SFRplus 사용법 1부

SFRplus 테스트 차트

아래는 표준 SFRplus 테스트 차트(다양한 구성 중 하나)입니다.

선명도는 '선명도: 무엇이며 어떻게 측정하는가?' 에서 설명한 것처럼 사각형 경계의 밝고 어두운 사선 가장자리에서 얻어집니다. SFRplus는 다양한 카메라 화면 비율을 지원하며, 차트의 왼쪽과 오른쪽 가장자리가 프레임을 벗어나거나 프레임 안쪽에 위치할 수 있습니다.

SFRplus 차트의 핵심 특징은 다음과 같습니다.

• 상단과 하단의 막대는 왜곡을 측정하고 에지 검출을 용이하게 하는 데 사용됩니다.
• 명암비가 10:1 이하인 기울어진 정사각형 격자입니다. 4x7, 5x7, 5x9 및 7x11(행 x 열) 격자를 사용할 수 있습니다. 정사각형의 기울기는 모서리 부근의 수직 가장자리(거의 접선 방향)를 사용하여 측면 색수차 를 측정하는 데 도움이 됩니다. 이러한 방향은 캐논 , 니콘 , 자이스 웹사이트의 MTF 표시와 유사한 렌즈 스타일 MTF 플롯 에도 유용합니다.
• 가운데 사각형 위아래의 사각형은 비공간적 측정에 사용할 수 있습니다. 표준 차트에서 가운데 사각형 아래쪽은 톤 응답 및 감마를 측정하는 데 사용되는 0.1 밀도 단계의 4x5 회색조 스텝 차트이고, 가운데 사각형 위쪽은 미세한 별 모양 패턴(초점 보조용으로 사용되며 분석용은 아님) 또는 색상 정확도를 측정하는 데 사용되는 4x5 색상 패턴(20가지 색상 중 18가지 색상이 업계 표준 24패치 색상 차트와 유사함)을 포함합니다.
• 표준 대비는 4:1이지만, 비선형/비균일 신호 처리 의 영향을 측정하기 위해 낮은 대비(일반적으로 2:1)의 사각형을 소수 사용할 수 있습니다(10:1 대비 차트의 옵션).

오른쪽에 보이는 ISO 12233:2000 표준 및 차트는 2014년 2월에 새로운 표준으로 교체되었지만, 이후에도 한동안 널리 사용될 예정입니다. 새로운 표준은 세 가지 차트를 규정하고 있으며, 그중 하나는 명암비가 훨씬 낮은(4:1, 오른쪽 아래 그림 참조) 경사형 사시 차트(Edge SFR; E-SFR)입니다. Imatest eSFR ISO 모듈은 새로운 E-SFR 차트를 이용한 자동 영역 감지 기능을 지원합니다.

기존 ISO 12233:2000 차트와 비교했을 때,

• SFRplus는 낭비되는 영역이 훨씬 적습니다. 기존 ISO 차트의 약 90%는 컴퓨터 분석에 거의 가치가 없는 패턴으로 덮여 있습니다.

• 이 기술은 이미지 표면 전체에 걸쳐 상세한 선명도 맵(MTF)을 생성할 수 있습니다. 기존 ISO 차트로는 이러한 작업을 수행할 수 없는데, 적합한 가장자리가 충분하지 않고, 그 위치 또한 정확하지 않기 때문입니다.

• 사용자가 입력한 위치 기준에 따라 영역을 자동으로 감지합니다. 이러한 기능 덕분에 SFRplus 차트와 모듈은 자동화된 테스트에 매우 적합하며, 현재 수많은 생산 라인에서 사용되고 있습니다. ISO 차트의 경우, 이미지 프레임이 변경될 때마다 관심 영역(ROI)을 신중하게 선택해야 합니다.

• 10:1(또는 그 이하)의 대비를 가진 가장자리는 기존 ISO 차트에서 지정된 40:1 이상의 대비를 가진 가장자리보다 잘릴 가능성이 적습니다. 카메라가 보다 선형적인 영역에서 작동하므로 결과가 더 일관적이고 정확하며, 과다 노출, 과소 노출, 잘못된 감마 추정 또는 과도한 소프트웨어 샤프닝의 영향을 덜 받습니다. 10:1 이하의 대비를 가진 가장자리는 이미지 선명도에 영향을 미치는 실제 가장자리를 더 잘 나타냅니다. 권장 대비 비율인 4:1은 새로운 ISO 12233:2014 표준과 일치합니다.
  

