El ruido lo medimos normalmente con una sola cifra — la desviación estándar. Pero esa cifra es incompleta: da la cantidad de ruido, no su textura. Igual que la MTF descompone la señal por frecuencia, el NPS (espectro de potencia de ruido) descompone el ruido por frecuencia. Este artículo explica brevemente qué es el NPS. Para la vertiente de la señal, véase la MTF; para la eficiencia que combina ambas, la DQE.
¿Qué es el NPS?
El NPS (Noise Power Spectrum / espectro de potencia de ruido) — también conocido como espectro de Wiener — es una función que muestra cómo se distribuye el ruido en las frecuencias espaciales.1 Lo que la MTF hace con la señal, el NPS lo hace con el ruido: una descripción rica y dependiente de la frecuencia. El vínculo clave: la integral del NPS sobre todas las frecuencias equivale a la varianza del ruido (σ²).1 Así, la desviación estándar es solo el área total bajo el NPS; el NPS da ese total junto con cómo se reparte por las frecuencias.
Textura del ruido
Aquí es donde el NPS muestra su potencia. Bushberg presenta dos imágenes con la misma desviación estándar pero distinto aspecto: en una el ruido es grueso (dominado por bajas frecuencias) y en la otra de grano fino (dominado por altas frecuencias).1 Una sola cifra (la desviación estándar) no puede distinguirlas; el NPS las distingue por la forma de la curva. Esto importa sobre todo en la reconstrucción iterativa: estos algoritmos reducen la cantidad de ruido a la vez que cambian su textura, creando a veces un aspecto "plástico/artificial" — un cambio que solo el NPS capta.
¿Por qué importa?
Porque la textura del ruido afecta a la detectabilidad. El ruido concentrado cerca del tamaño (frecuencia) de una lesión puede enmascararla, mientras que el ruido a una frecuencia muy distinta molesta menos. Por eso las evaluaciones modernas de detectores y reconstrucción no se apoyan solo en la desviación estándar; utilizan el NPS (junto con la MTF). Ambos se combinan en la DQE para definir la eficiencia de dosis de un detector.
Referencias
- Bushberg JT, Seibert JA, Leidholdt EM, Boone JM. The Essential Physics of Medical Imaging, 3rd ed. Lippincott Williams & Wilkins, 2011. §4.6 (Noise Texture: The Noise Power Spectrum): NPS, gürültünün frekansa bağlı dağılımıdır; tüm frekanslar üzerindeki integrali varyansa (σ²) eşittir; aynı standart sapmaya sahip iki görüntü farklı gürültü dokusuna sahip olabilir (Şekil 4-27, s.86). Sayfa numaraları bu baskıya aittir.
- İlişkili: MTF Nedir? · DQE Nedir? · Doz ve Gürültü (√N) · Görüntü Kalitesi