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分辨率那么多单位,我该如何选择?
  • 研鼎商城
    • 2024-04-23
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我们在描述图像的时候通常会说,这张照片的的像素很高或者这张照片的分辨率很高,但其实这是一个很粗略不准确的描述,当然图像测试时一个重要的参数就是分辨率。但是有很多方式去表达分辨率,这些经常会产生混淆。以下这里是我们常用的单位。

一、百万像素MP

我们先看看一个常见的错误。我们经常会看到说“某相机有10MP或其他”,这种表达在技术层面是不对的。一个相机有10MP,其实是指有1000万个有效像素,也就是使用这1000万个像素去采集图像都能获取有用的图像信息。但是这并不代表相机的每个像素点上都有着关于图像的有用信息,有些像素由于其他原因是无法获取相关的图像信息的。因此像素数目是和分辨率有关的,但是不能用这个去定义分辨率。一个好的10MP相机可以和12或14MP的相机有着相同的图像分辨率,这很正常。   

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二、LP/mm

胶卷或镜头的分辨率使用的单位是线对每毫米即LP/mm。这个单位的意思是在sensor或胶卷上,每毫米你可以看到的线对总量。一个线对就是指同一方向有着相同宽度的一条黑色和一条白色线。如果一个镜头有着100LP/mm的分辨率,就意味着在sensor或胶卷上1mm可以找到100条黑色和100条白色线。

那么在数码里的问题是什么呢?数值没有任何物理上的扩展,它们只表示在屏幕或打印上。因此不可以用这个单位在数字图像里去表达分辨率。可以用LP/mm去表达镜头的分辨率。但是这种情况时你需要知道sensor的具体尺寸,但是这个尺寸一般很难找到,大多时候如果你不打开设备是找不到的。比如我们是否在自己的手机里看到sensor?   

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三、LP/pix(cy/px)

我们看到LP/mm不适合用做数码相机的分辨率,我们需要另外的单位。一个很常见的单位是线对每像素或周期每像素(LP/pix和cy/px)。使用这个单位时,没有物理上的扩展,只是描述一个像素可以分辨多少线对。因为一个线对就是一条黑色和一条白色,那么最大的分辨率可以达到1/2LP/pix。因此如果一个相机可以分辨0.4LP/pix,它可以达到理想最大值的80%。这种方式可以很容易的去对比两个相机,并可看出如何利用总的像素。

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四、LP/PH

如果只是用LP/pix去表达分辨率,那么就是没有考虑采样本身也会减少分辨率。如果你有一个相机A分辨率是0.5LP/pix,一个相机B分辨率是0.4LP/pix,你会说相机A比相机B好。但是如果相机A高度上只有320个pixel,相机B有2000个像素,相机B在同样的场景中肯定会显示更多的细节。因此为了让结果具有可比性,把LP/pix和像素总数结合在一起,表达成每图像高度有多少线对。在刚才说的例子中,就会是160LP/PH和800LP/PH。

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五、PPI

扫描仪使用的是另外一个单位PPI,像素每英寸。在扫描仪中表达的是每英寸的像素数量。因此如果你测试设备的分辨率,你需要知道你扫描物体的尺寸。PPI和“MP”相似。它同样表达的是每英寸的像素数量,但是并不意味着这些像素都储存有用信息。在目前的市场中,大部分的扫描仪基本都没有达到承诺的PPI。因此对于扫描仪而言,去检查LP/pix是非常有趣的,因为这会给出扫描仪的性能。许多扫描仪都会接近0.5LP/pix,即200ppi,但是对于300ppi或者400ppi的就会很少。在这里提醒一下DPI和PPI不一样。喷墨打印机可以有很高的DPI,但是它是使用几个点把一个pixel带到纸上,这和PPI不一样。 

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六、单位转换

我们经常使用斜边、西门子星或其他有规则的结构去测试分辨率。像LW/PH,LP/PH或cycles/pixel这些单位是不依赖于传感器的尺寸和像素间距。它们只是考虑最终的图像和其频率,和每个像素的尺寸无关。像LP/mm、L/mm或cycles/mm则需要知道传感器的尺寸或像素间距。

LW/PH = Line width per picture height

LP/mm = Line pairs per millimeter

L/mm = Lines per millimetre

Cycles/mm = Cycles per millimetre

Cycles/pixel = Cycles per pixel

LP/PH = Linepairs per picture height

分辨率单位的转换可见下表:

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那么如何测量一颗摄像头模组(成像系统)的分辨率呢,通常我们会用到ISO12233图卡或者斜棋盘格图卡,当然也可以利用其他标准的分辨率图卡进行测试,得到的照片可以通过图像分析软件RIQA来进行分析并输出报告。

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ISO12233图卡 / 斜棋盘格图卡

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ISO:12233 2023 手机行业常用分辨率图卡 (左) 

ISO:12233 2017 车载领域常用分辨率图卡 QC/ T 1128-2019(右)

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RIQA图像分析软件

当然,针对一些特殊的摄像头可能传统图卡难以测试,比如超广角鱼眼以及长焦,它们本身存在较大的畸变,或者对焦距离远超一般图像实验室的长度,这时候就轮到RFT设备出场了。    4ce1edcdc3e57f2e2224ce7253302de6.jpg

长焦和广角综测仪(高低温版) RT-RFT Temp

对于广角和长焦摄像头而言,如果使用平面图卡拍摄,会因为视场角、畸变、距离的原因导致无法拍摄出满足要求的图像。采用摄像头综合测试仪进行测试,该测试仪采用可旋转的平行光管6轴对位夹具,可以很好的对摄像头的不同角度、位置、距离的图像质量进行分析。通过自动化移动平行光管的斜边到摄像头拍摄的不同角度位置进行拍摄,从而得出多个位置的测试图片。通过对多个位置的斜边图片进行自动分析,从而得出不同位置的摄像头的MTF数据。  

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实测SFR曲线

与此同时,我们同样可以使用相同的方式,利用图卡中心的圆点,我们又可以绘制出一张全是圆点的测试图片。通过对多个位置的圆点图片进行分析,从而得出广角摄像头等距离下的畸变数据。此测试系统不仅仅可以实现上述两个测试指标,还可以测试FOV,SFR,CA,Through Focus等指标,并且还可以进行功能拓展,可进行光学中心,Shading/Color shading的测试。

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离焦曲线实测结果

借助超低畸变的平行光管与高精云台可轻松覆盖大多数摄像头的分辨率自动化测试,也可以提供高低温进阶版本进行更多测试。  


获取更多产品信息,请联系:Sales@rdbuy.com。

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