如何检测相机的最大可分辨空间频率?

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2022-02-22 15:27:19

我正在尝试计算可以与噪声区分开来的最小线像素宽度,如图 1 中的相机测试图表所示,其中左侧的细线越来越模糊并与噪声混合,因此变得无法分辨。我使用 LG V30 智能手机拍摄了相机质量测试图的照片。理想图像应如图 2 所示。

有没有人知道如何以数学方式计算线条无法解析或线条作为噪声可见的频率或像素大小?

我认为可以使用傅里叶变换(这是图 1 的底部图,但仍然很难知道如何使用)。

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图1

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图 2

2个回答

相机的低通滤波通常很差(不遵循奈奎斯特)。因此,相机中的小位移可能意味着几乎无法分辨的线幅度的大变化。

尽管空间采样存在限制,但倾斜边缘方法试图估计光学系统的限制。

您获得的图像已经在捕获被测光学系统的调制传递函数 (MTF) 。它不需要通过额外的离散傅里叶变换 (DFT) 步骤进一步传递。空间分辨率限制是整体规范的问题。

测试图案的空间分辨率以每毫米线数为单位测量,其变化范围为(典型值)x方向(图像的宽度)向右增加。

随着分辨率的增加,对比度(图案的暗区和亮区之间)正在降低。

因此,获得 MTF 的最简单方法是创建一个散点图,其x轴是 1, 2,3,... 线/毫米的空间分辨率,而y轴是对比度(或该特定频率的调制因子),如ImaxIminImax+Imin.

但是,如您所见,两者之间的区别Imax,Imin测试图像中下降到零(图中的蓝色迹线)。因此,测试图案(图像)本身并不代表1在所有空间频率上输入到光学系统。

因此,最好先计算测试图案的 MTF,然后再计算被测系统的 MTF,并将它们都呈现在同一张图上,如果您想描绘被测光学系统与“理想”的真实程度有多接近是。这就是 MTF 的重点。

要找到该光学系统可以分辨的最小物体,您需要将该物体的尺寸转换为线/毫米,并检查该极限处的 MTF 是否高于传感元件的本底噪声。

希望这可以帮助。