Figura 25-6 prezintă două exemple extreme de eșantionare, pe care le vom numi un detector perfect și un detector neclar. Imaginați-vă (a) ca fiind suprafața unui detector de imagini, cum ar fi un CCD. Lumina lovind oriunde în interiorul unuia dintre pixelii pătrați va contribui numai la acea valoare de pixel și nu la alții. Acest lucru este arătat în figură de către diafragma (aperture) de eșantionare neagră umplând exact unul din pixelii pătrați. Aceasta este o situație optimă pentru un detector de imagine, deoarece toată lumina este detectată, și nu există nici o suprapunere sau interferență între pixelii adiacenți. Cu alte cuvinte, diafragma de prelevare este exact egală cu spațierea eșantionului.

Exemplul alternativ este prezentat în (e). Diafragma de eșantionare este considerabil mai largă decât spațierea eșantionului și urmează o distribuție Gaussiană. Cu alte cuvinte, fiecare pixel din detector primește o contribuție din partea luminii care lovește detectorul într-o regiune în jurul pixelului. Aceasta ar trebui să pară familiar, pentru că este punctul de vedere al părții de ieșire din convoluție. Din punctul de vedere al părții de intrare corespunzătoare, un fascicul îngust de lumină care lovește detectorul ar contribui la valoarea mai multor pixeli vecini, conform distribuției Gaussiene.

Acum, îndreptați-vă atenția către răspunsurile la muchie ale celor două exemple. Marcatorii din fiecare grafic indică valorile pixelilor reali pe care le-ați găsi într-o imagine, în timp ce liniile de conectare arată curba de bază care face obiectul eșantionării. Un concept important este că forma acestei curbe de bază este determinată numai de diafragma de eșantionare. Aceasta înseamnă că rezoluția din imaginea finală poate fi limitată în două căi. În primul rând, curba de bază poate avea o rezoluție slabă, care rezultă din faptul că diafragma de eșantionare este prea largă. În al doilea rând, spațierea eșantionului poate fi prea mare, ducând la pierderea unor mici detalii între eșantioane. Două curbe de răspuns la muchii sunt prezentate pentru fiecare exemplu, ilustrând faptul că eșantioanele reale pot cădea oriunde de-a lungul curbei de bază. Cu alte cuvinte, muchia care este afișată poate fi așezată exact pe un pixel sau poate călări doi pixeli. Observați că detectorul perfect are zero sau un eșantion pe partea ascendentă a muchiei. De asemenea, detectorul neclar are trei până la patru eșantioane pe partea ascendentă a muchiei.

Ce limitează rezoluția în aceste două sisteme? Răspunsul este furnizat de teorema de eșantionare. Așa cum am discutat în Capitolul 3, eșantionarea captează toate componentele de frecvență sub jumătate din rata de eșantionare, în timp ce frecvențele mai înalte sunt pierdute din cauza aliasing. Acum, priviți curba MTF în (h). Apertura de eșantionare a detectorului neclar a eliminat toate frecvențele mai mari de jumătate din rata de eșantionare; prin urmare, nu se pierde nimic în timpul eșantionării. Aceasta înseamnă că rezoluția acestui sistem este complet limitată de apertura de eșantionare și nu de spațierea eșantionului. Altfel, apertura de eșantionare a acționat ca un filtru antialias, permițând să aibă loc eșantionarea fără pierderi.

blurry - neclar

În comparație, curba MTF din (d) arată că ambele procese limitează rezoluția acestui sistem. Declinul de înaltă frecvență al curbei MTF reprezintă informațiile pierdute datorită aperturei de eșantionare. Deoarece curba MTF nu a scăzut la zero înainte de o frecvență de 0,5, există, de asemenea, pierderi de informații în timpul eșantionării, un rezultat al spațierii dintre eșantioane finite. Care limitează mai mult rezoluția? Este dificil să răspundeți la această întrebare cu un număr, deoarece acestea degradează imaginea în moduri diferite. Este suficient să spunem că rezoluția din detectorul perfect (exemplul 1) este în mare parte limitată de spațierea eșantionului.

Deși aceste concepte pot părea dificile, ele se reduc la o regulă foarte simplă pentru utilizarea practică. Considerați un sistem cu o distanță de răspuns la muchie 10% -90%, de exemplu 1 mm. Dacă spațierea eșantionului este mai mare de 1 mm (există mai puțin de un eșantion de-a lungul muchiei), sistemul va fi limitat de spațierea eșantionului. Dacă spațierea eșantionului este mai mică de 0,33 mm (există mai mult de 3 eșantioane de-a lungul muchiei), rezoluția va fi limitată de apertura de eșantionare. Atunci când un sistem are 1-3 probe per muchie, acesta va fi limitat de ambii factori.

Secțiunea următoare: Raportul semnal-zgomot