Как рассчитать точность цифровой фотографии на основе спецификации камеры?

Question

Я делаю проект, который включает анализ ширины объекта по фотографии с заданной точностью около 0,1 мм. Я дошел до того, что мне нужно выбрать, какую камеру купить, чтобы получить желаемую точность фотографии.

Допустим, я нашел 5-мегапиксельную камеру . У меня вопрос, как я могу определить, какое «реальное» значение соответствует разрешению камеры? Я читал о DPI, которое имеет приложение в принтерах, и PPI, которое имеет приложение в дисплеях.

Обновление

Спасибо за все ответы. Я сделал некоторые расчеты, основываясь на предположении, что камера установлена ​​прямо и нет эффекта искажения для упрощения.

Итак, допустим, что объект, который я хочу измерить, имеет ширину 10 см (черная линия континуума на белом фоне). Расстояние между объектом и объективом также составляет 10 см, а фокусное расстояние - 3,6 мм.

object_width_on_image = 10 [см] * (3,6 [мм] / 10 [см]) = 3,6 [мм]

Из спецификации я знаю, что разрешение составляет 3264 х 2448, а площадь изображения составляет 6,18 мм х 5,85 мм. Теперь, если я хочу подсчитать, сколько пикселей будет на изображении этих 10 см, я сделаю простые операции:

object_width_in_pixels = 3264 [px] * (3,6 [мм] /6,18 [мм]) = 1901 [px]

То есть, если 1901 пиксель равен 100 мм, то 1 пиксель равен примерно 0,05 мм, что мне достаточно.

Answer 1

Размер объекта на датчике зависит от его реального размера, фокусного расстояния и расстояния между датчиком и объектом. Чтобы определить одно из трех, вам нужно знать два других.

У нас уже есть несколько вопросов по этому вопросу, например, Можем ли мы измерить размер объекта, используя данные EXIF ​​из фотографии? , Какова связь между размером объекта и расстоянием?

Fyi: выполнив измерения на изображениях для определения реальных значений, вы вошли в область фотограмметрии. Чтобы надежно выполнять любые серьезные вычисления, вам необходимо откалибровать камеру, чтобы узнать ее точное фокусное расстояние и искажения. Зная это и расстояние до объекта, вы можете определить реальную длину мира на объекте по фотографии.

Answer 2

В той степени и на том расстоянии, на котором конкретная комбинация камеры и объектива может разрешить сетку из точек 0,1 мм с шагом 0,2 мм в обоих направлениях в шахматную доску, можно измерять объекты с точностью до 0,1 мм. 1001 *

Теоретически, предел Найквиста требует, чтобы каждый пиксель составлял угол, который пересекает объект на расстоянии не более 0,5 мм. На практике это может быть больше, но для задней части конверта датчик шириной 1000 пикселей теоретически будет ограничен измерением объектов шириной менее 500 мм.

Однако этот верхний предел предполагает, что интересующий размер объекта лежит в одной плоскости и что эта плоскость перпендикулярна камере. Он также игнорирует такие вопросы, как конструкция камеры, например влияние фильтра Бэра на разрешение мощности относительно частот источника и отражений от объекта (и, конечно, оптики, шума и практической необходимости передискретизации).

Это также предполагает использование одной цифровой камеры и стандартизированных условий. Гнездо, отличное от стандартных условий для 0,1 мм, будет непростым. С другой стороны, несколько камер или использование пленки являются альтернативами другому предположению, и стандартные условия могут быть эталонным объектом известного размера в изображении, используемом для измерения.

Ничто из этого не говорит о том, что это не выполнимо, но, как и самая важная работа в фотографии, оно требует таких усилий, которые большинство людей не посчитают стоящими.