像质参数测试第六讲丨清晰度MTF

2025-05-11 本站作者【字体：大中小】

基础概念

清晰度

清晰度（Sharpness），是衡量图像质量最重要的因子之一，反映了成像设备能表达成像画面清晰程度和展现部分细节信息的能力。表现清晰度或成像系统分辨力的指标，常见的有，SFR（空间频率响应）和MTF（调制传递函数）。

SFR是电子相机的一个重要特性，它的测量标准允许用户比较和验证不同相机的空间分辨率水平。ISO 12233国际标准规定了测量电子照相机空间频率响应的方法，它适用于输出数字数据或模拟视频信号的单色和彩色摄像机的测量。分辨率是相机通过光学方式捕捉精细间隔细节的能力，通常作为一个单值指标来报告。空间频率响应（SFR）是一种多值度量，它测量对比度损失作为空间频率的函数。一般来说，对比度随着空间频率的变化而降低到细节不再被视觉分辨的程度。这个极限频率值是相机的分辨率，相机的分辨率及其SFR由许多因素决定。

上半部分为原始线条图下半部分为镜头失焦后的效果

注意：所有镜头都会在一定程度上模糊图像。

MTF

MTF（即Modulation Transfer Function），中文为调制传递函数，是指调制度随空间频率变化的函数称为调制度传递函数。传递函数最开始是为了说明镜头的能力，在各个摄像头镜头中经常采用MTF描述镜头的MTF曲线，以表明镜头的能力，它类似于空间频率响应（SFR），是测量清晰度的一个关键。

清晰度的测量在频率域进行，单位用“Ip/mm”每毫米单位内包含的线对，或者用“c/p”每像素包含多少周等。

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单位长度内能记录的信息越多，设备精度越高，性能越好，所再现的图像清晰度越高。

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MTF50和MTF50P，是图像或者成像设备视觉清晰度表示的参数。

(1) MTF50是MTF曲线上MTF为50%时对应的空间频率值，一定程度上可以表示成像系统获取图像细节的能力。锐化处理在一定范围内，MTF50的值随着系统的锐化效果增加而增大，但锐化过度的话会导致细节丢失，甚至轮廓边缘出现可见且令人讨厌的伪像。

(2) MTF50P可以反映成像设备或者系统经锐化处理后的清晰度情况，经锐化后MTF曲线最大值大于1，出现峰值，MTF50P是峰值MTF降为50%时对应的空间频率值，OverSharpening可以代表成像设备锐化处理程度。当图像处理软件锐化MTF出现峰值时（MTF>1），MTF50P的结果值比MTF50更具参考性。

测试卡推荐

针对清晰度测试，我们可以选择合适的图像测试卡，评估一个成像系统大致的清晰度指标，具体可以参考MTF的结果值。可以在实验室内拍摄专业的清晰度测试卡，通过软件分析得到数据结果。常见的清晰度测试卡包括：SFRplus测试卡、ISO 12233分辨率测试卡、eSFR-ISO测试卡、SFRreg测试卡等，这几种测试卡各有特点。

SFRplus测试卡

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