JP6795998B2 - Ｍｔｆ測定装置およびそのプログラム - Google Patents

Description

本発明は、撮像系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。

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（２７．７ＭＨｚ）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、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。
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の影響で振幅が変動する曖昧さがある。また、一般的に、測定対象であるレンズの中央と周辺と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の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は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用することが多いため、サイズの大きいインメガサイクルチャートが必要となり、非現実的である。

そこで、インメガサイクルチャートの代わりに、エッジ画像を含んだチャートを用いて空間周波数特性（ＭＴＦ）を測定するSlanted-edge法（傾斜エッジ法）が提案されている（特許文献１〜３、非特許文献１参照）。Slanted-edge法は、チャートサイズが比較的小さく、フレーミングが不要な手法で、チャート上のわずかに傾いたエッジ画像を撮像して、そのエッジの広がりからＭＴＦを算出する手法である。

このSlanted-edge法は、まず、チャートを撮像したチャート画像からエッジを含む長方形の関心領域（ＲＯＩ〔Region Of Interest〕；図１１参照）を選定する。そして、Slanted-edge法は、ＩＳＯ１２２３３に準拠したアルゴリズム（非特許文献１参照）等によって、ＲＯＩからエッジを検出する。

そして、Slanted-edge法は、ＲＯＩの各画素を、エッジの傾きに沿って、サブピクセルで等間隔のビンごとに区分した投影軸に投影する。そして、Slanted-edge法は、それぞれのビンごとに投影された複数の画素の画素値の平均値（集合平均）を求め、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）されたエッジ広がり関数（エッジプロファイル）を求める。さらに、Slanted-edge法は、エッジ広がり関数を微分して線広がり関数を算出し、線広がり関数をフーリエ変換して絶対値を求めることでＭＴＦを求める。

特開２０１０−１９７２０１号公報 特開２０１０−２３７１７７号公報 特開２０１５−９４７０１号公報

ISO 12233:2014,"Photography - Electronic still picture imaging - Resolution and spatial frequency responses"

一般に、離散系の信号処理では、サンプリング位置に対する入力信号の位相によって変調度が変化する。そのため、Slanted-edge法は、エッジがサンプリング位置に対して、ほぼ一様に分布することを前提に、変調度の集合平均からＭＴＦを算出している。
しかし、従来のSlanted-edge法は、エッジの傾きによっては、投影軸のビンに画素が投影されず、集合平均を求めることができない場合がある。

具体的には、図１２（ａ）に示すように、エッジｅの傾きθｅが０°に近い場合（エッジが投影軸〔ｘ軸〕に対してほぼ垂直）、図１２（ｂ）に示すように、ｘ軸の等間隔のビンにＲＯＩの画素が対応せず、データが欠落するビンが存在する。なお、図１２では、画素の１／４の幅をサブピクセルとした例を示している（４倍オーバーサンプリング）。
この画素がビンに対応しない状態は、傾きθｅが４５°に近い場合でも発生する。あるいは、投影軸をｙ軸とした場合、エッジがｙ軸に対してほぼ垂直の場合でも発生する。
また、エッジが適度の傾いていても、ＲＯＩのサイズが小さい場合、オーバーサンプリングの逓倍率が高い場合にも、画素が対応しないビンが発生する。

この場合、欠落したビンの値を補間してＭＴＦを求めることも考えられるが、エッジに対応する中央部分のビンの欠落が多い場合は、著しくＭＴＦの精度が劣化する。一方、ＲＯＩは長方形であるため、ビン配列の両端で、対応する画素が少なくなりやすい。ただし、この場合は、エッジから離れた画素であるため、算出されるＭＴＦの精度に問題がない場合が多い。
このように、従来のSlanted-edge法では、ＲＯＩの画素が対応しないビンの発生状態によって、算出されるＭＴＦの精度が大きく異なってしまうという問題がある。

そこで、本発明は、Slanted-edge法において、画素が対応しない投影軸のビンの発生状態を可視化して、精度の高いＭＴＦを測定することが可能な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。

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、エッジ投影情報生成手段と、投影状態表示手段と、エッジプロファイル生成手段と、周波数特性演算手段と、を備える構成とした。

