JP2016057080A - Mtf measuring device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、撮像系の空間周波数特性を表すＭＴＦ（Modulation Transfer Function）を測定するＭＴＦ測定装置に関する。 The present invention relates to an MTF measuring apparatus that measures an MTF (Modulation Transfer Function) representing a spatial frequency characteristic of an imaging system.
従来、デジタルカメラ等の撮像系の品質評価を行うために、空間周波数特性を表すＭＴＦをその指標として用いる手法が知られている。ＭＴＦは、撮像対象である被写体の持つコントラストをどの程度忠実に再現できるかを空間周波数特性として表した数値である。 Conventionally, in order to evaluate the quality of an imaging system such as a digital camera, a method using an MTF representing a spatial frequency characteristic as an index is known. The MTF is a numerical value that expresses how faithfully the contrast of the subject to be imaged can be reproduced as a spatial frequency characteristic.
ＭＴＦの測定法としては、ＭＴＦ測定用のチャートに記載された傾きを有するエッジ画像を用いる方法（Slanted-edge法）、正弦波を円周状に配置したＭＴＦ測定用のチャート（Modulated Siemens Starチャート）を用いる方法（Modulated Siemens Star法）等が知られている。 As an MTF measurement method, a method using an edge image having an inclination described in a chart for MTF measurement (Slanted-edge method), a chart for MTF measurement in which sine waves are arranged circumferentially (Modulated Siemens Star chart) ) (Modulated Siemens Star method) and the like are known.
ＭＴＦ測定法として前者のSlanted-edge法を用いた場合には、斜め方向等の任意の方向のＭＴＦを測定することができないという課題がある。また、後者のModulated Siemens Star法を用いた場合には、水平方向及び垂直方向以外に斜め方向等の任意のＭＴＦを測定することができるが、複雑なチャートを利用するため、チャートの製作精度、チャートのサイズ及び照明の不均一性の影響を受けやすい等の課題がある。 When the former Slanted-edge method is used as the MTF measurement method, there is a problem that the MTF in an arbitrary direction such as an oblique direction cannot be measured. In addition, when using the latter Modulated Siemens Star method, it is possible to measure an arbitrary MTF in an oblique direction in addition to the horizontal direction and the vertical direction. However, since a complicated chart is used, There are problems such as being easily affected by the size of the chart and the unevenness of illumination.
これらの課題を解決するためＭＴＦ測定手法が知られている（例えば特許文献１を参照）。このＭＴＦ測定法は、ジーメンススターのような所定の中心位置から等分割角で放射状に放射したパターンであって、放射状に区分した放射領域毎にコントラストが異なる色のパターンを含むチャートを用いて、任意の方向のＭＴＦを測定するものである。具体的には、撮影したチャート画像に含まれるチャートの中心位置（中心座標）を基準として、方位を定めてから方位毎にＭＴＦを測定する。これにより、チャートによる制約をさほど受けることなく、チャート画像の等分割角に応じた方位のＭＴＦを測定することができる。 In order to solve these problems, an MTF measurement method is known (see, for example, Patent Document 1). This MTF measurement method is a pattern that radiates radially from a predetermined center position such as a Siemens star at an equal division angle, and uses a chart that includes a pattern of a color with a different contrast for each radially divided radiation region, It measures MTF in any direction. Specifically, the MTF is measured for each azimuth after the azimuth is determined with reference to the center position (center coordinate) of the chart included in the photographed chart image. Thereby, the MTF of the azimuth | direction according to the equally divided angle of a chart image can be measured, without receiving the restrictions by a chart so much.
前述の特許文献１によるＭＴＦ測定法では、ＭＴＦを測定する際に、チャート画像に含まれるチャートの中心位置を基準とする必要があり、ＭＴＦの測定を実施するオペレータの操作指示に従って、その基準となる中心位置を手動にて入力する。具体的には、オペレータは、撮影されたチャート画像の画面表示を見て、図形の対称性等を考慮して自らの感覚で、その基準となるチャートの中心位置を目視にて決定し、操作指示を行う。 In the MTF measurement method according to Patent Document 1 described above, when measuring the MTF, it is necessary to use the center position of the chart included in the chart image as a reference, and according to the operation instruction of the operator who performs the MTF measurement, Manually enter the center position. Specifically, the operator looks at the screen display of the captured chart image, visually determines the center position of the reference chart with his / her own sensation in consideration of the symmetry of the figure, etc. Give instructions.
しかしながら、オペレータによる操作指示では、実際の中心位置から外れて誤差が生じてしまうという問題があった。また、ＭＴＦを測定するためにはオペレータによる操作指示が必要になることから、手間がかかるという問題があった。 However, the operation instruction by the operator has a problem that an error occurs due to deviation from the actual center position. Further, since it is necessary to give an operation instruction by an operator to measure the MTF, there is a problem that it takes time.
このような問題を解決するために、ＭＴＦを測定する際に、基準となるチャートの中心位置の検出を自動化し、正確な中心位置情報を取得することが所望されていた。 In order to solve such a problem, when measuring the MTF, it has been desired to automate the detection of the center position of the reference chart and acquire accurate center position information.
そこで、本発明は前記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、チャート画像に含まれるチャートの中心位置を正確に検出し、かつオペレータによる操作指示の手間を省くことが可能なＭＴＦ測定装置を提供することにある。 Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to accurately detect the center position of the chart included in the chart image and to save the operator's trouble of operating instructions. The object is to provide an MTF measuring apparatus.
前記目的を達成するために、本発明によるＭＴＦ測定装置は、所定の中心位置から等分割角で放射状に放射したパターンであって、前記放射状に区分した放射領域毎にコントラストが異なる色のパターンを含むチャートが撮影されたチャート画像を用いて、撮像系の空間周波数特性を表すＭＴＦ（Modulation Transfer Function）を測定するＭＴＦ測定装置において、前記チャート画像に基づいて、前記チャートの中心位置を検出する中心位置検出部と、前記中心位置検出部により検出された前記チャートの中心位置を基準として、前記チャート画像の等分割角に応じた方位のＭＴＦを測定するＭＴＦ測定部と、を備え、前記中心位置検出部が、前記チャート画像から、前記チャートの中心位置を含む所定範囲の画像を切り出し、切り出し画像を生成する切り出し画像生成部と、前記切り出し画像生成部により生成された切り出し画像を構成する各画素を、前記切り出し画像の中央を基準に回転させ、回転画像を生成する回転画像生成部と、前記切り出し画像生成部により生成された切り出し画像及び前記回転画像生成部により生成された回転画像のうちの一方の画像を基準とし、他方の画像を画素毎に移動させた際の前記一方の画像と前記他方の画像との間の類似度合いを求め、前記類似度合いが最も高くなる前記他方の画像の移動位置に基づいて、前記チャートの中心位置を検出する相関計算・中心位置検出部と、を備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, an MTF measuring apparatus according to the present invention is a pattern that radiates radially from a predetermined center position at an equal division angle, and a pattern with a color having a different contrast for each of the radially divided radiation regions. In an MTF measuring apparatus that measures an MTF (Modulation Transfer Function) representing a spatial frequency characteristic of an imaging system using a chart image in which a chart including a chart is captured, a center for detecting the center position of the chart based on the chart image A position detection unit; and an MTF measurement unit that measures an MTF having an azimuth according to an equal division angle of the chart image with reference to the center position of the chart detected by the center position detection unit, the center position A detection unit cuts out an image of a predetermined range including the center position of the chart from the chart image, and generates a cut-out image A cut-out image generation unit, a rotation image generation unit that rotates each pixel constituting the cut-out image generated by the cut-out image generation unit with reference to the center of the cut-out image, and generates a rotated image, and the cut-out image One of the cut-out image generated by the generation unit and the rotation image generated by the rotation image generation unit is used as a reference, and the one image and the other image when the other image is moved for each pixel. A correlation calculation / center position detection unit for obtaining a degree of similarity between the images and detecting a center position of the chart based on a moving position of the other image having the highest degree of similarity. Features.
