|
|
| 1. sor: |
1. sor: |
| Az [[Orvosi_képdiagnosztika|Orvosi képdiagnosztika]] tárgy egyik témaköre. | | Az [[Orvosi_képdiagnosztika|Orvosi képdiagnosztika]] tárgy egyik témaköre. |
|
| |
|
| == Diák (2016) == | | == Jegyzetek == |
| * [http://home.mit.bme.hu/~hadhazi/Oktatas/OKD/diak/Kepjellemzok.pdf Digitális képek alkotása és tárolása] | | * [http://home.mit.bme.hu/~hadhazi/Oktatas/OKD/diak/Kepjellemzok.pdf Digitális képek alkotása és tárolása diák 2016] |
|
| |
|
| == Összefoglaló == | | == Megjegyzés == |
|
| |
|
| Jelforrások
| | Viszonylag egyszerű, magolós témakör. A diák párszori elolvasása valószínűleg elég a számonkérések teljesítéséhez. Az ide kapcsolódó vizsgatételben (2016 őszi félév) a fényről és a hangról, mint fizikai jelenségekről, illetve a fényérzékelő eszközök működéséről kell beszélni. |
| * Fény: elektromágneses sugárzás
| |
| ** Egyszerre hullám és részecske
| |
| *** Nyugalmi tömege nulla, sebessége állandó, frekvenciával arányos az energiája, polarizált.
| |
| *** Enerigájától függ, hogy különböző atomokkal hogyan lép kölcsönhatásba
| |
| ** Rötgen foton (CT, Röntgen, Tomo): 10 keV / 100 pm - 100 keV / 10 pm
| |
| ** Gamma foton (PET): ~1 MeV / ~1 pm
| |
| * Hang: Rugalmas közeg mechanikai rezgése
| |
| ** Pl:Ultrahang
| |
| | |
| Fényérzékelés folyamata
| |
| * fény -> fotodióda -> kondenzátor -> analóg erősítő -> A/D átalakító -> digitális feldolgozás
| |
| * félvezetők működési elve:
| |
| ** elektronok minden anyagban diszkrét energiával rendelkezhetnek (sávokban helyezkednek el).
| |
| ** legfelső sáv a vezetési sáv (itt az e- többet okoz töltést), alatta a vegyértéksáv (itt a lyuk többlet okoz töltést)
| |
| ** félvezetők esetén termikus mozgás a két sáv között
| |
| ** N (Negative) típusú félvezető: e- többlet, P (Positive) típusú félvezető: lyuk többlet.
| |
| | |
| Dióda
| |
| * P és N félvezető egymás mellett, P -> N áram folyik (feszültség függő).
| |
| * Fotodióda: A P és N félvezető között átmeneti tartomány, az ide eső foton hatására keletkező töltéshordozók áramot okoznak, a dióda ezt méri (diszkrét impulzusok -> foton számláló detektor).
| |
| | |
| Fényérzékeny MOS kondenzátor
| |
| * fém elektróda – szigetelő – P félvezető – N félvezető szendvics, fémre pozitív töltések N félvezetőre negatív töltéseket csatolunk.
| |
| * fotoelektromos kölcsönhatás során vezetési elektron és lyuk keletkezik, ezek a feszültség hatására a félvezetőkbe mennek
| |
| | |
| Charge-coupled Device (CCD)
| |
| * fényérzékeny MOS kondenzátorokból áll (3 db / pixel, négyzetrácsban)
| |
| * töltéseket shiftelni lehet
| |
| * A fotoelektromos kölcsönhatás valószínűsége akkor nagy, ha az foton, és az e- kötési energiája közel azonos
| |
| ** Röntgen, illetve gamma fotonnál a fotodiódák közel nulla valószínűséggel generálnak ármot.
| |
| ** Szcintillátor: olyan anyag ami elnyeli a megfelelő energiájú fotont, és közben látható fotont emittál (amit a fotodióda detektálni tud).
| |
| | |
| Zajok:
| |
| * Fotonok inherens zaja: E{x} = Q esetén var{X} = sqrt(Q).
