CR和DR成像技術(shù)

1、CR和DR成像技術(shù)前言 在射線無損檢測中，數(shù)字化X射線照相檢測（Digital Radiography，簡稱DR）已經(jīng)越來越多地獲得應(yīng)用。數(shù)字化X射線照相檢測技術(shù)基本上有三種分類方式： 1.按讀出方式分類 讀出方式是指從X射線曝光到圖像的顯示過程，可以分為直接讀出(Direct Readout)方式和非直接讀出(Nondirect Readout)方式。 直接讀出方式是指從X射線曝光到圖像顯示的全過程自動完成，經(jīng)過X射線曝光后，即可在顯示器上觀察到圖像。這一技術(shù)稱為DDR，其中D的含義即為直接讀出(Direct Readout)。 非直接讀出方式需要首先使用成像板(Imaging Plate，

2、簡稱IP板)進(jìn)行X射線曝光，然后將IP板插入讀出器(Reader)掃描，再在顯示器上顯示，這一技術(shù)稱為CR(Computed Radiography)。 2.按轉(zhuǎn)換方式分類 可以分為直接轉(zhuǎn)換方式(Direct Convert)和間接轉(zhuǎn)換方式(Indirect Covert)。 直接轉(zhuǎn)換方式采用的器件在經(jīng)過X射線曝光后，X射線光子直接轉(zhuǎn)換為電信號。 間接轉(zhuǎn)換方式的器件則先要將X射線光子轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姽?，然后再由可見光轉(zhuǎn)換為電信號。 這兩種轉(zhuǎn)換方式的技術(shù)所采用的器件有平板檢測器(Flat Pannel Detector，簡稱FPD)，也有采用其他器件和結(jié)構(gòu)的。當(dāng)然兩種方式所采用的FPD結(jié)構(gòu)是不同的。

3、3.按工作方式分類 數(shù)字化射線檢測技術(shù)分為數(shù)字化透視(Digital Fluorography，簡稱DF或DSI，DSF，工業(yè)上又稱實(shí)時成像 Real-time Image)和數(shù)字化照相(Digital Radiography，簡稱DR)兩類。 數(shù)字化透視有用影像增強(qiáng)器(I.I.)加攝像機(jī)采集信號和用平板檢測器（FPD）采集信號兩類。數(shù)字化照相則分為直接轉(zhuǎn)換方式(DDR，Direct Digital Radiography)和間接轉(zhuǎn)換方式(IDR，Indirect Digital Radiography)。 直接轉(zhuǎn)換方式采用的器件主要是直接轉(zhuǎn)換方式的FPD；間接轉(zhuǎn)換方式采用的器件有間接轉(zhuǎn)換方式

4、的FPD和其他器件如CR的IP板、電荷耦合器件(Charge Coupling Device，CCD)、互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)等。 因此，DR是一個泛指的廣義名詞，包括了各類的數(shù)字化X射線照相檢測(Digital Radiography) 本文僅就數(shù)字化X射線照相檢測技術(shù)中最新應(yīng)用的CR與DR的基本工作原理、優(yōu)缺點(diǎn)等進(jìn)行介紹。一.計算機(jī)射線照相檢測（Computed Radiography，簡稱CR）傳統(tǒng)的X 線成像是經(jīng)X射線透照被檢查物件，將影像信息記錄在膠片上，在顯定影處理后，影像才能在照片上顯示。

5、CR則不同，它是一種模擬數(shù)字照相成像系統(tǒng)，將透過物體的X射線影像信息記錄在由輝盡性熒光物質(zhì)制成的存儲熒光板（storage phosphor plate，簡稱SPP）上，這種存儲熒光板又稱影像板或成像板（image plate，簡稱IP），即用IP板取代傳統(tǒng)的X射線膠片來接受X射線照射，IP板感光后在熒光物質(zhì)中形成潛影，將帶有潛影的IP板置入讀出器中用激光束進(jìn)行精細(xì)掃描讀取，再由計算機(jī)處理得到數(shù)字化圖像，經(jīng)數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換，在監(jiān)視器熒光屏上顯示出灰階圖像。因此，CR的成像要經(jīng)過影像信息的記錄、讀取、處理和顯示等步驟。 CR的裝置包括影像采集部分（IP板）、影像掃描部分（讀出器）及影像后處理

