基于统计直方图的光电成像系统MTF测量法：稳健性与高精度验证

本文主要探讨了一种创新的光电成像系统调制传递函数( Modulation Transfer Function, MTF)测量方法。MTF是评估成像系统性能的关键参数，它反映了图像细节的再现能力。传统测量方法可能受到成像探测器欠采样带来的相位效应影响，且对刀口倾斜角度变化和噪声敏感。 作者首先基于边缘图像的边缘扩展函数与累积直方图逆函数的线性关系，提出了利用统计直方图来计算MTF的新方法。这种方法的优势在于，它能有效消除欠采样导致的相位失真，并表现出对刀口倾斜角度变化和噪声的稳健性。这种方法还能够测量超出采样频率的响应特性，这在高分辨率或高速成像系统中尤为重要。 研究者通过设计包含光学系统和探测器的仿真实验，以及构建了由积分球、靶标、平行光管和数字摄像机组成的物理实验平台，确保了测量结果的准确性。实验平台的设置使得理论预测的MTF曲线可以作为验证手段，通过对比仿真实验和物理实验的结果，证实了新方法的有效性和实用性。 实验结果显示，与传统MTF测量技术相比，该方法不仅提高了测量精度，还展示了更高的灵活性和鲁棒性。这对于光电成像系统的优化设计、质量控制以及性能评估具有显著的实际价值。因此，这项工作对于提高光电成像系统的整体性能，尤其是在极端条件下，如高速、高分辨率或低光照环境，有着重要的科学和技术贡献。