이미지 통계 — Imatest Documentation

이미지 통계 는 이미지의 여러 속성을 검사할 수 있는 대화형 유틸리티입니다. 여기에는 다음이 포함됩니다.

두께를 조절할 수 있는 수직 및 수평 단면을 제공합니다 . 두께를 두껍게 하면 노이즈의 영향을 줄일 수 있습니다. 픽셀 레벨 또는 1차원 푸리에 스펙트럼을 플롯할 수 있습니다.
직사각형 또는 정사각형(스포이드) 영역의 속성 에는 직사각형 위치, R, G, B 및 Y(휘도) 채널의 평균값, Log ₁₀ (평균/최대값), 노이즈(시그마), 불균일성 보정 노이즈, SNR(신호 대 잡음비), SNR dB 및 평균 L*a*b*(색 공간이 입력된 경우)가 포함됩니다.
- 면적이 250픽셀보다 큰 직사각형 영역에 대한 히스토그램 (주로 휘도 채널: R, G, B 채널 포함 가능).
- 단면(1D) 또는 80x80픽셀보다 큰 직사각형 영역(2D)에 대해 선형 또는 로그 축을 사용하는 푸리에 스펙트럼 .
- 3D 표면 플롯 (공간 픽셀 수준 정보 포함)( Imatest 5.2 이상 )
지정된 값보다 낮거나 높은 모든 지점은 각각 파란색 과 빨간색 으로 표시됩니다.
원본 이미지에서 점들 사이의 거리 .
EXIF 데이터 — 이미지 파일에 저장된 메타데이터

이미지 통계는 테스트 차트뿐만 아니라 모든 이미지에 적용할 수 있습니다. 예를 들어, 다음과 같은 다양한 유용한 응용 분야가 있습니다.

색상/톤 설정 , 색상/톤 자동 및 스텝차트 에서는 이미지의 블랙 레벨(픽셀) 오프셋(픽셀 레벨에 추가되는 고정 숫자)과 채도 레벨을 지정할 수 있습니다.
- 블랙 레벨 오프셋을 적용한 후 이미지에 노이즈가 추가될 수 있습니다. 따라서 최소 픽셀 레벨이 오프셋 값과 일치하지 않을 수 있습니다. 히스토그램의 피크 값이 더 나은 지표입니다.
- 일반적으로 포화 수준은 비트 심도에 따른 최대값입니다. 8비트(24비트 컬러)의 경우 255, 16비트(48비트 컬러)의 경우 65535이지만 항상 그런 것은 아닙니다 . 8비트 이미지에서 패치 밝기가 증가해도 픽셀 수준이 더 이상 증가하지 않는 포화 현상이 220~235 부근에서 발생하는 것을 본 적이 있습니다.

놓치기 쉬운 세부 정보를 확인하기 위해 이미지를 확대하거나 밝기를 조절할 수 있습니다. 확대/축소 기능을 사용하면 작거나 좁은 직사각형 영역을 더 쉽게 선택할 수 있습니다. 또한 단면 표시 범위를 제한하여 관심 영역만 표시할 수 있습니다. 이미지 밝기 조절은 수치 결과에 영향을 미치지 않습니다. 8비트 및 16비트 심도의 이미지를 지원합니다.

실행 중인 이미지 통계

이미지 통계는 다음에서 열 수 있습니다.

유틸리티 메뉴,
Rescharts , Color/Tone Setup 또는 Uniformity Interactive 는 파일 드롭다운 메뉴 또는 다른 용도로 사용되지 않을 때 나타나는 오른쪽 제어 영역의 버튼을 통해 실행할 수 있습니다.
분석 드롭다운 메뉴에서 이미지 처리를 선택합니다 . 입력 이미지와 출력 이미지가 모두 있는 경우, 두 이미지를 빠르게 전환하여 비교할 수 있습니다.

이미지 통계를 열면 다음 창이 나타납니다. 이미지 아래에 간단한 지침이 표시됩니다.

이미지 통계 열기 창

창에는 자르지 않은 원본 밝기의 이미지가 표시됩니다(이전 실행에서 밝기가 변경되지 않은 경우). 파일 이름은 상단에 표시되고 왼쪽에는 제어 영역이 있습니다. 이미지 분석을 수행하기 전에 몇 가지 작업을 할 수 있습니다.

