بررسی تاثیر اجزاء سیستم تصویربرداری در کیفیت تصویر

بررسی تاثیر اجزاء سیستم تصویربرداری در کیفیت تصویر

اسلاید 1: Functional system analysis بررسي تاثير اجزاء سيستم تصويربرداري دركيفيت تصوير

اسلاید 2: تحليل عملكرد يك سيستم تصويربرداري ديجيتال روشهاي ابــــــزاري (objective tests روشهاي فردي (subjective tests

اسلاید 3: روش هاي ابزاری (objective ) كه كيفيت فيزيكي تصوير ( Physical image quality ) را بــــررسي مي كنند شامل موارد زير هستند: 1) Geometric Unsharpness and Distortion2) Modulation Transfer Function3) Noise Power Spectrum

اسلاید 4: روش هاي فردی ( Subjective )كه كيفيت نمايشي تصوير (Display image quality) را بررســــي مي كنند بر مبناي موارد زير هستند: 1) Specificity, Sensitivity, and Accuracy 2) Receiver Operating Characteristic (ROC)3) Threshold Contrast Detectability

اسلاید 5: رزولوشن فضايي اجزاء مختلف سيستم تصويربرداري مثل لکه کانوني (Focal spot)، Scanning spot دوربين, شكاف (Scanning aperture) ، و فاصله نمونه برداري هر كدام نقش تخريبي خود را در رزولوشن كلي سيستم دارند.در صورتي كه اين اجزاء خطي و غير حساس به جابجائي ( Shift- invariant) باشند مي توان آنها را بطور جداگانه آناليز كرد تا اندازه و خصوصيات اشياء قابل بازسازي و نمايش را بطور كمي تعيين كرد.

اسلاید 6: Example: System components for an Image Processing system

اسلاید 7: تاثير نمونه برداري در كيفيت تصوير از مجموع فركانس هايي (اجزاء با اندازه هاي مختلف) كه در شيْ وجود دارد فقط آنهايي كه بزرگتر از PSF سيستم هستند و يا فركانس آنها كمتر از فركانس انتهايي (Cut off) در MTF كل سيستم است قـابـل انـتـقـال بــه ديـجـيـتـايــزر (سيستم نمونه برداري) هستند.چنانچه فركانس نمونه برداري دو برابر فـركانس نايكويست (Cut off) قرار گيرد از آرتيفكت تاشدگي (Aliasing ) پرهيز مي شود.چنانچه يك روش ميانيابي مناسب (تبديل اطلاعات ديجيتال به آنالوك D/A) جهت بازسازي تصوير از روي نقاط نمونه بدست بيايد تصويري بدون خطا بدست خواهد آمد كه كليه اطلاعات حاصل از MTF سيستم را نمايش ميدهد.

اسلاید 8: تاثير نويز در كيفيت سيستم در تصويربرداري ديجيتال, كامپيوتر و سيستم پردازش تصوير نه تنها اطلاعات مورد درخواست حاصل از دستگاه تصويربرداري را دريافت مي كند بـلكــه نـويـز ناخواسته سيستم را نيز كه با اين اطلاعات جمع شده است در بر مي گيرد.بـطـوركـلي نويز در هر مرحله و در هر جزء سيستم ممكن است وجود داشته باشد و با اطلاعات سيگنال (يا تصوير) اصلي تركيب شود مگر در بخش ديجيتال كه اطلاعات ديگر آنالوك و بر پايه كوانتوم و يا الكترونيكي نيست.

اسلاید 9: تاثير نويز در كيفيت سيستم طيف توان نويز (Power spectrum) در هر زير مجموعه قابل محاسبه و بررسي است. با بررسي اين طيف, نشان داده مي شود كه تمايز با ارزشي بين خصوصيات فركانس نويز يا اطلاعات اصلي تصوير وجود دارد بطريقي كه اطلاعات و كنتراست جزييات اصلي تصوير با افزايش فركانس، كاهش چشمگيري مي يابد در صورتي كه اطلاعات نويز (در شرايطي كه نويز اصطلاحاً سفيد است) با افزايش فركانس ثابت است.بعلاوه نـويز در مــواردي كــه اتفاقي است داراي اجزاء ريز بوده و در فركانسهاي بالا بيشتر متمركز مي شود. يكي ديگر از منابع افزاينده نويز, دوربين ويديو است كه اطلاعات را بصورت الكترونيكي و آنالوگ تهيه و ضبط مي كند.

