JP3953336B2

JP3953336B2 - 撮像系の特性測定装置と特性測定方法

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Publication number: JP3953336B2
Application number: JP2002054818A
Authority: JP
Inventors: 英明吉田
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2002-02-28
Filing date: 2002-02-28
Publication date: 2007-08-08
Anticipated expiration: 2022-02-28
Also published as: JP2003259399A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子カメラ等の撮像系における各種特性を測定する技術に係わり、特に周波数−振幅変調度特性を求めるための撮像系の特性測定装置と測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子画像の画質評価パラメータの一つとして、周波数−振幅変調度特性（Frequency-Amplitude Response Characteristic：通常「周波数」を省略し、単に振幅変調度／ＡＲと称する）が用いられている。特に撮像系の評価においては、被写体画像入力として正弦波を与えることが困難なため、矩形波である白黒の帯状チャートを使用するのが通例である。なお、入力が矩形波の場合のＡＲを特にコントラスト伝達関数（ＣＴＦ）と称することもある。
【０００３】
ＡＲ測定用のチャートとしては、複数の周波数の波を並べたマルチバースト画像や、波の変化方向に周波数が連続的に変化する周波数スイープ画像が用いられるが、連続的な周波数特性を得るためには後者を使用する必要がある。周波数スイープ画像としては、サーキュラーゾーンプレートチャートや ISO12233 Resolution のチャート（図３）に併設された“Limiting Resolution”測定用の周波数スイープ画像が知られており、評価に適用されている。
【０００４】
周波数スイープ画像の一例として上記 ISO12233 Resolution のチャートの周波数スイープ画像の一部の構造を図６に示せば、この画像は画像の変化方向（波の分布方向）が水平方向であり、白黒帯の間隔＝空間波の波長がやはり水平方向に変化しているから、画像の水平位置によって波の周波数が変化している。即ち、波の分布方向と周波数変化方向が等しい１次元スイープ画像である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような１次元スイープ画像を用いた場合は、次のような問題があった。
【０００６】
（１）単一周波数入力に対するレスポンスデータを正確に得ることは困難である。
【０００７】
即ち、スイープは連続的に波長（周波数）が変化しているから、周波数軸上の１点はある１つの周波数（代表周波数）を示してはいるが、これに対応する現実の波形は一定周波数の波ではないから歪んだ波形となり、また得られるレスポンス値は、その代表周波数１波長程度に対応する周波数区間のレスポンスの平均値でしかない。
【０００８】
（２）実用上の利便を考えると、一般に視覚解像度（Visual Resolution）の測定に用いられるくさびチャート（後述）とは別に、上述の１次元スイープ画像を用いる必要があり、煩雑である。
【０００９】
即ち、極めて密接に関係に有る評価パラメータである限界解像度（但し上記視覚解像度ＶＲ）とＡＲの測定に異なるチャート画像を用いることは、たとえ上記 ISO12233 Resolution のチャートのようにこれらが併設統合されたものであっても、測定手順やデータ処理において二度手間となり煩雑で作業効率の低下を来たす。更に言えば、これら異なるチャートを用いて行なわれた測定結果に不整合を生じるおそれもある。
【００１０】
なお、上記の１次元スイープ画像を用いて限界解像度の測定を行なうことによりＡＲ測定との統合を目指した一つの試みが ISO12233 における“Limiting Resolution（限界解像度）”測定法であるが、これは擬似信号の影響等によって明らかな偽解像状態であるにも拘わらず高い解像数値が測定されてしまう場合があるなど、未解決の不具合を有したものである。
【００１１】
