GB T 26141.1-2010 无损检测 射线照相底片数字化系统的质量鉴定 第1部分：定义、像质参数的定量测量、标准参考底片和定性控制.pdf

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1、ICS 19.100;37.040.25 J 04 中华人11: ./、民道昌不日国国家标准GB/T 2614 1. 1-2010/ISO 14096-1 :2005 无损检测射线照相底片数字化系统的质量鉴定第1部分:定义、像质参数的定量测量、标准参考底片和定性控制Non-destructive testing-Qualification of radiogr呻hicfilm digitisation systems Part 1 : Definitions, quantitative measurements of image quality parameters, standard ref

2、erence film and qualitative control CISO 14096-1: 2005 , IDT) 2011-01-14发布量ft马防iJJ中华人民共和国国家质量监督检验检茂总局中国国家标准化管理委员会2011-10-01实施发布GB/T 2614 1. 1-2010/ISO 14096-1 :2005 目IJJ=I GB/T 26141(元损检测射线照相底片数字化系统的质量鉴定分为两个部分:第1部分:定义、像质参数的定量测量、标准参考底片和定性控制;一一第2部分:最低要求。本部分为GB/T26141的第1部分。本部分等同采用ISO14096-1: 2005(元损检测射

3、线照相底片数字化系统的质量鉴定第1部分:定义、像质参数的定量测量、标准参考底片和定性控制C英文版)。本部分等同翻译ISO14096-1:2005 0 为便于使用，本部分作了下列编辑性修改:一一本国际标准一词改为本部分;一一用小数点飞代替作为小数点的逗号一一删除国际标准的前言和引言;一一用GB/T1. 1-2000规定的引导语代替国际标准中的引导语。本部分由全国元损检测标准化委员会CSAC/TC56)提出并归口。本部分起草单位:济南希瑞检测科技有限公司、上海英华检测科技有限公司、上海材料研究所、上海泰司检测科技有限公司、上海诚友实业有限公司、上海威诚邦达检测技术有限公司、上海竹阳自动化设备有限公

4、司、硕德(北京)科技有限公司、通用电气检测科技有限公司。本部分主要起草人:李博、孔凡琴、金宇飞、章怡明、赵成、丁鸣华、张颖、香勇、孙宝江。I GB/T 26141.1-201 O/ISO 14096-1: 2005 引-z同射线照相胶片系统用于工业X射线和伽玛射线照相检测。为了利用计算机在数据分析、传输与存储方面的先进性，存储于射线照相底片内的信息宜被转换成数字化数据(数字化)0 GB/T 26141的本部分规定了最低要求，以确保在底片数字化处理过程中，有效保存用于评定的数字化数据的相关信息。E GB/T 2614 1. 1-201 O/ISO 14096-1: 2005 无损检测射线照相底片

5、数字化系统的质量鉴定第1部分:定义、像质参数的定量测量、标准参考底片和定性控制1 范围GB/T 26141的本部分规定了射线照相底片数字化处理的基本性能参数评价规程，譬如:空间分辨力、空间线性、密度范围、密度对比灵敏度和特性传递曲线。它们可以与标准参考底片(见第5章)一起被集成到软件系统中，对数字化处理过程进行质量控制。参考底片提供了一系列进行性能评价的测试目标。测试目标适用于评价空间分辨力小至25m、密度对比灵敏度小至O.02光学密度、密度范围为O. 54. 5、底片尺寸为(350X430)m旷的数字系统。本部分不涉及数字数据的信号处理和显示。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过GB/T2

6、6141的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。GB/T 19348.1 元损检测工业射线照相胶片第1部分:工业射线照相胶片系统的分类(GB/T 19348.1-2003,IS0 11699-1:1998 ,IDT) GB/T 26141. 2 元损检测射线照相底片数字化系统的质量鉴定第2部分:最低要求(GB/T 26141. 2-2010 ,IS0 14096-2:2005 ,IDT) 3 术语和定

7、义3. 1 3.2 下列术语和定义适用于GB/T26141的本部分。射线照相底片数字化系统radiographic film digitisation system 数字化仪(扫描仪)依次完成下列两个功能:a) 通过一个光学探测器对底片中的小区域(像素，图像单元)的漫透射率进行探测，输出电信号(几何数字化); b) 把上述电信号转换成一个数字化值(光密度数字化)。扫描孔径scanning aperture SA 指射线底片上的空间范围(区域)，数字化仪在这个区域上完成一个像素的扫描，用于几何数字化。扫描孔径的尺寸对应于:3.3 一一矩形孔径:取长边;一一环形孔径:取直径。扫描孔径限制着数字化仪

