KR102138778B1 - 테스트 차트 및 그 사용 방법 - Google Patents

Abstract

촬상 장치의 공간 해상도를, 촬상 장치의 시야 내의 보다 많은 부분에서 판정할 수 있는 테스트 차트를 제공한다.
테스트 차트(100)는, 적어도 1개의 차트(110, 120, 140, 160, 180)를 포함한다. 각 차트는, 동심원 형상으로 배열된 복수의 링(111)을 포함하고, 복수의 링(111)은, 주변으로부터 중심을 향하는 방향에서 증대하는 공간 주파수를 가진다. 각 차트는 또한, 복수의 링(111)의 밖에 배치된 적어도 1개의 한 쌍의 마크 112와 114 또는 113과 115를 포함하고, 한 쌍의 마크는, 복수의 링의 중심을 지나는 가로방향 또는 세로방향에서 배치된다.

Description

테스트 차트 및 그 사용 방법{TEST CHART AND METHOD FOR USING THEREOF}

본 발명은, 카메라 등의 촬상 장치를 위한 테스트 차트 및 이것의 사용 방법에 관한 것이다.

종래에는, 카메라의 공간 주파수를 평가하기 위하여, 서큘러 존 플레이트(CZP： Circular Zone Plate)를 사용하는 것이 알려져 있다. 이 공지의 CZP 차트를 예를 들면, 비디오 카메라로 촬영하여 그 비디오 카메라의 영상 신호를 파형 모니터 등의 측정기로 평가할 때, 측정기의 관측 파형의 변화가, 비디오 카메라의 렌즈의 특성에 의한 것인지 혹은 비디오 카메라 본체의 특성에 의한 것인지 구별할 수 없다는 문제가 있다. 이 문제에 대처하기 위하여, 일본국 공개특허 특개2011-101100호 공보에서는, 이 공지의 CZP 차트를 이용하여 작성한 테스트 차트를 개시하고 있다. 이 개시된 테스트 차트로서, 카메라 등의 수평 해상도를 평가하는 것과 수직 해상도를 평가하는 2개의 차트가 있다. 수평 해상도 평가용의 테스트 차트(상기 공보의 도 2 참조)는, 공지의 CZP 차트를 중심부로부터 좌우로 이등분하는 수직선으로 절단하고, 절단된 좌측의 좌변과 타방(他方)의 우변을 접합하여 작성되고, 이로 인하여, 공간 주파수 특성이 중심부에서 가장 높고, 수평방향 주변부로 향함에 따라 낮아지도록 하고 있다. 한편, 수직 해상도 평가용의 테스트 차트(상기 공보의 도 3 참조)는, 공지의 CZP 차트를 사용하여, CZP 차트를 중심부로부터 상하로 이등분하는 수평선으로 절단하고, 절단된 상측의 상변(上邊)과 타방의 하변(下邊)을 접합하여 작성되며, 이로 인하여, 공간 주파수 특성이 중심부에서 가장 높고, 수직방향 주변부로 향함에 따라 낮아지도록 하고 있다. 이들 수평 해상도 평가용과 수직 해상도 평가용의 테스트 차트에 의해, 공간 주파수가 중심부에서 가장 높고, 수평방향 주변부 혹은 수직방향 주변부로 향함에 따라 낮아지도록 함으로써, 테스트 차트의 관측 파형의 변화가, 비디오 카메라의 렌즈와 본체 중 어느 것에 의한 것인가의 판별을 하기 쉽게 하고 있다.

그러나, 일본국 공개특허 특개2011-101100호 공보에 개시된 테스트 차트에서는, 테스트 차트의 중심으로부터 수평방향으로 연장된 라인과, 중심으로부터 수직방향으로 연장된 라인의 2개의 라인에서밖에, 공간 해상도를 평가할 수 없다.

따라서, 본 발명의 목적은, 촬상 장치의 공간 해상도를, 촬상 장치의 시야 내의 보다 많은 부분에서 판정할 수 있는 테스트 차트를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은, 상기 테스트 차트를 사용하여 촬상 장치의 공간 해상도를 측정하는 측정 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 상기 측정 방법을 실시하기 위한 컴퓨터 판독 가능 기억 매체 및 컴퓨터·프로그램을 제공하는 것이다.

본 발명의 한 실시형태에 따라 제공하는 테스트 차트는, 적어도 1개의 차트를 포함하는 테스트 차트에 있어서, 상기 차트가, 동심원 형상으로 배열된 복수의 링이며, 당해 복수의 링이, 주변으로부터 중심을 향하는 방향에서 증대하는 공간 주파수를 갖는 복수의 링과, 당해 복수의 링의 바깥에 배치된 적어도 1개의 한 쌍의 마크이며, 당해 한 쌍의 마크가, 상기 복수의 링의 중심을 지나는 가로방향 또는 세로방향에서 배치된, 적어도 1개의 한 쌍의 마크를 포함한다.

또한, 본 발명의 다른 실시형태에 따라 제공하는 측정 방법은, a) 피측정대상의 촬상 장치로부터의, 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 하나에 기재된 상기 테스트 차트의 디지털 촬상 신호를 받는 단계와, b) 상기 디지털 촬상 신호로부터, 상기 테스트 차트의 상기 적어도 1개의 차트 중 1개의 차트의 상기 한 쌍의 마크를 검출함으로써, 상기 1개의 차트의 어느 각도에서의 측정 에어리어를 정하는 단계와, c) 상기 측정 에어리어 내에서 낮은 공간 주파수로부터 높은 공간 주파수를 향하여 복수의 측정 라인을 정하는 단계와, d) 각 상기 측정 라인의 각각에서, 상기 디지털 촬상 신호로부터, 상기 측정 라인을 따른 일련의 디지털·데이터를 취득하고, 당해 일련의 디지털·데이터가 정하는 파형의 주기 및 진폭의 적어도 하나에 근거하여 각 상기 측정 라인에서의 공간 해상도를 구하는 단계와, e) 복수의 상기 측정 라인에서 각각 구한 복수의 공간 해상도를 사용하여, 상기 피측정대상의 촬상 장치의, 상기 측정 에어리어에서의 공간 해상도를 구하는 단계를 포함한다.

