光学系统像质评价共96页

07光学系统成像质量评价光学系统成像质量评价是指对光学系统的成像效果进行客观评估和定量描述。

光学系统成像质量是指光学系统对物体的成像能力，即像质的好坏。

好的光学系统成像质量表现为高分辨率、高对比度、低像差等特点。

成像质量评价主要包括分辨力评价、像差评价和对比度评价等。

分辨力是评价光学系统成像质量的重要指标之一、它是指能够分辨清晰的最小细节的能力。

分辨力的大小与光学系统的光学特性、入射光的波长、传感器的像素大小等有关。

常用的分辨力评价方法有MTF （Modulation Transfer Function）方法和空间频率方法。

MTF是光学系统传递像差的度量，通过测量光系统对一定空间频率的输入信号的传输量来表示光学系统对物体微细特征的分辨能力。

空间频率方法则是通过分析物体不同空间频率成分的能量来评价分辨能力。

像差评价是针对光学系统中各种像差对成像质量的影响进行评价。

光学系统中常见的像差包括球差、散光、像散、畸变等。

球差是由于球面透镜成像能力不完全而产生的像差，它导致透镜焦距与入射光位置有关。

散光是由于透镜折射率随距离而变化引起的像差，散光会导致成像点模糊。

像散是在光学系统中，不同波长的光会聚焦在不同位置形成不同的像点，从而导致色差。

畸变则是指光学系统成像时物体真实尺寸与其等效尺寸之间的变化。

像差评价的方法很多，包括通过测试物体进行目测、使用CCD 相机进行像差测量等。

对比度评价是用来描述光学系统成像能力的指标之一、对比度是指在光学系统中被成像物体的亮度差异。

对比度的好坏会直接影响到物体的细节清晰度和图像的视觉效果。

对比度评价的方法多样，可以通过测量物体亮度的标准差、计算图像的峰值信噪比等方法来评价对比度。

总之，光学系统成像质量评价可以通过分辨力评价、像差评价和对比度评价等方法来进行。

这些方法可以客观地评估光学系统成像质量的好坏，为光学系统设计和优化提供依据。

第7章光学系统像质检验与评价光学系统的像质是评价光学成像系统性能的重要指标之一、光学系统像质检验与评价是通过一系列测量和分析方法，对光学系统所形成的图像进行质量评估和优化，以达到最佳的成像效果。

本章将介绍光学系统像质检验与评价的基本概念和方法。

一、光学系统像质的基本要求光学系统的像质是指图像的清晰度、分辨率、畸变、色差等方面的特性。

图像清晰度是指图像的边缘清晰、细节丰富程度，可以通过分辨率、模点传递函数等指标来评价。

分辨率是指光学系统能够分辨的最小细节，常用线对应的最小细节来表示，分辨率越高，图像越清晰。

畸变是指由于光学系统的非线性特性引起的图像失真，可以通过畸变系数、畸变曲线来表示。

色差是指光学系统在成像过程中，不同色光的折射率不同导致的颜色偏差，可以通过色差曲线和色差评估指标来评价。

二、光学系统像质的测量方法光学系统像质的测量方法主要包括调制传递函数法、光学遥测法和图像质量评估等方法。

1.调制传递函数法调制传递函数（MTF）是评价光学系统分辨能力的重要指标。

MTF可以通过薄透镜法、扫描法和波前传递函数法等方法进行测量。

薄透镜法是通过在光学系统前后分别加上一个透镜，然后测量透过透镜后的光的幅度和相位变化，从而得到MTF曲线。

扫描法是通过在物平面上扫描一个细节图案，测量透过光学系统后的图案，然后计算出MTF。

波前传递函数法是通过测量光学系统的波前形状，然后计算出MTF。

2.光学遥测法光学遥测法是通过分析光学系统传感器接受到的光信号来评估图像质量。

常用的光学遥测法包括测量光学系统的信噪比、动态范围、饱和度、线性度等指标。

3.图像质量评估图像质量评估是通过对光学系统成像结果进行客观或主观评估，得出图像质量指标的方法。

常用的图像质量评估方法包括主观评估、客观评估和参数评估。

主观评估是通过人眼观察评价图像质量，客观评估是通过计算机分析图像的目标检测性能、峰值信噪比等指标来评价图像质量，参数评估是通过计算一些具体的图像质量指标，如均方根误差、结构相似性指标等来评价图像质量。