СИСТЕМЫ И СПОСОБЫ УЛУЧШЕНИЯ НАПРАВЛЕННОГО ДОСМОТРА ЛЮДЕЙ Российский патент 2013 года по МПК G06T7/00 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение имеет отношение к области систем формирования изображений с помощью излучаемой энергии вообще и, в частности, к системам и методикам для обнаружения скрытых предметов, переносимых на теле человека. В частности, настоящее изобретение имеет отношение к улучшенным способам и системам для обмена информацией о местоположении потенциальной угрозы между оператором системы, выполняющим функцию досмотра, и исследователем изображения. Также, в частности, настоящее изобретение имеет отношение к улучшенным системам досмотра и способам выполнения тщательного направленного "обыска" или физического досмотра человека, несущего потенциальную угрозу.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Системы безопасности в настоящее время ограничены в своей способности обнаруживать контрабанду, оружие, взрывчатые вещества и другие опасные предметы, скрытые под одеждой. Металлоискатели и химические анализаторы обычно используются для обнаружения больших металлических предметов и некоторых типов взрывчатых веществ; однако существует широкий диапазон опасных предметов, которые не могут быть обнаружены с использованием этих приборов. Оружие из пластика и керамики увеличивает количество типов неметаллических предметов, которые обязаны обнаруживать сотрудники службы безопасности. Досмотр объектов вручную является медленным, неудобным и обычно плохо переносится людьми, особенно в качестве стандартной процедуры в пунктах с высокой интенсивностью движения, таких как аэропорты.

Специалистам в области техники известно, что изображения предметов, содержащих различные типы материалов, могут быть сформированы с использованием рентгеновского рассеяния. Интенсивность рассеянных рентгеновских лучей связана с атомным номером материала, рассеивающего рентгеновские лучи. В общем случае для атомных номеров меньше 25 интенсивность рентгеновского обратного рассеяния, или коэффициент рентгеновского отражения, уменьшается по мере увеличения атомного номера.

Предметы являются потенциально видимыми на рентгеновских изображениях людей вследствие отличия коэффициентов рентгеновского отражения между предметами и тканями человеческого тела. Неметаллические предметы обычно состоят из элементов с низким атомным номером, подобных тем, из которых состоят ткани человеческого тела, то есть из водорода, углерода, азота и кислорода. Мягкие ткани человеческого тела рассеивают существенное количество рентгеновских лучей вследствие относительно низкого атомного номера водорода, углерода и кислорода при относительно высокой концентрации. Вследствие высокого атомного номера кальция кости вблизи поверхности тела, состоящие главным образом из кальция, производят намного меньшее рассеяние. Скрытые предметы, особенно металлы, могут быть легко визуализированы на изображениях вследствие существенного отличия их атомного состава от фона из тканей человеческого тела.

Кроме того, предметы, имеющие атомный состав, аналогичный человеческому телу, имеют тенденцию представлять контуры и края, когда они скрыты под одеждой или находятся на поверхности тела объекта. В частности, рассеяние рентгеновских лучей снижается вокруг контуров и краев вследствие того, что контуры и края поглощают рассеяние с одной стороны от края и увеличивают рассеяние с другой стороны от края.

В традиционных системах, особенно в системах с прохождением рентгеновских лучей, оператор должен опознавать предметы с очень низкой контрастностью в присутствии помех, получающихся из-за отображения внутренней анатомии человека. Трудность этой задачи приводит к слабой возможности обнаружения широкого диапазона опасных предметов, состоящих из элементов с низкими атомными номерами, таких как пластик или керамика, которые часто маскируются элементами с низкими атомными номерами, которые содержит человеческое тело.

Эффекты обнаружения края или контурные эффекты могут использоваться для автоматического и равномерного усиления краев изображения скрытых предметов с низкими атомными номерами, чтобы облегчить их обнаружение. Усиление контуров обеспечивается при одновременном подавлении краев внутренней анатомии, которая вводит в заблуждение при интерпретации изображения.

Системы формирования изображений с помощью излучаемой энергии для обнаружения скрытых предметов были раскрыты в предшествующей области техники. Например, патент США № RE28544, закрепленный за компанией AS&E, Inc., раскрывает "устройство формирования изображений с помощью излучаемой энергии, содержащее: источник остронаправленного пучка рентгеновского излучения; средство обнаружения излучаемой энергии, определяющее кривую с фиксированным отношением с упомянутым источником; средство для сканирования с помощью упомянутого остронаправленного пучка упомянутого средства обнаружения излучаемой энергии вдоль упомянутой кривой для обеспечения сигнала изображения, представляющего ответную характеристику излучаемой энергии для среды в области, проходимой упомянутым остронаправленным пучком вдоль пути к упомянутому средству обнаружения; средство для относительного перемещения упомянутой области и сборку, содержащую упомянутый источник и упомянутое средство обнаружения, для установления относительного сдвига в направлении, поперечном линии, соединяющей упомянутый источник и упомянутое средство обнаружения, для получения последовательности сигналов изображения, представляющих ответную характеристику излучаемой энергии для упомянутой области в двух измерениях; и средство, чувствительное к упомянутым сигналами изображения, для получения изображения, представляющего упомянутую ответную характеристику". Потенциал рентгеновского излучения установлен равным до 150 кВ и специально выбран для прохождения рентгеновских лучей через исследуемого человека. Работа рентгеновской трубки при 150 кВ или даже при 100 кВ снизила бы эффективность формирования изображения посредством обнаружения обратного рассеяния, например, сканирования с низкой дозой облучения. Эта методика требует, чтобы объект был подвергнут существенной дозе облучения, особенно если объект подвергается частому сканированию, например, часто является авиапассажиром.

Патент США № 4839913, также закрепленный за компанией AS&E, Inc., описывает "устройство, полезное при формировании изображений для досмотра объектов, для выделения целевых компонентов выбранной сигнатуры излучения, содержащее: (a) источник проникающего излучения, выбранного для объекта, (b) средство для выполнения неоднократного сканирования остронаправленным пучком излучения от упомянутого источника вдоль линии в пространстве, (c) средство, обеспечивающее относительное перемещение между упомянутым объектом, изображение которого должно быть получено, и упомянутой линией в пространстве, (d) первое средство обнаружения излучаемой энергии, расположенное таким образом, чтобы быть чувствительным к излучаемой энергии, проникающей в упомянутый объект и исходящей из упомянутого объекта в значительной степени без изменения направления, для получения первых электрических сигналов, (e) второе средство обнаружения излучаемой энергии, чувствительное к предопределенной линии флуоресцентного излучения, испускаемого от упомянутых целевых компонентов упомянутого объекта для формирования вторых электрических сигналов, (f) средство отображения, чувствительное к упомянутым первым электрическим сигналам для получения изображения рентгеновского снимка упомянутого объекта, и (g) первое средство, чувствительное к упомянутым вторым электрическим сигналам для формирования показаний относительно присутствия упомянутой предопределенной линии флуоресцентного излучения." Однако уровень энергии источника должен быть достаточным для возбуждения выбранной линии флуоресцентного излучения, с тем чтобы линия флуоресцентного излучения имела достаточную энергию для выхода из объекта. Таким образом, может быть необходимо подвергнуть объект относительно высокой энергии рентгеновского облучения, чтобы обнаружить некоторые материалы, что было бы недопустимо для систем досмотра персонала.

Кроме того, патент США № 4799247, также закрепленный за компанией AS&E, Inc., раскрывает «проекционную систему формирования изображений для досмотра объектов для выделения материалов с низким атомным номером, содержащее: (a) источник проникающего излучения, (b) средство для формирования излучения, испускаемого упомянутым источником, в пучок предопределенного сечения и для выполнения неоднократного сканирования упомянутым пучком через линию в пространстве, (c) средство для перемещения упомянутого объекта, изображение которого должно быть сформировано, относительно упомянутого источника в направлении, перпендикулярном упомянутой линии в пространстве, (d) первое средство обнаружения излучаемой энергии, расположенное таким образом, чтобы быть чувствительным к излучаемой энергии, проникающей в упомянутый предмет и выходящей из упомянутого предмета в значительной степени неизменном направлении, для получения первых электрических сигналов, (e) второе средство обнаружения излучаемой энергии, расположенное дальше от упомянутого источника, чем упомянутый предмет, и чувствительное к излучаемой энергии, рассеянной упомянутым предметом, для получения вторых электрических сигналов, (f) третье средство обнаружения излучаемой энергии, расположенное ближе к упомянутому источнику, чем упомянутый предмет, и чувствительное к излучаемой энергии, рассеянной упомянутым предметом, для получения третьих электрических сигналов, (g) средство отображения, чувствительное по меньшей мере к паре упомянутых электрических сигналов, для раздельного, независимого и одновременного отображения упомянутой пары электрических сигналов как функции времени». При падающем пучке, имеющем достаточную энергию для обеспечения как проходящего, так и рассеянного сигналов, энергия рентгеновских лучей должна быть относительно высокой, аналогично описанным выше патентам, что делает такую систему нежелательной для досмотра персонала.

