孫朝明　湯光平　王增勇　李 強(qiáng)（中國(guó)工程物理研究院 機(jī)械制造工藝研究所　綿陽(yáng) 621900）

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數(shù)字射線掃描成像系統(tǒng)MTF的測(cè)試分析

孫朝明湯光平王增勇李 強(qiáng)
（中國(guó)工程物理研究院 機(jī)械制造工藝研究所綿陽(yáng) 621900）

為有效實(shí)現(xiàn)數(shù)字射線掃描成像檢測(cè)系統(tǒng)性能的定量分析評(píng)價(jià)，據(jù)此進(jìn)行檢測(cè)工藝參數(shù)的優(yōu)化，對(duì)數(shù)字射線掃描成像檢測(cè)系統(tǒng)調(diào)制傳遞函數(shù)（Modulation transfer function， MTF）進(jìn)行了測(cè)試分析。采用刀口工具、雙線型像質(zhì)計(jì)、分辨率測(cè)試卡，對(duì)系統(tǒng)在不同焦點(diǎn)大小、放大倍數(shù)、運(yùn)動(dòng)方向的檢測(cè)情況，分別進(jìn)行了MTF的測(cè)試并進(jìn)行了比較。結(jié)果表明，雙線型像質(zhì)計(jì)與分辨率測(cè)試卡的測(cè)試結(jié)果基本一致，但雙線型像質(zhì)計(jì)更便于對(duì)比度的定量計(jì)算；雙線型像質(zhì)計(jì)的對(duì)比度傳遞函數(shù)近似符合二次曲線，經(jīng)轉(zhuǎn)換得到的調(diào)制傳遞函數(shù)值高于刀口法的測(cè)試值，刀口法計(jì)算數(shù)值偏低的原因在于運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn)所帶來(lái)的不利影響。分析表明，數(shù)字射線掃描成像系統(tǒng)性能受到多個(gè)因素的共同影響，MTF測(cè)試結(jié)果可較全面地對(duì)影響因素進(jìn)行定量評(píng)價(jià)，可用于確定最佳的檢測(cè)參數(shù)或找出等價(jià)的參數(shù)組合。

射線數(shù)字成像，線陣列探測(cè)器，系統(tǒng)調(diào)制傳遞函數(shù)，刀口工具，雙線型像質(zhì)計(jì)，分辨率測(cè)試卡

目前，關(guān)于數(shù)字射線成像檢測(cè)還存在一些爭(zhēng)論，有待進(jìn)一步深入研究，比如關(guān)于總不清晰度的評(píng)價(jià)問(wèn)題、最佳放大倍數(shù)的確定準(zhǔn)則等。射線檢測(cè)圖像可視為輸入信號(hào)與成像系統(tǒng)點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)（Point spread function， PSF）的卷積，而點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)則由射線源幾何彌散、探測(cè)器像元孔徑采樣等因素組成［2］；通過(guò)分析點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)的半波全寬［3］，借助公式求導(dǎo)可得到檢測(cè)系統(tǒng)達(dá)到極限分辨率時(shí)的放大倍數(shù)即最佳放大倍數(shù)［4］。但對(duì)最佳放大倍數(shù)的有關(guān)認(rèn)識(shí)并不一致，其計(jì)算方法也有明顯差異［5-6］。

系統(tǒng)調(diào)制傳遞函數(shù)指標(biāo)可較全面地反映出成像檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)于不同細(xì)節(jié)的檢出能力，對(duì)于檢測(cè)參數(shù)的優(yōu)化具有重要意義［6-7］。具體到使用線陣列探測(cè)器的數(shù)字射線成像系統(tǒng)，在成像過(guò)程上會(huì)因相對(duì)運(yùn)動(dòng)而額外引入運(yùn)動(dòng)不清晰度［8］，進(jìn)行檢測(cè)參數(shù)優(yōu)化時(shí)除射線源尺寸、探測(cè)器像素大小外，還需考慮相對(duì)運(yùn)動(dòng)的影響。為定量分析影響系統(tǒng)性能的重要參數(shù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)性能優(yōu)化，有必要對(duì)數(shù)字射線掃描成像檢測(cè)系統(tǒng)的MTF進(jìn)行定量測(cè)試。

