā)明的任一 發(fā)明的X射線檢査裝置，曲線調(diào)整部?jī)H反復(fù)進(jìn)行規(guī)定次數(shù)的推定質(zhì)量 m(a)的置換。
這里，僅反復(fù)進(jìn)行規(guī)定次數(shù)的曲線調(diào)整部進(jìn)行的理想曲線的調(diào)整。 由此，因?yàn)楫?dāng)規(guī)定次數(shù)的置換結(jié)束時(shí)能夠可靠地結(jié)束置換處理，所以能夠高效率地進(jìn)行理想曲線的調(diào)整。結(jié)果，能夠高效率地取得高 精度的調(diào)整后的理想曲線，并取得接近實(shí)際質(zhì)量的高精度的推定質(zhì)量。 而且，當(dāng)與上述各種結(jié)束條件組合時(shí)，能夠取得高精度地調(diào)整過(guò)的理 想曲線，并正確地進(jìn)行質(zhì)量的推定。
本發(fā)明第六方面的X射線檢査裝置為第二 第五方面發(fā)明的任一
發(fā)明的X射線檢査裝置，曲線調(diào)整部反復(fù)進(jìn)行上述推定質(zhì)量m(a)的置 換直到經(jīng)過(guò)規(guī)定時(shí)間。
這里，反復(fù)進(jìn)行由曲線調(diào)整部進(jìn)行的理想曲線的調(diào)整，直到經(jīng)過(guò) 規(guī)定時(shí)間。
由此，因?yàn)楫?dāng)經(jīng)過(guò)規(guī)定時(shí)間時(shí)置換就結(jié)束，所以推定質(zhì)量m(a)的 置換處理不會(huì)為長(zhǎng)時(shí)間。結(jié)果，能夠高效率地取得高精度的調(diào)整后的 理想曲線，并取得接近實(shí)際質(zhì)量的高精度的推定質(zhì)量。而且當(dāng)與上述 各種結(jié)束條件組合時(shí)，能夠取得高精度地調(diào)整過(guò)的理想展線，正確地 進(jìn)行質(zhì)量的推定。
本發(fā)明第七方面的X射線檢査裝置為第一 第六方面發(fā)明的任一 發(fā)明的X射線檢查裝置，理想曲線制作部每10灰度等級(jí)使亮度a變化， 計(jì)算推定質(zhì)量m(a)，并線性插補(bǔ)其之間的值，由此制作理想曲線。
這里，通過(guò)線性插補(bǔ)將亮度a代入用于每IO灰度等級(jí)制作理想曲 線的數(shù)學(xué)式而得到的推定質(zhì)量m(a)之間的值，制作理想曲線。
由此，因?yàn)槟軌蚋咝实刂谱骼硐肭€，所以能夠高效率地取得 高精度的推定質(zhì)量。
本發(fā)明第八方面的X射線檢查裝置為第一 第七方面發(fā)明的任一 發(fā)明的X射線檢查裝置，理想曲線制作部根據(jù)表示X射線透過(guò)圖像所 包含的每單位區(qū)域的亮度a與其推定質(zhì)量m(a)的關(guān)系的規(guī)定的數(shù)學(xué)式， 制作表示亮度a和推定質(zhì)量m(a)的關(guān)系的表。
這里，根據(jù)表示X射線透過(guò)圖像所包含的單位區(qū)域的亮度a和與 該區(qū)域?qū)?yīng)的推定質(zhì)量m(a)的關(guān)系的規(guī)定的數(shù)學(xué)式制作表，然后根據(jù) 輸入的實(shí)際質(zhì)量調(diào)整表，使得接近實(shí)際質(zhì)量。
由此，通過(guò)根據(jù)該表在表所包含的值之間插補(bǔ)，能夠制作理想曲 線并調(diào)整理想曲線。結(jié)果，與將亮度a代入數(shù)學(xué)式中計(jì)算推定質(zhì)量m(a) 的情況相比，能夠大幅地縮短推定質(zhì)量m(a)的計(jì)算時(shí)間。本發(fā)明第九方面的X射線檢查裝置為第一 第八方面發(fā)明的任一
發(fā)明的X射線檢查裝置，單位區(qū)域?yàn)閄射線透過(guò)圖像所包含的1個(gè)像素。
這里，利用x射線透過(guò)圖像所包含的像素單位，推定與各自的亮
度(灰度等級(jí))對(duì)應(yīng)的質(zhì)量。
由此，通過(guò)按照每個(gè)作為x射線透過(guò)圖像的最小單位的像素求取
推定質(zhì)量并將它們加以合計(jì)，能夠高精度地求取檢查對(duì)象物的推定質(zhì)量。
本發(fā)明的X射線檢查程序?yàn)椋?一種根據(jù)對(duì)檢查對(duì)象物照射的X射 線的透過(guò)量推定檢查對(duì)象物的重量的X射線檢查程序，其使計(jì)算機(jī)執(zhí)
行具有第一 第五步驟的x射線檢查方法。在第一步驟中，檢測(cè)對(duì)多
個(gè)檢查對(duì)象物照射的X射線量，根據(jù)檢測(cè)出的X射線量取得各自的X
射線透過(guò)圖像。在第二步驟中，輸入在第一步驟中取得的x射線透過(guò) 圖像的各自的檢查對(duì)象物的實(shí)際質(zhì)量。在第三步驟中，制作根據(jù)x射
線透過(guò)圖像所包含的各單位區(qū)域的亮度和與之對(duì)應(yīng)的各單位區(qū)域的質(zhì) 量而表示的理想曲線。在第四步驟中，根據(jù)在第二步驟中輸入的實(shí)際 質(zhì)量，按照各灰度等級(jí)調(diào)整在第三步驟中制作的理想曲線。在第五步 驟中，根據(jù)在上述第四步驟中按照各灰度等級(jí)調(diào)整后的理想曲線，推 定檢查對(duì)象物的質(zhì)量。
這里，對(duì)知道實(shí)際質(zhì)量的多個(gè)檢查對(duì)象物照射x射線，在取得各
自的取樣圖像(x射線透過(guò)圖像)后，制作表示取樣圖像所包含的每
單位區(qū)域的質(zhì)量和該單位區(qū)域的亮度間的關(guān)系的理想曲線。然后，比 較根據(jù)該理想曲線推定的檢查對(duì)象物的質(zhì)量和檢查對(duì)象物的實(shí)際質(zhì) 量，調(diào)整理想曲線，使得檢查對(duì)象物的推定質(zhì)量接近實(shí)際質(zhì)量，然后，
根據(jù)調(diào)整后的曲線，根據(jù)實(shí)際地進(jìn)行檢査而取得的x射線透過(guò)圖像所
包含的各單位區(qū)域的亮度，推定檢査對(duì)象物的質(zhì)量。
在此，所謂理想曲線為表示每單位區(qū)域的亮度和其質(zhì)量的關(guān)系的 圖表或由表表示的曲線，由數(shù)學(xué)式表示。
通常，如上所述，在求取表示由數(shù)學(xué)式表示的每單位區(qū)域的亮度 與質(zhì)量的關(guān)系的理想曲線并求取推定質(zhì)量的方法中，例如因固有濾波
