数字射线检测图像质量

对比度

物体对比度 ΔI/I=−μΔT/(1+n)\Delta I/I = -\mu \Delta T /(1+n)ΔI/I=−μΔT/(1+n)
屏幕亮度 L=kIL=kIL=kI
人眼感觉到的亮度 B=KlnLB=Kln LB=KlnL
人眼感觉到的亮度对比度 ΔB=Kln((L+ΔL)/L)\Delta B = K ln((L+\Delta L)/L)ΔB=Kln((L+ΔL)/L)
其中，III为射线强度

ΔB=Kln(1−μΔT/(1+n))\Delta B = K ln(1 -\mu \Delta T /(1+n))ΔB=Kln(1−μΔT/(1+n))

空间分辨率

对比度表征图像在射线透照方向的分辨能力；
空间分辨率（不清晰度）表征图像在垂直射线透照方向的分辨能力；
信号比是信号与噪音之比。

U,Ug,UD,UimU, U_g, U_D, U_{im}U,Ug,UD,Uim分别为检测技术不清晰度，几何不清晰度，探测器不清晰度，图像不清晰度。

几何不清晰度是由于射线不是点光源造成的，
Ug=Φ(F−f)/fU_g = \Phi (F-f)/fUg=Φ(F−f)/f
Φ,T,F,f\Phi, T, F, fΦ,T,F,f分别为射线源焦点尺寸，工件厚度，射线源焦点至探测器距离（焦距），射线源至工件表面距离。

UD=2∗SRU_D = 2*SRUD=2∗SR
SRSRSR为探测器基本空间分辨率

U2=Ug2+UD2U^2 = U_g^2 + U_D^2U2=Ug2+UD2

工件尺寸被放大F/fF/fF/f，最终图像不清晰度为：
U/Uim=F/fU/U_{im} = F/fU/Uim=F/f
Uim=Ug2+UD2f/FU_{im} = \sqrt{U_g^2 + U_D^2}f/FUim=Ug2+UD2f/F

探测器固有不清晰度与探测器有效像素尺寸存在关系：
Pe=UD/2P_e = U_D/2Pe=UD/2

图像不清晰度与图像空间频率互为倒数：
RimUim=1R_{im} U_{im} = 1RimUim=1
因此，由双丝像质计可以得出图像不清晰度后，取倒数便是图像空间频率。

若图像1mm长度内含有的像素数目为N0N_0N0，则其空间频率为：
R=N0/2R = N_0/2R=N0/2
N0=1/PN_0 = 1/PN0=1/P，像素尺寸为PPP
R=1/(2P)R = 1/(2P)R=1/(2P)

信噪比

图像信噪比：一定区域内信号与噪声之比
图像对比度（细节对比度）：细节影像与周围一定区域内背景的灰度差
图像对比度信噪比：细节的对比度与噪声之比
为了使人眼识别出细节，图像对比度信噪比不小于3~5.

噪声包括：量子噪声、结构噪声、电子噪声，后两种都可消除，而第一种必须考虑。
量子噪声服从泊松分布，如果形成检测图像信号的射线量子数为N，则SNR=NSNR = \sqrt{N}SNR=N

补充—显示器

分类：CRT显示器、LCD显示器、LED显示器、OLED显示器。

CRT显示器：电子枪发射的电子射向荧光屏，从而发光。黑白屏需要一支电子枪，彩色屏需要三支电子枪。
电子撞击高熔点金属材料会产生X射线，电子撞击荧光材料会产生荧光。
Choice of X-ray Target. http://pd.chem.ucl.ac.uk/pdnn/inst1/anode.htm

液晶显示器分为两种背光方式：CCFL（冷阴极荧光灯）、LED（发光二极管），对应的显示器名称为LCD显示器、LED显示器。LED显示器这个名字起的容易误导人，其实还是LCD显示器。

OLED显示器采用有机发光二极管，与发光二极管是点光源不同，他是面光源。

OLED vs. LCD. https://www.flatpanelshd.com/focus.php?subaction=showfull&id=1474618766
What is the difference between edge-lit and back-lit LED panels? https://www.nvcuk.com/technical-support/view/what-is-the-difference-between-edge-lit-and-back-lit-led-panels-41

补充—空间频率

空间信号：可以理解为波传播信号，y=g(x)y = g(x)y=g(x), fmax≤1/(2ΔX)f_{max} \leq1/(2\Delta X)fmax≤1/(2ΔX)，f,ΔXf, \Delta Xf,ΔX分别为空间频率，质点间距
时间信号：可以理解为质点振动信号，y=z(t)y = z(t)y=z(t), fmax≤1/(2ΔT)f_{max} \leq1/(2\Delta T)fmax≤1/(2ΔT)，f,ΔTf, \Delta Tf,ΔT分别为时间频率，时间间隔

对于时间信号：
采样率要至少大于想采集到的最高频率的2倍，fs≥2∗fmaxf_s \geq 2*f_{max}fs≥2∗fmax
采样率与时间间隔成倒数关系，fs=1/ΔTf_s = 1/\Delta Tfs=1/ΔT
所以，fmax≤1/(2ΔT)f_{max} \leq 1/(2\Delta T)fmax≤1/(2ΔT)
对于空间信号，同理。

数字图像是一个二维空间信号，ΔX\Delta XΔX为像素尺寸。

补充—PSF与MTF

http://www.normankoren.com/Tutorials/MTF.html

点扩散函数，冲击响应函数，PSF：探测器的单个像素点在冲击函数作用下的响应。
即射线作用于探测器一个像素点时，产生响应的还会包括周围的像素点。

探测器的传递函数OTF，位相传递函数PTF，调制传递函数MTF：
OTF=MTFejPTFOTF = MTF e^{j PTF}OTF=MTFejPTF
OTF=Fourier[PSF]OTF = Fourier[PSF]OTF=Fourier[PSF]
MTF为物与像间的对比度之比，PTF为物与像间的角度差，对于探测器可以忽略角度差，因此OTF=MTFOTF = MTFOTF=MTF

MTF=C′/CMTF = C' / CMTF=C′/C
C′=(Imax′−Imin′)/(Imax′+Imin′)C' = (I'_{max}-I'_{min})/(I'_{max}+I'_{min})C′=(Imax′−Imin′)/(Imax′+Imin′)
C=(Imax−Imin)/(Imax+Imin)C = (I_{max}-I_{min})/(I_{max}+I_{min})C=(Imax−Imin)/(Imax+Imin)