この記事は「ナイキスト周波数、エイリアシング、カラーモアレ」からの抜粋です。
ISO 12233 ビニング アルゴリズムのおかげで、スランテッド エッジでは、ナイキスト周波数 ( f Nyq = 0.5 サイクル/ピクセル) を超えるシステム応答を測定できます。すでに述べたように、 f Nyqを超える応答はモアレなどのエイリアシング アーティファクトを引き起こす可能性がありますが、MTF 測定にはいくつかの制限があります。特に、Imatest が (ほとんどの場合) 推奨する方法であるスランテッド エッジ MTF 測定には制限があります。これは、その速度と効率的なスペース利用によるものです。
制限事項は
ほとんどの民生用カメラの標準出力（処理済み、生データではない）はシャープ化されており、これにより高空間周波数での応答性が大幅に向上します。応答性が向上する周波数の範囲と量は、シャープ化の量、半径、およびアルゴリズムによって異なります。シャープ化はエイリアシングアーティファクト（センサーに到達する光の空間周波数スペクトルとデモザイキングアルゴリズムに依存する）にはほとんど影響を与えないため、シャープ化された画像の応答性は非常に誤解を招く可能性があります。
カラーモアレは、斜めのエッジでは見えにくい。実際にはエッジ付近に色のついたピクセルとして存在しているのだが、非反復的なパターンでは見えにくい。
モアレは、
双曲線ウェッジ（収束する棒状パターン）、
残念ながら高空間周波数の領域が非常に限られているシーメンス星と、
対数周波数コントラストでは、モアレは非常によく見えるが、定量的に測定することは難しい。
モアレはゾーンプレートパターン（ Imatest テストチャートモジュールで作成できる最悪のケースのパターンの一種）では非常に目立ちますが、ゾーンプレートは定量的な測定には適していません。
MTF測定値と目に見えるエイリアシングを相関させることは困難であるため、ナイキスト周波数を超えるMTF応答が強い場合は、エイリアシングが問題となっている可能性があり、さらに調査する必要があるという警告とみなすべきであり、エイリアシングの確実な指標ではありません。エイリアシングの影響を直接測定するためのImatestの手法を以下に示します。
正弦波パターン
シーメンススターおよびLog-Fコントラストターゲット上の正弦波パターンは、信号処理の影響を受けにくい傾斜エッジの代替として使用できます。ただし、正弦波パターンはより多くのスペースを占有し、解析に時間がかかり、極端な歪みがある場合は解析が困難であるという欠点があります。
Leader SFR-Fit MTF測定ソフトウェアは、接続されたディスプレイと接続されたカメラからのライブデータ取得を利用して、局所領域に複数の固定周波数正弦波パターンを表示する代替測定ソフトウェアです。これにより、シャープネス処理を施したシステムの高周波MTF測定をより正確に行うことができます。
テクスチャパターン
枯葉やこぼれたコインのチャートは、その統計値が自然風景の統計値に似ているため興味深い。他のパターン（特に斜めのエッジ）に比べてエッジシャープニングの影響を受けにくく、そのため知覚的な観察結果とより相関性の高いテクスチャの詳細度を推定できる。また、ノイズ除去の影響を受けやすいため、 ランダムなパターンの分析は、処理された画像におけるテクスチャの保持状態を評価する上で有用である。
ウェッジ
ImatestのWedgeおよびeSFR ISOモジュールで解析されるウェッジは、エイリアシングの視覚的な表示と測定において最良の結果をもたらします。ウェッジは、計算に使用できます。
MTF（高コントラストのため精度が限られており、サンプリング位相のサブピクセル変動によりMTFに大きな変動が生じる可能性がある）。
エイリアシングの発生（「解像度消失」とも呼ばれる。バーカウントが減少し始める空間周波数）。
エイリアシングの影響、特にカラーモアレ。
ウェッジは、ウェッジモジュールを使用して古い ISO 12233:2000 チャートで手動で選択できますが、不便なためお勧めしません (また、古いチャートは現在の ISO 12233:2014+ 規格でも推奨されていません)。現在の規格に準拠し、ウェッジやその他の特徴を自動的に検出するeSFR ISOチャートとモジュールの使用を強くお勧めします。このモジュールは、カラーエイリアシングに加えて、多くの画像品質要素 (MTF、横色収差、色、トーンレスポンス、ノイズ、信号対雑音比など) を測定します。ウェッジモアレプロットは、ウェッジモジュールと eSFR ISO モジュールで同一です。以下に eSFR ISO の結果を示します。
ウェッジモアレプロット
下のウェッジモアレプロットは、空間周波数の関数として、ウェッジ内部で測定された平均CIELAB色度（𝐶∗=𝑎∗2+𝑏∗2‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾√）を示しています。その他の色エイリアシング関連の指標は、下の表に示されています。
