Travis Chang

這篇算是綜合的討論, 請先看過下面幾篇舊文
　查找表(LUT, Look up table) 是做甚麼的?
　DICOM & GSDF 對灰階醫療螢幕的重要性及量測 (一)
　DICOM & GSDF 對灰階醫療螢幕的重要性及量測 (二)
　影像深度(depth)與系統瓶頸的概念

在一般的認知中,  呈現畫面深度(bit depth)和LUT的bit數越多越好, 又可簡單分為整體深度和LUT兩個說明
整體深度(depth)的bit數越多代表灰階數越多, 色彩越細膩, 是加法的概念, 包含了作業系統, 應用程式, 顯示卡, 傳輸系統, 螢幕等
LUT的bit數越多則代表轉換到螢幕呈現時越不容易掉色, 是減法的概念, 一般醫療螢幕會放置在螢幕中以方便校色
因此人眼所看到顯示的畫面就是一加一減綜合之後呈現的結果了

所以bit數越多越好嗎? 其實也是有上限的, 上限來自於人眼的結構

由DICOM文章中可知JND的概念, 以市面上一般亮度0.8 - 500的灰階螢幕而言, JND數量約為650個, 這代表可以完整呈現出650個JND就已足夠.
對於整體深度而言, 很明顯8bit深度是無法滿足650個JND(因只有256個DDL), 10 bit深度即包含1024個DDL足夠呈現650個JND, 因此8bit一定不夠, 因此不做討論, 至少需10bit系統

10bit系統仍需考量LUT減法的因素, 因此整理10bit系統以10bit LUT及11.5bit LUT所測試得到的結果如下

可知以亮度0.8 - 500的灰階螢幕而言, 以10 bit的LUT而言最大的JND step會超過1, 也代表會造成JND數量減少, 而11.5bit的LUT可將JND step降到1以下, 因此可堪用

由上述說明可知, 整體深度10bit的系統配上11.5 bit的LUT即可滿足需求, 再多無益, 但是這是建立在下述條件下
1. 亮度範圍0.8 - 500
2. 依據 DIOCM GSDF的JND亮度定義

依據目前市面上產品趨勢, 已出現亮度高達1000的灰階螢幕, 亮度往上增加的趨勢仍在, JND也因此會增加105個, 若以長久趨勢達亮度1500而計, 相較於亮度500還會再增加167個JND, 亮度1500應是合理上限, 因為亮度再增加一方面增加JND不多, 另一方面人眼無法長時間負荷, 因此判定可視JND以650+167=817個應是合理評估

此外, 有研究指出專業報告撰寫人員相較於一般人在相同亮度下有較多的JND值, DIOCM GSDF的JND亮度定義並不完全適用, 並指出亮度範圍0.8 - 500的狀況下約有800個, 因此配合上述817個JND的推估, 對於專業報告撰寫人員而言1000 (817+約183)個JND應是合理上限

以此評估, 整體系統10bit深度僅能剛好滿足1000個JND的需求, 加上LUT的因素必定不足1000個JND
因此, 合理推估11 bit以上系統配上11 bit以上LUT應能滿足需求(實際仍待數據支持)
但以目前市面上已出現12 bit深度的系統及14bit的LUT
可以合理推斷目前(2010Q3)技術已能滿足深度方面的需求,  深度已經不會是未來技術競爭的重點, 深度的競爭已告一段落
會朝普及化及成本降低邁進~


當然~除非出現概念上的變革 (ex. 對比相對於動態對比)