이미지 크기를 줄이면(특히 단면 처리 시) 작업 속도가 향상됩니다 . 왼쪽 상단의 '큰 이미지 크기 조정 ' 드롭다운 메뉴를 사용하세요. 설정 1. 크기 조정 안 함 또는 2. 큰 이미지 크기 조정(imresize)을 권장합니다. 노이즈 또는 주파수 스펙트럼을 분석해야 하는 경우에는 크기 조정을 권장하지 않습니다. 설정 3 이상(픽셀 건너뛰기를 통한 크기 조정)은 일반적으로 권장하지 않습니다. 이러한 설정은 일부 비정상적인 디모자이킹 동작을 진단하는 데 사용된 적이 있습니다.
마우스를 클릭하고 드래그하여 이미지를 확대/축소 할 수 있습니다. 전체 보기(축소)를 누르거나 이미지를 두 번 클릭하면 축소된 이미지로 돌아갑니다(두 번 클릭이 항상 작동하는 것은 아닙니다). 이렇게 하면 작은 직사각형 영역을 선택하거나 단면의 범위를 제한하여, 예를 들어 짙은 그림자 속의 동작을 자세히 살펴볼 수 있습니다.
왼쪽 상단의 드롭다운 메뉴(위쪽에 '원본 이미지 '라고 표시됨)를 클릭하여 이미지의 모양을 변경할 수 있습니다. 밝기 조절, 채도 증가, 톤 매핑 등을 할 수 있습니다. 선택 사항은 오른쪽에 표시됩니다. 이미지를 밝게 하면(여러 가지 방법이 있음) 어두운 이미지에서는 보이지 않는 그림자 디테일을 확인할 수 있습니다. 이미지 모양을 변경해도 수치 또는 그래픽 분석 결과에는 영향을 미치지 않습니다.
'픽셀 표시 < 또는 >' 설정 패널에서 설정을 클릭하여 설정된 값보다 작은 픽셀은 파란색 으로, 설정된 값보다 큰 픽셀은 빨간색 으로 표시할 수 있습니다. 일반적인 표시를 위해서는 두 상자를 모두 0으로 설정하십시오.

이미지 외관 선택입니다. 이는 수치 결과에 영향을 미치지 않습니다.
'원본 이미지' 이외의 이미지를 선택하면 배경이 노란색으로 표시됩니다.

아래 이미지는 확대 및 밝기 조정을 거친 이미지입니다. 픽셀 레벨이 4(255 중) 미만인 픽셀은 파란색 으로, 252 이상인 픽셀은 빨간색 으로 표시됩니다. 단면 보기, 사각형/스포이드 도구 사용 등 다른 작업을 수행하는 동안에도 확대/축소 비율은 유지됩니다. 전체 이미지를 보려면 전체 보기(축소)를 클릭하십시오.

**확대 및 밝기 조정된 이미지 통계, 4픽셀 미만(총 255픽셀 중)은 파란색 으로 표시됩니다.**

단면

단면 패널에서 X-단면 또는 Y-단면을 누르면 가로 또는 세로 단면을 선택할 수 있는 십자선이 나타납니다. 이미지에서 원하는 지점을 클릭하면 해당 지점이 빨간색 선(아래 이미지에서 중앙 왼쪽의 세로선)으로 표시됩니다. 단면 모드에서는 마우스 드래그가 작동하지 않습니다. 이미지 외부의 지점(활성화된 버튼이나 텍스트 제외 )을 클릭하거나 Esc 키를 누르면 십자선이 꺼지고 일반 모드로 돌아갑니다. 단면 모드가 활성화되면 대부분의 버튼이 비활성화되거나 보이지 않게 됩니다. X-단면 또는 Y-단면을 누르기 전에 설정을 해야 합니다. (물론 언제든지 설정을 변경할 수 있습니다.)

단면 보기 버튼 중 하나를 누르기 전에 이미지를 확대(사실상 자르기)하는 것이 좋습니다.

RGBY 레벨에 대한 이미지 통계 Y 단면 플롯(Y축 강조), 확대된 이미지입니다.
이 파일은 비트 심도가 16비트이므로 비트 심도가 8비트인 파일보다 그림자 디테일이 더 잘 표현됩니다.

