JP2003009190A - 解像度測定装置および解像度測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】たとえば電子カメラなどで撮像された画像の解
像度を自動的に測定することを可能とした解像度測定装
置を提供する。 【解決手段】この解像度測定装置は、解像度の目視測定
に用いられる、いわゆるくさびチャートを構成する線分
の連続性に着目し、そのくさびチャートにおける解像限
界行位置を判定して限界解像度を算出する。より具体的
には、ある水平位置のみの輝度レベルに着目すれば、所
定の空間周波数の矩形波となっており、上下方向につい
ては、その矩形波の周波数が上から下に連続的に増加し
ている周波数スイープ画像とみなせることを考慮し、水
平方向を主走査方向として矩形波の検出（線数の検出）
を行いつつ、垂直方向を副走査方向として周波数スイー
プを行うことにより、解像限界の空間周波数を求める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、たとえば電子カ
メラなどで撮像された画像の解像度を自動的に測定する
ことを可能とした解像度測定装置および解像度測定方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、被写体像を撮像光学系により固体
撮像素子、たとえばＣＣＤ２次元イメージセンサ上に結
像して電気信号に変換し、これにより得られた静止画像
の撮像データを半導体メモリや磁気ディスクのような記
録媒体に記録する、いわゆる電子カメラが広く普及しつ
つある。

【０００３】また、この種の電子カメラで撮像された画
像の解像度の測定は、従来より、熟練した検査担当者の
目視により行われている。図１１は、この解像度の目視
測定に用いられる代表的なＩＳＯ１２２３３Ｒｅｓｏｌ
ｕｔｉｏｎチャートであり、検査担当者（測定者）は、
まず、カメラの撮像領域枠を三角マーク（白三角や黒三
角）の頂点で示された画枠基準線と一致させて被検カメ
ラによりこのチャートを撮影する。そして、検査担当者
は、この撮影したチャート画像内のたとえばくさびチャ
ートａを目視してその解像度を測定する。

【０００４】このくさびチャートａは、黒５本、白４本
の同じ巾の線分からなっており、検査担当者は、被写体
像としてのくさびチャートａを上端から下端に向けて観
察していく。より具体的には、この白黒線の解像状況を
調べ、正しく解像している状況が継続する限界のライン
（行）を検出し、その検出したラインで示される解像度
を左側に添えられたスケールによって読み取る。

【０００５】そして、従来では、この解像度の目視測定
によって、たとえば製造時や修理時等における、光学系
や自動合焦系を含めた性能が試験されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに、被検カメラで撮像した画像の解像度を目視で測定
したのでは、個人差や状況による誤差が極めて大きいと
いった問題があった。たとえば、くさびチャートを観察
する際の読み取り（判定）誤差は勿論のこと、場合によ
っては、それ以前に、画枠基準線に基づいてチャートを
撮影する時点でカメラの撮影画枠に対してチャートを正
確に合わせることが困難であるため、既に誤差を発生さ
せてしまっていた。

【０００７】このような測定誤差の問題はそれ自体極め
て重要であるが、さらに従来の測定法は、これとは別の
本質的な問題点も有していた。すなわち検査担当者が目
視するためにはＣＲＴやＬＣＤなどのディスプレイある
いはプリンターによる印刷出力など何らかの画像出力機
器（出力デバイス）による出力を行なうことが必須であ
るが、このとき出力される画像は出力機器の種類や性能
に依存して影響を受けるという点である。例えば解像限
界の低い出力機器を用いれば、測定される解像度数値は
少なくとも出力機器の限界値以上にはなり得ないことは
自明であるが、一般に出力機器の周波数特性は理想では
有り得ないから、厳密にはどのような性能の良い（と信
ずる）出力機器を用いたとしても、その時測定される解
像度は測定に使用した出力機器の特性に依存した（デバ
イスディペンデントな）ものであることに変りは無く、
撮像装置が記録した画像データ自身によって規定され
る、その撮像装置のみの（＝出力機器の特性に依存しな
い：デバイスインディペンデントな）限界能力を測定す
ることはできなかったのである。

【０００８】このような問題の解決に向けての試みとし
て、画像出力機器を使用することなく記録画像データを
直接解析する方法も提案されている。それは、（ａ）マ
ルチバーストチャートやＣＺＰ（サーキュラーゾーンプ
レート）チャートなどのいわゆる周波数数スイープ画像
を撮影した画像データや、（ｂ）白黒のステップ画像
（ナイフエッジとも称される）を撮影した画像データの
フーリエ変換データを用いて、その撮影画像の空間周波
数レスポンス（振幅−周波数特性）を求め、その振幅が
判定基準とする所定値（例えば直流振幅の５％とか１０
％）に減衰した周波数を限界解像度とする方法であって
（ａ）の場合にＡＲ法、（ｂ）の場合にＳＦＲ法などと
称されている。

【０００９】これらは確かにデバイスインディペンドな
測定ではあるが、振幅特性に着目しているため限界解像
度付近に多く生じる折り返し歪（モアレ）による偽解像
の影響を強く受け、本来目視的には全く解像していない
数値を解像しているという結果を出すこともしばしば
で、従来のくさび目視法による評価結果との相関が事実
上取れないという重大な欠点を有していた。

【００１０】この発明は、このような事情を考慮してな
されたものであり、たとえば電子カメラなどで撮像され
た画像の解像度を従来のくさび目視法との相関を維持し
つつも出力デバイスや測定者に依存することなく、従っ
てまた再現性高く、自動的に測定することを可能とした
解像度測定装置および解像度測定方法を提供することを
目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、この発明は、解像度を目視測定するために用い
られるくさびチャートが撮像された画像を解析して前記
くさびチャートの解像限界行位置を判定し、その判定し
た行位置から限界解像度を算出する解像度算出手段を具
備することを特徴とする解像度測定装置を提供する。

【００１２】この解像度測定装置においては、解像度を
目視観測するために用いられる、いわゆるくさびチャー
トを構成する線分の連続性に着目し、たとえばくさびチ
ャートの位相が保たれる限界の位置を検出することによ
り、そのくさびチャートの解像限界行位置を判定して、
その判定した行位置から限界解像度を算出する。

