Оценка разрешения изображения

[Tur]

Извиняюсь если не совсем по теме форума.

Есть одна картинка, истинное разрешение которой, надо бы определить. Но я рассмотрю вопрос на другой простой картинке для ясности.
Есть такая картинка. На ней два дома с разным разрешением. Из нее я вырезал справа вверху для каждого здания два окна:

Допустим ширина окна 80 см (я обозначил это на картинке) и допустим, что нет угла между зданием и фронтом съемки. Ширина окна 30 пикселей.
Красными линиями я примерно обозначил два коротких участка строки матрицы картинки (предварительно переведя изображение в градации серого) и построил два графика значений пикселей:

Синий график для левого окна, черный график - для правого. Понятно, что для левого график круче, там четкость выше.
Вопрос: как в данном случае можно определить разрешение обоих частей картинки? Т.е. если бы скажем на месте дома была бы огромная мира, то сколько бы линий можно было бы насчитать скажем на метре для каждой части картинки?

[ekvi]

была бы огромная мира, то сколько бы линий можно было бы насчитать скажем на метре

Нужны D и F объектива, которым сделаны Ваши снимки.

[lx75]

истинное разрешение которой, надо бы определить

Разрешение можно только измерить, может быть различным при разных условиях (освещённость, прозрачность воздуха) есть программа MTF mapper (опыта использования нет)
Теоретически разрешение объектива  Carl Zeiss больше т. к. относительное отверстие у него больше.

[Tur]

Нужны D и F объектива, которым сделаны Ваши снимки.

Ситуация такая: есть черный ящик, в котором камера и оператор, который ее настраивает. Мы не знаем чем делаются снимки, но после каждого снимка появляется файл изображения. Мы ставим миры на произвольном расстоянии. Ясно, что разрешение снимков может меняться.

истинное разрешение которой, надо бы определить

Разрешение можно только измерить, может быть различным при разных условиях (освещённость, прозрачность воздуха)

Да, вот и хотелось бы измерить разрешение снимка (а не камеры или объектива) исходя только из самого снимка.

Есть мира. Я вырезал из нее кусок и пометил (красным, синим и белым) строки, для расчета

Ниже два графика значений пикселей для красной, синей и белой полос (не самих конечно полос, с полос рядом с ними) - это верхний график. На нем все значения пикселей находятся около 180.
Если бы мы снимали миры на большом расстоянии, то освещённость, прозрачность воздуха... влияли бы на этот уровень и вместо 180 могли бы быть другие значения, напр., 150, 130 - как показано на нижнем графике.


Что значит измерить разрешение? Это значит посчитать число пар линий, видимых линий. Но "видимых" - это субъективная вещь.
Так вот я и спрашиваю есть ли какие то соглашения, какие то понятия что считать видимым и что нет? На 180 может быть и синий график прошел бы порог "видимости", а вот на 150 может и не прошел бы. Мой вопрос про уровни (180, 150 130) и амплитуды (для красного графика - 6 пикселей) пар.
Это первая часть вопроса. А вторая как по фото (напр. дома, проведенной там линии контраста определить примерно сколько пар линий можно было бы насчитать, если бы вместо окна была бы большая мира? Там ширина окна 80 см, а длина белой стрелки, указывающей эту ширину 30 пикселей. Ведь если бы было не 30 пикселей, а 300 или 3000, то число посчитанных пар не изменилось бы.

Спасибо за отклик.

Понятно ли я излагаю?

[Виниту]

Мира не нужна, достаточно снимка любого объекта, на котором в достаточном количестве присутствуют высокие частоты, заведомо более высокие, чем разрешающая способность системы камера/матрица. Разрешение выражается в граничной частоте, имеющей размерность 1/пиксел. Далее, если нужно знать разрешение в секундах/минутах, надо знать фокусное расстояние объектива и размер пиксела, и можно элементарно перевести.

Чтобы определить частоту в пикселах, надо взять снимок и построить по нему преобразование Фурье. Из этого преобразования построить спектр (это график) и в нем можно будет увидеть предельную частоту. Это делается так: спектр обычно имеет вид спадающей с ростом частоты функции. Выше некоторой частоты функция перестает спадать, потому что либо она достигает нуля (в теории, где нет шумов), либо начинает соответствовать уровню шума, который обычно имеет "плоский" спектр. Эта граничная частота и есть разрешение системы.

Примеры оценки разрешения изображений см у меня в полписи, в теме "о разрешении в планетной фотографии".

[lx75]

Что значит измерить разрешение?

Если понятно направление линий мира считается разрешённой. Разрешение может быть разным по полю в зависимости от направления штрихов миры, т. е.  разрешение в меридиональной плоскости может отличаться от разрешения в сагиттальной плоскости объектива.

[lx75]

Есть мира. Я вырезал из нее кусок и пометил (красным, синим и белым) строки, для расчета

Могу предположить, что эта мира используется для определения контраста, но не пространственного разрешения.

[lx75]

Да, вот и хотелось бы измерить разрешение снимка (а не камеры или объектива) исходя только из самого снимка.

