镜头的分辨率解析
分辨率单位及换算,LWPH、LPmm、Lmm、Cyclesmm、Cyclespixel、LPPH

分辨率单位及换算,LWPH、LPmm、Lmm、Cyclesmm、Cyclespixel、LPPH转载:对于测试数字成像设备⾮常重要的参数是分辨率。
但有不同的⽅式来表达数码相机的分辨率,有时令⼈困惑。
下⾯介绍的是是最常见的单位。
百万像素“这台相机有1000万像素的分辨率”是我们经常在⼴告上看到的数据,但是从技术上看,这是错误的。
⼀个1000万像素的相机有⼀千万像素,可以采集镜头投射到传感器上的图像。
但这并不意味着,每个像素真的拥有关于图像内容的有⽤信息。
所以像素的数量与分辨率有些相关,但是没有定义它。
⼀个好的1000万像素摄像机与12或14万像素摄像机相⽐,具有相同的分辨率并不罕见。
LP /mm指的是镜头的分辨率计算单位,是镜头对于成像质量传递的评判标准;在模拟时代中,胶⽚和/或镜头的分辨率以每毫⽶线对(LP / mm)表⽰。
此单位表⽰在传感器/胶⽚平⾯中,您可以在⼀毫⽶内找到的线对数量。
⼀条线对是⼀条⿊线和⼀条⽩⾊的线,⽅向相同,宽度相同。
如果镜头的分辨率为100 LP / mm,则表⽰在胶⽚(或传感器)上投影1毫⽶内有100条⿊线和100条⽩线。
在数字时代中,数字值没有物理范围,只有其在屏幕上或打印中的表⽰。
所以你不能⽤这个单位来表达数字图像的分辨率。
您可以使⽤LP / mm来表⽰镜头的分辨率。
但是在这种情况下,您需要知道设备中使⽤的传感器的确切尺⼨,有时很难发现,如果⽆法打开设备,⼤部分时间都不可能。
LP / pix(cy / px)正如我们已经表明,LP / mm不是数码相机可以捕捉的分辨率的合适单位,需要不同的单位。
⼀个⾮常常见的单位是每个像素的线对或每个像素的周期。
在这种情况下,我们没有单位的物理范围,我们只描述⼀个像素可以解析多少个线对。
由于线对总是⿊线和⽩线,因此可以达到的最⼤分辨率是1/2 LP / pix。
所以如果⼀台相机可以解析0.4LP /像素,它将达到其理论最⼤分辨率的80%。
光学镜头参数详解(EFL、TTL、BFL、FFL、FBLFFL、FOV、FNO、RI、MT。。。

光学镜头参数详解(EFL、TTL、BFL、FFL、FBLFFL、FOV、FNO、RI、MT。
转载:关键述语:1、EFL(Effective Focal Length)有效焦距定义:指镜头中⼼到焦点的距离(下图)。
镜头的焦距分为像⽅焦距和物⽅焦距(下图):像⽅焦距是指像⽅主⾯(后主⾯)到像⽅焦点(后焦点)的距离。
物⽅焦距是指物⽅主⾯(前主⾯)到物⽅焦点(前焦点)的距离。
注意事项:(1)焦距过短则视场⾓过⼤,导致畸变和主光线出射⾓难以控制,相对照度过低,镜⽚弯曲严重,相差校正困难,因此难以设计。
(2)焦距过长镜头将过长,不利于系统⼩型化,⽽且视场⾓过⼩,不能满⾜⽤户需求(FOV>60°)2、TTL(Total Track Length) 镜头总长镜头总长分为光学总长和机构总长:光学总长是指由镜头中镜⽚的第⼀⾯到像⾯的距离。
机构总长是指由镜筒端⾯到像⾯的距离。
3、BFL(Back Focal Length)光学后焦距定义:由光学系统中镜⽚的最后⼀⾯到像⾯的距离。
4、FFL(Front Focal Length)光学前焦距定义:由光学系统中镜⽚的第⼀⾯到物⾯的距离注意事项:要与机构后焦距FFL区分5、FBL/FFL(Flange Focal Length)机构后焦(法兰焦距)定义:由镜组的最后⼀个机构⾯到像⾯的距离6、FOV(Field Of View)视场⾓定义:是指镜头能拍摄到的最⼤视场范围。
视场⾓可分为对⾓线视场⾓(FOV-D)、⽔平视场⾓(FOV-H)、以及垂直视场⾓(FOV-V)。
对⾓线视场⾓最⼤,⽔平视场⾓次之,垂直视场⾓最⼩。
通常我们所讲的视场⾓⼀般是指数码摄像模组的对⾓线视场⾓。