【００１３】これにより、個人差や状況に左右されるこ
とのない、再現性が高く、かつ原理的に優れた解像度測
定を実現する。

【００１４】また、この発明の解像度測定装置は、前記
解像度算出手段により判定された解像限界行位置を示す
マークを前記くさびチャートに重畳させて表示する限界
解像行表示手段をさらに具備することを特徴とする。

【００１５】この解像度測定装置においては、検出した
限界解像の行位置をくさびチャートに重畳させて表示す
ることにより、その妥当性を検査担当者に視覚的に確認
させることができ、自動的に測定される解像度に対する
信頼感を高めることを実現する。

【００１６】また、この発明の解像度測定装置は、前記
解像度算出手段が、前記判定した解像限界行位置および
前記くさびチャートの上下方向の画素数と撮像画像の同
方向の画素数との比率に基づいて限界解像度を算出する
ことを特徴とする。

【００１７】この解像度測定装置においては、限界解像
度の算出時に、撮影画像全体の上下方向の長さとくさび
チャートの同方向の長さとの比率を考慮することによ
り、従来のように、画枠基準線を意識してチャートを撮
影することを不要とし、かつ、このチャート撮影時にお
ける誤差の発生を完全に排除する。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
一実施形態を説明する。

【００１９】図１は、この発明の実施形態に係る解像度
測定システムの被検カメラとなる電子カメラの構成を示
すブロック図である。

【００２０】図中、１０１は各種レンズからなる撮像レ
ンズ系、１０２はレンズ系１０１を駆動するためのレン
ズ駆動機構、１０３はレンズ系１０１の絞り及びシャッ
タ装置を制御するための露出制御機構、１０４はローパ
ス及び赤外カット用のフィルタ、１０５は被写体像を光
電変換するためのＣＣＤカラー撮像素子、１０６は撮像
素子１０５を駆動するためのＣＣＤドライバ、１０７は
Ａ／Ｄ変換器等を含むプリプロセス回路、１０８はγ変
換などを初めとする各種のディジタル演算処理を行うた
めのディジタルプロセス回路、１０９はカードインター
フェース、１１０はメモリカード、１１１はＬＣＤ画像
表示系を示している。また、図中の１１２は各部を統括
的に制御するためのシステムコントローラ、１１３は各
種ＳＷからなる操作スイッチ系、１１４は操作状態及び
モード状態等を表示するための操作表示系、１１５は発
光手段としてのストロボ、１１６はレンズ駆動機構１０
２を制御するためのレンズドライバ、１１７は露出制御
機構１０３及びストロボ１１５を制御するための露出制
御ドライバ、１１８は各種設定情報等を記憶するための
不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）を示している。

【００２１】一方、図２は、この発明の実施形態に係る
解像度測定システムが動作するパーソナルコンピュータ
の構成を示すブロック図である。

【００２２】図中、２０１は各部を統括的に制御するた
めのＣＰＵ、２０２はこのコンピュータの主記憶となる
システムメモリ、２０３はこのコンピュータの外部記憶
となる磁気ディスク装置、２０４はこのコンピュータに
おけるユーザインタフェースのアウトプットを司るディ
スプレイコントローラ、２０５はこのコンピュータにお
けるユーザインタフェースのインプットを司るキーボー
ドコントローラ、２０６はカードインタフェース、２０
７はメモリカードを示している。また、ディスプレイコ
ントローラ２０４は、ＣＰＵ２０１が作成した表示デー
タをＣＲＴ２０４ａ，ＬＣＤ２０４ｂに表示制御し、キ
ーボードコントローラ２０５は、キーボード２０５ａ，
マウス２０５ｂの操作をＣＰＵ２０１に伝達する。そし
て、この解像度測定システムは、磁気ディスク装置２０
３からシステムメモリ２０２にロードされてＣＰＵ２０
１によって実行されるプログラムとして構成される。

【００２３】次に、この解像度測定システムが実行する
解像度の自動測定の基本原理について説明する。

【００２４】検査担当者は、まず、被検カメラである電
子カメラを用いて、たとえば図３に示すチャートを撮影
する。この撮影されたチャートの画像は、メモリカード
１１０に格納されるが、検査担当者は、このメモリカー
ド１１０を電子カメラから取り外してメモリカード２０
７としてパーソナルコンピュータに装着し直すことによ
り、このチャート画像をパーソナルコンピュータへ取り
込ませる。なお、この電子カメラからパーソナルコンピ
ュータへの画像の引き渡しは、必ずしもメモリカードを
介在させるものではなく、たとえばデータを送受信する
ための通信機能を双方が備えれば、その通信機能によっ
て行えばよい。

【００２５】この図３に示すチャートは、ＩＳＯ１２２
３３Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎチャートであり、解像度の目
視測定に用いられる代表的なチャートである。そして、
この解像度測定システムでは、このチャート画像からく
さびチャートを含む矩形領域ｂを切り出す。この矩形領
域の切り出しは、検査担当者が、ＣＲＴ２０４ａまたは
ＬＣＤ２０４ｂに表示されたチャート画像上の所望の位
置にマウス２０５ｂで始点および終点を指定することに
より実行する。解像度測定システムは、この指定された
始点および終点それぞれについて、その点を通過する水
平線および垂直線を仮想的に描画し、この仮想的に描画
した各線で囲まれた部分を矩形領域として切り出しを実
行する。図４は、このようにして切り出された矩形画像
の一例を示す図である。

【００２６】図４に示すように、このくさびチャート
は、横（水平）方向には、同じ巾の白黒帯が黒５本、白
４本が並んでいる。したがって、ある水平位置（ライ
ン）のみの輝度レベルに着目すれば、所定の空間周波数
の矩形波となっている。つまり、上下（垂直）方向につ
いては、その矩形波の周波数が上から下に連続的に増加
している周波数スイープ画像とみなすことができる。

