X射线数字成像检测与X射线胶片照相检测的比较
数字化X射线影像检查技术成像质量与X射线摄影条件的探讨
数字化X射线影像检查技术成像质量与X射线摄影条件的探讨目的:通过计算机X成像与平板探测器X线成像的对比分析，从而了解数字化X射线影像检验技术成像质量和X射线摄影条件的关系，为今后的数字化X 射线影像检验技术的使用和X射线仪器的选择，提供科学有效的依据。
方法分别记录计算机X成像（computed radiografhy, CR）系统与平板探测器（flat panel detectors）数字X线成像系统分别在不同的剂量条件下成像质量，并进行对比。
结果在不同的剂量条件下，计算机X成像（CR）与平板探测器影像IQF值具有显著的差别，当曝光剂量在低剂量的情况下时，计算机X成像（CR）比平板探测器具有更低的IQF，差别有统计学意义。
结论计算机X成像（CR）成像质量更优于平板探测器，相比较之下CR更有利于检验结果的判断。
【关键字】数字化X射线影像；成像质量；X射线摄影条件数字化X线成像（digital radiografhy,DR）是将X线摄影装置或透视装置同计算机相结合，使X线信息由模拟信息转化为数字信息，形成数字化图像的成像技术［1］。
数字化X线成像（DR）可分为计算机X成像（computed radiografhy, CR）、数字X线荧光成像（digital fluorograghy,DF）和平板探测器（flat panel detectors）数字X线成像这三种。
目前基于平板探测器的DR系统具有更高的量子检出效率(DQE)［2］。
也就是说，对于平板探测器而言，计算机X成像（CR）具有更高的成像质量。
对X射线摄像影像技术也有着重要的作用。
1.方法1.1 X线摄影设备:在计算机X成像（CR）与平板探测器成像系统的对比试验的过程中，整个过程所使用的成像系统仪器均采用飞利浦CR进口X线机。
所使用的飞利浦CR进口X线机的主要参数为：像素矩阵为2560×3072，探测器有效面积为35cm×53cm，图像显示器象素矩阵为2560×2048，像素单元尺寸为13μm，焦点-探测器距离为180cm，X射线管焦尺寸为0.5mm，管电压为120kVp。
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。
无损检测--射线检测新技术及应用(DR)
射线检测面临的问题>>国家发展的要求节能减排、无污染、实现绿色无损检测>>产品检测的需要自动化、高效率、远程评判（交互）、存储查询方便解决方法方法之一：改变胶片及其后处理环节，切断污染源方法之二：后续处理技术的发展（1）数字化技术的发展（3）计算机、自动化技术的发展射线数字成像技术DR技术CR技术像质评价应用1、DR技术概述1.1 定义DR——Digital RadiographyNB/T47013.11（DR）承压设备无损检测第11部分：X射线数字成像检测1.2 检测系统组成1.3 与胶片照相不同之处：组成及成像过程增加了硬件（数字探测器、检测工装、计算机）与软件（数据采集、控制、处理）；减少了胶片及其暗室处理环节。
RT:胶片照相是射线光子在胶片中形成潜影，通过暗室的处理，利用观片灯来观察缺陷；DR成像则是利用计算机软件控制数字成像器件，实现射线光子到数字信号再到数字图像的转换过程，最终在显示器上进行观察和处理缺陷。
DR技术：面阵探测器线阵探测器数字探测器1.4 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。
数字探测器使用时注意事项1、温湿度的要求2、承受的最高辐照能量3、承重4、磕碰、划伤5、预热6、校正1.5 DR与胶片比较的特点>>提高检测效率（静止成像、连续成像）>>透照宽容度增加>>快速查询和统计>>减少暗室的洗片环节，降低环境污染>>预热>>校正（坏像素、不一致性）>>灵敏度高、分辨率低（与像素大小有关）>>一次投入成本高>>探测器无法弯曲，有一定厚度课件形式：。
胶片射线检测与数字射线检测的焊接缺陷检出能力比较
胶片射线检测与数字射线检测的焊接缺陷检出能力比较黄文大;郭伟灿;强天鹏;贾炯明;董茂辉【摘要】比较了胶片射线检测与数字射线检测两种射线检测技术对碳钢试样中裂纹、未焊透、气孔等缺陷的检测能力.结果表明:两种不同的技术,使用各自的设备器材及工艺参数,可以检出各种不同的缺陷,可供同行选用时参考.【期刊名称】《无损检测》【年(卷),期】2015(037)009【总页数】5页(P30-34)【关键词】胶片射线检测;数字射线检测;检出能力【作者】黄文大;郭伟灿;强天鹏;贾炯明;董茂辉【作者单位】浙江省特种设备检验研究院,杭州310020;浙江省特种设备检验研究院,杭州310020;江苏省特种设备安全监督检验研究院,南京210003;浙江三花制冷集团有限公司,新昌312500;北京嘉盛国安科技有限公司,北京100027【正文语种】中文【中图分类】TG115.28众所周知，常规胶片射线检测技术经过多年的发展，从检测方法、检测工艺到检测标准都已比较完善。
但其具有检测效率低、需要保管查询、远程传送评判、环境污染等方面缺点。
