射线实时成像检测中的图像清晰度与分辨率

    作为一种新的无损检测技术，X射线实时成像已进人工业产品检测的实际应用。为从理论上加深对X射线实时成像问题的认识，现就检测图像清晰度和分辨率进行探讨。

1  图像清晰度的重要性

    X射线实时成像检测技术的图像质量特性常用灵敏度、清晰度和灰度来描述。

    灵敏度是对细小缺陷检测能力的表征，射线胶片照相检测通常以像质计(IQI)）灵敏度作为底片质量的主要特性。胶片曝光实质是一定能量的光量子在一定曝光时间内的连续积累(积分过程)，底片黑度可通过调节曝光量和显影技术得到控制;由于胶片乳剂颗粒(相对于荧屏检测图像中的像素而言)非常细微，对射线照相灵敏度的改善通常具有先天性的有利条件，通过控制射线源尺寸和透照距离，能够获得较高清晰度的底片。在射线实时成像检测中，图像质量除控制IQI灵敏度之外，还要着重控制清晰度，这是因为图像的载体—显示器荧屏的像素(相对于胶片的乳剂颗粒而言)较大，这种后天不足对图像清晰度有较大的影响，因此对图像清晰度的控制显得尤为重要。检测实践证明，图像IQI灵敏度能较好地反映分散型圆形缺陷的检测灵敏度，但对线性缺陷的检测反应不太灵敏，因为线性缺陷在很大程度上取决于图像的清晰度，也取决于图像分辨率。

    在射线实时成像检测技术中，对比灵敏度和分辨率是荧屏图像质量的两大要素^[1]。图像对比灵敏度的控制方法与射线胶片照相检测基本相同，而图像分辨率的控制与胶片照相相比，要细致深人得多，因此，在实时成像检测技术中，对图像清晰度及分辨率问题应予更多的关注。

    图像灰度主要取决于图像采集的微分过程，可以通过控制射线能量、计算机图像采集技术以及图像处理技术获得较理想的图像灰度。在X射线实时成像中，通常将图像的黑白范围设定为8bit ( 2⁸)即256级灰度，通过计算机程序可测出图像中任意部位的灰度。

2  图像的质量特性—清晰度与分辨率

2. 1 图像清晰度

    在X射线检测中(包括胶片照相和实时成像)，常以图像不清晰度来评价清晰度指标，单位是毫米，图像不清晰度的值越小，表示图像越清晰。

    射线检测中的不清晰度主要受几何不清晰度、固有不清晰度和移动不清晰度三个因素的影响^[2]几何不清晰度U，由成像几何条件决定(图1)

式中  d—X射线源焦点尺寸