[發明專利]一種光學系統空間分辨率的手動測試方法

有效

• 申請號: 202010637061.4
• 申請日: 2020-07-03
• 公開（公告）號: CN111879799B
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發明（設計）人: 齊子誠;唐盛明;倪培君;李曉靜;王若蘭;鄭穎;郭智敏;左欣;付康;張榮繁;李紅偉;喬日東;張維國
• 申請（專利權）人: 中國兵器科學研究院寧波分院
• 主分類號: G01N23/046
• 分類號: G01N23/046
• 代理公司: 寧波誠源專利事務所有限公司 33102
• 代理人: 袁忠衛;方寧

一種光學系統空間分辨率的手動測試方法，包括：通過機械化加工手段制造待測試模體；并對貼合在一起的兩測試塊進行CT掃描，獲得兩測試塊截面對應的CT圖像；在CT圖像中任意框選一個測試塊或兩個測試塊中的內部區域，并計算出框選區域內的灰度值均值；將CT圖像中做一條垂直且等分線段兩圓圓心的線段L；并提取該線段上的灰度分布，最后繪制成灰度分布曲線；在灰度分布曲線上繪制灰度值為K的直線，該直線與線段L上的灰度值相交于兩點；計算相交的兩點之間的距離；從而計算得到最小識別間隙a；并計算出該即即為MIF＝10％下對應的線對數。該方法的測試模體加工難度低、測試結果直觀且測試過程簡單、易實現。

技術領域

本發明涉及光學系統性能測試技術領域，特別涉及一種光學系統空間分辨率的手動測試方法。

背景技術

工業CT檢測技術是一種在X射線檢測技術上發展起來的實用無損檢測手段，是一種特殊的光學系統，具有成像直觀，定量、定位、定性準確，廣泛應用于工業無損探傷、醫療衛生等領域。在CT設備研發、生產、驗收、使用和調試維修等過程中均需要涉及對工業CT系統的性能評價，因此對生產廠家和用戶迫切需要一種測試便捷、精度高、實用性強的工業CT系統的性能評價方法。

空間分辨率是工業CT系統的性能評價重要指標之一，它表示CT系統分辨微小細節的量度，一般已能夠分辨的兩個細節之間的最小間距來定量表示。目前，空間分辨率測試方法主要分為條紋(圓孔)模體測量法和調制傳遞函數法。其中條紋(圓孔)模體測量法是采用一系列不同周期性的結構(線對、圓孔、方孔等)，對模體進行掃描重建，觀察CT圖像以能分辨條紋或圓孔圖案的最小周期作為極限分辨率，可以方便直觀地得到CT系統的分辨率，但是測量結果帶有主觀性，測量結果不準確，測量結果的精度根據加工模體的周期結構間隔而定，加工難度大，成本極高；調制傳遞函數法是調制度與輸入空間頻率的關系曲線，在數值上等于點擴散函數的傅里葉變換，一般情況下把MTF曲線上調制度10％對應的線對數作為CT系統的極限分辨率。調制傳遞函數法可分為點擴散函數法(PSF)、線擴散函數法(LSF)和邊緣擴散函數法(ESF)，該方法對模體要求不高，噪聲影響較大，可用于比較設備之間及工藝條件下的空間分辨率，給出歸一化的量化結果是不直觀，需要等效轉換才能與實際線對卡結果進行比較。

因此需要進一步改進。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的現狀，提供一種測試模體加工難度低、測試結果直觀且測試過程簡單、易實現的光學系統空間分辨率的手動測試方法。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種光學系統空間分辨率的手動測試方法，其特征在于：用于手動測量線陣工業CT系統或面陣工業CT系統中的極限空間分辨率，包括以下步驟：

步驟1、通過機械化加工手段制造待測試模體；其中，待測試模體為兩個材質與尺寸均相同的圓柱形或球形測試塊；

步驟2、將步驟1中的兩測試塊貼合在一起，并對貼合在一起的兩測試塊進行CT掃描，獲得兩測試塊截面對應的CT圖像；

步驟3、在CT圖像中任意框選一個測試塊或兩個測試塊中的內部區域，并計算出框選區域內的灰度值均值T；

步驟4、將CT圖像中兩圓圓心分別記為A₁和A₂，做一條垂直且等分線段A₁A₂的線段L；

步驟5、提取該線段L上的灰度分布，并繪制成灰度分布曲線；

步驟6、在步驟5中的灰度分布曲線上繪制灰度值為K的直線P，該直線P與線段L上的灰度值相交于B1和B2兩點；

步驟7、計算B1和B2兩點之間的距離h(單位為：毫米)；

步驟8、根據測試塊的直徑d(單位為：毫米)和步驟7中的距離h，計算得到最小識別間隙a(單位為：毫米)，計算公式為：