FOV-H=2tan(H/2D)FOV-V=2tan(V/2D)FOV-D=2tan[sqrt(H2+V2)/2D]7、F/NO.(F-Number)焦数(相对孔径)定义:有效焦距与⼊射瞳孔径的⽐值。
各种版本电影 格式与分辨率尺寸详解

* 双机3D 或单机双镜头3D
现在唯一的解决办法就是使用双机3D分别放映左眼和右眼内容,亮度可以大大提高,但是由于成本问题国内影院使用的很少,现在就是传奇时代影城有一套BARCO双机3D放映系统。另外苏州马上要开业的嘉禾影城也装了一套。这两家影院的3D效果会比使用单机的影院好很多很多。
也有越来越多的电影采用了全数字摄影,比如卢卡斯星战前传2和3、超人归来等。但目前这些大片采用的数字电影摄像机其实只有1920X1080的分辨率,正好与2K放映水准相当。所以目前用数字电影摄像机拍摄的影片反而无法制作出数字4K版本。
- IMAX胶片版(6K)
说到此就要讲IMAX的概念了。IMAX(指Image Maximum“最大影像”)是一种能够放映比传统底片更大和更高解像度的电影放映系统。标准的IMAX银幕为22米宽、16米高,但可以在更大的银幕播放。目前上海只有和平影都一家商业IMAX厅,科技馆只放映科教记录片,而北京有3家了。IMAX为了大幅增加影像的解象度,采用了特别的70mm底片,而真正的IMAX影片应该以70mm的胶片摄影机拍摄。
- IMAX DMR版(4K-6K)
而IMAX为了推广其影院系统,推出了一个DMR技术应用于更多商业片的发行。处理过程是这样的,首先,制片公司把影片的35mm胶片拷贝交给IMAX,后者运用DMR技术,以最高解析度扫描35毫米胶片的每个画格,将其转为数字画面;然后,使用专有图像增强技术,对每幅画面进行优化,最后冲印在70mm胶片上。像今年上映的《哈利波特:混血王子》和《变形金刚2》(该片的大部分场景)等绝大多数IMAX的故事长片都是IMAX DMR。其画质我想K)
而传统的胶片版就复杂一些。本来电影胶片一般不标称分辨率,一定要推算,优质的35mm电影胶片对应分辨率约4K,或略好于4K;而且后期制作的母带的分辨率视制作水平也是有分别的,好的大概4K左右,差点的3K。然而我们有幸看电影母带的可能性无限接近于零!因为电影院播放的是经过N次“拷贝”的拷贝。拷贝质量好的,分辨率大概也就刚过2K的水平,差的分辨率甚至不足1K,而且会随着放映次数增多而衰减。拷贝放映场次一多,就会被划伤,画面上会有黑雨丝;影片受到多次高温烘烤,画面会褪色,片基翘曲就会导致失焦。看起来胶片版的画质不会超过2K的主流数字版。不过,胶片电影的优势在于硕大的画面能造成的强烈震撼感和胶片特有的质感、色彩风格和景深效果,也会有偏好者。
数码相机的分辨率

数码相机的分辨率我们在购买数码相机时,分辨率是一个很重要的指标。
早年的数码相机分辨率很低,如CASIO的QV-10不到10万像素(320X240)、18万像素的KODAK DC20(493X373)其分辨率还比不上现在的摄像手机和摄像头。
经过近十年的发展,数码相机的分辨率不断增高,目前已经超过1千万像素。
就以上述帖子里所举的A70相机设置为2048X1536X16M来说,这就是300万像素。
2048X1536就是说在宽度方向有2048个像素,在高度方向有1536个像素。
2048X1536=3145728,我们就称其为300万像素(因为1K=1024,1M=1048576)。
而后面的16M是指颜色深度。
每个像素是有颜色的,而每像素的颜色用3个BYTE来记录,分别是红,绿,蓝。
每BYTE可以记录256个层次,因此共可记录256X256X256=16777216种不同的颜色,即16M,也称为24位颜色深度。
因此,如果按RGB颜色记录一个2048X1536像素的图像文件,就要2048X1536X3=9437184个BYTE,即9MB,再加上文件头等其他信息,最终要大于9MB。