また、本発明によるＭＴＦ測定装置は、前記相関計算・中心位置検出部が、前記切り出し画像生成部により生成された切り出し画像に所定の窓関数を乗算して切り出し窓画像を生成すると共に、前記回転画像生成部により生成された回転画像に前記所定の窓関数を乗算して回転窓画像を生成し、前記切り出し窓画像及び前記回転窓画像を離散フーリエ変換し、前記切り出し窓画像及び前記回転窓画像の振幅成分が除かれ位相成分で表された行列を逆離散フーリエ変換して相関行列を計算し、前記相関行列の要素の値が最も大きい座標点を検索して方向ベクトルを求め、前記方向ベクトルに基づいて、前記チャートの中心位置を検出する、ことを特徴とする。 In the MTF measurement apparatus according to the present invention, the correlation calculation / center position detection unit generates a cutout window image by multiplying the cutout image generated by the cutout image generation unit by a predetermined window function, and the rotation The rotation image generated by the image generation unit is multiplied by the predetermined window function to generate a rotation window image, the cutout window image and the rotation window image are subjected to discrete Fourier transform, and the cutout window image and the rotation window image The matrix represented by the phase component with the amplitude component removed is subjected to inverse discrete Fourier transform to calculate a correlation matrix, a coordinate point having the largest element value of the correlation matrix is searched to obtain a direction vector, and the direction vector is obtained. The center position of the chart is detected based on the above.
以上のように、本発明によれば、ＭＴＦを測定する際に、基準となるチャートの中心位置の検出を自動化するようにしたから、チャートの中心位置を正確に検出することができ、かつオペレータによる操作指示の手間を省くことができる。 As described above, according to the present invention, when the MTF is measured, the detection of the center position of the reference chart is automated, so that the center position of the chart can be accurately detected and the operator It is possible to save the trouble of operating instructions.
以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて詳細に説明する。本発明は、撮影されたチャート画像に含まれるチャートの対称性に着目したものであり、チャート画像から切り出した切り出し画像と、切り出し画像を回転させた回転画像との間の相関解析により、チャート画像に含まれるチャートの中心位置を自動的に検出することを特徴とする。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention focuses on the symmetry of a chart included in a photographed chart image. By analyzing the correlation between a cut-out image cut out from the chart image and a rotated image obtained by rotating the cut-out image, the chart image is obtained. The center position of the chart included in is automatically detected.
〔ＭＴＦ測定装置〕
まず、本発明の実施形態によるＭＴＦ測定装置について説明する。図１は、本発明の実施形態によるＭＴＦ測定装置の構成を示すブロック図である。このＭＴＦ測定装置１は、入力補助部（中心位置検出部）２及び多方向ＭＴＦ測定部３を備えている。ＭＴＦ測定装置１は、撮影対象のチャートを撮影するカメラ４からチャート画像を入力し、チャート画像に含まれるチャートの中心位置を検出し、検出した中心位置を基準として、チャート画像に基づいて多方向のＭＴＦを測定し、測定したＭＴＦを出力する。
[MTF measuring device]
First, an MTF measuring apparatus according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an MTF measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. The MTF measuring apparatus 1 includes an input auxiliary unit (center position detecting unit) 2 and a multidirectional MTF measuring unit 3. The MTF measuring apparatus 1 inputs a chart image from a camera 4 that captures a chart to be imaged, detects the center position of the chart included in the chart image, and uses the detected center position as a reference and multi-directions based on the chart image MTF is measured and the measured MTF is output.
カメラ４により撮影される撮影対象のチャートは、図１の左側に示すように、ジーメンススターのような所定の中心位置から等分割角で放射状に放射したパターンであって、放射状に区分した放射領域毎にコントラストが異なる色のパターンを含むチャートである。 As shown on the left side of FIG. 1, the chart of the object to be photographed by the camera 4 is a pattern radiating radially from a predetermined center position such as a Siemens star at an equally divided angle, and is a radially divided radiation region. It is a chart containing the pattern of the color from which contrast differs for every.
入力補助部２は、カメラ４からチャート画像を入力し、チャート画像から切り出した切り出し画像と、切り出し画像を回転させた回転画像との間で相関解析を行い、チャート画像に含まれるチャートの中心位置を検出する。そして、入力補助部２は、検出した中心位置の情報を中心位置情報として多方向ＭＴＦ測定部３に出力する。入力補助部２の詳細については後述する。 The input auxiliary unit 2 inputs a chart image from the camera 4, performs correlation analysis between the cut-out image cut out from the chart image and the rotated image obtained by rotating the cut-out image, and the center position of the chart included in the chart image Is detected. Then, the input auxiliary unit 2 outputs the detected center position information to the multidirectional MTF measurement unit 3 as the center position information. Details of the input auxiliary unit 2 will be described later.
多方向ＭＴＦ測定部３は、カメラ４からチャート画像を入力すると共に、入力補助部２から中心位置情報を入力し、中心位置情報が示すチャートの中心位置を基準として、チャート画像に含まれるチャートの等分割角に応じた方位のＭＴＦを測定し、測定したＭＴＦを出力する。多方向ＭＴＦ測定部３の処理は既知であり、その詳細については、例えば前述の特許文献１を参照されたい。 The multi-directional MTF measurement unit 3 inputs a chart image from the camera 4 and also receives center position information from the input auxiliary unit 2, and uses the center position of the chart indicated by the center position information as a reference for the chart included in the chart image. The MTF in the direction corresponding to the equally divided angle is measured, and the measured MTF is output. The processing of the multidirectional MTF measurement unit 3 is known, and for details, see, for example, Patent Document 1 described above.
これにより、入力補助部２において、チャート画像に含まれるチャートの中心位置が相関解析により自動的に検出されるから、オペレータの操作指示によりチャートの中心位置が手動で入力される場合に比べ、正確な中心位置を検出することができる。したがって、オペレータの操作指示が不要となるから、その手間を省くことができる。 As a result, since the center position of the chart included in the chart image is automatically detected by the correlation analysis in the input auxiliary unit 2, it is more accurate than when the center position of the chart is manually input by the operator's operation instruction. The center position can be detected. Therefore, the operator's operation instruction is not necessary, and the labor can be saved.
