隨著手機鏡頭像素越來越高，大家開始更加關(guān)注如何科學準確的評價一個鏡頭的性能，在這之前我們先了解下鏡頭評價的兩個重要指標分辨率和反差。
分辨率又稱解析力、鑒別率、解析度，實質(zhì)鏡頭再現(xiàn)被攝景物細節(jié)的能力。鏡頭分辨率越高，影像越清晰。它的單位是“LP/MM”，相鄰黑白兩條線可以稱為一個線對，每毫米能夠分辨出的線對數(shù)就是分辨率，好比斑馬線的細密程度，越密分辨率越高。
反差又稱明銳度，是鏡頭鮮明地再現(xiàn)景物中間層次、暗部層次、低反差景紋細節(jié)、微弱亮度對比和微妙色彩變化的能力。反差高的鏡頭，其景物成像輪廓鮮明、邊緣明銳、反差正常、層次豐富、色彩還原真實細膩。
分辨率和反差綜合表現(xiàn)，稱之為清晰度。一顆分辨率高的鏡頭，不一定能評價為出色的鏡頭。往往有些鏡頭分辨率并不非常高，但反差相當好，仍不失為一顆好鏡頭。當然能夠兼顧才真正是理想的鏡頭。
三種方式可來評價鏡頭性能優(yōu)劣
那么我們是否有評價鏡頭性能的有效方法呢?接下來簡單講述幾種評價方式;
方法一：MTF(調(diào)制傳遞函數(shù))測試是目前最精確最科學的鏡頭評價方式。由于MTF排除了芯片、軟件等影響，能客觀反映鏡頭性能，所以被廣泛用于光學產(chǎn)品的研究及檢測中。
MTF是實際像與理想像之間①調(diào)制度之比相對空間頻率的函數(shù)，通俗講就是測量不同空間頻率下鏡頭反差的還原程度，它能同時反映鏡頭的反差及分辨率。 因為實際光學系統(tǒng)存在像差、反射、吸收等因素，影像與標版反差無法完全一致，所以MTF總介于0~1之間，MTF值越大，圖像越清晰。如圖一，MTF=0.4時最清晰;MTF=0.05時，圖像最模糊。
那么如何通過MTF判斷鏡頭的質(zhì)量呢?我們將通過對圖二來大致介紹下。橫坐標為空間頻率，空間頻率的單位是lp/mm，它與分辨率概念比較非常接近?？v坐標就是MTF值。曲線表示不同頻率下鏡頭的MTF值。從圖中可以看出，隨著空間頻率的上升，鏡頭MTF逐漸下降，如果橫坐標無限延伸，會發(fā)現(xiàn)曲線無限趨向于零。為了更好講述MTF曲線，我們加入A、B、C三條曲線及對應的圖片來描述。
曲線A表示鏡頭在低頻段MTF適中，隨著空間頻率的提升，衰減過程緩慢，兼顧反差和分辨率綜合性能較好，從圖A可以看出深淺色反差明顯，毛發(fā)細節(jié)明細，整體還原性較好。
曲線B低頻MTF在對比中是最好的，說明鏡頭的反差很好，但隨著空間頻率的提高。它的衰減很快，說明鏡頭分辨率不算很好，從圖B中可以發(fā)現(xiàn)小貓耳朵處絨毛細節(jié)已很難分辨。
曲線C表示鏡頭在低頻時MTF衰減就很快，綜合性能較差。從圖C中也可以發(fā)現(xiàn)畫面深淺色反差較低，層次感較差。
以上給我們的啟示是鏡頭定義及研發(fā)中并不會追求某方面的極致，這樣往往過猶而不及，綜合考慮高低頻均勻平滑過渡，才能做出一款性能優(yōu)秀的鏡頭產(chǎn)品。
方法二：SFR(空間頻率響應)是測模組對不同空間頻率的響應情況，類似于MTF算法，但測試結(jié)果同時受鏡頭和感光器件以及處理程序的影響(SFR=lens MTF*sensor MTF*ISP MTF)，因此稱這種算法叫空間頻率響應SFR，其實SFR相當于MTF簡化版，廣泛用于模組評價中。
SFR數(shù)據(jù)處理過程通過圖三表述，這里不過多講述。用于SFR計算的斜邊分為兩種，一種是水平斜邊，一種是豎直斜邊。如圖四兩個紅色框，寬度比較大的稱為水平斜邊，高度比較大的稱為豎直斜邊，其中我們測試水平方向的銳利度時是使用豎直斜邊，而測試豎直方向銳利度時使用的是水平斜邊。
在SFR的分析方式上，國內(nèi)市場傾向于用固定頻率下的MTF值來判斷成像的優(yōu)劣，比如固定頻率@112lp/mm時MTF值越大，則成像質(zhì)量越好。而歐美市場更傾向在固定MTF下的頻率的高低來衡量成像質(zhì)量。例MTF30時，頻率越高，則成像質(zhì)量越佳。MTF30一般會使用LW/PH作為單位即每像高分辨多少條線，LW/PH=頻率*窄邊像高*2。其實這兩種方法目的是一致的，僅是國內(nèi)外思維方式差異。
在實際評價中，大部分的模組會對影像做不同程度的銳利化以提升圖像清晰度。在SFR曲線中，會用黑紅兩條曲線把銳化前后的數(shù)據(jù)區(qū)分開來，黑色實線表示未經(jīng)銳化處理的原始數(shù)據(jù)，紅色虛線表示去除模組影像上的銳化效果后的數(shù)據(jù)。
方法三：CTF(對比度傳遞函數(shù))稱之為對比度傳遞函數(shù)，表示物方固定線寬(即固定物方空間頻率)鏡頭響應對比度， 即：CTF=(Imax-Imin)/(Imax+Imin)，所以CTF總是小于等于1，I:intensity(光強度) Imax：最亮光強度 Imin：最暗光強度。該參數(shù)用來評估測量邊緣反差是比較有用的。CTF值是通過對比度計算的方式獲得的，其僅可測試特定頻率的黑白對比狀態(tài)。這種檢測方法簡單方便，但穩(wěn)定性及精度無法較前面兩種方法相比。
我們也可以通過檢測頻率、方法等方面簡單區(qū)分CTF/MTF/SFR的差別：
注：
① 調(diào)制度其實是亮度比值公式：M=(Imax-Imin)/(Imax+Imin) ,原來調(diào)制度為M 的正弦光柵，經(jīng)過鏡頭到達像平面的像的調(diào)制度為M ’，則MTF=M’/M
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