相机光学(一)——成像系统分辨率的理论

相机光学(⼀)——成像系统分辨率的理论
颅内高压1.镜头选型
⼀般在对相机与镜头选型时,在分辨率匹配⽅⾯,为了⽅便记忆镜头与相机的匹配关系,⼈们常采⽤对应相机的分辨率来命名镜头。这种命名⽅式其实并不科学,同时给新接触视觉系统的⼈带来了很多误解,经常会机械的套⽤百万像素分辨率相机对应百万像素镜头,⼆百万像素分辨率相机对应⼆百万像素镜头,⽽五百万像素分辨率相机则对应五百万像素镜头。其实镜头与相机对应的并不是相机⾃⾝的像素分辨率(像素数),⽽是各⾃的极限空间分辨率(即传递函数MTF对应的空间截⽌频率)。
俞灵雨
MTF是空间分辨率的⼀种表征⽅式,单位:线对/mm。每个光学或光电成像器件都有各⾃的MTF,镜头有MTF,相机也有MTF。光学器件或光电成像的器件的MTF越好,或者MTF对应的空间截⽌频率越⾼,证明器件⾃⾝的空间分辨率越好,越能看清更⼩的细节。MTF 对应的空间截⽌频率⼜叫极限空间分辨率。镜头的极限空间分辨率必须⾼于相机的极限空间分辨率,这样才能让相机实现最佳成像性能。
百万像素的镜头对应的极限空间分辨率为90线对/,两百万像素的镜头对应的极限空间分辨率为110线对/mm,五百万像素的镜头对应的极限空间分辨率为160线对/mm。按照相机镜头的匹配原则,镜头的极限分辨率需⼤于或等于相机的极限分辨率,那么百万像素镜头配合的相机的极限分辨率必须⼩于90线对/mm,两百万像素镜头和五百万像素镜头所配相机的原理相同。
90线对/⼀百万像素
110线对/mm两百万像素
160线对/mm五百万像素纪维时
奉化市锦屏中学根据奎斯特采样定理,某⼀个⽅向的采样空间分辨率为其空间分辨率的2倍,则有公式:1/(单个像元尺⼨*2),单位:线对/mm。决定相机极限分辨率是单个像元尺⼨的⼤⼩。
镜头的光学性能⼀般⽤焦距f、相对孔径D/f(倒数为f数,决定了镜头的分辨率和采光能⼒)、视场⾓,镜头的分辨率是对⿊⽩条纹密度的分辨能⼒,镜头能分辨的最⾼密度值为该镜头的极限分辨率。其理论分辨率由衍射极限和瑞利判据共同确定,其公式为:
,其分辨率为,单位为lp/mm。
对于焦距,有焦距=⼯作距离*放⼤倍数/(放⼤倍数+1);但核⼼公式为:。⼀般情况下,焦距越⼤,⼯作距离越⼤,视⾓越⼩;焦距越⼩,⼯作距离越⼩,视⾓越⼤。SOS为传感器尺⼨,FOV为视场⼤⼩。
PS:
2.感光芯⽚器件
常见的CCD或者CMOS的感光尺⼨如下:
1/3英⼨(4.27mm x 3.2mm)
1/2英⼨(6.4mm x 4.8mm)
1/1.8英⼨(7.1mm x 5.3mm)
1/1英⼨(12.8mm x 9.6mm)
相机在物⽅空间分辨率为:光学格式尺⼨ x 16mm x 器件分辨率本领 / 视场⼤⼩
另外由分辨率为Nr的感光成像芯⽚和分辨率为N1的镜头组成的系统的分辨率为:
此时成像系统物⽅的空间分辨率本领为:
n= 光学格式*16mm * N / 视野⼤⼩
PS:FOV-H/SOS-H = FOV-W/SOS-W=单个像素对于的相应⼤⼩使⽤背光源的精度为1-3个像素网中网
第一个无产阶级政党
使⽤正光源的精度为3-5个像素

本文发布于:2024-09-20 22:46:14,感谢您对本站的认可!

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