〔入力補助部２〕
次に、図１に示した入力補助部２について詳細に説明する。図２は、入力補助部２の構成を示すブロック図であり、図３は、入力補助部２の処理を示すフローチャートである。この入力補助部２は、切り出し画像生成部２１、回転画像生成部２２及び相関計算・中心位置検出部２３を備えている。以下、図２及び図３を参照して、入力補助部２に備えた各構成部の処理について説明する。
[Input assistant 2]
Next, the input auxiliary unit 2 shown in FIG. 1 will be described in detail. FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the input auxiliary unit 2, and FIG. 3 is a flowchart illustrating processing of the input auxiliary unit 2. The input auxiliary unit 2 includes a cut-out image generation unit 21, a rotation image generation unit 22, and a correlation calculation / center position detection unit 23. Hereinafter, with reference to FIG.2 and FIG.3, the process of each structure part with which the input auxiliary part 2 was provided is demonstrated.
（切り出し画像生成部２１）
まず、入力補助部２の切り出し画像生成部２１は、カメラ４からチャート画像を入力し（ステップＳ３０１）、チャート画像から所定範囲の画像を切り出し、切り出し画像Ｐを生成する（ステップＳ３０２）。そして、切り出し画像生成部２１は、切り出し画像Ｐを回転画像生成部２２及び相関計算・中心位置検出部２３に出力する。
(Cut image generation unit 21)
First, the cutout image generation unit 21 of the input auxiliary unit 2 inputs a chart image from the camera 4 (step S301), cuts out an image of a predetermined range from the chart image, and generates a cutout image P (step S302). Then, the cutout image generation unit 21 outputs the cutout image P to the rotated image generation unit 22 and the correlation calculation / center position detection unit 23.
図４は、チャート画像及び切り出し画像Ｐを説明する図である。図４の左側に示すチャート画像は、切り出し画像生成部２１により入力された画像である。切り出し画像生成部２１は、チャート画像のうち、チャートの中心位置βを含む予め設定された範囲の画像（図４のチャート画像において、枠で囲んだ範囲の画像）を切り出す。図４の右側に示す切り出し画像Ｐは、切り出し画像生成部２１により切り出された画像である。 FIG. 4 is a diagram illustrating the chart image and the cutout image P. The chart image shown on the left side of FIG. 4 is an image input by the cut-out image generation unit 21. The cut-out image generation unit 21 cuts out an image in a preset range including the center position β of the chart (an image in a range surrounded by a frame in the chart image in FIG. 4) from the chart image. A cutout image P shown on the right side of FIG. 4 is an image cut out by the cutout image generation unit 21.
ここで、チャート画像の中央αは、チャート画像の中央位置の座標を示し、チャートの中心位置βは、チャート画像に含まれるチャートにおいて、等分割角で放射状に放射したパターンの中心位置の座標を示す。したがって、図４に示すように、チャート画像の２次元の座標系において、チャート画像の中央αの座標位置とチャートの中心位置βの座標位置とは異なる。このチャートの中心位置βが、後述する相関計算・中心位置検出部２３により検出される座標位置である。 Here, the center α of the chart image indicates the coordinates of the center position of the chart image, and the center position β of the chart indicates the coordinates of the center position of the pattern radiated radially at equal division angles in the chart included in the chart image. Show. Therefore, as shown in FIG. 4, in the two-dimensional coordinate system of the chart image, the coordinate position of the center α of the chart image is different from the coordinate position of the center position β of the chart. The center position β of this chart is a coordinate position detected by a correlation calculation / center position detection unit 23 described later.
また、画像の切り出し対象である予め設定された範囲は、前述のとおり、チャートの中心位置βを含む範囲である。しかし、ＭＴＦは、カメラ４等の撮像系におけるレンズの中心部分について測定されることが多いことから、チャート画像は、チャートの中心位置βが当該チャート画像の中央α付近に存在するように、カメラ４により撮影されるのが一般的である。 In addition, as described above, the preset range that is the target of image clipping is a range that includes the center position β of the chart. However, since the MTF is often measured for the central portion of the lens in the imaging system such as the camera 4, the chart image is displayed so that the center position β of the chart exists near the center α of the chart image. 4 is generally taken.
そこで、予め設定された範囲は、チャート画像の中央αを含む大まかな任意の範囲とすることができる。例えば、チャート画像の中央αを含む予め設定された範囲として、２５６×２５６画素または５１２×５１２画素の範囲が用いられる。このような範囲を用いることにより、当該範囲にチャートの中心位置βを含めることができる。 Therefore, the preset range can be a rough arbitrary range including the center α of the chart image. For example, a range of 256 × 256 pixels or 512 × 512 pixels is used as a preset range including the center α of the chart image. By using such a range, the center position β of the chart can be included in the range.
これにより、切り出し画像生成部２１において、チャートの中心位置βを含む所定範囲の画像が切り出され、切り出し画像Ｐが生成される。 As a result, the cutout image generation unit 21 cuts out a predetermined range of images including the center position β of the chart, and generates a cutout image P.
尚、切り出し画像Ｐを切り出すための予め設定された範囲は、チャート画像の中央αを含む範囲とすることができるが、ＭＴＦを測定する用途によっては、チャートの中心位置βがチャート画像の中央α付近に存在しない場合もあり得る。この場合、切り出し画像生成部２１は、オペレータの指示操作により、オペレータが認識したチャートの中心位置βを基準とした範囲を、予め設定された範囲として用いる。以下、切り出し画像生成部２１は、切り出し画像Ｐの中心がチャート画像の中央αと一致するように、チャート画像から切り出し画像Ｐを切り出したものとして説明する。 The preset range for cutting out the cutout image P can be a range including the center α of the chart image. However, depending on the application for measuring the MTF, the center position β of the chart may be the center α of the chart image. It may not exist in the vicinity. In this case, the cut-out image generation unit 21 uses a range based on the center position β of the chart recognized by the operator as a reference set by the operator's instruction operation. Hereinafter, the cut-out image generation unit 21 will be described assuming that the cut-out image P is cut out from the chart image so that the center of the cut-out image P coincides with the center α of the chart image.
また、カメラ４により撮影されたチャート画像がグレイスケール画像の場合、切り出し画像Ｐは、各画素の輝度値により構成される。一方、チャート画像がカラー画像の場合、切り出し画像生成部２１は、入力したカラーのチャート画像の信号を輝度信号に変換した後、切り出し画像Ｐを生成する。これにより、切り出し画像Ｐは、各画素の輝度値により構成される。 When the chart image photographed by the camera 4 is a gray scale image, the cut-out image P is composed of the luminance value of each pixel. On the other hand, when the chart image is a color image, the cut-out image generation unit 21 generates a cut-out image P after converting the input color chart image signal into a luminance signal. Thereby, the cut-out image P is configured by the luminance value of each pixel.
