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1、數(shù)字射線檢測(cè)技術(shù)數(shù)字射線檢測(cè)技術(shù) 細(xì)節(jié)識(shí)別理論細(xì)節(jié)識(shí)別理論 鄭世才鄭世才 2015.7 2015.7 1. 1.概述概述 2. 2. RoseRose定律定律 3. 3.對(duì)比度噪聲比概念對(duì)比度噪聲比概念 4. 4.細(xì)節(jié)識(shí)別一般關(guān)系式細(xì)節(jié)識(shí)別一般關(guān)系式 5. 5.典型細(xì)節(jié)識(shí)別關(guān)系式典型細(xì)節(jié)識(shí)別關(guān)系式 6. 6.結(jié)語(yǔ)結(jié)語(yǔ) 1 1概述概述 1 1數(shù)字射線檢測(cè)技術(shù)的基本理論可分為四個(gè)方面:數(shù)字射線檢測(cè)技術(shù)的基本理論可分為四個(gè)方面:(1 1)物理基礎(chǔ))物理基礎(chǔ)(2 2)檢測(cè)圖像質(zhì)量(圖像質(zhì)量因素及與技術(shù)因素關(guān)系)檢測(cè)圖像質(zhì)量(圖像質(zhì)量因素及與技術(shù)因素關(guān)系)(3 3)細(xì)節(jié)識(shí)別理論)細(xì)節(jié)識(shí)別理論(4 4)成

2、像過(guò)程基本理論)成像過(guò)程基本理論目前基本狀況是目前基本狀況是 除細(xì)節(jié)識(shí)別理論除細(xì)節(jié)識(shí)別理論 其他三方面都已經(jīng)建立起系統(tǒng)理論其他三方面都已經(jīng)建立起系統(tǒng)理論 盡管有的還存在不同觀點(diǎn)盡管有的還存在不同觀點(diǎn)本文討論細(xì)節(jié)識(shí)別理論問(wèn)題。本文討論細(xì)節(jié)識(shí)別理論問(wèn)題。 1 1概述概述 2 2(1 1)物理基礎(chǔ))物理基礎(chǔ)檢測(cè)技術(shù)基礎(chǔ)理論檢測(cè)技術(shù)基礎(chǔ)理論基于的是射線吸收規(guī)律基于的是射線吸收規(guī)律nII1常數(shù)HGDlgkHGVS)(ItH 1 1概述概述 3 3(2 2)檢測(cè)圖像質(zhì)量)檢測(cè)圖像質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)控制理論檢測(cè)技術(shù)控制理論 ASTM E2736ASTM E2736等標(biāo)準(zhǔn):三因素等標(biāo)準(zhǔn):三因素有研究人員:希望提出新

3、的概念有研究人員: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)成像過(guò)程基本理論(理論上處理等價(jià)性問(wèn)題)成像過(guò)程基本理論(理論上處理等價(jià)性問(wèn)題) 移植成熟理論移植成熟理論按照成像過(guò)程按照成像過(guò)程 CTCT系統(tǒng):系統(tǒng): xhxfxg dxxdUdxxdELSFxL1 1概述概述 5 5(4 4)細(xì)節(jié)識(shí)別理論)細(xì)節(jié)識(shí)別理論缺陷檢驗(yàn)理論缺陷檢驗(yàn)理論 射線照相檢驗(yàn)技術(shù):射線照相檢驗(yàn)技術(shù):2020世紀(jì)世紀(jì)6060年代建立年代建立1.1.概述概述 6 6 例如:例如:RTRT技術(shù)

4、細(xì)節(jié)識(shí)別理論(技術(shù)細(xì)節(jié)識(shí)別理論(19631963)(基于)(基于RoseRose定律)定律) 絲:絲: 階梯孔:階梯孔:球孔:球孔:矩形縫(矩形縫( ):):20221 GnNkAx2022214 GnNkHT20231 GnNklFd202414 GnNkFd0GnkUbWUWlt1exp11 1概述概述 7 7對(duì)數(shù)字射線檢測(cè)技術(shù)對(duì)數(shù)字射線檢測(cè)技術(shù)2020世紀(jì)世紀(jì)7070年代年代-80-80年代(年代(19821982年文獻(xiàn),年文獻(xiàn),CT-CDDCT-CDD):): 實(shí)驗(yàn)總結(jié)關(guān)系式(分辨細(xì)節(jié)要求)實(shí)驗(yàn)總結(jié)關(guān)系式(分辨細(xì)節(jié)要求)ASTM E1441ASTM E1441標(biāo)準(zhǔn)(標(biāo)準(zhǔn)(5050% %

