Кіріспе
Оптикалық жүйенің әртүрлі кеңістіктік жиіліктерді қалай қабылдайтынын анықтайтын функция. Камера, микроскоп, адам көзі немесе проектор сияқты оптикалық жүйенің оптикалық трансферт функциясы (ОТФ) әртүрлі кеңістіктік жиіліктердің қалай қабылданатынын немесе берілетінін көрсетеді. Оптикалық инженерлер оны оптикалық жүйенің объектіден немесе көріністен фотопленкаға, детектор массивіне, торлы қабықшаға, экранға немесе оптикалық беріліс тізбегіндегі келесі элементке жарықты қалай бағыттайтынын сипаттау үшін пайдаланады. Модуляциялық трансферт функциясы (МТФ) фазалық әсерлерді ескермейді, бірақ көп жағдайда ОТФ-қа тең. Кез келген трансферт функциясы линза жүйесінен өтетін периодты синус толқынының үлгісіне оның кеңістіктік жиілігіне немесе периодына және бағытына байланысты жауап береді. Ресми түрде ОТФ – бұл нүктелік таралу функциясының (НТФ) Фурье түрлендірілісі (яғни оптиканың импульстік жауабы, нүктелік көздің бейнесі). Фурье түрлендірілісі ретінде ОТФ кешенді мәнге ие; бірақ ортасынан симметриялы НТФ жағдайында ол нақты мәнге ие болады. МТФ ресми түрде кешенді ОТФ-тың модулі (абсолюттік мәні) ретінде анықталады. Оң жақтағы суретте (а) және (d) панельдерінде екі түрлі оптикалық жүйенің оптикалық трансферт функциялары көрсетілген. Біріншісі – идеалды, дифракциялық шектеулі бейнелеу жүйесі, оның дөңгелек саңылауы бар. Оның трансферт функциясы кеңістіктік жиілік артып бара жатқанда біртіндеп төмендейді, осы жағдайда дифракциялық шекке жеткенде, яғни 500 цикл/мм немесе 2 мкм периодта. Осы периодтағы ең кішкентай ерекшеліктер осы бейнелеу жүйесімен қабылданатындықтан, оның ажыратымдылығы 2 мкм деп айтуға болады. (d) панелінде фокустан шыққан оптикалық жүйе көрсетілген. Бұл дифракциялық шектеулі бейнелеу жүйесімен салыстырғанда контрасттың күрт төмендеуіне әкеледі. Контраст 250 цикл/мм немесе 4 мкм периодта нөлге тең екені көрінеді. Бұл фокустан шыққан жүйенің (e,f) суреттері дифракциялық шектеулі жүйенің (b,c) суреттерінен бұлыңғырақ болуын түсіндіреді. Ескеріңіз, фокустан шыққан жүйенің 250 цикл/мм жиілігінде контрасты өте төмен болса да, 500 цикл/мм дифракциялық шекке жақын жиіліктерде контраст дифракциялық шектеулі. (f) панельдегі суретті мұқият қарасаңыз, ойықтың ортасына жақын орналасқан үлкен ойықтардың суреті салыстырмалы түрде анық екенін көресіз.
The optical transfer function (OTF) of an optical system such as a camera, microscope, human eye, or projector specifies how different spatial frequencies are captured or transmitted. It is used by optical engineers to describe how the optics project light from the object or scene onto a photographic film, detector array, retina, screen, or simply the next item in the optical transmission chain. A variant, the modulation transfer function (MTF), neglects phase effects, but is equivalent to the OTF in many situations. Either transfer function specifies the response to a periodic sine wave pattern passing through the lens system, as a function of its spatial frequency or period, and its orientation. Formally, the OTF is defined as the Fourier transform of the point spread function (PSF, that is, the impulse response of the optics, the image of a point source). As a Fourier transform, the OTF is complex valued; but it will be real valued in the common case of a PSF that is symmetric about its center. The MTF is formally defined as the magnitude (absolute value) of the complex OTF. The image on the right shows the optical transfer functions for two different optical systems in panels (a) and (d). The former corresponds to the ideal, diffraction limited, imaging system with a circular pupil. Its transfer function decreases approximately gradually with spatial frequency until it reaches the diffraction limit, in this case at 500 cycles per millimeter or a period of 2 μm. Since periodic features as small as this period are captured by this imaging system, it could be said that its resolution is 2 μm. Panel (d) shows an optical system that is out of focus. This leads to a sharp reduction in contrast compared to the diffraction limited imaging system. It can be seen that the contrast is zero around 250 cycles/mm, or periods of 4 μm. This explains why the images for the out of focus system (e,f) are more blurry than those of the diffraction limited system (b,c). Note that although the out of focus system has very low contrast at spatial frequencies around 250 cycles/mm, the contrast at spatial frequencies near the diffraction limit of 500 cycles/mm is diffraction limited. Close observation of the image in panel (f) shows that the image of the large spoke densities near the center of the spoke target is relatively sharp.