不过数码相机平时多数用JPG格式,这是一种有失真的,压缩比较大的图像文件格式,一般情况下,2048X1536像素的JPG文件根据其压缩比的不同文件尺寸也不同,大约在1-2MB左右。
同样也可以计算出1600X1200X16M等其他像素的文件大小。
由此可见,2048X1536X16M与1600X1200X16M的照片,包含的像素点是不一样的,也就是说其信息含量是不一样的。
如果用同样的输出分辨率来打印照片,得到的照片大小是不一样的,反过来,如果输出同样大小的照片,照片上单位长度里的像素点数是不一样的,也就是照片的细腻程度是不一样的。
打印机和数码冲印从上面的讨论中我们可以看出,数码相机的分辨率并非真正的分辨率(Resolution),而是像素数(Pixel)。
摄像机的相关参数分析

摄像机的相关参数分析1.分辨率:D1/CIF/QCIF (NTSC/PAL, VGA/QVGA 分辨率(resolution )就是屏幕图像的精密度,是指显示器所能显示的点数的多少。
由于屏幕上的点、线和面都是由点组成的,显示器可显示的点数越多,画面就越精细,同样的屏幕区域内能显示的信息也越多,所以分辨率是个非常重要的性能指标之一。
可以把整个图像想象成是一个大型的棋盘,而分辨率的表示方式就是所有经线和纬线交叉点的数目。
2•值感应模式是用通过影像亮点代替整个影像的平均值来决定曝光指数,使用规则系统的用户能应对最苛刻的要求,如在黑夜抓取一个白点的影像,而且还要看到这个小亮白点的细节和色彩。
3. 超级HAD图像传感器内置应用"SuperHoleAccumulationDiode(HAD)" 电子画质提升技术的CCD影像感应器,提高CCD勺感应性能及加强数码信号处理功能,有效地于拍摄影像时降噪及减低不必要的干扰,令画面更清晰明丽,色彩层次更分明,对现场光源不足或拍摄夜景时效果尤其显着。
4. 像素(Pixel ) 是由Picture(图像)和Element(元素)这两个单词的字母所组成的,是用来计算数码影像的一种单位,像素越大,,图像越清晰。
像素是衡量摄像头的一个重要指标之一,一些产品都会在包装盒标着30万像素或35万像素。
一般来说,像素较高的产品其图像的品质越好。
但另一方面也并不是像素越高越好,对于同一个画面,像素越高的产品它的解析图像的能力越强,为了获得高分辨率的图像或画面,它记录的数据量也必然大得多,对于存储设备的要求也就高得多,因而在选择时应注意相关的存储设备。
5. 信噪比:(>52db 或是>48db),即SNR( Signal to Noise Ratio )又称为讯噪比,即放大器的输出信号的电压与同时输出的噪声电压的比,常常用分贝数表示。
设备的信噪比越高表明它产生的杂音越少。
摄像头工作原理及简单提高图片清晰度,分辨率

摄像头的工作原理一、摄像头的工作原理摄像头的工作原理大致为:景物通过镜头(LENS)生成的光学图像投射到图像传感器表面上,然后转为电信号,经过A/D(模数转换)转换后变为数字图像信号,再送到数字信号处理芯片(DSP)中加工处理,再通过USB接口传输到电脑中处理,通过显示器就可以看到图像了。
注1:图像传感器(SENSOR)是一种半导体芯片,其表面包含有几十万到几百万的光电二极管。
光电二极管受到光照射时,就会产生电荷。
注2:数字信号处理芯片DSP(DIGITAL SIGNAL PROCESSING)功能:主要是通过一系列复杂的数学算法运算,对数字图像信号参数进行优化处理,并把处理后的信号通过USB 等接口传到PC等设备。
