Wydajność wykrywania kwantowego

Wydajność kwantowa detekcji (wyznaczony dla angielskiego DQE Detective wydajność kwantową ) jest środek łączący działanie hałasu i przeciwieństwie do układu obrazowania, wyrażone w zależności od poziomu szczegółowości lub częstotliwości przestrzennej .

Jest stosowany w obrazowaniu optycznym i obrazowaniu rentgenowskim w celu odzwierciedlenia degradacji stosunku sygnału do szumu w porównaniu z szumem fotonicznym. Przekłada zatem pojęcie zbliżone do współczynnika szumu w elektronice, ale nabiera pełnego znaczenia, gdy rozważa się detekcję zjawisk poddanych szumowi fotonicznemu , czyli brak statystyk dotyczących liczby wykrytych fotonów. Degradacja stosunku sygnału do szumu jest następnie redukowana do równoważnej skuteczności wykrywania.

DQE jest używany w szczególności w aparatach CCD oraz w dziedzinie radiologii cyfrowej. Koncepcja DQE została pierwotnie wprowadzona przez A. Rose'a pod nazwą równoważnej wydajności kwantowej i spopularyzowana w dziedzinie obrazowania medycznego przez R. Shawa.

Można to wywnioskować z funkcji przenoszenia modulacji , średniej widmowej gęstości mocy szumu obserwowanego na obrazie i strumienia padającego. Jego głównym celem jest połączenie pojęć szumu i rozdzielczości przestrzennej w tej samej wielkości.

Jest więc często obliczany za pomocą następującego wzoru, wyrażonego jako funkcja częstotliwości przestrzennej : $\nagi$

{\ Displaystyle D (\ nu) = G ^ {2} {\ Frac {QF (\ nu) ^ {2}} {\ gamma _ {B} (\ nu)}}}

gdzie jest liczbą padających kwantów (fotonów), funkcją przenoszenia modulacji i widmową gęstością mocy szumu mierzoną na wyjściu systemu jest wzmocnienie systemu. $Q$ ${\ Displaystyle F (\ nu)}$ ${\ Displaystyle \ gamma _ {B} (\ nu)}$ $sol$

W szczególnym przypadku detektora kwantowego, mierzącego indywidualnie fotony bez dodatkowego szumu, uzyskuje się następującą wartość:

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

gdzie jest kwantową wydajnością wykrywania systemu, stosunkiem liczby wykrytych fotonów do liczby incydentów . $\ epsilon$ $Q$

Podobnie jak współczynnik szumów ma również ciekawe właściwości:

szeregowy skład różnych etapów wykrywania jest multiplikatywny,

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

równoległe zestawienie różnych zestawów detekcji (których szum jest statystycznie niezależny) jest addytywne,

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

Bibliografia

[1] , Co to jest wydajność kwantowa detektywa?
[2] , Detective Quantum Efficiency

A. Rose. Zunifikowane podejście do wykonywania filmu fotograficznego, telewizyjnych lamp odbiorczych i ludzkiego oka, J Soc Motion Pict Telev Eng 47: 273-294, 1946
IA Cunningham i R. Shaw, Optymalizacja sygnału do szumu medycznych systemów obrazowania, J Opt Soc Am A 16: 621-632, 1999