【００２７】そこで、この解像度測定システムは、水平
方向を主走査方向として前述の矩形波の検出（線数の検
出）を行いつつ、垂直方向を副走査方向として周波数ス
イープを行うことにより、解像限界の空間周波数を求め
る。以下、図５乃至図１０に示すフローチャートを参照
しながらその具体的な手順を説明する。

【００２８】図５および図６は、この解像度測定システ
ムにおける解像度測定のメインフローである。

【００２９】なお、解析対象であるチャート画像の画素
配列は、一般的な直交配列（水平，垂直）であること、
および、チャート画像は、くさびチャートのくさび方向
（くさびの周波数スイープに対応する方向）が垂直、周
波数スイープが上から下になるように撮像されることを
前提とする。また、ここでは、水平方向座標ｉは右向き
を正、垂直方向座標ｊは下向きを正にとるものとし、チ
ャート画像の垂直画素数をＰＨｔ、このチャート画像か
ら切り出された矩形画像の水平、垂直画素数をそれぞれ
Ｌｘ＋１、Ｌｙ＋１と定義する。さらにまた、上記切出
しに際しては、図４のように、くさびに添えられたスケ
ール画像のうち最上端のもの（黒線）は含まないように
為されているものとする。

【００３０】まず、前述のように切り出された矩形画像
の画像データＹ（ｉ，ｊ）を読み込むとともに（図５ス
テップＡ１）、くさびタイプ（本数ＷＣＴ）および全画
像高ＰＨｔを読み込む（ステップＡ２）。このくさびタ
イプ（本数ＷＣＴ）および全画像高ＰＨｔは、検査担当
者がキーボード２０５ａから入力した値である。

【００３１】次に、背景白レベルＢＷＬと背景ノイズレ
ベルＮＬとを取得する（ステップＡ３〜ステップＡ
４）。この背景白レベルＢＷＬは、矩形画像の上端行の
全平均により求め、一方、背景ノイズレベルＮＬは、矩
形画像の上端行の最小３値の偏差平均（最小３値につい
て、当該画素値と全平均値（＝NL）との差（＝「偏
差」）を平均したもの）から求める。

【００３２】そして、これらのデータが揃ったら、くさ
びチャートの開始ラインＷＳＬの検出処理を実行する
（ステップＡ５）。図７は、このくさび開始ライン（Ｗ
ＳＬ）検出の詳細フローである。

【００３３】この処理では、まず、閾値ＥＴＨ０を先に
求めた背景ノイズレベルの５倍にセットする（図７ステ
ップＢ１）。そして、上端から順に下端まで、つまり垂
直方向座標ｊを１つずつ加算しながら（ステップＢ
２）、この垂直方向座標ｊが最大値に達するまで（ステ
ップＢ３のＹ）、最小３値の偏差平均で求める黒側半振
幅が閾値ＥＴＨ０を越える最初のラインの検出を実行す
る（ステップＢ４）。

【００３４】もし、該当するラインが検出されないま
ま、垂直方向座標ｊが最大値に達した場合には（ステッ
プＢ３のＹ）、“くさび検出不能”のメッセージを記録
し（ステップＢ５）、この処理を終了する。一方、検出
された場合には（ステップＢ４のＹ）、その垂直方向座
標ｊをくさび開始ライン（ＷＳＬ）にセットして（ステ
ップＢ６）、この処理を終了する。

【００３５】このくさび開始ライン検出が終了すると、
このくさび開始ラインＷＳＬに予め定められたオフセッ
ト値を加えたものを読み取り判定開始行ＤｔＳｔとして
設定する（図５ステップＡ６）。また、くさびチャート
の両端用の閾値ＥＴＨ２と中央用の閾値ＥＴＨ１の初期
設定を行う（ステップＡ７〜ステップＡ８）。両端用の
閾値ＥＴＨ２は、開始行ＤｔＳｔの（最小３値の偏差平
均で求める）黒側半振幅の１／４に設定し、中央用の閾
値ＥＴＨ１にも、この閾値ＥＴＨ２と同じ値をセットす
る。

【００３６】そして、各種パラメータの初期化を行った
後（ステップＡ９）、この解像度測定で主走査方向とす
る水平方向における黒線検出を実行する（図６ステップ
Ａ１０）。図８乃至図１０は、この黒線検出の詳細フロ
ーである。

【００３７】この処理では、図８ステップＣ１にて、第
ｊ行の黒線数ＢＣＴを０にセットした後、まず、ステッ
プＣ２〜ステップＣ１８にて、最終（右端）黒線の検出
を行い、次いで、図９ステップＣ１９〜ステップＣ３６
にて、１ｓｔ（左端）黒線の検出を行う。そして、この
最終（右端）黒線と１ｓｔ（左端）黒線とを検出した後
に、図１０ステップＣ３７〜ステップＣ５３にて、この
２つの黒線に挟まれた一般黒線の検出を行う。

【００３８】最終（右端）黒線検出では、くさび右端
（減少）検出用および黒線（増加）検出用の基準値の設
定や走査の開始位置を右端側に設定する等の初期化を行
った後（図８ステップＣ２〜ステップＣ３）、くさび右
端検出のための減少判定（ステップＣ４）および黒線検
出のための増加判定（ステップＣ５）を実行する。も
し、くさび右端および黒線のいずれも検出されなければ
（ステップＣ４のＮ，ステップＣ５のＮ）、増減検出用
の基準値である局所最小値LMｎまたは局所最大値LMｘの
いずれかの更新を行い（ステップＣ６〜ステップＣ
９）、その画素における画素値の（有意な）増減を示す
フラグＺの値（増加：１，減少：０）を右隣の画素のフ
ラグの値にセット（すなわち増減状況を維持）して（ス
テップＣ１０）、走査位置を１画素だけ左にずらした後
（ステップＣ１２）、ステップＣ４からの処理を繰り返
す。なお、ステップＣ２の初期化にて、右端の画素のフ
ラグが増加（１）にセットされるため、くさび右端が検
出されるまでは、このフラグの値は増加（１）が継続す
ることになる。

