基于等径外切圆的工业CT系统空间分辨率测试

齐子诚，倪培君，姜 伟，郭智敏，高红俐

（1.浙江工业大学机械工程学院，浙江杭州310014；2.中国兵器科学研究院宁波分院，浙江宁波315103）

1 引 言

工业计算机断层成像技术（Industrial Com⁃puterized Tomography，ICT）具有限制条件少、成像直观、分辨率高的优点，广泛应用于航空航天、兵器及汽车等行业的产品内部质量检测［1-3］。目前，国内工业CT系统已成系列，包括微焦点（纳米）工业CT、15MeV大型工业CT系统等，系统的空间分辨率覆盖40 lp/mm（微焦点CT）到0.5 lp/mm（大型加速器CT），密度分辨率最小可达0.1%。空间分辨率作为表征工业CT系统性能的一个重要参数，与缺陷检测能力密切相关。因此，实现工业CT系统空间分辨率的有效测试对CT系统设计、研制、验收和应用等方面有着重要意义。

目前，工业CT系统空间分辨率测试方法按原理［4］可分为周期性结构测试法和调制传递函数（Modulation Transfer Function，MTF）测试法。周期性结构测试法［5-6］是在CT图像中直接观察线对、圆（方）孔阵列等周期性结构，利用可识别的最小结构尺寸来确定系统的空间分辨率，具有结果直观、检测效率高等优点，但是测试能力和精度完全依赖于模体中周期性结构的空间频率范围、间隔及加工精度。随着系统空间分辨率的提高，测试模体的加工要求、难度显著提升，影响了该方法的实用性。MTF法具有模体结构简单、加工要求低、检测分辨率高等优点。根据模体形状不同，该方法可分为圆盘法［7-9］和刃边法［10-15］，这两种方法均利用模体在CT图像上的边缘灰度信息，利用计算机提取边缘图像灰度分布进行微分运算形成边缘扩散函数（Edge Spread Function，ESF），再经过傅里叶变换计算获得MTF曲线，用于表征工业CT系统的空间分辨率。……