6、和記錄部分（計算機(jī)、打印機(jī)和其他存儲介質(zhì)）。 CR的工作原理分為兩部分： 1.成像板技術(shù)(IP Technique) IP板又稱為無膠片暗盒、拉德成像板(RADVIEW IMAGING PLATES)等，可以與普通膠片一樣分成各種不同大小規(guī)格以滿足實(shí)際應(yīng)用需要。 IP 板是基于某些熒光發(fā)射物質(zhì)（可受光刺激的感光聚合物涂層）具有保留潛在圖像信息的能力，當(dāng)對它進(jìn)行X射線曝光時，這些熒光物質(zhì)內(nèi)部晶體中的電子被投射到成像板上的射線所激勵并被俘獲到一個較高能帶（半穩(wěn)定的高能狀態(tài)）,形成潛在影像（光激發(fā)射熒光中心），再將該IP板置入CR讀出設(shè)備（讀出器，CR閱讀器）內(nèi)用激光束掃描該板，在激光激發(fā)下（激光能

7、量釋放被俘獲的電子），光激發(fā)射熒光中心的電子將返回它們的初始能級，并產(chǎn)生可見光發(fā)射，這種光發(fā)射的強(qiáng)度與原來接收的射線劑量成比例（IP板發(fā)射熒光的量依賴于一次激發(fā)的X射線量，可在1:104的范圍內(nèi)具有良好的線性），光電接收器接收可見光并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號送入計算機(jī)進(jìn)行處理，從而可以得到 數(shù)字化的射線照相圖像。CR技術(shù)利用的IP板可重復(fù)使用（IP板經(jīng)過強(qiáng)光照射即可抹消潛影，因此可以重復(fù)使用）。 001.gif (3.68 KB) 下載次數(shù):52007-11-29 12:26成像板的構(gòu)造一般分為四個部分：1）表面保護(hù)層，多采用聚脂樹脂類纖維制成高密度聚合物硬涂層，可防止熒光物質(zhì)層受損傷，保障IP板能夠耐

8、受機(jī)械磨損和免于多種化學(xué)清洗液的腐蝕，從而具有高的耐用性和長的使用壽命。在使用閱讀器處理成像板時應(yīng)注意不要強(qiáng)力彎曲成像板以保障其壽命。2）輝盡性熒光物質(zhì)層（通常厚約300m），它在受到X射線照射時會產(chǎn)生輝盡性熒光（形成潛影）。這些輝盡性熒光物質(zhì)（例如含有微量素銪Eu+的鋇氟溴化合物結(jié)晶BaFX：Eu+，X=CI.Br.I）與多聚體溶液混勻，均勻涂布在基板上，表面復(fù)以保護(hù)層。這種感光聚合物具有非常寬的動態(tài)范圍，對于不同的曝光條件有很高的寬容度，在選擇曝光量時將有更多的自由度，從而可以使一次拍照成功率大大提高（重拍次數(shù)大大減少），在一般情況下只需要一次曝光就可以得到全部可視的判斷信息，而且相對于傳

9、統(tǒng)的膠片法來說，它的X射線轉(zhuǎn)換率高， 下載 (1.65 KB)需要的曝光量負(fù)荷（射線劑量）也大大減少（可少至傳統(tǒng)膠片法的1/51/20）。 IP板的制作材料要求具有高的吸收效率和極好的均質(zhì)性以及短的響應(yīng)時間，從而保證高的銳度，采用先進(jìn)的表面涂層技術(shù)提供平滑板面以及減少粒度噪聲，從而保證良好的成像質(zhì)量。 目前IP板的空間分辨率已能達(dá)到4.05.0LP/mm，掃描像素10Pixel/mm，已接近X線膠片的清晰度。IP板的類型也由初始的剛性板發(fā)展到柔性板。IP板的X射線轉(zhuǎn)換率也在不斷提高以進(jìn)一步降低獲取圖像所需的X射線輻射劑量。 3）基板（支持體），相當(dāng)于X射線膠片的片基，它既是輝盡性熒光物質(zhì)的載體

