28、扫描与数字成像系统的图像质量评估

扫描与数字成像系统的图像质量评估

在扫描与数字成像系统中，图像质量的评估至关重要。这涉及到多个方面，包括调制传递函数（MTF）测量、人类视觉系统的空间频率响应、MTF的电子增强以及二进制阈值扫描成像系统的评估等。

1. MTF测量

MTF测量中的误差受调制和量化误差的影响。实际的MTF在视场范围内可能会发生变化，一次测量可能仅适用于MTF恒定的小局部区域（即等晕区或静止区域）。为提高测量准确性，可以对测量数据点进行正弦分布的数值拟合，利用所得正弦波的振幅确定平均调制。对视频轮廓数据进行傅里叶变换可自动完成这种拟合，在感兴趣的空间频率处，傅里叶变换经过适当归一化后的振幅实际上就是最符合视频数据的正弦波的平均调制。

与正弦波测试图案相比，方波测试图案在MTF分析中具有显著的实际优势。方波分析在仔细考虑所有重要细节（特别是分析的采样性质以及噪声和相位效应）时具有很高的准确性。方波测试图案常见于分辨率测试目标中，而且比正弦波更容易制造，因为它只有前景（如黑色条纹）和背景（如白色条纹）两种状态，也可根据所需对比度使用两种灰度条。傅里叶变换分析和关注高次谐波特别有效。一般的离散傅里叶变换（DFT）算法（输入长度可改变）比快速傅里叶变换（FFT）更适合MTF分析，因为FFT要求采样点数为2的幂次方，这是一个限制。

一种成功的实践是将条形图案倾斜，在8条扫描线上产生1个像素的相移，并对约30条扫描线进行平均以减少噪声。使用DFT并通过改变采样方波的周期数和约1000个数据点来调整到给定条形图案的精确频率。与更常用的FFT相比，使用离散余弦变换（DCT）可使MTF准确性提高几个百分点。通常建议测量目标的实际谐波含量，而不是假设它会显示完美数学方波的理论谐波。同样，其他已知光谱内