随着数字化技术的不断发展，新型的替代胶片的成像器件不断推向市场。
DR（数字射线检测）系统就是其中一种较为新型的射线检测系统。
DR 系统是指使用“数字探测器”作为成像器件的射线检测系统。
数字探测器是指把X 射线光子转换成数字信号的电子装置，而且该转换过程是由独立单元完成的。
数字成像检测与胶片照相检测在射线透照原理上是相同的，不同点在于成像器件对接收到的信息处理技术：胶片照相检测是射线光子在胶片中形成潜影，通过暗室处理，利用观片灯来观察缺陷的；而数字成像检测则是利用计算机软件控制数字成像器件，实现射线光子到数字信号再到数字图像的转换过程，最终在显示器上进行观察和处理缺陷。
按照检测系统与被检工件的运动状态，目前的射线检测系统分为二类：静态成像检测系统和动态成像检测系统。
笔者运用两种方法对试样进行了检测，能检出各种不同的缺陷。
射线数字成像检测原理及应用
EMA超声技术工作原理
EMA设备图谱
2
1
3
4
5
7
6
8
1-EMA-传感器；2-探测脉冲发生器；3-测量放大器 和自动增益放大器；4.模拟-数字转换（ADC）部件； 5-微处理器部件；6-内存部件；7-指示部件；8-键 盘。
高温EMA高温腐蚀检测仪设备
EMA高温探头
EMA探头主要由三部分组成：
X射线数字成像检测原理及应用
中国特检院压力管道部
2015-7-31
提纲
一、X射线数字成像检测 二、X射线数字成像检测特点 三、应用范围 四、案例
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。
最大提离为6毫米； 可应用于600℃高温管线残余厚度测量等； 材质：碳钢、合金钢、不锈钢、铜、钛、铝等一切导体材料； 检测速度快：800检测点/天； 测量精度高：0.01mm;
测量注意事项
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%
(1)焊缝检测
焊接接头x射线成像
焊缝裂纹测量：利用灰度 测量方法，可以对焊缝缺 陷进行测量
数字射线影像与胶片影像评定的差异
数字射线影像与胶片影像评定的差异张宏亮;李旭生;侯条英;李黎【摘要】This paper analyzes the differences between digital radiography and conventional X-ray films in terms of technical indicators and measurement methods,points out their differences in image evaluation,introduces the digital radiographic evaluation of the various image processing methods and shortcomings of evaluation function.It also puts forward the"gray curve section"auxiliary qualitative and new ideas like monofilament accurate measurement and defect quality indicator self height measurement,and provides beneficial enlightenment for the popularization and application of digital X-ray.%分析了数字射线与常规射线底片在技术指标和测量手段等方面的差异,指出了两者在图像评定中的不同之处,介绍了数字射线评定中的各种图像处理方法及对缺欠评定的作用,提出了"断面灰度曲线法"辅助定性、单丝像质计的精确测量、缺欠自身高度测量等新思路,为数字射线的推广应用提供了有益的启示.【期刊名称】《无损检测》【年(卷),期】2018(040)004【总页数】5页(P53-57)【关键词】数字射线;底片;影像;评定【作者】张宏亮;李旭生;侯条英;李黎【作者单位】廊坊北检无损检测公司,廊坊065001;廊坊北检无损检测公司,廊坊065001;中国石油天然气管道局第一工程公司,廊坊065000;北京合聚信达科技有限公司,北京102218【正文语种】中文【中图分类】TG115.28在无损检测射线检测方法中，根据成像介质不同可分为常规胶片照相和数字射线成像两大类。
计算机X线摄影与传统X线摄影对比分析
计算机X线摄影与传统X线摄影对比分析引言随着计算机技术不断发展，计算机X线摄影也逐渐成为医学影像检查的重要手段之一。
与传统X线摄影相比，计算机X线摄影具有许多优势，例如较低的辐射剂量、更高的图像分辨率等。
本文将对计算机X线摄影与传统X线摄影进行对比分析，分析两者的差异及优缺点。
计算机X线摄影计算机X线摄影，又称数字X线摄影，是一种数字化的X线检查技术。
与传统X线摄影相比，计算机X线摄影采用数字式X线探测器，将X线辐射转换成电信号，再通过计算机进行数字化处理和显示，从而获得清晰高分辨率的影像。
