Digital Imaging- 1 DR : Pixel, Pixel Bit Depth, Pixel Density & Pitch

Digital Image Characteristics

रेडियोग्राफिक इमेजिंग के दौरान पेशेंट से होकर निकलने वाला radiation में anatomic tissue से x-rays के transmission तथा absorption के कारण x-ray intensities में बहुत ज्यादा  परिवर्तन आ  है  | Image receptor इस exit radiation प्राप्त करता है तथा एक latent image या invisible image बनाता है | 

Digital Imaging में latent image एक digital data के रूप में store की जाती है तथा display monitor पर देखने हेतु computer के द्वारा process की जाती है  | इसमें एक specialized imgae receptor होता है जो computerized radiographic image उत्पन्न करता है  | वर्तमान में दो तरह के Digital radiographic system उपलब्ध है जो की Computed Radiography (CR) तथा Direct Radiography (DR) system है |  दोनों ही imaging system में कंप्यूटर के द्वारा कंप्यूटर के द्वारा रेडियोग्राफिक इमेज को बहुत सारे तरीको से manupulate किया जा सकता है |  

Digital Image numerical data से बनी होती है जिसे  कंप्यूटर के द्वारा manupulate किया जा सकता है |  इसमें कंप्यूटर के द्वारा इसके contrast तथा brightness में बहुत ज्यादा परिवर्तन किया जा सकता है | 

Pixel

Digital image को Matrix के रूप में रिकॉर्ड किया जाता है | यह matrix rows तथा columns के combination से बनती है जिससे square shape के picture element बनते है जिन्हे Pixel कहते है  | Pixel की साइज को माइक्रोन  है  | 

100 micron = 0.1mm

यहाँ प्रत्येक पिक्सेल की एक numerical value होती है जिसे display monitor पर एक single brightness level के रूप में प्रदर्शित किया जाता है  | Image matrix में pixel की location patient या volume tissue में एरिया के संगत (correspond) होती है | 

एक दिए गए anatomic area या FOV (Field of View) में अलग-अलग matrix में निम्न pixel होते है | 

Matrix Size	No of Pixel
1024X1024	1048576
2048X2048	4194304

बड़े matrix size तथा छोटे pixel की बहुत अधिक संख्या लेने पर इमेज क्वालिटी सुधरती है लकिन इसके साथ ही computer processing time, network transmission time तथा digital storage space भी बढ़ते है |  

All image have fix FOV, Image A- Matrix size 64X64, Image B- Matrix size 215X215, Image C- matrix size 2048X2048

Pixel Size = FOV/Matrix Size

यहाँ एक fixed matrix size के लिए FOV  बढ़ता है तो pixel size भी बढ़ता है | (Direct Relation)

अगर एक fixed FOV के लिए Matrix size बढ़ता है तो pixel size घटता है |  (Inverse relation) 

Pxel Bit Depth

प्रत्येक पिक्सेल की numerical value tissue से पास होकर जाने वाले x-ray radiaiton के relative attenuatuin पर निर्भर करती है | Bone tissue जहा ज्यादा xray attenuate होती है के लिए pixel की numerical value कम होती है, तथा सॉफ्ट टिश्यू के लिए pixel के लिए numerical value ज्यादा होती है |  

Binary digits

कंप्यूटर Binary numbers ( 0 and 1) के द्वारा operate तथा communicate करते है | यह binary number 0 तथा 1 का कॉम्बिनेशन होती है | ये 0 तथा 1 bit कहलाते है | ये कंप्यूटर की इनफार्मेशन की बेसिक यूनिट कहलाते है 

8 bit = 1byte

Binary number का उपयोग डिजिटल इमेज के ब्राइटनेस लेवल (grayscale) को प्रदर्शित करने में होता है | 

प्रत्येक पिक्सेल की Pixel Bit Depth या number of bits होती है यह analog signal के digital signal में digitizing में precision (शुद्धता ) की मात्रा को  करता है | जिसके द्वारा डिजिटल इमेज में प्रदर्शित करने के लिए gray shade प्राप्त होते है | 

Bit depth एक  anlog to digital converter के द्वारा निर्धारित होती है | यह किसी भी digital imaging system का एक आवश्यक भाग होता है | 

Bit depth को 2 की घात n के द्वारा प्रदर्शित किया जाता है | यहाँ 2 binary number के कारन उपयोग में लिया जाता है | अतः bit depth निम्न सूत्र के द्वारा प्रदर्शित की जाती है -

No of bits = 2ⁿ

यहाँ n bit depth है | 

Bit Depth	No of bits	No of Shades
12	212	4096
14	214	16384
16	216	65536

एक सिस्टम जितने gray shades को digitize तथा डिस्प्ले करता है, उतना ही उसमे contrast resolution अधिक होता है | जिससे image उतना ही अधिक anatomic detail को प्रदर्शित करती है तथा small anatomic area में विभेद उत्पन्न कर सकती है | 

Pixel Density

किसी image के per unit area में उपस्थित pixel की संख्या pixel density कहलाती है | Pixel density बढ़ने पर spatial resolution बढ़ती है | 

Pixel Pitch

दो pixel के  केन्द्र के मध्य दुरी pixel pitch कहलाती है | छोटे साइज के पिक्सेल में Pixel Pitch कम होती है जिससे spatial resolution बढ़ती है | 

Image source- Radiographic imaging and Exposure

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