JP7257231B2 - Ｍｔｆ測定装置およびそのプログラム - Google Patents
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Description
本発明は、カメラの空間周波数特性を示すＭＴＦ（Modulation Transfer Function）を測定するＭＴＦ測定装置およびそのプログラムに関する。
高解像度テレビジョンの最大の特徴は、高い空間解像度であり、カメラの解像度特性が重要となる。現行のハイビジョンカメラの解像度測定として、複数の空間周波数を有する矩形波が空間的に配置されたテストチャートを用いる手法が知られている。このテストチャートには、一般に、一般社団法人映像情報メディア学会（ＩＴＥ：The Institute of Image Information and Television Engineers）が提供しているテストチャート（ＩＴＥ高精細度インメガサイクルチャート：図１０参照）が用いられる。
図１０に示すように、インメガサイクルチャートは、映像周波数１ＭＨｚから３６ＭＨｚまでに相当する白黒の縦縞を並べ、チャート中央と４つのコーナー部分に８００ＴＶＬ／ｐｈ（２７．５ＭＨｚ）の縦縞を並べた矩形波のパターンを有している。
インメガサイクルチャートを用いる手法では、測定者が波形モニタから矩形波の変調度の空間周波数特性を表すＣＴＦ（Contrast Transfer Function）を読み取ることが一般的である。
図１０に示すように、インメガサイクルチャートは、映像周波数１ＭＨｚから３６ＭＨｚまでに相当する白黒の縦縞を並べ、チャート中央と４つのコーナー部分に８００ＴＶＬ／ｐｈ（２７．５ＭＨｚ）の縦縞を並べた矩形波のパターンを有している。
インメガサイクルチャートを用いる手法では、測定者が波形モニタから矩形波の変調度の空間周波数特性を表すＣＴＦ（Contrast Transfer Function）を読み取ることが一般的である。
このインメガサイクルチャートを用いる手法は、波形モニタから目視でＣＴＦを読み取ることができる手軽さはあるが、サンプリングの位相やカメラノイズの影響で波形の振幅が変動する曖昧さがある。また、インメガサイクルチャートを用いる手法は、測定対象であるレンズの中央と周辺では解像度特性が異なるため、８００ＴＶＬ／ｐｈに相当するチャート中央における矩形波応答しか測定していないのが現状である。
さらに、インメガサイクルチャートを用いる手法は、所望の空間周波数特性を得るために撮像画角を正確にチャートサイズにフレーミングする必要がある。しかし、例えば、４Ｋ／８Ｋカメラでは広角レンズを使うことが多いため、サイズの大きいインメガサイクルチャートが必要になり、非現実的である。
さらに、インメガサイクルチャートを用いる手法は、所望の空間周波数特性を得るために撮像画角を正確にチャートサイズにフレーミングする必要がある。しかし、例えば、４Ｋ／８Ｋカメラでは広角レンズを使うことが多いため、サイズの大きいインメガサイクルチャートが必要になり、非現実的である。
そこで、近年では、インメガサイクルチャートを用いた手法に代わり、チャートサイズが比較的小さくてフレーミングが不要なSlanted-edge法（傾斜エッジ法）が提案されている。Slanted-edge法は、撮像素子に対して垂直（または水平）方向から数度傾いた境界が直線となる白黒パターンをカメラで撮像し、撮像画像中の所定領域（ＲＯＩ：Region Of Interest〔関心領域〕）の画像（ＲＯＩ画像）を用いて、周波数特性（ＭＴＦ）を測定する手法である（特許文献１，２、非特許文献１参照）。
ここで、図１１を参照して、従来のSlanted-edge法によるＭＴＦ測定について説明する。
まず、Slanted-edge法は、チャートを撮像したチャート画像（不図示）から、図１１（ａ）に示すようなエッジを含む関心領域（ＲＯＩ）Ｒを選定する。
