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公開番号2023042806
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-03-28
出願番号2021150150
出願日2021-09-15
発明の名称MTF測定用チャート
出願人日本放送協会
代理人弁理士法人磯野国際特許商標事務所
主分類G01M 11/02 20060101AFI20230320BHJP(測定;試験)
要約【課題】エッジ法を用いて、放射方向および円周方向の両方向でMTFを測定することが可能なMTF測定用チャートを提供する。
【解決手段】MTF測定用チャートCHは、チャート面の所定位置を中心とし、予め定めた数の二等辺三角形を、二等辺三角形の頂点を前記中心として等角度間隔に配置した放射領域と、放射領域の周囲に、脚の延長線が前記中心を通る等脚台形を、前記中心から同心円状に、放射方向および円周方向にそれぞれ離間して配置した同心円領域と、を有し、前記二等辺三角形および前記等脚台形の領域と、前記二等辺三角形および前記等脚台形以外の領域とで、コントラストが異なる色を配色した。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
撮像系のＭＴＦを測定するＭＴＦ測定装置で利用されるＭＴＦ測定用チャートであって、
チャート面の所定位置を中心とし、予め定めた数の二等辺三角形を、前記二等辺三角形の頂点を前記中心として等角度間隔に配置した放射領域と、
前記放射領域の周囲に、脚の延長線が前記中心を通る等脚台形を、前記中心から同心円状に、放射方向および円周方向にそれぞれ離間して配置した同心円領域と、を有し、
前記二等辺三角形および前記等脚台形の領域と、前記二等辺三角形および前記等脚台形以外の領域とで、コントラストが異なる色を配色したことを特徴とするＭＴＦ測定用チャート。
続きを表示（約 740 文字）【請求項２】
前記放射領域において、前記二等辺三角形の数は偶数であって、前記等角度間隔の角度と、前記二等辺三角形の頂角の角度とが等しいことを特徴とする請求項１に記載のＭＴＦ測定用チャート。
【請求項３】
前記放射領域において、少なくとも前記中心を通る直交軸の各軸で前記コントラストが異なるように、前記二等辺三角形を配置するとともに、
前記同心円領域において、半径の異なる同心円ごとに、少なくとも前記直交軸の各軸で前記コントラストが異なるように、前記等脚台形を配置したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＭＴＦ測定用チャート。
【請求項４】
前記直交軸は、水平軸および垂直軸であることを特徴とする請求項３に記載のＭＴＦ測定用チャート。
【請求項５】
前記直交軸は、水平方向および垂直方向に対して、２度以上５度以下傾いていることを特徴とする請求項３に記載のＭＴＦ測定用チャート。
【請求項６】
前記放射領域において、前記二等辺三角形を８個配置したことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のＭＴＦ測定用チャート。
【請求項７】
前記同心円領域において、半径の最も小さい同心円に属する等脚台形は、上底の２つの端点が、隣り合う前記二等辺三角形の底辺の端と接していることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のＭＴＦ測定用チャート。
【請求項８】
前記二等辺三角形および前記等脚台形の領域を黒、前記二等辺三角形および前記等脚台形以外の領域を白で配色したことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のＭＴＦ測定用チャート。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像系の解像度の空間周波数特性を表すＭＴＦ（Modulation Transfer Function）を測定するＭＴＦ測定装置で利用されるＭＴＦ測定用チャートに関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、エッジ応答を分析して、ＭＴＦを測定する手法（エッジ法）は、デジタルカメラ等の撮像系の解像度特性を評価するために広く用いられている。
エッジ法は、測定対象の撮像画像の水平垂直の正方グリッドのサンプリング位置に対して、２階調のエッジが取得された画像の関心領域（ＲＯＩ：Region Of Interest）から超解像された１次元のエッジ拡がり関数（ＥＳＦ：Edge Spread Function）のエッジ勾配を分析することによりＭＴＦを算出する。
