分辨率测试卡（Resolution Test Chart）是用于评估成像系统（如相机、显示器、扫描仪、光学镜头等）分辨率性能的标准工具。本文简单介绍分辨率测试卡的测量原理和主要类型。

分辨率测试卡的基本原理

1 分辨率定义

空间分辨率：成像系统区分相邻细节的能力，通常以线对/毫米（lp/mm）或像素/英寸（PPI）表示。

调制传递函数（MTF）：量化不同空间频率下对比度的衰减，反映系统的真实分辨率性能。

2 测试卡的作用

标定：提供已知频率的图案，避免主观判断误差。

量化：通过可测量的条纹或字符，计算系统的极限分辨率。

对比：横向比较不同设备或镜头的成像质量。

3. 常见分辨率测试卡类型

3.1 ISO 12233测试卡

用途：数码相机分辨率测试（符合ISO 12233标准）。

图案：

斜边条纹：用于计算MTF和锐度。

同心圆：检测镜头畸变。

灰度阶梯：评估动态范围。

3.2 USAF 1951分辨率测试卡

用途：传统光学系统（显微镜、工业镜头）测试。

结构：由多组线对图案组成，每组包含6个不同频率的条纹。

3.3 Siemens Star测试卡

用途：检测镜头像散和色差。

特点：黑白相间的放射状条纹，中心区域频率最高。

分析方法：观察条纹是否模糊或出现彩色边缘。

3.4 其他专用测试卡

Dots Per Inch（DPI）测试卡：用于打印机和扫描仪。

TV Line（TVL）测试卡：广播电视设备校准。

医学影像测试卡（如AAPM TG18）：X光或MRI设备质量控制。

分辨率测试方法

1 测试环境要求

光照：均匀白光（色温5500K±200K），避免反光。

拍摄距离：根据测试卡尺寸和镜头焦距调整（如ISO 12233建议50倍对角线距离）。

设备设置：关闭自动锐化、降噪等后期处理功能。

2 测试步骤（以数码相机为例）

固定测试卡：平整粘贴于中性灰背景板。

拍摄：使用三脚架，光圈优先（推荐f/6-f/8），RAW格式存储。

分析软件：

Imatest：自动计算MTF、锐度和噪点。

QuickMTF：快速评估极限分辨率。

结果解读：

MTF50：对比度降至50%时的频率（单位：lp/mm）。

极限分辨率：条纹完全无法区分时的最高频率。

3 常见问题与解决方案

问题 可能原因 解决方案

条纹模糊 镜头对焦不准 手动对焦，使用峰值对焦辅助

边缘分辨率下降 镜头像差 缩小光圈或更换高质量镜头

彩色镶边 色散（轴向/横向） 使用低色散镜头或后期校正

行业标准与认证

1 国际标准

ISO 12233：数码相机分辨率测试标准。

ISO 17850：镜头MTF测量方法。

IEC 61146：监控摄像机分辨率测试。

2 认证案例

手机摄像头：DxOMark使用ISO测试卡评分。

工业镜头：厂商需提供USAF 1951测试报告。