【００３９】また、くさび右端が検出されると（ステッ
プＣ４のＹ）、増減検出用の基準値である局所最小値LM
ｎおよび局所最大値LMｘを再設定するとともに、増減フ
ラグＺの値を減少（０）にセットする（ステップＣ１
４）。そして、１画素下の次ラインでの解析の効率化を
図るために、走査開始位置の最適化を実行した後（ステ
ップＣ１５）、走査位置を１画素だけ左にずらして（ス
テップＣ１２）、ステップＣ４からの処理を繰り返す。

【００４０】一方、増加が検出されると（ステップＣ５
のＹ）、増減フラグＺの値を増加（１）にセットする
（ステップＣ１６）。このフラグのセットを行うと、フ
ラグＺが減少（０）から増加（１）に変化した旨、つま
り最終（右端）黒線が検出された旨が認識されてこのル
ープを抜け（ステップＣ１１のＹ）、黒線数ＢＣＴに１
をセットし、その位置ＢＥｎｄを登録した後（ステップ
Ｃ１８）、次の１ｓｔ（左端）黒線の検出に移行する。

【００４１】なお、最終（右端）黒線が検出されないま
ま、走査位置が左端まで達してしまった場合は（ステッ
プＣ１３のＹ）、“黒線無し”のメッセージを記録して
（ステップＣ１７）、この処理を終了する。

【００４２】１ｓｔ（左端）黒線検出では、くさび左端
（減少）検出用および黒線（増加）検出用の基準値の設
定や走査の開始位置を左端側に設定する等の初期化を行
った後（図９ステップＣ１９〜ステップＣ２０）、くさ
び左端検出のための減少判定（ステップＣ２１）および
黒線検出のための増加判定（ステップＣ２２）を実行す
る。もし、くさび左端および黒線のいずれも検出されな
ければ（ステップＣ２１のＮ，ステップＣ２２のＮ）、
増減検出用の基準値である局所最小値LMｎまたは局所最
大値LMｘのいずれかの更新を行い（ステップＣ２３〜ス
テップＣ２６）、その画素の増減フラグＺの値（増加：
１，減少：０）を左隣の画素のフラグの値にセット（す
なわち増減状況を維持）して（ステップＣ２７）、走査
位置を１画素だけ右にずらした後（ステップＣ２９）、
ステップＣ２１からの処理を繰り返す。なお、ステップ
Ｃ１９の初期化にて、左端の画素のフラグが増加（１）
にセットされるため、くさび左端が検出されるまでは、
このフラグの値は増加（１）が継続することになる。

【００４３】また、くさび左端が検出されると（ステッ
プＣ２１のＹ）、増減検出用の基準値である局所最小値
LMｎおよび局所最大値LMｘを再設定するとともに、増減
フラグＺの値を減少（０）にセットする（ステップＣ３
１）。そして、１画素下の次ラインでの解析の効率化を
図るために、走査開始位置の最適化を実行した後（ステ
ップＣ３２）、走査位置を１画素だけ右にずらして（ス
テップＣ２９）、ステップＣ２１からの処理を繰り返
す。

【００４４】一方、増加が検出されると（ステップＣ２
２のＹ）、増減検出用の基準値である局所最小値LMｎお
よび局所最大値LMｘを再設定するとともに、増減フラグ
Ｚの値を増加（１）にセットする（ステップＣ３３）。
このフラグのセットを行うと、フラグＺが減少（０）か
ら増加（１）に変化した旨、つまり１ｓｔ（左端）黒線
が検出された旨が認識されてこのループを抜け（ステッ
プＣ２８のＹ）、黒線数ＢＣＴに２をセットし、その位
置ＢＬ（１，ｊ）を登録した後（ステップＣ３４）、次
の一般黒線の検出に移行する。

【００４５】なお、１ｓｔ（左端）黒線が検出されない
まま、走査位置が右端（先に登録した最終黒線位置ＢＥ
ｎｄ）まで達してしまった場合は（ステップＣ３０の
Ｙ）、この最終（右端）黒線位置ＢＥｎｄの値を１ｓｔ
（左端）黒線位置ＢＬ（１，ｊ）に登録し（ステップＣ
３５）、“黒線１本のみ”のメッセージを記録して（ス
テップＣ３６）、この処理を終了する。

【００４６】一般黒線検出では、１ｓｔ（左端）黒線検
出時の走査を引き継いで、その右隣の画素を走査の開始
位置とし（図１０ステップＣ３７）、この１ｓｔ（左
端）黒線検出の最後に再設定された局所最小値LMｎおよ
び局所最大値LMｘを用いて、減少判定（ステップＣ３
８）および増加判定（ステップＣ３９）を実行する。も
し、減少・増加のいずれも検出されなければ（ステップ
Ｃ３８のＮ，ステップＣ３９のＮ）、局所最小値LMｎま
たは局所最大値LMｘのいずれかの更新を行い（ステップ
Ｃ４０〜ステップＣ４３）、その画素の増減フラグＺの
値（増加：１，減少：０）を左隣の画素のフラグの値に
セットして（ステップＣ４４）、走査位置を１画素だけ
右にずらした後（ステップＣ４６）、ステップＣ３８か
らの処理を繰り返す。

【００４７】また、減少が検出されると（ステップＣ３
８のＹ）、局所最小値LMｎおよび局所最大値LMｘを再設
定するとともに、増減フラグＺの値を減少（０）にセッ
トする（ステップＣ３１）。そして、走査位置を１画素
だけ右にずらして（ステップＣ４６）、ステップＣ３８
からの処理を繰り返す。

【００４８】一方、増加が検出されると（ステップＣ３
９のＹ）、局所最小値LMｎおよび局所最大値LMｘを再設
定するとともに、増減フラグＺの値を増加（１）にセッ
トする（ステップＣ３３）。このフラグのセットを行う
と、フラグＺが減少（０）から増加（１）に変化した
旨、つまり一般黒線が検出された旨が認識されて一旦こ
のループを抜け（ステップＣ４５のＹ）、その位置ＢＬ
（ＢＣＴ，ｊ）を登録し（ステップＣ５０）、黒線数Ｂ
ＣＴに１を追加した後（ステップＣ５１）、ステップＣ
３８からの処理を繰り返す。

