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  • 权利要求
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  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:
    DieErfindung stellt ein Verfahren vor, bei dem eine Bestimmung derrelativen Lage des Gepäckstücks 6 inden beiden Röntgenbildern2, 5 zueinander erfolgt, die dabei erhaltene Information aus denbeiden verschiedenen Gepäckprüfanlagen1, 4 an eine stereoskopische Bildverarbeitung übergeben wird und mittels Informationen über dieGeometrien der beiden Gepäckprüfanlagen 1,4 eine Rekonstruktion des Gepäckstücks 6 vorgenommenwird und diese Daten an ein Ausgabe- oder Weiterbearbeitungsgerät übergebenwerden.
    公开号:DE102004022427A1
    申请号:DE102004022427
    申请日:2004-05-06
    公开日:2005-12-01
    发明作者:Armin Dr. Schmiegel
    申请人:Yxlon International Security GmbH；
    IPC主号:G01N23-04
    专利说明:
    [0001] DieErfindung befasst sich mit einem Verfahren zur Überprüfung eines Gepäckstücks mittels Röntgenstrahlenunter Verwendung zweier Röntgenbilder,die in unterschiedlichen Gepäckprüfanlagen aufgenommenwurde.
    [0002] Diebekannten Gepäckprüfanlagen,bei denen eine mehrschrittige Überprüfung stattfindet,vernachlässigendas Wissen und die Prüfanalysender vorhergegangenen Gepäckprüfung. Regelmäßig wirdin einem ersten Schritt eine erste Analyse vorgenommen. Ergebensich in einem bestimmten Gepäckstück Verdachtsregionen,so wird dieses Gepäckstück einerweiteren Analyse in einer zweiten Gepäckprüfanlage einer feineren Untersuchungunterzogen. Dabei werden jedoch die in der ersten Prüfanlagegewonnenen Erkenntisse überdie Verdachtsregionen vernachlässigtund das gesamte Gepäckstück mussnoch einmal der Feinanalyse unterzogen werden, was zeitintensivist. Es sind auch Systeme bekannt, bei denen eine Analyse aus verschiedenen Arbeitsschrittenin einem kontrollierten, lokal begrenzten Bereich stattfindet. Insolchen Merhschrittsystemen und Mehrkammersystemen unterliegt das zuuntersuchende Gepäckstück allerdingskontrollierten Bewegungen, was sehr aufwendig zu realisieren ist.Zwischenzeitlich wurde ein Verfahren unter DE 103 46 269.4 zum deutschen Patentangemeldet, bei dem eine Analyse aus verschiedenen Arbeitsschrittenin einem kontrollierten, lokal begrenzten Bereich stattfindet. Hierfür erhält die zweiteGepäckprüfanlageInformationen von der ersten Gepäckprüfanlage über dieVerdachtsregionen im zu untersuchenden Gepäckstück. Das Prüfergebnis besteht dabei auseinem Durchleuchtungsbild und einem Protokoll, welches Informationen über diemöglichenVerdachtsregionen enthält.Anders als bei den bekannten Anlagen, bei denen eine genaue Fixierungbeziehungsweise kontrollierte Bewegungen des Gepäckstücks vorliegen muss, ist beidiesem Verfahren eine freie Bewegung des Gepäckstücks zwischen der ersten Gepäckprüfanlageund der zweiten Gepäckprüfanlageproblemlos möglich.In diesem System wird zuerst die Lageänderung des Gepäckstücks ermitteltund dann wird gezielt die in dem Protokoll angegebene Verdachtsregionuntersucht. Dies ist zwar bedeutend weniger zeitintensiv als dasnochmalige vollständige Untersuchendes gesamten Gepäckstücks, jedoch erhält die Person,die das zweite Durchleuchtungsbild kontrolliert, nur eine mehr oderweniger verzerrte Wiedergabe des Inhalts des Gepäckstücks, so dass es unter Umständen zuFehlinterpretationen bei der Bewertung des Durchleuchtungsbildeskommen kann.
