特許 7277287 Ｘ線検査システム及びＸ線検査方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-05-10

(45)【発行日】2023-05-18

(54)【発明の名称】Ｘ線検査システム及びＸ線検査方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 23/04 20180101AFI20230511BHJP

   G01N 23/10 20180101ALI20230511BHJP

【ＦＩ】

G01N23/04

G01N23/10

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2019123386

(22)【出願日】2019-07-02

(65)【公開番号】P2021009085

(43)【公開日】2021-01-28

【審査請求日】2022-06-29

(73)【特許権者】

【識別番号】000005234

【氏名又は名称】富士電機株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】515242467

【氏名又は名称】株式会社ティーアンドエス

(74)【代理人】

【識別番号】100121083

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 宏義

(74)【代理人】

【識別番号】100138391

【弁理士】

【氏名又は名称】天田 昌行

(74)【代理人】

【識別番号】100132067

【弁理士】

【氏名又は名称】岡田 喜雅

(72)【発明者】

【氏名】小林 裕信

(72)【発明者】

【氏名】住川 健

(72)【発明者】

【氏名】水谷 博成

(72)【発明者】

【氏名】笛木 豊

(72)【発明者】

【氏名】崔 成民

(72)【発明者】

【氏名】横島 伸

(72)【発明者】

【氏名】二階堂 羊司

【審査官】横尾 雅一

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１４－５２５５９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２３０５３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０１９６８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０８３９６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０７５４７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００９／０２３８３３５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２００７／０１７２１２９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１０／０３０２０３４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許第７０１２２５６（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ２３／００ － Ｇ０１Ｎ ２３／２２７６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

検査対象物にＸ線を照射するＸ線照射部及び前記検査対象物を透過した前記Ｘ線を受像するＸ線受像部を有するＸ線検査装置と、
前記Ｘ線検査装置から、前記Ｘ線受像部で受像した画像データを取得する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、任意の有形物の形状データ及び線量データを記憶する記憶部と、
前記記憶部内の前記形状データに基づいて前記画像データに含まれる有形物を抽出する抽出部と、
前記抽出部で抽出された有形物に対応する前記線量データに基づいて当該有形物の画像を前記画像データから除去する画像処理部と、
前記画像処理部で前記有形物の画像を除去した前記画像データを表示する表示部と、を有することを特徴とするＸ線検査システム。

【請求項2】

前記抽出部は、前記画像データに含まれる形状データと、前記記憶部内の前記形状データとの照合により前記画像データに含まれる有形物を抽出することを特徴とする請求項１に記載のＸ線検査システム。

【請求項3】

前記画像データにおける前記Ｘ線の透過線量を解析し、当該画像データに対応する前記Ｘ線の透過線量の分布データを生成する画像解析部を更に有し、
前記画像処理部は、前記抽出部で抽出された有形物に対応する前記線量データを前記分布データから減算することで、当該有形物の画像を前記画像データから除去することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のＸ線検査システム。

【請求項4】

検査対象物にＸ線を照射するＸ線照射部及び前記検査対象物を透過した前記Ｘ線を受像するＸ線受像部を有するＸ線検査装置と、前記Ｘ線検査装置から、前記Ｘ線受像部で受像した画像データを取得する制御装置と、を用いたＸ線検査方法であって、
任意の有形物の形状データ及び線量データを記憶する記憶部内の前記形状データに基づいて前記画像データに含まれる有形物を抽出する抽出ステップと、
前記抽出ステップで抽出された有形物に対応する前記線量データに基づいて当該有形物の画像を前記画像データから除去する除去ステップと、
前記除去ステップで前記有形物の画像を除去した前記画像データを表示する表示ステップと、を有することを特徴とするＸ線検査方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、Ｘ線検査システム及びＸ線検査方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、空港、駅、スポーツ施設、イベント会場などの任意の場所で、セキュリティの向上を図るべく、危険物や不審物に対して適切な措置をとることが要求されている。

【0003】

特許文献１には、空港等で手荷物検査を行う手荷物検査Ｘ線装置において、Ｘ線発生部とＸ線受像部とを対向配置すると共に、これらの間に手荷物を搭載する手荷物検査台を形成し、この手荷物検査台に照射されるＸ線の領域を示すＸ線照射範囲設定領域を設けたＸ線装置が開示されている。この手荷物検査Ｘ線装置では、Ｘ線の照射を受けることなく手荷物の位置をずらしながら手荷物内の不審物の有無を確認することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開平１０－１００５７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に記載の手荷物検査Ｘ線装置においては、Ｘ線発生部から照射され、手荷物を透過したＸ線が、蛍光発光エネルギー又は熱エネルギーに変換されてＸ線受像部に像を形成する。このため、手荷物内にて、不審物に他の物品が重なっていると、正確にＸ線受像部に不審物の像を形成することができない事態が発生し得る。

【0006】

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、検査対象物内で物品が重なって配置される場合であっても、高精度に不審物を検出することができるＸ線検査システム及びＸ線検査方法を提供することを目的の１つとする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本実施形態のＸ線検査システムは、検査対象物にＸ線を照射するＸ線照射部及び前記検査対象物を透過した前記Ｘ線を受像するＸ線受像部を有するＸ線検査装置と、前記Ｘ線検査装置から、前記Ｘ線受像部で受像した画像データを取得する制御装置と、を備え、前記制御装置は、任意の有形物の形状データ及び線量データを記憶する記憶部と、前記記憶部内の前記形状データに基づいて前記画像データに含まれる有形物を抽出する抽出部と、前記抽出部で抽出された有形物に対応する前記線量データに基づいて当該有形物の画像を前記画像データから除去する画像処理部と、前記画像処理部で前記有形物の画像を除去した前記画像データを表示する表示部と、を有することを特徴としている。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、検査対象物内で物品が重なって配置される場合であっても、高精度に不審物を検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本実施の形態に係るＸ線検査システムの構成を示す図である。

