Was ist der Unterschied zwischen Unschärfe und Rauschen?
Hi ihr Lieben,
was ist genau bei einem CT oder Röntgenbild ein Unterschied zwischen Rauschen und Unschärfe?
Rauschen ist ja bei einem CT und Röntgenbild das Resultat von statischer Fluktuationen. Durch Erhöhung der vom Detektor registrierten Photonen kann man das Rauschen reduzieren.
Wie ist das mit unschärfe, was ist hier der Unterschied?
4 Antworten
Bei der medizinischen Bildgebung kenne ich mich wenig aus.
Aber allgemein aus der Optik lässt sich sagen.
- Unschärfe kommt von ungenügender Fokussierung, bzw. wenn die Signale durch eine Fokussieroptik aus unterschiedlichen Entfernungen auf den Bildsensor treffen. Eigentlich kann man ja immer nur eine bestimmte Fläche (idealisiert eine Ebene) scharf abbilden. Alles davor oder dahinter erzeugt Unschärfe, weil es in der Bildebene nicht am gleichen Ort eintrifft und das Bild verschmiert.
- Rauschen kommt von ungenügender Signalstärke. Beim Analogfilm oder beim Sensor einer Digitalkamera von zu schwachem Licht. Eben das Resultat statistischer Fluktuation, von zufälligen Zuständen des Pixels auf dem Empfangssensor, wenn er nicht durch das Signal auf einen eindeutigen Wert gesetzt wird.
Bei Röntgensignalen wird das ähnlich sein.
Ergänzung:
stimmt, wie Morfi schreibt: Unschärfe kann auch zeitlichen, nicht nur örtlichen Ursprungs sein.
Grund für Unschärfe ist zu geringes Auflösungsvermögen.
Rauschen aber besteht aus Störsignalen (sprich: Das Gerät fängt zusätzlich zu den interessanten Signalen auch noch andere auf, die störend wirken und eigentlich unterdrückt werden sollten).
Unschärfe kann verschiedene Ursachen haben und ist ein physikalisch weit gefasster Begriff.
Im Zusammenhang mit Abbildungsverfahren geht es im Grunde um das Auflösungsvermögen (räumlich und/oder zeitlich). Wenn 2 physisch getrennte Strukturen auf dem Bild als eine erkannt werden, dann ist deren Abstand unterhalb der Auflösungsgrenze, das Bild ist also nicht scharf genug. Die Unschärfe kann dabei verschiedene Gründe haben, schlechte Abbildungsoptik oder eine nicht ausreichend punktförmige Lichtquelle oder Abbildungsfehler die beim durchqueren des Mediums entstehen...
Das zeitliche Auflösungsvermögen kommt bei dynamischen Prozessen ins Spiel, wenn deine Technik 2 Sekunden für ein Bild braucht, wird das Herz am Ende ein komplett verwackelter Matschklumpen sein, weil es in der Zeit 2 Mal geschlagen hat...
Unschärfe kommt daher, dass die Fokusebene nicht stimmt oder die Auflösung bei der gegebenen Vergrößerung keine größere Schärfe mehr erlaubt. Das ist also ein "optisches" Problem.
Rauschen kommt von Störsignalen (Fremdstrahlung), Messtoleranzen (statische Fluktuation) oder schlechter Signalverarbeitung. Das ist also eher ein technisches Problem.
Ich habe ja auch nicht gesagt, dass es jeden dieser Faktoren bei jedem bildgebenden analytischen Verfahren geben muss ;)
Eine Fokusebene gibt es bei medizinischen Röntgenaufnahmen nicht, weil keine Linse verwendet wird. Die Abbildung entsteht durch Projektion des durchleuchteten Objekts auf die Bildebene mit einer nur annähernd punktförmigen Strahlenquelle: der einige qmm großen Stelle auf der Anode der Röntgenröhre, wo der Kathodenstrahl auftrifft. Die Größe der Quelle ist die wesentliche Ursache der Unschärfe.
https://en.wikipedia.org/wiki/Projectional_radiography#/media/File:Focal_spot_size_and_unsharpness_in_X-ray.jpg
Seit einigen Jahren gibt es zwar auch Linsen für Röntgenstrahlen, aber bisher sind sie eher für die Vergrößerung mikroskopischer Objekte geeignet.
https://de.wikipedia.org/wiki/Refraktive_Röntgenlinse