수직 단면(y축은 로그 스케일)을 분석함으로써 육안으로 관찰하기 어려운 매우 어두운 영역에서 이 차트/카메라 조합의 동작을 이해할 수 있었습니다(단거리 플레어 현상이 결과에 영향을 미치는 것을 관찰했습니다). 상대적으로 넓은 선은 짙은 그림자 영역의 높은 노이즈를 줄이는 데 도움이 되었습니다.

단면 설정 단면 선택 및 플롯을 위한 몇 가지 옵션이 있습니다.

선 너비(Line W) 드롭다운 메뉴를 사용하여 단면의 너비를 선택할 수 있습니다. 설정값은 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 21 또는 25픽셀입니다. 기본값인 1에서 값을 증가시키면 노이즈가 감소합니다(너비가 두 배가 될 때마다 3dB씩 감소). 일반적으로 관심 있는 특징의 범위 내에서 선 너비를 최대한 크게 설정하는 것이 좋습니다. 단면 너비는 두 개의 수직 또는 수평 빨간색 선으로 표시됩니다.
스무딩(Sm) 드롭다운 메뉴를 사용하면 1, 3, 5, 11 또는 15픽셀의 직사각형 커널을 사용하여 스무딩을 적용할 수 있습니다. 이를 통해 추가적인 노이즈 감소 효과를 얻을 수 있습니다. 스무딩을 적용하면 푸리에 스펙트럼에서 1/Sm(사이클/픽셀) 지점에 널(null)이 발생합니다. 아래 그림은 Sm = 3일 때 0.333 C/P 지점에 널이 나타나는 것을 보여줍니다.
플롯 유형 드롭다운 메뉴를 사용하면 세 가지 픽셀 단면 플롯(1-3)과 여섯 가지 1차원(1D) 푸리에 스펙트럼 플롯(4-9, Imatest 2021.2에서 도입) 중에서 선택할 수 있습니다. 1D 스펙트럼은 특히 경사진 모서리에 유용하며, 미분값(플롯 7-9)은 아래에 표시된 모서리 확산 함수를 나타냅니다. 2D 푸리에 스펙트럼은 아래의 직사각형 분석에서 확인할 수 있습니다. 선택 사항은 오른쪽에 표시됩니다.
y축(세로축) 드롭다운 메뉴에서 (1) 선형 y축, (2) Log ₁₀ y축(정규화되지 않음), 또는 (3) Log ₁₀ y축(정규화됨)을 선택할 수 있습니다. 플롯 유형 에서 픽셀 단면 플롯을 선택한 경우 활성화됩니다(푸리에 스펙트럼의 경우 비활성화됨). 선택은 적용 분야에 따라 달라집니다. 위의 차트는 로그 단계(밀도 단위로 정의됨)를 사용하므로 Log ₁₀ 축이 선택되었습니다.

단면도

(1) RGBY 플롯 (동일한 강조)

(2) RGBY 플롯(Y 강조)( 기본값, 권장 단면 )

(3) Y(휘도)만 플롯합니다.

(4) |푸리에 스펙트럼(Y)| 선형(1D)

(5) |푸리에 스펙트럼(Y)| 로그-로그(1D)

(6) |푸리에 스펙트럼(Y)| 세미로그Y(1D)

(7) |푸리에 스펙트럼(Y-미분)| 선형(1D)

(8) |푸리에 스펙트럼(Y-미분)| 로그-로그(1D)

(9) |푸리에 스펙트럼(Y-미분)| SemilogY(1D)

**위 차트와 동일한 차트에 대한 Y 미분의 1D FFT: 선 W = 9; 스무딩 Sm = 3**
**이 그래프는 에지 MTF와 유사하지만 노이즈에 훨씬 더 민감합니다. Sm = 3일 때 0.333 C/P에서 널(null)이 발생합니다.**

직사각형/점적기 분석

이 분석을 통해 마우스를 클릭하고 드래그하여 선택한 직사각형 영역 또는 마우스 클릭만으로 선택한 정사각형 스포이드 영역의 여러 속성을 살펴볼 수 있습니다. 평균, 노이즈(비균일성 보정 전후), CIELAB L*a*b* 값 등의 기본 통계를 확인할 수 있습니다. 또한 해당 영역의 히스토그램 이나 주파수 스펙트럼을 볼 수도 있습니다. 이미지 바깥쪽을 클릭하면 직사각형/스포이드 선택 기능이 해제됩니다. 선택한 직사각형과 결과는 다음 선택이 이루어질 때까지 계속 표시됩니다. 설정은 다음과 같습니다.

