光学影像测试基础_MTF_iso12223
MTF测试仪测试原理
1.MTF的含义：答：MTF中文名为光学调制传递函数，在物理意义上的解释是最大光强度减最小光强度之差与最大光强度与最小光强度之和的比值；是用于评价镜头成像质量（分辨率）的指标。
应客户要求的MTF测量，是镜头最终质量评定的依据。
早期：通过实拍照片的质量来评价镜头质量，但由于照片好与坏的判断有很多主观因素，不能客观的定量去分析结果。
大量分析表明：镜头的分辨率和反差是影像拍摄质量的最重要因素；反差很容易用仪器测量，分辨率的判定没那么简单；提出:将拍摄了标准分辨率板的底片放在显微镜下判断，看在一毫米范围内能分辨多少对一黑一白的线条。
但是受到胶片分辨率的客观和人工判读的主观影像；逆向思维：将lens看做是一个信息传递系统，被拍景物反映出来的光线作为该系统的输入信息，CCD相机上的成像是它的输出信息；一个优秀的镜头意味着它输出的像忠实的再现了输入方景物的特性。
由数学证明可知，任何周期性图形都可以分解成亮度按正弦变化的图形叠加，因此研究镜头对正弦变化的图形的反应就可以研究镜头的性能。
２．１仪器原理：光学系统的ＭＴＦ为该待测系统线扩散函数的傅利叶转换，因此量测ＭＴＦ直接的方法就是利用ＭＴＦ检测机测量待测系统的线扩散函数，然后计算其传利叶转换，即可获得ＭＴＦ曲线．ＭＴＦ检测机是由灯管照明的ＣＨＡＲＴ光线经过待测镜头成像，置于焦平面的线性ＣＣＤ则用以量测像的强度分布，即线扩散函数．由数学证明可知，任何周期性图形都可以分解成亮度按正弦变化的图形的叠加，而任何非周期图形又可以看作是周期图形片断的组合。
因此，研究镜头对正弦变化的图形的反映，就可以研究镜头的性能！亮度按正弦变化的周期图形叫做“正弦光栅”。
为了描述正弦光栅的线条密度，我们引入了“空间频率”的概念。
一般正弦波的频率指单位时间(每秒钟)正弦波的周期数，对应的，正弦光栅的空间频率就是单位长度(每毫米)的亮度按照正弦变化的图形的周期数。
图2：典型的正弦光栅利用MTF曲线判断镜头质量大量产品测量的实际应用中，为了简化测量，往往只测出特定条件下像场中特定点的MTF值，作为评价镜头的基本标准。
ISO12233
ISO12233/WG18解像力測試圖Mr. OH!主講ANAN 策劃PIMA / ISO Camera Resolution Chart ISO12233 / WG18續上一講....，同學問Mr.OH! :既然已經有了這麼好的MTF方式可以判斷相機和鏡頭的解像力，那為什麼還要發展，不同的解像力測試方法呢？MR. OH！：這個問題非常好，MTF的理論是經過驗證無誤的，但是關鍵卻出在拍攝的樣版圖上！除非，今天同學們沒事喜歡拍著斑馬線玩，否則，在自然界中你應該很難找到有什麼景物是直線和橫線直接構成的，而單以線條所組成的MTF測試圖如下圖的M-13-60：，是很難說服大眾去接受這就是鏡頭的解像力的極限！因此，MTF發展了十幾年，同樣的所翻拍的樣圖也不斷的在跟著演進，已符合目前一般拍攝狀況時的實際需要。
接著，我們看看PIMA / ISO Camera Resolution Chart ISO12233 / WG18 就是很好的例子，這個時期的解像力圖已可看出製圖者對模仿實際場景的用心，不僅線條改以雙曲線逼近製作，格式也不再清一色是直線和橫線了。
請注意到上面用紅色號碼標記的五個點，為此圖特有用於目測解像力之性能：1.垂直解像力條(Vertical Res)---可目測鏡頭對垂直影像的解像力。
2.對比指示條（Contrast Indicator)--用於顯示在空間頻率不同下的對比狀況。
3.對角線解像力條（Diagonal Res)--45度傾斜的對角線解像力條。
4.中央對焦區(Center Focusing Area)--兩種不同頻率的同心圓，協助對焦。
5.水平解像力條（Horizontal Res)---可目測鏡頭對水平影像的解像力。
WG18圖不僅可以滿足直接目測來評估解像力的效果（部分線條細達0.1mm，幾乎等同人髮粗細），也同樣的可藉由電腦軟體的協助，計算出不同位置的SFR值。
新名詞SFR！Spatial frequency response (SFR)主要是用於測量隨著空間頻率的線條增加對單一影像的所造成影響。
ISO12233测试标板的使用和判读解析
