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- Physik: Ausbreitung von Schallwellen in Materie: a) Reflexion an Grenzflächen bzw. bei Impedanz-Aenderung, b) Doppler-Effekt.
US : Bilderzeugung
- Bilderzeugung: 2D Aufzeichnung (Schnitt-Bild) mittels Rekonstruktion (Tiefenberechnung aus Echozeiten) auf der Basis von Array-Daten (1-dim. US-Wandler). 3D Aufzeichnung auf der Basis der 2D Auf- zeichnungen durch rasches Schwenken des Sensor-Kopfes
US: Messwert
- Messwert: punktuelle a) Impedanz-Aenderung bzw. Dichte-Aenderung b) Bewegung (Geschwindigkeit in Schallrichtung)
Welche Auswirkungen haben die folgenden Operationen im Ortsraum auf das Fourier-Spektrum eines Bildes: a) Glättung b) Schärfung mit Unsharp-Masking
a) Eine Glättung im Ortsraum ist mit einer Tiefpass-Filterung im Frequenzraum verknüpft. D.h. die hohen Frequenzen werden eliminiert. b) Eine Schärfung des Bilds ist mit dem Anheben von Detail wie Kanten verbunden, und diese sind stets mit hohen Frequenzen verknüpft. D.h. hohe Frequenzen werden angehoben, tiefe bleiben gleich.
Processing mit LOG Filter:
- für was steht LOG:
Laplace of Gauss
Erklären Sie die Begriffe: a) Rasterung, b) Quantisierung.
- mit Rasterung wird die Diskretisierung des Bildbereichs bezeichnet - mit Quantisierung wird die Diskretisierung des Signalwertebereichs bezeichnet
Was versteht man unter a) Pixel, b) Pixelwert?
mit Pixel wird ein Bildpunkt (mit räumlicher Ausdehnung) bezeichnet mit Pixelwert wird der Signalwert eines Pixels bezeichnet
Stehen Pixelwert und Grauwert für dieselbe Grösse (betrachten Sie fotografische bzw. medizinische Bilddaten)?
der Grauwert steht für den Pixelwert eines Grauwertbildes (skalare Grösse) [streng betrachtet der Pixelwert eine Grafik / Grafik-Karte => positive Zahl]
der Pixelwert ist allgemeiner und kann mehrwertig und auch negativ sein [Pixelwert eines RGB-Bildes ist eine Farbe, diese wird mit 3 Zahlen angegeben]
Wie wird ein Grauwertbild mathematisch beschrieben, wenn der Bildbereich a) kontinuierlich, b) gerastert ist.
Welche Problematik steckt in der Wahl der Pixel-Nachbarschaft. Erklären Sie diese am Beispiel der Gebietserfassung eines Objekte durch ein Binärbild.
je nach Nachbarschaft kann ein Objekt - unterschiedlich viele Löcher besitzenn - eine unterschiedliche Kontur (Berandung) besitzen
Was lässt sich mit den folgenden statistischen Messgrössen über ein Bild aussagen? a) Mittelwert, b)Standardabweichung, c) Entropie
- Mittelwert: Mass für Bild-Helligkeit (Wahrnehmung, subjektive Grösse) - Standardabweichung: Mass für Kontrast (Wahrnehmung, subjektive Grösse) - Entropie: Mass für erforderliche Bit-Tiefe der Signalwert-Erfassung
Was ist ein Kanalbild? Und sind RGB-Bilder und Volumendaten auch Kanalbilder?
- ein k-Kanalbild ist ein Array mit k 2D-Bildern (mit gleichem Format) >> ein RGB-Bild ist ein 3-Kanal-Bild >> ein Volumendatensatz mit n-Slices ist ein n-Kanal-Bild.
Welche physikalische Information steckt im Pixelwert eines a) fotografischen Bildes und b) eines Röntgen-Bildes?
Photographie: bei konstanter Lichtquelle ist der Pixelwert ein Mass für das lokale Reflexionsvermögen des abgebildeten Objektes (Oberflächenfarbe). Primär wird vom Sensor die Lichtintensität der einfallenden Strahlung erfasst, und diese setzt sich beim Betrachten von Objekten durch das Reflexionsvermögen der Objekte und dem Spektrum der Licht-Quelle (Sonne) zusammen. Röntgen: bei konstanter Intensität der Röntgenquelle ist der Pixelwert ein Mass für die Abschwächung der Röntgenstrahls in der Materie (wobei die Abschwächung nicht linear zur Schichtdicke ist). Primär wird die Intensität des einfallenden Röntgenstrahls erfasst, und dieser wird durch die Röntgenquelle und die Abschwächung in der Materie bestimmt. Hohe Pixelwerte korrelieren mit geringer Strahlung, dies ist historisch bedingt.
Warum werden Röntgenbilder logarithmiert?
Durch Logarithmieren erhält man eine lineare Beziehung zwischen der kumulierten Abschwächung (Materialgrösse) und der logarithmierten Strahlungsintensität (Messgrösse). Bei homogenem Material ergibt sich zudem ein linearer Zusammenhang zwischen Schichtdicke und der logarithmierten Strahlungsintensität.
Erklären sie den Unterschied zwischen Bild und Bilddaten.
Bilddaten steht für physikalische Messdaten (Messsystem >> Pixelwerte) Bild steht für Grafik bzw. Visualisierung (Display >> Grau-, Farbwerte) Pixelwerte können in einem beliebigen Wertebereich liegen, dagegen liegen die Grauwerte im Bereich der Grafikkarte, meist {0, … , 255}. Oft deckt die Bit- Tiefe der Grafikkarte die Bit-Tiefe der Messdaten nicht ab => Windowing. Wird ein Bilddatensatz über das Bild (Visualisierung) analysiert, dann ist Vorsicht geboten, denn Helligkeit, Farbe, Helligkeitskontraste etc. sind Wahrnehmungsgrössen (keine physikalische Grössen). D.h. es kommen physiologische und psychologische Aspekte hinzu => Täuschungen.
Wie prüfen Sie bei einem Bild, ob die Farbtiefe effektiv ausgeschöpft wird?
Berechnung der Entropie: Liegt diese deutlich unter der Bit-Tiefe des Bilddatensatzes, lassen sich die Pixelwerte mit weniger Bits beschreiben (Verlustfrei Komprimierung)