8、的空间分辨力。像素尺寸pixel size p 在被扫描的图像上，某一行(水平)或某一列(垂直)相邻像素中心到中心的几何距离。1 G/T 2614 1. 1-2010/ISO 14096-1 :2005 3.4 光学密度optical density D 射线照相底片扫描前的弥漫光强度I。与扫描后的弥漫光强度10之比，取以10为底的对数，根据公式(1)计算:3.5 3.6 3. 7 3.8 3.9 边扩展函数edge spread function ESF D=lg手o 数字化后横穿过一个阶梯模块得到的轮廓函数。注:这个函数可以被看作光强度，也可以被看作光学密度a数字化仪的不清晰度digiti

9、ser unsharpness Uo 由于扫描孔径、散射光、反射或者电子带宽引起的尖锐边缘的模糊。不清晰度由光强度阶梯的边扩展函数ESF的10%处与90%处之间的几何距离决定。空间频率spatial frequency f 通过沿几何轴的正弦强度变化来描述。这个函数周期用每毫米的线对数量来测量Clp/mm)。空间频率最大值spatial frequency maximum value Jc 理论上，每毫米的线对数量，是通过Nyquist定理给出的，见公式(2): fzL 实际上，扫描孔径、数字化仪的结构和电子装置都会减少这个理论值。调制传递函数modulation transfer funct

10、ion MTF . ( 1 ) .( 2 ) 对空间光学密度边扩展函数(ESF)的微分进行傅立叶变换，归一化其幅值(见图1).就可以得到MTF。3. 10 它描述数字化仪的不清晰度函数(作为物体尺寸函数的对比度传递)。注:MTF的计算是基于光学密度，它和X射线剂量对应。密度范围density range DR 最小光学密度和最大光学密度的范围，它可由数字化仪测量得到。它依赖于数字化仪的构造，这个密度范围可被分成几个工作范围(例如，不同的光照能量和/或不同的探测器积分时间)。3. 11 2 特性传递曲线characteristic transfer curve CTC 底片光学密度和数字化数据之

11、间的关系。3.12 3. 13 3. 14 3. 15 GB/T 2614 1. 1-2010/ISO 14096-1 :2005 用位数表示的数字分辨力digital resolution in bit 数字化仪中用于光密度数字化的模/数转换部分所提供的位数。注:N位数字分辨力对应着2N的数字值。密度采样间距density sampling pitch t.D sp 数字化值每增加1时对应的光学密度变化。注z密度变化依赖于数字化仪的特性传递曲线。密度采样问距可以是密度的函数。密度对比灵敏度density contrast sensitivity t.Dcs 数字化底片的最小密度变化，由所用的

12、数字化仪决定。它主要由数字化仪的数字噪声决定(光探测器的量子噪声)。工作范围working range DWR 光学密度范围，在这个密度范围内，数字化仪保证了单次数据获取中的最小密度对比灵敏度。只有在这个密度范围内，数字化的数据才能用于评估。数字化仪结构不同，可以有不只一个工作范围，例如更亮或更暗的底片。3. 16 单次数据获取single acquisition 通过单次扫描完成一张射线照相底片的数字化。单次数据获取的结果不受任何类型的后处理影响。数字化系统在获取单次数据时采用特有的参数设置。3. 17 标准参考底片standard reference film 一张工业射线底片的照相图像，

13、它包含本部分所描述的所有参考目标。3. 18 测试目标targets 在标准参考底片上的实物模型的图案，它被用于评估数字化仪。4 评估过程4. 1 特性传递曲线、密度范围、像素尺寸和密度对比灵敏度的评估4. 1. 1 阶梯密度目标为了测量数字化仪的特性传递曲线、密度范围和密度对比灵敏度，在一个参考X射线照相中(标准参考底片)需要一个阶梯密度目标，且满足下列要求:一一要覆盖从D=O.5D=4. 5的光学密度;一一两个相邻阶梯的光学密度间距不大于t.D=O.5; 一一每个阶梯的面积至少为100mm2; 一一一张被曝光过的微粒类型底片(在GB/T19348. 1中系统分类为Cl)将会产生微细的颗粒度

