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数字成像技术发展的新特点

来源:易择期刊网 分类:电子 发布时间:2020-07-17 浏览:

  【摘 要】现代社会已经逐步步入到了信息化时代。随着网络的普及及科技进步,人们对于纯文字类的信息已经不能够满足了,取代它的是以声、形、图文相融合的文本信息和多媒体消息,这当中一目了然的图形信息和图像信息受到了高度重视。所以,数字图像的快速获得和输出技术已经变成了信息时代的主要内容。

  【关键词】数字成像;技术创新;特点

  中图分类号: TB86 文献标识码: A 文章编号: 2095-2457(2019)22-0069-002

  DOI:10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.22.029

  《电子世界》杂志由中国电子学会主办,创刊于1979年,读者遍及全国30个省、市、自治区。本刊全方位推崇E时代大众电子科学意识,传播电子与信息领域的新知识、新技术,发表最新科研成果和展示技术进展状况,始终注重扶持学术新人,尤其关注广大青年科技工作者,优先发表理工科青年教师和研究生中的优秀学术稿件。

  数字成像技术就是平板数字成像检测技术(DR)。其核心技术是平板探测器(FPD),可分为两类:直接转换平板探测器和间接转换平板探测器。直接转换板探测器的调制传递函数和噪声等效量子数高,组成相对简单,生产成本略低;间接转换板探测器易于组装成大板,量子检测率(DQE)高于直接转换板,制造成本较高。间接开关平板探测器目前占全球平板探测器市场的90%以上。此外,数字平板探测器技术在计算机辅助检测(CAD)系统、远程放射学、双能量减法、体层综合、时间相减、数字减影血管造影(DSA)、低剂量透视位姿设计等方面也得到了发展。

  1 系统基本原理及组成

  1.1 系统组成及工作原理

  DR技术是将新的射线检测单元合并成阵列(主要包括面板或线性阵列),直接连接到大规模集成电路,同时完成射线接收、光电转换和数字化的整个过程。这种“射线到数字”直接转换方法减少了远距离传输和信号转换产生的噪声信号,并使用适当的滤波电路来获得低噪声和高灵敏度的图像。DR系统由无线电源、中央控制单元、计算机、数据采集和图像处理软件、平板探测器等组成。与数字射线照相、胶片射线照相相比,数字射线照相采用平板探测器代替传统胶片采集光线,将射线信号转换为电信号,完成将射线照相图像转换为数字化的程序。作为探测系统的主要组成部分,其特性将对数字射线的成像质量产生严重影响。

  平板探测器由以下三个结构组成:第一是闪烁膜的亚毫米厚度,它是由与铯碘化合物混合的Gd2O2或CsI(CsI:Ti)产生的;第二是与闪烁膜直接耦合的光-硅光电二极管阵列和TFT阵列;第三是像素读出电路。不能被物体吸收的X射线光子撞击非晶硅检测器上的第一层闪烁剂材料。闪烁器可以将入射光转换成可见光子,并且转换的可见光光子撞击光电二极管阵列。光电二极管阵列将这些光子转换为电子,并且转换的电子可以激活非晶硅的像素。因此,阵列控制器可以读取并传送影响数据到系统,然后通过系统分析和排序获得图像数据。

  1.2 探测器构成及转换原理

  利用数值射线实时成像技术检测X射线电子,是一种采用含Gd2O2陶瓷闪烁体或CSI(CSI:Ti)与铯碘化合物混合的半导体晶体转换屏,再通过非晶硅光电二极管将其转化为数字检测信号,然后引入处理系统对检测图像进行处理和显示。闪烁层、非晶硅层和薄膜晶体管阵列、电路组成了非晶硅辐射探测器。碘化铯闪烁层是由碘化铯晶体有序排列而形成的。这种针状结构可以集中散射光,抑制散射,从而改变探测器的调制和(MTF)特性,提高量子探测的效率。非晶硅辐射探测器辐射转换的理论基础是闪烁层被入射X射線激活,闪烁层将辐射转化为荧光,再通过二极管非晶硅阵列的转换将荧光发射到电信号中,再将其传输到阵列中的TFT,形成TFT中各电容单元的存储电荷,然后通过读出电路有序读出。变成数字信号。物质(试件)的衰减系数和射线在物质当中的穿透厚度都影响着信号的强弱与否,一旦反射物体有缺陷,缺陷部分的射线衰减程度与正常部分不同,射线穿透后的强度也会有所不同,这种差异可以由CDU记录。