【図2】本実施の形態に係るＸ線検査装置の内部構成を説明するための斜視図である。

【図3】本実施の形態に係るＸ線検査装置の正面図、側面図及び平面図である。

【図4】本実施の形態に係る制御装置の機能ブロック図である。

【図5】本実施の形態に係る制御装置の有形物データベースに登録される有形物データの一例の説明図である。

【図6】本実施の形態に係るＸ線検査システムにおいてＸ線検査を行う場合の制御装置の動作を説明するためのフロー図である。

【図7】本実施の形態に係るＸ線検査システムにおける有形物抽出処理を説明するためのフロー図である。

【図8】本実施の形態に係るＸ線検査システムにおける線量消去処理を説明するためのフロー図である。

【図9】本実施の形態に係るＸ線検査システムによるＸ線検査の過程で生成される画像データの一例を示す図である。

【図10】本実施の形態に係るＸ線検査システムによるＸ線検査の過程で生成される画像データの一例を示す図である。

【図11】本実施の形態に係るＸ線検査システムによるＸ線検査の過程で生成される画像データの一例を示す図である。

【図12】本実施の形態に係るＸ線検査システムによるＸ線検査の過程で生成される画像データの一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

空港等で手荷物検査を行うＸ線検査装置においては、Ｘ線発生部とＸ線受像部とを対向配置すると共に、これらの間に検査対象物（手荷物）を搭載する検査台を形成する。そして、Ｘ線発生部から照射され、検査対象物を透過したＸ線が、蛍光発光エネルギー等に変換されてＸ線受像部に像を形成する。このため、検査対象物内の不審物に他の物品が重なっていると、正確にＸ線受像部に不審物の像を形成することができない事態が発生し得る。

【0011】

また、空港等で利用される手荷物検査Ｘ線装置では、金属製の不審物（例えば、刃物等）の検出精度を高めるため、Ｘ線発生部の出力強度が高めに設定されている。この場合、金属製の不審物は、Ｘ線の透過率が低く、結果として高精度に検出することができる。一方、非金属製の不審物（例えば、粉状体の爆発物）については、Ｘ線の透過率が高く、その存在を検出し難くなるという問題がある。

【0012】

本発明者らは、検査対象物内における物品が重なって配置される場合に不審物の検出精度が低下し得ること、並びに、不審物の種別によってはＸ線発生部の出力強度との関係でＸ線検査自体が困難になることに着目した。そして、検査対象物内における物品の重なりを考慮した上で不審物の有無を検査することが、検査対象物内で物品が重なった場合における不審物の検出精度の向上に寄与することを見出し、本発明に想到した。

【0013】

すなわち、本発明の骨子は、検査対象物にＸ線を照射するＸ線照射部及び検査対象物を透過したＸ線を受像するＸ線受像部を有するＸ線検査装置と、Ｘ線検査装置から、Ｘ線受像部で受像した画像データを取得する制御装置とを備え、制御装置において、任意の有形物の形状データ及び線量データを記憶する記憶部内の形状データに基づいて画像データに含まれる有形物を抽出し、抽出した有形物に対応する線量データに基づいて当該有形物の画像を画像データから除去し、この画像を除去した画像データを表示することである。

【0014】

本発明によれば、任意の有形物の形状データ及び線量データを記憶する記憶部内の形状データに基づいて画像データに含まれる有形物が抽出され、抽出した有形物に対応する線量データに基づいて当該有形物の画像が画像データから除去され、除去後の画像データが表示部で表示されることから、記憶部に記憶された有形物の画像を除去した画像データによって検査対象物内の不審物等を確認することができる。これにより、検査対象物内で物品が重なって配置される場合であっても、高精度に不審物を検出することができる。

【0015】

以下、本実施の形態に係るＸ線検査システムの構成について、図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態に係るＸ線検査システムの構成を示す図である。図１に示すように、本実施の形態に係るＸ線検査システム１００は、Ｘ線検査装置１と、Ｘ線検査装置１との間で無線通信を行う制御装置１０とを含んで構成される。Ｘ線検査装置１は、制御装置１０の制御の下、検査対象物に対してＸ線検査を行い、Ｘ線検査により得た画像データを制御装置１０に出力可能に構成される。制御装置１０は、Ｘ線検査装置１から取得した画像データに所定の画像処理を行った上でディスプレイ等の表示部に表示可能に構成される。

【0016】

まず、本実施の形態に係るＸ線検査システム１００が有するＸ線検査装置１の構成について、図１及び図２を参照して説明する。図２は、本実施の形態に係るＸ線検査装置１の内部構成を説明するための斜視図である。以下においては、図１及び図２に示す前後方向、左右方向及び上下方向をＸ線検査装置１の前後方向、左右方向及び上下方向として説明する。また、図２においては、後述するＸ線照射装置４によるＸ線の照射領域について、一点鎖線で示している。図３においても同様である。

【0017】

図１及び図２に示すように、Ｘ線検査装置１は、筐体２、開閉機構３、Ｘ線照射装置（以下、「照射装置」という）４及びＸ線受像装置（以下、「受像装置」という）５を含んで構成される。筐体２は、本体部２１と、本体部２１の上方に配置される照射装置収納部２２と、本体部２１の下方に配置される受像装置収納部２３とを有している。例えば、本体部２１、照射装置収納部２２及び受像装置収納部２３は、それぞれ独立して構成され、これらを組み合わせることで筐体２が構成される。なお、筐体２の構成については、これに限定されず、適宜変更が可能である。

