MTF计算标准及产品选择方法

空间采样 和 奈奎斯特

MTF 曲线的时候横坐标是空间频率。一般使用黑白交替的线对来表示空间频率。

而空间频率的单位一般是线对每毫米(lp/mm)，周期每毫米（cycles/mm）,周期

每像素（cycles/pixel），线宽每图像高（LW/PH Line Widths per Picture

Height），线对每图像高（lp/ph）。其中 lp/mm 是目前使用最多的单位。

cycles/pixel 是在数码相机中的成像系统的。数码相机下一个像素就是 1

cycles/pixel，两个像素就是 0.5 cycles/pixel，4 个像素是 0.25 cycles/pixel.

其它单位的计算如下，纵向是已知横向是未知。

当知道了空间频率的单位之后又有了一个问题。到底用什么样的空间频率去评

根据前面给出的空间频率单位转换公式。

对于给定的 Pixel size 的 sensor

Nyquist 频率= 1000[µm]/（pixel_pitch [µm]X2）

数码相机的 Nyquist 取决于 pixel 的大小.根据前面给出的空间频率单位转换公

式。 对于给定的 Pixel size 的 sensor

Nyquist 频率= 1000[μm]/（pixel_pitch [μm]X2）

所以根据 sensor 的 pixel 来计算 MTF 测试时所用的频率（Lp/mm）的。计算公式

为：假设 sensor 的 pixel size 是 3μm，那么全频率（Ny）=1000/2/3=166.6lp/mm。

由于以往的仿真和经验，一般能很好分辨的频率在每个线对 4 个像素左右，也

就是 1/2 奈奎斯特频率.。所以我们一般测试 MTF 的时候会按照 1/2Ny 来计算，

我们先看下一个接近奈奎斯特频率的频率的采样过程。当然下面的成像过程都是

基于一个理想的没有 MTF 衰减的镜头的情况下。我们实际的像素对正弦图卡的

采样过程可以模拟为

而在采样理论中的采样过程中类似下图。两个采样点之间的周器和数字成像系统

的像素一样。但是希望采样点能够尽量小。

采样定理中的只要小于奈奎斯特频率频率都可以被采样还原是有两个条件的。

1. 采样点的尽量小，而我们的像素大小实际上接近于

2. 重建信号的过程需要以一个低通滤波器或者带通滤波器将在奈奎斯特频

率之上的高频分量全部滤除，同时还要保证原信号中频率在奈奎斯特频率

以下的分量不发生畸变。

素的采样影响。