MTF
Skrót od angielskiego Modulation Transfer Function.
Najbardziej popularnym sposobem mierzenia rozdzielczości układu optycznego i detektora było fotografowanie jakiejś tablicy testowej i określanie ile linii (ewentualnie par linii) jesteśmy w stanie rozdzielić w jakiejś jednostce długości (na przykład milimetrze). Problemem tej metody było to, że zależała ona silnie od zastosowanych metod pomiarowych i nie była ścisła.
Ta niejednoznaczność stała się przyczyną wprowadzenia tzw. funkcji MTF
(od angielskiego modulation transfer function), której ścisła definicja
wyklucza jakiekolwiek problemy, a doświadczenie pokazuje, że lepiej
opisuje ona to co postrzega nasze oko. Funkcja MTF to odpowiedź systemu
optycznego wyrażona w zależności od częstości przestrzennej. Inaczej
mówiąc jest to zależność kontrastu od częstości przestrzennej w stosunku
do kontrastu dla niskich częstości (czyli tam gdzie sygnał jest wyraźny).
Częstość przestrzenna jest wyrażana w cyklach na piksel lub parach linii
na milimetr, analogicznie do cykli na sekundę (herców) w opisie dźwięku.
Wysokie częstości przestrzenne odpowiadają rozpoznawalności dużej ilości szczegółów.
 |
Dobrze widać to na powyższym rysunku, gdzie na górnym panelu mamy układ zawężających się czarno-białych linii. Sfotografowanie tego układu powoduje rozmycie i pogorszenie kontrastu, tak jak widać to na dolnym panelu. Teraz wystarczy zmierzyć, dla jakiej gęstości linii kontrast spada do jakiejś zadanej wielkości, aby mieć dobry pomiar ostrości i jakości obrazu. Ogólnie przyjmuje się, że najbardziej wymierną wielkością odpowiadającą postrzeganej jakości i ostrości obrazu jest częstość, dla której kontrast spada o połowę w stosunku do wartości dla niskich częstości (MTF50).
Dawna definicja rozdzielczości odpowiada mniej więcej argumentom funcji MTF dla kontrastu z zakresu 2-10%.
Dla miłośników wzorów i równań, poniżej podajemy bardziej ścisłą definicję funkcji MTF.
Mając serię zawężających się linii najpierw skupiamy się na początku serii, czyli miejscu gdzie linie są wyraźnie rozdzielone (niskie częstości) i mierzymy luminancję lub wartość piksela w centrum czarnej linii (VB) i centrum białej linii (VW). Następnie dla zadanej częstości f mierzymy luminancję lub wartość piksela w najciemniejszej części obrazu (Vmin) i w najjaśniejszej (Vmax). Następnie definiujemy kontrast dla niskiej częstości jako:
i kontrast dla częstości f:
Wtedy funkcja MTF ma postać:
Optyczne.pl jest serwisem utrzymującym się dzięki wyświetlaniu reklam. Przychody z reklam pozwalają nam na pokrycie kosztów związanych z utrzymaniem serwerów, opłaceniem osób pracujących w redakcji, a także na zakup sprzętu komputerowego i wyposażenie studio, w którym prowadzimy testy.