또한, 본 발명의 또 다른 실시형태에 따라, 상기의 테스트 차트 및 측정 방법에 관하여 다양한 보다 구체적인 특징을 제공한다.

도 1은, 본 발명의 한 실시형태에 의한 테스트 차트(100)의 전체를 나타내는 평면도이다.
도 2(A)는, 도 1의 테스트 차트 중 중앙 차트의 상측 절반을 확대하여 나타낸 도면이고, 도 2(B)는, 중앙 차트의 일부를 더 확대한 도면이며, 도 2(C)는, 도 2(B)의 확대 부분이 정하는 휘도의 파형을 나타내는 도면이다.
도 3은, 본 발명의 한 실시형태의 테스트 차트를 사용하여 촬상 장치의 공간 해상도를 평가하는 측정 시스템을 나타내는 도면이다.
도 4는, 도 3의 측정 장치에서 실행하는, 촬상 장치의 공간 해상도를 평가하기 위한 측정 플로우를 나타내는 플로우 차트이다.
도 5는, 도 4의 측정 플로우 중 공간 해상도 측정 단계를 상세하게 나타내는 한 실시형태의 측정 처리를 나타내는 플로우 차트이다.
도 6(A)는, 정지 화상 중의 복수의 측정 라인에서의 화상을 나타내고, 도 6(B)는, 그들 복수의 측정 라인 중 다른 2개의 측정 라인의 화상이 정하는 휘도의 파형을 나타내는 도면이다.
도 7은, 도 6의 파형도를 더 상세하게 나타내는 도면이다.
도 8(A)는, 도 5의 측정 처리에서 얻어지는 어느 측정 라인 내의 디지털·데이터의 값을 나타내고, 도 8(B)는, 이 측정 라인 내의 일부의 디지털·데이터의 값을 보다 상세하게 나타내는 도면이다.
도 9(A), (B)는, 도 4의 측정 플로우의 결과 표시 단계에 의해 표시되는, 지정 각도 간격이 5도인 경우의 측정 결과의 표시예를 나타내는 도면이다.
도 10(A), (B)는, 지정 각도 간격이 5도인 경우의 또 다른 측정 결과 표시예를 나타내는 도면이다.
도 11(A), (B)는, 지정 각도 간격이 1도인 경우의 도 9(A), (B)와 동일한 측정 결과 표시예를 나타내는 도면이다.
도 12(A), (B)는, 지정 각도 간격이 1도인 경우의 도 10(A), (B)와 동일한 측정 결과 표시예를 나타내는 도면이다.
도 13은, 도 4의 해상도 측정 단계의 다른 실시형태의 측정 처리를 나타내는 플로우 차트이다.
도 14는, 도 13의 측정 처리에서 이용하는 주기를 설명하기 위한 파형도이다.
도 15는, 도 4의 해상도 측정 단계의 또 다른 실시형태의 측정 처리를 나타내는 플로우 차트이다.

이하, 본 발명의 다양한 실시형태에 대하여, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은, 본 발명의 한 실시형태에 의한 테스트 차트(100)의 전체를 나타내는 평면도이다. 도시한 바와 같이, 테스트 차트(100)는, 직사각형의 형상을 가지고, 16:9 애스펙트비(HDTV용)를 가지고 있다. 또한, 피측정대상의 촬상 장치의 애스펙트비에 맞추어 그 밖의 애스펙트비로 하는 것도 가능하다. 도시한 바와 같이, 테스트 차트(100)는, 직사각형 테두리(102)의 중심에 배치한 중앙 차트(110)와, 직사각형 테두리(102)의 네 모퉁이에 각각 배치한 4개의 주변 차트(120∼180)를 가지고 있다. 직사각형 테두리(102)의 세로 사이즈와 비교하면, 중앙 차트(110)는, 1/3 정도의 사이즈이고, 각 주변 차트(120∼180)는, 1/5 정도의 사이즈이다.

중앙 차트(110)의 상측 절반을 확대한 도 2도 참조하여 설명하면, 도 2(A)에 나타낸 바와 같이, 중앙 차트(110)는, 중앙에 배치한 동심원 형상의 복수의 링(111)과, 이 링의 주위에 배치한 4개의 위치 검출 마크(112, 113, 114, 115)와, 링(111)의 중앙에 있는 중심 원형 영역(116)을 가진다. 동심원 형상의 복수의 링(111)은, 흑과 백의 사이에서 휘도가 연속적으로 변화함으로써, 주변으로부터 중심을 향하여 공간 주파수가 높아지는 동심원 형상의 모양을 정한다. 공간 주파수는, 350TV본(외측)으로부터 1150TV본(중심측)으로 변화하고, 변화율은 10TV본/사이클이다. TV본이란, 화면의 수직방향의 높이와 동일한 수평폭의 안에, 흑백의 세로줄이 몇 개까지 분리하여 분별되는지를 나타내는 단위이다. 이때, 백과 흑의 세로줄을 각각 1본이라고 센다. 1본의 주사선에서는, 흑백의 세로줄은 휘도 신호가 구형파(矩形波)(혹은 정현파)의 1사이클에 상당한다. 휘도 신호의 마루가 백, 골이 흑으로 표시되므로, 1사이클은 TV본으로 2본분의 기간에 상당한다. 도 2(B)에서는, 2사이클분의 링을 보다 상세하게 나타내고 있다. 또한, 도 2(B)에서는, 단계적으로 그레이 스케일이 변화하는 것처럼 도시하고 있으나, 실제로는, 연속적으로 변화하는 그레이 스케일을 사용하고 있다. 도 2(C)는, 2사이클분의 링이 생성하는 휘도를, 0∼1의 값으로 정규화하여 나타내고 있고, 휘도가 함수 sin²x로 연속적으로 변화하고 있다.