【００４９】この一般黒線検出は、先に登録された最終
（右端）黒線位置ＢＥｎｄに走査位置が到達するまで繰
り返され、到達すると（ステップＣ４７のＹ）、この最
終（右端）黒線位置ＢＥｎｄの値を黒線位置ＢＬ（ＢＣ
Ｔ，ｊ）に登録し（ステップＣ５２）、“黒線検出完
了”のメッセージを記録して（ステップＣ５３）、この
処理を終了する。

【００５０】以上の黒線検出が終了すると、検出された
黒線数ＢＣＴと先に入力されたくさびタイプ（本数ＷＣ
Ｔ）とが等しいかどうかを調べ（図６ステップＡ１
１）、等しければ（ステップＡ１１のＹ）、行が終端Ｌ
ｙに達していないかどうかを調べる（ステップＡ１
２）。そして、達していなければ（ステップＡ１２の
Ｎ）、行を更新し（ステップＡ１３）、くさびチャート
の両端用の閾値ＥＴＨ２を現行の黒側半振幅の１／４に
再設定して（ステップＡ１４）、ステップＡ１０の黒線
検出を再実行する。また、達していれば（ステップＡ１
２のＹ）、このループを抜け、解像限界行ＬＭＬを終端
Ｌｙに設定するとともに（ステップＡ１５）、“くさび
に下端なし”のエラーを表示し（ステップＡ１６）、ス
テップＡ３０からの処理に移行する。

【００５１】一方、本数が一致しないときには（ステッ
プＡ１１のＮ）、中央用の閾値ＥＴＨ１が０まで低くさ
れているかどうかを調べ（ステップＡ１７）、０まで達
していなければ（ステップＡ１７のＮ）、その行が読取
り判定開始行ＤｔＳｔでなければ（ステップＡ１８の
Ｎ）、図５ステップＡ９の初期化で１に設定されたＴＨ
値可変ステップＥＴＨＳ分だけ中央用の閾値ＥＴＨ１を
低めた後（ステップＡ１９）、ステップＡ１０の黒線検
出を再実行する。もし、その行が読取り判定開始行Ｄｔ
Ｓｔであれば（ステップＡ１８のＹ）、このループを抜
け、“初期本数不適合”のエラーを表示して（ステップ
Ａ２０）、この処理を終了する。

【００５２】また、中央用の閾値ＥＴＨ１が０まで達し
ていれば（ステップＡ１７のＹ）、次にＴＨ値可変ステ
ップＥＴＨＳが初期値の１のままかどうかを調べ（ステ
ップＡ２１）、１であれば（ステップＡ２１のＹ）、解
像限界行ＬＭＬをその行の１つ前の行に設定し（ステッ
プＡ２２）、このＴＨ値可変ステップＥＴＨＳを０に更
新する（ステップＡ２３）。

【００５３】その後、直前の（すなわち当該行の）黒線
検出時に、“黒線無し”のメッセージが記録されていな
いかどうかを調べ（ステップＡ２４）、記録されていな
ければ（ステップＡ２４のＮ）、その行が終端Ｌｙでな
ければ（ステップＡ２５のＮ）、くさびチャートの両端
用の閾値ＥＴＨ２を現行の黒側半振幅の１／４に再設定
し（ステップＡ２６）、行を更新して（ステップＡ２
７）、ステップＡ１０の黒線検出を再実行する。この行
が終端Ｌｙであれば（ステップＡ２５のＹ）、このルー
プを抜け、“くさび下端検出不能”のエラーを表示する
（ステップＡ２８）。また、“黒線無し”のメッセージ
が記録されていれば（ステップＡ２４のＹ）、くさび下
端行ＷＥＬをその行に設定する（ステップＡ２９）。

【００５４】次に、この最終検出行をくさびチャートを
含む矩形画像に重畳させて描画した後（ステップＡ３
０）、くさび下端行ＷＥＬは解像限界行ＬＭＬよりも大
きいかどうかを調べ（ステップＡ３１）、大きければ
（ステップＡ３１のＹ）、解像度の本数を算出し（ステ
ップＡ３２）、その値を表示する（ステップＡ３３）。
この解像本数は、たとえばくさびタイプＷＣＴが５本の
場合は、次の（１）式で算出される。

【００５５】

【数１】

【００５６】また、くさびタイプＷＣＴが９本の場合
は、次の（２）式で算出される。

【００５７】

【数２】

【００５８】これらの２式において、 ・分子は、各くさびチャートが上端（低周波端）から下
端（高周波端）まで直線的に対応空間周波数が増加する
いわゆるリニアスイープチャートであることに基き、検
出されたくさびの全長（全行数＝ＷＥＬ−ＷＳＬ）とく
さび上端から限界解像行までの長さ（行数＝ＬＭＬ−Ｗ
ＳＬ）との比率から、対応周波数（解像本数）を算出す
る式である。（２式が異なるのはくさびのスイープ仕様
の違いに対応している。） ・分母は、撮影倍率の補正項であり、このＲｅｓｏｌｕ
ｔｉｏｎチャートの本来の使用条件に比しての相対倍率
で分子を除している。相対倍率は、チャート全体の基準
高（高さ方向の画枠基準線間距離＝２０ｃｍ）とくさび
長（６ｃｍ）との比率１０／３を、検出されたくさびの
全長（全行数＝ＷＥＬ−ＷＳＬ）に乗じることによって
撮影画像データ上のチャート基準高（対応画素数）を求
め、これと撮影画像の全画像高（画素数）PHｔとの比率
として算出している。

【００５９】また、解像度限界行ＬＭＬがくさび下端行
ＷＥＬから３行以内にあれば（ステップＡ３４のＹ）、
“全解像”のエラーを表示して（ステップＡ３５）、こ
の処理を終了する。一方、くさび下端行ＷＥＬが解像限
界行ＬＭＬよりも大きくなければ（ステップＡ３１の
Ｎ）、“測定不能”のエラーを表示して（ステップＡ３
６）、この処理を終了する。

