基于图像处理的镜头mtf快速测试系统分析

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1、目录硕士论文4．2图像预处理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯354．3线扩散函数的计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯374．3．1线扩散函数的平滑方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯404．3．2线扩散函数在计算为MTF曲线值时的处理方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯404．4MTF的计算过程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．424．5步进电机的调焦模块⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。434．5．1步进电机的调焦算法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯444．6本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

2、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯465MTF的测试结果及分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯475．1MTF的测试流程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．475．2测试过程中的各种影响因素的分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一485．2．1点光源孔阑尺寸对测试的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯485．2．2CCD的影响因子对测量的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯485．2．3级联辅助系统对测量的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯495．2．4步进电机运转振动的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．49

3、5．3采集结果分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯496总结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。516．1本文的工作总结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．5l6．2本文的创新点⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。5l6．3本文的不足及展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。52致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．53参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯54IV硕士论文基于图像处理的

4、镜头MTF快速测试系统研究1绪论对于光学镜头成像质量的评价一直是应用光学界重要的课题，最初人们对镜头成像质量的判断只是通过肉眼来识别比较，带有较强的个人主观影响，缺乏一个客观性，标准化的鉴别手段【l,21。光学传递函数的引入有效的解决了这一问题【3蛔。过去对于光学系统成像质量的评价前人也有用过鉴别率法和星点法等方法，但是鉴别率法只是体现了光学系统的分辨率的极限，没有体现出在可以分辨的范围内的整个象质情况，不能体现不同的空间频率下的物象对比度的变化，而且鉴别率法也是一个主观的比较，既没有数字上的标准，也不能做统一的分级，对于较高的象质要求，鉴

5、别率法是不能胜任的；而星点法虽然可以体现出较多的成像质量信息，但是星点法也是属于主观上的检验，不同的检验员对于同一个星点判断也会有不同，难以定量的区分和处理。过去对于象质的评价，基本上都是基于空间域的，鉴别率法已经初步的带有“空间频率’’的概念，光学系统存在分辨极限，可以看成一个低通滤波器，只能透过分辨出低于某一空间频率的光信号。人们将空间滤波引入到光学系统后，人们开始研究在频率域评估光学系统成像质量的新方法，促成了光学传递函数的发展[71。光学传递函数可以看成是前两种方法的改进发展，可以把他看作是对星点法的定量的描述，它是用一个函数去描述

6、光学系统的成像质量【s】。它定量的表示了星点法和鉴别率法所提供的象质情况，光学传递函数目前公认的评价光学系统比较客观、有效的评估方法。1．1光学传递函数发展历史近代光学中，阿贝为光学传递函数的发展做出了重要的贡献，他提出了著名的阿贝成像理论，该理论明确解释了几何光学中物象的关系，最重要的是初次提出了频谱的概念，将通信理论中的频率分析的方法引入了光学成像分析[71。1938年德国人Frieser将傅立叶分析的方法引入了照相底片的分辨率实验【7】。他使用了亮度为正弦分布的鉴别率板作为目标物【9】，通过实验得出像的亮度依然是正弦分布，只是振幅有所

7、降低，并且保持了不变的空间频率，通过这种方法来测验光学系统。1946年法国人Duffieux将傅立叶变换的方法引入了光学系统分析，开辟了光学处理方法的新纪元，确定了傅立叶变换在光学成像系统中的地位。1948年电气工程师赛德(O．Schade)从通信论的角度，引入了通信理论，用光学传递函数来作为光学成像系统质量的评价方法。塞尔温于同一年提出了光学系统和光学材料的正弦物检测法【lo．u】。上世纪五十年代是光学传递函数得到重视和发展的一段重要时期，英国科学家l绪论硕士论文H．H．Hopkins发展了杜弗的理论，系统性的提出了传函的理论方法，并指出

8、了传函作为像质指标评价标准的诸多优点。1954年林特呗戈指出了扫描法测量光学传递函数的可行性，他为光学传递函数的推广工作做出了很大的贡献。使得各国的科学研究者对于光学传递函数都重