分辨率單位及換算詳解

點擊上方“小白學視覺”，選擇加"星標"或“置頂”

重磅干貨，第一時間送達
本文轉自|新機器視覺

對于測試數(shù)字成像設備非常重要的參數(shù)是分辨率。但有不同的方式來表達數(shù)碼相機的分辨率，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1000萬像素的分辨率”是我們經(jīng)常在廣告上看到的數(shù)據(jù)，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，可以采集鏡頭投射到傳感器上的圖像。但這并不意味著，每個像素真的擁有關于圖像內容的有用信息。所以像素的數(shù)量與分辨率有些相關，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，具有相同的分辨率并不罕見。

LP /mm

指的是鏡頭的分辨率計算單位，是鏡頭對于成像質量傳遞的評判標準；在模擬時代中，膠片和/或鏡頭的分辨率以每毫米線對（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(shù)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。如果鏡頭的分辨率為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(shù)字時代中，數(shù)字值沒有物理范圍，只有其在屏幕上或打印中的表示。所以你不能用這個單位來表達數(shù)字圖像的分辨率。您可以使用LP / mm來表示鏡頭的分辨率。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(fā)現(xiàn)，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(jīng)表明，LP / mm不是數(shù)碼相機可以捕捉的分辨率的合適單位，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范圍，我們只描述一個像素可以解析多少個線對。由于線對總是黑線和白線，因此可以達到的最大分辨率是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分辨率的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表示分辨率，則不考慮采樣本身會降低分辨率。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，那么照相機B一定會在同一場景中顯示更多細節(jié)。因此，為了使測試結果與效率（LP / pix）和像素組合的數(shù)量相媲美，將分辨率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(shù)量。所以如果你測試該設備的分辨率，你需要知道你掃描的對象的大小。PPI類似于“像素”。它給出了一英寸的像素量，但這并不意味著這些像素保存有用的信息。根據(jù)我們的經(jīng)驗，大多數(shù)掃描儀不能達到PPI中定義的預期采樣率。所以對于掃描儀來說，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(jīng)?；煜褪褂缅e誤：DPI不同于PPI。噴墨打印機可以具有非常高的DPI（每英寸點數(shù)）。

兆赫

兆赫作為空間分辨率的單位？在模擬視頻中，兆赫是已知的分辨率單位，因為每條線具有明確的時間。除了數(shù)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(yōu)點和缺點。

 
分辨率的單位及轉換
分辨率是使用斜邊，西門子星或其他具有增加頻率的常規(guī)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這樣的尺寸需要關于傳感器尺寸/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(shù)
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于垂直和水平方向上的像素間距。因此，將該表應用于對角線方向上的測量時使用對角像素間距。

注2：
有三個平面用于確定分辨率，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(shù)的圖像中。在大多數(shù)情況下，傳感器平面上的分辨率是重要的。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于圖像文件中的像素間距。

轉自：博客園

交流群

歡迎加入公眾號讀者群一起和同行交流，目前有SLAM、三維視覺、傳感器、自動駕駛、計算攝影、檢測、分割、識別、醫(yī)學影像、GAN、算法競賽等微信群（以后會逐漸細分），請掃描下面微信號加群，備注：”昵稱+學校/公司+研究方向“，例如：”張三 + 上海交大 + 視覺SLAM“。請按照格式備注，否則不予通過。添加成功后會根據(jù)研究方向邀請進入相關微信群。請勿在群內發(fā)送廣告，否則會請出群，謝謝理解~