解析度最常見的單位及換算詳解

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解析度最常見的單位及換算詳解

博客園 發表於 2020-12-28 14:12:47

對於測試數字成像設備非常重要的參數是解析度。但有不同的方式來表達數位相機的解析度，有時令人困惑。下面介紹的是是最常見的單位。

百萬像素

「這臺相機有1000萬像素的解析度」是我們經常在廣告上看到的數據，但是從技術上看，這是錯誤的。一個1000萬像素的相機有一千萬像素，可以採集鏡頭投射到傳感器上的圖像。但這並不意味著，每個像素真的擁有關於圖像內容的有用信息。所以像素的數量與解析度有些相關，但是沒有定義它。一個好的1000萬像素攝像機與12或14萬像素攝像機相比，具有相同的解析度並不罕見。

LP /mm

指的是鏡頭的解析度計算單位，是鏡頭對於成像質量傳遞的評判標準；在模擬時代中，膠片和/或鏡頭的解析度以每毫米線對（LP / mm）表示。此單位表示在傳感器/膠片平面中，您可以在一毫米內找到的線對數量。一條線對是一條黑線和一條白色的線，方向相同，寬度相同。如果鏡頭的解析度為100 LP / mm，則表示在膠片（或傳感器）上投影1毫米內有100條黑線和100條白線。在數字時代中，數字值沒有物理範圍，只有其在屏幕上或列印中的表示。所以你不能用這個單位來表達數字圖像的解析度。您可以使用LP / mm來表示鏡頭的解析度。但是在這種情況下，您需要知道設備中使用的傳感器的確切尺寸，有時很難發現，如果無法打開設備，大部分時間都不可能。

LP / pix（cy / px）

正如我們已經表明，LP / mm不是數位相機可以捕捉的解析度的合適單位，需要不同的單位。一個非常常見的單位是每個像素的線對或每個像素的周期。在這種情況下，我們沒有單位的物理範圍，我們只描述一個像素可以解析多少個線對。由於線對總是黑線和白線，因此可以達到的最大解析度是1/2 LP / pix。所以如果一臺相機可以解析0.4LP /像素，它將達到其理論最大解析度的80％。這樣，人們可以很容易地比較兩個相機，看看他們如何利用他們擁有的像素量。

LP / PH

如果只用LP / pix表示解析度，則不考慮採樣本身會降低解析度。所以如果你有0.5 LP / pix的照相機A和0.4 LP / pix的照相機B，你會說A比B好。但是如果照相機A只有320像素，而照相機A有2000像素，那麼照相機B一定會在同一場景中顯示更多細節。因此，為了使測試結果與效率（LP / pix）和像素組合的數量相媲美，將解析度表示為每個圖像高度的線對。在這個例子中，這將導致160 LP / PH到800 LP / PH的比較。

PPI

掃描儀更喜歡另一個單位：PPI，每英寸像素。在掃描儀的情況下，它表示掃描原稿的一英寸（25.4毫米）的像素數量。所以如果你測試該設備的解析度，你需要知道你掃描的對象的大小。PPI類似於「像素」。它給出了一英寸的像素量，但這並不意味著這些像素保存有用的信息。根據我們的經驗，大多數掃描儀不能達到PPI中定義的預期採樣率。所以對於掃描儀來說，檢查LP / pix是非常麻煩的，因為這會給你掃描儀的性能。許多掃描儀接近0.5 LP / pix為200 PPI，但是在300 PPI或甚至400 PPI的情況下要少得多。只是提及，因為它經常混淆和使用錯誤：DPI不同於PPI。噴墨印表機可以具有非常高的DPI（每英寸點數）。

兆赫

兆赫作為空間解析度的單位？在模擬視頻中，兆赫是已知的解析度單位，因為每條線具有明確的時間。除了數字視頻之外，傳輸信號時沒有明確定義的像素。因此，您可以以μ秒為單位更好地表示圖像的寬度，如果用毫秒代替LP / mm中的毫米，則最終以兆赫為單位。

*測量MTF和/或SFR有幾種方法，所有這些方法都有各自的優點和缺點。


解析度的單位及轉換
解析度是使用斜邊，西門子星或其他具有增加頻率的常規結構來測量的。諸如LW / PH，LP / PH或每像素周期的單位與傳感器尺寸和像素間距無關。他們只是把結果圖像和頻率內容考慮在內，而不是關心每個像素的大小。像LP / mm，L / mm或Cycles / mm這樣的尺寸需要關於傳感器尺寸/像素間距的知識。

下面的表格和解釋將成為即將到來的ISO 12233修訂版的一部分


LW / PH =每個圖像高度的線寬
LP / mm =每毫米線對
L / mm =每毫米線數
Cycles / mm =每毫米周期
Cycles / pixel =每像素周期
LP / PH =每個圖像高度的線對

要從左列單元轉換到上排單元，請在其行/列交叉點處使用操作。


空間頻率單位轉換圖

(可點擊圖片放大閱讀)

注1：

45度對角線方向上的像素間距不同於垂直和水平方向上的像素間距。因此，將該表應用於對角線方向上的測量時使用對角像素間距。

注2：
有三個平面用於確定解析度，例如LP / mm。它可以在物體空間，傳感器平面或具有給定輸出放大倍數的圖像中。在大多數情況下，傳感器平面上的解析度是重要的。為了在這種情況下獲得正確的值，應該將圖像文件縮放到傳感器尺寸，在這種情況下，傳感器上的像素間距等於圖像文件中的像素間距。

責任編輯：lq

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