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、撮像系が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、エッジ投影情報生成手段によって、ＲＯＩ画像から、境界をエッジとして検出し、エッジの傾きに沿ってＲＯＩ画像の各画素位置を投影した座標軸上のサブピクセル間隔のビンの位置とＲＯＩ画像の画素位置とを対応付けたエッジ投影情報を生成する。このとき、エッジの傾きによっては、ビンの位置にＲＯＩ画像の画素が対応しない場合がある。

そして、ＭＴＦ測定装置は、投影状態表示手段によって、エッジ投影情報をグラフとして表示する。これによって、ＭＴＦ測定装置は、Slanted-edge法において、ＲＯＩ画像の画素が対応しないビンの位置を測定者に提示することができる。また、測定者は、ＲＯＩ画像の画素が対応しないビンを無くすようにチャートを調整することが可能になる。
そして、ＭＴＦ測定装置は、エッジプロファイル生成手段によって、エッジ投影情報を用いて、ＲＯＩ画像の各画素の画素値を座標軸に投影し、ビン単位で平均化することで、エッジの特性を示すエッジプロファイルを生成する。

さらに、ＭＴＦ測定装置は、周波数特性演算手段によって、エッジプロファイルを微分することで線広がり関数を求め、その線広がり関数をフーリエ変換することでＭＴＦを算出する。
ここで、測定者が、ＲＯＩ画像の画素が対応しないビンを無くすようにチャートを調整すれば、ＭＴＦ測定装置は、精度の高いＭＴＦを算出することができる。

なお、ＭＴＦ測定装置は、コンピュータを、前記したＲＯＩ画像抽出手段、エッジ投影情報生成手段、投影状態表示手段、エッジプロファイル生成手段、周波数特性演算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。

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、ＲＯＩのエッジの傾きに応じて画素が投影軸のビンに対応しない状態を可視化して、測定者に提示することができる。
これによって、本発明は、測定者がＲＯＩのエッジの傾きを適正に修正することが可能になり、精度の高いＭＴＦを測定することができる。

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。 チャート画像における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。 エッジ投影情報を生成する手法を説明するための説明図である。 エッジ投影情報を可視化するグラフ図であって、（ａ）はヒストグラム、（ｂ）はヒストグラムにマーカを付加した図である。 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。 測定結果表示手段が表示するＭＴＦの測定結果を示すグラフ図である。 本発明の実施形態に係るＭＴＦ測定装置の動作を示すフローチャートである。 多方向のエッジを含むスターバーストチャートの例を示す図である。 回転したＲＯＩ画像から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って、（ａ）は回転したＲＯＩ画像、（ｂ）は（ａ）のＲＯＩ画像からエッジ投影情報を生成する手法を説明するための説明図である。 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。 従来のSlanted-edge法で用いられるエッジ画像の例を示す図である。 従来のSlanted-edge法におけるエッジプロファイルの画素欠落を説明するための図であって、（ａ）は画素を投影軸（ｘ軸）のビンに投影する図、（ｂ）はビンに投影された画素の欠落を示す図である。

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。

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。
この撮像系２は、チャートＣＨを撮像した画像を、ＭＴＦ測定装置１に出力する。

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（１〜５度程度）傾いた状態で撮像する。

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、測定者は、撮像系２のＭＴＦを測定したい撮像領域、例えば、中央部分、中央右（左、上、下）部分、右（左）斜め上部分、右（左）斜め下部分等に、コントラストの境界が位置するようにして、撮像系２によってチャートＣＨを撮像する。

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、測定結果となるグラフ等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。
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、ＲＯＩ画像抽出手段１２と、エッジ投影情報生成手段１３と、投影状態表示手段１４と、ＭＴＦ算出指示手段１５と、エッジプロファイル生成手段１６と、周波数特性演算手段１７と、測定結果表示手段１８と、を備える。

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。この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から入力され、入力したチャート画像を記憶する。この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１２によって読み出される。

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の位置および大きさをＲＯＩ情報として設定する。

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）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）が特定されることになる。
このＲＯＩ設定手段１１は、設定したＲＯＩの位置および大きさを示すＲＯＩ情報をＲＯＩ画像抽出手段１２に出力する。

