Basic HTML Version
Inżynier i Fizyk Medyczny 2/2012 vol. 1
artykuł naukowy
/
scientific paper
standardy
/
standards
title
title
title
51
Wymagania dla monitorów przeglądowych są zazwyczaj odpo-
wiednio niższe, np. kontrast wynoszący co najmniej 100:1 [1].
W literaturze można się spotkać ze znacznie ostrzejszymi wy-
maganiami, np. zgodnie z artykułem opublikowanym w brytyjskim
czasopiśmie radiologicznym [7] kontrast dla monitorów opisowych
wmammografii powinien wynosić co najmniej 700:1. Wymagania te
są jednak określone jako „minimalna specyfikacja techniczna” (
mini-
mum technical specifications
). Są to wielkości oparte na L, opisujące
wyłącznie parametry samego monitora. Należy spodziewać się, że
parametry te zawsze będą lepsze niżmierzone parametry oparte na
L’, czyli uwzględniające poziomoświetleniawpomieszczeniu. Ponad-
tomonitor nie zawsze jest – i nie zawsze powinien być –wyregulowa-
ny tak, by pracował przy maksymalnych osiągalnych parametrach.
Dla dedykowanych monitorów medycznych często w specyfikacji
producent podaje dwa poziomy maksymalnej luminancji: najwyż-
szą osiągalną (np. powyżej 1000 cd/m²) oraz zalecaną do kalibracji
(np. 500 cd/m²). Jasność i kontrast takich monitorów są podczas
ich kalibracji celowo ograniczane dla zachowania zgodności krzy-
wej luminancji z krzywą GSDF. Co ciekawe, zgodnie z zaleceniami
ACR (
American College of Radiology
) rzeczywisty kontrast monitora
(Lmax’/Lmin’) stosowanego w mammografii cyfrowej nie powinien
być wprawdzie niższy niż 250:1, ale jednocześnie nie powinien prze-
kraczać 650:1 [5]. Należy też zauważyć, że przy zbyt wysokiej kontra-
stowości monitora jednorodny gradient szarości (gładkie przejście
tonalne od bieli do czerni) mógłby być postrzegany jako „schodki”.
Stosunkowo wysokie wymagania dla luminancji i kontrastu za-
warte są także w załączniku do RozporządzeniaMinistra Zdrowia [6].
Kontrast dlamonitorówopisowychwmammografii powinienwyno-
sić conajmniej 500:1, awradiografii ogólnej 400:1. Zapisy te znajdują
się na jednej liście z takimi parametrami, jak wymagana minimalna
liczba megapikseli czy przekątna ekranu. Wydaje się zatem, że są to
raczej wymagane specyfikacje technicznemonitora, anieparametry
opisujące jakość obserwowanego obrazu ocenianą podczas testów.
Krzywa luminancji
Prezentacja obrazu
Proces prezentacji cyfrowego obrazu medycznego na monito-
rze jest wieloetapowy. Każdemu z elementów obrazu, czyli pik-
seli, przypisana jest wartość liczbowa z pewnego zakresu (
pixel
value
). Zależnie od techniki obrazowania zakres ten może obej-
mować np. 256 możliwych wartości (8 bitów na piksel), może
też być większy (np. 16 bitów na piksel). Wartościom pikseli są
przed wyświetleniem przypisywane wartości prezentacji (
p-va-
lues, presentation values
), np. poprzez wybranie przez użytkow-
nika odpowiedniego poziomu i szerokości okna skali szarości
w oprogramowaniu kontrolującym stację opisową. Wybranemu
wyświetlanemu zakresowi wartości prezentacji karta graficzna
przypisuje odpowiednie wartości sygnału sterującego obrazem
DDL (
Digital Driving Levels
). Monitor przetwarza różne pozio-
my sygnału sterującego obrazem na różne poziomy luminancji,
którym z kolei odpowiadają różne wrażenia wzrokowe. Typowy
monitor biurowy akceptuje 256 poziomów sygnału sterującego
obrazem, czyli 8 bitów na piksel (ściślej – po 8 bitów na każdy
z trzech kolorów składowych). Zgodnie z obowiązującym w Pol-
sce prawem, w stanowiskach opisowych stosowanych w rent-
genodiagnostyce karta graficzna i monitor muszą umożliwiać
przekazywanie 10 bitów na piksel.
Charakterystykę monitora opisuje krzywa luminancji L(p),
gdzie L jest obserwowaną luminancją monitora, a ‘p’ poziomem
wartości prezentacji. Zależność luminancji od wartości prezen-
tacji jest różna dla różnych technologii (rys. 7). Dla monitorów
kineskopowych luminancja jest zazwyczaj proporcjonalna do
wartości prezentacji w potędze rzędu 1,5÷3. Dla matrycy cie-
kłokrystalicznej zależność luminancji od wartości prezentacji
ma bardziej skomplikowany kształt, może być nieciągła, zależy
także od konkretnego typu monitora.
Rys. 7
Przykładowe zależności luminancji od wartości prezentacji dla kilku różnych
monitorów
Oznacza to, że identyczny zakres luminancji nie zapewnia
jeszcze identycznego obrazu. Zależnie od przebiegu krzywej
luminancji możemy mieć do czynienia z gorszym kontrastem
w pewnych obszarach, np. dla monitora opisanego na rysunku
7 jako „stary (wypalony) CRT” najciemniejsze pola obrazu testo-
wego TG18-QC zlewałyby się ze sobą.
Funkcja DICOM GSDF
W przypadku obrazów medycznych chcemy zapewnić równie
dobrą widoczność nisko skontrastowanych struktur znajdują-
cych się zarówno w jasnych, jak i w ciemnych obszarach obrazu.
Funkcja L(p) powinna być zatem dobrana tak, by zapewnić stały
kontrast w całym zakresie wartości prezentacji, czyli aby w ca-
łym zakresie luminancji określonej różnicy w wartości prezenta-
cji odpowiadała stała różnica wrażenia wzrokowego. Warunek
ten spełnia funkcja DICOM GSDF (
Grayscale Standard Display
Function
) przedstawiona na rysunku 8 [19]. Funkcja GSDF jest
oparta na modelu czułości oka sformułowanym przez Bartena
i zawiera informację o tym, przy jakiej najniższej różnicy lumi-
nancji ΔL obiekt o określonej strukturze jest odróżnialny od jed-
norodnego tła o luminancji L [20]. Względny kontrast niezbędny
do zauważenia struktury (ΔL/L) jest zależny od luminancji tła, dla
struktur na ciemnym tle kontrast ten musi być większy (charak-
terystyka oka jest nieliniowa).
Rys. 8
Po lewej stronie:
funkcja GSDF (
Grayscale Standard Display Function
).
Poprawej stronie:
kontrast niezbędnydozauważenia strukturywzależności od luminancji tła.
Funkcja GSDF ma postać L( j), gdzie ‘ j’ jest licznikiem ledwo za-
uważalnych różnic w luminancji JND (
Just Noticable Difference
).
Zmiana ‘ j’ o jeden powoduje zauważalną zmianę w luminancji