MTF比較

異なるカメラとレンズにおける個々のエッジ領域のMTFを比較する

MTF比較の概要

MTF Compare （ Imatest Studioには含まれていません）は、 SFR 、 Rescharts Slanted-edge SFR 、 SFRplus 、またはeSFR ISOで解析され、結果がCSVファイルに保存された、異なるカメラ、レンズ、およびイメージングシステムのMTFを比較するための後処理ツールです。比較結果はMTFの商、つまり伝達関数として表示されます。2つのイメージングシステムAとBの場合、 MTF Compareは

• MTF(A)/MTF(B)またはMTF(B)/MTF(A)のグラフを、MTF(A)とMTB(B)（下の薄い線で表示）とともに表示します。詳細は表示設定によって異なります。
• nn = 70、50、30、20、10 の場合の MTFnn (MTF が低周波数値の nn% となる空間周波数) と MTFnnP (MTF がピーク値の nn% となる空間周波数) の比率または値を表示します。

これらの比較は、MTF50やその他の要約結果（MTF20など）の単純な比較よりも詳細な情報を含んでいます。Imatestのすべてのモジュールと同様に、非常に多くの表示オプションが利用可能です。

キヤノン 24-70mm f/2.8L、70mm、中央付近の高コントラストエッジのMTF比較
A. f/2.8（薄茶色）、B. f/8（薄青色）

センサー単体のMTFを測定できれば（回折やその他の実験上の問題により容易ではない）、 MTF比較機能を使えば、システム（レンズ＋センサー）のMTFをセンサー単体のMTFで割ることで、レンズ単体のMTFを測定できる。

上のグラフは、同じレンズと焦点距離で、2つの異なる絞り値（f/2.8とf/8）で、 Applied Image QA-77テストチャートの中央上部にある同じ高コントラストエッジを使用して、2つのSFR実行結果を比較したものです。f/8でのSFR実行結果（上のB）は、右側に大幅に縮小して表示されています。A/B伝達関数（MTF(A)/MTF(B)）は、分母（MTF(B)）が0.04を下回る最低周波数まで、太い実線の黒線で表示されています。この周波数を超える結果はノイズのため信頼できないため、細い灰色の破線で表示されています。

MTF比較図（上図）では、入力ファイル名（ SFR実行から保存されたcsvファイル）が、グラフ下のA.とB.のボックスに表示されています。対応する画像ファイル名は、グラフ上に表示されています。AとBのナイキスト周波数は、短く薄い茶色と青色の線で示されています。重要な入力データは右側にまとめられています。

MTF Compareへの入力は保存されたSFR出力であり、評価モードではImatestの出力を保存できないため、 MTF Compareを評価モードで実行することは実用的ではありません。

説明書

はじめる

MTF Compareは、 Imatest SFRおよびRescharts Slanted-edge SFR用のポストプロセッサで、 SFRのExcelで読み取り可能なCSV出力ファイルを使用します。MTFを比較するには、これらのCSV出力ファイルをSFR実行時に保存する必要があります。そのためには、右側に表示されているSFR保存ダイアログボックスで、 「Excel .CSV詳細結果」がチェックされていることを確認してください。必要に応じて、結果ディレクトリとルートファイル名をデフォルトから変更して、識別と取得を容易にすることもできます。その後、下部の「はい」をクリックしてください。

下の図は、ページ上部付近の図と似ていますが、 QA-77 チャートの画像の中心に近い低コントラストのエッジに基づいている点が異なります。このエッジは、高コントラストのエッジよりもカメラ内でのシャープネス処理がはるかに少なく、最大表示周波数は 0.5 サイクル/ピクセルです。EOS-20D は、ほとんどのデジタル カメラと同様に、非線形信号処理が顕著です。つまり、高コントラストの特徴の近傍では強いシャープネス処理が行われますが、高コントラストの特徴がない場所ではほとんど、あるいは全くシャープネス処理が行われません。つまり、シャープネス処理は画像全体に均一に適用されません。しかし、MTF はコントラストの高いエッジの MTF よりもはるかに低いにもかかわらず、A/B 比 (伝達関数) は 0.4 サイクル/ピクセル以下の空間周波数では同程度です。より高い周波数 (薄い破線で表示) の結果はノイズが支配的であるため、意味がありません。

