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1、1数码相机对焦标准的建立一、基本定义：一、基本定义：1 1、 照相机的分辨率：照相机的分辨率：照相机分辨影像细节的能力的度量单位。A、 线对线对/mm/mm （IP/mmIP/mm）：）：主要用于传统相机，表示每 mm 长度可以分辨多少的黑白线条，数值越大表明每毫米长度内能分辨的线对数越多。B、 线数每像高或每像高线数线数每像高或每像高线数 LW/PHLW/PH （LineLine widthswidths perper picturepicture heightheight）：）：主要用于数码相机，表示分辨率测试板上标定线条宽度相对于测试图有效区域的高度的度量单位；它等于测试图的有效高度除以
2、黑色标定线的宽度，亦等于该黑色标定线在测试目标的高度范围内或在照相机视场垂直方向内所包含的线数。示例：示例：若测试图有效高度为 200mm，那么 1000LW/PH 的黑线宽度为 200 /1000 mm。C、 两种单位的转换：两种单位的转换： 线对线对/mm/mm = =（LW/PHLW/PH）/ /（2*2*图高）图高） 图高指的是 sensor 的影像高度。2 2、 空间频率（空间频率（spatialspatial frequencyfrequency）：）：单位距离（1 毫米）内所包含的空间周期，叫做空间频率。空间频率也可以看做是每毫米内包含的黑线条数或白线条数。为不致含混，相邻的一根
3、黑线条和一根白线条叫做一个线对，所以空间频率的单位用“线对/毫米” 。标准测试图（对焦板）上的读数也就是我们所说的空间频率。3 3、 标准测试图读数（空间频率）与分辨率的换算：标准测试图读数（空间频率）与分辨率的换算：A、 当 ISO 标准测试图的有效高度刚好充满影像画幅的高度时，测试图上标明的数字要乘以 100 才是最终分辨率，如读数是 10，即表示数码相机的分辨率是 1000LW/PH，即表明在该数码相机的视场范围内，可以清晰分辨 1000 根均匀排列的线条。B、 当 ISO 分辨率测试图的有效高度不能充满影像画幅的高度时，测试图的读数必须进行换算，换算公式为：读数*（画面全体的垂直像素数
4、/相当于画面中测试板有效高度的像素数） 。示例：示例：若标板仅占 1/4 的相机垂直像高，在标板上贴上 1000LW/PH 的图案就对应于使用这个标板图样为 4000LW/PH。4 4、 数码相机的数码相机的 sensorsensor 尺寸：尺寸： 数码相机规格表中的 CCD/CMOS 一栏经常写着“1/2.5、1/1.8 英寸 CCD/CMOS 等。这里的“1/2.5 英寸”就是 CCD/CMOS 的尺寸，实际上就是 CCD/CMOS 对角线的长度。 不过，这里的 1 英寸并不等于25.4mm，而是 1 英吋 CCD/CMOS Size = 长 12.8mm 宽 9.6mm = 对角线为 1
5、6mm 之对应面积。也就是说1 英寸相当于 16mm。那么，1/2.5 英寸的 CCD/CMOS 对角线长度为 1/2.5*16mm=6.4mm。依画幅比例为4：3 计算，其长、宽分别为：4.84mm，4.19mm。一般英寸标识的是对角线尺寸。5 5、 像素尺寸：像素尺寸：CCD/CMOS 独立感光单元的物理尺寸。如 V05-2 的 sensor（MT5100）像素尺寸为2.2*2.2m。6 6、 影像横纵比例：影像横纵比例：影像的宽度与高度之比。如：V05-2 的 sensor（MT5100）影像宽度为：5.70mm，影像高度为： 4.28mm，则影像横纵比为：5.70mm/4.28mm =
6、 1.337 7、 有效像素数：有效像素数：指 CCD/CMOS 能独立感光的物理单元的总数。如：V05-2 的 sensor（MT5100）有效像素数为：2592H*1944V。也可以用影像的宽度和高度尺寸分别除以像素尺寸，计算出有效像素数。8 8、 数码相机分辨率计算（理论值）：数码相机分辨率计算（理论值）：2A A、 JB/TJB/T 10362-200210362-2002 标准标准视觉分辨率视觉分辨率 N N0 0计算公式（旧的）：计算公式（旧的）：N N0 0 = = （1/21/2）* *（有效像素数（有效像素数/ /影像面积）影像面积）1/21/2 = =（1*10001*10
7、00）/ /（2*2*像素尺寸）像素尺寸） - -（单位：线对（单位：线对/mm/mm）例：V05-2 机型视觉分辨率N0 = （1/2） （2592*1944/5.70*4.28）1/2 = 1000/（2*2.2）= 227 线对/mmB B、 JB/TJB/T 10362-201010362-2010 标准标准视觉分辨率视觉分辨率R Rt t计算公式（新的）：计算公式（新的）：R Rt t = =（有效像素数（有效像素数/ /影像横纵比例）影像横纵比例）1/21/2 - -（单位：（单位：LW/PHLW/PH）例：V05-2 机型视觉分辨率Rt =（2592*1944/1.33）1/2
8、= 1945（LW/PH）二、数码相机对焦标准的建立流程：二、数码相机对焦标准的建立流程：数码相机在生产对焦时，为确保数码相机 sensor 的像素得到充分的体现，保证图象的清晰度。在生产之初必须建立起数码相机的对焦标准。因数码相机的分辨率跟像素尺寸、sensor 尺寸、焦距（对焦）范围均有关系，因此：A、所有产品规格书必须备注：像素尺寸，sensor 尺寸。B、因可拍摄的有效高度跟拍摄距离有关，因此必须确定对焦距离或景深要求。下面就以 V05-2 相机为例，确定 V05-2 的对焦标准：V05-2 的 Sensor 规格（MT5100）：3 米对焦；像素尺寸：2.2*2.2m；影像尺寸：5.