器、X射線檢測(cè)裝置的能量特性、伽馬校正等圖像的前處理等數(shù)學(xué)式中不包含的各種不確定因素，使得在實(shí)際的質(zhì)量和理想曲線之間產(chǎn)生 誤差。因此，利用依賴由該數(shù)學(xué)式表示的理想曲線的質(zhì)量推定方法， 難以正確地推定質(zhì)量。
利用本發(fā)明的X射線檢査程序，在推定上述那樣的檢查對(duì)象物的 質(zhì)量時(shí)，在制作理想曲線后，例如按照各灰度等級(jí)調(diào)整理想曲線，使 得根據(jù)該理想曲線算出的推定質(zhì)量接近實(shí)際質(zhì)量。
由此，通過(guò)根據(jù)實(shí)際質(zhì)量適當(dāng)?shù)卣{(diào)整根據(jù)多個(gè)取樣圖像取得的理 想曲線，能夠得到正確地表示每單位區(qū)域的亮度和質(zhì)量的理想曲線。 結(jié)果，取得實(shí)際的檢查對(duì)象物的X射線透過(guò)圖像，合計(jì)根據(jù)該調(diào)整后 的理想曲線計(jì)算出的每單位區(qū)域的質(zhì)量，推定檢查對(duì)象物的質(zhì)量，由 此，能夠得到比現(xiàn)有技術(shù)具有更高精度的推定質(zhì)量。
本發(fā)明第十一方面的X射線檢查裝置為第一 第六方面發(fā)明的任
一發(fā)明的X射線檢查裝置，理想曲線制作部每10灰度等級(jí)使亮度a變 化，并計(jì)算推定質(zhì)量m(a)，對(duì)線性插補(bǔ)過(guò)其之間的值的函數(shù)計(jì)算移動(dòng) 平均，制作理想曲線。
由此，因?yàn)槟軌蚴估硐肭€成為光滑的曲線，所以與單純連接計(jì) 算出的推定質(zhì)量值m(a)并進(jìn)行過(guò)線性插補(bǔ)的圖表相比，能夠減少質(zhì)量 推定值m(a)的擺動(dòng)(不連續(xù)的變化)，能夠更高精度地計(jì)算推定質(zhì)量。
本發(fā)明第十二方面的X射線檢查裝置為第一 第六方面發(fā)明的任 一發(fā)明的X射線檢査裝置，理想曲線制作部每10灰度等級(jí)使亮度a變 化，并計(jì)算推定質(zhì)量m(a)，曲線插補(bǔ)其之間的值，制作理想曲線。
在此，上述曲線插補(bǔ)例如能夠通過(guò)使用貝塞爾曲線(Bezier Curve) (以n次函數(shù)進(jìn)行近似的方法)、樣條曲線(splinecurve)等的插補(bǔ)方 法而進(jìn)行。
由此，因?yàn)槟軌蚴估硐肭€成為光滑的曲線，與單純連接計(jì)算出 的推定質(zhì)量值m(a)并進(jìn)行過(guò)線性插補(bǔ)的圖表相比，能夠減少質(zhì)量推定 值m(a)的擺動(dòng)(不連續(xù)的變化)，能夠更高精度地計(jì)算推定質(zhì)量。
圖1為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的X射線檢查裝置的外觀立體圖。 圖2為表示圖1的X射線檢査裝置的前后的結(jié)構(gòu)的圖。圖3為圖1的X射線檢査裝置的屏蔽盒(shield box)內(nèi)部的簡(jiǎn)易 結(jié)構(gòu)圖。
圖4為表示圖1的X射線檢查裝置的異物混入檢查的原理的示意圖。
圖5為表示具有圖1的X射線檢査裝置的控制計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)的控 制模塊圖。
圖6為通過(guò)圖5的控制計(jì)算機(jī)包括的CPU讀入X射線檢查程序而 制作的功能模塊圖。
圖7為表示X射線透過(guò)圖像所包含的每單位區(qū)域的圖像的亮度和 該部分的物質(zhì)的厚度的關(guān)系的圖表。
圖8為表示10張?jiān)趫D1的X射線檢查裝置中取得的商品的X射 線透過(guò)圖像的圖。
圖9為表示根據(jù)圖1的X射線檢查裝置的X射線檢査程序的質(zhì)量 推定方法的流程的流程圖。
圖10(a)為表示使系數(shù)(x優(yōu)化之前的表m(a)的圖表。(b)為表示使 系數(shù)a優(yōu)化后的表m(a)的圖表。
圖11(a) (c)為表示使變換表m(a)優(yōu)化的過(guò)程的圖表。
圖12(a)為表示作為商品G的X射線透過(guò)圖像的一個(gè)例子，粉末在 袋內(nèi)大致均勻地存在的狀態(tài)的圖。(b)表示粉末在袋內(nèi)以集中于一部 分的狀態(tài)存在的圖。
圖13為表示通過(guò)本發(fā)明的X射線檢查裝置，使用優(yōu)化后的變換表 m(a)和優(yōu)化前的變換表求得的圖12(a)和圖12 (b)所示的商品的推定 質(zhì)量的比較結(jié)果的圖。
圖14為表示在本發(fā)明的另一實(shí)施方式的X射線檢查裝置中執(zhí)行的 X射線檢査方法的處理的流程的流程圖。
圖15為表示在本發(fā)明的又一實(shí)施方式的X射線檢查裝置中執(zhí)行的 X射線檢査方法的處理的流程的流程圖
圖16為表示在圖15的流程圖中實(shí)施的曲線插補(bǔ)的概念的說(shuō)明圖。
符號(hào)的說(shuō)明
10 X射線檢査裝置
11 屏蔽盒l(wèi)la 開(kāi)口
12傳送裝置
12a傳送帶
12b傳送裝置框架
12c 開(kāi)口部
12f傳送裝置電機(jī)
12g旋轉(zhuǎn)編碼器
13 X射線照射器(照射部)
14 X射線線陣(line)傳感器(X射線檢測(cè)部) 14a像素
15光電傳感器 16遮蔽幕
20控制計(jì)算機(jī)(取樣圖像取得部、理想曲線制作部、曲線調(diào)整 部、質(zhì)量推定部)
21 CPU
22 ROM
23 RAM
24 USB(外部連接端子)
25 CF (緊湊式閃存注冊(cè)商標(biāo)) 26監(jiān)視器(輸入部)
31取樣圖像取得部
32表制作部(理想曲線制作部)
33表調(diào)整部(曲線調(diào)整部)
34質(zhì)量推定部
60前段傳送裝置
70分類機(jī)構(gòu)
70a 臂
80流水線傳送裝置 G商品(檢査對(duì)象物)
具體實(shí)施方式
以下，利用圖1 圖13，對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的X射線檢査 裝置進(jìn)行說(shuō)明。
(X射線檢査裝置10的整體結(jié)構(gòu))