    [0003] Aufgabeder Erfindung ist es deswegen, ein Verfahren zur Überprüfung einesGepäckstücks zur Verfügung zustellen, das mit möglichstgeringem Zeitaufwand durchgeführtwerden kann und gleichzeitig eine gute Sicherheit für die Personbietet, die das erhaltene Durchleuchtungsbild interpretiert, um gefährlicheGepäckstücke aussonderenzu können.
    [0004] DieseAufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs1 gelöst.Dabei wird eine erstes Röntgenbildin einer ersten Gepäckprüfanlageaufgenommen und das zu überprüfende Gepäckstück dannauf beliebigem Weg und mit beliebigen Rotationen und Translationenzu einer zweiten Gepäckprüfanlagebefördert.In dieser wird ein zweites Röntgenbildaufgenommen. Es erfolgt dann eine Bestimmung der relativen Lagendes Gepäckstücks in denbeiden aufgenommenen Röntgenbildernzueinander. Damit ist festgestellt, unter welchen zwei Richtungen,die unter Umständenauch ortogonal aufeinander stehen können, das Gepäckstück aufgenommenwurde. Die erhaltenen Informationen aus den beiden Röntgenbildernwerden danach an eine stereoskopische Bildverarbeitung übergeben,die darüberhinaus Informationen überdie Geometrien der beiden Gepäckprüfanlagenerhält.Es erfolgt dann eine Rekonstruktion des Gepäckstücks mittels der stereokopischenBildverarbeitung, so dass die Daten für eine dreidimensionale Darstellungdes Gepäckstücks samtInhalt zur Verfügungstehen. Diese Daten werden an ein Ausgabe- oder Weiterbearbeitungsgerät übergebenund könnendort von einer Beobachtungsperson angesehen werden. Die Person kanndurch das dreidimensionale Bild viel besser entscheiden, ob dasuntersuchte Gepäckstück als gefährlich einzuschätzen istoder ob es bedenkenlos weiterbefördertwerden kann. Gegenüberden bislang bekannten stereokopischen Bildverarbeitungsverfahrenhat das erfindungsgemäße Verfahrenden Vorteil, dass die fürdie stereokopische Bildverarbeitung nötigen zwei Röntgenbildernicht in derselben Gepäckprüfanlageaufgenommen werden müssen.
    [0005] Einevorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die beidenRöntgenbildereiner Vorverarbeitung unterzogen werden, indem Merkmale wie Punkte,Linien oder Flächenkatalogisiert und/oder parametrisiert werden. Dadurch wird die Identifikationbestimmter Merkmale erleichtert und die Position des Merkmals kanneinfach bestimmt werden. Besonders bevorzugt wird jedes einzelneim ersten Röntgenbildgefundene Merkmal im zweiten Röntgenbildgesucht und es erfolgt eine Zuordnung zwischen beiden Röntgenbildernfür jedeseinzelne Merkmal.
    [0006] Eineweitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dasseine Variation der Parameter eines Merkmals vorgenommen wird unddie Zuordnung erneut durchgeführtwird. Auch dies dient dazu, das Merkmal sehr einfach aufzufinden,wodurch der Rechenaufwand verringert wird.
    [0007] Eineweitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dasseine Nachbarschafts- oder Plausibilitätsprüfung vorgenommen wird, beider Modellannahmen überdie Natur des untersuchten Merkmals eingebracht werden. Hiermitkann das Ergebnis noch verbessert werden, da hierdurch gut Fehlkonstruktionenerkannt und korrigiert werden können.
    [0008] Eineweitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dasseine Abschätzungder Dichte im Gepäckstück erfolgt.Bevorzugt findet eine Abschätzungder Dichte im Gepäckstück über diegemessenen Absorbtionswerte statt.
    [0009] Mittelsdes erfindungsgemäße Verfahrens sowieden ausgeführtenWeiterbildungen dieses Verfahrens ist eine Identifikation der Stoffeim Gepäckstück sehreinfach möglich.
