影像质量分析仪的调制传递函数测试

    1　引　　言

    影像质量分析仪[1]是利用生物摄影显微光学系统、电耦合器件CCD (Charge-Coupled Devices)、8位瞬态记录仪及微机处理系统研制而成的。

    该分析仪主要用于成相材料的性能测试及影像质量评价。其中用来表征成相材料清晰性(即影像细节还原能力)的调制传递函数是成相材料的一项非常重要的性能指标。在测量过程中为了确保MTF数据的精确性,故需考虑测量过程中引进的其他系统误差。

    在对成相系统的调制传递函数理论的研究中发现:任一成相过程、测量过程都不是一个单一的系统,而是一个串联系统,对影像细节的传递损失,除了成相材料外还包括成相镜头、光学系统等的传递损失。串联线性系统总的调制传递函数为各部分线性系统的调制传递函数的乘积:　　　　　　　

MTF串===iMTFi

    所以,成相材料的调制传递函数可通过总的调制传递函数除去诸如测量系统、制样系统的调制传递函数而得到。

    2　MTF测试步骤

    成相系统的调制传递函数的测试方法虽然有许多,但用得最为普遍的还是采用数学富利叶分析法,通过测量刃边像的强度分析而得到调制传递函数。

    2.1　制样

    取一块洁净的玻璃,用真空镀膜的方法在该玻璃片表面上喷涂一层刃边,尽可能使喷涂出来的刃边接近理想刃边。

    2.2　刃边扫描

    将刃边放置在影像质量分析仪的样品架上,在垂直于刃边的方向来回扫描,刃边通过显微物镜后所形成的刃边像直接由光信号接收器CCD接收,同时也完成了刃边像的数据采集。

    由于采用了CCD作光信号接收器,使该分析仪对刃边的输出点变为1024个点,因实际计算时点数过多容易给计算结果带来较大误差。而真正用于计算的点数只需128个就足够了,因此需要从1024个点中搜寻出含有刃边的128个点。判断是否含有刃边的依据是128个点的前后64个点的平均密度差是否足够大,一般以大于0.8可以认为含有刃边。密度差太小则不含刃边。由于刃边的阶跃使得阶跃处相邻两点间的密度差也较大,所以刃边应在相邻两点密度差较大处搜寻。图1为搜寻刃边流程图。其中J为搜寻起点,DS是任意给定的相邻两点密度差的绝对值,一般取在0.1～0.4之间,JDS是存DS值的所在点,FAB则是JDS两侧的平均密度差绝对值。

    2.3　MTF测试

    得到了刃边数据后就可以进入微型计算机并调用MTF测试软件。首先对刃边像进行微分得到该分析仪的线扩散函数,然后对线扩散函数进行富利叶变换,最后计算出影像质量分析仪的MTF(图2)。