如圖1所示，本實(shí)施方式的X射線檢查裝置IO例如為，在食品等 商品的生產(chǎn)線上對(duì)袋裝的粉末湯等商品(參照?qǐng)D12(a)等)的質(zhì)量進(jìn)行 推定的裝置。X射線檢查裝置10向連續(xù)地搬運(yùn)過(guò)來(lái)的商品照射X射線， 檢測(cè)透過(guò)商品的X射線量并根據(jù)制作的X射線圖像推定商品的質(zhì)量， 檢查推定的質(zhì)量是否在規(guī)定的范圍內(nèi)。
如圖2所示，作為X射線檢查裝置10的檢査對(duì)象的商品(檢查對(duì) 象物)G通過(guò)前段傳送裝置60搬運(yùn)到X射線檢査裝置IO中。根據(jù)在 X射線檢查裝置10中取得的X射線透過(guò)圖像推定商品G的質(zhì)量。利 用該X射線檢査裝置10的質(zhì)量的推定結(jié)果，被發(fā)送至配置在X射線 檢查裝置10的下游側(cè)的分類機(jī)構(gòu)70。當(dāng)在X射線檢查裝置10中判斷 商品G為規(guī)定范圍內(nèi)的質(zhì)量時(shí)，分類機(jī)構(gòu)70將商品直接送至正規(guī)的流 水線傳送裝置(line conveyor) 80上。另一方面，當(dāng)在X射線檢査裝 置10中判斷商品G為規(guī)定范圍外的質(zhì)量時(shí)，則以下游側(cè)的端部為旋轉(zhuǎn) 軸的臂70a以阻擋搬送通路的方式轉(zhuǎn)動(dòng)。由此，能夠通過(guò)配置在偏離 搬送通路的位置上的次品回收箱90回收判斷為質(zhì)量在規(guī)定范圍外的商 品G。
如圖1所示，X射線檢查裝置10主要具有屏蔽盒11、傳送裝置
12、 遮蔽幕16、和帶有觸摸面板功能的監(jiān)視器(輸入部)26。而且， 如圖3所示，在其內(nèi)部具有X射線照射器(照射部)13、 X射線線陣 傳感器(X射線檢測(cè)部)14、控制計(jì)算機(jī)(取樣圖像取得部、理想曲 線制作部、曲線調(diào)整部、質(zhì)量推定部)20 (參照?qǐng)D5)。
(屏蔽盒l(wèi)l)
屏蔽盒11在商品G的入口側(cè)和出口側(cè)的兩個(gè)面上具有搬入搬出商 品用的開(kāi)口 lla。在該屏蔽盒11中收納有傳送裝置12、 X射線照射器
13、 X射線線陣傳感器14、和控制計(jì)算機(jī)20等。
另夕卜，如圖1所示，為了防止X射線泄漏到屏蔽盒l(wèi)l的外部，利 用遮蔽幕16阻擋開(kāi)口 lla。該遮蔽幕16具有含有鉛的橡膠制的幕部， 在商品被搬入搬出時(shí)，被商品推開(kāi)。另外，在屏蔽盒11的正面上部，除了監(jiān)視器26以外，還配置有 鑰匙插入口、電源開(kāi)關(guān)等。
(傳送裝置12)
傳送裝置12是用于在屏蔽盒11內(nèi)搬送商品的裝置，由圖5的控 制模塊包括的傳送裝置電機(jī)12f驅(qū)動(dòng)。傳送裝置12的搬送速度通過(guò)控 制計(jì)算機(jī)20進(jìn)行的傳送裝置電機(jī)12f的逆變器控制(inverter-control) 被精密地控制，使得成為操作者輸入的設(shè)定速度。
另外，如圖3所示，傳送裝置12具有傳送帶12a、和傳送裝置框 架12b，以相對(duì)于屏蔽盒11能夠取出的狀態(tài)安裝。這樣，在進(jìn)行食品 等的檢査的情況下，為了保持屏蔽盒l(wèi)l內(nèi)清潔，能夠取出傳送裝置， 頻繁地將其洗凈。
傳送帶12a為無(wú)端狀的帶，被傳送裝置框架12b從帶的內(nèi)側(cè)支撐。 于是，通過(guò)接受傳送裝置電機(jī)12f的驅(qū)動(dòng)力并進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，將載置在帶上 的物體向規(guī)定的方向搬送。
傳送裝置框架12b從無(wú)端狀帶的內(nèi)側(cè)支撐傳送帶12a，并且，如圖 3所示，在與傳送帶12a的內(nèi)側(cè)的面相對(duì)的位置上，在與搬送方向成直 角的方向上具有長(zhǎng)開(kāi)口的開(kāi)口部12c。開(kāi)口部12c形成于傳送裝置框架 12b上的連接X(jué)射線照射置13和X射線線陣傳感器14的線上。換言 之，開(kāi)口部12c形成于傳送裝置框架12b的來(lái)自X射線照射器13的X 射線的照射區(qū)域，使得透過(guò)商品G的X射線不被傳送裝置框架12b阻 擋。
(X射線照射器13)
如圖3所示，X射線照射器13配置在傳送裝置12的上方，通過(guò) 形成于傳送裝置框架12b的開(kāi)口部12c，向配置在傳送裝置12的下方 的X射線線陣傳感器14呈扇形形狀地照射X射線(參照?qǐng)D3的斜線 咅P分)。
(X射線線陣傳感器14)
X射線線陣傳感器14配置在傳送裝置12 (開(kāi)口部12c)的下方， 檢測(cè)透過(guò)商品G、傳送帶12a的X射線。如圖3和圖4所示，X線線 陣傳感器14由在與傳送裝置12的搬送方向垂直的方向上成一條直線 地水平配置的多個(gè)像素14a構(gòu)成。另外，圖4為分別表示X射線檢査裝置10內(nèi)的照射狀態(tài)、和這時(shí) 在構(gòu)成線陣傳感器14的各像素14a中檢測(cè)出的X射線量的圖表。 (監(jiān)視器26)
監(jiān)視器26為全點(diǎn)陣(foil-dot)顯示的液晶顯示器。并且，監(jiān)視器 26具有觸摸面板功能，顯示催促輸入與初期設(shè)定、質(zhì)量推定后的判定 等相關(guān)的參數(shù)等的畫(huà)面。
另外，監(jiān)視器26還能夠顯示商品G的X射線透過(guò)圖像，該X射 線透過(guò)圖像根據(jù)X射線線陣傳感器14的檢測(cè)結(jié)果被制作后，還被施加 過(guò)圖像處理。這樣，能夠使使用者在視覺(jué)上認(rèn)識(shí)商品G的袋內(nèi)的粉末 集中于一部分等的狀態(tài)。 (控制計(jì)算機(jī)20)
控制計(jì)算機(jī)20在CPU21中執(zhí)行控制程序中包含的圖像處理程式 (routine)、檢査判定處理程式等。并且，控制計(jì)算機(jī)20在CF (緊湊 型閃存注冊(cè)商標(biāo))25等存儲(chǔ)部中保存積蓄與不良商品對(duì)應(yīng)的X射線 圖像、檢査結(jié)果、X射線圖像的校正用數(shù)據(jù)等
作為具體的結(jié)構(gòu)，如圖5所示，控制計(jì)算機(jī)20搭載CPU21，并且 作為CPU21控制的主存儲(chǔ)部搭載有ROM22、 RAM23和CF25。
在CF25中存儲(chǔ)有用于控制各部位的各種程序、與成為質(zhì)量推定的 基礎(chǔ)的X射線透過(guò)圖像相關(guān)的信息等。
