数字成像技术
射线数字成像检测技术
射线数字成像检测技术韩焱(华北工学院现代元损检测技术工程中心，太原030051)摘要：介绍多种射线数字成像(DR)系统的组成及成像机理，分析其性能指标、优缺点及应用领域。
光子放大的DR系统(如图像增强器DR系统)实时性好，但适应的射线能量低，检测灵敏度相对较低；其它系统的检测灵敏度较高但成像时间较长。
DR系统成像方式的主要区别在于射线探测器，除射线转换方式外，影响系统检测灵敏度的主要因素是散射噪声和量子噪声；可采用加准直器和光量子积分降噪的方法提高检测灵敏度。
关键词：射线检验；数字成像系统；综述中图分类号：TGll5.28 文献标识码：A 文章编号：1000-6656(2003109-0468-04DIGITAL RADIOGRAPHIC TECHNOLOGYHAN Yan（Center of Modern NDT ＆E, North China Institute of Technology, Taiyuan 030051, China) Abstract: The structure and imaging principle of digital radiographic （DR） systems are introduced. And thecharacteristics, performances, advantages, disadvantages and applications of the systems are analyzed. The DR sys-tern with photon amplification such as the DR system with intensifier can get real-time imaging, but it fits for lowerenergy and its inspection sensitivity is lower. The systems working with high energy can obtain higher sensitivity,while is time-eonsurning. The imaging way of a DR system depends on the detector used, and the factors influencinginspection sensitivity are the quantum noise from ray source and scatter noise besides the transform way of rays.Quantum integration noise reducer and collimator can be used to improve the inspection sensitivity of the system.Keywords:Radiography; Digital imaging system; Survey射线检测技术作为产品质量检测的重要手段，经过百年的历史，已由简单的胶片和荧屏射线照相发展到了数字成像检测。
光学成像技术的发展与应用
光学成像技术的发展与应用自从人类掌握了制造光学设备的技术以来，光学成像技术就开始逐渐成熟。
随着科技的飞速发展，光学成像技术也在快速进步，其中包括光学测量、光学图像处理、数字成像、红外成像等技术的应用。
今天，我们将探讨它们的发展和应用。
1. 光学测量技术光学测量技术的应用范围非常广泛，包括机械加工、航空航天和生物医学等领域。
这种技术早期主要应用于工业领域，如钢铁、汽车制造等。
光学测量技术最大的优点在于它能够用非接触的方式对物体进行高精度的测量，不会对测试样品产生影响，适用于高精度测量。
随着以太网技术的普及，工业生产线上的光学传感器也越来越多地采用数字化方式。
大型成套仪器部分采用CNC数控处理的完全数字化系统，实现了线性、体积和角度三种测量。
这种技术已经被广泛应用于机械加工、汽车工业等领域。
2. 光学图像处理技术数字成像技术的发展，也推动了光学图像处理技术的飞速发展。