优点1.较低的辐射剂量：计算机X线摄影采用数字式探测器，相比传统X线摄影可以将辐射剂量减少50%以上。
2.更高的图像分辨率：计算机X线摄影具有灰度分辨率高、对比度高的优点，可以提供更清晰、更准确的影像信息。
3.更方便的影像存储和传输：计算机X线摄影的影像结果可以数字化存储和传输，极大地方便了医生的诊断和治疗工作。
4.更快的拍摄速度：计算机X线摄影的拍摄速度极快，可以在几秒钟内获得一个完整的影像。
缺点1.设备价格较高：计算机X线摄影设备价格相对传统X线摄影设备高。
2.技术要求高：计算机X线摄影涉及到的计算机技术和图像处理技术要求较高，需要专业的技术人员操作和维护。
传统X线摄影传统X线摄影是一种采用传统X射线管进行的摄影技术。
摄影过程中，X射线从X射线管射出穿过人体被探测器捕获，形成一幅影像。
传统X线摄影已经是一种比较成熟、经典的医学影像检查手段。
优点1.技术成熟：传统X线摄影技术已经相对成熟，设备普及率高，维护方便。
2.成本较低：传统X线摄影设备的价格相对较低，适用于中小型医疗机构。
3.操作简单：传统X线摄影设备操作简单，可供医生和技术人员进行操作。
缺点1.辐射剂量较高：传统X线摄影使用X射线辐射，辐射剂量相对较高，对人体健康有一定的危害。
2.分辨率不高：传统X线摄影相对计算机X线摄影的图像分辨率不高，难以提供更高的检查准确性。
数字实时成像(DR)与X射线胶片成像
数字实时成像（DR）与X射线胶片成像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、电子、机械、考古等诸多领域，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、消耗资源少、能够在线实时检测产品的成像技术，数字实时成像技术(Digital Radiography,DR)应运而生。
数字实时成像技术因为检测速度快、探测效率高、价格成本低、分辨率好、更能适应现代工业生产快速在线检测的要求等诸多优点得到越来越广泛的重视和应用。
本文的以下部分将简要介绍一下x 射线胶片成像技术和数字实时成像技术的基本原理，并从几个方面对两种成像技术的性能特点进行对比分析，简单说明x 射线成像技术的发展动态和趋势。
2 成像原理x 射线胶片成像技术是利用胶片将透射被检测物体从而携带了物体内部信息的x 射线记录下来，通过显影、定影等暗室处理后进行检测和评估的技术。
需要的设备主要包括：X射线源、胶片、显影与定影试剂和烘干设备。
胶片的显影、定影等后处理程序和我们日常生活中的拍照一样，只是这里实现曝光的是X射线，反映的是物体内部的信息。
数字实时成像系统包括x 射线管、探测器阵列、机械扫描系统、信号放大和数据采集处理单元、计算机图像处理存储传输系统、图像显示系统等。
射线穿过被检测物体后携带了物体内部的组成信息，在经过一个准直器后进入由核探测器及电子学系统组成的转换装置中，转换装置输出的信号大小和射入其中的射线强度成正向关系。
随后数据采集系统将采集到的信号进行AD 转换和一定的预处理并输入计算机进行存储和后处理。
射线数字成像检测培训
线检测，如汽车轮箍、航空发动机叶片等。
4、 CR 成像技术及应用
在二十世纪八十年代出现的 CR 检测，使射线检测迈出了一大步， 实现了计算机自动存储和图像数字处理。4.1 组成
除与及胶片照相同样的设备（如射线源）外，该系统还包括成像 板、成像潜影读出装置、潜影擦除装置（包括进片机械驱动）、成像 控制显示单元（计算机及其软件）。
¾ 图像采集帧频达到 25fps； ¾ 视场直径（约 100～250mm） ¾ 动态相对灵敏度有 3～5％ ¾ 视场中心分辨率约 2lp/mm。
3.4 特点 优点：增益高（由于使用了增强管，使得微光信号得到加速，使 其灵敏度得到提高），可实现实时检测。 缺点： ¾ 工业电视只实现了“光电转换”而未实现“模数转换” ¾ 显示的图像是未经处理的原始图像，噪声大 ¾ 灵敏度低，分辨率很低 ¾ 存在边缘畸变 针对目前的工业检测中，为了提高像质，采用数字图像采集卡将
2.1 按射线成像系统分类
现有的射线成像系统共有以下五种：
z 胶片照相 z 工业电视
模拟成像系统
z DR z CR
数字成像系统
z CT
按照成像的结果可分为模拟成像系统和数字成像系统两类。
2.1.1 模拟成像系统
成像结果并非数字信号，无法直接使用计算机进行后续处理，因
此属于模拟成像系统；
（1） 胶片照相（Film-screen）
提供了所有数字化功能，曾被认为是胶片的替代者。 优点：
¾ 成像板不需要与采集处理电路集成，可反复使用； ¾ 降低了成本； ¾ 射线曝光动态范围宽； ¾ 降低了射线输入剂量； ¾ 成像质量可达到胶片照相水平。 缺点： ¾ 整套系统价格昂贵；
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
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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；
