Частотно-контрастная характеристика

Частотно-контрастная характеристика

Часто́тно-контра́стная характери́стика, функция передачи модуляции в полиграфии, оптике, фотографии и т. п. — один из параметров, характеризующих качество системы, воспроизводящей изображения (такими системами, в частности, являются оптические приборы и светочувствительные материалы).

Изучается резольвометрией.

Обычно измеряется и рассматривается не как одно число, а в виде графиков зависимостей контраста.

Частотно-контрастная характеристика — безразмерная величина T, определяемая как отношение величины контраста репродукции (изображения, получаемого с помощью воспроизводящей системы), к контрасту соответствующей области оригинала (воспроизводимого объекта).

Значение частотно-контрастной характеристики T зависит от пространственной частоты деталей оригинала N: чем больше частота N, тем ниже T. Поэтому частотно-контрастной характеристикой называют также график зависимости T от N, измеренный с помощью некоторого стандартного тест-объекта.

При определении частотно-контрастной характеристики оценивают распределение освещенности на участках репродукции в сравнении с известным распределением яркостей оригинала. В качестве оригинала при оценке частотно-контрастной характеристики используют периодические решетки (миры) с линейчатой структурой. По результатам измерения строят график зависимости частотно-контрастной характеристики от частоты.

T = { {(Emax - Emin) / (Emax + Emin)} \over {(Lmax-Lmin) / (Lmax + Lmin)} }

где Emax, Emin — максимальная и минимальная освещённости итогового изображения, Lmax, Lmin — максимальная и минимальная яркости оригинала.

Форма графика такой зависимости и его абсолютные величины описывают интегральную характеристику Микроконтраст оптической системы, светочувствительного материала или фотографического процесса.

Используемые на практике графики зависимости частотно-контрастной характеристики от угла изображения (используется мира фиксированной пространственной частоты и измеряется контраст получаемого изображения) могут ошибочно называться «частотно-контрастной характеристикой» и часто приводятся как графики MTF (англ. Modulation Transfer Function).

Графики MTF трёх объективов. Сплошные линии — центр кадра. Пунктир — края. Красные линии — Гелиос-44-2 (диафрагма 2), фиолетовые — объективы оптической схемы Тессар (2.8), зелёный — Pentax M40/2.8 (2.8)

Значение пространственной частоты изображения при определённом (обычно 0.7) значении частотно-контрастной характеристики, выраженное в «линиях на мм», «парах линий на мм» или «обратных мм», обычно называется разрешающей способностью оптической системы или светочувствительного материала.

Содержание

Сравнение графиков MTF

На рисунке приведены примеры MTF для трёх объективов. Сплошные графики — результат измерений в центре поля изображения. Пунктирные — на краю поля зрения.

Несмотря на то, что «зелёный» объектив имеет более низкое значение контраста, чем «фиолетовый», в центре кадра, на краях он позволяет увидеть, пусть и с малым контрастом, мелкие детали изображения. «фиолетовый» же имеет очень сильное падение контраста и разрешающей способности к краям. В результате, сравнивая эти два объектива только по одному или двум числам разрешающей способности в центре и на краях, невозможно получить объективной картины того, насколько изображение с одного и с другого объектива будет отвечать задачам фотографа.

Так и сравнение зелёного объектива с красным. Незначительное различие в формальных числах разрешающей способности (22 и 28 линий на миллиметр в центре на полностью открытой диафрагме) сопровождается радикальной разницей в качестве изображения из-за неспособности «красного» объектива разрешить более 30-40 линий на миллиметр при любой оценке контраста.

Кроме того, все эти измерения дают принципиально различные результаты при диафрагмировании и изменении фокусного расстояния объектива (для объективов с переменным фокусным расстоянием).

В цифровой технике

Особенностями рассмотрения MTF в цифровой технике являются:

  • фиксированный размер светочувствительного элемента и периодическая структура их расположения (в плёночной фотографии размеры и расположение зёрен фотоматериала случайны).
  • взаимозависимость между контрастом деталей и собственными шумами матрицы (в плёночной фотографии есть аналогичная связь с зернистостью плёнки).
  • наличие преобразования изображения из внутреннего, «сырого» (RAW) представления изображения в окончательную картинку (JPEG или TIFF) и зависимость результата от параметров этого преобразования.

