JP2019194577A - Mtf measurement device and program - Google Patents

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Abstract

To provide an MTF measurement device capable of enhancing MTF measurement accuracy in a slanted-edge method.SOLUTION: An MTF measurement device 1 includes: phase-based edge projection information generation means 14a for generating phase-based edge projection information obtained by projecting each pixel of an ROI image to a plurality of projection axes obtained by shifting the phase of a bin of a subpixel interval along the inclination of an edge of an ROI; phase-based MTF calculation means 14b for calculating a phase-based MTF by using the phase-based edge projection information; averaging means 16 for averaging phase-based MTFs; phase selection means 17 for selecting a phase being the most approximate to the averaged MTF among the phase-based MTFs; and selection phase MTF calculation means 18a for calculating an MTF of the selected phase in an ROI image sequentially extracted from a chart image caught by an imaging system 2 by using edge projection information of the selected phase in the phase-based edge projection information.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、カメラの空間周波数特性を示すMTF(Modulation Transfer Function)を測定するMTF測定装置およびそのプログラムに関する。   The present invention relates to an MTF measuring apparatus for measuring an MTF (Modulation Transfer Function) indicating a spatial frequency characteristic of a camera and a program thereof.

高解像度テレビジョンの最大の特徴は、高い空間解像度であり、カメラの解像度特性が重要となる。現行のハイビジョンカメラの解像度測定として、複数の空間周波数を有する矩形波が空間的に配置されたテストチャートを用いる手法が知られている。このテストチャートには、一般に、一般社団法人映像情報メディア学会(ITE:The Institute of Image Information and Television Engineers)が提供しているテストチャート(ITE高精細度インメガサイクルチャート:図10参照)が用いられる。
図10に示すように、インメガサイクルチャートは、映像周波数1MHzから36MHzまでに相当する白黒の縦縞を並べ、チャート中央と4つのコーナー部分に800TVL/ph(27.5MHz)の縦縞を並べた矩形波のパターンを有している。
インメガサイクルチャートを用いる手法では、測定者が波形モニタから矩形波の変調度の空間周波数特性を表すCTF(Contrast Transfer Function)を読み取ることが一般的である。
The biggest feature of high-resolution television is high spatial resolution, and the resolution characteristics of the camera are important. As a resolution measurement of the current high-definition camera, a method using a test chart in which rectangular waves having a plurality of spatial frequencies are spatially arranged is known. In general, a test chart provided by the Institute of Image Information and Television Engineers (ITE) (ITE high-definition megacycle chart: see FIG. 10) is used for this test chart. It is done.
As shown in FIG. 10, the Inmega cycle chart is a rectangle in which black and white vertical stripes corresponding to video frequencies from 1 MHz to 36 MHz are arranged, and 800 TVL / ph (27.5 MHz) vertical stripes are arranged in the center of the chart and four corner portions. Has a wave pattern.
In the method using the inmega cycle chart, it is common for a measurer to read a CTF (Contrast Transfer Function) representing the spatial frequency characteristics of the modulation degree of a rectangular wave from a waveform monitor.

このインメガサイクルチャートを用いる手法は、波形モニタから目視でCTFを読み取ることができる手軽さはあるが、サンプリングの位相やカメラノイズの影響で波形の振幅が変動する曖昧さがある。また、インメガサイクルチャートを用いる手法は、測定対象であるレンズの中央と周辺では解像度特性が異なるため、800TVL/phに相当するチャート中央における矩形波応答しか測定していないのが現状である。
さらに、インメガサイクルチャートを用いる手法は、所望の空間周波数特性を得るために撮像画角を正確にチャートサイズにフレーミングする必要がある。しかし、例えば、4K/8Kカメラでは広角レンズを使うことが多いため、サイズの大きいインメガサイクルチャートが必要になり、非現実的である。
This method using the inmegacycle chart is easy to read the CTF visually from the waveform monitor, but has the ambiguity that the amplitude of the waveform fluctuates due to the influence of the sampling phase and camera noise. In addition, since the resolution characteristics of the method using the inmega cycle chart are different between the center and the periphery of the lens to be measured, only the rectangular wave response at the center of the chart corresponding to 800 TVL / ph is currently measured.
Further, the technique using the inmega cycle chart needs to accurately frame the imaging angle of view to the chart size in order to obtain a desired spatial frequency characteristic. However, for example, since a wide-angle lens is often used in a 4K / 8K camera, an in-megacycle chart having a large size is required, which is unrealistic.

そこで、近年では、インメガサイクルチャートを用いた手法に代わり、チャートサイズが比較的小さくてフレーミングが不要なSlanted-edge法(傾斜エッジ法)が提案されている。Slanted-edge法は、撮像素子に対して垂直(または水平)方向から数度傾いた境界が直線となる白黒パターンをカメラで撮像し、撮像画像中の所定領域(ROI:Region Of Interest〔関心領域〕)の画像(ROI画像)を用いて、周波数特性(MTF)を測定する手法である(特許文献1,2、非特許文献1参照)。   Therefore, in recent years, the Slanted-edge method (tilted edge method) has been proposed in place of the method using the inmega cycle chart, which has a relatively small chart size and does not require framing. In the Slanted-edge method, a black and white pattern in which a boundary inclined by several degrees from a vertical (or horizontal) direction with respect to an image sensor is a straight line is captured by a camera, and a predetermined region (ROI: Region Of Interest) ]) (Frequency characteristic (MTF)) using the image (ROI image) (see Patent Documents 1 and 2 and Non-Patent Document 1).

ここで、図11を参照して、従来のSlanted-edge法によるMTF測定について説明する。
まず、Slanted-edge法は、チャートを撮像したチャート画像(不図示)から、図11(a)に示すようなエッジを含む関心領域(ROI)Rを選定する。
次に、Slanted-edge法は、図11(b)に示すように、関心領域Rからエッジを検出し、その傾きθeを求める。そして、Slanted-edge法は、関心領域Rの各画素を、エッジeに沿って、等間隔に区分されたビンが並ぶ投影軸(x軸)に投影する。このとき、ビンの幅は、関心領域Rの1画素の幅の1/4、1/8といったサブピクセル幅とする。
Here, with reference to FIG. 11, the MTF measurement by the conventional Slanted-edge method is demonstrated.
First, in the Slanted-edge method, a region of interest (ROI) R including an edge as shown in FIG. 11A is selected from a chart image (not shown) obtained by imaging a chart.
Next, in the Slanted-edge method, an edge is detected from the region of interest R as shown in FIG. In the Slanted-edge method, each pixel of the region of interest R is projected along the edge e onto a projection axis (x axis) in which bins divided at equal intervals are arranged. At this time, the bin width is set to a sub-pixel width such as 1/4 or 1/8 of the width of one pixel of the region of interest R.

そして、Slanted-edge法は、投影軸のビンに投影された画素の値を各ビンで平均化することで、図11(c)に示すようなオーバーサンプリング(ISO12233の場合、4倍オーバーサンプリング)されたエッジプロファイル(エッジ広がり関数)を求める。
さらに、Slanted-edge法は、エッジプロファイルを微分することで、図11(d)に示すような線広がり関数(LSF:Line Spread Function)を求める。
最後に、Slanted-edge法は、LSFをフーリエ変換し、絶対値をとることで、図11(e)に示すように、MTFを求める。
In the Slanted-edge method, the pixel values projected on the bins of the projection axis are averaged in each bin, thereby oversampling as shown in FIG. 11C (4 times oversampling in the case of ISO12233). The obtained edge profile (edge spread function) is obtained.
Further, the Slanted-edge method obtains a line spread function (LSF) as shown in FIG. 11D by differentiating the edge profile.
Finally, the Slanted-edge method obtains the MTF as shown in FIG. 11E by Fourier-transforming the LSF and taking the absolute value.

特開2015−94701号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-94701 特開2018−13416号公報JP-A-2018-13416

ISO 12233:2017,“Photography - Electronic still picture imaging - Resolution and spatial frequency responses”ISO 12233: 2017, “Photography-Electronic still picture imaging-Resolution and spatial frequency responses”

離散系は出力がサンプリング位置に依存しないシフト不変な系ではないが、Slanted-edge法は、エッジの位相がサンプリング位置に対して、一様に分布すると仮定し、十分高いオーバーサンプリング比で超解像して得られるエッジ応答からMTFを算出する。
しかし、エッジの傾き角度によっては、オーバーサンプリングでエッジ応答を算出する際に、ビンに投影される画素数のばらつきにより、測定精度が落ちるという問題がある。
The discrete system is not a shift-invariant system whose output does not depend on the sampling position, but the Slanted-edge method assumes that the phase of the edge is uniformly distributed with respect to the sampling position, and achieves a super solution with a sufficiently high oversampling ratio. The MTF is calculated from the edge response obtained by imaging.
However, depending on the inclination angle of the edge, when calculating the edge response by oversampling, there is a problem that the measurement accuracy is lowered due to variations in the number of pixels projected on the bin.

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、Slanted-edge法でMTFを測定する場合に、MTFの測定精度を高めることが可能なMTF測定装置およびそのプログラムを提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of such a problem, and provides an MTF measuring apparatus and a program thereof capable of increasing MTF measurement accuracy when measuring MTF by the Slanted-edge method. Let it be an issue.

前記課題を解決するため、本発明に係るMTF測定装置は、境界でコントラストの異なるチャートを用いて、撮像系の解像度の空間周波数特性を表すMTFを測定するMTF測定装置であって、ROI画像抽出手段と、位相別エッジ投影情報生成手段と、位相別MTF算出手段と、平均化手段と、位相選定手段と、選定位相MTF算出手段と、を備える構成とした。   In order to solve the above-described problem, an MTF measurement apparatus according to the present invention is an MTF measurement apparatus that measures MTFs representing spatial frequency characteristics of resolution of an imaging system using charts having different contrasts at boundaries, and extracts ROI images. And a phase-specific edge projection information generating unit, a phase-specific MTF calculating unit, an averaging unit, a phase selecting unit, and a selected phase MTF calculating unit.