（回転画像生成部２２）
図２及び図３に戻って、回転画像生成部２２は、切り出し画像生成部２１から切り出し画像Ｐを入力し、切り出し画像Ｐを構成する各画素を、切り出し画像Ｐの中央αを基準に１８０°回転させ、回転画像ＰＲを生成する（ステップＳ３０３）。そして、回転画像生成部２２は、回転画像ＰＲを相関計算・中心位置検出部２３に出力する。
(Rotated image generator 22)
2 and 3, the rotated image generation unit 22 inputs the cutout image P from the cutout image generation unit 21, and each pixel constituting the cutout image P is 180 ° with respect to the center α of the cutout image P. rotate to generate a rotated image P R (step S303). The rotated image generation unit 22 outputs the rotated image P R in the correlation calculation and center position detection unit 23.
例えば、切り出し画像Ｐのサイズを２５６×２５６画素とした場合、回転画像生成部２２は、切り出し画像Ｐを構成する各画素の座標（ｘ，ｙ）における輝度値Ｐ（ｘ，ｙ）を、以下の式により、座標（２５６−ｘ＋１，２５６−ｙ＋１）における輝度値ＰＲ（２５６−ｘ＋１，２５６−ｙ＋１）に座標変換し、回転画像ＰＲを生成する。すなわち、切り出し画像Ｐにおける座標（ｘ，ｙ）の画素は、回転画像ＰＲにおける座標（２５６−ｘ＋１，２５６−ｙ＋１）の画素位置へ投影される。
図５は、切り出し画像Ｐ及び回転画像ＰＲを説明する図である。図５の左側に示す切り出し画像Ｐは、回転画像生成部２２により入力された画像である。回転画像生成部２２は、切り出し画像Ｐを構成する各画素を、切り出し画像Ｐの中央αを基準に１８０°回転させ、回転画像ＰＲを生成する。図５の右側に示す回転画像ＰＲは、回転画像生成部２２により生成された画像である。切り出し画像Ｐの中央α及び回転画像ＰＲの中央αは、対応した同じ位置を示し、図４に示したチャート画像の中央αも、対応した同じ位置を示す。 Figure 5 is a diagram illustrating a clipped image P and the rotated image P R. A cutout image P shown on the left side of FIG. 5 is an image input by the rotated image generation unit 22. Rotated image generation unit 22, the pixels constituting the clipped image P, rotated by 180 ° relative to the center α of the clipped image P, and generates a rotated image P R. Rotated image P R shown on the right side in FIG. 5 is an image generated by the rotated image generation unit 22. Central α central α and rotation images P R of the cutout image P, shows the same position corresponding, also the central α chart image shown in FIG. 4 shows the same position corresponding.
これにより、回転画像生成部２２において、切り出し画像Ｐの中央αを基準にして、１８０°回転させた回転画像ＰＲが生成される。切り出し画像Ｐの画素と回転画像ＰＲの画素とは、両画像の中央αの点に対して点対称の座標に配置される。 Thus, the rotated image generation unit 22, based on the center α of the clipped image P, the rotated image P R which is rotated 180 ° is produced. The pixels of the pixel and the rotated image P R of the clipped image P, is arranged in the coordinates of the point symmetry with respect to a central point α of both images.
（相関計算・中心位置検出部２３）
図２及び図３に戻って、相関計算・中心位置検出部２３は、切り出し画像生成部２１から切り出し画像Ｐを入力すると共に、回転画像生成部２２から回転画像ＰＲを入力する。そして、相関計算・中心位置検出部２３は、切り出し画像Ｐ及び回転画像ＰＲに所定の窓関数を乗算し、位相限定相関法により相関行列Ｚを計算し、相関行列Ｚに基づいてチャートの中心位置βを検出する（ステップＳ３０４）。そして、相関計算・中心位置検出部２３は、切り出し画像Ｐにおけるチャートの中心位置βの座標を、チャート画像の座標に変換し、中心位置情報として多方向ＭＴＦ測定部３に出力する（ステップＳ３０５）。
(Correlation calculation / center position detection unit 23)
Returning to FIG. 2 and FIG. 3, the correlation calculation and center position detection unit 23 inputs the image P cut from the cutout image generation unit 21, and inputs the rotated image P R from the rotated image generation unit 22. Then, correlation calculation-center position detection unit 23 multiplies a predetermined window function to the clipped image P and the rotated image P R, the correlation matrix Z calculated by the phase-only correlation method, the center of the chart based on the correlation matrix Z The position β is detected (step S304). Then, the correlation calculation / center position detection unit 23 converts the coordinates of the center position β of the chart in the cutout image P into the coordinates of the chart image, and outputs them to the multi-directional MTF measurement unit 3 as center position information (step S305). .
図６は、相関計算・中心位置検出部２３の処理を示すフローチャートであり、図７及び図８は、相関計算・中心位置検出部２３の処理を説明する図である。図６を参照して、まず、相関計算・中心位置検出部２３は、切り出し画像生成部２１から入力した切り出し画像Ｐに所定の窓関数を乗算し、切り出し窓画像Ｐ’を生成する（ステップＳ６０１）。そして、相関計算・中心位置検出部２３は、切り出し窓画像Ｐ’に離散フーリエ変換（ＤＦＴ：Discrete Fourier Transform）を施し、離散フーリエ切り出し窓行列Ｆを生成する（ステップＳ６０２）。 FIG. 6 is a flowchart showing processing of the correlation calculation / center position detection unit 23, and FIGS. 7 and 8 are diagrams illustrating processing of the correlation calculation / center position detection unit 23. Referring to FIG. 6, first, correlation calculation / center position detection unit 23 multiplies cutout image P input from cutout image generation unit 21 by a predetermined window function to generate cutout window image P ′ (step S601). ). Then, the correlation calculation / center position detection unit 23 performs Discrete Fourier Transform (DFT) on the cutout window image P ′ to generate a discrete Fourier cutout window matrix F (step S602).
また、相関計算・中心位置検出部２３は、回転画像生成部２２から入力した回転画像ＰＲに、ステップＳ６０１と同じ所定の窓関数を乗算し、回転窓画像Ｐ’Ｒを生成する（ステップＳ６０３）。そして、相関計算・中心位置検出部２３は、回転窓画像Ｐ’Ｒに離散フーリエ変換を施し、離散フーリエ回転窓行列ＦＲを生成する（ステップＳ６０４）。 Furthermore, the correlation calculation and center position detection unit 23, the rotated image P R input from the rotated image generation unit 22 multiplies the same predetermined window function and step S601, generates a rotating window image P 'R (step S603 ). Then, correlation calculation-center position detection unit 23 performs a discrete Fourier transform to the rotating window image P 'R, generates a discrete Fourier rotating window matrix F R (step S604).
ここで、ステップＳ６０１及びステップＳ６０３において、窓関数として例えばハニング窓が用いられる。図７を参照して、具体的には、相関計算・中心位置検出部２３は、切り出し画像Ｐ及び回転画像ＰＲに対し、当該切り出し画像Ｐ及び回転画像ＰＲの全範囲を有限区間としたハニング窓の窓関数をそれぞれ乗算し、切り出し窓画像Ｐ’及び回転窓画像Ｐ’Ｒを生成する。 Here, in step S601 and step S603, for example, a Hanning window is used as the window function. Referring to FIG. 7, specifically, the correlation calculation and center position detection unit 23, to cut out the image P and the rotated image P R, and the entire range of the cut-out image P and rotated image P R a finite interval A window function P ′ and a rotation window image P ′ R are generated by multiplying the Hanning window window functions, respectively.