(DSP结构框架:1. ISP(image signal processor)(镜像信号处理器)2. JPEG encoder(JPEG图像解码器)3. USB device controller(USB设备控制器) )二、摄像头的主要结构和组件从摄像头的工作原理就可以列出摄像头的主要结构和组件:1、主控芯片2、感光芯片3、镜头4、电源(摄像头内部需要两种工作电压:3.3V和2.5V,因此好的摄像头内部电源也是保证摄像头稳定工作的一个因素)三、摄像头的一些技术指标1、图像解析度/分辨率(Resolution):2、图像格式(image Format/ Color space)RGB24,I420是目前最常用的两种图像格式。
●RGB24:表示R、G、B三种颜色各8bit,最多可表现256级浓淡,从而可以再现256*256*256种颜色。
●I420:YUV格式之一。
●其它格式有: RGB565,RGB444,YUV4:2:2等。
3、自动白平衡调整(AWB)定义:要求在不同色温环境下,照白色的物体,屏幕中的图像应也是白色的。
色温表示光谱成份,光的颜色。
色温低表示长波光成分多。
当色温改变时,光源中三基色(红、绿、蓝)的比例会发生变化,需要调节三基色的比例来达到彩色的平衡,这就是白平衡调节的实际。
高质量镜头的折射率和分辨率分析

高质量镜头的折射率和分辨率分析随着摄影技术的进步,越来越多的摄影爱好者开始注重镜头的品质。
而在选择镜头时,最常被关注的两个指标就是折射率和分辨率。
这两个指标直接决定了镜头的成像质量和细节表现能力。
因此,在购买镜头前,需要对折射率和分辨率的含义和影响有一定的认识。
折射率折射率(Refractive Index)是指物质对光线的折射能力。
在光线通过两种介质时,会发生折射现象。
每种介质都有自己的折射率,通过它可以判断光线在该介质中的传播速度和传播角度。
因此,不同材质的玻璃在光线通过时也会产生不同的折射现象,从而影响镜头成像的质量。
一般来说,在高端镜头中采用的材质会比较坚硬,折射率会比较高。
这种材质的镜头可以更好地消除球差、色差等光学问题,从而制造出更准确、细腻的成像效果。
当然,高折射率的镜头也有一些不利因素,例如在畸变和环境光照的情况下会显得比较敏感。
分辨率分辨率(Resolution)是指相机成像的画面中能够呈现细节的能力。
当画面中的细节越多、清晰,分辨率就越高。
而在物理上,分辨率与像素、感光度等因素都有关系。
镜头的分辨率则更多地受到折射率的影响。
分辨率较高的镜头通常会在设计时采用复杂的结构,以获取更多的细节信息。
例如,镜头的后一组镜片常常被设计得比前一组更复杂,以增加画面细节。
同时,一些高端镜头可能会采用低散焦、高色散等专业的光学玻璃来加工镜片。
这些镜片能更好地消除光学问题和色散现象,提高显色度和图像细节。
总结高质量镜头的折射率和分辨率是直接决定镜头成像质量的重要指标。
折射率越高,镜头的光线传播角度和传播速度就越接近完美,从而可以制造更准确、清晰的成像效果。
而分辨率则直接关系画面的细节表现能力,高分辨率的镜头能够捕捉到更多的图像细节,产生出更细腻、真实的图像。
因此,在选择镜头时,我们需要综合考虑折射率和分辨率的因素,找到最适合自己的镜头类型。
数码相机的各种参数

数码相机的各种参数数码相机是一种将图像转换成数字信号的相机,拥有多种参数用于度量其性能和功能。
这些参数包括传感器类型、分辨率、ISO感光度、快门速度、镜头类型、对焦系统等等。
以下是数码相机的各种参数:1.传感器类型:数码相机使用不同类型的传感器来捕捉图像。
常见的传感器类型包括CCD(电荷耦合器件)和CMOS(互补金属氧化物半导体)。
2.分辨率:数码相机的分辨率决定了它能够捕捉图像的细节和清晰度。
分辨率通常以百万像素(MP)为单位表示。
较高的分辨率意味着更多的像素,从而获得更清晰的图像。
3.ISO感光度:ISO感光度用于调整相机对光的敏感程度。
较高的ISO值意味着更高的感光度,相机可以在低光条件下工作,但可能会引入图像噪点。
4.快门速度:快门速度决定了相机的曝光时间,即图像传感器被曝光的时间长度。
较短的快门速度可以冻结快速运动的物体,而较长的快门速度则可以捕捉到运动模糊效果。