9、70*4.28mm；有效像素数：2592H*1944V。1 1、视觉分辨率、视觉分辨率R Rt t的计算：的计算：Rt =（有效像素数/影像横纵比例）1/2 = （2592*1944/1.33）1/2 = 1945（LW/PH）根据以上计算，V05-2 相机的理论视觉分辨率应为：1945LW/PH。依据 JB/T 10362-2010 行业标准规定：中心视场视觉分辨率 Rc应大于 0.55Rt，边缘视场视觉分辨率 Rb 应大于 0.40Rt。可计算出：中心视场视觉分辨率 Rc（1945*0.55）= 1070（LW/PH）边缘视场视觉分辨率 Rb （1945*0.40）= 778（LW/PH）
10、分别取 Rc=1100 LW/PH，Rb=800 LW/PH。即 V05-2 的对焦标准为 1100LW/PH（中心） 、800LW/PH（边缘） 。按空间频率与分辨率的换算可确定：V05-2 的对焦板（测试图）标准读数为中心 11 线对/mm，边缘8 线对/mm。2 2、对焦板各空间频率线条宽度的确定；、对焦板各空间频率线条宽度的确定；传统相机空间频率的线宽传统相机空间频率的线宽 = =（放大倍数（放大倍数 49/249/2）/ / 空间频率值。空间频率值。数码相机空间频率的线宽数码相机空间频率的线宽 = = 测试图的有效高度测试图的有效高度 / /（空间频率值（空间频率值*100*100）
11、 。A、 确定对焦距离：根据公司及客户的要求，如将公司的 V05-2 机型对焦确定为 3 米，镜头 f = 7.45mm，则该条件下影像的有效高度经过实际拍摄测量为 1843mm。B、 计算空间频率的线宽：因步骤 1 已经计算出 V05-2 的对焦标准，如对焦标板为 V05-2 专用，只需按照标准的要求给一定的赢余就可。即空间频率只要在 613 左右即可。3 米处，空间频率为 11 的线宽 = 1843mm/（11*100）= 1.675mm3 米处，空间频率为 8 的线宽 = 1843mm/（8*100）= 2.304mm-以上步骤完成后，V05-2 相机的对焦标准制定基本完成。但在实际操作
12、的过程中，因为物料品质很难保证一致性、品质水准的定位、拍摄景深的要求、人的视觉分辨率问题等，为保证整体成像效果及满足标准要求，V05-2 相机对焦标准应不低于中心 11 线对/mm，边缘 8 线对/mm。3三、数码相机对焦标准与传统相机对焦标准的关系：三、数码相机对焦标准与传统相机对焦标准的关系：1 1、分辨率单位确定：、分辨率单位确定：需依线对/mm 为单位进行计算。如为 LW/PH 单位，则需先将 LW/PH 转换成线对/mm。 例例：V05-2 视觉分辨率 Rt 为 1945（LW/PH） ，则：1945/（2*4.28mm）= 227 线对/mm2 2、等效分辨率：、等效分辨率：即相当
13、于 35mm 胶片相机分辨率，把以线对/mm 为单位的分辨率值转换到 24*36mm 的画幅的值进行比较：等效因子等效因子 = =（图高（图高/24/24） （图高指的是（图高指的是 sensorsensor 的影像高度）的影像高度）等效分辨率等效分辨率 = = * 分辨率（分辨率（IP/mmIP/mm）示例：示例：如 V05-2 的 sensor 的分辨率为 227 线对/mm，那么等效于 35mm 相机的分辨率为：等效分辨率=*分辨率（IP/mm）=（4.28/24）*227=40（IP/mm）也就是说 V05-2 相机 sensor 的分辨率如果折算成传统相机的分辨率就是 40 线对/m
14、m。附表一、附表一、35mm35mm 照相机空间频率值的线条宽度：照相机空间频率值的线条宽度：49X49X空间频率值空间频率值线条宽度线条宽度 mmmm空间频率值空间频率值线条宽度线条宽度 mmmm54.90250.98064.08280.87573.50320.76683.06360.68192.72400.613102.45450.544112.23500.490122.04560.438141.75630.389161.53710.345181.36800.306201.23900.272221.111000.245空间频率线条宽度=（放大倍数/2）/（空间频率）现有传统相机分辨率标板为
15、 50X附表二、 数码相机对焦板数据V05-2V05-2 条件条件SENSORSENSOR 型号：型号：MT5100MT5100；镜头；镜头 f=7.45mmf=7.45mm；对焦：；对焦：3 3 米。米。1.51.5 米标准数据米标准数据3.03.0 米标准数据米标准数据空间频率值空间频率值成像实拍高度（成像实拍高度（mmmm）线宽（线宽（mmmm）成像实拍高度（成像实拍高度（mmmm）线宽（线宽（mmmm）61.767 3.072 71.514 2.633 81.325 2.304 91.178 2.048 101.060 1.843 110.964 1.675 120.883 1.536 130.815 1.418 140.757 1.316 1510600.707 18431.229 说明：说明：在实际生产中，存在不同分辨率的数码相机同时生产的现象，因此一般以大批量生产的数码相机测试板作为对焦标准或传统相机的空间频率作为对焦标准。其它机型在计算出对焦分辨率标准后，采用“就近原则”采用即可。示例：示例：如某机型计算 3.0m 对焦时空间频率 11 的宽度为 1.55mm。如采用 V05-2 相机的分辨率板标准，则看到 12 即可（因4V05-2 相机空间频率 12 的线宽为 1.536mm，与该机型 3.0 米的空间频率 11 的线宽接近） 。