    [0010] VorteilhafteAusgestaltungen der Erfindung werden weiter anhand der Zeichnungenerläutert.Im einzelnen zeigen:
    [0011] 1 dieschematische Darstellung eines bekannten Verfahrens zur Überprüfung einesGepäckstücks, beidem eine Verdachtsregion vom Erststufengerät an das Zweitstufengerät weitergegeben wird,
    [0012] 2 zweiRöntgenbilderdes selben Gepäckstücks, dasin zwei unterschiedlichen Gepäckprüfanlagenaufgenommen wurde,
    [0013] 3 eineschematische Darstellung einer erfindungsgemäßen stereoskopischen Bildverarbeitung,
    [0014] 4 einAblaufdiagramm einer stereoskopischen Bildverarbeitung,
    [0015] 5 untersuchteMerkmale in einem Gepäckstück sowieihre stereoskopische Rekonstruktion und
    [0016] 6 dieangenommenen Strahlengänge für ein Merkmalsowie den Schwerpunkt eines Gepäckstücks.
    [0017] In 1 wirddas oben schon beschriebene Verfahren der DE 103 46 269 dargestellt. Ein Gepäckstück 6 wirdin eine erste Gepäckprüfanlage 1 gebracht,die auch als Vorstufe bezeichnet wird. Dort wird von ihm ein erstesRöntgenbild 2 erstellt.In diesem ersten Röntgenbild 2 isteine Verdachtsregion 7 hervorgehoben, in der sich möglicherweiseein gefährlicherStoff wie beispielsweise Sprengstoff, befinden könnte. Das Gepäckstück 6 wird über einenbeliebigen Weg 3 von der ersten Gepäckprüfanlage 1 zu einerzweiten Gepäckprüfanlage 4 gebracht.Dies geschieht regelmäßig mittelseines oder mehrerer Förderbänder. Inder zweiten Gepäckprüfanlage 4 wirdein zweites Röntgenbild 5 desGepäckstücks 6 aufgenommen.Sowohl das erste Röntgenbild 2 als auchein Protokoll überdie Verdachtsregion 7 sind an die zweite Gepäckprüfanlage 4 odereinen damit verbundenen Rechner übermitteltworden. Aus dem Vergleich der beiden Röntgenbilder 2, 5 kanneine Bestimmung der Lageänderungdes Gepäckstücks 6 vorgenommenwerden und lediglich die damit lokalisierte Verdachtsregion 7 nachdem Durchlauf durch einen Pre-Screener der zweiten Gepäckprüfanlage 4 einergenaueren und damit auch zeitintensiveren Überprüfung unterzogen werden.
    [0018] In 2 sindzwei Röntgenbilder 2, 5 dargestellt,die in unterschiedlichen Gepäckprüfanlagen 1, 4 aufgenommenwurden. Es handelt sich hierbei um das selbe Gepäckstück 6, das unter unterschiedlichenWinkeln bei unterschiedlichen Detektorgeometrien auf zwei unterschiedlichenGepäckprüfanlagen 1, 4 durchleuchtetwurde. Erfindungsgemäß wird aus denInformationen zu den beiden Röntgenbildern 2, 5 eindreidimensionales Bild zu dem Gepäckstück 6 sowie seinesInhalts erstellt, dass dann von einer Bedienperson sehr einfach überwachtwerden kann, ohne dass es zu Fehleinschätzungen oder Fehlalarmen kommt.
    [0019] Dergrobe Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrensist in 3 dargestellt. Es liegen hier schon zwei Röntgenbilder 2, 5 vonunterschiedlichen Gepäckprüfanlagen 1, 4 vor.Das erste Röntgenbild 2 wurdein einer Vorstufe aufgenommen, mit der eine schnelle Durchleuchtungerfolgen kann. Das zweite Röntgenbild 5 wurdedagegen in einer Zweitstufe aufgenommen, bei der eine längere Zeitfür dieDatenacquisition benötigtwird. Es ist allerdings genauso möglich, das zweite Röntgenbild 5 ebenfallsin einer – jedochanderen – Vorstufeaufzunehmen. Je nach dem verwendeten Verfahren sind noch weitereInformationen überdas jeweilige bildgebende System notwendig, beispielsweise die jeweiligeAbbildungsgeometrie oder auch die jeweiligen Strahlungsintensitäten. DieInformationen überdie Sichten und die beiden Röntgenbilderwerden dann einer stereoskopischen Bildverarbeitung übergeben.Aufgrund des mitgelieferten Wissens über die Abbildungsgeometrieund der Lageänderungdes Gepäckstück 6 zwischenden beiden Röntgenbildern 2 und 5 erfolgteine Rekonstruktion, beispielsweise in Form einer reduzierten Rekonstruktion,so dass die Rohdaten für einedreidimensionale Darstellung vorhanden sind. Diese Daten werdenentweder auf einem Ausgabegerätwiedergegeben oder an eine Weiterbearbeitung überreicht. Dort kann dann sehrgut eine Erkennung von gefährlichenStoffen innerhalb des Gepäckstücks 6 vorgenommenwerden.
