JP2004301656A - 鮮鋭度測定方法、鮮鋭度測定装置および画像記録装置ならびに鮮鋭度測定プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】鮮鋭度測定用チャートを用いて鮮鋭度を評価する際において、トレンドノイズによる測定誤差を低減した客観的な評価を可能にする。
【解決手段】鮮鋭度測定用チャート像を表す原チャート像プロファイルに基づいて鮮鋭度指標値を算出する鮮鋭度測定方法であって、前記原チャート像プロファイルに基づいて鮮鋭度指標値を算出する第１演算処理と、前記鮮鋭度指標値に基づいて前記原チャート像プロファイルに含まれる低空間周波数域ノイズ（トレンドノイズ）についてのトレンドプロファイルを算出する第２演算処理と、前記原チャート像プロファイルから前記トレンドプロファイルを除去する第３演算処理と、を有し、前記第１演算処理および前記第２演算処理並びに前記第３演算処理を所定の終了条件を満たすまで繰り返すことにより、前記原チャート像プロファイルに基づいて鮮鋭度指標値を算出する。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像の鮮鋭度を評価するに適した鮮鋭度測定方法、鮮鋭度測定装置および画像記録装置ならびに鮮鋭度測定プログラムに関し、特に、医用画像撮影装置などの装置で得られた医用画像の鮮鋭度を評価するに適した鮮鋭度測定方法、鮮鋭度測定装置および画像記録装置ならびに鮮鋭度測定プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
主に医療を目的とするＸ線画像形成装置における画像評価方法、例えば、従来のスクリーン／フィルム系における鮮鋭度測定方法として、鮮鋭度測定用チャートを用いてＳＷＴＦ（Ｓｑｕａｒｅ Ｗａｖｅ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を求め、さらにコルトマンの変換式でＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を求める方法、すなわちチャート法が良く用いられている。
【０００３】
この方法は、チャートと呼ばれる鮮鋭度測定用テストパターンをＸ線で撮影し、フィルム上にチャート像を得た後、そのチャート像の光学濃度をミクロ濃度計で測定し、その光学濃度プロファイルを用いて解析を行う方法である。詳細は、『放射線画像情報工学（Ｉ）』（内田、金森、稲津著：日本放射線技術学会編）ｐ１６７−１７２に記載されている。
【０００４】
また、近年、電磁的方法により画像情報の保持が可能である機器、いわゆるデジタル機器の普及により、その鮮鋭度測定方法も必要とされ、実際に各装置に対して物理評価が行われている。デジタル医用画像記録装置における鮮鋭度測定方法として、例えば、チャートを模写した画像信号を作成し、画像記録装置を用いて該画像信号に基づいてプリントし、以下スクリーン／フィルム系と同様の鮮鋭度測定を行うことが多い。また、デジタル医用画像記録装置においては、濃度プロファイルに基づいたＳＷＴＦを用いることが多い。
【０００５】
しかし、ＳＷＴＦを求める場合、主に高空間周波数帯域におけるノイズの影響を受けやすいことが知られている。矩形波チャート像のピークを検出方法によって最終的に得られる物理評価値に差異が生じてしまう。ピーク検出のアルゴリズムに関して様々な方法が提案されているが、ピーク検出方法によって全く同一のプロファイルに対しても異なった物理評価値が得られる場合がある。
【０００６】
また、ＳＷＴＦを求める場合、プロファイルに含まれるノイズ量が大きいときには、検出されるピーク値がノイズの影響を受けて、測定結果が大きく異なることがある。
【０００７】
測定誤差を低減するための第１の方法として、プロファイルに係るノイズを低減する方法が挙げられる。例えば、プロファイルに対して予め移動平均を取った後にピークを検出する方法もあるが、高周波では移動平均でピークが鈍化してしまう場合もあり好ましくない。
【０００８】
測定誤差を低減するための第２の方法として、特開２０００−２９８０７６号公報（特許文献１）によると、中央値のピーク値または該中央値±ｎの平均値、あるいは最大、最小値からｍ個を除いた残りのデータを用いる方法が提案されている。しかし、この方法は、個々のピークのバラツキを低減する方法であるに過ぎず、ピーク検出方法そのものの改善にはなってはいない。
【０００９】
そこで、主観評価によらずに測定誤差を低減できる有力な鮮鋭度測定方法が提案されている。『日本放射線技術学会雑誌，５０（３），ｐ３７９−３８５（１９９４）：室・他』によると、矩形波チャート像そのものをフーリエ変換し、前記チャート像と略同空間周波数におけるフーリエ変換成分を基にＭＴＦを計算する方法（以下、「フーリエ法」という。）が提案されている。また、『日本放射線技術学会雑誌，５８（９），ｐ１２６１−１２６７（２００２）：市川・他』によると、デジタル画像入力装置におけるプリサンプリングＭＴＦを求めるために、フーリエ法を適用した報告もされている。
【００１０】