ハニング窓の窓関数は、有限区間において、切り出し画像Ｐ及び回転画像ＰＲの中央αの値が１であり、切り出し画像Ｐ及び回転画像ＰＲの中央αから外枠へ向けたサイドローブの値が比較的小さく変化する。また、有限区間以外（切り出し画像Ｐ及び回転画像ＰＲの範囲外）の値は０である。尚、本発明は、窓関数をハニング窓に限定するものではなく、他の関数を用いるようにしてもよい。 Window function Hanning window, in a finite interval, the value of the center α of the clipped image P and the rotated image P R is 1, side lobe value towards the center α of the clipped image P and the rotated image P R to the outer frame Changes relatively small. Further, values other than finite interval (outside the scope of the clipped image P and the rotated image P R) is 0. In the present invention, the window function is not limited to the Hanning window, and other functions may be used.
図６に戻って、相関計算・中心位置検出部２３は、ステップＳ６０２及びステップＳ６０４から移行して、離散フーリエ回転窓行列ＦＲの共役行列ＦＲ ＊を計算し、離散フーリエ切り出し窓行列Ｆ、離散フーリエ回転窓行列ＦＲ及びその共役行列ＦＲ ＊に基づいて、位相限定相関法により相関行列Ｚを計算する（ステップＳ６０５）。 Returning to FIG. 6, the correlation calculation and center position detection unit 23 shifts from step S602 and step S604, the conjugate matrix of the discrete Fourier rotating window matrix F R F R * was calculated, the discrete Fourier square frame matrix F, discrete Fourier rotating window matrix F R and on the basis of its conjugate matrix F R *, calculates the correlation matrix Z by the phase-only correlation method (step S605).
ステップＳ６０２、ステップＳ６０４及びステップＳ６０５の処理を数式で表すと、以下のとおりとなる。相関計算・中心位置検出部２３は、ステップＳ６０２、ステップＳ６０４及びステップＳ６０５において、以下の演算を行う。
前記式（２）において、ＤＦＴは離散フーリエ変換の関数を示し、ＩＤＦＴ（Inverse Discrete Fourier Transform）は逆離散フーリエ変換の関数を示す。Ｐ’は切り出し画像Ｐに窓関数を乗算して得られた画像（切り出し窓画像）を示し、Ｐ’Ｒは回転画像ＰＲに窓関数を乗算して得られた画像（回転窓画像）を示す。また、Ｆは切り出し窓画像Ｐ’に離散フーリエ変換を施して得られた行列（離散フーリエ切り出し窓行列）を示し、ＦＲは回転窓画像Ｐ’Ｒに離散フーリエ変換を施して得られた行列（離散フーリエ回転窓行列）を示す。また、ＦＲ ＊は離散フーリエ回転窓行列ＦＲの共役行列を示す。 In the formula (2), DFT represents a function of discrete Fourier transform, and IDFT (Inverse Discrete Fourier Transform) represents a function of inverse discrete Fourier transform. P 'represents an image obtained by multiplying the window function clipped image P (square frame image), P' R is obtained by multiplying the window function to rotate the image P R image (rotation window image) Show. Further, F is 'indicates matrix obtained by performing discrete Fourier transform on the (discrete Fourier square frame matrix), F R is rotated window image P' square frame image P obtained by performing discrete Fourier transform on the R matrix (Discrete Fourier rotation window matrix) is shown. Further, F R * denotes the conjugate matrix of the discrete Fourier rotating window matrix F R.
相関行列Ｚは、離散フーリエ切り出し窓行列Ｆに離散フーリエ回転窓行列ＦＲの共役行列ＦＲ ＊を乗算し、離散フーリエ切り出し窓行列Ｆの絶対値に離散フーリエ回転窓行列ＦＲの共役行列ＦＲ ＊の絶対値を乗算し、前者の乗算結果を後者の乗算結果で除算し、除算結果の行列を逆フーリエ変換することにより得られる（位相限定相関法）。つまり、相関行列Ｚの要素の値は、切り出し窓画像Ｐ’及び回転窓画像Ｐ’Ｒの振幅成分が取り除かれ、位相成分のみで計算した相関値となる。 Correlation matrix Z is a discrete Fourier square frame matrix F to multiply the conjugate matrix F R * Discrete Fourier rotating window matrix F R, the absolute values to the discrete Fourier rotating window matrix F conjugate matrix of R F of the discrete Fourier cutout window matrix F The absolute value of R * is multiplied, the former multiplication result is divided by the latter multiplication result, and the matrix of the division result is obtained by inverse Fourier transform (phase-only correlation method). That is, the value of the elements of the correlation matrix Z, the amplitude component of the square frame images P 'and rotating the window image P' R is removed, a correlation value calculated only the phase component.
相関行列Ｚの座標（ｚｘ，ｚｙ）における要素の値は、切り出し窓画像Ｐ’を基準とし、回転窓画像Ｐ’Ｒを、ｘ軸方向にｚｘだけ移動させると共にｙ軸方向にｚｙだけ移動させた場合の、切り出し窓画像Ｐ’と移動後の回転窓画像Ｐ’Ｒとの間の相関値を示す。尚、相関行列Ｚは、回転窓画像Ｐ’Ｒを基準とし、切り出し窓画像Ｐ’を、ｘ軸方向にｚｘだけ移動させると共にｙ軸方向にｚｙだけ移動させた場合の、回転窓画像Ｐ’Ｒと移動後の切り出し窓画像Ｐ’との間の相関行列としてもよい。ただし、後述する方向ベクトルＭＶについては、大きさは同じであるが、向きが逆になる。 The values of the elements in the coordinates (z x , z y ) of the correlation matrix Z are based on the cutout window image P ′, move the rotation window image P ′ R by z x in the x-axis direction, and z in the y-axis direction. when moved by y, showing the correlation between the R 'rotating window image P after the movement and' square frame images P. The correlation matrix Z is based on the rotation window image P ′ R , and the rotation window image when the cut window image P ′ is moved by z x in the x axis direction and by z y in the y axis direction. or as a correlation matrix between the P 'square frame image P after the movement and R'. However, the direction vector MV, which will be described later, has the same magnitude, but the direction is reversed.
尚、位相限定相関の計算手法は既知であり、詳細については以下の文献を参照されたい。
小林他、「位相限定相関法の原理とその応用」、テレビジョン学会技術報告、Vol.20、No.41、PP.1-6、1996-07-16
Note that the calculation method of the phase-only correlation is already known. For details, refer to the following documents.
