調(diào)制傳輸對(duì)圖像質(zhì)量測(cè)影響

由于這些分辨率測(cè)試卡主要對(duì)擴(kuò)展對(duì)象的成像有效，與包含無數(shù)點(diǎn)的西門子星不同，所以必須找到另一種定量描述圖像質(zhì)量的方法。通常情況下使用正弦亮度分布來檢查如何將看起來盡可能簡(jiǎn)單的對(duì)象成像。正弦亮度分布是明暗條紋的圖案，亮和暗之間的過渡逐漸連續(xù)地發(fā)生，即正弦，就比如我們的插座中的電功率隨時(shí)間變化。

之所以在鏡頭分辨率測(cè)試卡的MFT使用正弦條紋圖案，主要是因?yàn)閳D像測(cè)試結(jié)果再次是正弦圖案，這樣一來就不用考慮點(diǎn)擴(kuò)散形狀可能帶來的復(fù)雜性。

它的幾個(gè)屬性也保持穩(wěn)定或至少與成像質(zhì)量無關(guān)：條紋方向不改變，并且頻率每單位長度的條紋數(shù)量?jī)H根據(jù)成像比例改變。

與原來不同的就是暗和亮條紋之間的亮度差異。這是因?yàn)閿U(kuò)展點(diǎn)為了確保擴(kuò)展部分光在實(shí)際上操作時(shí)完全落變暗的位置上，而不是落在明亮的位置上。

該圖顯示了作為強(qiáng)度分布（垂直于條紋的橫截面）的正弦條紋圖案（黑色曲線）。它每毫米有20個(gè)周期，因此一個(gè)周期是50μm長。紅色和藍(lán)色曲線是點(diǎn)擴(kuò)展中的亮度分布的橫截面。

以藍(lán)色標(biāo)記的正弦圖案的理想成像存在的亮度根據(jù)藍(lán)色曲線分布到周圍區(qū)域。因此，由圖可以看到，有些光落在藍(lán)色點(diǎn)旁邊25μm的黑暗“山谷”中。

光也會(huì)從正弦圖案?jìng)?cè)面落在紅點(diǎn)處。雖然側(cè)面上的正弦圖案較暗，但還是有很大的部分的點(diǎn)落到達(dá)-25μm處，主要是因?yàn)榧t點(diǎn)更接近暗谷。因此，圖案的暗區(qū)中的強(qiáng)度是來自相鄰區(qū)域的許多這樣點(diǎn)的集合。結(jié)果就是標(biāo)記為“圖像”較弱的調(diào)制曲線。圖像中的暗條紋的亮度由于像差而升高，亮條紋變得更暗。

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在光學(xué)中，明暗之間的差異被稱為“對(duì)比度”。從通常的角度看，所有正弦周期性變化量的最大值和最小值之間的差被稱為“調(diào)制”。如果通過簡(jiǎn)單說就是將這兩個(gè)圖除以每個(gè)圖像，將圖像的調(diào)制與對(duì)象的調(diào)制相比較。因此我們可以得到一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)字，提供鏡頭成像特性的聲明：調(diào)制傳輸。 我們已經(jīng)理解了“MTF”一詞的前兩個(gè)字母的意思。它是0到1之間或在0和100％之間的數(shù)字。

攝影師習(xí)慣于在孔徑光闌上表現(xiàn)明暗差異，這也是非常合理的，因?yàn)槲覀兊难劬Φ母兄裱@種對(duì)數(shù)刻度。但是，例如如果我們的條紋圖案由最亮和最暗點(diǎn)之間的6個(gè)孔徑光闌的差異組成，即亮度比為1:26，則調(diào)制傳輸為50％= 1:64？ 圖像中的差異3孔徑光圈是否為1:32，這相當(dāng)于5個(gè)孔徑光圈？

兩者都是錯(cuò)的。實(shí)際上，在上述情況下，我們?nèi)匀痪哂写蠹s1.5個(gè)孔徑光闌。這是因?yàn)樵诠鈱W(xué)中，“對(duì)比度”參數(shù)定義如下：

對(duì)比度=最大值?最小值/最大值+最小值

因此，在我們的示例中，對(duì)象的對(duì)比度為63除以65，0.97。在以50％的調(diào)制轉(zhuǎn)移成像之后，圖像中的對(duì)比度僅為一半高，0.48。最小值到最大值近似為1:2.9。(1.9/3.9=0.48)

下圖顯示了如果在孔徑光圈中測(cè)量，對(duì)象對(duì)比度和圖像對(duì)比度如何與不同的調(diào)制傳輸相關(guān)：

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我們可以識(shí)別分辨率測(cè)試卡MTF的三個(gè)重要屬性，我們?cè)谧xMTF曲線時(shí)應(yīng)該記?。?/p>

1.在高物體對(duì)比度水平下，較高M(jìn)TF值的小差異尤其明顯。

2.另一方面，小于一個(gè)孔徑光闌的弱色調(diào)值變化不需要高M(jìn)TF值。高于70-80％的差異則幾乎不相關(guān)。

3.具有非常低的MTF值，實(shí)際上與物體對(duì)比度的高度無關(guān)，圖像對(duì)比度始終較低。

這就是為什么薄膜的數(shù)據(jù)表總是給出1:1.6的低對(duì)比度的分辨能力。1:1000的對(duì)比度的分辨率數(shù)字只能使用接觸曝光測(cè)量。對(duì)于最精細(xì)的結(jié)構(gòu)（即非常高的空間頻率），世界上沒有透鏡能夠產(chǎn)生十個(gè)孔徑光闌的對(duì)比度。所以基于該較高分辨率值來估計(jì)膠片圖像的信息量太樂觀了。

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