ＲＯＩ画像抽出手段１２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の位置および大きさの画像を、ＲＯＩ画像として抽出するものである。
このＲＯＩ画像抽出手段１２は、抽出したＲＯＩ画像を、エッジ投影情報生成手段１３およびエッジプロファイル生成手段１６に出力する。

エッジ投影情報生成手段１３は、ＲＯＩ画像抽出手段１２で抽出されたＲＯＩ画像から、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画像の各画素位置を座標軸に投影した位置と、対応する画素位置と対応付けた情報である。

具体的には、エッジ投影情報生成手段１３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、ＲＯＩ画像のｘｙ座標値とその画素値とから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、正規累積密度関数等によるフィッティングにより求めることができる。
そして、エッジ投影情報生成手段１３は、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。

ここで、図２（ａ）のＲＯＩで特定されるＲＯＩ画像（垂直エッジ画像）から、ＭＴＦとして水平方向の周波数特性を求める場合、エッジ投影情報生成手段１３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画像の画素位置を投影する。

また、図２（ｂ）のＲＯＩで特定されるＲＯＩ画像（水平エッジ画像）から、ＭＴＦとして水平方向の周波数特性を求める場合、エッジ投影情報生成手段１３は、エッジの傾きと同じ角度で垂直軸（ｙ軸：不図示）にＲＯＩ画像の画素位置を投影する。もちろん、エッジ投影情報生成手段１３は、例えば、ＲＯＩ画像（水平エッジ画像）を右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。

なお、座標軸の座標の幅は、画素よりも小さいサブピクセル単位とし、例えば、１画素の１／４、１／８等の幅の座標系とする。
このエッジ投影情報生成手段１３は、ＲＯＩ画像の画素位置と、サブピクセル単位の座標軸とを対応付けたエッジ投影情報を、投影状態表示手段１４およびエッジプロファイル生成手段１６に出力する。

投影状態表示手段１４は、エッジ投影情報生成手段１３で生成されたエッジ投影情報を表示するものである。
この投影状態表示手段１４は、エッジ投影情報生成手段１３で生成されたエッジ投影情報に基づいて、投影される座標軸上のサブピクセル単位のビンごとに、投影されるＲＯＩ画像の画素の数を累計する。そして、投影状態表示手段１４は、ビンごとに画素の累計数を対応付けて、グラフ化する。

例えば、投影状態表示手段１４は、図４（ａ）に示すように、横軸をビン単位の座標（ここでは、ｘ軸座標）、縦軸を累計した画素数（ｐｉｘｅｌｓ/ｂｉｎ）とするヒストグラム（度数分布）を生成する。
この投影状態表示手段１４は、このヒストグラムを表示装置３に出力して表示する。これによって、測定者は、画素が対応しないビンの発生状態を確認することができる。

なお、投影状態表示手段１４は、画素が対応しないビンをより強調するため、図４（ｂ）に示すように、画素が対応しないビンの位置に「×印」等のマーカＭを付加することとしてもよい。また、このマーカＭは、ヒストグラム等と異なる色（例えば、赤色）で描画することが好ましい。

また、ここでは、投影状態表示手段１４は、ヒストグラムにより投影状態を可視化したが、累計数の頻度を可視化可能なグラフであれば、ヒストグラムに限定されるものではない。例えば、投影状態表示手段１４は、折れ線グラフを生成することとしてもよい。

ＭＴＦ算出指示手段１５は、測定者によるＭＴＦの算出の指示を受け付けるものである。測定者は、投影状態表示手段１４によって表示されたエッジ投影情報により、画素が対応しないビンの有無を確認し、ＭＴＦの測定を継続してもよいと判断した場合に、ＭＴＦ算出指示手段１５により、ＭＴＦの算出の指示を行う。
例えば、測定者は、ビンの並びの中央部分（エッジの近傍部分）に画素が欠落したビンが存在しない場合、あるいは、ほぼ存在しない場合（例えば１ビンあたり５画素未満）に、ＭＴＦの測定に影響がないものと判断し、ＭＴＦの算出の指示を行う。

