數位放射攝影( DR)系統在成像過程中會進行影像前處理流程以增進影像品質,關於影像前處理的敘述,下列何者最不適當?
詳細解析
本題觀念:
本題探討數位放射攝影(Digital Radiography, DR)系統中的「影像前處理(Pre-processing)」流程。DR 在擷取影像後,會先進行一系列的自動化軟硬體校正,以消除因偵測器本身或 X 光射束不均勻所產生的假影與雜訊。常見的影像前處理包含:偏移修正(Offset correction)、增益修正(Gain correction / 照野平坦化 Flat-fielding)、缺陷像素修正(Bad pixel correction)以及線雜訊修正(Line noise correction)等。
選項分析
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(A) 對於有缺陷的像素,利用內插鄰近像素訊號補足:正確。 在 DR 系統製造或使用過程中,難免會出現損壞或無反應的像素(Dead/Defective pixels)。系統會建立一張缺陷像素分布圖(Defect map),在影像前處理時,利用周圍正常像素的訊號進行「空間內插法(Spatial interpolation)」來計算並補足這些缺陷像素的數值,以維持影像的完整性。
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(B) 若有影像延遲情形,可用偏移修正:正確。 影像延遲(Image lag,或稱鬼影 Ghosting)是由於前次曝光後,非晶矽(a-Si)等偵測器材質中仍有殘留電荷未完全釋放所造成。偏移修正(Offset correction / Dark frame subtraction)是在未打 X 光的狀態下擷取一張「暗影像」,此暗影像中會包含偵測器的暗電流(Dark current)以及前次曝光造成的殘留電荷(影像延遲)。將實際曝光影像減去此偏移影像,即可有效修正並降低影像延遲的影響。
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(C) 若有足跟效應,可用照野平坦化修正其均勻度:正確。 照野平坦化(Flat-fielding,又稱 Gain correction 增益修正)主要用於修正影像接收器上各像素感度不一,以及 X 光射束本身強度的不均勻性。由於 X 光管的「足跟效應(Heel effect)」會導致陽極端與陰極端的輻射強度不同,透過照射均勻假體建立平坦化校正矩陣,系統可將此射束強度的不均勻性予以數位補償,使整張影像的背景均勻一致。
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(D) 因電壓變動所產生之線雜訊,無法透過外加電壓來改善:錯誤(為最不適當之敘述)。 在 DR 的主動矩陣平板偵測器(AMFPI)中,讀取電路(Readout electronics)或資料線(Data lines)的供電電壓若發生微小波動,極易在影像上產生水平或垂直的線雜訊(Line noise artifacts)。實務上,這種雜訊可以透過外加的參考電壓(Reference voltage)來改善。例如:系統常在偵測器邊緣設置被鉛遮蔽、不受 X 光照射的參考像素(Reference pixels),系統會對這些像素施加參考電壓以即時監測電壓的波動幅度,並在讀取主動像素時,將此波動產生的雜訊予以扣除及補償。因此,線雜訊是可以透過外加電壓校正技術來改善的。
答案解析
選項 (A)、(B)、(C) 均精確描述了 DR 系統影像前處理的標準校正機制。選項 (D) 宣稱電壓變動產生的線雜訊「無法」透過外加電壓來改善,這與現行平板偵測器利用參考電壓及參考像素來動態修正電壓變動雜訊的工程原理相悖。因此 (D) 是最不適當的敘述,為本題正確答案。
核心知識點
醫事放射師國考中,DR 影像前處理(Image Pre-processing)是必考重點,請考生務必熟記以下對應關係:
- 偏移修正(Offset correction / Dark noise subtraction):修正無輻射下的暗電流(Dark current)及減少影像延遲(Image lag / Ghosting)。
- 增益修正(Gain correction / Flat-fielding 照野平坦化):修正偵測器像素感度不均,以及 X 光射野強度的不均勻(如足跟效應 Heel effect)。
- 缺陷像素修正(Defective / Bad pixel correction):利用相鄰像素的**空間內插法(Interpolation)**補齊訊號。
- 線雜訊修正(Line noise correction):透過偵測器邊緣的遮蔽參考像素(Reference pixels)與外加參考電壓,監測並扣除因電子迴路電壓波動所產生的線狀假影。
參考資料
- DR Flat Panel Detector Image Artifacts and Corrections - Medical Imaging Physics (Principles of Digital Radiography)
- 最新資料 - 阿摩線上測驗 (115年 第一次專技高考 醫事放射師 放射線器材學 考古題) (https://yamol.tw/)