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分辨率单位及换算LW / PH =每个图像高度的线宽

作者:赛麦吉 发布日期:2018-05-14 浏览:
对于测试数字成像设备非常重要的参数是分辨率。但有不同的方式来表达数码相机的分辨率,有时令人困惑。下面介绍的是是最常见的单位。
 百万像素
 “这台相机有1000万像素的分辨率”是我们经常在广告上看到的数据,但是从技术上看,这是错误的。一个1000万像素的相机有一千万像素,可以采集镜头投射到传感器上的图像。但这并不意味着,每个像素真的拥有关于图像内容的有用信息。所以像素的数量与分辨率有些相关,但是没有定义它。一个好的1000万像素摄像机与12或14万像素摄像机相比,具有相同的分辨率并不罕见。
 LP /mm
指的是镜头的分辨率计算单位,是镜头对于成像质量传递的评判标准;
在模拟时代中,胶片和/或镜头的分辨率以每毫米线对(LP / mm)表示。此单位表示在传感器/胶片平面中,您可以在一毫米内找到的线对数量。一条线对是一条黑线和一条白色的线,方向相同,宽度相同。如果镜头的分辨率为100 LP / mm,则表示在胶片(或传感器)上投影1毫米内有100条黑线和100条白线。
在数字时代中,数字值没有物理范围,只有其在屏幕上或打印中的表示。所以你不能用这个单位来表达数字图像的分辨率。您可以使用LP / mm来表示镜头的分辨率。但是在这种情况下,您需要知道设备中使用的传感器的确切尺寸,有时很难发现,如果无法打开设备,大部分时间都不可能。
 LP / pix(cy / px)    LP / PH
正如我们已经表明,LP / mm不是数码相机可以捕捉的分辨率的合适单位,需要不同的单位。一个非常常见的单位是每个像素的线对或每个像素的周期。在这种情况下,我们没有单位的物理范围,我们只描述一个像素可以解析多少个线对。由于线对总是黑线和白线,因此可以达到的最大分辨率是1/2 LP / pix。所以如果一台相机可以解析0.4LP /像素,它将达到其理论最大分辨率的80%。这样,人们可以很容易地比较两个相机,看看他们如何利用他们拥有的像素量。   如果只用LP / pix表示分辨率,则不考虑采样本身会降低分辨率。所以如果你有0.5 LP / pix的照相机A和0.4 LP / pix的照相机B,你会说A比B好。但是如果照相机A只有320像素,而照相机A有2000像素,那么照相机B一定会在同一场景中显示更多细节。因此,为了使测试结果与效率(LP / pix)和像素组合的数量相媲美,将分辨率表示为每个图像高度的线对。在这个例子中,这将导致160 LP / PH到800 LP / PH的比较。
 PPI    兆赫
扫描仪更喜欢另一个单位:PPI,每英寸像素。在扫描仪的情况下,它表示扫描原稿的一英寸(25.4毫米)的像素数量。所以如果你测试该设备的分辨率,你需要知道你扫描的对象的大小。PPI类似于“像素”。它给出了一英寸的像素量,但这并不意味着这些像素保存有用的信息。根据我们的经验,大多数扫描仪不能达到PPI中定义的预期采样率。所以对于扫描仪来说,检查LP / pix是非常麻烦的,因为这会给你扫描仪的性能。许多扫描仪接近0.5 LP / pix为200 PPI,但是在300 PPI或甚至400 PPI的情况下要少得多。只是提及,因为它经常混淆和使用错误:DPI不同于PPI。喷墨打印机可以具有非常高的DPI(每英寸点数),   兆赫作为空间分辨率的单位?在模拟视频中,兆赫是已知的分辨率单位,因为每条线具有明确的时间。除了数字视频之外,传输信号时没有明确定义的像素。因此,您可以以μ秒为单位更好地表示图像的宽度,如果用毫秒代替LP / mm中的毫米,则最终以兆赫为单位。
 

*测量MTF和/或SFR有几种方法,所有这些方法都有各自的优点和缺点。
 
分辨率的单位及转换
分辨率是使用斜边,西门子星或其他具有增加频率的常规结构来测量的。诸如LW / PH,LP / PH或每像素周期的单位与传感器尺寸和像素间距无关。他们只是把结果图像和频率内容考虑在内,而不是关心每个像素的大小。像LP / mm,L / mm或Cycles / mm这样的尺寸需要关于传感器尺寸/像素间距的知识。

下面的表格和解释将成为即将到来的ISO 12233修订版的一部分,由Don Williams创建。
LW / PH =每个图像高度的线宽
LP / mm =每毫米线对
L / mm =每毫米线数
Cycles / mm =每毫米周期
Cycles / pixel =每像素周期
LP / PH =每个图像高度的线对
 
 
 
要从左列单元转换到上排单元,请在其行/列交叉点处使用操作。


空间频率单位转换图
  LW / PH LP /毫米 L /毫米 周期/毫米 循环/像素 LP / PH
LW / PH x 1 / [2倍图片高度] /图片高度 / [2倍图片高度] / [2 x#vert。像素] / 2.0
LP /毫米 x [2倍图像高度] x 1 x 2.0 x 1 x像素间距 x [图片高度]
L /毫米 x图片高度 x 0.5 x 1 x 0.5 x [像素间距/ 2] x [图片高度/ 2]
周期/毫米 x [2倍图像高度] x 1 x 2.0 x 1 x像素间距 x [图片高度]
循环/像素 x [2 x#vert。像素] /像素间距 x [2 /像素间距] /像素间距 x 1 x [#vert。像素]
LP / PH x 2.0 /图片高度 2 /图片高度 /图片高度 /#vert。像素 X1
 

1:45度对角线方向上的像素间距不同于垂直和水平方向上的像素间距。因此,将该表应用于对角线方向上的测量时使用对角像素间距。

注2:
有三个平面用于确定分辨率,例如LP / mm。它可以在物体空间,传感器平面或具有给定输出放大倍数的图像中。在大多数情况下,传感器平面上的分辨率是重要的。为了在这种情况下获得正确的值,应该将图像文件缩放到传感器尺寸,在这种情况下,传感器上的像素间距等于图像文件中的像素间距。

 
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