【００６０】以上、本解像度測定システムの行なう測定
動作の具体的な実行制御を詳細に説明したが、さらにこ
の中で、本システムの特徴との関連において特に重要な
点について、補足的な説明を行なう。

【００６１】（ア）まずカメラの記録画像データをその
まま（出力機器を用いず）処理しているからデバイスイ
ンディペンデントな測定が行なえる。

【００６２】（イ）従来のくさび目視法と同じチャート
を用いて、かつ原理的に同じ判定基準を用いているか
ら、くさび目視法との相関性が確保できる。（もちろん
目視法は出力デバイス経由であるから、また評価者の主
観も入るから全く同じ数値が得られるとは限らない。） ここで（イ）について詳述すると、このような目視判定
の場合と原理的に同じ判定基準を達成するポイントが上
記制御に含まれている。すなわち、 （１）当業者が目視判定するときの判定ルールは ａ）低周波側から見て行き、解像している状況が連続的
に続いている場合に「解像している」とし、少しでも途
切れたら非解像とする。

【００６３】ｂ）一見解像しているように見えても、白
黒が反転したり、複数の線が繋がっているときは偽解像
であるから非解像と判断する。

【００６４】というものである。ここで本解像度測定シ
ステムの制御が（ａ）を採用していることは上記制御フ
ローより直ちに明らかであるが、（ｂ）については白黒
の線数に着目することで等価な判断を実現している。す
なわち偽解像が生じた場合（白黒が反転したり、複数の
線が繋がっているとき）にはかならず線数が変化する。
例えばもし完全な反転（白黒逆転）が起こったとすれば
５本くさび（黒線が５本）の黒線は４本になり、ある１
ヶ所で２本の黒線が１本に繋がってしまえば黒線数は１
本減りやはり４本になってしまう。逆に常に本来のくさ
びの線数が維持されているならば、位相反転は生じてお
らず、原理的に解像していると見なすべきである。

【００６５】従って上記判定基準ｂ）は ｂ’）視認可能な（検出可能な）白黒線の線数と、本来
のくさびの線数とが一致している場合にのみ解像と判断
する。

【００６６】という等価な判定基準に置換えることがで
きる。

【００６７】本解像度測定システムはこのａ）＋ｂ’）
を判定ルールとして採用しているから、これは従来の目
視判定において使用されるものと全く同じ基準であると
言える。

【００６８】（２）人による白黒線の目視認識の過程で
は、測定者自身が意識することは無くとも極めて高度な
判断が行われている。具体的にはまず、 ・くさびの高周波領域（振幅が小さい領域）、特に限界
解像度付近では振幅が極めて小さいため、白黒線に対応
する輝度変化の局所的な振幅よりも大きなうねり（カメ
ラの周波数特性（しばしばエッジ強調処理が付加され
る）やシェーディングの影響でくさび全体に生じる低周
波の輝度変化）が生じ、例えばある黒線の値（輝度極小
値）の方が別の白線の値（輝度極大値）よりも大きいと
いった状態が生じ易い。人の目はこのような ａ）うねりやシェーディングがある場合も含めて、その
わずかな局所的な変化に反応して白黒の線を認識する。

【００６９】ことができる。またその一方で、人の目
は、 ｂ）ノイズ等によるレベルの変化とくさびのパターンと
は混同せずに見分けることができる。

【００７０】具体例を挙げれば、くさびの低周波領域
（振幅が大きい領域）では、その白黒エッジ付近にはカ
メラの周波数特性（しばしばエッジ強調処理が付加され
る）の影響でかなり大きな振幅の波状の輝度変化（リン
ギング）が付随する。これは限界解像度付近のくさび画
像の振幅（輝度変化）よりもはるかに大きい振幅の場合
もあるが、このような場合も少なくとも当該低周波のく
さび画像の輝度振幅よりは充分小さいため、人の目はこ
れを正しく無視する。

【００７１】また、この他一般のノイズ（ランダムノイ
ズなど）がくさび画像全体に重畳されているが、これも
当該周波数におけるくさび画像の振幅（輝度変化）より
も小さい場合は同じく無視される。

【００７２】すなわちくさび画像としての輝度変化に対
して相対的に小さな変化は無視することで正しく白黒の
線を認識する。

【００７３】これに対して機械的自動測定における輝度
データ処理の場合、単純なレベル検出や差分検出などで
は、このような人の目の高度な認識に相当する白黒線の
検出はできない。

【００７４】本解像度測定システムでは、上記制御の説
明に示したとおり、 ◇１ラインに関する輝度データの変化を検出することに
よりその極大値、極小値として白黒線（実際に用いるの
は黒線のみ）を検出するようにし、局所最大値ＬＭｘか
らのＥＴＨ１を超えた減少または局所最小値ＬＭｎから
のＥＴＨ１を超えた増加のみを有効な増減として検出す
るようにした。言い換えれば、累積変化が閾値ＥＴＨ１
を越えた場合に変化を認識するようにした上で極値判定
を行なうようにした。

【００７５】基本的にはこれによって、ノイズやうねり
の影響を排除しつつ極値として白黒線が検出され得るよ
うになっている。

【００７６】そしてこの判定に用いる閾値ＥＴＨ１の値
を ◇測定動作実行初期の、すなわち低周波領域の白黒検出
時には閾値ＥＴＨ１を比較的大きな値とし、検出が高周
波領域に移行していくに従って、それまでの閾値によっ
て所定の線数が検出不能になった場合に限り閾値ＥＴＨ
１の値を減じて検出を繰り返すようにしたから、 ａ）うねりやシェーディングが乗っていても、波（白黒
線）を検出でき、最終的には（限界解像周波数では）Ｅ
ＴＨ＝０で検出を行なうから、レスポンスが最小となっ
た状態の輝度変化まで検出することができる。

