Grauwertauflösung

Bei der Digitalisierung eines analogen Signals werden kontinuierliche Signalwerte durch Quantisierung auf eine endliche Anzahl diskreter Intensitätsstufen abgebildet. Die Anzahl dieser Stufen bestimmt die Grauwertauflösung. Bei einer Darstellung mit n Bit ergibt sich die Anzahl der darstellbaren Graustufen zu:

$${\displaystyle N=2^{n}}$$

• ${\displaystyle N}$ = Anzahl der Graustufen
• ${\displaystyle n}$ = Bit-Tiefe

Beispiele:

• 8 Bit → 256 Graustufen
• 12 Bit → 4096 Graustufen
• 16 Bit → 65.536 Graustufen

Eine höhere Bit-Tiefe ermöglicht eine feinere Abstufung von Intensitätswerten und damit eine bessere Darstellung kleiner Signalunterschiede.

Die Grauwertauflösung beeinflusst maßgeblich die Kontrastauflösung eines Bildgebungssystems. Sie bestimmt, wie fein Intensitätsunterschiede zwischen Geweben im Bild dargestellt werden können. In der medizinischen Bildgebung werden daher häufig hohe Bit-Tiefen verwendet:

• Projektionsradiographie: typischerweise 12-16 Bit
• Computertomographie: häufig 12 Bit
• Magnetresonanztomographie: häufig 12-16 Bit

Digitale radiologische Bilder werden jedoch häufig auf Bildschirmen mit geringerer Grauwertauflösung dargestellt. Durch Verfahren wie Fensterung wird dabei ein relevanter Intensitätsbereich auf den verfügbaren Darstellungsbereich abgebildet.

Die Grauwertauflösung beschreibt die Differenzierbarkeit von Intensitätsunterschieden. Sie ist daher von der Ortsauflösung zu unterscheiden, welche die Fähigkeit beschreibt, räumlich getrennte Strukturen voneinander zu unterscheiden.