射线照相噪声的理论模式与实验验证——-国外射线检测动态

　　根据ASME SE 1815—1996标准,工业射线胶片系统(胶片+增感屏+冲洗条件)不是按感光速度而是按可得影像质量水平分为A~H八类^[1]。在胶片系统分类的三项特性指标中,有两项与颗粒度或噪声σD有关,即净黑度2.0时的最大噪声(σD)max和最小梯度/噪声比(G/σD)min。该标准给出了射线胶片颗粒度(噪声)的具体测试和评定方法。

　　本文介绍射线照相噪声(颗粒度)理论处理的一种模式。此模式有助于建立射线照相噪声的基本概念和理解噪声与底片光学密度(即黑度)的函数关系,有助于控制射线照相噪声,从而为确保影像质量,提高影像分辨力和小裂纹类面状缺陷的检出率提供必要的先决条件。

　　1　定义和概念

　　在射线胶片的感光乳剂中,卤化银颗粒直径通常约为1~10μm,它们在明胶层中的分布是不规则的。经曝光和显影后,其中有些颗粒就变成银的质点,而这些显影银粒的分布也必然是不规则的。在这种不规则的分布中,乳剂每单位面积上的颗粒数就有一个自然统计涨落。假定在某个小区域A内,有N个平均面积为a的颗粒,则该区域的黑度与N·a的值成正比。但若考虑附近有一与区域A尺寸相同的区域,则该区域内的颗粒数不一定正好为N。在统计随机分布中N值的平均偏差可表示为,因此第二个区域的黑度可能在下列范围内变动

正是黑度的这一统计涨落,才使人眼在扫描底片时能实际观察到,并产生颗粒性的印象。

　　若扫描区域较大,N也会变大,而波动值则相应较小,以致颗粒性似乎减小。这一情况不管是用眼睛还是用仪器扫描都一样,前者是指离胶片距离较远时,眼睛的有效扫描点对着胶片较大区域,颗粒性印象就会减小;后者是指颗粒度测量仪的扫描点增大时,黑度偏差就会减小。

　　颗粒性往往通过颗粒性目测距离的估算测出,也即按严格规定的条件观察时不再有颗粒结构视觉印象的观察距离。另外也可使用在固定观察条件下,颗粒结构刚刚变得明显时的放大值。当用测微光密度计扫描经均匀曝光和显影的胶片部分时,颗粒度可根据黑度值的方均根偏差定义。若仪器具有面积为a的扫描点(光孔),颗粒度GS可定义为^[2]

　　式中　σD———黑度的标准偏差ASME SE 1815—1996标准4.1.1节指出,胶片性能用信号和噪声参数描述。信号用梯度代表,而噪声用颗粒度代表。

　　如上所述,颗粒性是主观印象,而颗粒度是客观量值。颗粒度曾一度用傅里叶分析的塞尔文法测定,而现在常用σD表示,称为方均根(RMS)颗粒度^[3]。RMS值越小,颗粒度越小。颗粒度与胶片的原始AgBr颗粒尺寸、显影液配方、pH值、显影温度以及曝光时所用射线能量和能谱有关。