而且，控制計(jì)算機(jī)20具有控制監(jiān)視器26的數(shù)據(jù)顯示的顯示控 制電路、從監(jiān)視器26的觸摸面板輸入鍵輸入數(shù)據(jù)的鍵輸入電路、用于
進(jìn)行未圖示的印刷機(jī)的數(shù)據(jù)打印的控制等的i/o端口、和作為外部連接
端子的USB24等。
而且，CPU21、 ROM22、 RAM23、 CF25等通過(guò)地址總線、數(shù)據(jù) 總線等總線相互連接。
而且，控制計(jì)算機(jī)20與傳送裝置電機(jī)12f、旋轉(zhuǎn)偏碼器12g、 X射 線照射器13、 X射線線陣傳感器14、和光電傳感器15等連接。
利用控制計(jì)算機(jī)20接收在安裝在傳送裝置電機(jī)12f上的旋轉(zhuǎn)偏碼 器12g中檢測(cè)出的傳送裝置12的搬送速度。
另外，控制計(jì)算機(jī)20接收來(lái)自光電傳感器15的信號(hào)，對(duì)作為被 檢査物的商品G到達(dá)X射線線陣傳感器14的位置的時(shí)間進(jìn)行檢測(cè)，其中，上述光電傳感器15作為由夾住傳送裝置而配置的一對(duì)投光器和 受光器構(gòu)成的同步傳感器。
(由控制計(jì)算機(jī)20制作的功能模塊)
在本實(shí)施方式中，控制計(jì)算機(jī)20所包括的CPU21讀入存放在CF25 中的X射線檢查程序，制作圖6所示的功能模塊。
具體而言，在控制計(jì)算機(jī)20內(nèi)，如圖6所示，作為功能模塊制作 取樣圖像取得部31、表制作部(理想曲線制作部)32、表調(diào)整部(曲 線調(diào)整部)33和質(zhì)量推定部34。
取樣圖像取得部31，對(duì)于10個(gè)預(yù)先知道質(zhì)量的袋裝粉末湯的商品 G取得X射線透過(guò)圖像(以下，將10個(gè)商品G的各自的質(zhì)量表示為"實(shí) 際質(zhì)量"。)
表制作部32，對(duì)于在取樣圖像取得部31中取得的各個(gè)單位區(qū)域(l 個(gè)像素)的亮度a，根據(jù)用于計(jì)算該區(qū)域的推定質(zhì)量m的以下的數(shù)學(xué) 式(3)，制作表(理想曲線)m(a)。
m=ct=-c/pxln(I/I0 )=-a ln(I/I0)…… (3)
(其中，m:推定質(zhì)量，C:用于從物質(zhì)的厚度變換為質(zhì)量的系數(shù)， t:物質(zhì)厚度，I:沒(méi)有物質(zhì)時(shí)的亮度；1。透過(guò)物質(zhì)時(shí)的亮度，^射線 吸收系數(shù))
表調(diào)整部33對(duì)通過(guò)監(jiān)視器26輸入的10個(gè)商品G的各自的實(shí)際質(zhì) 量和合計(jì)利用上述表(理想曲線)求得的各灰度等級(jí)的推定質(zhì)量后的 合計(jì)推定質(zhì)量進(jìn)行比較，并調(diào)整表，使得合計(jì)推定質(zhì)量接近實(shí)際質(zhì)量。
質(zhì)量推定部34根據(jù)在表調(diào)整部33調(diào)整過(guò)的表(理想曲線)，并按 照每個(gè)單位區(qū)域(l個(gè)像素)的亮度，取得各單位區(qū)域的推定質(zhì)量，將 這些推定質(zhì)量合計(jì)從而計(jì)算出商品G的推定質(zhì)量。
另外，關(guān)于利用這些功能塊的質(zhì)量推定的方法，在后面敘述。 (利用控制計(jì)算機(jī)20的質(zhì)量推定的流程)
一般而言，如果對(duì)由上述數(shù)學(xué)式(1)那樣的指數(shù)函數(shù)表示的圖表 (I/IQ=^t)、和表示實(shí)際的質(zhì)量的圖表進(jìn)行比較，則可知，在取得的X 射線透過(guò)圖像中物質(zhì)的厚度與該部分的亮度(將沒(méi)有物質(zhì)時(shí)的亮度標(biāo) 準(zhǔn)化為1.0的亮度)的關(guān)系會(huì)產(chǎn)生圖7所示那樣的誤差。特別是，在表示實(shí)際的質(zhì)量的圖表中，在厚度t比較小的區(qū)域亮度急劇降低。這是以 下情況引起的，能量比較小的X射線先被吸收，越通過(guò)物質(zhì)則X射線 的射線性質(zhì)變得越硬。而且，如上所述，X射線透過(guò)圖像的亮度，除 了X射線的能量分布、物質(zhì)的厚度以外，還包含有無(wú)使用固有濾波器、
X射線檢測(cè)裝置的能量特性、伽馬校正等圖像處理等不確定因素。
在此，在圖8中表示使用實(shí)際質(zhì)量為8.0g的商品G而求得推定質(zhì)
量的IO個(gè)X射線透過(guò)圖像。與其他X射線透過(guò)圖像相比可知，在粉
末集中在袋內(nèi)的一處的下段左端和下段中央的X射線透過(guò)圖像中，推
定質(zhì)量為比作為實(shí)際質(zhì)量的8.0g大的數(shù)值。
在本實(shí)施方式的X射線檢査裝置10中，根據(jù)以上的問(wèn)題，對(duì)于商
品G，為了排除袋內(nèi)的粉末集中于一處的情況、各種不確定因素的影
響，從而進(jìn)行高精度的質(zhì)量推定，根據(jù)圖9所示的流程圖進(jìn)行質(zhì)量的推定。
艮P，在步驟S1中，例如將l.O代入上述數(shù)學(xué)式(3)的a中，將與 圖像亮度(灰度等級(jí))a (0 220)對(duì)應(yīng)的推定質(zhì)量m(a)制作成表。根 據(jù)數(shù)學(xué)式(3)制作的表首先每10灰度等級(jí)地使亮度a變化，并將其 存放在與m(a)相當(dāng)?shù)谋砩?，利用線性插補(bǔ)求取其之間的數(shù)值。這樣， 在控制計(jì)算機(jī)20的表制作部32，制作圖10(a)所示的表示亮度和推定 質(zhì)量m(a)的關(guān)系的表(理想曲線)。另外，考慮到如果根據(jù)數(shù)學(xué)式(3) 求出所有亮度的推定質(zhì)量則會(huì)耗費(fèi)過(guò)多的時(shí)間，在此，利用數(shù)學(xué)式(3) 每間隔IO灰度等級(jí)求取其推定質(zhì)量，然后通過(guò)線性插補(bǔ)求取其之間的 值。
在步驟S2中，如圖8所示，向預(yù)先知道實(shí)際質(zhì)量為8.0g的10個(gè) 商品G照射X射線，在取樣圖像取得部31取得10張X射線透過(guò)圖像。 然后，對(duì)于取得的IO張X射線透過(guò)圖像，利用表m(a)變換計(jì)算出推定 質(zhì)量，并求取它們的平均值Mave。而且，為了得到廣范圍的亮度數(shù)據(jù)， 10個(gè)取樣圖像優(yōu)選為混合存在有粉末在袋內(nèi)集中于一處、均勻分布等 的圖像。