Патент США № 6965340, закрепленный за компанией Agilent Technologies, раскрывает "систему контроля безопасности, содержащую: портал, через который человек может проходить; сканирующую панель, включающую в себя массив элементов антенн, каждый из упомянутых элементов антенн является программируемым с соответствующей задержкой фазы, для направления пучка микроволнового излучения к цели на человеке, упомянутые элементы антенн также могут принимать микроволновое излучение, отраженное от цели; и микропроцессор, выполненный с возможностью измерять интенсивность отраженного микроволнового излучения для определения значения пикселя в пределах изображения человека, созданного упомянутым микропроцессором".

Патент США № 5181234, закрепленный за компанией Rapiscan Security Products, раскрывает устройство формирования изображений для обнаружения предметов с низким атомным номером, переносимых человеком или на теле человека, помещенного на расстоянии от упомянутого устройства, содержащее: источник рентгеновских лучей для формирования остронаправленного пучка рентгеновских лучей в направлении упомянутого тела человека; средство сканирования для перемещения области пересечения упомянутого остронаправленного пучка и упомянутого тела человека по поверхности упомянутого тела человека в цикле сканирования, упомянутый цикл сканирования является достаточно коротким, чтобы подвергать упомянутое тело человека низкой дозе облучения; сборку датчика, обеспечивающую сигнал, представляющий интенсивность рентгеновских лучей, рассеянных от упомянутого тела человека в результате сканирования посредством упомянутого средства сканирования, упомянутая сборка датчика расположена на той же стороне от упомянутого тела человека, как и упомянутый источник рентгеновских лучей и имеющий активную область с размерами, достаточными для приема существенной части упомянутых рассеянных рентгеновских лучей, для обеспечения коэффициента отклонения менее 10% в упомянутом сигнале; и средство отображения для представления характеристик сигнала датчика оператору; причем упомянутые рассеянные рентгеновские лучи распределяются по упомянутому датчику для создания краевого эффекта, который усиливает края упомянутого предмета с низким атомным номером для возможности обнаружения. Содержание этого патента включено в настоящий документ по ссылке во всей своей полноте.

Патент США № 6094472, также закрепленный за компанией Rapiscan Security Products, описывает устройство формирования изображения с помощью рентгеновских лучей для обнаружения предметов, переносимых человеком или на теле человека, перемещающегося относительно устройства, упомянутое устройство имеет вход и выход, упомянутое устройство содержит: проход, простирающийся по меньшей мере от упомянутого входа до упомянутого выхода; по меньшей мере один источник рентгеновских лучей, имеющий средство для получения остронаправленного пучка рентгеновских лучей в направлении упомянутого тела в упомянутом проходе, упомянутый остронаправленный пучок пересекает упомянутое тело в области пересечения, соответствующей пикселю, и имеющей значение пикселя; средство сканирования, расположенное смежно с упомянутым по меньшей мере одним источником рентгеновских лучей, для перемещения области пересечения упомянутого остронаправленного пучка и упомянутого тела по поверхности упомянутого тела; средство отслеживания для того, чтобы заставить средство сканирования в значительной степени отслеживать упомянутое тело по мере его перемещения относительно упомянутого устройства от упомянутого входа до упомянутого выхода; сборку датчика для обнаружения интенсивности рентгеновских лучей, рассеянных от упомянутого тела в результате сканирования упомянутым первым средством сканирования, и для формирования сигнала, представляющего интенсивность рассеянных рентгеновских лучей, упомянутая сборка датчика содержит множество датчиков; и средство отображения для представления характеристик сигнала датчика оператору.

Патент США № 6967612, закрепленный за Gorman, John D. и другими, раскрывает «систему для дистанционного обнаружения переносимых человеком взрывчатых веществ (HCE) в пределах находящейся под наблюдением области, содержащую: активную радиолокационную систему, радиолокационная система имеет радиолокационный передатчик, радиолокационный приемник, по меньшей мере одну радиолокационную антенну и поле зрения; систему управления радиолокационным отслеживанием с физическим взаимодействием с активной радиолокационной системой, причем поле зрения активной радиолокационной системы нацелено в пределах находящейся под наблюдением области, находящаяся под наблюдением область является больше радиолокационной области зрения; пользовательский интерфейс, имеющий видеотерминал и средство ввода данных; компьютер с электрическим соединением с радиолокационной системой, системой управления радиолокационным отслеживанием и пользовательским интерфейсом, компьютер имеет центральный процессор, память и машиночитаемый программный код, сохраненный в памяти, код содержит: командное средство радиолокационного отслеживания для нацеливания радиолокационной системы; и командное средство обнаружения переносимых человеком взрывчатых веществ (HCE) для обнаружения переносимых человеком взрывных устройств».

Однако упомянутые выше традиционные системы имеют существенные недостатки. В существующих системах детализированные изображения производятся посредством характеристик тела объекта и какого-либо предмета, скрытого под одеждой объекта. Оператор системы затем осматривает каждое изображение для обнаружения скрытых предметов. Оператор системы и сотрудник службы безопасности, ответственный за анализ традиционных изображений, таким образом, посвящены в эти персональные анатомические подробности.

Кроме того, взаимодействию между оператором системы и сотрудником службы безопасности часто мешает шум аэропорта, отсутствие конфиденциальности и присутствие большого количества людей и/или оборудования между исследователем изображения и оператором системы.

Кроме того, передача информации о точном местоположении выявленной угрозы может вызвать путаницу. Например, при указании на то, находится ли угроза слева или справа от тела объекта, часто трудно передать информацию об общей системе координат. Таким образом, чтобы избежать путаницы или непонимания, исследователь изображения и оператор системы часто тратят несколько минут, обмениваясь информацией о выявленном местоположении угрозы, что часто является ненадежным. Кроме того, выявленное местоположение угрозы может быть первоначально неверно направлено и может в любом случае потребовать от сотрудников службы безопасности выполнения полного обыска для обнаружения фактического местоположения угрозы, если такая угроза присутствует.

Таким образом, даже в случаях, когда требуется физический досмотр или "обыск" указанной части тела объекта, сотрудники службы безопасности обычно выполняют полный обыск. Однако полный обыск часто отнимает много времени и является неудобным и для сотрудников службы безопасности, и для досматриваемого объекта. Время, занятое выполнением полных обысков, дополнительно снижает пропускную способность, тем самым делая процесс медленным и неудобным для других объектов, которые находится в очереди для досмотра.

Таким образом, предшествующая область техники не обеспечивает систему, которая достигает правильного баланса между противоречащими друг другу, но, тем не менее, одинаково важными принципами максимизации безопасности и возможности досмотра при сохранении достаточного уровня удобства и конфиденциальности для досматриваемого человека посредством направления "обыска" в заданное местоположение.

В свете упомянутых выше недостатков имеется потребность в системе досмотра с помощью рентгеновских лучей, которая обеспечивает максимальные рабочие характеристики по обнаружению угроз с улучшенным взаимодействием между исследователем изображения и оператором системы, тем самым позволяя выполнять направленный физический досмотр и минимальный "обыск" досматриваемых объектов.

Кроме того, имеется потребность в системе досмотра с помощью рентгеновских лучей, которая обеспечивает более высокую пропускную способность благодаря улучшенному словесному и визуальному взаимодействию между оператором системы и исследователем изображения и простоте в использовании. Кроме того, нужна система досмотра людей, которая имеет более высокую пропускную способность, дающая в результате более высокую безопасность и более низкую общую стоимость работы.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Целью настоящего изобретения является обеспечение систем и способов досмотра объектов в местах контроля безопасности с предохранением конфиденциальности объектов и сохранением эффективности и, таким образом, пропускной способности процесса досмотра.

В одном варианте воплощения настоящее изобретение представляет собой улучшенную систему обнаружения с помощью рентгеновских лучей и способ, который обеспечивает максимальные рабочие характеристики обнаружения угрозы с улучшенным словесным и визуальным взаимодействием между оператором системы досмотра и формирования изображений и исследователем изображения, расположенным вблизи или дистанционно, тем самым позволяя выполнять точный направленный физический досмотр и минимальный "обыск" досматриваемых объектов.

В другом варианте воплощения настоящее изобретение представляет собой систему обработки изображений, содержащую систему формирования изображения и сканирования и рабочее место инспектора, которая дает возможность исследователю изображения на рабочем месте инспектора снабжать комментариями и затем передавать изображения с информацией, указывающей более конкретное местоположение угрозы, оператору системы досмотра и формирования изображений в системе формирования изображений для точного направленного физического досмотра досматриваемого объекта.

В частности, в одном варианте воплощения настоящее изобретение представляет собой способ увеличения эффективности взаимодействия в системе формирования изображений для досмотра человеческого тела, содержащий этапы, на которых создают по меньшей мере одно первое изображение упомянутого человеческого тела с использованием упомянутой системы формирования изображений; отображают упомянутое по меньшей мере одно первое изображение упомянутого человеческого тела на первом дисплее; идентифицируют по меньшей мере одну интересующую область упомянутого по меньшей мере одного первого изображения, которая требует дополнительного досмотра; создают по меньшей мере одно второе изображение, причем упомянутое по меньшей мере одно второе изображение является визуальным представлением упомянутой по меньшей мере одной интересующей области упомянутого по меньшей мере одного первого изображения, которая требует дополнительного досмотра; и отображают упомянутое по меньшей мере одно второе изображение на втором дисплее. В одном варианте воплощения по меньшей мере одно второе изображение содержит модифицированное по меньшей мере одно первое изображение, причем по меньшей мере одно первое изображение модифицируется для увеличения эффективности досмотра и для предохранения конфиденциальности человека-объекта. В одном варианте воплощения по меньшей мере одно первое изображение содержит общее визуальное представление человеческого тела.

