SFRplusチャート:説明と撮影方法
Imatest SFRplusは、 Imatestストアで購入(推奨)または高品質インクジェットプリンターで印刷できる専用テストチャートを使用して、複数の主要な画像品質要素を高度に自動化された方法で測定します。ユーザーは関心領域(ROI)を手動で選択する必要はありません。
画像品質の要因には以下が含まれます
- シャープネスは空間周波数応答(SFR)として表され、変調伝達関数(MTF)としても知られ、画像全体にマッピングできます。
- ノイズ(限定的: eSFR ISOはより詳細なノイズ計算を行っている)、
- 横色収差、
- SFRplusの歪みと視野測定における歪みの詳細、
- 音色応答(ステップチャートよりも詳細度が低い。ノイズ統計は限定的)、
- 色の精度は、中央の正方形の上にオプションのカラーパターンが配置されたSFRplusチャートと併用した場合、
- 入射光ルクスを入力した場合のISO感度(飽和ベースおよび標準出力感度)。
斜めエッジ解像度解析の使用 パート2 —ファイルの選択–セットアップウィンドウ– ROIの選択と解析–エッジIDファイル–その他の設定ウィンドウ–二次読み出し–設定領域–ガンマ–チャートコントラスト比からのガンマ–自動モードウィンドウ–警告 – クリッピング–まとめ 斜めエッジの結果 パート 3 – SFRplus エッジ結果 —マルチ ROI の概要–エッジと MTF –色収差–鮮鋭度/SQF –ヒストグラムとノイズ–画像、ジオメトリ、歪み、視野– 3D プロット–レンズスタイルの MTF プロット–エッジの粗さ–点像分布関数–概要– CSV および JSON 出力 斜めエッジの結果 パート 4 – SFR およびその他の結果 (トーン、色、歪みなど) —トーン応答とガンマ–画像、ジオメトリ、歪み、視野角–放射状歪み–要約と EXIF データ–色分析–詳細なノイズ プロット–要約–リンク 魚眼レンズ用の歪み補正済みおよび特殊チャート-自動車用リアビューカメラなど、多くの用途があります。SFRplus、eSFR ISO、およびSFRregチャートが含まれています。歪み補正済みプレビュー |
画像が自動チャート識別機能によって識別された場合、SFRplus解析が自動的に選択されます。そうでない場合は、ターゲットの「注目画像」または「シャープネス」セクションから選択できます。
解析モードは以下のように変更できます。
- インタラクティブモードでは、設定を選択して結果を詳細にインタラクティブに確認できます。保存された設定は、以下の自動モードまたはImatest ITで使用されます。
- 自動(バッチ)モードでは、ユーザーによる追加の操作は不要で自動的に実行されます。ROI(関心領域)は、インタラクティブモードで保存された設定に基づいて自動的に検出されます。これにより、サイズやフレーミングが異なる画像でも同じ設定を使用して分析できます。自動モードはファイルのバッチ処理に対応しており、画像ごとにフレーミングが異なる場合がある自動テストに特に役立ちます。
SFRplusは2つのモードで動作します。
- インタラクティブ/セットアップモード( Imatestのメインウィンドウで「Rescharts」またはを押すと起動します)では、設定を選択したり、結果をインタラクティブに詳細に確認したりできます。
- 自動モード(Imatestメインウィンドウでを押して起動)は、ユーザーによる追加操作なしで自動的に実行されます。ROIは、インタラクティブ/セットアップモードで保存された設定に基づいて自動的に検出されます。これにより、サイズやフレーミングが異なる画像でも設定を変更することなく分析できます。自動モードは大量のファイルにも対応しており、特に画像ごとにフレーミングが異なる自動テストに役立ちます。
| すべてのインタラクティブ/設定モジュール(クラシックインターフェースの再チャート)は画像を読み取ることができます 画像ファイル( 生データおよび互換性のあるデータ)から♦さまざまなデバイスからの直接データ取得を介して |
このドキュメントでは、 SFRplusの概要と、チャートの取得および撮影方法について説明します。パート2では、 Rescharts内でSFRplusを実行する方法と、自動実行用の設定を保存する方法を示します。パート3とパート4では、結果を示します。
SFRplusテストチャート
標準的なSFRplusテストチャート(多数の構成のうちの1つ)を以下に示します。

20段階の4×5ステップチャート(濃度0.1刻み)とカラーチャート
シャープネスは、正方形の境界にある明暗の斜めのエッジから導き出されます。詳細は「シャープネスとは何か、どのように測定するのか」をご覧ください。SFRplusは幅広いカメラのアスペクト比に対応できます。チャートの左右の辺はフレームからはみ出す場合もあれば、フレーム内に収まる場合もあります。
