Системы и споcобы для автоматизированного быстрого обнаружения веществ с большим атомным номером

СИСТЕМЫ И СПОCОБЫ ДЛЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО БЫСТРОГО ОБНАРУЖЕНИЯ ВЕЩЕСТВ С БОЛЬШИМ АТОМНЫМ НОМЕРОМ Настоящее изобретение направлено на систему досмотра, которая имеет источник излучения,массив детекторов, область досмотра и блок обработки, при этом блок обработки а) получает радиографическое изображение, b) сегментирует радиографическое изображение на основании затухания или передачи излучения, с) идентифицирует по меньшей мере одну сегментированную область на радиографическом изображении, d) фильтрует по меньшей мере одну сегментированную область с использованием по меньшей мере одного геометрического фильтра, е) генерирует векторы признаков с использованием фильтрованной сегментированной области и f) сравнивает векторы признаков с заранее определенными значениями с целью определения наличия объекта с высоким атомным номером. Область техники, к которой относится изобретение Настоящее изобретение относится, по существу, к способам обнаружения особых классов веществ по радиографическим изображениям. Конкретнее, представляющие интерес вещества являются веществами, которые представляют угрозу, и/или веществами, которые могут быть спрятаны или могут провозиться контрабандой в багаже и грузах по причине присущей им высокой ценности, например золото или платина. Более конкретно, настоящее изобретение относится к системам и способам для автоматического и быстрого обнаружения веществ с большим атомным номером (high-Z), таких как ядерные вещества; ядерное оружие; и экранирующих веществ, которые могут быть использованы для экранирования радиации, испускаемой такими веществами, а также устройств, предназначенных для распыления радиоактивного материала, которые могут препятствовать их обнаружению детекторами излучения. Данное изобретение также относится к обнаружению других типов веществ с большим атомным номером, которые могут быть провезены контрабандой в грузах по причине их ценности, таких как золотые и платиновые слитки, а также произведения искусства и древности, содержащие вещества с большим атомным номером. Уровень техники Радиографические изображения получают посредством детектирования рентгеновских лучей или гамма-лучей, которые проходят через досматриваемый объект (например, груз в грузовике или контейнере). Плотность, атомный номер и суммарное количество имеющегося вещества определяют, насколько сильно затухает радиация и, следовательно, природу и тип получаемого радиографического изображения. Таким образом, в дополнение к определению среднего поглощения фотонов рентгеновских лучей или гамма-лучей при их прохождении через различные траектории рентгеновских лучей, также можно получить информацию о характеристиках вещества. Идентификация областей изображения, в которых присутствуют вещества с большим атомным номером, представляет особенный интерес для органов безопасности, относящийся к обнаружению определенных классов оружия массового поражения (WMD). Радиографические изображения, получаемые обычными системами досмотра на основе рентгеновских лучей или гамма-лучей, обычно не позволяют определить, содержит ли область вещество(а) с большим атомным номером. Вместо этого инспектор анализирует изображение с целью определения того, имеются ли области, вызывающие подозрение из-за их формы, симметрии, размера, ослабления сигнала или проницаемости и т.д. Содержимое груза, содержащего подозрительные области, извлекается для ручного исследования. Инспекторы должны принимать решения на основании баланса конкурирующих целей попытки обеспечения того, чтобы все реальные угрозы были обнаружены, при этом поддерживая низкий уровень ложных тревог для ограничения объема грузов, которые требуют физического досмотра, с тем чтобы это не влияло чрезмерно на торговые потоки. Оценивание радиографических изображений инспектором подвержено воздействию человеческого фактора, что может повлиять на обнаружение угроз. Например, было выявлено, что обнаружение угроз меняется для различных инспекторов по причине таких характеристик, как опыт, различие во врожденной способности к восприятию, усталость глаз/мозга из-за анализа большого количества изображений, а также другие затруднения. Кроме того, время, требующееся для анализа заданного изображения, зависит от количества областей или объектов, исходно признанных подозрительными системой досмотра. Типичная процедура поиска/обнаружения угроз на изображении для инспектора состоит в быстром просмотре изображенияна предмет поиска объектов, вызывающих сильное затухание, путем нахождения высоких уровней затухания или низких уровней передачи. Например, любое заданное изображение может содержать один или более вызывающих сильное затухание объектов или областей, которые должны быть изучены подробно. Для каждого объекта или области инспектор вручную создает усиление контрастности с использованием устройства ввода, такого как мышь. После этого каждый объект должен быть оценен по его суммарному значению затухания (или передачи), в результате чего инспектор выбирает представляющий интерес участок в пределах объекта или области, и оценивает среднее значение пикселей, которое отражает суммарное затухание (или передачу) рентгеновских лучей или гамма-лучей по траектории. До того, как можно будет измерить общее затухание (или передачу) для объекта, должно быть оценено затухание(или передача) для окружающих фоновых веществ. Затем для генерации оценки общего затухания (или передачи) для объекта значение для фона должно быть вычтено из суммарного затухания. В итоге инспектор должен анализировать форму и размер объекта и объединять эти оценки с оценками общего затухания (или передачи), чтобы иметь возможность сделать вывод о том, представляет ли объект угрозу. Данную процедуру обычно требуется повторять для каждого подозрительного объекта или области на изображении. Если это выполняется тщательно, то такая процедура требует очень больших временных затрат. Например, патент США номер 7366282, закрепленный за Rapiscan Systems, Inc., и включенный в настоящий документ посредством ссылки, "направлен на способ идентификации объекта, скрытого в контейнере, включающий в себя этапы генерации первого множества данных с использованием рентгеновской системы досмотра первой стадии; обработки указанного первого множества данных с использованием множества процессоров, находящихся в режиме передачи данных с системой досмотра первой стадии; идентификации по меньшей мере одной целевой области из указанного обработанного первого множества данных; позиционирования области досмотра относительно целевой области, при этом область досмотра, по меньшей мере, частично физически совпадает с целевой областью; генерации области досмотра посредством системы досмотра второй стадии; и выдачу второго множества данных, содержащих характеристики контрастности для рентгеновского излучения и характеристики контрастности для флуоресцентного излучения вещества в области досмотра". Кроме того, "в другом варианте осуществления настоящее изобретение включает в себя систему досмотра второй стадии, содержащую систему рентгеновской дифракции и флуоресценции. Контрабанда, вещества с большим атомным номером или другие запрещенные вещества, расположенные в пределах целевого объекта, идентифицируются с использованием источника излучения посредством перемещения целевого объекта в С-образной системе досмотра; направления рентгеновского пучка из указанного источника излучения на целевой объект; детектирования сигнала дифракции с использованием головки детектора дифракции; детектирование сигнала флуоресценции с использованием головки детектора флуоресценции; и идентификации контрабандного материала с использованием указанного сигнала дифракции и указанного сигнала флуоресценции. Способ также может включать в себя следующие этапы: генерация изображения указанного целевого объекта; анализ изображения с использованием алгоритма для оценки участков объектов на основании порогового уровня; сегментирование указанного изображения на участки на основании критериев; дальнейшее инспектирование выбранных участков, удовлетворяющих определенным критериям, с целью определения их размера и формы; сравнение указанных выбранных участков с критериями угрозы; выдача сигнала тревоги инспектору в случае, когда было обнаружено, что объект соответствует указанному критерию угрозы на указанном этапе сравнения". В другом примере, патенте США номер 6347132, закрепленном за AnnisTech, Inc., и включенным в настоящий документ посредством ссылки, излагается "выполняемая процедура 50 для автоматического обнаружения веществ, входящих в состав ядерного оружия. Данная процедура предпочтительно выполняется процессором обработки сигналов и контроллером 28 (фиг. 1). Этап 52 выполняется с целью опроса каждого отдельного детектирующего элемента детектора передачи 22 (фиг. 1) в процессе выполнения сканирования досматриваемого объекта 12 (фиг. 1) относительно веерного луча 20 (фиг. 1), и оцифровывания и сохранения полученных в результате опроса значений. В тесте 54 выполняется пороговое обнаружение для полученных значений с целью идентификации любых областей с необычно высоким поглощением в пределах изображения досматриваемого объекта. Т.е. поскольку вещества, содержащиеся в ядерном оружии, поглощают рентгеновское излучение значительно сильнее, чем любые другие вещества, то амплитуда полученных сигналов, ассоциированных с областями в пределах досматриваемого объекта, содержащими вещества из ядерного оружия, будет значительно отличаться от окружающих областей. Следовательно, пороговое обнаружение является подходящей методикой автоматического обнаружения. В качестве альтернативы, пространственно-частотный анализ также может быть использован для обнаружения больших изменений в амплитуде получаемых сигналов, которые могут потом анализироваться с целью определения того, соответствуют ли большие изменения в амплитуде веществам ядерного оружия. В любом случае, обнаружение веществ ядерного оружия является автоматическим. Аналогично,область высокого поглощения, идентифицированная в изображении в проходящих лучах, исследуется на изображении в рассеивающихся лучах (если применяется система с узким пучком). Отрицательный результат на изображении в рассеивающихся лучах подкрепляет результат, полученный на основании анализа проходящих лучей. Если обнаружены вещества ядерного оружия, то на этапе 56 выдается сообщение тревоги, которое может отображаться на дисплее, и может выдаваться звуковой сигнал тревоги, или используются другие подходящие устройства предупреждения". В еще одном примере, патенте США номер 7492682, закрепленном за GE Homeland Protection, Inc.,описывается "способ досмотра контейнера на предмет контрабанды, при этом указанный способ включает в себя размещение контейнера на платформе, сконфигурированной для того, чтобы служить опорой контейнеру, при этом платформа соединена с каркасом с возможностью поворота, а каркас соединен с возможностью перемещения с основанием, определяющим ось, при этом каркас может перемещаться по отношению к основанию в направлении, параллельном оси, и платформа перемещается при перемещении каркаса и поворачивается в отношении каркаса вокруг оси; выдачу пучков рентгеновского излучения, имеющих по меньшей мере один энергетический спектр, и передачу пучков рентгеновского излучения через контейнер в процессе вращения контейнера вокруг оси и перемещения в направлении, параллельном оси; детектирование пучков рентгеновского излучения, переданных через контейнер, посредством множества детекторов, генерирующих сигналы, представляющие детектированное излучение; и обработку сигналов с целью выдачи изображений контейнера и содержимого контейнера с целью создания карты для контейнера, содержащей по меньшей мере один СТ-номер, плотность и атомный номер, соответствующий содержимому контейнера". В обычном обнаружении угроз предшествующего уровня техники используется множество методик, таких как обычная радиография, двухэнергетическая визуализация, резонансное поглощение/флуоресценция, системы компьютерной томографии (СТ), системы двухэтапной рентгеновской дифракции и флуоресценции, для выдачи радиографических изображений, которые могут анализироваться вручную с целью обнаружения угроз и/или анализируется с использованием программ из системы программного обеспечения. Например, в обычных системах применялись высокоэнергетические двухэнергетические методики. При многоэнергетическом досмотре применяется сканирование больших объектов с помощью двух или более энергий в области мегавольт, т.