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五分钟看懂镜头调制传递函数MTF

浏览:3451 发布日期:2017-01-19
作用影视拍摄照片质理最猛要的的因素是长焦广角镜头的辨别好坏率和反差。反差长宽比可以主要包括设备很特别简易侧量,而辨别好坏率不能这样的话特别简易了!现如今AG九游会 老是主要包括影视拍摄照片标淮辨别好坏率卡的方案侧量长焦广角镜头的辨别好坏率。是因为这般方案都是要获得人造判读的直观作用,故而并是最合理最满意的方案。 如今,叫AG九游会 从另个方面出发旅行,将鏡头认为这个数据新信息表达系统:被摄像景象散射出的反射光是它的传输数据新信息,而图片文字上的激光散斑便是它的传输数据新信息。这个优质的鏡头寓意着它的传输的像真正的阐释了传输方景象的特质。 由初中数学事实证明能知,每时期间隔性立体几何图行以转化成色温按余弦交流电函数函数交流电发生发展的立体几何图的累加,而每非时期间隔立体几何图又行称为是时期间隔立体几何图片断的组和。如此,探索摄像头对余弦交流电函数函数交流电发生发展的立体几何图的反映出,就行探索摄像头的性!色温按余弦交流电函数函数交流电发生发展的时期间隔立体几何图是“余弦交流电函数函数交流电光栅”。考虑到详情余弦交流电函数函数交流电光栅的粗线条孔隙率,AG九游会 构建了“面积声音几率”的观念。般余弦交流电函数函数交流电波的声音几率指机构时期(每五秒)余弦交流电函数函数交流电波的时期间隔数,表示的,余弦交流电函数函数交流电光栅的面积声音几率都是机构长(每豪米)的色温按余弦交流电函数函数交流电发生发展的立体几何图的时期间隔数。
正弦光栅
图1 正弦函数光栅 一般的余弦函数光栅如图一样。毗邻的三个最高值的远距离是余弦函数光栅的区域地方频次,政府部门是mm。区域地方频次的倒数那就是区域地方工作频率(Spatial Frequency),政府部门是线对/mm(lp/mm, linepairs/mm)。余弦函数光栅最亮处与最暗处的很大,表明了图形商标的反差(的清晰度)。设最高透明度为Imax,最高透明度为Imin,AG九游会 用配制度(Modulation)表述反差的面积。配制度M确定正确: M=(Imax-Imin)/(Imax+Imin) 很清晰,调试度值为0和1当中。调试程度越大,表明着反差越大。当最大的屏幕屏幕亮度与至少屏幕屏幕亮度完整性值为时,反差完整性没了,于是的调试度值为0。 AG九游会 将正弦函数函数光栅放置到摄像头前边、在摄像头激光散斑处量测像的解调度,发掘当光栅前景次数很低时,像的解调度基本上相当于正弦函数函数光栅的解调度;因为前景次数的增强,像的解调度频频连续函数的大大减少;前景次数高到特定限度,像的解调度频频大大减少到0、非常得不到了反差!

正弦信号通过镜头后,它的调制度的变化是正弦信号空间频率的函数,这个函数称为调制传递函数MTF(Modulation Transfer Function)。对于原来调制度为M的正弦光栅,如果经过镜头到达像平面的像的调制度为M ’ ,则MTF函数值为:
MTF值= M ’/ M