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1. ISO12233测试标板简介
1.1 ISO12233测试标板图样 1.2 ISO12233测试标板的材料、尺寸、单位 1.3 ISO12233测试标板测试单元、各测试单
元的测试内容
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1.1 ISO12233测试标板图样
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1.2 ISO12233测试标板的材料、尺寸、单位
测试四角分辨率时，要分别将四角上的十字型测试单元置于画面角落。 实际操作可以将标板16:9端线贴在画面外框，测量这一端上下两个角 的分辨率，再测另一侧两个角的分辨率。
测试中心分辨率
测试四角分辨率
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2.4 拍摄设置
Camera的拍摄设置包括：曝光时间、白平衡、亮度、色 彩、Gamma校正、拍摄模式、等。
读数
注意：测试四角分辨率时，读数和换算也参照上述关系。
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3.4 测试结果记录
分辨率测量结果标记例子如下：
1. 仅记录最低数值，分辨率：＞700LW/PH； 2. 记录中心、四角的最低数值，分辨率：中心850LW/PH、四角
700LW/PH； 3. 记录中心、四角的最低数值，以及斜45度数值，分辨率：中心
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2.1 拍摄条件
透射式标板测试条件
➢ 透射式标板需要在均匀光源背 景下进行测试。
➢ 右图为我司CCM机台上使用 透射式标板进行分辨率测试的 示意图。
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2.2 拍摄距离的确定和标板大小的选用
首先，一般来讲对于某一Cellphone Camera Module而言， 测试分辨率时的拍摄距离取决于该模组的对焦距离。即将 模组放在对焦距离的位置拍摄ISO12233测试标板。
测设备-MTF检测仪功能简介(更新版)20120118
-MTF检测仪镜头模组光学检测-MTF镜头模组光学检测MODEL:FW-800B注：实际规格如有变化，恕不事先通知。
1.产品介绍：MTF是光学镜头行业的最权威评价方式，本设备严格依照国际MTF （Modulation Transfer Function)测试评价标准，在ISO12233的测试原理下利用高速数位影像处理技术以及结合我司十余项专利技术与多年的在镜头行业经验，推出了第三代光学MTF检测仪。
本设备是快速准确检测镜头光学品质M odular Transfer Function（MTF）的本设备是快速准确检测镜头光学品质。
与传统投设备适合于光学高清镜头的研发数据分析以及高清镜头量产测试。
设备，，适合于光学高清镜头的研发数据分析以及高清镜头量产测试检测仪在在ISO12233的测试原理下利用高速数位影影机或其他检测装置相比,MTF检测仪同时也提供畸变、色还原、、像处理提供快速、精确、可靠的光学解析度MTF(SFR).同时也提供畸变、色还原具备检测分析速度快、解析度高、相对数据准确客观、暗角等多项实用功能；暗角等多项实用功能；具备检测分析速度快、解析度高、相对数据准确客观、品质稳定、无需暗室环境、占地面积小、人员操作简单等优势。
此设备使用简单,使用时无须专门培训人员,效率远高于投影解像机（FW-800B不仅可以提升生产效率,还可以降低客户投诉机率.分钟）不仅可以提升生产效率检测100PCS约2-3分钟）2.功能简介:MTF:R、G、B、W Channel All FrequencyDOF:焦深(Deep of Focus)FBL:機械後焦(Flange Back Focal Length)TV-Distortion:畸变变形量SHADING:相對週邊中心亮度比E.F.L:Effective Focal LengthALL-Frequency:MTF頻率變化分佈曲線(SFR)3.系统参数:软件作业平台Windows XP/2000光环境无强光直射工作环境湿度20%-90%;温度<45摄氏度4.Sensor規格Sensor Active Pixels:2592*1944Pixel Size:2.2μm*2.2μmPlane::0.95±0.18mmTop Of Glass To Image Plane5.软件介绍:1.主界面(理论镜头图片及功能键说明)2.数据显示界面3.MTF函数显示界面软件基本功能;1>自动捕获检测视场位置，所以允许镜头可以有一定的偏心。