    [0020] In 4 istschematisch der Ablauf der stereoskopischen Bildverarbeitung dargestellt.Zunächstwerden die beiden Röntgenbilder 2, 5 einer Vorverarbeitungunterzogen, die zum Beispiel die Identifikation bestimmter MerkmaleP erleichtert. Diese Merkmale P, die beispielsweise in Form vonPunkten, Linien oder Flächenvorliegen können,werden in einem Bild katalogisiert und parametrisiert. Danach wirddas Merkmal P im zweiten Röntgenbild 5 gesucht.Nachdem die Zuordnung des Merkmals P erfolgt ist, kann die Positiondes Merkmals P bestimmt werden. Handelt es sich dabei um ein parametrisierbaresMerkmal P, werden die Parameter variiert und die Zuordnung erneutdurchgeführt.Die vorgenannte Prozedur erfolgt für alle Merkmale P. Danach kann sichoptional eine Plausibilität-oder auch eine Nachbarschaftsprüfunganschließen,um das Ergebnis zu verbessern. SämtlicheEinzelergebnisse werden dann zusammengefasst und an die Ausgabe-bzw. Weiterbearbeitungseinheit weitergereicht.
    [0021] In 5 istbeispielhaft die stereoskopische Rekonstruktion einiger MerkmaleP innerhalb eines Gepäckstückes 6 dargestellt.Im Folgenden wird nur das Vorgehen zur Rekonstruktion von Linien-und Punktmerkmalen ausgeführt.Das mit einem Bezugszeichen versehene Merkmal P im zweiten Röntgenbild 5 gehört zu einemKnopf. Dieses Merkmal P ist auch in 2 sowohlim ersten Röntgenbild 2 als auchim zweiten Röntgenbild 5 gutzu erkennen. Zur Rekonstruktion von Punkten und Linien kann das Problemauf die Rekonstruktion von Punkten abgebildet werden.
    [0022] Dazuist in 6 der Strahlengang für eine solche Rekonstruktiondargestellt. Es existieren zwei Sichten sowohl des Merkmals P alsauch des Schwerpunkts Xg, die aufgrund der beiden unterschiedlichenGepäckprüfanlagen 1, 4 vorliegen.Die Bilder des Merkmales P bzw. des Schwerpunktes Xg sind jeweilsdie Schnittpunkte der Strahlen mit der Abbildungsebene. Für jedenStrahl gilt dann: s: (x'–O) ⊥ (x–O),wobeix' das Bild undO die Quelle des Strahles ist. O1 bedeutet somit die erste Röntgenquelleund O2 die zweite Röntgenquelle.Das Merkmal P hat damit von der ersten Röntgenquelle O1 ausgesehen das BildP'1. Von der zweitenRöntgenquelleO2 ausgesehen hat das Merkmal P das Bild P'2. Entsprechendes gilt für die BilderXg'1 und Xg'2 des SchwerpunktesXg. Zur Veranschaulichung wurde in 6 der Fallzweier PSX-Geometrien verwendet. Da die Sichten bekannt sind, kannanhand einer Strahlenrekonstruktion (Berechnung der Schnittpunkte)sowohl die Position des Merkmals P als auch des Schwerpunktes Xgberechnet werden.
    [0023] Eskann auch eine Rekonstruktion anderer Merkmale erfolgen. Dies istmöglich,da sich jedes Merkmal eines Bildes prinzipiell in eine parametrischeForm bringen lässt.So kann beispielsweise eine beliebige Linie in der Form s(λ) dargestelltwerden, wobei λ einLaufzeitparameter ist. Analog lässt sichauch eine Flächeals A(θ, λ) beschreiben.Durch die Variation der jeweiligen Parameter λ und/oder θ erhält man ein Punktepaar, welchesmit dem oben beschriebenen Verfahren rekonstruiert werden kann.