作为数字成像技术中一个重要的环节，光学图像处理技术可以使得照片变得更加清晰、更加美观，使得一个普通的照片变得更加出色。
基于数字图像处理技术的应用除了适用于普通照片的修改之外，还可以用于对肿瘤、医学影像的处理等领域。
通过采用数学方法进行数字图像处理，我们可以消除图像中的噪声，并提高图像的清晰度。
光学图像处理技术可以在品质较差、分辨率低的图像中，提取出能够带给人正面感受的信息，使照片更加的锐利和高精度。
3. 数字成像技术数字成像技术和光学图像处理技术不同，数字成像技术是通过光电元件实现成像的技术，适用于照相机、电视摄像机等各种成像设备。
随着数码相机等电子产品的不断普及，数字成像技术得到了飞速的发展。
全球总收入最高的消费电子产品之一就是数码相机。
数码相机的原理是将光通过镜头照射到电子元件上形成图像，这期间不需要底片，它们是直接由微处理器转化成图片的样子存储在内存卡中的。
这种技术不仅能够实现照片的数字化保存，而且还能够让我们在成像的同时进行样品的实时观测，便于筛选和实时掌握信息。
X 射线数字成像检测技术在航空产品上的应用
《装备维修技术》2021年第8期—263—X 射线数字成像检测技术在航空产品上的应用陈明飞（中国航发哈尔滨东安发动机有限公司，黑龙江 哈尔滨 150066）X 射线成像检测技术，本质上属于无损检测的主要方式，能够动态性从多个角度对飞机零部件缺陷实施全方位的观察。
而X 射线检测技术在航空制造企业方面的具体应用，主要是使用胶片法，实施检查焊接件，铸件等材料的专业化结构，该方法存在着检测效率偏低，检测成本比较高、会污染到环境等相关问题，所以在很大程度上无法适应航空制造企业迅速发展的基本需求。
随着科学技术的日益发展，X 射线数字成像检测技术作为新兴方法广泛被应用于航空领域。
很多飞机配件制造商开始重视高效性的检测工作，并与负责射线检测设备制造的企业展开深度友好的合作。
X 射线数字成像检测技术，能够高效准确的完成图像的优质化采集，以及图像的处理，达到信息传递的良好效果。
但数字检测这种技术，所获得的检测图像同常规胶片射线照相检测技术呈现出来的图像相比较而言，其特点明显有空间分辨率不够高，动态范围大的基本情况存在，致使在工业领域应用该技术受到不同程度的限制。
1 X 射线数字成像检测与传统胶片法检测能力对比1.1试验方案 X 射线检测技术是无损检测型技术，该技术不同于以往传统意义上的胶片法，可以全面提供铸件检测部位有没有缺陷存在，还能检测出缺陷的尺寸。
为进一步对比分析出X 射线成像检测技术和传统胶片法之间检测能力的差异性，可以选择不同检测系统，对X 射线数字成像检测技术与传统胶片法进行全方位检测，根据不同厚度下的钢，钛、铝合金试块，试验两种方法的灵敏度和不清晰度，从而更好的实施有效分析和深入性研究。
1.2试验情况分析 1.2.1灵敏度试验分析 依据钢、钛、铝合金灵敏度试验结果来看，以下几点是比较关键性的内容。
第一，利用胶片法实施检测灵敏度要比国军标A 级高出1级。
第二，数字成像检测系统灵敏度，整体上比国军标A 级高1～2级。
CR系统工作原理及图像质量影响因素分析
CR系统工作原理及图像质量影响因素分析目前工业应用领域内的数字成像技术主要分为CR（Computer Radiography）与DR（Digital Radiography）两大类（也有部分观点将采用底片扫描仪扫描的普通底片影像也归类为“数字成像”，但笔者认为一则扫描底片主要目的是为了存贮而非判读，再则底片扫描只是传统胶片技术的附加工序，因此只能勉强算做数字影像，而不应归属在数字成像技术种类之中）。
CR技术是用能够的感光IP板（Image Plate），接受透过工件的X线，使IP 板感光，形成潜影（这一潜影其实是不同区域所束缚的不同数量电子），然后CR 读片机用激光激发 IP 板发出荧光，由自动跟踪的集光器收集，复经光电转换器转换成电信号，放大后，由模拟/数字转换器转换成数字化影像信息。
1895年德国物理学家伦琴利用他发现的X射线拍摄了第一张人的手骨照片，1922年美国水城兵工厂设计并建造了第一个工业用射线成像检测实验室。
又经过八十多年的发展，射线成像技术已经广泛的应用于医疗诊断、航空、航天、军工、核能、石油等诸多领域，在国民经济发展过程中扮演着越来越重要的角色。