かかる構成において、MTF測定装置は、ROI画像抽出手段によって、撮像系によりチャートを撮像したチャート画像から、境界を含んだ画像であるROI画像を抽出する。
そして、MTF測定装置は、位相別エッジ投影情報生成手段によって、サブピクセル間隔のビンの位相(ビニング位相)をずらした複数の投影軸に、境界であるエッジの傾きに沿ってROI画像の各画素を投影した位相別のエッジ投影情報を生成する。これによって、ビンの位相別に、ビンの位置とROI画像の各画素位置とが対応付けられることになる。このように、異なる位相でエッジ投影情報を生成することで、ビンに投影される画素数が位相ごとに変化し、種々の投影パターンを反映することができる。
In such a configuration, the MTF measuring apparatus extracts an ROI image that is an image including a boundary from a chart image obtained by capturing an image of the chart by the imaging system by the ROI image extracting unit.
Then, the MTF measurement device uses the phase-specific edge projection information generation unit to shift each pixel of the ROI image along the gradient of the edge that is the boundary to a plurality of projection axes in which the phase (binning phase) of the bins at the subpixel interval is shifted. To generate edge projection information for each phase. As a result, the bin position is associated with each pixel position of the ROI image for each bin phase. In this way, by generating edge projection information with different phases, the number of pixels projected on the bin changes for each phase, and various projection patterns can be reflected.

そして、MTF測定装置は、位相別MTF算出手段によって、位相別のエッジ投影情報を用いて、Slanted-edge法により位相別のMTFを算出する。これによって、種々の投影パターンを反映したMTFを生成することができる。
そして、MTF測定装置は、平均化手段によって、位相別のMTFを平均化し、位相選定手段によって、位相別のMTFの中で平均化されたMTFに最も近似する位相を選定する。これによって、複数の位相の中で、MTFの誤差が最も少ない最適な位相が選定されることになる。
Then, the MTF measurement apparatus calculates the MTF for each phase by the Slanted-edge method using the edge projection information for each phase by the MTF calculation unit for each phase. As a result, an MTF reflecting various projection patterns can be generated.
Then, the MTF measuring apparatus averages the MTFs for each phase by the averaging means, and selects the phase that most closely approximates the MTF averaged among the MTFs for each phase by the phase selection means. As a result, an optimum phase with the smallest MTF error is selected from among a plurality of phases.

そして、MTF測定装置は、以降のMTF測定において、エッジの位置がずれないことを前提として、選定位相MTF算出手段によって、位相別のエッジ投影情報の中で、位相選定手段で選定された位相のエッジ投影情報を用いて、Slanted-edge法により、撮像系が撮像するチャート画像から順次抽出されるROI画像において、位相選定手段で選定された位相のMTFを算出する。
これによって、MTF測定装置は、撮像系から時系列で入力されるチャート画像に対して、エッジ投影情報の生成を省略して、高速にMTFを算出することができる。
Then, the MTF measuring apparatus assumes that the edge position does not shift in the subsequent MTF measurement, and the phase of the phase selected by the phase selecting unit in the edge projection information for each phase by the selected phase MTF calculating unit. Using the edge projection information, the MTF of the phase selected by the phase selection means is calculated in the ROI image sequentially extracted from the chart image captured by the imaging system by the Slanted-edge method.
As a result, the MTF measurement apparatus can calculate the MTF at high speed by omitting the generation of edge projection information for the chart image input in time series from the imaging system.

また、前記課題を解決するため、本発明に係るMTF測定装置は、境界でコントラストの異なるチャートを用いて、撮像系の解像度の空間周波数特性を表すMTFを測定するMTF測定装置であって、ROI画像抽出手段と、位相別エッジ投影情報生成手段と、位相別MTF算出手段と、平均化手段と、を備える構成とした。   In order to solve the above problem, an MTF measuring apparatus according to the present invention is an MTF measuring apparatus that measures MTFs representing spatial frequency characteristics of resolution of an imaging system using charts having different contrasts at boundaries, An image extraction unit, a phase-specific edge projection information generation unit, a phase-specific MTF calculation unit, and an averaging unit are provided.

かかる構成において、MTF測定装置は、ROI画像抽出手段によって、撮像系によりチャートを撮像したチャート画像から、境界を含んだ画像であるROI画像を抽出する。
そして、MTF測定装置は、位相別エッジ投影情報生成手段によって、サブピクセル間隔のビンの位相(ビニング位相)をずらした複数の投影軸に、境界であるエッジの傾きに沿ってROI画像の各画素を投影した位相別のエッジ投影情報を生成する。
In such a configuration, the MTF measuring apparatus extracts an ROI image that is an image including a boundary from a chart image obtained by capturing an image of the chart by the imaging system by the ROI image extracting unit.
Then, the MTF measurement device uses the phase-specific edge projection information generation unit to shift each pixel of the ROI image along the gradient of the edge that is the boundary to a plurality of projection axes in which the phase (binning phase) of the bins at the subpixel interval is shifted. To generate edge projection information for each phase.

そして、MTF測定装置は、位相別MTF算出手段によって、位相別のエッジ投影情報を用いて、Slanted-edge法により位相別のMTFを算出する。
さらに、MTF測定装置は、平均化手段によって、位相別のMTFを平均化する。
これによって、MTF測定装置は、撮像系から静止画像として入力されるチャート画像、あるいは、時系列で入力されるチャート画像のある時点でのチャート画像に対して、MTFを算出することができる。
Then, the MTF measurement apparatus calculates the MTF for each phase by the Slanted-edge method using the edge projection information for each phase by the MTF calculation unit for each phase.
Further, the MTF measuring device averages the MTFs for each phase by the averaging means.
Thereby, the MTF measuring apparatus can calculate the MTF for the chart image input as a still image from the imaging system or the chart image at a certain point in time of the chart image input in time series.

なお、MTF測定装置は、コンピュータを、前記した各手段として機能させるためのMTF測定プログラムで動作させることができる。   Note that the MTF measurement apparatus can be operated by an MTF measurement program for causing a computer to function as each of the means described above.

本発明は、以下に示す優れた効果を奏するものである。
本発明によれば、投影軸に投影するビンの位相をずらして算出したMTFの平均または平均に最も近い位相を用いて、MTFの測定精度を高めることができる。
The present invention has the following excellent effects.
According to the present invention, the MTF measurement accuracy can be improved by using the average of the MTF calculated by shifting the phase of the bin projected on the projection axis or the phase closest to the average.

本発明の実施形態に係るMTF測定装置の構成を示すブロック構成図である。It is a block block diagram which shows the structure of the MTF measuring apparatus which concerns on embodiment of this invention. 撮像画像におけるROIを説明するための図であって、(a)は垂直のROI(垂直エッジ画像)、(b)は水平のROI(水平エッジ画像)である。It is a figure for demonstrating ROI in a captured image, Comprising: (a) is vertical ROI (vertical edge image), (b) is horizontal ROI (horizontal edge image). ROI画像の各画素位置と投影軸のビンとの対応を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating a response | compatibility with each pixel position of a ROI image, and the bin of a projection axis. 投影軸のビンの位相をずらした状態を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the state which shifted the phase of the bin of the projection axis. エッジプロファイルを生成する手法を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the method of producing | generating an edge profile. MTFの平均を説明するための複数のMTFのグラフ図である。It is a graph figure of several MTF for demonstrating the average of MTF. 本発明の実施形態に係るMTF測定装置のリアルタイム測定動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the real-time measurement operation | movement of the MTF measuring apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るMTF測定装置の非リアルタイム測定動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the non-real-time measurement operation | movement of the MTF measuring apparatus which concerns on embodiment of this invention. 多方向のエッジを含むチャートの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the chart containing a multi-directional edge. 従来のチャートの例であるインメガサイクルチャートである。It is an in megacycle chart which is an example of the conventional chart. 従来のSlanted-edge法のMTF測定手順を(a)〜(e)で説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the MTF measurement procedure of the conventional Slanted-edge method by (a)-(e).

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
[MTF測定装置の構成]
最初に、図1を参照して、本発明の実施形態に係るMTF測定装置1の構成について説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[Configuration of MTF measuring device]
Initially, with reference to FIG. 1, the structure of the MTF measuring apparatus 1 which concerns on embodiment of this invention is demonstrated.

MTF測定装置1は、撮像系2の空間周波数特性を表すMTFを測定するものである。ここで、MTF測定装置1は、撮像系2と表示装置3とを接続する。
撮像系2は、MTFの被測定対象となるビデオカメラまたはスチールカメラ、MTFの被測定対象となるレンズを含んだカメラ等である。なお、撮像系2は、MTF特性に影響を与える映像処理装置(例えば、ダウンコンバータ、アップコンバータ〔超解像〕)であってもよい。また、被測定対象は、カメラのDETAIL(ディテール)コントロールによってMTFが変化する映像であってもよい。
撮像系2は、チャートCHを撮像した画像(動画像または静止画像)を、MTF測定装置1に出力する。
The MTF measuring device 1 measures MTF representing the spatial frequency characteristics of the imaging system 2. Here, the MTF measurement device 1 connects the imaging system 2 and the display device 3.
The imaging system 2 is a video camera or a still camera that is an object to be measured by the MTF, a camera including a lens that is an object to be measured by the MTF, or the like. The imaging system 2 may be a video processing device (for example, a down converter or an up converter [super-resolution]) that affects the MTF characteristics. Further, the measurement target may be an image in which the MTF is changed by the DETAIL (detail) control of the camera.
The imaging system 2 outputs an image (moving image or still image) obtained by imaging the chart CH to the MTF measuring apparatus 1.