중앙 차트(110)에 포함된 위치 검출 마크(112, 113, 114, 115)는, 차트의 위치와 그 방향을 자동으로 판정하기 위하여 사용하는 마크이다. 또한, 마크 112와 114는 차트의 중심을 지나는 수평방향을 나타내고(0도와 180도의 각도를 나타낸다), 그리고 마크 113과 115는 차트의 중심을 지나는 수직방향을 나타낸다(90도와 270도를 나타낸다). 또한, 도 2(A)에 나타낸 바와 같이, 중앙 차트(110)에 검은 중심 원형 영역(116)을 포함시킴으로써, 폭이 2d인 중앙 띠 형상 부분(118)을 정한다. 2d의 폭은 원형 영역(116)의 직경보다 작게함으로써, 중심측의 단부(端部)를 비교적 직선에 가까운 선으로 할 수 있고, 이로 인하여 중심부에서의 링의 배치를 회피하여 측정 실수의 발생을 감소시키도록 한다. 이 띠 형상 부분(118)의 영역으로부터는, 공간 해상도를 측정하기 위한 측정 라인으로 사용하는 복수의 라인을 선택한다. 측정 라인으로 복수의 라인을 사용하는 이유는, 라인 마다의 공간 해상도의 측정 결과에 불균일이 발생하므로, 그 영향을 적게 하기 위해서이다.

주변 차트(120∼180)는, 서로 동일한 구성의 것이고, 게다가 중앙 차트(110)와 동일한 구성을 가지고 있다. 각 주변 차트가 중앙 차트와 다른 점은, 주변 차트의 전체의 사이즈가 작고, 또한 중심에 배치된 복수의 링이 작다는 점이다. 각 주변 차트의 복수의 링(예를 들면, 주변 차트(120)의 복수의 링(122))은, 중앙 차트와 동일한 350TV본(외측)∼1150TV본(중심측)의 공간 주파수를 가지나, 변화율은 50TV본/사이클로, 중앙 차트와 비교하여 1사이클당의 변화율은 높다.

이상에서 설명한 테스트 차트(100)에서는, 중심이 검은 흑백 배치이나, 이 배치를 반전시킬 수도 있다.

또한, 이상에서는, 테스트 차트는, 흑백의 차트, 즉, 제 1 색인 흑과 제 2 색인 백의 2개의 색 사이에서 계조(階調), 즉 그레이 스케일이 변화하는 모양을 구성하는 것으로 설명하였다. 흑백의 차트에서는, 빨강(R), 초록(G), 파랑(B)의 각 컴포넌트(「채널」이라고도 한다) 값은 동일한 값이 되기 때문에, RGB 중 어느 하나의 채널의 데이터를 공간 주파수를 결정하는 휘도 데이터로 사용하면 된다. 또한, 테스트 차트에는, 흑백 이외의 그 밖의 색을 사용할 수도 있다. 예를 들면, 제 1 과 제 2 색으로서 흑백 이외의 임의의 2개의 색을 이용할 수 있다. 하기의 표는, 각각의 색을 표현할 때의, 대표적인 8색의 RGB 채널의 각각의 값(8비트 표현)을 나타내고 있다.

	R	G	B
White	255	255	255
Yellow	255	255	0
Cyan	0	255	255
Green	0	255	0
Magenta	255	0	255
Red	255	0	0
Blue	0	0	255
Black	0	0	0

또한, 표 1은, 상기 대표적인 8색을 나타내고 있는 것에 불과하고, 흑백 이외의 임의의 두 가지 색으로서 그 밖의 색을 사용하는 것도 가능하다.

흑백 이외의 임의의 두 가지 색을 사용할 때, 양과 음의 피크 사이에서는 그들 두 가지 색의 사이에서 색의 계조를 변화시킨다. 이로 인하여, 색에 의한 해상도의 분포의 변화를 해석할 수 있다. 또한, 계조의 변화는, RGB 채널의 3개의 채널의 값을 동시에 변화시키거나, 3개의 채널 중 2개의 채널을 동시에 변화시키거나, 혹은 1개의 채널만을 변화시킬 수 있다. 계조를 변화시키는 방법으로는, 예를 들면 그라데이션이 가능하다. 또한, RGB 채널의 3개의 채널을 동상(同相)으로 변화시킬 뿐만 아니라, 서로 위상(예를 들면 90도 등)을 어긋나게 하여 변화시킬 수도 있다. 계조의 변화에 위상 차이를 가지게 함으로써, 공간 해상도의 측정 정밀도를 높일 수 있다.

이상에서 설명한 테스트 차트(100)에 의하면, 직사각형 테두리(102) 내에 복수의 차트(110, 120∼180)를 배치함으로써, 시야 내의 다른 영역의 공간 해상도를 서로 독립하여 평가할 수 있다. 또한, 각 차트가 동심원 형상의 링을 포함함으로써, 그들 각 영역에서, 복수의 다른 방향의 공간 해상도를 평가할 수 있다. 이로 인하여, 시야 내의 원하는 임의의 수의 영역의 공간 해상도를, 0도 내지 360도의 모든 방향에서 평가할 수 있다.

다음으로, 도 3을 참조하여, 상기의 테스트 차트(100)를 사용하여 촬상 장치의 공간 해상도를 평가하는 측정 시스템(300)에 대하여 상세하게 설명한다. 도시한 바와 같이, 측정 시스템(300)은, 도 1에 나타낸 테스트 차트(100)를 촬영하는, 피측정대상의 촬상 장치(310)와, 이 촬상 장치(310)로부터의 촬상 출력 신호를 받는 측정 장치(320)를 포함하고 있다. 피측정대상의 촬상 장치(310)의 예로는, 디지털 카메라, 비디오 카메라, 그 밖의 임의의 카메라 기구를 가지는 디바이스, 예를 들면 스마트폰, 휴대전화나 그러한 카메라 기구의 모듈 등이 포함된다. 측정 장치(320)는, 측정 전용의 기기로 구성하거나, 혹은 컴퓨터와 같은 범용성이 있는 기기로 실현할 수 있다. 이하의 설명에서는, 측정 장치를 퍼스널·컴퓨터(PC)로 실시한 예로 설명한다. 이 PC는, 프로세서, 입력장치, 컴퓨터·프로그램을 저장한 기억장치, 디스플레이 등의 출력장치라는 공지의 요소를 구비하고 있다. 또한, 컴퓨터·프로그램은, 컴퓨터 판독 가능 기억 매체에 저장할 수도 있다.