Идеалдық линза жүйесінің OTF
Кеміл линзалар жүйесі кезеңдік үлгіні өзгеріссіз қалдырып, жоғары контрастты проекцияны қамтамасыз етеді, сондықтан оптикалық көшіру функциясы модуляциялық көшіру функциясымен сәйкес келеді. Әдетте, контраст оптикалық ажыратымдылықпен анықталатын нүктеде біртіндеп нөлге жақындайды. Мысалы, 500 нм көрінетін толқын ұзындығында қолданылатын, ақаусыз f/4 оптикалық бейнелеу жүйесінің оптикалық көшіру функциясы оң жақтағы суретте көрсетілгендей болады. График бойынша контраст біртіндеп төмендеп, 500 цикл/мм кеңістіктік жиілігінде нөлге жететінін көруге болады, яғни бейне проекциясының оптикалық ажыратымдылығы 1/500 мм, немесе 2 микрометрге тең. Осыған сәйкес, бұл бейнелеу құрылғысында спицалар ортаға қарай нашарлап, ажыратылмаған сұр дискке бірігеді. Ескеріңіз, кейде оптикалық көшіру функциясы объектінің немесе үлгінің кеңістігінің бірліктерінде, байқау бұрышында, пленка енінде немесе теориялық максимумқа нормалданып беріледі. Екі арадағы түрлендіру көбінесе көбейту немесе бөлу арқылы жүзеге асырылады. Мысалы, микроскоп әдетте 10-нан 100 есеге дейін үлкейтеді, ал рефлекс камерасы 5 метр қашықтықтағы объектілерді әдетте 100-ден 200 есеге дейін кішірейтеді. Цифрлық бейнелеу құрылғысының ажыратымдылығы оптикамен ғана емес, сонымен қатар пикселдер санымен, әсіресе олардың арақашықтығымен шектеледі. Найквист-Шеннон дискретизация теоремасы бойынша, берілген мысалдың оптикалық ажыратымдылығына сәйкес келу үшін әр түсті каналдың пикселдері 1 микрометрге, яғни миллиметрге 500 циклдің жартысына тең аралықта болуы керек. Бірдей сенсор өлшемінде пикселдердің саны артық болса, ұсақ бөлшектерді ажырату мүмкін болмайды. Керісінше, пиксел арақашықтығы 1 микрометрден асса, ажыратымдылық пикселдер арасындағы аралықпен шектеледі; сонымен қатар, алиасинг кескіннің нақтылығын одан әрі төмендетуі мүмкін.
Жарамсыз линзалар жүйесінің OTF
Кемшіліктері бар, аберрациялық бейнелеу жүйесі келесі суретте көрсетілген оптикалық трансфер функциясына ие болуы мүмкін. Идеалды линза жүйесі сияқты, контраст 500 цикл/мм кеңістіктік жиілікте нөлге жетеді. Дегенмен, төменгі кеңістіктік жиіліктерде контраст бұрынғы мысалдағы идеалды жүйеге қарағанда едәуір төмен. Шындығында, контраст бірнеше рет тіпті 500 цикл/мм-ден төмен кеңістіктік жиіліктерде де нөлге жетеді. Бұл жоғарыдағы суретте көрсетілген спицалы бейнедегі сұр шеңберлерді түсіндіреді. Сұр шеңберлер арасында спицалар қарадан аққа және керісінше ауысқан сияқты көрінеді, бұл контраст инверсиясы деп аталады, ол оптикалық трансфер функциясының нақты бөлігіндегі таңбаның өзгеруімен тікелей байланысты және кейбір периодтық үлгілер үшін жарты кезеңге ығысу ретінде көрінеді. Идеалды және кемшіліктері бар жүйенің де ажыратымдылығы 2 мкм немесе 500 LP/мм деп есептеуге болады, бірақ соңғы мысалдың бейнелері бұрыңғыдан нашаррақ екені анық. Көрінетін сапаға сәйкес келетін ажыратымдылықтың анықтамасы, керісінше, бірінші нөл пайда болатын кеңістіктік жиілікті, яғни 10 мкм немесе 100 LP/мм пайдалануы тиіс. Ажыратымдылықтың анықтамалары тіпті идеалды бейнелеу жүйелері үшін де әртүрлі болады. Оптикалық трансфер функциясы толық және нақты сурет береді.