本発明は、上記事情を考慮して成されたもので、その目的とするところは、原理的に歪みの無い単一周波数に対するレスポンス測定値を得ることが可能であり、かつ限界解像度（視覚解像度ＶＲ）の測定と統合された、利便性及び結果整合性の高いＡＲの自動測定を行ない得る撮像系の特性測定装置と測定方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
（構成）
上記課題を解決するために本発明は、次のような構成を採用している。
【００１３】
即ち本発明は、撮像系の周波数−振幅変調度特性を測定するための撮像系の特性測定装置において、解像度目視測定用くさび画像を撮像入力被写体とし、評価対象たる撮像系によって前記くさびが撮像された画像を解析して、前記くさびの各行位置に対応する矩形波の出力振幅を算出する振幅算出手段と、前記各行位置に対応する矩形波の空間周波数を算出する空間周波数算出手段とを具備してなり、前記算出された空間周波数及び出力振幅に基づいて前記撮像系の周波数−振幅変調度特性を求めることを特徴とする。
【００１４】
ここで、本発明の望ましい実施態様としては次のものが挙げられる。
【００１５】
(1) 白の直流基準レベルである基準白レベル及び黒の直流基準レベルである基準黒レベルの入力手段と、各基準レベルより算出された直流出力振幅に基づいて振幅算出手段により算出された出力振幅を規格化する規格化手段とを有したこと。
【００１６】
(2) 空間周波数算出手段は、当該行位置、及びくさびの長さ方向（副走査方向）の画素数と、撮像画像の同方向の画素数との比率に基づいて空間周波数を算出するものであること。
【００１７】
(3) 空間周波数算出手段は、撮影画像内におけるくさびの開始行及び終端行をそれぞれ検出してくさびの長さ方向の画素数を得るものであること。
【００１８】
(4) 振幅算出手段が画像を解析する際のくさびの幅方向（主走査方向）の走査範囲を各行毎に補正する走査範囲補正手段を有したこと。
【００１９】
(5) 評価対象たる撮像系が有する撮像ガンマ特性を補正して画像データを線形化するデガンマ手段を有し、このデガンマ手段によって線形化された後の画像に基づいて出力振幅及び振幅変調度を算出すること。
【００２０】
(6) くさびが撮像された画像から、当該くさび及び近傍領域を含む測定用矩形領域（くさび切出し画像）を切り出す領域切出し手段と、領域切出し手段によって切り出したくさび切出し画像の縦横画素数の比率に基づいて、くさび切出し画像に対して施す回転を制御する画像回転手段とを有したこと。
【００２１】
(7) 解像度目視測定用くさび画像を用いた本来の解像度測定手段が設けられており、このくさび画像を解像度測定と振幅変調度の測定に併用すること。
【００２２】
(8) くさび画像を矩形に切り出した矩形画像の縦横比に基づいて画像の回転を自動的に制御すること。
【００２３】
また本発明は、撮像系の周波数−振幅変調度特性を測定するための撮像系の特性測定方法において、解像度目視測定用くさび画像を撮像入力被写体とし、評価対象たる撮像系によって前記くさびが撮像された画像を解析して、前記くさびの各行位置に対応する矩形波の出力振幅を算出する工程と、前記各行位置に対応する矩形波の空間周波数を算出する工程と、前記算出された空間周波数及び出力振幅に基づいて前記撮像系の周波数−振幅変調度特性を求める工程とを含むことを特徴とする。
【００２４】
（作用）
本発明によれば、解像度測定用くさびチャートを撮像して得られる画像を解析し、くさびの各行位置に対応する矩形波の出力振幅を算出すると共に、各行位置に対応する矩形波の空間周波数を算出することにより、撮像系の周波数−振幅変調度特性（ＡＲ）を自動測定することができる。そしてこの場合、測定波の分布方向（変化方向）と周波数走査方向が直交していることから、単一周波数に対する振幅（ＡＲ）値の測定が可能であると共に、解像度の測定と同時に測定を行なうことができ、これにより作業効率が向上する。
【００２５】
【発明の実施の形態】
（実施形態）
以下、本発明の詳細を図示の実施形態によって説明する。
【００２６】
図１は、本発明の一実施形態に係わるＡＲ測定システムの被検カメラとなる電子カメラの構成を示すブロック図である。
【００２７】
図中、１０１は各種レンズからなる撮像レンズ系、１０２はレンズ系１０１を駆動するためのレンズ駆動機構、１０３はレンズ系１０１の絞り及びシャッタ装置を制御するための露出制御機構、１０４はローパス及び赤外カット用のフィルタ、１０５は被写体像を光電変換するためのＣＣＤカラー撮像素子、１０６は撮像素子１０５を駆動するためのＣＣＤドライバ、１０７はＡ／Ｄ変換器等を含むプリプロセス回路、１０８はγ変換などを初めとする各種のディジタル演算処理を行なうためのディジタルプロセス回路、１０９はカードインターフェース、１１０はメモリカード、１１１はＬＣＤ画像表示系を示している。