次に、Slanted-edge法は、図１１（ｂ）に示すように、関心領域Ｒからエッジを検出し、その傾きθｅを求める。そして、Slanted-edge法は、関心領域Ｒの各画素を、エッジｅに沿って、等間隔に区分されたビンが並ぶ投影軸（ｘ軸）に投影する。このとき、ビンの幅は、関心領域Ｒの１画素の幅の１／４、１／８といったサブピクセル幅とする。
まず、Slanted-edge法は、チャートを撮像したチャート画像（不図示）から、図１１（ａ）に示すようなエッジを含む関心領域（ＲＯＩ）Ｒを選定する。
次に、Slanted-edge法は、図１１（ｂ）に示すように、関心領域Ｒからエッジを検出し、その傾きθｅを求める。そして、Slanted-edge法は、関心領域Ｒの各画素を、エッジｅに沿って、等間隔に区分されたビンが並ぶ投影軸（ｘ軸）に投影する。このとき、ビンの幅は、関心領域Ｒの１画素の幅の１／４、１／８といったサブピクセル幅とする。
そして、Slanted-edge法は、投影軸のビンに投影された画素の値を各ビンで平均化することで、図１１（ｃ）に示すようなオーバーサンプリング（ＩＳＯ１２２３３の場合、４倍オーバーサンプリング）されたエッジプロファイル（エッジ広がり関数）を求める。
さらに、Slanted-edge法は、エッジプロファイルを微分することで、図１１（ｄ）に示すような線広がり関数（ＬＳＦ：Line Spread Function）を求める。
最後に、Slanted-edge法は、ＬＳＦをフーリエ変換し、絶対値をとることで、図１１（ｅ）に示すように、ＭＴＦを求める。
さらに、Slanted-edge法は、エッジプロファイルを微分することで、図１１（ｄ）に示すような線広がり関数（ＬＳＦ：Line Spread Function）を求める。
最後に、Slanted-edge法は、ＬＳＦをフーリエ変換し、絶対値をとることで、図１１（ｅ）に示すように、ＭＴＦを求める。
ISO 12233:2017,"Photography - Electronic still picture imaging - Resolution and spatial frequency responses"
離散系は出力がサンプリング位置に依存しないシフト不変な系ではないが、Slanted-edge法は、エッジの位相がサンプリング位置に対して、一様に分布すると仮定し、十分高いオーバーサンプリング比で超解像して得られるエッジ応答からＭＴＦを算出する。
しかし、エッジの傾き角度によっては、オーバーサンプリングでエッジ応答を算出する際に、ビンに投影される画素数のばらつきにより、測定精度が落ちるという問題がある。
しかし、エッジの傾き角度によっては、オーバーサンプリングでエッジ応答を算出する際に、ビンに投影される画素数のばらつきにより、測定精度が落ちるという問題がある。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、Slanted-edge法でＭＴＦを測定する場合に、ＭＴＦの測定精度を高めることが可能なＭＴＦ測定装置およびそのプログラムを提供することを課題とする。
前記課題を解決するため、本発明に係るＭＴＦ測定装置は、境界でコントラストの異なるチャートを用いて、撮像系の解像度の空間周波数特性を表すＭＴＦを測定するＭＴＦ測定装置であって、ＲＯＩ画像抽出手段と、位相別エッジ投影情報生成手段と、位相別ＭＴＦ算出手段と、平均化手段と、位相選定手段と、選定位相ＭＴＦ算出手段と、を備える構成とした。
かかる構成において、ＭＴＦ測定装置は、ＲＯＩ画像抽出手段によって、撮像系によりチャートを撮像したチャート画像から、境界を含んだ画像であるＲＯＩ画像を抽出する。
そして、ＭＴＦ測定装置は、位相別エッジ投影情報生成手段によって、サブピクセル間隔のビンの位相（ビニング位相）をずらした複数の投影軸に、境界であるエッジの傾きに沿ってＲＯＩ画像の各画素を投影した位相別のエッジ投影情報を生成する。これによって、ビンの位相別に、ビンの位置とＲＯＩ画像の各画素位置とが対応付けられることになる。このように、異なる位相でエッジ投影情報を生成することで、ビンに投影される画素数が位相ごとに変化し、種々の投影パターンを反映することができる。
