Zerstörungsfreie Materialprüfung
Berlin, 21.-23. Mai 2001 -Berichtsband 75-CD
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Für zwei unterschiedliche Speicherfoliensysteme wurde mit Hilfe von Belichtungsexperimenten die charakteristische Kurve bestimmt.
Eine übertragungsfunktion kann daraus ermittelt werden, mit der sich die Scannereigenschaften beschreiben lassen. Die Auswirkungen der unterschiedlichen Scannereigenschaften auf die Kontrastempfindlichkeit der radiographischen Aufnahmen werden anhand der unterschiedlichen übertragungsfunktionen vorausgesagt und mit repräsentativen Beispielen unterlegt.
Für die übertragungsfunktionen konnten auch die dazugehörigen inversen übertragungsfunktionen formuliert werden. Dadurch war die Abschätzungen des Signal Rausch Verhältnisses der Read Out Intensity auf Basis des Grauwertbildes einer Speicherfolienaufnahme möglich. Das SNR der Read Out Intensity ist ein Parameter zur Bewertung der Bildgüte einer Speicherfolienaufnahme.
Zusammenfassend werden die zwei Scanner untereinander verglichen und deren optimalen Einsatzmöglichkeiten diskutiert.
Speicherfoliensysteme werden seit Anfang der 80-iger Jahre als Bilddetektoren in der Medizin eingesetzt. Ihre Verwendung in der Zerstörungsfreien Werkstoffprüfung hingegen erfolgte nur zögerlich, da anfänglich nicht die gewünschte Bildqualität erreicht werden konnte. Erst nach der Entwicklung hochauflösender Systeme und durch die Verwendung von Bleivorder- und -hinterfolien in Kombination mit der Speicherfolie gelang es, Speicherfolienaufnahmen mit ausreichender Bildqualität herzustellen [1]. Ein Normentwurf zur Klassifizierung und Anwendung von Speicherfolien in der ZfP [2] ist in den letzten Jahren erarbeitet worden, um die Herstellung von Speicherfolienaufnahmen in der erforderlichen Bildqualität zu sichern. Der Normentwurf sieht unter anderem vor, auf Basis der Read Out Intensität der Photostimulierten Lumineszenz (IPSL) bzw. des Signal-Rausch-Verhältnisses (SNRPSL) Speicherfoliensysteme bezüglich ihrer radiographischen Aufnahmequalität zu klassifizieren. Das SNRPSL kann unter der Voraussetzung einer Normalverteilung des Read Out Intensity Signals aus dem Verhältnis des Mittelwertes zur Streuung der Read Out Intensity berechnet werden.
Speicherfoliensysteme sind so aufgebaut, daß die optische Read Out Intensity einer Aufnahme nur während des direkten Auslesevorgangs temporär registriert und innerhalb der scannerspezifischen Signalverarbeitungskette (Scannerkennlinie) sofort zu einem Grauwert verarbeitet wird. Die Grauwerte werden benötigt, um die radiographischen Aufnahmen auf dem PC zu visualisieren. Der Operator ist somit nicht sofort in der Lage, die Aufnahmequalität aus dem auf dem PC gezeigten Grauwertbild zu bestimmen. Ein Weg ist die Rückrechnung des Grauwertbildes in ein Read-Out-Intensity Bild.
Das setzt aber die Kenntnisse der Photomultipliereigenschaften und der Scannerkennlinie für den jeweils verwendeten Scannerparameter voraus. Ein anderer praktikablerer Ansatz ist das im Normentwurf vorgeschlagene Stufenkeilexperiment, wobei in diesem Fall Stufenkeilaufnahmen für die jeweilige Versuchssituation vorliegen müssen.
Am Beispiel von zwei unterschiedlichen Scannern wird aufgezeigt, wie unter vereinfachenden Annahmen eine direkte Berechnung des Signal-Rausch-Verhältnises der Read Out Intensity der Photostimulierten Lumineszenz aus dem Grauwertbild möglich wird. Voraussetzung dafür ist lediglich die Kenntnis der charakteristischen übertragungsfunktion (Scannerkennlinie), die mit Hilfe von Stufenbelichtungsexperimen-ten ermittelt oder vom Hersteller des Scanners vorgegeben werden kann. Im zweiten Teil dieses Artikels werden die Auswirkungen der Scannerkennlinie auf die Kontrastempfindlichkeit abgeschätzt und diskutiert.