SFRplusチャートの主な特徴は以下のとおりです。
- 上下のバーは、歪みを測定し、エッジ検出を容易にするために使用されます。
- コントラスト比が10:1以下の傾斜した正方形のグリッド。4x7、5x7、5x9、7x11(行×列)のグリッドが利用可能です。正方形の傾斜により、角付近の垂直エッジ(ほぼ接線方向)を使用して横色収差を測定しやすくなります。この向きは、 キヤノン、 ニコン、 ツァイスのウェブサイトにあるMTF表示と同様のレンズスタイルのMTFプロットにも役立ちます。
- 中央の正方形の上と下の正方形は、非空間的な測定に使用できます。標準チャートでは、中央の下の正方形は、階調応答とガンマを測定するために使用される、濃度ステップが0.1の4x5グレースケールステップチャートです。中央の正方形の上の正方形には、細かい星のパターン(フォーカス補助として使用され、分析には使用されません)または4x5カラーパターン(20色のうち18色が業界標準の24パッチカラーチャートに類似)が含まれており、色の精度を測定します。
- 標準コントラストは4:1ですが、非線形/不均一な信号処理の影響を測定するために、低コントラスト(通常は2:1)の正方形が少数存在する場合があります(10:1コントラストチャートのオプション)。
| 標準 | オプションと注意事項 | |
|---|---|---|
| グリッド | 5x9または5x7 | 5x9は、HDTV(16:9のアスペクト比)およびデジタル一眼レフカメラ(3:2のアスペクト比)に最適です。5x7は、コンパクトデジタルカメラおよびカメラ付き携帯電話(4:3のアスペクト比)に最適です。4x7および7x11は、特注でご用意できます。 |
| 対比 | 4:1 -推奨のみ | ISO 12233:2014規格では4:1のコントラスト比が規定されており、特に新規作業においては一般的に推奨されています。信号処理の不均一性により、10:1のチャートよりもMTF値が低くなる場合があります。 |
| 10:1(小学校)、2:1(中学校) | ほとんどの正方形は10:1のコントラストを持ち、非線形/不均一な処理の効果を示すために、少数の正方形(通常は4つ)は2:1のコントラストを持っています。 | |
| 10:1のみ(非推奨) | コントラスト比が10:1を超えることは推奨されません。旧ISO 12233:2000チャートで使用されていた40:1以上のコントラスト比では、画像が飽和(クリッピング)してしまうことが多く、信頼性の低い結果となりました。 | |
| グレースケール ステップチャート | (中央下部に)含まれています | ガラス製チャートにクロムメッキ加工は施されていません。 |
| フォーカススター またはカラーチャート (中央上部) | フォーカススターはもはや推奨されません。 | フォーカススターはフォーカス補助として使用されました( Imatest解析には使用されません)。ただし、正方形の中央にフォーカス補助パターンがあるチャートには適していません。カラーチャートが含まれる場合は省略されます。 |
| オプションの20パッチカラーチャート | 選択された場合は、フォーカススターを置き換えます。L*a*b*値はCSVファイルで送信されます。20個のパッチのうち18個は、業界標準の24パッチテストチャートに近い値です。 | |
| 歪み前のチャート | (標準チャートは歪みのないものです。) | 魚眼レンズ(強い樽型歪み)で使用する場合、2段階の糸巻き型歪み補正が可能です。マット仕上げのみとなります。 |
| 表面 | マットまたはセミグロス | 半光沢仕上げは、ややシャープで、濃淡(印刷濃度 > 1.5)のグレースケール精度が高いですが、特に広角レンズ使用時にはグレア(鏡面反射)が発生しやすくなります。広角レンズにはマット仕上げをお勧めします。 |
SFRplusチャートの旧ISO 12233:2000チャートに対する利点

右図に示すISO 12233:2000規格およびチャートは、2014年2月に改訂されましたが、その後もしばらくの間は広く使用されるでしょう。新しい規格では3種類のチャートが規定されており、そのうちの1つは、コントラスト比がはるかに低い(4:1、右下図参照)傾斜エッジ(Edge SFR; E-SFR)チャートです。Imatest eSFR ISOモジュールでは、新しいE-SFRチャートを用いた自動領域検出がサポートされています。
旧ISO 12233:2000チャートと比較すると、
SFRplusは無駄な領域がはるかに少ない。従来のISOチャートでは、約90%がコンピュータ解析にほとんど価値のないパターンで覆われている。
この技術を使えば、画像表面全体のシャープネス(MTF)の詳細なマップを作成できます。従来のISOチャートでは、適切なエッジが十分に存在せず、またそれらの位置も適切ではないため、これは不可能です。