е. 6 и 9 MB. Данная методика основана на различии затухания рентгеновского излучения между веществами с различными атомными номерами. Сбор информации передачи для различных энергий позволяет определить атомный номер вещества вдоль длины траектории рентгеновского излучения. В патенте США номер 7483511, закрепленном за GE Homeland Protection, Inc., описывается "способ определения наличия представляющих интерес элементов в контейнере с грузом, включающий в себя получение информации из первоначального сканирования излучением, по меньшей мере, для контейнера с грузом или его содержимого, при этом данное получение включает в себя передачу сканирующего пучка излучения вдоль сканируемой части контейнера с грузом с заданной скоростью контрольного сканирования; детектирование излучения, принятого в ответ на передачу сканирующего пучка излучения; и анализ детектированного излучения, принятого в ответ на передачу сканирующего пучка излучения, с целью выявления информации относительно первоначального сканирования излучением; идентификацию целевой области контейнера с грузом с использованием полученной информации, при этом сканируемая область больше целевой области; передачу целевого пучка излучения вдоль целевой области контейнера с грузом со скоростью целевого сканирования, при этом скорость целевого сканирования отличается от скорости контрольного сканирования; детектирование излучения, полученного в ответ на передачу; анализ детектированного излучения на предмет наличия представляющих интерес элементов; и, в результате анализа, генерацию первого сигнала, указывающего на наличие представляющих интерес элементов, или генерацию второго сигнала, указывающего на отсутствие представляющих интерес элементов". Кроме того, в патенте США номер 7286638, закрепленном за Passport Systems, Inc., описывается"способ анализа вещества в элементе объема цели, при этом способ включает в себя освещение элемента объема пучком фотонов; измерение первого количества фотонов, рассеянных из элемента объема в первом энергетическом диапазоне и в первом измеряемом направлении; измерение второго количества фотонов, рассеянных из элемента объема во втором энергетическом диапазоне и во втором измеряемом направлении; определение отношения первого количества фотонов и второго количества фотонов; определение среднего атомного номера вещества в элементе объема с использованием данного отношения; и генерацию сигнала на основании определенного среднего атомного номера". И, кроме того, в публикации патента США номер 20090323889 описывается "система и способ для основанного на XRD разрешения проблемы ложной тревоги в системах обнаружения угроз, основанных на компьютерной томографии ("СТ"). После сканирования объекта посредством мегавольтной СТсистемы обнаружения угроз идентифицируется подозрительная область в объекте. Трехмерное положение подозрительной области используется для определения траектории луча из основанной на XRD системы обнаружения угроз, которая обеспечивает минимальное затухание рентгеновских лучей. Затем объект помешается для XRD-сканирования подозрительной области вдоль данной определенной траектории луча. Основанная на XRD система обнаружения угроз сконфигурирована для обнаружения металлов высокой плотности (HDM), а также экранированных специальных ядерных веществ (SNM) на основании кубических или некубических профилей дифракции". Однако на предыдущем уровне техники имеется множество серьезных ограничений для высокопроизводительного досмотра грузов высокой плотности. Например, способы досмотра, основанные на двухэнергетическом и флуоресцентном способе, имеют сложности с обнаружением угроз в плотном, обладающим высокой степенью затухания грузе; СТ-системы являются непрактичными для досмотра большого груза из-за ограничений на размер и скорость. Кроме того, не была доказана эффективность программ из системы программного обеспечения, основанной на пороговом обнаружении, по причине неспособности различения наличия вещества с большим атомным номером и областей, имеющих высокую степень затухания по причине их толщины и плотности. Таким образом, существует потребность в способе автоматического и быстрого анализа радиографических изображений, в особенности, для веществ с высоким атомным номером (high-Z), где "high-Z" относится к веществам, имеющим в периодической таблице номер 72 (гафний) и выше. Также существует потребность в способе для точного обнаружения вещества с большим атомным номером в очень больших и плотных объектах (например, контейнерах, содержащих металлы и другие плотные грузы) со скоростью досмотра и анализа, которая приводит к минимальным дополнительным задержкам при таможенной проверке груза. Также существует потребность в способе, который реализует дополнительные модули, которые анализируют радиографическое изображение с использованием методик и порогового, и градиентного обнаружения вместе с характеристическими геометрическими и физическими признаками, с целью снижения количества ложных тревог при автоматической и быстрой визуализации решений "HighZ/чисто". Сущность изобретения В одном из вариантов осуществления настоящее изобретение направлено на систему досмотра,включающую в себя источник излучения; область досмотра, привязанную к указанному источнику излучения и массиву детекторов; блок обработки, при этом посредством функционирования по меньшей мере одного процессора, по меньшей мере одного запоминающего устройства и программных инструкций,указанный блок обработки получает данные, представляющие радиографическое изображение; сегментирует указанные данные на основании затухания или передачи излучения; идентифицирует по меньшей мере одну сегментированную область в пределах указанных данных, представляющих указанное радиографическое изображение; фильтрует указанную по меньшей мере одну область с использованием по меньшей мере одного геометрического фильтра; генерирует множество векторов признаков с использованием указанной фильтрованной сегментированной области; и сравнивает указанные вектора признаков с заранее определенными значениями с целью определения наличия объекта с высоким атомным номером. Необязательно, радиографическое изображение имеет пространственное разрешение, составляющее по меньшей мере 0,25% от минимального размера объекта-угрозы. Источник излучения выдает по меньшей мере одно из рентгеновского или гамма-излучения. Блок обработки генерирует карту указанных сегментированных данных, представляющую указанное радиографическое изображение, посредством определения локальных максимальных пиковых значений затухания. Блок обработки генерирует карту указанных сегментированных данных, представляющую указанное радиографическое изображение, посредством определения минимальных значений передачи и применения вычисления контурных градиентов. Геометрический фильтр включает в себя по меньшей мере одно из формы, симметрии, размера и гомогенности. Фильтр по размеру применяется по меньшей мере к одной сегментированной области для идентификации размеров, выбранных на основании пространственного разрешения или проникновения. Фильтр по форме применяется по меньшей мере к одной сегментированной области для идентификации пространственного соотношения сторон, меньшего 20. Сегментированная область содержит первое количество пикселей, а вторая определенная область содержит второе количество пикселей, и при этом фильтр по гомогенности применяется для определения отношения указанного первого количества пикселей к указанному второму количеству пикселей. Необязательно, блок обработки генерирует множество векторов признаков с использованием указанной фильтрованной сегментированной области посредством получения изображения указанной фильтрованной сегментированной области; оценки фонового затухания вокруг указанной фильтрованной сегментированной области; вычитания фонового затухания из указанной фильтрованной сегментированной области для получения общего затухания для фильтрованной сегментированной области; оценки размеров представляющей интерес области с использованием указанного общего затухания для фильтрованной сегментированной области; вычисления затухания для фильтрованной сегментированной области, как если бы она являлась веществом с большим атомным номером; и сравнения вычисленного затухания для представляющей интерес фильтрованной сегментированной области с общим затуханием фильтрованной сегментированной области. Необязательно, векторы признаков содержат по меньшей мере одно из максимального затухания,общего затухания, отношения затухания к площади подозрительного объекта, градиента подозрительного объекта вдоль границы и разности, имеющейся между скорректированным затуханием и вычисленным затуханием. Векторы признаков сравниваются с заранее определенными значениями для определения наличия вещества с большим атомным номером. В другом варианте осуществления настоящее изобретение включает в себя систему досмотра, содержащую блок обработки, при этом указанный блок обработки сегментирует данные первого радиографического изображения, которое представляет собой первый вид объекта, и второго радиографического изображения, которое представляет собой второй вид объекта, на основании затухания или передачи излучения; фильтрует по меньшей мере одну сегментированную область с применением по меньшей мере одного фильтра для каждого из указанных изображений; генерирует множество векторов признаков с использованием указанной фильтрованной сегментированной области для каждого из указанных изображений; и