1　調(diào)制傳遞函數(shù)測(cè)試方法

以物體細(xì)節(jié)尺寸（頻率）為橫坐標(biāo)和圖像對(duì)比度為縱坐標(biāo)做圖，即可獲得成像系統(tǒng)的調(diào)制傳遞函數(shù)曲線。調(diào)制傳遞函數(shù)值實(shí)際上反映了成像系統(tǒng)傳遞對(duì)比度的能力，MTF的值域?yàn)椋?，1］。一般，MTF值隨頻率f增加而減小。

MTF的測(cè)試［9］基本有三種方法：小孔法、狹縫法和測(cè)試模型方法。利用小孔成像法可得到系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)PSF，將PSF進(jìn)行傅立葉變換，即可得到二維的MTF。利用精密加工的狹縫，可獲取系統(tǒng)的線擴(kuò)散函數(shù)（Line spread function， LSF），將LSF進(jìn)行傅立葉變換，即可獲得MTF曲線，如式（1）所示：

國(guó)際放射學(xué)會(huì)公認(rèn)的獲得 MTF曲線的較好方法是邊界法，其優(yōu)點(diǎn)是測(cè)量裝置容易加工。對(duì)精密加工的邊界進(jìn)行成像，可獲取系統(tǒng)的邊緣擴(kuò)散函數(shù)（Edge spread function， ESF），對(duì)ESF求導(dǎo)后可轉(zhuǎn)化為線擴(kuò)散函數(shù)LSF。

在射線檢測(cè)中實(shí)際測(cè)試 MTF時(shí)，應(yīng)用較多的還是測(cè)試模型方法［10-11］，其優(yōu)點(diǎn)在于使用簡(jiǎn)便、結(jié)果直觀。測(cè)試模型上有空間頻率不同的測(cè)試對(duì)象，在檢測(cè)圖像中分別測(cè)量出它們對(duì)應(yīng)的對(duì)比度，即可獲取對(duì)比度傳遞函數(shù)（Contrast transfer function，CTF），通過(guò)相應(yīng)的變換即可計(jì)算出 MTF，如式（2）所示：

對(duì)射線成像系統(tǒng)而言，其分辨能力都會(huì)存在一個(gè)極限值。如細(xì)節(jié)對(duì)應(yīng)的頻率超過(guò)該值，則它不能有效成像，因此檢測(cè)系統(tǒng)存在一個(gè)最小的可檢測(cè)細(xì)節(jié)。MTF曲線降低到一定程度（如10%）時(shí)［12］，對(duì)應(yīng)的頻率越高則成像性能越好。從 MTF曲線的包絡(luò)面積也可判斷系統(tǒng)成像質(zhì)量的優(yōu)劣，面積越大系統(tǒng)成像質(zhì)量越好。

2　實(shí)驗(yàn)

2.1成像檢測(cè)系統(tǒng)參數(shù)

測(cè)試的數(shù)字射線掃描成像檢測(cè)系統(tǒng)由恒壓射線源、線陣列探測(cè)器、多軸運(yùn)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)組成。系統(tǒng)主要的特性參數(shù)為：射線源具有大、小兩種焦點(diǎn)尺寸，標(biāo)稱值分別為3.6 mm和1.9 mm；線陣列探測(cè)器的像元尺寸為83 μm。