X射线平板探测器数字成像及其图像校准
收稿日期:2003204218 基金项目:国家自然科学基金资助项目(50275008) 作者简介:周正干(1967-),男,湖南湘潭人,教授,zzhenggan @.X 射线平板探测器数字成像及其图像校准周正干 滕升华 江 巍 安振刚(北京航空航天大学机械工程及自动化学院,北京100083) 摘 要:为了提高X 射线数字成像系统的图像质量,以基于平板探测器的X 射线数字照相系统为研究对象,介绍了平板探测器自身影响图像质量的4大因素:随机噪声,偏置误差,像元响应不一致性和瑕疵像元等,分析了这些因素的成因及其对图像质量的影响,提出了相应的减小和消除这些影响的图像校准方法.实验结果表明:运用这些图像校准方法,可以有效地去除上述因素对图像质量的影响,显著提高平板探测器输出图像的质量,为后续图像判读奠定了良好的基础.关 键 词:无损检验;图像处理;图像校准;平板探测器中图分类号:TH 87811文献标识码:A 文章编号:100125965(2004)0820698204X 2ray flat 2panel 2detector 2ba sed digital radiography and its image calibrationZhou Zhenggan T eng Shenghua Jiang Wei An Zhengang(School of M echanical Engineering and Automation ,Beijing University of Aeronautics and Astronautics ,Beijing 100083,China )Abstract :T o im prove imaging quality of X 2ray digital radiography system ,an X 2ray flat 2panel 2detector 2based digital radiography system was investigated.F our factors of flat panel detector which degrade image quality ,such as random noise ,offset ,response nonuniformity and defective pixels ,were introduced.H ow they occur and in fluence imaging quality was analyzed.C orresponding methods for image calibration were put forward to minish and eliminate the in fluences on image quality.Experimental results indicate that ,with the image calibration methods ,the in flu 2ences of above mentioned factors can be rem oved effectively and the quality of image from flat panel detector can be im proved greatly ,which has founded a g ood foundation for succedent image identifying.K ey words :non 2destructive tests ;image processing ;image calibration ;flat panel detector 射线检测是常规无损检测的重要方法之一,广泛应用于航空、航天、核电、国防以及其它工业部门,在工业生产和国民经济中发挥了重要作用[1].目前,在生产实际中,射线检测普遍使用胶片照相法.X 射线胶片照相的成像质量较高,能正确提供被测试件缺陷真实情况的可靠信息,但是,它具有操作过程复杂、运行成本高、结果不易保存且查询携带不便以及评片人员眼睛易受强光损伤等缺点.为了解决上述问题,20世纪90年代末出现了X 射线数字照相(Digital Radiography ,DR )检测技术.X 射线数字照相系统中使用了平板探测器(flat panel detector ),其像元尺寸可小于0.1mm ,因而其成像质量及分辨率几乎可与胶片照相媲美,同时还克服了胶片照相中表现出来的缺点,也为图像的计算机处理提供了方便[2].因此,基于平板探测器的X 射线数字成像系统在无损检测和评价(NDT ΠNDE )、集装箱扫描、电路板检查以及医疗应用等方面具有广阔的应用前景[3].1 平板探测器的组成及工作原理X 射线平板探测器由射线接收器、命令处理器和电源组成.射线接收器中包含有闪烁晶体屏(G d 2O 2S 或CsI )、大面积非晶硅传感器阵列以及2004年8月第30卷第8期北京航空航天大学学报Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics August 2004V ol.30 N o 18读出电路等,其结构示意图如图1所示.