14、，从而使底片噪声小于t.D=O.Ol(像素尺寸=88.6m)0 3 GB/T 26141.1-201 O/ISO 14096-1 : 2005 4.1.2 特性传递曲线(CTC)在特有的数字化仪参数设置下，完成参考底片上阶梯密度目标的数据获取。每一个密度阶梯队，像素区域(l5X1日中数字化值glj.i的算术平均值gli应由公式(3)来确定:Zz土安glj.i225全f数字化仪的特性传递曲线从Digli的对照表中构建。密度阶梯之间缺失的密度值可以按照下列条件内插得到:对于线性系统(数字化数据与光强度成比例)，插值曲线应是对数的;. ( 3 ) 一一对于对数系统(数字化数据与光学底片密度成比例，并

15、由电子对数放大器或数字LUT提供), 插值曲线应是线性的。由数字化仪输出的数字化数据以及对应的光学密度值应被记录在表格和/或图表里。用数字化数据表示的离散密度值称为D(gl)。由于数字化仪的结构，阶梯密度目标在扫描方向上和垂直方向上的CTC可以是不同的。4.1.3 密度范围(Da)数字化仪的密度范围由特性传递曲线决定。它在最小和最大光学密度上是不同的，这由数字化仪决定。对于给定参数设置的数字化仪，可以从对应的特性传递曲线中找出最小和最大光学密度。但是也可以选择一个不同CTC的数字化仪参数。因此密度范围由所有可能CTC的最大和最小光学密度值进行计算。4. 1.4 像素尺寸(P)像素尺寸由评估标准

16、参考底片的空间线性目标决定。用这些目标的己知距离除以数字化图像的像素个数，就可以计算出像素尺寸P。这个计算需要在图像的行方向和列方向上进行。4.1.5 密度对比灵敏度(ADcs)密度对比灵敏度t:.Dcs的评估是在光学密度固定的底片区域中，通过计算相邻像素间标准偏差町的基础上进行的。计算需要在校正过的光学底片密度D(gl)对应的数字化值上完成。为了方便，定义一个具有225个像素的邻域来考虑下列所有情况。根据公式(的，在一个给定的密度阶梯上，这225个像素的校正密度D(gl;)的标准差句可按公式(.1)计算:D=1 /5; D(gln)一=LTjD(dm)lz.，. . . . . . ( 4

17、) J224 y工il c,c, v m=l D代表着在被评估的密度值上数字化仪本身的噪声。因此它与密度对比灵敏度(与88.6m的像素尺寸成比例，P代表数字化仪实际的像素尺寸)满足公式(5)! t:.Dcs =2D X (P/88. 6m)( 5 ) 为了比较不同像素尺寸数字化仪的密度对比灵敏度，t:.Dcs的值与88.6m像素尺寸的平方有关。这是与GB/T19348. 1测量底片颗粒度所用的显微光密度计光圈的100m直径相对应的。标准偏差的实际值确定宜按照下列方法执行:标准参考底片阶梯密度目标的每一个密度阶梯，可以评估一个(l5X1日方阵的邻域像素。这组225个值的校准密度D(gl;)标准差

18、可以按照上述计算，也就给出了在这个密度值上数字化仪自身的噪声。这种方法只有在阶梯密度目标的底片噪声小于扫描器数字噪声的情况下，结果才是正确的。注:对显示的被评估区域进行视觉检查，确保标准参考底片上没有任何灰尘或者划伤干扰评估。4.2 空间频率最大值、数字化仪的不清晰度和调制传递函数的评估4.2.1 慨述数字化仪的空间频率受系统光学孔径、电子响应和机械系统准确度影响。光学孔径通常产生一个线性空不变响应，它的总影响是使图像模糊。这种模糊不依藏于密度。有一些设备，如未经过校正的飞点平板扫描仪，空间分辨力依赖于在底片上的位置。4 GB/T 2614 1. 1-2010/ISO 14096-1 :200

19、5 4.2.2 空间频率最大值(fc)用汇聚线对或平行线对测试目标(见5.2.1的描述)确定的以每毫米线对数表示的最高可见空间频率，可以看到所有的亮线从暗线中分离。注:小心!由于数字伪像(混淆!)很难识别正确的最大值，尤其对于平行线对的测试目标。测试样本与扫描方向的一个微小的不平行都会极大地改变线对模式。4.2.3 数字化仪的不清晰度(UD)为了测量数字化仪的不清晰度(用mm表示)，要使用由于密度测试目标得到的密度阶梯函数。被扫描的密度阶梯的边扩展函数(ESF)决定着数字化仪的不清晰度。这个不清晰度是以光强度为单位的ESF值10%处和90%处之间的几何距离。ESF的值应当从扫描方向和与它垂直的