• 낮은 대비를 보이는 가장자리(일부 SFRplus 차트에서는 몇몇 가장자리에서 2:1의 대비)는 테스트 대상 카메라의 신호 처리 방식에 대한 추가 정보를 제공합니다. Imatest SFR은 차트 대비에 비교적 둔감하지만(MTF는 낮은 공간 주파수에서 100%로 정규화됨), 아래 상자에서 설명하는 것처럼 카메라의 비선형적이고 불균일한 신호 처리 로 인해 측정된 SFR이 차트 대비의 영향을 받는 경우가 많습니다.

  

• 이 측정은 ISO 규격을 준수합니다. ISO 규격을 준수하는 측정에는 표준 ISO 차트가 필요하지 않습니다. 새로운 ISO-12233:2014 E-SFR 차트 표준은 위 오른쪽 그림과 유사한 4:1 명암비 패턴을 요구하며, Imatest SFR 은 이를 완벽하게 지원합니다.

• SFRplus는 측면 색수차, 왜곡, 감마(대비), 톤 응답 및 색 정확도(선택 사양인 색상 패턴이 있는 차트에서)를 포함한 추가적인 이미지 품질 요소를 측정할 수 있습니다.

• ISO 12233:2000 차트에는 MTF 계산을 위해 이미지를 선형화하는 데 필요한 감마 (로그 픽셀 대 로그 노출 곡선의 평균 기울기, 즉 대비)를 측정하는 데 사용할 수 있는 정보가 없습니다. 정확한 감마 측정은 특히 고대비 대상에 대해 중요합니다. SFRplus 차트에서는 개별 사각형(대비 비율이 입력된 경우) 또는 그레이스케일 단계 차트에서 감마를 도출할 수 있습니다 .
  

eSFR ISO(ISO 12233:2014) 차트 및 모듈과 비교했을 때,

• 이미지 표면 전체에 걸친 MTF 맵은 더욱 상세합니다.
• 왜곡 측정값은 왜곡 막대를 사용하기 때문에 (특히 표준 차트와 비교했을 때) 약간 더 정확합니다.
• 자세한 코 치수 정보 는 제공되지 않습니다.

체커보드 차트 및 모듈과 비교했을 때,

• 프레임 구성이 훨씬 더 제한적이며, 이미지 상단과 하단에 여백을 두는 것이 좋습니다.
• 체커보드 패턴은 다양한 거리에서 효과적이지만, 명암과 색상 패턴이 부족합니다.

SFRplus 경사 모서리 알고리즘 MTF/SFR 계산 알고리즘은 Peter Burns가 작성한 Matlab 프로그램인 sfrmat에서 가져왔습니다. ISO 12233 표준을 구현하기 위해 개발된 SFRplus는 향상된 에지 검출, 렌즈 왜곡 처리 개선, 훨씬 더 상세한 출력 등 다양한 개선 사항을 포함하고 있습니다. 자세한 내용은 여기에서 확인할 수 있습니다. MATLAB 코드는 losburns.com/imaging/software/ 에서 다운로드할 수 있습니다. sfrmat 결과를 Imatest와 비교할 때는 다음 사항에 유의해야 합니다. sfrmat에 OECF(톤 응답 곡선) 파일을 입력하지 않으면 톤 응답 곡선이 없는 것으로 간주하여 감마 값을 1로 설정합니다. Imatest의 기본 감마 값은 0.5로, 일반적인 디지털 카메라 값입니다. sfrmat 결과와 좋은 일치를 얻으려면 감마 값을 1로 설정해야 합니다.

차트를 구하세요

요약

• 테스트 차트를 구하세요 (구매 또는 인쇄).
• 차트를 장착하세요 .
• 차트를 사진으로 찍으세요.
• 팁: 조명 | 거리 | 노출 | 사진 촬영 팁

이중 명암 5x9 SFRplus 차트, 10:1 및 2:1 대비, 초점 별.

5x7 크기의 차트(사전 왜곡 처리), 4:1 명암비, 컬러. (더 심하게 왜곡된 차트도 있습니다.)

