無損檢測射線檢測數(shù)字圖像的灰度與底片黑度

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2018-11-30

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數(shù)字圖像的灰度對應(yīng)于膠片照相的底片黑度，兩者在射線檢測中作用大致相同——都是通過圖像上不同區(qū)域的亮度變化來改變到

達(dá)眼中的光通量，使之“可視”——但在量值變化規(guī)律和對缺陷檢出影響方面，兩者存在差異。
在學(xué)習(xí)膠片照相理論中我們得知，人眼對亮度光強(qiáng)變化的響應(yīng)是非線性的，通常把人眼主觀上剛剛可辨別亮度差別所需的最小光

強(qiáng)差值稱為亮度的可見度閾值。也就是說，當(dāng)光強(qiáng)I增大時，在一定幅度內(nèi)感覺不出，必須變化到一定值（I+ΔI）/I時，人眼才

能感覺到亮度有變化，ΔI/I一般也稱為對比靈敏度。
似乎是為了與視覺感覺相符，底片黑度D被定義為照射光強(qiáng)與穿過底片的透射光強(qiáng)之比的常用對數(shù)值，黑度計算公式為：
D=lg（L0/L）
這樣一來，人眼對黑度變化的反應(yīng)就呈現(xiàn)為線型關(guān)系。舉例說，假如某人的眼睛的黑度變化敏感度（又稱最小可見對比度或識別

界限靈敏度）是0.05，則該人眼剛剛能夠識別黑度2.0本底上的黑度為2.05缺陷影像；同時也剛剛能夠識別黑度3.0本底上的黑度

為3.05缺陷影像。但是請注意：兩次識別的光強(qiáng)差是不一樣的，前者為112.2-100=12.2，后者為1122-1000=122，相差10倍。
數(shù)字圖像的每個像素的灰度大小取決于電信號模/數(shù)轉(zhuǎn)換后得到的二進(jìn)制數(shù)值。由于沒有采用對數(shù)轉(zhuǎn)換的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，因此數(shù)字

圖像的灰度與膠片照相的底片黑度的數(shù)值變化規(guī)律是不同的，前者是等差規(guī)律，而后者是等比規(guī)律。
要使數(shù)字圖像的灰度按等比規(guī)律變化不是難題：可以用對數(shù)轉(zhuǎn)換的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器來達(dá)到這一目的；或采取更省事的做法，在模/數(shù)

轉(zhuǎn)換后，使用計算機(jī)軟件功能把灰度變化從等差規(guī)律變換為等比規(guī)律。
那么為什么現(xiàn)今的DDA系統(tǒng)都不考慮采用按等比規(guī)律變化的灰度模式呢？答案是：對數(shù)字圖像來說，灰度采用等差或等比都顯得

無關(guān)緊要，兩種模式在理論研究和實際應(yīng)用中差異不大，因為：
1、數(shù)字圖像的灰度是可以變換的，任意灰度的圖像都可以通過灰度變換轉(zhuǎn)到感覺舒服的水平進(jìn)行觀察，因此不需要確立灰度變

化與曝光量的對應(yīng)關(guān)系；
2、數(shù)字圖像的對比度是可以增強(qiáng)的，因此不需要建立灰度變化規(guī)律與對比度和人眼識別度的關(guān)系；
3、數(shù)字圖像的信噪比與灰度大小無關(guān)，因此不需要建立灰度變化規(guī)律與缺陷識別與檢出的關(guān)系。
因此，對DDA系統(tǒng)的數(shù)字圖像來說，膠片照相的一些研究內(nèi)容，例如黑度與信噪比的關(guān)系、黑度與缺陷可識別度的關(guān)系、圖像黑

度限值、最小可見對比度概念等，均不適用。

摘自強(qiáng)天鵬正在編寫的教材——《工業(yè)數(shù)字射線檢測》

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