| |
| * Analóg erősítő zaja
| |
| * A/D kvantálási zaj
| |
| * Szcintilláció zaja
| |
| * Fényérzékeny MOS kondenzátor hibái:
| |
| ** Sötét áram
| |
| ** Előző felvétel beégése
| |
| ** Kiolvasási zaj
| |
| ** Halott pixel / forró pixel
| |
| ** Szisztematikus zaj
| |
| | |
| LZW:
| |
| # Szótárat inicializálunk minden lehetséges pixel intenzitással
| |
| # Kikeressük a kódolni kívánt sorozat azon leghosszabb eddig még nem kódolt prefixét (W), mely már szerepel a szótárba (k kóddal)
| |
| # Hozzátoldjuk a tömörített kép végéhez k-t, majd bővítjük a szótárat [W|a]-val, ahol a a tömörítendő bitfolyam W utáni első eleme.
| |
| # GOTO 2.
| |
| | |
| Kép formátumok:
| |
| * BMP: Az összes képpont fénnyessége, opcionális LZW
| |
| * TIF
| |
| ** Többféle színábrázolás, rétegek, átlátszóság
| |
| ** LZW / (Huffman) Futáshossz / JPEG kódolás
| |
| * GIF
| |
| ** 8 bites képek, animáció is, LZW
| |
| * PNG
| |
| ** GIF lecserélése
| |
| ** alpha csatorna, gamma korrekció, 16/48 bites színábrázolás
| |
| ** fokozatos megjelenítés (minden pixelt csak egyszer tartalmaz a file)
| |
| ** veszteségmentes, két fázisú tömörítés:
| |
| **# fázis: egyszerű lineáris szűrés alapú predikció
| |
| **# fázis: LZ77 tömörítés
| |
| * JPEG
| |
| ** Több réteg, csatornák, átlátszóság, 16 bites képek
| |
| ** Veszteséges és veszteségmentes tömörítés
| |
| **# Színtér trafó
| |
| **#* RGB -> Y'CrCB konverzió (Y' fényerő gamma korrekció után, Cr: vörös árnyalat, Cb: kék árnyalat)
| |
| **# Színcsatornák alul-mintavételezése
| |
| **#* Cb, Cr alulmintavételezése (Y'-ra érzékenyebb a szemünk)
| |
| **# 8 × 8 méretű blokkok kialakítása
| |
| **#* A kép szélén extrapolál
| |
| **# Diszkrét Koszinusz Transzformáció
| |
| **#* Minden blokkra külön
| |
| **#* Transzformáció előtt 0 középpontúvá skálázza az intenzitásokat
| |
| **#* <math>f(u,v) = \alpha (u, v) \cdot \cos \left[ \frac{(2x+1)u \cdot \pi}{16} \right] \cdot \cos \left[ \frac{(2y+1)v \cdot \pi}{16} \right]</math>
| |
| **#* Emberi látás nagyobb mértékben diszkriminálja a DCT bázis függvényeit, mint a Fourier trafóét.
| |
| **# Kvantálás
| |
| **#* <math>B_{(i,j)} = round \left( \frac{DCT\left\{I_{(i,j)}\right\}}{Q} \right)</math>
| |
| **#* Q (a tömörítés hatásfoka) állítható
| |
| **# Kódolás
| |
| **#* Együtthatókat cikk-cakk trajektória mentén sorosítja
| |
| **#* Futáshossz + Huffman kódolás
| |
| ** Veszteséges JPEG artifaktumai
| |
| *** Ringing effektus: meredek átmenetű alulmintavételezés
| |
| *** Blokkosodás: blokkonkénti tömörítés miatt, Q amiplitúdójának növekedésével egyre látványosabb
| |
| *** Elszíneződés: Cr, Cb alulmintavételezése
| |
| *** Elmosás: Nagy Q esetén
| |
| * DCM
| |
| ** XML, van benne egy kép tag, ami lehet pl png, tiff, jpeg, de mellette meta adatok is
| |
| ** A szabvány leírja a fájlok archiválásának módját is
| |
|
| |
|
| == Ellenőzrő kérdések (2016) == | | == Ellenőzrő kérdések (2016) == |