フーリエ法に関して具体的に説明する。実際に評価を行うべき空間周波数に相当するチャート画像を作成し一部抜粋した矩形波プロファイルデータに対して離散フーリエ変換を行いパワースペクトル（空間周波数特性）を求める。スペクトルのピークが最も高い部分が出力像の空間周波数に相当し、そのスペクトル値の平方根が振幅値に相当する。その振幅値をＡｉ（ｉ＝１は正規化空間周波数、ｉ＝２〜Ｎは被正規化空間周波数）とし、被正規化部分の振幅値を正規化振幅値で割った値、すなわち振幅比ＭＴＦ（ｕｉ）＝Ａｉ／Ａ１をもってＭＴＦ（ｕｉ）とする。なお、ｕｉはｉ番目のチャート要素が有する空間周波数を表す。また、本方法におけるＭＴＦ計算精度をより高める方法として、特開２００３−３６４３７号公報（特許文献２）が開示されている。
【００１１】
【特許文献１】
特開２０００−２９８０７６号公報（第１頁〜第６頁、図１〜図２）
【特許文献２】
特開２００３−０３６４３７号公報（第１頁〜第５頁、図１）
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のチャート法あるいはフーリエ法であるかを問わず、これらの鮮鋭度測定方法には欠点がある。それは、チャート像プロファイルが低空間周波帯域を主成分とするノイズを多く含むとき、鮮鋭度指標値に大きな測定誤差を生じることである。
【００１３】
なお、従来のスクリーンフィルムでは、一次関数で表現できる単純勾配のノイズが主なものであったが、記録方式や現像方式の違いにより、不均一性で単純には予測ができない特性の低空間周波数域のノイズが存在することが、本件出願の発明者の研究により明らかにされた。
【００１４】
すなわち、鮮鋭度指標値が測定の度に大きくばらつくと、評価そのものの信頼性がなくなり、客観的画質評価たるべきその意義が失われてしまうことになる。
【００１５】
本発明は、上記課題について鑑みてなされたものであり、鮮鋭度測定用チャートを用いて鮮鋭度を測定する際において、低空間周波数域ノイズ（いわゆる、トレンドノイズ）による測定誤差を低減し得る鮮鋭度測定方法及び鮮鋭度測定装置を実現することにある。
【００１６】
また、以上の鮮鋭度を簡便に測定し得る鮮鋭度測定手段を有する画像記録装置及び、前記鮮鋭度測定方法を用いた評価結果の良好な画像を記録し得る画像記録装置を提供することにある。
【００１７】
さらに、鮮鋭度測定用チャートを用いて鮮鋭度を測定する際において、低空間周波数域ノイズによる測定誤差を低減し得る鮮鋭度測定プログラムを実現することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上述した課題は、以下に述べるそれぞれの解決手段によって解決されるものである。
【００１９】
（１）請求項１記載の発明は、鮮鋭度測定用チャート像を表す原チャート像プロファイルに基づいて鮮鋭度を算出する鮮鋭度測定方法であって、前記原チャート像プロファイルに基づいて鮮鋭度を算出する第１演算処理と、前記鮮鋭度に基づいて前記原チャート像プロファイルに含まれるトレンドノイズについてのトレンドプロファイルを算出する第２演算処理と、前記原チャート像プロファイルから前記トレンドプロファイルを除去する第３演算処理と、を有し、前記第１演算処理および前記第２演算処理並びに前記第３演算処理を所定の終了条件を満たすまで繰り返すことにより、前記原チャート像プロファイルに基づいて鮮鋭度を算出する、ことを特徴とする鮮鋭度測定方法である。
【００２０】
この鮮鋭度測定方法では、鮮鋭度測定用チャートを用いて鮮鋭度を測定する方法において、低空間周波数域ノイズ（いわゆる、トレンドノイズ）による測定誤差を低減し得る鮮鋭度の測定が可能となる。
【００２１】
（２）請求項２記載の発明は、前記第２演算処理では、前記鮮鋭度に基づいてチャート像に係る仮想プロファイルを算出し、前記原チャート像プロファイルと前記仮想プロファイルとの差分プロファイルに基づいて前記トレンドプロファイルを算出する、ことを特徴とする請求項１記載に鮮鋭度測定方法である。
【００２２】
この鮮鋭度測定方法では、トレンドプロファイルを算出の際、計算誤差を少なくすることができる。
【００２３】
（３）請求項３記載の発明は、前記鮮鋭度は、チャート法に基づいて算出されたＳＷＴＦ又はＭＴＦである、ことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の鮮鋭度測定方法である。
【００２４】
この鮮鋭度測定方法では、最も一般的な方法を適用でき、精度良く簡便に鮮鋭度指標値を算出することができる。
【００２５】
（４）請求項４記載の発明は、前記鮮鋭度は、フーリエ法に基づいて算出されたＭＴＦである、ことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の鮮鋭度測定方法である。
【００２６】
フーリエ法では信号部とノイズ部との分離がきわめて困難であったにもかかわらず、この鮮鋭度測定方法では、フーリエ法で計算精度が向上する。
【００２７】
（５）請求項５記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の鮮鋭度測定方法を用いて鮮鋭度を測定する鮮鋭度測定手段を有する、ことを特徴とする鮮鋭度測定装置である。
【００２８】
