给定调制传递函数，如何对理想传感器的输出进行计算建模？

Question

假设我有一个分辨率为N乘以M的光学传感器，我想给另一幅图像建模这样一个传感器的输出，它的分辨率要比我的传感器的分辨率大一些。我想，假设一个理想化的镜头场景，如果我们知道传感器的调制传递函数，就可以对这样一个传感器的输出进行建模。使用这样一个函数来实际建模传感器的输出，给定一个假设的输入图像和传感器的分辨率的过程是什么？这样做有意义吗?这可能吗？

我必须事先计算图像的空间频率吗？如果是这样的话，我就不明白这在逻辑上或物理上意味着什么。我只是在计算每个像素之间的对比吗？我甚至不知道如何使用MTF执行从输入到输出的转换，因为输入需要来自世界的空间信息。

Answer 1

我现在了解了如何计算一个理想传感器的输出，给出它的调制传递函数。

调制传递函数是对可辨对比度的测量，或者是与传感器距离较远的可分辨空间频率的函数。MTF处于频域，不包含复杂的相位分量(即光学传递函数)。MTF =点扩展函数的前向傅里叶变换。点扩展函数在计算上被建模为二维模糊核，所以我们的目标是将MTF转换成PSF (也称为模糊核，测量光如何从图像中的光源传播，类似于高斯核)。

为了做到这一点，逆傅里叶变换需要在MTF上进行，这将给您所需的PSF，您可以在两个方向使用这一点(对一幅图像应用垂直和水平核)。MTF可能在函数或周期/震级数组中给出，如果给定一个函数，则需要将其转换为周期/幅值数组，选择要查找MTF的空间频率幅值的周期，并插入MTF的值。然后，IFFT可以对这个周期/震级对数组进行操作，这将导致一个PSF，您可以在计算上使用它。

另外，还可以将输入图像转换到频域以直接应用MTF，但如果需要进行任何其他空间计算，则需要将其转换回来。