Ротациялық емес симметриялық аберрациялы оптикалық жүйенің OTF
Оптикалық жүйелер, әсіресе оптикалық аберрациялар әрқашан айналу симметриялы бола бермейді. Сондықтан, әртүрлі бағытта орналасқан периодтық үлгілер, олардың периоды бірдей болса да, әртүрлі контрастпен бейнеленуі мүмкін. Оптикалық трансферт функциясы немесе модуляциялық трансферт функциялары көбінесе екі өлшемді функциялар болып табылады. Төмендегі суреттерде бұрын талқыланған идеалды және жетілмеген жүйенің екі өлшемді эквиваленті, үш жапырақты (trefoil) аберрациясы бар, айналу симметриясы жоқ жүйе үшін көрсетілген. Оптикалық трансферт функциялары әрқашан нақты мәнді болмайды. Периодтық үлгілер жүйедегі аберрацияға байланысты кез келген қашықтыққа ығыстырылуы мүмкін. Бұл көбінесе айналу симметриясы жоқ аберрациялар үшін тән. Жоғарыдағы суреттегі беттік сызбалардың түстерінің тондары фазаны көрсетеді. Көрініп тұрғанындай, айналу симметриялық аберрациялар үшін фаза 0 немесе π болса, трансферт функциясы нақты мәнді болады, ал айналу симметриясы жоқ аберрациялар үшін трансферт функциясы жорамал компонентке ие және фаза үздіріссіз өзгереді.
Практикалық мысал жоғары нақтылы бейне жүйесі
Камера жүйелеріне қатысты жиі қолданылатын оптикалық ажыратылым тек суреттегі пикселдер санын ғана сипаттайды, демек, ұсақ бөлшектерді көрсету мүмкіндігін анықтайды. Ал көшіру функциясы көршілес пикселдердің әртүрлі кеңістіктік жиіліктеріне жауап ретінде қарадан аққа өзгеру қабілетін сипаттайды, соның салдарынан толық немесе төмендетілген контрастпен ұсақ бөлшектерді көрсетудің нақты мүмкіндігін анықтайды. Жоғары кеңістіктік жиіліктерде "төмендеп" (roll off) кететін оптикалық көшіру функциясымен қайта жаңартылған сурет күнделікті тілде "бұлыңғыр" (blurred) көрінеді. Мысалы, қазіргі 1920x1080 пикселді жоғары анықтамалы (HD) бейне жүйесін қарастыратын болсақ, Найквист теоремасы бойынша, идеалды жүйеде 1920 қара және ақ түсті кезектестіре орналасқан сызықтарды толық ажыратуға болады. Бұл сурет еніне 1920/2 = 960 сызық жұбы немесе сурет еніне 960 цикл сәйкес келеді (бірлік бұрышқа немесе мм-ге шаққандағы циклдар да қолданылуы мүмкін, бірақ камералармен жұмыс істегенде көбінесе түсініксіз болады, ал телескоптарға және т.б. сәйкес келеді). Іс жүзінде бұл көрсеткіштен ауытқушылықтар болады, және Найквист жиілігіне жақындаған кеңістіктік жиіліктер амплитудасы төмендеумен қайта жаңартылады, сондықтан ұсақ бөлшектер көрінсе де, контрасты айтарлықтай төмендейді. Бұл қызықты бір байқауға әкеледі: мысалы, үлгіні арттыру (oversampling) қолданатын фильм сканерінен алынған стандартты анықтамадағы теледидар суреті, модуляцияны беру функциясы нашар камерамен түсірілген жоғары анықтамалы суреттен көбінесе айқын көрінеді. Екі суретте де көбінесе байқалмайтын қызықты айырмашылық бар: біріншісінде белгілі бір деңгейге дейін толық контраст сақталады, бірақ одан кейін ұсақ бөлшектердің контрасты жоғалады, ал екіншісінде ұсақ бөлшектер көбірек сақталады, бірақ контрасты төмендегендіктен жалпы сапасы нашар көрінеді.