【０００３】
ＭＴＦは画像の細かさを表す指標で、正弦波に対する変調度を空間周波数の関数で表したものである。空間周波数の単位はcycles/pixelであって、０．５cycles/pixelはナイキスト周波数、１cycle/pixelはサンプリング周波数を表す。なお、この単位の「pixel」は、実際のイメージセンサの物理的な画素ピッチではなく、出力信号の画像フォーマットで定義される水平垂直の正方グリッドのサンプリング間隔である。
【０００４】
ＩＳＯ１２２３３には、デジタルカメラの解像度特性を測定する手法（以下、ＩＳＯ法）が規定されている（非特許文献１参照）。
ＩＳＯ法は、わずかに傾いた垂直方向に近い（ｎｅａｒＶ）エッジ、または、水平方向に近い（ｎｅａｒＨ）エッジを撮像し、ＭＴＦを測定したい部分のエッジを含む関心領域（ＲＯＩ）を選定する。そして、ＩＳＯ法は、エッジがｎｅａｒＶであれば水平の投影軸に配置されたビン配列に、エッジに平行な方向でＲＯＩの画素を投影（ビニング：binning）する。この投影軸のビン幅は、１画素に対してオーバーサンプリングされた幅で、ＲＯＩの１画素の幅の１／４，１／８といったサブピクセル幅である。
【０００５】
そして、ＩＳＯ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、エッジ広がり関数（ＥＳＦ：Edge Spread Function）を求め、エッジ広がり関数を微分することで、線広がり関数（ＬＳＦ：Line Spread Function）を求める。
そして、ＩＳＯ法は、線広がり関数をフーリエ変換して絶対値をとり、直流（空間周波数“０”）で正規化することで、ＭＴＦを算出する。
なお、ＩＳＯ法は、エッジがｎｅａｒＨであれば、ＲＯＩを９０°回転させて、ｎｅａｒＶと同様のアルゴリズムでＭＴＦを算出する。
【０００６】
カメラの画素構造や画像処理により解像度特性の異方性が考えられる場合、多方向のＭＴＦ測定が必要になる。そこで、従来は、図１５に示すようにスターバーストチャートＣＨｓｂを用いて、多方向のＭＴＦを測定する手法が提案されている（特許文献１，非特許文献２参照）。このスターバーストチャートＣＨｓｂは、チャート中心から、コントラストの異なる色の領域が放射状に形成されたチャートである。例えば、図１５のスターバーストチャートＣＨｓｂは、エッジ（直線境界）が偶数個であり、コントラストの異なる領域が等分割角になっている。
【０００７】
スターバーストチャートＣＨｓｂを用いてＭＴＦを測定する従来手法は、図１６に示すように、スターバーストチャートＣＨｓｂを所定の角度θ（例えば、３°等）だけ傾けて撮像し、放射方向のエッジごとに、関心領域ＲＯＩ（Ｒ１，Ｒ２，…）を設定する。
そして、従来手法は、基準となるＲＯＩ（Ｒ１）と同じ向きに、他のＲＯＩ（Ｒ２，Ｒ３，…）を回転させ、それぞれのＲＯＩにおいて、関心領域の各画素を水平軸に投影し、オーバーサンプリングされたエッジ広がり関数を得てＩＳＯ法と同様にＭＴＦを求める。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
特開２０１０－２３７１７７号公報
【非特許文献】
【０００９】
ISO 12233:2017,“Photography - Electronic still picture imaging - Resolution and spatial frequency responses”
K. Masaoka, K. Arai and Y. Takiguchi：“Realtime Measurement of Ultrahigh-Definition Camera Modulation Transfer Function,” SMPTE Motion Imaging Journal，Vol.127，No.10，pp.14-22 （2018）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
一般に、カメラの解像度特性は、光軸中心と画像周辺とでは異なる。また、カメラレンズの非点収差は、光軸方向から離れていく方向に生じるボケについて、放射方向（サジタル〔Sagittal〕方向）と、光軸を中心とした同心円方向（メリジオナル〔Meridional〕方向あるいはタンジェンシャル〔Tangential〕方向）とで区別されている。
（【００１１】以降は省略されています）

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