Kobayashi et al., “Principle of Phase-Only Correlation and its Applications”, Television Society Technical Report, Vol.20, No.41, PP.1-6, 1996-07-16
相関計算・中心位置検出部２３は、ステップＳ６０５にて計算した相関行列Ｚにおいて、その相関行列Ｚの中で値が最大となる要素の座標点（相関行列Ｚを構成する要素の座標（ｚｘ，ｚｙ）のうち、要素の値（相関値）が最も大きい座標点）を検索し、方向ベクトルＭＶを求める（ステップＳ６０６）。 In the correlation matrix Z calculated in step S605, the correlation calculation / center position detection unit 23 sets the coordinate point of the element having the maximum value in the correlation matrix Z (the coordinates of the elements constituting the correlation matrix Z (z x , Z y ), the coordinate point having the largest element value (correlation value) is retrieved to obtain the direction vector MV (step S606).
図７を参照して、相関計算・中心位置検出部２３は、相関行列Ｚの中で値が最大となる要素の座標点γを検索する。座標点γは、切り出し窓画像Ｐ’を基準とし、回転窓画像Ｐ’Ｒをｘｙ軸方向にそれぞれ移動させた場合に、切り出し窓画像Ｐ’と移動後の回転窓画像Ｐ’Ｒとの間の相関値が最大となる座標点である。尚、図７において、相関行列Ｚは、便宜上ｚｘ＝０，ｚｙ＝０の点を中心位置に移動して表してある。 With reference to FIG. 7, the correlation calculation / center position detection unit 23 searches the coordinate point γ of the element having the maximum value in the correlation matrix Z. The coordinate point gamma, 'as a reference, rotation window image P' square frame image P when moving each R in the xy direction, between the R 'rotating window image P after the movement and' square frame image P Is the coordinate point at which the correlation value becomes the maximum. In FIG. 7, the correlation matrix Z is represented by moving a point of z x = 0 and z y = 0 to the center position for convenience.
相関計算・中心位置検出部２３は、座標点γにおける回転窓画像Ｐ’Ｒの移動方向及び移動量を示す方向ベクトルＭＶ＝（Ｃｘ，Ｃｙ）を求める。方向ベクトルＭＶ＝（Ｃｘ，Ｃｙ）は、回転窓画像Ｐ’Ｒを、ｘ軸方向にＣｘだけ移動させると共にｙ軸方向にＣｙだけ移動させたときに、相関値が最大となる座標点γに対応するベクトルを示す。つまり、方向ベクトルＭＶ＝（Ｃｘ，Ｃｙ）は、回転窓画像Ｐ’Ｒにおけるチャートの中心位置β’を始点とし、移動後の回転窓画像Ｐ’Ｒにおけるチャートの中心位置（切り出し窓画像Ｐ’におけるチャートの中心位置β）を終点としたベクトルを示し、その中点は、画像の対称性から中央αの座標点となる。 The correlation calculation / center position detection unit 23 obtains a direction vector MV = (Cx, Cy) indicating the moving direction and moving amount of the rotating window image P ′ R at the coordinate point γ. The direction vector MV = (Cx, Cy) is a coordinate point γ that maximizes the correlation value when the rotating window image P ′ R is moved by Cx in the x-axis direction and by Cy in the y-axis direction. The corresponding vector is shown. In other words, the direction vector MV = (Cx, Cy) is a 'central position β of the chart in the R' rotating window image P as a start point, rotating the window image P after the movement 'center position of the chart in R (square frame image P' The vector with the center position β) of the chart at the end point is shown, and its midpoint is the coordinate point of the center α due to the symmetry of the image.
図６に戻って、相関計算・中心位置検出部２３は、ステップＳ６０６から移行して、切り出し窓画像Ｐ’の中央αから方向ベクトルＭＶ／２＝（Ｃｘ／２，Ｃｙ／２）の位置の座標点を、切り出し窓画像Ｐ’におけるチャートの中心位置β、すなわち切り出し画像Ｐにおけるチャートの中心位置βとして検出する（ステップＳ６０７）。 Returning to FIG. 6, the correlation calculation / center position detection unit 23 proceeds from step S <b> 606 to the position of the direction vector MV / 2 = (Cx / 2, Cy / 2) from the center α of the cutout window image P ′. The coordinate point is detected as the center position β of the chart in the cutout window image P ′, that is, the center position β of the chart in the cutout image P (step S607).
図８を参照して、切り出し窓画像Ｐ’（切り出し画像Ｐ）の座標軸において、切り出し窓画像Ｐ’の中央αの座標点を（αx，αy）とすると、切り出し窓画像Ｐ’におけるチャートの中心位置βの座標点は、（Ｃｘ／２＋αx，Ｃｙ／２＋αy）となる。これは、切り出し窓画像Ｐ’におけるチャートの中心位置βと回転窓画像Ｐ’Ｒにおけるチャートの中心位置β’が、切り出し窓画像Ｐ’の中央αにおいて点対称となり、切り出し窓画像Ｐ’の中央αからベクトルＭＶ／２の位置がチャートの中心位置βとなるからである。 Referring to FIG. 8, assuming that the coordinate point of the center α of the cutout window image P ′ on the coordinate axis of the cutout window image P ′ (cutout image P) is (α x , α y ), the chart in the cutout window image P ′. The coordinate point of the center position β is (Cx / 2 + α x , Cy / 2 + α y ). This center of the center position of the chart in 'the center position beta of the chart in the rotating window image P' square frame image P R beta 'is cut out window images P' becomes point symmetry at the center α of the square frame image P ' This is because the position of the vector MV / 2 from α becomes the center position β of the chart.
図６に戻って、相関計算・中心位置検出部２３は、ステップＳ６０７から移行して、切り出し画像Ｐの座標系をチャート画像の座標系に変換し、チャートの中心位置βの中心位置情報を生成する（ステップＳ６０８）。 Returning to FIG. 6, the correlation calculation / center position detection unit 23 proceeds from step S <b> 607 to convert the coordinate system of the cutout image P into the coordinate system of the chart image, and generates center position information of the center position β of the chart. (Step S608).
図８を参照して、切り出し画像Ｐのｘｙ軸におけるチャートの中心位置βの座標点（Ｃｘ／２＋αx，Ｃｙ／２＋αy）は、チャート画像のＸＹ軸におけるチャートの中心位置βの座標点に変換され、チャート画像のＸＹ軸におけるチャートの中心位置βの座標点の情報を含む中心位置情報が生成される。 Referring to FIG. 8, the coordinate point (Cx / 2 + α x , Cy / 2 + α y ) of the chart center position β on the xy axis of the cutout image P is the coordinate point of the chart center position β on the XY axis of the chart image. The center position information including the information of the coordinate point of the center position β of the chart on the XY axes of the chart image is generated by conversion.
これにより、相関計算・中心位置検出部２３において、チャート画像におけるチャートの中心位置βの座標点の情報を含む中心位置情報が生成され、多方向ＭＴＦ測定部３へ出力される。そして、多方向ＭＴＦ測定部３により、中心位置情報が示すチャート画像におけるチャートの中心位置βを基準として、チャート画像の等分割角に応じた方位のＭＴＦが測定される。 As a result, the correlation calculation / center position detection unit 23 generates center position information including information on the coordinate point of the center position β of the chart in the chart image and outputs it to the multidirectional MTF measurement unit 3. Then, the multi-directional MTF measurement unit 3 measures the MTF in the direction corresponding to the equally divided angle of the chart image with reference to the center position β of the chart in the chart image indicated by the center position information.