5、正確概率識(shí)別一個(gè)細(xì)節(jié))正確概率識(shí)別一個(gè)細(xì)節(jié))2010-20122010-2012年:年:BAMBAM研究人員研究人員1PGT18PTDpceDpce1 1概述概述 8 8 BAMBAM的一些研究結(jié)果的一些研究結(jié)果 2010 2010年給出(年給出(IQI:1TIQI:1T孔)關(guān)系式孔)關(guān)系式20112011年,引入年,引入20122012年,改寫年,改寫 給出絲:給出絲:CNRdPT可見SNRPTdeff可見SNRSRPTdeffb可見2TimagebuSRimagebIQIeffvisiblehSRTSdPT24imagebvisibleeffvisibleWSRSFdldPT1 1概述概述

6、 9 9概括數(shù)字射線檢測(cè)技術(shù)的細(xì)節(jié)識(shí)別研究概括數(shù)字射線檢測(cè)技術(shù)的細(xì)節(jié)識(shí)別研究 (1 1)目前的研究實(shí)際都是基于)目前的研究實(shí)際都是基于RoseRose理論理論 (2 2)近年()近年(2010-20122010-2012)給出了部分細(xì)節(jié)關(guān)系式)給出了部分細(xì)節(jié)關(guān)系式 (3 3)研究結(jié)果不構(gòu)成系統(tǒng))研究結(jié)果不構(gòu)成系統(tǒng)本文:本文: (1 1)基于)基于RoseRose理論,結(jié)合對(duì)比度噪聲比概念理論,結(jié)合對(duì)比度噪聲比概念 (2 2)按射線照相檢驗(yàn)技術(shù)相關(guān)理論思路)按射線照相檢驗(yàn)技術(shù)相關(guān)理論思路 (3 3)對(duì)細(xì)節(jié)識(shí)別理論作出系統(tǒng)處理)對(duì)細(xì)節(jié)識(shí)別理論作出系統(tǒng)處理嘗試給出數(shù)字射線檢測(cè)技術(shù)的系統(tǒng)細(xì)節(jié)識(shí)別理論嘗

7、試給出數(shù)字射線檢測(cè)技術(shù)的系統(tǒng)細(xì)節(jié)識(shí)別理論2. 2. RoseRose定律定律 1010 RoseRose文獻(xiàn)文獻(xiàn)(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:常數(shù):與閾值對(duì)比度、眼特性相關(guān)的常數(shù)常數(shù):與閾值對(duì)比度、眼特性相關(guān)的常數(shù)常數(shù)22CLBBBDLLLC3. 3. 對(duì)比度噪聲比概念對(duì)比度噪聲比概念 13 13 對(duì)比度噪聲比(對(duì)比度噪聲比( ) 引入:引入:IQIIQI識(shí)別識(shí)別孔:孔:絲:絲:SCNRCNR5 . 2GBV0 . 2GBV3. 3. 對(duì)比度噪聲比概念對(duì)比度噪聲比概念

8、14 14 小厚度差的對(duì)比度噪聲比與技術(shù)因素關(guān)系小厚度差的對(duì)比度噪聲比與技術(shù)因素關(guān)系 TnIISS1SNRSTSNRnCNR)1 (SSSSCNR4. 4. 細(xì)節(jié)識(shí)別一般關(guān)系式細(xì)節(jié)識(shí)別一般關(guān)系式 15 15 圖像信號(hào)平均由圖像信號(hào)平均由 個(gè)光子形成個(gè)光子形成 光子數(shù)波動(dòng)服從泊松分布光子數(shù)波動(dòng)服從泊松分布 細(xì)節(jié)圖像信號(hào)為細(xì)節(jié)圖像信號(hào)為 噪聲為噪聲為 NNN常數(shù) ANNN2常數(shù)ACLB2常數(shù)22CLB4. 4. 細(xì)節(jié)識(shí)別一般關(guān)系式細(xì)節(jié)識(shí)別一般關(guān)系式 16 16 常數(shù)記為常數(shù)記為 常數(shù) ANNN2常數(shù) ANNNN2PTK22PTKACNR4. 4. 細(xì)節(jié)識(shí)別一般關(guān)系式細(xì)節(jié)識(shí)別一般關(guān)系式 17 17

