[發(fā)明專利]一種測試數碼相機各個成像區(qū)域分辨率的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010171293.1
• 申請日: 2010-05-12
• 公開（公告）號: CN101852675A
• 公開（公告）日: 2010-10-06
• 發(fā)明（設計）人: 石洗凡;刁常宇;魯東明
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

技術領域

本發(fā)明涉及圖像處理技術領域，尤其涉及一種測試數碼相機像散和解像力(分辨率)的方法?？梢杂糜谄胀〝荡a相機、數碼單反相機以及數碼后背的分辨率評測。

背景技術

數碼相機畫質最重要的兩個性能指標就是解像力和色彩。對于解像力，有時也稱作分辨率，主要是指對于細節(jié)捕捉解析度高低的評估。對于色彩，如果存在偏色現象，還可以通過色彩校正技術加以挽救。但對于解像力，那是絕對不可能通過后期校正(圖像處理算法)去提升的，照片中沒有被捕獲到的細節(jié)，無論怎么插值放大或者銳化也是出不來的。舉例來說，如果一張600萬像素的照片的解像力是1500，那么將其插值到2400萬像素，其解像力仍然是1500，而原生2400萬像素的照片其解像力也許可以達到3000。因此，同樣分辨率的兩張照片，完全可能有著天壤之別。對于解像力的衡量，目前有兩種主流的方法：

(1)基于ISO12233分辨率測試標板的評價方法

通過拍攝分辨率測試標板ISO12233(圖1)，然后用肉眼或者HyRes等軟件判讀出結果。這種測試可以精確地測出相機中心和邊緣的分辨率，但不能測出中心到邊緣分辨率下降的過程?？蓪嶋H上，在拍攝過程中，攝影師為了保證出圖質量，一般對分辨率要求有一個底線，即事先設定一個目標，分辨率低于多少時就認為不可接受，需要裁減處理。顯然，僅靠測量相機中心和邊緣的分辨率，無論這種結果多么精確，都無法回答這一問題，即只能給出中心分辨率和邊緣分辨率是否夠用的結果。而不能回答如果邊緣分辨率不夠，圖像松散，存在紫邊，那么裁減多少可以滿足要求，或者說一張照片有多大比例是清晰的這樣的問題。為了回答這一問題，有人提出了用廠家的MTF，即目前主流的第二種方法。

(2)基于鏡頭的MTF(模量傳遞函數)曲線的評價方法

而鏡頭廠商提供的鏡頭的MTF曲線能夠反映出從中心到邊緣分辨率下降的過程。其實廠商的MTF曲線也是根據標板來的，它只不過用的是一種標稱的、一般來說是感光度為100的傳統膠片。因此能夠很客觀地反映100度膠片的分辨率。但是銀鹽膠片作為傳統的膠卷介質，早已經發(fā)展到頭了，尤其是在解像力方面，一般感光度為100的膠片R＝70線/mm，根據能奎斯特定律，不難計算，對應于數碼相機的感光元件的一個像素大小是7微米。而現在的頂級全畫幅數字單鏡頭反光相機已經達到了6微米(Sony?A900和Nikon?D3X)，頂級APS畫幅數字單鏡頭反光相機已經達到了4.3微米(Canon?7D)，而再小的數碼相機的單個像素的大小更是達到了2微米以下。從發(fā)展趨勢來看，現在小數碼相機的像素大小就是今后APS畫幅數字單鏡頭反光相機的像素大小，而目前APS畫幅數字單鏡頭反光相機的像素大小就是今后全畫幅數字單鏡頭反光相機的像素大小。現在頂級全幅機的分辨率已經超越了感光度為100的普通膠片，而且還在不斷地發(fā)展中。而正是由于感光元件的不斷發(fā)展，使得MTF的測量出現了問題。原來從MTF曲線看上去不錯的鏡頭，現在由于感光元件的分辨率高于普通膠片，使得拍出來的照片在100％觀看時并不好?？傊琈TF只是針對鏡頭，這個在膠片時代問題不大，因為一是膠片的分辨率低于現在的感光元件，二是膠片的分辨率如果是同樣的感光度，各個廠家不同時期(當然在膠片的有效期內，比如5年間)的產品也幾乎沒有差別，而感光元件不同廠家不同年代差別很大(比如相對于五年前，像素增長了差不多一倍)，因此如果配合不同的機身，那解像力肯定是不一樣的，但是MTF曲線卻是一樣的，因此，根據MTF曲線還是沒法求出相機中心到邊緣的定量解像力。

舉例來說，假設現在有兩臺機身分別是600萬像素和2400萬像素，根據圖2a和圖2b可知，在邊緣時的圖像質量會比在中間時的差。但是很可能，在配合600萬像素機身時，這種現象不明顯，因為邊緣時的鏡頭分辨率和機身分辨率相差不大。而在配合2400萬像素機身時，就能很明顯地感到中心的分辨率要好于邊緣，這是由于在邊緣時的鏡頭分辨率遠小于機身分辨率。由此，僅憑MTF，還是很難斷定在不同機身上的表現效果的。

此外，如圖2a和圖2b所示，廠商給出的MTF曲線往往只給兩組，一組是在最大光圈下的，另一組是在最佳光圈(一般是F8)下的。首先，廠商給出的最佳光圈不一定是最佳的，因為結合不同分辨率的機身，完全有可能最佳光圈是不同的。即使廠商給出的MTF曲線中有一組是最佳光圈下的，但是實際拍攝獲取時是希望一張照片中清晰區(qū)域(即超過某個衡量清晰度指標的區(qū)域)最大，而最佳光圈并不一定是清晰區(qū)域最大的光圈。