경사진 가장자리 영역은 종종 전체적으로 균일하지 않은 특성을 보일 수 있습니다. 이는 불균일한 조명, 렌즈 광량 저하, 센서의 광응답 불균일성(PRNU) 등으로 인해 발생할 수 있습니다.
경사진 가장자리를 가진 관심 영역에서 보정되지 않은 불균일성은 낮은 공간 주파수에서 MTF의 불규칙성을 유발할 수 있습니다. 이는 MTF 곡선을 정규화하는 데 사용되는 저주파 기준을 왜곡합니다. 불균일성의 방향이 밝은 부분에서 어두운 부분으로의 경사진 가장자리 전환 방향과 반대 방향이면 MTF가 증가합니다. 반대로 불균일성이 밝은 부분에서 어두운 부분으로의 전환 방향과 같은 방향이면 MTF가 감소합니다.
이 효과를 보여주기 위해, 먼저 흐림 효과가 적용된 균일한 경사 모서리를 시뮬레이션합니다.
그런 다음 모서리에 대해 다양한 각도로 모의 불균일성을 적용합니다. 이는 고객 중 한 명이 보고한 심각한 불균일성 사례를 모방한 것입니다.
다음은 불규칙하게 경사진 모서리에서 얻은 MTF입니다.
불균일성에 가장자리와 평행한 각도 성분이 포함될 경우, 이는 공간 영역에 톱니 모양 패턴을 추가하고, 주파수 영역에서 고주파 스파이크로 나타납니다. 이는 ROI의 밝거나 어두운 부분을 교대로 빈에 투영하는 비닝 알고리즘 때문에 발생합니다.
불균일성의 영향을 보정하기
균일한 조명을 얻기 위해 모든 노력을 기울여야 하지만, 항상 가능한 것은 아닙니다(예: 의료용 내시경 및 넓은 시야각 렌즈).
Imatest 4.5 이상 버전 에는 모든 경사 모서리 모듈(SFR 및 Rescharts/고정 모듈인 SFRplus, eSFR ISO, SFRreg 및 Checkerboard)에 대해 이 문제를 처리하는 옵션이 있습니다. 이 옵션은 오른쪽에 표시된 설정(또는 "추가" 설정) 창에서 "비균일 MTF 보정" 확인란을 선택하여 적용할 수 있습니다.
이 옵션을 선택하면 전환 영역의 밝은 쪽 공간 곡선 일부(Imatest에서 오른쪽에 표시됨)를 사용하여 불균일성을 추정합니다. 밝은 쪽을 선택하는 이유는 어두운 쪽보다 신호 대 잡음비가 훨씬 좋기 때문입니다. 위 이미지에서 이는 중심에서 약 6픽셀 이상 떨어진 에지 프로파일 부분에 해당합니다. Imatest는 이 영역에서 곡선에 대한 1차 근사값을 찾고, 근사값이 0보다 작아지지 않도록 제한한 다음, 평균 에지 값을 1차 근사값으로 나눕니다.
적용된 보정은 에지 함수 전반에 걸쳐 응답을 평탄화하고 MTF의 안정성을 크게 향상시킵니다.
요약
이 예시에서 Imatest의 불균일성 보정은 MTF의 -26.0%~+22.8% 변화율을 -3.5%~+4.7% 변화율로 줄여줍니다. 이는 최악의 불균일성 사례에서 나타나는 영향을 83% 감소시킨 것입니다.
MTF50 대 비균일도 각도 그래프 (비균일도 보정 없음 [파란색] 및 비균일도 보정 있음 [주황색])
이는 상당한 개선이지만, 불균일성의 잔여 영향은 여전히 바람직하지 않습니다. 따라서 에지 SFR 테스트를 수행하거나 불균일성에 대해 반대 방향으로 전환되는 인접한 경사 에지에서 얻은 MTF를 평균화하기 전에 ISP의 불균일성 보정 기능을 활성화하여 MTF 측정에 미치는 불균일성의 영향을 더욱 줄이는 것이 좋습니다.
상세 알고리즘
우리는 관심 영역(ROI) 내 차트의 조명이 1차 함수 L ( d ) = k1 + k2d 로 근사된다고 가정합니다. 여기서 d는 (기울어진) 가장자리에 거의 수직인 수평 또는 수직 거리입니다. 절차는 k1 과 k2 를 추정한 다음 선형화된 평균 가장자리를 L ( d )로 나누는 것으로 구성됩니다.
k 1과 k 2는 전이 중심 x 중심 에서 충분한 거리 d N 만큼 떨어진 곳에서 시작하는 전이의 밝은 쪽을 사용하여 추정되므로, 전이 자체는 k 1과 k 2 추정에 큰 영향을 미치지 않습니다. d N을 찾기 위해 먼저 선 확산 함수(LSF, 에지의 미분)의 20% 폭 d 20 , 즉 LSF가 최대값의 20%로 떨어지는 지점 사이의 거리를 구합니다.
d N = x 중심 + 2 d 20
x > dN 에 대한 에지 응답에 충분한 수의 점이 있는 경우, 표준 다항식 피팅 기법을 사용하여 k1 과 k2 를 계산합니다. 그 결과 , 불균일성의 영향이 감소된 보다 정확한 에지 표현을 얻을 수 있습니다.
향후 연구 과제
1차원 평균 에지를 샘플링하기 전에 ROI 전체의 2차원 불균일성을 고려하십시오.
Imatest 내에서 비균일성 보정을 수행하려면 플랫 필드 이미지를 사용하십시오.
본 연구에 포함되지 않은 소음의 영향을 고려해 보십시오.
ISO 12233 의 향후 개정판에 경사 모서리 알고리즘 개선 사항을 포함시키십시오.
이 작업을 수행하는 방법이나 프로젝트 관련 도움이 필요하시면 Imatest 고객 지원 센터 에 문의해 주세요.