Die bei Speicherfoliensystemen verwendeten Leuchtstoffe (z.B. dotierte Erdalkalihalogenidverbindungen) erzeugen bei der Absorption von Röntgen- oder Gammastrahlung Elektronen-Loch-Paare, die wegen der Struktur des Leuchtstoffs in metastabilen Zuständen gespeichert werden können [3, 4]. Die Anzahl der gebildeten Paare ist über einen weiten Belichtungsbereich (1: 107) proportional zur Röntgendosis [3][5]. Elektronen-Loch-Paare rekombinieren bei einer optischen Anregung des Leuchtstoffs mit sichtbarem Licht. Durch die optische Stimulierung rekombinieren die Paare. Die stimulierende und zuvor gespeicherte Energie wird dabei in Form von Licht vom Leuchtstoff abgegeben [6]. Dieser Effekt wir als Photo Simulierte Lumineszenz bezeichnet.
Für die Radiographie werden Speicherleuchtstoffe eingesetzt, die bei der optischen Anregung (rotes) Licht freisetzen, das kurzwelliger als die Anregungswellenlänge ist (blaues Licht) [3]. Die Unterscheidbarkeit des PSL- vom Anregungssignal sowie die direkte Proportionalität zwischen der Anzahl der PSL - Zentren und der Röntgendosis über einen außerordentlich hohen Dynamikbereich sind die wesentlichen Eigenschaften von Speicherleuchtstoffen, die zu ihrer praktischen Anwendung in der Digitalen Radiographie geführt haben. Hinzu kommt, daß der Effekt der photostimulierten Lumineszenz (PSL) keine Alterung zeigt. Ein vollständiges Löschen der Bildinformation geschieht durch eine intensive Lichteinstrahlung. Dadurch können die Speicherfoliensysteme nahezu unbegrenzt für die Aufzeichnung und Wiedergabe röntgenographischer Aufnahmen genutzt werden. Lediglich mechanische Beschädigungen an der Oberfläche der Speicherfolie begrenzen ihren Einsatz während des Gebrauchs auf etwa 1000 Zyklen [1].
Wie in Bild 1 schematisch dargestellt, bedarf es bei der Visualisierung eines Durchstrahlungsbildes mit Hilfe eines Speicherfoliensystems mehrerer Schritte. Zunächst wird die Speicherfolie (image plate), auf der eine dünne feinkörnige Speicherleuchtstoffschicht in einer organischen Matrix eingebettet ist, ähnlich wie ein Röntgenfilm belichtet. Befindet sich während der Belichtung vor der Speicherfolie ein Objekt, dann wird die Primärstrahlung unterschiedlich geschwächt und man erhält in der Speicherfolie eine differenzierte Verteilung der gespeicherten Energie, die einem latenten Röntgenbild entspricht.
Abb 1: Schematische Darstellung eines Speicherfolienzyklus
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In einem zweiten Schritt muß das latent gespeicherte Röntgenbild mit einem Scanner durch die Quantifizierung des Energieprofils ausgelesen werden. Jeder Punkt der Speicherfolie wird von einem Laserstrahl stimuliert. Die dabei entstandene Lumineszenz (PSL) wird über einen Lichtleiter gesammelt und zu einen Photomultiplier geleitet (PMT). Der PMT liefert eine zur PSL Intensität proportionale elektrische Signalgröße, die als elektrisches Signal nochmals verstärkt und konvertiert wird. Die Umwandlung des Signals ist notwendig, um den gewünschten Dynamikbereich des PMT auf den Digitalisierungsumfang des ADU (z.B. 12 bit) abzubilden. Die digitalisierte Meßgröße kann so für jeden Punkt auf der Bildplatte bestimmt und anschließend in Form eines Elementes einer zweidimensionalen Datenmatrix (z.B. *.tif - File) auf dem Computer gespeichert werden. Nach dem Abtasten der Speicherfolie stehen für die unterschiedlichen Punkte der Speicherfolie digitalisierte Meßgrößen zur Verfügung, die als Grauwerte (gv) mit einer vom Operator vorgegeben Helligkeit auf dem Bildschirm dargestellt werden können.