以上のように、本発明の実施形態によるＭＴＦ測定装置１によれば、入力補助部２の切り出し画像生成部２１は、チャート画像からチャートの中心位置βを含む所定範囲の画像を切り出し、切り出し画像Ｐを生成し、回転画像生成部２２は、切り出し画像Ｐを構成する各画素を、切り出し画像Ｐの中央αを基準に１８０°回転させ、回転画像ＰＲを生成するようにした。 As described above, according to the MTF measurement device 1 according to the embodiment of the present invention, the cutout image generation unit 21 of the input auxiliary unit 2 cuts out an image of a predetermined range including the center position β of the chart from the chart image, and cuts out the image. generates P, rotated image generation unit 22, the pixels constituting the cutout image P, on the basis of the center α of the cutout image P rotated 180 °, and so as to produce a rotated image P R.
そして、相関計算・中心位置検出部２３は、切り出し画像Ｐ及び回転画像ＰＲに所定の窓関数を乗算し、位相限定相関法により相関行列Ｚを計算し、相関行列Ｚの要素の値が最大となる座標点を検索し、方向ベクトルＭＶ＝（Ｃｘ，Ｃｙ）を求め、切り出し窓画像Ｐ’（切り出し画像Ｐ）の中央αから方向ベクトルＭＶ／２＝（Ｃｘ／２，Ｃｙ／２）の位置の座標点をチャートの中心位置βの座標点として検出する。また、相関計算・中心位置検出部２３は、切り出し窓画像Ｐ’（切り出し画像Ｐ）におけるチャートの中心位置βをチャート画像の座標に変換し、中心位置情報して多方向ＭＴＦ測定部３に出力するようにした。 Then, correlation calculation-center position detection unit 23 multiplies a predetermined window function to the clipped image P and the rotated image P R, the correlation matrix Z calculated by the phase-only correlation method, the values of the elements of the correlation matrix Z up And the direction vector MV = (Cx, Cy) is obtained, and the direction vector MV / 2 = (Cx / 2, Cy / 2) from the center α of the cutout window image P ′ (cutout image P). The coordinate point of the position is detected as the coordinate point of the center position β of the chart. Further, the correlation calculation / center position detection unit 23 converts the center position β of the chart in the cutout window image P ′ (cutout image P) into the coordinates of the chart image, and outputs the information to the multidirectional MTF measurement unit 3 as the center position information. I tried to do it.
これにより、多方向ＭＴＦ測定部３は、入力補助部２により検出されたチャートの中心位置βを基準として、チャート画像の等分割角に応じた方位のＭＴＦを測定することができる。したがって、ＭＴＦを測定する際に、基準となるチャートの中心位置βを、位相限定相関法を用いて自動的に検出するようにしたから、チャートの中心位置βを正確に検出することができる。また、オペレータによるチャートの中心位置βの操作指示が不要となるから、その手間を省くことができる。 Thereby, the multi-directional MTF measurement unit 3 can measure the MTF of the azimuth according to the equally divided angle of the chart image with the center position β of the chart detected by the input auxiliary unit 2 as a reference. Therefore, since the center position β of the reference chart is automatically detected using the phase-only correlation method when measuring the MTF, the center position β of the chart can be accurately detected. Further, since the operator does not need to give an instruction to operate the center position β of the chart, it is possible to save time and effort.
また、入力補助部２の相関計算・中心位置検出部２３は位相限定相関法を用いるようにしたから、他の相関法に比べ、簡易な処理にて方向ベクトルを求め、チャートの中心位置βを検出することができる。 Further, since the correlation calculation / center position detection unit 23 of the input auxiliary unit 2 uses the phase-only correlation method, the direction vector is obtained by a simple process compared to other correlation methods, and the center position β of the chart is obtained. Can be detected.
尚、本発明の実施形態によるＭＴＦ測定装置１のハードウェア構成としては、通常のコンピュータを使用することができる。ＭＴＦ測定装置１は、ＣＰＵ、ＲＡＭ等の揮発性の記憶媒体、ＲＯＭ等の不揮発性の記憶媒体、及びインターフェース等を備えたコンピュータによって構成される。ＭＴＦ測定装置１に備えた入力補助部２（切り出し画像生成部２１、回転画像生成部２２及び相関計算・中心位置検出部２３）及び多方向ＭＴＦ測定部３の各機能は、これらの機能を記述したプログラムをＣＰＵに実行させることによりそれぞれ実現される。これらのプログラムは、前記記憶媒体に格納されており、ＣＰＵに読み出されて実行される。また、これらのプログラムは、磁気ディスク（フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク等）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等）、半導体メモリ等の記憶媒体に格納して頒布することもでき、ネットワークを介して送受信することもできる。 Note that a normal computer can be used as the hardware configuration of the MTF measuring apparatus 1 according to the embodiment of the present invention. The MTF measurement apparatus 1 is configured by a computer including a volatile storage medium such as a CPU and a RAM, a non-volatile storage medium such as a ROM, an interface, and the like. The functions of the input auxiliary unit 2 (the cutout image generation unit 21, the rotation image generation unit 22, and the correlation calculation / center position detection unit 23) and the multidirectional MTF measurement unit 3 included in the MTF measurement apparatus 1 describe these functions. Each program is realized by causing the CPU to execute the program. These programs are stored in the storage medium and read out and executed by the CPU. These programs can also be stored and distributed in a storage medium such as a magnetic disk (floppy (registered trademark) disk, hard disk, etc.), optical disk (CD-ROM, DVD, etc.), semiconductor memory, etc. You can also send and receive.
以上、実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その技術思想を逸脱しない範囲で種々変形可能である。前記実施形態では、入力補助部２の相関計算・中心位置検出部２３は、切り出し画像Ｐ及び回転画像ＰＲに対し、位相限定相関法を用いてチャートの中心位置βを検出するようにしたが、他の相関法を用いるようにしてもよい。 The present invention has been described with reference to the embodiment. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the technical idea thereof. In the above embodiment, the correlation calculation and center position detection unit 23 of the input auxiliary section 2, with respect to the cutout image P and the rotated image P R, but to detect the center position β of the chart using the phase-only correlation method Other correlation methods may be used.
