[已解决]测试光学系统清晰度时，MTF和黑白条的michelson对比度有什么关系。？

光学小白想学习

想请教下各位一个关于光学系统清晰度测试的问题。

首先，在光学设计时，我们会通过看FFT-MTF来看系统的清晰度，但是测试的时候很难去测试系统的PSF然后根据PSF的FFT得到MTF。有时我们会通过让系统显示不同密度的黑白线对，比如2个pixel=一对黑白线对、4个pixel=两对黑白线对等，然后通过测试不同频率下黑白线对的对比度作为系统的MTF。
这里我想请教下测试黑白线对得到的MTF和实际的需要傅里叶变换的MTF有什么联系吗，是否有明确的数学关系，还是说相互独立，那这样的话以哪个为标准呢？还望大神们解惑。

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ken

2024-6-13 11:13

我認知上，用PSF FFT後的數值，你基本上應該很難對到真的拿MTF Chart的數值
但是...相對大小應該要同等。也就是說，如果A系統比B系統清晰度好，那你拿這兩個系統去做PSF FFT跟MTF機的量測，A的PSF FFT曲線要高於B，A的MTF機結果也要高於B
從理論上來說，應該要有關聯，但實際上，絕對數值要對起來可能有點難度。

另外想說一下，PSF FFT很難量測沒錯，但所謂的SFR(刀口法)就是把PSF擴展LSF去做量測的。你可以把它近似於PSF FFT的算法。
加上，如果你是用SFR這種量法，會出現MTF高頻>MTF低頻的情況，也有可能MTF>1的情況

原因是因為拍攝圖片可能經過演算法運算"銳化"，會使某特定頻率的MTF>1。

所以你可以利用顯示器顯示一個刀口，運用SFR算法，得到MTF值去試試看，但FFT後的空間頻率響應與你Sensor像素大小有關，所以要注意一些參數設定。

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ken

我認知上，用PSF FFT後的數值，你基本上應該很難對到真的拿MTF Chart的數值
但是...相對大小應該要同等。也就是說，如果A系統比B系統清晰度好，那你拿這兩個系統去做PSF FFT跟MTF機的量測，A的PSF FFT曲線要高於B，A的MTF機結果也要高於B
從理論上來說，應該要有關聯，但實際上，絕對數值要對起來可能有點難度。

另外想說一下，PSF FFT很難量測沒錯，但所謂的SFR(刀口法)就是把PSF擴展LSF去做量測的。你可以把它近似於PSF FFT的算法。
加上，如果你是用SFR這種量法，會出現MTF高頻>MTF低頻的情況，也有可能MTF>1的情況

原因是因為拍攝圖片可能經過演算法運算"銳化"，會使某特定頻率的MTF>1。

所以你可以利用顯示器顯示一個刀口，運用SFR算法，得到MTF值去試試看，但FFT後的空間頻率響應與你Sensor像素大小有關，所以要注意一些參數設定。

踏雪寻梅

黑白线对计算MTF的形式和光学设计得到的MTF当然是有联系的咯，举个例子你想看截止频率20lp/mm下的MTF，那就是20线对/mm的密度，你需要看1mm内有多少个pixel数量，是否可以达到1mm内有40个pixel的要求。在这个状态下黑白线对经过测试设备拍出来的MTF就可以和你光学设计的MTF值进行比对了

光学小白想学习

踏雪寻梅 发表于 2024-6-13 13:15
黑白相对计算MTF的形式和光学设计的MTF当然是有联系的咯，举个例子你想看截止频率20lp/mm下的MTF，那就是20 ...

我明白您说的意思，因为黑白线对的计算方法是给定线对频率，最后通过（最大-最小）/（最小+最大）计算得到一个值，而MTF曲线是通过傅里叶变换得到的。 所以我想问的是，测试黑白线对计算对比度得到的值是否就对应了PSF傅里叶变换后MTF曲线上的一点？他们的大小和标准是一样的吗？

波波爱吃大米饭

不同线对的是如下图所是吗？可以购买chart 板来测试分辨率。

光学小白想学习

波波爱吃大米饭 发表于 2024-6-13 16:29
不同线对的是如下图所是吗？可以购买chart 板来测试分辨率。

我们一般采用这种，让显示系统显示下面的黑白线对图，然后用测试设备测试显示图像的条纹对比度，我现在想问的是这种算出来的值是否就是通过傅里叶变化得到的MTF曲线上对应频率的MTF值

对丶白

光学小白想学习 发表于 2024-6-13 16:42
我们一般采用这种，让显示系统显示下面的黑白线对图，然后用测试设备测试显示图像的条纹对比度，我现在想 ...

是的，可以的，去算吧。

踏雪寻梅

光学小白想学习 发表于 2024-6-13 14:23
我明白您说的意思，因为黑白线对的计算方法是给定线对频率，最后通过（最大-最小）/（最小+最大）计算得 ...

一样的，但数值大小上，你实际使用线对测试出来的MTF不会高于MTF理论值

光学小白想学习

对丶白 发表于 2024-6-13 18:44
是的，可以的，去算吧。

好的，多谢。

光学小白想学习

踏雪寻梅 发表于 2024-6-14 09:09
一样的，但数值大小上，你实际使用线对测试出来的MTF不会高于MTF理论值

明白您的意思，多谢。