Das Bild auf dem Monitor des Computers erscheint dem Betrachter in einer Grauwertdarstellung, die einer radiographischen Aufnahme mit einem Röntgenfilm sehr ähnlich sein kann. Ist das Auslesen des Bildes beendet, dann müssen die noch verbliebenen Elektronen - Loch - Paare auf der Speicherfolie durch eine intensive Lichtbestrahlung vollständig gelöscht werden, um die Bildplatte wieder einsetzen zu können.
Das Auslesen während des Scannens, die Effizienz des PMT und die Signalverarbeitung sind gerätespezifische Eigenschaften des jeweiligen Scanners. Die Read Out Intensity der Photostimulierten Lumineszenz (IPSL) ist eine spezifische Eigenschaft der Speicherfolie in Abhängigkeit von der Laserintensität, der Verweilzeit des Laserspots und der Spotgröße. Für die weitere Diskussion ist es darum sinnvoll, die zur Dosis proportionalen Prozesse vom Auslesen bis zur Signalverstärkung in Anlehnung an den Normentwurf als Read Out Intensity und die Signalkonvertierung als Scannerkennlinie oder übertragungsfunktion zu bezeichnen.
Zur Ermittlung des Einflusses der Scannereigenschaften auf das radiographische Abbildungsverhalten in Form eines Grauwertbildes wurden das Agfa DPS und das ACR 2000 Speicherfolienlesegerät verwendet. Bild 2 zeigt beispielgebend die schematische Darstellung zur Umwandlung der Read Out Intensity der Photostimulierten Lumineszenz in einen Grauwert beim Durchlaufen der Signalverarbeitungskette. Da die Charakteristik der Scannerkennlinie der beiden Speicherfolienlesegeräte anfänglich unbekannt waren, mußte der Zusammenhang zwischen der Röntgendosis und dem Grauwert durch Belichtungsstufenexperimente ermittelt werden.
Abb 2: Schematische Darstellung der Signalverarbeitungskette eines Speicherfolienlesegerätes.
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Zu diesem Zweck wurde eine Speicherfolie Agfa MD10-2TWQ entsprechend der Standardvorschrift EN 584 -1 mit einer Röntgenstrahlung, die bei einer Röhrenspannung 220 keV erzeugt und wobei in unmittelbarer Nähe des Röhrenfensters zusätzlich eine 8 mm dicke Kupferplatte im Strahlengang angeordnet wurde, belichtet. Beispiel für eine derartige Stufenbelichtung ist das in Bild 3 dargestellte Grauwertbild.
Abb 3: Belichtungstreppe einer Speicherfolienaufnahme.
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In einem weiteren Experiment wurde zur Herstellung radiographischer Stufenkeilaufnahmen ein Stahlstufenkeil mit einer maximalen Dicke von 15 mm und einer Schritthöhe von 1 mm bei vier unterschiedlichen Energien durchstrahlt. Die Kassette, mit der Blei-Speicherfolienkombination wurde für die Aufnahme immer objektnah angeordnet. Die Belichtungszeiten wurden so gewählt, daß unabhängig vom gewählten Scanner die 3 mm Stufe mit einem Grauwert (gv) von etwa 4000 abgebildet wurde.