도 4을 참조하여, 촬상 장치(310)의 공간 해상도를 평가하기 위한 측정 장치(320)에서 실행하는 컴퓨터·프로그램으로 실시되는 측정 플로우를 설명한다. 먼저, 최초의 단계 400에서, 촬상 장치(310)로부터, 테스트 차트(100)를 촬영한 결과의 출력 신호를 받아, PC 내의 버퍼에 둔다. 이 출력 신호는, 예를 들면, 카메라 영상의 정지 화상 파일이고, JPEG, BITMAP, PNG, TIFF 등의 임의의 포맷이 가능하다. 또한, 정지 화상 파일을 수취하는 방법으로는, 촬상 장치(310)로부터 직접 받는 경우 외에, 이미 취득된 정지 화상 파일을, 네트워크(예를 들면 인터넷)나 캡처보드 및 USB 등 기억매체로부터 받을 수도 있다. 다음으로, 단계 402에서, 받은 정지 화상에서의 공간 주파수의 측정 범위를 정한다. 즉, 예를 들면 5개의 차트(110, 120∼180) 중 중앙 차트(110)를 선택하고, 또한 이 선택한 중앙 차트(110)의 공간 해상도를 측정하는 방향을 각도로 지정한다. 예를 들면, 차트의 중심으로부터 오른쪽 수평방향을 나타내는 0도의 각도를, 측정 개시 각도로 지정하고, 또한, 측정할 각도 간격을, 0.01도∼90도의 범위 내에서 지정한다. 또한, 본 실시형태에서는, 네 방향 동시에 측정하므로, 0도를 측정 개시 각도로 지정한 경우, 90도, 180도, 270도에서의 측정도 지정한 것이 된다.

다음으로, 단계 404에서, 공간 해상도의 측정 에어리어를 검출한다. 구체적으로는, 상하좌우 4개의 위치 검출 마크(112∼115)를 둘러싸고 있는 사각형의 안에서 왼쪽에서 오른쪽까지 라인 마다 주사하고, 흰 사각형인 마크(112∼115)의 좌표를 확정한다. 다음으로, 위의 흰 사각형, 즉 마크(113)의 상측 좌우의 모서리의 좌표와, 아래의 흰 사각형, 즉 마크(115)의 하측 좌우의 모서리의 좌표로, 세로방향의 측정 에어리어를 정한다. 마찬가지로, 왼쪽의 흰 사각형, 즉 마크(114)의 좌측 상하의 모서리의 좌표와, 오른쪽의 사각형, 즉 마크(112)의 우측 상하의 모서리의 좌표로, 가로방향의 측정 에어리어를 정한다. 다음으로, 최초의 링의 피크를 구한다. 또한, 공간 해상도의 보다 정확한 측정을 위하여, 측정 에어리어는, 복수의 측정 라인을 포함하도록 정한다. 또한, 측정 에어리어 내의 어느 측정 라인을 사용할지도 정한다.

다음으로, 단계 406에서, 결정한 측정 라인에서 공간 해상도의 측정을 행하고, 측정 결과를 저장한다. 이 측정의 상세는, 도 5를 참조하여 후술한다. 다음으로, 단계 408에서, 측정 에어리어에서의 측정이 완료되었는지 아닌지를 판정하고, 완료되지 않은 때는, 단계 410에서 다음 측정 에어리어를 선택한다. 또한, 단계 410의 처리의 상세에 대해서는 후술한다. 다음으로, 단계 406의 공간 해상도 측정을 재개한다. 만약 단계 408에서 측정이 완료되었다고 판정하였을 때, 단계 412에서, 저장된 측정 결과를 표시하고, 이 플로우를 종료한다.

다음으로, 도 5을 참조하여, 공간 해상도 측정 단계 406의 한 실시형태의 측정 처리의 상세에 대하여 설명한다. 도 5의 측정 처리에서는, 파형에 있어서의 양과 음의 피크의 발생에서의 이상을 이용한다. 먼저 단계 500에서, 측정 버퍼를 초기화하여, 측정용 파라미터(라인·카운터, 검사 데이터·포인터, 결과 기록용 버퍼 등)를 초기화한다. 다음으로, 단계 502에서, 네 방향의 각 측정 에어리어 내의 측정 라인을 선택한다. 측정 에어리어 내에서의 측정 라인의 선택은, 기본적으로는, 좌측으로부터 우측으로, 상측으로부터 하측으로의 순서로 행하고, 라인·카운터로 기록한다. 각 측정 에어리어 내에서는, 40개의 라인을 선택하여 그 평균치를 측정치로 한다. 다음으로, 단계 504에서, 선택한 측정 라인의 데이터 중 고주파 노이즈를, 예를 들면 가우스 필터를 사용하여 제거한다. 구체적으로는, 측정 화상이 HD(1920×1080)인 경우, 최고 해상도의 1주기는 2dot(그 주파수는 74.25MHz의 절반)이므로, 1주기 2dot 이하의 주파수 성분은 노이즈로 간주하여 제거한다.

도 6은, 이와 같이 하여 얻어진 화상(도 6(A))과 그 화상의 데이터의 파형(도 6(B))을 나타내고 있다. 이 도면에서는, 수평 라인 535와 수평 라인 540을 포함하는 복수 라인의 화상을 나타내고 있고, 하측의 파형 도면에는, 수평 라인 535와 수평 라인 540의 휘도의 변화를 0∼1의 범위로 정규화하여 나타내고 있다. 도 7은, 도 6의 파형도를 확대한 것이고, 수평 라인 535와 수평 라인 540에서는, 약간 샘플링점이 어긋나 있는 것을 알 수 있다. 이 때문에, 상술한 바와 같이, 본 발명의 한 실시형태에서는, 각 측정 에어리어 내에서, 복수의 측정 라인으로 공간 해상도를 측정한다.

