巴可 | “眼見(jiàn)不一定為實(shí)”的馬赫帶效應

　　在設計領(lǐng)域，經(jīng)常能看到將一組相近的顏色彼此相鄰放置，就會(huì )有“并不存在”的陰影出現在兩個(gè)對比色塊相連接的邊緣。其實(shí)圖像并沒(méi)有加入陰影，只是我們的眼睛產(chǎn)生了錯覺(jué)。在醫學(xué)成像領(lǐng)域，也會(huì )產(chǎn)生這種“眼見(jiàn)不一定為實(shí)”的現象。今天就和大家聊聊可能引起誤診的馬赫帶效應 。

　　馬赫帶效應是指1868年奧地利物理學(xué)家恩斯特·馬赫發(fā)現的當觀(guān)察兩塊亮度不同的區域時(shí)，邊界處亮度對比加強，使輪廓表現得特別明顯。事實(shí)上，暗帶和亮帶在客觀(guān)上都不存在，它們只是主觀(guān)亮度的感受結果。生理學(xué)對馬赫帶效應的解釋是：人類(lèi)的視覺(jué)系統有增強邊緣對比度的機制 。

　　使用兩張紙來(lái)隱藏除一個(gè)灰階之外的所有灰色色塊。你會(huì )發(fā)現你的眼睛已經(jīng)添加了不存在的信息。當這個(gè)色塊被其他邊界對齊良好的色塊包圍時(shí)，你的視覺(jué)系統會(huì )在邊界之前降低亮度，在邊界之后增加亮度，如下圖所示。

　　放射科在日常工作中，經(jīng)常能遇見(jiàn)馬赫帶效應圖像。馬赫條紋非常依賴(lài)于圖像內容，應該使用實(shí)際圖像進(jìn)行評估。要觀(guān)察的區域在對齊良好的幾何邊界周?chē)哂芯徛兓膹姸戎怠?/p>

　　有限 的灰度等級 會(huì )導致連續 的灰階 之間的對比度差異 更大 。例如，對于一個(gè)8到8位系統，增加一位的數字驅動(dòng)級別會(huì )導致亮度級別增加4個(gè)以上的最小可覺(jué)差。因此，打算在圖像中逐步改變灰度并對其進(jìn)行編碼的區域，顯示系統呈現了一種階梯式方法。

　　這種效應本身并不是馬赫帶，而是增加了人類(lèi)系統被馬赫帶干擾的機會(huì )。

　　由于 LCD 數字顯示系統使用由黑色矩陣(每個(gè)像素周?chē)暮谏吔?隔離的像素矩陣排列，更容易顯示馬赫帶，因為人眼視覺(jué)更多地作用于定義良好的邊界。

　　高質(zhì)量的醫學(xué)圖像在特定的區域會(huì )受到馬赫條紋的影響，馬赫赤帶將顯示為等亮度的等高線(xiàn)，就像地理地圖上的等高線(xiàn)一樣。