チャート(MTF測定用チャート)CHは、境界でコントラストの異なるチャートであって、撮像系2の撮像素子(不図示)に対して垂直方向または水平方向から所定角度傾いた境界が直線となる白黒パターンを有するSlanted-edge法で用いるチャートである。撮像系2は、チャートCHの白黒の境界線が、所定角度(数度程度)傾いた状態で撮像する。   The chart (MTF measurement chart) CH is a chart having different contrasts at the boundaries, and is a monochrome pattern in which the boundaries tilted at a predetermined angle from the vertical direction or the horizontal direction with respect to the image sensor (not shown) of the imaging system 2 are straight It is a chart used by the Slanted-edge method which has. The imaging system 2 captures an image in a state where the black-and-white boundary line of the chart CH is inclined at a predetermined angle (about several degrees).

ここで、水平方向の周波数特性を測定する場合、撮像系2は、図2(a)のように、境界線を斜め垂直方向にした状態でチャートCHを撮像する。また、垂直方向の周波数特性を測定する場合、撮像系2は、図2(b)のように、境界線を斜め水平方向にした状態でチャートCHを撮像する。
なお、境界線はチャートCHの中央部分に位置する必要はなく、撮像系2のMTFを測定したい撮像領域、例えば、チャートCHの中央右(左、上、下)部分、右(左)斜め上部分、右(左)斜め下部分等にあってもよい。
Here, when measuring the frequency characteristics in the horizontal direction, the imaging system 2 images the chart CH in a state where the boundary line is in an obliquely vertical direction as shown in FIG. When measuring the frequency characteristics in the vertical direction, the imaging system 2 images the chart CH with the boundary line in an oblique horizontal direction, as shown in FIG.
Note that the boundary line does not need to be positioned at the center portion of the chart CH, and is an imaging region in which the MTF of the imaging system 2 is to be measured, for example, the center right (left, top, bottom) portion, right (left) diagonally top Part, right (left) diagonally lower part, etc.

表示装置3は、MTF測定装置1を操作するユーザインタフェースを提供するとともに、撮像系2が撮像したチャート画像、測定結果となるグラフ等を表示するものである。例えば、表示装置3は、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ等である。
なお、表示装置3は、撮像系2が撮像したチャート画像を表示する表示装置と、測定結果を表示する表示装置とをそれぞれ別に設けてもよい。
以下、撮像系2で撮像された画像によって、撮像系2のMTFを測定するMTF測定装置1の構成について詳細に説明する。
The display device 3 provides a user interface for operating the MTF measurement device 1, and displays a chart image captured by the imaging system 2, a graph as a measurement result, and the like. For example, the display device 3 is a liquid crystal display, an organic EL display, or the like.
Note that the display device 3 may be provided with a display device that displays the chart image captured by the imaging system 2 and a display device that displays the measurement result.
Hereinafter, the configuration of the MTF measuring apparatus 1 that measures the MTF of the imaging system 2 from the image captured by the imaging system 2 will be described in detail.

図1に示すように、MTF測定装置1は、チャート画像記憶手段10と、ROI設定手段11と、測定指示手段12と、ROI画像抽出手段13と、第1MTF算出手段14と、エッジ投影情報記憶手段15と、平均化手段16と、位相選定手段17と、第2MTF算出手段18と、MTF出力手段19と、を備える。   As shown in FIG. 1, the MTF measuring apparatus 1 includes a chart image storage unit 10, an ROI setting unit 11, a measurement instruction unit 12, an ROI image extraction unit 13, a first MTF calculation unit 14, and an edge projection information storage. Means 15, averaging means 16, phase selection means 17, second MTF calculation means 18, and MTF output means 19 are provided.

チャート画像記憶手段10は、撮像系2でMTF測定用のチャートCHを撮像した画像(チャート画像)を記憶するものである。なお、撮像系2の出力が動画像であれば、チャート画像記憶手段10は、図示を省略した映像入力手段を介して、チャート画像が撮像系2からフレーム画像として順次時系列に入力され、入力したチャート画像を上書き記憶する。すなわち、チャート画像記憶手段10は、新たなチャート画像が撮像系2から入力された場合、すでに記憶しているチャート画像を新たなチャート画像で上書きする。このチャート画像記憶手段10は、例えば、ハードディスク、メモリ等の一般的な記憶装置である。
なお、チャート画像記憶手段10が記憶するチャート画像は、図示を省略した映像出力手段を介して表示装置3に出力されるとともに、ROI画像抽出手段13によって読み出される。
The chart image storage means 10 stores an image (chart image) obtained by imaging the chart CH for MTF measurement by the imaging system 2. If the output of the imaging system 2 is a moving image, the chart image storage means 10 inputs the chart images sequentially from the imaging system 2 as frame images in time series via a video input means (not shown). The stored chart image is overwritten and stored. That is, when a new chart image is input from the imaging system 2, the chart image storage unit 10 overwrites the already stored chart image with the new chart image. The chart image storage means 10 is a general storage device such as a hard disk or a memory.
The chart image stored in the chart image storage unit 10 is output to the display device 3 through a video output unit (not shown) and read out by the ROI image extraction unit 13.

ROI設定手段11は、撮像系2で撮像したチャート画像内で、境界(エッジ)を含む関心領域(ROI)を設定するものである。例えば、ROI設定手段11は、表示装置3が表示しているチャート画像内において、測定者が操作するポインティングデバイス(不図示)で矩形領域を指定されることで、ROIの領域(位置、大きさ等)をROI情報として設定する。   The ROI setting unit 11 sets a region of interest (ROI) including a boundary (edge) in the chart image captured by the imaging system 2. For example, the ROI setting unit 11 designates a rectangular area with a pointing device (not shown) operated by the measurer in the chart image displayed on the display device 3, so that the ROI area (position and size) is specified. Etc.) are set as ROI information.

ここで、水平方向の周波数特性を測定する場合、ROI設定手段11は、測定者によって、図2(a)のように、チャートCHを撮像したチャート画像から、縦長の矩形領域(ROI)を指定されることで、ROI情報を設定する。この場合、ROIによって、水平方向で明度が異なるROI画像(垂直エッジ画像)Rが特定されることになる。
また、垂直方向の周波数特性を測定する場合、ROI設定手段11は、測定者によって、図2(b)のように、チャートCHを撮像したチャート映像から、横長の矩形領域(ROI)を指定されることで、ROI情報を設定する。この場合、ROIによって、垂直方向で明度が異なるROI画像(水平エッジ画像)Rが特定されることになる。
Here, when measuring the frequency characteristics in the horizontal direction, the ROI setting unit 11 designates a vertically long rectangular region (ROI) from the chart image obtained by imaging the chart CH as shown in FIG. As a result, ROI information is set. In this case, an ROI image (vertical edge image) R having different brightness in the horizontal direction is specified by the ROI.
When measuring the frequency characteristics in the vertical direction, the ROI setting means 11 is designated by the measurer as a horizontally long rectangular area (ROI) from the chart image obtained by imaging the chart CH as shown in FIG. Thus, the ROI information is set. In this case, an ROI image (horizontal edge image) R having different brightness in the vertical direction is specified by the ROI.

なお、ROI設定手段11によるROIの設定は、順次入力されるチャート画像において、ROIを変更する必要がなければ、一度の設定でよい。また、ROI設定手段11が設定するROIは、形状が特定できれば、必ずしも矩形である必要はない。
ROI設定手段11は、設定したROIの領域(位置、大きさ等)を示すROI情報をROI画像抽出手段13に出力する。
The ROI setting by the ROI setting unit 11 may be performed once if it is not necessary to change the ROI in the sequentially input chart images. In addition, the ROI set by the ROI setting unit 11 is not necessarily rectangular if the shape can be specified.
The ROI setting unit 11 outputs ROI information indicating the set ROI region (position, size, etc.) to the ROI image extraction unit 13.

測定指示手段12は、MTF測定の開始の指示を受け付けるものである。例えば、図示を省略したスイッチで指示を受け付けたり、表示装置3に指示画面を表示し、マウス等の操作によって指示を受け付けたりするものであってもよい。なお、測定指示手段12は、MTF測定の指示とともに、動作モードを受け付ける。   The measurement instruction means 12 receives an instruction to start MTF measurement. For example, an instruction may be received using a switch (not shown), an instruction screen may be displayed on the display device 3, and the instruction may be received by operating a mouse or the like. The measurement instructing unit 12 receives the operation mode together with the MTF measurement instruction.

動作モードは、MTF測定を行う際のMTF測定装置1の動作を規定するものである。ここでは、MTF測定装置1は、動作モードとして、リアルタイムモードと、非リアルタイムモードとで動作する。
リアルタイムモードは、撮像系2から入力される画像(動画像)に対して、フレーム画像ごとに逐次MTFを測定(リアルタイム測定)するモードである。
このリアルタイムモードでは、第1MTF算出手段14で最初に行うSlanted-edge法におけるROI画像の各画素位置と投影軸のビンの位置との最適な対応付けを、第2MTF算出手段18での処理において流用し、その対応付けでROIの画素をビン位置に投影することで、順次入力されるチャート画像からMTFを測定する。
The operation mode defines the operation of the MTF measuring apparatus 1 when performing MTF measurement. Here, the MTF measuring apparatus 1 operates in a real time mode and a non-real time mode as operation modes.
The real-time mode is a mode in which the MTF is sequentially measured (real-time measurement) for each frame image with respect to the image (moving image) input from the imaging system 2.
In this real-time mode, the optimum association between each pixel position of the ROI image and the bin position of the projection axis in the Slanted-edge method that is first performed by the first MTF calculating unit 14 is used in the processing by the second MTF calculating unit 18. Then, by projecting the ROI pixel to the bin position based on the correspondence, the MTF is measured from the chart images sequentially input.

なお、リアルタイムモードでは、測定中にエッジの位置がずれないことを前提とする。すなわち、リアルタイムモードでは、撮像系2のフォーカスが変化してもエッジの境界がぼやけるだけで、エッジの傾きや位置は基本的に変わらない。そのため、MTF測定装置1は、第2MTF算出手段18において、ROI画像の各画素位置と投影軸のビンの位置との対応付けを省略することができる。   In the real-time mode, it is assumed that the edge position does not shift during measurement. That is, in the real-time mode, even if the focus of the imaging system 2 changes, the boundary of the edge only blurs, and the inclination and position of the edge basically do not change. Therefore, the MTF measuring apparatus 1 can omit the association between each pixel position of the ROI image and the position of the bin of the projection axis in the second MTF calculating unit 18.

