IEEEカメラフォン画像品質（CPIQ）サポート

ImatestのCPIQ実装

Imatest 4.4+は、 IEEE CPIQ P1858 ^™ （カメラ付き携帯電話の画像品質） 2016の測定に対応しています。CPIQのメンバーとして、当社はCPIQに準拠した、同等の画像品質測定を簡単に提供することに尽力しています。

注：視覚ノイズ計算の最新の修正を適用するには、少なくともImatest 4.4.9を使用してください。

このページは、CPIQ規格「 P1858 ^TM /D1 カメラ付き携帯電話の画像品質規格」の章立てと類似しています。最初の4つの章は、1. 概要、2. 規範的参照、3. 定義、頭字語、略語、4. 試験条件と装置です。測定に関する章は以下のとおりです。

各セクションでは、グラフ、測定手法、および（知覚的な）品質レベルの結果について説明します。このページの最後のセクションでは、すべてのCPIQ指標のJSON出力先を一覧表示しています。

試験ラボ環境

IEEE認定試験所の現在の要件案（承認待ち）は以下のとおりです。

グラフ

• ドットパターンチャート（歪みと色ずれを測定）
• ESFR-ISOチャート - SFRと視覚ノイズ
• カラーチェッカーSG - 彩度レベル
• こぼれたコイン/枯れ葉チャート - 質感の鮮明度を測定
• 18%グレーの無地チャート（色の均一性を測定するためのもので、約18%グレーの塗料で塗装された壁などが該当します）

点灯

すべての照明は、最大のチャート全体にわたって少なくとも80％の均一性を達成できるものでなければならない（例えば、中心から隅までの偏差が20％以内）。

以下の光源：

• 3050k 白熱タングステン光源、25 ルクス
• D55光源、照度1000ルクス
• TL84光源、100ルクス

環境

• 温度は23℃±2℃でなければならない
• 部屋は反射を抑え、迷光がシーンに入り込まないように設計する必要があります。理想的には、壁は低反射・低彩度の塗料、例えば約18%グレーや黒で塗装するのが良いでしょう。
• 部屋は遮光されている必要があり、外部からの光源が測定結果に影響を与えないようにする必要があります。

空間周波数応答（SFR） - 第5章

CPIQ文書の第5章では、傾斜エッジSFR（MTF）測定について説明しています。これには、MTFと人間の視覚系のコントラスト感度関数（CSF）から導き出される、鮮明さの知覚的測定値であるアキュタンスが含まれます。

CPIQに準拠したSFR測定には、 eSFR ISOチャートをお勧めします。eSFR ISOは、画像表面の鮮明度をマッピングするのに十分な傾斜エッジを備え、視覚ノイズ測定に使用できるグレースケールOECFチャートを搭載しており、 ISO 12233:2014規格のチャート要件を完全に満たしています。

拡張eSFR ISOチャート

CPIQでは、鮮明度は空間周波数応答（ SFR ）（変調伝達関数（ MTF ）とも呼ばれる）として測定されます。この目的には、 eSFR ISOモジュールを使用できます。

鮮鋭度は、「画像がどれくらい鮮明に見えるか」という問いに答えるために設計された知覚的測定値です。これは主観的品質係数 (SQF)と密接に関連しており、方程式の詳細のみが異なります。これは、人間の視覚系のコントラスト感度関数 (CSF) のモデルである MTF (SFR) と、表示条件 (画像の高さと表示距離) から計算されます。Imatest は、多くのオプションを提供する SQF とまったく同じ方法でこれを表示します。鮮鋭度の測定値を取得するには、 eSFR ISO (またはその他の解像度分析) を開き、設定ウィンドウ (SFRplus のその他の設定) のSQF/鮮鋭度オプションボタンをクリックします。CPIQ鮮鋭度ボタンをクリックして、鮮鋭度の計算を選択します。プロットの種類は、SQF、鮮鋭度 (標準プロット) 、またはJND (最小可弁差: CPIQ フェーズ 2 方程式) のいずれかになります。表示条件についていくつかの仮定を行う必要があります。詳細については、 SQF/鮮鋭度を参照してください。

以下は、eSFR ISOモジュールディスプレイ#3の測定結果です。ここでは、視距離は印刷高さの平方根に比例すると仮定しています。

横方向の色彩変位 - 第6章

横方向の色ずれは、横方向の色収差とも呼ばれます。これは通常、接線方向の傾斜エッジを使用して特徴付けられますが、CPIQ規格ではドットパターンテストチャートを使用して、より詳細な測定を行います。

クロマレベル - 第7章

彩度（クロマレベル）テストでは、右側に適切に枠付けされたX-Rite Digital Colorchecker SGチャートを使用します。（チャートが画像全体を覆うべきではありません。もしそうであれば、光の減衰によって結果の精度が低下する可能性があります。）測定では、色域を示すパッチのみを使用し、チャートの端や中央付近にある黒、白、グレースケールのパッチは除外します。

Colorchecker SGは、 Color/Tone Interactive （インタラクティブ）モジュールまたはColor/Tone （固定）モジュールを使用して分析されます。分析領域がテストチャートのパッチと適切に位置合わせされるように、領域選択を手動で設定する必要があります。

カラーチェッカーSG用のカラー/トーンインタラクティブ微調整ウィンドウ

平均CPIQ彩度と品質レベルの結果は、2D a*b*プロットに示されています。この図は、チャート中央のすぐ上（上から2～5行目、5～10列目）にある、4行×6列のColorcheckerレプリカのパッチのa*b*値（CIELAB色空間）を示しています。