В одном варианте воплощения первый дисплей расположен на рабочем месте инспектора для обзора исследователем изображения, и второй дисплей расположен в системе формирования изображений для обзора оператором системы досмотра. Предпочтительно исследователь изображения использует первый дисплей для передачи информации сканирования оператору системы досмотра на втором дисплее.

В другом варианте воплощения исследователь изображения передает информацию о выявленной угрозе оператору системы досмотра посредством снабжения комментарием интересующей области на упомянутом по меньшей мере одном первом изображении с использованием подходящего индикатора для передачи информации об интересующей области выявленной угрозы.

В другом варианте воплощения комментарии для интересующей области по меньшей мере на одном первом изображении могут быть откорректированы с использованием программного алгоритма и затем отображены по меньшей мере на одном втором изображении.

В еще одном варианте воплощения комментарии для интересующей области по меньшей мере на одном первом изображении могут быть откорректированы вручную исследователем изображения и затем отображены по меньшей мере на одном втором изображении.

Во еще одном варианте воплощения размер, форма и позиция по меньшей мере одного первого изображения изменяются для соответствия фактическому размеру тела по меньшей мере на одном втором изображении.

В другом варианте воплощения настоящее изобретение представляет собой систему формирования изображений с обратным рассеянием рентгеновских лучей для досмотра человеческого тела, имеющую улучшенное визуальное взаимодействие, содержащую источник излучения, способный производить остронаправленный пучок рентгеновских лучей в направлении области формирования изображения; массив датчиков для обнаружения рентгеновских лучей из остронаправленного пучка, подвергшихся обратному рассеянию в результате взаимодействия с веществом, помещенным в упомянутую область формирования изображения; первый дисплей, расположенный на рабочем месте инспектора; и второй дисплей, расположенный в системе формирования изображений, причем упомянутый первый дисплей используется исследователем изображения для передачи информации сканирования оператору системы через упомянутый второй дисплей.

В другом варианте воплощения настоящее изобретение представляет собой способ увеличения эффективности взаимодействия в системе формирования изображений для досмотра человеческого тела, содержащий этапы, на которых формируют визуальное представление упомянутого тела; просматривают сформированное визуальное представление упомянутого тела на первом дисплее; и передают сводную визуальную информацию упомянутого сформированного визуального представления упомянутого тела на второй дисплей.

В другом варианте воплощения настоящее изобретение представляет собой способ увеличения эффективности взаимодействия в системе формирования изображений для досмотра человеческого тела, содержащий этапы, на которых помещают упомянутое тело в область формирования изображения; управляют рентгеновской трубкой для получения остронаправленного пучка рентгеновских лучей в направлении упомянутой области формирования изображения; производят сканирование упомянутым остронаправленным пучком рентгеновских лучей упомянутой области формирования изображения с достаточно высокой скоростью, причем упомянутый остронаправленный пучок имеет достаточно низкую дозу облучения; обнаруживают рентгеновские лучи из упомянутого остронаправленного пучка, которые подверглись обратному рассеянию в результате взаимодействия с веществом, помещенным в упомянутую область формирования изображения; создают по меньшей мере одно первое изображение упомянутого человеческого тела с использованием упомянутой системы формирования изображений; отображают упомянутое по меньшей мере одно первое изображение упомянутого человеческого тела на первом дисплее; идентифицируют по меньшей мере одну область упомянутого по меньшей мере одного первого изображения, которая требует дополнительного досмотра; создают по меньшей мере одно второе изображение, причем упомянутое по меньшей мере одно второе изображение является визуальным представлением упомянутой по меньшей мере одной области упомянутого по меньшей мере одного первого изображения, которая требует дополнительного досмотра; и отображают упомянутое по меньшей мере одно второе изображение на втором дисплее.

В еще одном варианте воплощения настоящее изобретение представляет собой систему формирования изображений с обратным рассеянием рентгеновских лучей для досмотра человеческого тела, имеющую улучшенное визуальное взаимодействие, содержащую систему формирования изображений, в свою очередь содержащую источник излучения, способный производить остронаправленный пучок рентгеновских лучей в направлении области формирования изображения, и массив датчиков для обнаружения рентгеновских лучей из остронаправленного пучка, которые подверглись обратному рассеянию в результате взаимодействия с веществом, помещенным в упомянутую область формирования изображения; первый дисплей, расположенный на рабочем месте исследователя изображения; и второй дисплей, расположенный в системе формирования изображений, причем упомянутый первый дисплей используется исследователем изображения для передачи информации сканирования оператору системы досмотра через упомянутый второй дисплей.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Эти и другие отличительные признаки и эффекты настоящего изобретения будут лучше понятны при обращении к последующему подробному описанию, рассмотренному совместно с сопроводительными чертежами.

Фиг.1 - схематическая иллюстрация одного варианта воплощения схемы размещения системы безопасности настоящего изобретения;

Фиг.2 - схема системы обнаружения обратного рассеяния, используемой в одном варианте воплощения системы формирования изображений настоящего изобретения;

Фиг.3 - иллюстрация механического средства, используемого для формирования сканирующего остронаправленного пучка рентгеновских лучей в системе обнаружения обратного рассеяния, которая используется в одном варианте воплощения настоящего изобретения;

Фиг.4 - схематический вид в перспективе системы обнаружения, которая используется в настоящем изобретении;

Фиг.5 - схема иллюстративного детектора, который используется в системе досмотра настоящего изобретения;

Фиг.6A, 6B, 6C, 6D, 6E, 6F, 6G, 6H, 6I, 6J, 6K, 6L, 6M, 6N, 6O, 6P, 6Q, 6R, 6S, 6T и 6U иллюстрируют этапы работы различных вариантов воплощения системы досмотра настоящего изобретения; и

Фиг.7 - схема последовательности операций, изображающая этапы работы системы досмотра настоящего изобретения, описанные в отношении фиг.6A-6U.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение направлено на системы и способы досмотра объектов в местах контроля безопасности с предохранением конфиденциальности объектов и сохранением эффективности и, таким образом, пропускной способности процесса досмотра.

Настоящее изобретение также направлено на улучшенную систему обнаружения с помощью рентгеновских лучей и способ, который обеспечивает максимальные рабочие характеристики обнаружения угрозы с улучшенным словесным и визуальным взаимодействием между оператором системы досмотра и формирования изображений и исследователем изображения, расположенным вблизи или дистанционно, тем самым позволяя выполнять точный направленный физический досмотр и минимальный "обыск" досматриваемых объектов.

Настоящее изобретение также направлено на систему обработки изображений, содержащую систему формирования изображения и сканирования и рабочее место инспектора, которая дает возможность исследователю изображения на рабочем месте инспектора снабжать комментариями и затем передавать изображения с информацией, указывающей более конкретное местоположение угрозы, оператору системы досмотра и формирования изображений в системе формирования изображений для точного направленного физического досмотра досматриваемого объекта.

В другом варианте воплощения настоящее изобретение направлено на систему обработки изображений, которая использует компьютерную систему с автоматическими алгоритмами обнаружения и основанную на правилах механизма логического вывода для снабжения комментариями и последующей передачи изображений с информацией, указывающей более конкретное местоположение угрозы, оператору системы досмотра в системе формирования изображений для точного направленного физического досмотра досматриваемого объекта.

Таким образом, настоящее изобретение в одном варианте воплощения направлено на систему досмотра для досмотра человеческого тела, имеющую улучшенное визуальное взаимодействие, содержащую систему формирования изображений, которая в свою очередь содержит источник излучения, способный производить остронаправленный пучок рентгеновских лучей в направлении области формирования изображения, и массив датчиков для обнаружения рентгеновских лучей из остронаправленного пучка, которые подверглись обратному рассеянию в результате взаимодействия с веществом, помещенным в упомянутую область формирования изображения, первый дисплей, расположенный на рабочем месте исследователя изображения; и второй дисплей, расположенный в системе формирования изображений, причем упомянутый первый дисплей используется исследователем изображения для передачи информации сканирования оператору системы досмотра через упомянутый второй дисплей.

Настоящее изобретение также направлено на улучшенную систему обнаружения с помощью рентгеновских лучей и способ, который дает возможность улучшенного словесного и визуального взаимодействия между оператором системы досмотра и исследователем изображения, тем самым обеспечивая систему, которая имеет высокую пропускную способность, проста в использовании, требует малых усилий по обучению работе, имеет более низкую общую стоимость работы и увеличивает безопасность.

Настоящее изобретение направлено на несколько вариантов воплощения. Язык, используемый в этой спецификации, не должен быть интерпретирован как общий отказ от какого-либо конкретного варианта воплощения или использоваться для ограничения формулы изобретения вне значения использованных в ней терминов.