War die maximale Stufenkeildicke unzureichend für die Erfassung des gesamten Objektumfanges, wurden zusätzliche Stahlplatten definierter Dicke unter dem Stufenkeil angeordnet. Die für die Stufenkeilaufnahmen gewählten Röntgenparameter sind in Tabelle 1 zusammenfassend dargestellt.
| Röntgenenergie [keV] | Röntgenstrom [mA] | Belichtungszeit [min] | FFA [mm] | ||||
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ACR 50 PMV |
ACR 120 |
DPS Sens 16 |
ACR 50 PMV |
ACR 120 |
DPS Sens 16 | ||
| 95 | 25 | 4 | 4 | 2 | 2 | 2 | 1000 |
| 120 | 4 | 2 | 2 | 2 | 1,6 | 1,6 | 1000 |
| 160 | 3 | 1 | 1 | 2,5 | 2,2 | 2,2 | 1000 |
| 200 | 2 | 1 | 1 | 2,1 | 1,2 | 1,2 | 1000 |
| Tabelle 1: Versuchsparameter zur Bestimmung des Abbildungsverhaltens eines Stufenkeils. | |||||||
Bild 4 zeigt repräsentative Stufenkeilaufnahmen in der Grauwertdarstellung für die zwei Scanner.
Abb 4: Radiographische Abbildung eines Stufenkeil unter Verwendung des
Speicherfolienlesegerätes Agfa DPS und ACR 2000 (U = 95 keV).
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In allen Experimenten sind zur Kontrastanhebung in Anlehnung an den Normentwurf [2] die Speicherfolien mit einer Bleivorder- und -hinterfolie von 0,1 mm Dicke abgedeckt worden. Als Strahlenquelle diente eine Röntgenröhre MB 350/1, die mit Hilfe der Isovolt 320/13 Röntgenanlage von der Firma Rich. Seifert & Co betrieben wurde. Für die Bildanalyse ist ein eigenes an der BAM entwickeltes Auswerteprogramm verwendet worden, mit dem aus den Grauwertbildern für jede Belichtungsgröße bzw. Stufe des Stufenkeils der Mittelwert und die Streuung des Grauwertes durch eine statistische Auswertung ermittelt werden konnte.
Um den Einfluß des Scannens auf die Read Out Intensity IPSL der Speicherfolien zu vernachlässigen, wurde für beide Scannersysteme eine Abtastdichte von 300 dpi und die Verweilzeit des Laserscanners am Ort etwa auf etwa 5 ms eingestellt.
Abb 5: Charakteristische Speicherfoliensystemkurve des ACR 2000 Scanners
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Die Bilder 5 und 6 zeigen die charakteristischen Kurven für zwei untersuchte Speicherfoliensysteme in halblogarithmischer Darstellung. Wegen des Absorptionsgesetzes lassen sich die Differenzen des Logarithmus der Belichtungsgrößen Dlog(H) auch als Wanddickenunterschiede interpretieren. Die Parameter in den zwei Diagrammen sind die am Gerät dem Operator zugänglichen Verstärkerparameter. Aus den zwei Abbildungen ist der Einfluß der Scannerkennlinie und der Verstärkerparameter auf das Abbildungsverhalten gut zu erkennen. Das ACR 2000 System zeigt einen streng linearen Zusammenhang zwischen dem Logarithmus der Dosis H und dem Grauwert (gv). Sie verhält sich wie eine charakteristische Filmkurve, die über den gesamten Belichtungsbereich einen konstanten Filmgradienten aufweist. Die änderung des Verstärkungsparameters (gain) im ACR System bewirkt nur eine Verschiebung des Belichtungsbereichs. Der abbildbare Objektumfang (Länge des Intervalls) kann durch den Verstärkungsparameter nicht beeinflußt werden. Alle Wanddicken werden bei Vernachlässigung des Streustrahleinflusses mit dem gleichen Kontrast abgebildet. Im Gegensatz dazu zeigt das DPS System in der halblogarithmischen Darstellung einen exponentiellen Verlauf. Verwendet der Operator ein solches System, dann kann durch die Wahl der Belichtungsgröße und der Scannerempfindlichkeit (Sens) der Abbildungskontrast und Objektumfang einer radiographischen Aufnahme verändert werden. ähnlich einer charakteristischen Filmkurve medizinischer Röntgenfilme bildet die DPS Systemkurve im Bereich geringer Dosis Dickenunterschiede mit wesentlich geringeren Grauwertdifferenzen (kontrastarm) als bei höheren Dosen ab. In der linearen Darstellung beschreibt die charakteristische DPS Systemkurve eine Abhängigkeit des Grauwertes von der Wurzel der Dosis.