Үш өлшемді оптикалық ауысу функциясы
Бір әдетте суретті жазық, немесе екі өлшемді деп ойласақ та, бейнелеу жүйесі принципте өлшенетін бейне кеңістігінде үш өлшемді қарқындылық таралуын жасайды. Мысалы, үш өлшемді қарқындылық таралуын түсіру үшін екі өлшемді сенсорды жылжытуға болады. Нүктелік көздің суреті де үш өлшемді (3D) қарқындылық таралуы болып табылады, оны 3D нүктелік таралу функциясымен көрсетуге болады. Мысалы, оң жақтағы суретте кең өрістік микроскоптың (а) және конфокалды микроскоптың (с) объект кеңістігіндегі 3D нүктелік таралу функциясы көрсетілген. Сандық апертурасы 1,49 болатын бірдей микроскоп объективі қолданылса да, конфокалды нүктелік таралу функциясы бүйірлік өлшемдерде (x, y) және осьтік өлшемде (z) ықшамдау екені анық көрінеді. Конфокалды микроскоптың ажыратымдылығы кең өрістік микроскопқа қарағанда жоғары деген қорытынды жасауға болады. Үш өлшемді оптикалық беру функциясы 3D нүктелік таралу функциясының үш өлшемді Фурье түрлендіруі ретінде есептелуі мүмкін. Оның түсті кодталған мәні (b) және (d) панельдерде көрсетілген, бұл (а) және (с) панельдеріндегі нүктелік таралу функцияларына сәйкес келеді. Кең өрістік микроскоптың беру функциясы барлық үш өлшемде конфокалды микроскоптың жартысына тең қолдауға ие, бұл кең өрістік микроскоптың бұрын айтылған төменгі ажыратымдылығын растайды. z осінде, x = y = 0 болғанда, беру функциясы бастапқы нүктеден басқа барлық жерде нөлге тең екенін ескеріңіз. Бұл жоғалған конус – кең өрістік микроскопты пайдалану арқылы оптикалық кесуге кедерес келтіретін белгілі бір мәселе. Фокус жазықтығындағы екі өлшемді оптикалық беру функциясын z осі бойынша 3D оптикалық беру функциясын интегралдау арқылы есептеуге болады. Кең өрістік микроскоптың (b) 3D беру функциясы z ≠ 0 үшін z осінде нөлге тең болса да, оның интегралы, 2D оптикалық беру, x = y = 0 нүктесінде максимумқа жетеді. Бұл тек 3D оптикалық беру функциясы x = y = z = 0 бастапқы нүктесінде шексіздікке ұмтылуының арқасында ғана мүмкін. 3D оптикалық беру функциясының z осіндегі функциялық мәндері Дирак дельта функциясына сәйкес келеді.
Векторлық ауысу функциясы
Микроскопияда кездесетін жоғары сандық диафрагмаларда жарық таситын өрістердің векторлық табиғатын ескеру маңызды. Толқындарды үш тәуелсіз компонентке – Картезиан координат жүйесінің осьтеріне сәйкес бөлу арқылы, әр компонент үшін нүктелік таралу функциясын есептеп, оларды векторлық нүктелік таралу функциясына біріктіруге болады. Сол сияқты, векторлық оптикалық трансфер функциясын да анықтауға болады.
Өлшем
Оптикалық трансферт функциясы оптикалық жүйені жобалауда ғана емес, сонымен қатар дайын жүйелерді мінездеу үшін де маңызды.