표준 SFRplus 테스트 차트는 5x7 또는 5x9 격자의 정사각형으로 구성되며, 4:1 명암비(현재 권장 사항이며 ISO 12233:2014 표준과 호환됨), 10:1 명암비, 또는 네 개의 정사각형을 제외한 나머지 정사각형은 10:1 명암비, 나머지 네 개의 정사각형은 2:1 명암비(중앙에서 한 칸 떨어진 정사각형)를 가질 수 있습니다. 중앙 정사각형 아래에는 4x5 크기의 작은 패치 스텝 차트(밀도는 0.05에서 1.95까지 0.1 간격으로 표시됨)가 있고, 중앙 위에는 초점 별(SFRplus에서 분석되지 않음) 또는 20개 패치로 구성된 색상 패턴이 있습니다. 이 차트는 어안 렌즈(강한 배럴 왜곡)에 사용하기 위해 미리 왜곡될 수 있습니다.

차트는 Imatest 스토어 에서 다양한 구성으로 구매할 수 있습니다. 아래 왼쪽 차트는 컬러 패턴을 포함하고 있으며, 구매 시 L*a*b* 참조 파일이 함께 제공됩니다. 아래 오른쪽 단색 차트는 별 패턴을 포함하고 있으며, 이는 초점 보조 도구로 사용할 수 있습니다(분석용은 아님). 이 차트는 매우 작은 크기의 크롬 도금 유리 투과형 타겟으로 제작될 수 있습니다. 자세한 내용은 여기를 참조하십시오. 차트는 대형 잉크젯 프린터로 인쇄 할 수 있지만, 고급 용지, 숙련된 기술, 그리고 색상 관리 지식이 필요합니다. 차트를 구매하시는 것을 강력히 권장합니다.

차트는 32x40인치 또는 40x60인치 크기의 1/2인치(12.5mm) 두께 폼보드에 스프레이 접착제(예: 3M ^™ 77 또는 Photo Mount) 또는 양면 테이프(예: 3M ^™ #568 Positionable Mounting Adhesive)를 사용하여 부착해야 합니다. 1/2인치 폼보드는 일반적인 1/4인치 또는 3/8인치 폼보드보다 평평한 상태를 유지합니다. PVC 보드 또한 매우 유망한 소재입니다. 내구성이 더 뛰어나고 다양한 크기로 제공됩니다.

컬러 패턴이 있는 5x9 SFRplus 차트

단색 5x7 SFRplus 차트 초점별과 함께

차트를 사진으로 찍으세요

액자 제작 요건:

• 이미지 상단과 하단에는 (왜곡 측정 및 사각형 위치 지정에 사용되는) 막대 위아래에 공백이 있어야 합니다. 이 공백은 이미지 높이의 최소 0.5% 이상이어야 하며, 최상의 결과를 위해서는 25%를 넘지 않아야 합니다. 이상적으로는 이미지 높이의 약 1~6% 정도가 적당합니다. 차트는 가능하면 세로로 중앙에 배치하는 것이 좋지만, SFRplus 실행에 필수적인 조건은 아닙니다.
  • SFRplus 설정 창 에서 행 감지를 '자동 - 막대 없음' 으로 설정하면 막대가 표시되지 않을 수 있습니다. 하지만 영역 선택 시 이미지 상단과 하단에 막대가 있는 것처럼 작동하므로 프레임 설정에 주의해야 합니다.
• 단계 차트 패턴은 가로 방향으로 중앙에 위치해야 합니다.
• 차트의 측면이 이미지 밖으로 확장될 수도 있고 (아래 그림 참조) , 이미지가 차트의 측면 밖으로 확장될 수도 있습니다. 이 소프트웨어는 다양한 프레임 및 화면 비율을 지원하도록 설계되었습니다. 왼쪽 및 오른쪽 경계 부근의 가장자리는 적절하게 배치됩니다. 차트의 측면이 이미지 안에 있는 경우, 차트 특징으로 오인될 수 있는 배경의 간섭 패턴을 최소화해야 합니다. 이미지 내부의 차트 주변은 가능하면 흰색 또는 밝은 회색으로 하는 것이 좋습니다. 만약 이것이 불가능하다면 SFRplus 설정 창 에서 이미지를 자를 수 있습니다.