В одном варианте воплощения настоящего изобретения визуальное представление объекта просматривается на рабочем месте инспектора исследователем изображения. В одном варианте воплощения настоящего изобретения рабочее место инспектора находится в местоположении, дистанционно удаленном от системы формирования изображений. Исследователь изображения просматривает изображение объекта для получения точного показания относительно местоположения предметов, представляющих потенциальную угрозу. В одном варианте воплощения, как упомянуто выше и подробно описано ниже, исследователь изображения может затем снабдить изображение комментариями и отправить информацию изображения с комментариями на дисплей, расположенный в системе формирования изображений, чтобы направить физический досмотр в конкретное местоположение на теле объекта, в котором может быть расположена угроза.

В одном варианте воплощения настоящего изобретения данные передаются между исследователем изображения на рабочем месте инспектора и оператором системы досмотра в системе формирования изображений.

В одном варианте воплощения переданные данные представляют собой визуальное представление досматриваемого объекта. В другом варианте воплощения переданные данные представляют собой визуальное представление досматриваемого объекта, в которое исследователь изображения включает комментарии, указывающие область на досматриваемом объекте, которая может требовать физического досмотра оператором системы. В другом варианте воплощения переданные данные представляют собой в высокой степени конфиденциальное общее контурное визуальное представление досматриваемого объекта. В другом варианте воплощения переданные данные представляют собой в высокой степени конфиденциальное общее контурное визуальное представление досматриваемого объекта, в которое исследователь изображения включает комментарии, указывающие область на досматриваемом объекте, которая может требовать физического досмотра оператором системы досмотра. Несколько вариантов воплощения настоящего изобретения будут описаны более подробно ниже в отношении фиг.6A, 6B, 6C, 6D, 6E, 6F, 6G, 6H, 6I, 6J, 6K, 6L, 6M, 6N, 6O, 6P, 6Q, 6R, 6S, 6T и 6U, которые изображают этапы работы системы контроля безопасности настоящего изобретения.

В одном варианте воплощения настоящее изобретение представляет собой систему обнаружения скрытых предметов, которая использует низкие дозы излучения для обнаружения оружия и опасных материалов, независимо от того, состоят ли они из металла или из материалов с низкими атомными номерами. Система формирования изображений выполнена с возможностью включать в себя модуль левой стороны и модуль правой стороны, разделенные расстоянием, достаточно широким, чтобы позволить человеку пройти между этими двумя модулями. Корпус, который может включать в себя потолок, скрывает модуль левой стороны и модуль правой стороны, образуя портальную конфигурацию. Кроме того, портальная конфигурация предпочтительного варианта воплощения с ее относительно ограниченной областью проще объединяется с другими устройствами для досмотра людей, в том числе металлоискателями, анализаторами наркотических и взрывчатых веществ и видеокамерами.

Теперь будут рассмотрены конкретные варианты воплощения настоящего изобретения. Описанный здесь вариант воплощения не является общим отказом от любого конкретного варианта воплощения и не используется для ограничения формулы изобретения вне значения использованных в ней терминов.

Фигура 1 является схематической иллюстрацией одного варианта воплощения схемы размещения системы безопасности для досмотра людей настоящего изобретения. В одном варианте воплощения система 100 безопасности содержит систему 105 формирования изображений и рабочее место 110 инспектора. В одном варианте воплощения, но без ограничения таким вариантом воплощения, система формирования изображений, используемая в настоящем изобретении, является системой обнаружения скрытых предметов, в которой остронаправленный пучок рентгеновских лучей выполняет сканирование по поверхности тела досматриваемого или проверяемого человека. Однако в других вариантах воплощения радиографическое изображение может быть сформировано с использованием любой доступной методики формирования изображения с помощью излучения для "формирования изображения тела", такой как, но без ограничения, рентгеновское рассеяние, рентгеновское проникновение, формирование изображений в инфракрасных лучах, формирование изображений с помощью миллиметровых волн, радиочастотное (RF) формирование изображений, радиолокационное формирование изображений, формирование голографических изображений, компьютерная томография (CT) и магнитно-резонансная томография (MRI). Может быть использована любая система "формирования изображения тела", известная специалистам в области техники, которая имеет возможности детального отображения тела. Система и устройство настоящего изобретения гарантируют, что досмотр происходит с минимальным вмешательством в частную жизнь.

В одном варианте воплощения система формирования изображений, используемая настоящим изобретением, может являться любой системой досмотра, такой как, но без ограничения, система досмотра людей, описанная в патенте США № 5181234, который включен в настоящий документ по ссылке. Таким образом, хотя настоящее изобретение описано относительно его использования в системе обнаружения скрытых предметов, в которой остронаправленный пучок рентгеновских лучей выполняет сканирование по поверхности тела досматриваемого или проверяемого человека, настоящее изобретение не ограничено таким использованием, и подразумевается, что представленное здесь описание является иллюстративным.

При работе рентгеновские лучи, которые подверглись рассеянию или отражению от тела объекта, полученные от остронаправленного пучка рентгеновских лучей, выполняющего сканирование по поверхности тела, обнаруживаются датчиком, например, таким, как комбинация сцинтиллятора и фотоумножителя. Сигнал, произведенный этим датчиком рассеянных рентгеновских лучей, затем используется для получения визуального представления объекта и любых скрытых предметов, которые несет объект. Система позволяет оператору обнаруживать угрозы, отображая взрывчатые материалы, такие как динамит и пластичные взрывчатые вещества (C-4), а также керамика, графитовое волокно, пластиковые контейнеры, пластиковое оружие, стеклянные пробирки, шприцы, упакованные наркотики, связанные пачки бумажных денег и даже деревянные предметы.

Кроме того, специалист в области техники поймет, что отличительные признаки, описанные в настоящей заявке, могут функционировать на любой компьютерной платформе, в том числе, но без ограничения: на переносном компьютере; на персональном компьютере; на карманном компьютере; на сотовом телефоне; на сервере; на встроенном микропроцессоре; на микросхеме цифровой обработки сигналов (DSP) или на специализированном устройстве формирования изображения. Кроме того, программный код может быть скомпилирован (либо заранее, либо во время выполнения) в одну прикладную программу, исполняемую на одном компьютере, или распределенную среди нескольких разных компьютеров, работающих локально или удаленно по отношению друг к другу.

В одном варианте воплощения система 105 формирования изображений настоящего изобретения дополнительно содержит монитор или дисплей 106 и область 107 досмотра. Оператор системы досмотра (не показан) предпочтительно расположен перед монитором 106, чтобы давать указания досматриваемому объекту, инициировать процесс сканирования с использованием кнопки инициирования сканирования или другого средства, расположенного в системе (не показано), и считывать команды из графического пользовательского интерфейса (GUI) на мониторе 106. В одном варианте воплощения графический пользовательский интерфейс (GUI) (не показан) на мониторе 106 содержит индикатор статуса и отображение визуального представления с ограниченными требуемыми или дозволенными действиями оператора системы досмотра или без таких действий.

В дополнительном варианте воплощения монитор 106 дополнительно содержит сенсорный экран. В одном варианте воплощения сенсорный экран позволяет оператору системы досмотра использовать полнофункциональный графический пользовательский интерфейс (GUI).

В одном варианте воплощения графический пользовательский интерфейс (GUI) используется для предоставления возможности отображать сообщения от исследователя изображения оператору системы досмотра на мониторе 106 сканера. Один функциональный вариант воплощения системы безопасности настоящего изобретения и, таким образом, функции, обеспечиваемые иллюстративным графическим пользовательским интерфейсом (GUI), обсуждаются более подробно ниже в отношении фигур 6A, 6B, 6C, 6D, 6E, 6F, 6G, 6H, 6I, 6J, 6K, 6L, 6M, 6N, 6O, 6P, 6Q, 6R, 6S, 6T и 6U.

В одном варианте воплощения системы 100 досмотра и безопасности рабочее место 110 инспектора содержит монитор или дисплей 111, в свою очередь содержащий графический пользовательский интерфейс (GUI) (не показан) для отображения полученного в результате визуального представления досматриваемого объекта. В одном варианте воплощения графический пользовательский интерфейс (GUI) используется для предоставления возможности передачи информации от исследователя изображения оператору системы досмотра через дисплей или монитор 106. Один функциональный вариант воплощения системы безопасности настоящего изобретения и, таким образом, функции, обеспечиваемые иллюстративным графическим пользовательским интерфейсом (GUI), обсуждаются более подробно ниже в отношении фиг.6A, 6B, 6C, 6D, 6E, 6F, 6G, 6H, 6I, 6J, 6K, 6L, 6M, 6N, 6O, 6P, 6Q, 6R, 6S, 6T и 6U.

Следует отметить, и это должно быть понятно специалисту в области техники, что и исследователь изображения, и оператор системы досмотра могут вводить команды в компьютерную систему, которая управляет графическим пользовательским интерфейсом (GUI) и системой формирования изображений настоящего изобретения, с использованием устройства ввода любого типа, в том числе, но без ограничения, мыши, сенсорного экрана или клавиатуры.

В одном варианте воплощения настоящего изобретения рабочее место 110 инспектора расположено удаленно относительно системы 105 формирования изображений. В одном варианте воплощения настоящего изобретения рабочее место 110 инспектора установлено в том же самом здании, где установлена система 105 формирования изображений. В другом варианте воплощения настоящего изобретения удаленно расположенное рабочее место 110 инспектора установлено в первом местоположении, удаленном и отдельном от сканирующей системы 105 формирования изображений, которая расположена во втором местоположении.

