MTF 數值比較

比較不同相機和鏡頭中各個邊緣區域的調製傳遞函數 (MTF)。

MTF比較簡介

MTF Compare （ Imatest Studio中未包含）是一個後處理器，用於比較不同相機、鏡頭和成像系統的 MTF。這些 MTF 已由SFR 、 Rescharts Slanted-edge SFR 、 SFRplus或eSFR ISO分析，並將結果儲存為CSV 檔案。比較結果以 MTF 的商值（即傳遞函數）形式顯示。例如，對於兩個成像系統 A 和 B， MTF Compare 可以比較它們的 MTF 值。

  • 繪製 MTF(A)/MTF(B) 或 MTF(B)/MTF(A) 曲線，以及 MTF(A) 和 MTB(B) 曲線（如下方淺線所示）。具體細節取決於顯示設定。
  • 顯示 nn = 70、50、30、20 和 10 時 MTFnn（MTF 為低頻值 nn% 的空間頻率）和 MTFnnP（MTF 為峰值nn% 的空間頻率）的比率或值。
後處理器比較
每個功能都允許您比較不同區域和/或影像的清晰度。
MTF比較用於處理 SFR、SFRplus 和eSFR ISO 影像的後處理器。輸入檔為兩個分別對應不同區域的 CSV 結果檔。此處理器可讓您比較任意兩張影像（或同一張影像）中任意區域的邊緣。它會顯示兩張影像的 MTF 以及傳遞函數 (A/B) 或 (B/A)。
OIS/影像對比

影像穩定/
清晰度對比		僅適用於 SFRplus 的後處理器。輸入為兩到三個 JSON 結果檔。必須在 SFRplus 設定視窗中啟用影像防手震功能。所有檔案的區域選擇必須相同，但檔案大小可以不同。允許您比較區域（大致相同位置）或整幅影像的清晰度。可以比較兩個影像檔案的清晰度，或使用三個影像檔案計算（光學）影像防手震的效果。
批次視圖這款後處理器支援 SFR、SFRplus 和eSFR ISO （主要針對後兩者），可批次處理多個檔案並比較匯總結果，並將結果儲存在檔案名稱格式為root file _sfrbatch.csv 的檔案中。它最適合測量中心、局部、邊角以及不同光圈下的加權平均清晰度，但功能非常全面：它可以分析任何影像序列。

這些對比分析比簡單的 MTF50 或其他總結結果（例如 MTF20）對比分析包含更多細節。與所有Imatest模組一樣，它也提供了豐富的顯示選項。

f/2.8 和 f/8 的 MTF 比較
佳能 24-70mm f/2.8L 鏡頭在 70mm 焦距下，高對比邊緣近中心區域的 MTF 對比
A. f/2.8（淺棕色），B. f/8（淺藍色）

如果能夠測量感測器本身的 MTF（由於衍射和其他實驗問題，這並不容易）， MTF 比較功能可以透過將系統（鏡頭+感測器）MTF 除以僅感測器的 MTF 來測量鏡頭本身的MTF。

f/8 的 SFR

上圖比較了同一鏡頭和焦距在兩種不同光圈（f/2.8 和 f/8）下，使用Applied Image QA-77 測試圖中心上方同一高對比度邊緣進行兩次 SFR 測試的結果。 f/8 光圈下的 SFR 測試結果（上圖的 B）在右側顯著降低。 A/B 傳遞函數 (MTF(A)/MTF(B)) 以粗黑實線表示－直到分母 (MTF(B)) 降至 0.04 以下的最低頻率。高於此頻率的結果由於雜訊而不可靠；因此，它們以細灰虛線表示— 。

在上圖的MTF 比較圖中，輸入檔名（從SFR運行已儲存的csv 檔案）顯示在圖表下方的A和B框中。對應的圖像檔案名稱顯示在圖表上方。 A 和 B 的奈奎斯特頻率分別以較短的淺棕色和藍色線條表示。重要的輸入資料匯總在右側。

