Eficiência de detecção quântica

A eficiência quântica de detecção (designada em inglês DQE para Detective Quantum Efficiency ) é uma medida que combina os efeitos de ruído e contraste de um sistema de imagem, expressa em função do nível de detalhe ou da frequência espacial .

É usado em imagens ópticas e em imagens de raios-X para traduzir a degradação da relação sinal-ruído em comparação com o ruído fotônico. Traduz, portanto, um conceito semelhante à figura do ruído em eletrônica, mas assume todo o seu significado quando se considera a detecção de fenômenos sujeitos a ruído fotônico , ou seja, a falta de estatísticas sobre o número de fótons detectados. A degradação da relação sinal-ruído é então reduzida a uma eficiência de detecção equivalente.

O DQE é usado em particular para imagens CCD e no campo da radiologia digital. O conceito de DQE foi originalmente introduzido por A. Rose sob o nome de eficiência quântica equivalente e popularizado no campo de imagens médicas por R. Shaw.

Pode-se deduzir da função de transferência de modulação , a densidade espectral de potência média do ruído observado na imagem e do fluxo incidente. Seu principal interesse é combinar os conceitos de ruído e resolução espacial na mesma quantidade.

É, portanto, frequentemente avaliado pela seguinte fórmula, expressa em função da frequência espacial : $\nu$

{\ displaystyle D (\ nu) = G ^ {2} {\ frac {QF (\ nu) ^ {2}} {\ gamma _ {B} (\ nu)}}}

onde é o número de quanta incidentes (fótons), a função de transferência de modulação e a densidade espectral de potência de ruído medida na saída do sistema é o ganho do sistema. $Q$ ${\ displaystyle F (\ nu)}$ ${\ displaystyle \ gamma _ {B} (\ nu)}$ $G$

No caso particular de um detector quântico, medindo individualmente os fótons sem ruído adicional, o seguinte valor é alcançado:

{\ displaystyle D (\ nu) = \ epsilon .F (\ nu) ^ {2}}

onde é a eficiência de detecção quântica do sistema, a razão entre o número de fótons detectados e o número de incidentes . $\ epsilon$ $Q$

Como a figura de ruído , também tem propriedades interessantes:

a composição serial de diferentes estágios de detecção é multiplicativa,

{\ displaystyle D_ {A \ circ B} = D_ {A} \ cdot D_ {B}}

a composição paralela de diferentes conjuntos de detecções (cujo ruído é estatisticamente independente) é aditiva,

{\ displaystyle D_ {A // B} = D_ {A} + D_ {B}}

Referências

[1] , O que é Detective Quantum Efficiency?
[2] , Eficiência Quântica Detetive

A. Rose. Uma abordagem unificada para o desempenho de filmes fotográficos, tubos de captação de televisão e o olho humano, J Soc Motion Pict Telev Eng 47: 273-294, 1946
IA Cunningham e R. Shaw, Signal-to-noise optimization of medical imaging systems, J Opt Soc Am A 16: 621-632, 1999