• 차트는 "저비용 테스트 랩 구축" 에 제시된 기술을 사용하여 정렬할 수 있습니다. SFRplus는 중간 정도의 정렬 불량(약 2도 기울기, 약간의 원근 왜곡(키스톤 왜곡) 등)을 허용하지만, 차트를 정확하게 정렬하기 위해 최대한 노력해야 합니다. 중간 정도의 배럴 왜곡 또는 핀쿠션 왜곡(<8% SMIA)도 잘 허용되지만, 배럴 왜곡이 심한 어안 렌즈를 사용할 때는 미리 왜곡 처리된 차트를 사용하는 것이 좋습니다.
• SFRplus 설정 창 에서 '테두리 자르기' 버튼을 사용하여 이미지 가장자리 근처의 간섭 요소를 제거하기 위해 이미지를 자를 수 있습니다.

노출 보정 기능이 있다면, 특히 회색조 스텝차트 패턴에서 노출을 +1 스톱 증가시키면 더 나은 노출을 얻을 수 있는 경우가 많습니다.

잘못된 구도 경계 부근의 간섭 패턴 (잘라낼 수 있습니다 . )	좋은 구도 동일한 패턴; 간섭 패턴은 마스킹 처리됨 (물론 모서리 부분은 측정하지 않습니다.)
상단 왜곡 막대 위쪽의 공백이 누락되었습니다.	약간의 기울기 및 왜곡은 허용됩니다. 차트의 측면이 이미지 밖으로 벗어나도 괜찮습니다.
차트를 마스킹 없이 라이트박스에 장착했습니다. 차트 가장자리가 상단 및 하단 막대로 오인됨

왜곡 측정을 위한 SFRplus 프레임 및 크롭 왜곡 측정값은 다음으로부터 도출됩니다. 중앙 행에서 감지된 정사각형 위치 차트 상단과 하단의 막대 도 마찬가지입니다 . 가운데 행의 사각형 중 하나라도 잘못 감지되면(차트 바로 바깥쪽에 간섭 패턴이 있는 경우 발생할 수 있음) 왜곡 측정값이 부정확해집니다. 이는 차트 바깥쪽에 간섭 패턴이 없도록 하는 것이 가장 좋은 방법이지만, 차트를 잘라내는 방법으로도 해결할 수 있습니다. 다음은 예시입니다.

이 이미지에서 이미지 오른쪽의 간섭 패턴으로 인해 가장 오른쪽 사각형이 잘못 감지되어( 빨간색 화살표) 왜곡 측정에 오류가 발생했습니다.

이미지를 자르면(자르기 범위는 왼쪽과 오른쪽에 있는 청록색 선입니다) 가장 오른쪽에 있는 사각형의 위치와 왜곡 측정값이 모두 수정됩니다.

조명

아래 차트는 조명 고려 사항을 요약한 것입니다. 목표는 균일하고 눈부심 없는 조명입니다. 대부분의 경우 30도에서 45도 사이의 조명 각도가 이상적입니다. 최소 두 개의 조명(양쪽에 하나씩)을 사용하는 것이 좋으며, 네 개 또는 여섯 개를 사용하면 더욱 좋습니다. 카메라 뒤쪽에서 조명을 비추면 눈부심이 발생할 수 있으므로 피하십시오. 촬영 전에 눈부심과 조명 균일도를 확인하십시오. 권장 조명 설정에 대한 설명은 Imatest 테스트 연구소 에서 확인할 수 있습니다. (이전에는 4700K(주광색에 가까움) SoLux 석영 할로겐 램프를 권장했지만, 현재는 밝기와 색온도를 조절할 수 있는 LED 램프를 권장합니다.) BK Precision 615 조도계(럭스계) 는 조명의 밝기와 균일도를 측정하는 데 매우 효과적인 저렴한 장비입니다(약 100달러).

간소화된 조명 다이어그램

거리

엡손 2200(고품질 안료 기반 잉크젯 사진 프린터)으로 프리미엄 러스터 용지에 인쇄한 레터 사이즈(8.5x11인치) 차트를 6.3메가픽셀 캐논 EOS-10D로 촬영하여 MTF를 분석했습니다. 이미지 영역이 차트 길이의 두 배인 최소 22인치(56cm) 이상일 때는 성능 변화가 없었습니다. 영역이 작아질수록 성능은 서서히 떨어졌습니다.