Нүктелік таралу функциясынан бастау
Оптикалық трансферт функциясы – оптикалық жүйенің импульстік жауабының Фурье түрлендірілісі ретінде анықталады, бұл нүктелік таралу функциясы деп те аталады. Оптикалық трансферт функциясын нүктелік көздің кескінін алдымен алып, содан кейін үлгіленген кескінге екі өлшемді дискретті Фурье түрлендірілісін қолдану арқылы оңай алуға болады. Мұндай нүктелік көз, мысалы, кішкентай тесігі бар экранның артындағы жарқын жарық, флуоресцентті немесе металл микросфера, немесе экранға салынған нүкте болуы мүмкін. Нүктелік таралу функциясы арқылы оптикалық трансферт функциясын есептеу әмбебап, себебі ол кеңістікте өзгеретін және хроматикалық аберрациялары бар оптиканы нүктелік көздің әртүрлі орналасуы мен толқын ұзындығы спектрлері үшін процедураны қайталап толық сипаттауға мүмкіндік береді.
кеңістіктегі инвариант оптика үшін кеңейтілген сынақ объектілерін пайдалану
Аберрациялар кеңістікте өзгермейтін деп есептелгенде, оптикалық ауысу функциясын анықтау үшін сызықтар мен жиектер сияқты баламалы үлгілерді пайдалануға болады. Тиісті ауысу функциялары сәйкесінше сызық таралу функциясы және жиек таралу функциясы деп аталады. Мұндай кеңейтілген нысандар кескінде көбірек пиксельдерді жарықтандырады және сигнал-шу қатынасының жоғары болуына байланысты өлшеудің дәлдігін арттыра алады. Оптикалық ауысу функциясы осы жағдайда кескіннің екі өлшемді дискретті Фурье түрлендірмесі арқылы есептеледі және кеңейтілген нысанның түрлендірмесіне бөлінеді. Әдетте сызық немесе қара-ақ жиек қолданылады.
Сызық-таралу функциясы
Түсінген жерінен өтетін түзудің екі өлшемді Фурье түрлендіруі – оған ортогональ және түсінген жерінен өтетін түзу болып табылады. Сондықтан, бөлгіш бір ғана өлшемнен басқа барлық өлшемдер үшін нөлге тең, нәтижесінде оптикалық көшіру функциясы бір сызықтық таралу функциясы (LSF) арқылы тек бір өлшемде ғана анықталуы мүмкін. Қажет болған жағдайда, екі өлшемді оптикалық көшіру функциясын әртүрлі бұрыштардағы түзулермен өлшеуді қайталап анықтауға болады. Сызықтық таралу функциясын екі әдіспен табуға болады. Оны ойыс сынақ нысанымен ұсынылған идеалды түзуге тікелей сәйкестіру арқылы табуға болады немесе келесі тармақта талқыланатын жиектің таралу функциясынан шығаруға болады.
Қара және ақ сызықтар желісін қолдану
Кездейсоқ "қалыңдық" көбінесе қара және ақ сызықтардың реттік үлгілері арқылы бағаланса да, оны қарадан аққа дейінгі синустық толқынның өзгеруімен (әдеттегі үлгінің бұлыңғыр нұсқасы) қатаң өлшеу керек. Төртбұрышты толқын үлгісі қолданылғанда (жай ғана қара және ақ сызықтар) тек алиасинг қаупі ғана емес, сонымен қатар төртбұрышты толқынның негізгі компоненті төртбұрышты толқынның амплитудасынан жоғары екенін ескеру қажет (гармоникалық компоненттер ең жоғары амплитуданы төмендетіп жібереді). Сондықтан төртбұрышты толқынды сынау кестесі шамадан тыс оптимистік нәтижелерді көрсетеді (нақты қол жеткізілгеннен артық кеңістіктік жиіліктердің ажыратылуы). Төртбұрышты толқын нәтижесі кейде "контраст беру функциясы" (CTF) деп аталады.