（６）請求項６記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の鮮鋭度測定方法を用いてＭＴＦを測定するとき、２．０ｃｙｃｌｅ／ｍｍでＭＴＦが０．９以上である画像を記録する画像記録手段を備えた、ことを特徴とする画像記録装置である。
【００２９】
（７）請求項７記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の鮮鋭度測定方法を用いてＭＴＦを測定するとき、５．０ｃｙｃｌｅ／ｍｍでＭＴＦが０．６以上である画像を記録する画像記録手段を備えた、ことを特徴とする画像記録装置である。
【００３０】
（８）請求項８記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の鮮鋭度測定方法で求めた鮮鋭度情報に基づいて画像記録する際の鮮鋭度低下分を補正する鮮鋭度補正手段を備える、ことを特徴とする画像記録装置である。
【００３１】
（９）請求項９記載の発明は、前記原チャート像プロファイルに基づいて鮮鋭度を算出する第１演算ルーチンと、前記鮮鋭度指標値に基づいて前記原チャート像プロファイルに含まれるトレンドノイズについてのトレンドプロファイルを算出する第２演算ルーチンと、前記原チャート像プロファイルから前記トレンドプロファイルを除去する第３演算ルーチンと、を有し、前記第１演算ルーチンおよび前記第２演算ルーチン並びに前記第３演算ルーチンを所定の終了条件を満たすまで繰り返すことにより、鮮鋭度測定用チャート像を表す原チャート像プロファイルに基づいて鮮鋭度を算出する、ことを特徴とする鮮鋭度測定プログラムである。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、鮮鋭度測定に関する本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、本発明は、以下に述べる実施の形態に示す具体例に限定されるものではない。
【００３３】
〈鮮鋭度測定方法の原理説明〉
まず、鮮鋭度測定方法について説明する。鮮鋭度測定方法としては、チャート法、スリット法、エッジ法等、様々な測定方法が提案されている。以下に、チャート法による鮮鋭度測定方法の概要を示す。
【００３４】
ここで、「チャート」とは、「チャート像を作成するための雛型」であり、具体的には鉛チャートやチャート像作成用画像データに相当する。また、「チャート画像」あるいは「チャート像」とは、「チャートを基に作成されたハードコピー」である。さらに、「チャート像プロファイル」とは、「チャート像を再サンプリングしたデータ列」である、と定義する。
【００３５】
なお、この実施の形態例では、鮮鋭度の測定のために用いる正規化部分と被正規化部分とを有する鮮鋭度測定用チャートの具体例として、矩形波チャートあるいは矩形波チャート像を用いた場合を説明する。
【００３６】
図１０は、代表的な矩形波チャートの模式図である。図１０（ｂ）のテストパターン１００は、鮮鋭度測定用のテストパターンである。まず、評価用チャート画像データ（図１０（ａ））を作成し、銀塩レーザ書込方式・銀塩熱現像方式・インクジェット方式、等の評価対象となる画像記録装置１０（図９（ａ））で記録紙ｐ上にチャート画像（図９▲２▼、図１０（ｂ）のテストパターン１００）をプリントする。
【００３７】
ここで示した鮮鋭度とは、ＳＷＴＦ、ＭＴＦ又はＡＲＴＦ（詳細は後述する。）等、の物理評価により算出された指標値に相当する。
【００３８】
テストパターン１００は最も空間周波数の低い正規化部分１０１と、その他の各空間周波数をもつ被正規化部分１０２を有する。コントラストの基準となる正規化部分と各空間周波数において測定するべき被正規化部分に分けられる。
【００３９】
前記チャート像は（Ｎ＋１）個の異なる空間周波数（Ｕ０，Ｕ１，…，ＵＮ）を有し、空間周波数がＵ０である正規化部分と、空間周波数がＵｋ（ｋ＝１，２，…，Ｎ）である被正規化部分とを有するチャート像である。
【００４０】
なお、正規化部分ではコントラストの基準になるように、コントラスト低下がほとんど起こらない程度に低空間周波数であることが好ましい。例えば、鮮鋭度測定用の鉛チャート（化成オプトニクス株式会社製：ＴｙｐｅＩ）では正規化部分における空間周波数は０．０５ｃｙｃｌｅ／ｍｍ、被正規化部分における空間周波数は０．５−１．０−１．５−２．０−２．５−３．０−４．０−５．０−６．０−８．０−１０．０ｃｙｃｌｅ／ｍｍである。
【００４１】
前記鉛チャートをＸ線撮影し、増感紙の発光によりフィルムに潜像を形成させ、自動現像機を用いてその露光されたフィルムを現像することによって、チャート画像を得ることができる。
【００４２】
図９（ｂ）に示すマイクロデンシトメータともよばれるミクロ濃度計を用いて、前記チャート画像に係る光学濃度を測定し、矩形波チャート像プロファイルデータを得る。矩形波チャート像プロファイルの各空間周波数部分におけるピークを検出し、最高光学濃度ＤＨ（Ｕ）及び最低光学濃度ＤＬ（Ｕ）を求める。図９▲３▼および図１０（ｃ）は濃度測定により得られたチャート像濃度プロファイルの模式図であり、横軸は位置（プロット番号）、縦軸は濃度である。
【００４３】
