成像系统构成优化：从传感器到图像处理的科技完美融合

实时射线成像检验系统的基本组成部分：射线源、机械装置、射线转换器（含A/D）、图像处理、图像显示、图像存储和控制等部分。

1.射线源

射线源可按不同检验对象选用X射线源、γ射线源、加速器源、中子源等。不同的检验对象，使用不同射线源。一般工业射线成像检验，主要采用低能X射线源。为使通过投影放大在电视监视屏上得到易观察图像，须用小焦点（0.1～0.5mm）或微焦点（0.001～0.1mm）的X射线管。因为，焦点大小影响图像几何放大倍数，合理选择放大率将会提高图像的清晰度，从而提高检测灵敏度。

2.机械装置（机械系统）

机械装置是实时射线成像检验系统的重要组成部分，实时射线成像检验技术的扫描检验过程依靠机械装置来完成，如工件传递系统、控制运动位置、速度、光栅装置、各部分的固定支撑机构等，直接关系到成像检验系统的综合性能和检验质量的准确度。

3.射线转换器（含A/D）

射线转换器按照对射线完成转换过程有以下两类：

第一类：射线-荧光

采用荧光物质和闪烁晶体，将射线直接转换为荧光（可见光）。

常用荧光物质：硫化锌镉（ZnCdS）、硫氧钆（Gd₂ O₃ S）、溴化镧（LaBr）和硫化锌（ZnS）等。

常用闪烁晶体：碘化钠（NaI）、碘化铯（CsI）、锗酸铋（BiGeO₄）、钨酸钙（CaWO₄）、钨酸镉（CdWO₄）等。

第二类：射线-电子

具有足够能量的射线量子与物质相互作用时释放光电子，改变半导体或半导体结的电阻，形成相对应辐照射线通量分布的电导，采用扫描电子束，可以将其转换为视频信号。

常用光电导材料：对X射线敏感的三硫化二锑（Sb₂ S₃）、碲化锌镉（ZnCdTe）、硒化镉（CdSe）、氧化铅（PbO）、硫化镉（CdS）等。

在工业实时射线成像检验系统中应用转换器有，荧光屏、图像增强器、线阵列扫描探测器、成像板（数字平板探测器）等。

4.图像处理

图像很难用一句话说清楚，图像含义的“图”是物体反射或透射光的分布，它是客观存在的，而“像”是人的视觉系统所接收的“图”在人脑中所形成的印象或认识。总之，凡是人类感觉上能感受到的信息，都可以称为图像。射线实时成像的图像也在此范畴内，其中分为模拟图像和数字图像两大类。数字图像是将连续的模拟图像经过离散处理后，变成计算机能辨识的点阵图像。

数字化后的图像可以看成存储在计算机中的有序数据，当然可以通过计算机对数字图像进行处理。把利用计算机对图像进行去除噪声、增强、复原、重建、分割、提取特征等理论、方法和技术称为数字图像处理。

对图像进行处理主要目的如下：(www.xing528.com)

1）改善图像质量，提高图像的视感。去除图像中噪声、改变图像亮度和颜色、增强图像中某些信息、控制某些成分等，从而达到真实的或清晰的或色彩丰富的效果；

2）提取图像中某些特殊信息，便于计算机分析；

3）对图像数据进行变换、编码和压缩，便于图像的存储和传输。

在射线实时成像检测技术中，采用数字图像处理方法有对比度增强（灰度增强）、图像平滑（多帧平均法降噪）、图像锐化（边缘锐化）和伪彩等显示方法。

1）对比度增强：它是图像增强中的空间域处理方法。在图像像素组成的二维空间里直接对每一像素灰度值进行处理，它可以是一幅图像内像素点之间的运算处理，也是数幅图像间的相应像素点之间运算处理，通过图像灰度变化、直方图修正，增加图像灰度范围对比度，或突出所关心的灰度级范围，提高图像对比度。

2）图像平滑：图像平滑的主要目的是减少图像噪声。在实际获得的图像都有来自系统外部、系统内部干扰而含有噪声。消除噪声方法是在空间域中进行时，求像素的平均值或中值；在频域中则运用低通滤波技术，降低图像噪声水平，保护图像细节。

3）图像锐化：把增强图像边缘和线条使图像边缘变得清晰的处理称图像锐化。图像锐化的目的是突出图像边缘信息，加强图像轮廓特征，以便于人眼的观察和机器的识别。

图像边缘和轮廓一般都位于灰度突变的地方，含有大量空间高频分量，采用高通滤波法让高频分量顺利通过，使低频分量受到抑制，就可以增强高频的成分，使图像边缘或线条变得清晰，图像得到锐化。

4）图像伪彩增强：人视觉系统特性对微小灰度变化不敏感，而对彩色的微小差别极为敏感。人眼一般能区分的灰度级只有20多个，而对不同亮度和色调的彩色图像分辨能力却可达到灰度分辨能力的百倍以上。利用这个特性，把人眼不敏感的灰度信号映射为人眼敏感的彩色信号，增强人眼对图像中细微变化的分辨能力，提高对图像的识别性。

5.图像显示和存储部分

图像显示单元宜采用黑白的方形显示器，显示器点距≤0.26mm、要逐行扫描、刷新频率≥85Hz，对图像评定选用17～19in（英寸）显示器。图像储存单元是图像、数据存储在数字光盘等介质中；存储的数据、图像和有效信息不可修改和删除；保留数字图像应包括原始的采集数据；对保存3～30年的重要检测技术资料，宜选择CD-R的一次性光盘（可保存50年），不能用CD-W可擦写光盘。

6.控制部分

主要由计算机、软件和一些辅助设备（如摄像机、监视器等）组成，对整个实时射线成像检验系统的检验过程的控制。

7.计算机基本配置

在成像系统中应配置两台计算机：

1）一台计算机用于采集和图像处理；另一台用于图像评定和打印，两机用缆线连接；

2）硬件：奔腾Ⅲ600以上，256M内存、20G硬盘、软驱、打印、刻录；

3）要求在Windows操作系统下运行。