Камера жүйелерінің МТФ-ға әсер ететін факторлары
Іс жүзінде, көптеген факторлар көшірме суреттің айқындығын айтарлықтай төмендетіп, Никвист жиілігінен сәл төменгі кеңістіктік жиілігі бар пішіндер тіпті көрінбей қалуы мүмкін, ал ең ұсақ пішіндер қара-ақ түстерде емес, сұр реңктерде "сойылып" көрінеді. Басты себеп – көбінесе "кірпіш қабырғасы" сияқты идеалды оптикалық сүзгіні (көбінесе цифрлық камералар мен бейнекамералардағы "фазалық пластина" немесе белгілі бір бұрмалау қасиеттері бар линза ретінде іске асырылатын) жасау мүмкін болмайды. Мұндай сүзгі дисплейдің Никвист жиілігінен жоғары кеңістіктік жиіліктерді жою арқылы алиасингті азайту үшін қажет.
Оптикалық трансферт функциясын сақтау үшін шамадан тыс іріктеу және төмендету
Цифрлық бейнелеу жүйесінде, мысалы, камерада теориялық өткірлікке қол жеткізудің практикалық тұрғыдағы жалғыз жолы – камера сенсорында соңғы бейнедегі піксельдер санынан артық пиксельдерді пайдалану және Nyquist жиілігінен жоғары жиіліктерді кесіп тастау үшін арнайы цифрлық өңдеуді қолдана отырып, «төмендету» немесе «интерполяциялау». Бұл тәсіл алғаш рет 1970 жылдары ұшқыш сканерлер, кейіннен CCD сызықтық сканерлер пайда болғанда қолданылды. Олар қажеттіден артық пиксельдерді үлгі алып, содан кейін төмендетіп, фильмдерді теледидарда бейнекамерамен түсірілген материалдарға қарағанда өткір көрінуіне себеп болды. Интерполяциялаудың немесе төмендетудің теориялық тұрғыдағы дұрыс жолы – екі өлшемді sin(x)/x салмақ функциясымен жүзеге асырылатын, күшті өңдеуді қажет ететін, тік төменгі өткізгіш кеңістіктік сүзгіні қолдану. Іс жүзінде өңдеу жүктемесін азайту үшін әртүрлі математикалық жуықтамалар қолданылады. Бұл жуықтамалар қазір бейне өңдеу жүйелерінде және Photoshop сияқты бейне өңдеу бағдарламаларында кеңінен қолданылады. Жоғары контрастты MTF-мен стандартты ажыратымдылықтағы бейне тек үлгіні арттыру арқылы мүмкін болса, толық теориялық өткірлікке ие HD теледидар тек жоғары ажыратымдылыққа ие камерадан басталып, содан кейін цифрлық сүзгілеу арқылы мүмкін болады. Бүгінде кинотеатрларда 4K және тіпті 8K форматында түсірілген фильмдердің көбеюіне байланысты, HDTV-де ең жақсы бейнелерді жоғары стандартта түсірілген фильмдерден немесе материалдардан көруге болады. Камераларда қолданылатын пиксельдердің санын қанша арттырсақ та, бұл қағида оптикалық кеңістіктік сүзгі болмаған жағдайда өзгермейді. Сонымен қатар, 5 мегапиксельдік камерадан алынған 5 мегапиксельдік сурет, 10 мегапиксельдік камерадан алынған және төмендетілген 5 мегапиксельдік суреттен ешқашан өткір болмайды. Жоғары контрастты MTF-ті сақтау мәселесіне байланысты, BBC сияқты телеарналар ұзақ уақыт бойы стандартты ажыратымдылықтағы теледидарды сақтап, оның сапасын көптеген пиксельдермен түсіру және көру арқылы жақсартуды қарастырды (бірақ бұл жүйе, әсерлі болғанымен, нақты HD көрудің әсерін күшейтетін, бірақ әлсіреген нақты егжей-тегжейлілікке ие болмайды). Цифрлық камералар мен бейнекамералардағы тағы бір фактор – линзаның ажыратымдылығы. Линза 1920 көлденең сызықты «ажырата алады» деуге болады, бірақ бұл оның қарадан аққа толық модуляциямен жасағанын білдірмейді. «Модуляциялық трансферт функциясы» (фазасы ескерілмейтін оптикалық трансферт функциясының шамасын көрсететін термин) линзаның нақты