В одном варианте воплощения настоящего изобретения данные передаются системе 105 формирования изображений и отображаются на мониторе 106 и удаленно расположенном рабочем месте 110 инспектора и отображаются на мониторе 111. Обмен данными выполняется между исследователем изображения на удаленно расположенном рабочем месте 110 инспектора и оператором системы досмотра в системе 105 формирования изображений. В одном варианте воплощения переданные данные представляют собой визуальное представление досматриваемого объекта. В одном варианте воплощения контур или представление данных изображения объекта формируются системой формирования изображений, которая является частью системы 105 формирования изображений. В одном варианте воплощения контур или представление данных изображения формируются системой формирования изображений с обратным рассеянием, как описано более подробно ниже относительно фигуры 2.

В другом варианте воплощения настоящего изобретения переданные данные дополнительно содержат комментарии, направленные на область на досматриваемом объекте, которая может требовать физического досмотра. В одном варианте воплощения исследователь изображения, расположенный на удаленном рабочем месте 110 инспектора, на мониторе 111 снабжает комментариями визуальные представления досматриваемого объекта, который может требовать физического досмотра. В одном варианте воплощения, и как рассмотрено более подробно ниже, комментарии могут принимать форму прямоугольного или кругового контура области выявленной угрозы. В другом варианте воплощения комментарии могут содержать любой подходящий индикатор для передачи информации об области выявленной угрозы, которая требует дополнительного досмотра. В другом варианте воплощения комментарии могут содержать интересующие области или визуальную информацию с высокой степенью детализации. Визуальная информация с высокой степенью детализации может представлять собой часть необработанного изображения, полученного после сканирования объекта, или может представлять собой альтернативное изображение области выявленной угрозы.

В одном варианте воплощения настоящего изобретения снабженные комментариями данные передаются на рабочее место 105 формирования изображения от рабочего места 110 инспектора через проводное соединение. В другом варианте воплощения настоящего изобретения данные передаются на рабочее место 105 формирования изображения от рабочего места 110 инспектора через беспроволочное соединение с использованием стандартных протоколов беспроводной связи. В другом варианте воплощения настоящего изобретения протоколы беспроводной связи могут представлять собой любую из технологий Bluetooth, Home RF, IrDA, IEEE 802.11 и спецификаций протокола приложений для беспроводной связи.

Фиг.2 является схемой системы обнаружения с помощью обратного рассеяния, используемой в одном варианте воплощения системы формирования изображений настоящего изобретения. Система 200 обнаружения с помощью обратного рассеяния обеспечивает остронаправленный пучок рентгеновских лучей 211 в направлении тела 212 досматриваемого или проверяемого человека. Подробности механической системы для формирования сканирующего остронаправленного пучка рентгеновских лучей проиллюстрированы более подробно ниже со ссылкой на фиг.3.

Остронаправленный пучок рентгеновских лучей 211 выполняет сканирование в горизонтальном движении по исследуемому телу 212. Рассеянные или отраженные рентгеновские лучи 216, которые рассеиваются или отражаются от исследуемого тела 212, обнаруживаются рентгеновскими чувствительными датчиками 217, размещенными по бокам напротив объекта и обращенными к нему, и на той же стороне, что и источник 230 остронаправленного пучка рентгеновских лучей. В одном варианте воплощения панели 217 датчика расположены в той же самой плоскости, что и источник 230 рентгеновских лучей, но выше и ниже источника 230 рентгеновских лучей. Рентгеновские датчики 217 размещены для в значительной степени однородного обнаружения рентгеновских лучей на всех сторонах падающего пучка рентгеновских лучей. Электронный сигнал 220, произведенный от рентгеновских датчиков 217, и синхронизирующие сигналы 221, принятые от источника 230 остронаправленного пучка рентгеновских лучей, направляются в цифровой компьютер 224.

Цифровой компьютер 224 формирует отображение 225 изображения 225 на мониторе 226, причем интенсивность в каждой точке на изображении соответствует относительной интенсивности обнаруженных рассеянных рентгеновских лучей. В одном варианте воплощения настоящего изобретения, и как описано более подробно ниже, многочисленные экраны графического пользовательского интерфейса представляются и на мониторе системы формирования изображений, и на мониторе рабочего места инспектора, что дает возможность эффективного взаимодействия между двумя рабочими местами и эффективного досмотра и сканирования объектов.

Фиг.3 более подробно иллюстрирует механическую систему для формирования сканирующего остронаправленного пучка рентгеновских лучей. Механическая система 300 содержит источник 330 остронаправленного пучка рентгеновских лучей, который выполняет сканирование рентгеновских лучей по телу исследуемого человека. Механическая система дополнительно содержит рентгеновскую трубку 318, механический диск 314 прерывателя 314 и щель 315, которые объединены для создания источника 330 остронаправленного пучка рентгеновских лучей.

Фиг.4 является схематическим изображением в перспективе системы обнаружения, используемой в одном варианте воплощения настоящего изобретения, и дает подробный вид пересечения остронаправленного пучка 411 и тела человека 412, чтобы задать элемент визуального изображения указанной области. Рентгеновский пучок выполняет сканирование с горизонтальным движением посредством механического коллиматора 414. Одновременно с горизонтальным сканирующим движением происходит вертикальное сканирующее движение, которое перемещает рентгеновский пучок вертикально, вверх или вниз, с периодом времени, требуемым для одной полной горизонтальной линии. Следует отметить, что смещение рентгеновского пучка может быть выбрано произвольно или предварительно запрограммировано. Полученная в результате область захвата изображения, или окно, является достаточно большой, чтобы дать возможность досмотра большинства предметов и, в частности, всего тела большинства людей. Цикл сканирования устройства задается как время, требуемое для выполнения сканирования остронаправленного пучка рентгеновских лучей по каждому пикселю в изображении, чтобы обеспечить полное изображение человека и предметов, размещенных в окне сканирования.

Во время процесса сканирования рентгеновский пучок первоначально попадает только в тело человека. Многие из рентгеновских лучей проникают на несколько сантиметров в тело, взаимодействуют посредством комптоновского рассеяния и выходят из тела через ту же самую поверхность, в которую они вошли. Чувствительные детекторы рентгеновских лучей, как описано ниже относительно фиг.5, размещены вокруг падающего остронаправленного пучка рентгеновских лучей для обнаружения рассеянных рентгеновских лучей и обеспечения характеристики электронного сигнала коэффициента отражения рентгеновских лучей.

Фиг.5 является схемой иллюстративного датчика, используемого в системе безопасности настоящего изобретения. Как показано более подробно на фиг.5, каждый датчик 517 содержит внешний светонепроницаемый кожух 540, имеющий внутренние стенки 541, состоящие из светоотражающих поверхностей. Например, но без ограничения таким примером, светоотражающие поверхности могут быть обеспечены посредством окрашивания внутренних стенок 541 в белый цвет. Усиливающий рентгеновские лучи экран 542 образует переднюю крышку или стенку кожуха 540. Экран 542 предпочтительно имеет тип, используемый в радиографии для увеличения коэффициента экспозиции рентгеновской пленки. Трубка 543 фотоумножителя с большой областью установлена в противоположном конце внутренней части кожуха 540. Рентгеновские фотоны 516 облучают усиливающий рентгеновские лучи экран 542, тем самым, производя световые фотоны 547 во внутренней части внешнего светонепроницаемого кожуха 540. Часть световых фотонов 547 отражается от внутренних стенок 541 кожуха, имеющих белый цвет или по-иному являющихся сильно отражающими, и обнаруживаются трубкой 543 фотоумножителя. Таким образом, выходной сигнал трубки 543 фотоумножителя линейно связан с падающим потоком рентгеновских лучей.

Функционально в одном варианте воплощения для инициирования сканирования и, тем самым, методики обработки изображения настоящего изобретения используется режим сканирования с одним изображением, в котором выполняется сканирование передней стороны объекта для получения цифрового визуального представления, за которым следует сканирование задней стороны. В дополнительных вариантах воплощения могут использоваться несколько других режимов сканирования, в том числе, но без ограничения, режим сканирования с двойным изображением, в котором одно сканирование используется для получения изображения передней и задней частей досматриваемого объекта. Исходное изображение затем обрабатывается компьютерной системой, и представление этого исходного изображения отображается на дисплее или мониторе, расположенном на удаленно расположенном рабочем месте инспектора, как описано в отношении фиг.1.

Визуальное представление досматриваемого объекта, расположенное на дисплее или мониторе на удаленно расположенном рабочем месте инспектора, затем анализируется исследователем изображения. Компьютерная система с автоматическими алгоритмами обнаружения или оператор ручного досмотра может использоваться для дополнительной идентификации областей тела, которые должны быть преобразованы в подробные изображения, поскольку они содержат свидетельство присутствия опасных скрытых предметов.

Признаки угроз с предопределенной плотностью и площадью используются для определения присутствия потенциального запрещенного предмета. Система создана как "интеллектуальная" в том смысле, что она обучается отклонять мелкую пуговицу для застежки в качестве угрозы, но поднимает тревогу при присутствии ножа. Поэтому с использованием алгоритмов обнаружения присутствие металлических предметов устанавливается посредством сравнения сначала информации затенения и затем информации площади, плотности и размера обнаруженного предмета с набором существующих известных предметов, в том числе огнестрельного оружия, кольца для ключей или пуговицы, но без ограничения такими примерами известных предметов.