予め作成したＸ線照射量−光学濃度の特性曲線を基に最大Ｘ線照射量ＥＨ（Ｕ）及び最小Ｘ線照射量ＥＬ（Ｕ）に換算し、コントラストＣ（Ｕ）＝（ＥＨ（Ｕ）−ＥＬ（Ｕ））／（ＥＨ（Ｕ）＋ＥＬ（Ｕ））を求める。この各々の空間周波数におけるコントラストをゼロ周波数で規格化した値Ｃ（Ｕ）／Ｃ（０）はＣＴＦと呼ばれている。さらに、コルトマン変換式を用いることにより、コントラスト応答関数ＣＴＦから正弦波応答関数ＭＴＦに変換することができる。通常はこのＭＴＦを用いて鮮鋭度を測定が行われている。
【００４４】
また、デジタル系画像出力装置における鮮鋭度測定を行う場合には、前記チャートを模写した画像信号データを作成し、画像を出力することにより、チャート画像を得ることができる。ただし、光学濃度からＸ線照射量に換算することができないため、光学濃度のままコントラストＣ（Ｕ）＝（ＤＨ（Ｕ）−ＤＬ（Ｕ））／（ＤＨ（Ｕ）＋ＤＬ（Ｕ））を求めることがある。この各々の空間周波数におけるコントラストをゼロ周波数で規格化した値Ｃ（Ｕ）／Ｃ（０）はＳＷＴＦと呼ばれている。
【００４５】
図１１は、矩形波チャートを用いたフーリエ変換法に関する概略図である。図１１（ａ−１）は矩形波チャートを用いて本来得られるべき矩形波チャート像プロファイル、すなわち理想的な矩形波チャート像プロファイルに相当する。このプロファイルをフーリエ解析した結果が図１１（ａ−２）であり、矩形波チャートの有する空間周波数と略同空間周波数（以後、固有空間周波数）の奇数倍の振幅値のみが現われる。しかし、実際は画像記録時、或いは濃度測定時におけるプロファイル劣化により、図１１（ｂ−１）に示すようなノイズを含んだ矩形波チャート像プロファイルが得られる。このプロファイルをフーリエ解析した結果が図１１（ｂ−２）である。図１１（ｂ−２）の空間周波数特性は、図１１（ａ−２）の特性と比較すると、固有空間周波数の奇数倍におけるフーリエ解析データ（チャート像固有の信号に相当）が低下し、他の空間周波数におけるフーリエ解析データ（チャート像に付加されるノイズに相当）が微増することがわかる。
【００４６】
空間周波数Ｕを有する矩形波チャート像プロファイルに対してフーリエ解析を行うとき、最も大きな振幅値として現われるのは空間周波数Ｕにおけるフーリエ解析データであり、そのフーリエ解析データが前記プロファイルにおける最も特徴的な情報量であるのは当然である。そこで、フーリエ変換法とは、矩形波チャート像プロファイルの固有空間周波数におけるフーリエ解析データを求め、そのフーリエ解析データの割合をもって評価指標とし鮮鋭度を評価する方法である。
【００４７】
上述のフーリエ解析とは以下の解析を示すものとする。正規化部分および各被正規化部分における矩形波チャート像プロファイルに対して、山谷が周期的に連なる矩形波チャート要素の一部分を抜粋し、そのプロファイルに関して離散フーリエ変換を行う。フーリエ変換後は複素数データ列（実数部と虚数部）として得られるが、前記複素数データ列の２乗値（いわゆる「パワースペクトル」）の平方根が各空間周波数成分における振幅値に相当し、この振幅値が上述のフーリエ解析データである。振幅値が大きいほどその空間周波数における情報量が多いことを意味し、その振幅値の減衰率がプリント画像の鮮鋭度を評価する指標に成りうる。
【００４８】
〈鮮鋭度測定装置の構成〉
図１に、本実施の形態における鮮鋭度測定装置の機能ブロックの構成を示す。この図１に示すように、本実施の形態例の鮮鋭度測定装置２００は、バス２０２に接続された、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２０２、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）２０３、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２０４、画像信号入力部２０５、画像信号出力部２０６、演算処理部２０７等を備えて構成されている。
【００４９】
ＣＰＵ２０１は、画像信号入力部２０５から入力される画像信号に対して、ＲＯＭ２０３に記録されている鮮鋭度測定装置２００に対応する各種プログラムの中から指定されたプログラムをＲＡＭ２０４のワークエリアに展開し、上記プログラムとの協働によって各種処理を実行し、その処理結果をＲＡＭ２０４の所定の領域に格納する。画像信号に対して最終的な処理が実行されると、ＣＰＵ２０１は、処理済画像信号を画像信号出力部２０６から外部に出力する。
【００５０】
ＲＯＭ２０３は、不揮発性の半導体メモリで構成される。ＲＯＭ２０３は、ＣＰＵ２０１により実行される鮮鋭度測定装置２００の各種プログラムを記憶している。
【００５１】
ＲＡＭ２０４は、書き換え可能な半導体素子で構成される。ＲＡＭ２０４は、データが一時的に保存される記憶媒体であり、ＣＰＵ２０１が実行するためのプログラムを展開するためのプログラムエリア、画像信号入力部２０５から入力されるデータやＣＰＵ２０１による各種処理結果等を保存するためのデータエリア、等が形成される。
【００５２】
画像信号入力部２０５は、画像入力装置（撮影機器）と接続し、画像入力装置から入力された画像信号を受信する。画像信号出力部２０６は、画像出力装置へ画像信号を出力する。
【００５３】
演算処理部２０７は、画像信号入力部２０５から入力された画像信号に鮮鋭度測定に関する各種演算処理を行う。この演算処理は、ＲＯＭ２０３に格納された各種プログラムとＣＰＵ２０１との協働によってソフトウェア処理で実現される。