10、，又是保護(hù)層。多采用聚脂樹脂作成纖維板，厚度在200350m?；逋ǔ楹谏趁娉＜右粚游鈱樱▓D中所示的下涂層）。 4）背面保護(hù)層，其材料和作用與表面保護(hù)層相同。 IP板可在普通室內(nèi)明間進(jìn)行操作，無需暗室處理，處理速度快。IP板可裝入標(biāo)準(zhǔn)的X射線膠片盒中與鉛或其他適當(dāng)?shù)脑龈衅烈黄鹗褂?，曝光后，可手工將其從膠片盒取出，插入閱讀器進(jìn)行成像處理，在重新用于曝光之前需要使用專門的擦除器（消光器）處理。 據(jù)資料介紹，一張IP板正常使用壽命可達(dá)到2萬次以上。對于無暗盒的IP則需要專用設(shè)備。2.讀出經(jīng)X 射線曝光后保留有潛在圖像信息的IP板置入CR讀出設(shè)備內(nèi)，用激光束以2510x2510的像素矩陣（像素

11、約0.1mm大?。蛩僖苿拥腎P板整體進(jìn)行精確而均勻的掃描，激發(fā)出的藍(lán)色可見光被自動跟蹤的集光器（光電接收器）收集，再經(jīng)光電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成電信號，放大后經(jīng)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器（A/D）轉(zhuǎn)換成數(shù)字化影像信息，送入計算機(jī)進(jìn)行處理，最終形成射線照相的數(shù)字圖像并通過監(jiān)視器熒光屏顯示出人眼可見的灰階圖像供觀察分析。 讀出器分為多槽自動排列讀出處理式和單槽讀出處理式，前者可在相同時間內(nèi)處理更多IP板。讀出器輸出的圖像格式符合國際通用影像傳輸標(biāo)準(zhǔn)DICOM 3.0，因此可以經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)傳輸、歸檔及打印。 CR閱讀器的分辨率可達(dá)100、150、200、250微米，掃描速率可達(dá)每秒50行，能提供快速的線性輸出。IP的讀

12、出通量（throughout）隨不同的CR設(shè)備有不同，一般為100-150幅/小時。 為了能掃描高分辨力的IP板，必須采用相應(yīng)的高分辨閱讀器，為了提高效率，還要提高掃描IP板的速度，因此必須采用高速、高分辨率的激光掃描和放大系統(tǒng)以及高速且性能良好的機(jī)械傳送系統(tǒng)，還必須有高速且性能穩(wěn)定的圖像處理和存儲系統(tǒng)，采用專用軟件以改善圖像質(zhì)量。CR系統(tǒng)與照相膠片類似，成像質(zhì)量接近于膠片，傳統(tǒng)X射線能攝照的部位也都可以用CR成像，對CR圖像的觀察與分析也與傳統(tǒng)X射線照片相同。所不同的只是CR圖像是由一定數(shù)目的象素所組成。與直接式DR 成像系統(tǒng)比較，CR系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是便攜、讀出設(shè)備與成像板分離，代替膠片的成像板