以下のプロットを取得するには、 eSFR ISO チャート画像を取得し、 ここの手順に従ってeSFR ISO セットアップを実行します。eSFR ISO はバッチ処理可能な自動モードでも実行できます。表示で、 18. ウェッジ モアレを選択します。
グラフの曲線は、選択されたメトリック (この場合は 𝐶∗=𝑎∗2+𝑏∗2‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾√) の平均であり、下図のようにウェッジの内側で取得されます。
下の表は、利用可能なメトリクスの一覧です。これらのメトリクスは、下の画像の右側にある「表示」ドロップダウンメニューの「モアレ」で選択できます。推奨されるメトリクスは3つだけで、残りは参考情報または実験的なものです。各メトリクスの最大値は、プロットの左上に表示されます（上記参照）。すべてのメトリクスの最大値は、JSONおよびCSV形式の結果ファイルに保存できます。以下に、推奨メトリクスを強調したメトリクスの一覧を示します。
平均(|RB|) | これは良い指標です。なぜなら、赤と青のチャンネルはカラーエイリアシングの影響を最も受けやすいからです。 |
平均(|RB|) / 平均(R,B) | これはRとBの平均値で正規化されているため、若干安定性が高い。 |
平均(|RG|) | これらは興味深い検討対象となるかもしれないが、緑色（G）チャネルのナイキスト周波数が高いため、RBメトリクスよりも感度が低い傾向がある。 |
平均(|RG|) / 平均(R,G) | |
平均値(|GB|) | |
平均(|GB|) / 平均(G,B) | |
S(HSL) | これらの飽和度指標は、低レベル（LまたはS）で大きな値を示す可能性があり、誤解を招く可能性があるため、推奨されません。これらの指標は保持しない方が良いでしょう。 |
S（HSV） | |
彩度 𝐶∗=𝑎∗2+𝑏∗2‾‾‾‾‾‾‾‾‾√ | CIELAB 色度、 𝐶∗=𝑎∗2+𝑏∗2‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾√ これは主要な (推奨される) カラーエイリアシング メトリックです。 |
カラーエイリアシングメトリック
カラーエイリアシングのメトリックは、2018年10月にリリースされたImatest 5.1.12で新たに追加されました。このリリース以前は、カラーメトリックは画像の外観とあまり相関していませんでした。表示するメトリックは、 [表示]の下にある[モアレ]ドロップダウンメニューで選択します。
各ウェッジ領域は、カラーエイリアシング指標を計算する前にホワイトバランス調整されます。指標はウェッジ内で計算されます。一貫性のある結果を得るには、スムージング（幅0.01サイクル/ピクセルのカーネルを使用）が推奨されます。カラーモアレ指標は、モアレドロップダウンメニューで選択されます。推奨される主な指標は、クロマ（sqrt(a*^2 + b*^2)）です。これは、CIELABクロマの平均、 C = sqrt( a * 2 + b * 2 )です。その他の有用なカラーエイリアシング指標は、mean(|RB|)とmean(|RB|) / mean(R,B)です。|RB|は、赤と青が緑よりもエイリアシングに敏感であるため有用です。
「データの保存」をクリックするか、適切なチェックボックスをオンにして eSFR ISO セットアップを実行すると、データが CSV ファイルと JSON ファイルに保存されます。以下は、カラーエイリアシングの概要メトリック (上記の表に示されている各メトリックの最大値) の JSON 出力例です。推奨メトリックは太字で表示されています。
“color_aliasing_max_mean_R_minus_B”: [0.1327,0.1088,0.07527,0.07033],
“color_aliasing_max_mean_R_minus_B_normalized”: [0.391,0.2999,0.4362,0.3822],
“color_aliasing_max_mean_R_minus_G”: [0.09607,0.02452,0.08199,0.07815],
“color_aliasing_max_mean_R_minus_G_normalized”: [0.328,0.05977,0.4449,0.3945],
“color_aliasing_max_mean_G_minus_B”: [0.1041,0.1088,0.06335,0.03999],
“color_aliasing_max_mean_G_minus_B_normalized”: [0.2701,0.2991,0.2851,0.1786],
“color_aliasing_max_mean_S_HSL”: [0.6033,0.9159,0.4902,0.5427],
“color_aliasing_max_mean_S_HSV”: [0.3227,0.2781,0.4083,0.3311],
“color_aliasing_max_mean_CIELAB_chroma”: [16.61,16.48,10.69,11.19],