【００２８】
また、図中の１１２は各部を統括的に制御するためのシステムコントローラ、１１３は各種ＳＷからなる操作スイッチ系、１１４は操作状態及びモード状態等を表示するための操作表示系、１１５は発光手段としてのストロボ、１１６はレンズ駆動機構１０２を制御するためのレンズドライバ、１１７は露出制御機構１０３及びストロボ１１５を制御するための露出制御ドライバ、１１８は各種設定情報等を記憶するための不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）を示している。
【００２９】
一方、図２は、本実施形態に係わるＡＲ測定システムが動作するパーソナルコンピュータの構成を示すブロック図である。
【００３０】
図中、２０１は各部を統括的に制御するためのＣＰＵ、２０２はこのコンピュータの主記憶となるシステムメモリ、２０３はこのコンピュータの外部記憶となる磁気ディスク装置、２０４はこのコンピュータにおけるユーザインタフェースのアウトプットを司るディスプレイコントローラ、２０５はこのコンピュータにおけるユーザインタフェースのインプットを司るキーボードコントローラ、２０６はカードインタフェース、２０７はメモリカードを示している。また、ディスプレイコントローラ２０４は、ＣＰＵ２０１が作成した表示データをＣＲＴ２０４ａ，ＬＣＤ２０４ｂに表示制御し、キーボードコントローラ２０５は、キーボード２０５ａ，マウス２０５ｂの操作をＣＰＵ２０１に伝達する。
【００３１】
そして、このＡＲ測定システムは、磁気ディスク装置２０３からシステムメモリ２０２にロードされてＣＰＵ２０１によって実行されるプログラムとして構成される。なお、このプログラムとしては、ＡＲ測定のみを行うものでも良いし、同一のくさび画像から解像度測定とＡＲ測定の両方を行うもののでも良い。
【００３２】
次に、このＡＲ測定システムが実行する周波数−振幅変調度特性の自動測定の基本原理について説明する。
【００３３】
検査担当者は、まず、被検カメラである電子カメラを用いて、例えば図３に示すチャートを撮影する。この撮影されたチャートの画像は、メモリカード１１０に格納されるが、検査担当者は、このメモリカード１１０を電子カメラから取り外してメモリカード２０７としてパーソナルコンピュータに装着し直すことにより、このチャート画像をパーソナルコンピュータへ取り込ませる。なお、この電子カメラからパーソナルコンピュータへの画像の引き渡しは、必ずしもメモリカードを介在させるものではなく、例えばデータを送受信するための通信機能を双方が備えれば、その通信機能によって行えば良い。
【００３４】
この図３に示すチャートは、ISO12233 Resolution チャートであり、解像度の目視測定に用いられる代表的なチャートである。そして、このＡＲ測定システムでは、このチャート画像からくさびチャートを含む矩形領域ａ（ａ１，ａ２）を切り出す。この矩形領域の切り出しは、検査担当者が、ＣＲＴ２０４ａ又はＬＣＤ２０４ｂに表示されたチャート画像上の所望の位置にマウス２０５ｂで始点及び終点を指定することにより実行する。ＡＲ測定システムは、この指定された始点及び終点それぞれについて、その点を通過する水平線及び垂直線を仮想的に描画し、この仮想的に描画した各線で囲まれた部分を矩形領域として切り出しを実行する。図４は、このようにして切り出された矩形画像の一例を示す図である。
【００３５】
図４に示すように、このくさびチャートは、横（水平）方向には、同じ幅の白黒帯が黒５本、白４本が並んでいる。従って、ある水平位置（ライン）のみの輝度レベルに着目すれば、図５に示すように所定の空間周波数の矩形波となっており、かつ上下（垂直）方向については、その矩形波の周波数が上から下に連続的に増加している周波数スイープ画像とみなすことができる。これは、従来のＡＲ測定に用いられていた１次元スイープではなく、２次元（直交）スイープ画像である。
【００３６】
ＥＩＡＪ−Ａチャートは、くさびの帯が直線的に描かれているため周波数スイープとしては双曲線関数状になっており、リニアスイープではない。ISO12233 チャートは、リニアスイープを実現するために図４のようにくさびの帯が双曲線状に曲がっているが、いずれも本発明に対して適用可能な「くさび」である。
【００３７】
