MTF、分辨率、对比度、清晰度的定义和相互之间的关系是什么？

shishenlaoba

个人理解（不一定对，请大家指教一下）：
1分辨率：分辨细微物体的能力，但是能不能分辨是看人眼主观感受？
2对比度：黑色和白色的亮度差异，对比度下降到0.15以下时人眼很难辨别，但是和分辨率又有何关系？
3清晰度：人眼对物体是否清晰的主观感受？
4 M T F ：空间频率调制函数，描述特定空间频率下的对比度

最难的时没办法把这4个概念串起来。MTF高清晰度就高？

opticwc

1、分辨率广义指最小能识别的目标，有镜头物方分辨率像方分辨率，感光芯片分辨率，人眼通过摄像模组的分辨率，在提分辨率前首先要说明指的是哪一个。
狭义的指镜头的像方分辨率，通常默认的指这个。
摄像模组分辨率不会因测量者或测试方法的原因而改变。所以广义上要考虑人眼的主观感受，狭义上与人眼无关。
2、人眼的对比度阈值是0.03左右，感光芯片一般在0.1~0.15,。指的是接收面对图像对比度的要求。通过MTF曲线可以很好的反应实际能得到的分辨率；
3、清晰度是摄像机呈现出画面的整体表现；
4、接第二点，镜头的空间截止频率是固定的，但接收端能力不同，即对比度的要求不同，要满足在空间截止频率以内又满足对比度，用MTF表示最为合理。

草鱼清蒸不水煮

简化理解：1、分辨率指的就是在某固定的空间可以分割成多少个更加细小的空间。（例如在3mmX4mm的矩形区域内可以分割成多少个更加小的小格子，假设格子是1mmX1mm,那么可以分割成3X4=12个小格子，也就是这个3mmX4mm的矩形分辨率就是12）。
2、对比度指的就是黑和白的差异。（黑的越黑，白的越白，对比度就越高，广义上跟人的主观感受有关，以8位的图像来计算，人眼无法看出灰度值250和灰度值255的差异，虽然两者之间确实存在对比度差异）
3、清晰度是一个图像的综合指标。（这个既有狭义定论，又有人眼主观感受。如同你在电影院看电影和电脑屏幕上看电影，同样是1080P，你会觉得电脑上更清晰。）
4、MTF包含了两个指标：分辨率和对比度。

Rudy

个人理解，分辨率、对比度、MTF都是较为客观的概念。
1.分辨率，单位是 线对/毫米（lp/mm），即每毫米能够分辨的线对数就是分辨率。
2.对比度（反差）=（ 照度的最大值 - 照度的最小值） / （ 照度的最大值 + 照度的最小值），引入了一个概念 调制度 M，对后续的MTF理解有帮助。简单说，调制度越大，对比度越大。
3.MTF，为相对像对比度与相对目标对比度的比值（通常采用拍摄正弦光栅的方法测试）;  这个概念妙就妙在，它可以同时评价分辨率和反差。MTF 值 = M ’ / M，对数码照片成像素质影响最大的就是分辨率和对比度，所以前人很伟大的应用MTF这一数学表达式来表征。
当空间频率很低时（意味着很容易分辨）， MTF 趋于 1 ，这时的MTF 值可以反映镜头的反差。当空间频率提高（意味着分辨很困难），也就是正弦光栅的密度提高时， MTF 值逐渐下降，这时的MTF 曲线可以反映镜头的分辨率。
4.清晰度，概念较为主观。

Sherrod

opticwc 发表于 2022-3-24 22:47
1、分辨率广义指最小能识别的目标，有镜头物方分辨率像方分辨率，感光芯片分辨率，人眼通过摄像模组的分辨 ...

您好，请教一下。人眼和芯片的对比度阈值在哪些资料里面可以考究？想确认一下。

zemaxhouzi

1.分辨率对于摄像机来说就是cmos靶面上有多少个像素点，比如1080P就是称200W像素，对于镜头来讲是通过分辨率卡来测镜头像方分辨率，就是多少线对。
2.清晰度与分辨率的关系，分辨率越高可以展示的细节越多，但分辨率高时清晰度不一定高，跟码率也有关系，码率越大画面清晰度越高，码流低时图像质量就会很差。
3.通过MTF曲线可以反应镜头分辨率与对比度的优劣。
个人的通俗理解，有理解错误的地方望大佬指正

opticwc

Sherrod 发表于 2022-3-25 14:06
您好，请教一下。人眼和芯片的对比度阈值在哪些资料里面可以考究？想确认一下。

《工程光学》像质评价那一章的MTF那一节有介绍人眼的阈值，芯片的阈值在高国欣的《数码镜头设计原理》有介绍

Sherrod

opticwc 发表于 2022-3-25 17:06
《工程光学》像质评价那一章的MTF那一节有介绍人眼的阈值，芯片的阈值在高国欣的《数码镜头设计原理》有 ...

查到了，在工程光学的MTF章节里人眼和感光器件的对比度阈值都有提到。感谢感谢

模式数

1.将物面与像面看成是一系列谐波综合而成的空间信号，每个空间频率的谐波对应一个最大值与最小值，通过它们的差值定义出对比度；
2.同一个空间频率，像面上相应的对比度与物面上的对比度的比值定义了调制传递函数（MTF），其取值为0到1；
3.经过良好矫正的成像系统的MTF通常是单调递减函数，当MTF减至0或者某个阈值时所对应的空间频率标度了该成像系统的分辨率；
4.清晰度由不同亮度或者颜色的区域的过渡情况定义，比如，正弦型图案的清晰度就没有矩型图案的清晰度高，清晰度与系统的点扩散函数或MTF有关系。
个人理解，欢迎批评指正。

Ds12345679

传函仪就是客观评价镜头分辨率的仪器，调制传递函数是它把正弦曲线描述为空间频率的周波，当周波通过测镜头后调制度M（幅值）会变窄，用这个值就可以评价镜头的分辨率。调制度M=（Imax-Imin）/（Imax+Imin）。比如最大的亮度75%，最小的亮度25%，那么，调制度为50%，或0.5。对比度是亮与暗的比值。