射线检测技术第7章 数字射线成像检测技术
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3.3线阵DR成像原理
荧光屏或闪烁体接受入射X射线的能量，发出可 见光，感光二极管受到可见光的照射，产生电压 信号。该信号经过集成电路的处理变成14位(或 16位)的数字信号发给计算机。
闪烁体/荧光物质+光电二极管
被检物体
线阵探测器
射线源
计算机
辅助 系统
3.4 线阵DR工作过程
线阵探测器的扫查方式是线型扫描，每次扫描结果 是一条直线，一条条直线排列组成一幅图像。检测 时工件移动，经过相对固定的线阵探测器的扫查， 得到一幅连续的图像。该装置的动态范围大(相当于 胶片宽容度)，超过了普通胶片，可以获得更多的图 像细节信息，图像质量完全达到了胶片照相的效果
1.3数字射线照相技术种类
面阵列探测器成像技术 线阵列探测器技术 积累型CCD成像探测器技术 图像增强器+CCD成像技术。
1.4 数字射线检测的优点
检测结果数字化，降低了废片率， 低剂量化。 量子检测效率高于胶片，以德国德尔公司的CR
35为例，CR成像的曝光时间仅仅为一般胶片的 1/3-1/2，曝光量减少近60%，降低了X射线机的 负荷，相对地延长了X射线机的使用寿命。 不需要胶片，不需暗室处理，更环保经济。 远程评片 现状：数字射线成像在我国应用远不如胶片照 相，在于数字射线检测的灵敏度低于胶片照相的 灵敏度，技术、工艺准备上不足。
1.5 胶片照相与数字射线照相的对比
胶片与探测器 原子与比特(Bit) 颗粒与像素 黑度与灰度 底片与数字图像 检测工艺的变化 检测报告的变化
检测工艺的变化
采用数字射线成像时，包括 射线源到工件的距离 工件到射线探测设备的距离 射线入射方向 曝光曲线的制作方法 基准灰度的选取 信噪比 合格图像的质量要求等工艺指标都将发生
亮度值取决于量化位数 和射线强度
量化位数(bit)
8位：0-255 16位：0-65535
位数越高，量化越准确 ，但占用空间越大
模拟图像与数字图像
模拟图像是空间坐标和幅度都连续变化的 图像。
射线照相得到的底片图像就是模拟图像； 数字图像是空间坐标和幅度均用离散的数
字表示的图像。 特点：时间和幅度都是离散化的。
225kV X射线工业DR/CT系统
3.2系统构成
该系统一般由 射线源 机械装置 线阵列探测器 图像采集、显示与处 理单元等构成。
线阵列探测器是该系 统的核心器件。可以是 非晶硅、非晶硒，或闪 烁体与CCD、CMOS构 成的线阵列探测器。
线阵探测器是将一种 新型的射线探测元件排 列成一个阵列，并将它 们直接与一块大规模集 成电路连接在一起，同 步完成射线接收、光电 转化、数字化的全过程 。
1. 常规胶片照相与数字射线照相
1.1 常规胶片照相
胶片照相是工业射线照相的主要方式。 胶片照相法的不足
检测周期长(布片、暗室处理等)、检测效率低 成本偏高(胶片价格上涨快) 底片保管困难 底片难以共享、不利于环境保护等。
射线检测的发展趋势：数字射线照相检测
典型代表：射线CR和DR
光发射，光电层将荧光能量转换为电子发射。发 射的电子在聚焦电极的高压作用下被聚焦和加速 ，高速撞击到输出屏上。输出屏将电子能量转换 为可见光发射。输出屏上的可见光图像，经光学 系统由摄像机拾取，将图像信号转换为视频信号 ，经A/D转换后送入图像处理单元。 转换过程：射线 荧光 电子 荧光
2.4系统主要指标
2.2 图像增强器射线实时成像检验系统
增强亮度
1-射线源；
2-工件与机械驱动系统；
3-图象增强器； 4-摄像机
5-图象处理器； 6-计算机； 7-显示器
系统构成
射线源 机械装置 图像增强器 图像采集和处理单元 显示和存储单元 控制单元
2.3工作原理
原理
输入转换屏吸收入射射线并将其能量转换为荧
该系统可以采用静态检测方式和动态方式获得检 测图像。