【００７７】ｂ）各周波数領域における画像の輝度変化
（レスポンス）の程度に応じて、ノイズの影響を適応的
に排除することにより、全周波数領域にわたってくさび
のパターンのみを検出できる。

【００７８】ことになり、この点に関しても、従来は到
底為し得なかった、目視判定と等価な判定を行なうこと
ができるものである。

【００７９】なお上記制御フローには、この他、実用的
な精度向上や動作安定化の観点から採用されている処理
も勿論あり、例えば ・黒先検出において、両端の検出を一般の黒線検出とは
別の基準で両側から行なうことにより、くさび両端のリ
ンギングの影響を受けないようにするとともに、限界解
像度よりも高周波な部分（おおぼけ部）でも１本の黒線
として安定にくさびの存在を検出できるようにしたの
で、くさび下端ＷＥＬの検出に誤りを生じない。これに
よってくさび長の検出制度を確保している。

【００８０】・くさび開始ライン（ＷＳＬ）の検出のス
レーシュホールドレベルＥＴＨ０や、各行における両端
黒線検出のスレーシュホールドレベルＥＴＨ２の設定
（および一般黒線検出のスレーシュホールドレベルＥＴ
Ｈ１の初期設定）は、対象とする領域の画素に関するノ
イズも含んだデータ分布（具体的にはノイズレベルや黒
側半振幅）に基づいて設定しているから、各検出を極め
て安定に行なうことができる。

【００８１】・一般には、例えばくさび画像のわずかな
傾きによってくさび開始ラインが実質的に複数行にまた
がった場合や、あるいはカメラの垂直エッジ強調画像処
理に起因する垂直リンギングなどの存在が、誤動作の原
因となる恐れがあるが、読取り判定開始行ＤｔＳｔとし
て、くさび開始ラインＷＳＬに対して若干のオフセット
を与えたものを採用することによりこれを回避してい
る。

【００８２】などを具体的に指摘することができる。

【００８３】このように、この解像度測定システムは、
水平方向を主走査方向として矩形波の検出（線数の検
出）を行いつつ、垂直方向を副走査方向として周波数ス
イープを行うことにより、解像限界の空間周波数を求め
る。つまり、従来のように、個人差や状況に左右される
ことなく解像度を自動測定する。この結果は、検出した
限界解像の行位置をくさびチャートに重畳させて表示す
るといった、検査担当者の目に見える形で提供させるた
め、その自動測定された解像度に対する信頼感を高める
ことも実現する。

【００８４】また、前述の（１）式および（２）式に示
すように、解像本数の算出時に、くさび長（くさび下端
行ＷＥＬ−くさび開始行ＷＳＬ）と全画像高ＰＨｔとの
比率を考慮することにより、従来のように、画枠基準線
を意識してチャートを撮影することも不要とする。

【００８５】なお、ここでは、ＩＳＯ１２２３３Ｒｅｓ
ｏｌｕｔｉｏｎチャートに設けられたくさびチャートを
例に説明したが、これに限らず、たとえばＥＩＡＪ−Ａ
チャートに設けられる、帯が直線的に描かれたくさびチ
ャートの場合も、この解像度測定の手法は適用可能であ
る。

【００８６】また、ここでは、電子カメラで撮影された
チャートの画像をカード経由でパーソナルコンピュータ
に取り込み、そのパーソナルコンピュータで解像度の自
動測定を実行する例、つまり、この解像度測定の手法を
パーソナルコンピュータ上で実現する例を示したが、こ
れに限らず、専用の解像度測定装置として実現しても構
わない。また、この機能を電子カメラ自体に組み込め
ば、たとえば電子カメラが解像度の異なる複数の撮像モ
ードを有する場合に、これらを各別に実測することや、
あるいは製造時や修理時における（たとえば光学系や自
動合焦系などを含めた）性能試験を極めて容易に実施で
きるようになる。

【００８７】すなわち、本願発明は、前記実施形態に限
定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱し
ない範囲で種々に変形することが可能である。更に、前
記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示
される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより
種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示され
る全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発
明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決で
き、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場
合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽
出され得る。

【００８８】

【発明の効果】以上、詳述したように、この発明によれ
ば、解像度を目視観測するために用いられる、いわゆる
くさびチャートを構成する線分の連続性に着目し、たと
えばくさびチャートの位相が保たれる限界の位置を検出
することにより、そのくさびチャートにおける解像限界
行位置を判定して、その判定した行位置から限界解像度
を算出することから、個人差や状況に左右されることの
ない、再現性が高く、かつ原理的に優れた解像度測定を
実現する。

【００８９】また、この検出した限界解像行位置をくさ
びチャートに重畳させて表示することにより、その妥当
性を検査担当者に視覚的に確認させることができ、自動
的に測定される解像度に対する信頼感を高めることを実
現する。

【００９０】さらに、限界解像度の算出時に、撮影画像
全体の上下方向の長さとくさびチャートの同方向の長さ
との比率を考慮することにより、従来のように、画枠基
準線を意識してチャートを撮影することを不要とし、か
つ、このチャート撮影時における誤差の発生を完全に排
除する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施形態に係る解像度測定システム
の被検カメラとなる電子カメラの構成を示すブロック
図。

【図２】同実施形態に係る解像度測定システムが動作す
るパーソナルコンピュータの構成を示すブロック図。

【図３】同実施形態の解像度測定システムで用いるＩＳ
Ｏ１２２３３Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎチャートを示す図。

【図４】同実施形態の解像度測定システムが切り出す矩
形画像の一例を示す図。

【図５】同実施形態の解像度測定システムにおける解像
度測定の第１のメインフロー。

【図６】同実施形態の解像度測定システムにおける解像
度測定の第２のメインフロー。

【図７】同実施形態の解像度測定システムにおけるくさ
び開始ライン（ＷＳＬ）検出の詳細フロー。

【図８】同実施形態の解像度測定システムにおける黒線
検出の第１の詳細フロー。

【図９】同実施形態の解像度測定システムにおける黒線
検出の第２の詳細フロー。

【図１０】同実施形態の解像度測定システムにおける黒
線検出の第３の詳細フロー。

【図１１】解像度の目視測定に用いられる代表的なＩＳ
Ｏ１２２３３Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎチャートを示す図。