其中X射线胶片成像技术由于其原理简单、操作灵活、作为最早发明并使用的射线成像技术广泛的应用于人们生产生活的各个方面。
随着工业生产机械化、自动化水平的进一步提高，人们越来越迫切地需要一种成像质量高、消耗资料少、能够数字化检测产品的成像技术，CR技术应运而生。
1 计算机射线透照（CR）系统工作原理1.1 CR系统与传统射线透照的区别CR与传统X射线透照不同,它是将透过物体的X射线影像信息记录在由辉尽性荧光物质、厚约300μm的存储荧光板上,存储荧光板取代传统X射线胶片接受X射线照射,存储荧光板感光后在荧光物质中形成潜影,将带有潜影的存储荧光板置入读出器中用激光束进行精细扫描,用激光束对荧光板进行扫描读取,存储荧光板经过强光照射消除潜影后可以重复使用（一般在3000次以上）。
数字技术在医学影像中的应用
数字技术在医学影像中的应用数字技术是一种快速发展的技术，它在医学影像中的应用发展也非常迅速，带来了许多福利。
绝大多数医学成像（imaging）技术都基于数字技术。
医学影像是医学领域重要的资源之一，能够帮助医生和病人迅速识别疾病，选择最佳治疗方案。
数字技术在医学影像技术中的应用具有重要的价值，它增加了精准性、效率和准确性。
它还能够从患者的角度提供更好的诊疗服务，可以帮助医生更好地理解疾病的情况，更加全面地分析和定位病灶，从而更好地指导医疗干预。
数字图像技术包括数字X线摄影、数字磁共振成像、数字超声波成像以及其他扫描设备。
这些技术现已被广泛应用于各种医学领域，例如临床、研究和医疗保健等方面。
数字技术在临床上的应用数字技术在临床方面的应用已经成为医疗保健的一种主要手段。
数字影像技术在不同的医学领域中都有应用。
最早被广泛使用的是X光技术。
自X光技术发明以来，数字技术在其应用中不断地发展。
现在的数字X光技术，可以比以前更加精准地定位病灶，因此，医生可以更好地进行疾病诊断。
其中，数字影像技术的主要应用之一是数字磁共振成像（MRI）。
MRI是一种无创性的诊断工具，可以帮助医生更好地诊断和治疗疾病。
MRI的高分辨率可以让医生更好地看到患者身体内部的细节结构。
另一个数字影像技术是数字超声波成像。
数字超声波成像技术可以较低的成本和更快的速度获得高质量的图像。
这是一种无创性技术，被广泛应用于心脏和血管系统的检查。
数字超声波成像还可以帮助医生对胎儿进行检查，以确保胎儿正常发育。
数字技术在医疗保健领域的应用数字技术在医疗保健领域的应用包括患者信息管理，医疗保健流程和治疗过程中医生、患者和家庭之间的沟通。
数字技术可以帮助医生更好地管理患者信息和健康记录。
它可以提供一个完整和端到端的框架，以跟踪患者的治疗历程。
其它成像技术还可以用于远程医疗，这样患者可以在自己的家中接受治疗。
许多医疗保健机构正在使用数字技术来改善流程和提高医生和患者之间的交流。
cmos成像原理
cmos成像原理CMOS成像原理。
CMOS成像原理是指利用互补金属氧化物半导体（CMOS）技术进行图像传感的原理。
CMOS成像技术已经成为数字相机、手机摄像头、监控摄像头等图像设备中的主流技术，其原理和特点对于理解数字图像传感和处理具有重要意义。
CMOS成像原理的核心是利用CMOS图像传感器来捕捉光信号，并将其转换为电信号，从而实现图像的采集和传输。
CMOS图像传感器由大量的像素单元组成，每个像素单元都包含一个光敏元件和一些电子器件，它们共同完成光信号到电信号的转换过程。
在CMOS成像原理中，当光线照射到图像传感器上时，光敏元件会产生电荷，其数量与光线的强度成正比。
然后，电子器件将这些电荷转换为电压信号，并通过信号线路传输到图像处理单元。
在图像处理单元中，电压信号经过放大、滤波、数字化等处理，最终形成数字图像数据。
CMOS成像原理的特点之一是集成度高。
由于CMOS技术的发展，图像传感器上集成了大量的功能单元，如A/D转换器、信号处理电路、控制单元等，使得整个图像采集系统变得紧凑而高效。
另一个特点是功耗低。
相比于传统的CCD图像传感器，CMOS图像传感器的功耗更低，这使得它在移动设备、便携式相机等对功耗要求较高的领域具有明显的优势。