由於MTF Compare的輸入是保存的 SFR 輸出，而評估模式下無法保存Imatest輸出，因此MTF Compare在評估模式下運作並不實用。

指示

入門

SFR 儲存對話框

MTF Compare是用於Imatest SFR和Rescharts 斜邊 SFR 的後處理器，它使用SFR 產生的 Excel 可讀 CSV 輸出檔。為了比較 MTF，這些 CSV 輸出檔案必須保存在 SFR 運作過程中。為此，請確保在右側所示的 SFR 儲存對話方塊中選取「Excel .CSV 詳細結果」複選框。您可以根據需要更改結果目錄和根檔案名，以便更輕鬆地識別和檢索它們。然後點擊底部的“是” 。

下圖與頁面頂部附近的圖示類似，差異在於它基於QA-77測試圖影像中心附近的低對比邊緣，該邊緣的相機內銳化程度遠低於高對比度邊緣，且最大顯示頻率為0.5週期/像素。與大多數數位相機一樣，EOS-20D具有顯著的非線性訊號處理特性，即在高對比度特徵附近會進行強烈的銳化處理，而在非高對比度區域則幾乎不進行銳利化——也就是說，銳化並非均勻地應用於整個影像。儘管低對比度邊緣的MTF值遠低於高對比邊緣的MTF值，但在低於0.4週期/像素的空間頻率下，A/B比值（傳遞函數）與高對比度邊緣相當。較高頻率的結果（以淺虛線表示）主要受雜訊影響，因此沒有意義。

低對比邊緣的MTF比較
MTF 對比結果顯示 (f/2.8)/(f/8) 傳遞函數

若要執行MTF Compare （僅限Imatest Master ），請從目標中選擇MTF Compare 。

按向下箭頭鍵選擇CSV輸入文件向下箭頭在左下角A和B框的右側，選擇「瀏覽...」或「最近使用的檔案」 ，即可開啟一個包含最多 12 個最近使用檔案的視窗。所選檔案必須是Imatest SFR 產生的 CSV 輸出檔。

當A和B都包含有效資料時，將顯示一個圖表，使用已儲存的顯示和縮放設定。

顯示選項

顯示控制顯示的內容，即 y 軸。

  • A/B傳遞函數MTF(A)/MTF(B)以粗實黑線顯示－直至分母(MTF(B))降至0.04以下的最低頻率，並以細虛灰線顯示－在較高頻率下，雜訊導致結果不可靠。 MTF(A)以淺棕色線顯示—— ，MTF(B)以淺藍色線顯示—— 。
  • 摘要和EXIF資料展示的一部分

    B/A 傳遞函數與A/B類似，只是顯示的是 MTF(B)/MTF(A)。

  • MTF(A)強而弱，顯示為一條強棕色線－ ；MTF(B) 弱顯示為一條弱藍色線－ 。
  • MTF (B) 強，MTF(A) 弱， MTF(B) 顯示為一條強藍線－ ；MTF(A) 顯示為一條弱棕線－ 。
  • 摘要和EXIF資料顯示結果摘要和EXIF資料（以JPEG檔案形式提供）。右側顯示了部分顯示內容。

縮放控制顯示比例，即 x 軸的比例。

  • 每像素循環數最多顯示 1。
  • 線寬/影像高度 (LW/PH)顯示的最大值是 A 和 B 的最大值中的較小值。解釋結果時必須謹慎，因為感測器的高度（以像素數衡量）差異很大。
  • 若要顯示每距離的週期數，必須在 SFR 輸入對話方塊中為 A 和 B 輸入像素間距（微米/像素、像素/毫米或像素/英吋）。顯示的最大值是 A 和 B 最大值中的較小值。由於感測器的像素間距和高度差異很大，因此在解釋結果時必須謹慎。
  • 每吋循環次數

A 和 B 通道決定了分析中使用的顏色通道。這些值不會在運行之間儲存：MTF 比較啟動時始終顯示預設值。

  • 預設設定使用SFR運作中儲存的預設通道設定。這通常是Y（亮度）通道，但也可能是其他任何通道。
  • （corr）使用應用標準化銳化的預設通道的結果。
  • R紅色頻道。
  • G綠色通道。
  • B藍色頻道。
  • Y亮度通道（非黃色）。約等於 0.3*R + 0.59*G + 0.11*B。

最大顯示頻率（位於視窗底部，介於「儲存資料」和「退出」之間）以奈奎斯特頻率的百分比表示。預設值為 2 倍奈奎斯特頻率（1 個週期/像素），可顯示高效能數位相機的所有相關頻率。但Imatest有時也用於測量具有更寬或更粗糙的過渡、因而高頻響應較差的系統（例如，掃描的列印紙）。在這種情況下，圖表的大部分資訊將被浪費。可用設定如下：