能够 发现,MTF值一定数为0和1期间,有时候越靠近1、摄像镜头的使用性能越高! 比如摄像屏幕的MTF值相等1,摄像屏幕輸出的调配解调度基本表现了复制粘贴余弦交流电光栅的反差;而比如复制粘贴的余弦交流电光栅的调配解调度是1,则輸出影像的调配解调度正合适相等MTF值!于是,MTF指数函数表达了摄像屏幕在特定三维空间速度下的反差。 MTF总合表现了快门的反差和分辩率性, MTF是用衡量仪器衡量的,以致可以完全性确诊直接存在各种原则的会不良损害和人工费判读的直接性各种原则会不良损害,是近年在于直接存在在于更准确的快门评论方法步骤。MTF值往往受快门像差会不良损害,还会备受范围频段、光圈和像场各个4个自变量值的会不良损害,因为普通建模二维的MTF弧度时都有固定不动范围频段、光圈和像场4个自变量值中的多个、余下一款看做横平面座标,还有以MTF值看做纵平面座标。 画面是以光轴为心中点的心中点对应结构特征,像场心中点个个主点的MTF值是相当的。并且感受到画面像散的影晌,在偏差心中点的座位,沿切线主点的线段与沿径向主点的线段的MTF值总是是没有同的!AG九游会 将成形成平行线线于直径约的线段带来的MTF弧度叫作弧矢弧度,标为S (sagittal),而将成形成平行线线于切线的线段带来的MTF弧度叫作子午弧度,标为M(meridional)。如此一来,AG九游会 绘图的MTF弧度般有两种:S弧度和M弧度。 
子午方向和弧矢方向
图2子午大位置和弧矢大位置 个人发展地方速率很低时,MTF值更为两个快要于1的稳定值。此值现实只是长焦电影电影光圈对大适用面积色块图片的反差,凸显了长焦电影电影光圈之前的反差值。因为个人发展地方速率升高,MTF值急剧减退,到了更为0。人眼对反差为0.05的视频尚能分辩,而当反差高于0.02时就几乎无法发现人了。以一般的选择MTF参考值0.03时的个人发展地方速率当做长焦电影电影光圈的人机料法环辨别好坏率。这么,进行MTF弧线的设计,长焦电影电影光圈的反差和人机料法环辨别好坏率就都已成为可精确测量的了! 图3是MTF值随三维发展空间频繁 变现的情况报告,AG九游会 称它作“频幅曲线拟合”。图里,基于粉红噪声时的MTF值和MTF相等0.03时的三维发展空间频繁 ,可快捷的断定变焦镜头的反差和目检判定率。 图4是三只各不相同鏡头的MTF频幅申请这类卡种的等值线图提额差距,申请这类卡种的等值线图提额A(颜色)中频端MTF值很高特征形式出它有很高的反差,而低频端MTF值较高特征形式出它的辨认率也不能错,都是只终合效果较高的鏡头。申请这类卡种的等值线图提额B(蓝生态)在房间频带宽度较低时特征出很高的MTF值,原因分析书它有不错的反差;而在房间频带宽度较高时MTF值很低,反映它的辨认率差异。申请这类卡种的等值线图提额C(生态)在房间频带宽度较低时MTF值并不太高,原因分析书它的反差差异;而在房间频带宽度很高时它的MTF值下跌较少,反映它的辨认率较高。一样 的,AG九游会 能较好MTF申请这类卡种的等值线图提额中下部围攻的房间来可以决定鏡头品质,MTF申请这类卡种的等值线图提额围攻的房间越大越贵。
随空间频率变化的MTF曲线
图3 随三维空间频点變化的MTF直线
 利用MTF曲线判断镜头质量
图4 运用MTF折线如何判断摄像头质量水平 大批量好产品检测的实际效果用中,从而变得简化检测,常常只测出相关水平下像场中相关点的MTF值,作为一个评介变焦定焦的差不多标单位。一旦在相关水平下检测的MTF值低于标单位,就不错相信变焦定焦是达标的。 目前国内的国家规则GB9917-88中法律规定了拍摄鏡头在某空间概率下口碑显像产品质量的MTF规则,如下所述表单1、表2右图。 表1 135手机相机(36mm*24mm)拍摄摄像头的MTF标淮

135相机摄影镜头的MTF标准

表2 120单反(56mm*54mm)数码摄影画面的MTF标准化

120相机摄影镜头的MTF标准

在独特水平下测试的MTF值只要是达到等同于國家规定就是指完成! 这部分的标准其实是只归定了及格长焦长焦屏幕MTF的最底底限,专科人像时尚拍摄人工和人像时尚拍摄业余钓鱼爱好者对人像时尚拍摄长焦长焦屏幕水平发挥着会高的标准。因为,越来越多厂家直销发布公告了本人人像时尚拍摄长焦长焦屏幕的MTF的申请这类卡种曲线提额方程拟合供普通用户对比,某些独立的检测的部门也对市厂上各种各样的长焦长焦屏幕的MTF采取了测验,发布公告了测验然而的MTF的申请这类卡种曲线提额方程拟合。只为利于认识长焦长焦屏幕像设定的特质,这部分的申请这类卡种曲线提额方程拟合基本都用于到像场中心站的离作横方位角,AG九游会 叫作“场幅的申请这类卡种曲线提额方程拟合”。 图5是佳能司颁发的规格快门EF50mm/F1.4 USM的MTF的身材折线。下图共要8条的身材折线,横经纬度是测定点后像场学校的路程,行业是公厘。纵经纬度是MTF值。粗线是的空间频繁为10线对/公厘的结局,细线是30线对/公厘的;黑的身材折线是最大化光圈(AG九游会 对这样的快门是F1.4)的,蓝色系的身材折线是光圈F8(基本是最适光圈)的;实线是S的身材折线(弧矢的身材折线),虚线是M的身材折线(子午的身材折线)。 从图5的暗浅蓝色边框AG九游会 能够 看得出来,带表反差的脉冲电流粗线很高,达到于1,原因分析该电影鏡头在F8的适宜光圈拥拥有十分的好的反差。带表辨别好坏率的细线也在0.86以上的,原因分析此光圈下辨别好坏率极优。暗浅蓝色身材申请这类卡种曲线提额终究会差距中间18公厘左右时间还平整、仅在边界偶有上升,原因分析该电影鏡头像设定一个拥拥有相一致的因素,边界辨别好坏率偶有1点上升。实线与虚线差距靠近,体现出该电影鏡头像散也很低。红色身材申请这类卡种曲线提额体现出在1.4的大光圈状况下,不论是是反差(粗线)還是辨别好坏率(细线)都会比较突出的上升,但是边界上升比较强势。
佳能EF50/1.4 USM标准镜头的MTF曲线
图5 佳能EF50/1.4 USM规格境头的MTF折线 表3 图5的图例

图5的图例

这MTF的“场幅的身材曲线”是生产商或第三点方保证的MTF的身材曲线最易见的形势,在对它的数据分析,可了解到一下变焦境头的关键光电基本特征,对变焦境头三维成像重量有切实综合管理了解到一下。 般的MTF图带来两个多种区域空间概率的场幅的身材申请这类卡种曲线提额,不同象征着反差和辨别好坏率:底频选在MTF频幅的身材申请这类卡种曲线提额的水平方面,体现了长焦的反差性能特点;高频率选在MTF频幅的身材申请这类卡种曲线提额的降低相对比较陡峭的方面,体现了长焦的辨别好坏率性能特点。

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