非リアルタイムモードは、撮像系2から入力される画像に対して、1フレーム画像分のMTFを測定するモードである。MTF測定装置1は、非リアルタイムモードを指定された場合、そのタイミングでチャート画像記憶手段10に記憶されているチャート画像によりMTFを測定する。
測定指示手段12は、指示を受け付けた段階で、指定された動作モードをROI画像抽出手段13および平均化手段16に出力する。
The non-real time mode is a mode for measuring the MTF for one frame image with respect to the image input from the imaging system 2. When the non-real time mode is designated, the MTF measuring apparatus 1 measures the MTF using the chart image stored in the chart image storage means 10 at that timing.
The measurement instruction unit 12 outputs the designated operation mode to the ROI image extraction unit 13 and the averaging unit 16 at the stage of receiving the instruction.

ROI画像抽出手段13は、チャート画像記憶手段10が記憶するチャート画像から、ROI設定手段11で設定されたROI情報で示されるROIの領域(位置、大きさ等)の画像を、ROI画像として抽出するものである。
なお、ROI画像抽出手段13は、測定指示手段12から、動作モードとして、リアルタイムモードを指定された場合、抽出したROI画像を、第1MTF算出手段14に出力した後、チャート画像記憶手段10にチャート画像が入力されるたびに、ROI画像を抽出し、抽出したROI画像を、第2MTF算出手段18に出力する。
また、ROI画像抽出手段13は、測定指示手段12から、動作モードとして、非リアルタイムモードを指定された場合、抽出したROI画像を、第1MTF算出手段14に出力する。
The ROI image extraction unit 13 extracts an image of the ROI region (position, size, etc.) indicated by the ROI information set by the ROI setting unit 11 as an ROI image from the chart image stored in the chart image storage unit 10. To do.
When the real time mode is designated as the operation mode from the measurement instruction unit 12, the ROI image extraction unit 13 outputs the extracted ROI image to the first MTF calculation unit 14 and then stores the chart in the chart image storage unit 10. Each time an image is input, an ROI image is extracted, and the extracted ROI image is output to the second MTF calculating means 18.
In addition, when the non-real time mode is designated as the operation mode from the measurement instruction unit 12, the ROI image extraction unit 13 outputs the extracted ROI image to the first MTF calculation unit 14.

第1MTF算出手段14は、ROI画像抽出手段13で抽出されたROI画像から、MTFを算出するものである。この第1MTF算出手段14は、Slanted-edge法におけるROI画像の各画素位置と投影軸のビンの位置とを対応付ける際に、ビンの位相(ビニング位相)を変えて、位相別にMTFを算出する。
ここで、第1MTF算出手段14は、位相別エッジ投影情報生成手段14aと、位相別MTF算出手段14bと、を備える。
The first MTF calculating unit 14 calculates MTF from the ROI image extracted by the ROI image extracting unit 13. The first MTF calculating unit 14 calculates the MTF for each phase by changing the bin phase (binning phase) when associating each pixel position of the ROI image with the bin position of the projection axis in the Slanted-edge method.
Here, the first MTF calculating unit 14 includes a phase-specific edge projection information generating unit 14a and a phase-specific MTF calculating unit 14b.

位相別エッジ投影情報生成手段14aは、ROI画像抽出手段13で抽出されたROI画像から、投影軸のビンの位相ごとにエッジ投影情報を生成するものである。エッジ投影情報は、ROI画像のコントラストの境界をエッジとして、エッジの傾きに沿ってROIの画素と、その画素を投影軸に投影した位置とを対応付けた情報である。   The phase-specific edge projection information generation unit 14 a generates edge projection information for each phase of the projection axis bin from the ROI image extracted by the ROI image extraction unit 13. The edge projection information is information associating the ROI pixel with the position where the pixel is projected onto the projection axis along the inclination of the edge with the contrast boundary of the ROI image as an edge.

具体的には、位相別エッジ投影情報生成手段14aは、まず、ROI画像における水平方向および垂直方向の軸を2軸とする座標系(xy座標系)において、エッジの傾きを求める。このエッジの傾きは、一般的な手法で求めることができるが、例えば、以下の参考文献に示すように、ROI画像に正規累積密度関数等をフィッティングすることにより求めることができる。
(参考文献)K. Masaoka et al., "Modified slanted-edge method and multidirectional modulation transfer function estimation", Optics Express, 22(5), 2014
そして、位相別エッジ投影情報生成手段14aは、ROI画像の各画素位置と、エッジの傾きに沿って各画素を投影軸(x軸またはy軸)に投影した位置とを対応付けたエッジ投影情報を生成する。
Specifically, the phase-specific edge projection information generating unit 14a first obtains the inclination of the edge in a coordinate system (xy coordinate system) having two horizontal and vertical axes in the ROI image. The inclination of the edge can be obtained by a general method. For example, as shown in the following reference, it can be obtained by fitting a normal cumulative density function or the like to the ROI image.
(Reference) K. Masaoka et al., "Modified slanted-edge method and multidirectional modulation transfer function estimation", Optics Express, 22 (5), 2014
Then, the phase-specific edge projection information generating unit 14a associates each pixel position of the ROI image with a position where each pixel is projected on the projection axis (x-axis or y-axis) along the inclination of the edge. Is generated.

ここで、図2(a)のROIで特定されるROI画像(垂直エッジ画像)Rから、MTFとして水平方向の周波数特性を求める場合、位相別エッジ投影情報生成手段14aは、図3に示すように、エッジeの傾きθeと同じ角度で水平軸(x軸)にROI画像の画素を投影する。
また、図2(b)のROIで特定されるROI画像(水平エッジ画像)Rから、MTFとして垂直方向の周波数特性を求める場合、位相別エッジ投影情報生成手段14aは、エッジの傾きと同じ角度で垂直軸(y軸:不図示)にROI画像の画素を投影する。もちろん、位相別エッジ投影情報生成手段14aは、例えば、ROI画像(水平エッジ画像)Rを左90度回転させて、垂直エッジ画像と同じ処理を行ってもよい。
投影軸の座標の幅(ビン幅)は、画素よりも小さいサブピクセル単位とし、ここでは、例えば、1画素の1/4の幅(4倍オーバーサンプリング)とする。
Here, when obtaining the horizontal frequency characteristics as the MTF from the ROI image (vertical edge image) R specified by the ROI in FIG. 2A, the phase-specific edge projection information generating means 14a is as shown in FIG. The pixels of the ROI image are projected on the horizontal axis (x axis) at the same angle as the inclination θe of the edge e.
When obtaining the vertical frequency characteristics as the MTF from the ROI image (horizontal edge image) R specified by the ROI in FIG. 2B, the phase-specific edge projection information generation unit 14a has the same angle as the edge inclination. The pixels of the ROI image are projected onto the vertical axis (y axis: not shown). Of course, the phase-specific edge projection information generation unit 14a may perform the same processing as the vertical edge image by rotating the ROI image (horizontal edge image) R by 90 degrees to the left, for example.
The coordinate width (bin width) of the projection axis is set to a sub-pixel unit smaller than the pixel, and is, for example, a width of 1/4 of one pixel (four times oversampling).

この位相別エッジ投影情報生成手段14aは、ROI画像の画素と、サブピクセル単位で区分された投影軸に配置されたビンの位置とを対応付けたエッジ投影情報を生成する。また、位相別エッジ投影情報生成手段14aは、投影軸のビンの位相をずらして複数の位相で、エッジ投影情報を生成する。   The phase-specific edge projection information generation unit 14a generates edge projection information in which the pixels of the ROI image are associated with the positions of the bins arranged on the projection axes divided in subpixel units. Further, the phase-specific edge projection information generating unit 14a generates edge projection information with a plurality of phases by shifting the phase of the bin of the projection axis.

ここで、図4を参照して、投影軸のビンの位相(ビニング位相)について説明する。
図4では、投影軸(x軸)の画素x,x,…,xをサブピクセル化したサブピクセルx1,0,x1,1,x1,2,x1,3,x2,0,…,xM,3が、ビンの位置に対応する。
位相別エッジ投影情報生成手段14aは、図4に示すように、最上段に示した投影軸(x軸)を、予め定めた位相のずれで、ビンの位置を軸方向に変化させて、その位相ごとにエッジ投影情報を生成する。なお、ビンの位置を順次軸方向に変化させた場合、最下段に示した投影軸のように、画素xに隣接する画素xのサブピクセルx0,3が、ROI画像の画素を投影する新たなビンとなる。
Here, with reference to FIG. 4, the phase of the projection axis bin (binning phase) will be described.
In FIG. 4, sub-pixels x 1,0 , x 1,1 , x 1,2 , x 1,3 , x obtained by sub-pixelizing pixels x 1 , x 2 ,..., X M on the projection axis (x-axis). 2 , 0 ,..., XM , 3 correspond to bin positions.
As shown in FIG. 4, the phase-specific edge projection information generation unit 14a changes the position of the bin in the axial direction with a predetermined phase shift with respect to the projection axis (x-axis) shown in the uppermost stage. Edge projection information is generated for each phase. When the position of the bin is sequentially changed in the axial direction, the sub-pixels x 0 and 3 of the pixel x 0 adjacent to the pixel x 1 project the pixels of the ROI image as in the projection axis shown in the lowermost stage. It will be a new bottle.

