X射线照相底片数字化处理中信息损失分析

　　1　底片数字化处理方法

　　利用X光胶片数字化扫描仪对已有胶片进行透射扫描是目前数字化处理的主要方法。透扫功能通常由透射适配器(TMA)来提供,利用一个光源替代扫描仪上盖,把扫描光源由底片下方移到底片上方。利用光电转换原理,使用氦氖激光,通过多面体旋转式反光镜对已有X线底片进行扫描,让光线透射过扫描胶片并在CCD上成像,将接收的光信号转变为电信号。反映原底片图像的光信号转变为计算机能够接受的二进制数字电子信号,扫描仪每扫描一行就得到底片x方向一行的图像信息,随着沿y方向的移动,直至底片全部被扫描。经由扫描仪得到的图像数据被暂存在缓冲器中,然后按先后顺序把图像数据通过USB等接口传输到计算机并存储。

　　2　目前底片数字化处理水平

　　扫描仪的分辨率用每英寸上可产生的点数即dpi来度量。扫描仪的分辨率要从三个方面来确定:光学部分、硬件部分和软件部分,扫描仪的分辨率等于其光学部件的分辨率加上其自身通过硬件及软件进行处理。光学分辨率是扫描仪的光学部件在每英寸内所能捕捉到的实际的光点数,它是由CCD的像素点除以扫描仪水平最大可扫尺寸得到的数值。目前低端平板式扫描仪普遍已经达到1200dpi的分辨率,中端产品的主流分辨率则为2400dpi,高端产品已经实现了4800dpi甚至更高的分辨率。使用分辨力为每毫米11.8点(每英寸300点)的扫描仪,便可以达到《线型像质计》规定的最高级别16号像质计的要求,目前高水平的胶片扫描仪利用自动数字化校正(ADCTM)特性确保了和原片一致的图像质量,并实现了每一幅图像的效果较好灰阶重现。每毫米的线对可以到达1.5～6,ACR放射标准(35版(1998))推荐至少使用可以达到2.5线对/mm以上的扫描设备,对于占底片总量80%、黑度小于3.2的底片扫描效果还是相当理想,但是由于工业射线底片的黑度较大,特别是对黑度大于4的底片扫描目前还有一些问题,细节信息很难辨析,存在信息损失现象。

　　3　信息缺失原因分析

　　3.1　软件对图像效果的影响

　　扫描仪利用光电元件将检测到的光信号转换成电信号,再将电信号通过模拟/数字转换器转化为数字信号传输到计算机中。无论何种类型的扫描仪都必须将光信号转变为电信号,所以光电转换是核心。扫描仪的性能取决于它把任意变化的模拟电平转换成数值的能力。它是扫描仪的控制系统,在扫描过程中,它主要完成CCD信号的输入处理,以及对步进电机的控制,将读取的图像以任意的解析度进行处理或变换所需的解析度。具有高数位的数模转换器赋于图像像素更大的灰度等级,可提高对图像的分辨率。但是由于色阶高位容易受噪音影响,目前在图像处理中黑白图像每个像素的灰度一般是从16位或32位映射到12位和8位灰阶输出,这样虽然减少了图像的噪音,但同时也造成了图像有用信息的损失、分辨率的降低。随着计算机技术日新月异的发展,加上图像处理技术的发展,增大灰度等级将会使图像的层次变得更加丰富,图像的细节表现力将会更加细腻,图像会变得更加清晰。