灰度与底片黑度介绍

[2018-10-18]


数字图像(image)的灰度与底片黑度
作者(translation):强天鹏
 数字(Resources)图像(image)的灰度对应于胶片照相的底片黑度,两者在射线检测(检查并测试)中作用大致相同――都是通过图像上不同区域的亮度变化来改变到达眼中的光通量,使之“可视”――但在量值变化规律(rhythmical)和对缺陷(defect)检出影响方面,两者存在差异。
在学习(Learn)胶片照相理论中我们得知,人眼对亮度光强变化的响应是非线性的,通常把人眼主观上刚刚可辨别亮度差别所需的最小光强差值称为亮度的可见度阈值。也就是说,当光强I增大时,在一定幅度内感觉不出,必须变化到一定值(I+ΔI)/I时,人眼才能感觉到亮度有变化,ΔI/I一般也称为对比灵敏度(Sensitivity)。
似乎是为了与视觉感觉相符,底片黑度D被定义为照射光强与穿过底片的透射(tòu shè)光强之比的常用对数值,黑度计算公式为:
D=lg(L0/L)
这样一来,人眼对黑度变化的反应就呈现为线型关系。举例(sample)说,假如某人的眼睛的黑度变化敏感度(又称最小可见对比度或识别界限灵敏度(Sensitivity))是0.05,则该人眼刚刚能够识别黑度2.0本底上的黑度为2.05缺陷影像;同时也刚刚能够识别黑度3.0本底上的黑度为3.05缺陷影像。但是请注意(attention):两次识别的光强差是不一样的,前者为112.2-100=12.2,后者为1122-1000=122,相差10倍。
数字(Resources)图像的每个像素的灰度大小取决于电信(telecommunications)号(signal)模/数转换后得到的二进制数值。增感屏按用途可分为医用、牙科用和工业用两种,工业用的主要是铅箔增感屏和不锈钢增感屏,用于工业无损检测。由于没有采用对数转换的模/数转换器(converter),因此数字图像的灰度与胶片照相的底片黑度的数值变化规律是不同的,前者是等差规律,而后者是等比规律。
要使数字(Resources)图像(image)的灰度按等比规律(rhythmical)变化不是难题:可以用对数转换的模/数转换器(converter)来达到这一目的;或采取更省事的做法,在模/数转换后,使用(use)计算机软件功能(gōng néng)把灰度变化从等差规律变换为等比规律。射线胶片是为X射线照相而设计的照相胶片。大致分为直接摄影用(增感屏型和无增感屏型)和间接摄影用胶片两类。 着色渗透探伤剂是指零件在渗透检验前的表面清理,包括清理铁屑,铁锈,毛刺,氧化皮,积炭层,熔渣大牛股表面污染。 磁粉探伤机是利用铁磁性材料被磁化后,由于不连续的存在,使工件表面和近表面的磁力线发生局部畸变而产生漏磁场(即磁感应线离开和进入表面时形成的磁场)吸附施加在工件表面的磁粉,形成在合适光照下目视可见的磁痕,从而显示出不连续性的位置、形状和大小。 
那么为什么现今的DDA系统(system)都不考虑采用按等比规律变化的灰度模式(pattern)呢?答案是:对数字(Resources)图像来说,灰度采用等差或等比都显得无关紧要,两种模式在理论研究(research)和实际应用中差异不大,因为:
1、数字(Resources)图像(image)的灰度是可以变换的,任意灰度的图像都可以通过(tōng guò)灰度变换转到感觉舒服的水平(Level)进行观察,因此不需要确立灰度变化与曝光(exposure)量的对应关系;
2、数字(Resources)图像的对比度是可以增强的,因此不需要建立灰度变化规律(rhythmical)与对比度和人眼识别度的关系;
3、数字(Resources)图像(image)的信噪比与灰度大小无关,因此不需要建立灰度变化规律(rhythmical)与缺陷(defect)识别与检出的关系。
因此,对DDA系统(system)的数字(Resources)图像(image)来说,胶片照相的一些研究(research)网站内容,例如黑度与信噪比的关系、黑度与缺陷(defect)可识别度的关系、图像黑度限值、最小可见对比度概念(Idea)等,均不适用。增感屏按用途可分为医用、牙科用和工业用两种,工业用的主要是铅箔增感屏和不锈钢增感屏,用于工业无损检测。
 
摘自强天鹏正在编写的教材――《工业(gōng yè)数字(Resources)射线检测(检查并测试)》

 


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