Любая цифровая камера получает с матрицы изображение в так называемом формате RAW. Структура этих данных мало пригодна непосредственно как для рассматривания, так и для получения частотно-контрастной характеристики аппарата.

Тем не менее, эти сырые данные обрабатываются либо на компьютере либо фотоаппаратом. И после обработки получается файл, в универсальном формате, обычно JPG, с информацией, привычной для восприятия и вполне пригодной для резольвометрии.

В процессе обработки устанавливаются:

  • чувствительность
  • контраст
  • насыщенность цвета
  • резкость

В камерах эти настройки фиксированы или регулируются дискретно, выбором из набора определённых производителем камеры величин.

Более широкие возможности предоставляют программы преобразования RAW на компьютере.

Однако изменение всех этих настроек «в сторону увеличения», в конечном итоге, даёт увеличение уровня шума. Поэтому сравнивать MTF у разной цифровой техники необходимо при одинаковом количестве шумов и, если используются какие-либо алгоритмы шумоподавления, то при сопосотавимых параметрах работы этих алгоритмов.

См. также

Ссылки


Wikimedia Foundation. 2010.

Игры ⚽ Нужно решить контрольную?

Полезное


Смотреть что такое "Частотно-контрастная характеристика" в других словарях:

  • ЧАСТОТНО-КОНТРАСТНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА — оптических систем (в т. ч. фотографических систем и фотослоев) описывает способность таких систем передавать модуляцию яркости объекта (контраст). Частотно контрастную характеристику оптической системы обычно получают с помощью специальной… …   Большой Энциклопедический словарь

  • ЧАСТОТНО-КОНТРАСТНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА — (функция передачи модуляции), ф ция, с помощью к рой оценивают «резкостные» св ва изображающих оптич. систем и отд. элементов таких систем. Ч. к. х. есть преобразование Фурье т. н. функции рассеяния линии, описывающей характер «расплывания»… …   Физическая энциклопедия

  • частотно-контрастная характеристика — Безразмерная величина, характеризующая качество системы или материала, создающих изображения (объектив, светочувствительный слой, фотоаппарат и др.). Количественно это отношение величины контраста изображения, получаемого с помощью данной системы …   Справочник технического переводчика

  • частотно-контрастная характеристика — оптических систем (в том числе фотографических систем и фотослоёв), описывает способность таких систем передавать модуляцию яркости объекта (контраст). Частотно контрастную характеристику оптической системы обычно получают с помощью специальной… …   Энциклопедический словарь

  • частотно-контрастная характеристика пространственно-временного оптического модулятора — частотно контрастная характеристика модулятора Зависимость глубины модуляции лазерного излучения от разрешающей способности пространственно временного модулятора. [ГОСТ 15093 90] Тематики лазерное оборудование Синонимы частотно контрастная… …   Справочник технического переводчика

  • частотно-контрастная характеристика ФППЗ — Зависимость между коэффициентом передачи модуляции ФППЗ и пространственной частотой изображений, проецируемых на его фоточувствительное поле. [ГОСТ 25532 89] Тематики приборы с переносом заряда фоточувствительные …   Справочник технического переводчика

  • частотно-контрастная характеристика передающей телевизионной электронно-лучевой трубки — Зависимость между глубиной модуляции сигнала и пространственной частотой изображений, проецируемых на его фоточувствительный электрод. [ГОСТ 17791 82] Тематики электровакуумные приборы EN modulation transfer function DE… …   Справочник технического переводчика

  • Частотно-контрастная характеристика ФППЗ — 38. Частотно контрастная характеристика ФППЗ Зависимость между коэффициентом передачи модуляции ФППЗ и пространственной частотой изображений, проецируемых на его фоточувствительное поле Источник: ГОСТ 25532 89: Приборы с переносом заряда… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • пространственная частотно-контрастная характеристика ЭОП — ЧКХ ЭОП Зависимость коэффициента передачи контраста ЭОП от пространственной частоты испытательного синусоидального растра. [ГОСТ 19803 86] Тематики преобразователи электронно оптические Синонимы ЧКХ ЭОП EN modulation transfer function FR fonction …   Справочник технического переводчика

  • пространственная частотно-контрастная характеристика усилителя рентгеновского изображения — Функциональная зависимость коэффициента передачи контраста усилителя рентгеновского изображения от пространственной частоты испытательного растра, создающего синусоидальное распределение интенсивности рентгеновского излучения во входной плоскости …   Справочник технического переводчика


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»