一种判断成像系统的解析力的方法——WTF.收藏

   成像系统的解析力一直是摄像头最关键的指标之一。所有用户拿到一张照片的时候首先要看照片清楚不清楚，这里的清楚指的就是解析力。如何评价一个成像系统的解析力也是大家一直在探讨的问题。

   成像系统作为英莱激光视觉传感器的核心机构，它的图像解析力很重要，因此我们会根据客观的检测数据来作为选择参考，本期，小编和您分享目前主流的图像解析力检测标准之一“MTF检测”1.什么是MTF？    MTF是Modulation Transfer Function的英文简称，中文为调制传递函数。

在各个摄像头镜头中经常采用MTF描述镜头的MTF曲线，表明镜头的能力，常见的形式是这个样子的：

   要理解MTF曲线，需要先搞明白这几个词：成像的锐度，对比度，和分辨率>> 锐度 （acutance）    锐度特指黑白色调的边界的锋利或锐利程度，即黑白边界处的对比度高锐度照片的黑白边界非常清晰，见下图：。

   因此，锐度描述边界处影像信息过渡的快慢；高锐度导致信息的迅速过渡从而使得边界清晰可见>> 分辨率（resolution）    相机和镜头的分辨率描述的是对空间细节分辨的能力如果能把相邻非常近的线条分开，我们就说这个相机或镜头的分辨率高。

>> 对比度（contrast）    对比度是和锐度相联系的，高对比度对应高锐度，低对比度对应低锐度对比度和锐度可以互换，我们这里不区别其含义，尽管对比度有更广泛的含义，比如照片的整体对比度    这里可以理解为：清晰度＝对比度+分辨率；或者，清晰度＝锐度+分辨率。

高的分辨率只能通过恰当使用好的仪器（相机和镜头）实现，后期无法获得锐度则可以通过后期来增强2.镜头的MTF曲线    镜头的MTF曲线是对镜头的解像力的一个定量描述，确切地说是对镜头成像的清晰程度（包含分辨率和锐度两个因素）的一个定量描述。

   所谓镜头的解像力，就是镜头如实地再现被摄物体质感的能力，是镜头成像质量的一个重要指标。用来测试镜头解像能力的被拍对象通常是如图所示的清晰黑白条纹：

   扩展：这个黑白条纹包含了描述影像清晰度的两个基本要素：锐度，即黑白对比度，这里黑条纹和白条纹有清晰的边界；分辨率，即单位长度包含的黑白条纹数目，用“空间频率”（简称频率）来定量描述在上边的黑白条纹图案里，空间频率是变化的，从左往右，黑白条纹宽度逐渐变窄，间隔逐渐变小；空间频率逐渐升高。

左边是低频，右边是高频    如果经过镜头成像之后，影像是跟原物一模一样的黑白明晰条纹（包括分辨率和锐度），这个镜头就有完美的解像力。然而，这样完美的镜头是不存在的，一般的镜头成像效果是这样的：

和原物相比，成像有两个损失：    ① 锐度降低了，黑白边界变得模糊，这在一定程度上是由光波衍射造成的；    ② 太密集的黑白条纹变得不可分辨，这是由于密集条纹锐度降低导致的结果，所以也跟衍射有关锐度或对比度的丢失最终导致镜头的有限分辨率。

   黑白条纹的频率一般用单位长度之内的成对的黑白条纹数目（LP，line pairs）来描述，LP/mm完美的镜头，也受光波衍射现象的限制黑白条纹的频率越高，衍射的影响越大，最终导致条纹成像的不可分辨。

   MTF值代表的是在一定的条纹空间频率下对比度的复制率，这就是MTF的定义。完美镜头（即成像只受光波衍射限制的镜头）的MTF曲线如下图：

   扩展：在低频端，镜头的MTF值接近于1（保持完美的对比度）频率越低，解像越容易，边界的模糊带来的影响越小随着频率增加，MTF值逐渐降低，因为衍射现象的影响开始变得重要在高频端，衍射的影响强烈到影像无法解析的程度，所以MFT值趋近于0（黑白条纹无法分辨，分辨率变成0）。

这是物理上完美的镜头的MTF曲线质量非常高的镜头的MTF曲线和理论的完美镜头的曲线非常接近（图中紫线）：

低质量镜头的MTF曲线则和理论的完美MTF曲线相差较远（图中绿线）：

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