なお、測定者は、ＭＴＦの測定が不適切と判断した場合、チャートＣＨまたは撮像系２を回転させて、画素が対応しないビンの有無を調整することとする。
これによって、ＭＴＦ測定装置１は、最終的にＭＴＦを測定する前に、精度の高いＭＴＦを測定するためのＲＯＩ画像の調整を行うことができる。

エッジプロファイル生成手段１６は、エッジ投影情報生成手段１３で生成されたエッジ投影情報に基づいて、ＲＯＩ画像抽出手段１２で抽出されたＲＯＩ画像から、エッジの特性を示すエッジプロファイルを生成するものである。
なお、エッジプロファイル生成手段１６は、ＭＴＦ算出指示手段１５から、ＭＴＦを算出する指示が通知された段階で動作する。
ここでは、エッジプロファイル生成手段１６は、ビン内画素値平均化手段１６ａと、ビン間画素値補間手段１６ｂと、を備える。

ビン内画素値平均化手段１６ａは、エッジ投影情報生成手段１３で生成されたエッジ投影情報に基づいて、投影軸のビンごとに、対応するＲＯＩ画像の画素の画素値を平均化するものである。すなわち、ビン内画素値平均化手段１６ａは、図５に示すように、ビンごとに、エッジ投影情報で対応付けられている画素の画素値を平均化することで、投影軸（ｘ軸）と画素値とを対応付けたエッジプロファイルを生成する。
なお、このエッジプロファイルは、エッジ投影情報で画素値が設定されていないビンが存在する場合、部分的に平均画素値が設定されていないことになる。
このビン内画素値平均化手段１６ａは、生成したエッジプロファイルを、ビン間画素値補間手段１６ｂに出力する。

ビン間画素値補間手段１６ｂは、ビン内画素値平均化手段１６ａで生成されるエッジプロファイルにおいて、画素値が設定されていないビンの画素値に画素値を設定するものである。
具体的には、ビン間画素値補間手段１６ｂは、画素値が設定されていないビンについて、画素値が設定されている画素値から線形補間することで画素値を算出し、当該ビンに設定する。これによって、ビン間画素値補間手段１６ｂは、画素値が欠落しているビンをなくしたエッジプロファイルを生成することができる。
このビン間画素値補間手段１６ｂは、生成したエッジプロファイルを、周波数特性演算手段１７に出力する。

周波数特性演算手段１７は、エッジプロファイル生成手段１６で生成されたエッジプロファイルからＭＴＦを算出するものである。
この周波数特性演算手段１７は、エッジプロファイル生成手段１６で生成されたエッジプロファイルを微分することで、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。これによって、周波数特性演算手段１７は、ＭＴＦを求めることができる。
この周波数特性演算手段１７は、算出したＭＴＦを測定結果表示手段１８に出力する。

測定結果表示手段１８は、周波数特性演算手段１７で算出されたＭＴＦの測定結果を表示するものである。この測定結果表示手段１８は、周波数特性演算手段１７で算出されたＭＴＦを周波数に対応付けてグラフ化する。
例えば、測定結果表示手段１８は、図６に示すように、横軸を周波数（ｃｙｃｌｅｓ／ｐｉｘｅｌ）、縦軸をＭＴＦとするグラフに対応するデータをプロットする。
この測定結果表示手段１８は、このグラフを表示装置３に出力して表示する。これによって、測定者は、被測定対象である撮像系２のＭＴＦを認識することができる。

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法でＲＯＩ画像の画素をエッジに沿って投影軸にビン単位で投影する際に、ビンに対応する画素の欠落を視覚化して測定者に提示することができる。
これによって、ＭＴＦ測定装置１は、測定者によるＲＯＩ画像のエッジの傾き調整が可能になり、精度の高いＭＴＦを測定することができる。
なお、ＭＴＦ測定装置１は、図示を省略したコンピュータを、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。

［ＭＴＦ測定装置の動作］
次に、図７を参照（構成については適宜図１参照）して、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。

