Page 20 - IFM 2 2013 - calosc

vol. 2 2/2013 Inżynier i Fizyk Medyczny

artykuł

\

article

title

standardy

\

standards

68

„waty”. Szum w systemach bezpośredniego przetwarzania ob-

razu, opartych na detektorach selenowych (a-Se), jest dużo

mniejszy i ma bardziej jednorodną wielkość plamek.

Rys. 4

Przykład szumu dla trzech systemów obrazowania (ROI = 128 × 128 pikseli)

Źródło:

[2].

Przeniesienie obrazów NPS dla trzech systemów do ska-

li szarości przedstawiono na rysunku 5. Wyniki poziomów

szarości dla NPS odzwierciedlają niektóre charakterystyki

widoczne w obrazach szumu (Rys. 4). Duże plamki niskiej

częstotliwości, widoczne dla detektorów bazujących na fos-

forze, skutkują pikami niskoczęstotliwościowymi (znacząca

zawartość niskich częstości w obrazie). NPS dla bezpośred-

niego sytemu obrazowania odwzorowuje jednolitą wariancję

poziomów szarości szumu obrazu. W praktyce w analizie NPS

należy brać pod uwagę NPS ΔQ (u,

v

) w jednostce [mm

-2

] kalku-

lowanemetodą normalizacji IEC (nie NNPS z jednostką [mm

2

]).

Rys. 5

Przykład szumu dla trzech systemów obrazowania wyrażonego w skali szarości

Źródło:

[2].

NNPS (

Normalised Noise Power Spectrum

)

NPS jest parametrem opisującym częstotliwość przestrzen-

ną składowej szumu i jest jednym z najczęściej stosowanych

wskaźników opisujących właściwości szumu dla danego sys-

temu obrazowania. Do oceny składowej szumu w pomiarach

stosuje się znormalizowany NPS:

NNPS(u,

v

) = NPS(u,

v

)/(large area signal)

2

,

który zakłada, że wartości pikseli zostały zlinearyzowane

w odniesieniu do ekspozycji.

Cel: Uzyskanie ilościowego pomiaru energii szumu jako

funkcji częstości przestrzennej.

Metoda pomiaru i ocena:

––

Do przeprowadzenia oceny NPS należy użyć obrazu pochodzą-

cegozpomiaruobrazówSTPwwarunkachstandardowejdawki.

––

Obliczyć NNPS zgodnie z powyższą zależnością.

––

Sprawdzić obrazy 2D NNPS pod kątem obecności ar-

tefaktów o charakterze ostrych krawędzi, które mogą

wpływać na częstotliwościową strukturę NNPS.

––

Określić zmiany w kształcie NNPS, porównując je do po-

miarów odniesienia.

––

Uzyskać 1DNNPS dla osi u i

ν

oraz określić wartości NNPS

dla częstotliwości przestrzennej 0,5 mm

-1

oraz 2 mm

-1

.

––

Zmiany wielkości NNPS odnieść do danych z pomiarów

akceptacyjnych.

Komentarz: W pomiarach NNPS należy stosować jedynie

centralny ROI detektora owymiarach 12,5 cm× 12,5 cm.Wprzy-

padku powyższego testu użycie jednego obrazu do oceny jest

wystarczające. Analiza dodatkowych obrazów dla tego same-

go DAK może poprawić wskaźnik niepewności pomiarowej.

DQE (

Detective Quantum Efficiency

)

Ilościowa wydajność detekcji (DQE) jest parametrem opi-

sującym receptor obrazu ze względu na wydajność detekcji

promieniowania, rozdzielczość przestrzenną i szum. DQE

opisuje względną wydajność poziomu SNR (stosunek wiel-

kości sygnału obrazu do szumu) możliwego do uzyskania

w procesie obrazowania. Parametr DQE jest zdefiniowany

jako stosunek SNR

2

out

/SNR

2

in

, gdzie SNR

2

in

jest stosunkiem

wielkości sygnału obrazu do szumu dotyczącym oddziaływa-

nia ekspozycji na receptorze i numerycznie równym do wej-

ściowego strumienia. W ten sposób DQE może być wyrażony

wydajnością przenoszenia SNR przez system, którego sku-

teczność przekłada się na jakość detekcji i akwizycji obrazu.

DQE definiuje zdolność przeniesienia SNR dla danego

detektora w stosunku do detektora idealnego, czyli takiego,

który zaabsorbował wszystkie kwanty promieniowania X

bez wkładu szumu (SNR

2

out

= SNR

2

in

, czyli DQE = 100%).

DQE(u,

v

) =

SNR out(u,

v

)

SNR in(u,

v

)

.

Powyższe równanie odnosi się do dwuwymiarowego

przypadku, limitowanego do jednowymiarowych danych,

mierzonych horyzontalnie lub wertykalnie wzdłuż detek-

tora. Korzystając z poprzednich rozważań, można połączyć

znane już wielkości MTF(u) i NNPS(u) (MTF i NPS powinno

być izotropowe) tak, aby uzyskać zrównoważony szum

kwantowy (NEQ –

Noise Equivalent Quanta

):

NEQ(u,

v

) =

MTF

 (

u

)

NNPS

(

u

)

.

Widmo NEQ jest miarą liczby kwantów gamma wyrażoną

w (mm

-2

), przy założeniu, że cały szumobrazu jest skutkiemrozkła-

du Poissona. Jeśli średnio Q fotonów promieniowania X w mm

-2

pada na detektor, oznacza to sytuację, w której obraz promienio-

wania X jest formowany przez NEQ fotonównamm

-2

. Wprzypad-

ku idealnegodetektora, absorpcji wszystkich fotonówpromienio-

wania i wyeliminowania dodatkowego szumu NEQ jest równe Q.

ICRU zaleca pomiar NEQ do oceny systemu obrazowania, ponie-

waż łączy trzy specyficzne aspekty urządzenia obrazującego:

Page 20 - IFM 2 2013 - calosc - www