13、可重復(fù)使用，動態(tài)特性線性度比膠片好，需要的曝光時間短，適用于野外環(huán)境。但是由于其基礎(chǔ)是非晶硅裝置，使用閃爍物或感光聚合物，轉(zhuǎn)換X射線能量成可見光并隨后轉(zhuǎn)換光學(xué)圖像為數(shù)字信號，這里面存在一個中間過程，導(dǎo)致電子轉(zhuǎn)換前的光散射,從而降低顯現(xiàn)圖像的最終銳度（圖像分辨率不如DR）。下載 (14.39 KB)2007-11-29 12:29CR是一種新的成像技術(shù)，在不少方面優(yōu)于傳統(tǒng)的X射線成像，但是IP板以及必須配備的讀出器的價格目前還是相當(dāng)昂貴的，從效益-價格比來說，尚難于替換傳統(tǒng)的X射線成像。CR除了具備所有數(shù)字化影像的共同優(yōu)點(diǎn)外，其最大優(yōu)勢在于僅以IP板代替X射線膠片，現(xiàn)有的傳統(tǒng)X射線透照設(shè)備（周向

14、、定向射線機(jī)）以及爬行器都可以繼續(xù)使用。CR與普通X射線照片的不同在于其信號經(jīng)光電轉(zhuǎn)換最終得到數(shù)字化圖像，可以在熒光屏上觀看或進(jìn)行不同的后處理，作業(yè)過程基本與常規(guī)的膠片照相相同，不需要對操作者進(jìn)行特殊的培訓(xùn)，使用方便，適用于各種檢查，特別是適合于傳統(tǒng)射線機(jī)和野外惡劣環(huán)境施工。 CR 的圖像對比度和噪聲的表現(xiàn)已經(jīng)很不錯，但是由于CR技術(shù)是將信息首先記錄在IP板上再通過掃描裝置實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)換，其間存在光學(xué)散射和X射線散射，另外曝光條件仍受所使用的X射線設(shè)備所限制（焦距、焦點(diǎn)尺寸大小、曝光量以及管電壓等），因而圖像雖然已經(jīng)接近X射線照片的圖像質(zhì)量，但與DR相比則仍略遜。射線照相膠片與CR系統(tǒng)基本操作

15、過程比較  膠片方法CR系統(tǒng)拍攝操作膠片置入暗盒、遮光袋中，用射線機(jī)進(jìn)行X射線照射與膠片方法基本相同，但采用可反復(fù)使用的IP板代替膠片顯影（可視化）在暗室環(huán)境中通過顯定影等對膠片進(jìn)行化學(xué)處理（濕式）在明亮的環(huán)境下通過專用的讀出裝置進(jìn)行光學(xué)處理（干式）檢查操作使用高亮度觀片燈對經(jīng)過顯定影加工的膠片（底片）進(jìn)行檢查通過高分辨率的CRT進(jìn)行檢查，可實(shí)現(xiàn)更易看清的圖像處理保管和數(shù)據(jù)利用把底片作為證據(jù)物保管，如要使用于電腦等，必須經(jīng)過掃描方式變換為數(shù)字信息圖像數(shù)字化的圖像被記錄于大容量的DVD-RAM，可被更有效與充分利用，儲存方便，可靠和時間長二. 數(shù)字化X射線照相檢測（Digit

16、al Radiography，簡稱DR）本文所述的DR成像技術(shù)是狹義上的直接數(shù)字化照相，即DDR（DirectDigit Radiography）或者DR（direct radiography），通常指采用電子成像板技術(shù)-平板檢測器技術(shù)(FPD Technique)。 電子成像板由大量微小的帶有薄膜晶體管（TFT）的探測器成陣列排列而成。由于電子轉(zhuǎn)換模式不同又分為間接轉(zhuǎn)換型DR和直接轉(zhuǎn)換型DR： （1）間接轉(zhuǎn)換型DR系統(tǒng)（Indirect DR，簡稱IDR）的關(guān)鍵部件是獲取圖像的平板探測器（FPD），由X線轉(zhuǎn)換層與非晶硅光電二極管、薄膜晶體管、信號儲存基本像素單元及信號放大與信號讀取等組成。F

