중적외선 결상용 실리콘 렌즈의 변조전달함수(MTF)를 칼날 주사방식으로 측정하는 적외선 MTF 측정장치를 구성하였다. 이를 위하여 반달형 칼날 물체를 사용하여 초점거리 50 mm, F/4인 실리콘 렌즈에 대한 중적외선 파장대인 $3{\sim}5\;{\mu}m$에서의 축상 자오 방향에 대한 MTF를 측정하였다. 이 때 무한 물체를 만들기 위해서 초점거리가 2.545 m인 비축 포물 반사경을 사용하였다. 측정한 MTF는 렌즈의 설계 자료로부터 구한 MTF와 비교한 결과, 7 lp/mm 이하에서 2 % 이내의 MTF 허용오차를 만족하고 있음을 알 수 있었다.
The dynamic modulation transfer function (MTF) for image degradation caused by sinusoidal vibration is formulated based on a Bessel function of the first kind. The presented method makes it possible to obtain an analytical MTF expression derived for arbitrary frequency sinusoidal vibration. The error obtained by the use of finite order sum approximations instead of infinite sums is investigated in detail. Dynamic MTF exhibits a stronger random behavior for low frequency vibration than high frequency vibration. The calculated MTFs agree well with the measured MTFs with the slant edge method in imaging experiments. With the proposed formula, allowable amplitudes of any frequency vibration are easily calculated. This is practical for the analysis and design of the line-of-sight stabilization system in the remote sensing camera.
광학계의 결상성능평가는 optical transfer function(OTF)을 측정하는 것이 표준적인 방법으로 사용되고 있다. 그러나, 대량 생산되는 광학계의 경우에서는 측정의 편리함 때문에 test pattern을 투영하여 contrast를 검사하는 방법도 많이 사용되고 있다. 본 연구에서는 회절결상이론을 사용하여 주기적 line-space pattern에 대한 contrast transfer function(CTF)을 계산하는 프로그램을 개발하고, C계수와 Zernike 다항식으로 표현되는 3차 파면수차에 의한 광학계의 modulation transfer function (MTF)과 CTF 변화를 비교, 분석하였다.
Purpose: This study was designed to investigate the effects of voxel size, the oversampling technique, and the direction and area of measurement on modulation transfer function (MTF) values to identify the optimal method of MTF measurement. Materials and Methods: Images of the wire inserts of the SedentexCT IQ phantom were acquired, and MTF values were calculated under different conditions(voxel size of 0.1, 0.2, and 0.3 mm; 5 oversampling techniques; simulated pixel location errors; and different directions and areas of measurement). The differences in the MTF values across various conditions were evaluated. Results: The MTF 10 values showed smaller standard deviations than the MTF 50 values. Stable and accurate MTF values were obtained in the 0.1-mm voxel images. In the 0.3-mm voxel images, oversampling techniques of 11 lines or more did not show significant differences in MTF values depending on the presence of simulated location errors. MTF 10 values showed significant differences according to the direction and area of the measurement. Conclusion: To measure more accurate and stable MTF values, it is better to measure MTF 10 values in small-voxel images. In large-voxel images, the proper oversampling technique is required. MTF values from the radial and tangential directions may be different, and MTF values vary depending on the measured area.
MTF(modulation transfer function)는 광학 시스템의 성능을 평가하기 위하여 사용되는 중요한 파라미터 중 하나이다. 또한 열악한 우주 환경(방사능, 극한 열조건 및 전자기장 등), 대기 영향 및 시스템 성능의 저하 등으로 저하된 영상품질을 복원시켜주기 위한 파라미터로 사용될 수도 있다. 본 논문에서는 소형 지구관측위성인 DubaiSat-1이 발사된 후, 위성영상의 품질을 평가하기 위하여 MTF를 측정하였다. 일반적으로 MTF는 point source 혹은 knife-edge 방법 등과 같은 다양한 방법을 이용하여 측정되어왔다. 그러나 본 논문에서는 ISO에서 line source에 의한 MTF 측정을 표준화한 slanted-edge 방법을 이용하여 MTF를 측정하였다. Slanted-edge 방법은 전자 스틸 카메라(electronic still-picture camera)의 MTF를 측정하기 위한 ISO 12233 표준으로써, 라인스캐닝 망원경(line-scanning telescope)의 MTF를 추정하기 위하여 사용된 방법이다. 또한 PSF(point spread function) 기반으로 제작된 MTF 회선 커널(MTF convolution kernel)에 의한 MTF 보상(MTF compensation)과 영상의 노이즈 제거(image denoising)를 수행하여 영상의 품질 저하(degradation)를 완화시켰다.