определяет, присутствует ли объект с большим атомным номером, с использованием указанных векторов признаков для каждого из указанных изображений. Необязательно, каждое из указанных радиографических изображений получается с использованием источника по меньшей мере одного из рентгеновского и гамма-излучения. Блок обработки активирует тревогу, если каждое из указанных изображений указывает на наличие объекта с высоким атомным номером. Фильтр включает в себя по меньшей мере одно из формы, симметрии, размера и гомогенности. Фильтр по размеру фильтрует по меньшей мере одну сегментированную область для идентификации размеров, выбранных на основании пространственного разрешения или проникновения системы досмотра. Фильтр по форме фильтрует по меньшей мере одну указанную сегментированную область для идентификации пространственного соотношения сторон, меньшего 20. В другом варианте осуществления настоящее изобретение представляет собой систему досмотра,содержащую блок обработки, при этом указанный блок обработки сегментирует данные первого радио-4 022136 графического изображения, которое представляет объект и которое сгенерировано на первом энергетическом уровне, и второго радиографического изображения, которое представляет собой объект и которое сгенерировано на втором энергетическом уровне; фильтрует по меньшей мере одну сегментированную область с применением по меньшей мере одного фильтра для каждого из указанных изображений; генерирует множество векторов признаков с использованием указанной фильтрованной сегментированной области для каждого из указанных изображений; выполняет операцию отношения на указанном множестве векторов признаков, в результате которой получается пропорциональный вектор признаков; и определяет, присутствует ли объект с большим атомным номером, с использованием указанного пропорционального вектора признаков. Блок обработки активирует тревогу, если каждое из указанных изображений указывает на наличие объекта с высоким атомным номером. Краткое описание чертежей Эти и другие характеристики и преимущества настоящего изобретения будут оценены по достоинству, когда они станут более понятными с помощью ссылки на приведенное ниже подробное описание,при рассмотрении в связи с прилагаемыми чертежами, среди которых: фиг. 1 представляет собой блочную диаграмму, иллюстрирующую этапы одного из вариантов осуществления основанного на радиографии способа по настоящему изобретению для автоматического и быстрого обнаружения наличия веществ с большим атомным номером (high-Z) по обычному радиографическому изображению; фиг. 2 представляет собой иллюстрацию обычного рентгеновского радиографического изображения, показывающего затухание, производимое содержимым контейнера с грузом; фиг. 3 А представляет собой первоначальную сегментированную карту подозрительных объектов или областей для дальнейшего анализа рентгеновского радиографического изображения с фиг. 2, с использованием настоящего изобретения; фиг. 3 В представляет собой иллюстрацию по меньшей мере одной модели, используемой для оценки фона вокруг представляющего интерес изображения, с использованием настоящего изобретения; фиг. 3 С представляет собой иллюстрацию пяти представляющих интерес объектов для дальнейшего анализа векторов признаков с использованием настоящего изобретения; фиг. 3D представляет собой таблицу вектора признаков, содержащую представительные значения и используемую в настоящем изобретении; фиг. 4 представляет собой изображение подозрительных объектов или областей, полученное в соответствии со способом по настоящему изобретению для автоматического и быстрого обнаружения наличия вещества с большим атомным номером; фиг. 5 представляет собой иллюстрацию рентгеновского радиографического изображения контейнера с грузом после анализа с использованием способов по настоящему изобретению для автоматического и быстрого обнаружения наличия вещества с большим атомным номером; фиг. 6 представляет собой представительную диаграмму одного из вариантов осуществления способа по настоящему изобретению, интегрированного с обычной системой сканирования контейнера с грузом на основании передачи рентгеновского излучения; фиг. 7 представляет собой блочную диаграмму, иллюстрирующую этапы одного из вариантов осуществления двухэнергетического способа получения радиографических изображений по настоящему изобретению для автоматического и быстрого обнаружения наличия вещества с большим атомным номером. Подробное описание чертежей Настоящее изобретение направлено на способы для обнаружения конкретных классов веществ (т.е. веществ с высоким атомным номером) в пределах радиографических изображений. Конкретнее, настоящее изобретение направлено на способ обнаружения угроз для автоматического и быстрого анализа радиографических (в рентгеновских лучах, гамма-лучах и т.д.) изображений грузов, таких как ящики, грузовики, контейнеры для морских перевозок, багаж и других грузов, относящихся к угрозам безопасности и контрабанде другого типа, в частности, веществ с большим атомным номером (high-Z). Таким образом,в одном из вариантов осуществления настоящее изобретение направлено на повышение пропускной способности сканирования и устранение необходимости ручного изучения подозрительных областей в пределах радиографического изображения инспектором или оператором системы контрольного досмотра. Для целей данного изобретения "вещества с большим атомным номером" относятся к веществам,относящимся к элементам Периодической таблицы с атомным номером 72 (гафний) и выше, за исключением полония (84), который из-за своей очень низкой плотности выходит за пределы области применения способов по настоящему изобретению. В одном из вариантов осуществления настоящее изобретение направлено на способ обнаружения контрабанды, который эффективно обнаруживает вещества с большим атомным номером, такие как, но не ограничиваясь перечисленным ниже, специальные ядерные вещества (SNM) (т.е. уран, плутоний) в собранном ядерном устройстве; отдельное количество SNM, предназначенное для последующей сборки ядерного устройства; и одно из ряда веществ с большим атомным номером (например, вольфрам, свинец), обычно используемых для экранирования радиоактивных веществ с целью предотвращения обна-5 022136 ружения излучаемой радиации массивами пассивных датчиков, которые введены в эксплуатацию в ряде глобальных портов таможенной обработки. Примеры излучающих радиацию угроз включают в себяSNM и радиоактивные изотопы, которые могут быть использованы в устройстве, предназначенном для распыления радиоактивного материала (т.е. "грязной бомбе"). Настоящее изобретение также предоставляет способ для обнаружения других типов контрабанды, включая вещества с большим атомным номером высокой ценности, такие как золото и платина, и предметов искусства, содержащих вещества с большим атомным номером. В способах обнаружения угрозы по настоящему изобретению предпочтительно используются физические свойства, такие как плотность вещества, массовый коэффициент поглощения и размеры. В одном из вариантов осуществления способ обнаружения угроз по настоящему изобретению требует гораздо меньшего времени для проведения анализа и, таким образом, позволяет повысить пропускную способность системы. Время анализа заданного радиографического изображения зависит от количества объектов, выбранных как подозрительные во время проведения анализа. В обычной системе типовая процедура состоит из рассмотрения инспектором изображения в ручном режиме с целью нахождения объектов с высокой степенью затухания. Например, если идентифицировано множеств объектов с высокой степенью затухания, то инспектору будет необходимо выполнить увеличение контрастности для каждого объекта с использованием компьютера и устройства ввода, такого как мышь. После этого необходимо оценить суммарное затухание (или передачу) для каждого объекта с использованием компьютера с целью выбора представляющего интерес участка в пределах объекта и выполнения оценки среднего значения затухания (или передачи), которое отражает суммарное затухание(или передачу) вдоль траектории распространения рентгеновского излучения через груз. До того, как можно будет оценить общее затухание (или передачу) объекта, должно быть проанализировано затухание (или передача) окружающих фоновых веществ. После этого для получения среднего общего затухания (или передачи) для объекта необходимо вычесть фон из суммарного затухания (или добавить к передаче). В итоге инспектор должен изучить форму и размер объекта и объединить эти оценки с полученной оценкой суммарного затухания (или передачи), чтобы прийти к выводу о том, представляет ли объект угрозу. Данная процедура должна быть повторена для каждого объекта, и, следовательно, если бы она выполнялась тщательно, то она потребовала бы очень больших временных затрат. Однако при применении способов обнаружения угроз по настоящему изобретению время принятия решения обычно находится в диапазоне от менее чем 1 с для груза, в котором не было обнаружено подозрительных объектов, до менее чем приблизительно 5 с для груза, такого как изображение, показанное на фиг. 2, имеющего множество представляющих интерес объектов или областей, в зависимости от быстродействия используемого компьютера. В других вариантах осуществления настоящего изобретения,как описано ниже, время принятия решения может увеличиваться или уменьшаться в зависимости от сложности груза и/или сканирования. В способах известного уровня техники было обнаружено, что обнаружение угроз различно для разных инспекторов по причине, помимо других факторов, таких характеристик, как опыт, различие во врожденной способности к восприятию, усталость глаз/мозга из-за анализа большого количества изображений. Таким образом, в дополнение к скорости анализа изображений, способы обнаружения угроз по настоящему изобретению имеют выгоду в том, что они способны выполнять непротиворечивый анализ с использованием одних и тех же физических принципов и критериев принятия решений для всех изображений. Таким образом, обнаружение угроз делается менее чувствительным к человеческому фактору, который может повлиять на анализ радиографических изображений инспектором. Кроме того, автоматизированное обнаружение с применением настоящего изобретения является предпочтительным для обнаружения угроз в пределах частично насыщенных областей (т.