17、PD目前已經(jīng)可以達(dá)到127x127m像素和17x17英寸的面積，可用做普通X線數(shù)字照相。 間接FPD 的結(jié)構(gòu)為多層結(jié)構(gòu)，主要是由閃爍體（目前主要有碘化銫CsI）或熒光體（硫氧化釓GdSO）層加具有光電二極管作用的非晶硅層(amorphous Silicom，a-Si)再加TFT陣列構(gòu)成平板檢測器。此類FPD的閃爍體或熒光體層經(jīng)X射線曝光后，可以將X射線光子轉(zhuǎn)換為可見光，而后由具有光電二極管作用的低噪聲非晶硅層（TFT陣列）吸收可見光并轉(zhuǎn)換為電信號，其后的過程則與直接FPD相似，讀出電路將每個像素的數(shù)字化信號傳送到計算機(jī)的圖像處理系統(tǒng)集成為X射線影像，最后獲得數(shù)字圖像顯示。間接FPD由于有可見光

18、的轉(zhuǎn)換過程，因此會有光的散射問題，而影響圖像的分辨率。 （2）直接轉(zhuǎn)換型DR系統(tǒng)（Direct DR，簡稱DDR）應(yīng)用的DirectRay技術(shù)可以直接獲取和轉(zhuǎn)換X射線能量成為數(shù)字信號，不需要通過媒介或其他方法獲取和轉(zhuǎn)換入射的X射線能量。目前有兩種，一種為線掃描，一種為FPD。 直接FPD 的結(jié)構(gòu)主要是由非晶硒層(amorphous Selemium，a-Se)加薄膜半導(dǎo)體陣列(Thin Film Transistor array，TFT)構(gòu)成平板檢測器。非晶硒是一種光電導(dǎo)材料，經(jīng)X射線曝光后由于電導(dǎo)率的改變就形成圖像電信號，通過TFT檢測陣列俘獲與轉(zhuǎn)換X射線能量直接成為數(shù)字信號，再經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換

19、、處理而獲得數(shù)字化圖像并在顯示器上顯示。 線掃描成像探測器為線狀結(jié)構(gòu)，采用動態(tài)線掃描技術(shù)直接接收X 射線光子，有兩種形式，一種為多絲正比室，一種是電離室。從X射線管發(fā)出的圓錐扇形X射線束，經(jīng)水平狹縫形成平面扇形X射線束，通過被透照物體射入水平放置的探測器窗口。機(jī)械掃描系統(tǒng)使X射線管、水平狹縫及探測器沿垂直方向作均勻的同步運(yùn)動，每到一個新位置作一次水平探測記錄，如此重復(fù)進(jìn)行，從頭到尾掃描一次就完成一幅X射線圖像的拍攝。 圖像的采集與處理系統(tǒng)由前置放大器、A/D轉(zhuǎn)換器、緩存器、CPU等組成。整個曝光過程完成后，在計算機(jī)內(nèi)存中形成一幅640x640或1024x1024矩陣的數(shù)字圖像 下載 (6.52

20、 KB)2007-11-29 12:34線掃描的動態(tài)范圍與系統(tǒng)的探測靈敏度和密度分辨率有關(guān)，線掃描具有獨(dú)特的大動態(tài)范圍，當(dāng)顯示器質(zhì)量很高時可以觀察到120倍以上的動態(tài)對比圖像，比傳統(tǒng)X射線機(jī)對膠片拍照更好，可以清晰地在一次拍片中同時再現(xiàn)密度懸殊的組織。線掃描成像技術(shù)中，X射線被嚴(yán)格限制在很窄的縫隙中，克服了散射線造成的干擾，本底噪聲幾乎為“0”，探測靈敏度高，使原本被本底噪聲淹沒的微弱的X線也能被檢測出來，能夠分辨出面成像不能看到的更加細(xì)微的密度差別，密度分辨率更高。線掃描成像的缺點(diǎn)是需要一定的掃描時間，一張14x17英寸大小的區(qū)域最快需2秒鐘，所以不能實(shí)現(xiàn)實(shí)時掃描，不適應(yīng)動態(tài)攝影。 線掃描成

