SFRテストチャートの設置と撮影
Imatest SFRは、シャープネスとは何か、そしてどのように測定されるのかで説明されているように、傾斜エッジ（明暗）ターゲットを使用してデジタルカメラの空間周波数応答 （変調伝達関数（MTF）とも呼ばれる）を測定します。ウェッジチャートや正弦波チャート（対数周波数など）ほどMTFの視覚的な指標は提供しませんが、より正確な定量的測定が可能で、スペースをはるかに効率的に使用できます。
 |  |
| 旧ISO 12233:2000テストチャート（左）に、赤い四角で示されたImatest SFRの切り抜き部分を示す。 新しいISO 12233:2014テストチャート（右図– eSFR ISOでは高度な自動化に対応） | |
Imatest SFRは、色収差とノイズも測定します。標準化されたシャープニングアルゴリズムを使用して、シャープニング量の異なるカメラを比較できます（カメラ開発やレンズテストには推奨されません）。
これらの手順は、より対話的なインターフェースで同一の計算を実行するRescharts Slanted-edge SFRモジュールにも適用されます。
SFRplusおよびeSFR ISOモジュールは、 自動領域選択を可能にする特殊なテストチャートを使用して、同一の傾斜エッジ計算を実行し、数多くの利点を提供します。MTFテストを始めたばかりで、利用可能なジオメトリがニーズに合致する場合は、これら2つのチャート/モジュールの組み合わせのいずれかをお勧めします。
Imatest SFR の起源MTF/SFR を計算するためのアルゴリズムは、Peter Burns によって書かれた Matlab プログラム sfrmat から採用されました (  ISO 12233 規格を実装するために、 Imatest SFR が開発されました。Imatest SFR には、エッジ検出の改善、レンズ歪みの処理の改善、出力の詳細な向上など、数多くの改良が組み込まれています。詳細はこちらをご覧ください。オリジナルの Matlab コードは、 peter burns の Web サイトから入手できます。sfrmat 2.0 の結果をImatestと比較する際には、次の点に注意してください。OECF (トーン応答曲線) ファイルが sfrmat に入力されていない場合、トーン応答曲線がない、つまりgamma = 1 であると想定されます。Imatest では、デフォルトの gamma は 0.5 で、これはデジタル カメラの一般的な値です。sfrmat と良好な一致を得るには、gamma を 1 に設定する必要があります。 |
Imatest Masterは、ほぼあらゆる角度のエッジを解析できます。最適な結果を得るには、垂直、水平、および45°のエッジは避けてください。
標的の入手、組み立て、および撮影
まとめ
Imatest SFRは、黒から白、または暗から明への境界線が鮮明で直線的な画像であれば、どのような画像でも使用できます。塗りつぶされた部分は滑らかで均一である必要があり、片側が暗く、もう片側が明るい状態である必要があります。最適な結果を得るには、コントラスト比は10:1以下にする必要があります。ISO 12233:2014規格では4:1が推奨されています。
テストチャートを入手してください。
テストチャートを入手するには、いくつかの方法があります。
- Imatestストアからチャートを購入してください。SFRplusまたはeSFR ISOチャートを強くお勧めします。ISO 12233 （QA-72）またはQA-77でも使用できますが、推奨されません（また、ISO 12233規格の一部ではなくなりました）。これらの（2012年以前の）ISO 12233:2000チャートはコントラストが非常に高く（40:1以上）、精度が低下することが多く、また、無駄な領域が多く、4隅などの重要な領域で使用可能なエッジがありません。
-
顕微鏡作業には、 SFRplus クロムオンガラスチャートをお勧めします。 エドモンドオプティクスの精密ロンキルーリングは、いくつかの種類があり、コントラストが最適値よりも高く、エッジが一方向のみにしかありませんが（2方向、つまり正方形または市松模様の方が望ましい）、用途によっては適している場合があります。1 ラインペアあたり少なくとも 40 画像ピクセル（50～100 ピクセルであればなお良い）となる aa lp/mm 値を選択してください。撮影時には、ルーリングを約 5 度傾ける必要があります。
-
- Imatest Test Chartsモジュールで生成されたファイルからテスト画像を作成して印刷します。さまざまな構成、コントラスト比、ハイライトカラーが利用可能です。10:～2:1 のコントラストが推奨されます。（ISO 12233:2014 規格では 4:1 のコントラストが指定されています。） SFRplusやeSFR ISOなど、 ISO 12233:2000 チャートよりも多くの利点を持つ構造化ベクターグラフィックス (SVG) チャートがいくつか利用可能です。
非線形信号処理とチャートコントラストImatest SFR はチャートコントラストに対して比較的鈍感ですが (MTF は低空間周波数で 100% に正規化されています)、測定された SFR は、カメラの非線形信号処理(つまり、隣接するピクセルの内容に依存する処理) によりチャートコントラストの影響を受けることが多く、画像全体で変化する可能性があります。非線形処理はデジタルカメラではほぼ普遍的です (ただし、 dcrawで RAW 画像を使用することでこれを回避できます)。これは画質を向上させますが、測定を複雑にします。非線形処理には主に 2 つの形式があります。