そして、ＭＴＦ測定装置は、位相別エッジ投影情報生成手段によって、サブピクセル間隔のビンの位相（ビニング位相）をずらした複数の投影軸に、境界であるエッジの傾きに沿ってＲＯＩ画像の各画素を投影した位相別のエッジ投影情報を生成する。これによって、ビンの位相別に、ビンの位置とＲＯＩ画像の各画素位置とが対応付けられることになる。このように、異なる位相でエッジ投影情報を生成することで、ビンに投影される画素数が位相ごとに変化し、種々の投影パターンを反映することができる。
そして、ＭＴＦ測定装置は、位相別ＭＴＦ算出手段によって、位相別のエッジ投影情報を用いて、Slanted-edge法により位相別のＭＴＦを算出する。これによって、種々の投影パターンを反映したＭＴＦを生成することができる。
そして、ＭＴＦ測定装置は、平均化手段によって、位相別のＭＴＦを平均化し、位相選定手段によって、位相別のＭＴＦの中で平均化されたＭＴＦに最も近似する位相を選定する。これによって、複数の位相の中で、ＭＴＦの誤差が最も少ない最適な位相が選定されることになる。
そして、ＭＴＦ測定装置は、平均化手段によって、位相別のＭＴＦを平均化し、位相選定手段によって、位相別のＭＴＦの中で平均化されたＭＴＦに最も近似する位相を選定する。これによって、複数の位相の中で、ＭＴＦの誤差が最も少ない最適な位相が選定されることになる。
そして、ＭＴＦ測定装置は、以降のＭＴＦ測定において、エッジの位置がずれないことを前提として、選定位相ＭＴＦ算出手段によって、位相別のエッジ投影情報の中で、位相選定手段で選定された位相のエッジ投影情報を用いて、Slanted-edge法により、撮像系が撮像するチャート画像から順次抽出されるＲＯＩ画像において、位相選定手段で選定された位相のＭＴＦを算出する。
これによって、ＭＴＦ測定装置は、撮像系から時系列で入力されるチャート画像に対して、エッジ投影情報の生成を省略して、高速にＭＴＦを算出することができる。
これによって、ＭＴＦ測定装置は、撮像系から時系列で入力されるチャート画像に対して、エッジ投影情報の生成を省略して、高速にＭＴＦを算出することができる。
なお、ＭＴＦ測定装置は、コンピュータを、前記した各手段として機能させるためのＭＴＦ測定プログラムで動作させることができる。
本発明は、以下に示す優れた効果を奏するものである。
本発明によれば、投影軸に投影するビンの位相をずらして算出したＭＴＦの平均または平均に最も近い位相を用いて、ＭＴＦの測定精度を高めることができる。
本発明によれば、投影軸に投影するビンの位相をずらして算出したＭＴＦの平均または平均に最も近い位相を用いて、ＭＴＦの測定精度を高めることができる。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
［ＭＴＦ測定装置の構成］
最初に、図１を参照して、本発明の実施形態に係るＭＴＦ測定装置１の構成について説明する。
［ＭＴＦ測定装置の構成］
最初に、図１を参照して、本発明の実施形態に係るＭＴＦ測定装置１の構成について説明する。
ＭＴＦ測定装置１は、撮像系２の空間周波数特性を表すＭＴＦを測定するものである。ここで、ＭＴＦ測定装置１は、撮像系２と表示装置３とを接続する。
撮像系２は、ＭＴＦの被測定対象となるビデオカメラまたはスチールカメラ、ＭＴＦの被測定対象となるレンズを含んだカメラ等である。なお、撮像系２は、ＭＴＦ特性に影響を与える映像処理装置（例えば、ダウンコンバータ、アップコンバータ〔超解像〕）であってもよい。また、被測定対象は、カメラのＤＥＴＡＩＬ（ディテール）コントロールによってＭＴＦが変化する映像であってもよい。
撮像系２は、チャートＣＨを撮像した画像（動画像または静止画像）を、ＭＴＦ測定装置１に出力する。
