调制传递函数地测量与透镜像质评价与衡量与衡量.pdf

实用标准文案 实验六 调制传递函数的测量与透镜像质评价 光学成像系统是信息传递的系统， 光波携带输入图像的信息从物平面传播到像平面， 输 出像的质量完全取决于光学系统的传递特性。理想成像要求物平面与像平面之间一一对应。 实际中， 点物不能成点像， 其原因就是通过成像系统后像质会变坏。 传统的光学系统像质评 价方法是星点法和鉴别率法，但它们均存在自身的缺点 [1] 。 20 世纪 50 年代，霍普金斯（ H ． H ． Hopkins ）提出了光学传递函数的概念，其处理 方法是将输入图像看作由不同空间频率的光栅组成， 通过研究这些空间频率分量在系统传递 过程中丢失、 衰减、 相移等变化的情况， 计算出光学传递函数的值并作出曲线来表征光学系 统对不同空间频率图像的传递性能， 这种方法是一种比较科学和全面的评价成像系统成像质 量的方法。现在人们广泛用传递函数作为像质评价的判据，使质量评价进入客观计量。 一、实验目的 1．了解传递函数测量的基本原理，掌握传递函数测量和成像质量评价的近似方法； 2 ．通过对不同空间频率的矩形光栅成像的方法，测量透镜的调制传递函数。 二、实验原理 任何二维物体 g(x, y) 都可以分解成一系列沿 x 方向和 y 方向的不同空间频率 ( x ， y ) 的 v v 简谐函数 (物理上表示正弦光栅 )的线性叠加： g x, y G v ,v exp i 2 v x v y dv dv x y x y x y (1) 式中 Ｇ(v x ,vy ) 是物体函数 g(x, y) 的傅里叶谱，它表示物体所包含的空间频率 (vx ,v y) 的成 分含量，其中低频成分表示缓慢变化的背景和大的物体轮廓，高频成分则表征物体的细节。 当该物体经过光学系统后， 各个不同频率的正弦信号发生两种变化： 首先是对比度下降， 其次是相位发生变化，而相应的 ( x , y )变为像的傅里叶谱 Ｇ v v G v x , vy ，这一综合过程可表 精彩文档 实用标准文案 示为： G v ,v G v ,v H v , v (2) x y x y x y 式中 H (vx ,vy ) 称为光学传递函数，它是一个复函数，可以表示为： H v ,v m v ,v exp j v ,v (3) x y x y x y x y 它的模 m (v , v ) 被称为调制传递函数（ modulation transfer function, MTF ），相位部分 vx ，vy ) 则称为相位传