اسلاید 10: تاثير نويز در كيفيت سيستم اولين قدم جهت كاهش نويز سيستم جلوگيري از ايجاد آن است كه با زود ديجيتال كردن تصوير آنالوگ بلافاصله بعد از خروج از آشكارساز اصلي سيستم تصويربرداري محقق مي گردد.MTF سيستم در اين زمينه نقش مثبتي دارد و خود بخشي از نويز فركانس بالا را كه بيشتر از فركانس Cut off آن است حذف مي كند.اگر نويز در اين مرحله حذف نشود بدليل فركانس بالايي كه دارد و عدم دريافت و تمايز آن در محدوده فركانس نمونه برداري باعث تاشدگي (aliasing ) نويز شده و در محدودة فركانس اطلاعات اصلي تصوير قرار مي گيرد و بصورت آرتيفكت و نويز فركانس پايين نشان داده مي شود.

اسلاید 11: تاثير نويز در كيفيت سيستم روشهاي پردازشي جهت كاهش نويز وجود دارد كه باعث افزايش كيفيت تصوير مي شود ولي به هر حال اين روشها بخشي از جزييات و اجزاء ريز تصوير را تحت تاثير قرار داده و آنها را در تصوير پردازش شده محو مي کنند.

اسلاید 12: طراحي سيستمبه 3 روش ممكن است جزييات ريز در تصوير كاهش يابد و يا محو شود:كاهش كنتراست و محوي آنها توسط MTF سيستم زماني كه رزولوشن سيستم پايين است.تخريب توسط تاشدگي (Aliaising ) زماني كــه يك نـمــونــه بــرداري غـيـردقـيـق ( Coarse ) صورت مي گيرد.آميخته شدن اطلاعات اصلي با نويز كه معمولاً در بخش آنالوك و الكترونيكي سيستم اتفاق مي افتد.

اسلاید 13: طراحي سيستم ایده آلبنابراين يك سيستم خوب كه هماهنگي بين تمام پارامترهاي فيزيكي آن وجود دارد بايد داراي سه خصوصيت در بعد فركانس باشد:1- نويز فقط در فركانس هاي بالاتر از ماكزيمم فركانس اطلاعات اصلي و مورد نظر تصوير وجود داشته باشد.2- MTF سيستم تصويربرداري, كنتراست را در فركانس هاي مورد نظر تصوير جايي كه اطلاعاتش اهميت دارد عبور دهد و مانع عبور اطلاعاتي شود كه شديدا با نويز آميخته است ، بخصوص در جايي كه فقط نويز وجود دارد.3- فركانس نمونه برداري به اندازه كافي زياد باشد (حداقل دو برابر فركانس اطلاعات تصوير) تا مانع آرتيفكت تاشدگي (Aliasing) شود.

اسلاید 14: طراحي سيستم ایده آل در بعد فضايي (مكاني) اين خصوصيات بطريقه زير بيان مي شود:1- اندازه ذرات نويز كوچكتر از اندازه كوچكترين جزييات مورد نظر در تصوير باشد.2- پهناي تابع نقطه گستر ( PSF ) سيستم كوچكتر از اندازه كوچكترين جزييات مورد نظر در تصوير ولي بزرگتر از اندازة ذرات نويز در تصوير باشد.3-فاصله نمونه برداري به حد كافي كوچك انتخاب شود تا از تمام جزييات مورد نظر در تصوير نمونه كافي بگيرد و مانع از ايجاد آرتيفكت تاشدگي شود.