Abb 6: Charakteristische Speicherfoliensystemkurve des DPS Scanners
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Die zwei radiographischen Abbildungen eines Stufenkeils in Bild 4 verdeutlichen den Einfluß der Scannereigenschaften auf die Grauwertdarstellung. Im Bereich kleiner Materialdicken werden bei der Verwendung des DPS Systems die dünnwandigen Stufen des Keils kontrastreicher abgebildet, als im ACR 2000 System. Das ACR System dagegen ändert über einen weiten Wanddickenbereich nur wenig die Kontrastunterschiede zwischen den einzelnen Stufen. Ein Vergleich der zwei Abbildungen des Stufenkeils in Bild 4 verdeutlicht die Vorteile des ACR Systems im Bereiche großer Wanddicken. Sie sind auf der radiografischen ACR Abbildung besser zu erkennen, als in der mit dem DPS System hergestellten.
Um die Auswirkungen der Scannerkennlinie auf das Abbildungsverhalten des Stufenkeils in einer Speicherfolienaufnahme genauer zu quantifizieren, wurden die bei unterschiedlichen Energien hergestellten Stufenkeilaufnahmen bezüglich des Zusammenhangs zwischen der Wanddicke und des Grauwerts analysiert.
Die Bilder 7 und 8 zeigen die änderung der Grauwerte in Abhängigkeit von der Wanddicke mit der Energie als Parameter. In beiden Diagrammen nimmt infolge der Energieabhängigkeit des Absorptionskoeffizienten die Grauwertdifferenz bei vorgegebener Wanddickenzunahme mit der Energie ab. Die Bilder 7 und 8 spiegeln das aus den charakteristischen Speicherfoliensystemkurven voraussagbare Abbildungsverhalten von Stufenkeilen wieder. Der vom ACR System vorausgesagte lineare Zusammenhang zwischen den Grauwerten und der Wanddicke ist trotz des Streustrahleinflusses erkennbar. Wegen des Quadratwurzel-Verlaufs der Scannerkennlinie im DPS Systems erhält man erst nach dem Logarithmieren der Grauwertachse Kurvenverläufe, die denen der im Bild 7 gezeigten ähnlich sind.
Abb 7: Grauwert (gv) quantifizierte Stufenkeilaufnahme. Das Auslesen der Speicherfolie erfolgte mit einem ACR 2000 System. Die Belichtungsparameter in Tabelle 1 wurden gewählt, um 3 mm Stahl bei etwa gv = 4000 abzubilden
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Abb 8: Grauwert (gv) quantifizierte Stufenkeilaufnahme. Das Auslesen der Speicherfolie erfolgte mit einem DPS System. Die Belichtungsparameter in Tabelle 1 wurden gewählt, um 3 mm Stahl bei etwa gv = 4000 abzubilden |
Durch die Belichtungsexperimente war es möglich geworden, einen Zusammenhang zwischen der Dosis und dem Grauwert für die zwei unterschiedlichen Scanner zu ermitteln. Dieser Zusammenhang läßt sich für die hier untersuchten Scanner aus der halblogarithmischen Darstellung ableiten und analytisch beschreiben. Durch die Analyse der charakteristischen Speicherfoliensystemkurve war es möglich, eine übertragungsfunktion zu formulieren, in der die Kurvenparameter die Scannerparameter (Auslesen und Verstärken) beschreiben.
Setzt man voraus, daß die Grauwerte eines homogen belichteten Speicherfolienabschnittes nach dem Auslesen der Speicherfolie normalverteilt mit dem Mittelwert mqv und der Standardverteilung sqv sind, dann sind Berechnungen statistischer Größen möglich.
