감마, 차트 대비 및 MTF 계산

감마에 대한 보다 자세하고 최신 설명과 경사진 모서리 MTF 계산을 위한 감마 획득 방법은 "감마, 톤 응답 곡선 및 관련 개념" 에서 확인할 수 있습니다 .

ISO 12233 표준에 따라 감마 (밝은 회색부터 어두운 회색까지 로그 노출에 대한 로그 픽셀 레벨의 평균 기울기)는 입력 데이터를 선형화하는 데 사용됩니다. 즉, 카메라 또는 RAW 변환기에서 적용된 감마 인코딩을 제거하는 데 사용됩니다. 감마의 기본값은 0.5 = 1/2이며, 이는 디지털 카메라에서 일반적으로 사용되는 값이지만 카메라 또는 RAW 변환기 설정에 따라 영향을 받을 수 있습니다.

Imatest 설정

Imatest의 SFRplus , eSFR ISO , SFRreg , Checkerboard 또는 SFR 모듈을 사용하여 에지 SFR을 정확하게 계산하려면 선명도 계산에 적절한 감마 값을 사용하는 것이 중요합니다.

경계 대비를 알고 있고 10:1 이하(중간 또는 낮은 대비)인 경우, 차트 대비(감마 계산용) 상자에 경계 대비 값을 입력한 다음 'MTF에 사용' 확인란을 선택하십시오. 그러면 차트 이미지의 각 경계에 대한 감마가 계산되어 경계/MTF 플롯에 표시됩니다. 자세한 내용(수식 포함)은 '감마 및 MTF 측정'을 참조하십시오.

감마 측정

차트 대비를 알 수 없는 경우 ISO 14524 표준에 따라 광전 변환 함수(OECF)를 구하여 감마를 측정해야 합니다. OECF는 회색조 스텝차트 이미지를 사용하여 Colorcheck , Stepchart , Multicharts (대화형) 또는 Multitest 프로그램을 실행하여 얻을 수 있습니다. 차트에서 도출된 감마 값(위에서 설명한 값)을 MTF 계산에 사용하더라도 감마의 명목값을 입력해야 합니다.

감마의 오류

감마 값의 작은 오차는 MTF 측정값에 미미한 영향을 미칩니다(일반적인 대비 대상의 경우 감마 값에 10% 오차가 발생하면 MTF50 값에 2.5% 오차가 발생합니다). dcraw를 사용하여 RAW 이미지를 sRGB 또는 감마=2.2(Adobe RGB) 색 공간으로 변환할 때는 감마 값을 0.45로 설정해야 합니다. 감마 값이 0.3 미만이거나 0.8보다 크면 배경이 분홍색으로 바뀌어 비정상적인(아마도 오류일 가능성이 있는) 선택임을 나타냅니다.

기술적 세부 사항

감마는 이미지 픽셀 레벨과 휘도를 연결하는 방정식의 지수입니다. 모니터나 인쇄물의 경우,

출력 휘도 = (픽셀 수준) 감마 표시

선형적인 이미지 센서의 원시 출력을 표준 색 공간의 이미지 파일 픽셀로 변환할 때, 위 연산의 대략적인 역연산이 적용됩니다.

픽셀 레벨 = (RAW 픽셀 레벨) 감마 카메라 ~= 노출 감마 카메라

전체 시스템 감마는 디스플레이 감마 * 카메라 감마입니다. 디스플레이 감마의 표준값은 매킨토시에서 사용되는 구형 색 공간의 경우 1.8이고, sRGB (기본값) 및 Adobe RGB(1998)와 같은 Windows에서 사용되는 색 공간의 경우 2.2입니다.

오른쪽에 있는 세 개의 곡선은 Stepchart 에서 Canon EOS-10D용으로 생성한 것으로, RAW 변환기 설정에 따라 감마가 어떻게 변하는지 보여줍니다. 필름과 인화지의 특성 곡선은 로그 스케일(예: 밀도(-log 10 (흡수된 빛) 대 log 10 (노출)))을 사용하는데, 감마는 전송 곡선의 평균 기울기(곡선 양 끝 부근의 "발끝"과 "어깨" 영역 제외)입니다.

감마는 대비를 나타냅니다 .

코닥의 감광도 및 이미지 구조 데이터 정의를 참조하십시오.

정확한 MTF를 얻으려면 Imatest는 픽셀 레벨을 선형화해야 합니다. 즉, 카메라의 감마 인코딩을 제거해야 합니다. SFR 입력 대화 상자의 감마(Gamma) 값이 바로 그 역할을 하며, 기본값은 디지털 카메라에서 일반적으로 사용되는 0.5입니다. 하지만 이 값은 카메라 및 RAW 변환기 설정, 특히 대비에 따라 상당히 달라질 수 있습니다.

오른쪽에는 세 가지 RAW 변환 설정에 따른 Canon EOS-10D의 특성 곡선이 나와 있습니다. 감마 값이 0.5에서 상당히 벗어나는 것을 확인할 수 있습니다. 감마 값이 0.679일 경우 MTF50 오차가 9%에 달할 수 있습니다. 최상의 정확도를 위해서는 Colorcheck 또는 Stepchart 와 같은 프로그램을 사용하여 감마 값을 측정하는 것이 좋습니다. 이러한 프로그램은 조금 더 자세한 결과를 제공합니다.

혼동 요인: 디지털 카메라는 정확한 감마 곡선을 적용하는 경우가 드뭅니다. 시각적 대비를 유지하면서 다이내믹 레인지를 확장하기 위해 감마 곡선 위에 "톤 재현 곡선"(S자형 곡선)을 겹쳐 적용하는 경우가 많습니다. 이로 인해 하이라이트와 (때로는) 딥 섀도우 영역의 대비는 감소하는 반면, 중간 톤 영역의 대비는 유지되거나 향상됩니다. 오른쪽 곡선 1과 3에서 이를 확인할 수 있습니다. 따라서 SFR 측정 시에는 감마 곡선 위에 S자형 곡선을 적용하지 않는 "선형 응답" 방식을 권장합니다.

전달 함수는 적응형일 수도 있습니다. 카메라 감마는 콘트라스트가 낮은 장면에서 콘트라스트가 높은 장면보다 높을 수 있습니다. 이로 인해 SFR 측정에 어려움이 생길 수 있습니다. 하지만 일반적으로는 나쁜 생각이 아닙니다. 앤셀 아담스의 존 시스템 에서 사용하는 현상 조정(N-1, N, N+1 등)과 매우 유사합니다. 따라서 경사진 가장자리 근처에 Q-13 또는 Q-14 차트를 배치하는 것도 좋은 방법입니다.

감마에 대해 더 자세히 알아보려면 디지털 카메라의 톤 품질 및 다이내믹 레인지 와 모니터 보정을 참조하세요.