数字射线检测技术中的图像对比度及其评估方法

在数字射线检测技术中，数字图像的对比度与胶片射线照相的对比度一样，其具体意义也是图像识别厚度差的能力。评价图像的对比度，一般都采用常规像质计灵敏度。即采用胶片射线照相检验技术中的像质计，测定数字图像的对比度，监测数字射线检测技术检测图像的对比度。

按照射线检测技术的物理基础，射线检测技术获得的（物体）对比度为

通常认为，在显示器屏幕上给出的图像亮度与射线强度呈线性关系。即屏幕的亮度L与射线强度I的关系可写为

L=κI

式中 κ——常数。

因此对由一小厚度差ΔT引起的图像亮度对比度（理论上一般记为C）可以写出

即获得的检测图像亮度对比度由射线检测技术获得的（物体）对比度决定。

若进一步考虑，还应考虑眼睛观察过程。按照生理学的研究，人眼感觉到的图像明亮程度与照明亮度间服从对数正比关系

B=KlnL

式中 B——人眼感觉到的图像亮度；(www.xing528.com)

K——人眼对亮度的感度系数。

因此眼睛在显示器屏幕上观察到的图像对比度ΔB与亮度对比度的关系为

当显示器上的图像亮度对比度很小时，利用ln（1+x）≈x（当x远小于1时），则近似有

可见，数字射线检测技术的图像亮度对比度，基本影响因素是射线检测技术获得的物体对比度。实际上它还会受到图像数字化过程、图像空间分辨率的影响。例如，由于量化幅值较大，可使小对比度细节信息在量化中丢失，造成对比度损失。图3-11显示的是量化对裂纹图像的影响。对于这种情况，不可能通过后续的图像增强处理而再现该裂纹细节的信息。

图3-11 量化对裂纹图像的影响

a）256级 b）32级 c）16级

关于图像的对比度，在数字射线检测技术中还常引入另外两个概念：对比度噪声比（常记为CNS）和对比度灵敏度（常记为CS）。对比度噪声比定义为两个图像区的平均信号差与信号平均值统计标准差之比。对比度灵敏度定义为图像（由灰度改变）可识别的物体最小百分比厚度差。实际上这两个概念主要是针对美国的平板孔型像质计确定的概念，对它们将在后面关于信噪比概念中作进一步讨论。