【0018】

筐体２の内部には、空間Ｓが形成されている（図２参照）。空間Ｓは、本体部２１及び照射装置収納部２２の内壁面及び受像装置収納部２３の上面により規定される。空間Ｓには、開閉機構３が収容されている。また、空間Ｓには、Ｘ線検査の対象物（検査対象物）ＯＢが配置される（図３参照）。検査対象物ＯＢは、開閉機構３の下方側に配置される。空間Ｓを規定する本体部２１及び照射装置収納部２２の内壁面には、鉛又はタングステン合金等で構成されるシールドシート部材が貼付されている。シールドシート部材は、Ｘ線検査時におけるＸ線の漏洩を防止する。

【0019】

筐体２の本体部２１の前面には、開口部２１ａが形成されている（図１参照）。開口部２１ａは、本体部２１の下方側の大部分であって、幅方向（左右方向）の略全域に亘って形成されている。開口部２１ａは、筐体２内の空間Ｓに連通しており、開閉機構３の一部又は検査対象物ＯＢを露出可能に構成されている。Ｘ線検査装置１の操作者は、開口部２１ａを介して開閉機構３を開閉可能に構成されている。開閉機構３を開いた状態において、開口部２１ａを介して空間Ｓ内に検査対象物ＯＢが収容される一方、検査終了後の検査対象物ＯＢが空間Ｓから取り出される。

【0020】

照射装置収納部２２は、本体部２１の上面部から上方側に突出して構成される。照射装置収納部２２は、本体部２１の前後方向の中央より僅かに後方側の位置において、左右方向に延在して設けられている（図３Ｂ参照）。照射装置収納部２２の内部には、照射装置４の一部を収納可能な空間（内部空間）２２ａが形成されている。照射装置収納部２２の右側面には、内部空間２２ａに連通する開口部２２ｂが形成されている。照射装置収納部２２は、この開口部２２ｂから内部空間２２ａ内に照射装置４の一部を収納可能に構成されている。筐体２の内部において、照射装置収納部２２は、下方側に開口しており、上述した内部空間２２ａが本体部２１内の空間Ｓに接続されている。

【0021】

受像装置収納部２３は、本体部２１の下端部に連続して構成される。受像装置収納部２３は、扁平な箱形状を有している。受像装置収納部２３の内部には、受像装置５を収納可能な空間（内部空間）２３ａが形成されている（図３参照）。受像装置収納部２３の前面には、内部空間２３ａに連通する開口部２３ｂが形成されている。受像装置収納部２３は、この開口部２３ｂから内部空間２３ａ内に受像装置５を収納可能に構成されている。受像装置収納部２３の上面には、放射線遮蔽用鉛ガラス（以下、単に「鉛ガラス」という）２３ｃが嵌め込まれている（図２参照）。鉛ガラス２３ｃは、内部空間２３ａに収納された受像装置５のＸ線受像パネル５１に対向して配置される（図３Ｂ参照）。鉛ガラス２３ｃは、Ｘ線検査時におけるＸ線の漏洩を防止する。

【0022】

図２に示すように、開閉機構３は、一対のレール部材３１及びシャッター部材３２を含んで構成されている。一対のレール部材３１は、前方レール部３１１、上方レール部３１２及び後方レール部３１３を有し、側面視にて、下方側に開口した構成を有している。これらのレール部材３１は、例えば、本体部２１の左右の側面の内壁面に固定される。それぞれのレール部材３１は、本体部２１の中心側（言い換えると、他のレール部材３１側）に開口した形状を有し、シャッター部材３２の左右の側縁部を収容可能に構成される。

【0023】

レール部材３１の前方レール部３１１は、筐体２（本体部２１）の前面近傍に配置される。前方レール部３１１は、本体部２１の前面近傍でシャッター部材３２を上下方向に案内する。後方レール部３１３は、本体部２１の後面近傍に配置される。後方レール部３１３は、本体部２１の後面近傍でシャッター部材３２を上下方向に案内する。上方レール部３１２は、本体部２１の上端部近傍に配置される。上方レール部３１２は、本体部２１の上端部近傍でシャッター部材３２を前後方向に案内する。

【0024】

シャッター部材３２は、左右方向に延在する複数の板状部材を、その内側部分（開閉機構３の内側に配置される空間Ｓ側）で接続して構成されている。シャッター部材３２は、Ｘ線検査装置１の前後方向又は上下方向に板状部材を並べた構成を有している。シャッター部材３２の左右の側縁部は、レール部材３１に収容される。シャッター部材３２は、レール部材３１の形状に沿って前後方向及び上下方向にスライド移動可能に構成されている。なお、シャッター部材３２のスライド移動は、Ｘ線検査装置１の操作者（検査者）によって行われる。シャッター部材３２の内側面には、鉛又はタングステン合金等で構成されるシールドシート部材が貼付されている。シールドシート部材は、Ｘ線検査時におけるＸ線の漏洩を防止する。

【0025】

以下の説明においては、説明の便宜上、レール部材３１の前方レール部３１１側に配置されたシャッター部材３２の端部を前端部３２ａと呼び、後方レール部３１３側に配置されたシャッター部材３２の端部を後端部３２ｂと呼ぶものとする。シャッター部材３２の前端部３２ａを前方レール部３１１の下端部まで移動させることで、開閉機構３が閉じた状態となる（閉鎖状態：図１参照）。一方、図示していないが、シャッター部材３２の後端部３２ｂを後方レール部３１３の下端部まで移動させることで、開閉機構３が開いた状態となる（完全開放状態）。

【0026】

閉鎖状態において、レール部材３１の前方レール部３１１に配置されたシャッター部材３２は、本体部２１の開口部２１ａの僅かに内側で本体部２１の前面と略平行に配置された状態となり、開口部２１ａを閉じた状態となる。一方、閉鎖状態から完全開放状態に移行する過程において、シャッター部材３２は、開口部２１ａを開いていく。

【0027】

シャッター部材３２の前端部３２ａの近傍の中央には、把持部３２ｃが設けられている。把持部３２ｃは、シャッター部材３２をスライド移動させる際に操作者により把持される部分である。開閉機構３を閉じる際は、把持部３２ｃを持ってシャッター部材３２が引き下ろされる。一方、開閉機構３を開く際は、把持部３２ｃを持ってシャッター部材３２が引き上げられる。

