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[原创] 图像清晰度

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    3 小时前
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    [LV.10]100FPS

    发表于 2015-3-24 09:18:12 | 显示全部楼层 |阅读模式
    图像清晰度定义
    - z; a% j) \! M6 \: p- B% T( r

    9 G" f8 T! L' N1 j7 E6 \: \2 _图像清晰度是指影像上各细部影纹及其边界的清晰程度。9 w  s& `5 x) ~8 w

    . o! Y( b- |, D: l& N# [
    6 y. l' l7 O1 ~1 u% K5 H
    图像清晰度与分辨率、解析度等的误解区分, y8 L. K3 q2 n( \3 D1 M& n
    , i# n5 B7 w3 Z0 i5 l
      除了清晰度一词以外,我们经常还可以见到分辨力、分辨率、解析力、解析度、解像力、解像度这些词语。对于这些词语分别的含义和所指的具体内容是什么,怎样使用才合适,目前流行的看法是很不统一的,归纳起来主要有3种不见的看法。

    / _/ S4 |* ^2 A7 Q, p  第一种:分辨率就是清晰度
    * h0 w9 Q6 c* _% Y6 O  这是一种最普遍的看法。这种看法认为,这些词语的意义是一样的或者说是一致的,有的人习惯于用分辨力(率)、分解力、解析力(度)和解像力(度)这一类词,而另一些人习惯于用清晰度这一个词。或者说,这些词的意义是一样的,但在习惯上对不同的对象使用不同的词汇,如习惯于将清晰度一词用于电视机,将分辨率一词用于计算机之类的显示器。
    ! T8 c1 F' o# ]  第二种:分辨率和清晰度是两回事! T1 _/ H, \6 e/ g" t
      这种意见认为清晰度与分辨率(还包括分辨力、解析度、解像度等几个词语)有着本质的区别,它们所指的具体内容本来就不一样。具体说来,清晰度是指人眼宏观看到的图像的清晰程度,是由系统和设备的客观性能的综合结果造成的人们对最终图像的主观感觉。(虽然是主观感觉,但不像主观听音评价那样不能用一个客观标准来计量,清晰度这种主观感觉是可以进行定量测试的,即可以用黑白相间的线条的粗细来衡量,并有标准的测试方法和测试图,其测量数据有明确的单位,即电视线TVL)。; w8 t* H8 P( y; c
      而分辨率与清晰度不同,它不是指人的主观感觉,而是指在摄录、传输和显示过程中所使用的图像质量记录指标,以及显示设备自身具有的表现图像细致程度的固有屏幕结构,说具体点就是指单幅图像信号的扫描格式和显示设备的像素规格。图像信号的扫描格式也好,显示设备的像素规格也好,都是用“水平像素×垂直像素”来表达的,其单位不是“线”,而是“点”。图像信号的分辨率和显示设备的分辨率是制式和规格决定了的,是固定不变的,而清晰度是因条件而可改变的。清晰度的线数永远小于图像信号分辨率像素所连成的线数。比如,对于PAL制电视720×576的扫描格式,其水平像素为720点,也就是可以得到720条垂直竖线,但不论用什么高清晰度的显示器,也不可能获得720条电视线的水平清晰度。" B5 q, Q3 T: D3 b: R- Q
      第三种:分辨率和清晰度可以互换使用,但概念不同
    + ?  J7 f  r! }  y; z7 o  这种意见实际上是介于上述两种极端意见之间的意见。这种意见认为:电视系统有一个清晰度,也可叫分辨率、分解力、解析力和解像度等;电视机最终反映的图像也有一个清晰度,也可以叫分辨率、分解力、解析力和解像度等,因此二者是可以互换使用的。但是,二者的概念并不一样,因此虽然清晰度一词和分辨率那几个词可以随便互换使用,但在心目中不能将“电视制式的清晰度”和“电视机所达到的图像清晰度”两者混淆。#p#分页标题#e#
    6 k3 h) h3 I# X, s% Y6 ]机器视觉中的清晰度与分辨率* }8 u2 N7 ?8 A  o8 g+ Z

    9 I8 D0 x3 y6 `" o+ C, c( |2 R机器视觉中清晰度与分辨率是完全不同的两个概述。清晰度反应了图像的清楚程度,因为使用了镜头等光学产品,其可以有对焦与不对焦之分,因此在对焦时,可以得到比较清晰的图像,而对焦不清楚时,图像会比较模糊。因此清晰度主要是用于描述图像是否模糊的一种程度。
    9 n. F1 W$ ]- ~0 |" V
    图1、图像模糊与清晰
    9 `8 f8 ?5 j- D. ^
    而分辨率或者是解析度、解析力等,则是描述机器视觉系统中的视觉分辨率的一种表示,即这个视觉系统理论上最少能分析到哪个程度的物体。其是可以量化的东西。例如同样使用500万像素的工业相机,分辨率为2588x1940,如果其视野为25.88mm,则视觉分辨率为25.88/2588=0.01mm/Pixel,而如果视野缩小一倍,只有12.99mm,则视觉分辨率则变为12.99/2588=0.005mm/Pixel,这时视觉精度已经提高了一倍。这对于系统的稳定性与高精度提升是显著的。视觉精度高,可以减少临界处产品的误判;同时高的视觉分辨率,同样可以测量到更细小的目标。

    5 u6 t- u  H! F" |4 d; E$ |图2、30万像素拍摄一个约10mm的轴; N. F! `% c* m) }' \( E0 w
    ) r8 G- P: @7 Y( {
    图3、130万像素拍摄一个约10mm的轴
    : X3 b; y5 c- k: H5 G9 v7 y
    上两幅图中,目标都是一样的轴,图2使用的是30万像素的CCD工业相机,图3使用提130万像素的CMOS工业相机。从图2、图3中我们可以看到,轴在视野中拍摄都是清楚的,但是这两个分辨率却是不一样的。理论上视野差不多时,图3的分辨率应该是图2的两倍。从实际情况来看,是不是这样呢?看下面两图:

    * B! y& u$ E; s$ S6 Q& E图4 、图2将轴放大到屏幕可以查看时的细节图像8 C8 H4 u$ k8 Z+ i9 N
    - o* e8 B0 B: R7 S
    图5、图3将轴放大到屏幕可以查看时的细节图像
    8 N: B: Y/ c/ |, g5 ]  M) l
    从图4、图5中可以看到,图4中边缘明显有较多的锯齿状,而图5边缘要平滑得多,这也就表明,图5的边缘细节效果会好于图4。也就说图5的分辨率比图4要高。

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