撮像系２は、ＭＴＦの被測定対象となるビデオカメラまたはスチールカメラ、ＭＴＦの被測定対象となるレンズを含んだカメラ等である。なお、撮像系２は、ＭＴＦ特性に影響を与える映像処理装置（例えば、ダウンコンバータ、アップコンバータ〔超解像〕）であってもよい。また、被測定対象は、カメラのＤＥＴＡＩＬ（ディテール）コントロールによってＭＴＦが変化する映像であってもよい。
撮像系２は、チャートＣＨを撮像した画像（動画像または静止画像）を、ＭＴＦ測定装置１に出力する。
チャート（ＭＴＦ測定用チャート）ＣＨは、境界でコントラストの異なるチャートであって、撮像系２の撮像素子（不図示）に対して垂直方向または水平方向から所定角度傾いた境界が直線となる白黒パターンを有するSlanted-edge法で用いるチャートである。撮像系２は、チャートＣＨの白黒の境界線が、所定角度（数度程度）傾いた状態で撮像する。
ここで、水平方向の周波数特性を測定する場合、撮像系２は、図２（ａ）のように、境界線を斜め垂直方向にした状態でチャートＣＨを撮像する。また、垂直方向の周波数特性を測定する場合、撮像系２は、図２（ｂ）のように、境界線を斜め水平方向にした状態でチャートＣＨを撮像する。
なお、境界線はチャートＣＨの中央部分に位置する必要はなく、撮像系２のＭＴＦを測定したい撮像領域、例えば、チャートＣＨの中央右（左、上、下）部分、右（左）斜め上部分、右（左）斜め下部分等にあってもよい。
なお、境界線はチャートＣＨの中央部分に位置する必要はなく、撮像系２のＭＴＦを測定したい撮像領域、例えば、チャートＣＨの中央右（左、上、下）部分、右（左）斜め上部分、右（左）斜め下部分等にあってもよい。
表示装置３は、ＭＴＦ測定装置１を操作するユーザインタフェースを提供するとともに、撮像系２が撮像したチャート画像、測定結果となるグラフ等を表示するものである。例えば、表示装置３は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等である。
なお、表示装置３は、撮像系２が撮像したチャート画像を表示する表示装置と、測定結果を表示する表示装置とをそれぞれ別に設けてもよい。
以下、撮像系２で撮像された画像によって、撮像系２のＭＴＦを測定するＭＴＦ測定装置１の構成について詳細に説明する。
なお、表示装置３は、撮像系２が撮像したチャート画像を表示する表示装置と、測定結果を表示する表示装置とをそれぞれ別に設けてもよい。
以下、撮像系２で撮像された画像によって、撮像系２のＭＴＦを測定するＭＴＦ測定装置１の構成について詳細に説明する。
図１に示すように、ＭＴＦ測定装置１は、チャート画像記憶手段１０と、ＲＯＩ設定手段１１と、測定指示手段１２と、ＲＯＩ画像抽出手段１３と、第１ＭＴＦ算出手段１４と、エッジ投影情報記憶手段１５と、平均化手段１６と、位相選定手段１７と、第２ＭＴＦ算出手段１８と、ＭＴＦ出力手段１９と、を備える。
チャート画像記憶手段１０は、撮像系２でＭＴＦ測定用のチャートＣＨを撮像した画像（チャート画像）を記憶するものである。なお、撮像系２の出力が動画像であれば、チャート画像記憶手段１０は、図示を省略した映像入力手段を介して、チャート画像が撮像系２からフレーム画像として順次時系列に入力され、入力したチャート画像を上書き記憶する。すなわち、チャート画像記憶手段１０は、新たなチャート画像が撮像系２から入力された場合、すでに記憶しているチャート画像を新たなチャート画像で上書きする。このチャート画像記憶手段１０は、例えば、ハードディスク、メモリ等の一般的な記憶装置である。
なお、チャート画像記憶手段１０が記憶するチャート画像は、図示を省略した映像出力手段を介して表示装置３に出力されるとともに、ＲＯＩ画像抽出手段１３によって読み出される。
なお、チャート画像記憶手段１０が記憶するチャート画像は、図示を省略した映像出力手段を介して表示装置３に出力されるとともに、ＲＯＩ画像抽出手段１３によって読み出される。
