数字RT技术-细节识别理论-2015

1、数字射线检测技术数字射线检测技术 细节识别理论细节识别理论 郑世才郑世才 2015.7 2015.7 1. 1.概述概述 2. 2. RoseRose定律定律 3. 3.对比度噪声比概念对比度噪声比概念 4. 4.细节识别一般关系式细节识别一般关系式 5. 5.典型细节识别关系式典型细节识别关系式 6. 6.结语结语 1 1概述概述 1 1数字射线检测技术的基本理论可分为四个方面：数字射线检测技术的基本理论可分为四个方面：（1 1）物理基础）物理基础（2 2）检测图像质量（图像质量因素及与技术因素关系）检测图像质量（图像质量因素及与技术因素关系）（3 3）细节识别理论）细节识别理论（4 4）成

2、像过程基本理论）成像过程基本理论目前基本状况是目前基本状况是 除细节识别理论除细节识别理论 其他三方面都已经建立起系统理论其他三方面都已经建立起系统理论 尽管有的还存在不同观点尽管有的还存在不同观点本文讨论细节识别理论问题。本文讨论细节识别理论问题。 1 1概述概述 2 2（1 1）物理基础）物理基础检测技术基础理论检测技术基础理论基于的是射线吸收规律基于的是射线吸收规律nII1常数HGDlgkHGVS)(ItH 1 1概述概述 3 3（2 2）检测图像质量）检测图像质量检测技术控制理论检测技术控制理论 ASTM E2736ASTM E2736等标准：三因素等标准：三因素有研究人员：希望提出新

3、的概念有研究人员：希望提出新的概念 EN584-1:2006EN584-1:2006CD IISSCDiUU 2211DimUMMUSNRDSSNR DDSNR1 1概述概述 4 4（3 3）成像过程基本理论（理论上处理等价性问题）成像过程基本理论（理论上处理等价性问题） 移植成熟理论移植成熟理论按照成像过程按照成像过程 CTCT系统：系统： xhxfxg dxxdUdxxdELSFxL1 1概述概述 5 5（4 4）细节识别理论）细节识别理论缺陷检验理论缺陷检验理论 射线照相检验技术：射线照相检验技术：2020世纪世纪6060年代建立年代建立1.1.概述概述 6 6 例如：例如：RTRT技术

4、细节识别理论（技术细节识别理论（19631963）（基于）（基于RoseRose定律）定律） 丝：丝： 阶梯孔：阶梯孔：球孔：球孔：矩形缝（矩形缝（ ）：）：20221 GnNkAx2022214 GnNkHT20231 GnNklFd202414 GnNkFd0GnkUbWUWlt1exp11 1概述概述 7 7对数字射线检测技术对数字射线检测技术2020世纪世纪7070年代年代-80-80年代（年代（19821982年文献，年文献，CT-CDDCT-CDD）：）： 实验总结关系式（分辨细节要求）实验总结关系式（分辨细节要求）ASTM E1441ASTM E1441标准（标准（5050% %

5、正确概率识别一个细节）正确概率识别一个细节）2010-20122010-2012年：年：BAMBAM研究人员研究人员1PGT18PTDpceDpce1 1概述概述 8 8 BAMBAM的一些研究结果的一些研究结果 2010 2010年给出（年给出（IQI:1TIQI:1T孔）关系式孔）关系式20112011年，引入年，引入20122012年，改写年，改写 给出丝：给出丝：CNRdPT可见SNRPTdeff可见SNRSRPTdeffb可见2TimagebuSRimagebIQIeffvisiblehSRTSdPT24imagebvisibleeffvisibleWSRSFdldPT1 1概述概述

6、 9 9概括数字射线检测技术的细节识别研究概括数字射线检测技术的细节识别研究 （1 1）目前的研究实际都是基于）目前的研究实际都是基于RoseRose理论理论 （2 2）近年（）近年（2010-20122010-2012）给出了部分细节关系式）给出了部分细节关系式 （3 3）研究结果不构成系统）研究结果不构成系统本文：本文： （1 1）基于）基于RoseRose理论，结合对比度噪声比概念理论，结合对比度噪声比概念 （2 2）按射线照相检验技术相关理论思路）按射线照相检验技术相关理论思路 （3 3）对细节识别理论作出系统处理）对细节识别理论作出系统处理尝试给出数字射线检测技术的系统细节识别理论尝

7、试给出数字射线检测技术的系统细节识别理论2. 2. RoseRose定律定律 1010 RoseRose文献文献(1948(1948年年 ) )2. 2. RoseRose定律定律 1111 2. 2. RoseRose定律定律 1212 RoseRose定律：定律：常数：与阈值对比度、眼特性相关的常数常数：与阈值对比度、眼特性相关的常数常数22CLBBBDLLLC3. 3. 对比度噪声比概念对比度噪声比概念 13 13 对比度噪声比（对比度噪声比（ ） 引入：引入：IQIIQI识别识别孔：孔：丝：丝：SCNRCNR5 . 2GBV0 . 2GBV3. 3. 对比度噪声比概念对比度噪声比概念