Как ответил Виниту:

достаточно снимка любого объекта, на котором в достаточном количестве присутствуют высокие частоты,

Например на представленном снимке это были бы решётки радиаторов кондиционера,  или жалюзи в окнах.

[ekvi]

см у меня в полписи, в теме "о разрешении в планетной фотографии".

Мне понятны Ваши выкладки. Лет 10 назад я предлагал более доступный метод фильтрации шумов на фото.
Суть его заключается в создании "маски", с помощью которой можно очищать снимки от дифракционной пелены.
1. Снимается рабочим объективом изображение звезды.
2. Из  изображения звезды удаляется центральное ядро. Маска готова.
3. Снятое изображение фильруется маской по-пиксельно.
Никаких Фурье и сторонних софтов. А численное выражение разрешения мало кого волнует.

Что касается ТС, то он сам ещё слабо разобрался, что ему нужно, потому сумбурно изъясняется.

[NotSodern]

обратитесь в любой оптический институт или ВУЗ. с удовольствием помогут за скромную плату.

[AMX]

Примеры оценки разрешения изображений см у меня в полписи, в теме "о разрешении в планетной фотографии".

У вас там есть серьезная ошибка. С точки зрения PSF и точечных источников света, всё правильно. Но для темной линии на светлом протяженном объекте работает ESF и есть читаемая информация, с помощью которой можно "восстановить" информацию выше предела. Графически это выглядит как на картинке.
При визуальном наблюдении также возможно увидеть эту линию выше предела.

[lx75]

Да, вот и хотелось бы измерить разрешение снимка

Находим на снимке два предмета с наименьшим разрешённым расстоянием, измеряем это расстояние микроскопом с микрометром и получаем разрешение этого снимка. Или измерить это расстояние в пикселях.
 

При визуальном наблюдении также возможно увидеть эту линию выше предела.

Ссылку на первоисточник укажите.

[sky-man]

Извиняюсь если не совсем по теме форума.

Есть одна картинка, истинное разрешение которой, надо бы определить. Но я рассмотрю вопрос на другой простой картинке для ясности.
Есть такая картинка. На ней два дома с разным разрешением. Из нее я вырезал справа вверху для каждого здания два окна:

Допустим ширина окна 80 см (я обозначил это на картинке) и допустим, что нет угла между зданием и фронтом съемки. Ширина окна 30 пикселей.
Красными линиями я примерно обозначил два коротких участка строки матрицы картинки (предварительно переведя изображение в градации серого) и построил два графика значений пикселей:

Синий график для левого окна, черный график - для правого. Понятно, что для левого график круче, там четкость выше.
Вопрос: как в данном случае можно определить разрешение обоих частей картинки? Т.е. если бы скажем на месте дома была бы огромная мира, то сколько бы линий можно было бы насчитать скажем на метре для каждой части картинки?

5 лет назад обсуждали это. Печатаете миру и считаете:
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,171410.0.html

Там есть все формулы. Я мерил на экране телефона.

[AMX]

При визуальном наблюдении также возможно увидеть эту линию выше предела.

Ссылку на первоисточник укажите.

Сикорук Л.Л. "Телескопы для любителей астрономии"

В практике наблюдений мы сталкиваемся не только со светящимися точками, но и со светлыми и темными линиями или темными точками на светлом фоне.

Здесь многое зависит от контраста между фоном и объектом.Две черные точки на светлом, но неслепящем фоне видны, если расстояние между ними 140"/D. Но одиночная точка на светлом фоне будет еще видна, если ее видимые размеры не меньше 18"/D. Одиночная черная линия на светлом фоне еще различима, если ее угловая видимая ширина не менее 2"/D

[AMX]

Печатаете миру и считаете:

Смотря какой предел хотите посчитать. Если разрешение в линиях для наземных наблюдений, то да. Если дифракционный предел, то ничего не получится.

[ekvi]

Сикорук Л.Л.

одиночная точка на светлом фоне будет еще видна, если ее видимые размеры не меньше 18"/D. Одиночная черная линия на светлом фоне еще различима, если ее угловая видимая ширина не менее 2"/D

Только это исследовал не Сикорук, а Д.Д. Максутов.
Но самый поразительный парадокс - это "сверхразрешение" для звёзд на черном фоне: их угловой диаметр исчисляется сотыми и тысячными долями секунды, а глаз с его "минутным" разрешением, легко их видит.

[sky-man]

Кстати двумя глазами разрешающая способность глаз увеличивается. Проверено не раз в бино и моно трубу одного диаметра.

[lx75]

Но одиночная точка на светлом фоне будет еще видна, если ее видимые размеры не меньше 18"/D. Одиночная черная линия на светлом фоне еще различима, если ее угловая видимая ширина не менее 2"/D

Это угловой размер ОБЪЕКТА.

[ekvi]

двумя глазами разрешающая способность глаз увеличивается

+ + +

[AMX]

Это угловой размер ОБЪЕКТА.

Там речь про разрешение двойных при больших увеличениях на уже дифракционной картинке и 2" это относительно к промежутку между двумя центральными дисками.