108年:放射診斷(2)

⼀數位影像原圖如圖 (a) ,經某影像處理後其結果如圖 (b) ,此影像銳化( image sharpening )是採⽤下列何種技術來模擬 Mach band effect (⾺赫帶效應)? 圖片

A低通濾波( low-pass filtering )
B⾼通濾波( high-pass filtering )
C拉普拉斯運算( Laplacian operation )
D平滑運算( smoothing operation )

詳細解析

本題觀念:

本題考數位影像處理中「影像銳化(image sharpening)」的技術,特別是能模擬人眼視覺現象馬赫帶效應(Mach band effect)的運算方法。核心知識點為:拉普拉斯運算(Laplacian operation)是二階空間微分,其原理與人眼視網膜的側向抑制機制(lateral inhibition)相同,因此能在數位影像中模擬 Mach band effect。

影像分析:

題目提供兩張對比影像(疑似四肢橫切面的 CT 影像):

  • 圖 (a):原始影像,可見四肢軟組織橫切面,中央可見一骨性高密度(白色輪廓)結構,周圍軟組織輪廓模糊,整體影像邊緣不清晰,缺乏細節銳度。
  • 圖 (b):經影像銳化處理後的結果,邊緣明顯加強,骨骼輪廓(白色邊緣)更為突出;更重要的是,各組織間的邊界出現了明顯的暗帶(dark band)與亮帶(bright band),這正是 Mach band effect 的典型表現。與原圖相比,軟組織的解剖細節(肌肉群、血管等)大幅清晰化,背景亦變得較暗(Laplacian 二階微分的結果),圖片整體呈現強烈邊緣強化效果。

這種邊緣周圍出現過衝(overshoot)暗-亮帶的影像,正是 Laplacian 二階微分加入原圖後的典型結果,視覺上模擬了人眼的 Mach band 感知。

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