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    灰度與底片黑度區別分析

    數字圖像的灰度與底片黑度作者:強天鵬數字圖像的灰度對應于膠片照相的底片黑度,兩者在射線(xiàn)檢測中作用大致相同——都是通過(guò)圖像上不同區域的亮度變化來(lái)改變到達眼中的光通量,使之“可視”——但在量值變化規律和對缺陷檢出影響方面,兩者存在差異。在學(xué)習膠片照相理論中我們得知,人眼對亮度光強變化的響應是非線(xiàn)性的,通常把人眼主觀(guān)上剛剛可辨別亮度差別所需的較小光強差值稱(chēng)為亮度的可見(jiàn)度閾值。也就是說(shuō),當光強I加大時(shí),在一定幅度內感覺(jué)不出,有變化到一定值(I+ΔI)/I時(shí),人眼才能感覺(jué)到亮度有變化,ΔI/I一般也稱(chēng)為對比靈敏度。似乎是為了與視覺(jué)感覺(jué)相符,底片黑度D被定義為照射光強與穿過(guò)底片的透射光強之比的常用對數值,黑度計算公式為:D=lg(L0/L)這樣一來(lái),人眼對黑度變化的反應就呈現為線(xiàn)型關(guān)系。舉例說(shuō),假如某人的眼睛的黑度變化敏感度(又稱(chēng)較小可見(jiàn)對比度或識別界限靈敏度)是0.05,則該人眼剛剛能夠識別黑度2.0本底上的黑度為2.05缺陷影像;同時(shí)也剛剛能夠識別黑度3.0本底上的黑度為3.05缺陷影像。但是請注意:兩次識別的光強差是不一樣的,前者為112.2-100=12.2,后者為1122-1000=122,相差10倍。數字圖像的每個(gè)像素的灰度大小取決于電信號模/數轉換后有的二進(jìn)制數值。由于沒(méi)有采用對數轉換的模/數轉換器,因此數字圖像的灰度與膠片照相的底片黑度的數值變化規律是不同的,前者是等差規律,而后者是等比規律。要使數字圖像的灰度按等比規律變化不是難題:可以用對數轉換的模/數轉換器來(lái)達到這一目的;或采取更省事的做法,在模/數轉換后,使用計算機軟件功能把灰度變化從等差規律變換為等比規律。那么為什么現今的DDA系統都不考慮采用按等比規律變化的灰度模式呢?答案是:對數字圖像來(lái)說(shuō),灰度采用等差或等比都顯得無(wú)關(guān)緊要,兩種模式在理論研究和實(shí)際應用中差異不大。

    因為:

    1、數字圖像的灰度是可以變換的,任意灰度的圖像都可以通過(guò)灰度變換轉到感覺(jué)舒服的水平進(jìn)行觀(guān)察,因此不需要確立灰度變化與曝光量的對應關(guān)系;

    2、數字圖像的對比度是可以增強的,因此不需要建立灰度變化規律與對比度和人眼識別度的關(guān)系;3、數字圖像的信噪比與灰度大小無(wú)關(guān),因此不需要建立灰度變化規律與缺陷識別與檢出的關(guān)系。因此,對DDA系統的數字圖像來(lái)說(shuō),膠片照相的一些研究?jì)热?,例如黑度與信噪比的關(guān)系、黑度與缺陷可識別度的關(guān)系、圖像黑度限值、較小可見(jiàn)對比度概念等,均不適用。

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