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分辨率測試卡與相位傳遞函數

日期:2019-05-17 人氣:351

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(guò)單一類(lèi)型的測試卡是無(wú)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備一同完成。這一個(gè)復雜而繁瑣的過(guò)程,一般只有鏡頭生產(chǎn)商和專(zhuān)門(mén)的實(shí)驗室、研究室才會(huì )去做。這種說(shuō)法沒(méi)有人會(huì )感到驚訝,一個(gè)像鏡頭一樣復雜的系統不可能僅被這幾個(gè)數字就完全描述出來(lái)。鏡頭的性能數據,無(wú)論是通過(guò)計算機計算,還是在實(shí)驗室中測量,都可以寫(xiě)出一本書(shū)來(lái),那么簡(jiǎn)化過(guò)程就顯得相當的必要。

有兩個(gè)分辨率測試卡檢測具有相同MTF數據的鏡頭,但可能產(chǎn)生完全不同的圖像細節,而且這種情況并不是隨機發(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,細節靠近邊緣。照片顯示了一個(gè)房子的屋頂和一個(gè)明亮的天空前面的一棵樹(shù),即這是一個(gè)對比豐富的地平線(xiàn)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(méi)有眩光,而樹(shù)跟右邊照片中正好相反的。如果這張照片中沒(méi)有樹(shù),就可以判斷左邊的照片是更好的照片(以黑白為準)。 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(méi)有告訴我們這個(gè)差異,因為它還不能完全描述點(diǎn)擴散函數的特征。真正完整的光傳輸函數OTF還具有第二部分,相位傳遞函數PTF經(jīng)常被忽略。它與點(diǎn)擴散函數的對稱(chēng)性有關(guān)。如果我們考慮到點(diǎn)擴散函數可以延長(cháng)的事實(shí),會(huì )發(fā)現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(gè)圖像點(diǎn)的兩個(gè)MTF曲線(xiàn)。在前述示例中,我們已經(jīng)默認地假設亮度分布在點(diǎn)擴散函數的一個(gè)橫截面方向上是對稱(chēng)的,但實(shí)際上,情況往往不是這樣。點(diǎn)擴散函數可以像下面的例子一樣傾斜。最常見(jiàn)的原因是產(chǎn)生點(diǎn)擴散函數的徑向誤差。

邊緣的方向對于這種偏斜點(diǎn)擴散函數強度分布是非常重要的。該點(diǎn)擴散功能具有左側最大強度1%的光暈,右側突然停止。如果邊緣明亮的一面在右邊,它會(huì )在左邊(底部)產(chǎn)生眩光。 如果是相反的情況,并且邊緣左側是亮的(頂部),則邊緣圖像的對比度很高,因為點(diǎn)擴散函數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(lài)性。包含在相位傳遞函數中,取決于點(diǎn)擴散函數“尾”的方向。這個(gè)名字源于這種偏斜點(diǎn)擴散函數使正弦曲線(xiàn)圖案的相位,即它的最大值和最小值的位置偏移。所以說(shuō)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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