まず、ステップＳ１において、ＭＴＦ測定装置１は、撮像系２で撮像されるチャート画像を入力し、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に表示する。
そして、ステップＳ２において、ＭＴＦ測定装置１は、ＲＯＩ設定手段１１によって、ＲＯＩの位置および大きさを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。
その後、ステップＳ３において、ＭＴＦ測定装置１は、ＲＯＩ画像抽出手段１２によって、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Ｓ２で設定されたＲＯＩ情報で示されるＲＯＩの位置および大きさの画像を、ＲＯＩ画像として抽出する。

そして、ステップＳ４において、ＭＴＦ測定装置１は、エッジ投影情報生成手段１３によって、ステップＳ３で抽出されたＲＯＩ画像から、エッジ投影情報を生成する。すなわち、エッジ投影情報生成手段１３が、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投影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。

そして、ステップＳ５において、ＭＴＦ測定装置１は、投影状態表示手段１４によって、ステップＳ４で生成されたエッジ投影情報をグラフ化し、表示装置３に表示する。例えば、投影状態表示手段１４は、図４（ａ）に示すように、投影される座標軸上のサブピクセル単位のビンごとに、投影されるＲＯＩ画像の画素の数を対応付けて、ヒストグラムによりグラフ化する。このとき、投影状態表示手段１４は、図４（ｂ）に示すように、画素が対応しないビンの位置にマーカＭを描画して、測定者に対して画素の欠落部分を強調することが好ましい。

その後、ステップＳ６において、ＭＴＦ測定装置１は、ＭＴＦ算出指示手段１５を介して、測定者によるＭＴＦの算出の指示がなければ（Ｎｏ）、ステップＳ１に戻って、新たなエッジの傾きを撮像したチャート画像によって、エッジ投影情報を生成し、グラフ化（視覚化）する処理を繰り返す。
一方、ステップＳ６において、ＭＴＦ測定装置１は、ＭＴＦ算出指示手段１５を介して、測定者によるＭＴＦの算出の指示があった場合（Ｙｅｓ）、ステップＳ７に動作を進める。

ステップＳ７において、ＭＴＦ測定装置１は、エッジプロファイル生成手段１６のビン内画素値平均化手段１６ａによって、エッジ投影情報生成手段１３で生成されたエッジ投影情報に基づいて、投影軸のビンごとに、対応するＲＯＩ画像の画素の画素値を平均化する。すなわち、ビン内画素値平均化手段１６ａは、図５に示すように、ビンごとに、エッジ投影情報で対応付けられている画素の画素値を平均化することで、投影軸（ｘ軸）と画素値とを対応付けたエッジプロファイルを生成する。

そして、ステップＳ８において、ＭＴＦ測定装置１は、エッジプロファイル生成手段１６のビン間画素値補間手段１６ｂによって、ステップＳ７で生成されたエッジプロファイルにおいて、画素値が設定されていないビンの画素値を線形補間する。これによって、ＭＴＦ測定装置１は、画素値が欠落しているビンをなくしたエッジプロファイルを生成することができる。

その後、ステップＳ９において、ＭＴＦ測定装置１は、周波数特性演算手段１７によって、ステップＳ７，Ｓ８で生成された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。

そして、ステップＳ１０において、ＭＴＦ測定装置１は、測定結果表示手段１８によって、ステップＳ８で算出されたＭＴＦの測定結果を表示する。例えば、測定結果表示手段１８は、図６に示すように、横軸を周波数（ｃｙｃｌｅｓ／ｐｉｘｅｌ）、縦軸をＭＴＦとするグラフに対応するデータをプロットして、表示装置３に表示する。

以上の動作によって、ＭＴＦ測定装置１は、Slanted-edge法でＲＯＩ画像の画素をエッジに沿って投影軸にビン単位で投影する際の画素の割当て状態を可視化して、測定者に提示することができる。
これによって、測定者は、ＲＯＩ画像のエッジの傾き調整を、表示装置３の画面を見ながら行うことができる。そして、ＭＴＦ測定装置１は、調整後におけるＲＯＩ画像のエッジの傾きから、精度の高いＭＴＦを測定することができる。

