用于三维医学图像视觉搜索的中央凹式模型观察者

模型观察者在预测临床相关检测任务中人类观察者表现方面有着长久的成功历史。新型三维图像模态提供了更多信号信息，但极大地增加了需仔细审视的搜索空间。在此，我们将标准线性模型观察者（理想观察者、带眼滤波器的非预白化匹配滤波器，以及多种版本的信道化 Hotelling 模型）与在三维 1/f$^{2.8}$ 滤波噪声图像中搜索的人类表现进行比较，并评估其与更传统的精确已知位置检测任务和二维搜索的关系。我们研究了两种在注视点外（视觉周边）可检测性不同的信号类型。我们表明，三维搜索对人类表现的影响与信号在视觉周边的可检测性存在交互作用。在视觉周边难以检测的信号，其检测表现在三维搜索中大幅退化，但在三维精确已知位置检测和二维搜索中则不会。标准模型观察者无法预测三维搜索与信号类型之间的交互作用。所提出的信道化 Hotelling 模型扩展（中央凹式搜索模型）以降低注视点外空间细节的方式处理图像，通过眼动探索图像，并滚动浏览切片，能够成功预测人类中观察到的交互作用以及三维搜索中的错误类型。总之，这些发现凸显了在三维搜索图像质量评估中使用中央凹式模型观察者的必要性。