Страница 2: ДСТУ EN 14096-1:2006. Неруйнівний контроль. Оцінювання цифрових радіографічних плівкових систем. Частина 1. Визначення, кількісні виміри параметрів якості зображення, стандартна контрольна плівка та контроль якості (61748)

Примітка. Цифрова просторова роздільна здатність в N біт відповідає 2^Wцифрових значень.

Зміна оптичної густини, що відповідає збільшенню на одну одиницю оцифрованого значення.

Примітка. Ця зміна густини залежить від характеристичної кривої проходження цифрового перетворювача. Густина пітча вибірки може бути функцією густини

Мінімальна зміна оптичної густини плівки, що її визначають цифровим перетворювачем. її пере­важно визначають цифровим шумом цифрового перетворювача (квантовим шумом світлового детек­тора)

Діапазон оптичних густин, у якому цифровий перетворювач гарантує мінімальну густину контра­стної чутливості за одного окремого знімання даних.

Тільки у такому діапазоні густин оцифрован! дані можна використовувати для оцінювання. Залежно від конструкції цифрового перетворювача може бути більше ніж один робочий діапазон, наприклад, для яскравішої або темнішої плівок

Цифрове обробляння однієї радіографічної плівки, яке здійснюють одноразовим скануванням.

У результаті збирають дані, які не підлягають ніякому подальшому оброблянню. Для такого знімання використовують унікальний набір параметрів системи оцифровування

Фотографічне зображення на промисловій радіографічній плівці, що містить всі стандартні мішені, описані у цьому документі

Фізичні елементи на стандартній контрольній плівці, які використовують для оцінювання цифро­вого перетворювача.

4. ПРОЦЕДУРИ З ОЦІНЮВАННЯ

   1. Оцінювання характеристичної кривої проходження, діапазону густини, розміру пікселя і чутливості до зміни густини

      1. Східчаста мішень густини

• Для вимірювання характеристичної кривої проходження, діапазону густини та чутливості до зміни густини цифрового перетворювача східчаста мішень густини стандартного радіографічного знімка (стандартної контрольної плівки) повинна відповідати таким вимогам:покривати інтервал оптичної густини між D = 0,5 і D = 4,5;

• проміжок між двома суміжними кроками оптичної густини повинен бути не більше ніж AD = 0,5;

• площа кожного кроку повинна становити не менше ніж 100 мм²;

• для отримання результівної дрібнозернистості та плівкового шуму менше ніж ДО = 0,01 (за розміру піксели 88,6 мкм) варто застосовувати дрібнозернисту плівку (клас системи С1 згідно з EN 584-1) зі світловою експозицією.

Для унікального набору параметрів цифрового перетворювача виконують знімання східчастої мішені густини на контрольній плівці. Для кожного кроку густини D, потрібно визначати середнє ариф­метичне значення д/? значень оцифрованих даних gljj для області (15 х 15) пікселів відповідно до фор­мули (3):

225

^9/'⁼ 225^Х^^9/у>‘ W

Характеристичну криву проходження цифрового перетворювача будують згідно з таблицею D, від дїі-

Пропущені значення густини між обмірюваними кроками густини можна інтерполювати відповідно до таких умов:

• для лінійних систем (цифрові дані пропорційні світловій інтенсивності) крива повинна бути ло­гарифмічна;

• для логарифмічних систем (цифрові дані пропорційні оптичній густині плівки, які отримано елек­тронними логарифмічними підсилювачами або подано у вигляді цифрових експериментальних даних) крива повинна бути лінійна.

Цифрові дані, отримані за допомогою цифрового перетворювача та відповідних значень оптичної густини, потрібно реєструвати у вигляді таблиці і/або діаграми.

Значення дискретної густини, виражені цифровими даними, потрібно позначати D (gl).

Залежно від конструкції цифрового перетворювача ХКП можуть відрізнятися для східчастої мішені густини у напрямку сканування та перпендикулярно йому.