利用小孔成像方法，分別獲得了大小焦點(diǎn)對(duì)應(yīng)的焦斑圖像，圖1（a）為大焦點(diǎn)圖像，圖1（b）為小焦點(diǎn)圖像，測(cè)量尺寸分別為：1.6 mm×1.9 mm（大焦點(diǎn)）、0.7 mm×0.8 mm（小焦點(diǎn)）。焦點(diǎn)平面上水平方向的測(cè)量尺寸均比垂直方向的稍微大一些，但大致可看作方形焦斑［13］。這里，射線源焦點(diǎn)測(cè)試結(jié)果與設(shè)備給定的標(biāo)稱值相差較多，這也說(shuō)明為實(shí)現(xiàn)射線成像質(zhì)量的定量化表征，需要采用必要的測(cè)試手段對(duì)射線源的焦點(diǎn)進(jìn)行確認(rèn)［14］。

圖1　射線源的焦斑圖像　（a） 大焦點(diǎn)，（b） 小焦點(diǎn)Fig.1　Focal spot image. （a） Big focus （1：1）， （b） Small focus （3：1）

2.2測(cè)試工具

采用的測(cè)試工具包括刀口工具、雙線型像質(zhì)計(jì)、分辨率測(cè)試卡。測(cè)試時(shí)三種工具固定在玻璃板上同時(shí)成像，以實(shí)現(xiàn)不同測(cè)試方法測(cè)試結(jié)果的對(duì)照分析。雙線型像質(zhì)計(jì)和分辨率測(cè)試卡只能得到一個(gè)方向上的測(cè)試結(jié)果，因此一個(gè)方向測(cè)試后需要將玻璃板整體旋轉(zhuǎn)90°再次測(cè)試。

2.3測(cè)試安排

測(cè)試共計(jì)9次，以雙線型像質(zhì)計(jì)放置方位作為參照分為垂直、水平兩個(gè)檢測(cè)位置；在像質(zhì)計(jì)垂直放置時(shí)測(cè)試工具如圖2所示，這時(shí)相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向與像質(zhì)計(jì)中絲徑的方向一致，與所測(cè)量刀口的走向近似一致（圖2中測(cè)量MTF時(shí)的感興趣區(qū)域?yàn)镽OI，Region of interest）；在玻璃板整體旋轉(zhuǎn)90°后，MTF測(cè)量的區(qū)域也相應(yīng)地旋轉(zhuǎn) 90°。測(cè)試時(shí)所采用的射線源焦點(diǎn)大小、放大倍數(shù)也有所區(qū)別，具體的測(cè)試安排見(jiàn)表1。

圖2　測(cè)試工具Fig.2　Test tools.

表1　測(cè)試安排Table 1　Test arrangement.

3　結(jié)果分析

3.1分辨率測(cè)試卡方法

如圖3所示，在Test 2中用分辨率測(cè)試卡測(cè)得的空間分辨能力約為3.55 LP·mm-1；空間細(xì)節(jié)小于3.0 LP·mm-1后鉛條的灰度變得不規(guī)則、調(diào)制度定量誤差增大。

圖3　分辨率測(cè)試卡的結(jié)果Fig.3　Line profiles of resolution test card in test 2.

3.2雙線型像質(zhì)計(jì)方法

如圖4所示，Test 2中用雙線型像質(zhì)計(jì)測(cè)得的空間分辨能力約為3.125 LP·mm-1，此時(shí)對(duì)應(yīng)的調(diào)制度為25.78%。

圖4　雙線型像質(zhì)計(jì)的結(jié)果Fig.4　Line profiles of duplex wire IQI in test 2.

將各個(gè)線對(duì)的調(diào)制度與對(duì)應(yīng)的細(xì)節(jié)分辨率以曲線形式表示，結(jié)果如圖5所示。不同分辨率對(duì)應(yīng)的線對(duì)所表現(xiàn)出來(lái)的調(diào)制度符合近似的二次曲線，這與美國(guó)試驗(yàn)與材料學(xué)會(huì)（American society for testing and materials， ASTM）標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于雙線型像質(zhì)計(jì)絲調(diào)制度曲線用二次多項(xiàng)式擬合的規(guī)定是一致的［15］。