Факультативно визуальное представление объекта снабжается комментариями для указания конкретной области, в которой может быть расположен элемент угрозы. Полученное в результате снабженное комментариями изображение затем передается системе формирования изображений, причем оператор системы досмотра может выполнить физический досмотр или ограниченный направленный "обыск" досматриваемого объекта.

Фиг.6A, 6B, 6C, 6D, 6E, 6F, 6G, 6H, 6I, 6J, 6K, 6L, 6M, 6N, 6O, 6P, 6Q, 6R, 6S и 6T иллюстрируют рабочие этапы различных вариантов воплощения системы обнаружения настоящего изобретения. Фиг.7 является схемой последовательности операций, изображающей рабочие этапы системы безопасности и досмотра настоящего изобретения. Ссылка на фиг.1 и 7 также будет сделана при ссылке соответственно на компоненты системы формирования изображений и рабочие этапы сканирования настоящего изобретения.

Со ссылкой на фиг.6A и фиг.1 в одном варианте воплощения настоящего изобретения графический пользовательский интерфейс (GUI) 600 монитора 106 (показанного на фиг.1) системы 105 формирования изображений (показанной на фиг.1) отображает по меньшей мере одно сообщение 601 статуса на строке 602 состояния. В одном варианте воплощения по меньшей мере одно сообщение 601 статуса может включать в себя, но без ограничения, одно из следующих сообщений: a) Готов к следующему сканированию (Ready for Next Scan); b) Готов к досмотру следующего человека (Ready for Next Person); c) Идет сканирование (Scanning in Progress); d) Идет дополнительное сканирование (Extra Scan in Progress); e) Проведите досмотр (Conduct Search); f) Анализ (Analyzing); g) Ожидание инспектора (Waiting for Inspector); h) Заблокировано (Locked) и i) Разогрев... (Warming up...).

В одном варианте воплощения сообщение 601 статуса сообщает действия исследователя изображения оператору системы досмотра. В другом варианте воплощения сообщение статуса представляет собой индикатор статуса системы. Например, как показано на фиг.6A, после включения системы на этапе 701 сообщение 601 статуса содержит сообщение "Разогрев... (Warming up...)", которое появляется в графическом пользовательском интерфейсе (GUI) 600 монитора 106 (показанного на фиг.1).

Кроме того, после разогрева системы исследователю изображения дается инструкция выполнить вход в систему (не показано). Когда исследователь изображения вошел в систему на этапе 703, сообщение 601, показанное на фиг.6B, содержит сообщение "Ожидание входа в систему (Waiting for Log-in)" и передается и отображается на мониторе 106 (показанном на фигуре 1).

Со ссылкой на фиг.6C в одном варианте воплощения графический пользовательский интерфейс (GUI) 605 монитора 111 исследователя изображения (показанного на фиг.1) содержит область 606 отображения изображения и инструментальную панель 607 досмотра. В одном варианте воплощения визуальные представления досматриваемых объектов отображаются в области 606 отображения изображения. В одном варианте воплощения инструментальная панель 607 досмотра используется для отображения исследователю изображения по меньшей мере одной кнопки выбора варианта досмотра.

Например, инструментальная панель 607 досмотра может содержать, но без ограничения, кнопку 608 "сканирование (scan)", кнопку 609 "дополнительное сканирование (extra scan)", кнопку 610 "воспроизведение (replay)", кнопку 611 "перенаправить (forward)", кнопку 612 "далее (next)", кнопку 613 "чисто (clear)", кнопку 614 "досмотр (search)", кнопку 615 "вызов супервизора (call supervisor)", кнопку 616 "переключить на (switch to)" и кнопку 617 "выход из системы (log off)". Кроме того, инструментальная панель 607 досмотра факультативно может содержать другие кнопки, не показанные в этом варианте воплощения, в зависимости от потребностей досмотра и режима системы. Например, когда пользователь не вошел в систему, кнопка 617 "выход из системы (log off)" становится кнопкой "вход в систему (log in)" (не показана). В одном варианте воплощения настоящего изобретения при нажатии любой из упомянутых выше кнопок выполняется предопределенное действие.

В другом варианте воплощения графический пользовательский интерфейс (GUI) 605 дополнительно содержит инструментальную панель 620 вариантов, которая в одном варианте воплощения используется для предоставления исследователю изображения возможности изменять режим работы системы формирования изображений настоящего изобретения для обеспечения различных типов изображений, как описано более подробно ниже.

Следует отметить, что для графических пользовательских интерфейсов (GUI), отображаемых на мониторе настоящего изобретения, может использоваться любая конфигурация или схема размещения. Следует отметить, и специалистам в области техники должно быть понятно, что и исследователь изображения, и оператор системы досмотра могут вводить в вычислительную систему команды, которые управляют графическим пользовательским интерфейсом (GUI) и системой формирования изображений настоящего изобретения, с использованием устройства ввода любого типа, в том числе, но без ограничения, мыши, сенсорного экрана или клавиатуры.

В одном варианте воплощения кнопка 608 "сканирование" используется для взаимодействия с оператором системы досмотра, чтобы он начал размещение и сканирование объекта, присутствующего в системе 105 формирования изображения. Как показано фигуре 6D, когда выполнен вход в систему и исследователь изображения активизирует кнопку 608 "сканирование" на этапе 705, сообщение 601 статуса, которое содержит сообщение "Готов к досмотру следующего человека (Ready for Next Person)" в одном варианте воплощения, передается и отображается на мониторе 106 (показанном на фиг.1). Кроме того, сообщение 601 статуса может показать сообщение "Готов к следующему сканированию (Ready for Next Scan)", чтобы сообщить оператору системы досмотра, что система готова к следующему сканированию.

Когда досматриваемый объект находится в портале и размещен для выполнения сканирования, оператор системы досмотра на этапе 707 инициирует операцию сканирования. Средство инициирования операции сканирования уже было описано выше в отношении фиг.1. Затем сообщение 601 статуса представляет собой сообщение "Идет сканирование... (Scan in Progress...)" для указания на то, что система используется, как показано на фиг.6D.

В одном варианте воплощения операция сканирования формирует визуальное представление объекта, которое затем отображается в области 606 отображения изображения монитора 111 исследователя изображения (показанного на фигуре 1), как показано на фиг.6E. В дополнительном варианте воплощения визуальное представление объекта также отображается на мониторе 106 формирования изображения. В другом варианте воплощения, и как показано более подробно в отношении фиг.6E, в области отображения изображения воспроизводятся изображения и передней, и задней части объекта для более полного досмотра объекта. В одном варианте воплощения передняя сторона объекта сканируется на этапе 709 для обеспечения изображения 640 передней части досматриваемого объекта. В одном варианте воплощения на этапе 711 оператор системы досмотра дает указание объекту развернуться для получения изображения задней части досматриваемого объекта. В одном варианте воплощения настоящего изобретения для уменьшения возможности перепутать изображения передней и задней части объекта изображение 641a передней части может воспроизводиться на левой стороне экрана 606, в то время как изображение 641b задней части может воспроизводиться на правой стороне экрана 606. Факультативно объекту может быть дано указание принять нескольких различных поз, пока элемент угрозы не сможет быть выявлен, и каждый последующий результат сканирования появляется справа от последнего результата сканирования. Таким образом, в одном варианте воплощения результаты сканирования появляются на экране в том порядке, в котором они были выполнены.

Как показано на фиг.6F, сообщение 601 статуса на мониторе 106 формирования изображения (показанном на фиг.1) содержит надпись "Анализ... (Analyzing...)", пока исследователь изображения проверяет изображения на мониторе 111 исследователя изображения, чтобы сообщить оператору системы досмотра, что исследователь изображения находится в процессе просмотра изображений на мониторе 111 исследователя изображения на этапе 713.

На этапе 715 в одном варианте воплощения, если на досматриваемом объекте нет никаких элементов угрозы или интересующих областей, как исследователь изображения может видеть на графическом пользовательском интерфейсе (GUI) 690 на фигуре 6G, исследователь изображения может нажать кнопку 613 "чисто". Затем объект освобождается оператором системы досмотра для прохода вперед без дополнительного досмотра, и объект может выйти из области 107 досмотра. Как показано на фигуре 6H, монитор 106 (показанный на фиг.1) отображает сообщение 601 статуса "Готов к досмотру следующего человека Ready for Next Person", когда исследователь изображения готов освободить компьютерную систему для следующего объекта.

В альтернативном варианте воплощения на этапе 715, если на досматриваемом объекте имеется область угрозы, интересующая область, или на изображении имеется неясная область, исследователь изображения факультативно запрашивает дополнительное сканирование, активизируя кнопку 609 "дополнительное сканирование". Если сделан запрос дополнительного сканирования, это сообщается оператору системы досмотра в виде сообщения 601 статуса, и на факультативном этапе 716 оператор системы досмотра проводит дополнительное сканирование досматриваемого объекта.