異なるパターンは信号処理に対して異なる反応を示す。傾斜エッジとシーメンススターという2つのチャート構成は、ISO 12233:2014規格に含まれているため、特に注目に値する。 信号処理アルゴリズムは企業秘密であり、メーカーが美しい画像を生成するための「秘伝のレシピ」の一部です。アルゴリズムは多種多様ですが、いくつかの一般的な傾向を指摘することは可能です。 ほとんどのカメラは、画像全体に均一にノイズリダクションとシャープネス処理を適用しません。 このため、比較的コントラストの高いエッジ（ただし、クリッピングが発生するほど高すぎないもの）と比較的コントラストの低いエッジの両方を撮影すると便利です。エッジのコントラストは、 Imatestテストチャートで選択できます。SFR およびRescharts Slanted-edge SFRのいくつかの場所に、平均明暗ピクセルレベル（遷移部から離れた位置）とガンマから導出されたチャートのコントラストの推定値が表示されます。（推定チャートのコントラスト = (明領域の平均ピクセルレベル/暗領域の平均ピクセルレベル)^(1/ガンマ)）。 非線形性は、 Log Fコントラストモジュールで詳細に分析されます。 |
グラフを印刷する
テスト画像を、高品質のインクジェットフォトプリンターで、半光沢紙、ラスター紙、または高品質のマット紙に印刷してください。または、印刷業者に依頼することもできます。Dry Creek Photoは優れた印刷業者です。小さなチャートを印刷する場合は、中心と端の鮮明度を測定するために複数枚印刷してください。端が目視で鮮明に見えることを確認してください。良質の拡大鏡またはルーペで確認してください。チャートの品質については、下記の「チャートの品質と距離」で詳しく説明しています。
ビットマップチャートは、撮影時に約5.7度（2～7度の範囲であれば可）傾けることを想定しています。チャートが5.7度傾いているのは、端付近にある目盛りが中心と垂直または水平に揃っている状態です。これは右側の赤い線で示されています。Imatest Masterはほぼあらゆる角度のエッジを解析できますが、最適な結果を得るためには、正確な水平、垂直、および45度のエッジは避けてください。
ビットマップチャートは、エッジがより鮮明に印刷されるため、直線状に物理的に傾けて印刷されます。斜めに印刷すると、プリンターのドットパターンによってギザギザが生じる可能性があります。5.71°の角度（tan -1 (0.1)）は、10分の1のオフセットに相当します。SVGチャートは、傾きによる影響をあまり受けません。
チャートを組み立てて、撮影用のターゲットを作成します。
以下のターゲットについては、 「低コストのテストラボの構築」で詳しく説明されています。このターゲットは、レンズの性能を中央付近、中間地点、および四隅付近で測定するために使用できます。中央の左右にあるLog Fコントラストチャートとスターチャートは、レンズテストには必須ではありません。これらは信号処理に関する情報を提供するものです。他にも多くのチャート配置や追加チャート（例えば、X-Rite Colorchecker）が可能です。2009年以降、当社ではほとんどのレンズテストにSFRplusチャートを使用しています。
印刷されたチャートは、厚さ1/2インチの黒色発泡ボード（32 x 40インチまたは40 x 60インチ）に、スプレー接着剤（3M ™ 77やPhoto Mountなど）または両面テープ（3M ™ Positionable Mounting Tape 568など、幅16インチと24インチがあります）で貼り付けます。ColorCheckerを使用する場合は、暗所保管のために取り外せるよう、ベルクロの使用をお勧めします。1/2インチの発泡ボードは、薄いボードよりも平坦性を保ちます。黒色のボードは、白色のボードよりもフレア光が少なくなります。（フレア光とは、レンズエレメント間やレンズ鏡筒の内側で反射する光で、画像のコントラストを低下させます。）
 | LCDモニター（デスクトップまたはノートパソコン）の水平または垂直のエッジの画像も、モニターがちらつかない場合（多くのモニターはちらつきます）はターゲットとして使用できます。カメラはモニターに対して傾ける必要があります。この手法の欠点は、作業できるエッジが1つしかないため、レンズ性能マップを簡単に作成できないことです。Imatest Screen Patternsは、適切なLCDテスト画像を表示できます。コントラストを設定できますが、クリッピングを最小限に抑えるには、4:1から10:1の範囲にする必要があります。アーティファクト（モアレなど）を最小限に抑えるには、カメラをモニターから十分に離し、イメージセンサーのセンサーピクセル「周波数」（イメージセンサーでの1/(2*ピクセル間隔)）がLCDスクリーンのナイキスト周波数より少なくとも30%高くなるようにする必要があります。経験則として、LCDスクリーンの画像は画像幅の1/3から1/4（面積の1/9から1/16）を超えないようにしてください。 |
対象物を撮影する。
可能であれば、チャートの中央付近、中間付近、および角付近に使用可能な端ができるように枠を設定してください。チャートが適切に整列されていることを確認してください。「低コストのテストラボの構築」では、便利な整列テクニックとコツが多数紹介されています。