5.镜头类型:数码相机可以使用固定镜头或可更换镜头。
固定镜头相机具有一个固定焦距的镜头,而可更换镜头相机可以根据需要更换不同种类的镜头。
6.对焦系统:对焦系统用于确保图像的清晰度。
相机通常会使用对焦传感器来检测图像的对焦情况,并相应地调整镜头位置以获得清晰的图像。
7.光学变焦:一些数码相机具有光学变焦功能,可以通过调整镜头的位置来放大或缩小图像。
光学变焦比数字变焦更高质量,因为它实际上是在调整镜头位置来放大图像,而不是简单地放大图像。
8.存储媒介:数码相机使用不同类型的存储媒介来保存图像文件。
常见的存储媒介包括内置存储器、SD卡、CF卡等。
9.连拍功能:连拍功能允许相机连续拍摄多张图像。
这对于捕捉快速运动的物体或拍摄连续动作场景非常有用。
10.视频录制功能:一些数码相机支持视频录制功能,可以拍摄高清视频。
11.电池寿命:电池寿命是指相机使用一组电池能够拍摄的照片数量。
较长的电池寿命意味着用户可以更长时间地使用相机而无需更换电池。
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镜头的分辨率解析————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期:ﻩ镜头分辩率及高清摄像机镜头选择摘要:本文讨论镜头的分辨率和镜头的MTF函数,以及高清摄像机镜头选择。
目前百万像素高清摄像机已越来越多地应用于监控,有1百万像素摄像机、2百万像素摄像机、5百万像素摄像机。
摄像机的像素高是图像清晰的一个方面,另一方面高像素感光元也要配以高分辨率的镜头才能使高清摄像机的能力得以体现。
镜头分辩率镜头的分辩率是指在成像平面上1毫米间距内能分辨开的黑白相间的线条对数,单位是“线对/毫米”(lp/mm,line-pairs/mm)。
镜头对黑白等宽的测试线对图并不是无限可分辨的。
当黑白等宽的测试线对密度不高的时候,成像平面处黑白线条是很清晰的。
当黑白等宽的测试线对密度提高时,在成像平面处还是可以分辨出黑白线条,但是白线已不是那么白了,黑线也不是那么黑了,白线黑线的对比度就会下降。
当黑白等宽的测试线对密度提高到某一程度,在成像平面处黑白线的对比度非常小,黑白线条都变成了灰的中间色了,这就到了镜头分辨的极限。
参见图一。
图1好的镜头和差的镜头的分辨率是有很大不同的。
测试镜头分辨率的一种方法是将待测镜头装在一个胶片照相机上。
去拍摄黑白条纹图(分辨率图版),然后用高倍放大镜(镜头分辨率检测仪)检测底片上每毫米范围内能清晰分辨的线条对数,能分辨得越多则分辨率越高。
按照我国照相机检测标准(JB745-65),一般135照相机的镜头中心视场达到37线对/毫米、边缘视场达到22线对/毫米,就算是一级镜头。
用数线条的方法确定分辨率是一种方法,还有一种更为客观的方法是测量镜头的MTF函数。
MTF(modulationtransferfunction调制传递函数)以此来反映镜头的反差和分辨率被测的黑白条纹图(分辨率图版)白线最亮处与黑线最暗处的差别,反映了被测图形的反差(或称对比度)。
设白线最大亮度为Imax,黑线最小亮度为Imin,我们用调制度(Modulation)来表示反差的大小。
调制度M定义如下:M=(Imax-Imin)/(Imax+Imin)同样通过镜头成像的图形白线最亮处与黑线最暗处的差别,反映了成像图形的反差(对比度)。
设白线最大亮度为I*max,黑线最小亮度为I*min,调制度M*如下:M*=(I*max-I*min)/(I*max+I*min)如果原来图像的调制度M和经过镜头后成像的调制度M*,那么MTF值为:MTF=M*/M当然我们希望原来图像的调制度M和经过镜头后成像的调制度M*能“原汁原味”M*=M即MTF=1。
这时经过镜头后成像的反差(对比度)和原图像一样,但实际情况是经过镜头成像的M*要小于原来图像的M。
