空间频率 MTF和 SFR

Posted 2021-12-05 浩瀚之水_csdn

什么叫空间频率?
我们日常中一般的频率是指时间频率,其单位是Hz,其定义是单位时间内(s)运动次数.
[官方定义:1.单位时间内完成振动或振荡的次数或周数;2.某一时间内某事物发生的次数或完成某过程的次数]
这里的被除数是单位所以是时间频率.
但是如果我们把被除数的单位改为空间单位毫米呢?就是某个东西在单位毫秒内出现的次数.这里我们称之为空间频率.
[官方说法:但空间频率的表述习惯用“每毫米线对”。（LP/mm），就是每毫米的宽度内有多少线对。]
[也可以用这些来表示:而空间频率的单位一般是
1. 线对每毫米(lp/mm)，
2. 周期每毫米（cycles/mm）,
3. 周期每像素（cycles/pixel），
4. 线宽每图像高（LW/PH Line Widths per Picture Height），
5. 线对每图像高（lp/ph）。]
其中lp/mm是目前使用最多的单位。cycles/pixel是在数码相机中的成像系统的。数码相机下一个像素就是1 cycles/pixel，两个像素就是0.5 cycles/pixel，4个像素是0.25 cycles/pixel.
那什么是MTF和SFR,或者说MTF和SFR有什么作用呢?这里就得说到相机的解析力了.
相机的解析力,就是分析相机拍不同空间频率的图像成像后的效果如何.不同相机在高空间频率下,谁的图越清晰,谁的解析力就越高.

MTF(调制传递函数):
如何计算一台相机的调制传递函数:(就是根据分析同一相机在不同空间频率下的成像效果(MTF值)得到一个函数)
MTF的计算就是计算线对间最亮和最暗线对的对比度。(计算过程:相机在空间频率A下成像的图片,读取其最亮值和最暗值)
计算公式为:
MTF = (最大亮度 - 最小亮度) / (最大亮度 + 最小亮度)
得到的MTF值就是该相机位于空间频率A的解析力.---- 多个不同的空间频率下的MTF值组成一组曲线就能得到该相机的MTF曲线,
经过数学处理就能得到该相机的MTF函数(调制传递函数)

这样的话就是说我们计算MTF需要计算不同的空间频率下的响应值,对应的是不是你该拍多张图片呢?这样是不是很不方便呢?
接着就推出了SFR(空间频率响应)

SFR(空间频率响应):
根据数学理论推导,人们发现只需要一个黑白的斜边（刀口）即可换算出约略相等于所有空间频率下的MTF。
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