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分辨率測試卡與相位傳遞函數(shù)

日期:2019-05-17 人氣:395

使用分辨率測試卡的MTF值,并不能全面的檢測出鏡頭的全部狀態(tài)。檢測鏡頭性能通過單一類型的測試卡是無法完成的,這需要使用關(guān)于性能檢測的多種測試卡配合測試軟件和測試設(shè)備一同完成。這一個復(fù)雜而繁瑣的過程,一般只有鏡頭生產(chǎn)商和專門的實驗室、研究室才會去做。這種說法沒有人會感到驚訝,一個像鏡頭一樣復(fù)雜的系統(tǒng)不可能僅被這幾個數(shù)字就完全描述出來。鏡頭的性能數(shù)據(jù),無論是通過計算機(jī)計算,還是在實驗室中測量,都可以寫出一本書來,那么簡化過程就顯得相當(dāng)?shù)谋匾?/p>

有兩個分辨率測試卡檢測具有相同MTF數(shù)據(jù)的鏡頭,但可能產(chǎn)生完全不同的圖像細(xì)節(jié),而且這種情況并不是隨機(jī)發(fā)生的,從下面一組圖片中我們可以看出。

兩張相片都是使用高速廣角鏡頭且在全光圈下拍攝的,細(xì)節(jié)靠近邊緣。照片顯示了一個房子的屋頂和一個明亮的天空前面的一棵樹,即這是一個對比豐富的地平線典型圖片。低空間頻率下的MTF在黑暗前景物體的邊緣特別重要,因為它決定了圖片的眩光量。在左邊的照片中,屋頂沒有眩光,而樹跟右邊照片中正好相反的。如果這張照片中沒有樹,就可以判斷左邊的照片是更好的照片(以黑白為準(zhǔn))。 但是這兩張照片是在分辨率測試卡檢測的就有空間頻率相同的MTF值是照射的,效果卻截然不同。

MTF沒有告訴我們這個差異,因為它還不能完全描述點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)的特征。真正完整的光傳輸函數(shù)OTF還具有第二部分,相位傳遞函數(shù)PTF經(jīng)常被忽略。它與點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)的對稱性有關(guān)。如果我們考慮到點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)可以延長的事實,會發(fā)現(xiàn)它們在切向和矢狀方向上具有不同的差異。 因此,我們測量每個圖像點(diǎn)的兩個MTF曲線。在前述示例中,我們已經(jīng)默認(rèn)地假設(shè)亮度分布在點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)的一個橫截面方向上是對稱的,但實際上,情況往往不是這樣。點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)可以像下面的例子一樣傾斜。最常見的原因是產(chǎn)生點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)的徑向誤差。

邊緣的方向?qū)τ谶@種偏斜點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)強(qiáng)度分布是非常重要的。該點(diǎn)擴(kuò)散功能具有左側(cè)最大強(qiáng)度1%的光暈,右側(cè)突然停止。如果邊緣明亮的一面在右邊,它會在左邊(底部)產(chǎn)生眩光。 如果是相反的情況,并且邊緣左側(cè)是亮的(頂部),則邊緣圖像的對比度很高,因為點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)僅向右延伸很短的距離。

通常我們使用分辨率測試卡檢測的MTF值一般不考慮這種對方位的依賴性。包含在相位傳遞函數(shù)中,取決于點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)“尾”的方向。這個名字源于這種偏斜點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)使正弦曲線圖案的相位,即它的最大值和最小值的位置偏移。所以說就算是使用分辨率測試卡的MTF值,也并不能全面的檢測出鏡頭的全部狀態(tài)。


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