なお、従来目視による判定（官能評価）のために用いられる関係で、図４のように対応する周波数を表すスケールが添え書きされるのが通例であるが、本発明では目視によらないデータ解析による自動計測を行なうため、このスケール部分は使用しない。
【００３８】
ここで、単に「くさびの方向」といった場合は、くさびの周波数スイープに対応する方向（図４では上下（垂直）方向）を指すものとする。「くさびの長さ」はくさびの存在範囲の、このくさびの方向への長さを指すものとする。これに対して、これに直交する方向をくさびの幅方向とする。言うまでもなく、くさびの「幅」は周波数によって異なり単一の値ではない。
【００３９】
本実施形態では、被検カメラにて撮影されたくさび画像のデータを解析することでＡＲ特性を算出するが、その際に撮像記録される解析対象画像の画素配列は一般的な直交配列（水平，垂直）であることを前提としており、図４と同じ方向（くさび方向が垂直、周波数スイープは上から下）になるように撮像する。
【００４０】
本実施形態では水平方向座標ｉは右向きを正、垂直方向座標ｊは下向きを正にとっている。そして解析は、水平方向（ｉ座標方向）、即ち幅方向を主走査方向として上記矩形波の検出（振幅の測定）を行ないつつ、垂直方向（ｊ座標方向）、即ち長さ方向を副走査方向として周波数スイープを行なうことでＡＲ特性を求めるものである。なお、通例に倣い、水平方向の１ならびの画素（共通のｊ値を有する画素群）を行又はラインと称する。
【００４１】
以下、図７乃至図１２に示すフローチャートを参照しながらその具体的な手順を説明する。図７は、このＡＲ測定システムにおけるＡＲ測定のメインフローを示す図である。
【００４２】
まず、被検カメラを用いて、図３の ISO12233 チャートを適当な倍率（チャート作成者が本来の目視測定を意図して設けた画枠基準線には拘わらない任意倍率で良い）で撮像し、その記録された画像（撮影画像）から、図４のような所定の矩形領域を測定用画像として切出す。この時、撮影画像の垂直画素数をＰＨｔ、切出した画像の水平垂直の画素数をそれぞれＬｘ＋１、Ｌｙ＋１としている。なお、＋１は座標として０を用いる都合上のものである。また、くさび領域の切出しに際しては、くさび全体が含まれていること（領域にはくさび上下の白部分が必ず含まれていること）、及び上記スケール部分のうちくさび上端に位置するものは含まないように為されることを前提にしている。
【００４３】
このようにして得られた撮影画像、即ち画像データＹ（ｉ，ｊ）を読み込む。なお、本実施形態ではモノクロ画像として表現しているが、撮影画像がカラー画像の場合、カラー信号から所定のマトリクス演算によって輝度値を算出して用いれば良い。このとき、画像の高さ（垂直画素数）をＰＨｔとする（Ｓ１）。
【００４４】
次に、ＤＣレスポンスＤＣＲを測定する（Ｓ２）。なお、このＤＣレスポンス測定については、図８に示す〈サブフロー１〉にて後述する。
【００４５】
次に、前記図４のようなくさび切出しのための矩形領域を測定者が手動的に指定する。装置としての対応は、例えば通常の画像処理ソフトで最も一般的に使用されているＧＵＩ（グラフィカルユーザーインターフェース）であるマウスによって可変する仮想的な切出し矩形領域を原画像に重畳表示し、所定の切出し指示によって領域を確定するなど適当な方法を用いれば良い。（Ｓ３）
次に、くさびの方向が水平方向である横くさびを用いる場合（垂直レスポンスの測定）に対応するための画像回転処理を行ない、以下の処理としては全て上述のくさびの方向が垂直方向である縦くさびとして取扱えるようにする（Ｓ４）。なお、この画像回転処理については、図９に示す〈サブフロー２〉によって後述する。
【００４６】
次に、くさび領域（走査範囲）の中を実際に走査してデータ解析を行なうに備えて、パラメータの初期設定を行なう。垂直座標であるｊを０（即ち最上行）に設定し、水平走査範囲を限定する水平走査始点座標ｉst及び水平走査終点座標ｉend をそれぞれ０とＬｘに設定し、水平の初期走査範囲をくさび領域全域とする（Ｓ５）。
【００４７】
次に、データ解析によってくさび開始ラインＷＳＬを検出する（Ｓ６）。なお、このくさび開始ライン検出については、図１０に示す〈サブフロー３〉にて後述する。
【００４８】
次に、ｊ値を１加算し、以下の測定をＷＳＬの次行から開始する（Ｓ７）。毎回（各ｊ）の測定に先立ち既にｊがＬｙ、即ち最終行に達していないことを確認し（Ｓ８）、もし達していた場合には正しい測定結果が得られないから適当なエラー処理を行なう（Ｓ１５）。正常の場合は、次に当該行の信号振幅値であるＲ（ｊ）の測定を行なう（Ｓ９）。なお、このＲ（ｊ）測定については、図１１に示す〈サブフロー４〉にて後述する。
