Как определить пространственное разрешение на изображении?

Question

Я новичок в области камер и обработки изображений. Я работаю с промышленной камерой.

Мне нужно проверить, достаточно ли детализирована камера на изображении и достаточно ли хороши изображения для дальнейшего анализа. При поиске в интернете я столкнулся с пространственным разрешением.

После некоторых экспериментов с захватом изображения я узнал, что, если я получу увеличенное изображение, пространственное разрешение увеличится. Это правильно? Какие факторы определяют это значение? Ограничено ли пространственное разрешение характеристиками датчика камеры и объектива? Или это имеет отношение к способу захвата изображения? Изменится ли пространственное разрешение, если я сделаю снимок под углом? Влияет ли диапазон фокусировки и диафрагма на пространственное разрешение? Является ли пространственное разрешение единственной вещью, которую я должен искать?

Я рассчитываю пространственное разрешение, получая количество пикселей, покрывающих 1 мм области изображения.

Answer 1

Оптические возможности: хорошо изучены астрономом Роялом Джоном Уильямом Струттом, 3-м бароном Рэлеем (Нобелевская премия по физике). Действительно сегодня - разрешающая способность объектива уменьшается при уменьшении апертуры. Разрешение уменьшается с увеличением длины волны. Для экстремального синего это примерно вдвое больше, чем для экстремального красного. Критерий Рэлея обеспечивает максимальную теоретическую разрешающую способность в линиях на миллиметр. Разрешающая способность = 1392 ÷ f-число. Значение 1392 соответствует центру фотографического диапазона цветов.

f / 1,4 = 994 строки на мм

f / 2 = 696 строк на мм

f / 2,8 = 487 строк на мм

f / 4 = 348 строк на мм

f / 5,6 = 249 строк на мм

f / 8 = 174 строки на мм

f / 11 = 127 строк на мм

f / 16 = 87 строк на мм

Эти данные для объектов на оси, худшие для объектов вне оси. Это уменьшение разрешения при остановке происходит из-за распространения света. Мы рассматриваем комбинированные методы дифракции и интерференции. Обратите внимание, что разрешение при f / 8 превосходит большинство художественных возможностей пленки.

Чтобы рассчитать общее разрешение системы, мы тестируем тестовые таблицы с параллельными линейками и насекомыми, чтобы увидеть, сколько линий на миллиметр действительно может быть разрешено. Это будет переменная величина, зависящая от контраста объекта и экспозиции камеры, а также от того, насколько хорошо объектив исправлен на аберрации.

Answer 2

Случайно, я включал / выключал работу над пространственным разрешением (хотя и в другом виде / контексте) в течение прошлого года.

Сам по себе это не очень сложный предмет, но он сильно зависит от того, чего вы на самом деле пытаетесь достичь: если вы делаете это для внутреннего и / или личного использования, просто придумайте один показатель, который, по вашему мнению, подходит для ваших нужд и, как Пока вы придерживаетесь этого, у вас все будет хорошо.

С другой стороны, если вы делаете это для какого-то специализированного программного обеспечения, которое должно давать «официальные» результаты, лучше всего придерживаться официальной документации и процедур анализа изображений. Существуют мировые стандарты и процедуры, и на этом уровне требований вы хотите использовать что-то, что было глубоко изучено и одобрено на глобальном уровне. А это, в свою очередь, ответ на другие ваши вопросы:

Какие факторы определяют это значение? Ограничено ли пространственное разрешение характеристики камеры и объектива? Или это связано с как изображение захвачено? Изменится ли пространственное разрешение, если я захватить изображение под углом? У фокусировки на дальность и диафрагму влияют пространственное разрешение? Является ли пространственное разрешение единственным, что я надо искать?

Да, есть много факторов, взвешивающих, и только SR никогда не является хорошим индикатором качества изображения для дальнейшего анализа. Вам нужно выполнить много разных видов тестов на изображении, и это нормально, только когда все эти разные меры попадают в приемлемый диапазон.

Если вы обнаружите, что вам нужно идти в этом направлении, одним из ваших первых шагов может быть проверка с ASTM International и CEN.