Die Wahrscheinlichkeitsdichte der Zufallsvariable gv in einem homogen belichteten Bildbereich ist in diesem Fall durch die Gleichung (1) gegeben.
| (1) |
Das Signal-Rausch Verhältnis einer Zufallsvariable gv berechnet sich dann in guter Näherung
| (2) |
Um das Signal-Rausch-Verhältnis der Read Out Intensity IPSl unter der Voraussetzung der Proportionalität zwischen der Dosis und IPSl aus den Grauwerten ermitteln zu können, müssen mehrere Voraussetzungen erfüllt sein. Der Zusammenhang zwischen IPSL und gv muß durch eine stetige Funktion beschrieben werden können. Der Erwartungswert und die Varianz der stetigen Funktion müssen entsprechend der in Gleichung (3) formulierten Bedingungen zu einem endlichen Wert konvergieren.
Die Gleichung (3) beschreibt den Erwartungswert und die Varianz einer Funktion F(gv), die eine normalverteilte Größe gv enthält.
| (3) |
Tabelle 2 listet zusammenfassend die analytische Funktion zur Beschreibung der jeweiligen übertragungsfunktion und die jeweils dazugehörige inverse Funktion für die zwei untersuchten Scanner auf
Tabelle 2: Funktioneller Zusammenhang zwischen der Read Out Intensity und des
normalverteilten Grauwertes gv unter der Annahme der Proportionalität der Read Out Intensity zur Dosis
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Mit Hilfe der inversen Funktion ist das Signal Rausch Verhältnis der Read Out Intensity entsprechend der Gleichung (4) zu berechnen.
| (4) |
Die Gleichungen zur Berechnung des Erwartungswertes, der Varianz und des Signal Rausch Verhältnisses der Read Out Intensity unter Verwendung des auf dem PC verfügbaren Grauwertbildes werden für die beiden Scannersysteme in Tabelle 3 dargestellt.
Tabelle 3: Berechnung des statistischer Größen der Read Out Intensity IPSL aus den Grauwerten gv einer Speicherfolienabbildung auf dem PC.
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Die in Tabelle2 aufgelistete Scannerfunktion zur analytischen Beschreibung der Scannerkennlinie erlaubt auch eine Abschätzung zum radiographischen Grauwertkontrast einer Speicherfolienaufnahme. Die Grauwertverteilung auf dem Bildschirm nimmt das menschliche Auge über den Helligkeitskontrast wahr. Der Zusammenhang zwischen dem Grauwert und physiologischem Helligkeitsempfinden an einem Monitor ist äußerst kompliziert. Eine Beschreibung des Zusammenhanges zwischen der Dickendifferenz und des noch sichtbaren Leuchtdichtenkontrastes auf dem PC Bildschirm ist demzufolge komplex und soll an dieser Stelle nicht erfolgen. Die Analyse zum Speicherfolienkontrastes kann wesentlich vereinfacht werden, wenn die Beschreibung der Dickenempfindlichkeit eines Speicherfoliensystems auf der Basis der Grauwerte erfolgt.
Um festzustellen, welcher Dickenunterschied DX mit Hilfe eines Speicherfoliensystems theoretisch im Grauwertbild auf dem PC aufgelöst werden kann, wurden für beide Systeme unter Verwendung der übertragungsfunktion die Grauwertkontrastempfindlichkeiten berechnet. Die Ergebnisse werden in Tabelle 4 gezeigt.
Tabelle 4: Grauwertkontrastempfindlichkeit des Scanners.
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Die Konstanten A und B in Tabelle 4 beschreiben den Offset bzw. Anstieg der Speicherfoliensystemkurven in den Bildern 6 und 5.Sie wurden durch einen Kurvenfit ermittelt. Die Offsetgröße A im DPS System ist unabhängig von der gewählten Empfindlichkeit "sens" vergleichsweise klein und kann vernachlässigt werden. B ist der vom gain Parameter unabhängige Anstieg der in Bild 5 gezeigten charakteristischen Kurven.
Die Berechnungen zur Grauwertkontrastempfindlichkeit verifizieren die experimentellen Resultate in den Bildern 7 und 8. Die Grauwertdifferenzen sind nur im ACR 2000 System direkt proportional zur Wanddickendifferenz. In einem DPS System ist der Logarithmus der Grauwerte proportional zur Wanddicke.