  • 2x 奈奎斯特（1 個週期/像素）[預設值] 顯示所有感興趣的頻率。
  • 1倍奈奎斯特頻率（0.50週期/像素）
  • 0.5倍奈奎斯特頻率（0.25週期/像素）
  • 0.2倍奈奎斯特頻率（0.10週期/像素）

其他控制

儲存螢幕視窗

「儲存畫面/顯示快照」 （如右圖）會將螢幕快照（整個MTF 比較GUI 視窗）儲存為 PNG 影像檔案。您也可以立即查看快照，以便將其用作與其他結果進行比較的參考。

視窗頂部的檔案名稱和目錄設定檔案儲存位置。

勾選「在影像檢視器中開啟視窗...」複選框後，目前畫面將使用系統預設檢視器開啟（如果「影像檢視器」下方的複選框為空），或使用您選擇的檢視器/編輯器開啟（如果該複選方塊包含檢視器/編輯器的路徑名稱）。我推薦使用IrfanView ，它速度快、體積小、免費，並且支援多種圖像檔案格式。在英文版系統中，它的預設位置是C:\Program Files\IrfanView\i_view32.exe 。

儲存資料會將 MTF 比較計算結果儲存為 Excel 可讀的 CSV 檔案格式。

點選「說明」按鈕，即可在瀏覽器視窗中開啟此網頁。

退出會關閉MTF 比較。

「檔案」下拉式選單中的控制項可讓您設定字體大小（小、正常或大），並將螢幕大小和位置重設為其原始值。

幫助下拉選單中包含一些控件，可讓您在瀏覽器視窗中開啟此網頁、註冊 Imatest 以及取得版本資訊。

另一個例子

佳能 EOS-20D 與松下 TZ1 對比
Canon EOS-20D 和松下 Lumix DMC-TZ1 兩款截然不同的相機對比

此畫面對比了兩款截然不同的相機－830萬像素的佳能EOS-20D數位單眼相機（配備高品質24-70mm鏡頭，焦距70mm，光圈f/8，接近最佳光圈）和小巧的500萬像素松下Lumix DMC-TZ1相機（這款小巧的相機配備10倍徠卡變焦鏡頭，光圈f/3.6，對於TZ1的小型（1/2.5英寸，對角線約7mm）感光元件來說接近最佳光圈）。 EOS-20D的測試影像是在外部實驗室拍攝的；TZ1的影像是從Imaging-resource.com網站下載的。

選擇線寬/影像高度作為衡量標準，是因為它最能代表整體影像品質。兩款相機的影像高度（以像素為單位）相近：EOS-20D 為 2336 像素，TZ1 為 1920 像素。兩款相機的 MTF 性能非常相似，尤其是在 50% 左右的水平位置，儘管 TZ1 響應曲線中的凸起表明其銳利化程度遠高於 EOS-20D（數位單眼相機通常銳利化程度更低）。事實上，在影像邊緣附近可以看到「光暈」。如果進一步銳利化，EOS-20D 的性能將明顯優於 TZ1。如果使用週期/毫米或週期/英吋作為衡量標準，結果將難以解讀，因為 TZ1 的感測器高度更小。其像素尺寸也更小：2.2 微米對比 6.8 微米。 （像素尺寸不影響線寬/影像高度的測量。）

除了鏡頭選擇之外，為什麼還要費心購買笨重昂貴的EOS-20D呢？因為它們在影像品質方面存在著許多差異，而不僅僅是簡單的MTF值。 TZ1的2.2微米像素比EOS-20D的6.8微米像素雜訊更多，動態範圍也更小。 MTF值固然重要，但它並非決定影像品質的唯一因素。

這些測試於2007年7月重複進行。主要區別在於，我們在自己的實驗室中，以與佳能EOS-20D相似的條件（相同的測試目標和光照條件，以及相同的佳能24-70mm f/2.8L鏡頭，f/8光圈，42mm焦距）測試了松下DMC-TZ1相機。結果非常一致。

佳能 EOS-20D 對比 松下 TZ-1
重複測試兩款相機：Canon EOS-20D 和松下 Lumix DMC-TZ1：
不同位置的不同相機進行了測量