MTF比較を実行するには（ Imatest Masterのみ）、ターゲットからMTF比較を選択してください。

CSV入力ファイルは下矢印キーを押して選択します。 左下にあるAとBのボックスの右側にある「参照...」または「最近使用したファイル」を選択すると、最近使用したファイルが最大12個表示されるボックスが開きます。選択するファイルは、 Imatest SFRによって生成されたCSV出力ファイルである必要があります。

AとBの両方に有効なデータが含まれている場合、保存された表示設定とスケール設定を使用してグラフが表示されます。

表示オプション

ディスプレイは、何を表示するかを制御します。つまり、y軸です。

• A/B伝達関数MTF(A)/MTF(B)は、分母(MTF(B))が0.04を下回る最低周波数までは太い実線の黒線で表示され、ノイズによって結果が信頼できない高周波数では細い破線の灰色線で表示されます。MTF (A)は薄い茶色の線で、MTF(B)は薄い青色の線で表示されます。
• 

  B/A伝達関数はA/Bと同様ですが、MTF(B)/MTF(A)が表示されます。

• MTF(A)が強く、Bが弱い場合は、強い茶色の線で表示されます。MTF (B)は、薄い青色の線で表示されます。
• Bが強く、Aが弱い場合、 MTF(B)は強い青線で表示されます—— ; MTF(A)は薄い茶色の線で表示されます—— 。
• 概要とEXIFデータには、結果の概要とEXIFデータ（JPEGファイルで利用可能）が表示されます。この表示の一部が右側に示されています。

スケールは表示の拡大縮小、つまりx軸の拡大縮小を制御します。

• サイクル/ピクセル：常に最大値1が表示されます。
• 線幅/画像高さ（LW/PH）表示される最大値は、AとBの最大値のうち小さい方です。センサーの高さ（ピクセル数で測定）は大きく異なるため、結果の解釈には注意が必要です。
• サイクル/mmピクセル間隔（ピクセルあたりのミクロン数、ピクセル/mm、またはピクセル/インチ）を、距離あたりのサイクル数スケールを表示するため、AとBの両方についてSFR入力ダイアログボックスに入力する必要があります。表示される最大値は、AとBの最大値のうち小さい方です。センサーによってピクセル間隔と高さが大きく異なるため、結果の解釈には注意が必要です。
• サイクル/インチ

AチャンネルとBチャンネルは、解析に使用するカラーチャンネルを決定します。これらの値は実行間で保存されません。MTF比較を開始すると、常にデフォルト値が表示されます。

• デフォルト設定では、SFR実行時に使用され保存されたデフォルトのチャンネル設定が使用されます。通常はY（輝度）チャンネルですが、他のチャンネルでも構いません。
• (corr) は、標準シャープニングを適用したデフォルト チャネルの結果を使用します。
• R：赤色チャンネル。
• Gグリーンチャンネル。
• Bブルーチャンネル。
• Y輝度チャンネル（黄色以外）。約0.3*R + 0.59*G + 0.11*B。

最大表示周波数（ウィンドウ下部の「データの保存」と「終了」の間にある）は、ナイキスト周波数の分数で表されます。デフォルトの2倍ナイキスト（1サイクル/ピクセル）では、高性能デジタルカメラで関心のあるすべての周波数が表示されます。しかし、 Imatestは、遷移がはるかに広い、または粗いシステム（たとえば、スキャンされた印刷用紙）を測定するために使用されることがあり、そのため高周波応答が劣ります。このような場合、プロットの大部分が無駄になります。利用可能な設定は次のとおりです。

• 2xナイキスト（1サイクル/ピクセル）[デフォルト]は、関心のあるすべての周波数を表示します。
• 1倍ナイキスト周波数（0.50サイクル/ピクセル）
• ナイキスト周波数の0.5倍（0.25サイクル/ピクセル）
• 0.2倍ナイキスト周波数（0.10サイクル/ピクセル）