【0028】

シャッター部材３２の後端部３２ｂ寄りの中央には、開口部３２ｄが形成されている。開口部３２ｄは、Ｘ線透過部の一例を構成する。開口部３２ｄは、シャッター部材３２の厚み方向に貫通して形成されている。例えば、開口部３２ｄは、平面視にて、矩形状に形成される（図３Ｃ参照）。開口部３２ｄは、開閉機構３が閉じられた状態（閉鎖状態）において、上方レール部３１２に対応する位置に配置される。このとき、開口部３２ｄは、後述する照射装置４のＸ線照射口４７に対応する位置に配置される（図２参照）。一方、開口部３２ｄは、開閉機構３が完全に開いた状態（完全開放状態）において、後方レール部３１３に対応する位置に配置される。このとき、後述する照射装置４のＸ線照射口４７に対応する位置には、シャッター部材３２の一部が配置される。これにより、開閉機構３が開いた状態で空間Ｓ内にＸ線が照射される事態が防止される。

【0029】

照射装置４及び受像装置５は、筐体２に着脱可能に構成される。照射装置４は、筐体２の照射装置収納部２２に着脱可能に構成される。受像装置５は、筐体２の受像装置収納部２３に着脱可能に構成される。照射装置４及び受像装置５は、空間Ｓに収容された検査対象物ＯＢを挟んで対向するように、筐体２に支持される（図３Ｂ参照）。照射装置４が検査対象物ＯＢに対してＸ線を照射し、受像装置５が検査対象物ＯＢを透過したＸ線を受像する。

【0030】

ここで、照射装置４及び受像装置５の構成について、図３を参照して説明する。図３は、本実施の形態に係るＸ線検査装置１の正面図（図３Ａ）、側面図（図３Ｂ）及び平面図（図３Ｃ）である。なお、図３Ｂにおいては、Ｘ線検査装置１を右方側から見た側面を示し、説明の便宜上、シャッター部材３２を示している。さらに、図３Ｃにおいては、説明の便宜上、筐体２の一部（照射装置収納部２２）を省略し、レール部材３１及びシャッター部材３２を示している。

【0031】

図３に示すように、照射装置４は、概して円柱形状を有する長尺体で構成されている。照射装置４は、その長手方向が左右方向に沿って延在するように筐体２（照射装置収納部２２）に支持される。照射装置４は、照射装置収納部２２の内部空間２２ａ内にその一部が挿入される。照射装置４は、その右方側に配置される一端部４ａがＸ線検査装置１の右方側に突出する一方、その左方側に配置される他端部４ｃが照射装置収納部２２の中央付近に配置されている。

【0032】

図３Ｂに示すように、照射装置４の一端部４ａの端面には、電源スイッチ４１、電源ソケット４２及び通信ソケット４３が設けられている。電源スイッチ４１は、一端部４ａの端面の中央に配置される。電源スイッチ４１は、照射装置４のオン／オフ状態を切り換えるためのスイッチである。電源ソケット４２及び通信ソケット４３は、電源スイッチ４１を挟んで対向する位置に配置されている。電源ソケット４２は、照射装置４を充電するために電源プラグが挿抜されるソケットである。通信ソケット４３は、照射装置４を有線で操作する場合の通信プラグが挿抜されるソケットである。なお、これらの電源プラグや通信プラグが接続されていない状態において、電源ソケット４２及び通信ソケット４３には、保護キャップが装着されている（図３Ｂでは、保護キャップが装着された状態を示している）。

【0033】

照射装置４の一端部４ａ寄りの周面部には、くびれ部４ｂが設けられている（図３Ａ参照）。くびれ部４ｂは、照射装置４の運搬時や装着時等に操作者が把持する把持部として利用される。くびれ部４ｂを構成する傾斜面の一部には、指紋リーダ４４が設けられている（図３Ａ参照）。指紋リーダ４４は、照射装置４の操作者の指紋情報を取得するために利用される。操作者の指紋情報を取得することで、事前に指紋情報を登録されていない操作者のＸ線照射指示を制限している。指紋リーダ４４は、照射装置４が筐体２（照射装置収納部２２）に支持された状態で前方側に向く位置に配置されている。

【0034】

指紋リーダ４４の近傍には、一対のＬＥＤランプ４５、４６が設けられている。ＬＥＤランプ４５は、電源オン状態と充電状態を示すために色を変えて発光する。例えば、ＬＥＤランプ４５は、電源オン状態又は充電完了状態では緑色に発光し、充電途中状態ではオレンジ色に発光する。ＬＥＤランプ４６は、指紋リーダ４４による認証結果を示すために色を変えて発光する。例えば、ＬＥＤランプ４６は、認証結果がＮＧ状態の場合に赤色に発光し、認証結果がＯＫ状態の場合に緑色に発光する。

【0035】

照射装置４の他端部４ｃ寄りの周面部には、概して円形状を有するＸ線照射口（以下、「照射口」という）４７が設けられている（図３Ｃ参照）。照射口４７は、照射装置４が筐体２（照射装置収納部２２）に支持された状態で下方側（受像装置５側）に向く位置に配置されている。照射口４７は、上面視にて、筐体２の中央付近に配置される。開閉機構３が閉じている状態において、照射口４７は、シャッター部材３２に形成された開口部３２ｄに対応する位置に配置される（図３Ｃ参照）。一方、開閉機構３が開いている状態において、照射口４７は、シャッター部材３２の一部に対向する位置に配置される。この場合、照射口４７に対向配置されるシャッター部材３２の一部は、Ｘ線の照射を規制する。