다음으로, 단계 506에서, 화상 데이터의 전(前)처리를 행함으로써, 마루와 골의 피크만을 가지는 데이터로 한다. 구체적으로는, (1) 화상 데이터의 파형의 모든 사이클에서 마루와 골의 피크를 특정하고, (2) 각각의 사이클에서, 마루와 골의 두 피크 사이에 있는 데이터 중, 상승 도중의 데이터, 즉 상승 개시시의 골의 피크부터 다음 마루의 피크까지의 사이에 있는 데이터는, 모두 그 상승 개시시의 골의 피크의 데이터 값으로 변환하고, (3) 각각의 사이클에서, 마루와 골의 두 피크 사이에 있는 데이터 중, 하강 도중의 데이터, 즉, 하강 개시시의 마루의 피크부터 다음 골의 피크까지의 사이에 있는 데이터는, 모두 그 하강 개시시의 마루의 피크의 데이터 값으로 변환한다. 다음으로, 단계 508에서, 전처리된 데이터의 평균치를 구하고, 이 평균치를, 마루와 골의 피크를 판정하기 위한 문턱값으로 정하며, 또한 이 문턱값을 「슬라이더」의 값이라고 한다.

도 8은, 단계 506과 508의 처리에 의해 얻어진 데이터를 나타내고 있다. 상세하게는, 도 8(A)는, 일례로 0도와 180도의 2개의 측정 라인을 포함하는 1개의 라인에서의 휘도 데이터(1∼560)의 디지털 값을 나타내고 있고, 도 8(B)는, 도 8(A)에서 사각으로 둘러싼 휘도 데이터(157∼177)를 확대하여 나타내고 있다. 또한, 도면 중에, 본 발명의 이해를 위하여, 상기에서 구한 값을 가지는 슬라이더를 나타내고 있다. 도면으로부터 알 수 있는 바와 같이, 마루와 골의 피크 주변 이외의 데이터는 포함되어 있지 않다.

다음으로 단계 510에서, 측정 라인 내의 검사대상의 데이터를 포인트하는 검사 데이터·포인터를 초기화하여, 검사를 개시해야 하는 최초의 데이터를 가리키도록 한다. 구체적으로는, 측정 라인의 각도가 0도인 때는 우단(右端), 90도인 때는 상단(上端), 180도인 때는 좌단(左端), 270도인 때는 하단(下端)의 데이터를 가리키도록 한다. 예를 들면, 도 8(A)의 예에서는, 검사 데이터·포인터는, 0도의 측정 라인이 선택되었을 때에는 디지털·데이터 560을 포인트하고, 180도의 측정 라인이 선택되었을 때에는 디지털·데이터 1을 포인트한다.

다음으로, 단계 512에서, 검사 데이터·포인터가, 차트의 중심, 즉, 선택된 측정 라인의 검사 개시 위치와는 반대측에 도달하였는지 아닌지 판정한다. 이 판정은, 흑의 데이터가 어느 일정수 이상 계속되는지 아닌지를 검출함으로써 행한다. 도달하였다고 판정하였을 때에는, 선택된 측정 라인에서의 검사가 완료되었다고 판단하여 단계 520으로 나아간다. 도달하지 않았다고 판정하였을 때에는, 단계 514로 나아간다.

단계 514에서는, 포인터가 가리킨 데이터가 파형의 하강 부분에 해당하는지 아닌지 판정한다. 하강 부분의 판정은, 직전에 검사한 데이터의 값보다 작은지 아닌지 판정함으로써 행한다. 하강 부분이 아닌, 즉 직전에 검사한 데이터와 동일하거나 혹은 큰 값이라고 판정하였을 때에는(도 8(B)의 예에서는 데이터 800이나 801), 단계 516으로 나아가, 검사 데이터·포인터를 중심방향으로 1개 시프트시켜 단계 512로 되돌아간다. 한편, 단계 514에서, 하강 부분이라고 판정하였을 때에는(도 8(B)의 예에서는 데이터 802나 804), 다음 단계 517에서, 검사 중의 데이터의 값이, 슬라이더(문턱값을 나타낸다)보다 위인지 아닌지 판정한다. 슬라이더보다 위라고 판정하였을 때(도 8(B)의 예에서는 데이터 804), 슬라이더를 넘는 골이 나타나지 않는 것(흑백이 찌그러져서 판별할 수 없다)으로부터 공간 해상도의 상한을 넘었다고 판정하고, 직전에 검사한 데이터(도 8(B)의 예에서는 데이터 801)의 위치에 대응하는 공간 해상도를 상한값으로 판단하여, 그 직전 검사 데이터의 포인터의 값을 기록한다.

단계 517에서 Yes인 경우에, 각각 판정한 공간 해상도를, 검사 중의 측정 라인에서의 측정 결과로 확정한다. 구체적으로는, 포인터의 값을 차트상의 위치로 환산하여, 환산한 차트상 위치에 대응하는 TV본의 개수를 산출한다. 이 산출한 TV본이 공간 해상도를 나타낸다. 다음으로, 단계 522에서 이 측정 결과를 지정된 버퍼에 보존한다.

또한, 본 실시형태에서는, 단계 514에서의 하강 검출과, 단계 517에서의 슬라이더보다 위인지 아닌지의 판정의 조합을 사용하고 있으나, 다른 방법도 가능하다. 예를 들면, 단계 514에서, 상승를 검출하고, 단계 517에서, 슬라이더보다 아래인지 아닌지의 판정을 행할 수도 있다.

다음으로, 단계 524에서, 네 방향(0도, 90도, 180도, 270도)의 측정 라인 모두에 대하여 측정을 완료하였는지 아닌지 판정하고, 완료되지 않은 때는, 다음 측정 라인을 선택하여 단계 510으로 나아가고, 그 후 단계 512∼522의 단계를 반복한다. 한편, 네 방향의 측정 라인 모두에 관하여 측정이 완료되었을 때에는, 단계 526에서, 4개의 각 측정 에어리어 내의 모든 측정 라인에서의 측정을 완료하였는지 아닌지 판정하고, 완료되지 않은 때는, 단계 502로 나아가, 4개의 측정 에어리어 내의 각각의 다음 측정 라인을 선택한다. 예를 들면, 도 6의 측정 라인 535에서의 측정이 완료되었으나, 측정 라인 540의 측정을 하고 있지 않은 때에는, 측정 라인 540을 선택한다. 이 다음, 상술한 단계 504∼524를 반복한다. 각 측정 에어리어 내의 모든 측정 라인에서의 측정이 완료되었을 때, 단계 528에서, 각 측정 에어리어 내의 복수의 측정 에어리어에서의 측정 결과의 평균치를 구하고, 이 평균치인 TV본 값을, 해당하는 측정 에어리어에서의 최종적인 공간 해상도로 결정하며, 결과 버퍼에 보존한다. 이로 인하여, 네 방향에서의 최종적인 공간 해상도가 얻어진다.