Діапазон густини цифрового перетворювача визначають за характеристичною кривою проходження. Це є різниця між мінімальною та максимальною оптичними густинами, яку можна відтворити за допо­могою цифрового перетворювача. Мінімальна та максимальна оптичні густини для цього набору пара­метрів цифрового перетворювача можна визначити за відповідною характеристичною кривою прохо­дження. Однак можуть існувати параметри цифрового перетворювача, які вибирають іншу ХКП. Тоді діа­пазон густини обчислюють за максимальною і мінімальною оптичними густинами всіх можливих ХКП.

Розмір піксела визначають за допомогою оцінювання просторових лінійних мішеней стандартної плівки. Розмір піксела Р можна обчислити діленнам відомої відстані цих мішеней на кількість пікселів, знайдених в оцифрованому зображенні. Його можна визначити у напрямку рядку та колонки зображення.

Оцінка чутливості до зміни густини AD_CS ґрунтується на обчисленні стандартного відхилу o_D су­міжних пікселів області плівки з постійною оптичною густиною. Це обчислення потрібно представляти у вигляді цифрових значень каліброваної оптичної густини плівки D (gl). Rna зручності в усіх наступних випадках розглядають сусідство 225 пікселів. Для цих 225 значень обчислюють стандартний відхил каліброваної’ густини D (gift із даним кроком густини відповідно до рівняння (4):

и 225 Г 4 225 "І²

- Т55Т ■ Js W»’ -Й5 • Z ⁽⁰⁽Л » (4)

і л=і L

Стандартний відхил cr_D представляє собою шум самого цифрового перетворювача за розрахова­ного значення густини. Це витікає з рівняння (5) для чутливості до зміни густини (масштабованої в 88,6 мкм, Р — фактичний розмір піксели цифрового перетворювача):

AD_CS- 2tj_D х(Р/88,6 мкм) (5)

Для порівняння чутливості до зміни густини цифрових перетворювачів з різними розмірами пікселів, величина &D_CS стосується квадратного пікселя розміром 88,6 мкм. Це відповідає діаметру 100 мкм апертури мікроденситометра, який використовують для вимірювання зернистості плівки згідно з EN 584-1.

На практиці стандартний відхил потрібно визначити:

для кожного східця густини східчастої мішені густини стандартної контрольної плівки варто оці­нити квадратну матрицю 15x15 сусідніх пікселів. Стандартний відхил каліброваної густини D (glj та­кого набору з 225 значень можна обчислити, як показано вище, задаючи шум самого цифрового пере­творювача за цього значення густини. Цей метод дає правильні результати тільки тоді, коли шум плівки східчастої мішені густини нижче за шум оцифровування сканера.

Примітка. Треба візуально контролювати за зображенням оцінюваних областей, щоб ні пил, ні подряпини на стандартній кон­трольній плівці не спотворили оцінювання.

Оптична апертура системи, відгук електроніки та точність механічної системи впливають на про­сторову роздільну здатність цифрового перетворювача. У загальному випадку оптична апертура дає лінійний просторово інваріантний відгук, загальним впливом якого є розмитість зображення. Ця роз­митість не залежить від густини. Деякі види устатковання, такі як планшетні сканери з невідкорегова- ною переміщуваною точкою, мають просторову роздільну здатність, яка залежить від розташування плівки.

Використовуючи збіжні або паралельні пари ліній тестових мішеней (див. опис в 5.2.1), можна ви­значити найбільшу відображувану просторову частоту в парах ліній на міліметр (пл/мм), де всі світлі лінії розділено темними лініями.

Примітка, Увага! У зв'язку з артефактами цифрового перетворення (аліазинг!) може бути складно правильно розрізняти мак­симальне значення, особливо паралельних пар ліній. Невеликий зсув тестових зображень у напрямку сканування на тестовій мішені може значно змінити муар.

