Basic HTML Version
vol. 1 2/2012 Inżynier i Fizyk Medyczny
title
title
title
standardy
\
standards
artykuł naukowy
\
scientific paper
52
obserwowanego obiektu. Funkcja GSDF jest określona dla lumi-
nancji od 0,05 cd/m² do 4000 cd/m², w tym zakresie przypadają
1023 wartości JND.
Kalibracja monitora
Dedykowane monitory medyczne zazwyczaj posiadają możli-
wość kalibracji zgodnie z GSDF. Kalibracja taka polega na odpo-
wiednim przypisaniu wartości sterujących obrazem wartościom
prezentacji tak, aby zmiana wartości prezentacji o jeden odpo-
wiadała zmianie JND o stałą wartość (rys. 9).
Rys. 9
Zasada kalibracji monitora zgodnie z funkcją DICOM GSDF.
W całym zakresie luminancji monitora zmianie wartości prezentacji o jeden odpowiada
zmiana JND o stałą wartość.
Kalibracja zazwyczaj wykonywana jest automatycznie. Odpo-
wiednie oprogramowanie wyświetla kolejno obrazy o różnym
poziomie wartości prezentacji. Dla każdego z nich mierzona jest
luminancja, a wyniki pomiarów przekazywane są z detektora
znajdującego się przy powierzchni monitora do oprogramowa-
nia. Następnie monitor regulowany jest tak, aby poszczególnym
poziomom prezentacji odpowiadały odpowiednie luminancje.
Kalibracja zgodnie z GSDF zapewnia, że dla danego monitora
postrzegany kontrast jest taki samw całym zakresie skali szarości.
Kalibracja nie zapewnia identycznego obrazu na wszystkich skali-
browanychmonitorach, ponieważ obraz namonitorze owyższym
kontraście będzie postrzegany jako bardziej kontrastowy. Oczy-
wiściewprzypadkumonitorówumieszczonychw jednej pracowni
pożądane jest, aby miały zbliżone zakresy luminancji. W przypad-
ku monitorów pracujących w parach, producenci dobierają do
pary monitory o jednakowych parametrach barwy paneli.
Należy pamiętać, że funkcja GSDF została opracowana na pod-
stawie analizy postrzegania niskokontrastowych struktur o okre-
ślonym kształcie i wielkości umieszczonych na jednorodnym tle.
W rzeczywistości obraz kliniczny może zawierać obszary jasne
i ciemne, wzrok obserwatora adaptuje się wtedy do średniej lu-
minancji. Oznacza to, że struktury niskokontrastowe znajdujące
w obszarach jasnych i ciemnych będą słabiej rozróżnialne niż te
w jednocześnie znajdujących się na monitorze obszarach o śred-
niej jasności. Należy także pamiętać, że krzywa GSDF nie jest je-
dyną funkcją, która może być stosowana do kalibracji monitorów
i nie zawsze musi zapewniać najlepszą jakość obrazu. W pracy
[21] porównano trzy krzywe kalibracyjne (DICOM GSDF, CIELAB
oraz eksponencjalna ze współczynnikiem γ wynoszącym 2,2)
w zastosowaniu do obrazów tomograficznych wyświetlanych na
monitorach ciekłokrystalicznych. Stwierdzono, że dla obrazów
płuc i jamy brzusznej najlepsza jest kalibracja realizowana zgod-
nie z GSDF, natomiast najlepszą jakość obrazów mózgu zapewnia
kombinacja krzywej GSDF i krzywej eksponencjalnej. Tym nie-
mniej funkcja GSDF jest powszechnie zalecana i stosowana.
Detektory luminancji stosowane przy kalibracji zazwyczaj mie-
rzą jedynie luminancję samego monitora. Mierzone wartości od-
powiadają zatem wartościom postrzeganym przez obserwatora
tylko w sytuacji, w której monitor pracuje w całkowitej ciemno-
ści. Kalibracja bez uwzględnienia światła odbitego od monitora
(L
amb
) powoduje obniżenie postrzeganego kontrastu w ciemnych
obszarach obrazu i brak zgodności z krzywą GSDF. Oprogramowa-
nie stosowane do kalibracji zazwyczaj pozwala na uwzględnienie
poziomu oświetlenia, np. przez bezpośrednie podanie jego war-
tości wyrażonej w luksach. W takim przypadku utrata kontrastu
jest równomiernie rozłożona na cały zakres luminancji, a kontrast
w ciemnych i jasnych obszarach obrazu jest zbliżony [22]. Dla cie-
kłokrystalicznych monitorów medycznych skalibrowanych dla
oświetlenia wynoszącego 10 lx, podwyższenie oświetlenia o 50 lx
daje w efekcie odchylenie kontrastu poza dopuszczalną granicę.
Oznacza to, że taka zmiana oświetlenia wiąże się z koniecznością
przeprowadzenia ponownej kalibracji monitora [2, 3].
Niektóre monitory są wyposażone w czujniki oświetlenia.
W takim przypadku rozjaśnienie pomieszczenia może być au-
tomatycznie korygowane przez odpowiednie podwyższenie
luminancji monitora. Nie oznacza to jednak zachowania stałej,
niezależnej od warunków oświetleniowych jakości obrazu. Pod-
wyższenie luminancji może wiązać się z obniżeniem stosunku
maksymalnej luminancji do minimalnej, czyli kontrastu obrazu
oraz z utratą zgodności krzywej luminancji z GSDF. Czujnik taki
może być także wykorzystywany do alarmowania użytkownika
w przypadku wykrycia nadmiernego oświetlenia, wpływającego
na jakość obserwowanego obrazu.
Ocena krzywej luminancji
W obrazach testowych SMPTE i TG18‑QC wszystkie poziomy sza-
rości powinny być rozróżnialne – dotyczy to także pól 5% i 95%.
Jeżeli obraz testowy zawiera gradienty szarości (przejścia od bieli
do czerni), powinny być one płynne (bez „schodków”). Dla moni-
torów opisowych powinny być rozróżnialne wszystkie niskokon-
trastowe kwadraciki w rogach pól obrazu testowego TG18‑QC
oraz wszystkie kwadraciki i półksiężyce w obrazie TG18‑CT.
Ilościowa ocena zgodności krzywej luminancji z DICOM
GSDF opiera się na pomiarach luminancji L’ dla serii jednorod-
nych pól testowych różniących się wartością prezentacji. Pełna
ocena krzywej luminancji wymagałaby wykonania pomiarów
dla wszystkich możliwych poziomów wartości prezentacji.
W praktyce najczęściej wykorzystywane jest 18 obrazów od
TG18‑LN12‑01 do TG18‑LN12‑18. W sytuacji braku dostępu do
odpowiednich obrazów testowych serii TG18 można wykorzy-
stać np. kolejno powiększane i środkowane na monitorze pola
skali szarości obrazu SMPTE. Na podstawie zmierzonych lumi-
nancji oblicza się względny kontrast (ΔL/L) między kolejnymi pa-
rami wyników. Uzyskane wartości są porównywane ze względ-
nym kontrastem krzywej GSDF (rys. 10). Przyjmuje się, że dla
monitorów opisowych kontrast powinien być zgodny z kontra-
stem funkcji GSDF w granicach ±10%, natomiast dla monitorów
przeglądowych w granicach ±20%. Szczegółowy opis wykony-
wanych obliczeń znajduje się w raporcie AAPM [1], a same obli-
czenia można łatwo wykonać, posługując się arkuszem kalkula-
cyjnym udostępnionym na stronach internetowych EUREF [19].