また、チャートの中心位置βを検出するための手法として、相関法の代わりにブロックマッチング法を用いるようにしてもよい。相関計算・中心位置検出部２３に代わるマッチング計算・中心位置検出部は、例えば、切り出し画像Ｐから所定範囲のブロック画像を抽出し、回転画像ＰＲにおける所定の探索範囲内で当該ブロック画像と同じサイズの画像を移動させながら、前記ブロック画像と前記所定の探索範囲内の画像とを比較し、両画像の二乗誤差が最小となる方向ベクトルＭＶを求める。すなわち、マッチング計算・中心位置検出部は、切り出し画像Ｐと回転画像ＰＲとの間でマッチングする位置を、切り出し画像Ｐを基準として回転画像ＰＲの移動方向及び移動量を示す方向ベクトルＭＶとして求める。そして、マッチング計算・中心位置検出部は、切り出し画像Ｐの中央αから方向ベクトルＭＶ／２の位置を、チャートの中心位置βとして検出する。 Further, as a method for detecting the center position β of the chart, a block matching method may be used instead of the correlation method. Matching calculation, the center position detecting unit in place of the correlation calculation and center position detection unit 23, for example, extracts a block image of a predetermined range from the cut-out image P, the same as the block image in a predetermined search range in the rotation image P R While moving the image of the size, the block image and the image within the predetermined search range are compared, and a direction vector MV that minimizes the square error of both images is obtained. That is, the matching calculation and center position detection unit, a position matching between the cut-out image P and the rotation image P R, as the direction vector MV indicating the moving direction and moving amount of the rotated image P R based on the clipped image P Ask. Then, the matching calculation / center position detection unit detects the position of the direction vector MV / 2 from the center α of the cut-out image P as the center position β of the chart.
本発明は、切り出し画像Ｐ及び回転画像ＰＲに基づいてチャートの中心位置βを検出する手法を、相関法またはブロックマッチング法に限定するものはない。要するに、本発明は、切り出し画像Ｐ及び回転画像ＰＲのいずれか一方の画像を基準とし、他方の画像を画素単位に移動させ、両画像の類似度合いの最も高い移動方向及び移動量を求め、これらの移動方向及び移動量に基づいてチャートの中心位置βを検出できればよい。 The present invention is a method for detecting the center position β of the chart based on the clipped image P and the rotated image P R, not limited to the correlation method or a block matching method. In summary, the present invention is, with respect to the one of the image of the clipped image P and the rotated image P R, the other image is moved to the pixel determines the highest moving direction and the moving amount of the degree of similarity between the two images, It is only necessary that the center position β of the chart can be detected based on these movement directions and movement amounts.
また、前記実施形態では、入力補助部２の切り出し画像生成部２１は、切り出し画像Ｐの中心がチャート画像の中央αと一致するようにし、チャート画像から切り出し画像Ｐを切り出し、回転画像生成部２２は、チャート画像の中央αと同じ切り出し画像Ｐの中央αを基準にして、切り出し画像Ｐを回転させ、回転画像ＰＲを生成するようにした。本発明は、必ずしも切り出し画像Ｐの中心を、チャート画像の中央αに一致させる必要はない。この場合、回転画像生成部２２は、チャート画像の中央αとは異なる切り出し画像Ｐの中央を基準にして、切り出し画像Ｐを回転させ、回転画像ＰＲを生成する。 In the embodiment, the cutout image generation unit 21 of the input auxiliary unit 2 cuts out the cutout image P from the chart image so that the center of the cutout image P coincides with the center α of the chart image, and the rotated image generation unit 22. , based on the center α of the same clipped image P with the central α of the chart image, rotate the clipped image P, and to generate a rotated image P R. In the present invention, the center of the cutout image P does not necessarily need to coincide with the center α of the chart image. In this case, the rotated image generation unit 22, the central α chart image based on the center of the different cut-out image P, rotate the clipped image P, and generates a rotated image P R.
１ ＭＴＦ測定装置
２ 入力補助部
３ 多方向ＭＴＦ測定部
４ カメラ
２１ 切り出し画像生成部
２２ 回転画像生成部
２３ 相関計算・中心位置検出部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 MTF measuring apparatus 2 Input auxiliary | assistant part 3 Multidirectional MTF measuring part 4 Camera 21 Cutout image generation part 22 Rotation image generation part 23 Correlation calculation and center position detection part
Claims (2)
前記チャート画像に基づいて、前記チャートの中心位置を検出する中心位置検出部と、
前記中心位置検出部により検出された前記チャートの中心位置を基準として、前記チャート画像の等分割角に応じた方位のＭＴＦを測定するＭＴＦ測定部と、を備え、
前記中心位置検出部は、
前記チャート画像から、前記チャートの中心位置を含む所定範囲の画像を切り出し、切り出し画像を生成する切り出し画像生成部と、
前記切り出し画像生成部により生成された切り出し画像を構成する各画素を、前記切り出し画像の中央を基準に回転させ、回転画像を生成する回転画像生成部と、
前記切り出し画像生成部により生成された切り出し画像及び前記回転画像生成部により生成された回転画像のうちの一方の画像を基準とし、他方の画像を画素毎に移動させた際の前記一方の画像と前記他方の画像との間の類似度合いを求め、前記類似度合いが最も高くなる前記他方の画像の移動位置に基づいて、前記チャートの中心位置を検出する相関計算・中心位置検出部と、を備えたことを特徴とするＭＴＦ測定装置。 A space of the imaging system using a chart image obtained by photographing a chart radially radiating from a predetermined center position at an equal division angle and including a pattern of a color having a different contrast for each of the radially divided radiation areas In an MTF measuring apparatus that measures MTF (Modulation Transfer Function) representing frequency characteristics,
A center position detector for detecting a center position of the chart based on the chart image;
An MTF measuring unit that measures an MTF having an orientation corresponding to an equally divided angle of the chart image with reference to the center position of the chart detected by the center position detecting unit;
The center position detector
A cutout image generation unit that cuts out an image of a predetermined range including the center position of the chart from the chart image, and generates a cutout image;
A rotation image generation unit that rotates each pixel constituting the cut-out image generated by the cut-out image generation unit with respect to the center of the cut-out image and generates a rotation image;
One image of the cut image generated by the cut image generation unit and the rotated image generated by the rotated image generation unit as a reference, and the other image moved for each pixel; A correlation calculation / center position detection unit that obtains a degree of similarity with the other image and detects a center position of the chart based on a moving position of the other image having the highest degree of similarity. The MTF measuring apparatus characterized by the above-mentioned.
前記相関計算・中心位置検出部は、
前記切り出し画像生成部により生成された切り出し画像に所定の窓関数を乗算して切り出し窓画像を生成すると共に、前記回転画像生成部により生成された回転画像に前記所定の窓関数を乗算して回転窓画像を生成し、前記切り出し窓画像及び前記回転窓画像を離散フーリエ変換し、前記切り出し窓画像及び前記回転窓画像の振幅成分が除かれ位相成分で表された行列を逆離散フーリエ変換して相関行列を計算し、前記相関行列の要素の値が最も大きい座標点を検索して方向ベクトルを求め、前記方向ベクトルに基づいて、前記チャートの中心位置を検出する、ことを特徴とするＭＴＦ測定装置。 The MTF measuring apparatus according to claim 1,
The correlation calculation / center position detection unit
The clipped image generated by the clipped image generator is multiplied by a predetermined window function to generate a clipped window image, and the rotated image generated by the rotated image generator is multiplied by the predetermined window function and rotated. Generate a window image, perform discrete Fourier transform on the cutout window image and the rotation window image, and perform inverse discrete Fourier transform on the matrix represented by the phase component by removing the amplitude component of the cutout window image and the rotation window image. MTF measurement characterized by calculating a correlation matrix, searching for a coordinate point having the largest element value of the correlation matrix to obtain a direction vector, and detecting a center position of the chart based on the direction vector apparatus.
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