Квантовая эффективность и качество изображения в рентгенотелевизионных системах

• Автор: Фальк Якоб
• Шифр специальности: 05.12.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 147 с. : ил.

Глава 1. Методы и средства визуализации изображений
1.1. Цифровые системы визуализации рентгеновских изображений
1.2. Квантовая эффективность рентгенотелевизионных систем
1.3. Цифровое преобразование сигналов в системах визуализации
Выводы
Глава 2. Квантовая эффективность цифровых рентгенотелевизионных
систем
2.1. Квантовая эффективность РТС - интегральный критерий оценки качества изображения
2.2. Методика расчета квантовой эффективности РТС на твердотельных преобразователях свет/сигнал
2.3. Влияние рассеянного излучения на квантовую эффективность и отношение сигнал/шум
2.4. Выбор числа ПЗС матриц для цифровой РТС
Выводы
Глава 3. Цифровая обработка сигналов в системах визуализации
изображений
3.1. Повышение дешифрируемости рентгенотелевизионных
изображений
3.2. Гистограммное управление контрастностью изображения
3.3. Локальное управление характеристиками изображения
3.4. Особенности визуализации динамических изображений
Выводы

Глава 4. Характеристики цифровых систем и внедрение результатов
4.1. Особенности измерения характеристик рентгенотелевизионного изображения
4.2. Белый шум рентгеновского излучения как универсальный испытательный сигнал
4.3. Основные характеристики изображения, формируемого в РТС
4.4. Разработка методов измерения и экспериментальные исследования характеристик рентгенотелевизионного изображения
4.5. Цифровые рентгенотелевизионные аппараты АРЦ-01-«ОКО»
и DIRA 9М
Выводы
Заключение
Список литературы
Приложение

Новые технологии визуализации невидимых изображений, технической базой которых являются широкие возможности цифровой телевизионной (ТВ) техники, направлены на повышение эффективности анализа, обработки и дешифрируемости исследуемых изображений. Системы реального времени, использующие цифровые технологии визуализации изображений находят широкое применение в ультрафиолетовом, рентгеновском, инфракрасном и других областях спектра. Это объясняется также такими свойствами ТВ систем, как высокая световая и контрастная чувствительность, высокая разрешающая способность и возможность анализа изображений в реальном времени. Широкие перспективы развития систем визуализации обусловлены также такими свойствами, как возможность использования количественных оценок, процедур распознавания и классификации непосредственно в процессе исследования. В устройствах медицинского назначения наибольшее распространение ТВ системы визуализации нашли для решения задач диагностики. Среди этих систем наиболее широко применяются рентгенодиагностические устройства.
Телевизионный метод визуализации, как известно, имеет ряд преимуществ по сравнению с фотографическим и электронно-оптическим (ЭОП) методами преобразования: простая возможность оптимизации путем согласования характеристик системы со свойствами зрения, цифровая обработка сигналов изображения с целью улучшения его качества, оперативная запись(консервация)и др.
Интерес к цифровым технологиям поддерживается также вследствие необходимости в улучшении представления выходных данных при

закону Пуассона ^ = £>(5^), поэтому отношение сигнал/шум в потоке
S. г=~
фотонов будет составлять 7ГНХ = у—iiL- = . Флуктуации фотоэлектронов,
в соответствии с теоремой Буржесса [24], будут равны ст., = ^(Яф)//2 +Дф//(1 -//) = , а отношение сигнал/шум на выходе
^ - - К«
7Cm = — = -?===, следовательно, —= //, т. е. п = .
В дальнейшем ото понятие распространим на любую изображающую систему, в том числе на РТС. Математически квантовую эффективность //(v) выражают функцией пространственных частот v, которая показывает изменение квадрата отношения сигнала к шуму на выходе приемника по отношению к входу во всем спектре пространственных частот:
У/2 (и)
n(v)^Lf^l (2.5)
Впервые критерий был введен Л. Роузом в 1948г. Понятие квантовой эффективности, как было отмечено в главе 1, в зарубежной литературе известно как Detective quantum efficiency (DQE) или Equivalent quantum efficiency (EQE). Одним из главных и наиболее ценных свойств этой характеристики является применимость ес к любой системе воспроизведения изображений, в том числе РТС. Квантовую эффективность РТС будем рассматривать в целом, но с выделением источников ухудшения отношения сигнал/шум. Условия работы системы, в которых оценивается ее квантовая эффективность, постараемся максимально приблизить к условиям использования в задачах рентгенодиагностики. Такой подход выбран в связи с постоянно возникающим перед разработчиками РТС вопросом, какой из приемников рентгеновского изображения может обеспечить приемлемую квантовую эффективность при сохранении диагностического качества изображения.