8、14 14 小厚度差的对比度噪声比与技术因素关系小厚度差的对比度噪声比与技术因素关系 TnIISS1SNRSTSNRnCNR)1 (SSSSCNR4. 4. 细节识别一般关系式细节识别一般关系式 15 15 图像信号平均由图像信号平均由 个光子形成个光子形成 光子数波动服从泊松分布光子数波动服从泊松分布 细节图像信号为细节图像信号为 噪声为噪声为 NNN常数 ANNN2常数ACLB2常数22CLB4. 4. 细节识别一般关系式细节识别一般关系式 16 16 常数记为常数记为 常数 ANNN2常数 ANNNN2PTK22PTKACNR4. 4. 细节识别一般关系式细节识别一般关系式 17 17

9、RoseRose定律：定律：PTKACNRSNRnKATPT1TSNRnCNR)1 (4. 4. 细节识别一般关系式细节识别一般关系式 18 18 图像尺寸实际以像素尺寸为单位测定图像尺寸实际以像素尺寸为单位测定细节识别一般关系式：细节识别一般关系式： imimPU22/2imimimUAPAPA21imPTUSNRnKAT5. 5. 典型细节识别关系式典型细节识别关系式 19 19 从一般关系式写出具体细节关系式从一般关系式写出具体细节关系式 需将细节图像转换为均匀对比度图像需将细节图像转换为均匀对比度图像 或将细节转换为均匀截面厚度形状或将细节转换为均匀截面厚度形状采用等高转换：采用等高转

10、换： 保持细节截面高度不变，改变细节宽度保持细节截面高度不变，改变细节宽度考虑不清晰度影响考虑不清晰度影响 对细节图像宽度影响对细节图像宽度影响 对细节图像对比度影响对细节图像对比度影响5. 5. 典型细节识别关系式典型细节识别关系式 20 20 不清晰度对细节对比度影响不清晰度对细节对比度影响矩形缝（矩形缝（19661966文献）文献）UWCC6 . 1exp105. 5. 典型细节识别关系式典型细节识别关系式 21 21 丝形细节丝形细节79. 07854. 04/SF21exp1imPTWimSimSUSNRnKUdbFlUdFd5. 5. 典型细节识别关系式典型细节识别关系式 22 2

11、2 圆柱孔圆柱孔截面厚度均匀，不需要转换截面厚度均匀，不需要转换显然，仅需要改变高度，它就可简单地扩展成显然，仅需要改变高度，它就可简单地扩展成 适宜平板孔型适宜平板孔型IQIIQI各孔的关系式各孔的关系式需要注意，不清晰度对于对比度的影响，应采用平方需要注意，不清晰度对于对比度的影响，应采用平方21exp122imPThimimUSNRnKUbdUdh5. 5. 典型细节识别关系式典型细节识别关系式 23 23 球孔细节球孔细节8 . 08165. 06/4QF4623HDD21exp122imPTQimQimQUSNRnKUDbFUDFD5. 5. 典型细节识别关系式典型细节识别关系式 2

12、4 24 矩形缝细节图像的三种情况矩形缝细节图像的三种情况5. 5. 典型细节识别关系式典型细节识别关系式 25 25 矩形缝细节：等高转换矩形缝细节：等高转换0（） cosWH 21exp1coscosimPTFimimUSNRnKUbHUWlL0sinLH 21exp1sinsinimPTFimimUSNRnKUbHULlW5. 5. 典型细节识别关系式典型细节识别关系式 26 26 矩形缝细节：等高转换矩形缝细节：等高转换（） 021exp1imPTFimimUSNRnKUbWUWlL6. 6. 结语结语 27 27 （1 1） 从从RoseRose定律、从理论定律、从理论 统一给出了细

13、节识别理论关系式统一给出了细节识别理论关系式 BAMBAM研究人员写出的关系式，研究人员写出的关系式， 实际是对丝、柱孔细节实际是对丝、柱孔细节 未考虑不清晰度影响简单情况的结果未考虑不清晰度影响简单情况的结果 明显地存在近似，也需要试验验证正确程度明显地存在近似，也需要试验验证正确程度例如：例如：?64. 0?79. 0FF6. 6. 结语结语 28 28 （2 2）需要深入研究：存在噪声下检测结论的概率性质）需要深入研究：存在噪声下检测结论的概率性质 （CTCT给出，存在噪声下，测定的线衰减系数服从正态分布）给出，存在噪声下，测定的线衰减系数服从正态分布） 22exp21PDF6. 6.

14、结语结语 29 29 ( (美）美）NDTNDT手册第手册第3 3版（版（20022002年，年，CT CT 技术：技术：CDFCDF曲线）曲线） 将以一定的正确（或错误）概率给出检测结论将以一定的正确（或错误）概率给出检测结论 6. 6. 结语结语 30 30（3 3）可研究的一个具体问题）可研究的一个具体问题 采用单丝对或单丝测定检测图像不清晰度采用单丝对或单丝测定检测图像不清晰度 按成像过程理论：不清晰度决定了细节图像扩展按成像过程理论：不清晰度决定了细节图像扩展 可从理论上给出检测图像可从理论上给出检测图像 6. 6. 结语结语 31 31（3 3）可研究的一个具体问题）可研究的一个具体问题 采用单丝对或单丝测定检测图像不清晰度采用单丝对或单丝测定检测图像不清晰度 因此，可设计新型因此，可设计新型IQII