【００４９】
続いて、測定した振幅値Ｒ（ｊ）の値が前行の振幅値Ｒ（ｊ−１）に対して急激に減少したかどうかを判定（差分閾値ＴＨ1 ）することで、くさびの終端（下端）であるかどうかを判定する（Ｓ１０）。
【００５０】
下端に達していなければ、ISO12233 チャートのくさびに付帯している目盛り線の影響を排除するための走査幅補正（水平走査範囲の再設定）を行なって（Ｓ１４）から、次行の測定に移るためにｊ値を１加算して上記制御を繰り返す（Ｓ７）。なお、このＳ１４の走査幅補正については、図１２に示す〈サブフロー５〉にて後述する。
【００５１】
そして、Ｓ１０でくさびの終端であることが検出されたら一連の測定ループを終了し、その時のｊをくさび終端ラインＷＥＬの値として保持する（Ｓ１１）。
【００５２】
以上で、必要な全てのデータが取得できたので、次の式に示す数値演算によって目的とするＡＲ特性を算出する。即ち、各ライン毎に得られた信号振幅Ｒ（ｊ）を、ＤＣレスポンスＤＣＲで除して規格化することで各ラインのＡＲを算出する。
【００５３】
【数１】

【００５４】
一方、各ライン（ｊ）の対応空間周波数は、ＷＳＬとＷＥＬとの差として求まるくさび長に対する各ラインの相対的な位置（くさび長に対する内分比）によってくさび設計上の（即ち規定倍率での撮影を想定した）空間周波数の値を求め（式の分子）、これに対して画面高ＰＨt とくさび長との比率によって実撮影倍率と規定撮影倍率との相違（倍率比）を求めて補正を施す（式の分母）ことによって算出する（Ｓ１２）。
【００５５】
【数２】

【００５６】
そして、適宜必要に応じてグラフ（通例、横軸に周波数、縦軸に対応ＡＲ値をプロットしたものが標準的に用いられる）を描画したりデータの数値を表示したり（Ｓ１３）して、測定動作を終了する。
【００５７】
以上のようにして、解像度測定用のくさびを用いてＡＲ特性の測定を行なうことができる。くさび画像は２次元（かつ直交）スイープ画像であるから、測定対象の周波数の波長に関係無く各ライン毎にほぼ単一周波数の歪みの無い波が描かれており、従来の１次元スイープ画像よりも精度の高いデータが得られると共に、利便性が向上する。また、入力された矩形画像の縦横比に基づいて画像の回転を自動的に制御することで操作性を向上させることも可能となる。
【００５８】
次に、図７のメインフローにおけるサブフロー１から５に関して、より詳しく説明する。
【００５９】
＜サブフロー１＞ＤＣレスポンス測定（図８）
まず、基準白レベルＲＷＬの取得を行なう。具体的には、このための矩形領域を測定者が手動的に指定する。これは上述のＳ３と同様の対応で良い。測定者が指定する領域はくさび近傍の大面積の白部分（例えば５本くさびと９本くさびの間に設けられた黒帯部と両くさび間の白領域が推奨される）とし、少なくとも数１０〜１００画素程度以上が含まれるようにする。領域が指定されたら当該領域の全画素の平均値を算出し、ＲＷＬとする＜s101＞。
【００６０】
次いで、基準黒レベルＲＢＬの取得を行なう。指定領域が黒部分である点を除き上記＜s101＞と同様である。黒部分としては、例えば上記黒帯部が推奨される＜s102＞。その後、ＲＷＬとＲＢＬの差としてＤＣレスポンスＤＣＲを算出する＜s103＞。このようにしてＤＣレスポンス測定が行われる。
【００６１】
＜サブフロー２＞画像回転処理（図９）
まず、切出した矩形画像の水平垂直の画素数Ｌｘ，Ｌｙを比較する＜s201＞。そして、矩形画像が縦長（縦／横≧１）の場合は回転しない＜s201のY＞。また、横長（縦／横＜１）の場合は９０度回転する＜s201のN＞。
【００６２】
回転に先立ち、矩形領域の左半部（Ｌ）と右半部（Ｒ）のデータ平均値ＬＡｖとＲＡｖを算出し＜s202＞、これらを比較する＜s203＞。そして、Ｌ≦Ｒの場合、左側に黒が多いから右９０度回転する＜s204＞。Ｌ＞Ｒの場合には、右側に黒が多いから左９０度回転（右２７０度回転）する＜s205＞。これによって、上下の正しい縦くさびが得られる。
【００６３】
また、画像を回転させた場合は、回転によって縦横の画素数が入れ替わることに対応して、パラメータＬx とＬy の値を入れ替える＜s206＞。
【００６４】
なお、上記回転方向（左右）の選択に関しては、上記例以外の変形例として、例えば使用するチャートの仕様に従って、くさびタイプ（黒線数）の指定が５本場合に右回転、９本の場合は左回転を自動的に選択するように構成しても良い。
【００６５】