斜めエッジチャート
入力した位置基準に基づいて領域を自動的に検出します。これにより、SFRplusチャートとモジュールは自動テストに最適です。SFRplusは現在、多くの生産ラインで使用されています。ISOチャートでは、画像のフレーミングが変更されるたびに、関心領域(ROI)を慎重に選択する必要があります。
コントラスト比が10:1(またはそれ以下)のエッジは、コントラスト比が40:1以上と規定されている旧ISOチャートのエッジよりもクリッピングが発生しにくくなります。カメラはよりリニアな領域で動作するため、結果はより一貫性があり正確で、露出オーバー、露出アンダー、ガンマ推定の誤り、またはソフトウェアによる過剰なシャープニングの影響を受けにくくなります。コントラスト比が10:1以下のエッジは、知覚される画像の鮮明度に影響を与える実際のエッジをよりよく表しています。推奨されるコントラスト比4:1は、新しいISO 12233:2014規格に準拠しています。
コントラストの低いエッジ(一部のSFRplusチャートでは、いくつかのエッジで2:1のコントラスト)は、テスト対象のカメラにおける信号処理に関する追加情報を提供します。Imatest SFRはチャートの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、下のボックスで説明するように、カメラにおける非線形かつ不均一な信号処理のために、チャートのコントラストの影響を受けることがよくあります。

コントラスト比4:1、5x7
SFRplusチャートこの測定はISO規格に準拠しています。ISO規格に準拠した測定では、標準のISOチャートは必要ありません。新しいISO-12233:2014 E-SFRチャート規格では、上記の右側のチャートと同様の4:1のコントラストを持つパターンが求められており、 Imatest SFRはこのチャートを完全にサポートしています。
SFRplusは、横色収差、歪み、ガンマ(コントラスト)、階調応答、色精度(オプションのカラーパターンを備えたチャートの場合)など、追加の画像品質要素を測定できます。
- ISO 12233:2000チャートには、MTF計算のために画像を線形化するために必要なガンマ(対数ピクセル値と対数露光量の曲線の平均傾き、つまりコントラスト)を測定するために使用できる情報は含まれていません。高コントラストの被写体では、正確なガンマ測定が特に重要です。SFRplusチャートでは、ガンマは個々の正方形(コントラスト比が入力されている場合)またはグレースケールステップチャートから導出できます。
eSFR ISO(ISO 12233:2014)チャートおよびモジュールと比較すると、
- 画像表面上のMTFマップはより詳細です。
- 歪み測定は、歪みバーを使用しているため、(特に標準チャートと比較した場合)若干精度が高くなります。
- 鼻の詳しい計測データは入手できません。
チェッカーボードチャートとモジュールと比較すると、
- フレーミングはより制限されるため、画像の上下に余白を設けることが推奨されます。
- 市松模様は幅広い距離に対応できるが、色調や色彩のパターンに欠ける。
非線形および非均一信号処理SFR (MTF) 測定は、非均一信号処理、つまり隣接するピクセルの内容に依存する処理によってチャートのコントラストの影響を受けることが多く、そのため画像全体で変化する可能性があります。非均一処理は、民生用デジタルカメラではほぼ普遍的です。画質は向上しますが、測定が複雑になります。Imatest 測定では、 dcrawを使用して RAW 画像 (利用可能な場合) をデコードすることでこれを回避できます。非均一処理には主に 2 つの形式があります。
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。アルゴリズムは多岐にわたりますが、以下のような一般的な傾向が見られます。
このため、比較的コントラストの高いエッジと低いエッジの両方を持つチャートを撮影することが有効な場合がある。上の表では、10:1と2:1のコントラスト比がそれに該当する。 非均一な信号処理は、 Log Fコントラストモジュールで詳細に分析できます。 |
| SFRplus スラントエッジアルゴリズム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 ( |
![]() デュアルコントラスト5x9 SFRplusチャート、10:1および2:1 コントラスト、フォーカススター。 |