ＲＯＩ設定手段１１は、撮像系２で撮像したチャート画像内で、境界（エッジ）を含む関心領域（ＲＯＩ）を設定するものである。例えば、ＲＯＩ設定手段１１は、表示装置３が表示しているチャート画像内において、測定者が操作するポインティングデバイス（不図示）で矩形領域を指定されることで、ＲＯＩの領域（位置、大きさ等）をＲＯＩ情報として設定する。
ここで、水平方向の周波数特性を測定する場合、ＲＯＩ設定手段１１は、測定者によって、図２（ａ）のように、チャートＣＨを撮像したチャート画像から、縦長の矩形領域（ＲＯＩ）を指定されることで、ＲＯＩ情報を設定する。この場合、ＲＯＩによって、水平方向で明度が異なるＲＯＩ画像（垂直エッジ画像）Ｒが特定されることになる。
また、垂直方向の周波数特性を測定する場合、ＲＯＩ設定手段１１は、測定者によって、図２（ｂ）のように、チャートＣＨを撮像したチャート映像から、横長の矩形領域（ＲＯＩ）を指定されることで、ＲＯＩ情報を設定する。この場合、ＲＯＩによって、垂直方向で明度が異なるＲＯＩ画像（水平エッジ画像）Ｒが特定されることになる。
また、垂直方向の周波数特性を測定する場合、ＲＯＩ設定手段１１は、測定者によって、図２（ｂ）のように、チャートＣＨを撮像したチャート映像から、横長の矩形領域（ＲＯＩ）を指定されることで、ＲＯＩ情報を設定する。この場合、ＲＯＩによって、垂直方向で明度が異なるＲＯＩ画像（水平エッジ画像）Ｒが特定されることになる。
なお、ＲＯＩ設定手段１１によるＲＯＩの設定は、順次入力されるチャート画像において、ＲＯＩを変更する必要がなければ、一度の設定でよい。また、ＲＯＩ設定手段１１が設定するＲＯＩは、形状が特定できれば、必ずしも矩形である必要はない。
ＲＯＩ設定手段１１は、設定したＲＯＩの領域（位置、大きさ等）を示すＲＯＩ情報をＲＯＩ画像抽出手段１３に出力する。
ＲＯＩ設定手段１１は、設定したＲＯＩの領域（位置、大きさ等）を示すＲＯＩ情報をＲＯＩ画像抽出手段１３に出力する。
測定指示手段１２は、ＭＴＦ測定の開始の指示を受け付けるものである。例えば、図示を省略したスイッチで指示を受け付けたり、表示装置３に指示画面を表示し、マウス等の操作によって指示を受け付けたりするものであってもよい。なお、測定指示手段１２は、ＭＴＦ測定の指示とともに、動作モードを受け付ける。
動作モードは、ＭＴＦ測定を行う際のＭＴＦ測定装置１の動作を規定するものである。ここでは、ＭＴＦ測定装置１は、動作モードとして、リアルタイムモードと、非リアルタイムモードとで動作する。
リアルタイムモードは、撮像系２から入力される画像（動画像）に対して、フレーム画像ごとに逐次ＭＴＦを測定（リアルタイム測定）するモードである。
このリアルタイムモードでは、第１ＭＴＦ算出手段１４で最初に行うSlanted-edge法におけるＲＯＩ画像の各画素位置と投影軸のビンの位置との最適な対応付けを、第２ＭＴＦ算出手段１８での処理において流用し、その対応付けでＲＯＩの画素をビン位置に投影することで、順次入力されるチャート画像からＭＴＦを測定する。
リアルタイムモードは、撮像系２から入力される画像（動画像）に対して、フレーム画像ごとに逐次ＭＴＦを測定（リアルタイム測定）するモードである。
このリアルタイムモードでは、第１ＭＴＦ算出手段１４で最初に行うSlanted-edge法におけるＲＯＩ画像の各画素位置と投影軸のビンの位置との最適な対応付けを、第２ＭＴＦ算出手段１８での処理において流用し、その対応付けでＲＯＩの画素をビン位置に投影することで、順次入力されるチャート画像からＭＴＦを測定する。
なお、リアルタイムモードでは、測定中にエッジの位置がずれないことを前提とする。すなわち、リアルタイムモードでは、撮像系２のフォーカスが変化してもエッジの境界がぼやけるだけで、エッジの傾きや位置は基本的に変わらない。そのため、ＭＴＦ測定装置１は、第２ＭＴＦ算出手段１８において、ＲＯＩ画像の各画素位置と投影軸のビンの位置との対応付けを省略することができる。
非リアルタイムモードは、撮像系２から入力される画像に対して、１フレーム画像分のＭＴＦを測定するモードである。ＭＴＦ測定装置１は、非リアルタイムモードを指定された場合、そのタイミングでチャート画像記憶手段１０に記憶されているチャート画像によりＭＴＦを測定する。