е. областей, не полностью проницаемых пучком рентгеновских лучей). По причине статистической неопределенности в значениях затухания или передачи для частично насыщенных областей, требуется проведение намного более сложных ручных процедур для того, чтобы инспектор мог проанализировать данные области и после этого принять решение. Настоящее изобретение направлено на множество вариантов осуществления. Приведенное ниже изложение представлено с той целью, чтобы специалист в данной области техники мог применять изобретение на практике. Язык, используемый в данной спецификации, не должен интерпретироваться как общее дезавуирование любого конкретного варианта осуществления или использоваться для ограничения формулы изобретения за пределами значения терминов, используемых в ней. Общие принципы, определенные в настоящем документе, могут быть применены к другим вариантам осуществления и приложениям без отклонения от формы и объема изобретения. Также терминология и формулировки используются для целей описания типовых вариантов осуществления и не должны считаться ограничивающими. Таким образом, настоящее изобретение должно соответствовать наиболее широкому объему,охватывающему множество альтернатив, модификаций и эквивалентов, согласующихся с изложенными принципами и характеристиками. Для ясности подробности, относящиеся к техническому материалу,которые известны в технических областях, относящихся к изобретению, не были описаны подробно во избежание чрезмерного усложнения описания настоящего изобретения. Кроме того, специалисту в данной области техники будет понятно, что описанные в настоящем изобретении характеристики могут быть реализованы на любой вычислительной платформе, включая, но не ограничиваясь перечисленным ниже, ноутбук или планшетный компьютер; персональный компьютер; карманный персональный компьютер; сотовый телефон; сервер; встроенный процессор; базовое вычислительное устройство, микросхему для систем цифровой обработки сигналов или специализированное устройство получения изображений. Кроме того, программный код может быть скомпилирован (предварительно скомпилирован или скомпилирован "точно в срок") вединичное приложение, выполняющееся на единичном компьютере, или распределенное по различным компьютерам, функционирующих локально или удаленно друг относительно друга. Также следует понимать, что все этапы способов, изложенные в настоящем документе, включая все функции обработки или аналитические функции, реализуются в таком программном коде, хранящемся в запоминающем устройстве и выполняемом по меньшей мере на одном из процессоров вычислительной платформы. В одном из вариантов осуществления способы обнаружения угроз по настоящему изобретению функционируют посредством, во-первых, получения, на вычислительной платформе, радиографического изображения объекта от системы получения изображений в рентгеновских лучах, которая обычно содержит источник излучения, расположенный напротив или удаленно относительно массива детекторов. По меньшей мере часть области, ограниченной источником излучения и массивом детекторов, представляет собой область досмотра, через которую исследуемый груз проходит, или где он размещается. Типовые системы получения изображений в рентгеновских лучах приведены в патентах США 5638420; 6567496; 6785357; 7322745; 7368717 и 7526064, каждый из которых включен в настоящий документ во всей своей полноте посредством ссылки. Следует отметить, что приложение программного обеспечения по настоящему изобретению может быть использовано в любой системе получения изображений в рентгеновских лучах или гамма-лучах, содержащей вычислительную платформу. В одном из вариантов осуществления система сканирования получает исходное изображение, которое затем обрабатывается в соответствии со способами по настоящему изобретению. Система получения изображений в рентгеновских лучах находится в электрическом взаимодействии, проводном или беспроводном, с вычислительной платформой. Способы обнаружения угроз затем выполняют анализ первого уровня с получением первой бинарной карты "подозрительного объекта" посредством измерения ряда физических параметров. Каждая область исходной бинарной карты используется как маска для электронного вывода для анализа части радиографического изображения в рентгеновских лучах, включая затухание (или передачу) для окружающего его фона и физические характеристики,такие как затухание, размер и форма. После этого принимается решение о том, может ли данная область или ее часть представлять собой объект с большим атомным номером. Данный процесс принятия решения воплощается во второй бинарной карте, на которой выделены области, потенциально представляющие high-Z-угрозы. При описании в отношении их применения в системе получения изображений в рентгеновских лучах следует отметить, что способы обнаружения угроз по настоящему изобретению могут быть использованы в источниках рентгеновских и гамма-лучей с различными энергиями и интенсивностями, в результате чего через досматриваемый объект проникает объем излучения (рентгеновских лучей или гамма-лучей), достаточный для получения в детекторе измеряемых сигналов выше уровня шума. Следовательно, требующаяся энергия и интенсивность источника зависит от физических размеров груза вдоль направления распространения рентгеновских лучей и состава груза, например, его плотности и атомного номера. Кроме того, способы по настоящему изобретению могут использоваться с пучками рентгеновских лучей и гамма-лучей, имеющими постоянную интенсивность или для которых интенсивность или энергия могут модулироваться. Помимо этого, настоящее изобретение может быть применено в системах, в которых используются пучки излучения, различающиеся по энергии, или в системах, которые выдают излучение с различными энергиями, или в системах, в которых используется детектор низких энергий, работающий совместно с детектором высоких энергий, включая системы получения радиографических изображений с двумя энергиями или множеством энергий, но не ограничиваясь указанным выше. Фиг. 1 представляет собой блочную диаграмму, иллюстрирующую этапы способа получения радиографических изображений по настоящему изобретению для автоматического и быстрого обнаружения наличия вещества с большим атомным номером. В одном из вариантов осуществления в способах обнаружения угроз по настоящему изобретению на этапе 105 осуществляется получение радиографического изображения от системы получения изображений 106, такой как система получения изображений в рентгеновских лучах. Типовое радиографическое изображение 200 контейнера с грузом показано на фиг. 2,при этом на нем показаны объекты внутри контейнера с грузом. Способность способов по настоящему изобретению определять конкретные вещества с большим атомным номером и соответствующая им частота тревог зависит от качества изображения. Таким образом, система получения изображений по настоящему изобретению должна иметь пространственное разрешение, достаточное для того, чтобы она была способна различать объекты с большим атомным номером. В одном из вариантов осуществления адекватным является пространственное разрешение, составляющее приблизительно 25% от минимального размера объекта с большим атомным номером. Напри-7 022136 мер, если минимальный размер объекта с большим атомным номером составляет 2,54 см, то пространственное разрешение системы получения изображений должно составлять по меньшей мере 0,64 см. Для систем с худшим разрешением может наблюдаться неблагоприятное влияние на вероятность обнаружения и частоту ложных тревог. Обнаружение объекта с большим атомным номером не сильно зависит от разрешения контрастности, если области изображения насыщены частично; в таких случаях преимуществом является высокое разрешение контрастности. Также на качество изображения, и, следовательно, на удачное обнаружение угроз могут влиять другие факторы. При одних и тех же условиях артефакты изображений могут появляться из-за конкретной конструкции системы получения изображений. Например, наличие структурных компонентов контейнера с грузом, например наличие металлических переборок в морских грузовых контейнерах, может повлиять на точность способов по настоящему изобретению. Такие переборки могут присутствовать на радиографическом изображении в виде прямых вертикальных линий, которые могут усложнить возможность сегментирования объектов с большим атомным номером, если они находятся на изображении в районе подозрительной области с высоким затуханием или низкой передачей. Поскольку способы, изложенные в настоящем документе, могут быть использованы практически с любым типом системы получения изображений в рентгеновских лучах, то количество артефактов изображений будет зависеть от системы и контейнера с грузом. Таким образом, для минимизации артефактов будут требоваться методики обработки изображений и сигналов, определяемые в каждом конкретном случае. Обратимся опять к фиг. 1; радиографическое изображение 106 выступает в качестве входных данных для способов обнаружения угроз по настоящему изобретению. Изображение 106 впоследствии сегментируется на этапе 110 на основании затухания (или передачи) рентгеновских лучей для объекта. Затухание рентгеновских лучей для объекта зависит от вещества и определяется следующей формулой для рентгеновского или гамма-излучения при номинальной энергии Е: формула 1: где- линейный коэффициент затухания и t - длина траектории прохождения пучка рентгеновских лучей через объект. Соответственно, посредством знания, обнаружения, измерения или определения рентгеновских лучей на входе и выходе, а также длины их траектории, можно определить линейный коэффициент, который показывает сканируемое вещество. В одном из вариантов осуществления в течение процесса сегментации изображения на этапе 110 контурные градиенты объектов на изображении используются для идентификации потенциальных областей с большим атомным номером в условиях наличия высокого уровня фоновых помех, создаваемого сложным грузом с высокими пространственными частотами. Это будет иметь место, поскольку объект с большим атомным номером будет выдавать высокое значение затухания или низкое значение передачи на радиографическом изображении, и также будет иметь большой градиент затухания или передачи вдоль своих границ. Сегментация изображения выполняется с использованием процессора, который загружает из запоминающего устройства (жесткий диск, RAM, ROM, RAID-массив, флэш-диск, USB-устройство или другого запоминающего устройства) данные, представляющие радиографическое изображение, и который передает данные программе, которая выполняет вычисления сегментации изображений в соответствии с описанным в настоящем документе. Результатом сегментации изображения, выполняемой на этапе 110, является первоначальная карта объектов или областей с большим атомным номером, которая определяется на основании значений локальных максимумов затухания (или минимумов передачи) с сегментацией по множеству пороговых значений. В качестве альтернативы, первоначальная карта объектов или областей с большим атомным номером может быть сгенерирована посредством определения локальных минимумов значений передачи с сегментацией по множеству пороговых значений. Фиг. 3 А представляет собой карту исходной сегментации 300 для радиографического изображения, показанного на фиг. 2, на которой показаны потенциальные объекты или области с большим атомным номером на основании локального максимума затухания 305, для которых требуется проведение дальнейшего анализа. Обратимся опять к фиг. 1; затем в основанном на геометрии модуле 111 к сегментированному радиографическому изображению применяется множество фильтров с целью снижения количества сегментированных областей для дальнейшего анализа посредством применения геометрических ограничений. В одном из вариантов