实时测量摄像机分辨率
产品概要
8K·4K等UHDTV的最大特征是其空间分辨率的高度,其中成像系统(摄相机)的分辨率特征尤为重要。
空间分辨率是指摄相机捕获和表达细节的能力,但是空间分辨率与像素数不同。
因此,有了MTF(Modulation Transfer Function)做为指标,表示固定空间内各种频率的响应幅度大小。
MTF做为测量空间分辨率特性的可靠指标,可以应用于摄相机、镜头开发、拍摄等各种各样的场景当中。
ASTRODESIGN与日本放送协会合作开发了IP-8030 8K实时MTF测量装置。
系统概图
特点
可以一边调节变焦镜头焦距一边测试。
可以搜索到最适合的MTF的F值。
可以通过光学特性,细节校正和增强校正等各种流程进行全面的MTF测量。
可以检测到光轴畸变。
可以通过像素结构或其它流程从不同方向检测。
ROI(限于Regionb of Interest感兴趣区域内)可以测量任意形状。
可以进行平均值处理以减少随机噪声带来的影响。
可以通过拟合过程减小几何变形带来的影响。
因为对成像系统的边缘响应进行过量采样测量,所以可以测量到从DC到奈奎斯特频率范围以上(返回)的领域。
测试结果表示
该装置采用基于以下文中所述的倾斜边缘测量方法算法。
ISO Standard 12233、"Photography-Electronic Still Picture Cameras-Resolution Measurements," 2000.
ARIB TR-B41电视摄像机系统的分辨率特性测量方法1.0版
选项
MTF是什么
MTF(Modulation Transfer Function)在日语中是调制传递函数的意思。
但我们认为空间频率特征的别名更容易理解。
简单来说它是一个表示拍摄图像时使用的分辨率特征数值。
例如,在MTF图表架上准备从粗糙到精细的白色和黑色条纹图像,当拍摄图表架上的图像时,图像被转换到摄像机上,然后根据摄像机里的图像条纹间距变化进行分析判断分辨率,最后得出来的表格为MTF。
横轴是空间频率(cycles/mm),纵轴是对比度(0.0到1.0)。
cycles/mm是指当一对白色和黑色条纹在成像板上1mm的空间内表现出的单位为1 cycles/mm。
MTF在最初的模拟胶片摄相机时代,只是单纯的用来测量镜头分辨率的特征。
根据镜头的不同,被拍物的图案拍出的越细,像就越模糊且对比度下降。
因此在绘制镜头的MTF特征表时,从0个cycles/mm(直流)的1.0开始,往上频率越高,一点一点绘制出的曲线中的对比度就会越低。
由此来判断镜头是否满足成像系统所需的分辨率,例如2K,4K或8K等。
顺便说一下,在胶片时代都是以30cycles/ mm的响应作为标准的,这是因为银盐膜的晶粒间距对应于该面积。
但随着最近8K成像板的像素间距进一步增加。
过去胶片时代的测量系统已无法精准的测量分辨率,对于MTF的指标也变得越来严格。
现在MTF不仅被用作测试镜头,而且还可以用来测量数码摄像机内部的各种机制,从而得到摄像机的综合MTF数值。
通过查看MTF,最终可以判断此成像系统的各项指标是否满足所需的分辨率。
ASTRODESIGN与日本放送协会合作共同开发了一种新的实时MTF测量装置。
它与传统的测量方法不同,传统的测量方法是以固定的视角拍摄和打印有着不同间距条纹的测试图,但改进的Slanted-edge测量法,可捕获包含白色和黑色的边缘图信息,而且还可以响应和获取任意方向的边缘MTF数值。
因此,在拍摄时可以通过调节变焦镜头的焦距,直接在电脑上实时读取在每个焦距下的MTF值。
所以我们做的此装置不需要像以前那样去严格的限制拍摄角度,而且还省略掉了需要固定焦距和固定拍摄距离等的复杂程序,不管在任何场景中都能轻松、准确地检查分析出摄像机和镜头的分辨率特征。