西门子星图卡和最大分辨率的关系
-Allen Lin


在分辨率测试中，使用ImageEngineering的西门子星图卡来测试MTF或SFR已经是行业内测试分辨率的一个标准。
西门子星可以避免受到影像处理的锐化影响，又能反映出许多的细节，并对应ISO12233:2014标准。


西门子星体现是ISP限制了分辨率还是传感器限制了分辨率，可以从视觉上直接看出


在ISO12233:2014中表示要使用西门子星来测试MTF或SFR，并算出最大分辨率。
那么，我们如何选择正确尺寸的图卡？如何算出图卡对应的最大分辨率呢？
 
在这篇文章中会解释在选择图卡的时候最容易出现的2个问题。



奈奎斯特频率的半径 R for Nyquist Frequency

要计算奈奎斯特频率对应的Radius[pixel]，就要用到以上两个公式。
又因为奈奎斯特函数=0.5


通过这个算式转换，可以看出奈奎斯特频率的半径只跟西门子星的CYCLE数有关，与最大分辨率无关。

上图为IQ-Analyzer (IE分析软体)截取的图片。它们由同一台相机拍摄，一台在IQ-Analyzer Photo-mode下截取（1千400万像素）另一台则是在IQ-Analyzer video mode下面截取，都属于分辨率测试模块。虽然两张图有不一样的像素，但是它们奈奎斯特函数的半径是一样的。（最里面的圈）



如何去计算最大分辨率？
TE253-S-9X from ImageEngineering


假设奈奎斯特函数的圈紧贴着中心Marker点的边。那我们就可以算出这张图卡对应的最大分辨率。
以TE253-S-9X为例，Marker点半径等于奈奎斯特函数半径，假设CYCLE数为144CYCLE。
（详细西门子星规格，与目前支持的分辨率如下图）


则求出Radius(Nyquist) = Radius(Marker) = 144/π 约为46pixels，则直径Diameter(Marker)[pixel]=46x2=92pixels
A1066图卡宽边长度为810mm，Diameter(Marker)[m]=12mm 如上图表格。
则12：810=92：x，用这个比例可以算出宽边pixel数值，6210pixels，长宽比为3：2的话，长边为9315pixels
算出分辨率9315*6210=57.8 megapixels
这个就是这张图卡能支持到的理论最高分辨率。

但为什么上面是写30MP呢？？？
这就是让人混淆的地方，为了测试是否还能超过最高解析度，ImageEngineering公司会提高奈奎斯频率的25%，去填写这个规格。也就是说奈奎斯频率的值在规格上书上应该是0.5*1.25=0.625。
那么再带入公式：


Radius[pixel]= Cycle(star)/1.25π约等于73pixels。
然后再带入比例可算得最大分辨率为37MP，但这个数值还是跟规格书的不一致？
原来是它们为了有些4：3的使用者又砍掉了一些规格数值（4：3算出约为32MP），最后再次砍掉一点规格，就为30MP。

那么，通过上述的说明，大家是了解如何去选择需要的图卡了呢？

另外，也可以倒过来计算。
如果需要分析HD相机，我们需要多大的图卡呢？
上面算法得出中心Marker直径为92pixels，HD相机宽边为1080pixels。
那么92：1080=12mm（Marker点尺寸）：X mm
最后可算出图卡约为141mm。


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