9、RoseRose定律:定律:PTKACNRSNRnKATPT1TSNRnCNR)1 (4. 4. 細(xì)節(jié)識(shí)別一般關(guān)系式細(xì)節(jié)識(shí)別一般關(guān)系式 18 18 圖像尺寸實(shí)際以像素尺寸為單位測(cè)定圖像尺寸實(shí)際以像素尺寸為單位測(cè)定細(xì)節(jié)識(shí)別一般關(guān)系式:細(xì)節(jié)識(shí)別一般關(guān)系式: imimPU22/2imimimUAPAPA21imPTUSNRnKAT5. 5. 典型細(xì)節(jié)識(shí)別關(guān)系式典型細(xì)節(jié)識(shí)別關(guān)系式 19 19 從一般關(guān)系式寫出具體細(xì)節(jié)關(guān)系式從一般關(guān)系式寫出具體細(xì)節(jié)關(guān)系式 需將細(xì)節(jié)圖像轉(zhuǎn)換為均勻?qū)Ρ榷葓D像需將細(xì)節(jié)圖像轉(zhuǎn)換為均勻?qū)Ρ榷葓D像 或?qū)⒓?xì)節(jié)轉(zhuǎn)換為均勻截面厚度形狀或?qū)⒓?xì)節(jié)轉(zhuǎn)換為均勻截面厚度形狀采用等高轉(zhuǎn)換:采用等高轉(zhuǎn)

10、換: 保持細(xì)節(jié)截面高度不變,改變細(xì)節(jié)寬度保持細(xì)節(jié)截面高度不變,改變細(xì)節(jié)寬度考慮不清晰度影響考慮不清晰度影響 對(duì)細(xì)節(jié)圖像寬度影響對(duì)細(xì)節(jié)圖像寬度影響 對(duì)細(xì)節(jié)圖像對(duì)比度影響對(duì)細(xì)節(jié)圖像對(duì)比度影響5. 5. 典型細(xì)節(jié)識(shí)別關(guān)系式典型細(xì)節(jié)識(shí)別關(guān)系式 20 20 不清晰度對(duì)細(xì)節(jié)對(duì)比度影響不清晰度對(duì)細(xì)節(jié)對(duì)比度影響矩形縫(矩形縫(19661966文獻(xiàn))文獻(xiàn))UWCC6 . 1exp105. 5. 典型細(xì)節(jié)識(shí)別關(guān)系式典型細(xì)節(jié)識(shí)別關(guān)系式 21 21 絲形細(xì)節(jié)絲形細(xì)節(jié)79. 07854. 04/SF21exp1imPTWimSimSUSNRnKUdbFlUdFd5. 5. 典型細(xì)節(jié)識(shí)別關(guān)系式典型細(xì)節(jié)識(shí)別關(guān)系式 22 2

11、2 圓柱孔圓柱孔截面厚度均勻,不需要轉(zhuǎn)換截面厚度均勻,不需要轉(zhuǎn)換顯然,僅需要改變高度,它就可簡(jiǎn)單地?cái)U(kuò)展成顯然,僅需要改變高度,它就可簡(jiǎn)單地?cái)U(kuò)展成 適宜平板孔型適宜平板孔型IQIIQI各孔的關(guān)系式各孔的關(guān)系式需要注意,不清晰度對(duì)于對(duì)比度的影響,應(yīng)采用平方需要注意,不清晰度對(duì)于對(duì)比度的影響,應(yīng)采用平方21exp122imPThimimUSNRnKUbdUdh5. 5. 典型細(xì)節(jié)識(shí)別關(guān)系式典型細(xì)節(jié)識(shí)別關(guān)系式 23 23 球孔細(xì)節(jié)球孔細(xì)節(jié)8 . 08165. 06/4QF4623HDD21exp122imPTQimQimQUSNRnKUDbFUDFD5. 5. 典型細(xì)節(jié)識(shí)別關(guān)系式典型細(xì)節(jié)識(shí)別關(guān)系式 2