其中,闪烁晶体屏用来将X 射线光子转换成可见光,与其紧贴的大规模集成非晶硅传感器阵列将屏上的可见光转换成电子,然后由读出电路将其数字化,传送到计算机中形成可显示的数字图像.命令处理器是接收器和用户系统之间的接口.由该种平板探测器组成的X 射线数字成像系统结构如图2所示.图1 接收器内部结构示意图图2 平板探测器成像系统结构示意图2 平板探测器图像校准的必要性尽管平板探测器具备前述一些优良特性,但是,X 射线源的不同、接收器内电子线路的不一致性及其正常变化,都会引起平板探测器上不同像元在同样X 射线剂量辐射的情况下具有不同的输出信号.导致这一现象产生的原因可以归纳为以下几个方面.2.1 随机噪声(random noise)探测器中,从射线到可见光的转换以及后续的光电转换和模数转换等都伴有随机噪声.另外,由于探测器的像元数据是逐行读出的,对指定行的采样瞬间也不可避免地要受到相邻行的影响.2.2 偏置误差(offset)在没有X 射线照射的情况下,由于光电二极管(photodiode )和薄膜晶体管(Thin 2Film 2Transistor ,TFT )的漏电流以及数据采集电路中电荷放大器零点漂移的影响,探测器各像元仍有一定的输出值,这就是偏置误差.偏置误差是一种系统误差,在实际工作中,它叠加在实际射线响应输出之上,而且各像元的偏置误差各不相同.通常情况下,可以认为每个像元的偏置误差是固定不变的,因此能够将其消除.2.3 像元响应不一致性(response nonuniformity)像元响应不一致性是指探测器在均匀强度X 射线的照射下,各像元响应的不均匀程度,它与像元接收到的射线剂量到像元图像灰度值转换的整个过程有关.一方面,各像元对应的射线Π可见光转换、光Π电转换及电荷放大程度各不相同;其次,探测器中用到的电荷放大器因工艺所限不可能做得很宽,所以只能将多片集成的放大器拼接在一起(见图1),于是又产生了不同放大器模块之间放大程度的差异.由于各探测器像元对均匀射线的响应不一致性是随机的,因此,在图像上反映出灰度空间分布的随机性[2].然而,可以近似认为各像元的响应灵敏程度是固定不变的.2.4 瑕疵像元(defective pixels)瑕疵像元是指不能依据射线强度做出合理响应的像元,或者说是响应灵敏程度明显有别于正常点的像元.按对射线响应的灵敏程度来分,瑕疵像元可以分为对射线响应过于敏感的像元和过度迟钝的像元两种.在探测器生成的原始图像上,可以很明显地看到星星点点散布着的亮点和黑点,甚至整条的白线或黑线,这些就是典型的瑕疵像元.从本质上讲,瑕疵像元是像元响应不一致性的极端情况,但由于其极端性,又不宜采取与响应不一致性相同的校正方法,故将其单独列出.由于上述原因,从探测器采集的原始图像一般不能满足实际检测的要求.因此,全面分析平板探测器自身影响输出图像质量的各种因素,在此基础上研究针对性的图像校准方法对原始图像进行处理,是实际检测过程中一个必不可少的环节.3 平板探测器的图像校准方法3.1 随机噪声的消除对于随机噪声,最有效的消除方法就是采用多幅图像叠加取平均值的经典方法[4].对均匀射线辐射探测器所获得的图像(由12bit 的图像采集卡获得,下同)进行分析,如图3所示,图3c 表示了去掉的随机噪声.通过多幅叠加,灰度标准差由33.83减小至30.74.由此可见,通过采用多幅平均的方法去掉随机噪声后,图像质量得到了提高,但通过16幅叠加取平均的方法去噪耗时太长.实验结果表明,4996第8期 周正干等:X 射线平板探测器数字成像及其图像校准a 单幅图像某行的一段灰度曲线b 16幅图像叠加平均后与a图同位置的灰度曲线c a 图减去b 图的结果图3 随机噪声及其消除幅叠加处理后即可获得同16幅叠加处理大致相当的效果.3.2 偏置误差的修正在没有X 射线辐射探测器的情况下采集一幅图像,称之为暗场图像,它是探测器传感器阵列在无信号输入时的输出信号,包含了偏置误差的全部信息.偏置误差修正过程如图4所示.从图4a 可见,不同像元的偏置误差相差很大,且毫无规律可言.图4c 代表了偏置误差被修正后的结果.图4c 的图像质量较图4b 有了显著提高,灰度标准差由30.74降到18.88.3.3 像元响应不一致性校正由图4c 可见,经过偏置误差修正,该行的灰度曲线仍有较大的起伏,而且呈明显的分段特性,即该行可以分为灰度相差较大的几段,而整幅图像的灰度分布则呈现规则的柱状,如图5所示.这表明,还有严重影响图像质量的因素有待校正,这就是像元响应不一致性.为了对响应不一致性进行校正,首先需要掌握各点的响应特性,这就需要采集并分析校准图像.在实际工作中,分别在3种不同射线辐射状态a 暗场图像某行的一段灰度曲线b 均匀射线辐射下与a图同位置的图像灰度曲线c b 图减去a 图的结果图4 偏置误差及其消除图5 偏置误差校正后图像灰度拉伸效果下采集校准图像:①在没有X 射线辐射探测器的情况下获取一幅图像,前已提及,称为暗场图像;②在能使各像元和电子线路饱和的均匀X 射线照射探测器的情况下获取一幅图像,称为亮场图像;③在亮场图像所用剂量70%左右的X 射线均匀照射下采集一幅图像,称为中亮场图像.