第四章 数字X线成像(医学影像成像原理)

二、数字图像与图像矩阵、灰度级数的关系
图像矩阵大小与图像关系： 矩阵大小根据应用和成像系统的容量决定。一幅图像中包含的像素数目等于图像矩阵行与列数
目的乘积。 图像的像素数少，像素尺寸大，图像的空间分辨力低；像素数量多，图像的空间分辨力高（L
P/mm）。 图像的像素数是由像素大小和整个图像的尺寸决定的。像素数与像素大小的乘积决定视野
三、数字图像的形成
• 1．图像数据采集： 是通过各种接收器件（如成像板、探测器、CCD 摄像管、检测器、探头等）， 将曝光或扫描等形式收集到的模拟信号转换成数字信号。数字图像的数据采集大都经过三个步骤：分割、 采样、量化 • （1）分割：是将图像分割成若干个小单元的空间取样处理。
要因素，它掩盖或降低了某些影像细节的可见度，使获得的影像不清晰。在X线数字成像中，影像 上观察到的亮度水平随机出现的波动称为噪声。从本质上分析，噪声主要是统计学而不是检测性 的。
• 21.信噪比(signal noise ratio， SNR)：在实际的信息中一般都包含有信号和噪声。用来表征信号 强 度同噪声强度之比的参数称为信号噪声比。SNR值愈大，噪声对信号的影响愈小，信息传递质量 就愈高。 • 22.调制传递函数(modulation transfer function， MTF)：是以空间频率ω为变量的函数。各个ω值 都有自己的调制传递值和相位传递值。用于评价成像系统对物体成像的再现能力。 • 23.噪声功率谱(noise power spectrum， NPS )：又称威纳频谱，表示图像中单位长度上噪声能量 随空间频率变化的分布情况，其值是噪声自相关函数的傅立叶变换。能量是指影像的微小密度差。 24.量子检出效率(detective quantum efficiency， DQE)：成像系统的有效量子的利用率。
医学影像成像理论
第四来自百度文库 数字X线成像
主要内容
• 第一节 数字图像基础知识 • 第二节 计算机X线摄影 • 第三节 数字X线摄影 • 第四节 数字减影血管造影
第一节 数字图像基础知识
• 数字X 线成像技术是传统的X 线技术与计算机技术结合的产物。
图4-1 数字X 线成像系统框图
一、数字图像概念
• 数字图像：如果将一幅图像空间位置分成有限个像素的小区域，每个像素中的灰度平均值用 一个整数来表示，这种图像信息便是数字信号，图像信息为数字信号的图像就是数字图像。 • 与数字图像有关的基本概念： • 1.体素（voxel）：代表一定厚度的三维空间的人体体积单元。是一个三维的概念。 • 2.像素（pixel）：组成数字图像的基本单元。是一个二维概念，是体素在成像平面的表现。 • 3.像素值 ：是像素的灰度值或强度值，一个像素只具有一个灰度值。
差。 • 16.窗位( window level， WL)：又称窗水平。是图像显示中放大的灰度范围的平均值，即放大 灰度范 围的灰度中心值。
• 17.空间分辨力(spatial resolution)：又称高对比分辨力，是指图像能分辨相邻两点的能力，常用 能分辨两点的最小距离来表示。通常用LP/mm表示。 • 18.密度分辨力(density resolution)：又称低对比分辨力，是指在低对比情况下分辨物体密度微小 差 别的能力。通常用百分数表示。 19.时间分辨力( temporal resolution)：成像系统单位时间可采集的图像数。 20.噪声(noise)：为图像中可见的斑点、细粒、网纹或雪花状的异常结构，是影响影像质量的重
（field of view， FOV）。图像矩阵大小固定， FOV增加图像空间分辨力降低。
二、数字图像与图像矩阵、灰度级数的关系
• 1．与图像矩阵的关系 ：图像矩阵中的行与列的数目一般都是2的倍数。一幅图像中包含的像 素数目等于图像矩阵行数与列数的乘积。
• 2．与灰度级数的关系： A/D 转换器将连续变化的灰度值转化为一系列离散的整数灰度值， 量化后的整数灰度值又称为灰度级（gray level）或灰阶。每个像素的灰度精度范围从l 位（2 个灰 度级）到12 位（4096 个灰度级）
据。 12.显示数据(display data) ：组成某层面图像的数据，亦即该层面各体素灰度值的矩阵中的
数据。
• 13.动态范围(dynamic range)：对光电转换器而言，亮度响应并非从零水平开始，也不会持续 无限大的亮度，响应的有用最大与最小亮度值之比即为动态范围。 • 14.窗口技术(window technology)：是调节数字图像灰阶亮度的一种重要方法。即选择适当的 窗宽和窗位来观察图像，使病变部位清晰地显示出来。 15.窗宽(window width， WW)：表示数字图像所显示灰阶范围，即放大的灰度范围上下限之
• 10.灰阶(gray scale)：在影像或显示器上所呈现的黑白图像上的各点表现出不同深度灰色，把 白色与黑色之间分成若干级，称为灰度等级，表现的灰度(或亮度)信号的等级差别称为灰阶。为 适应人视觉的最大等级范围，灰阶一般只有16个刻度，但每一刻度内又有4级连续变化的灰度， 共有64个连续的不同灰度的过渡等级。 11.原始数据(raw data) ：由探测器直接接收到的信号，经放大后再通过A/D转换所得到的数
• 4.矩阵（matrix） ： 一个横成行、纵成列的数字方阵。 • 5.采集矩阵（acquision matrix）：每幅画面观察视野所含像素的数目； • 6.显示矩阵（display matrix）：监示器上显示的图像像素数目。 • 7.视野（field of view，FOV）： 拟进行检查容积的选定区域。 • 8.位深(bit depth) ： 又称位分辨力( bit resolution)，代表一幅图像中包含的二进制位的数量。8 位深 (28)表示有256种灰度或彩色组合。 • 9.模/数( analogi data， A/D ) ：指把模拟信号转换为数字形式，即把连续的模拟信号分解为离 散的信息，并分别赋予相应的数字量级，完成这种转换的元件称模/数转换器(ADC)。