如圖5所示，根據(jù)得到的擬合公式，可進(jìn)行外推處理，計(jì)算出 20%調(diào)制度時(shí)對(duì)應(yīng)的分辨率為3.29LP·mm-1，轉(zhuǎn)化為圖像不清晰度即為0.304 mm；由于檢測(cè)圖像的放大倍數(shù)為1.33（測(cè)量值），則總的不清晰度值為0.404 mm；總不清晰度是幾何不清晰度、探測(cè)器不清晰度、運(yùn)動(dòng)不清晰度的綜合作用結(jié)果，一般用此三者平方之和的平方根表示。根據(jù)射線焦點(diǎn)尺寸（0.8 mm）和放大倍數(shù)可知，幾何不清晰度值為0.264 mm；而探測(cè)器的不清晰度值則為探測(cè)單元大小的兩倍，即0.166 mm。因此，可知Test 2中的運(yùn)動(dòng)不清晰度值約為0.257 mm。

除焦點(diǎn)大小外，Test 3所用參數(shù)與Test 2相同；根據(jù)射線焦點(diǎn)尺寸（1.9 mm）和放大倍數(shù)可知，幾何不清晰度值為0.62 mm；結(jié)合探測(cè)器的不清晰度值、運(yùn)動(dòng)不清晰度值，可知 Test 3圖像不清晰度值為0.525mm，即雙線型像質(zhì)計(jì)調(diào)制度為20%時(shí)對(duì)應(yīng)的分辨率為1.90 LP·mm-1。對(duì)比后發(fā)現(xiàn)，計(jì)算值與測(cè)試結(jié)果符合得較好。

圖5　雙線型像質(zhì)計(jì)的調(diào)制度曲線擬合Fig.5　Fitting results from duplex wire IQI in test 2.

3.3刀口工具方法

利用刀口工具進(jìn)行MTF計(jì)算時(shí)［16］，首先選取刀口位置上的某一個(gè)ROI區(qū)域，大小為512×281。通過(guò)邊緣檢測(cè)可確定出刀口的傾斜角度，然后將刀口圖像沿此角度進(jìn)行數(shù)據(jù)投影并累加，可獲取到邊擴(kuò)散函數(shù)ESF；ESF經(jīng)微分處理后得到LSF，利用式（1）即可計(jì)算得到MTF曲線。

3.4結(jié)果對(duì)比

對(duì)于Test 2，將三種方法得到的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，如圖6所示。對(duì)比發(fā)現(xiàn)：

1） 分辨率測(cè)試卡與雙線型像質(zhì)計(jì)的測(cè)量結(jié)果（CTF）基本一致；

2） 對(duì)于同樣的細(xì)節(jié)，分辨率測(cè)試卡和雙線型像質(zhì)計(jì)得到的調(diào)制度（CTF）高于刀口法；

3） 按式（2）將雙線型像質(zhì)計(jì)CTF結(jié)果進(jìn)行變換后，對(duì)應(yīng)值低于雙線型像質(zhì)計(jì)的直接測(cè)量結(jié)果，但還是比刀口工具測(cè)試值要高。

試驗(yàn)中刀口工具有水平、垂直兩個(gè)測(cè)量位置可以使用，但為方便結(jié)果對(duì)比，每次試驗(yàn)只測(cè)量與雙線型像質(zhì)計(jì)絲走向近似一致的刀口位置。在Test 5中，如果將ROI區(qū)域旋轉(zhuǎn)90°，測(cè)量區(qū)域選擇在另一方向的刀口位置，其MTF計(jì)算結(jié)果與Test 2的結(jié)果也基本吻合。在圖6中，查看MTF值為10%時(shí)的分辨率，其對(duì)應(yīng)值為3.27 LP·mm-1，這一結(jié)果與雙線型像質(zhì)計(jì)調(diào)制度為 20%時(shí)對(duì)應(yīng)的分辨率（3.29LP·mm-1）指標(biāo)接近。

圖6　三種測(cè)試方法的測(cè)量結(jié)果對(duì)比Fig.6　Comparison of results from three different test tools.