MTF、解像力测试以及相关测试方法
MTF、解像力测试以及相关测试方法引言：近几年，随着人们生活水平的提高，互联网交际圈的日益发达，人们对高橡素手机的需求越来越大，高像素手机镜头的市场需求量也随之水涨船高。
为此，需要评测人员对手机镜头和对应模组进行严格的评价，对模组的设计和产品的出货检验提供技术支持和保障。
我司主要从MTF测试，拍摄鉴别率测试，TV畸变测试，色彩还原性测试，杂光测试，鬼像测试以及相对照度测试等。
1.MTF测试MTF为光学调制传递函数测试，即Contrast Transfer Function，也就是：对比度转换函数。
Modulation是I的maximum减去I的minimum除以I的maximum加上I的minimum；也就是(光的最亮度减去光的最暗度)与(光的最亮度加上光的最暗度)的比值，所得出来的结果M，就是光的对比度。
物的Modulation为Mo，像的Modulation为Mi，MTF=Mi/Mo。
是利用一光强分布在空间上成正弦变化的物体经由待测系统收集并分析成像面上的光强分布（PSP），最后经由傅里叶换算所得出的结果。
它是手机模组镜头最准确的像质评测方式。
图1为测试的MTF曲线。
图1 MTF测试曲线我们公司研发实验室使用的是德国Trioptics公司的Image Master HR（研发阶段用MTF 测试仪），见图2。
车间内使用的是德国Trioptics公司的Image Master Pro5（工业性量产用MTF测试仪），见图3。
图2 Image Master HR及其操作界面图3 Image Master Pro5Image Master HR功能以及测试项目：在轴和离轴的MTF、LSF、PSF，EFL （1-50mm)，ThroughFocus/Freq.（离焦），Optical Distortion，FOV(View of angle)视场角，CRA(Chief Ray Angle)主光线入射角以及Relative Illumination相对照度。
光学镜头基础知识及测试PPT课件
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CCDB、CCD驱动器、信号处理电路、步时电机及 驱动电路构成。两个CCD分别放在焦平面的前部 （A点）和后部（B点），与焦平面相距一个小间
隔 。分光棱镜使同一视场的光分离，分别被两
个CCD接收。当两路CCD信号中的高频成分相等 时，表示对焦，不等表示离焦。同时，根据两路 CCD高频分量大小，可判断是前离焦或后离焦。
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Confidential
自动对焦
• “自动对焦”就是由机器根据拍摄现场的 光线被摄物体的距离等参数,自动设定快门 与焦距以保证照片的最佳效果.手机因体积 所限,不可能加上调焦、快门等把手,这就使 “自动对焦”功能尤为重要!
• 自动对焦是将被摄物拍的更加清楚！
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•
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组成
• 变倍组、补偿组、固定组等构成
调焦组：通过小范围的轴向移动，实现镜头的聚焦调整。
变焦 镜头
变倍组：通过轴向移动，实现焦距连续可调。
补偿组：变倍组移动调焦时，成像面随之变化，随补偿组进行 相应的移动，使成像面保持在图像传感器的光敏面上。
人眼的对比敏感度函数10logmtfdcsfconfidentialrevpa1615200844sqf值高成像良好sqf值低成像很差confidentialsqfrevpa1615200845?冲印尺寸越大图片质量越差?sqf值是按照各种不同冲印放大率将成像镜头和人眼的mtf归化到成像镜头像面上计算得到的包含对各种冲印尺寸的考察?暖色调的单元格越多镜头总体质量越好aabbccdf10094948989848479796969595949lt