이 다음, 도 4의 단계 408로 나아가고, 모든 측정 에어리어에서의 측정이 완료되지 않은 때에는, 단계 410에서 다음 측정 에어리어를 선택한다. 즉, 예를 들면, 0도, 90도, 180도, 270도의 측정 에어리어에서의 측정이 완료되었을 때에는, 지정된 각도 간격만큼 떨어진 다음의 4개의 각도로 측정 에어리어를 선택한다. 예를 들면, 지정된 각도 간격이 5도인 경우에는, 5도, 95도, 185도, 275도의 측정 에어리어가 선택된다. 지정된 각도 간격이 1도인 때에는, 1도, 91도, 181도, 271도의 측정 에어리어가 선택된다. 여기에서, 다음 측정 에어리어의 선택시에는, 측정 에어리어에 대응하는 공간 영역을 정하는 좌표를, 차트의 중심을 축으로 하여 지정 각도 간격만큼 공간적으로 회전시키는 연산을 행하고, 그리고 그 결과로서의 회전 후의 공간 영역의 좌표가 다음 측정 에어리어를 정하는 것으로 하여 얻어진다. 또한, 좌표의 공간회전은, 잘 알려진 방법으로 가능한데, 예를 들면 하기의 식을 사용함으로써 가능하다.

여기에서, F(x,y)는 원(元)좌표, F'(x',y')는 목표좌표, σ은 회전 각도이다. F와 F'의 원점은 겹치므로, F(0,0)=F'(0,0)이다.

다음으로, 단계 408에서, 모든 측정 에어리어에서 측정이 완료되면, 단계 412로 나아가, 결과 버퍼 내에 저장된 측정 결과를 표시한다. 측정 결과의 일례(지정 각도 간격 = 5도)는 하기의 표에 나타낸다 (중간의 값은 생략).

각도 x좌표 y좌표 해상도(TV본)

0 421 356 830 5 427 349 820 10 423 344 810 15 420 338 800 20 418 333 800 25 420 325 810 30 411 324 830 - - - - - - - - - - - - 320 415 406 810 325 428 406 790 330 442 406 750 335 452 400 730 340 455 392 730 345 450 381 750 350 427 368 790

또한, x좌표는, 공간 해상도의 상한 위치를 가리키는 차트상의 위치를 나타내는 x축(가로축)의 좌표이고, y좌표는, 그 위치의 y축(세로축)의 좌표이다. 이 측정 결과는, 상기의 표형식으로 결과를 표시하는 방법 이외에, 이하에서 설명하는 다양한 다른 형식으로 측정 결과를 표시할 수 있다.

도 9(A)는, 가로축이 측정 에어리어의 각도, 세로축이 공간 해상도를 나타내는 TV본의 값을 나타내는 도면이다. 도 9(B)는, 가로축이 상기의 x좌표이고, 세로축이 상기의 y좌표이다. 따라서, 도 9(B)의 결과 표시는, 그 근원이 되는 차트와 공간적으로 대응하고 있다.

다음으로, 도 10(A)는, 극좌표 형식의 표시이고, 도 9(B)의 결과 표시를 「x」의 플롯으로 하여 테스트 차트에 겹쳐서 표시하고 있어, 공간 해상도가 차트상의 어느 위치에 있는지를 나타내고 있다. 따라서, 360도에 걸친 공간 해상도를, 차트에 관련지어 파악할 수 있다. 또한, 도 10(B)도 극좌표 형식에서의 표시이고, 어느 각도에서의 TV본의 값을, 그 각도에서의 극으로부터의 거리에 의해 나타내고 있다. 따라서, 극으로부터의 선의 길이가 공간 해상도의 크기를 나타내고 있고, 중심은 0TV본, 흰 원의 원주부(가장자리)가 1150TV본을 나타낸다. 이 표시형식에서도, 360도에 걸친 공간 해상도의 분포의 파악을 필요로 할 수 있다.

도 11(A), 도 11(B), 도 12(A), 도 12(B)는, 도 9(A), 도 9(B), 도 10(A), 도 10(B)와 각각 동일한 도면이며, 지정 각도 간격을 보다 작은 1도로 하였을 때의 결과를 나타내고 있다.

다음으로, 도 13을 참조하여, 도 4의 해상도 측정 단계 406의 다른 실시형태인 측정 처리를 설명한다. 이 실시형태는, 공간 해상도의 판정에 파형에서의 주기의 길이를 이용한다. 도시한 바와 같이 도 13의 측정 처리는, 도 5의 측정 처리와 유사하며, 다른 것은, 2치화(二値化) 단계 1301을 포함하고, 또한 도 5의 단계 506과 단계 512∼520 대신에, 단계 1300과 단계 1302∼1310을 포함하는 점이다.

상세하게는, 단계 1300에서는, 도 5의 단계 506의 전처리에 더하여, 마루의 피크부터 다음 골의 피크까지는 「골 데이터」라고 하고, 골의 피크부터 다음 마루의 피크까지는 「마루 데이터」라고 한다. 혹은 다른 방법으로, 마루의 피크부터 다음 골의 피크까지는 「마루 데이터」라고 하고, 골의 피크부터 다음 마루의 피크까지를 「골 데이터」라고 할 수도 있다. 어느 쪽이든, 파형 데이터를 마루 데이터와 골 데이터의 2개로 나눈다. 다음으로, 단계 1301에서, 이 전처리된 데이터에 대하여, 슬라이더의 값으로 슬라이스함으로써 2치화하고, 이로 인하여, 도 14에 나타낸 바와 같은 2치화 파형을 생성한다. 또한, 점선 부분은, 파형의 1주기 부분이다.

