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Imatest传统解析度测试(resolution)测试卡

参数
  • Imatest品牌
  • resolution测试卡型号
  • 镜头图像测试用途
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深圳市来源仪器设备有限公司
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产品详情

Imatest传统解析度测试(resolution)测试卡,传统解析度测试(resolution)是测量一个条状测试标版(USAF 1951 chart)的图象中,人眼可以辨识的空间频率(lp/mm)。 这个可以辨识的图像对应于MTF大约为2-5%。 由于这个空间频率是图象信息消失的地方的空间频率,它不能显示出图象可见部分的锐度好坏。

经验表明,图象锐度用MTF=50%(MTF50)或它的MTF值50%(MTF50P)的空间频率来表示。MTF50或MTF50P由于以下几个原因成为比较不同照相机的锐度的理想参数: (1)图象对比度为一半或它值的一半时,图像细节仍然有相当的可看性。(2)眼睛对MTF小于等于10%的空间频率相对不敏感。(3)实际上所有照相机的锐度在MTF50和MTF50P附近都迅速下降。 MTF50P也许对边缘强化过度的照相机更有利,在那里出现其MTF的峰值。

The equation for MTF is derived from the sine pattern contrast C(f) at spatial frequency f, where

C(f ) = (Vmax – Vmin) / (Vmax + Vmin) for luminance (―modulation‖) V.

MTF(f) = *** C(f) / C(0) This normalizes MTF to *** at low spatial frequencies

粗略的MTF可以直接从正弦标版的图像得到,新的测试技术基于ISO 12233标准(Photography - Electronic still picture cameras - Resolution measurements),可以提供更***和可重复的测试结果。对一个倾斜的边界图像标版拍照,然后用Imatest SFR就可以进行分析。

Imatest SFR :计算MTF/SFR的算法基于Matlab平台。sfrmat程序,由Peter Burns参考ISO 12233标准编写。Imatest SFR合并了许多改善的功能,包括改进的边缘检测算法,更好透镜畸变处理程序,更好的操作界面和更加详细的结果说明。 sfrmat 2.0和Imatest的差异在于,如果OECF (灰阶响应曲线)文件没有被输入sfrmat,sfrmat 2.0假设没有灰阶响应曲线,即gamma= 1。 在Imatest中,gamma缺省值被设置为0.5,是按照数字照相机的特点设置的.要获得与sfrmat 2.0相同的结果,必须将Imatest的gamma设置到1。

The slanted-edge test for Spatial Frequency Response 利用图像斜边测试SFR(刃口法)

倾斜边缘测试标版可以用―Imatest Test Charts‖模块制作,特别是建议使用SVG chart。 bitmap chart 有印刷质量的水平和垂直的边缘,在用它拍摄之前,应该扭转大约2-8度。Imatest SFR也可以利用ISO 12233 chart进行测试。一个典型的测试图像如右边显示: 一个垂直的边缘的图像(倾斜大约5.6度),被用于计算水平的MTF。采用倾斜边缘图像测试的好处是照相机到标版的距离变得不再重要,它没有进入MTF的图像转换方程。. Imatest Master 可以计算实际上所有倾斜角度边缘图像的MTF,虽然准确的垂直、水平和45°可能有一些数值问题。

 

Slanted edge algorithm (calculation details) 斜边测试的算法

MTF计算方法来自ISO 12233标准 。一些详细情况载于彼得伯恩斯 SFRMAT 2.0 用户指南。在Imatest计算包含了一些改进和增强,包括更***的边缘检测和镜头畸变补偿(这可能影响到的MTF测量)。当SFR input dialog box 中的ISO standard SFR复选框被选择时,Imatest按原始的ISO演算执行。测试图象的线性化,即调整像素亮度水平,去除照相机自带的gamma调整功能。(gamma是可调整的,缺省值是0.5)。红色,绿色,蓝色和亮度通道(Y = 0.3*Red + 0.59*Green + 0.11*Blue)的边界位置由每条扫描线决定(在上述图象中是水平线)。对边界的二次拟合是对每个通道使用多项式还原计算出来的。 二次拟合消除了镜头畸变的影响。在上述图象,采用下面公式,x = a0 + a1 y + a2 y2。 二次拟合的每条扫描线,根据分数部分的价值fp = XI - int (XI),被转移的边缘增加到四个容器(容器1,如果0 ≤ fp < 0.25; 容器2,如果0.25 ≤ fp < 0.5; 容器3,如果0.5 ≤ fp < 0.75; 容器4,如果0.75 ≤ fp < 1. )(更正11/22/05 : 容器不取决于检测边缘地点。) 。四个容器被结合计算一个平均的4x oversampled边缘。 这允许对在尼奎斯特(Nyquist)频率之外的空间频率进行分析。衍生物(d/dx)平均的4x oversampled边缘被计算。 运用开窗术作用强迫衍生物到零在它的极限。MTF是傅立叶变换(FFT)的值windowed衍生物。

Imatest SFR results SFR的结果

35mm相机镜头测试使用线对每毫米(lp/mm)作为空间频率单位。这对比较镜头提供了便利,因为全部35mm照相机有相同的24x36 mm图象尺寸。但数字式图像传感器的尺寸范围很宽,从对角线6 mm以下的超紧凑型到43 mm对角线的全画幅DSLRs, 甚至更大画幅的数字后背。像素数量也同样变化巨大。 为此,数字相机的空间频率单位应该与整个传感器的尺寸相关,而不是针对单位距离。为此,我们使用线宽每张图片高度(LW/ PH)作为单位 。LW/ PH等于2 *lp/mm* 图片高度(mm) 。图片总高度参与其中,所以习惯使用线宽而不是线对来表示(其中一个线对等于两个线宽) 。

