ARRAY2905HD底片扫描仪性能测试

　　1　引　　言

　　ARRAY 2905HD激光底片扫描仪是用于对X光底片、光学摄影底片等胶片进行数字化扫描的专用设备。该扫描仪的主要参数如下:光学密度的测量范围0~4.7 D、光学分辨率50μm、光学密度测量精度0.002 D、扫描速度7 s (35×43 cm2胶片,200μm步长)。目前我们已经购置了一套该设备,为了充分了解和利用其性能,我们对扫描仪的主要特性参数包括灰度2光学密度关系、噪声、本底散射等进行了测试。测试采用了EPRI E130标准胶片,见图1。在测试结果的基础上给出了扫描仪最佳的使用条件及有关的注意事项。

　　2　扫描仪的参数设置

　　ARRAY 2905HD底片扫描仪的扫描功能是可以根据需求进行不同的设置的。其中包括每个像素上灰度的比特数、光学密度范围、像素间距和扫描质量模式等4个方面的选择。灰度的比特数最高为12 bit,这也是我们在应用中固定设置的档位,其它档位的精度较低,在测试和应用中都不被考虑。光学密度范围在扫描上限上设置了4个档位,即D=4.7,D=4.0,D=3.0和D=2.0,可根据实际需求进行选择。像素间距有50μm、75μm、100μm、200μm等多个选择,其中50μm是最小值,在空间分辨率的精度要求较高的情况下,像素间距均设置在50μm。扫描质量模式中“优质”档位的数据精度最高,在通常应用时,均选择“优质”档位。如无特殊说明,则均采用以下的扫描设置:灰度的比特数为12 bit,像素间距为50μm,扫描质量模式为“优质”。

　　3　灰度2光学密度关系测定

　　ARRAY 2905HD底片扫描仪对底片扫描后的图像数据是以灰度值表示的,而在实际应用中,有时会要求给出底片光学密度的绝对数值。仪器说明书中没有给出灰度G2光学密度D之间的转换关系,因此,需要进行相关的标定,以建立灰度2光学密度的关系。标定的方法是对EPRI E130标准胶片进行扫描,利用标准胶片上光学密度已知的台阶数据,建立灰度2光学密度的关系。ARRAY 2905HD底片扫描仪在扫描功能上对光学密度的扫描上限设置了4个档位,即D=4.7,D=4.0,D=3.0,D=2.0。我们分别在这4个档位上进行了标定,灰度2光学密度的关系标定结果见图2。

　　对图2中的D2G数据进行线性拟合,分别得到以下拟合公式:

　　D=4.7档位:G=-861D+4095;

　　D=4.0档位:G=-1000D+4095;

　　D=3.0档位:G=-1352D+4095;

　　D=2.0档位:G=-2018D+4095。

　　由上面4个拟合公式,可以将底片扫描后的灰度值(G)转换成光学密度值(D)。

　4　噪声测试

　　所有的胶片都存在不同程度的颗粒噪声,因此在扫描后的数据中都会有一定的噪声信号。扫描仪本身也会引入噪声,不同的扫描仪的噪声往往是不相同的,即使同一台扫描仪,由于扫描时参数设置的不同,噪声也往往是不一样的。噪声是判定数据图像质量的重要参数之一,对扫描仪而言,扫描后数据的噪声越小,则扫描的质量越好。