Для вимірювання нерізкості цифрового перетворювача (у міліметрах) використовують густину східчастої функції на східчастій густині тестової мішені (див. 5.2.3). Крайова функція проходження (КФП) сканованої густини кроку визначає нерізкість цифрового перетворювача. Нерізкість — це геометрична відстань значень 10 % І 90 % КФП в одиницях інтенсивності світла. КФП мають визначати у напрямку сканування і перпендикулярно йому. КФП, що використана для обчислення ФПМ, потрібно отримува­ти з каліброваної осі густини.

Початковою точкою обчислення ФПМ є КФП, що її використано під час оцінювання нерізкості (див. рисунок 1). Для зменшення шуму корисно усереднити як мінімум дев’ять КФП сусідніх ліній, що пер­пендикулярні східцю густини. На наступному кроці усереднену КФП потрібно продиференціювати чи­сельно (наприклад, обчисленням різниці між наступними точками) для отримання лінійної функції про­ходження ЛФП, див. рівняння (6):

ЛФП/= ЛФП,— ЛФП,-_, (6)

На останньому кроці ФПМ можна обчислити з перетворення Фур’є лінійної функції проходження ЛФП відповідно до рівняння (7):

ФПМ описує передачу контрасту як функцію розміру об’єкта. Ця функція чутлива до якості зоб­раження цифрового перетворення.

Примітка 1. Роздільна здатність ФПМ (f_c— максимальне значення просторової частоти) повинно бути взято з 20 % вели­чини (ФПМ/_С= 0,2).

Примітка 2. Звичайно CCD сканери мають вищу крутість ФПМ, чим лазерні сканери з такою самою номінальною просто­ровою роздільною здатністю.

Умовні позначення:

т — модуляція;

f — просторова частота.

Рисунок 1 — Принцип визначання ФПМ

Отримане зображення потрібно розглянути на наявність артефактів, яких немає на сканованій плівці (наприклад, вертикальні або горизонтальні лінії або смуги, пил або плями бруду та ін.). Плівку після сканування потрібно перевірити на можливі подряпини, спричинені механізмом пересування плівки цифрового перетворювача.

Просторову лінійність цифрового перетворювача потрібно перевірити за шкалою (просторові лінійні мішені, див. 5.2.4) у напрямках х і у на стандартній контрольній плівці. Система пересування плівки не повинна допускати відхили або вигини плівки під час сканування, які призводять до геомет­ричного перекручування зображення.

5. СТАНДАРТНА КОНТРОЛЬНА ПЛІВКА

   1. Загальні положення

Стандартна контрольна плівка має п’ять типів мішеней, які можна використовувати для оцінювання різних параметрів цифрової системи. Мішені розташовано в діапазоні фонової густини з D - 3. Стан­дартна контрольна плівка ділиться на три області розміром (200 х 250) мм², (280 х 350) мм² і (350 х 430) мм². Вони створені для пристроїв оцифровування, які не розраховані на максимальний розмір плівки (350 х 430) мм². Цю стандартну контрольну плівку можна розрізати так, щоб її можна було пристосувати до конкретних пристроїв, і в межах кожної із цих областей вона повинна містити всі не­обхідні мішені (див. зображення плівки на рисунку 2).

Примітка. Цей стандарт списує таку саму стандартну контрольну плівку, яку застосовують відповідно до ASTME 1936.

Вони складаються з трьох ідентичних груп, що містять як мінімум шість пар ліній. Ці мішені ма­ють максимальну роздільну здатність як мінімум 20 пл/мм, мінімальну роздільну здатність 1 пл/мм і контрастну густину ДО = 2,5±0,5за максимальної густини D ~ 0,5 яскравих ліній. Ці три мішені роз­ташовано під кутами 0°, 45° і 90°. Максимальна роздільна здатність орієнтована у напрямку кутів стан­дартної контрольної плівки. Нанесено стандартні позначки для визначання просторової роздільної здат­ності при рівнях 1,2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10,15 і 20 пл/мм.