有類似的測(cè)試結(jié)果［11］表明，刀口法測(cè)試結(jié)果比分辨率測(cè)試卡方法得到的結(jié)果要低。分析后認(rèn)為，成像過(guò)程中相對(duì)運(yùn)動(dòng)的影響應(yīng)是造成這一結(jié)果的主要原因。線陣列探測(cè)器在采集圖像時(shí)，因相對(duì)運(yùn)動(dòng)的不平穩(wěn)波動(dòng)，產(chǎn)生刀口位置的偏差，劣化了ESF、LSF曲線，從而使MTF計(jì)算結(jié)果偏低。

對(duì)于Test 2，計(jì)算MTF時(shí)ROI區(qū)域分別選取在水平刀口位置（圖2）、垂直刀口位置，得到的MTF結(jié)果有所不同。ROI區(qū)域在水平刀口位置時(shí)，對(duì)應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)如圖7（a）所示。ROI區(qū)域在垂直刀口位置時(shí)，MTF測(cè)試結(jié)果有所提高，查看MTF值為10%時(shí)的分辨率，其值提高到3.74 LP·mm-1，而此MTF曲線與圖6中分辨率測(cè)試卡的結(jié)果符合較好；垂直刀口位置所對(duì)應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)如圖7（b）所示，與圖7（a）對(duì)比可知，其數(shù)據(jù)曲線更為平滑，毛刺更少。

圖7　分別選取在水平（a）、垂直（b）刀口位置時(shí)的ROI圖像數(shù)據(jù)Fig.7　Gray levels inside horizontal （a） and vertical （b） ROI in test 2.

3.5系統(tǒng)性能影響因素

3.5.1圖像平均次數(shù)的影響

測(cè)試后發(fā)現(xiàn)，Test 1和Test 2所得到的MTF曲線幾乎完全相同，如圖8所示。MTF曲線能夠較全面地反映出成像檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)于不同細(xì)節(jié)的檢出能力，但對(duì)檢測(cè)結(jié)果的信噪比指標(biāo)反映不夠靈敏。

3.5.2檢測(cè)方向的影響

如圖8，將Test 2與Test 5所得到的MTF曲線相比較，Test 5的MTF曲線更優(yōu)。將Test 6與Test 9所得到的MTF曲線相比較，同樣是工件水平放置時(shí)系統(tǒng)成像性能較好。

對(duì)此現(xiàn)象進(jìn)行分析可知，其原因在于射線源焦點(diǎn)并不是標(biāo)準(zhǔn)的方形。在試驗(yàn)中，刀口工件垂直放置時(shí)，焦點(diǎn)平面上的水平分量影響到ESF曲線；刀口工件水平放置時(shí)，焦點(diǎn)平面上的垂直分量影響到ESF曲線。如圖1所示，焦點(diǎn)平面上水平方向的測(cè)量尺寸均比垂直方向的稍微大一些；因此刀口工件水平放置時(shí)，因射線源所帶來(lái)的不清晰度更小，MTF曲線更優(yōu)。

圖8　MTF測(cè)試結(jié)果對(duì)比Fig.8　Comparison of MTF curves of some test arrangement.

3.5.3射線源焦點(diǎn)大小的影響

從圖9可知，相對(duì)于大焦點(diǎn)（Test 3、Test 4）時(shí)，采用小焦點(diǎn)（Test 2、Test 5）可明顯提升檢測(cè)系統(tǒng)的成像檢測(cè)能力。查看Test 3的MTF曲線，調(diào)制度為10%時(shí)的分辨率為1.95 LP·mm-1；而同時(shí)成像的雙線型像質(zhì)計(jì)中，調(diào)制度為 20%時(shí)對(duì)應(yīng)的分辨率為1.90LP·mm-1，兩指標(biāo)相接近；但均明顯低于Test 2 中MTF調(diào)制度為10%時(shí)所對(duì)應(yīng)的分辨率。

采用小焦點(diǎn)時(shí)，可降低射線成像的幾何不清晰度值，使射束有效寬度較?。?］，從而提高成像分辨能力，這也是射線檢測(cè)時(shí)追求小焦點(diǎn)的意義所在［17］。

圖9　大小焦點(diǎn)下的MTF結(jié)果對(duì)比Fig.9　Comparison of MTF curves at two different focus sizes.

