ISO 8600·内窥镜成像测试解读:清晰度Sharpness和MTF

ISO 8600是一系列国际标准,专门针对医疗内窥镜和内疗设备的设计、测试、标记和使用。这些标准由国际标准化组织(ISO)制定,旨在确保医疗内窥镜产品的质量和安全性,同时促进全球医疗设备的一致性和互操作性。ISO 8600系列标准涵盖了多个方面,每个部分都专注于特定的要求或测试方法。

发布时间:2024年4月26日

ISO 8600是一系列国际标准,专门针对医疗内窥镜和内疗设备的设计、测试、标记和使用。这些标准由国际标准化组织(ISO)制定,旨在确保医疗内窥镜产品的质量和安全性,同时促进全球医疗设备的一致性和互操作性。ISO 8600系列标准涵盖了多个方面,每个部分都专注于特定的要求或测试方法。

本文我们将根据ISO 8600系列标准进行内窥镜成像测试,主要涉及的测试项目有:视场角、清晰度、色彩准确性、均匀性和畸变。

本文我们将为大家分享清晰度的测试方法以及其分析结果。

Equipment & Measurement | 测试环境和方法

测试距离:50mm

测试卡:棋盘格镀铬玻璃测试卡2″,7×7,4mm正方形

设备设置:默认设置,背景补偿关闭

照度:LE005透射灯箱,7930 Lux,6476 CCT(D65)

LE005透射光源棋盘格透射卡imatest测试机台

测量清晰度和调制传递函数(MTF)的步骤基于ISO 8600-5,但进行了修改以适用于具有集成传感器和光学部件的半刚性设备。待测试设备(DUT)使用V夹紧安装在测试支架上。LE005透射光源安装在Imatest测试机台(BTS)的Z轴上,并设置为最大亮度和色温,对应于标准光源D65。使用照度计对灯箱表面距离50mm的平场照明(不使用测试卡)进行测量,得到照度为7930 Lux,辐照度为29.85 W/m²,相关色温(CCT)为6476K。

在黑暗环境中,棋盘格测试卡安装在灯箱上,并设置到距离设备末端50mm的位置。棋盘格被调整以捕捉标准规定的轴上和各种轴外图像点的垂直和水平倾斜边缘。额外的轴外点(图1中的C1和C2)被捕捉以适应矩形图像场。

图1

点B1至B4位于图像高度的中心点A的70%位置。额外的点C1和C2位于图像中心的70%图像宽度位置。方格目标的中央鞍点由基准标记指示,并与这些点的每一个对齐,以便在这些点附近提取水平和垂直倾斜边缘进行分析。为了确定轴上、轴外和远轴上的清晰度,对每个这些点(如图2所示)进行图像捕捉。

图2

Results & Observations | 分析结果及观察

步骤、测量和分析是基于标准ISO 8600-5:2020,但为了能够适用于集成系统进行了修改。该标准的这一部分旨在通过使用已知光谱响应的独立单色摄像机来测试耦合光学系统的光学分辨率。

然而,被测设备(DUT)采用了集成的RGB传感器,无法输出原始(线性)未经处理的数据,因此不符合标准D.4部分中的摄像机要求。尽管如此,仍然可以将相同基本的测量和分析方法应用于集成摄像头的内窥镜,以深入了解整个传感器/镜头/处理系统生成的图像质量。

边缘Edge和MTF

清晰度决定成像系统能够再现的细节量,它由不同色调或颜色区域之间的边界来定义。图像清晰度可以通过图像中边缘的“上升距离”来测量。

利用这种技术,可以通过像素级的距离来确定清晰度,该距离在其最终值的10%到90%之间。这一技术应用于先前在图1中展示的图像场中的每个感兴趣点处拍摄的棋盘图像中提取的水平和垂直边缘上。

每个边缘的相应边缘剖面图在后续的分析中呈现。调制传递函数(MTF),即给定空间频率下的相对对比度(输出对比度/输入对比度),也被计算并绘制在每个边缘上。高空间频率对应于图像的精细细节。

对于每个边缘,还报告了MTF50P(在该空间频率下,对比度降至其峰值的一半)和MTF面积。由于分析的边缘均未达到峰值MTF为1且没有过度锐化,MTF50P值越高表明图像质量越好。

相关阅读:

1、ISO 8600·内窥镜成像测试解读:视场角、畸变

2、ISO 8600·内窥镜成像测试解读:色彩准确性、均匀性

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