이와 같은 처리를 한 후, 단계 1302에서, 1주기를 검출하였는지 아닌지 판정한다. 일례로, 최초에 「골 데이터」를 검출하였을 때는, 1주기가 아니기 때문에, 단계 1304로 나아가고, 여기에서, 검사 데이터·포인터를 중심측으로 1개 나아가 단계 1302로 되돌아간다. 여기에서, 다시 1주기를 검출하였는지 아닌지 판정한다. 예를 들면, 「마루 데이터」를 금회 검출하였을 때에, 「골 데이터」를 전회(前回) 검출하였기 때문에, 1주기를 검출하였다고 판정한다. 이 때, 단계 1306으로 나아가, 여기에서, 1주기의 검출이 첫회인지 아닌지 판정하고, 첫회인 때는, 단계 1308에서 그 1주기의 주기길이를 버퍼에 기록하고, 그 후 단계 1304로 나아간다. 한편, 단계 1306에서 첫회가 아니라고 판정하였을 때는, 단계 1310에서, 지금까지 검출한 1주기, 즉 버퍼에 저장된 주기길이보다 긴지 아닌지 판정한다. 길지 않을 경우, 즉 짧거나 동일한 길이의 경우, 금회 검출한 주기길이를 버퍼에 기록하여 주기길이를 갱신한 후, 단계 1304로 나아가, 다음 검사로 이동한다. 한편, 단계 1310에서 길다고 판정하였을 때, 금회 검출한 주기는, 흑백이 찌그러져 구별할 수 없게 되었다고 판정하고, 직전의 검사 데이터·포인터의 값으로부터, 차트상의 좌표와 이 좌표의 위치에서의 TV본의 값을 구한다. 이 다음, 도 5의 단계 522 이후의 단계와 동일한 단계로 나아감으로써, 최종적인 측정치를 생성할 수 있다.

또한, 도 15를 참조하여, 도 4의 해상도 측정 단계 406의 또 다른 실시형태인 측정 처리를 설명한다. 이 실시형태는, 공간 해상도의 판정에 파형에서의 진폭을 이용한다. 도면에 나타낸 바와 같이 도 15의 측정 처리는, 도 5의 측정 처리와 유사하며, 다른 것은, 도 5의 단계 508이 없고, 또한, 도 5의 단계 506 및 단계 512∼520 대신에, 단계 1500 및 단계 1502∼1506을 포함하는 점이다.

상세하게는, 단계 1500에서는, 도 5의 단계 506의 전처리에 더하여, 도 13의 처리와 마찬가지로, 마루의 피크부터 다음 골의 피크까지는 「골 데이터」라고 하고, 골의 피크부터 다음 마루의 피크까지는 「마루 데이터」라고 한다. 혹은 다른 방법으로, 마루의 피크부터 다음 골의 피크까지는 「마루 데이터」라고 하고, 골의 피크부터 다음 마루의 피크까지를 「골 데이터」라고 할 수도 있다. 어느 쪽이든, 파형 데이터를 마루 데이터와 골 데이터의 2개로 나눈다. 이와 같은 처리를 한 후, 단계 1502에서, 1주기를 검출하였는지 아닌지 판정한다. 일례로, 최초에 「골 데이터」를 검출하였을 때는, 1주기가 아니기 때문에, 단계 1504로 나아가고, 여기에서, 검사 데이터·포인터를 중심측으로 1개 나아가 단계 1502로 되돌아간다. 여기에서, 다시 1주기를 검출하였는지 아닌지 판정한다. 예를 들면, 「마루 데이터」를 금회 검출하였을 때에, 「골 데이터」를 전회 검출하였기 때문에, 1주기를 검출하였다고 판정한다. 이 때, 단계 1506으로 나아가, 여기에서, 검출한 1주기의 진폭이, 미리 정한 문턱값보다 작은지 아닌지 판정한다. 문턱값보다 작지 않을 경우, 흑백이 찌그러지지 않고 검출되었다고 판단하고, 그리고 단계 1504로 나아가, 다음 데이터에 대한 검사로 이동한다. 한편, 문턱값보다 작을 경우, 흑백이 찌그러졌다고 판단하고, 직전의 검사 데이터·포인터의 값으로부터 차트상의 좌표와 이 좌표의 위치에서의 TV본의 값을 구한다. 이 다음, 도 5의 단계 522 이후의 단계와 동일한 단계로 나아감으로써, 최종적인 측정치를 생성할 수 있다.

이상에서 상세하게 설명한 본 발명의 테스트 차트를 사용하면, 공간적으로 다른 시야 영역에서의 공간 해상도를 각 영역에서 360도 내의 다른 방향에서 평가할 수 있고, 이로 인하여 종래의 것과 비교하여 상세한 평가를 가능하게 할 수 있다. 또한, 본 발명의 측정 방법에 의하면, 상기 테스트 차트를 사용하여 공간 해상도를 정확하게 평가하고, 그 평가 결과를 사용자에게 알기 쉬운 형식으로 표시할 수 있다.

Claims (19)