使用图片高度给小型数字照相机带来了一点好处,它的图像长宽比(宽度:高度)为 4:3,而数字式单反相机是3:2的。 紧凑数字照相机在象素一定的情况下,有更多的垂直像素。 例如,一台5百万像素的小型数字相机将有2000个垂直的像素和6百万像素的DSLR一样多。用在数字照相机上的另一种空间频率表示方法使用周期每像素或线对每像素(c/p或lp/p)。没有必要使用实际距离(毫米或英寸)来评估数字照相机的图象质量。

Imatest SFR的结果输出包含在左边的结果和在右边的输入数据(整个图象取样区图,实际取样区(ROI)和EXIF数据)。(top) 说明平均边缘刀口的一个狭窄的图象。 它与下面边缘外形(空间领域)图像并列。(middle) Spatial domain plot:平均边缘刀口(亮度变化比例)。 关键结果是10-90%边缘上升距离,用每图像高度有多少上升区像素数来显示。红色曲线是标准算法边缘强化后的结果,其他参量包括边缘强化的调整量。 这种图可以随意的显示出线扩散函数(LSF)或者像素的边缘。 (bottom) Frequency domain plot: 空间频率反应(MTF),关键结果是MTF50, MTF=50%的频率,对应于图象可见部分的锐度。 它用周期每像素(c/p)和行宽每图像高度(LW/PH)。 其他结果包括MTF在NYQ——MTF在Nyquist频率(0.5 cycles/pixel; 采样率/2),表明混淆现象的严重程度。 Nyquist频率被显示作为一条垂直的蓝线。

Interpreting MTF50——What MTF50 do you need? MTF50的解释

它取决于你决定印刷的大小。 如果您计划打印大海报(20x30英寸或更高),MTF50越高越好。任何高质量的4百万像素数字照相机(MTF50 (corr) > 0.3cycles/pixel)都能够印刷***的

8.5x11英寸(A4纸大小)印刷品。 在这个尺寸大小,一台好的DSLR相机显示不出其MTF上的巨大好处。 ***的镜头和仔细的修正技术,我的6百万像素佳能EOS-10D (MTF50 = 1340 LW/PH)做出了非常好的12x18英寸印刷品。印刷品从正常观看距离是锐利的,但是像素在放大镜之下是可见的; 图像并不象Epson 2200打印机打印出来的那样锋利。图像在扩大到16x24英寸时像素点是可看见的。 EOS-20D在12x18英寸的图像上有我期望的锐利程度; 如果你没有打算打印更大尺寸的图像的话,没有必要追求1200万像素的EOS 5D相机 。

Subjective Quality Factor (SQF) 主观质量因素

MTF代表设备或系统锐利程度,当观看印刷品时,MTF只是与感觉到的图像锐利程度相关。一个更严格的描述印刷品被人感觉的锐利程度的方法,必须考虑观差距离和人的视觉系统(人眼的对比敏感特性(CSF Contrast Sensitivity Function))的特性。 这样的描述被称为主观质量因素(SQF Subjective Quality Factor ),1972年由柯达公司科学家开发。 这种方法已经被核实并且在Kodak和Polaroid内部得到使用,因为计算困难,直到现在它仍然没有广为人知。 Imatest SFR SQF测试EOS-10D的结果如右边图像。 SQF显示为与印刷品大小相关的曲线。 观看距离(淡蓝的曲线,标注在右边)假设是与图片高度的方根成比例。



Quick Overview

The SFRplus test chart can be used with the SFRplus module in Imatest 3.2 or later to measure MTF, lateral chromatic aberration, distortion, tonal response, and color accuracy. The SFRplus module features fully automated region-of-interest detection. The SFRplus chart offers significant advantages over commonly used charts such as the ISO 12233 chart, including 1) much less wasted area, 2) the ability to produce a map of sharpness over the sensor surface, 3) better measurement accuracy due to the lower contrast, and 4) full support for automated testing.

· Sharpness is derived from light/dark slanted edges at the boundaries of the squares, as described in Sharpness: What is it and how is it measured?SFRplus can handle a wide range of camera aspect ratios; the left and right sides of the chart may extend beyond the frame or be well inside it.

The essential features of the SFRplus chart are

· Bars at the top and bottom used for measuring distortion and facilitating edge detection.

· A grid of slanted squares with contrasts no greater than 10:1. 4×7, 5×7, 5×9 and 7×11 (row x columns) grids are available. The tilt of the squares facilitates measurement of Lateral Chromatic Aberration using vertical edges (which are near-tangential) near the corners. This orientation also helps with the Lens-style MTF plots, which are similar to MTF displays on the Canon, Nikon, and Zeiss websites.

· The squares above and below the middle square are reserved for non-spatial measurements. In the standard chart, the square below the middle is a 4×5 grayscale stepchart with density steps of 0.1 used to measure tonal response and gamma, and the square above the middle square contains either a fine star pattern (used as a focusing aid; not for analysis) or a 4×5 color pattern (with 18 of the 20 colors similar to the industry-standard 24-patch color chart) for measuring color accuracy.

· A small number of low contrast (typically 2:1) squares (an option with 10:1 contrast charts) for measuring the effects of nonlinear/nonuniform signal processing. Charts may optionally have squares of a single contrast, which is helpful for 3D plots that map the performance over the image surface.





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