선택	측정
표준 통계	직사각형의 위치, 크기 및 대각선 길이 RGBY 평균, 노이즈(보정 및 미보정), SNR, CIELAB Lab* 값. 참고: RMS 노이즈는 표준 편차( σ )와 같습니다.
히스토그램(Y) 전체 x축 히스토그램(Y) x축 확대 히스토그램(Y)+RGB 전체 x축 히스토그램(Y)+RGB x축 확장	휘도(Y) 채널의 log ₁₀ (발생 횟수+1) 히스토그램을 막대 그래프로 표시합니다. 최소 영역 크기는 250픽셀입니다. 평균값은 Y 채널의 경우 마름모(◊)로, R, G, B 채널의 경우 별표 (* )로 표시됩니다. 전체 x축은 이미지의 최소값에서 최대값까지를 나타냅니다(이미지 소스와 비트 심도에 따라 0에서 1, 255 또는 65535까지). x축 확장 옵션은 데이터의 상한과 하한을 사용하여 x축을 결정합니다. +RGB 옵션은 히스토그램에 RGB 채널에 대한 계단식 그래프를 추가합니다. 아래 예시를 참조하세요.
푸리에 스펙트럼 선형 (>80x80) 푸리에 스펙트럼 로그-로그 (>80x80) 푸리에 스펙트럼 기호학 (>80x80)	선형 x, y축, 로그 x, y축 또는 세미로그(선형 x, 로그 y)축을 사용하여 해당 영역의 2차원 푸리에 주파수 스펙트럼을 1차원 플롯으로 나타냅니다. 최소 영역 크기는 80x80 픽셀입니다. 특히 1/ f 2차원 푸리에 스펙트럼을 갖도록 설계된 '쏟아진 동전'과 같은 패턴에 유용합니다. 아래 예시를 참조하십시오.
3D 표면 플롯 (느림) 3D 표면 플롯(추가 평활화)	픽셀 레벨을 x, y 위치의 함수로 보여주는 3D 플롯입니다. 회전 가능합니다. 새로운 영역을 선택하려면 이 기능을 껐다가 다시 켜야 합니다. 경고: 큰 이미지의 경우 처리 속도가 매우 느릴 수 있습니다. 이미지를 먼저 확대(자르기)하는 것을 권장합니다. 추가적인 스무딩 처리를 하면 속도가 약간 빨라지지만 여전히 느릴 수 있습니다.
QR 코드 (URL인 경우 열기)	2021.2 버전의 새로운 기능입니다. QR 코드 또는 바코드를 읽어보세요. 특히 QR 코드나 바코드가 여러 개 포함된 경우, 이미지를 확대(자르기)하는 것을 권장합니다. 코드가 URL을 포함하고 있으면 해당 웹 페이지가 열립니다.

추가 설정에는 다음이 포함됩니다.

스포이드 크기 . 설정값은 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 21 또는 25(픽셀 단위 변의 길이)입니다.
CIELAB L*a*b* 값을 계산하는 데 사용되는 색 공간 (드롭다운 메뉴)을 선택합니다. 가장 일반적인 색 공간을 사용할 수 있으며, sRGB(Windows/인터넷 표준)가 기본값입니다.

표준 통계

히스토그램

푸리에 변환/스펙트럼

**쏟아진 동전(낙엽) 차트 의 로그축을 사용한 주파수 스펙트럼**
**고화질 카메라폰으로 900룩스(밝은 조명, 낮은 노이즈)에서 촬영했습니다.**

데이터 곡선의 지수(하위 3분의 1에 해당하는 데이터 포인트)에 대한 1차 로그 적합은 얇은 검은색 점선으로 표시됩니다. 이 패턴의 경우 적합은 주파수 ^-0.989 에 비례합니다. 원래 차트는 스케일 불변 1/f(주파수 ^-1 ) 주파수 스펙트럼을 갖도록 설계되었으며, 이는 적합 결과와 매우 유사합니다. 이미지 크기 조정(결과에 영향을 줄 수 있음)은 해제되었으므로 이미지는 다운샘플링되지 않았습니다.