点灯
下の表は、照明に関する考慮事項をまとめたものです。目標は、均一でグレアのない照明です。ほとんどの場合、30～45度の照明角度が理想的です。少なくとも2つのライト（左右に1つずつ）が推奨されますが、4つまたは6つあればさらに良いです。グレアの原因となるため、カメラの後ろからの照明は避けてください。撮影前にグレアと照明の均一性を確認してください。推奨される照明設定の説明は、Imatest テストラボにあります。（以前は4700K（昼光に近い） SoLuxクォーツハロゲンランプを推奨していましたが、現在は調整可能な強度と色温度を備えたLEDランプを推奨しています。） BK Precision 615 照度計（ルクスメーター）は、照明の強度と均一性を測定するための優れた低価格機器（約100米ドル）です。
距離
|
エプソン2200（高品質顔料系インクジェットフォトプリンター）でパーミウムラスター紙に印刷したレターサイズ（8.5 × 11インチ）のチャートを、630万画素のキヤノンEOS-10DでMTF（変調伝達関数）分析した。画像フィールドの幅がチャートの長さの2倍である22インチ（56cm）を超えると変化は見られなかった。画像フィールドが小さくなるにつれて、性能は徐々に低下した。
少なくともこの画像視野幅が得られるようなカメラと被写体間の距離を選択してください。実際の距離は、センサーサイズとレンズの焦点距離によって異なります。最小画像視野は右図に示されています。
市販の写真印刷チャートは、インクジェットプリンターで印刷できるチャートMTFよりも優れた性能を持つことが多く、そのため、より短い距離、場合によっては顕微鏡レベルの距離でも使用できる（クロムメッキガラスチャートなど）。
画素数が多く、したがって解像度が高いカメラは、画像視野幅が広くなるはずである。
高品質インクジェットチャートの距離／視野幅に関するガイドライン （写真印刷された図表を使えば、より詳細な情報を得ることができます。） |
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 画像フィールド幅（インチ）＝8.8 × √（メガピクセル） 画像フィールド幅（cm）= 22 × sqrt(メガピクセル) — または —ターゲットの1インチあたり140センサーピクセル、またはターゲットの1センチメートルあたり55センサーピクセルを超えないようにしてください。 — または — 6～10メガピクセルのデジタル一眼レフの場合、ターゲットまでの距離はレンズの焦点距離の少なくとも40倍にする必要があります。（6メガピクセルのデジタル一眼レフの場合は25倍が絶対最小値です。40倍であれば多少の余裕があります。）センサーがはるかに小さいコンパクトデジタルカメラの場合は、距離は実際の焦点距離の少なくとも100倍にする必要があります。視野は、同程度のピクセル数の一眼レフとほぼ同じです。推奨距離については、以下の「チャートの品質と距離」で詳しく説明します。 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| コンパクトデジタルカメラのレンズ焦点距離については、多少混乱が見られます。多くの場合、「35mm換算」という表記が用いられ、多くの写真家はこれを画角と関連付けて理解しています。35-105mmや28-140mmは典型的な「35mm換算」の数値ですが、これらは実際のレンズ焦点距離ではなく、仕様書には記載されていないことがよくあります。記載されているのは、センサーサイズを1/ nインチで表したもので、これは既に廃れたビジコン管の外径に基づいた紛らわしい表記です。右の表は、1/ nという表記とセンサーの対角線寸法の関係を示しています。実際の焦点距離 = 「35mm換算」×（対角線mm）/44.3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
暴露
正確なImatest SFR測定結果を得るには、適切な露出が重要です。チャートの黒領域と白領域の両方がクリッピング（ピクセルレベル0または255に達する領域が相当程度ある状態）してはいけません。適切な露出を確保する最良の方法は、デジタルカメラのヒストグラムを使用することです。黒（左側のピーク）は最小値より上に、白（右側のピーク）は最大値より下に位置するようにしてください。
コントラスト比が10:1以下の低コントラストテストチャートは、クリッピングを防ぐのに役立ちます。改訂版ISO 12233チャート（2012年発行予定）のコントラスト比は4:1です。
上記の画像（Canonファイルビューアユーティリティで撮影したもの）は、ほぼ完璧な露出です。
|
画像をRAWファイルまたは最高品質JPEGとして保存します。RAWコンバーターを使用する場合は、JPEG（最高品質）、TIFF、またはPNGに変換します。ファイル名は説明的で、テストするパラメータを示す必要があります。Imatestのファイル表示/名前変更モジュールを使用すると、簡単にできます。ハイフンとアンダースコア（-と_）を使用しますが、スペースは使用しないでください。（スペースはImatestでは機能しますが、DOSコマンドラインやWebページでは問題になる場合があります。）例としては、 Canon_EOS10D_70-200f4L_100mm_f8_ctr.jpgなどがあります。
これでImatest SFRを実行する準備が整いました。
| |||||||||||||