21、像的掃描時間短，所需X射線劑量低，動態(tài)范圍寬和較低的價格，使其具有良好的發(fā)展前景，而且可以通過類似相控陣自動超聲波（AUT）的導(dǎo)軌、現(xiàn)場掃描，線性陣列沿管道焊縫外部均勻運(yùn)動一周即可將結(jié)果讀入并進(jìn)入計算機(jī)。直接轉(zhuǎn)換型DR的平板檢測器直接轉(zhuǎn)換型DR的平板檢測器為多層平板狀結(jié)構(gòu)，但沒有熒光轉(zhuǎn)換層，它直接將X 射線轉(zhuǎn)換成電信號，能提供一個完整的掃描場，可在14x17英寸/35x43cm的圖像面積上使用2560x3072的探測單元矩陣（例如由二維排列的 139x139m薄膜晶體管TFT層上涂敷500m厚的非晶硒，其上是介質(zhì)層和表面電極層及保護(hù)層等構(gòu)成）。在探測器結(jié)構(gòu)上施加一個偏壓，當(dāng)入射的X 線光子在非

22、晶硒層激發(fā)出電子穴偶對時，電子和空穴在偏置電壓下反向運(yùn)動，產(chǎn)生電流，與每個探測單元相連的單獨(dú)的存儲電容收集這些電荷在陣列中以定制的電子學(xué)規(guī)則讀出，亦即在TFT中形成電信號，經(jīng)放大電路和控制電路采集各TFT像素單元電荷，并經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換變成數(shù)字信號，送到計算機(jī)處理以數(shù)字圖像顯示便于即時觀察。 因此，DR檢測系統(tǒng)的組成可以簡單地表述為：射線源-檢測對象-射線成像探測器-圖像數(shù)字化系統(tǒng)-數(shù)字圖像處理系統(tǒng)。 DR的裝置包括射線成像探測器及影像后處理和記錄部分（計算機(jī)、打印機(jī)和其他存儲介質(zhì)）。非晶硒平板檢測器的改進(jìn)和提高主要表現(xiàn)在進(jìn)一步縮小像素單元以提高圖像的分辨率；提高檢測器對X線的轉(zhuǎn)換率以降低X射線劑

23、量；以及配套研發(fā)高質(zhì)量的圖像處理軟件以進(jìn)一步提高圖像質(zhì)量。從理論上說，直接DR板的量子轉(zhuǎn)換效率要比間接DR板更高。但在目前，間接DR板的穩(wěn)定性較好。據(jù)估計，隨著DR系統(tǒng)的不斷改進(jìn)和提高，產(chǎn)品日漸成熟，價格降低，它們將能逐步取代CR，但在目前，DR和CR將會共存一段較長時間。 三.CR與DR的共同點(diǎn)與差異（1）共同點(diǎn) DR與CR都是將X射線影像信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字影像信息，不以X射線膠片為記錄和顯示信息的載體。 傳統(tǒng)的X 射線照相需要的曝光劑量相對較大，且X射線照相一旦完成，影像的質(zhì)量就不能再改善，當(dāng)質(zhì)量達(dá)不到要求時往往需要重拍，帶來復(fù)拍工作量、膠片消耗、工作效率與進(jìn)度等負(fù)擔(dān)。CR與DR的動態(tài)范圍廣，