在步驟S3中，變更m(a)，使得在步驟S2中求得的平均值Mave 根據(jù)以下的關(guān)系式(5)與檢查物質(zhì)量Mt相等，設(shè)定圖10 (b)中的 實(shí)線所示的變更后的表為初期表(理想曲線)。而且，在圖10 (b)中以虛線表示變更前的表，以實(shí)線表示變更后的初期表(理想曲線)。
m(a)= m(a)xMt/Mave...... (5)
在步驟S4中，將10代入數(shù)學(xué)式(3)的亮度a中，求取推定質(zhì)量 m(a)。在此，之所以將亮度a從10開(kāi)始依次代入20、 30......，是因?yàn)?br>
如果代入亮度O則推定質(zhì)量為無(wú)限大。因此，也可以從將l代入亮度a 的位置開(kāi)始，以下依次代入ll、 21、 31......從而求取推定質(zhì)量。
在步驟S5中，為了探討使表m(a)上下稍微移動(dòng)后的變化，對(duì)表 m(a)進(jìn)行士2。/。并重新制作表m+(a)禾卩m-(a)。這時(shí)，通過(guò)在m (a-10) 和m(a)之間進(jìn)行線性插補(bǔ)求取a-10和a之間的表，并通過(guò)在m(a)和 m (a+10)之間進(jìn)行線性插補(bǔ)求取a和a+10之間的表，由此制作各表 m+(a)、 m-(a)。
在步驟S6中，根據(jù)在步驟S5中新制作的兩個(gè)表m+(a)和m-(a)、 以及原來(lái)的表m(a)，分別對(duì)IO張X射線透過(guò)圖像計(jì)算推定質(zhì)量。
在步驟S7中，從在步驟S6中通過(guò)三個(gè)表m(a)、 m+(a)、 m-(a)計(jì) 算出的IO張X射線透過(guò)圖像的推定質(zhì)量中，選擇標(biāo)準(zhǔn)偏差最小的(偏 差小的)表，將該表與m(a)置換。
例如，在某亮度(灰度等級(jí))a中，當(dāng)m+(a)比m(a)的標(biāo)準(zhǔn)偏差 小時(shí)，對(duì)于與其亮度a相當(dāng)?shù)牟糠?，將表m(a)置換為表m+(a)。另一方 面，當(dāng)m(a)比m+(a)的標(biāo)準(zhǔn)偏差小時(shí)，對(duì)于與其亮度a相當(dāng)?shù)牟糠郑?不置換表m(a)，維持原狀。
具體而言，如圖ll(a)所示，在亮度^10的部分中，比較以實(shí)線表 示的表m(10)、以上側(cè)的虛線表示的表m+(10)、以及以下側(cè)的虛線表 示的表m-(10)的標(biāo)準(zhǔn)偏差，選擇標(biāo)準(zhǔn)偏差最小的m+(10)。于是，如圖 11 (b)所示，在亮度a^O的部分上，表m (10)置換為表m+(10)。
在步驟S8中，判定亮度a是否為210，當(dāng)為No時(shí)，進(jìn)入步驟SIO， 每次將亮度a增加10，并反復(fù)進(jìn)行上述步驟S7中的m(a)的置換處理， 直到a:210為止。
艮口，在亮度3=20、 30、 40......時(shí)同樣地反復(fù)進(jìn)行表的置換，制作
圖11 (c)中以實(shí)線表示的表。
其中，該步驟S7中的處理與表調(diào)整部33的表、即理想曲線的調(diào)
19整處理相當(dāng)。
在步驟S9中，根據(jù)通過(guò)置換處理得到的調(diào)整后的表m(a)求取10 張X射線透過(guò)圖像的質(zhì)量，判定其偏差是否在0.1g以下。在此，當(dāng)比 O.lg大時(shí)，回到步驟S4反復(fù)進(jìn)行上述處理，直到偏差為O.lg以下為止。
在本發(fā)明的X射線檢査裝置10中，經(jīng)過(guò)以上的處理，制作用于從 拍攝的商品G的X射線透過(guò)圖像推定商品G的質(zhì)量的變換表m(a)(參 照?qǐng)D11 (c))。這樣，通過(guò)使用圖11 (c)所示的優(yōu)化的調(diào)整后的變換 表m(a)進(jìn)行作為檢查對(duì)象的商品G的質(zhì)量推定，與依靠現(xiàn)有的數(shù)學(xué)式 的質(zhì)量推定方法相比，能夠得到高精度的質(zhì)量推定結(jié)果。
在此，對(duì)于實(shí)際質(zhì)量為10.0g的商品G，在圖13中表示使用優(yōu)化 前后的變換表進(jìn)行檢査的結(jié)果。
如圖12(a)和圖12(b)所示，可知，在將變換表m(a)優(yōu)化之前的結(jié) 果中，袋內(nèi)粉末均勻的商品(10.34g)和集中于一處的商品(9.79g) 的推定質(zhì)量的誤差為0.55g，與此相對(duì)，在根據(jù)上述圖9所示的流程圖 將變換表m(a)優(yōu)化后的結(jié)果中，袋內(nèi)粉末均勻的商品(10.03g)和集 中于一處的商品(9.95g)的推定質(zhì)量的誤差為0.08g，變得很小。而且， 關(guān)于根據(jù)優(yōu)化后的變換表求得的推定質(zhì)量，對(duì)于均勻的商品、集中于 一處的商品這兩者，相對(duì)于實(shí)際質(zhì)量10.0g的誤差從之前的0.4g、0.21g 大幅減少至0.03g、 0.05g。
這樣，從圖13所示的結(jié)果可知，通過(guò)利用根據(jù)圖9所示的流程圖 進(jìn)行優(yōu)化后的變換表m(a)計(jì)算推定質(zhì)量，能夠比現(xiàn)有技術(shù)更正確地求 得商品G的推定質(zhì)量。
(本X射線檢查裝置10的特征)
(1)如圖5所示，在本實(shí)施方式的X射線檢査裝置10中，搭載 在控制計(jì)算機(jī)20中的CPU21讀入存放在CF25中的X射線檢査程序， 形成圖6所示的功能模塊。該功能模塊包括取樣圖像取得部31、表制 作部32、表調(diào)整部33、和質(zhì)量推定部34。取樣圖像取得部31取得10 張預(yù)先知道實(shí)際質(zhì)量的商品G的X射線透過(guò)圖像。表制作部32根據(jù) 表示X射線透過(guò)圖像包含的每單位區(qū)域的亮度與該部分的推定質(zhì)量的 關(guān)系的上述數(shù)學(xué)式(3)，制作表(理想曲線)m(a)。表調(diào)整部33參照 通過(guò)監(jiān)視器26輸入的各X射線透過(guò)圖像的實(shí)際質(zhì)量，每10個(gè)灰度等級(jí)調(diào)整表m(a)，使得推定質(zhì)量接近實(shí)際質(zhì)量。質(zhì)量推定部34，根據(jù)調(diào) 整后的表m(a)求取每單位區(qū)域的推定質(zhì)量，將這些推定質(zhì)量合計(jì)從而 求取商品G的推定合計(jì)質(zhì)量。