Однако факультативно, если досматриваемый объект не может быть освобожден из-за присутствия потенциальной угрозы, исследователь изображения на этапе 717 делает запрос, чтобы оператор системы досмотра провел ручной досмотр досматриваемого объекта. В одном варианте воплощения исследователь изображения делает запрос, чтобы оператор системы досмотра провел ручной досмотр, через словесный запрос или команду.

В другом варианте воплощения исследователь изображения делает запрос, чтобы оператор системы досмотра провел ручной досмотр досматриваемого объекта, через кнопку 614 "досмотр", как показано на фиг.6I. В одном варианте воплощения, когда активизирована кнопка 614 "досмотр", запрос физического досмотра передается оператору системы досмотра, как показано на фиг.6J, в качестве сообщения 601 статуса, показывающего надпись "Провести досмотр (Conduct Search)".

В другом варианте воплощения после активации, как показано на фиг.6K, кнопка 614 "досмотр" факультативно дает возможность исследователю изображения на этапе 719 выделить контуром или снабдить комментариями визуальное представление и передать оператору системы досмотра визуальное или графическое изображение, которое направляет оператора системы досмотра для проведения досмотра в конкретном местоположении на теле объекта для выявления присутствия угрозы. В одном варианте воплощения схема-контур представляет собой прямоугольник, квадрат, круг или любую другую подходящую форму или указатель, которые идентифицируют направленную область на теле объекта, в которой может быть расположен элемент угрозы или интересующая область. Например, но без ограничения таким примером, как показано на фиг.6K, прямоугольник 650 используется для выделения области 651 потенциальной угрозы на теле объекта и, таким образом, подлежит тщательному направленному физическому досмотру. Специалисту в области техники должно быть понятно, что исследователь изображения может сделать на любом изображении неограниченное количество комментариев.

Полученное в результате взаимодействие показано на фигуре 6L, на которой и сообщение 601 статуса, и снабженное комментариями визуальное представление 640 показываются оператору системы досмотра на мониторе 106 (показанном на фиг.1). Отсканированное визуальное представление 640 представляет собой общее визуальное изображение человека с ограниченными подробностями для изображения передней стороны досматриваемого объекта, также отображающим прямоугольник 650 комментария, выделяющий область 651 потенциальной угрозы на теле объекта для направленного физического досмотра.

Как показано на фиг.6M, в одном варианте воплощения настоящее изобретение использует по меньшей мере один контур 695 объекта с высокой степенью конфиденциальности вместо общего визуального изображения человека для гораздо более высокой точности указания местоположения предметов. Заявка на патент США № 12/024320, закрепленная за представителем настоящего изобретения, рассматривает подробности нескольких вариантов воплощения способов обработки изображения и включена в настоящий документ по ссылке.

Как показано на фиг.6N, иногда, когда исследователь изображения снабжает комментарием часть тела досматриваемого объекта с использованием прямоугольников 650, эти комментарии не точно представлены на мониторе 106. Как показано на фиг.6O, прямоугольники 650 комментариев накладываются немного вне цели из-за воспроизведения отображений между системами и переноса комментариев между изображениями разных размеров на мониторе 111 исследователя изображения и мониторе 106. В общем случае это происходит потому, что общее визуальное изображение человека в действительности не соответствует разным типам человеческого тела. Поэтому в другом варианте воплощения, как показано на фигуре 6P, исследователь изображения имеет изображение как подробных визуальных представлений досматриваемого объекта, так и общего визуального изображения человека на мониторе 111 исследователя, с тем, чтобы исследователь изображения мог переместить любой прямоугольник комментария или блок 650 для досмотра. Полученные в результате исправления показаны на фиг.6Q.

В еще одном варианте воплощения система безопасности и досмотра настоящего изобретения может измерять характеристики человеческого тела и передавать эту информацию на рабочее место исследователя изображения. Как показано на фиг.6R, просканированное изображение 690 человека, показываемое исследователю изображения, отличается по размеру от общего визуального представления 695, показываемого оператору системы досмотра. Чтобы исправить разность размеров без манипуляций исследователя изображения, в одном варианте воплощения часть системы формирования изображений настоящего изобретения может измерить по меньшей мере одну точку высоты, по меньшей мере одну точку положения левой стороны и по меньшей мере одну точку положения правой стороны и, используя отношение, которое зависит от этих измерений, дополнительно может переместить комментарии в правильную область. Таким образом, блоки 696 комментариев преобразовываются в соответствии с общим визуальным представлением с одним размером и, как показано на фиг.6R, появляются в соответствующем местоположении на общем визуальном представлении.

В другом варианте воплощения система безопасности и досмотра настоящего изобретения может измерять множество точек высоты, множество точек положения левой стороны и множество точек положения правой стороны и, используя отношение, которое зависит от этих измерений, дополнительно может переместить комментарии в правильную область и создать контурную карту.

В одном варианте воплощения используется алгоритм для выполнения вычисления, который сопоставляет анатомию отсканированного изображения 690 человека с анатомией общего визуального представления 695.

В еще одном дополнительном варианте воплощения исследователь изображения может выбрать "соответствующий" типа тела для досматриваемого объекта в зависимости от физических характеристик этого объекта.

Как описано выше в отношении фиг.6E, в области отображения изображения воспроизводятся изображения и передней, и задней части объекта для более полного досмотра объекта. В одном варианте воплощения настоящего изобретения для уменьшения возможности перепутать изображения передней и задней части объекта изображение передней части может воспроизводиться на левой стороне экрана 606, в то время как изображение задней части может воспроизводиться на правой стороне экрана 606. Факультативно объекту может быть дано указание принять несколько различных поз, пока элемент угрозы не сможет быть выявлен, и каждый последующий результат сканирования появляется справа от последнего результата сканирования. Таким образом, в одном варианте воплощения результаты сканирования появляются на экране в том порядке, в котором они были выполнены.

Данные комментариев, принятые на мониторе 106 системы формирования изображений, дают возможность быстрой визуальной привязки местоположения предмета потенциальной угрозы. Таким образом, операторы системы досмотра могут выполнять более направленный физический досмотр для определения присутствия фактической угрозы.

В одном варианте воплощения настоящего изобретения информация комментариев, соответствующая изображению, передается оператору системы досмотра. В еще одном варианте воплощения настоящего изобретения сотрудник рабочего места инспектора или исследователь изображения может нажать кнопку 615 вызова супервизора, показанную на фиг.6B, для словесной передачи подробностей о данных комментариев и информации угрозы оператору системы досмотра.

Факультативно на основе снабженного комментариями визуального представления досматриваемого объекта оператор системы досмотра выполняет на этапе 721 физический досмотр досматриваемого подозреваемого в желательной части тела, информация о которой передана сотрудником рабочего места инспектора.

В одном варианте воплощения настоящего изобретения более тщательный направленный физический досмотр дает возможность существенного увеличения пропускной способности и понижения стоимости работы благодаря сокращению времени для передачи информации о местоположении потенциальной угрозы между удаленно расположенным рабочим местом инспектора и сокращению времени выполнения физического досмотра досматриваемого объекта.

Как показано на фиг.6S, когда досмотр закончен, исследователь изображения на этапе 723 выбирает кнопку 614 "Досмотр завершен" (которая первоначально была кнопкой 614 "Досмотр"), и система формирования изображений становится готова к досмотру следующего человека. Монитор 106 при этом действии отображает сообщение 601 статуса "Готов к досмотру следующего человека (Ready for Next Person)", как показано на фиг.6T.

Как показано на фиг.6U, в одном варианте воплощения исследователем изображения также может быть использована возможность масштабирования для рассмотрения более мелких предметов или обхода снижения показа подробностей при использовании конфиденциальных настроек.

В одном варианте воплощения на этапе 725 кнопка 617 выхода из системы позволяет сотруднику службы безопасности выйти из графического интерфейса пользователя системы безопасности и останавливает систему сканирования и досмотра.

Настоящее изобретение может использоваться, но без ограничения, для досмотра пассажиров в аэропортах, на железнодорожных станциях, в торговых центрах, и даже в медицинских областях применения.

Хотя была сделана конкретная ссылка на то, что во время процедуры сканирования объект находится в стоячем положении, в равной степени возможно горизонтальное сканирование, при котором человек лежит на столе.

Упомянутые выше примеры являются лишь иллюстрациями одних из многих применений системы настоящего изобретения. Хотя здесь были описаны только несколько вариантов воплощения настоящего изобретения, следует понимать, что настоящее изобретение может быть воплощено во многих других конкретных формах без отступления от сущности или объема изобретения. Поэтому настоящие примеры и варианты воплощения следует рассматривать как иллюстративные и не ограничивающие, и изобретение может быть модифицировано в рамках приложенной формулы изобретения.

Изобретение относится к области досмотра объектов в местах контроля безопасности с предохранением конфиденциальности объектов и сохранением эффективности и, таким образом, пропускной способности процесса осмотра. Техническим результатом является повышение эффективности взаимодействия в системе формирования изображений для осмотра человеческого тела. Способ взаимодействия между оператором системы досмотра и формирования изображений и исследователем изображения в системе формирования изображений для осмотра человеческого тела, который обеспечивает максимальные рабочие характеристики обнаружения угрозы с улучшенным словесным и визуальным взаимодействием между оператором системы досмотра и формирования изображений и исследователем изображения, расположенным вблизи или дистанционно, тем самым позволяя выполнять точный направленный физический осмотр и минимальный "обыск" досматриваемых объектов. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 27 ил.

