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，兩者在射線檢測中作用大致相同——都是通過圖像上不同區域的亮度變化來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性的，通常把人眼主觀上剛剛可辨別亮度差別所需的較小光強差值稱為亮度的可見度閾值。也就是說，當光強I加大時，在一定幅度內感覺不出，有變化到一定值（I+ΔI）/I時，人眼才能感覺到亮度有變化，ΔI/I一般也稱為對比靈敏度。似乎是為了與視覺感覺相符，底片黑度D被定義為照射光強與穿過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，人眼對黑度變化的反應就呈現為線型關系。舉例說，假如某人的眼睛的黑度變化敏感度（又稱較小可見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。數字圖像的每個像素的灰度大小取決于電信號模/數轉換后有的二進制數值。由于沒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：對數字圖像來說，灰度采用等差或等比都顯得無關緊要，兩種模式在理論研究和實際應用中差異不大。

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灰度變換轉到感覺舒服的水平進行觀察，因此不需要確立灰度變化與曝光量的對應關系；

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系；3、數字圖像的信噪比與灰度大小無關，因此不需要建立灰度變化規律與缺陷識別與檢出的關系。因此，對DDA系統的數字圖像來說，膠片照相的一些研究內容，例如黑度與信噪比的關系、黑度與缺陷可識別度的關系、圖像黑度限值、較小可見對比度概念等，均不適用。

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