1. 적어도 1개의 차트를 포함하는 테스트 차트에 있어서,
   상기 차트가,
   동심원 형상으로 배열된 복수의 링이며, 당해 복수의 링이, 주변으로부터 중심을 향하는 방향에서 증대하는 공간 주파수를 갖는 복수의 링과,
   당해 복수의 링의 바깥에 배치된 적어도 1개의 한 쌍의 마크이며, 당해 한 쌍의 마크가, 상기 복수의 링의 중심을 지나는 가로방향 또는 세로방향에서 배치된, 적어도 1개의 한 쌍의 마크를 포함하고,
   상기 적어도 1개의 한 쌍의 마크의 각 쌍은, 공간 해상도의 측정에 사용하는 측정 에어리어를 정하고, 당해 측정 에어리어의 폭은, 대응하는 쌍의 마크의 폭에 의해 정해지는, 테스트 차트.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 차트는, 상기 복수의 링의 중심에 검은 원형 영역을 포함하고,
   당해 원형 영역은, 상기 마크가 배치된 상기 가로방향 또는 상기 세로방향에 직교하는 방향에서의 상기 마크의 폭에 관련되는 직경을 가지는, 테스트 차트.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수의 링의 각각은, 상기 공간 주파수를 정하는 파형의 일방(一方)의 피크에서 제 1 색이 되고 타방(他方)의 피크에서 제 2 색이 되며, 상기 일방의 피크와 상기 타방의 피크 사이에 있어서 상기 제 1 색과 상기 제 2 색의 사이에서 색이 변화하는, 테스트 차트.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 테스트 차트는, 직사각형의 형상을 가지고, 또한 복수의 상기 차트를 포함하며,
   당해 복수의 상기 차트는,
   상기 테스트 차트의 상기 직사각형의 중앙에 배치된 중심 차트와,
   상기 직사각형의 네 모퉁이의 각각에 배치된 4개의 주변 차트를 포함하는, 테스트 차트.
5. a) 피측정대상의 촬상 장치로부터의, 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 하나에 기재된 상기 테스트 차트의 디지털 촬상 신호를 받는 단계와,
   b) 상기 디지털 촬상 신호로부터, 상기 테스트 차트의 상기 적어도 1개의 차트 중 1개의 차트의 상기 한 쌍의 마크를 검출함으로써, 상기 1개의 차트의 어느 각도에서의 측정 에어리어를 정하는 단계와,
   c) 상기 측정 에어리어 내에서 낮은 공간 주파수로부터 높은 공간 주파수를 향하여 복수의 측정 라인을 정하는 단계와,
   d) 각 상기 측정 라인의 각각에서, 상기 디지털 촬상 신호로부터, 상기 측정 라인을 따른 일련의 디지털·데이터를 취득하고, 당해 일련의 디지털·데이터가 정하는 파형의 주기 및 진폭의 적어도 1개에 근거하여 각 상기 측정 라인에서의 공간 해상도를 구하는 단계와,
   e) 복수의 상기 측정 라인에서 각각 구한 복수의 공간 해상도를 사용하여, 상기 피측정대상의 촬상 장치의, 상기 측정 에어리어에서의 공간 해상도를 구하는 단계를 포함하는, 측정 방법.
6. 제 5 항에 있어서,
   각 상기 측정 라인에서의 공간 해상도를 구하는 단계는,
   상기 파형의 피크의 검출을, 상기 낮은 공간 주파수로부터 개시하는 단계와,
   검출한 상기 피크 중의, 상기 파형의 평균치를 넘지 않는 일방의 극성의 피크를 검출하는 단계와,
   상기 평균치를 넘지 않는 일방의 극성의 피크의 직전의, 상기 평균치를 넘는 일방의 극성의 피크를 가지는 파형 위치에 대응하는 상기 공간 주파수에 근거하여, 각 상기 측정 라인에서의 공간 해상도를 정하는 단계를 포함하는, 측정 방법.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 측정 에어리어의 공간 해상도는, 상기 복수의 측정 라인에서 구한 상기 복수의 공간 해상도의 평균치에 의해 정하는, 측정 방법.
8. 제 5 항에 있어서,
   각 상기 측정 라인에서의 공간 해상도를 구하는 단계는,
   상기 파형의 주기의 검출을, 상기 낮은 공간 주파수로부터 개시하는 단계와,
   검출한 상기 주기가, 직전에 검출한 상기 주기보다 긴지 아닌지 판정하는 단계와,
   검출한 상기 주기가 직전에 검출한 주기보다 길 때, 상기 직전에 검출한 주기를 가지는 파형 위치에 대응하는 상기 공간 주파수에 근거하여, 각 상기 측정 라인에서의 공간 해상도를 정하는 단계를 포함하는, 측정 방법.
9. 제 5 항에 있어서,
   각 상기 측정 라인에서의 공간 해상도를 구하는 단계는,
   상기 파형의 진폭의 검출을, 상기 낮은 공간 주파수로부터 개시하는 단계와,
   검출한 상기 진폭이, 문턱값보다 작은지 아닌지 판정하는 단계와,
   검출한 상기 진폭이 상기 문턱값보다 작을 때, 당해 검출한 진폭의 직전에 검출한 진폭을 가지는 파형 위치에 대응하는 상기 공간 주파수에 근거하여, 각 상기 측정 라인에서의 공간 해상도를 정하는 단계를 포함하는, 측정 방법.
10. 제 5 항에 있어서,
    상기 측정 에어리어를, 상기 1개의 차트의 중심을 중심으로 하여 어느 각도회전시켜, 회전후 측정 에어리어를 생성하는 단계와,
    상기 회전후 측정 에어리어에 관하여, 상기 단계 c), d), e)를 실행하는 단계를 더 포함하는, 측정 방법.
11. 제 5 항에 있어서,
    상기 측정 에어리어에서 구한 상기 공간 해상도를 나타내는 값을, 상기 측정 에어리어의 각도와 관련지어 표시하는 단계를 더 포함하는, 측정 방법.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 공간 해상도를 나타내는 값과 상기 측정 에어리어의 각도를 극좌표로 표시하는, 측정 방법.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 극좌표에서의 극으로부터의 거리는, 상기 복수의 링의 중심과, 당해 거리가 나타내는 공간 주파수를 가지는 상기 차트의 상기 복수의 링 형상의 위치 사이의 거리에 관계되는, 측정 방법.
14. 제 13 항에 있어서,
    상기 극좌표에서의 극으로부터의 거리가, 상기 공간 해상도에 관계되는, 측정 방법.
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 극좌표에서의 중심으로부터의 거리가, 상기 공간 해상도를 나타내는 값을 나타내는, 측정 방법.
16. 제 11 항에 있어서,
    상기 공간 해상도를 나타내는 값과 상기 측정 에어리어의 각도를 직교 좌표로 표시하는, 측정 방법.
17. 제 5 항에 기재된 방법을 컴퓨터에 실행시키기 위한 컴퓨터 판독 가능 명령을 저장한 컴퓨터 판독 가능 기억 매체.
18. 삭제
19. 삭제

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