鏡頭分辨力 計算和理解


1、鏡頭分辨率

    鏡頭的分辨率是指在成像平面上 1 毫米間距內能分辨開的黑白相間的線條對數,單位是“線對/毫米”( lp/mm,line-pairs/mm )

    最小能分辨的尺寸是線對數的2倍倒數。

   例如:鏡頭分辨率是100  lp/mm,最小能分辨的尺寸是 1/(100*2)=0.005mm。

 

一個鏡頭有它的最高分辨率N lp/mm,那么根據納奎斯特采樣定理,至少需要配以2N/mm個空間采樣點。這個可以這樣來理解,1mm內有N條黑白線對,那么就有N 條白線和N條黑線總共2N條線。以攝像機的一個感光元對應以一條白線或黑線,那么攝像機在1mm內需要有2N個感光元來對應N條白線和N條黑線,攝像機的感光元密度就是 2N/mm。

 

 

 

 

這時攝像機感光元件的分辨率和鏡頭的分辨率正好匹配,誰都沒有浪費。同樣如果一個攝像機每毫米的像素密度是M點(pixel/mm),那么應該選擇一個分辨率是M/2lp/mm的鏡頭。下面我們舉一個例子:

    有一個 200萬像素攝像機,像素數為1600×1200=1920000,感光面尺寸是1/2 吋。我們知道1/2吋的感光面它水平尺寸是6.4mm、垂直尺寸是4.8mm,它的水平像素密度是 1600/6.4=250 pixel/mm,垂直像素密度是1200/4.8=250 pixel/mm,感光像元尺寸是 4um×4um。水平像素密度和垂直像素密度一樣,像素是正方形的,如果像素不是正方形的鏡頭分辨率應參考像素密度高的。在這里水平像素密度和垂直像素密度都是 250pixel/mm ,所以鏡頭分辨率應選 125 lp/mm。

    如果一個 2 百萬像素攝像機感光面尺寸是 1/3 吋, 1/3 吋的感光面它水平尺寸是4.8mm,垂直尺寸是 3.6mm,它的水平像素密度是 1600/4.8=333.3 pixel/mm ,垂直像素密度是 1200/3.6=333.3 pixel/mm ,所以鏡頭分辨率應選 167 lp/mm。

    通過上面例子我們還看到,一個標為 1/2 吋的 2 00萬像素鏡頭不適合於 1/3 吋的 200萬像素感光面, 這一點要有所區別和重視。 1/2 吋的 2 00萬像素鏡頭分辨率是 125 lp/mm ,去用於 1/3 吋的 4.8mm× 3.6mm 感光像面,在水平方向有 125×4.8=600 線對,對應了1200 像元,在垂直方向有 125× 3.6=450 線對,對應了 900 像元。 1200× 900=1080000差不多是110萬像素。所有把一個標為 1/2 吋的 2 百萬像素鏡頭用於 1/3 吋的感光面時只能適合一百萬像素的感光面,或者說只能當 1 00萬像素鏡頭用。所以光講百萬像素鏡頭, 不講適用感光元件的尺寸可能信息並不完全, 因此對鏡頭分辨率的描述還是 lp/mm比較准確。

    有時攝像機的指標會給出感光像元的尺寸L(mm),那么所對應鏡頭分辨率的黑白線寬應該都是L(mm),所以黑白兩條線對應的一條線對的寬度是 2L (mm) ,那么其倒數 1/(2L)( lp/mm)就是鏡頭的分辨率。比如一個攝像機標出感光元的尺寸是4um,那么所選鏡頭的極限分辨率線寬(白線或黑線)也應該是4um ,一對黑線白線的寬度2×0.004mm,鏡頭的分辨率就是1/( 2× 0.004)=125 lp/mm 。


免責聲明!

本站轉載的文章為個人學習借鑒使用,本站對版權不負任何法律責任。如果侵犯了您的隱私權益,請聯系本站郵箱yoyou2525@163.com刪除。



 
粵ICP備18138465號   © 2018-2025 CODEPRJ.COM