這樣，通過(guò)使用參照實(shí)際質(zhì)量調(diào)整后的表m(a)求取推定質(zhì)量，與 直接使用根據(jù)數(shù)學(xué)式(3 )制作的表m(a)求取推定質(zhì)量的現(xiàn)有方法相比， 能夠求得更接近實(shí)際質(zhì)量的高精度的推定質(zhì)量。
(2) 使用本實(shí)施方式的X射線檢查裝置10，對(duì)于由表制作部32 制作的表m(a)，制作士2n/。后的新表m+(a)、 m-(a)，如圖11(a) 圖ll(c) 所示，按照每個(gè)規(guī)定的灰度等級(jí)，比較這些表m(a)， m+(a)， m-(a)，反 復(fù)置換標(biāo)準(zhǔn)偏差最小的表為m(a)，并調(diào)整表m(a)。
這樣，因?yàn)槟軌驅(qū)Ω鶕?jù)數(shù)學(xué)式(3)制作的表m(a)進(jìn)行優(yōu)化，使得 能夠推定更接近實(shí)際質(zhì)量的質(zhì)量，所以能夠比現(xiàn)有技術(shù)求取更高精度 的推定質(zhì)量。
(3) 如圖9的步驟S8所示，使用本實(shí)施方式的X射線檢査裝置 10，反復(fù)進(jìn)行上述表m(a)的優(yōu)化處理(置換)，直到亮度a從10灰度 等級(jí)每次增大10灰度等級(jí)至210灰度等級(jí)。
這樣，通過(guò)設(shè)定規(guī)定灰度等級(jí)數(shù)作為表m(a)的優(yōu)化處理結(jié)束條件， 能夠得到各個(gè)灰度等級(jí)(亮度)的優(yōu)化的表m(a)。結(jié)果是，能夠得到 更高精度的推定質(zhì)量。
(4) 如圖9的步驟S9所示，使用本實(shí)施方式的X射線檢査裝置 10，反復(fù)進(jìn)行上述表m(a)的優(yōu)化處理(置換)，直到求得的10個(gè)X射 線透過(guò)圖像的推定質(zhì)量的偏差在O.lg以下。
這樣，通過(guò)反復(fù)進(jìn)行作為求取推定質(zhì)量的基礎(chǔ)的表m(a)的優(yōu)化處 理，直到偏差為規(guī)定量以下，能夠更精細(xì)地將表m(a)優(yōu)化并求得高精 度的推定質(zhì)量。另外，如圖9的步驟S8、步驟S9所示，作為表m(a) 的優(yōu)化處理的結(jié)束條件，通過(guò)組合直到規(guī)定灰度等級(jí)為止的第一條件、 和直到偏差在規(guī)定量以下的第二條件，能夠進(jìn)行更詳細(xì)的表m(a)的調(diào) 整，因此能夠求得更高精度的推定質(zhì)量。
(5) 如圖9的步驟S1所示，使用本實(shí)施方式的X射線檢査裝置 10，使亮度a每10灰度等級(jí)地變化并根據(jù)數(shù)學(xué)式(3)計(jì)算推定質(zhì)量， 然后在其之間進(jìn)行線性插補(bǔ)，由此，制作表m(a)。這樣，與對(duì)表m(a)的所有灰度等級(jí)均使用數(shù)學(xué)式(3)制作表m(a) 的情況相比，能夠大幅度地縮短表m(a)的制作時(shí)間，并高效率地求取 推定質(zhì)量。
(6) 在本實(shí)施方式的X射線檢查裝置10中，作為用于求取推定 質(zhì)量的工具，使用表示X射線透過(guò)圖像所包含的每單位區(qū)域的亮度a 與其部分的推定質(zhì)量的關(guān)系的表m(a)。
這樣，與根據(jù)數(shù)學(xué)式求取推定質(zhì)量的方法相比，能夠大幅度地縮 短計(jì)算推定質(zhì)量的時(shí)間。
(7) 在本實(shí)施方式的X射線檢查裝置10中，作為X射線透過(guò)圖 像所包含的單位區(qū)域，按照每個(gè)像素求取亮度及其推定質(zhì)量。
這樣，通過(guò)將作為X射線透過(guò)圖像所包含的最小單位的1個(gè)像素 作為單位來(lái)求取推定質(zhì)量，能夠求得更高精度的推定質(zhì)量。 (另一實(shí)施方式)
以上，雖然對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明并不 限于上述實(shí)施方式，在不偏離發(fā)明的宗旨的范圍內(nèi)能夠進(jìn)行各種變更。
(A)在上述實(shí)施方式中，列舉制作表示X射線透過(guò)圖像所包含的單 位區(qū)域的亮度a與其區(qū)域的推定質(zhì)量的關(guān)系的表m(a)并求取商品G的 推定質(zhì)量的例子進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明不限于此。
例如，不一定必須制作表m(a)，對(duì)于由數(shù)學(xué)式表示的部分也可以 使用數(shù)學(xué)式。但如上述實(shí)施方式那樣，當(dāng)利用表m(a)求取推定質(zhì)量時(shí)， 與使用數(shù)學(xué)式的情況比較，能夠大幅縮短求取推定質(zhì)量的處理時(shí)間， 就這點(diǎn)而言，優(yōu)選如上述實(shí)施方式那樣使用表。
(B) 在上述實(shí)施方式中，如圖9所示，列舉反復(fù)進(jìn)行表m(a)的優(yōu) 化處理的S5 S8的循環(huán)，將亮度每次增大10灰度等級(jí)直到220灰度 等級(jí)的例子進(jìn)行了說(shuō)明。但本發(fā)明不限于此。
作為優(yōu)化處理的結(jié)束條件，不限于亮度達(dá)到220灰度等級(jí)的情況， 例如，既可以在達(dá)到其他灰度等級(jí)后結(jié)束處理，也可以進(jìn)行控制，使 得在反復(fù)規(guī)定次數(shù)后或經(jīng)過(guò)規(guī)定時(shí)間后結(jié)束處理?；蛘撸部梢詫⒍?個(gè)上述結(jié)束條件組合。
(C) 在上述實(shí)施方式中，如圖9所示，列舉反復(fù)進(jìn)行表m(a)的優(yōu) 化處理的S4 S10的循環(huán)直到偏差為O.lg以下的例子進(jìn)行了說(shuō)明。但本發(fā)明不限于此。