Colorchecker SG内部にある24パッチのColorchecker Classicレプリカのa*b*基準色とカメラ色、および平均CPIQ色度指標（すべての色度パッチで測定）を示します。

色の均一性 - 第8章

CPIQ 色変動性指標、最大 ΔC = D _cは、グリッド サイズが 4:3アスペクト比の場合は20x15、3 :2 アスペクト比の場合は 24x16、16:9 アスペクト比の場合は 32x18 に設定され、グリッド計算が 2 に設定されている場合、均一性、インタラクティブ均一性、および傷検出に表示されます。 Delta-C と Delta-E 。 Delta-C と Delta-E は、領域内の L*a*b* 値を画像全体の平均値と比較することにより、各グリッド領域 i について計算されます。 CPIQ 計算ボックスがオンになっているときはいつでも、JSON および CSV 出力で計算され保存されます。設定例を以下に示します。

これが結果として得られたグリッドプロットです。

CPIQ色均一性指標は右下に表示されます。最大ΔC = 2.606は、色変動のCPIQ指標です。この指標に関連する品質損失は

QL = 色の均一性に関するJND（最小可弁差）による主観的な品質損失 = 0、Dc ≤ 0.8636 ; D _c > 0.8636

ここで、a = 0.8636、b = 2.3952、c = 0.9771である。

視覚ノイズ - 第10章

視覚ノイズ計算の最新の修正を適用するには、少なくともImatest 4.4.9を使用してください。

視覚ノイズは、ISO 14524規格の放射状トーンパッチ（ステップウェッジ）を含むテストチャートから算出できます。この機能を備えたISO 12233:2014規格のテストチャートの使用をお勧めします。

計算は、 eSFR ISO 、 Color/Tone Interactive 、またはColor/Toneモジュールで実行できます。詳細は、Color/Tone Interactive/Color/Tone/eSFR ISOノイズ測定：ISO 15739およびCPIQ視覚ノイズを参照してください。

eSFR ISOモジュールの設定は以下のとおりです。

展示品は入手可能です

22. CPIQ 視覚ノイズと入力密度 (L*a*b*) の関係
23. CPIQ視覚S/N比と入力密度（L*a*b*）の関係
24. CPIQ 視覚的 SNR (dB) 対入力密度 (L*a*b*

結果は以下のとおりです。

テクスチャブラー - 第11章

CPIQ フェーズ 2「テクスチャ メトリックに関する初期作業」文書では、「枯葉」パターンの分析が求められていますが、結果の表示方法についてはほとんど詳細が示されていません。この文書では、ノイズ パワー スペクトル (NPS) について言及しており、これはパワー スペクトル密度 (PSD) とも呼ばれます。PSD はMTFの二乗です。

Imatest社は、既存のデッドリーブチャートに比べていくつかの利点を持つ、 Spilled Coinsチャートと呼ばれる新しいバージョンのデッドリーブチャートを発表しました。

• これはほぼ完全にスケール不変であり、つまり結果は倍率に依存しず、MTF指数-1（パワースペクトル密度-2）がこのチャートを正確に特徴づけています。
• 既存のグラフよりも均一性が高い。
• グラフの左右にある灰色の領域は、アクティブ領域と同じ平均密度を持っているため、中央の「こぼれたコイン」領域のPSDから差し引くノイズPSDを計算するのに適しています。
• MTF計算を比較するための斜めのエッジが含まれています。

デッドリーブスまたはスピルドコインのパターンは、通常、画像の約 1/3 を直線的に占めるように枠で囲まれています (面積では約 1/10)。この数値は、チャートのデザインと画像のピクセルサイズによって異なる場合があります (VGA などの低解像度の画像では、パターンに必要なスペースが大きくなります)。ランダム/デッドリーブスの詳細については、こちらをご覧ください。チャートは、 Imatest ストアでいくつかの構成で入手できます。

Dead Leaves画像のMTFまたはPSDは、 Imatest Randomモジュール（ Reschartsの一部）で測定できます。このモジュールは、1/ f空間周波数応答を持つランダム（またはほぼランダム）パターン用に設計されており、これは1/ f²^パワースペクトル密度（PSD）に相当します。このようなパターンはスケール不変であり、つまり、そのスペクトルは倍率に依存しません。チャートからの距離の変化にも影響されません。これにより、測定が非常に容易になります。

Spilled CoinsチャートのPSD指数は、図4に示すDead LeavesターゲットのPSD（すなわちNPS）とは異なります。-1.86ではなく-2（つまりスケール不変であり、これが理想値です）です。以下にいくつかの結果を示します。詳細はRandom/Dead Leavesをご覧ください。

結果は図7に示されています。

自動露出 - 第12章

CPIQ自動露出は現在ドラフト段階です。2021年版CPIQ規格に追加される予定です。この計算を実行するには、 Imatest v2021.1以降を使用してください。

自動露出誤差は、 X-Rite Colorchecker SGのニュートラルグレーパッチの公称輝度値からの偏差に基づいています。別の計算方法として、 24パッチのX-Rite Colorcheckerからこの指標を計算することもできます。

輝度レベルに基づく主観的な画質の心理物理学的研究により、露出品質の劣化に関する以下のモデルが開発された。

CPIQ自動露出は、Imatestカラー/トーンモジュールを使用して測定され、最小可弁差（JND）単位で品質損失（QL）スコアが生成されます。

結果はディスプレイ#4 2D a*bで確認できます。