＜サブフロー３＞くさび開始ライン検出（図１０）
当初はｊ＝０であるから、ｊに１を加算して、ｊ＝１のラインから検出処理に入る＜s301＞。毎回（各ｊ）の検出動作に先立ち既にｊがＬy すなわち最終行に達していないことを確認し＜s302＞、もし達していた場合には正しい測定結果が得られないから適当なエラー処理を行なう＜s306＞。
【００６６】
正常の場合は、次に当該行の信号振幅値であるＲ（ｊ）の測定を行なう＜s303＞。なお、このＲ（ｊ）の測定は、図１１に示すサブフロー４にて後述する。
【００６７】
続いて、測定した振幅値Ｒ（ｊ）の値が前行の振幅値Ｒ（ｊ−１）に対して急激に増加したかどうかを判定（差分閾値ＴＨ2 ）することで、くさびの開始行（上端）であるかどうかを判定する＜s304＞。
【００６８】
開始行に達していなければ、次行の測定に移るためにｊ値を１加算して上記制御を繰り返す＜s301＞。そして、＜s304＞でくさびの開始行であることが検出されたら一連の測定ループを終了し、その時のｊをくさび開始ラインＷＳＬの値として保持する＜s305＞。
【００６９】
＜サブフロー４＞Ｒ（ｊ）測定（図１１）
このサブフローでは、測定の際にスケール部の影響を回避するため、水平方向の走査対象範囲がｉstとｉend の間（両端を含む）の区間に限定されている。その区間の画像データＹ（ｉ，ｊ）に関して上位５値の平均値を求め＜s401＞、次に下位５値の平均値を求める＜s402＞。そして、これらの差を持って当該行の振幅Ｒ（ｊ）とする＜s403＞。
【００７０】
このＲ（ｊ）はｐ−ｐ値に相当するものであるが、適当な数の平均値を使用することでノイズの影響を軽減している。なおこの他にも純粋なｐ−ｐ値を用いたり、平均偏差や標準偏差等その他の適当な振幅対応値を用いても良い。
【００７１】
＜サブフロー５＞走査幅補正（図１２）
このサブフローでは、上記水平方向の走査範囲を限定するパラメータである走査始点ｉstと走査終点ｉend を再設定する。これらはそれぞれ独立に処理され、始めにｉstの再設定を行なう。
【００７２】
まず、当該行においてｉを走査始点ｉstに初期設定し＜S501＞、次にｉに１を加算して次列（次画素）から処理を開始する＜s502＞。
【００７３】
毎回（各ｉ）の検出動作に先立ち既にｉがｉend 、即ち走査終点に達していないことを確認する＜s503＞。もし、達していた場合には、正しい測定結果が得られないから適当なエラー処理を行なう＜s511＞。
【００７４】
正常の場合は次に、当該列の画素値Ｙ（ｉ，ｊ）が前列（左隣列）の画素値Ｙ（ｉ−１，ｊ）に対して急激に減少したかどうかを判定（差分閾値ＴＨ3 ）することで、くさびの開始列（黒線部の左端）を検出する＜s504＞。そして、開始列に達していなければ、次列の測定に移るためにｉ値を１加算して上記制御を繰り返す＜s502＞。
【００７５】
ステップ＜s504＞でくさびの開始列が検出されたら一連の測定ループを終了し、その時のｉ値より２を減じた値を新たな走査始点ｉstの値として保持する＜s505＞。このとき、くさびの水平端を検出してこれに基づいて次行の水平走査範囲を決めているから、くさびの水平走査範囲を実際のくさび存在領域ぎりぎりに設定することができ、上述したスケール部の影響を確実に回避することができる。その際、２を減じてくさび水平端に対して走査範囲をシフトしているのは、確実にくさび部の開始列（左端）が走査範囲に含まれるようにしてするためである。従って、シフト値は必ずしも２である必要は無いが、この値が大きすぎると走査範囲にスケールが含まれる可能性が生じ不具合を生じるため、これを勘案した適当な範囲の値でなければならない。
【００７６】
次に行なわれるｉend の再設定は、上記ｉstの再設定と左右が逆になる以外は全く同様である。
【００７７】
即ち、まず当該行においてｉを走査始点ｉend に初期設定し＜S506＞、次にｉから１を減じて次列（次画素）から処理を開始する＜s507＞。
【００７８】
毎回（各ｉ）の検出動作に先立ち既にｉがｉst、即ち走査始点に達していないことを確認し＜s508＞、もし達していた場合には正しい測定結果が得られないから適当なエラー処理を行なう＜s512＞。
【００７９】
正常の場合は次に、当該列の画素値Ｙ（ｉ，ｊ）が前列（右隣列）の画素値Ｙ（ｉ＋１，ｊ）に対して急激に減少したかどうかを判定（差分閾値ＴＨ3 ）することで、くさびの終了列（黒線部の右端）を検出する＜s509＞。そして、終了列に達していなければ、次列の測定に移るためにｉ値から１を減じて上記制御を繰り返す＜s507＞。
【００８０】