该系统的动态范围可以达到2000：1。 图像增强器输入屏的不清晰度一般在0.3mm左右 • 中心空间分辨率的典型值为4～6Lp/mm（线对/
毫米）。 为了获得高空间分辨率，需要采用小或微焦点射
线源以及适当的放大倍数。
2.5发展趋势
工业X 射线影像增强器和一台高分辨率CCD 数字摄像机组成，可传输视频信号和数字信 号进行图像处理。
1.2 数字射线照相
什么是数字射线照相？ 射线数字成像（ray digital radiography）
是指采用射线数字探测器接收射线，可输 出数字图像并进行数字图像处理的一种成 像方法。 典型特征是检测结果是数字化图像。
数字图像
时间上离散
像素
数字图像
x y
f(x,y)
f(x,y)表示数字图像在 (x,y)坐标处的亮度值
2.6优点与局限性
优点： 实时 不使用胶片 检测结果数字化 局限性： 空间分辨率和清晰度低于胶片射线照相 体积较大、不灵活 设备一次投资较大
3. 线阵列射线DR技术
3.1线阵列射线DR检测系统
1
2
7
3
4
6
5
1—X射线管 2—准直后的X射线束 3—工件 4—传动装置 5—LDA探测器 6—数据采集和控制系统 7—显示器
变化。
检测报告的变化
数字射线成像的检测报告不再包含暗室处理 的操作，包括 数字图像 灰度 信噪比 焦距 验收标准等内容应体现在检测报告中。
2. 图像增强器的数字成像系统
2.1 早期的射线实时成像检验系统
荧光屏
射线照射荧光物质产生荧光 将X射线照相的强度分布转换为可见光图像
不足： 图像亮度低 颗粒粗 对比度低 细节显示不清 灵敏度远低于胶片图像 限制了实际应用
第7章 射线数字成像检测技术
主要内容
1. 常规胶片照相与数字射线照相 2. 图像增强器的成像系统 3. 线阵列DR技术 4. 平板探测器（面阵列）DR技术 5. 射线数字成像系统 6. 射线数字成像系统的主要性能指标 7. 射线数字成像基本技术 8. 图像质量、评定及存贮 9. 平板DR检测工艺卡 10. 胶片/CR/DR对比 11. 射线检测技术的发展方向 12. 数字射线照相需要解决的问题
3.3线阵DR成像原理
荧光屏或闪烁体接受入射X射线的能量，发出可 见光，感光二极管受到可见光的照射，产生电压 信号。该信号经过集成电路的处理变成14位(或 16位)的数字信号发给计算机。
闪烁体/荧光物质+光电二极管
被检物体
线阵探测器
射线源
计算机
辅助 系统
3.4 线阵DR工作过程
线阵探测器的扫查方式是线型扫描，每次扫描结果 是一条直线，一条条直线排列组成一幅图像。检测 时工件移动，经过相对固定的线阵探测器的扫查， 得到一幅连续的图像。该装置的动态范围大(相当于 胶片宽容度)，超过了普通胶片，可以获得更多的图 像细节信息，图像质量完全达到了胶片照相的效果
1.3数字射线照相技术种类
面阵列探测器成像技术 线阵列探测器技术 积累型CCD成像探测器技术 图像增强器+CCD成像技术。
1.4 数字射线检测的优点
检测结果数字化，降低了废片率， 低剂量化。 量子检测效率高于胶片，以德国德尔公司的CR
35为例，CR成像的曝光时间仅仅为一般胶片的 1/3-1/2，曝光量减少近60%，降低了X射线机的 负荷，相对地延长了X射线机的使用寿命。 不需要胶片，不需暗室处理，更环保经济。 远程评片 现状：数字射线成像在我国应用远不如胶片照 相，在于数字射线检测的灵敏度低于胶片照相的 灵敏度，技术、工艺准备上不足。
1.5 胶片照相与数字射线照相的对比
胶片与探测器 原子与比特(Bit) 颗粒与像素 黑度与灰度 底片与数字图像 检测工艺的变化 检测报告的变化
检测工艺的变化
采用数字射线成像时，包括 射线源到工件的距离 工件到射线探测设备的距离 射线入射方向 曝光曲线的制作方法 基准灰度的选取 信噪比 合格图像的质量要求等工艺指标都将发生
亮度值取决于量化位数 和射线强度
量化位数(bit)
8位：0-255 16位：0-65535
位数越高，量化越准确 ，但占用空间越大
