JP3953336B2 - 撮像系の特性測定装置と特性測定方法 - Google Patents
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Description
【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 (10)
- 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。
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