分辨率测试卡楔子测量MTF的最佳做法和陷阱
分辨率测试卡楔⼦测量MTF的最佳做法和陷阱摘要随着数字成像在各种⾏业中的普及，正在开发测量分辨率和锐度的新标准。
⼀些与ISO 12233：2014分辨率测试卡调制传递函数（MTF）测量显着不同。
我们专注于汽车相机监控系统的ISO 16505标准，它使⽤⾼对⽐度双曲线楔形代替倾斜边缘来测量系统分辨率，定义为MTF10（MTF =其低频值的10％的空间频率）。
根据倾斜边缘对信号处理敏感的说法选择楔形。
虽然确实如此，我们发现楔⼦也是⾮常敏感的，并且提出了⼀些测量挑战：⼦像素位置变化导致不可避免的不⼀致;楔形饱和使得结果更加稳定，牺牲了精度; MTF10可以通过锐化，噪声和其他⼯件来提升，并且可能永远不会达到。
质量差的图像可能表现出⾼MTF10。
我们表明，混叠的发⽣是⼀个更稳定的性能指标，我们讨论了获得楔形最准确结果的⽅法以及关于低对⽐度倾斜边缘的误解，这与系统性能更好相关，更具代表性汽车和安全成像感兴趣的对象。
介绍数字影像的应⽤在包括汽车，安全和医疗在内的许多⾏业中迅速扩⼤，其中还有⼏个。
随着这些应⽤的发展，正在建⽴新的标准[1]，以确保图像质量满⾜每个⾏业的具体需求。
也许最重要的图像质量因素是清晰度或分辨率，它决定了图像可以传达多少细节。
两者都是根据调制传递函数（MTF）定义的（实际上与空间频率响应SFR相同）。
MTF是空间频率f相对于低频的正弦波模式的对⽐。
⽤于计算MTF的原始空间频率单位是每像素周期（C / P）。
MTF通常以C / P或以C / P直接得出的单位报告，例如每幅图像⾼度的线宽（LW / PH），其中f（LW / PH）= 2 f（C / P）×图⽚⾼度图⽚⾼度可以任意选择，以符合ISO 16505的要求。
清晰度和分辨率具有相似之处，尽管不尽相同。
清晰度与整体观众感知有关，并且与MTF50密切相关，MTF50是MTF下降到其低频值⼀半（50％）的空间频率。
解决⽅案（通常是消失的解决⽅案的缩写）有许多定义。
MTF测试仪测试原理
MTF测试仪测试原理MTF测试仪（Modulation Transfer Function Tester）是一种用于评估相机镜头模糊度和解析度的测试设备。
MTF测试仪测量了图像中不同频率的模糊程度，并图示化了相机镜头在不同频率下的分辨能力。
MTF测试仪的原理基于相机和测试物之间的相对运动，以及对运动物体的图像进行采样和计算。
测试物通常是一系列横向或纵向的线条（被称为“棋盘格”或“棱镜”），这些线条以均匀的间距呈水平或垂直方向排列。
测试物通过铝箔、石英玻璃或其他材料制成，具有高对比度和细微细节，以便在图像中清晰可见。
1.图像采集：相机通过适配器与MTF测试仪连接，确定焦平面距离和图像传感器平面距离。
图像传感器通常位于相机的镜头筒的后方。
2.运动控制：MTF测试仪以既定的频率和幅度移动测试物，通常为扫描舞台或调整移动部件。
运动控制的高精度和稳定性对于准确测量模糊度和解析度至关重要。
3.图像采集与处理：相机通过镜头观察和采集运动的测试物。
图像被传送到计算机上进行进一步的处理和分析。
通常，测试仪会使用与实际摄影不同的图像处理技术，以提高测量结果的准确性。
4.图像分析：经过图像采集和处理，计算机会分析图像中的细节和对比度。
通过测量测试物中锐利的边缘和线条的对比度，可以评估镜头的模糊度和解析能力。
5. MTF曲线：MTF测试仪根据分析图像的细节和对比度，计算并绘制出Modulation Transfer Function（调制传递函数，MTF）曲线。
该曲线代表了镜头在不同频率下的模糊度和解析能力。
MTF曲线通常以百分比表示，从低频到高频，显示了相机镜头在不同空间频率下的转换能力。
通过MTF测试仪，制造商和用户可以评估镜头的性能，包括分辨力、对比度和色彩重现能力。
这些测试结果对于相机镜头的设计、制造和使用非常重要，并可帮助选择最适合特定应用的镜头。
总结起来，MTF测试仪的原理是通过运动控制和图像分析，测量相机镜头对不同频率下的细节和对比度的转换能力，并绘制出MTF曲线，以评估镜头的模糊度和解析能力。