【0036】

本実施の形態において、照射口４７からのＸ線の照射角度は、下方側（受像装置５側）に向けて４０～５０度に設定されている。このように照射口４７からの照射角度を設定することで、Ｘ線照射領域が拡大され過ぎず、受像装置５の受像パネル５１のＸ線検出領域にＸ線を照射することができる。なお、照射口４７からのＸ線の照射角度については、受像装置５までの距離や検査対象物ＯＢの大きさ等に応じて適宜変更が可能である。

【0037】

照射装置４は、Ｘ線検査装置１と無線通信可能な制御装置１０との間で無線通信を行う無線通信部を有している。例えば、照射装置４は、この無線通信部により制御装置１０からＸ線の照射指示（Ｘ線検査指示）を受信する。制御装置１０からＸ線の照射指示を受信すると、照射装置４は、照射口４７からＸ線を照射する。

【0038】

受像装置５は、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、筐体２（受像装置収納部２３）の前後方向及び左右方向に延在する板状部材で構成される。受像装置５は、その上面（検査対象物ＯＢを挟んで照射装置４と対向する面）にＸ線受像パネル（以下、「受像パネル」という）５１を有している。受像装置５は、照射装置４が照射したＸ線であって、検査対象物ＯＢを透過したＸ線を受像パネル５１で受像する。

【0039】

受像装置５は、Ｘ線検査装置１と無線通信可能な制御装置１０との間で通信を行うための構成や装置自体を充電するための構成を備えている。図示は省略するが、例えば、受像装置５には、Ｘ線画像情報（画像データ）を制御装置１０との間で有線通信を行う際にＰＣケーブルを差し込むためのケーブル差込部や、電源プラグを差し込むための電源ソケット等が設けられる。また、受像装置５は、制御装置１０からＸ線の受像指示（Ｘ線検査指示）を受信し、或いは、受像したＸ線画像情報（画像データ）を制御装置１０に送信する無線通信部を有する。受像装置５から無線通信されたＸ線画像情報（画像データ）は、制御装置１０が有するモニタ等の表示部１３に表示される（図４参照）。

【0040】

このような構成を有し、Ｘ線検査装置１では、制御装置１０からのＸ線検査指示に応じてＸ線の照射及び受像を行う一方、受像した画像データ（Ｘ線画像データ）を制御装置１０に送信する。制御装置１０において、Ｘ線検査装置１から受信した画像データを表示することにより、検査対象物ＯＢの内部に危険物や不審物が収容されているかを判定することができる。

【0041】

次に、本実施の形態に係るＸ線検査システム１００が有する制御装置１０の構成について、図４を参照して説明する。図４は、本実施の形態に係る制御装置１０の機能ブロック図である。図４においては、本発明に関係する制御装置１０の構成のみを示している。制御装置１０は、基本ハードウェアとして、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、メモリ（主記憶装置）、ハードディスク（補助記憶装置）、ディスプレイ（表示部）、キーボード（入力部）などを備える汎用のコンピュータシステムで構成することができる。後述する制御部１１の諸機能は、ハードディスクに格納されたプログラムがメモリに読み込まれ、ＣＰＵによって実行されることにより、ソフトウェアとハードウェアとが協働して実現される。

【0042】

図４に示すように、制御装置１０は、装置全体の制御を行う制御部１１、通信部１２、表示部１３、入力部１４及び有形物データベース（ＤＢ）１５を含んで構成されるが、これに限定されない。通信部１２は、Ｘ線検査装置１との間で無線通信を行う。表示部１３は、制御装置１０の操作に必要な情報を表示する。例えば、表示部１３は、Ｘ線検査装置１に対してＸ線検査指示を行うための操作画面や、Ｘ線検査装置１から受信した画像データを表示する。入力部１４は、制御装置１０に対する操作者からの指示を受け付ける。

【0043】

有形物ＤＢ１５は、任意の有形物に関するデータ（以下、適宜「有形物データ」という）を記憶する記憶部を構成する。有形物ＤＢ１５には、日常生活で利用される各種の有形物データ、特に、検査対象物ＯＢに収容して持ち運ばれる有形物データが登録される。例えば、有形物ＤＢ１５における有形物データは、Ｘ線検査システム１００の管理者により予め登録され、定期的に更新される。有形物ＤＢ１５に対する有形物データの登録方法については、これに限定されず、適宜変更が可能である。

【0044】

ここで、本実施の形態に係る有形物ＤＢ１５に登録される有形物データの一例について、図５を参照して説明する。図５は、本実施の形態に係る制御装置１０の有形物ＤＢ１５に登録される有形物データの一例の説明図である。図５に示す有形物ＤＢ１５においては、有形物データとして、各種のハサミに関するデータが登録される場合（図５Ａ）、各種の充電アダプタに関するデータが登録される場合（図５Ｂ）及び各種のペットボトルに関するデータが登録される場合（図５Ｃ）を示している。有形物ＤＢ１５には、ハサミ、充電アダプタやペットボトルに限らず、任意の有形物データが登録される。図５においては、説明の便宜上、有形物の種別に応じて別々に示しているが、有形物ＤＢ１５ではこれらの全ての有形物データが登録される。以下では、図５Ａに示すハサミに関するデータを代表して説明する。

【0045】

図５Ａに示すように、有形物ＤＢ１５には、ハサミの種別に応じた識別番号（番号）１５１、名称１５２、形状データ１５３及び基準線量データ（以下、単に「線量データ」という）１５４が登録されている。例えば、形状データ１５３には、該当するハサミを正面から見た場合のシルエットに応じた形状データが登録されるが、これに限定されない。形状データ１５３には、該当するハサミを任意の角度から見た場合のシルエットに応じた形状データが登録されてもよい。ここでは、説明の便宜上、形状データ１５３として、「ＦＡ１」、「ＦＡ２」、「ＦＡ３」…「ＦＡｎ」と表記している。