20、方向来决定。用于MTF计算的ESF应从校正的密度轴中得到。4.2.4 调制传递函数MTF的确定MTF计算的起点是源于不清晰度评估的ESF(见图1)。对垂直于密度阶梯的至少9条邻近线的ESF值进行平均是非常有用的，它可以降低噪声。D Dm且Dmin ESF x dD dx 刷一命x m T Fr EE 川川VMTF 。fc f m一一调制度zf 空间频率。图1MTF的基本原理5 GB/T 26141.1-2010/180 14096-1 : 2005 下一步，被平均过的ESF应当被数字微分(如下列点的微分计算)以获得线扩展函数LSF，见公式(6):LSFi=ESFi-ESFi_1 最后一步，MT

21、F可以根据公式(7)从LSF的傅立叶变换计算得到:IN一1、MTFm=FTL一ILSFnexp(至导旦)I LSFn I问、. I I n=O ( 6 ) . ( 7 ) MTF描述了物体尺寸函数的对比度传递。对于数字化仪的图像质量，它是一个灵敏度函数。注1:MTF分辨力Cj，为空间频率的最大值)宜取20%幅值处的值CMTFf_=0.2)。注2:在同样额定的空间分辨力下，通常CCD扫描仪相比于激光扫描仪有一个更强的MTF衰减。4.3 其他评估4.3.1 过照射或者反射检查数字化的标准参考底片(见第5章)，以证明光过度照射或在高密度对比度区域(例如，阶梯密度目标的周围环境)会产生条纹的现象。这种

22、现象可能是光探测器的饱和造成的，也可能是强度从高强度光区域传递到低强度暗区域造成的，按照4.2.2或4.2.3测量。4.3.2 数字化伪像应检查获取的图像，以证实是否存在没有出现在被扫描底片上的伪像(例如，垂直或水平线、条纹、灰尘或者脏斑点，等等)。扫描后，应当检查底片，察看是否有来自于底片传输机械系统的刮伤。4.3.3 几何变形数字化仪的空间线性应当通过标准参考底片上X方向和Y方向的标尺进行检查。底片传输系统不应当允许底片在扫描过程中有倾斜或者扭曲，这会导致几何图像变形。5 标准参考底片5. 1 概述标准参考底片上有五种测试目标，用于评价数字化系统的不同参数。测试目标位于背景密度D=3的区域

23、里。标准参考底片被分成3个区域，每个尺寸为(200X 250) mm2、(280X 350) mm2、(350X 430)mm20对于不能容纳最大底片尺寸为(350X430)m旷的数字化仪，可使用上述小尺寸。标准参考底片也可被剪裁，使其适合特定的数字化仪，并且在每一个区域里依然包含所有必要的测试目标(一幅底片图像，见图2)。注:GB/T 26141的本部分描述了与ASTME1936相同的标准参考底片。6 G/T 26141.1-201 O/ISO 14096-1 : 2005 图2标准参考底片5.2 测试目标的描述5.2.1 汇聚的空间分辨力测试目标由完全相同的3个组组成，每个组至少包含6个汇

24、聚线对。这些测试目标最大分辨力至少为20 lp/mm，最小分辨力为1lp/mm，密度对比度6.D=2.5:1: 0. 5，亮线最大密度为D=0.5。这三个测试目标的取向为00、45。和900。最大分辨力朝向参考测试底片的角落。在空间分辨力为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、201p/mm处设置参考标记。5.2.2 密度对比灵敏度测试目标由一些(lOX10)mm2的区域组成，这些区域位于密度有轻微不同的(40X 40) mm2方块的中心处。将使用两个系列的方块，一个方块系列在背景黑度D=l.95上有D=2.00的光学密度。第二个方块系GB/T 2614 1. 1-2010/ISO

25、14096-1 :2005 列在背景黑度D=3.4上有D=3.5的光学密度。相对密度变化比绝对密度更重要。在参考测试底片上，这两个方块系列分布于6个面积上。5.2.3 阶梯密度测试目标这些测试目标将用于决定密度范围、密度对比灵敏度和MTF。包括一系列的(1ox10)mm2、密度从D=O.5D=4. 5的方块。沿着行方向排列有13个块区，它们有下列的近似密度:4.50、4.02、4.00、3.50、3.02、3.00、2.50、2.02、2.00、1.50、1.02、1.00和0.5。这些方块在参考底片上被组合成8个区域。为了评估数字化仪的不清晰度和MTF，所有阶梯密度目标的外边缘都应是尖锐的(