최소한 이 정도의 이미지 폭을 확보할 수 있는 카메라와 피사체 사이의 거리를 선택하십시오. 실제 거리는 센서 크기와 렌즈의 초점 거리에 따라 달라집니다. 최소 이미지 폭은 오른쪽에 나와 있습니다.

화소 수가 많아 잠재적 해상도가 높은 카메라는 이미지 영역 폭, 즉 인쇄된 차트 폭이 더 넓어야 합니다.

노출

정확한 SFRplus 결과를 얻으려면 적절한 노출이 중요합니다. 차트의 검은색 영역과 흰색 영역 모두 픽셀 레벨 0 또는 255에 도달하는 영역이 과도하게 넓어 지지 않도록 해야 합니다. 적절한 노출을 확인하는 가장 좋은 방법은 디지털 카메라의 히스토그램을 사용하는 것입니다. 검은색(왼쪽의 봉우리)은 최소값보다 높아야 하고, 흰색(오른쪽의 봉우리)은 최대값보다 낮아야 합니다.

위 이미지(캐논 파일 뷰어 유틸리티에서 캡처)는 거의 완벽한 노출을 보여줍니다. 일반적으로 +1 스톱 정도의 노출 보정을 하면 더 나은 결과를 얻을 수 있습니다.

이미지를 RAW 파일 또는 최고 화질의 JPEG 파일로 저장하세요. RAW 변환기를 사용하는 경우 JPEG(최고 화질), TIFF(LZW 압축 제외, LZW 압축은 지원되지 않음) 또는 PNG로 변환하세요. 필름을 사용하는 경우 현상 후 스캔하세요.

폴더에 IMG_3734.jpg, IMG_3735.jpg 등과 같이 카메라에서 자동으로 생성된 의미 없는 파일 이름이 있는 경우, 파일 보기/이름 바꾸기 유틸리티를 사용하여 각 파일에 저장된 EXIF 데이터를 활용해 초점 거리, 조리개 값 등을 포함하는 의미 있는 이름으로 변경할 수 있습니다.

이제 Imatest SFRplus를 실행할 준비가 되었습니다.

모래밭

칼 자이스 의 HH 나세가 쓴 "MTF 곡선 읽는 법"은 훌륭하고 철저한 입문서입니다. 33페이지 분량으로, 인내심을 가지고 읽어야 합니다. SFRplus의 렌즈 스타일 MTF 곡선 과 유사한 MTF 곡선에 대한 자세한 설명이 많이 포함되어 있으며, 2부 에서는 더욱 심도 있는 내용을 다룹니다.

Luminous Landscape.com 의 MTF 이해하기는 훨씬 더 간략한 소개를 제공합니다.

이미지 선명도와 MTF 이해하기 - Imatest 개발자가 집필한 다부작 시리즈로, 대부분 Imatest 설립 이전에 작성되었습니다. 다소 전문적인 내용입니다.

Peter D. Burns의 "디지털 카메라 및 스캐너 분석을 위한 경사 모서리 MTF" (2000) ( 대체 자료 ). ISO 12233 경사 모서리 측정에 대한 훌륭한 입문서입니다. 관련 자료로는 Don Williams와 Peter D. Burns의 "MTF를 이용한 디지털 캡처 진단" (2001), Don Williams와 Peter D. Burns의 "모바일 이미징 제품에 ISO/TC42 디지털 카메라 해상도 표준 적용 및 확장" (2007)이 있습니다. (이 문서에는 개정된 ISO 12233 표준에 제안된 저대비 경사 모서리 테스트 차트의 초기 버전 이미지가 포함되어 있습니다.)

밥 앳킨스 의 MTF와 SQF 소개는 정말 훌륭합니다. SQF(주관적 품질 지수)는 사람 눈의 대비 감도 함수(CSF)를 고려하여 인쇄물의 선명도를 측정하는 지표입니다. 이 기능은 2006년 10월 말 Imatest Master에 추가될 예정입니다.

Optikos에서 제공하는 렌즈의 MTF 및 기타 특성 측정 방법 .