在采集校准图像时,为消除随机噪声的影响,一般应该采取多幅叠加取平均的方式.由前面对偏置误差的分析可知,这里的暗场图像实际上就代表了偏置误差.若用中亮场图像与暗场图像相减,得到的差值就是各像元在中亮场射线强度下的响应.同理,由于各种射线条件下得到的图像都包含了暗场图像所代表的偏置误差成分,所以任意两幅图像相减的结果,就是二者对应射线剂量的差值在各像元的实际响应.这样,利007北京航空航天大学学报 2004年用3幅校正图像,对于每一像元,都可得到一条灰度值随射线强度变化的响应曲线,也就可获得图像校正值随原始灰度值的变化曲线.图6为某点的灰度校正曲线,其中,横坐标表示原始灰度值P ,纵坐标对应校正输出Q .P d ,P m ,P l 分别代表该像元在暗场、中亮场和亮场图像中的对应灰度值.暗场图像像元灰度值的校正输出Q d 对应灰度0,亮场图像像元灰度值的校正输出则可以根据实际需要确定为某一恒定值,如像元灰度为12bit ,则Q l 取4095.中亮场的校正值Q m 可以根据暗场和亮场的对应值,结合射线强度差求得,或根据3幅图像的灰度均值用下式近似得到:Q m =P mm -P dmP lm -P dm ×Q l(1)式中 P dm ,P mm ,P lm 分别是暗场、中亮场和亮场图像的灰度平均值.图6 某像元的灰度校正曲线对于任意一幅需要校正的图像,校正值根据P 值与中、亮场灰度的对比关系,对应图6中分段线性校正曲线的上半段或下半段.实际利用下式计算:Q =P -P dP m -P d×Q m P <P mP -P mP l -Pm×(Q l -Q m )+Q m P >P m(2) 图7是图5对应原始图像经过不一致性校正后的结果,区域灰度标准差由39129降为27106,降低了3111%.图7 经像元相应不一致性校正后的图像314 瑕疵像元校正仔细观察图7,可以发现其中存在一些灰度值奇异点,这是受到前述瑕疵像元影响的结果.为对瑕疵像元进行具体界定,根据实验结果设定了一个灰度区间,若某像元P l 与P d 的差值落在该区间之外,则判定该像元为瑕疵像元.对瑕疵像元的校正采用邻域选择性平均法,即瑕疵像元的校正输出取其邻域中正常像元的灰度平均值;除非位于传感器阵列的边缘,每个像元有8个相邻像元.如果瑕疵像元的相邻像元中有3个以上是正常的,则相邻正常像元的灰度平均值可作为该瑕疵像元的灰度值;若相邻像元中正常的像元少于3个,则该瑕疵像元不能被校正,否则,图像有可能失真.综合运用上述各种校正方法,对某均匀射线照射图像进行校准,校准之后的图像灰度分布趋于平坦化,灰度标准差由39.29降到了19.24,降幅高达51.0%.4 结 论由于受到随机噪声、偏置误差、像元相应不一致性和瑕疵像元等各种图像降质因素的影响,从平板探测器采集的原始图像一般不能满足实际检测工作的要求.在全面分析各种图像降质因素的成因及特性的基础上,本文介绍了平板探测器数字图像校准的方法.利用本文介绍的图像校准方法,可显著改善平板探测器的图像质量,为后续的图像判读,以及其缺陷识别等工作奠定了良好的基础.参考文献(R eferences )[1]刘德镇.现代射线检测技术[M].北京:中国标准出版社,1999.240～251Liu Dezhen.M odern radiology techniques[M].Beijing :China S tan 2dard Press ,1999.240～251(in Chinese )[2]曹厚德.数字化X 射线影像技术的发展[J ].感光材料,1999,(1):31～34Cao H oude.Development of digital radiography[J ].Sensitive M ate 2rial ,1999,(1):31～34(in Chinese )[3]Reiff KJ.Flat panel detectors 2closing the (digital )gap in chest andskeletal radiology[J ].European Journal of Radiology ,1999,31:125～131[4]陈树越,路宏年.X 射线数字成像噪声特性及噪声消除方法研究[J ].无损检测,2001,23(1):9～14Chen Shuyue ,Lu H ongnian.Research on noise characteristics and noise depression in X 2ray digital radiographic system [J ].N onde 2structive T esting ,2001,23(1):9～14(in Chinese )107第8期 周正干等:X 射线平板探测器数字成像及其图像校准。
无损检测之X射线数字成像检测技术