осуществления применяемые геометрические ограничения являются заранее определенными мерами и границами в отношении формы, симметрии, размера и гомогенности. Фильтры применяются посредством использования процессора, который загружает из запоминающего устройства(жесткий диск, RAM, ROM, RAID-массив, флэш-диск, USB-устройство или другого запоминающего устройства) данные, представляющие сегментированные изображения радиографического изображения, и который передает данные программе, в соответствии с описанным в настоящем документе. В одном из вариантов осуществления на этапе 115 фильтр по размеру исключает области, которые меньше минимального размера обнаруживаемого объекта, или которые больше, чем размер объекта,проникновение через который пучка излучения становится недостаточным. Способ по настоящему изобретению может быть применен в радиографических системах с различными энергиями и функциональными возможностями, находящимися в диапазоне от систем досмотра багажа с высоким разрешением и низким проникновением до систем более низкого разрешения, но с большим проникновением, спроектированных для досмотра плотного груза, перевозимого в грузовиках, контейнерах для морских перевозок,и другого плотного груза. При выборе размеров, предназначенных для использования в способах по настоящему изобретению, следует принимать во внимание производительность радиографической системы, которая получает данные изображений, в частности пространственное разрешение и проникновение системы. Как правило, наименьший размер обнаруживаемого объекта должен быть установлен на значение, которое приблизительно в четыре раза больше, чем пространственное разрешение системы; величина большего размера должна соответствовать значению, для которого достигаются приемлемые уровни отношения сигнал-шум для детектора (порядок отношения сигнал-шум составляет от 3 до 1) и имеет место ограниченное насыщение изображения. Например, Eagle Portal компании Rapiscan Systems, 6 МВсистема получения изображений грузов, достигает пространственного разрешения 0,64 см и предела проникновения 425 мм для стали. Таким образом, минимальный размер объекта с высоким атомным номером составил бы 2,54 см (в 4 раза больше, чем пространственное разрешение) и максимальный размер составил бы приблизительно 400 мм для стали. Несмотря на то что для размеров могут быть установлены различные значения, должны рассматриваться конкурирующие значения и проникновения, и разрешения системы, поскольку совместно они в большой степени определяют вероятность обнаружения и частоту ложных тревог, которые имеют место в процессе функционирования. В случае недостаточного проникновения сегментированный объект или область помечаются для инспектора ограничивающим прямоугольником. На этапе 116 фильтр по форме устраняет объекты с соотношением сторон, превышающим заранее определенное предустановленное значение, и оставляет объекты в форме обычных примитивов, таких как кубы, цилиндры и сферы. В одном из вариантов осуществления предварительно определяемое соотношение сторон устанавливается между 4 и 20. Соотношение сторон для объекта определяется путем вычисления отношения большой оси и малой оси объекта. Таким образом, в одном из вариантов осуществления в процессе применения фильтра по форме по настоящему изобретению, исключается любой объект, имеющий соотношение сторон, большее 20. Для более сложных форм, а именно, комбинаций элементарных форм, для определения форм используется характеристика симметрии. Анализ симметрии применяется по меньшей мере к одной сегментированной области для характеризации двумерной границы области как одномерной функции полярного угла от центроида сегментированной области. Данная одномерная функции анализируется с целью квантификации формы сегментированной области и степени ее симметрии через амплитуду и периодичность функции. В качестве примера, фильтр по симметрии может быть сгенерирован через радиальное разложение Фурье или другие методики, известные специалистам в области техники, относящейся к автоматической характеризации форм с помощью машинного зрения. На этапе 117 фильтр по гомогенности отвергает любые области, которые содержат структуры из рассеянных кластеров пикселей, соединенные только несколькими пикселями. В одном из вариантов осуществления фильтр по гомогенности определяется по отношению количества пикселей в сегментированной области к количеству пикселей, содержащемуся в ограничивающем прямоугольнике вокруг сегментированной области. В одном из вариантов осуществления предварительно определенный фильтр по гомогенности устанавливается между 40 и 80%, в зависимости от желаемой чувствительности. В одном из вариантов осуществления предварительно определенное минимальное отношение для фильтра по гомогенности устанавливается на 50%. Таким образом, при применении данного предварительно определенного фильтра по гомогенности, любые области, в которых отношение количества пикселей в сегментированной области к количеству пикселей, содержащемуся в ограничивающем прямоугольнике вокруг сегментированной области, составляет менее 50%, отбрасываются. Хотя могут применяться различные величины отношений, использование небольших отношений может вносить вклад в появление большего количества ошибочных положительных предсказаний. Необязательно, к областям потенциальных объектов с большим атомным номером на радиографическом изображении могут быть применены дополнительные фильтры. Это включает в себя использование текстуры для идентификации областей для дальнейшего анализа в качестве потенциальных объектов с большим атомным номером и применение фильтров по симметрии, которые могут быть использованы для идентификации объектов с большим атомным номером, имеющих оболочку, и установления формы граничного вектора. Затем граничный вектор может сравниваться с предварительно заданными граничными векторами на основании формы, которая инвариантна к переносу, повороту и масштабированию, и с предварительно заданными геометрическими метками, которые описывают конкретный представляющий интерес объект с большим атомным номером. Другие геометрические фильтры могут включать в себя коэффициент формы, который является мерой вытянутости объекта, округленность и компактность. Некоторые фильтры, спроектированные для удаления определенных артефактов изображений, такие как направленные полосные фильтры и сглаживающие шум фильтры, также могут быть применены совместно с геометрическими фильтрами в случае наличия артефактов. Кроме того, фильтры могут быть применены параллельно или последовательно. На этапе 125 изображение, полученное в результате геометрической фильтрации, которое содержит по меньшей мере одну потенциальную область с высоким атомным номером, передается модулю характеризации 129 для анализа каждой области в пределах карты изображения и генерации матрицы признаков, которая содержит выходные значения всех функций из модуля характеризации, для анализа по принятию итогового решения. В модуле характеризации 129 представляющий интерес участок (ROI) вокруг каждой подозрительной области получается на этапе 130 посредством обрезания радиографического изображения с использованием карты объекта в качестве маски. Модуль характеризации 129 выполняется с использованием процессора, который загружает из запоминающего устройства (жесткий диск, RAM,ROM, RAID-массив, флэш-диск, USB-устройство или другого запоминающего устройства) данные,представляющие профильтрованные изображения радиографического изображения, и который передает данные программе, которая выполняет анализ векторов в соответствии с описанным в настоящем документе. На этапе 135 по меньшей мере одна модель используется для оценки фона вокруг представляющего интерес объекта. Фиг. 3 В является иллюстрацией модели оценки фона, используемой для оценки фона вокруг представляющего интерес объекта в одном из вариантов осуществления по настоящему изобретению. Как показано на фиг. 3 В, на этапе 135 а создается изображение 350 при наложении поверх неоднородного фона 353, который выбирается путем симметричного увеличения представляющего интерес участка на величину, зависящую от исходного размера представляющего интерес участка и пространственной частоты окружающего груза. После этого на этапе 135b функция фона оценивает затухание (или передачу) для фоновых объектов путем использования информации по окружающему затуханию для линейного подбора затухания пиксель за пикселем в пределах представляющего интерес участка, как показано на изображении 355. На этапе 135 с фоновое затухание, полученное на этапе 135b (или изображение 355) вычитается из исходного изображения 350. Полученное в результате изображение 360 представляет собой суммарное затухание из-за наличия объекта. Размеры (например, такие как ширина) объекта оцениваются на этапе 145. В одном из вариантов осуществления данная оценка выполняется, по существу, одновременно с этапом 135. После того, как объект обрезается на этапе 135 с, показанном на фиг. 3 В, вертикальные и горизонтальные размеры объекта вычисляются путем использования линейных профилей вдоль горизонтального и вертикального направлений на объекте. Затухание для объекта рассчитывается так, как если бы объект состоял из веществас большим атомным номером, на этапе 150, с использованием предположения, что толщина объекта аналогична другим размерам, а именно, горизонтальным и вертикальным размерам, которые можно измерить на изображении. Полученное в результате на этапе 150 затухание затем сравнивается, на этапе 155, с суммарным затуханием, описанным в отношении фиг. 3 В и показанным как изображение 360. Результаты сравнения по элементам для векторов признаков используются для дальнейшего анализа по принятию решений. Таким образом, результатом фильтрации является множество элементов, которые включают в себя вектор признаков для каждого из подозрительных объектов или областей, сегментированных на радиографическом изображении. Элементы в базовом векторе признаков включают в себя максимальное затухание, суммарное затухание, отношение затухания к площади подозрительного объекта и градиенту подозрительного объекта вдоль границы, и разность между суммарным затуханием и рассчитанным затуханием. Полученные в результате векторы признаков для каждой потенциальной области с высоким атомным номером оцениваются в соответствии с установленными правилами принятия решений на этапе 160 для определения наличия объекта с большим атомным номером и выдачи решения "чисто" или"High-Z". Следует понимать, что если на любом программном этапе не было обнаружено областей изображений, удовлетворяющих анализам сегментации изображения, основанным на геометрии фильтров или характеризации, то процесс досмотра может быть остановлен и груз может считаться досмотренным и разрешенным. Фиг. 3 С является представительным примером подмножества полученных в результате векторов признаков и множества правил принятия решений. В одном из вариантов осуществления векторы признаков, показанные на фиг. 3 С, полученные модулем характеризации в соответствии с описанным выше,определяются только для участков, сегментированных основанным на геометрии модулем. Как показано на фиг. 3 С, пять перечисленных объектов 371, 372, 373, 374 и 375 посылаются модулю анализа решений вместе со своими векторами признаков. Фиг. 3D является представительной таблицей векторов признаков, где V1 представляет собой максимальное затухание, V2 представляет собой суммарное затухание,V3 представляет собой отношение максимального суммарного затухания к площади и V4 представляет собой вертикальный градиент, со значениями для каждого из объектов 371, 372, 373, 374 и 375, показанных на фиг. 3 С. В одном из вариантов осуществления приведенное ниже представляет собой типичное правило для системы досмотра, основанной на затухании, где максимальное затухание эквивалентно 25000. Анализ по принятию решения применяется для определения того, должна ли система выдавать тревогу, с указанием условия угрозы: Если условия оператора "если" выполняются, т.