基于汉字靶板的数码相机像质评测方法

    １　引　　言

    数码相机自２０世纪０年代问世以来，在影像领域发展迅速，并已渗透到民众的日常生活和科技活动中。由于数码相机在各种拍摄条件下的清晰度性能是影像扩印、显示乃至目标图像识别的一个十分关键的因素，它自然就成了人们关注的焦点。

    ２０世纪６０年代以来，光学和光电系统的成像性能一直沿用光学调制传递函数（ＭＴＦ）来测量和评价其优劣。ＭＴＦ是评价光学相机成像质量的重要指标之一，反映了成像系统对不同空间尺度目标的调制传递特性［１，２］。刀口测量法因为操作方便、靶标易于加工和不受衍射干扰等优点得到普遍应用［３］。

    对于数码相机清晰度的评测主要是基于倾斜刀口法的ＭＴＦ测量，且ＩＳＯ１２２３３［４］将该方法作为电子态图像相机分辨率测试的标准方法。该方法通过对包含刀口特征的图像进行梯度分析，计算得到系统的ＭＴＦ，从中提取出对应给定ＭＴＦ数值的空间频率数（一般是ＭＴＦ５０，即ＭＴＦ为０．５所对应的空间频率），并以每像高线数（ＬＷ／ＰＨ）来表征。这种用空间频率来描述数码相机清晰度性能的方法，称之为空间频率响应（ＳＦＲ）法，是目前最为常用的用于评价成像系统解像能力的指标［４］。实验结果表明，倾斜刀口法计算结果的误差最大值不超过１．７％［５］。

    基于ＭＴＦ评测镜头及数码相机广泛采用的成像质量判据还有主观质量因子（ＳＱＦ）［６，７］。ＳＱＦ定义为成像镜头的ＴＦ在１０～４０ｍｍ－１范围内对数空间频率域的积分值，是评价摄影镜头的一个主观质量因子。

    以上ＳＱＦ和ＩＳＯ１２２３３所采用的ＳＦＲ的这两种判据虽然都已得到了业内广泛认可，但由于对检测设备及其检测条件的要求比较苛刻，对图像数据的采集与处理更是需要在一个专业评测软件的支持下才能完成。因此，该评测手段现阶段也只在一些实验和专业评测部门使用。

    在ＭＴＦ和的评测方法的基础上，本文采用由具有代表性的多组不同汉字按一定的字高顺序排列成的汉字靶板，通过人眼直接判读放大拍摄的标准字体影像的方式评测出数码相机的清晰度性能。

    ２　汉字靶板的设计

    汉字靶板设计时需要选出一组可代表所有常用汉字的特征汉字，而且理想情况下应该同时具备横向、垂直、斜向和弧形的笔画。由于数码相机是一个低通空间滤波器，所以要求这一组汉字在等字高的情况下经过相同的空间滤波后，空间频率成分基本相同［８］。

    从２５００个常用汉字中分别选择７、８、９笔画汉字（共８９０个）作为靶板的备选汉字。选择７～９笔画汉字的依据为：１）在５９９１个比较常用的汉字中，使用几率较高的前５００汉字的平均笔画为７．２４；２）现代汉语常用２５００字中，以８笔画和９笔画字居多；３）现代汉字中使用几率最高字“的”的笔画为８笔画［９］。