觀察 Test 3所得到的 MTF曲線，在2.0-3.0LP·mm-1間曲線有一個(gè)極小值，接著在3.0-3.5LP·mm-1間有一個(gè)極大值，這表明系統(tǒng)對(duì)于不同細(xì)節(jié)的檢出能力是有波動(dòng)變化的。如果觀察Test 3所對(duì)應(yīng)的分辨率測(cè)試卡，可以看到這一波動(dòng)變化，2.25 LP·mm-1對(duì)應(yīng)的調(diào)制度較低，而其兩側(cè)的調(diào)制度均較高，如圖10所示。

圖10　分辨率測(cè)試卡的調(diào)制度變化Fig.10　Variation of modulation in resolution test card.

分辨率測(cè)試卡與雙線型像質(zhì)計(jì)都可用來(lái)近似評(píng)價(jià)成像系統(tǒng)的MTF，分辨能力的測(cè)試結(jié)果基本上一致。但從灰度曲線來(lái)看，雙線型像質(zhì)計(jì)更易于識(shí)別、更便于進(jìn)行定量分析；而分辨率測(cè)試卡在靠近鉛條邊緣的部分調(diào)制度較差，尤其是接近于系統(tǒng)分辨能力極限時(shí)；分辨率測(cè)試卡能夠反映出成像系統(tǒng)對(duì)于不同細(xì)節(jié)的調(diào)制能力的波動(dòng)變化情況，而雙線型像質(zhì)計(jì)則沒(méi)有反映。

3.5.4圖像放大倍數(shù)的影響

在圖8中，將Test 2與Test 9所得到的MTF曲線進(jìn)行對(duì)比可知，在放大倍數(shù)較小時(shí)，系統(tǒng)的MTF較優(yōu)。對(duì)比Test 5與Test 6所得到的MTF曲線，可發(fā)現(xiàn)同樣的現(xiàn)象。

3.6系統(tǒng)成像性能的綜合對(duì)比

如圖11所示，對(duì)比Test 2、Test 8兩種情況下射線數(shù)字成像系統(tǒng)的 MTF曲線，可看出二者差異不大，可認(rèn)為兩種檢測(cè)配置具有近似的成像性能，即在大焦點(diǎn)時(shí)通過(guò)減小放大倍數(shù)，可取得與小焦點(diǎn)時(shí)較大放大倍數(shù)下相近似的成像性能。

圖11　焦點(diǎn)與放大倍數(shù)組合下成像系統(tǒng)的MTF對(duì)比Fig.11　MTF curves at two different combinations of focus size and magnification.

4　結(jié)語(yǔ)

針對(duì)數(shù)字射線掃描成像系統(tǒng)，根據(jù)探測(cè)器特點(diǎn)設(shè)計(jì)了檢測(cè)試驗(yàn)并進(jìn)行了相應(yīng) MTF的計(jì)算分析，探討了刀口工具、分辨率測(cè)試卡、雙線型像質(zhì)計(jì)三種測(cè)試工具的適用性及其結(jié)果差異。雙線型像質(zhì)計(jì)與分辨率測(cè)試卡的測(cè)試結(jié)果基本一致，但雙線型像質(zhì)計(jì)更便于對(duì)比度的定量計(jì)算；雙線型像質(zhì)計(jì)的對(duì)比度傳遞函數(shù)近似符合二次曲線，經(jīng)轉(zhuǎn)換得到的調(diào)制傳遞函數(shù)值高于刀口法的測(cè)試值，刀口法計(jì)算數(shù)值偏低的原因在于運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn)所帶來(lái)的不利影響。下一步則有必要對(duì)成像系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性進(jìn)行測(cè)量，定量評(píng)價(jià)運(yùn)動(dòng)波動(dòng)對(duì)成像性能的不利影響。