作為優(yōu)化處理的結(jié)束條件，不限于偏差為0.1g以下的狀態(tài)，例如， 既可以在偏差為O.lg以外的其他數(shù)值以下的狀態(tài)下結(jié)束處理，也可以 進(jìn)行控制，使得在反復(fù)規(guī)定次數(shù)后或經(jīng)過(guò)規(guī)定時(shí)間后結(jié)束處理?；蛘?， 也可以將多個(gè)上述結(jié)束條件組合。
(D) 在上述實(shí)施方式中，列舉取得與預(yù)先知道質(zhì)量的IO個(gè)商品
G對(duì)應(yīng)的10張X射線透過(guò)圖像作為X射線透過(guò)圖像的取樣圖像的例 子進(jìn)行了說(shuō)明。但本發(fā)明不限于此。
作為取樣圖像數(shù)，不限于10張，例如，既可以是5張以下，也可 以是20張以上。
(E) 在上述實(shí)施方式中，列舉從推定質(zhì)量m(a)、 m+(a)和m-(a) 中選擇標(biāo)準(zhǔn)偏差最小的推定質(zhì)量，然后進(jìn)行置換m(a)的處理的例子進(jìn) 行了說(shuō)明。但本發(fā)明不限于此。
例如，作為選擇的方法，不限于標(biāo)準(zhǔn)偏差，也能夠觀察分散等其 它的偏差要素而進(jìn)行選擇。
(F) 在上述實(shí)施方式中，列舉在X射線檢査裝置10中使用本發(fā) 明的例子進(jìn)行了說(shuō)明。但本發(fā)明不限于此。
例如，也能夠?qū)⒈景l(fā)明應(yīng)用于存放于X射線檢査裝置的存儲(chǔ)部中 的X射線檢查程序。在這種情況下，CPU讀入該X射線檢査程序，使 計(jì)算機(jī)執(zhí)行根據(jù)圖9所示的流程圖進(jìn)行處理的X射線檢查方法。
(G) 在上述實(shí)施方式中，列舉如下例子進(jìn)行了說(shuō)明在步驟S5 中，為了探討將表m(a)上下稍微移動(dòng)后的變化，對(duì)表m(a)進(jìn)行土2M新 制作表m+(a)和m-(a)，通過(guò)對(duì)m(a-10)和m(a)之間進(jìn)行線性插補(bǔ)求取 a-10和a之間的表，并通過(guò)對(duì)m(a)和m+(a)之間進(jìn)行線性插補(bǔ)求取a 和a+10之間的表，由此，制作各表m+(a)、 m-(a)。但本發(fā)明不限于此。
例如，圖14所示，也可以在步驟S5之后，插入步驟S5a，調(diào)整通 過(guò)線性插補(bǔ)求得的表。具體而言，在步驟S5a中，對(duì)于進(jìn)行過(guò)線性插 補(bǔ)的表，根據(jù)以下數(shù)學(xué)式l，計(jì)算移動(dòng)平均，使得在制作圖表時(shí)成為光 滑的曲線，減少表的變動(dòng)(推定質(zhì)量的偏差)。 (數(shù)1)<formula>formula see original document page 24</formula>
這樣，因?yàn)榕c通過(guò)線性插補(bǔ)制作的表相比，能夠防止僅因各像素 的亮度稍微發(fā)生變化就使得推定質(zhì)量不連續(xù)地變化的情況，所以能夠 更高精度地計(jì)算推定質(zhì)量。
(H)在上述實(shí)施方式中，列舉以下例子進(jìn)行了說(shuō)明在步驟Sl 中，使亮度a每10灰度等級(jí)發(fā)生變化，并將其存放在與m(a)相當(dāng)?shù)谋?上，通過(guò)線性插補(bǔ)求取其之間的數(shù)值，在控制計(jì)算機(jī)20的表制作部32 中，諾'j作圖10(a)所示的表示亮度和推定質(zhì)量m(a)的關(guān)系的表(理想曲 線)。但本發(fā)明不限于此。
例如，如圖15所示，也可以插入步驟S5b代替步驟S5，調(diào)整通過(guò) 曲線插補(bǔ)求得的表。
具體而言，在步驟S5b中，制作對(duì)m(a)進(jìn)行+10n/。時(shí)的表m+(a)， 并制作對(duì)m(a)進(jìn)行-10y。時(shí)的表m-(a)，通過(guò)m(a-10)和m(a)之間的曲線 插補(bǔ)求取a-10和a之間的表，通過(guò)m(a)和m (a+10)之間的曲線插補(bǔ) 求取a和a+10之間的表。
作為曲線插補(bǔ)的方法，可以使用圖16所示的利用以n次函數(shù)進(jìn)行 近似的所謂貝塞爾曲線的插補(bǔ)方法。這樣，如果從N個(gè)控制點(diǎn)采用稱 為貝塞爾曲線的插補(bǔ)方法，則能夠利用N-l次函數(shù)進(jìn)行曲線插補(bǔ)。例 如，當(dāng)制作連接4個(gè)控制點(diǎn)的曲線時(shí)，能夠求得由三次函數(shù)表示的曲 線。S卩，在給與圖16所示的P1 P4的4個(gè)控制點(diǎn)的情況下，首先， 設(shè)定以t:l-t的比率分割Pl P2的點(diǎn)P5。然后，同樣設(shè)定以相同的比 率對(duì)P2 P3、 P3 P4進(jìn)行分割的點(diǎn)P6和P7。接著，設(shè)定以相同的比 率對(duì)P5 P6、 P6 P7進(jìn)行分割的點(diǎn)P8、 P9，之后，最后求取以相同 的比率對(duì)P8 P9進(jìn)行分割的點(diǎn)P10。在0^t^1的條件下連續(xù)進(jìn)行該 操作，沿P10的軌跡描繪貝塞爾曲線，由此，能夠進(jìn)行曲線插補(bǔ)。
結(jié)果是，因?yàn)榕c通過(guò)線性插補(bǔ)制作的表相比，能夠防止僅因各像 素的亮度稍微發(fā)生變化就使得推定質(zhì)量不連續(xù)地變化的情況，所以能 夠更高精度地計(jì)算推定質(zhì)量。
另外，作為進(jìn)行曲線插補(bǔ)的方法，不限于在上述另一實(shí)施方式(G) 和(H)中說(shuō)明的方法，例如，也能夠利用樣條曲線等進(jìn)行插補(bǔ)。產(chǎn)業(yè)上的利用可能性
本發(fā)明的X射線檢查裝置，因?yàn)槿〉帽痊F(xiàn)有技術(shù)能夠得到更高精 度的推定質(zhì)量的效果，所以能夠廣泛地應(yīng)用于從X射線透過(guò)圖像所包 含的區(qū)域的亮度推定質(zhì)量的X射線質(zhì)量推定裝置。
權(quán)利要求