ここで、1ビン分の位相を2πとし、最上段の位相を“0”としたとき、位相別エッジ投影情報生成手段14aは、最上段の投影軸(x軸)から、2π/N,(2π×2)/N,…,(2π×(N−1))/Nと、2π/Nずつ位相を軸方向にずらしたN個の投影軸(x軸)ごとに、ROI画像の画素と投影軸のビンの位置とを対応付ける。
ここで、Nは、予め定めた位相数(正整数)であって、例えば、N=16、N=32等である。
これによって、ROI画像の画素は、ビンの位相ごとに、種々のパターンで投影軸のビンに投影されることになる。
図1に戻って、MTF測定装置1の構成について説明を続ける。
Here, when the phase for one bin is 2π and the uppermost phase is “0”, the phase-specific edge projection information generating unit 14a determines the 2π / N, ( 2π × 2) / N,..., (2π × (N−1)) / N, and for each of N projection axes (x-axis) whose phases are shifted in the axial direction by 2π / N, Corresponds to the position of the projection axis bin.
Here, N is a predetermined number of phases (positive integer), for example, N = 16, N = 32, and the like.
Thereby, the pixels of the ROI image are projected onto the bin of the projection axis in various patterns for each phase of the bin.
Returning to FIG. 1, the description of the configuration of the MTF measuring apparatus 1 will be continued.

位相別エッジ投影情報生成手段14aは、ビンの位相ごとに、エッジ投影情報をエッジ投影情報記憶手段に15記憶する。
位相別エッジ投影情報生成手段14aは、予め定めた位相数分のエッジ投影情報を生成した段階で、エッジ投影情報の生成が完了した旨を位相別MTF算出手段14bに通知する。
The phase-specific edge projection information generation unit 14a stores 15 edge projection information in the edge projection information storage unit for each phase of the bin.
The phase-specific edge projection information generation means 14a notifies the phase-specific MTF calculation means 14b that generation of edge projection information has been completed at the stage of generating edge projection information for a predetermined number of phases.

位相別MTF算出手段14bは、ROI画像抽出手段13で抽出されたROI画像から、ビンの位相別にMTFを算出するものである。
この位相別MTF算出手段14bは、Slanted-edge法により、MTFを算出するが、ROI画像の各画素と投影軸のサブピクセル単位の座標位置との対応については、位相別エッジ投影情報生成手段14aが生成し、エッジ投影情報記憶手段15に記憶されている位相別のエッジ投影情報を参照する。
The MTF calculating unit 14b for each phase calculates the MTF for each phase of the bin from the ROI image extracted by the ROI image extracting unit 13.
This phase-specific MTF calculation means 14b calculates the MTF by the Slanted-edge method, and the correspondence between each pixel of the ROI image and the coordinate position of the sub-pixel unit of the projection axis is related to the phase-specific edge projection information generation means 14a. Is generated, and the edge projection information for each phase stored in the edge projection information storage unit 15 is referred to.

具体的には、図2(a)のROIで特定されるROI画像(垂直エッジ画像)Rから、MTFとして水平方向の周波数特性を求める場合、位相別MTF算出手段14bは、図3のように対応付けられたエッジ投影情報により、ROI画像の各画素を、図5に示すように、投影軸(x軸)に投影し、ビンごとに画素値を平均化することで、エッジの特性を示すエッジプロファイルを生成する。
また、図2(b)のROIで特定されるROI画像(水平エッジ画像)Rから、MTFとして垂直方向の周波数特性を求める場合、位相別MTF算出手段14bは、エッジ投影情報により、ROI画像の各画素の画素値を、垂直軸(y軸:不図示)に投影し、サブピクセル単位ごとに平均化することで、エッジの特性を示すエッジプロファイルを生成する。
Specifically, when obtaining the horizontal frequency characteristics as the MTF from the ROI image (vertical edge image) R specified by the ROI in FIG. 2A, the phase-specific MTF calculating means 14b is as shown in FIG. As shown in FIG. 5, each pixel of the ROI image is projected onto the projection axis (x-axis) by the associated edge projection information, and the pixel value is averaged for each bin to show the edge characteristics. Generate an edge profile.
When obtaining the vertical frequency characteristics as MTF from the ROI image (horizontal edge image) R specified by the ROI in FIG. 2B, the phase-specific MTF calculating means 14b uses the edge projection information to determine the ROI image. The pixel value of each pixel is projected on the vertical axis (y-axis: not shown), and averaged for each sub-pixel unit, thereby generating an edge profile indicating edge characteristics.

また、位相別エッジ投影情報生成手段14aにおいて、水平エッジ画像を左90度回転させて、垂直エッジ画像と同じエッジ投影情報を生成することとした場合、位相別MTF算出手段14bは、水平エッジ画像を左90度回転させて、垂直エッジ画像と同様にエッジプロファイルを生成すればよい。
なお、位相別MTF算出手段14bは、位相別のエッジ投影情報ごとに、エッジプロファイルを生成する。
そして、位相別MTF算出手段14bは、位相別のエッジプロファイルをそれぞれ微分することで、位相別の線広がり関数(LSF:Line Spread Function)を求め、そのLSFをフーリエ変換することでMTFを求める。
これによって、位相別MTF算出手段14bは、投影軸のビンの位相ごとに、複数のMTFを算出することができる。
When the phase-specific edge projection information generation unit 14a rotates the horizontal edge image 90 degrees to the left and generates the same edge projection information as the vertical edge image, the phase-specific MTF calculation unit 14b Is rotated 90 degrees to the left, and an edge profile may be generated in the same manner as the vertical edge image.
The phase-specific MTF calculation unit 14b generates an edge profile for each phase-specific edge projection information.
Then, the phase-specific MTF calculating unit 14b obtains a phase-specific line spread function (LSF) by differentiating the phase-specific edge profiles, and obtains the MTF by Fourier transforming the LSF.
Thus, the phase-specific MTF calculating unit 14b can calculate a plurality of MTFs for each phase of the projection axis bin.

なお、位相別エッジ投影情報生成手段14aおよび位相別MTF算出手段14bにおいて、MTFとして水平方向の周波数特性を求めるか、垂直方向の周波数特性を求めるかは、予め設定しておくものとしてもよいし、ROI画像が縦長であるか横長であるかによって、判定することとしてもよい。
位相別MTF算出手段14bは、算出した位相別のMTFを平均化手段16および位相選定手段17に出力する。
It should be noted that in the phase-specific edge projection information generation unit 14a and the phase-specific MTF calculation unit 14b, whether to obtain the horizontal frequency characteristic or the vertical frequency characteristic as the MTF may be set in advance. The determination may be made depending on whether the ROI image is vertically long or horizontally long.
The phase-specific MTF calculation means 14 b outputs the calculated phase-specific MTF to the averaging means 16 and the phase selection means 17.

平均化手段16は、測定指示手段12から通知される動作モードに応じて、機能が異なる。
平均化手段16は、動作モードがリアルタイムモードの場合、第1MTF算出手段14の位相別MTF算出手段14bで算出された位相別の複数のMTFについて、予め定めた周波数(基準周波数)に対応するMTF値の平均値、予め定めたMTF値(基準MTF値)に対応する周波数の平均値、または、予め定めた周波数範囲におけるMTF面積の平均値を算出するものである。
例えば、図6に示すように、位相別MTF算出手段14bで算出された位相別の複数(位相数N)のMTFにおいて、基準周波数として、撮像系評価における代表的な周波数(例えば、0.37cycles/pixel)に対応するMTF値の総和を位相数(N)で除算することで、基準周波数(0.37cycles/pixel)におけるMTF値の平均値を算出する。
なお、位相別MTF算出手段14bで算出されるMTFは等間隔の空間周波数で離散的に表されるため、基準周波数におけるMTF値は、基準周波数近傍の周波数で求められているMTF値から線形補間により求めればよい。
The averaging unit 16 has different functions depending on the operation mode notified from the measurement instruction unit 12.
When the operation mode is the real-time mode, the averaging unit 16 uses the MTF corresponding to a predetermined frequency (reference frequency) for the plurality of MTFs for each phase calculated by the MTF calculation unit 14b for each phase of the first MTF calculation unit 14. An average value of values, an average value of frequencies corresponding to a predetermined MTF value (reference MTF value), or an average value of MTF areas in a predetermined frequency range is calculated.
For example, as shown in FIG. 6, in a plurality of MTFs (number of phases N) for each phase calculated by the MTF calculation unit 14b for each phase, a typical frequency (for example, 0.37 cycles) in the imaging system evaluation is used as a reference frequency. The average value of the MTF values at the reference frequency (0.37 cycles / pixel) is calculated by dividing the sum of the MTF values corresponding to / pixel) by the number of phases (N).
Since the MTF calculated by the phase-specific MTF calculating means 14b is discretely represented by a spatial frequency at equal intervals, the MTF value at the reference frequency is linearly interpolated from the MTF value obtained at a frequency near the reference frequency. It can be obtained by

また、例えば、位相別MTF算出手段14bで算出された位相別の複数のMTFにおいて、基準MTF値として、50%に対応する周波数の総和を位相数(N)で除算することで、基準MTF値(50%)における周波数の平均値を算出する。なお、基準MTF値における周波数は、基準MTF値近傍のMTF値で求められている周波数から線形補間により求めればよい。   Further, for example, in the plurality of MTFs for each phase calculated by the MTF calculation unit for each phase 14b, the reference MTF value is obtained by dividing the sum of the frequencies corresponding to 50% by the number of phases (N) as the reference MTF value. The average value of the frequency at (50%) is calculated. The frequency in the reference MTF value may be obtained by linear interpolation from the frequency obtained from the MTF value near the reference MTF value.