此外，CMOS成像原理还具有快速读取、灵活配置、成本低廉等优点，这些特点使得CMOS技术在图像采集领域得到了广泛的应用。
在实际应用中，CMOS成像原理也面临着一些挑战。
例如，由于像素单元之间的干扰、光量子效率的限制等问题，CMOS图像传感器在低光条件下的性能表现可能不如CCD图像传感器。
另外，CMOS图像传感器的动态范围、信噪比等参数也需要不断改进。
总的来说，CMOS成像原理是一种重要的图像传感技术，它在数字相机、手机摄像头、监控摄像头等领域具有广泛的应用前景。
随着CMOS技术的不断发展和完善，相信它会在图像采集和处理领域发挥越来越重要的作用。
X射线数字成像检测原理及应用
测量精度高：0.01mm;
国家质量监督检验检疫总局
中国特种设备检测研究院
测量注意事项
CSEI
1、金属受热膨胀； 2、温度对声速的影响。 一般来讲，碳钢膨胀系数为10-13 ×10ˉ6/℃； 不锈钢膨胀系数为14.4-16 ×10ˉ6/℃； 合金钢受成分影响，膨胀系数的变化范围较大。 温度的提高致使构建内部发生变化，因此声波的传递速度也随之变化。 电磁超声是反射的纵波，而普通超声一般采用的横波，高温腐蚀检测仪采用 是纵波，声速受材料影响较小。 通过高温状态下的多次实验，同种材料受温度的影响，每升高55℃测量数据 比实际值增加1%
9.6 8.3
油浆
8.8
同上
8.3
国家质量监督检验检疫总局
中国特种设备检测研究院
CSEI
1、X射线数字成像检测
X射线数字成像（DR）检测原理
射线透照被检工件，衰减后的射 线光子被数字探测器接收，经过一 系列的转换变成数字信号，数字信 号经放大和A/D转换，通过计算机处 理，以数字图像的形式输出在显示 器上。
CSEI
数字成像检测与胶片照相在射线透照原理 上是一致的，均是由射线机发出射线透照被检 工件，衰减、吸收和散射的射线光子由成像器 件接收。不同点在于成像器件对于接收到的信 息的处理技术：胶片照相是射线光子在胶片中 形成潜影，通过暗室的处理，利用观片灯来观
国家质量监督检验检疫总局
中国特种设备检测研究院
管线腐蚀问题
CSEI
电力、化工企业管道网络在高温、高压及腐蚀性介质 中运行时，管道网络的很多部位会发生腐蚀侵蚀：直 管段的腐蚀坑点、弯头处的冲刷腐蚀及管道支架或托 架下的腐蚀，这些腐蚀会直接导致管道网络的局部破 损而引发重大设备或人身伤亡事故，给企业造成重大 经济损失；
大话成像-数字成像算法基础课程
大话成像-数字成像算法基础课程第一节课程介绍1.1 课程背景随着数字技术的飞速发展，数字成像技术已经在各个领域得到了广泛的应用，如医学影像学、遥感、计算机视觉等。
数字成像技术的核心是数字成像算法，而对于数字成像算法的理解和掌握，是学习数字成像技术的重要基础。
1.2 课程目标本课程旨在通过系统的讲解和案例分析，帮助学员掌握数字成像算法的基础知识，理解数字成像技术的原理和方法，为将来的实际应用打下坚实的基础。
1.3 课程大纲本课程将包括以下几个主要内容：- 数字成像技术概述- 数字成像算法原理- 图像采集和重构- 图像处理和增强- 图像压缩和编码第二节数字成像技术概述2.1 数字成像概念数字成像技术是一种通过传感器将目标场景转换成数字信号的技术，通常包括图像采集、数字信号处理和显示等步骤。
数字成像技术已经成为现代生活中不可或缺的一部分，它的发展推动了许多领域的创新和进步。
2.2 数字成像的优势与传统成像技术相比，数字成像具有以下几个优势：- 高质量：数字成像技术可以提供更高的分辨率和更真实的图像效果。
- 方便存储和传输：数字图像可以方便地存储在计算机中，并且可以通过网络进行传输和共享。
- 可编程性：数字成像技术可以通过软件进行处理和改进，具有更高的灵活性和可定制性。
2.3 数字成像技术的应用数字成像技术已经在多个领域得到了广泛的应用，包括但不限于医学影像学、工业检测、地质勘探、遥感、计算机视觉等。
不同领域对数字成像技术的要求和应用也有所不同。
第三节数字成像算法原理3.1 数字成像算法概念数字成像算法是指将图像采集的模拟信号转换成数字信号的一系列处理方法，主要包括信号处理、滤波、变换等操作。