е. V1 меньше своего предварительно установленного значения и все остальные элементы вектора признаков превышают предустановленные значения, то способы по настоящему изобретению программируются на идентификацию объекта как объекта с большим атомным номером и последующее рисование красного прямоугольника, помеченного "High-Z" вокруг объекта на радиографическом изображении. В результате в приведенном примере для объектов 373, 374 и 375 будет выдана тревога как для потенциально опасных элементов. Точные численные значения, содержащиеся в данном правиле, могут быть настроены для достижения заданной вероятности обнаружения и частоты ложных тревог. Кроме того, аналогичные правила могут быть разработаны для систем, которые основываются на передаче и для систем с другими уровнями максимального затухания или передачи. Фиг. 4 представляет собой итоговую карту подозрительных объектов или областей, бинарное изображение 400, полученное на основе способов по настоящему изобретению, для автоматического и быстрого обнаружения наличия веществ с большим атомным номером (high-Z), описанных выше. Бинарное изображение 400 получается на основе анализа решений и содержит три выделенных участка 405, которые представляют потенциальные тревоги high-Z. Эти три выделенных участка используются для идентификации участков тревоги high-Z на радиографическом изображении с использованием прямоугольников 505, показанных на фиг. 5. Таким образом, фиг. 5 представляет собой радиографическое изображение контейнера с грузом после анализа с применением способов по настоящему изобретению для автоматического и быстрого обнаружения наличия веществ с большим атомным номером (high-Z). В одном из вариантов осуществления способы обнаружения веществ с большим атомным номером по настоящему изобретению способны использовать методики анализа сигналов для анализа частично насыщенных участков и, после этого, группировать пиксели на основании пространственных корреляций и типов частот шумов. Частичное проникновение или частичное насыщение возникает, когда объект сам по себе обладает достаточно высоким затуханием или накладывается на вещества с сильным затуханием, такие как толстые стальные пластины, как показано на фиг. 6. Фиг. 6 представляет собой радиографическое изображение, показывающее объекты с большим атомным номером, спрятанные за 38 см стали. Как можно видеть на фиг. 6, на радиографическом изображении 600, некоторые пиксели насыщены и видимы как окрашенные черным участки 605. После достижения насыщения оценка суммарного затухания становится сложной, поскольку данные насыщенные участки имеют одинаковые максимальные значения пикселей. Распределение черных пикселей различно для круглых объектов (низкая частота) и области над ними(высокая частота), что происходит из-за затухания в 38-сантиметровых стальных пластинах. Специалистам в данной области техники будет понятно, что хотя человеческое зрение позволяет распознать различия между данными структурами, для автоматических компьютерных методов идентификация таких областей как отдельных объектов представляет сложность. Таким образом, для оценки значений затухания в случае частичного насыщения выполняется этап подавления шума 127. Этап подавления шума аналогичен этапу сегментации 110 на фиг. 1, в течение которого, как было описано выше, генерируется карта подозрительных областей для дальнейшей обработки. После того, как объекты были сегментированы, аналогично этапу сегментирования, описанному в отношении фиг. 1, методика шумоподавления, такая как использование вейвлетов, хорошо известная специалистам в данной области техники, применяется и к объекту, и к фону. Методика шумоподавления применяется с использованием процессора, который загружает из запоминающего устройства (жесткий диск, RAM, ROM, RAID-массив, флэш-диск, USB-устройство или другого запоминающего устройства) данные, представляющие сегментированные изображения радиографического изображения, и который передает данные программе, которая выполняет вычисления для шумоподавления, известные специалистам в данной области техники. Для данных случаев частичного насыщения можно оценить значения затухания после этапа подав- 11022136 ления шума 127. Следует отметить, что подавление шума является необходимым этапом для случаев частичного насыщения и выполняется после сегментации и до этапа основанной на физике характеризации. Оценки значений затухания, вместе с другими признаками, такими как фоновое затухание, процент насыщенных пикселей в пределах объекта и размеры объекта, вносятся в правила принятия решений по классификации. В необязательном варианте осуществления после выполнения этапов сегментации и подавления шума выделяются объекты или области, содержащие вещество с большим атомным номером(т.е. вольфрам), спрятанные за экранирующими веществами. В одном из вариантов осуществления объекты или области, содержащие вещества с большим атомным, выделяются посредством рисования прямоугольника вокруг подозрительной области. Недостаточное проникновение возникает в случае, когда затухание пучка рентгеновского излучения в веществе груза превышает динамический диапазон системы получения изображений в рентгеновских лучах. В таких областях изображение является полностью насыщенным, и в нем преобладает шум. Следовательно, объект не может быть отличен от фона. В таких случаях способы обнаружения угроз по настоящему изобретению сегментируют такие области и помечают их, например, посредством выделения областей или рисования прямоугольника вокруг них, для указания того, что они являются насыщенными на радиографическом изображении. В одном из вариантов осуществления способы обнаружения угроз по настоящему изобретению реализованы в форме программного обеспечения, установленного и выполняемого на компьютере, связанном с радиографической системой обнаружения угроз. В одном из вариантов осуществления радиографическая система обнаружения угроз является системой сканирования грузов. Фиг. 6 представляет собой диаграмму-иллюстрацию системы сканирования грузов в рентгеновских лучах 600, содержащую источник рентгеновского излучения 605 и детекторы передачи 610. Затухающий пучок рентгеновского излучения 607 захватывается детекторами 610 после передачи через контейнер с грузом 615. Затем сигналы детекторов оцифровываются и представляются как радиографическое изображение (не показано) на дисплее или мониторе вычислительной системы 620. Вычислительная система 620 включает в себя приложение программного обеспечения по настоящему изобретению, в которой исходное радиографическое изображение используется в качестве входных данных для автоматического обнаружения и определения объектов с большим атомным номером, в соответствии с описанным в отношении фиг. 1. Способы по настоящему изобретению могут быть использованы во всех конфигурациях систем получения изображений независимо от подхода, применяемого для создания относительного движения между источником излучения и досматриваемым объектом. Такие конфигурации систем получения изображений включают в себя, но не ограничиваются перечисленным: тамбурные (т.е. через которые осуществляется проезд); мобильные (например, системы получения изображений на грузовиках, портальных транспортерах и т.д.); платформенные (т.е. движущиеся по рельсам или дорожкам); и системы мойки(используют системы перемещения транспортных средств для перемещения транспортных средств через строение или туннель с рентгеновским излучением). В одном из вариантов осуществления система 600 является системой с проникновением рентгеновских лучей высоких энергий, например, системой, использующей источник рентгеновского излучения с линейным ускорителем с ускоряющим потенциалом в миллионы вольт (MB). В одном из примеров способы обнаружения веществ с большим атомным номером по настоящему изобретению реализуются в 6 МВ-системе досмотра грузов Eagle Portal компании Rapiscan Systems и непосредственно расширяются до систем Eagle Classic и Eagle Gantry компании Rapiscan Systems, которые используют одну и ту же 6 МВ-систему получения изображений. Кроме того, способы обнаружения веществ с большим атомным номером по настоящему изобретению также могут быть перенесены на 4,5 МВ-линию систем досмотраRapiscan Systems, которая включает в себя Eagle Mobile, а также 4,5 МВ-системы Portal и Gantry компании Rapiscan Systems, в которых используются аналогичные системы получения изображений в рентгеновских лучах. Кроме того, способы обнаружения веществ с большим атомным номером по настоящему изобретению также реализуются в 9-МВ системах Portal, Gantry и Mobile компании Rapiscan Systems. Способы обнаружения веществ с большим атомным номером по настоящему изобретению также могут быть реализованы в двухэнергетических системах досмотра грузов, которые включают в себя источники рентгеновского излучения с потенциалом выше около 3 MB. Настоящее изобретение направлено на способы для обнаружения конкретных классов веществ (т.