Um die Grauwertkontrastempfindlichkeit der zwei Systeme mit der Kontrastempfindlichkeit eines Röntgenfilms vergleichen zu können, wurden die wesentlichen Faktoren der Dickenempfindlichkeit mit denen eines Röntgenfilms im oberen Teil der Tabelle 5 gegenübergestellt.
Tabelle 5: Einflußfaktoren der Kontrastempfindlichkeit im Vergleich zum Film.
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Der untere Teil der Tabelle 5 zeigt eine Abschätzung zur minimalen Kontrastwahrnehmung. Die Wahrnehmbarkeit der Dickenunterschiede wird im wesentlichen durch die vom Operator noch registrierbaren Differenzen in der optischen Dichte bzw. den Grauwerten bestimmt. Eine minimale Differenz in der optischen Dichte für Filmsystemklasse C1 und C2 läßt sich aus der Filmkörnigkeit abschätzen und liegt bei ca. DDmin = 0,02.
Zur Beschreibung der Auflösbarkeit der Grauwertdifferenzen wurde vorausgesetzt, daß die Grauwerte entsprechend der Gleichung (1) normalverteilt sind. Dadurch können, wie im unteren Teil der Tabelle 5 schematisch dargestellt, signifikante Differenzen zwischen zwei Beobachtungswerten gvi und gvi+1 durch ein Vertrauensintervall [gvi+ks; gvi+1-ks] ausgedrückt werden. Die kleinste Differenz Dgv ist von k und der Streuung s abhängig. Die Variable k beschreibt die Toleranzbreite, mit der sich zwei Grauwerte unterscheiden müssen. Die minimale Auflösbarkeit Dgv kann demzufolge unter Angabe einer Irrtumswahrscheinlichkeit definiert werden.
Die Ergebnisse in der Tabelle 5 verdeutlichen die Auswirkungen der Scannerkennline auf die Kontrastwahrnehmung. Im AGFA DPS System ist das SNR der Grauwerte bestimmend für die minimale Dickenauflösung. Im Gegensatz dazu der ACR 2000. Sowohl der vom Hersteller vorgegebene Anstieg B der charakteristischen Speicherfoliensystemkurve als auch die Streuung der Grauwerte bestimmen die Kontrastempfindlichkeit DX.
Die charakteristische Speicherfoliensystemkurve wird durch die Speicherfolieneigenschaft und die Scannerkennlinie bestimmt.
Belichtungsexperimente ermöglichen die Ermittlung der charakteristischen Speicherfoliensystemkurve, aus der die übertragungsfunktion des jeweiligen Scanners abgeleitet werden kann.
Die Scannereigenschaften beeinflussen wesentlich den Bildkontrast und den abbildbaren Objektumfang.
Zwei Speicherfoliensysteme wurden durch die übertragungsfunktion analytisch beschreiben. Dadurch waren Aussagen zum Kontrastverhalten des jeweiligen Speicherfoliensystems möglich.
Die überprüfung der Ergebnisse erfolgte an Speicherfolienaufnahmen von Stufenkeilen.
Unter der Annahme, daß die Grauwerte in der radiographischen Speicherfolienaufnahme normalverteilt vorliegen, kann der Erwartungswert, die Streuung und das SNR der Grauwerte berechnet werden.
Für die zwei übertragungsfunktionen existieren inverse Funktionen mit den in Gleichung (3) geforderten Eigenschaften. Dadurch war es möglich, den Erwartungswert, die Varianz und das SNRPSL der Read Out Intensity auf Basis der am PC angezeigten Grauwerte zu berechnen.
Die Ergebnisse verdeutlichen, daß ein Vergleich unterschiedlicher Scannersysteme auf Basis der SNRqv ohne kennlinienspezifische Umrechnung nicht zulässig ist.
Das DPS System zeigt oberhalb eines kritischen Grauwertes eine höhere Kontrastempfindlichkeit und sollte daher Vorteile bei der Schweißnahtprüfung zeigen.
Das ACR 2000 System kann einen größeren Objektumfang abbilden und läßt Vorteile bei der Guß- und Korrosionsprüfung erwarten.
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