【００５４】
〈鮮鋭度測定プログラムの内容〉
本発明の実施の形態例の一部である鮮鋭度測定プログラムは、以下の３つのルーチンにより構成されている。
・原チャート像プロファイルに基づいて鮮鋭度を算出する第１演算ルーチン；
・鮮鋭度指標値に基づいて原チャート像プロファイルに含まれるトレンドノイズについてのトレンドプロファイルを算出する第２演算ルーチン；
・原チャート像プロファイルからトレンドプロファイルを除去する第３演算ルーチン；
そして、第１演算ルーチンおよび第２演算ルーチン並びに第３演算ルーチンを所定の終了条件を満たすまで繰り返すことにより、鮮鋭度測定用チャート像を表す原チャート像プロファイルに基づいて鮮鋭度を算出することを特徴としている。
【００５５】
〈鮮鋭度演算処理の説明〉
次に、本実施の形態に共通の鮮鋭度演算処理の概要について説明する。図２は、本実施の形態に係る鮮鋭度を求める演算処理の概要を示すフローチャートである。
【００５６】
まず、原プロファイル鮮鋭度算出手段によって原プロファイルに基づいてＭＴＦ等の鮮鋭度指標値を算出する（図２ステップ１）。
【００５７】
ここで、図３（ａ）〜（ｅ）は画像記録装置に係る鮮鋭度を求めるまでの過程を表す説明図である。
【００５８】
この場合、原画像信号（チャート：図３（ａ））に基づいて画像記録装置でハードコピー（チャート像：図３（ｂ））を出力する。このハードコピーを再サンプリングして、チャート像プロファイルを得る（図３（ｃ））。この段階では、画像記録における鮮鋭度の劣化分が含まれた状態になる。
【００５９】
そして、このチャート像プロファイル（図３（ｃ））を元にして、画像記録装置に係る鮮鋭度特性（図３（ｄ））を得て、さらに、鮮鋭度近似曲線（図３（ｅ））を求める。このようにして、画像記録装置の鮮鋭度を求め、鮮鋭度指標値を算出する。
【００６０】
つぎにトレンドプロファイルを算出する際に、まず、鮮鋭度指標値に基づいてチャート像に係る仮想プロファイルを算出し、その後に、前記原チャート像プロファイルと前記仮想プロファイルとの差分プロファイルに基づいて前記トレンドプロファイルを算出する。
【００６１】
ここで、「トレンドプロファイル」とは、チャート像と独立して足し合わされたプロファイルをいい、具体的には、Ｘ線撮影時に発生するヒール効果に起因する光学濃度ムラや、画像記録装置における現像の不均一性に起因する光学濃度ムラ、等が挙げられるがこの限りではない。また、「仮想プロファイル」とは、鮮鋭度指標値に基づいて再構成された信号プロファイルをいう。
【００６２】
ここでは、原プロファイル鮮鋭度算出手段によって算出された鮮鋭度指標値に基づいて、仮想プロファイル算出手段により、仮想プロファイルを算出する（図２ステップ２）。
【００６３】
図４は、仮想プロファイル算出処理の概要図である。ここで、図４（ａ）は、画像記録による鮮鋭度劣化がなく、理想的な状態を示している。ここでは、全空間周波数においてＭＴＦ＝１の特性となっている。
【００６４】
また、図４（ｂ）は、図４（ａ）の鮮鋭度特性に応じて矩形波を再構成した場合の様子を示している。この場合、鮮鋭度劣化が全くないため、矩形波を完全に再現することができている。
【００６５】
図４（ｃ）は、画像記録による鮮鋭度劣化がある場合を示しており、高空間周波数においてＭＴＦが徐々に低下する特性の一例を示している。図４（ｄ）は、図４（ｃ）の鮮鋭度特性に応じて矩形波を再構成した状態の一例（仮想プロファイル）を示している。ここでは、高空間周波数において情報劣化があるため、矩形波にも劣化が生じている。すなわち、図４（ｃ）の鮮鋭度特性と図４（ｄ）の仮想プロファイルとの相関関係を、後に説明するトレンドプロファイル算出で用いることにする。
【００６６】
図５は、トレンドプロファイル算出処理の概要説明のための説明図である。
【００６７】
ここで、図５（ａ）は低空間周波数帯域ノイズ（トレンドノイズ）を含んだ状態の原矩形波プロファイルである。図５（ｂ）は、原矩形波プロファイルに基づいて鮮鋭度（図４（ｃ）参照）を求め、その鮮鋭度をもとに再構成された仮想プロファイル（図４（ｃ）、図４（ｄ）参照）である。
【００６８】
図５（ｃ）は、原矩形波プロファイル（図５（ａ））と仮想プロファイル（図５（ｂ））との差分に相当する差分プロファイルである。図５（ｄ）は、差分プロファイル（図５（ｃ））を加工したトレンドプロファイルである。例えば、差分プロファイルの移動平均をとり、高周波成分を低減した状態のプロファイルである。このようにして、トレンドプロファイルを算出する（図２ステップ３）。
【００６９】
次に、原矩形波プロファイル（図５（ａ））に含まれている低空間周波数帯域ノイズであるトレンドプロファイルを除去するため、トレンドプロファイル除去処理を施す（図２ステップ４）。
【００７０】
この際に、原矩形波プロファイル（図５（ａ））とトレンドプロファイル（図５（ｄ））との座標を一致させる必要がある。この座標の一致の作業は、例えば、１次元テンプレートマッチング等により達成される。両者のプロファイルデータにおける相関係数を求める方法、最小２乗法（両者のデータの残差２乗和が最小値とする決定法）等が挙げられるが、この限りではない。
【００７１】
