基于窗口技术的CT图像缺陷性质确定

　　工业CT系统的性能主要由其组成结构及配置水平所决定，随着检测对象和技术要求的不同，系统的结构及配置可能相差很大。我们目前使用的工业cr系统是2000年与某单位联合研制的卧式工业CT，由于某些原因，功能并不完善，图像处理及显示软件只是使用Media Cybernetics公司的Image-Pro Plus 3.0通用图像处理软件，并不具备处理及显示CT图像所需的全部功能，特别是在确定缺陷性质方面。为此，在使用中我们又自行开发了一些功能。

　　1工业CT图像的一般特点

　　工业CT图像是经过一定的算法计算出的二维数值阵列，可以是256x256, 512x512或1024x1024。图像上每一点称为像素。工业CT扫描时有一定的切片厚度，扇形射线束与这一厚度的试件材料发生作用，最终图像上每一个像素实际上对应了试件中一个小体元，因此，有时将像素称为体素[1]。像素的数值(CT值)与小体元内材料衰减系数的平均值成比例。由于衰减系数与材料的物理密度成近似比例关系(当然也与材料的组分特性及射线能量有关)，所以习惯上将有衰减系数表征的像素值说成密度值，将灰度反差表征的分辨率说成密度分辨率。在医用CT中，通常将空气的CT值设定为一1000，水为0，衰减系数为水的两倍的材料定为+1000[2]。工业CT中通常将空气的CT值定为0，对于其他材料，没有标准的CT值规定。影响工业CT像素值的另外一个因素是扫描和重建过程中引人的噪声干扰，即使是完全均匀的材料，在CT图像上也不可能得到一致的像素值。从工业CT图像上可以得到设定范围内像素的最大值、最小值、平均值和标准偏差值。若设定范围内包含m个像素，每个像素的值为μi (i=1,2,3, ......, m)，则像素平均值μ和标准偏差值δ由下式决定:

　　标准偏差值是像素值相对平均值的变化范围量度，它代表了噪声大小δ√μ在代表了一定区域范围的信噪比。

　　工业CT图像的动态范围可达106以上，而实时成像的动态范围为5002000，胶片照相的动态范围为200--1000[3~6]。这就意味着工业CT成像比实时成像和胶片照相具有更大的透照宽容度及密度分辨率，极限情况下工业CT的密度分辨率可达0.02%.

　　用户最关心的是缺陷检测灵敏度。一个缺陷能否被检测到，取决于其是否引起了所在图像位置像素值的变化。缺陷在像素对应的物体体元内所占的比例越大，最后在图像上引起的反差也越大。当缺陷所占比例很小，以致引起的反差在噪声之内时，此缺陷就难以检出。像素尺寸的大小是CT尺寸测量的最小量度，它与物体尺寸及重建矩阵大小有关，例如直径为100mm的物体，重建矩阵为1024x1024，则像素尺寸约为0.1 mm。通过一定的计算方法可以使CT尺寸测量精度达到像素尺寸的1/10，但这种测量有一定几率的可信度。由于工业CT给出的是数字化图像，所以可对其进行处理、分析、压缩和存档。