RADIOLOGY GLOSSARY
量子化（Quantization）
IN ONE LINE
一言でいうと
連続的または高精度な信号値を有限個の離散レベルへ割り当てる操作です。ビット数と値の範囲が刻み幅に関係します。
BEGINNER GUIDE
はじめて学ぶ方へ
測った値を、決められた段階のいずれかへ丸めることです。段階が粗いと、本来の小さな値の違いが同じ値になります。
身近なイメージ
12ビットの符号なし整数には4,096通りの値があります。画像を8ビット表示する場合でも、元の保存データが12ビットなら表示処理で使う範囲を選べます。
そもそも量子化とは？
nビットで表せる組合せは2のn乗通りです。
値の離散化であり、位置や時間を離散化する標本化とは別の操作です。
定義・しくみ
信号振幅を有限のコードへ対応付ける操作です。均等な量子化区間を用いる場合、量子化誤差が生じます。記憶領域のビット数、実際に有効なビット数、表示装置へ割り当てる階調数は区別します。
CORE FORMULA
基本公式
L = 2ⁿ
FORMULA NOTES
公式の補足
2ⁿはコードの個数です。
端点を含む間隔か区間幅かにより刻み幅の式が異なるため、規約を明記します。
具体例で確認
12ビットの符号なし整数コードを使う教材用例です。
L = 2¹² = 4,096；コード範囲 0〜4,095
4,096段階を表せます。最大コードは4,096ではなく4,095です。
専門的にもう一歩
量子化の刻み幅は表現する振幅範囲とレベル数で決まります。過大な入力は飽和し、刻みが粗すぎると小さな差が失われます。保存ビットを増やすだけで装置雑音が減るわけではなく、撮影系の有効精度と表示時のウィンドウ処理まで含めて評価します。
臨床・測定での確認点
- 保存ビット数と表示階調を分けて確認します。
- 符号付き・符号なしで表現範囲が異なります。
- 入力範囲の不足は飽和を起こします。
覚えるポイント
- 値の離散化
- nビットは2ⁿ段階
- 標本化と量子化を区別
間違えやすい点
- 12ビットを12階調としない
- 最大コードをレベル数と同一視しない
- ビット数を増やせば物理的雑音が消えるとしない