なお、以上のようにして、原矩形波プロファイルから低空間周波数帯域ノイズであるトレンドプロファイルを除去して得た補正済み原矩形波プロファイルについて、補正前の原矩形波プロファイルと、鮮鋭度の比較を行う（図２ステップ６）。
【００７２】
この鮮鋭度の比較により、補正前後の差が所定値未満であれば（図２ステップ７でＹ）、トレンドプロファイルを除去する一連の処理を終了する。また、この鮮鋭度の比較により、補正前後の差が所定値以上であれば（図２ステップ７でＮ）、トレンドプロファイルを除去する一連の処理を再度実行する。
【００７３】
そして、最新の補正後の鮮鋭度と、前回の補正後の鮮鋭度との比較を行うようにする。そして、この鮮鋭度の比較により、補正前後の差が所定値未満になるまで、トレンドプロファイルを除去する一連の処理を続行する。
【００７４】
なお、ここでは、補正前後の鮮鋭度の差により判定を行っているが、トレンドプロファイルそのものが一定のレベル未満になった時点で処理を終了するような判定としてもよい。
【００７５】
以上のような処理を行うことで、鮮鋭度測定用チャートを用いて鮮鋭度を測定する際において、低空間周波数域ノイズ（いわゆる、トレンドノイズ）による測定誤差を低減し得る鮮鋭度の測定が可能となる。また、トレンドプロファイルを算出の際、計算誤差を少なくすることができる。
【００７６】
また、プロファイルの軸に対応する物理量は、一般的に濃度が用いられるが、これに限られない。例えば、濃度から他の物理量に変換したプロファイルを用いて演算することができる。他の物理量は、透過率、露光量（銀塩写真のような露光による記録方式の場合）や印加熱量（感熱記録方式の場合）などを用いることができる。また、明度のような心理物理量でも良い。なお、「明度」とは、ＣＩＥ（Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｅ ｄｅ ｌ’Ｅｃｌａｉｒａｇｅ；国際照明委員会）が１９７６年に推奨したＣＩＥ−ＬＡＢ表色系における明度であって、視覚的な濃淡の程度を表す心理物理量のひとつである。
【００７７】
なお、以上のような処理を行う鮮鋭度測定方法や、鮮鋭度測定方法を実行する鮮鋭度測定装置だけではなく、鮮鋭度測定方法を実行する鮮鋭度測定プログラムも本発明の実施の形態例の一部分である。また、同様に、鮮鋭度測定プログラムが記録された記録媒体も本発明の実施の形態例の一部分である。
【００７８】
〈第１の応用例：鮮鋭度測定装置〉
なお、鮮鋭度測定装置としては、既に図９で説明したように、マイクロデンシトメータで測定して得られた濃度プロファイルをフレキシブルディスク等の電子媒体を介して画像記録装置に入力すると、鮮鋭度測定手段あるいは鮮鋭度評価手段（図９（ｃ）におけるデータ取得用計算機３０）により鮮鋭度評価を行い、その評価結果をディスプレイ等に表示する。
【００７９】
まず、鮮鋭度評価処理部を備えた鮮鋭度測定装置２００について、図６を参照して説明する。
【００８０】
マイクロデンシトメータなどの濃度計２０（図９参照）により得られた濃度プロファイルは、濃度プロファイルデータ入力部２１０に供給される。この濃度プロファイルデータは、濃度プロファイル以外に、付属情報として、サンプリング間隔、チャート要素の個数、チャート要素の空間周波数、チャート要素のライン数、計算開始点の目安、使用チャートの種類、などが含まれている。この濃度プロファイルデータは、鮮鋭度評価処理部２２０内のデータ分離手段２２１にて、濃度プロファイル部分と付属情報２２２ａとに分離される。なお、付属情報２２２ａはデータ記憶手段２２２に一時的に格納されて、必要に応じて鮮鋭度評価演算処理手段２２３から読み出される。あるいは、付属情報２２２ａに基づいて予め記録されているチャートに関する付属情報２２２ａ’を選択し、必要に応じて鮮鋭度評価演算処理手段２２３から読み出される。鮮鋭度評価演算処理手段２２３は、データ分離手段２２１にて分離された濃度プロファイルと付属情報とから、以上詳細に説明したように評価指標を求めて鮮鋭度評価結果２２２ｂを得る。そして、この鮮鋭度評価結果２２２ｂを、鮮鋭度評価結果判断手段２２４が判断して、その評価結果をディスプレイなどの評価結果表示部２３０に表示する。
【００８１】
〈第２の応用例：画像記録装置〉
つぎに、鮮鋭度測定装置２００を備えた画像記録装置３００について、図７を参照して説明する。
【００８２】
制御手段１０１は、テストパターン記憶部３１１に予め保持している評価用チャート画像データ（図１０（ａ）参照）に画像記録用の処理を施して、画像記録部３２０に供給する。画像記録部３２０では、銀塩レーザ書込方式・熱転写方式・インクジェット方式、等の評価対象となるいずれかの方式で記録媒体上にチャート画像（図９▲２▼、図１０（ｂ）のテストパターン１００）をプリントする。
【００８３】
その後、濃度計３３０を構成するスポット光照射部３３１からのスポット光を受光部３３２で検出する。そして、受光部３３２にて光電変換された電気信号から、Ａ−Ｄ変換部３５０によりディジタルデータの濃度プロファイルが生成される。
【００８４】
このようにして画像記録装置３００内で生成された濃度プロファイルは、画像記録装置３００内に内蔵されている鮮鋭度測定装置２００で鮮鋭度評価結果が求められる。
【００８５】