また、例えば、位相別MTF算出手段14bで算出された位相別の複数のMTFにおいて、予め定めた周波数範囲(例えば、0〜0.5)のMTFの面積を位相別に求め、その総和を位相数(N)で除算することで、MTFの面積の平均値を算出する。MTFの面積は、予め定めた周波数単位(例えば、0.01)ごとのMTF値を、予め定めた周波数範囲分だけ加算して求めることができる。なお、予め定めた周波数単位ごとのMTF値は、それぞれ、周波数単位の対応する周波数近傍の周波数で求められているMTF値から線形補間により求めればよい。
この平均化手段16において、どの平均値(MTF値、周波数または面積)を算出するから、予め定めておくものとする。
リアルタイムモードにおいて、平均化手段16は、算出した平均値(MTF値、周波数または面積)を、位相選定手段17に出力する。
Further, for example, in a plurality of MTFs for each phase calculated by the MTF calculation unit for each phase 14b, the area of the MTF in a predetermined frequency range (for example, 0 to 0.5) is obtained for each phase, and the sum is calculated as the number of phases. By dividing by (N), the average value of the area of the MTF is calculated. The area of the MTF can be obtained by adding MTF values for each predetermined frequency unit (for example, 0.01) by a predetermined frequency range. The MTF value for each predetermined frequency unit may be obtained by linear interpolation from the MTF values obtained at frequencies near the corresponding frequency in the frequency unit.
Since this averaging means 16 calculates which average value (MTF value, frequency or area), it is assumed to be predetermined.
In the real-time mode, the averaging means 16 outputs the calculated average value (MTF value, frequency or area) to the phase selection means 17.

また、平均化手段16は、動作モードが非リアルタイムモードの場合、第1MTF算出手段14の位相別MTF算出手段14bで算出された位相別の複数のMTFを平均化するものである。
平均化手段16は、位相別に算出された複数のMTF値を同じ周波数ごとに平均化することで、平均化したMTFを生成する。
非リアルタイムモードにおいて、平均化手段16は、平均化したMTFを、MTF出力手段19に出力する。
The averaging means 16 averages the plurality of MTFs for each phase calculated by the MTF calculation means 14b for each phase of the first MTF calculation means 14 when the operation mode is the non-real time mode.
The averaging means 16 generates an averaged MTF by averaging a plurality of MTF values calculated for each phase for each same frequency.
In the non-real time mode, the averaging means 16 outputs the averaged MTF to the MTF output means 19.

なお、平均化手段16で位相別の複数のMTFを平均化する場合、位相によっては画素が投影されるビンの長さ(ビン数)が異なる場合がある。その場合、平均化手段16は、それぞれのMTFを空間周波数のピッチが揃うように補完した後に平均化することとする。あるいは、位相別MTF算出手段14bにおいて、予め各位相のビンの長さを揃えてMTFを算出することとしてもよい。   When the averaging means 16 averages a plurality of MTFs for each phase, the length (number of bins) of bins onto which pixels are projected may differ depending on the phase. In that case, the averaging means 16 performs averaging after complementing each MTF so that the pitches of the spatial frequencies are equal. Alternatively, the MTF calculation unit 14b for each phase may calculate the MTF by aligning the bin lengths of each phase in advance.

位相選定手段17は、第1MTF算出手段14の位相別MTF算出手段14bで算出された位相別のMTFの中で、平均化手段16で算出された平均値に最も近いMTF値、周波数または面積を有するビンの位相を選定するものである。
なお、位相選定手段17は、平均化手段16で平均値を算出する基準が基準周波数(例えば、0.37)の場合、同じ周波数において、最も近いMTF値を有するビンの位相を選定する。また、位相選定手段17は、平均化手段16で平均値を算出する基準が基準MTF値(例えば、50%)の場合、同じMTF値において、最も近い周波数を有するビンの位相を選定する。
位相選定手段17は、選定した位相を第2MTF算出手段18に出力する。
The phase selection unit 17 selects the MTF value, frequency, or area closest to the average value calculated by the averaging unit 16 among the MTFs by phase calculated by the phase-specific MTF calculation unit 14b of the first MTF calculation unit 14. The phase of the bin to be selected is selected.
When the reference for calculating the average value by the averaging unit 16 is a reference frequency (for example, 0.37), the phase selection unit 17 selects the phase of the bin having the closest MTF value at the same frequency. Further, when the reference for calculating the average value by the averaging unit 16 is a reference MTF value (for example, 50%), the phase selection unit 17 selects the phase of the bin having the closest frequency at the same MTF value.
The phase selection unit 17 outputs the selected phase to the second MTF calculation unit 18.

第2MTF算出手段18は、ROI画像抽出手段13で順次抽出されるROI画像から、MTFを算出するものである。この第2MTF算出手段18は、選定位相MTF算出手段18aを備える。
選定位相MTF算出手段18aは、エッジ投影情報記憶手段15に記憶されているエッジ投影情報を参照して、ROI画像抽出手段13で抽出されたROI画像から、MTFを算出するものである。
なお、エッジ投影情報記憶手段15に記憶されているエッジ投影情報の中で、位相選定手段17で選定された位相に対応するエッジ投影情報を参照する。
この選定位相MTF算出手段18aは、選定された位相に対応するエッジ投影情報を参照する以外は、位相別MTF算出手段14bと同様の処理でMTFを算出する。
選定位相MTF算出手段18aは、算出したMTFをMTF出力手段19に出力する。
The second MTF calculating unit 18 calculates MTF from the ROI images sequentially extracted by the ROI image extracting unit 13. The second MTF calculating means 18 includes a selected phase MTF calculating means 18a.
The selected phase MTF calculating unit 18 a calculates MTF from the ROI image extracted by the ROI image extracting unit 13 with reference to the edge projection information stored in the edge projection information storage unit 15.
In addition, the edge projection information corresponding to the phase selected by the phase selection unit 17 in the edge projection information stored in the edge projection information storage unit 15 is referred to.
The selected phase MTF calculating unit 18a calculates the MTF by the same process as the phase-specific MTF calculating unit 14b except that the edge projection information corresponding to the selected phase is referred to.
The selected phase MTF calculation unit 18 a outputs the calculated MTF to the MTF output unit 19.

MTF出力手段19は、測定結果となるMTFを外部(例えば、表示装置3)に出力するものである。
このMTF出力手段19は、周波数ごとのMTF値を出力してもよいし、撮像系評価における代表的な周波数(例えば、0.37cycles/pixel)のMTF値のみを出力することとしてもよい。
The MTF output means 19 outputs the MTF as a measurement result to the outside (for example, the display device 3).
The MTF output means 19 may output an MTF value for each frequency, or may output only an MTF value of a representative frequency (for example, 0.37 cycles / pixel) in imaging system evaluation.

以上説明したようにMTF測定装置1を構成することで、MTF測定装置1は、Slanted-edge法において、投影軸のビンの位相を変えて生成した複数のMTFにおいて、MTF値または周波数が平均値に最も近いビンの位相を用いてMTFを算出することで、MTFの測定精度を高めることができる。   By configuring the MTF measurement device 1 as described above, the MTF measurement device 1 can obtain an average MTF value or frequency in a plurality of MTFs generated by changing the phase of the bin of the projection axis in the Slanted-edge method. By calculating the MTF using the phase of the bin closest to, the MTF measurement accuracy can be improved.

[MTF測定装置の動作]
次に、本発明の実施形態に係るMTF測定装置1の動作について説明する。ここでは、リアルタイム測定動作と、非リアルタイム測定動作とを分けて説明する。
[Operation of MTF measuring device]
Next, the operation of the MTF measuring apparatus 1 according to the embodiment of the present invention will be described. Here, the real-time measurement operation and the non-real-time measurement operation will be described separately.

(リアルタイム測定動作)
まず、図7を参照(構成については適宜図1参照)して、MTF測定装置1のリアルタイム測定動作について説明する。
ここでは、MTF測定装置1は、撮像系2から入力される、チャートCHを撮像したチャート画像を、順次、チャート画像記憶手段10に記憶するとともに、表示装置3にチャート画像を表示する。以下、MTF測定装置1が連続して入力されるチャート画像からMTFを測定する動作について詳細に説明する。
(Real-time measurement operation)
First, the real-time measurement operation of the MTF measurement apparatus 1 will be described with reference to FIG.
Here, the MTF measuring apparatus 1 sequentially stores the chart image input from the imaging system 2 and captured the chart CH in the chart image storage unit 10 and displays the chart image on the display apparatus 3. Hereafter, the operation | movement which measures MTF from the chart image which the MTF measuring apparatus 1 inputs continuously is demonstrated in detail.

ステップS1において、ROI設定手段11は、ROIの領域(位置、大きさ等)をROI情報として設定する。例えば、ROI設定手段11は、表示装置3が表示しているチャート画像内において、測定者が操作するポインティングデバイス(不図示)で矩形領域を指定されることでROI情報を設定する。   In step S1, the ROI setting means 11 sets the ROI area (position, size, etc.) as ROI information. For example, the ROI setting unit 11 sets ROI information by designating a rectangular area with a pointing device (not shown) operated by the measurer in the chart image displayed on the display device 3.

ステップS2において、MTF測定装置1は、測定指示手段12によって、MTFの測定の開始が指示されるまで待機する(ステップS2でNo)。
そして、リアルタイムモードでMTFの測定の開始が指示された場合(ステップS2でYes)、ステップS3において、ROI画像抽出手段13は、チャート画像記憶手段10が記憶するチャート画像から、ステップS1で設定されたROI情報で示されるROI画像を抽出する。
In step S2, the MTF measuring apparatus 1 stands by until the measurement instructing unit 12 instructs the start of MTF measurement (No in step S2).
When the start of MTF measurement is instructed in the real-time mode (Yes in step S2), in step S3, the ROI image extraction unit 13 is set in step S1 from the chart image stored in the chart image storage unit 10. The ROI image indicated by the ROI information is extracted.

ステップS4において、第1MTF算出手段14の位相別エッジ投影情報生成手段14aは、ステップS3で抽出されたROI画像から、位相別のエッジ投影情報を生成する。すなわち、位相別エッジ投影情報生成手段14aは、ROI画像からエッジの傾きを求め、ROI画像の各画素位置と、エッジの傾きに沿って各画素位置をビンの位相を順次ずらした投影軸に投影した位置とを対応付けた位相別のエッジ投影情報を生成する。   In step S4, the phase-specific edge projection information generation unit 14a of the first MTF calculation unit 14 generates phase-specific edge projection information from the ROI image extracted in step S3. That is, the phase-specific edge projection information generation unit 14a obtains the slope of the edge from the ROI image, and projects each pixel position on the ROI image and the projection axis in which the bin phase is sequentially shifted along the edge slope. The edge projection information for each phase is generated in association with the position.