その他の制御

画面保存／スナップショット表示（右図参照）は、画面（ MTF比較GUIウィンドウ全体）のスナップショットをPNG画像ファイルとして保存します。また、保存したスナップショットをすぐに表示できるため、他の結果と比較する際の参照として使用できます。

ウィンドウ上部のファイル名とディレクトリで、ファイルの保存場所を設定します。

「画像ビューアでウィンドウを開く...」ボックスにチェックを入れると、現在の画面は、システムデフォルトのビューア（ 「画像ビューア」の下のボックスが空白の場合）または選択したビューア/エディタ（ボックスにビューア/エディタへのパス名が含まれている場合）のいずれかで開きます。高速でコンパクト、無料で、驚くほど多くの画像ファイル形式をサポートするIrfanview の使用をお勧めします。英語環境での通常のインストール場所はC:Program FilesIrfanViewi_view32.exeです。

データ保存機能は、MTF比較計算結果をExcelで読み取り可能なCSVファイル形式で保存します。

ヘルプをクリックすると、このウェブページがブラウザウィンドウで開きます。

Exit はMTF 比較を閉じます。

ファイルドロップダウンメニューには、フォントサイズ（小、標準、大）を設定したり、画面サイズと位置を元の値にリセットしたりできるコントロールがあります。

ヘルプのドロップダウンメニューには、このウェブページをブラウザウィンドウで開く、Imatestを登録する、バージョン情報を取得するなどの操作を行うためのコントロールがあります。

別の例

この画面では、2つの全く異なるカメラを比較しています。1つは8.3メガピクセルのキヤノンEOS-20Dデジタル一眼レフカメラ（70mm、f/8の高品質24-70mmレンズを搭載。これはほぼ最適な絞り値です）、もう1つは5メガピクセルのパナソニックLumix DMC-TZ1 （1/2.5インチ、対角7mmの小型センサーに最適なf/3.6の10倍ライカズームレンズを搭載した小型カメラ）です。EOS-20Dのテスト画像は外部ラボで撮影され、TZ1の画像はImaging-resource.comのウェブサイトからダウンロードされました。

スケールには、画像全体の品質を最もよく表す「線幅/画像高さ」が選ばれました。画像高さ（ピクセル単位）は、EOS-20Dが2336、TZ1が1920と、2台のカメラでほぼ同じです。特に50%付近では、2台のカメラのMTF性能は驚くほど似ていますが、TZ1の応答に見られるピークは、EOS-20Dよりもはるかに強いシャープネス処理を示しています（デジタル一眼レフカメラはシャープネス処理をより控えめに使用する傾向があります）。実際、エッジ付近には「ハロー」が見られます。さらにシャープネス処理を施せば、EOS-20Dは明らかにTZ1を上回ります。スケールに「サイクル/mm」または「サイクル/インチ」を使用していた場合、TZ1のセンサー高さが小さいため、結果の解釈はより困難になります。ピクセルサイズも小さく、2.2ミクロン対6.8ミクロンです。（ピクセルサイズはLW/PHの測定には影響しません。）

レンズの選択肢以外に、なぜ重くて高価なEOS-20Dを選ぶ必要があるのでしょうか？それは、単純なMTF値以外にも、画質に関する多くの要素が異なるからです。TZ1の2.2ミクロンという小さなピクセルは、EOS-20Dの6.8ミクロンのピクセルに比べてノイズが多く、ダイナミックレンジも狭くなっています。MTF値は確かに重要ですが、それだけがすべてではありません。

これらのテストは2007年7月に再度実施されました。主な違いは、パナソニックDMC-TZ1を自社ラボでキヤノンEOS-20Dと同様の条件下（同じターゲット、照明、同じキヤノン24-70mm f/2.8Lレンズ、f/8、焦点距離42mm）でテストした点です。結果は驚くほど一貫していました。