【0046】

また、線量データ１５４には、形状データ１５３の内容に応じてＸ線を照射した場合のＸ線の透過量に対応する線量データが登録される。例えば、形状データ１５３にハサミを正面から見た場合の形状データが登録される場合、対応する線量データ１５４には、ハサミに対して正面からＸ線を照射した場合の線量データが登録される。ここでは、説明の便宜上、線量データ１５４として、「ＤＡ１」、「ＤＡ２」、「ＤＡ３」…「ＤＡｎ」と表記している。なお、線量データは、透過線量データとよんでもよい。

【0047】

制御部１１は、画像取得部（取得部）１１１、画像解析部（解析部）１１２、有形物抽出部（抽出部）１１３及び画像処理部１１４を有している。本実施の形態に係る制御装置１０において、制御部１１の一部又は全部の機能を、人工知能（ＡＩ）を用いて実現することは実施の形態として好ましい。特に、画像解析部１１２、有形物抽出部１１３及び画像処理部１１４の機能を人工知能で実現することにより、後述する各構成部の処理の精度を向上することができる。

【0048】

画像取得部１１１は、通信部１２を介してＸ線検査装置１から画像データ（Ｘ線画像データ）を取得する。より具体的にいうと、画像取得部１１１は、通信部１２を介してＸ線検査指示をＸ線検査装置１に出力し、その応答情報として画像データを取得する。画像取得部１１１は、取得した画像データを画像解析部１１２に出力する。

【0049】

画像解析部１１２は、画像取得部１１１が取得した画像データの解析を行う。より具体的にいうと、画像解析部１１２は、画像データに平面座標を割り当てた場合において、各座標値におけるＸ線の透過線量を解析し、Ｘ線の透過線量の分布データ（以下、適宜「線量分布データ」という）を生成する。画像解析部１１２は、生成した線量分布データを、画像データと一緒に有形物抽出部１１３に出力する。

【0050】

有形物抽出部１１３は、有形物ＤＢ１５に登録された有形物データに基づいて、画像取得部１１１が取得した画像データから有形物を抽出する。より具体的にいうと、有形物抽出部１１３は、画像データに含まれる形状データと、有形物ＤＢ１５に登録された有形物の形状データとの照合を行い、画像データに含まれる有形物と、この有形物が配置される座標値（座標領域）とを抽出する。有形物抽出部１１３は、これらの有形物及び座標値を画像処理部１１４に出力する。

【0051】

画像処理部１１４は、画像取得部１１１が取得した画像データと、画像解析部１１２で生成された線量分布データと、有形物ＤＢ１５に登録された有形物データの線量データとに基づいて、有形物抽出部１１３で抽出された有形物の基準線量を除去した画像データを生成する。より具体的にいうと、画像処理部１１４は、有形物抽出部１１３で抽出された有形物に対応する線量データを有形物ＤＢ１５から読み出し、当該線量データを線量分布データの該当する座標領域から除去した画像データを生成する。

【0052】

次に、上記構成を有するＸ線検査システム１００においてＸ線検査を行う場合の制御装置１０の動作について、図６を参照して説明する。図６は、本実施の形態に係るＸ線検査システム１００においてＸ線検査を行う場合の制御装置１０の動作を説明するためのフロー図である。ここでは、図６に示す処理を開始する前に有形物ＤＢ１５に任意の有形物データが登録されているものとする。

【0053】

Ｘ線検査に先立ち、Ｘ線検査装置１の空間Ｓに検査対象物ＯＢが収納され、開閉機構３が閉鎖状態とされる。また、制御装置１０において、操作者から有形物ＤＢ１５に登録された有形物データとの照合により画像データから除去される有形物が指定される。この指定により、Ｘ線検査装置１の判定結果である画像データ上の表示物として残存又は消去される有形物が指定される。

【0054】

Ｘ線検査システム１００でＸ線検査を行う場合、図６に示すように、制御装置１０は、Ｘ線検査装置１に対してＸ線検査を指示する（ステップ（以下、「ＳＴ」という）６０１）。このＸ線検査の指示は、制御部１１（画像取得部１１１）によって生成され、通信部１２を介してＸ線検査装置１に出力される。

【0055】

Ｘ線検査を指示した後、制御部１１（画像取得部１１１）は、Ｘ線検査装置１から画像データを取得するか判定する（ＳＴ６０２）。Ｘ線検査装置１では、制御装置１０からＸ線検査指示を受け取ると、照射装置４から受像装置５に向けてＸ線が照射される。照射装置４から照射されたＸ線は、検査対象物ＯＢを透過し、受像装置５に受像される。そして、Ｘ線検査装置１では、受像装置５で受像された画像データを制御装置１０に送信する。ＳＴ６０２において、制御部１１（画像取得部１１１）は、このようにＸ線検査装置１から送信された画像データの取得の有無を判定する。

【0056】

Ｘ線検査装置１から画像データを取得しない場合、制御部１１（画像取得部１１１）は、ＳＴ６０２の判定処理を継続する。一方、Ｘ線検査装置１から画像データを取得した場合、制御部１１（画像解析部１１２）は、画像データの解析を行う（ＳＴ６０３）。上述したように、画像解析部１１２は、画像データに平面座標を割り当てた場合において、各座標値におけるＸ線の透過線量を解析し、線量分布データを生成する。

【0057】

線量分布データを生成した後、制御部１１（有形物抽出部１１３）は、Ｘ線検査装置１から取得した画像データに対して有形物抽出処理を行う（ＳＴ６０４）。有形物抽出処理において、有形物抽出部１１３は、有形物ＤＢ１５に登録された有形物データに基づいて、Ｘ線検査装置１から取得した画像データに含まれる有形物とその座標値（座標領域）を抽出する。