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標準のSFRplusテストチャートは、5x7または5x9の正方形のグリッドで構成されており、コントラスト比は4:1(現在の推奨値で、ISO 12233:2014規格に準拠)、10:1、または4つの正方形を除くすべての正方形のコントラスト比が10:1で、残りの4つの正方形のコントラスト比が2:1(中央から1列ずれている)のいずれかです。中央の正方形の下には、4x5の小さなパッチステップチャート(濃度が0.05から1.95まで0.1刻み)があり、中央の上にはフォーカススター(SFRplusでは解析されない)または20パッチのカラーパターンがあります。このチャートは、魚眼レンズ(強い樽型歪み)で使用するために、あらかじめ歪み補正されている場合があります。
チャートは、Imatestストアで様々な構成で購入できます。下の左側のチャートにはカラーパターンが含まれています(購入時にL*a*b*参照ファイルが付属します)。下の右側の単色チャートには星のパターンが含まれており、フォーカス補助として使用できます(分析用ではありません)。非常に小さなサイズのクロムオンガラス透過ターゲットとして作成できます。詳細はこちら。チャートはワイドボディのインクジェットプリンターでも印刷できますが、そのためには高品質の用紙、技術、そしてカラーマネジメントに関する知識が必要です。チャートのご購入を強くお勧めします。
チャートは、厚さ1/2インチ(12.5mm)の32x40インチまたは40x60インチの発泡ボードに、スプレー接着剤(3M ™ 77やPhoto Mountなど)または両面テープ(3M ™ #568 Positionable Mounting Adhesiveなど)で貼り付けてください。1/2インチの発泡ボードは、標準的な1/4インチまたは3/8インチの発泡ボードよりも平坦性を保ちます。PVC ボードも非常に有望です。耐久性が高く、さまざまなサイズが揃っています。
![]() 5x9 SFRplusチャート(カラーパターン付き) | ![]() 単色5x7 SFRplusチャート フォーカススター付き |
図表を撮影する
額縁の要件:
- 画像の上部と下部にあるバー(歪みを測定し、正方形の位置を特定するために使用される)の上下には、空白領域が必要です。空白領域は、画像全体の高さの少なくとも0.5%、理想的には25%以下にする必要があります。空白領域は、画像の高さの約1~6%が望ましいです。チャートは可能であれば垂直方向に中央揃えにしてください。ただし、SFRplusを正常に実行するために必須ではありません。
- SFRplusの設定ウィンドウで行検出を「自動 - バーなし」に設定すると、バーは省略できます。ただし、領域選択は画像の上下にバーがあるかのように動作するため、フレーミングには注意が必要です。
- ステップチャートのパターンは水平方向に中央揃えにする必要があります。
- チャートの辺が画像からはみ出す場合(下図参照) 、または画像がチャートの辺からはみ出す場合があります。このソフトウェアは、さまざまなフレーミングとアスペクト比に対応できるように設計されています。左右の境界付近のエッジは適切に配置されます。チャートの辺が画像内に収まっている場合は、チャートの特徴と間違えられる可能性のある背景の干渉パターンを最小限に抑えるようにしてください。画像内のチャートの周囲は、可能であれば白または薄い灰色にしてください。それが不可能な場合は、 SFRplus 設定ウィンドウで画像をトリミングできます。

グラフの端が画像からはみ出していても問題ありません(むしろよくあることです)。
- チャートは 、「低コストテストラボの構築」で紹介されている手法を用いて位置合わせすることができます。SFRplusは、約2度の傾きや、多少の遠近歪み(台形歪み)など、中程度のずれを許容しますが、チャートを適切に位置合わせするよう最大限の努力を払う必要があります。中程度の樽型歪みや糸巻き型歪み(SMIA 8%未満)も許容範囲内ですが、極端な魚眼レンズ(樽型歪みが大きい)を使用する場合は、事前に歪み補正されたチャートを使用する必要があります。
- SFRplus設定ウィンドウの「境界線を切り取る」ボタンを使用して、画像の端付近の邪魔な要素を取り除くために、画像をトリミングすることができます。
露出補正機能が利用できる場合、露出を+1絞り上げることで、特にグレースケールステップチャートパターンにおいて、より良い露出が得られることが多い。
バーなしSFRplus設定ウィンドウの行検出メニューで「自動 - バーなし」を選択すると、上部と下部のバーが省略される場合があります。領域選択は、バーが画像の上部と下部にあるかのように動作します。このため、
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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。
簡略化された照明図
距離
