0序言

这又一篇是似懂非懂的学习笔记，属于钱学森先生批评的“头未梳好让人看”之类的文章。希望此文是前文的补充，并企盼得到专家指正或与朋友沟通。

1 黑度与灰度

射线胶片照相法，有个术语，叫“黑度”， 非增感型胶片底片上各部分的黑度正比于透射线照射量。黑表示底片各部分阻碍光通过的程度。在观片灯亮度不变的情况下，黑度决定了透射光的亮度(强度)，也即决定了最终进入人眼的亮度。但黑度不是亮度。

射线数字成像法，有个术语，叫“灰度”，不可见数字图像各像素的灰度大约正比于透射线照射量，但用2的若干次方表示。灰度将会决定显示图像各像素点的亮度(明暗程度)，也即决定了最终进入人眼的亮度。但灰度不是亮度。

2 显示灰度等级与亮度等级的关系

亮度L视觉变化符合韦伯-费希纳定律，它表明对于不同亮度L人眼能觉察的最小亮度变化量ΔL_min(也可称为“最小可见对比度”)不同，但在1~10000cd/m²的亮度范围内，ΔL_min和L成正比，即

ΔL_min=ζ.L           (1)

式中：

    ζ——比例系数(韦伯-费赫涅尔系数)，它决定于观察环境。资料〔1〕认为：ζ<</SPAN>0.05，一般取ζ=0.02。

一般显示器输出亮度为1~156cd/m²，而它的输入灰度却为2的8次方，即256级。那怎么把1~156cd/m²分成256级呢？似乎是按人眼能觉察的最小亮度变化量ΔL_min来分级的。

设第0级灰度的亮度    L0=1cd/m²

  第1级灰度的亮度    L1=L0+ΔL_min=(1+0.02)X1cd/m²=1.02 cd/m²

第2级灰度的亮度    L2=(1+0.02)的2次方X1cd/m²

  第3级灰度的亮度    L3=(1+0.02)的3次方X1cd/m²

  第n级灰度的亮度    Ln=(1+0.02)的n次方X1cd/m²

  第255级灰度的亮度  L255=(1+0.02)的255次方X1cd/m²=155.97 cd/m²

和电视一样，显示屏亮度是可调的，但不同灰度级间的亮度和亮度差，大约应符合上述规律。

当把0级灰度的亮度L0设为0.96cd/m²时，第255级的亮度为150cd/m²。

参考资料：尹芹等.提高工业数字射线图像对比度及信噪比的工艺措施〔J〕.无损检测，2011，33(1)：58~61.