当被测的黑白条纹图密度不高时,M*和M几乎相等。
随着被测的黑白条纹图密度逐渐提高时,I*max和I*min 会逐渐接近,M *会逐渐变小,直到为0,MTF也同样逐渐变小,直到为0。
当我们改变测试图的黑白条纹图密度时,所成图像的条纹密度即所代表的分辨率或称每毫米线对(lp/mm)也在改变。
将lp/mm值作为横坐标将镜头MTF值作纵坐标连成图,我们就得到了MTF-lp/mm图,参见图二。
图2在图二中最上面是一组逐渐变密的黑白测试线条,中间是一组通过镜头成像的线条,下图中红色曲线就是镜头所成图像的亮度变化曲线,蓝色曲线就是MTF-lp/mm曲线。
当黑白线条很粗时(分辨率很低<10 lp/mm)测试图和成像的黑白线条的亮度一样,都很黑或很白,体现在红色曲线就是曲线上下幅度很大,蓝色这部分MTF-lp/mm曲线都接近100%。
当测试线条变密通过镜头成像的白线条就会变暗,黑线条也不怎么黑了,看40lp/mm处,代表黑白亮度的红线幅度变小,即反差变小(I*max-I*min),调制度M*变小,所以蓝色的MTF值下降到50%。
进一步提高黑白测试线条密度,如上图的接尾处200 lp/mm代表黑白亮度的红线幅度变得非常小,趋于黑白的中间值,成像的黑白线已经很不分明而成了中间的灰色,蓝色曲线的MTF=3%,到了这个镜头的分辨率极限。
人眼对反差5%时尚能察觉,对反差低于2%时就不能察觉了。
所以一般选定MTF 值为3%时的lp/mm值作为镜头的目视分辨率。
在上图中有一条水平红虚线MTF=10% 和蓝线相交处的分辨率大约是120lp/mm。
分辨率在较低(如10 lp/mm)时的MTF值反映了镜头的透光性、反差、对比度。
好的镜头能达到95%以上,如图三中MTF图的红色曲线所代表的镜头和图四的实例。
如果分辨率在10 lp/mm时MTF较小的,如图三中MTF图的绿色曲线所代表的这个镜头,10lp/mm处的MTF=84%,它的透光性、反差对比度就都会比较差,实例看图五。
红色曲线代表的镜头和绿色曲线代表的镜头虽然最后的分辨率差不多,但红色曲线代表的镜头的透光性、反差、对比度要比绿色曲线代表的镜头好很多。
图3红线代表的镜头反差要比绿色的好图4分辨率=10 lp/mm时MTF值大反映镜头的透光性好,镜头反差大,对比度大图5分辨率=10lp/mm时MTF值小反映镜头的透光性较差,镜头反差小,对比度小在分辨率较高,比如30 lp/mm时的MTF值反映了镜头的分辨率,好的镜头要在70%以上,而普通镜头就在40%以下了。
如图六中红线代表的镜头在30 lp/mm处MTF =80%,装在高清摄像机上能看到1000线,见图七,而如图六中紫色线代表的镜头在30 lp/mm处MTF=48%,装在高清摄像机上能只看到500线,参见图八,图6 红线代表的镜头分辨率要比紫色的好图730 lp/mm时MTF值高镜头的分辨率就高,看测试卡能到1000线图830 lp/mm时MTF值低镜头的分辨率就低,看测试卡只能到500线常见的MTF图上面的MTF图是镜头中心处的MTF值随分辨率lp/mm变化的曲线图。
但MTF 还和很多因素有关。
测试时镜头的光圈,测试点偏离中心的距离。
另外测试黑白线条是平行于径线(弧矢方向),还是垂直径线即切线方向(子午方向meridional一般标M),MTF值都不一样。
图9 距离镜头中心不同点MTF不一样,测试条纹平行或垂直于径线MTF也不一样镜头公司往往会以一个固定光圈,用10lp/mm分辨率的黑白线条,在偏离镜头中心不同距离处测试MTF值,来表示镜头中心外其他各点反差特性。
当然也会用30 lp/mm在偏离镜头中心不同距离处测试MTF值,来表示镜头中心外其他各点的分辨率特性。
这种MTF图一般是F=8(光圈值为8)时测得(MTF一般在F=8最好)。
有两组曲线,一组是10lp/mm用粗线表示,另一组是30lp/mm用细线表示。