无损检测之X射线数字成像检测技术无损检测之X射线数字成像检测技术9.X射线数字成像检测技术计算机数字图像处理技术的原理可用两个“转换”来概括：X射线穿金属材料后被图像增强器所接收，图像增强器把不可见的X射线图像转换为可视图像，转换过程实为“光电效应”，称为“光电转换”；可视图像的载体是模拟量，它不能为计算机所识别，如要输入计算机进行处理，则需将模拟量转换为数字量，进行“模数转换”，再经计算机处理将可视图像转换为数字图像，其方法是用高清晰度电视摄像机摄取可视图像，输入计算机，进行“模数转换”，转换为数字图像，再经计算机处理，以提高图像的灵敏度和清晰度，处理后的图像显示在显示器屏幕上，显示的图像能提供检测材料内部的缺陷性质、大小、位置等信息，在显示器屏幕上直接观察检测结果，按照有关标准对检测结果进行缺陷等级评定，从而达到检测的目的。
X射线数字成像方法与X射线胶片照相方法在基本原理上是相同的；胶片照相方法是X射线穿透工件，部分射线能量被材料吸收，其余的射线能量穿过工件后使胶片感光，在底片上产生黑度差异的影像，从而达到检测目的；而X射线数字成像方法同样是X射线穿透工件，部分能量被材料吸收，其余的射线能量则经图像增强器转换为可见图像，经计算处理后，在显示器屏幕上观察检测结果。
可见它们产生的机理是一致的。
但是，在表现形式上却有所不同，主要表现为：（1）检测的载体不同X射线胶片照相方法的检测载体是胶片，而X射线数字成像方法的检测载体则是计算机。
（2）检测结果的显示媒体不同X射线胶片方法检测结果的显示媒体是底片；而X射线数字成像方法检测结果的显示媒体则是计算机的显示器。
（3）检测影像（图像）大小不同X射线胶片照相方法检测的影像基本是实物原样大小的影像；而X射线数字成像检测的图像则是放大的。
（4）X射线曝光方式不同由于设备和工艺方法的原因，X射线胶片照相的曝光方式是间断的，曝光时间与间歇时间比不小于1:1；而X射线数字成像则可以做到较长时间连续曝光。
X射线数字成像检测与X射线胶片照相检测的比较
控制
通过控制图像分辨率和灰度动态范围，以保证图像质量（灵敏度）
通过控制几何不清晰度和黑度，以保证图像质量
21
信息
采集数据，经计算机输入和输出信息，可实现远距离传输。
X射线数字成像检测与X射线胶片照相检测的比较
（小结）
序号
项目
X射线实时成像检测方法
射线胶片照相检测方法
1
射线源
X射线
X射线γ射线
2பைடு நூலகம்
射线机焦点尺寸
较小
较大
3
检测工件厚度（Fe）
2～45ｍｍ
（低能X射线）
2～250ｍｍ
4
成像基本单元构成
数字bit
AgBi颗粒
5
成像接收载体（装置）
成像转换装置（三种探测器型式）
负像显示，图像不放大
12
图像评定
计算机程序辅助评定+人员评定
人员评定
13
图像保存媒体
多媒体：光盘、硬盘、U盘等，保存容量大
保存空间小
底片
保存容量小
保存空间大
14
检验报告
计算机自动记录、打印报告，可与检测同步出报告
人员编写和抄写报告，
报告滞后
15
图像保存
对保存环境要求较高，图像媒体保存空间小，保存成本低，可保存30年。
光盘硬盘u保存容量大底片保存容量小保存空间大保存空间小14计算机自动记录打印报告可与检测同步出报告人员编写和抄写报告报告滞后15对保存环境要求较高图像媒体保存空间小保存成本低可保存30对保存环境要求高底片检验记录检验报告保存空间大保存耗费大一般保存8或自动化作业现计算机程序控制劳动强度基本人工操作劳动强度较大17精度较高定位准确精度一般18考核考核系统分辨19系统有完整的x射线成像系统20控制通过控制图像分辨率和灰度动态范围以保证图像质量灵通过控制几何不清晰度和黑度以保证图像质量21信息采集数据经计算机输入和输出信息可实现远距离传输
数字X线摄影与传统X线摄影对比分析
第 1 ～ 3 肋 骨 粗 短 , 且 有 锁 骨 、肩 胛 骨、肌肉保护,不易发生骨折,第11～12肋 前端游离,弹性较大,也不易发生骨折,而
第4～7肋长而薄,且相对较暴露,故最易 发生骨折。
3.1.2 肋骨骨折的特点 (1)不同的 暴力方式所造成的肋骨骨折也具有不同 的特点,直接的暴力作用常使肋骨向内弯 曲折断,而前后挤压力的作用使肋骨向外 弯曲折断;(2)肋骨骨折有单处骨折,也有 多根多处骨折;(3)同样的暴力作用于不同 的人结果也不同,儿童肋骨弹性大,不容 易发生骨折,老年人骨质较脆,很容易骨 折;(4)各人对骨折痛疼的耐受力也不同, 所表现的临床症状也不同;(5)肋骨骨折 的位置以前肋和腋侧肋骨居多,软肋较少 见。 3.2 传统X线摄影的缺点
3.4.2 其他有效的辅助检查设备的 应用 CT对不完全性和隐匿性骨折的诊 断具有重要意义,CT可以克服平片上重 叠阴影的干扰及体位不正的影响。CT具 有影像清晰、密度分辨率高、经单根肋骨 曲面重组图像(CPR)的优点;但费用相对 较高,X线曝光量较大,因此目前尚不能 作为对怀疑有肋骨骨折患者的常规检查 手段。但对于高度怀疑有骨折,而X线平 片显示为阴性,难以确诊的仍应及时进行 CT扫描以免误诊漏诊。
medical laboratory sciences 医学检验
CHINA HEALTH INDUSTRY
数字X线摄影与传统X线摄影对比分析
王云晋 (云南省昆明市官渡区人民医院 昆明 650200)