【0058】

図７は、本実施の形態に係るＸ線検査システム１００における有形物抽出処理を説明するためのフロー図である。図７に示すように、有形物抽出処理において、有形物抽出部１１３は、有形物ＤＢ１５に登録された有形物データのうち、最も識別番号１５１が小さい有形物データの形状データを選択する。そして、有形物抽出部１１３は、選択した有形物データの形状データと、画像データに含まれる形状データとの照合（以下、適宜「形状データ間照合」という）を行う（ＳＴ７０１）。この形状データ間照合は、画像データの全体に亘って実行される。

【0059】

形状データ間照合を開始すると、有形物抽出部１１３は、合致する形状データ（合致形状データ）が検出されたか判定する（ＳＴ７０２）。ここで、合致する形状データが検出されない場合（ＳＴ７０２：Ｎｏ）、有形物抽出部１１３は、画像データに含まれる形状データと照合を行う有形物データの形状データを更新する（ＳＴ７０３）。そして、有形物抽出部１１３は、更新後の有形物データの形状データを用いて、再び形状データ間照合を行う（ＳＴ７０１）。

【0060】

一方、合致する形状データが検出された場合（ＳＴ７０２：Ｙｅｓ）、有形物抽出部１１３は、当該形状データを含む有形物データと、画像データにおける座標値を記録する（ＳＴ７０４）。これらの有形物データ及び座標値を記録すると、有形物抽出部１１３は、有形物抽出処理を終了する。

【0061】

有形物抽出処理を終了すると、制御部１１（画像処理部１１４）は、画像除去処理を行う（ＳＴ６０５）。画像除去処理において、画像処理部１１４は、有形物抽出処理で抽出された有形物データの線量データを取得すると共に、有形物抽出処理で抽出された座標値に応じて取得した線量データを、画像解析部１１２で生成した線量分布データから減算した画像データを生成する。

【0062】

図８は、本実施の形態に係るＸ線検査システム１００における画像除去処理を説明するためのフロー図である。図８に示すように、画像除去処理において、画像処理部１１４は、有形物抽出処理にて記録された有形物データの線量データを有形物ＤＢ１５から取得する（ＳＴ８０１）。

【0063】

該当する線量データを取得した後、画像処理部１１４は、画像解析部１１２で生成した線量分布データのうち、有形物抽出処理で抽出された画像データ上の座標値で示される領域から、当該線量データを減算する（ＳＴ８０２）。

【0064】

そして、画像処理部１１４は、線量データを減算した線量分布データに相当する画像データを生成する（ＳＴ８０３）。より具体的にいうと、画像処理部１１４は、有形物抽出処理で抽出された画像データ上の座標値で示される領域から、減算対象となる線量データに相当する濃度を消去した画像データを生成する。このように画像データを生成すると、画像処理部１１４は、画像除去処理を終了する。

【0065】

画像除去処理を終了すると、図６に示すように、制御部１１（有形物抽出部１１３）は、全ての有形物ＤＢ１５に登録された全ての有形物データに対して処理を行ったかを判定する（ＳＴ６０６）。ここで、全ての有形物データに対して処理を行っていない場合（ＳＴ６０６：Ｎｏ）、有形物抽出部１１３は、処理をＳＴ６０４に戻し、再び有形物抽出処理を行う。

【0066】

一方、全ての有形物データを処理している場合（ＳＴ６０６：Ｙｅｓ）、制御部１１は、最後に行った画像除去処理（ＳＴ６０５）で生成した画像データを表示部１３に出力し、Ｘ線検査の判定結果として表示する（ＳＴ６０７）。画像データを表示部１３に表示すると、制御部１１は、Ｘ線検査システム１００における一連の動作を終了する。

【0067】

ここで、本実施の形態に係るＸ線検査システム１００によるＸ線検査の過程で生成される画像データの具体例について説明する。図９～図１２は、本実施の形態に係るＸ線検査システム１００によるＸ線検査の過程で生成される画像データの一例を示す図である。

【0068】

図９においては、Ｘ線検査装置１にて、有形物ＤＢ１５に登録されたハサミＡ１、充電アダプタＢ１及びペットボトルＣ１と、有形物ＤＢ１５に登録されていない粉状体Ｐとが収容された検査対象物ＯＢがＸ線検査された場合の画像データを示している。なお、有形物ＤＢ１５に登録された有形物データにおいては、ハサミＡ１、充電アダプタＢ１及びペットボトルＣ１の順に識別番号１５１が大きくなるものとする。

【0069】

ＳＴ６０２にて、図９に示す画像データが生成された後、画像解析により当該画像データに対応する線量分布データが生成される（ＳＴ６０３）。そして、ＳＴ６０４に示す有形物抽出処理にて図９に示す画像データに含まれる有形物データとその座標値が抽出される。その後、ＳＴ６０５に示す画像除去処理にて当該有形物データの線量データを減算した画像データが生成される。

【0070】

図９に示す画像データが取得されると、有形物抽出処理においては、図７に示すＳＴ７０１～ＳＴ７０３を繰り返す中で、ＳＴ７０２にて、ハサミＡ１に応じた形状データＦＡ１が合致形状データとして検出される。ハサミＡ１に応じた形状データＦＡ１が検出されると、識別番号“Ａ１”に応じた有形物データと、画像データにおける座標値とが記録される。

【0071】

そして、これらの情報が記録されると、図８に示す画像除去処理のＳＴ８０１にて、識別番号“Ａ１”に応じた有形物データの線量データＤＡ１が取得され、ＳＴ８０２にて、線量分布データのうち、画像データの座標値で示される領域から、当該線量データＤＡ１が減算される。そして、ＳＴ８０３にて、該当する座標領域から当該線量データＤＡ１を減算した画像データが生成される（図１０参照）。図１０に示す画像データには、ハサミＡ１に対応する線量データが減算された結果、ハサミＡ１に対応する画像が除去されている。

【0072】

この画像除去処理を行った後、図６に示すＳＴ６０６にて有形物ＤＢ１５内の全ての有形物データに対する処理の完了が判定される結果、処理が再びＳＴ６０４に戻される。この場合、図１０に示す画像データを対象として有形物抽出処理が行われる。

