摘要：分辨率是射线实时成像检测图像质量的重要指标之一，概述了分辨率测试卡的结构及图像分辨率的测试方法。
关键词：实时成像 分辨率 图像质量 测试方法
射线实时成像图像的质量要素
射线实时成像是一项新兴的无损检测技术，其图像质量与胶片照相底片质量相当，随着GB17925 1999《气瓶对接焊接缝射线实时成像检测》标准的发布和实施，射线实时成像检测技术已逐步（step by step)得到推广应用。与胶片照相底片质量三要素(key point)灵敏度、黑度对比度、几何不清晰度（Clarity)相对应，射线实时成像图像质量也有三要素即灵敏度、灰度对比度、粗糙(cū cāo)度测量仪 图像分辨率。射线实时成像技术很大程度上是借助于计算机图像处理技术，其图像质量完全可以用计算机程序展现出来。然而，用计算机展现出来的图像质量具有很大的主观性，难免会让人产生缺少公开、公正的感觉。图像检测结果要想各方的认可，客观地描述图像质量就显得成尤其必要。图像灵敏度可用像质计来测量，灰度对比度可用厚度对比块灰度来表示，这些在胶片照相检测中都是常用的方法；图像分辨率用分辩率测试（TestMeasure)卡来测试，这在胶片照相检测中是不常用的。
在胶片照相底片中一般是不直接测量几何不清晰度的，通常都通过几何不清晰度的值来限制成像几何条件；然而， 在射线实时成像的图像质量中，分辨率指标与灵敏度同样重要，这是因为图像灵敏度与图像分辨率是从不同的角度反映图像质量，不能互相代替。实践证明，像质计灵敏度的量值，不能充分反映焊缝自然缺陷的特性，有时是像质计灵敏度或者是圆形缺陷的检出率可能很高，而对裂纹等线性缺陷的灵敏度却较低，这是因为金属丝像质计灵敏度很大程度上取决于图像的对比度，而线性缺陷则更多地取决于图像分辨率。简单地说，分辨率的含义是表示两根细小的线条（类似线性缺陷）在距离很近时能分辨清楚的能力。为了使圆形缺陷和线性缺陷都能充分地检出，因此就有必要规定对图像灵敏度和分辨率均应达到规定要求。
图像的清晰度与分辨率射线实时成像有检测(检查并测试)图像是在计算机显示器上观察的，显示器屏幕的图像由许多灰度等级不同的像素组成的，由于像素质具有一定尺寸，且荧光屏内的荧光物的颗粒度比胶片的卤化物的颗粒要大得多，使图像的清晰度受到影响。在成像过程中，一个明锐边界的影像因受到某些因素的影响而变得模糊，模糊的范围扩展成一个区域，该区域的宽度即为图像不清晰度，单位(unit)是毫米。与图像不清晰度相对应的概念是图像清晰度，它表示影像的边界刚好分辨清楚的情况。
图像分辨率是指图像显示器上可识别的线条能够分离的最小间距， 单位是每毫米线对(LP/mm) 。一个线对由一根线条和一个间距组成，且间距的宽度等于线条的宽度，以一毫米宽度范围内的线对数表示；有时为了直观的表示，以一厘米宽度范围内的线对数表示，单位是每厘米线对(LP/cm) 。
显而易见，图像分辩率和图像不清晰度实际上是一个问题的两个表述，反映的都是图像边界的清晰程度，它们可以用同一种图像测试卡（分辩率测试卡）在显示屏上客观地测试出来。根据定义，图像清晰度的量值等于图像分辨率线对数值倒数的二分之一。（说明：图像的清晰度与分辨率的原理可参看本文末端的图1和图2。）
按照视频技术的定义，分辨率可分为时间分辨率和空间分辨率。时间分辨率多用于仪器时基线性的分辨。由于几何位置或材料密度差异引起的视频分辨率则称为空间分辨率。因为射线数字成像技术不涉及时间分辨率的问题(Emerson)，所以射线数字成像技术中将空间分辨率通称为分辨率。
分辨率的测量工具 分辩率测试卡分辨率测试卡有多种样式，国外有楔形或块形的，通常都要经过查表换算才能得到结果，观察起来不够直观，使用也不太方便；相比之下我国GB17925 1999标准设计的分辨率测试卡较为好用。
3．1 分辨率测试卡的结构
3.1.1线对组的构成在一定宽度内，均匀（jūn yún)地排列着若干条宽度相等、厚度为0.1～0.2mm高密度（单位:g/cm3或kg/m3)的铅质材料(Material)（铅与钨的复合材料）做成的栅条，栅条的间距等于栅条的宽度。一条栅条和与它相邻的一个间距构成一个线对。在 5毫米宽度内均匀的排列着若干个相同的线对，构成一组线对。在一定宽度内，均匀地排列着7组线对组，相邻两组的距离为3mm；7组线对数排列顺序为1.2LP/m
M、1.4Lp/m
M、1.6LP/m
M、1.8LP/m
M、2.0Lp/m
M、2.2LP/m
M、2.4LP/mm。（线对组通常都是由7 组组成，线对组也可以由0.8LP/mm至2.0Lp/mm或1.8LP/mm至3.0Lp/mm组成。）用高密度的铅质材料做栅条，主要是考虑（consider)到高密材料能吸收较多的射线，无损检测与相邻间距的空间在图像中能形成较大的对比度。栅条很薄，主要是考虑减少材料厚度对上下几何不清晰度造成的差异，栅条做成直边形，不做成圆角过度，也是为了减少边缘区域对几何不清晰度的影响(influence)，使之能更真实地反映图像的分辨率。