ステップS5において、位相別エッジ投影情報生成手段14aは、ステップS4で生成した位相別のエッジ投影情報をエッジ投影情報記憶手段15に記憶する。
ステップS6において、第1MTF算出手段14の位相別MTF算出手段14bは、ステップS3で抽出されたROI画像から、Slanted-edge法により、位相別にMTFを算出する。すなわち、位相別MTF算出手段14bは、ステップS5でエッジ投影情報記憶手段15に記憶されている位相別のエッジ投影情報を参照して、ROI画像の各画素の画素値を、位相別の投影軸に投影し、サブピクセル単位ごとに平均化することで、エッジの特性を示すエッジプロファイルを生成する。そして、位相別MTF算出手段14bは、エッジプロファイルを微分することで、線広がり関数(LSF)を求め、そのLSFをフーリエ変換することで位相別のMTFを算出する。
In step S5, the phase-specific edge projection information generation unit 14a stores the phase-specific edge projection information generated in step S4 in the edge projection information storage unit 15.
In step S6, the MTF calculating unit 14b for each phase of the first MTF calculating unit 14 calculates the MTF for each phase by the Slanted-edge method from the ROI image extracted in step S3. That is, the phase-specific MTF calculation unit 14b refers to the phase-specific edge projection information stored in the edge projection information storage unit 15 in step S5, and determines the pixel value of each pixel of the ROI image as the phase-specific projection axis. The edge profile which shows the characteristic of an edge is produced | generated by projecting and averaging for every sub-pixel unit. Then, the MTF calculating unit 14b for each phase obtains a line broadening function (LSF) by differentiating the edge profile, and calculates the MTF for each phase by Fourier transforming the LSF.

ステップS7において、平均化手段16は、ステップS6で算出された位相別のMTFについて、予め定めた周波数(基準周波数)に対応するMTF値の平均値、予め定めたMTF値(基準MTF値)に対応する周波数の平均値、または、予め定めた周波数範囲におけるMTF面積の平均値を算出する。
ステップS8において、位相選定手段17は、ステップS6で算出された位相別のMTFの中で、ステップS7で算出された平均値に最も近いMTF値、周波数または面積を有するビンの位相を選定する。
In step S7, the averaging means 16 sets the average value of the MTF values corresponding to the predetermined frequency (reference frequency) and the predetermined MTF value (reference MTF value) for the MTF for each phase calculated in step S6. The average value of the corresponding frequencies or the average value of the MTF areas in a predetermined frequency range is calculated.
In step S8, the phase selection unit 17 selects the phase of the bin having the MTF value, frequency, or area closest to the average value calculated in step S7 among the MTFs for each phase calculated in step S6.

ステップS9において、ROI画像抽出手段13は、チャート画像記憶手段10が記憶するチャート画像から、ステップS1で設定されたROI情報で示されるROI画像を抽出する。   In step S9, the ROI image extraction unit 13 extracts the ROI image indicated by the ROI information set in step S1 from the chart image stored in the chart image storage unit 10.

ステップS10において、第2MTF算出手段18の選定位相MTF算出手段18aは、ステップS9で抽出されたROI画像から、Slanted-edge法により、MTFを算出する。すなわち、選定位相MTF算出手段18aは、ステップS5でエッジ投影情報記憶手段15に記憶されているエッジ投影情報の中で、ステップS8で選定された位相に対応するエッジ投影情報を参照して、ROI画像の各画素の画素値を、選定された位相の投影軸に投影し、サブピクセル単位ごとに平均化することで、エッジの特性を示すエッジプロファイルを生成する。そして、選定位相MTF算出手段18aは、エッジプロファイルを微分することで、線広がり関数(LSF)を求め、そのLSFをフーリエ変換することでMTFを算出する。   In step S10, the selected phase MTF calculation unit 18a of the second MTF calculation unit 18 calculates the MTF from the ROI image extracted in step S9 by the Slanted-edge method. That is, the selected phase MTF calculating unit 18a refers to the edge projection information corresponding to the phase selected in step S8 among the edge projection information stored in the edge projection information storage unit 15 in step S5, and returns the ROI. The pixel value of each pixel of the image is projected onto the projection axis of the selected phase, and averaged for each sub-pixel unit, thereby generating an edge profile indicating edge characteristics. Then, the selected phase MTF calculating means 18a obtains a line spread function (LSF) by differentiating the edge profile, and calculates MTF by Fourier transforming the LSF.

ステップS11において、MTF出力手段19は、ステップS10で算出されたMTFを出力する。
ステップS12において、ROI画像抽出手段13は、チャート画像記憶手段10に新たなチャート画像が記憶されるか否かにより、チャート画像の入力の終了を判定する。ここで、新たなチャート画像が入力された場合(ステップS12でNo)、MTF測定装置1は、ステップS9に戻って動作を継続する。
一方、新たなチャート画像が入力されない場合(ステップS12でYes)、MTF測定装置1は、動作を終了する。なお、この終了判定は、測定指示手段12に対して、終了を指示されることで判定することとしてもよい。
以上の動作によって、MTF測定装置1は、順次入力されるチャート画像において、リアルタイムで、MTFを測定することができる。
In step S11, the MTF output means 19 outputs the MTF calculated in step S10.
In step S <b> 12, the ROI image extraction unit 13 determines the end of input of the chart image depending on whether or not a new chart image is stored in the chart image storage unit 10. Here, when a new chart image is input (No in step S12), the MTF measurement device 1 returns to step S9 and continues the operation.
On the other hand, when a new chart image is not input (Yes in step S12), the MTF measuring apparatus 1 ends the operation. This end determination may be made by instructing the measurement instruction means 12 to end.
With the above operation, the MTF measuring apparatus 1 can measure the MTF in real time in the chart images that are sequentially input.

(非リアルタイム測定動作)
次に、図8を参照(構成については適宜図1参照)して、MTF測定装置1の非リアルタイム測定動作について説明する。
ここでは、MTF測定装置1は、撮像系2から入力される、チャートCHを撮像したチャート画像を、チャート画像記憶手段10に記憶するとともに、表示装置3にチャート画像を表示する。以下、MTF測定装置1が静止画像として入力したチャート画像、または、連続して入力されるフレーム画像の任意のタイミングで選択されるチャート画像からMTFを測定する動作について詳細に説明する。
(Non-real-time measurement operation)
Next, the non-real time measurement operation of the MTF measuring apparatus 1 will be described with reference to FIG.
Here, the MTF measuring apparatus 1 stores a chart image obtained by imaging the chart CH, which is input from the imaging system 2, in the chart image storage unit 10 and displays the chart image on the display device 3. Hereinafter, an operation for measuring the MTF from the chart image input as a still image by the MTF measuring apparatus 1 or the chart image selected at an arbitrary timing of the frame images continuously input will be described in detail.

ステップS1において、ROI設定手段11は、ROIの領域(位置、大きさ等)をROI情報として設定する。なお、このステップS1は、図7で説明したステップS1と同じ処理である。   In step S1, the ROI setting means 11 sets the ROI area (position, size, etc.) as ROI information. In addition, this step S1 is the same process as step S1 demonstrated in FIG.

ステップS2Aにおいて、MTF測定装置1は、測定指示手段12によって、MTFの非リアルタイムの測定の開始が指示されるまで待機する(ステップS2AでNo)。
そして、非リアルタイムモードでMTFの測定の開始が指示された場合(ステップS2AでYes)、ステップS3以降の動作を行う。
なお、ステップS3からステップS6までの動作は、図7で説明したリアルタイムモード動作と同じであるため、同一のステップ番号を付して説明を省略する。
In step S2A, the MTF measuring apparatus 1 waits until the measurement instructing unit 12 instructs the start of non-real time measurement of MTF (No in step S2A).
When the start of MTF measurement is instructed in the non-real-time mode (Yes in step S2A), the operations after step S3 are performed.
Since the operation from step S3 to step S6 is the same as the real-time mode operation described in FIG. 7, the same step number is assigned and the description is omitted.

ステップS6の後、ステップS20において、平均化手段16は、ステップS6で算出された位相別のMTFを平均化する。
ステップS21において、MTF出力手段19は、ステップS20で平均化されたMTFを出力する。
以上の動作によって、MTF測定装置1は、非リアルタイムで、MTFを測定することができる。
After step S6, in step S20, the averaging means 16 averages the MTF for each phase calculated in step S6.
In step S21, the MTF output means 19 outputs the MTF averaged in step S20.
With the above operation, the MTF measuring apparatus 1 can measure the MTF in non-real time.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、この実施形態に限定されものではない。
ここでは、ROI画像(エッジ画像)として、水平エッジ画像、垂直エッジ画素を例に説明した。
しかし、ROI画像は、エッジを含めばその傾きは任意である。
例えば、MTF測定装置1は、チャートCHとして、図9に示すように、エッジの傾きが多方向(図9では、24方向)に存在するチャートCHを用いてもよい。この場合、ROI設定手段11は、水平方向または垂直方向のエッジを含む1箇所のROIを設定されることで、チャートCHの中心Cを点対称の中心として、24個分のROIを設定することとすればよい。
このとき、第1MTF算出手段14および第2MTF算出手段18は、例えば、基準となるROI(垂直エッジ画像)以外のROIについては、画像を回転させて、基準となるROIと同様に、エッジ投影情報を生成したり、MTFを算出したりすればよい。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this embodiment.
Here, a horizontal edge image and a vertical edge pixel have been described as examples of ROI images (edge images).
However, the inclination of the ROI image is arbitrary as long as the edge is included.
For example, the MTF measuring apparatus 1 may use, as the chart CH, a chart CH m in which the slope of the edge exists in multiple directions (24 directions in FIG. 9) as shown in FIG. In this case, the ROI setting unit 11 sets 24 ROIs with the center C of the chart CH m as a point-symmetrical center by setting one ROI including an edge in the horizontal direction or the vertical direction. You can do that.
At this time, the first MTF calculating unit 14 and the second MTF calculating unit 18 rotate the image for the ROI other than the reference ROI (vertical edge image), for example, as in the reference ROI. Or MTF may be calculated.