【0073】

図１０に示す画像データが取得されると、有形物抽出処理においては、図７に示すＳＴ７０１～ＳＴ７０３の処理を繰り返す中で、ＳＴ７０２にて、充電アダプタＢ１に応じた形状データＦＢ１が合致形状データとして検出される。充電アダプタＢ１に応じた形状データＦＢ１が検出されると、識別番号“Ｂ１”に応じた有形物データと、画像データにおける座標値とが記録される。

【0074】

そして、これらの情報が記録されると、図８に示す画像除去処理のＳＴ８０１にて識別番号“Ｂ１”に応じた有形物データの線量データＤＢ１が取得され、ＳＴ８０２にて、線量分布データのうち、画像データの座標値で示される領域から、当該線量データＤＢ１が減算される。そして、ＳＴ８０３にて、該当する座標領域から当該線量データＤＢ１を減算した画像データが生成される（図１１参照）。図１１に示す画像データには、充電アダプタＢ１に応じた線量データＤＢ１が減算された結果、充電アダプタＢ１に対応する画像が除去されている。

【0075】

この画像除去処理を行った後、図６に示すＳＴ６０６にて有形物ＤＢ１５内の全ての有形物データに対する処理の完了が判定される結果、処理が再びＳＴ６０４に戻される。この場合、図１１に示す画像データを対象として有形物抽出処理が行われる。

【0076】

図１１に示す画像データが取得されると、有形物抽出処理においては、図７に示すＳＴ７０１～ＳＴ７０３の処理を繰り返す中で、ＳＴ７０２にて、ペットボトルＣ１に応じた形状データＦＣ１が合致形状データとして検出される。ペットボトルＣ１に応じた形状データＦＣ１が検出されると、識別番号“Ｃ１”に応じた有形物データと、画像データにおける座標値とが記録される。

【0077】

そして、これらの情報が記録されると、図８に示す画像除去処理のＳＴ８０１にて識別番号“Ｃ１”に応じた有形物データの線量データＤＣ１が取得され、ＳＴ８０２にて、線量分布データのうち、画像データの座標値で示される領域から、当該線量データＤＣ１が減算される。そして、ＳＴ８０３にて、該当する座標領域から当該線量データＤＣ１を減算した画像データが生成される（図１２参照）。図１２に示す画像データには、ペットボトルＣ１に応じた線量データＤＣ１が減算された結果、ペットボトルＣ１に対応する画像が除去されている。

【0078】

この画像除去処理を行った後、図６に示すＳＴ６０６にて有形物ＤＢ１５内の全ての有形物データに対する処理の完了が判定される結果、処理がＳＴ６０７に移行される。有形物ＤＢ１５には、粉状体Ｐの形状データは登録されていないため、全ての有形物データに対する処理が完了しているためである。ＳＴ６０７では、図１２に示す画像データが表示部１３に表示されることとなる。このため、Ｘ線検査システム１００の検査者は、図１２に示す画像データを目視により確認することができる。

【0079】

このように本実施の形態に係るＸ線検査システム１００においては、有形物ＤＢ１５内の形状データに基づいて画像データに含まれる有形物が抽出される。そして、抽出された有形物に対応する有形物ＤＢ１５内の線量データに基づいて当該有形物の画像が画像データから除去され、除去後の画像データが表示部１３で表示されることから、有形物ＤＢ１５に記憶された有形物の画像を除去した画像データによって検査対象物ＯＢ内の不審物等を確認することができる。これにより、検査対象物ＯＢ内で物品が重なって配置される場合であっても、高精度に不審物を検出することができる。

【0080】

特に、有形物抽出部１１３においては、画像データに含まれる形状データと、有形物ＤＢ１５内の形状データとの照合により画像データに含まれる有形物を抽出している。これにより、有形物ＤＢ１５に形状データが登録されている全ての有形物が、画像データに含まれるかを確実に抽出することができる。

【0081】

また、Ｘ線検査システム１００においては、画像データにおけるＸ線の透過線量を解析し、当該画像データに対応するＸ線の透過線量の分布データ（線量分布データ）を生成する画像解析部１１２を有している。画像処理部１１４は、有形物抽出部１１３で抽出された有形物に対応する線量データを、画像解析部１１２で生成された線量分布データから減算することで、当該有形物の画像を画像データから除去する。これにより、該当する有形物の線量データに対応する画像を画像データから効果的に除去することができる。

【0082】

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている構成要素の大きさや形状、機能などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。

【産業上の利用可能性】

【0083】

本発明のＸ線検査システム及びＸ線検査方法は、検査対象物内で物品が重なって配置される場合であっても、高精度に不審物を検出することができるという効果を有し、危険物や不審物のおそれがある検査対象物ＯＢの検査に好適である。

【符号の説明】

【0084】

１：Ｘ線検査装置
２ ：筐体
２１ ：本体部
２１ａ ：開口部
２１ｂ ：ガラス面部
２１ｃ ：車輪
２１ｄ ：ハンドル部
２２ ：照射装置収納部
２３ ：受像装置収納部
３ ：開閉機構
３１ ：レール部材
３１１ ：前方レール部
３１２ ：上方レール部
３１３ ：後方レール部
３２ ：シャッター部材
３２ｄ ：開口部
４ ：Ｘ線照射装置（照射装置）
４７ ：Ｘ線照射口（照射口）
５ ：Ｘ線受像装置（受像装置）
５１ ：Ｘ線受像パネル（受像パネル）
１０ ：制御装置
１１ ：制御部
１１１ ：画像取得部（取得部）
１１２ ：画像解析部（解析部）
１１３ ：有形物抽出部（抽出部）
１１４ ：画像処理部
１２ ：通信部
１３ ：表示部
１４ ：入力部
Ｓ ：空間
ＯＢ ：検査対象物

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】