對于測試數字成像設備非常重要的參數是分辨率。但有不同的方式來表達數碼相機的分辨率,有時令人困惑。下面介紹的是是最常見的單位。
百萬像素
“這臺相機有1000萬像素的分辨率”是我們經常在廣告上看到的數據,但是從技術上看,這是錯誤的。一個1000萬像素的相機有一千萬像素,可以采集鏡頭投射到傳感器上的圖像。但這并不意味著,每個像素真的擁有關于圖像內容的有用信息。所以像素的數量與分辨率有些相關,但是沒有定義它。一個好的1000萬像素攝像機與12或14萬像素攝像機相比,具有相同的分辨率并不罕見。
LP /mm
指的是鏡頭的分辨率計算單位,是鏡頭對于成像質量傳遞的評判標準;在模擬時代中,膠片和/或鏡頭的分辨率以每毫米線對(LP / mm)表示。此單位表示在傳感器/膠片平面中,您可以在一毫米內找到的線對數量。一條線對是一條黑線和一條白色的線,方向相同,寬度相同。如果鏡頭的分辨率為100 LP / mm,則表示在膠片(或傳感器)上投影1毫米內有100條黑線和100條白線。在數字時代中,數字值沒有物理范圍,只有其在屏幕上或打印中的表示。所以你不能用這個單位來表達數字圖像的分辨率。您可以使用LP / mm來表示鏡頭的分辨率。但是在這種情況下,您需要知道設備中使用的傳感器的確切尺寸,有時很難發現,如果無法打開設備,大部分時間都不可能。
LP / pix(cy / px)
正如我們已經表明,LP / mm不是數碼相機可以捕捉的分辨率的合適單位,需要不同的單位。一個非常常見的單位是每個像素的線對或每個像素的周期。在這種情況下,我們沒有單位的物理范圍,我們只描述一個像素可以解析多少個線對。由于線對總是黑線和白線,因此可以達到的最大分辨率是1/2 LP / pix。所以如果一臺相機可以解析0.4LP /像素,它將達到其理論最大分辨率的80%。這樣,人們可以很容易地比較兩個相機,看看他們如何利用他們擁有的像素量。
LP / PH
如果只用LP / pix表示分辨率,則不考慮采樣本身會降低分辨率。所以如果你有0.5 LP / pix的照相機A和0.4 LP / pix的照相機B,你會說A比B好。但是如果照相機A只有320像素,而照相機A有2000像素,那么照相機B一定會在同一場景中顯示更多細節。因此,為了使測試結果與效率(LP / pix)和像素組合的數量相媲美,將分辨率表示為每個圖像高度的線對。在這個例子中,這將導致160 LP / PH到800 LP / PH的比較。
PPI
掃描儀更喜歡另一個單位:PPI,每英寸像素。在掃描儀的情況下,它表示掃描原稿的一英寸(25.4毫米)的像素數量。所以如果你測試該設備的分辨率,你需要知道你掃描的對象的大小。PPI類似于“像素”。它給出了一英寸的像素量,但這并不意味著這些像素保存有用的信息。根據我們的經驗,大多數掃描儀不能達到PPI中定義的預期采樣率。所以對于掃描儀來說,檢查LP / pix是非常麻煩的,因為這會給你掃描儀的性能。許多掃描儀接近0.5 LP / pix為200 PPI,但是在300 PPI或甚至400 PPI的情況下要少得多。只是提及,因為它經常混淆和使用錯誤:DPI不同于PPI。噴墨打印機可以具有非常高的DPI(每英寸點數)。
兆赫
兆赫作為空間分辨率的單位?在模擬視頻中,兆赫是已知的分辨率單位,因為每條線具有明確的時間。除了數字視頻之外,傳輸信號時沒有明確定義的像素。因此,您可以以μ秒為單位更好地表示圖像的寬度,如果用毫秒代替LP / mm中的毫米,則最終以兆赫為單位。
*測量MTF和/或SFR有幾種方法,所有這些方法都有各自的優點和缺點。
分辨率的單位及轉換
分辨率是使用斜邊,西門子星或其他具有增加頻率的常規結構來測量的。諸如LW / PH,LP / PH或每像素周期的單位與傳感器尺寸和像素間距無關。他們只是把結果圖像和頻率內容考慮在內,而不是關心每個像素的大小。像LP / mm,L / mm或Cycles / mm這樣的尺寸需要關于傳感器尺寸/像素間距的知識。
下面的表格和解釋將成為即將到來的ISO 12233修訂版的一部分
LW / PH =每個圖像高度的線寬
LP / mm =每毫米線對
L / mm =每毫米線數
Cycles / mm =每毫米周期
Cycles / pixel =每像素周期
LP / PH =每個圖像高度的線對
要從左列單元轉換到上排單元,請在其行/列交叉點處使用操作。
空間頻率單位轉換圖
(可點擊圖片放大閱讀)
注1:
45度對角線方向上的像素間距不同于垂直和水平方向上的像素間距。因此,將該表應用于對角線方向上的測量時使用對角像素間距。
注2:
有三個平面用于確定分辨率,例如LP / mm。它可以在物體空間,傳感器平面或具有給定輸出放大倍數的圖像中。在大多數情況下,傳感器平面上的分辨率是重要的。為了在這種情況下獲得正確的值,應該將圖像文件縮放到傳感器尺寸,在這種情況下,傳感器上的像素間距等于圖像文件中的像素間距。
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原文標題:分辨率單位及換算詳解
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