【摘要】目的 评价数字X线摄影的在工作中的优势。方法 DR组和对照组均采用相同的摄影体位,即全胸后前位及肋骨左右双
DR组和对照组均采用相同的摄影体 位,即全胸后前位及肋骨左右双斜位,其 中双斜位采用了左前斜位和右前斜位,旋 转角度的范围在15～55o之间,拍摄时嘱 患者深吸气后曝光,焦一片距均为180cm, 对疑有隔下肋骨骨折者加摄卧位肋骨片, 拍摄时需深吸气呼出后屏气。
X射线数字平板成像技术与胶片成像技术在焊管生产中的应用对比
Ｘ射 线数 字平板成像技 术 与胶 片成像技术
在焊 管生产 中的应用 对 比
林 春 明 ，杨 伟 方
（ 浙江 金洲 管道 工业 有 限公 司 ， 浙江 湖 州 ３ ３ ０ ） １０ ５ 摘 要 ：介 绍了 Ｘ射 线胶 片 成像 技 术 和 ｘ 射 线数 字平板 成 像技 术 的主要 特 征 指标 及 其 在 焊 管
Ｄｉ ｉａ ａ ｅ Ｉ ａ ｉ ｎ ｒ ｙ Ｆｉｍ ｍ ａ ｉ ｃ ｎｏ ｏ ｉ ｓ ｇ ｔ ｌＰｌ ｔ ｍ ｇ ｎｇ ａ ｄ Ｘ－ ａ ｌ Ｉ ｇ ｎｇ Ｔｅ ｈ ｌ ｇ ｅ
ＬＩ Ｃｈｕ — ｎ Ｎ ｎ ｍｉ ｇ，ＹＡＮＧ ｅ—ａ ｇ Ｗ ｉｆ ｎ
（ｈｊａｇ ｎｌｎ ｉｅ ｎ ｎ ｕｔ ｏ， ｔ． Ｈｕｈｕ３ ３ ０ ， ｈｊａｇ Ｃ ｉａ Ｚ ｅ ｎ Ｋｉ ａｄＰ ｌ ｅ ｄ ｓｙＣ ． Ｌｄ， ｚｏ １０ ５ Ｚ ｅ ｎ ， ｈｎ ） ｉ ｇ ｐ ｉ Ｉ ｒ ｉ
ａ ｄ ｆ ｍ ｇ ｎ ｃ ｎ ｌｇ ｏ ｓ ｖ ｒ ｌ ｓ ｅ ｔ ， ｕ ｈ ａ ｇ ｎ ｐ ｅ ｓ ａ ｉｌ ｅ ｏｕ ｉ ｎ ｏ ｅ ａ ｉｎ ｃ ｓ ａ ｄ ｅｃ Ｔ ｒ ｕ ｈ ｎ ｌ ｉ ｉ ｇｔ ｈ ｏｏ ｙｆ ｍ ｅ ｅ ａ ｐ ｃ ｓ ｓ ｃ ｓ ｍａ ｉ ｇｓ ｅ ｄ，ｐ ｔ ｓ ｌ ｔ ， ｐ ｒ ｔ ｏ ｔ ｎ ｔ ． ｈ ｏ ｇ ｉ ｍａ ｅ ｒ ａ ｉ ａｒ ｏ ｏ
ｍｅｈ ｄ ｅｅｃ ｍｐ ｒｄ ａ ｄｔｅｓｑ ｅ ｃ ｓ ｌ ｎ ｄｆｒ ｉｄ ｆ ｉｉ ｌ ｌｔ ｇｎ ｃ ｎ ｌｇｅ （— ｉａＳ ， ｔｏ ｓ ｒ ｏ ａｅ ， ｎ ｅ ｕ ｎ ｅｗａ ｉ ｅ ｋｎ ｓｏ ｄｇｔ ａｅｉ ｉｇｔ ｈ ｏｏ ｉｓ ａＳ，－ｅ ＣＭＯＳ ｗ ｈ ａｇ ｏ３ ａｐ ｍａ ｅ ）
医用X线机数字与胶片成像原理的对比
医用X线机数字与胶片成像原理的对比
朱弋;阮兴云;徐志荣;王振洲
【期刊名称】《中国医学装备》
【年(卷),期】2006(003)006
【摘要】随着医疗技术的发展,很多医院的放射科正在实现由传统胶片向数字化影像系统的转变,有的医院既有传统胶片成像X线机,又有数字化影像设备,医生在使用这些设备时,有必要了解两种设备的不同原理,以投照出质量良好的X光影像.
【总页数】2页(P14-15)
【作者】朱弋;阮兴云;徐志荣;王振洲
【作者单位】成都军区昆明总医院医学工程科,云南昆明,650032;成都军区昆明总医院医学工程科,云南昆明,650032;成都军区昆明总医院医学工程科,云南昆
明,650032;成都军区昆明总医院医学工程科,云南昆明,650032
【正文语种】中文
【中图分类】TH774
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（小结）
序号
项目
X射线实时成像检测方法
射线胶片照相检测方法
1
射线源
X射线
X射线γ射线
2
射线机焦点尺寸
较小
较大
3
检测工件厚度（Fe）
2～45ｍｍ
（低能X射线）
2～250ｍｍ
4
成像基本单元构成
数字bit
AgBi颗粒
5
成像接收载体（装置）
成像转换装置（三种探测器型式）
胶片
6
成像方式
直接成像
潜影
7
图像载体
不同灰度的数字bit
底片定影后的AgBi颗粒
8ห้องสมุดไป่ตู้
成像速度
实时成像、准实时成像，
成像速度快，即时观察
需经显影、定影、晾干，
成像速度慢，滞后观察
9
环境保护
无污染，环保
显影液、定影液对环境有一定的污染
10
图像观察载体
显示器、投影仪等
底片
11
图像显示模式
负像或正像显示，图像可以放大
负像显示，图像不放大
12
图像评定
计算机程序辅助评定+人员评定
人员评定
13
图像保存媒体
多媒体：光盘、硬盘、U盘等，保存容量大
保存空间小
底片
保存容量小
保存空间大
14
检验报告
计算机自动记录、打印报告，可与检测同步出报告
人员编写和抄写报告，
报告滞后
15
图像保存
对保存环境要求较高，图像媒体保存空间小，保存成本低，可保存30年。
20
控制
通过控制图像分辨率和灰度动态范围，以保证图像质量（灵敏度）
通过控制几何不清晰度和黑度，以保证图像质量
21
信息
采集数据，经计算机输入和输出信息，可实现远距离传输。
对保存环境要求高，底片、检验记录、检验报告保存空间大，保存耗费大，一般保存8年
16
检测操作
基本流水线机械化(或自动化)作业,可实现计算机程序控制,劳动强度低
基本人工操作,劳动强度较大
17
检测工装
精度较高，定位准确
精度一般，
18
设备系统性能考核
考核系统分辨率
无具体考核指标
19
系统
有完整的X射线成像系统