唐玉丹
海南师范大学 海南省海口市 570100
摘要：近年来，为了打击恐怖分子和犯罪分子的猖狂行动，我国逐渐加大了对机场、高铁、火车站等交通运输点的安检力度。基于x射线的安检技术与设备逐渐得到应用，所以本文将就x光图像的概念、特点、原理进行研究说明。
关键词：x光 物理学 x光图像特点 安检 公安
一.x光的概念
x光也可以称为X射线，X射线实际上是一种波长极短、能量很大的电磁波。X射线具有穿透性,但人体组织间有密度和厚度的差异，当X射线透过人体不同组织时，被吸收的程度不同，经过显像处理后就得到了不同的影像[ 关方霞，王宇明主编,现代医疗,河南科学技术出版社,2013.10,第154页。]。
二.x光安检机的原理
x光安检机就是我们平时乘坐高铁或飞机时要经过检测的一道门。x光安检机利用了x光图像，也就是x射线来进行检测。通过借助安检机上的输送带，将被检查的行李送进X射线检查通道，行李进入X射线检查通道后，将阻挡包裹检测传感器，检测信号被送往系统控制部分，产生X射线触发信号，触发X射线射线源，发射X射线束。一束经过准直器的扇形X射线束穿过输送带上的被检物品，X射线被被检物品吸收，最后轰击安装在通道内的双能量半导体探测器。探测器把X射线转变为信号，这些很弱的信号被放大，并送到信号处理机箱做进一步处理[ 参考自百度百科“x光射线”。]。
X射线是一种可以穿透木材、纸板、皮革等不透明物体的电磁波。安检仪能根据物体对X射线的吸收程度，在荧屏上呈现不同颜色的影像。简单来说，橙色代表有机物，例如食品、塑料等；书本、陶瓷等显示为绿色；金属则显示为蓝色。这时，安检员快速查看X射线扫描的透视图像，就能凭借丰富的经验判断是否有违禁品[ 引用自百度百科“x光射线”。]。
三.x光成像特点
X线使人体组织结构成像基于两点：一是X线的基本特性，也就是穿透性、可吸收性、荧光效应、感光效应；二是人体组织结构固有的密度和厚度差异。
当X线穿过人体不同密度、厚度的组织时，被组织不同程度的吸收，使到达射线接受装置的X线量不同，从而形成黑白对比的影像。物质密度越高对X线吸收越多。
根据对X线吸收程度的不同把生物体组织分三类：
①高密度组织，如骨、钙化，在X线片上呈白色。②中等密度组织，如软骨、肌肉、神经、实质器官、结缔组织、体液，呈灰白色。③低密度组织，如脂肪、含气组织，呈灰黑或深黑色。
此外，生物体组织越厚，透过的X线越少，越白。当组织结构病变时，它的密度和厚度变了，在X线影像上黑白灰对比就发生了变化。
四.x光成像在医学领域上的应用
x光在医学领域上可谓是应用非常广泛了。
x光检查是传统的影像学检查手段，它是应用较早、最普遍，价格也相对便宜。主要用于一些疾病的初步检查，便于发现较明显病变的组织和结构，是疾病初筛的首选检查方式。而除了x光之外，CT图像也利用了x光原理。CT图像是重建图像，是用X线束对人体某部一定厚度的层面进行扫描，由探测器接收透过该层面的X线，转变为可见光后，由光电转换变为电信号，再经模拟/数字转换器转为数字，输入计算机处理，把数字矩阵中的每个数字转为不等灰度的象素，并按矩阵排列，即构成CT图像。
五.x光相关技术研究
（一）单能x技术
单能X射线成像技术是最早用于安检设备中的数字成像技术，它的原理是依据X射线穿过不同物质后的衰减程度不同。当X射线照射被检物时，X射线经过不同程度的衰减后进入到探测器的强度也不同，利用相关算法通过计算机对其分析，将进入探测器的射线强度以灰度级的形式呈现出来，最终形成被检物的图像。
（二）双能x技术
在单能X射线成像技术的基础上，通过改变X射线源的个数以及X射线的能量，就可以给出更多被检物的信息。与单能X射线不同，双能X射线成像技术中采用两个射线束照射被检物，分别是能量为EH的高能X射线和能量为EL的低能X射线，由计算得到被检物对这两种X射线吸收的比值R，就可获得被检物的有效原子序数。
（三）背散射成像技术
康普顿背散射成像的原理是入射X射线的光子和被检物相互作用时会与物质原子外层轨道电子或自由电子发生碰撞而产生散射光子，利用与X射线源在同一侧的探测器将散射角接近180度的康普顿散射光子收集起来，最终形成被检物的图像。
（四）CT断层扫描技术
CT技术自上世纪出现后就对物质检测工作具有重要意义，不仅应用在医疗、军事和工业领域中，它在安检工作中也发挥了很大的作用。双能以及背散射等成像技术只能对被检物进行二维成像，无法得到被检物的全面信息，而CT断层扫描成像技术将X射线源以旋转的方式对被检物进行全面扫描。未被吸收的透射光线被探测器收集起来后并经过计算机分析后生成各断层面的图像，将这些图像进行组合和叠加，最终得到物体的三维图像。
六.结论
以上几种基于X射线的成像技术应用在违禁物品的探测工作中各有利弊。最早出现的单能X射线成像技术虽然技术成熟，成本低廉，但只能给出被检物的灰度信息，无法满足安检工作需求。而双能X射线成像技术的出现使行李物品的检查效率大大提高，它给出了被检物的值信息,提高了物质的分辨率,尤其能够对值较大的物质清晰成像，但是无法分辨重叠在一起的物品，而且对于类似毒品或者薄型炸药等值较小的物质成像效果也很差。为了解决这一问题，人们又研发了CT断层扫描成像技术，它可以对被检物进行全方位成像,无论物品怎样放置，均可以全部清楚地呈现在图像中，也正是因为要对物品的各个断层面成像，所以基于这种技术的安检仪器过检速度很慢，通常不用于对物品的大规模检查。背散射成像技术由于X射线散射能量小，可以安全地应用在人身安检中，而且它对毒品和轻质炸药具有很好的探测效果,但是它也无法有效探测到被值较大的物质包裹住的值小的物质。
参考文献
【1】刘舒.x射线安全检查技术【J】.中国人民公安大学学报，2008（4）：78-80