奧影科普 | 什么是體素分辨率？

在數(shù)字時(shí)代，我們習(xí)慣了通過屏幕來觀察和理解世界。對(duì)于二維圖像，我們有「像素分辨率」這個(gè)概念，它決定了圖像的清晰度和細(xì)節(jié)。但是，當(dāng)我們談?wù)撊S世界時(shí)，我們需要一個(gè)新的度量標(biāo)準(zhǔn)——體素分辨率。

要了解體素分辨率是什么，我們首先得明確體素是什么。

體素尺寸（voxel_size）指的是體素各個(gè)邊長的長度，當(dāng)體素的邊長被確定后，那么由體素構(gòu)成的三維數(shù)據(jù)集就被定義了尺寸，體素尺寸是一個(gè)度量值，通常以長度單位（如毫米、厘米或米）表示。

值得注意的是體素尺寸是三維數(shù)據(jù)集的固有屬性，與物體的大小無關(guān)。在三維數(shù)據(jù)集中體素尺寸越小，每個(gè)體素所占的體積空間就越小，能夠捕捉到的細(xì)節(jié)就越多。舉個(gè)例子：在三維數(shù)據(jù)集中存在1cm³的體積，當(dāng)體素尺寸為1cm時(shí)，那這個(gè)體積就由1個(gè)體素組成，當(dāng)體素尺寸為0.1cm的時(shí)候，這個(gè)體積就由10*10個(gè)體素組成。因此在醫(yī)用CT和工業(yè)CT領(lǐng)域，體素尺寸對(duì)于準(zhǔn)確表示和分析三維數(shù)據(jù)來說非常重要。

在了解體素和體素尺寸之后，體素分辨率就很容易理解了，體素分辨率是指三維數(shù)據(jù)集的最小體素尺寸。通常我們所說的體素分辨率1微米，指的就是三維數(shù)據(jù)集中的體素尺寸是1微米，體素分辨率描述了三維圖像中體素的尺寸和分布，以及它們?nèi)绾斡绊憟D像的細(xì)節(jié)識(shí)別能力。

體素分辨率直接體現(xiàn)了CT設(shè)備捕捉物體內(nèi)部細(xì)微結(jié)構(gòu)的能力，體素越小，圖像的空間分辨率越高。體素分辨率越高，我們能夠看到的三維細(xì)節(jié)就越豐富。想象一下，你正在觀察一個(gè)樂高模型，樂高模型越小，樂高的磚塊就越少，樂高顆粒感越強(qiáng)，視覺效果越模糊；樂高模型越大，樂高磚塊越多，樂高顆粒感越小，視覺效果越精細(xì)。體素分辨率同樣決定了工業(yè)CT檢測能夠識(shí)別的最小缺陷尺寸。

體素分辨率和空間分辨率是相關(guān)但不相同的概念

1.定義

空間分辨率是指成像系統(tǒng)能夠分辨的兩個(gè)相鄰物體的最小距離。它主要用于描述圖像在空間維度(如長度和寬度方向，對(duì)于二維圖像而言；或者長度、寬度、高度方向，對(duì)于三維圖像而言)上分辨細(xì)節(jié)的能力。

例如，在醫(yī)學(xué)X光成像中，空間分辨率高意味著可以更清晰地分辨出骨骼的微小結(jié)構(gòu)、軟組織的邊界等。如果空間分辨率較低，圖像中的細(xì)節(jié)就會(huì)模糊，相鄰的結(jié)構(gòu)可能會(huì)相互融合而難以區(qū)分。

2.單位

常用單位是線對(duì)/毫米(lp/mm)。線對(duì)是指一對(duì)黑白相間的線條，每毫米能分辨的線對(duì)數(shù)越多，空間分辨率越高。