3.1.2 栅条组的构成栅条的长度L＝20mm。栅条的长宽比大于10：1，通常认为是呈线性状态。栅条的宽度a按下式计算：
a=1/2p
式中： a ─── 栅条宽度 mm；p ─── 线对数值 LP/mm；栅条宽度偏差为±5％
栅条组的数目n按下式计算：
N=5p+1
栅条的间距b等于栅条宽度a。
3.1.3 分辨率测试卡的结构与线对组的对应关系，见下表：线对数编号
t栅条宽度 a
(mm)栅条间距 b
(mm)栅条数目 n
(条)分辩率数值 p
LP/mm1.20.4160.41671.21.40.3570.35781.41.60.3130.31391.61.80.2770.277101.82.00.2500.250112.02.20.2270.227122.22.40.2080.208132.4
在每组线对栅条的上方标注线对数的铅字标记，在栅条的下方标注标准代号和线对单位的铅字标记。各组线对的栅条紧夹在两块厚度为1mm的有机玻璃 (是一种通俗的名称，缩写为PMMA)板之间。
3.2 分辨率测试的作用分辩率测试可用来测试系统的分辩率和系统固有不清晰度（Clarity)；可用来测试图像分辩率和不清晰度；可用来调试检测工艺中的最佳放大倍数。
3.3 系统的分辩率和系统固有不清晰度的测试（TestMeasure)方法
3.3.1 测试方法将分辨率测试卡紧贴在图像增强器输入屏表面中心区域，线对栅条与水平位置（position )垂直(或平行)，按如下工艺条件进行透照，并在显示屏上成像：
(1) 射线管的焦点至图像增强器输入屏表面的距离不小于700mm；
(2) 管电压不大于40kv；
(3) 管电流不大于2.0mA；
(4) 图像对比度适中。
3.3.2 射线实时成像系统分辩率的确定在显示屏上观察测试卡的影像，观察到栅条刚好分离的一组线对，则该组线对所对应的分辩率即为系统分辩率。
3.3.3 系统(system)固有不清晰度（Clarity)的确定在显示屏上观察测试（TestMeasure)卡的影像，观察到栅条刚好重合的一组线对，则该组线对所对应的栅条间距即为系统固有不清晰度。
3.4 图像分辩率和不清晰度的测试方法
3.4.1 测试方法将分辨率测试卡紧贴在被检焊缝的表面上，线对栅条与焊缝垂直，并与焊缝同时成像。
3.4.2 图像分辩率的确定在显示屏上观察测试卡的影像，观察到栅条刚好分离的一组线对，则该组线对所对应的分辩率即为图像分辩率。
3.4.3 图像不清晰度的确定在显示屏上观察测试卡的影像，观察到栅条刚好重合的一组线对，无损检测则该组线对所对应的栅条间距即为图像不清晰度。
4. 应用举例我公司射线实时成像系统的射线机焦点为0.4×0.4mm ,图像增强器输入屏直径150mm,用它检测液化石油气钢瓶焊缝。
4.1 用分辩率测试（TestMeasure)卡测试系统分辨率将分辨率测试卡贴在图像增强器输入屏表面上,按GB17925 1999标准规定(guī dìng)的参数(parameter)成像,测得分辨率为1.8LP/mm，大于标准规定1.4LP/mm的要求，说明系统性能较好。根据"分辨率与清晰度互为 倒 数的二分之一"的换算关系，算出系统不清晰度为0.28mm。
图1 用分辩率测试卡测试系统分辨率
说明：图1 的单位是LP/cm。本图是从射线实时成像系统(system)中下载的真实图像（正像），在高清晰计算机显示器上，可清晰地看到刚好分开的18 LP/cm的影像。由于制版印刷的原因，本图可识别的分辨率可能（maybe)会有所降低（reduce)。(本图选用的分辨率测试卡为0.8LP/mm至2.0Lp/mm。)
4.2 确定检测放大倍数
根据几何投影的原理，射线实时成像检测的图像是放大的，通常有一个最佳放大倍数Mopt为：
式中：Us 成像设备系统(system)固有不清晰度mm ，可通过(tōng guò)试验方法测出。d 射线机焦点尺寸，mm
经计算，最佳放大倍数等于1.6倍，取检测放大倍数等于1.6倍，这样检测工艺便调试好了。
4.3 检测图像分辨率
将分辨率测试卡贴在钢瓶被检测的焊缝表面上,与焊缝同时成像,得到图像分辩率等于2.2LP/mm,大于标准规定1.8LP/mm的要求,说明图像分辨率质量较好。
图2 检测图像分辨率
说明：图2 的单位(unit)是LP/cm。本图是射线实时成像系统中下载的真实图像（正像），中间较黑的影像是焊缝。在高清晰计算机显示器上，可清晰地看到刚好分开的22 LP/cm的影像。由于制版印刷的原因，本图可识别的分辨率可能会有所降低。