TA的每日心情 | 擦汗
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发表于 2015-4-28 22:38:31
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光圈对图像质量的影响实验
在本站光圈中有介绍光圈对图像质量的影响有如下几点：
- 光圈越大，图像亮度越高。较大的光圈，可以降低对光源亮度的要求，也可以提高相机的曝光时间以提高相机对动态目标的响应能力；
- 光圈越大，景深越小。当需要较大景深，如拍摄上下两次目标时，就需要将光圈调的较小，这样才有好的景深，而当需要较小的景深时，如尽量避免背景的干扰时，就需要将光圈调的比较大，可以获得较小的景深，只呈现目标特征；
- 光圈越大，球差和慧差越严重，所以，要想有较好的图像质量，光圈不能调的太大，当亮度能够满足要求时，光圈调整到中间值比较理想；
- 光圈越大，渐晕现象越严重，视场照度越不均匀，视场不均匀，对于一些大面积的粒子分析是不太好的。因此也需要将光圈调小；
- 光圈越大，理论上分辨率越高，但是实际上，我们一枚镜头的最佳分辨率可能并不是最大光圈时，也不是最小分辨率时，而是在中间光圈值时，一般在F4~F12之间可能比较理想。
对于第1点，不用质疑，肯定是光圈越大，亮度越高；对于第二点，如果有数码相机应用经验，也可以了解到，光圈越大，景深越小，光圈越小，景深越大；对于第3、4、5点，其实就是对成像质量的影响。光圈提高，通光量增大，这对于灰暗环境成像有效果。但是机器视觉领域里，可以通过打光进行光通量补偿。因此大光圈的作用并不明显，反而因为光圈对镜头分辨率的影响，在最大光圈时的成像质量不如光圈在中间如F8时的图像清晰。这个可以通过实验得到验证。
图1 F16 状态一
图2 F8状态一
图3 F4状态一
图4 F2.8状态一
图5 F2状态一
图6 F1.4 状态一
图7 F16 状态二
图7-1 F16 状态二 特写
图8 F8 状态二
图8-1 F8 状态二 特写
图9 F4 状态二
图9-1 F4 状态二 特写
图10 F2.8 状态二
图10-1 F2.8 状态二 特写
图11 F2 状态二
图11-1 F2 状态二 特写
图12 F1.4 状态二
图12-1 F1.4 状态二 特写
从以上图中可以看到，NMV-25M1镜头的最佳光圈在F4左右（F2.8~F8），F1.4及F16都不是十分的清楚。由此可见，光圈对成像的质量影响还是比较大的。最大或很小的光圈成像都不怎么样，反而是中间光圈值成像有最佳的图像质量。
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