е. с большим атомным номером) в пределах радиографических изображений, независимо от способа, используемого для получения изображений, и энергии используемого источника рентгеновского или гамма-излучения. Аналогично, способы обнаружения веществ с большим атомным номером по настоящему изобретению могут быть использованы вместе с другими технологиями и вариантами осуществления досмотра грузов. В альтернативном варианте осуществления досматриваемый объект сканируется дважды, хотя и под различными углами, если первое сканирование указывает на наличие элемента с большим атомным номером в досматриваемом объекте. Способы по настоящему изобретению могут, в некоторых случаях,генерировать тревогу из-за случайного наложения веществ вдоль траектории излучения. В одном из вариантов осуществления данные собираются для двух или более видов, в результате чего тревога может быть рассмотрена повторно и можно исключить ложные срабатывания. Обратимся опять к фиг. 6; в одном из вариантов осуществления на первом этапе пучок рентгеновского излучения 607 сканирует контейнер 615 под первым углом относительно направления движения досматриваемого объекта, представляющего собой контейнер 615. В одном из вариантов осуществления первый угол сканирования составляет 90. Источник рентгеновского излучения 605 и детекторы 610 затем выравниваются под вторым углом (который, в одном из вариантов осуществления отличается от первого угла сканирования) относительно направления движения контейнера 615, и после этого проводится второе сканирование. После этого решение "чисто" или "High-Z" выдается способом по настоящему изобретению посредством анализа как первого, так и второго изображений радиографического сканирования, полученных при различных углах. Таким образом, если оба изображения подтверждают наличие объекта с большим атомным номером, то выдается тревога. В одном из вариантов осуществления система сканирования в рентгеновских лучах 600 установлена на средстве мобильного досмотра таким образом, что второе сканирование производится путем перемещения средства досмотра относительно контейнера. В другой конфигурации система сканирования в рентгеновских лучах 600 установлена на платформе, и второе сканирование производится путем перемещения платформы относительно контейнера 615. В другом варианте осуществления система сканирования в рентгеновских лучах 600 включает в себя два массива детекторов, расположенных под углом друг к другу. Например, два массива детекторов в одном из вариантов осуществления образуют угол в 10 друг относительно друга. В данном варианте осуществления источник рентгеновского излучения 605 подвергает облучению контейнер 615, и два детектора захватывают затухающие рентгеновские сигналы в различных положениях. После этого решение"чисто" или "High-Z" выдается способом по настоящему изобретению посредством анализа сигналов от обоих массивов детекторов. В одном из вариантов осуществления система сканирования в рентгеновских лучах 600, модифицированная с использованием двух массивов детекторов, расположенных под углом друг к другу, устанавливается на мобильном средстве досмотра. Во втором варианте осуществления система сканирования 600, включающая в себя два массива детекторов, расположенных под углом друг к другу, устанавливается на платформе. В третьем варианте осуществления система сканирования 600, включающая в себя два массива детекторов, расположенных под углом друг к другу, имеет коллиматор в своем источнике 605, который ограничивает пучок рентгеновского излучения 607 при облучении двух массивов детекторов. Коллиматор, в одном из вариантов осуществления используется для того, чтобы обеспечить возможность выдачи одним источником рентгеновского излучения двух узких пучков рентгеновского излучения, разделенных по углу; коллиматор блокирует оставшиеся рентгеновские лучи, испускаемые источником. Преимущество данной конфигурации состоит в том, что два вида могут быть получены одновременно, устраняя потребность (и время) во втором сканировании. В еще одном варианте осуществления система сканирования в рентгеновских лучах 600 выполняет первое сканирование с пучком рентгеновского излучения 607 под первым углом относительно направления движения контейнера 615. В одном из вариантов осуществления первые угол сканирования составляет 90. Если способ автоматизированного обнаружения угроз по настоящему изобретению обнаруживает по меньшей мере один представляющий угрозу объект на изображении, полученном при первом сканировании, то второе сканирование проводится поднятым или опущенным источником рентгеновского излучения 605 с целью получения изображения под вторым углом сканирования, при этом второй угол сканирования отличается от первого угла сканирования, и вычисляется относительно движения контейнера 615 и детекторов 610. После этого решение "чисто" или "High-Z" выдается способом по настоящему изобретению посредством анализа обоих радиографических изображений сканирования, полученных в результате первого сканирования и второго сканирования, выполненных под различными углами. Например, если оба изображения подтверждают наличие объекта с большим атомным номером, то выдается тревога. Специалистам в данной области техники будет понятно, что вышеупомянутые системы сканирования под двумя углами позволяют дополнительно снизить частоту ложных тревог при их использовании в способе обнаружения веществ с большим атомным номером по настоящему изобретению без существенного ухудшения пропускной способности и стоимости системы. Способы обнаружения веществ с большим атомным номером по настоящему изобретению также могут быть применены для повышения производительности двухэнергетических и многоэнергетических систем досмотра грузов. Во-первых, способ, описанный выше в отношении фиг. 1, может быть применен к высокоэнергетическому радиографическому изображению с целью обеспечения анализа изображения,являющегося независимым относительно двухэнергетического определения эффективного атомного номера вещества. Это позволит смягчить некоторые ограничения двухэнергетического получения изображений. В частности, одно из ограничений для больших контейнеров с грузом состоит в том, что из-за эффекта наложения веществ, имеющих одинаковые плотности и атомные номера, результат может представлять собой неточную оценку эффективного атомного номера Z. Кроме того, пучок низкой энергии обычно имеет более низкую интенсивность и проникновения, чем пучок высокой энергии. Следовательно, изображение низкой энергии может стать насыщенным из-за того, что пучок низкой энергии сильно затухает в грузе. В результате отношение сигнал-шум будет низким и двухэнергетический процесс не может быть успешно применен. В таких случаях способы обнаружения веществ с большим атомным номером по данному изобретению будут продолжать работу с высокоэнергетическим изображением, таким образом расширяя диапазон проникновения, который двухэнергетическая система досмотра грузов может использовать для обнаружения вещества с большим атомным номером. Во-вторых, способы обнаружения веществ с большим атомным номером по настоящему изобретению могут быть применены к дополнительной информации, выдаваемой в процессе двухэнергетического получения изображений ниже предела проникновения низкоэнергетического изображения. Фиг. 7 представляет собой блочную диаграмму, иллюстрирующую этапы автоматических способов обнаружения веществ с большим атомным номером по настоящему изобретению, основанных на двух энергиях. В одном из вариантов осуществления в способах обнаружения веществ с большим атомным номером по настоящему изобретению, основанных на двух энергиях, на этапе 705 выполняется получение двух радиографических изображений от двухэнергетической системы получения изображений в рентгеновских лучах 706, низкоэнергетического изображения и высокоэнергетического изображения. И низкоэнергетическое, и высокоэнергетическое радиографические изображения 705 служат в качестве входных данных для способов обнаружения веществ с большим атомным номером по настоящему изобретению, основанных на двух энергиях. Изображения последовательно обрабатываются модулем сегментации 710. В блоке сегментации затухания, на этапе 707, и низкоэнергетическое, и высокоэнергетическое изображения подвергаются предварительной обработке с использованием одного и того же подхода, описанного на этапе 110 для фиг. 1, на основании следующих двух отдельных критериев затухания, с целью определения участков, которые потенциально содержат объект с большим атомным номером: формула 2: формула 3: где L - толщина;- линейный коэффициент затухания для досматриваемого объекта;Ahigh и Alow - предварительно заданные значения затухания на низкоэнергетических и высокоэнергетических изображениях соответственно. Специалисты в данной области техники должны отметить, что поскольку имеется различие в силе проникновения между низкоэнергетическими и высокоэнергетическими рентгеновскими лучами, то два упомянутых выше критерия, которые обрабатывают информацию по отдельности, выдают, помимо остальной характеристической информации, потенциально полезную информацию относительно участка недостаточного проникновения. Аналогичное правило может быть разработано на основании передачи рентгеновских лучей. На этапе 708 блок двухэнергетической сегментации обрабатывает отношение предварительно обработанных изображений с помощью следующего критерия для вычисления эффективного атомного номера и потенциальных участков с высоким атомным номером: формула 4: где (Ehigh) и (Elow) - коэффициенты поглощения, оцененные для высокоэнергетических и низкоэнергетических изображений;Tlow-high - заранее заданное значение, относящееся к эффективному атомному номеру объекта и окружающих веществ. Специалистам в данной области техники следует понимать, что хотя упомянутое выше отношение,Tlow-high, включает в себя вклад всех веществ вдоль траектории рентгеновских лучей, отношение независимо от изображения, полученного с использованием критериев затухания в формулах 2 и 3. Этап двухэнергетической сегментации 708 указывает другую физическую величину, не зависящую от глубины объекта (L). В одном из вариантов осуществления двухэнергетическое информационное отношение определяется эмпирически на основании ряда калибровочных радиографических изображений, которые содержат различные комбинации объектов с высоким, средним и низким атомным номером и различной толщиной наложенных веществ с высоким, средним и низким атомным номером. Данный процесс помогает компенсировать ситуации, обнаруживаемые на изображениях с низким затуханием и контрастом, на которых объекты с большим атомным номером и соседний груз имеют аналогичные значения затухания. На этапе 709 обработки пространственных частот аномалии, которые имеют характеристики, отли- 14022136 чающиеся от окружающего груза, обнаруживаются с использованием низкочастотного фильтра, такого как вейвлет Габора. Например, при использовании вейвлета Габора критерий фильтрации представляет собой абсолютное значение профильтрованного на основании вейвлета Габора участка: формула 5: где G(x,y,) и I(x,y) - фильтр Габора и высокоэнергетическое изображение затухания или передачи соответственно;TG - порог, который задается предварительно или динамически устанавливается в процессе фильтрации. Преимуществами вейвлета Габора являются его чувствительность к локальной пространственной частоте и инвариантность в пространстве углов и масштабов из-за диапазона функций, покрывающих пространство масштабов и углов для заданного диапазона частот. Также могут быть использованы другие характеристические фильтры. Сегментация изображения выполняется с использованием процессора, который загружает из запоминающего устройства (жесткий диск, RAM, ROM, RAID-массив, флэш-диск, USB-устройство или другого запоминающего устройства) данные, представляющие два радиографических изображения, и который передает данные программе, выполняющей вычисления для сегментации изображений в соответствии с описанным в настоящем документе. Модуль сегментации изображений 710 на данной стадии генерирует промежуточную маску изображения 715 сегментированных низкоэнергетических и высокоэнергетических радиографических изображений, которые затем подвергаются обработке геометрическими фильтрами и градиентным