模拟图像与数字图像
模拟图像是空间坐标和幅度都连续变化的 图像。
射线照相得到的底片图像就是模拟图像； 数字图像是空间坐标和幅度均用离散的数
字表示的图像。 特点：时间和幅度都是离散化的。
225kV X射线工业DR/CT系统
3.2系统构成
该系统一般由 射线源 机械装置 线阵列探测器 图像采集、显示与处 理单元等构成。
线阵列探测器是该系 统的核心器件。可以是 非晶硅、非晶硒，或闪 烁体与CCD、CMOS构 成的线阵列探测器。
线阵探测器是将一种 新型的射线探测元件排 列成一个阵列，并将它 们直接与一块大规模集 成电路连接在一起，同 步完成射线接收、光电 转化、数字化的全过程 。
1. 常规胶片照相与数字射线照相
1.1 常规胶片照相
胶片照相是工业射线照相的主要方式。 胶片照相法的不足
检测周期长(布片、暗室处理等)、检测效率低 成本偏高(胶片价格上涨快) 底片保管困难 底片难以共享、不利于环境保护等。
射线检测的发展趋势：数字射线照相检测
典型代表：射线CR和DR
光发射，光电层将荧光能量转换为电子发射。发 射的电子在聚焦电极的高压作用下被聚焦和加速 ，高速撞击到输出屏上。输出屏将电子能量转换 为可见光发射。输出屏上的可见光图像，经光学 系统由摄像机拾取，将图像信号转换为视频信号 ，经A/D转换后送入图像处理单元。 转换过程：射线 荧光 电子 荧光
2.4系统主要指标
2.2 图像增强器射线实时成像检验系统
增强亮度
1-射线源；
2-工件与机械驱动系统；
3-图象增强器； 4-摄像机
5-图象处理器； 6-计算机； 7-显示器
系统构成
射线源 机械装置 图像增强器 图像采集和处理单元 显示和存储单元 控制单元
2.3工作原理
原理
输入转换屏吸收入射射线并将其能量转换为荧
该系统可以采用静态检测方式和动态方式获得检 测图像。
该系统的动态范围可以达到2000：1。 图像增强器输入屏的不清晰度一般在0.3mm左右 • 中心空间分辨率的典型值为4～6Lp/mm（线对/
毫米）。 为了获得高空间分辨率，需要采用小或微焦点射
线源以及适当的放大倍数。
2.5发展趋势
工业X 射线影像增强器和一台高分辨率CCD 数字摄像机组成，可传输视频信号和数字信 号进行图像处理。
1.2 数字射线照相
什么是数字射线照相？ 射线数字成像（ray digital radiography）
是指采用射线数字探测器接收射线，可输 出数字图像并进行数字图像处理的一种成 像方法。 典型特征是检测结果是数字化图像。
数字图像
时间上离散
像素
数字图像
x y
f(x,y)
f(x,y)表示数字图像在 (x,y)坐标处的亮度值
2.6优点与局限性
优点： 实时 不使用胶片 检测结果数字化 局限性： 空间分辨率和清晰度低于胶片射线照相 体积较大、不灵活 设备一次投资较大
3. 线阵列射线DR技术
3.1线阵列射线DR检测系统
1
2
7
3
4
6
5
1—X射线管 2—准直后的X射线束 3—工件 4—传动装置 5—LDA探测器 6—数据采集和控制系统 7—显示器
变化。
检测报告的变化
数字射线成像的检测报告不再包含暗室处理 的操作，包括 数字图像 灰度 信噪比 焦距 验收标准等内容应体现在检测报告中。
2. 图像增强器的数字成像系统
2.1 早期的射线实时成像检验系统
荧光屏
射线照射荧光物质产生荧光 将X射线照相的强度分布转换为可见光图像
不足： 图像亮度低 颗粒粗 对比度低 细节显示不清 灵敏度远低于胶片图像 限制了实际应用
第7章 射线数字成像检测技术
主要内容
1. 常规胶片照相与数字射线照相 2. 图像增强器的成像系统 3. 线阵列DR技术 4. 平板探测器（面阵列）DR技术 5. 射线数字成像系统 6. 射线数字成像系统的主要性能指标 7. 射线数字成像基本技术 8. 图像质量、评定及存贮 9. 平板DR检测工艺卡 10. 胶片/CR/DR对比 11. 射线检测技术的发展方向 12. 数字射线照相需要解决的问题