өнімділігін көрсетеді және амплитуданы кеңістіктік жиілікке қарсы көрсететін график түрінде бейнеленеді. Линзаның диафрагмасынан туындайтын дифракция да MTF-ті шектейді. Линзаның диафрагмасын кішітетін әдетте аберрацияларды азайтады және осылайша MTF-тің тегістігін жақсартады, бірақ кез келген линза мен бейне сенсорының мөлшері үшін оптималды диафрагма бар. Одан кіші диафрагмалар дифракция салдарынан ажыратымдылықты азайтады, себебі жарық бейне сенсоры бойынша таралады. Бұл 35 мм пленкалық камералар дәуірінде үлкен мәселе болмаса, кейбір цифрлық камераларда, әсіресе бейнекамераларда қолданылатын өте кішкентай форматты сенсорлар үшін еңсерілмейтін шектеуге айналды. Бірінші буын HD тұтынушылық бейнекамералар 1/4 дюймдік сенсорларды қолданды, олар үшін f4-тен кіші диафрагмалар ажыратымдылықты шектеуді бастайды. Тіпті кәсіби бейнекамералар көбінесе 2/3 дюймдік сенсорларды қолданады, бұл фильм форматтары үшін қалыпты саналатын f16 айналасындағы диафрагмаларды пайдалануға тыйым салады. Кейбір камераларда (мысалы, Pentax K10D) «MTF автоэкспозиция» режимі бар, онда диафрагманың таңдауы максималды өткірлікке оңтайландырылады. Әдетте бұл диафрагма диапазонының ортасында дегенді білдіреді.
Үлкен форматты DSLR-ге деген үрдіс және МТФ-ның жақсару мүмкіндігі
Жақында үлкен форматты цифрлық бір линзалы рефлекстік камераларды қолдануға көшу болды, бұл жарық сезімталдығының төмендеуі және тар тереңдік эффектілеріне деген қажеттілікпен байланысты. Бұл кейбір кино және телебағдарлама жасаушыларды тіпті кәсіби HD бейнекамералардан гөрі осындай камераларды бағалауға алып келді, себебі олардың «кино тәрізді» әлеуеті бар. Теориялық тұрғыдан алғанда, 16 және 21 мегапиксельдік сенсорлары бар камераларды пайдалану, камера ішінде төмендету арқылы және алиасингті жою үшін цифрлық сүзгілеу арқылы дерлік мінсіз қалыптық түрін ұсынады. Мұндай камералар өте әсерлі нәтижелер береді және бейне өндірісінде үлкен форматты төмендетуге бағытталған жолға жетекшілік етеді, ал цифрлық сүзгілеу жалпақ MTF-ты алиасингтен толық азат етудің стандартты тәсіліне айналуда.
ОТҚ-ның цифрлық инверсиясы
Оптикалық әсерлерге байланысты контраст оптималды болмауы мүмкін және дисплейдің Найквист жиілігіне жетпес бұрын нөлге жақындауы мүмкін. Оптикалық контрасттың төмендеуін дисплейге шығару немесе одан әрі өңдеу алдында кеңістіктік жиіліктерді таңдап цифрлық түрде күшейту арқылы ішінара қалпына келтіруге болады. Цифрлық кескінді жақсартудың одан да жетілдірілген әдістері болғанымен, Винер деконволюция алгоритмі оның қарапайымдылығы мен тиімділігі үшін көбінесе қолданылады. Бұл техника кескіннің кеңістіктік спектрлік компоненттерін көбейту арқылы шуды және мысалы, алиасинг салдарынан туындаған қателерді де күшейтеді. Сондықтан, ол сигнал мен шу арақатынасы жеткілікті жоғары сапалы жазбаларда ғана тиімді.
Шектеулер
Жалпы, нүктелік таралу функциясы, нүктелік көздің бейнесі толқын ұзындығы (түсі) және өріс бұрышы (жанама нүктелік көздің орны) сияқты факторларға тәуелді. Мұндай өзгеріс жеткілікті түрде біртіндеп болған жағдайда, оптикалық жүйе оптикалық көшіру функциялары жиынтығымен сипатталуы мүмкін. Дегенмен, нүктелік көздің бейнесі жанама орын ауыстыру кезінде күрт өзгергенде, оптикалық көшіру функциясы оптикалық жүйені дәл сипаттамайды.