контурным фильтром, на этапах 716 и 717, соответственно, направленной на имеющие относительно низкое затухание объекты-угрозы, встроенные в создающий высокий помехи груз. Этапы 716 и 717 аналогичны этапам, ранее описанным в отношении этапа 110 и блока 111 фиг. 1 настоящего изобретения, и не будут обсуждаться здесь. После этого полученная в результате итоговая маска изображения 720, содержащая по меньшей мере одну подозрительную область, передается модулю характеризации 725. Модуль характеризации 725 анализирует каждый участок в пределах карты изображения 720 и генерирует матрицу признаков, которая содержит выходные значения множества функций модуля характеризации 725 - как было описано ранее в отношении одноэнергетических способов на фиг. 1. Однако основанные на двух энергиях способы обнаружения угроз по настоящему изобретению отличаются в том смысле, что в целях дополнительного улучшения оценки атомного номера, определяется вклад в эффективный атомный номер перекрывающих веществ и используется для оценки, на этапе 723, суммарного эффективного атомного номера для потенциального объекта с большим атомным номером. Кроме того, на этапе 724, если было определено, что отношение сигнал-шум (SNR) слишком низкое относительно данных низкоэнергетического изображения, то для выдачи решения об угрозах "high-Z" используются только данные высокоэнергетического изображения в соответствии с этапами, показанными на фиг. 1. После этого полученные в результате векторы признаков для каждой потенциальной области с высоким атомным номером, объединяющие результаты выполнения этапов на фиг. 1 и 7, оцениваются на основании установленных правил принятия решений блоком решений 730 с целью определения наличия объекта с большим атомным номером и выдачи решения "чисто" или "high-Z" 735. Здесь следует отметить, что хотя способы принятия решений в данном варианте осуществления аналогичны способам для одноэнергетического случая, реализуются специальные правила для обработки векторов признаков из двухэнергетических данных. Несмотря на то что в настоящем изобретении описываются способы, использующие двухэнергетическую радиографию, способы также могут быть расширены на другие способы радиографии, такие как радиография, использующая множество энергий, и радиография двух категорий, в которой применяются и нейтроны, и рентгеновские или гамма-лучи. Следует понимать, что настоящее изобретение было описано в соответствии с множеством различных вариантов осуществления. Предполагается, что другие характеристики, функции или структуры, которые эквивалентны изложенным в настоящем документе или являются очевидными для специалиста в данной области техники, являются частью настоящего изобретения и охватываются им. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Система досмотра для обнаружения веществ с высоким атомным номером в грузовых контейнерах, включающая в себя:a) источник излучения, который выполнен с возможностью работы при энергии выше 3 MB;c) область досмотра, ограниченную указанными источником излучения и массивом детекторов;d) блок обработки, при этом посредством функционирования по меньшей мере одного процессора,- 15022136 по меньшей мере одного запоминающего устройства и программных инструкций указанный блок обработки выполнен с возможностью:ii) сегментации указанных данных на основании затухания или передачи излучения, результирующихся в карте областей с потенциально высоким атомным номером;iii) идентификации по меньшей мере одной сегментированной области в пределах указанных данных, представляющих указанное радиографическое изображение;iv) фильтрации указанной по меньшей мере одной сегментированной области с использованием по меньшей мере одного геометрического фильтра;v) генерации множества векторов признаков с использованием указанной фильтрованной сегментированной области иvi) сравнения указанных векторов признаков с заранее определенными значениями с целью определения наличия объекта с высоким атомным номером. 2. Система досмотра по п.1, в которой радиографическое изображение имеет пространственное разрешение, составляющее по меньшей мере 25% от минимального размера объекта-угрозы. 3. Система досмотра по п.1, в которой указанный источник излучения выполнен с возможностью выдачи по меньшей мере одного из рентгеновского или гамма-излучения. 4. Система досмотра по п.1, в которой указанный блок обработки выполнен с возможностью генерации карты указанных сегментированных данных, представляющей указанное радиографическое изображение посредством определения локальных максимальных пиковых значений затухания. 5. Система досмотра по п.1, в которой указанный блок обработки выполнен с возможностью генерации карты указанных сегментированных данных, представляющей указанное радиографическое изображение, посредством определения минимальных значений передачи и применения вычислений контурных градиентов. 6. Система досмотра по п.1, в которой указанный геометрический фильтр включает в себя по меньшей мере одно из формы, симметрии, размера или гомогенности. 7. Система досмотра по п.6, причем указанная система выполнена с возможностью применения указанного фильтра по размеру по меньшей мере к одной сегментированной области для идентификации размеров, выбранных на основании пространственного разрешения или проникновения. 8. Система досмотра по п.6, причем указанная система выполнена с возможностью применения указанного фильтра по форме по меньшей мере к одной сегментированной области для идентификации пространственного соотношения сторон, меньшего 20. 9. Система досмотра по п.6, в которой указанная сегментированная область содержит первое количество пикселей, причем вторая определенная область содержит второе количество пикселей и при этом указанная система выполнена с возможностью применения фильтра по гомогенности для определения отношения указанного первого количества пикселей к указанному второму количеству пикселей. 10. Система досмотра по п.1, в которой указанный блок обработки выполнен с возможностью генерации множества векторов признаков с использованием указанной фильтрованной сегментированной области посредством: а) получения изображения указанной фильтрованной сегментированной области;b) оценки фонового затухания вокруг указанной фильтрованной сегментированной области;c) вычитания фонового затухания из указанной фильтрованной сегментированной области для получения общего затухания для фильтрованной сегментированной области;d) оценки размеров представляющей интерес области с использованием указанного общего затухания для фильтрованной сегментированной области;e) вычисления затухания для фильтрованной сегментированной области, как если бы она являлась веществом с высоким атомным номером;f) сравнения вычисленного затухания для представляющей интерес фильтрованной сегментированной области с общим затуханием фильтрованной сегментированной области. 11. Система досмотра по п.1, в которой указанные векторы признаков содержат по меньшей мере одно из максимального затухания, общего затухания, отношения затухания к площади подозрительного объекта, градиента подозрительного объекта вдоль границы и разности, имеющейся между измеренным фоновым скорректированным затуханием и вычисленным затуханием. 12. Система досмотра по п.1, в которой указанная система выполнена с возможностью сравнения указанных векторов признаков с заранее определенными значениями для определения наличия вещества с высоким атомным номером. 13. Система досмотра для обнаружения веществ с высоким атомным номером в грузовых контейнерах, содержащая блок обработки, при этом указанный блок обработки выполнен с возможностью:i) сегментации данных первого радиографического изображения, которое представляет собой первый вид объекта, и второго радиографического изображения, которое представляет собой второй вид объекта, на основании затухания или передачи излучения, результирующихся в карте областей с потенциально высоким атомным номером, причем указанная система выполнена с возможностью генерации указанных радиографических изображений при энергии выше 3 MB;ii) фильтрации по меньшей мере одной сегментированной области с применением по меньшей мере одного фильтра для каждого из указанных изображений;iii) генерации множества векторов признаков с использованием указанной фильтрованной сегментированной области для каждого из указанных изображений иiv) определения, присутствует ли объект с высоким атомным номером, с использованием указанных векторов признаков для каждого из указанных изображений. 14. Система досмотра по п.13, причем указанная система выполнена с возможностью получения каждого из указанных радиографических изображений с использованием источника по меньшей мере одного из рентгеновского или гамма-излучения. 15. Система досмотра по п.13, в которой указанный блок обработки выполнен с возможностью активации тревоги, если каждое из указанных изображений указывает на наличие объекта с высоким атомным номером. 16. Система досмотра по п.13, в которой указанный фильтр включает в себя по меньшей мере одно из формы, симметрии, размера или гомогенности. 17. Система досмотра по п.16, в которой указанный фильтр по размеру выполнен с возможностью фильтрации по меньшей мере одной сегментированной области для идентификации размеров, выбранных на основании пространственного разрешения или проникновения системы досмотра. 18. Система досмотра по п.16, в которой указанный фильтр по форме выполнен с возможностью фильтрации по меньшей мере одной указанной сегментированной области для идентификации пространственного соотношения сторон, меньшего 20. 19. Система досмотра для обнаружения веществ с высоким атомным номером в грузовых контейнерах, содержащая блок обработки, при этом указанный блок обработки выполнен с возможностью:i) сегментации данных первого радиографического изображения, которое представляет собой объект и которое сгенерировано на первом энергетическом уровне, и второго радиографического изображения, которое представляет собой объект и которое сгенерировано на втором энергетическом уровне на основании затухания или передачи излучения, результирующихся в карте областей с потенциально высоким атомным номером, причем указанная система выполнена с возможностью генерации указанных радиографических изображений при энергии выше 3 MB;ii) фильтрации по меньшей мере одной сегментированной области с применением по меньшей мере одного фильтра для каждого из указанных изображений;iii) генерации множества векторов признаков с использованием указанной фильтрованной сегментированной области для каждого из указанных изображений;iv) выполнения операции отношения на указанном множестве векторов признаков, в результате которой получается пропорциональный вектор признаков;v) определения, присутствует ли объект с высоким атомным номером, с использованием указанного пропорционального вектора признаков. 20. Система досмотра по п.19, в которой указанный блок обработки выполнен с возможностью активации тревоги, если каждое из указанных изображений указывает на наличие объекта с высоким атомным номером.