測定指示手段１２は、指示を受け付けた段階で、指定された動作モードをＲＯＩ画像抽出手段１３および平均化手段１６に出力する。
測定指示手段１２は、指示を受け付けた段階で、指定された動作モードをＲＯＩ画像抽出手段１３および平均化手段１６に出力する。
ＲＯＩ画像抽出手段１３は、チャート画像記憶手段１０が記憶するチャート画像から、ＲＯＩ設定手段１１で設定されたＲＯＩ情報で示されるＲＯＩの領域（位置、大きさ等）の画像を、ＲＯＩ画像として抽出するものである。
なお、ＲＯＩ画像抽出手段１３は、測定指示手段１２から、動作モードとして、リアルタイムモードを指定された場合、抽出したＲＯＩ画像を、第１ＭＴＦ算出手段１４に出力した後、チャート画像記憶手段１０にチャート画像が入力されるたびに、ＲＯＩ画像を抽出し、抽出したＲＯＩ画像を、第２ＭＴＦ算出手段１８に出力する。
また、ＲＯＩ画像抽出手段１３は、測定指示手段１２から、動作モードとして、非リアルタイムモードを指定された場合、抽出したＲＯＩ画像を、第１ＭＴＦ算出手段１４に出力する。
なお、ＲＯＩ画像抽出手段１３は、測定指示手段１２から、動作モードとして、リアルタイムモードを指定された場合、抽出したＲＯＩ画像を、第１ＭＴＦ算出手段１４に出力した後、チャート画像記憶手段１０にチャート画像が入力されるたびに、ＲＯＩ画像を抽出し、抽出したＲＯＩ画像を、第２ＭＴＦ算出手段１８に出力する。
また、ＲＯＩ画像抽出手段１３は、測定指示手段１２から、動作モードとして、非リアルタイムモードを指定された場合、抽出したＲＯＩ画像を、第１ＭＴＦ算出手段１４に出力する。
第１ＭＴＦ算出手段１４は、ＲＯＩ画像抽出手段１３で抽出されたＲＯＩ画像から、ＭＴＦを算出するものである。この第１ＭＴＦ算出手段１４は、Slanted-edge法におけるＲＯＩ画像の各画素位置と投影軸のビンの位置とを対応付ける際に、ビンの位相（ビニング位相）を変えて、位相別にＭＴＦを算出する。
ここで、第１ＭＴＦ算出手段１４は、位相別エッジ投影情報生成手段１４ａと、位相別ＭＴＦ算出手段１４ｂと、を備える。
ここで、第１ＭＴＦ算出手段１４は、位相別エッジ投影情報生成手段１４ａと、位相別ＭＴＦ算出手段１４ｂと、を備える。
位相別エッジ投影情報生成手段１４ａは、ＲＯＩ画像抽出手段１３で抽出されたＲＯＩ画像から、投影軸のビンの位相ごとにエッジ投影情報を生成するものである。エッジ投影情報は、ＲＯＩ画像のコントラストの境界をエッジとして、エッジの傾きに沿ってＲＯＩの画素と、その画素を投影軸に投影した位置とを対応付けた情報である。
具体的には、位相別エッジ投影情報生成手段１４ａは、まず、ＲＯＩ画像における水平方向および垂直方向の軸を２軸とする座標系（ｘｙ座標系）において、エッジの傾きを求める。このエッジの傾きは、一般的な手法で求めることができるが、例えば、以下の参考文献に示すように、ＲＯＩ画像に正規累積密度関数等をフィッティングすることにより求めることができる。
（参考文献）K. Masaoka et al., "Modified slanted-edge method and multidirectional modulation transfer function estimation", Optics Express, 22(5), 2014
そして、位相別エッジ投影情報生成手段１４ａは、ＲＯＩ画像の各画素位置と、エッジの傾きに沿って各画素を投影軸（ｘ軸またはｙ軸）に投影した位置とを対応付けたエッジ投影情報を生成する。
（参考文献）K. Masaoka et al., "Modified slanted-edge method and multidirectional modulation transfer function estimation", Optics Express, 22(5), 2014
そして、位相別エッジ投影情報生成手段１４ａは、ＲＯＩ画像の各画素位置と、エッジの傾きに沿って各画素を投影軸（ｘ軸またはｙ軸）に投影した位置とを対応付けたエッジ投影情報を生成する。