    [0024] Darüber hinauskann auch eine Plausibilitätsprüfung mitHilfe der oben beschriebenen Parametrisierung erfolgen. Dadurchist es möglich,dass Ausreißerin Form von Fehlkonstruktionen erkannt werden. Indem notwendigeModellannahmen über dieNatur des Merkmals eingebracht werden, ist eine Korrektur diesesAusreißersmöglich.
    [0025] Durchdas erfindungsgemäße Verfahrenist es auch möglich,die in einem Gepäckstück 6 enthaltenenStoffe zu identifizieren, wodurch eine exakte Bestimmung von gefährlichenGepäckstücken erfolgenkann, die aussortiert werden müssen.
    1 ersteGepäckprüfanlage 2 erstesRöntgenbild 3 Wegvon der ersten Gepäckprüfanlagezur zweitenGepäckprüfanlage 4 zweiteGepäckprüfanlage 5 zweitesRöntgenbild 6 Gepäckstück 7 Verdachtsregion 8 Rekonstruktiondes Merkmals 9 Rekonstruktiondes Gepäckstückes O1 ersteRöntgenquelle O2 zweiteRöntgenquelle P Merkmal P'1 erstesBild des Merkmals P'2 zweitesBild des Merkmals Xg Schwerpunkt Xg'1 erstesBild des Schwerpunkts Xg'2 zweitesBild des Schwerpunkts
    权利要求:
    Claims (6)
    [1] Verfahren zur Überprüfung einesGepäckstücks (6)mittels Röntgenstrahlenunter Verwendung eines ersten Röntgensbildes(2), das in einer ersten Gepäckprüfanlage (1) aufgenommenwurde, und eines zweiten Röntgenbildes(5), das in einer zweiten Gepäckprüfanlage (4) aufgenommenwurde, bei dem eine Bestimmung der relativen Lagen des Gepäckstücks (6)in den beiden Röntgenbildern(2, 5) zueinander erfolgt, die dabei erhalteneInformation aus den beiden verschiedenen Gepäckprüfanlagen (1, 4) aneine stereoskopische Bildverarbeitung übergeben wird und mittels Informationen über dieGeometrien der beiden Gepäckprüfanlagen(1, 4) eine Rekonstruktion des Gepäckstücks (6)vorgenommen wird und diese Daten an ein Ausgabe- oder Weiterbearbeitungsgerät übergebenwerden. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass die beiden Röntgenbilder(2, 5) einer Vorverarbeitung unterzogen werden,indem Merkmale (P) wie Punkte, Linien oder Flächen katalogisiert und/oderparametrisiert werden.
    [2] Verfahren nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dassjedes einzelne in ersten Röntgenbild(2) gefundene Merkmal (P) im zweiten Röntgenbild (5) gesuchtwird und eine Zuordnung zwischen beiden Röntgenbildern (2, 5)für jedeseinzelne Merkmal (P) erfolgt.
    [3] Verfahren nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dasseine Variation der Parameter eines Merkmals (P) vorgenommen wirdund die Zuordnung erneut durchgeführt wird.
    [4] Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,dass eine Nachbarschafts- oder Plausibilitätsprüfung vorgenommen wird, beider Modellannahmen überdie Natur des untersuchten Merkmals (P) eingebracht werden.
    [5] Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,dass eine Abschätzungder Dichte im Gepäckstück (6)erfolgt.
    [6] Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,dass eine Identifikation der Stoffe im Gepäckstück (6) erfolgt.
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    公开号 | 公开日
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2005-12-01| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2007-08-02| 8364| No opposition during term of opposition|
    2007-08-30| 8327| Change in the person/name/address of the patent owner|Owner name: GE HOMELAND PROTECTION,INC.,, NEWARK, CALIF., US |
    2011-03-24| 8339| Ceased/non-payment of the annual fee|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    DE102004022427A|DE102004022427B4|2004-05-06|2004-05-06|Verfahren zur Überprüfung eines Gepäckstücks|DE102004022427A| DE102004022427B4|2004-05-06|2004-05-06|Verfahren zur Überprüfung eines Gepäckstücks|
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