Tomografia traslazionale 3D per lo screening bagagli con riduzione degli artefatti tramite Residual U-Net

La tomografia computerizzata è una delle tecniche di imaging più diffuse ed efficaci per l’analisi non invasiva e la ricostruzione tridimensionale di oggetti e volumi. Sebbene il suo impiego sia nato e si sia consolidato principalmente in ambito medico, negli ultimi anni essa ha trovato applicazione anche nel settore della sicurezza aeroportuale, dove si rivela uno strumento fondamentale per lo screening dei bagagli. L’utilizzo di scanner CT non velocizza i controlli rispetto ai tradizionali sistemi X-ray 2D, ma offre un vantaggio decisivo in termini di accuratezza e affidabilità, reso possibile dalla ricostruzione tridimensionale del contenuto dei bagagli, che permette di individuare con maggiore efficacia gli oggetti potenzialmente pericolosi e di ridurre, di conseguenza, il numero di ispezioni manuali necessarie. In questo contesto si inserisce la tomografia traslazionale, una variante della tomografia tradizionale che, grazie al movimento lineare della sorgente e del detector, si adatta perfettamente alla configurazione tipica degli aeroporti, dove i bagagli scorrono su un nastro trasportatore. Il presente lavoro di tesi si propone di simulare questo scenario tramite l’impiego della libreria ASTRA Toolbox, sviluppando tecniche di ricostruzione specifiche per il caso descritto. A tal fine è stata realizzata una geometria custom, capace di riprodurre in maniera fedele il funzionamento di uno scanner CT durante lo screening dei bagagli. Successivamente è stato sperimentato l'algoritmo algebrico di ricostruzione SIRT (Simultaneous Iterative Reconstruction Technique) che, affiancato a un modello di Residual U-Net progettato per ridurre gli artefatti causati dalla limitata quantità di proiezioni, ha generato ricostruzioni qualitativamente valide.