Efecto del aliasing en la mtf de cámaras fotográficas digitales

El artículo «Efecto del Aliasing en la MTF de Cámaras Fotográficas Digitales» de Carles Mitjà y Jaume Escofet aborda las implicancias del efecto aliasing en la función de transferencia de modulación (MTF) de las cámaras digitales SLR. Estas cámaras, equipadas con sensores CCD o CMOS, muchas veces enfrentan un problema debido a que la frecuencia de muestreo del sensor es menor que la frecuencia de la señal de entrada, resultando en una réplica falsa de dicha señal conocida como aliasing.

Los fabricantes instalan filtros anti-aliasing para contrarrestar estos efectos negativos, limitando la señal de entrada a una frecuencia cercana a la de Nyquist del sistema. No obstante, la efectividad de estos filtros es crucial para la calidad final de la imagen. En el estudio, se equiparon dos cuerpos de cámara SLR con características diferentes pero un límite de resolución similar, usando el mismo objetivo, un Micro Nikkor 55mm f/3.5. La influencia del aliasing se evaluó midiendo el poder de resolución del objetivo y la MTF del sistema objetivo-cámara.

El poder de resolución del objetivo fue limitado únicamente por la difracción. Al observar la imagen de la mira USAF1951, se confirmó que la resolución supera el límite de los sensores, excepto en los casos de diafragmas f/22 y f/32 donde la difracción redujo la resolución. En las pruebas, la Nikon D70 mostró valores de factor de modulación considerablemente altos en las inmediaciones de la frecuencia de Nyquist, mientras que la Nikon D700 demostró una constancia en la respuesta del sistema a las diferentes aperturas, con excepción del diafragma f/32 limitado por la difracción.

Se concluyó que la Nikon D70, debido a su baja eficiencia del filtro pasa baja, introduce un factor de incertidumbre importante respecto a la calidad esperada de los resultados en escenas con contenido frecuencial aleatorio. En contraste, la Nikon D700, con un comportamiento constante frente al contenido frecuencial de la señal de entrada, elimina esta incertidumbre a costa de un resultado MTF moderado en frecuencias medias y bajas. Este comportamiento está condicionado por la frecuencia de corte del filtro anti-aliasing de la cámara.

En resumen, el estudio revela que los sistemas de cámara afectados por aliasing presentan diferencias claras en la MTF, particularmente marcadas por la efectividad del filtro anti-aliasing y el comportamiento en la frecuencia de Nyquist. Las pruebas realizadas demuestran que una cámara con un filtro más eficiente, como la Nikon D700, proporciona resultados más consistentes y predecibles, a pesar de mostrar valores de MTF menos impresionantes en frecuencias medias y bajas.

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