每组曲线有两条,弧矢方向(测试黑白线条是平行于径线)测得的MTF曲线一般用实线表示,子午方向(测试黑白线条是垂直于径线)测得的MTF曲线一般用虚线表示,总共4条曲线。
图十是某镜头距中心不同距离(mm)处的MTF图。
由图中线条我们可以看出,代表反差(10lp/mm)的蓝色粗线很高,接近于0.97,说明该镜头在F8的最佳光圈处有着非常好的反差。
代表分辨率(30 lp/mm)的蓝色细线也在0.86以上,说明此光圈下分辨率也极优。
蓝色曲线直到距离中心18毫米左右依然平直、仅在边缘略有下降,说明该镜头在整个成像范围内有着一致的特性,边角分辨率略有一点下降。
实线与虚线距离很近,反映出该镜头像散也很小。
对于MTF图的判读可以归纳出以下几点:1、10 lp/mm的低频曲线反映了镜头的反差特性,这条曲线越高代表镜头反差大。
2、30 lp/mm的高频曲线反映镜头分辨率特性,这条曲线越高代表镜头分辨率越高。
3、弧矢曲线与子午曲线越接近两者距离越较小,代表镜头像散越小。
4、MTF曲线越平直越好,越平直越说明边缘与中间一致性好。
图10高清摄像机镜头选择高清摄像机的像素都在百万以上,但是要充分体现高清摄像机百万像素的性能还需要与之相匹配的高清镜头。
那么怎么选择高清镜头呢。
我们知道了一个镜头有它的最高分辨率N lp/mm,那么根据纳奎斯特采样定理,至少需要配以2N/mm个空间采样点。
这个可以这样来理解,1mm内有N条黑白线对,那么就有N条白线和N条黑线总共2N条线。
以摄像机的一个感光元对应以一条白线或黑线,那么摄像机在1mm内需要有2N个感光元来对应N条白线和N条黑线,摄像机的感光元密度就是2N/mm,参见图十一。
图11这时摄像机感光元件的分辨率和镜头的分辨率正好匹配,谁都没有浪费。
同样如果一个摄像机每毫米的像素密度是M点(pixel/mm),那么应该选择一个分辨率是M/2 lp/mm的镜头。
下面我们举一个例子:有一个2百万像素摄像机,像素数为1600×1200=1920000,感光面尺寸是1/2吋。
我们知道1/2吋的感光面它水平尺寸是6.4mm、垂直尺寸是4.8mm,它的水平像素密度是1600/6.4=250 pixel/mm,垂直像素密度是1200/4.8=250 pixel/mm,感光像元尺寸是4um×4um。
水平像素密度和垂直像素密度一样,像素是正方形的,如果像素不是正方形的镜头分辨率应参考像素密度高的。
在这里水平像素密度和垂直像素密度都是250 pixel/mm,所以镜头分辨率应选125 lp/mm。
如果一个2百万像素摄像机感光面尺寸是1/3吋,1/3吋的感光面它水平尺寸是4.8mm,垂直尺寸是3.6mm,它的水平像素密度是1600/4.8=333.3 pixel/mm,垂直像素密度是1200/3.6=333.3pixel/mm,所以镜头分辨率应选167 lp/mm。
通过上面例子我们还看到,一个标为1/2吋的2百万像素镜头不适合于1/3吋的2百万像素感光面,这一点要有所区别和重视。
1/2吋的2百万像素镜头分辨率是125 lp/m m,去用于1/3吋的4.8mm×3.6mm感光像面,在水平方向有125×4.8=600线对,对应了1200像元,在垂直方向有125×3.6=450线对,对应了900像元。
1200×900=1080000差不多是一百十万像素。
所有把一个标为1/2吋的2百万像素镜头用于1/3吋的感光面时只能适合一百万像素的感光面,或者说只能当1百万像素镜头用。
所以光讲百万像素镜头,不讲适用感光元件的尺寸可能信息并不完全,因此对镜头分辨率的描述还是lp/mm比较准确。
有时摄像机的指标会给出感光像元的尺寸L(mm),那么所对应镜头分辨率的黑白线宽应该都是L(mm),所以黑白两条线对应的一条线对的宽度是2L (mm),那么其倒数1/(2L)(lp/mm)就是镜头的分辨率。