このように、画像記録装置３００に濃度計３３０（光照射部３３１および受光部３３２）を内蔵し、テストパターン１００に応じて画像記録後に濃度測定し、自動的に鮮鋭度評価のための解析を行う。
【００８６】
この場合、鮮鋭度測定結果を保存して過去の履歴と今回の測定結果と比較し、差が大きく異なったら、制御手段３０１に対して、あるいは、表示部２６０にて警告を発するようにしてもよい。また、鮮鋭度評価基準を予め設け、その値を下回った場合に警告を発するようにしてもよい。
【００８７】
例えば、インクジェット方式記録装置の場合、インク吐出不良、ヘッドの位置ずれ、インク終了、装置の故障等の異常を察知することに応用できる。この場合、原因は特定されないまでも、プリント不良の警告として効果的である。
【００８８】
〈第３の応用例：画像記録装置〉
つぎに、鮮鋭度測定装置２００を備え、さらに、鮮鋭度補正機能を有する画像記録装置３００について、図７を参照して説明する。
【００８９】
ここで、制御手段１０１は、前述した第２の応用例の機能に加え、鮮鋭度測定装置２００で算出された鮮鋭度を用いて、鮮鋭度を補正する機能を有しているものとする。
【００９０】
この場合、鮮鋭度測定結果を保存して過去の履歴と今回の測定結果と比較し、差が大きく異なったら、制御手段３０１が鮮鋭度劣化を補正する処理を自動的に実行する。このようにすることで、鮮鋭度劣化に基づくプリント不良を回避することが可能になる。
【００９１】
なお、鮮鋭度劣化を補正する処理を実行しても鮮鋭度劣化が解消できない場合には、制御手段３０１が表示部２６０などに警告を発するようにすればよい。
【００９２】
〈第４の応用例：鮮鋭度評価に適した画像記録装置〉
主観評価の結果、５．０ｃｙｃｌｅ／ｍｍにおいて、上記方法で求めたＭＴＦが０．７０以上であれば鮮鋭度が良好な画像であることを確認した。また、２．０ｃｙｃｌｅ／ｍｍにおいて０．９０以上であると更に好ましい。すなわち、この鮮鋭度を満足する画像記録装置を、鮮鋭度評価に用いることが望ましい。なお、以上の第１の応用例のように、画像記録装置内に鮮鋭度測定装置を内蔵して、この値を閾値にして、鮮鋭度の閾値を下回った場合に警告を発するようにすれば好ましい。
【００９３】
以下、この説明を具体的におこなう。
【００９４】
［画像記録装置］：
銀塩レーザ書込方式の画像記録装置であるＬｉ−６２Ｐ（コニカ株式会社製）において、フィルムに露光するために用いるレーザーのビーム径を変えることにより、プリント画像の鮮鋭度を変化させた（画像記録装置１〜４）。なお、書込ピッチ（１ピクセル当りのサイズ）は主走査、副走査とも４０μｍである。
【００９５】
［テストパターン］：
矩形波チャート画像を作成し、上記画像記録装置でプリントした。なお、チャート要素は４個であり、各々の空間周波数は、（１）０．０５ｃｙｃｌｅ／ｍｍ（１ライン当り２５０ピクセル）、（２）１．０ｃｙｃｌｅ／ｍｍ（１ライン当り１３ピクセル）、（３）２．１ｃｙｃｌｅ／ｍｍ（１ライン当り６ピクセル）、（４）６．３ｃｙｃｌｅ／ｍｍ（１ライン当り２ピクセル）である。また、濃度はハイレベルＤＨ＝２．０、ローレベルＤＬ＝１．０として設計した。
【００９６】
［主観評価］：
以上の（２）〜（４）の３個のチャート要素に関し、解像度についての目視による主観評価を行った。観察者とテストパターンとの距離は２０ｃｍとした。なお、解像レベルとして、隣同士のラインが識別できるか否かを基準に判定を行い、◎…明確に識別できる、○…比較的識別できる、△…良く観察すれば識別できる、×…全く識別ができない、の４段階評価にて採点を行った。
【００９７】
［客観評価］：
マイクロデンシトメータＰＤＭ−７Ｂ（コニカ株式会社製）を用いてテストパターンの濃度測定を行い、サンプリング間隔が３μｍである矩形波チャート像プロファイルを取得した。その濃度プロファイルを用いて、実施の形態例１［１対１対応型］に従った方法で解析を行った。なお、正規化空間周波数は０．０５ｃｙｃｌｅ／ｍｍである。
【００９８】
［評価結果］：
図８は主観評価結果を示す。主観評価の結果、５．０ｃｙｃｌｅ／ｍｍにおいて、上記方法で求めたＭＴＦが少なくとも０．６０以上であれば鮮鋭度が良好な画像であることを確認した。
【００９９】
また、主観評価の結果、５．０ｃｙｃｌｅ／ｍｍにおいて、上記方法で求めたＭＴＦが少なくとも０．７０以上であれば、鮮鋭度が更に良好な画像であることを確認した。
【０１００】
また、同じく主観評価の結果、２．０ｃｙｃｌｅ／ｍｍにおいて、上記方法で求めたＭＴＦが０．９０以上であると、更に好ましいことも確認した。
【０１０１】
すなわち、この鮮鋭度を満足する画像記録装置を、鮮鋭度評価に用いることが望ましい。なお、以上の第１の応用例のように。画像記録装置内に鮮鋭度測定装置を内蔵して、この値を閾値にして、鮮鋭度の閾値を下回った場合に警告を発するようにすれば好ましい。