ステップ＜s509＞でくさびの終了列が検出されたら一連の測定ループを終了し、その時のｉ値に２を加算した値を新たな走査終点ｉend の値として保持する＜s510＞。
【００８１】
（変形例）
上記実施形態において、画像データＹ（ｉ，ｊ）が被写体輝度に対して線形なデータであるかガンマ特性を有したデータであるかについては触れなかった。ＡＲ測定手法として、従来の手法を自動化する範疇に留める場合には画像データが線形であるか否かの何れに拘わらず当該画像データＹ（ｉ，ｊ）に対して上記処理を単純に適用すれば充分である。即ち、理論的厳密さからはガンマデータの場合は周波数伝達関数という概念を適用できないが、実用上の要請から近似的には適用可能として線形データと同様の取扱いを行なうのが従来の通例であったからである。
【００８２】
ここにおいて、さらに進んだ一つの変形実施形態として、上記読みこんだ画像データがガンマ特性を有している（非線型の）場合には、当該データにデガンマを施して線形化した後に上記処理を施す態様を示すことができる。即ち、画像データＹ（ｉ，ｊ）をそのまま用いず、評価カメラのガンマ特性に基づいてデガンマ演算を行なったものを改めて上記Ｙ（ｉ，ｊ）として適用すれば良い。評価カメラのガンマ特性は、例えば別途グレイスケールチャートなどを用いて測定したものを本実施形態の評価系に入力しておく。このようなデータの線形化を含む態様とすることで、理論との対応性の高いＡＲ特性を測定することが可能となる。なお、この変形実施形態の一実施例として、この線形化処理を用いる測定モードと用いない（主実施形態相当の）測定モードとを切換え可能に具備した構成とすれば、理論との対応を優先するか従来の（通例の）測定方法との整合を優先するかを必要に応じて選択することができ極めて有益である。
【００８３】
この他にも様々な変形例が考えられる。上記実施形態に示した制御における各ステップを実行可能に画像処理装置を構成することができる。即ちこの装置は、一般的なファイルインターフェース（例えばメモリーカードスロット）及びＧＵＩ（グラフィカルユーザーインターフェース）手段であるディスプレイ（例えばＣＲＴやＬＣＤ）及び入力指示装置（例えばキーボード・マウス）を有し、評価対象のデジタルカメラで所定のくさびチャートを撮影した画像をカード経由で入力することによって、上記各ステップを順次実行できるように為されれば良い。
【００８４】
このような装置は専用の装置として実現されても良いが、汎用パーソナルコンピュータに対して上記各ステップを実行可能な処理系列を組み込んでも構成できることは明らかである。また、デジタルカメラ装置自身にこのような機能を組み込んでも良く、この場合は上記ファイルインターフェースを介さずに測定を行なうことも可能である。これによれば、例えばカメラがレスポンス特性の異なる複数の撮像モードを有する場合にこれらを各別に実測することや、また製造時や修理時おける（例えば光学系や自動合焦系を含めた）性能試験が極めて容易にできるようになるという利点を有する。
【００８５】
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することができる。
【００８６】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、解像度測定用くさびチャートを撮像してＡＲを自動測定することにより、測定波の分布方向（変化方向）と周波数走査方向が直交していることから、単一周波数に対する振幅（ＡＲ）値の測定が可能であると共に、解像度の測定と同時に測定を行なうことができる。従って、原理的に歪みの無い単一周波数に対するレスポンス測定値を得ることが可能であり、かつ限界解像度（視覚解像度ＶＲ）の測定と統合された、利便性及び結果整合性の高いＡＲの自動測定を行なうことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係わるＡＲ測定システムに用いる電子カメラの構成を示すブロック図。
【図２】実施形態に係わるＡＲ測定システムが動作するパーソナルコンピュータの構成を示すブロック図。
【図３】実施形態のＡＲ測定システムで用いるISO12233 Resolution のチャートを示す図。
【図４】実施形態のＡＲ測定システムが切出す矩形画像の一例を示す図。
【図５】くさびチャートを用いた場合のＡＲ測定用画像（２次元スイープ）を示す図。
【図６】従来のＡＲ測定用画像（１次元スイープ）を示す図。
【図７】実施形態のＡＲ測定システムにおける解像度測定のメインフローを示す図。
【図８】ＤＣレスポンス測定のサブフロー１を示す図。