對(duì)于一個(gè)成像系統(tǒng)而言，因檢測(cè)參數(shù)的不同會(huì)導(dǎo)致成像系統(tǒng)性能出現(xiàn)較大的差異，比如所用的射線源焦點(diǎn)大小、探測(cè)器像素大小、放大倍數(shù)等。為了更好地發(fā)揮成像檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)能力，有必要根據(jù)所用檢測(cè)系統(tǒng)各組成部分的特征參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，達(dá)到最佳的分辨能力，或者在性能等價(jià)的角度上，配置最適于使用的檢測(cè)系統(tǒng)。

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Analysis of MTF in digital radiography using linear detector array

SUN ChaomingTANG GuangpingWANG ZengyongLI Qiang
（Institute of Machinery Manufacturing Technology， China Academy of Engineering Physics， Mianyang 621900， China）

Background: Nowadays， digital radiography is widely utilized in non-destructive testing. However， some issues concerning this new technique need to be addressed properly， and some key parameters of the imaging system need to be quantified by some measurement methods. Purpose: To evaluate a digital radiography system using linear detector array quantitatively and efficiently， and optimize the testing parameters accordingly， modulation transfer function （MTF） of the imaging system was calculated and analyzed. Methods: Edge tool， duplex wire image quality indicator （IQI） and resolution test card were used to measure MTF of the system under different testing parameters，which include focus size， magnification and object orientation. Results: Results show that the contrast transfer function （CTF） measured by duplex IQI and resolution test card is almost identical， while signals from duplex IQI are easier to analyze quantitatively. CTF from duplex IQI is approximately a curve of second order， and the CTF can be used to transform to MTF， but the values are higher than that from edge tool， as movement during image acquisition process is unstable. Conclusion: After analysis， we find that the system performance is affected by many factors together， but MTF can be used to evaluate these factors perfectly， thus to find out equivalent parameters combination or determine the optimum testing parameters.

Digital radiography， Linear detector array， MTF， Edge tool， Diplex wire IQI， Resolution test card

數(shù)字射線成像檢測(cè)技術(shù)具有檢測(cè)效率高、檢測(cè)成本低、檢測(cè)結(jié)果便于后期處理且可遠(yuǎn)程傳輸?shù)韧怀鰞?yōu)點(diǎn)，目前該技術(shù)在多個(gè)行業(yè)獲得了廣泛的應(yīng)用。與射線膠片照相法不同，數(shù)字射線成像檢測(cè)技術(shù)使用數(shù)字射線探測(cè)器進(jìn)行射線信息的接收，因此數(shù)字射線成像檢測(cè)系統(tǒng)的特性與射線膠片照相存在明顯的差異。圍繞數(shù)字射線成像檢測(cè)技術(shù)中的一些關(guān)鍵問(wèn)題，國(guó)外的研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行了深入的技術(shù)研究，并提出了一些數(shù)字射線成像檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用指導(dǎo)［1］，這有力推動(dòng)了數(shù)字射線成像檢測(cè)方法的應(yīng)用。

SUN Chaoming， male， born in 1977， graduated from Shanghai University with a master's degree in 2002， senior engineer， focusing on application of nondestructive testing technology

TG115.28，TL816

10.11889/j.0253-3219.2016.hjs.39.070203

中國(guó)工程物理研究院技術(shù)基礎(chǔ)科研項(xiàng)目（No.14S105）資助

孫朝明，男，1977年出生，2002年于上海大學(xué)獲碩士學(xué)位，高級(jí)工程師，研究領(lǐng)域?yàn)闊o(wú)損檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用

Supported by the Technology Basis Fund of China Academy of Engineering Physics （No.14S105）

2016-02-01，

2016-04-06