什么是传感器 MTF?

文摘   2024-11-14 11:41   中国  

拍摄物体时,数码相机会将其采样到称为像素的空间中。例如,如果使用 12 x 12 像素的相机拍摄某个物体,则该物体将具有如下所示的无法识别的形状。当然,这只是出于解释目的的假设。

我在这里想说的是,数字图像被划分为称为像素的空间,并代表这些像素的平均亮度。如果只考虑一个方向,水平或垂直,并将其写成公式,

其中 w 是像素大小,f(x) 是原始图像,g(x) 是数字化图像。如果我们根据空间频率通过像素大小重写传递函数(MTF),

如果你从两个方向思考,

将上面的方程绘制成图形,如下所示。  

为了便于理解,将用像素(矩形)和图像(点)来解释(上右图) 位置1的点对应于像素空间频率的一半。它具有跳过一个像素的点形状,并且两个点的频率完全不同。然而,如果点稍微向一侧移动并存在于像素之间,则对比度可能为零(上面sinc函数图中的点2和3),此时图像点频率称为奈奎斯特频率。位置2和位置3的点也可以说是不可区分的点。

不同填充因子的 MTF 差异(70% 与 100%)

上述是整个像素已被采样,但是如果我们只看到其中的一部分怎么办?也就是说,上述情况是填充因子100%。那么,如果仅在 70% 的区域而不是所有像素尺寸接收到光线,会发生什么情况?

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为了使面积变为70%,x和y方向上现有的像素尺寸w必须为0.84w。(0.84 x 0.84 = 0.7) 考虑采样MTF,可以表示如下。

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比较一下 100% 填充因子和 70% 填充因子的 MTF :       

左边是填充因子为100%的像素结构示例,右边是填充因子为70%的像素结构示例。两个像素具有相同的奈奎斯特频率 0.5w。但是,如果比较 0.5 左右,您会发现随着填充因子增加到 70%,MTF 从 40% 下降到 15%。   

换言之,即使在相同奈奎斯特频率的条件下,MTF值也可能根据填充因子而变化,填充因子越高,可以再现越高的对比度,因此,不要忽略传感器的填充因子也是MTF的一个影响因素。

来源:PixelToImage

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