また、ここでは、MTF出力手段19が、測定したMTFをそのまま外部に出力することとした。しかし、MTF出力手段19は、MTFをグラフ化して出力してもよい。
例えば、MTF出力手段19は、横軸に周波数、縦軸にMTF値をとった座標上に空間周波数ごとのMTF値をプロットすることで、視覚化可能なグラフを生成する。このMTF出力手段19が、生成したグラフを表示装置3に出力することで、測定者が撮像系2のMTFの解析結果を視認することができる。
Here, the MTF output means 19 outputs the measured MTF as it is. However, the MTF output means 19 may output the MTF as a graph.
For example, the MTF output unit 19 generates a graph that can be visualized by plotting the MTF value for each spatial frequency on the coordinates with the frequency on the horizontal axis and the MTF value on the vertical axis. The MTF output unit 19 outputs the generated graph to the display device 3 so that the measurer can visually recognize the analysis result of the MTF of the imaging system 2.

また、ここでは、平均化手段16を、動作モード(リアルタイムモード、非リアルタイムモード)に応じて、異なる機能とする構成とした。
しかし、平均化手段16は、いずれかの動作モードで限定して動作するものであってもよい。例えば、MTF測定装置1を、非リアルタイムモードで限定して動作するものとした場合、位相選定手段17および第2MTF算出手段18を構成から省略すればよい。
Here, the averaging means 16 is configured to have different functions depending on the operation mode (real time mode, non-real time mode).
However, the averaging means 16 may operate in a limited manner in any operation mode. For example, when the MTF measurement device 1 is operated only in the non-real time mode, the phase selection unit 17 and the second MTF calculation unit 18 may be omitted from the configuration.

また、ここでは、リアルタイムモードとして、第1MTF算出手段14で最初に行うSlanted-edge法におけるROI画像の各画素位置と投影軸のビンの位置との最適な対応付けを、第2MTF算出手段18での処理において流用し、その対応付けでROIの画素をビン位置に投影することで、順次入力されるチャート画像からMTFを測定することとした。
しかし、リアルタイムモードであっても、非リアルタイムモードと同様に、動画像のフレームごとに、第1MTF算出手段14で位相別にMTFを算出し、平均化手段16において、位相別の複数のMTFを平均化することとしてもよい。
この場合、MTF測定装置1は、例えば、CPU性能が高ければ、動画像であっても、精度の高いMTFを測定することができる。また、MTF測定装置1は、CPU性能が低くすべてのフレームでMTFを測定できない場合でも、例えば、1秒に1回(60フレームに1回)でも精度の高いMTFを測定することができる。
Further, here, as the real-time mode, the second MTF calculating unit 18 optimally associates each pixel position of the ROI image with the bin position of the projection axis in the Slanted-edge method first performed by the first MTF calculating unit 14. In this process, the MTF is measured from the chart image that is sequentially input by projecting the ROI pixel to the bin position in accordance with the correspondence.
However, even in the real-time mode, as in the non-real-time mode, for each frame of the moving image, the first MTF calculating unit 14 calculates the MTF for each phase, and the averaging unit 16 averages the plurality of MTFs for each phase. It is good also as making it.
In this case, for example, if the CPU performance is high, the MTF measurement apparatus 1 can measure MTF with high accuracy even for a moving image. Further, even when the CPU performance is low and the MTF cannot be measured in every frame, the MTF measuring apparatus 1 can measure the MTF with high accuracy even once per second (once every 60 frames), for example.

1 MTF測定装置
10 チャート画像記憶手段
11 ROI設定手段
12 測定指示手段
13 ROI画像抽出手段
14 第1MTF算出手段
14a 位相別エッジ投影情報生成手段
14b 位相別MTF算出手段
15 エッジ投影情報記憶手段
16 平均化手段
17 位相選定手段
18 第2MTF算出手段
18a 選定位相MTF算出手段
19 MTF出力手段
2 撮像系
3 表示装置
CH チャート画像
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 MTF measuring apparatus 10 Chart image storage means 11 ROI setting means 12 Measurement instruction means 13 ROI image extraction means 14 First MTF calculation means 14a Phase-specific edge projection information generation means 14b Phase-specific MTF calculation means 15 Edge projection information storage means 16 Averaging Means 17 Phase selection means 18 Second MTF calculation means 18a Selection phase MTF calculation means 19 MTF output means 2 Imaging system 3 Display device CH Chart image

Claims (6)

境界でコントラストの異なるチャートを用いて、撮像系の解像度の空間周波数特性を表すMTFを測定するMTF測定装置であって、
前記撮像系により前記チャートを撮像したチャート画像から、前記境界を含んだ画像であるROI画像を抽出するROI画像抽出手段と、
サブピクセル間隔のビンの位相をずらした複数の投影軸に、前記境界であるエッジの傾きに沿って前記ROI画像の各画素を投影した位相別のエッジ投影情報を生成する位相別エッジ投影情報生成手段と、
前記位相別のエッジ投影情報を用いて、Slanted-edge法により位相別のMTFを算出する位相別MTF算出手段と、
前記位相別のMTFを平均化する平均化手段と、
前記位相別のMTFの中で、前記平均化手段で平均化されたMTFに最も近似する位相を選定する位相選定手段と、
前記位相別のエッジ投影情報の中で、前記位相選定手段で選定された位相のエッジ投影情報を用いて、前記Slanted-edge法により、前記撮像系が撮像する前記チャート画像から順次抽出される前記ROI画像において、前記位相選定手段で選定された位相のMTFを算出する選定位相MTF算出手段と、
を備えることを特徴とするMTF測定装置。
An MTF measurement device that measures MTFs representing spatial frequency characteristics of resolution of an imaging system using charts having different contrasts at boundaries,
ROI image extraction means for extracting an ROI image that is an image including the boundary from a chart image obtained by imaging the chart by the imaging system;
Phase-specific edge projection information generation for generating phase-specific edge projection information by projecting each pixel of the ROI image along the inclination of the edge that is the boundary on a plurality of projection axes in which the phase of bins of subpixel intervals is shifted Means,
A phase-specific MTF calculating means for calculating a phase-specific MTF by the Slanted-edge method using the phase-specific edge projection information;
Averaging means for averaging the MTFs for each phase;
Phase selection means for selecting a phase closest to the MTF averaged by the averaging means among the MTFs for each phase;
Among the edge projection information for each phase, the edge projection information of the phase selected by the phase selection means is used to sequentially extract the chart image captured by the imaging system by the Slanted-edge method. A selected phase MTF calculating means for calculating the MTF of the phase selected by the phase selecting means in the ROI image;
An MTF measuring apparatus comprising:
前記平均化手段は、前記位相別のMTFにおいて、予め定めた基準周波数のMTF値を平均化し、
前記位相選定手段は、前記平均化手段で平均化されたMTF値と前記基準周波数において最も近いMTF値を有する前記ビンの位相を選定することを特徴とする請求項1に記載のMTF測定装置。
The averaging means averages MTF values of a predetermined reference frequency in the MTF for each phase,
2. The MTF measurement apparatus according to claim 1, wherein the phase selection unit selects the phase of the bin having the MTF value averaged by the averaging unit and the MTF value closest to the reference frequency.
前記平均化手段は、前記位相別のMTFにおいて、予め定めた基準MTF値の周波数を平均化し、
前記位相選定手段は、前記平均化手段で平均化された周波数と前記基準MTF値において最も近い周波数を有する前記ビンの位相を選定することを特徴とする請求項1に記載のMTF測定装置。
The averaging means averages the frequency of a predetermined reference MTF value in the MTF for each phase,
2. The MTF measuring apparatus according to claim 1, wherein the phase selecting unit selects a phase of the bin having a frequency averaged by the averaging unit and a frequency closest to the reference MTF value.
前記平均化手段は、前記位相別のMTFにおいて、予め定めた周波数範囲のMTFの面積を平均化し、
前記位相選定手段は、前記平均化手段で平均化された面積に最も近い面積を有する前記ビンの位相を選定することを特徴とする請求項1に記載のMTF測定装置。
The averaging means averages the area of the MTF in a predetermined frequency range in the MTF for each phase,
The MTF measuring apparatus according to claim 1, wherein the phase selecting unit selects a phase of the bin having an area closest to an area averaged by the averaging unit.
境界でコントラストの異なるチャートを用いて、撮像系の解像度の空間周波数特性を表すMTFを測定するMTF測定装置であって、
前記撮像系により前記チャートを撮像したチャート画像から、前記境界を含んだ画像であるROI画像を抽出するROI画像抽出手段と、
サブピクセル間隔のビンの位相をずらした複数の投影軸に、前記境界であるエッジの傾きに沿って前記ROI画像の各画素を投影した位相別のエッジ投影情報を生成する位相別エッジ投影情報生成手段と、
前記位相別のエッジ投影情報を用いて、Slanted-edge法により位相別のMTFを算出する位相別MTF算出手段と、
前記位相別のMTFを平均化する平均化手段と、
を備えることを特徴とするMTF測定装置。
An MTF measurement device that measures MTFs representing spatial frequency characteristics of resolution of an imaging system using charts having different contrasts at boundaries,
ROI image extraction means for extracting an ROI image that is an image including the boundary from a chart image obtained by imaging the chart by the imaging system;
Phase-specific edge projection information generation for generating phase-specific edge projection information by projecting each pixel of the ROI image along the inclination of the edge that is the boundary on a plurality of projection axes in which the phase of bins of subpixel intervals is shifted Means,
A phase-specific MTF calculating means for calculating a phase-specific MTF by the Slanted-edge method using the phase-specific edge projection information;
Averaging means for averaging the MTFs for each phase;
An MTF measuring apparatus comprising:
コンピュータを、請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のMTF測定装置として機能させるためのMTF測定プログラム。   An MTF measurement program for causing a computer to function as the MTF measurement device according to any one of claims 1 to 5.
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