Построение функции передачи модуляции, анализ изображения наклонной кромки(slunted-edge)
Существует несколько способов построения MTF, один из них основан на анализе снимка наклонной кромки. Эта методика описана стандартом ISO 12233 и применяется, согласно этому стандарту, в приложении Quick MTF. Этот подход в отличие от остальных требует минимальных приготовлений, и основывается на анализе изображений, или чаще их фрагментов, подобных рис. 4. То есть для построения MTF не обязательно снимать линии, анализ перехода от темной части к светлой также может дать достаточно информации о разрешении, и не только о разрешении.
Рис. 4
Немного о самой методике, для тех кому интересно. Измерение включает три основных этапа:
Сканирование всех линий и усреднение с выравниванием по нулевой интенсивности. Получаем функцию рассеивания кромки (edge spread function). Расстояния в пикселях корректируются в зависимости от угла наклона кромки. Заметим, что кромка должна быть наклонена для достижения подпиксельной точности или, говоря проще, плавного усреднения.
Взятие первой производной от функции рассеивания кромки. Получаем функцию рассеивания линии (line spread function).
Применение дискретного преобразования Фурье к функции рассеивания линии. Получаем функцию передачи модуляции.
Более подробно о деталях методики см. этапы вычисления MTF.
Анализируя функцию профиля кромки, по характерным всплескам около границы кромки можно также оценить уровень примененного к изображению шарпенинга (sharpening). Шарпенинг это совокупность растровых алгоритмов направленных на увеличение чёткости (резкости) изображений. Применение этих алгоритмов к анализируемому изображению сильно искажает результаты измерения разрешения.
Формировнание изображения в оптических системах
Изображающие приборы могут давать изображение различного качества с точки зрения передачи структуры предмета. Структура и форма светового поля в пространстве изображений подобна структуре и форме
предмета, однако оптическая система вносит в эту структуру свои изменения, оценка которых есть оценка качества изображения.
Передача
структуры предмета или изображения –
это отображение оптической системой
мелких деталей объекта. Для описания
такого отображения будем использовать
математическое описание предмета и
изображения в виде функций
и
.
Эти функции описывают зависимость
распределения интенсивности от
пространственных координат.
Представим предмет в виде совокупности бесконечного количества светящихся точек.
При освещении предмета пространственно-некогерентным светом или когда поверхность предмета является рассеивающей в формировании изображения каждой точки предмета участвуют лучи прошедшие различный оптический путь. Соответственно информация о фазе световой волны теряется и при формировании изображения происходит суммирование интенсивности светового поля. В случае пространственно-когерентных световых полей информация о фазе сохраняется и при описании формирование изображения ее надо учитывать. В дальнейшем мы будем рассматривать случай некогерентных полей, который наиболее часто встречается в реальных приложениях. Для того, чтобы считать, что изображение предмета – это совокупность изображений соответствующих точек предмета, оптическая система должна удовлетворять свойствам линейности и инвариантности к сдвигу.