26、不清晰度10m)，见4.2.2和4.2.305.2.4 空间线性测试目标这些测试目标提供25.4mm的测量单元。它们应位于水平和垂直方向。空间线性测试目标，或者测量刻度，把标准底片分成3个不同的底片尺寸:(200 X 250) mm2, (280 X 350) mm2和(350X 430)mm2。5.2.5 平行线对测试目标这个测试目标包括一个平行线对标尺，这个标尺的空间分辨力从不大于0.5lp/mm开始，分辨力会增加至不小于201p/mm，并且密度对比度为.D=2.5:f: 0. 5，亮线的最大密度为D=0.5。它被置于标准底片上接近(200X250)mm2中心的区域。5.2.6 附加测试目

27、标只要不妨碍到5.2. 15. 2. 5描述的测试目标，就可以在参考底片上设置附加测试目标。5.3 标准参考底片的准备标准参考底片由一个高质量的工业射线照相底片做成，它已经被可见光曝光以减少密度测试目标的颗粒度。在5.2中规定的光学密度是通过校正过的密度计量设备测定的，并且与标准参考底片一起提供。光学密度被记录在每一个密度阶梯测试目标的中心(士1.5mm)。根据5.2.2和5.2.3，在测试目标内，.D=0.02、0.05、O.1允许的光学密度变化范围是士0.0050密度应处于5.2.2和5.2.3中规定值的士O.15之内。实际密度应被记录，并且与标准参考底片一起提供。没有测试目标处的背景密度

28、应有D=3士O.5的光学密度。标准参考底片应有唯一的识别标志，当被数字化时它会出现在图像中。5.4 存储和处理标准参考底片5.4.1 存储射线照相底片在处理和使用时易于磨损和卷曲。图像随时间降质的程度是存储条件、小心处理和使用次数的函数。底片应被保护免于光照、受热和粘污。5.4.2 处理如果时间过长，则标准参考底片也许会丢失一些信息。因此每一次都宜对底片进行检查，是否有磨损、卷曲，包括刮伤、磨损、粘污等等。一个过于磨损、卷曲的标准参考底片，会影响评价结果，所以宜被替代。5.5 标准参考底片的文档标准参考底片的提供者应提供符合本部分的证书，包含下列数据:一一-在底片和证书上的序列号;8 GB/T

29、 26141.1-2010/ISO 14096-1 :2005 一一一阶梯密度测试目标的标记和每一个阶梯的光学密度;一使用、存储和处理的指导书;证书的日期和有效期;注:标准参考底片的证书从第一次开始使用应当有3年有效期。一一与本部分的偏离(如果有); 证书应签字。6 数字转换系统的质量控制和长期稳定性6. 1 常规检查在规定的范围内，使用者应检查下列数字转换系统的参数，主要有:汇聚空间分辨力测试目标:空间频率的最大值(fc); 一一一密度测试目标(分别有f:，D=0.02、O.05、0.1):密度对比灵敏度(测试目标能否在监控器上分开); 一一空间线性测试目标:用像素个数表示的在参考长度和宽度

30、上的尺寸稳定度(例如，在X方向和Y方向); 一一阶梯密度测试目标:识别的密度范围(最大和最小密度)。确认方法可以使用一个软件，它从数字化的标准参考底片产生数据，或者在一个能显示图像灵敏度和分辨力的监控器上浏览数字化参考底片，也可以使用软件工具。在这种情况下，可以使用对比度和亮度调整。6.2 扩展检查扩展检查宜包含4.14. 3中描述的所有过程。这个检查应在数字化系统规定的最大空间分辨力下和所有的工作模式下进行。扩展检查应保证数字化系统能够满足GB/T2614 1. 2中规定的最小需求。扩展检查将决定数字化系统的类别(如在GB/T2614 1. 2中的规定)。6.3 测试阶段和长期稳定性在对数字

31、系统进行安装和维修以后，宜立即进行扩展检查。便于长期稳定性检查，扩展检查结果应被记录。常规检查和扩展检查的周期，还有可接受的水平，宜通过一个质量保证系统进行规定。9 山OON二g立。自OFON|二叮-NH目。华人民共和国家标准无损检测射线照相底片数字化系统的质量鉴定第1部分:定义、像质参数的定量测量、标准参考底片和定性控制GB/T 26141. 1-2010/ISO 14096-1 :2005 国由l 中国标准出版社出版发行北京复兴门外三里河北街16号邮政编码:100045网址电话:6852394668517548 中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销* 印张1字数19千字2011年8月第一次印刷开本880X12301/16 2011年8月第一版* t5号:155066. 1-43155 18.00 7G 如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话:(010)68533533定价打印日期:2011年8月19HF002