RADIOLOGY GLOSSARY
空間周波数（Spatial Frequency）
IN ONE LINE
一言でいうと
画像中の濃淡や構造が、空間的にどれくらい細かく変化しているかを表す考え方です。
BEGINNER GUIDE
はじめて学ぶ方へ
大きな模様は低周波、細かい線や模様は高周波です。
身近なイメージ
太いしま模様は低周波、細かいしま模様は高周波です。
VISUAL GUIDE
図・グラフで確認
そもそも空間周波数とは？
空間周波数は、画像の明暗が単位距離の中で何回繰り返すかを表す量です。ゆっくり変化する広い陰影は低空間周波数、細い線や鋭い境界は高空間周波数の成分を多く含みます。
画像工学では、被写体を大きさだけでなく周波数成分の集まりとして捉えます。MTFは各空間周波数の信号伝達、NPSは各空間周波数のノイズ分布を表し、同じ横軸でも縦軸の意味は異なります。
定義・しくみ
空間的な周期構造が単位長さ当たりに繰り返される回数で、cycles/mm、lp/mmなどで表します。1周期の長さをpとすると空間周波数uはu=1/pです。1 line pairは明線と暗線の一組であり、線の本数とline pairの数を取り違えないようにします。
CORE FORMULA
基本公式
u =
具体例で確認
明暗一組の周期が0.5 mmの縞模様を考えます。
u = mm = 2
この縞模様の空間周波数は2 cycles/mmです。周期が短いほど周波数は高くなり、より細かな構造を表します。
専門的にもう一歩
MTFやNPSの横軸として扱われます。高空間周波数は細部構造、低空間周波数はゆるやかな濃度変化と対応します。
臨床・測定での確認点
- 大きな均一構造や緩やかな濃度変化は低周波、微細構造やエッジは高周波に対応します。
- 画素ピッチΔxの標本化ではNyquist周波数は1/(2Δx)となります。
- MTF曲線の横軸とNPS曲線の横軸は同じ空間周波数でも、評価対象は信号とノイズで異なります。
- lp/mmとcycles/mmは通常同じ周期数を表しますが、lines/mmとは数え方が異なります。
覚えるポイント
- MTFの横軸
- 高周波は細部
- 低周波は大きな構造
間違えやすい点
- 時間周波数と混同しない
- 高周波を大きな構造と考えない
- 単位や軸の意味を見落とさない