［変形例］
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。

（変形例１）
ここでは、ＭＴＦ測定装置１は、エッジ投影情報を可視化した後、ＭＴＦ算出指示手段１５によって、ＭＴＦの算出を指示されるまで、ＭＴＦ算出を行わない構成とした。これによって、ＭＴＦ測定装置１は、不要な演算を行わずに測定時間の短縮化を行うことができる。
しかし、ＭＴＦ測定装置１は、ＭＴＦ算出指示手段１５を構成から省略し、エッジ投影情報を可視化した後、そのままＭＴＦを算出することとしてもよい。

その場合、ＭＴＦ測定装置１は、投影状態表示手段１４によって生成されるエッジ投影情報の可視化情報（グラフ；図４）と、測定結果表示手段１８によって生成される測定結果（図６）とをあわせて、あるいは、指示に応じて交互に切り替えて表示装置３に表示する。これによって、測定者は、エッジ投影情報の可視化情報を確認することで、測定結果が有効なものであるか否かを判定することができる。

（変形例２）
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８に示すように、エッジの傾きが多方向（図８では、１２方向）に存在するチャートＣＨ_ｍを用いてもよい。この場合、ＲＯＩ設定手段１１は、水平または垂直方向のエッジを含む１箇所の矩形領域（例えば、Ｒ_１）を設定されることで、チャートＣＨ_ｍの中心Ｏを点対称の中心として、１２個分のＲＯＩ画像の候補（Ｒ_１〜Ｒ_１２）を特定し、その中の１つを選択されることで、１つのＲＯＩ画像を設定することとすればよい。

そして、エッジ投影情報生成手段１３は、選択されたＲＯＩ画像が、図９（ａ）に示すように、水平エッジ画像または垂直エッジ画素でなければ、図９（ｂ）に示すように、ＲＯＩ画像を回転させて、エッジ投影情報を生成すればよい。なお、図９では、図８のＲＯＩ画像Ｒ_３を例示している。

１ ＭＴＦ測定装置
１０ チャート画像記憶手段
１１ ＲＯＩ設定手段
１２ ＲＯＩ画像抽出手段
１３ エッジ投影情報生成手段
１４ 投影状態表示手段
１５ ＭＴＦ算出指示手段
１６ エッジプロファイル生成手段
１６ａ ビン内画素値平均化手段
１６ｂ ビン間画素値補間手段
１７ 周波数特性演算手段
１８ 測定結果表示手段
２ 撮像系
３ 表示装置
ＣＨ チャート（ＭＴＦ測定用チャート）

Claims (5)

1. 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、
   前記撮像系によって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、
   前記ＲＯＩ画像から、前記境界をエッジとして検出し、前記エッジの傾きに沿って前記ＲＯＩ画像の各画素位置を投影した座標軸上のサブピクセル間隔のビンの位置と前記画素位置とを対応付けたエッジ投影情報を生成するエッジ投影情報生成手段と、
   前記エッジ投影情報をグラフとして表示する投影状態表示手段と、
   前記エッジ投影情報を用いて、前記ＲＯＩ画像の各画素の画素値を前記座標軸に投影し、前記ビン単位で平均化することで、前記エッジの特性を示すエッジプロファイルを生成するエッジプロファイル生成手段と、
   前記エッジプロファイルからＭＴＦを算出する周波数特性演算手段と、
   を備えることを特徴とするＭＴＦ測定装置。
2. 前記エッジプロファイル生成手段は、
   前記エッジ投影情報を用いて、前記ＲＯＩ画像の各画素の画素値を前記座標軸に投影した前記ビン単位で平均化するビン内画素値平均化手段と、
   前記画素値が投影されていないビンの画素値を他のビンの画素値から線形補間により算出するビン間画素値補間手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載のＭＴＦ測定装置。
3. 前記投影状態表示手段は、前記ＲＯＩ画像の画素が投影されないビンの位置にマーカを付加して前記グラフを表示することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＭＴＦ測定装置。
4. 前記グラフは、前記サブピクセル間隔のビンごとに、当該ビンに投影される画素数の累計数を表示したヒストグラムであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のＭＴＦ測定装置。
5. コンピュータを、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のＭＴＦ測定装置の各手段として機能させるためのＭＴＦ測定プログラム。