【０１０２】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、鮮鋭度測定用チャートを用いて鮮鋭度を評価する際において、低空間周波数帯域ノイズであるトレンドノイズによる測定誤差を低減した客観的な評価が可能である鮮鋭度測定方法、および、鮮鋭度を簡便に測定し得る鮮鋭度測定手段を有する鮮鋭度測定装置、ならびに、評価手段を内蔵する画像記録装置で、前記評価方法を用いて求めた物理評価値が特定の評価基準を満たす良好な鮮鋭度を有する画像を記録し得る画像記録装置を実現できる。さらに、鮮鋭度測定用チャートを用いて鮮鋭度を測定する際において、低空間周波数域ノイズによる測定誤差を低減し得る鮮鋭度測定プログラムを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例の装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態例の動作状態を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態例の動作状態を示す説明図である。
【図４】本発明の実施の形態例の動作状態を示す説明図である。
【図５】本発明の実施の形態例の動作状態を示す説明図である。
【図６】本発明の実施の形態例における鮮鋭度測定装置の構成例を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施の形態例における鮮鋭度測定装置を内蔵した画像記録装置の構成例を示すブロック図である。
【図８】本発明の実施の形態例による鮮鋭度評価結果を示す説明図である。
【図９】本発明の実施の形態の一例の装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の実施の形態例による鮮鋭度評価用のテストパターン（矩形チャート）による評価方法の説明図である。
【図１１】本発明の実施の形態例におけるフーリエ変換の説明図である。
【符号の説明】
１０ 画像記録装置
２０ 濃度計（マイクロデンシトメータ）
３０ データ取得用計算機
１００ テストパターン
２００ 鮮鋭度測定装置
３００ 画像記録装置

Claims (9)

1. 鮮鋭度測定用チャート像を表す原チャート像プロファイルに基づいて鮮鋭度を算出する鮮鋭度測定方法であって、
   前記原チャート像プロファイルに基づいて鮮鋭度を算出する第１演算処理と、前記鮮鋭度に基づいて前記原チャート像プロファイルに含まれるトレンドノイズについてのトレンドプロファイルを算出する第２演算処理と、
   前記原チャート像プロファイルから前記トレンドプロファイルを除去する第３演算処理と、
   を有し、前記第１演算処理および前記第２演算処理並びに前記第３演算処理を所定の終了条件を満たすまで繰り返すことにより、前記原チャート像プロファイルに基づいて鮮鋭度を算出する、
   ことを特徴とする鮮鋭度測定方法。
2. 前記第２演算処理では、前記鮮鋭度に基づいてチャート像に係る仮想プロファイルを算出し、
   前記原チャート像プロファイルと前記仮想プロファイルとの差分プロファイルに基づいて前記トレンドプロファイルを算出する、
   ことを特徴とする請求項１記載に鮮鋭度測定方法。
3. 前記鮮鋭度は、チャート法に基づいて算出されたＳＷＴＦ又はＭＴＦである、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の鮮鋭度測定方法。
4. 前記鮮鋭度は、フーリエ法に基づいて算出されたＭＴＦである、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の鮮鋭度測定方法。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の鮮鋭度測定方法を用いて鮮鋭度を測定する鮮鋭度測定手段を有する、
   ことを特徴とする鮮鋭度測定装置。
6. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の鮮鋭度測定方法を用いてＭＴＦを測定するとき、２．０ｃｙｃｌｅ／ｍｍでＭＴＦが０．９以上である画像を記録する画像記録手段を備えた、
   ことを特徴とする画像記録装置。
7. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の鮮鋭度測定方法を用いてＭＴＦを測定するとき、５．０ｃｙｃｌｅ／ｍｍでＭＴＦが０．６以上である画像を記録する画像記録手段を備えた、
   ことを特徴とする画像記録装置。
8. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の鮮鋭度測定方法で求めた鮮鋭度情報に基づいて画像記録する際の鮮鋭度低下分を補正する鮮鋭度補正手段を備える、
   ことを特徴とする画像記録装置。
9. 前記原チャート像プロファイルに基づいて鮮鋭度を算出する第１演算ルーチンと、
   前記鮮鋭度指標値に基づいて前記原チャート像プロファイルに含まれる
   トレンドノイズについてのトレンドプロファイルを算出する第２演算ルーチンと、
   前記原チャート像プロファイルから前記トレンドプロファイルを除去する第３演算ルーチンと、
   を有し、前記第１演算ルーチンおよび前記第２演算ルーチン並びに前記第３演算ルーチンを所定の終了条件を満たすまで繰り返すことにより、鮮鋭度測定用チャート像を表す原チャート像プロファイルに基づいて鮮鋭度を算出する、
   ことを特徴とする鮮鋭度測定プログラム。

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