ここで、図２（ａ）のＲＯＩで特定されるＲＯＩ画像（垂直エッジ画像）Ｒから、ＭＴＦとして水平方向の周波数特性を求める場合、位相別エッジ投影情報生成手段１４ａは、図３に示すように、エッジｅの傾きθｅと同じ角度で水平軸（ｘ軸）にＲＯＩ画像の画素を投影する。
また、図２（ｂ）のＲＯＩで特定されるＲＯＩ画像（水平エッジ画像）Ｒから、ＭＴＦとして垂直方向の周波数特性を求める場合、位相別エッジ投影情報生成手段１４ａは、エッジの傾きと同じ角度で垂直軸（ｙ軸：不図示）にＲＯＩ画像の画素を投影する。もちろん、位相別エッジ投影情報生成手段１４ａは、例えば、ＲＯＩ画像（水平エッジ画像）Ｒを左９０度回転させて、垂直エッジ画像と同じ処理を行ってもよい。
投影軸の座標の幅（ビン幅）は、画素よりも小さいサブピクセル単位とし、ここでは、例えば、１画素の１／４の幅（４倍オーバーサンプリング）とする。
また、図２（ｂ）のＲＯＩで特定されるＲＯＩ画像（水平エッジ画像）Ｒから、ＭＴＦとして垂直方向の周波数特性を求める場合、位相別エッジ投影情報生成手段１４ａは、エッジの傾きと同じ角度で垂直軸（ｙ軸：不図示）にＲＯＩ画像の画素を投影する。もちろん、位相別エッジ投影情報生成手段１４ａは、例えば、ＲＯＩ画像（水平エッジ画像）Ｒを左９０度回転させて、垂直エッジ画像と同じ処理を行ってもよい。
投影軸の座標の幅（ビン幅）は、画素よりも小さいサブピクセル単位とし、ここでは、例えば、１画素の１／４の幅（４倍オーバーサンプリング）とする。
この位相別エッジ投影情報生成手段１４ａは、ＲＯＩ画像の画素と、サブピクセル単位で区分された投影軸に配置されたビンの位置とを対応付けたエッジ投影情報を生成する。また、位相別エッジ投影情報生成手段１４ａは、投影軸のビンの位相をずらして複数の位相で、エッジ投影情報を生成する。
ここで、図４を参照して、投影軸のビンの位相（ビニング位相）について説明する。
図４では、投影軸（ｘ軸）の画素ｘ１，ｘ２，…，ｘＭをサブピクセル化したサブピクセルｘ１，０，ｘ１，１，ｘ１，２，ｘ１，３，ｘ２，０，…，ｘＭ，３が、ビンの位置に対応する。
位相別エッジ投影情報生成手段１４ａは、図４に示すように、最上段に示した投影軸（ｘ軸）を、予め定めた位相のずれで、ビンの位置を軸方向に変化させて、その位相ごとにエッジ投影情報を生成する。なお、ビンの位置を順次軸方向に変化させた場合、最下段に示した投影軸のように、画素ｘ１に隣接する画素ｘ０のサブピクセルｘ０，３が、ＲＯＩ画像の画素を投影する新たなビンとなる。
図４では、投影軸（ｘ軸）の画素ｘ１，ｘ２，…，ｘＭをサブピクセル化したサブピクセルｘ１，０，ｘ１，１，ｘ１，２，ｘ１，３，ｘ２，０，…，ｘＭ，３が、ビンの位置に対応する。
位相別エッジ投影情報生成手段１４ａは、図４に示すように、最上段に示した投影軸（ｘ軸）を、予め定めた位相のずれで、ビンの位置を軸方向に変化させて、その位相ごとにエッジ投影情報を生成する。なお、ビンの位置を順次軸方向に変化させた場合、最下段に示した投影軸のように、画素ｘ１に隣接する画素ｘ０のサブピクセルｘ０，３が、ＲＯＩ画像の画素を投影する新たなビンとなる。
ここで、１ビン分の位相を２πとし、最上段の位相を“０”としたとき、位相別エッジ投影情報生成手段１４ａは、最上段の投影軸（ｘ軸）から、２π／Ｎ，（２π×２）／Ｎ，…，（２π×（Ｎ－１））／Ｎと、２π／Ｎずつ位相を軸方向にずらしたＮ個の投影軸（ｘ軸）ごとに、ＲＯＩ画像の画素と投影軸のビンの位置とを対応付ける。
ここで、Ｎは、予め定めた位相数（正整数）であって、例えば、Ｎ＝１６、Ｎ＝３２等である。
これによって、ＲＯＩ画像の画素は、ビンの位相ごとに、種々のパターンで投影軸のビンに投影されることになる。
図１に戻って、ＭＴＦ測定装置１の構成について説明を続ける。
ここで、Ｎは、予め定めた位相数（正整数）であって、例えば、Ｎ＝１６、Ｎ＝３２等である。