이 그래프를 이용하면 어떤 이미지든 주파수 스펙트럼을 빠르게 관찰할 수 있습니다.

다양한 낙엽 차트와 (Imatest) 흩어진 동전 차트의 고화질 이미지를 확인해 보세요. Imatest 흩어진 동전 차트는 지수가 -1에 매우 가까워 진정한 스케일 불변성을 보장하는 것으로 나타났습니다. 시중에 판매되는 다른 낙엽 차트들은 지수가 0.9에 더 가깝습니다.
"평균적인 장면"(이보다 더 신화적인 괴물이 있을까요?*)은 대략 -1 정도의 지수를 가져야 합니다. 이는 낙엽과 흩어진 동전 차트를 설계한 이유 중 하나입니다(척도 불변성과 함께). 어떤 장면(또는 장면의 일부)에 대한 스펙트럼을 살펴보면 이를 확인할 수 있습니다.

콜로라도주 볼더에서는 "평균적인" 풍경을 찾기가 매우 어렵습니다. 이곳의 모든 풍경(사람들은 말할 것도 없고요)은 평균 이상이기 때문입니다.
(개리슨 케일러에게 사과드립니다.) "평균 이상" 장면의 스펙트럼 반응은 지금까지 연구된 적이 없습니다. 박사 학위 논문 주제로 좋을 것 같네요.

3D 표면 플롯(공간 분석)

3D 표면 플롯( Imatest 5.2 이상 )은 선택한 영역의 공간 픽셀 정보를 표시합니다. 이 플롯을 보려면 사각형 분석 버튼 바로 아래에 있는 드롭다운 메뉴에서 '3D 표면 플롯 (표준 또는 추가 평활화)'을 선택하고 ' 사각형 분석'을 누른 다음 표시할 영역을 선택합니다. 마우스로 드래그하여 플롯을 회전할 수 있습니다. 선택한 영역은 일반적으로 표면 플롯에 포함되므로 선택 영역의 복제본이 왼쪽에 표시됩니다. 다른 영역을 분석하려면 왼쪽에 있는 '제어 버튼 및 원본 이미지 복원' 버튼을 클릭한 다음 '사각형 분석'을 다시 누릅니다. (이는 단순히 새 영역을 선택할 수 있는 다른 사각형 분석과 약간 다릅니다.)

위치에 따른 픽셀 레벨을 보여주는 3D 표면 플롯
랜덤 노이즈는 낮지만 양자화 노이즈가 뚜렷한 8비트(256단계) 이미지의 경우

이 그래프는 공간 정보를 보여줍니다. 이 경우 디지털 레벨의 개수가 제한적일 때(0~255) 노이즈 측정에 어떤 영향을 미치는지 명확하게 확인할 수 있습니다.

기타 제어

전체 보기(축소) 는 원래의 전체 이미지 보기를 복원합니다. 이미지를 축소하는 기능입니다(더블 클릭은 종종 작동하지 않습니다).

데이터 커서 기능을 사용하면 이미지를 클릭했을 때 데이터 커서가 표시됩니다. 오른쪽 예시를 참조하세요. 데이터 커서 (활성화 시 노란색 배경이 나타나는 토글 버튼)를 클릭하여 이 기능을 켜거나 끌 수 있습니다. 데이터 커서를 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하면 제거할 수 있습니다.

EXIF 기능은 이미지 아래에 선택된 EXIF 데이터(파일에 포함된 메타데이터)를 표시합니다. 전체 EXIF 데이터를 보려면 파일 드롭다운 메뉴를 사용하십시오( Phil Harvey의 EXIFtool이 설치되어 있어야 하며 선택되어 있어야 합니다).

파일 드롭다운 메뉴를 사용하면 클립보드에서 이미지를 붙여넣거나, 모든 EXIF 데이터를 보거나, 저장/표시 화면을 보거나, 프로그램을 닫을 수 있습니다.

이미지 드롭다운 메뉴 에는 여러 유용한 기능이 포함되어 있습니다. 대부분은 직관적으로 이해할 수 있습니다. 한번 사용해 보시길 권장합니다.