通过这些操作，可以对图像进行增强、重构、压缩等处理。
3.2 数字成像算法的基本原理数字成像算法的基本原理包括采样、量化和编码。
采样是将连续的模拟信号转换成离散的数字信号，量化是将模拟信号的幅度转换成数字值，编码是将数字值表示成二进制码。
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DR基本原理：
X线穿透人体后，达到平板检测 器（flat panel detector，FPD）上， 其衰值直接转换成数字信号，再通 过计算机处理便成为数字影像。
DR基本原理
DR摄影检查室（用FPD）
DR技术工作站
DR的特点：
平板检测器可将透过人体的X线直接数 字化; DR图像较常规X线摄影清晰；影像可 进行一系列处理(对摄影尺寸、浓度、对比 度等进行调节) ；可进行放大、测量、边 缘增强、黑白反转及减影等，有利于病变 的显示，提高诊断准确性；图像可用光盘、 磁带等贮存，或输入PACS系统，达到网络 化和资源共享等；减少X线的曝光量，降低 X线对人体的损害。
一、数字X线机使用前准备 （一）使用前的准备
1．室温及湿度必须在允许范围内（温度10°C～ 30°C；相对湿度30%～75%）
2．电源电压、频率变化要在允许范围内
3．检查每一部分的地线是否连接完好
4．检查所有电缆是否存在不安全之处
一、数字X线机使用前准备
（二）操作注意事项
1．机器活动范围内严禁人员停留和放置物
三、 DR系统操作步骤
2．应用系统 （1）用户登录 （2）病历录入与选择 （3）核对病人资料，设置曝光参数 （4）摆位及对准中心线 （5）曝光 （6）接受或拒绝 （7）图像后处理 （8）打印胶片 （9）图像发送
三、 DR系统操作步骤
3．关闭系统 （1）退出技术工作站软件，关闭计算机； （2）退出医生工作站软件，关闭计算机； （3）退出病历中心软件，关闭计算机； （4）关闭打印机； （5）关闭胶片打印机； （6）关闭X线高压； （7）关闭控制柜电源； （8）关闭计算机配电接线板电源； （9）关闭配电柜电源总闸。
数字X线检查技术
数字X线检查（CR和DR），可获得数字X 线影像。
CR是利用成像板（imaging plate，IP） 记录通过人体衰减的X线，然后通过激光 扫描转换成数字信号，再通过计算机进 行处理，变成数字影像。
CR基本原理图
CR摄影检查室（用IP）
CR技术工作站
CR激光扫描仪
CR报告工作站
CR的优点：
摄影条件较常规X线线摄影降低，减少X线损 害；
通过数字化处理，可以对摄影尺寸、浓度、 对比度等进行调节，分辨率较常规X线摄影片高；
重建图像时，可以进行放大、测量、边缘增强、 黑白反转及减影；
数字化图像的信息可以存于光盘、磁带，可 以输入图像存储与传输系统（PACS），达到网络 化、资源共享等。
二、 CR系统操作步骤 （4）通过计算机对已获取图像进行诸如对比度、
翻转等内容的调整
（5）根据需要，选择单幅、双幅或多幅和打印张 数后进行打印
（6）退出到主界面
3.关机
（1）关闭扫描主机
（2）关闭计算机
三、 DR系统操作步骤 1．启动系统 （1）接通配电柜电源总闸； （2）接通接线板电源； （3）接通X线机控制器电源； （4）接通电脑主机电源； （5）开启技术工作站及其他的医生工作站； （6）开启文字报告打印机； （7）开启胶片打印机； （8）系统开始正常工作。
2．采用必要的放射防护措施
3．设备运行过程中，如发生故障或发生其他紧急情况， 应立即关机，并通知工程师来修理。存在易爆气体的 环境下，严禁使用数字化X线的设备
4．不得擅自修改程序和拆卸机器
5．做到对设备的日常及定性性维护、保养及校准
二、 CR系统操作步骤 1. 开机 先打开显示器，再打开扫描主机开关， 待所有程序进入后方可使用 2. 操作步骤 （1）录入病人的基本信息（姓名、性别、年龄、 ID号、临床诊断、送诊科室等） （2）进入部位选择界面后（如头、颈、胸、乳腺、 腹、骨盆、上肢、下肢等），选择被检体位所对 应部位，点击OK键，返回原界面，用条码扫描器 对IP盒的条码窗口进行扫描 （3）将扫描后的IP盒插入扫描主机读取已记录的 影像信息