24、有很寬的曝光寬容度，并且線性好（如CR的核心部件-熒光存儲板SPP能使照射的X線能和發(fā)光量有1:1000以上的直線相關(guān)），可提供的數(shù)據(jù)量大、分辨率高、數(shù)據(jù)獲取速度快，相對普通的增感屏-膠片系統(tǒng)體現(xiàn)出獨(dú)特的優(yōu)勢，即使在一些曝光條件難以掌握的部位，或者X 射線曝光參數(shù)有不足，也能獲得很好的圖像，可免除曝光不足或過度、洗片條件誤差等造成黑度錯誤或劃傷等導(dǎo)致的影像不清晰，再加上采用了圖象增強(qiáng)等技術(shù)，使得照相檢測的一次透照成功率提高，減少重拍，降低了廢片率，減少復(fù)拍補(bǔ)照的工作量和膠片消耗，節(jié)約了資源。 CR 與DR雖然在成像原理方面有區(qū)別，但是一旦獲得了數(shù)字化信號圖像并經(jīng)圖像處理系統(tǒng)處理時，就可以在一定

25、范圍內(nèi)任意改變圖像的特性，可以根據(jù)需要進(jìn)行各種的圖像后處理來實(shí)現(xiàn)圖像的優(yōu)化以達(dá)到最佳的視覺效果，從而大大提高了圖像質(zhì)量。這是CR與DR優(yōu)于X線照片之處，因?yàn)閭鹘y(tǒng)X線照片上的影像特性是不能改變的。 目前數(shù)字化圖像的灰階已能由膠片的256 級提升至2048級，圖像的層次變得更加豐富，圖像的細(xì)節(jié)表現(xiàn)力更加細(xì)膩，圖像變得更加清晰，亦即進(jìn)一步提高了圖像分辨率。此外，通過專用軟件實(shí)現(xiàn)圖像濾波降噪、邊緣增強(qiáng)銳化、窗寬窗位調(diào)節(jié)、灰階對比度調(diào)整、影像放大漫游、黑白翻轉(zhuǎn)、圖像平滑、圖像拼接以及距離、面積、密度測量、數(shù)字減影、偽彩色處理等各種功能，改善影像的細(xì)節(jié)，將未經(jīng)處理的影像中所看不到的特征信息在熒屏上顯示，從

26、而使圖像更為清晰。獲得分辯率高、清晰、細(xì)膩的圖像，可從中提取出豐富可靠的判斷信息，為影像判斷中的細(xì)節(jié)觀察、前后對比和定量分析提供支持。 圖像處理系統(tǒng)的重要功能有： 灰階處理：使數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為黑白影像對比，在人眼能辨別的范圍內(nèi)進(jìn)行選擇，以達(dá)到最佳的視覺效果，有利于觀察不同的組織結(jié)構(gòu)。 窗位處理：以某一數(shù)字信號為0，即中心，使一定灰階范圍內(nèi)的組織結(jié)構(gòu)，以其對X線吸收率的差別，得到最佳的顯示，同時可對這些數(shù)字信號進(jìn)行增強(qiáng)處理，提高影像對比度，有利于顯示組織結(jié)構(gòu)。 數(shù)字減影處理：在數(shù)字X射線照片的情況下，能從當(dāng)前的X線照片減去先前的X線照片產(chǎn)生即時減影圖像以增強(qiáng)間隔性改變的區(qū)域，能顯著改善提高判斷的精

27、確度，據(jù)資料介紹，用即時減影改善后其靈敏度可從84提高到97；且在判讀時間上平均減少19.3。 此外還有X線吸收率減影處理、配置高性能的系統(tǒng)設(shè)備以提高系統(tǒng)固有分辨率等等。 從理論上說，數(shù)字化圖像是由像素來組成圖像，它的空間分辨率不如傳統(tǒng)膠片模擬圖像的高，但是由于人眼對空間分辨率的感知有一定的限度，超過這個限度即不可分辨。以X射線CT為例，它的高密度分辨率是膠片無法比擬的，從圖像的對比度、寬容度和所具備的灰階指數(shù)都優(yōu)于膠片，因此，圖像質(zhì)量和所得到的信息遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過膠片的模擬圖像。 當(dāng)然，在透照工藝上仍然要注意選擇適合的射線能量；選用小焦點(diǎn)或微焦點(diǎn)的X射線源；選擇最佳圖像放大倍數(shù)；屏蔽無用射線和散射線