【図９】画像回転処理のサブフロー２を示す図。
【図１０】くさび開始ライン検出のサブフロー３を示す図。
【図１１】Ｒ（ｊ）測定のサブフロー４を示す図。
【図１２】走査幅補正のサブフロー５を示す図。
【符号の説明】
１０１…レンズ系
１０２…レンズ駆動機構
１０３…露出制御機構
１０４…フィルタ系
１０５…ＣＣＤカラー撮像素子
１０６…ＣＣＤドライバ
１０７…プリプロセス回路
１０８…ディジタルプロセス回路
１０９…カードインターフェース
１１０…メモリカード
１１１…ＬＣＤ画像表示系
１１２…システムコントローラ（ＣＰＵ）
１１３…操作スイッチ系
１１４…操作表示系
１１５…ストロボ
１１６…レンズドライバ
１１７…露出制御機構
１１８…不揮発メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）
２０１…ＣＰＵ
２０２…システムメモリ
２０３…磁気ディスク装置
２０４…ディスプレイコントローラ
２０４ａ…ＣＲＴ
２０４ｂ…ＬＣＤ
２０５…キーボードコントローラ
２０５ａ…キーボード
２０５ｂ…マウス

Claims

解像度目視測定用くさび画像を撮像入力被写体とし、評価対象たる撮像系によって前記くさびが撮像された画像を解析して、前記くさびの各行位置に対応する矩形波の出力振幅を算出する振幅算出手段と、前記各行位置に対応する矩形波の空間周波数を算出する空間周波数算出手段とを具備してなり、
前記算出された空間周波数及び出力振幅に基づいて前記撮像系の周波数−振幅変調度特性を求めることを特徴とする撮像系の特性測定装置。
白の直流基準レベルである基準白レベル及び黒の直流基準レベルである基準黒レベルの入力手段と、前記各基準レベルより算出された直流出力振幅に基づいて前記振幅算出手段により算出された出力振幅を規格化する規格化手段とを有したことを特徴とする請求項１に記載の撮像系の特性測定装置。
前記空間周波数算出手段は、当該行位置、及び前記くさびの長さ方向（副走査方向）の画素数と、撮像画像の同方向の画素数との比率に基づいて前記空間周波数を算出するものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像系の特性測定装置。
前記空間周波数算出手段は、前記撮影画像内における前記くさびの開始行及び終端行をそれぞれ検出して前記くさびの長さ方向の画素数を得るものであることを特徴とする請求項３記載の撮像系の特性測定装置。
前記振幅算出手段が画像を解析する際のくさびの幅方向（主走査方向）の走査範囲を各行毎に補正する走査範囲補正手段を有したことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の撮像系の特性測定装置。
前記評価対象たる撮像系が有する撮像ガンマ特性を補正して画像データを線形化するデガンマ手段を有し、このデガンマ手段によって線形化された後の前記画像に基づいて出力振幅及び振幅変調度を算出することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の撮像系の特性測定装置。
前記くさびが撮像された画像から、当該くさび及び近傍領域を含む測定用矩形領域（くさび切出し画像）を切り出す領域切出し手段と、前記領域切出し手段によって切り出した前記くさび切出し画像の縦横画素数の比率に基づいて、前記くさび切出し画像に対して施す回転を制御する画像回転手段とを有したことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の撮像系の特性測定装置。
解像度目視測定用くさび画像を撮像入力被写体とし、評価対象たる撮像系によって前記くさびが撮像された画像を解析して、前記くさびの各行位置に対応する矩形波の出力振幅を算出する工程と、前記各行位置に対応する矩形波の空間周波数を算出する工程と、前記算出された空間周波数及び出力振幅に基づいて前記撮像系の周波数−振幅変調度特性を求める工程とを含むことを特徴とする撮像系の特性測定方法。
白の直流基準レベルである基準白レベル及び黒の直流基準レベルである基準黒レベルを入力する工程と、前記各基準レベルより算出された直流出力振幅に基づいて前記算出された出力振幅を規格化する工程とを有することを特徴とする請求項８に記載の撮像系の特性測定方法。
前記空間周波数を算出する工程として、当該行位置、及び前記くさびの長さ方向（副走査方向）の画素数と、撮像画像の同方向の画素数との比率に基づいて前記空間周波数を算出することを特徴とする請求項８又は９に記載の撮像系の特性測定方法。