1951 USAF分辨力测试图

1951 USAF分辨力测试图(),是符合MIL-STD-150A标准的光学分辨力测试图案,由美国空军于1951年创建。这种测试图仍广泛地应用于测试光学成像系统(如显微镜和相机)的分辨能力,尽管MIL-STD-150A标准已于2006年10月16日取消。这种图案包括几组由三条短线构成组合,短线的尺寸从大到小。成像系统无法辩明的最大短线组为其分辨能力极限。

图案格式
通常MIL-STD-150A格式包括3层共6组图案。最大组构成第一层,位于外围。更小层图案形状不变,从外围向中心逐步缩小。每组包含6个图元,以数字1至6编号。在同一层中,奇数组从右上角开始,其图元从上至下按1至6排列。偶数组的第一个图元在该层的右下角,其余图元在左侧从上至下按2至6排列。短线的等级与尺寸如下表,分辨力计算式为:

\text{R(lp/mm)} = 2^{\text{G} + (\text{E}-1)/6}

其中\text{R}表示光学分辨率(单位为每毫米线对),\text{G}为组数,\text{E}为每组图案的标记单元数

按1951 USAF分辨率测试图所对应的光学分辨率(单位为每毫米线对)

组数(Group Number)

单元(Element)

-2

-1

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1

0.250

0.500

1.00

2.00

4.00

8.00

16.00

32.0

64.0

128.0

256.0

512.0

2

0.280

0.561

1.12

2.24

4.49

8.98

17.95

36.0

71.8

144.0

287.0

575.0

3

0.315

0.630

1.26

2.52

5.04

10.10

20.16

40.3

80.6

161.0

323.0

645.0

4

0.353

0.707

1.41

2.83

5.66

11.30

22.62

45.3

90.5

181.0

362.0


5

0.397

0.793

1.59

3.17

6.35

12.70

25.39

50.8

102.0

203.0

406.0


6

0.445

0.891

1.78

3.56

7.13

14.30

28.50

57.0

114.0

228.0

456.0


1951 USAF图案的不足
1951图案并不非常适用于现代镜头系统分析。由于图元采用分立式排列,使用软件难以自动判断最高分辨力,图案在评估镜头边缘时效果欠佳,而边缘处往往更容易出现像差。而使用更新布局的图案(T-21图案)能够避免复杂的计数系统及查阅表,因为这种图案每组直接用每毫米可以分辨的圆环数表示。第二种版本的图案(T-22图案)把短线的布局调整为直线排列,更适用于扫描。而MIL-STD-150A仍在使用是因为标准中并没有指定图案的排列方式。

参考文献
参考链接
*[https://web.archive.org/web/20090525144515/http://www.efg2.com/Lab/ImageProcessing/TestTargets/#USAF1951 efg's Tech Note]: USAF 1951 and Microcopy Resolution Test Charts.
*[http://www.normankoren.com/Tutorials/MTF5.html Koren 2003]:由Norman Koren更新的分辨力图案更适用于计算机分析

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