28、；選用密度數(shù)高的材料過濾軟射線，減少低能射線的散射作用；用鉛質(zhì)窗口限制主射線束的面積，減少散射線的作用；對工件被檢測區(qū)域以外的表面實(shí)行有效的屏蔽，盡量減少散射線的影響和干擾信號的影響等等。 CR與DR的X射線轉(zhuǎn)換效率高（屏感光度高），因此比傳統(tǒng)膠片法照相檢測所需X射線的劑量要低得多，再通過數(shù)字化圖像處理技術(shù)就能得到高清晰的圖像，明顯縮短了曝光時間，同時也使操作者減少了受X射線輻射的危害，而且X線發(fā)生器也只需要在較小功率下工作就能滿足要求。 圖像的質(zhì)量取決于它的信噪比，而這又與X 射線的有效利用率有直接關(guān)系。量子檢測效率有機(jī)結(jié)合了圖像的對比度，噪聲，空間分辨率和X射線的劑量等因素。由于數(shù)字化成像

29、板感光介質(zhì)的感光曲線與普通X 光膠片不同，在對比度和寬容度上有較大的動態(tài)范圍，再加上特別是DR檢測器的高靈敏度，使得數(shù)字化成像的量子檢測效率可以從傳統(tǒng)膠片的20-30%提高到 60-70%。從而使X射線劑量可以大大降低，CR攝影條件為傳統(tǒng)X線攝影的1/2-2/3；DR與CR相比更為明顯，可以降低2/3以上的劑量。由于照相需要的曝光時間僅僅為一般膠片的1/2-2/3，可使操作人員接受的照劑量下降一個數(shù)量級，且降低了X線機(jī)的負(fù)荷，相對地延長了機(jī)器的使用壽命，故障率降低，維修費(fèi)用也相應(yīng)降低，更環(huán)保更經(jīng)濟(jì)。 與傳統(tǒng)膠片法照相檢測相比，CR與DR技術(shù)的應(yīng)用不需要洗片過程，沒有了顯影、定影液等化學(xué)藥品的消

30、耗，不但能節(jié)約大量膠片、藥水、洗片機(jī)、暗室處理的輔助設(shè)備器材以及膠片存儲等的費(fèi)用，節(jié)省了環(huán)保投資，還能比較好地進(jìn)行質(zhì)量的控制。 數(shù)字化圖像可存儲在光盤，磁帶和磁盤等存儲器中，為電子存檔與通訊系統(tǒng)的應(yīng)用創(chuàng)造了條件，并可借助網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到其他地方進(jìn)行遠(yuǎn)程評定（例如檢測公司可以集中技術(shù)水平最高的底片評定人員進(jìn)行評定，減少了評片人員，使評定結(jié)果更公正，更合理，或者建立由專家組成的遠(yuǎn)程評定中心，遇到疑難問題還能夠用會診的辦法解決。同時也可以傳送給例如待培訓(xùn)人員、專家顧問、監(jiān)理、質(zhì)量監(jiān)督檢查、業(yè)主等部門，他們都可以及時看到焊縫的圖像，做到資料共享，極大地提高了影像信息的利用率）。在一塊硬盤或一片光盤上可以存儲大量的圖像，每一幅圖像的存儲成本就很低，隨著數(shù)字存儲技術(shù)的不斷發(fā)展，存儲成本還可以進(jìn)一步降低。在需要硬拷貝的地方，還可以使用激光打印機(jī)打印輸出。通常以光盤儲存最好，因?yàn)楣獗P占用儲存空間極小，而且儲存的信息20年以上也不會發(fā)生影象質(zhì)量變化。 數(shù)字化照相的應(yīng)用提高了無損檢測的管理水平和效率，可方便、迅速、可靠地歸檔，長時間存儲其信噪比也不會變壞，且任意調(diào)用不會丟失信息，從而將從根本上改變傳統(tǒng)的對膠片的手工管理方式，