ガンマ、チャートコントラスト、MTFの計算

ISO 12233規格に従い、ガンマ（明るいグレーから暗いグレーまでの対数露出の関数としての対数ピクセルレベルの平均傾斜）を使用して入力データを線形化します。つまり、カメラまたはRAWコンバーターによって適用されたガンマエンコーディングを除去します。ガンマのデフォルト値は0.5 = 1/2で、これはデジタルカメラの一般的な値ですが、カメラまたはRAWコンバーターの設定によって影響を受ける場合があります。

Imatestの設定

ImatestのSFRplus 、 eSFR ISO 、 SFRreg 、 Checkerboard 、またはSFRモジュールを使用してエッジSFRを正確に計算するには、シャープネス計算に適切なガンマ値を使用することが重要です。

エッジコントラストが既知で、10:1以下（中程度または低コントラスト）の場合は、 「チャートコントラスト（ガンマ計算用）」ボックスにエッジコントラストを入力し、 「MTFに使用」チェックボックスをオンにしてください。すると、チャート画像内の各エッジごとにガンマが計算され、「エッジ/MTFプロット」に表示されます。計算式を含む詳細については、 「ガンマとMTFの測定」を参照してください。

ガンマの測定

チャートのコントラストが不明な場合は、 ISO 14524規格に従ってOECF（光電変換関数）を取得してガンマ値を測定する必要があります。これは、グレースケールステップチャートの画像を使用して、 Colorcheck 、 Stepchart 、 Multicharts （対話型）、またはMultitestを実行することで取得できます。MTFの計算にチャートから導出されたガンマ値（上記参照）を使用する場合でも、ガンマ値の公称値を入力する必要があります。

ガンマのエラー

ガンマ値のわずかな誤差はMTF測定にほとんど影響を与えません（ガンマ値が10%誤差ると、通常のコントラストのターゲットではMTF50に2.5%の誤差が生じます）。dcrawを使用してRAW画像をsRGBまたはガンマ=2.2（Adobe RGB）カラースペースに変換する場合は、ガンマ値を0.45に設定する必要があります。ガンマ値を0.3未満または0.8以上に設定すると、背景がピンク色に変わり、異常な（おそらく誤った）選択が行われたことを示します。

技術詳細

ガンマは、画像のピクセルレベルと輝度を関連付ける方程式の指数です。モニターや印刷物の場合、

出力輝度 = (ピクセルレベル) ^{gamma_display}

イメージセンサーの生出力（線形）を標準色空間の画像ファイルピクセルに変換する際には、上記操作の近似的な逆操作が適用されます。

ピクセルレベル = (RAWピクセルレベル) ^gamma_camera ~= 露出^gamma_camera

システム全体のガンマ値は、gamma_display * gamma_camera で計算されます。ディスプレイのガンマ値の標準値は、Macintoshで使用される古いカラースペースでは1.8、Windowsで使用されるカラースペース（ sRGB （デフォルト）やAdobe RGB（1998）など）では2.2です。

右側の 3 つの曲線は、 StepchartがCanon EOS-10D 用に作成したもので、RAW コンバーターの設定によってガンマがどのように変化するかを示しています。フィルムや印画紙の特性曲線は対数スケールを使用します (例: 濃度 (–log ₁₀ (吸収光) 対 log ₁₀ (露出))。ガンマは、伝達曲線の平均傾斜 (曲線の両端付近の「つま先」と「肩」領域を除く)、つまり、

ガンマはコントラストです。

コダックの定義については、 「感度測定および画像構造データ」を参照してください。

正しいMTF値を取得するには、Imatestはピクセルレベルを線形化する必要があります。つまり、カメラのガンマエンコーディングを除去する必要があるのです。SFR入力ダイアログボックスのガンマ値は、まさにこの目的のために設定されており、デフォルト値はデジタルカメラで一般的な0.5です。ただし、カメラやRAW現像ソフトの設定、特にコントラストによって大きく変動する可能性があります。

右側に、3つのRAW現像設定におけるCanon EOS-10Dの特性曲線を示します。ガンマ値は0.5から大きくずれています。ガンマ値が0.679の場合、MTF50誤差が9%になる可能性があります。より正確な測定のためには、 ColorcheckまたはStepchartを使用してガンマ値を測定することをお勧めします。これらのツールは、より詳細な結果を提供します。

混乱要因：デジタルカメラでは、正確なガンマカーブが適用されることは稀です。多くの場合、ガンマカーブの上に「トーン再現カーブ」（「S」カーブ）が重ねられ、視覚的なコントラストを維持しながらダイナミックレンジが拡張されます。これにより、ハイライトや（場合によっては）暗い部分のコントラストが低下し、中間調のコントラストは維持または強調されます。右側のカーブ1と3で確認できます。このため、SFR測定には「リニアレスポンス」（ガンマカーブの上にSカーブが適用されていない状態）が推奨されます。

伝達関数は適応型である場合もあります。つまり、コントラストの低いシーンでは、コントラストの高いシーンよりもカメラのガンマ値が高くなることがあります。これはSFR測定において問題を引き起こす可能性があります。しかし、一般的には悪い考えではありません。アンセル・アダムスのゾーンシステムにおける現像調整（N-1、N、N+1など）と非常によく似ています。そのため、Q-13またはQ-14チャートを傾斜したエッジの近くに配置するのは良い考えです。

ガンマについてさらに詳しく知りたい場合は、 「デジタルカメラの階調品質とダイナミックレンジ」および「モニターのキャリブレーション」をお読みください。