위성 영상의 Modulation Transfer Function(MTF) 성능은 위성 영상 활용에 있어서 매우 중요한 성능 지표 중 하나이다. 이러한 이유로 위성이 발사된 이후 초기 운영 단계에서 지상 관측 영상을 이용하여 성능을 확인한다. 그러나 지상 관측 영상을 이용한 MTF 성능 측정 방법은 날씨나 구름 등의 관측 조건에 많은 영향을 받는다. 이 논문에서는 위성 영상의 MTF 성능을 측정하는데 있어서 별을 사용하는 경우 필요한 시스템 요구사항과 위성 운영 개념을 도출하는 것을 내용으로 한다. 지상 관측용으로 설계된 위성을 이용한 별 관측 수행 가능성 분석과 별 관측 영상의 유효성 분석을 수행하였다. 이 논문에서 제시한 별 관측을 위한 위성 운영 방법은 저궤도 지구 관측 위성 영상의 MTF 성능 확인에 유용하게 사용될 수 있을 것으로 판단한다.
엑스선 영상 시스템으로부터 획득한 영상의 공간주파수에 대한 해상도를 분석하기 위해 변조전달함수(modulation-transfer function, MTF)를 계산한다. 일반적으로 검출기의 응답함수는 슬릿-카메라를 사용하여 선분포함수(line-spread function, LSF)를 획득하고, 푸리에 변환을 거쳐 변조전달함수를 도출한다. 엑스선이 항상 슬릿-카메라 중심에 입사해야 된다는 조건 때문에 실험자에 의해 발생하는 검출기와 슬릿-카메라의 기울임은 검출기 성능에 영향을 미치게 된다. 이와 더불어 기울임에 확대율이 더해진다면 엑스선 영상 시스템의 성능평가에 문제가 발생할 것이다. 본 연구에서는 실험적 오차에 기인하여 이를 변조전달함수, 즉 푸리에 도메인에서 실험과 분석모델을 해석하였고, 공간주파수에 미치는 영향을 분석하였다. 나아가 다양한 엑스선 영상 시스템에 있어 성능평가가 실시되어야 할 것이고, 실험적 오차는 불가결하게 발생하며 이를 허용할 수 있는 범위에 대한 검토가 이루어져야 한다.
Presampled 변조전달함수(MTF) 측정에서 slant 표적각도 변화에 따라 MTF 결과의 차이가 있음을 확인하였고, 표적각도 변화에 대한 오차를 줄이기 위하여 획득한 edge spread function 그래프를 fitting하여 측정값의 오차를 줄일 수 있는 측정기법을 연구하였다. Presampled MTF 방법의 특성상 표적이 회전함에 따라 투영되는 공간주파수의 강도분포는 표적의 회전각도에 따라 변화하며, 이로 인하여 MTF 차이가 발생함을 확인하였다. 이 연구에서는 획득한 영상의 1개의 열에 대해서만 fitting을 한 후 MTF를 계산하였다. Fitting을 이용한 계산은 기존의 presampled MTF 방법과 비교하여 표적 회전에 따른 오차가 줄어듬을 확인하였다. 이 방법은 MTF를 이용한 자동 초점 등 다양한 각도의 표적에 응용이 가능할 것으로 기대된다.
This study was purpose to evaluation of Modulation Transfer Function in Measurements by using the International electrotechnical commission standard(IEC 62220-1) which were edge device each angle by using edge method. In this study was Aero(Konica, Japan) image receptor which is a indirect Flat panel detector(FPD) was used. The size of matrix 1994 × 2430 (14"× 17" inch) which performed 12 bit processing and pixel pitch is 175 ㎛. The results of shown as MTF measurements at IEC standard. The amount of data seemed reasonable and at an MTF value of 0.1 the spatial frequencies were 2.56 cycles/mm at an angle of 2.4°. MTF value of 0.5 the spatial frequencies were 1.32 cycles/mm at an angle of 2.4°. This study were to evaluate MTF by setting each angle 2.0°~2.8° degrees the most effective optimal edge angle and to suggest the quantitative methods of measuring by using IEC.
Wonju Lee;Ki Young Shin;Dong-Goo Kang;Minhye Chang;Young Min Bae
Current Optics and Photonics
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제7권4호
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pp.398-407
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2023
We explored a method to evaluate imaging performance for the optimal assembly of an endoscopic miniature lens and a sensor constituting an imaging module at the distal end of gastrointestinal endoscopy. For the assembly of the imaging module, the image sensor was precisely located at the focal plane when collimated light passed through the endoscopic lens. As another method, the distance between the lens and sensor was adjusted to obtain the highest focus index from images measured the star chart of the International Organization for Standardization (ISO) standard at various positions. We analyzed the slanted-edge modulation transfer function (MTF), corresponding depth of field, and number of line pairs for MTF 50% and 20% at each working distance within the range of 5-100 mm for imaging modules assembled in different ways. Assembly conditions of the imaging module with better MTF performance were defined for each working distance range of 5-30 mm and 30-100 mm, respectively. In addition to the MTF performance, the focus index of each assembled module was also compared. In summary, we examined the performance of imaging modules assembled with different methods within the suggested working distance and tried to establish the optimal assembly protocol.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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