1. Способ взаимодействия между оператором системы досмотра и формирования изображений и исследователем изображения в системе формирования изображений для осмотра человеческого тела, содержащий этапы, на которых:
создают, по меньшей мере, одно первое изображение упомянутого человеческого тела с использованием упомянутой системы формирования изображений;
отображают упомянутое, по меньшей мере, одно первое изображение упомянутого человеческого тела на первом дисплее;
идентифицируют, по меньшей мере, одну интересующую область упомянутого, по меньшей мере, одного первого изображения, которая требует дополнительного осмотра;
снабжают комментарием интересующую область на упомянутом, по меньшей мере, одном первом изображении;
создают, по меньшей мере, одно второе изображение, причем упомянутое, по меньшей мере, одно второе изображение содержит общее визуальное представление человеческого тела и включает в себя визуальное представление упомянутой, по меньшей мере, одной интересующей области упомянутого, по меньшей мере, одного первого изображения, которая требует дополнительного осмотра; и
отображают упомянутое, по меньшей мере, одно второе изображение на втором дисплее;
измеряют, по меньшей мере, одну точку высоты, по меньшей мере, одну точку положения левой стороны, по меньшей мере, одну точку положения правой стороны, и используют отношение, зависящее от этих измерений, для перемещения комментариев; и
отображают упомянутые комментарии на, по меньшей мере, одном втором изображении.

2. Способ по п.1, в котором, по меньшей мере, одно второе изображение содержит модифицированное, по меньшей мере, одно первое изображение.

3. Способ по п.2, в котором, по меньшей мере, одно первое изображение модифицируется для увеличения эффективности осмотра.

4. Способ по п.2, в котором, по меньшей мере, одно первое изображение модифицируется для сохранения конфиденциальности досматриваемого человека.

5. Способ по п.1, в котором первый дисплей расположен на рабочем месте инспектора для обзора исследователем изображения, и второй дисплей расположен в системе формирования изображений для обзора оператором системы досмотра.

6. Способ по п.5, в котором исследователь изображения использует первый дисплей для передачи информации сканирования оператору системы досмотра на втором дисплее.

7. Способ по п.6, в котором исследователь изображения передает воспринятую информацию угрозы оператору системы досмотра посредством снабжения комментарием интересующей области на упомянутом, по меньшей мере, одном первом изображении.

8. Способ по п.7, в котором упомянутые комментарии содержат подходящий индикатор для передачи информации о воспринятой интересующей области угрозы.

9. Способ по п.7, в котором упомянутые комментарии для интересующей области на упомянутом, по меньшей мере, одном первом изображении могут быть откорректированы с использованием программно-реализованного алгоритма и затем отображены на упомянутом, по меньшей мере, одном втором изображении.

10. Способ по п.7, в котором упомянутые комментарии для интересующей области на упомянутом, по меньшей мере, одном первом изображении могут быть откорректированы вручную исследователем изображения и затем отображены на упомянутом, по меньшей мере, одном втором изображении.

11. Способ по п.1, в котором, по меньшей мере, одно первое изображение модифицируется для улучшения информации сканирования, доступной на упомянутом первом дисплее.

12. Способ по п.1 в котором размер, форма и позиция, по меньшей мере, одного первого изображения изменяются для соответствия фактическому размеру тела, по меньшей мере, в одном втором изображении.

13. Система формирования изображений с обратным рассеянием рентгеновских лучей для осмотра человеческого тела, имеющая улучшенное визуальное взаимодействие, содержащая:
источник излучения, способный производить остронаправленный пучок рентгеновских лучей в направлении области формирования изображения;
массив датчиков для обнаружения рентгеновских лучей из остронаправленного пучка, подвергшихся обратному рассеянию в результате взаимодействия с веществом, помещенным в упомянутую область формирования изображения;
первый дисплей, расположенный на рабочем месте инспектора; и
второй дисплей, расположенный в системе формирования изображений,
причем упомянутый первый дисплей используется исследователем изображения для передачи информации сканирования оператору системы через упомянутый второй дисплей; и при этом
система формирования изображений обеспечена для:
создания, по меньшей мере, одного первого изображения упомянутого человеческого тела с использованием упомянутой системы формирования изображений;
отображения упомянутого, по меньшей мере, одного первого изображения упомянутого человеческого тела на первом дисплее;
идентифицирования, по меньшей мере, одной интересующей области упомянутого, по меньшей мере, одного первого изображения, которая требует дополнительного осмотра;
снабжения комментарием интересующей области на упомянутом, по меньшей мере, одном первом изображении;
создания, по меньшей мере, одного второго изображения, причем упомянутое, по меньшей мере, одно второе изображение содержит общее визуальное представление человеческого тела и включает в себя визуальное представление упомянутой, по меньшей мере, одной интересующей области упомянутого, по меньшей мере, одного первого изображения, которая требует дополнительного осмотра; и
отображения упомянутого, по меньшей мере, одного второго изображения на втором дисплее;
измерения, по меньшей мере, одной точки высоты, по меньшей мере, одной точки положения левой стороны и, по меньшей мере, одной точки положения правой стороны и использования отношения, зависящего от этих измерений, для перемещения комментариев; и
отображения упомянутых комментариев на, по меньшей мере, одном втором изображении.

14. Способ взаимодействия между оператором системы досмотра и формирования изображений и исследователем изображения в системе формирования изображений для осмотра человеческого тела, содержащий этапы, на которых:
помещают упомянутое тело в область формирования изображения;
приводят в действие рентгеновскую трубку для получения остронаправленного пучка рентгеновских лучей в направлении упомянутой области формирования изображения;
производят сканирование упомянутым остронаправленным пучком рентгеновских лучей упомянутой области формирования изображения с достаточно высокой скоростью, причем упомянутый остронаправленный пучок имеет достаточно низкую дозу облучения;
обнаруживают рентгеновские лучи из упомянутого остронаправленного пучка, которые подверглись обратному рассеянию в результате взаимодействия с веществом, помещенным в упомянутую область формирования изображения;
создают, по меньшей мере, одно первое изображение упомянутого человеческого тела с использованием упомянутой системы формирования изображений;
отображают упомянутое, по меньшей мере, одно первое изображение упомянутого человеческого тела на первом дисплее;
идентифицируют, по меньшей мере, одну область упомянутого, по меньшей мере, одного первого изображения, которая требует дополнительного осмотра;
снабжают комментарием интересующую область на упомянутом, по меньшей мере, одном первом изображении;
создают, по меньшей мере, одно второе изображение, причем упомянутое, по меньшей мере, одно второе изображение содержит общее визуальное представление человеческого тела и включает в себя визуальное представление упомянутой, по меньшей мере, одной области упомянутого, по меньшей мере, одного первого изображения, которая требует дополнительного осмотра;
отображают упомянутое, по меньшей мере, одно второе изображение на втором дисплее;
измеряют, по меньшей мере, одну точку высоты, по меньшей мере, одну точку положения левой стороны и, по меньшей мере, одну точку положения правой стороны, и используют отношение, зависящее от этих измерений, для перемещения комментариев; и
отображают упомянутые комментарии на, по меньшей мере, одном втором изображении.

15. Система формирования изображений с обратным рассеянием рентгеновских лучей для осмотра человеческого тела, имеющая улучшенное визуальное взаимодействие, содержащая:
систему формирования изображений, дополнительно содержащую источник излучения, способный производить остронаправленный пучок рентгеновских лучей в направлении области формирования изображения, и массив датчиков для обнаружения рентгеновских лучей из остронаправленного пучка, которые подверглись обратному рассеянию в результате взаимодействия с веществом, помещенным в упомянутую область формирования изображения;
первый дисплей, расположенный на рабочем месте исследователя изображения; и
второй дисплей, расположенный в системе формирования изображений, причем упомянутый первый дисплей используется исследователем изображения для передачи информации сканирования оператору системы досмотра через упомянутый второй дисплей; и при этом
система формирования изображений обеспечена для:
создания, по меньшей мере, одного первого изображения упомянутого человеческого тела с использованием упомянутой системы формирования изображений;
отображения упомянутого, по меньшей мере, одного первого изображения упомянутого человеческого тела на первом дисплее;
идентифицирования, по меньшей мере, одной интересующей области упомянутого, по меньшей мере, одного первого изображения, которая требует дополнительного осмотра;
снабжения комментарием интересующей области на упомянутом, по меньшей мере, одном первом изображении;
создания, по меньшей мере, одного второго изображения, причем упомянутое, по меньшей мере, одно второе изображение содержит общее визуальное представление человеческого тела и включает в себя визуальное представление упомянутой, по меньшей мере, одной интересующей области упомянутого, по меньшей мере, одного первого изображения, которая требует дополнительного осмотра; и отображения упомянутого, по меньшей мере, одного второго изображения на втором дисплее;
измерения, по меньшей мере, одной точки высоты, по меньшей мере, одной точки положения левой стороны и, по меньшей мере, одной точки положения правой стороны, и использования отношения, зависящего от этих измерений для перемещения комментариев; и
отображения упомянутых комментариев на, по меньшей мере, одном втором изображении.