Tipos de imágenes

  Para evaluar la calidad de imagen de manera objetiva se usan ciertas funciones matemáticas cuya expresión varía según el tipo de imagen a analizar, por esto es de suma importancia identificar el tipo de imagen con el que se va a trabajar para evaluar su calidad de manera correcta.

  En un sistema de adquisición de imágenes (una cámara fotográfica, telescopio o máquina de rayos X, por ejemplo) la información de entrada es una distribución de fotones; mientras que la información de salida (llamada imagen) puede ser de diferentes tipos. Si se emplea un sistema pantalla-película como receptor de imagen, como lo hacen los equipos de rayos X convencionales, la salida será una distribución de densidades ópticas en la película. Si se emplea un detector digital como en las cámaras fotográficas digitales, la salida será una matriz de valores digitales (números). De este modo, las imágenes tienen diferentes unidades y significado físico, por lo cual el tratamiento matemático es diferente para cada una de ellas.

Imagen analógica, imagen digital e imagen cuántica

   El término imagen analógica se usa para describir una función de muestreo que varía espacialmente, sus unidades son arbitrarias y el ejemplo característico es la densidad óptica de una película radiográfica. Una imagen digital consiste en un arreglo n-dimensional de valores numéricos discretos, el nivel de gris de un píxel en la imagen, por ejemplo. Una imagen cuántica se refiere a la distribución espacial de fotones, denominada fluencia, por lo cual sus unidades son 1/área. 

  Adicionalmente, es posible pasar de un tipo de imagen a otro. Lo único que se necesita es una función de transformación, que puede ser lineal o no. En radiodiagnóstico a esta función se le conoce como signal transfer property (STP), algunos ejemplos de esto son:

- STP en mamografía digital: Los valores de píxel se transforman a valores de fluencia mediante una STP del tipo:

MPV = a*DAK + b,

que relaciona linealmente el kerma en aire medido en la superficie del detector (DAK, detector air-kerma) y el valor medio de píxel (MPV, mean pixel value), las constantes a y b son parámetros de ajuste. De este modo, al aplicar la STP a la imagen digital obtenemos una imagen cuántica. 

- STP en tomografía computarizada (CT): En las imágenes de CT el valor de píxel está expresado en unidades Hounsfield, la STP empleada para obtenerlos es: 

HU representa las unidades Hounsfield y los otros dos términos corresponden a los coeficientes lineales de atenuación del agua y del medio X que atraviesa la radiación para la formación de la imagen.

  Por supuesto, cómo obtener la STP de un sistema de imagen depende del sistema y qué tipo de imagen se quiere obtener al final. Eso será discutido en otra entrada.

Referencia: el handbook

Cunningham IA. “Applied Linear-Systems Theory”, in Handbook of Medical Imaging, Vol. 1, Physics and Psychophysics, edited by J Beutel, HL Kundel and RL Van Metter, Bellingham, WA. SPIE Press, 2000; 79-159.