グレースケールおよびカラーチャートモジュールにおける不均一性補正

Imatest は、 Color/Tone Setup (旧Color/Tone Interactive )、 Color/Tone Auto (旧Color/Tone Auto )、 Colorcheck 、 Stepchartなど、グレースケールチャートやカラーチャートを分析する Imatest モジュールにおいて、照明の不均一性やレンズ応答 (周辺減光)を補正できます。不均一性補正には、テスト画像と同一の条件下でフラットフィールドターゲット (無地のグレーまたは白) から取得した 2 番目の画像を読み取り、指定することが含まれます。

このページに記載されている補正方法は、斜めエッジMTF測定における不均一性補正とは異なる点にご注意ください。また、新規作業にはColor/Tone Interactive(高度な対話型モジュール)とColor/Tone Auto(Color/Tone Interactiveのバッチ処理対応固定バージョン)の使用をお勧めします。ColorcheckとStepchartは、旧型で汎用性は低いものの、ユーザー数が多いため今後もメンテナンスを継続します。

はじめに

Imatestのテスト画像は、テスト環境が不十分な場合(スペースが限られている、照明が最適でないなど)に、照明が均一でないことがよくあります。右図に示すような、広く使用されている多くのビューイングブースは、照明が均一ではありません(上部が明らかに明るくなっています)。

この不均一性は、特に広角レンズで顕著な周辺光量落ち(ビネット効果)によって悪化する可能性があります。深刻な不均一性を示すシステムの好例として、照明内蔵型の医療用内視鏡が挙げられます。通常、中心から周辺部にかけて強い光量低下が見られ、画像の中心を中心として必ずしも左右対称になるとは限りません。

以下は、照明が均一でない画像の例です。

Q-14とX-Rite Colorcheckerの画像、照明が不均一
この画像(と次の画像)をクリックすると、ダウンロード可能な高解像度版が表示されます。

照明のムラ(この場合は意図的なものだが、通常は偶発的なもの)は、測定結果に悪影響を及ぼす。

不均一性の補正

Imatestのいくつかのモジュール(Color/Tone Setup (旧Color/Tone Interactive )、 Color/Tone Auto (旧Color/Tone Auto ) 、 Stepchart 、 Colorcheck )は、テストターゲットと同じ条件下で撮影されたフラットフィールドターゲットの画像を使用することで、この不均一な照明を補正できます。可能であれば、フラット画像はテストターゲットと同様の表面(多くの場合マット、場合によっては光沢または半光沢)を持つべきです。以下に、そのような画像の例を示します。

同一条件下で撮影された不均一性補正画像(フラットフィールドターゲット)
条件は、テスト対象画像(上記)と同様である。

不均一性を修正するための手順


色調インタラクティブ(左下)

色調/トーン 自動中央左
ステップチャート右上左上の色チェック

カラー/トーンインタラクティブでは、画像を読み込む前に(設定ボタンを押して)不均一性補正を設定することをお勧めします。画像を読み込む後に不均一性補正の設定を変更しても、うまく機能しません。設定を変更してから、再度画像を読み込むことをお勧めします。

アルゴリズム
画像はまず、カラースペースのガンマ値、またはユーザーが入力した値を使用して線形化されます。測定されたガンマ値は、画像が均一でない場合、不正確になる可能性があることに注意してください。ガンマ値の推定値は、必ずしも正確である必要はありません。
デフォルト(推奨)アルゴリズムでは、平滑化された不均一性補正画像のR、G、Bピクセル値をY(輝度)で割ります。他の除算アルゴリズムを使用することも可能です。
その後、ガンマ補正を再度適用することで、補正された画像が得られる。

以下に、不均一性補正をオンとオフにした場合の結果をいくつか示します。

色調/色調インタラクティブカラーチェッカーの結果。濃度(OECF)プロットを表示しています。不均一性補正は行っていません。
色調/色調インタラクティブカラーチェッカーの結果。濃度(OECF)プロットを表示しています。不均一性補正は行っていません。