【符号の説明】

１０１…レンズ系 １０２…レンズ駆動機構 １０３…露出制御機構 １０４…フィルタ系 １０５…ＣＣＤカラー撮像素子 １０６…ＣＣＤドライバ １０７…プリプロセス回路 １０８…ディジタルプロセス回路 １０９…カードインターフェース １１０…メモリカード １１１…ＬＣＤ画像表示系 １１２…システムコントローラ（ＣＰＵ） １１３…操作スイッチ系 １１４…操作表示系 １１５…ストロボ １１６…レンズドライバ １１７…露出制御機構 １１８…不揮発メモリ（ＥＥＰＲＯＭ） ２０１…ＣＰＵ ２０２…システムメモリ ２０３…磁気ディスク装置 ２０４…ディスプレイコントローラ ２０４ａ…ＣＲＴ ２０４ｂ…ＬＣＤ ２０５…キーボードコントローラ ２０５ａ…キーボード ２０５ｂ…マウス

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 解像度を目視測定するために用いられる
   くさびチャートが撮像された画像を解析して前記くさび
   チャートの解像限界行位置を判定し、その判定した行位
   置から限界解像度を算出する解像度算出手段を具備する
   ことを特徴とする解像度測定装置。
2. 【請求項２】 解像度を目視測定するために用いられる
   くさびチャートが撮像された画像の中から前記くさびチ
   ャートを含む矩形領域を切り出す切り出し手段と、 前記切り出し手段により切り出された矩形画像を解析し
   て前記くさびチャートの解像限界行位置を判定し、その
   判定した行位置から限界解像度を算出する解像度算出手
   段とを具備することを特徴とする解像度測定装置。
3. 【請求項３】 前記解像度算出手段により算出された限
   界解像度の値を表示する解像度表示手段をさらに具備す
   ることを特徴とする請求項１または２記載の解像度測定
   装置。
4. 【請求項４】 前記解像度算出手段により判定された解
   像限界行位置を示すマークを前記くさびチャートに重畳
   させて表示する限界解像行表示手段をさらに具備するこ
   とを特徴とする請求項１、２または３記載の解像度測定
   装置。
5. 【請求項５】 前記解像度算出手段は、前記判定した解
   像限界行位置および前記くさびチャートの上下方向の画
   素数と撮像画像の同方向の画素数との比率に基づいて限
   界解像度を算出することを特徴とする請求項１、２、３
   または４記載の解像度測定装置。
6. 【請求項６】 前記解像度算出手段は、前記撮影画像内
   における前記くさびチャートの上下両端を検出して前記
   くさびチャートの上下方向の画素数を得ることを特徴と
   する請求項５記載の解像度測定装置。
7. 【請求項７】 前記解像度算出手段は、各行毎に実行す
   る前記くさびチャートの線数検出の結果に基づいて限界
   解像行を判定することを特徴とする請求項１、２、３、
   ４、５または６記載の解像度測定装置。
8. 【請求項８】 前記解像度算出手段は、低周波域におい
   て前記くさびチャートの位相が保たれる限界の位置を限
   界解像行位置と判定することを特徴とする請求項１、
   ２、３、４、５、６または７記載の解像度測定装置。
9. 【請求項９】 前記解像度算出手段は、低周波行から順
   に前記くさびチャートの線数検出を行っていき、その検
   出した線数が予め与えられた前記くさびチャートの線数
   と初めて不一致となった行の直前の行の位置を限界解像
   行位置と判定することを特徴とする請求項８記載の解像
   度測定装置。
10. 【請求項１０】 前記解像度算出手段は、着目行におけ
    る画素データの増減に基づいて線数検出を行うことを特
    徴とする請求項７、８または９記載の解像度測定装置。
11. 【請求項１１】 前記解像度算出手段は、局所最小値お
    よび局所最大値に対して所定の閾値を越えたときに、前
    記画素データの有効な増減と認識することを特徴とする
    請求項１０記載の解像度測定装置。
12. 【請求項１２】 前記解像度算出手段は、前記局所最小
    値および局所最大値に対して所定の閾値を越えない範囲
    内の増減を検出したときに、その局所最小値および局所
    最大値の一方を更新することを特徴とする請求項１１記
    載の解像度測定装置。
13. 【請求項１３】 前記解像度算出手段は、前記局所最小
    値および局所最大値に対して所定の閾値を越える増減を
    検出したときに、その局所最小値および局所最大値を同
    一値にリセットすることを特徴とする請求項１１記載の
    解像度測定装置。
14. 【請求項１４】 前記解像度算出手段は、第１の基準値
    に基づいて前記撮影画像内における前記くさびチャート
    の左右両端のエッジ検出を実行し、第２の基準値に基づ
    いて前記画像画像内における前記くさびチャートの非端
    部の極値検出を実行することにより、前記くさびチャー
    トの線数を検出することを特徴とする請求項７、８、
    ９、１０、１１、１２または１３記載の解像度測定装
    置。
15. 【請求項１５】 前記解像度算出手段は、着目行におい
    て検出した線数が予め与えられた前記くさびチャートの
    線数と一致しなかったときに、前記第２の基準値を所定
    の値だけ減じてから同一行における線数検出を繰り返す
    ことを特徴とする請求項１４記載の解像度算出装置。
16. 【請求項１６】 解像度を目視測定するために用いられ
    るくさびチャートが撮像された画像を解析して前記くさ
    びチャートの解像限界行位置を判定し、その判定した行
    位置から限界解像度を算出することを特徴とする解像度
    測定方法。
17. 【請求項１７】 解像度を目視測定するために用いられ
    るくさびチャートが撮像された画像の中から前記くさび
    チャートを含む矩形領域を切り出し、 この切り出した矩形画像を解析して前記くさびチャート
    の解像限界行位置を判定し、その判定した行位置から限
    界解像度を算出することを特徴とする解像度測定方法。