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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)でプレミア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、6.3メガピクセルのキヤノンEOS-10DでMTF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)以上であれば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。
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り、ひいては印刷されるチャートの幅も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/視野幅の目安(写真印刷チャートの場合は、より接近できます。) |
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| 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×√(メガピクセル) — または —ターゲット1インチあたり140センサーピクセル、またはターゲット1センチメートルあたり55センサーピクセル以下であること。 — 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倍である必要があります。(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倍である必要があります。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
SFRplusの正確な結果を得るには、適切な露出が重要です。チャートの黒領域と白領域はどちらもクリッピングしてはならず、ピクセルレベルが0または255に達する領域が十分に存在する必要があります。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必要があります。
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。露出補正(通常は+1段程度)を行うと効果的です。
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画像をRAWファイルまたは最高画質のJPEGファイルとして保存してください。RAW現像ソフトを使用する場合は、JPEG(最高画質)、TIFF(LZW圧縮なし。LZW圧縮はサポートされていません)、またはPNGに変換してください。フィルムを使用する場合は、現像してスキャンしてください。
フォルダ内にIMG_3734.jpg、IMG_3735.jpgなどのカメラが生成した意味のないファイル名が含まれている場合、各ファイルに保存されているEXIFデータを利用する「ファイルの表示/名前変更」ユーティリティを使用して、焦点距離や絞り値などを含む意味のある名前に変更できます。
これでImatest SFRplusを実行する準備が整いました。
リンク
カールツァイスのHHナッセによるMTF曲線の読み方。優れた、徹底的な入門書。全33ページ。読み通すには根気が必要。SFRplusのレンズ式MTF曲線に似たMTF曲線に関する詳細な解説が多数掲載されている。 パートIIではさらに詳しい解説がされている。
Luminous Landscape.comの「MTFを理解する」という記事には、もっと簡潔な導入部分があります。
画像鮮明度とMTFを理解する Imatestの著者による複数回にわたるシリーズ記事。主にImatest設立以前に執筆されたもの。中程度の専門用語を含む。
ピーター・D・バーンズ著『デジタルカメラとスキャナ解析のための傾斜エッジMTF』 (2000年)( 代替資料)。ISO 12233傾斜エッジ測定に関する優れた入門書。関連書籍:ドン・ウィリアムズとピーター・D・バーンズ共著『MTFを用いたデジタルキャプチャの診断』 (2001年)、ドン・ウィリアムズとピーター・D・バーンズ共著『ISO/TC42デジタルカメラ解像度規格のモバイルイメージング製品への適用と拡張』(2007年)(改訂版ISO 12233規格用に提案された低コントラスト傾斜エッジテストチャートの初期バージョンの画像を含む)。
ボブ・アトキンス氏によるMTFとSQFの優れた入門記事があります。SQF(主観的品質係数)は、人間の目のコントラスト感度関数(CSF)を取り入れた、知覚される印刷物の鮮明度を測定する指標です。2006年10月下旬にImatest Masterに追加される予定です。
OptikosによるレンズのMTFおよびその他の特性の測定方法。