1.一種X射線檢查裝置，其根據(jù)對(duì)檢查對(duì)象物照射的X射線的透過(guò)量推定所述檢查對(duì)象物的重量，其特征在于，包括照射部，其向所述檢查對(duì)象物照射X射線；X射線檢測(cè)部，其對(duì)從所述照射部照射并透過(guò)所述檢查對(duì)象物的X射線量進(jìn)行檢測(cè)；取樣圖像取得部，其根據(jù)對(duì)多個(gè)所述檢查對(duì)象物進(jìn)行照射并在所述X射線檢測(cè)部檢測(cè)出的X射線量，取得各自的X射線透過(guò)圖像；輸入部，其輸入取得有所述X射線透過(guò)圖像的各所述檢查對(duì)象物的實(shí)際質(zhì)量；理想曲線制作部，其制作表示所述X射線透過(guò)圖像所包含的各單位區(qū)域的亮度和與之對(duì)應(yīng)的各單位區(qū)域的質(zhì)量的關(guān)系的理想曲線；曲線調(diào)整部，其根據(jù)由所述輸入部輸入的所述實(shí)際質(zhì)量，按照各灰度等級(jí)調(diào)整在所述理想曲線制作部制作的所述理想曲線；和質(zhì)量推定部，其根據(jù)在所述曲線調(diào)整部按照各灰度等級(jí)調(diào)整后的所述理想曲線推定所述檢查對(duì)象物的質(zhì)量。
2. 如權(quán)利要求1所述的X射線檢查裝置，其特征在于 所述曲線調(diào)整部對(duì)于與所述每單位區(qū)域的亮度a對(duì)應(yīng)的推定質(zhì)量m(a)，就ix。/。分別求取推定質(zhì)量m+(a)和m-(a)，從這些推定質(zhì)量中選 擇偏差最小的推定質(zhì)量來(lái)置換所述推定質(zhì)量m(a)，并調(diào)整所述理想曲 線。
3. 如權(quán)利要求2所述的X射線檢查裝置，其特征在于 所述曲線調(diào)整部反復(fù)進(jìn)行所述推定質(zhì)量m(a)的置換，直到所述亮度a為規(guī)定的灰度等級(jí)。
4. 如權(quán)利要求2或3所述的X射線檢査裝置，其特征在于 所述曲線調(diào)整部反復(fù)進(jìn)行所述推定質(zhì)量m(a)的置換，直到所述推定質(zhì)量m(a)的偏差在規(guī)定的范圍內(nèi)。
5. 如權(quán)利要求2 4中的任一項(xiàng)所述的X射線檢查裝置，其特征在于所述曲線調(diào)整部只反復(fù)進(jìn)行規(guī)定次數(shù)的所述推定質(zhì)量m(a)的置換。
6. 如權(quán)利要求2 5中的任一項(xiàng)所述的X射線檢查裝置，其特征 在于所述曲線調(diào)整部反復(fù)進(jìn)行所述推定質(zhì)量m(a)的置換直到經(jīng)過(guò)規(guī)定 時(shí)間。
7. 如權(quán)利要求1 6中的任一項(xiàng)所述的X射線檢查裝置，其特征在于所述理想曲線制作部每10灰度等級(jí)使所述亮度a變化，計(jì)算所述 推定質(zhì)量m(a)，并線性插補(bǔ)其之間的值，由此制作所述理想曲線。
8. 如權(quán)利要求1 7中的任一項(xiàng)所述的X射線檢查裝置，其特征 在于所述理想曲線制作部根據(jù)表示所述X射線透過(guò)圖像所包含的所述 每單位區(qū)域的亮度a與其推定質(zhì)量m(a)的關(guān)系的規(guī)定的數(shù)學(xué)式，制作 表示所述亮度a和所述推定質(zhì)量m(a)的關(guān)系的表。
9. 如權(quán)利要求1 8中的任一項(xiàng)所述的X射線檢查裝置，其特征所述單位區(qū)域?yàn)樗鯴射線透過(guò)圖像所包含的1個(gè)像素。
10. —種X射線檢查程序，其根據(jù)對(duì)檢查對(duì)象物照射的X射線的 透過(guò)量推定所述檢查對(duì)象物的重量，其特征在于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行包括以下步驟的X射線檢查方法-第一步驟，檢測(cè)對(duì)多個(gè)所述檢査對(duì)象物照射的X射線量，根據(jù)所 述檢測(cè)出的X射線量取得各自的X射線透過(guò)圖像；第二步驟，輸入在所述第一步驟中取得的所述X射線透過(guò)圖像的各自的所述檢查對(duì)象物的實(shí)際質(zhì)量；第三步驟，制作根據(jù)所述X射線透過(guò)圖像所包含的各單位區(qū)域的亮度和與之對(duì)應(yīng)的各單位區(qū)域的質(zhì)量而表示的理想曲線；第四步驟，根據(jù)在所述第二步驟中輸入的所述實(shí)際質(zhì)量，按照各灰度等級(jí)調(diào)整在所述第三步驟中制作的所述理想曲線；和第五步驟，根據(jù)在所述第四步驟中按照各灰度等級(jí)調(diào)整后的所述理想曲線，推定所述檢查對(duì)象物的質(zhì)量。
11. 如權(quán)利要求1 6中的任一項(xiàng)所述的X射線檢査裝置，其特征 在于所述理想曲線制作部每10灰度等級(jí)使所述亮度a變化，并計(jì)算所 述推定質(zhì)量m(a)，對(duì)線性插補(bǔ)過(guò)其之間的值的函數(shù)計(jì)算移動(dòng)平均，制 作所述理想曲線。
12. 如權(quán)利要求1 6中的任一項(xiàng)所述的X射線檢查裝置，其特征 在于所述理想曲線制作部每10灰度等級(jí)使所述亮度a變化，并計(jì)算所 述推定質(zhì)量m(a)，曲線插補(bǔ)其之間的值，制作所述理想曲線。
全文摘要
本發(fā)明提供一種X射線檢查裝置(10)，該X射線檢查裝置(10)能夠排除X射線的能量特性、固有濾波器等各種不確定因素的影響，高精度地推定物質(zhì)的質(zhì)量。在該X射線檢查裝置(10)中，用于控制的計(jì)算機(jī)(20)的功能模塊，包括取樣圖像取得部(31)、理想曲線制作部(32)、曲線調(diào)整部(33)、和質(zhì)量推定部(34)。取樣圖像取得部(31)取得10張預(yù)先知道實(shí)際質(zhì)量的商品(G)的X射線透過(guò)圖像。理想曲線制作部(32)根據(jù)表示X射線透過(guò)圖像所包含區(qū)域的亮度與其推定質(zhì)量的關(guān)系的數(shù)學(xué)式，制作表。曲線調(diào)整部(33)參照輸入的各X射線透過(guò)圖像的實(shí)際質(zhì)量，調(diào)整表，使得推定質(zhì)量接近實(shí)際質(zhì)量。質(zhì)量推定部(34)根據(jù)調(diào)整后的表，求取每單位區(qū)域的推定質(zhì)量，然后將這些推定質(zhì)量合計(jì)，求取商品(G)的推定合計(jì)質(zhì)量。
文檔編號(hào)G01N23/04GK101322009SQ20068004289
公開(kāi)日2008年12月10日 申請(qǐng)日期2006年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月16日
發(fā)明者廣瀬修 申請(qǐng)人:株式會(huì)社石田