原创 使用美国标准USAF 1951分辨率板粗评估相机

2009-9-7 09:48 10996 11 10 分类: 测试测量
2009年8月收到来自深圳市科创时代电子有限公司的USAF1951分辨率板,在为大家展示之前,先提一下这种标准的来由

2009080918473264.bmp


 


   1951 USAF分辨力测试图是符合MIL-STD-150A标准的分辨力测试图案,由美国空军于1951年创建。这种测试图仍广泛地应用于测试光学成像系统(如显微镜和相机)的分辨能力,尽管MIL-STD-150A标准已于2006年10月16日取消。这种图案包括几组由三条短线构成组合,短线的尺寸从大到小。成像系统无法辩明的最大短线组为其分辨能力极限。
   通常MIL-STD-150A格式包括3层共6组图案。最大组构成第一层,位于外围。更小层图案形状不变,从外围向中心逐步缩小。每组包含6个图元,以数字1至6编号。在同一层中,奇数组从右上角开始,其图元从上至下按1至6排列。偶数组的第一个图元在该层的右下角,其余图元在左侧从上至下按2至6排列。短线的等级与尺寸如下表,分辨力计算式为:分辨力(lp/mm)=2^(组序数+((图元序数-1)/6))。



  在USAF分辨力能力测试图案1951中的线对数/毫米 
  组序数 
 图元序数 2 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
 1 0.250 0.500 1.00 2.00 4.00 8.00 16.00 32.00 64.0 128.0 256.0 512.0
 2 0.280 0.561 0.12 2.24 4.49 8.98 17.95 36.0 71.8 144.0 287.0 575.0
 3 0.315 0.630 1.26 2.52 5.04 10.10 20.16 40.3 80.6 161.0 323.0 645.0
 4 0.353 0.707 1.41 2.83 5.66 11.30 22.64 45.3 90.5 181.0 362.0 -----
 5 0.397 0.793 1.59 3.17 6.35 12.70 25.39 50.8 102.0 203.0 406.0 -----
 6 0.455 0.891 1.78 3.567.13  14.30 28.50 57.0 114.0 228.0 456.0 -----

    1951图案并不非常适用于现代镜头系统分析。由于图元采用分立式排列,使用软件难以自动判断最高分辨力,图案在评估镜头边缘时效果欠佳,而边缘处往往更容易出现像差。而使用更新布局的的图案(T-21图案)能够避免复杂的计数系统及查阅表,因为这种图案每组直接用每毫米可以分辨的圆环数表示。第二种版本的图案(T-22图案)把短线的布局调整为直线排列,更适用于扫描。而MIL-STD-150A仍在使用是因为标准中并没有指定图案的排列方式。
   针对高精度的测量系统,应该尽量选择整个成像范围内都能成像清晰的镜头。通过USAF1951分辨率片可以定量的评估镜头中心和边角区域的分辨率差异,使用USAF1951分辨率片,用户完全可以自己完成对不同厂家型号的镜头的评估和选型。由深圳市科创时代电子有限公司出品的1951 USAF分辨力测试板有两个规格:CG-USAF 1951-0与CG-USAF 1951-2,其板面的最小图元均为228lp/mm,区别为0型外形尺寸50mmx50mm, 图案为0-7组,2型外形尺

 寸76mmx76mm,图案为-2-7组,本次视觉网拿到的分辨力板为0型,如下图所示:


 


         以下为使用不同条件拍摄到的图像情况:


2009080919054721.jpg 


    第一排的两幅图采自一款相机,本次称为相机A,第二排的两幅图采自另一款相机本次称为相机B,左边图像采用蓝色背景光照明,右边图像为使用正面白光照明。直观来看,相同的光照相机A所采图像中间往往比边缘亮一点,而相机B采集的图像整个视场比较均匀(其绿色图像中右边颜色偏重是因为光照在分辨力板的一侧);在白光照射下,相机A彩色表现正常而且自然,然而相机B却出现了绿色色偏。以下为第2、3组图元(第二层)的局部放大图:


2009080919071718.jpg 


    从图中可以看出,相机A的分辨力使用不同光照时保持恒定,而使用B相机在蓝色背景光的照射下分辨力不及白色正面光照(可参看第3组的图元分辨情况)。另外总体而言,A相机的分辨力不及B相机,但从初始采集的情况看,A相机的视场要大于B相机的视场。因此在选择相机时,用户可以根据自己的检测需要,使用标准分辨力板,模拟现场环境,可以粗略评估出相机的图像采集性能。
可适当补充。


感谢以下品牌对本次评测的大力支持:


ISO板提供商:Ti-times
    工业相机提供商:The Imaging Source


工业相机提供商:西安方诚科技有限责任公司


工业镜头提供商:The Imaging SourceDFK 31BF03-22.H内置


工业镜头提供商:Computar(CBC)


1394卡厂商:Matrox


 


 


感谢以下公司及个人对本次评测的大力帮助:


希比希(上海)贸易有限公司为中国视觉网提供了该公司出品的镜头产品。


他们的网址


深圳市科创时代电子有限公司为我们提供了该公司出品的分辨率板,他们的网址是:


http://www.ti-times.com/


西安方诚科技有限责任公司提供了该公司生产的1394工业相机,他们的网址是:http://www.function-tech.com/cn/
     德国映美精http://www.theimagingsource.com/zh_CN/
尤其感谢http://www.theimagingsource.com/zh_CN/市场部经理孙潇先生、及The Imaging Source公司领导对我们评测的支持,他们在得知中国视觉网评测试用该公司相机计划之后,在短短2周的时间由德国直接向www.china-vision.net提供了该公司全新的DFK 31BF03-22.H 1394接口伸缩工业相机、配件、软件一套,在评测过程当中遇到的所有咨询问题我们发出邮件在最短时间内给予了详细的解答回复。他们的专业精神和及时的技术支持服务令我们的评测工作非常顺利。


北京微视凌志图像技术有限公司提供了Marox1394卡:http://www.mvlz.com/ 


上海方千光电科技有限公司赠送给中国视觉网该公司出品的试验台及光学支架:http://www.vanch.com.cn/


 


 


免责声明:本评测得出的所有数据、图片及文字只供一般资讯和学习、讨论之用,都依据文章提到的品牌产品选取的实验品按照本文声明的实验环境搭建试验得出的结果和数据。不做为任何企业、团体、机构、个人实验、选用、舍弃文中所有涉及品牌产品的依据及进行任何形式、任何方面使用的依据。www.china-vision.net及所属机构不对任何企业、团体、机构、个人购买所有涉及品牌产品产生的任何正面、负面结果负任何形式的法律责任。
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