  2 数字成像技术的现状分析

  2.1 数字成像检测设备及检测原理

  便携式的DXR检测器的型号为DXR250U-W,是紧凑型的轻量级的便于携带型DXR检测器,能够和笔记本电脑还有X射线或者伽马射线源进行结合,适用于多种射线照相检测技术。射线机型号为ERESCOMF4,最高的通电电压为300kV。DR(Digital radiography)也叫数字摄影,DR是由高压发生器、X线球管及平板探测器、系统控制器和支架这些元素构成的。最早的DR是运用增感屏幕和光学镜头耦合的CCD(数字化耦合器)对X射线进行数字化成像的。DR系统运用了平板探测的X射线接受装置对以往传统的增感屏和胶片进行了替换,实现了X射线的数字化处理,让信号的动态范围、空间分辨率还有密度分辨率升高,曝光剂使用减少。

  2.2 目前机构应用的范围

  到目前为止,该机组主要用于电网设备检测和部分电厂受热面管道检测。例如,电网设备地理信息系统的内部检测、断路器闭合状态的检测、“三跨”线张力线夹紧质量的检测等。等一些大型或者结构较为复杂的设备的检测,DR数字成像检测的检测范围较广,非常适合应用在需要对机器内部的结构进行查看情况,能够拍摄出整体的底片。

  2.3 数字成像技术的使用现状

  普通的胶片射线检测广泛的运用在工业小型设备检测当中,可信赖度比较高,操作便捷,简单易学,这种方式是最基础的,运用范围最广的一种办法。DR数字成像检测技术是最近几年在电力行业应用广泛的,现在除了作者的单位在进行运用,DR数字成像检测技术还运用许多其他领域的知识,主要包括电力知识、航天航空、石油化工、医学等不同的行业知识。

  2.4 数字成像技术的经济因素

  胶片射线检测技术在进行检测的时候要使用非常多的胶片和一些化学药品等,在对胶片进行保存的过程中也会花费大量的精力和物力。DR数字成像检测技术的设备在最开始的投入较多,这就是大多数的检测机构不采用这种技术的原因,也导致了这项技术不能广泛应用。现在科研单位和一些大型的企业会采用这种成像检测技术。

  3 数字成像技术的特点分析

  3.1 数字成像的技术应用特点

  DR数字成像检测技术取代了传统的射线照相检测技术,可由计算机操作和控制,改变了长期以来的工作习惯,有必要对检测人员进行培训。相比之下,DR数字成像检测技术的理论知识更为复杂,需要长期学习。但在工作中,曝光时间短,工作效率高,成像质量好。传统散热器采用胶片成像,成像质量低,受到多种因素的影响。当使用胶片摄影技术观看照片时,人们的质量要求很高,工作人员需要有丰富的实地经验。同时,他们对设备非常熟悉,有焊接知识。同时,对负片的成像质量也有要求。它很容易受到电影评论员和技术人员水平的限制。DR成像检测技术极限评价胶片不仅可以人工评价,还可以通过计算机自动评价。通过在计算机上运行缺陷评估软件,可以对图像中的所有指标进行数字化处理,并对缺陷进行高客观性的评价。

  3.2 数字成像技术评判及验收标准

  DR成像检测技术的检测结果没有一定的标准进行支持,因为不能够把现在有的胶片照相模式全部变为数字化照相模式,一些現在实行的标准当中,一部分的规定也对数字化检测不适用,需要运用数字化照相检测达到现在胶片法检测的检测标准,就要把现在所运行的标准当中不适用的部分进行改善,这就导致相关标准甚至是监理程序都会产生一定的改变。但是伴随着逐渐成熟的技术,和运行标准的越来越完善,一定会让DR成像检测技术更加发展,新的技术的应用也能够对无损检测成本进行降低,提升检测的效率和准确度。

  3.3 对数字成像技术的综合评价

  数字成像技术能够直观、准确地看到被测设备或部件的问题,长期以来在工业、医学等领域得到了广泛的应用。DR成像检测技术具有成本低、效率高、图像存储方便等优点。逐渐取代胶片成像检测技术,但是DR数字成像技术的检测标准还不完善,DR数字成像检测技术在电力工业中的应用时间相对较短,属于新技术,但在电力工业中,为检测设备故障和检测设备提供了一种新的检测方案和思路。这种高效的检测方法能够直观地显示检测结果,对今后的发展有一定的帮助。

  4 结语

  射线胶片检测技术已经不能够在现代工业化发展的社会上满足企业的需求,现代生产过程中要求实时成像,迅速的检测和计算机自动评定。伴随着新的技术的不断发展和不断的应用,DR数字成像检测技术已经变成近代射线检测技术的代表,在今后的发展过程中,终将取代传统的射线胶片检测出技术。

  【参考文献】

  [1]杨洋,郭磊,郭卫星.数字医学三维成像技术在原发性肝癌治疗中的应用[J].中华肝脏外科手术学电子杂志,2019,8(01):14-17.

  [2]张精华.数字放射成像技术及其临床应用研究[J].中国社区医师,2019,35(02):135+137.

  [3]徐超,陈一鹤.数字细节增强技术在脉冲热成像无损检测中的应用[J].红外与激光工程,2018,47(11):187-194.

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文章名称:数字成像技术发展的新特点

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