12、4 24 矩形縫細(xì)節(jié)圖像的三種情況矩形縫細(xì)節(jié)圖像的三種情況5. 5. 典型細(xì)節(jié)識(shí)別關(guān)系式典型細(xì)節(jié)識(shí)別關(guān)系式 25 25 矩形縫細(xì)節(jié):等高轉(zhuǎn)換矩形縫細(xì)節(jié):等高轉(zhuǎn)換0() cosWH 21exp1coscosimPTFimimUSNRnKUbHUWlL0sinLH 21exp1sinsinimPTFimimUSNRnKUbHULlW5. 5. 典型細(xì)節(jié)識(shí)別關(guān)系式典型細(xì)節(jié)識(shí)別關(guān)系式 26 26 矩形縫細(xì)節(jié):等高轉(zhuǎn)換矩形縫細(xì)節(jié):等高轉(zhuǎn)換() 021exp1imPTFimimUSNRnKUbWUWlL6. 6. 結(jié)語(yǔ)結(jié)語(yǔ) 27 27 (1 1) 從從RoseRose定律、從理論定律、從理論 統(tǒng)一給出了細(xì)

13、節(jié)識(shí)別理論關(guān)系式統(tǒng)一給出了細(xì)節(jié)識(shí)別理論關(guān)系式 BAMBAM研究人員寫出的關(guān)系式,研究人員寫出的關(guān)系式, 實(shí)際是對(duì)絲、柱孔細(xì)節(jié)實(shí)際是對(duì)絲、柱孔細(xì)節(jié) 未考慮不清晰度影響簡(jiǎn)單情況的結(jié)果未考慮不清晰度影響簡(jiǎn)單情況的結(jié)果 明顯地存在近似,也需要試驗(yàn)驗(yàn)證正確程度明顯地存在近似,也需要試驗(yàn)驗(yàn)證正確程度例如:例如:?64. 0?79. 0FF6. 6. 結(jié)語(yǔ)結(jié)語(yǔ) 28 28 (2 2)需要深入研究:存在噪聲下檢測(cè)結(jié)論的概率性質(zhì))需要深入研究:存在噪聲下檢測(cè)結(jié)論的概率性質(zhì) (CTCT給出,存在噪聲下,測(cè)定的線衰減系數(shù)服從正態(tài)分布)給出,存在噪聲下,測(cè)定的線衰減系數(shù)服從正態(tài)分布) 22exp21PDF6. 6.

14、結(jié)語(yǔ)結(jié)語(yǔ) 29 29 ( (美)美)NDTNDT手冊(cè)第手冊(cè)第3 3版(版(20022002年,年,CT CT 技術(shù):技術(shù):CDFCDF曲線)曲線) 將以一定的正確(或錯(cuò)誤)概率給出檢測(cè)結(jié)論將以一定的正確(或錯(cuò)誤)概率給出檢測(cè)結(jié)論 6. 6. 結(jié)語(yǔ)結(jié)語(yǔ) 30 30(3 3)可研究的一個(gè)具體問(wèn)題)可研究的一個(gè)具體問(wèn)題 采用單絲對(duì)或單絲測(cè)定檢測(cè)圖像不清晰度采用單絲對(duì)或單絲測(cè)定檢測(cè)圖像不清晰度 按成像過(guò)程理論:不清晰度決定了細(xì)節(jié)圖像擴(kuò)展按成像過(guò)程理論:不清晰度決定了細(xì)節(jié)圖像擴(kuò)展 可從理論上給出檢測(cè)圖像可從理論上給出檢測(cè)圖像 6. 6. 結(jié)語(yǔ)結(jié)語(yǔ) 31 31(3 3)可研究的一個(gè)具體問(wèn)題)可研究的一個(gè)具體問(wèn)題 采用單絲對(duì)或單絲測(cè)定檢測(cè)圖像不清晰度采用單絲對(duì)或單絲測(cè)定檢測(cè)圖像不清晰度 因此,可設(shè)計(jì)新型因此,可設(shè)計(jì)新型IQII

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