これによって、ＲＯＩ画像の画素は、ビンの位相ごとに、種々のパターンで投影軸のビンに投影されることになる。
図１に戻って、ＭＴＦ測定装置１の構成について説明を続ける。
位相別エッジ投影情報生成手段１４ａは、ビンの位相ごとに、エッジ投影情報をエッジ投影情報記憶手段に１５記憶する。
位相別エッジ投影情報生成手段１４ａは、予め定めた位相数分のエッジ投影情報を生成した段階で、エッジ投影情報の生成が完了した旨を位相別ＭＴＦ算出手段１４ｂに通知する。
位相別エッジ投影情報生成手段１４ａは、予め定めた位相数分のエッジ投影情報を生成した段階で、エッジ投影情報の生成が完了した旨を位相別ＭＴＦ算出手段１４ｂに通知する。
位相別ＭＴＦ算出手段１４ｂは、ＲＯＩ画像抽出手段１３で抽出されたＲＯＩ画像から、ビンの位相別にＭＴＦを算出するものである。
この位相別ＭＴＦ算出手段１４ｂは、Slanted-edge法により、ＭＴＦを算出するが、ＲＯＩ画像の各画素と投影軸のサブピクセル単位の座標位置との対応については、位相別エッジ投影情報生成手段１４ａが生成し、エッジ投影情報記憶手段１５に記憶されている位相別のエッジ投影情報を参照する。
この位相別ＭＴＦ算出手段１４ｂは、Slanted-edge法により、ＭＴＦを算出するが、ＲＯＩ画像の各画素と投影軸のサブピクセル単位の座標位置との対応については、位相別エッジ投影情報生成手段１４ａが生成し、エッジ投影情報記憶手段１５に記憶されている位相別のエッジ投影情報を参照する。
具体的には、図２（ａ）のＲＯＩで特定されるＲＯＩ画像（垂直エッジ画像）Ｒから、ＭＴＦとして水平方向の周波数特性を求める場合、位相別ＭＴＦ算出手段１４ｂは、図３のように対応付けられたエッジ投影情報により、ＲＯＩ画像の各画素を、図５に示すように、投影軸（ｘ軸）に投影し、ビンごとに画素値を平均化することで、エッジの特性を示すエッジプロファイルを生成する。
また、図２（ｂ）のＲＯＩで特定されるＲＯＩ画像（水平エッジ画像）Ｒから、ＭＴＦとして垂直方向の周波数特性を求める場合、位相別ＭＴＦ算出手段１４ｂは、エッジ投影情報により、ＲＯＩ画像の各画素の画素値を、垂直軸（ｙ軸：不図示）に投影し、サブピクセル単位ごとに平均化することで、エッジの特性を示すエッジプロファイルを生成する。
また、図２（ｂ）のＲＯＩで特定されるＲＯＩ画像（水平エッジ画像）Ｒから、ＭＴＦとして垂直方向の周波数特性を求める場合、位相別ＭＴＦ算出手段１４ｂは、エッジ投影情報により、ＲＯＩ画像の各画素の画素値を、垂直軸（ｙ軸：不図示）に投影し、サブピクセル単位ごとに平均化することで、エッジの特性を示すエッジプロファイルを生成する。
また、位相別エッジ投影情報生成手段１４ａにおいて、水平エッジ画像を左９０度回転させて、垂直エッジ画像と同じエッジ投影情報を生成することとした場合、位相別ＭＴＦ算出手段１４ｂは、水平エッジ画像を左９０度回転させて、垂直エッジ画像と同様にエッジプロファイルを生成すればよい。
なお、位相別ＭＴＦ算出手段１４ｂは、位相別のエッジ投影情報ごとに、エッジプロファイルを生成する。
そして、位相別ＭＴＦ算出手段１４ｂは、位相別のエッジプロファイルをそれぞれ微分することで、位相別の線広がり関数（ＬＳＦ：Line Spread Function）を求め、そのＬＳＦをフーリエ変換することでＭＴＦを求める。
これによって、位相別ＭＴＦ算出手段１４ｂは、投影軸のビンの位相ごとに、複数のＭＴＦを算出することができる。
なお、位相別ＭＴＦ算出手段１４ｂは、位相別のエッジ投影情報ごとに、エッジプロファイルを生成する。
そして、位相別ＭＴＦ算出手段１４ｂは、位相別のエッジプロファイルをそれぞれ微分することで、位相別の線広がり関数（ＬＳＦ：Line Spread Function）を求め、そのＬＳＦをフーリエ変換することでＭＴＦを求める。
これによって、位相別ＭＴＦ算出手段１４ｂは、投影軸のビンの位相ごとに、複数のＭＴＦを算出することができる。
なお、位相別エッジ投影情報生成手段１４ａおよび位相別ＭＴＦ算出手段１４ｂにおいて、ＭＴＦとして水平方向の周波数特性を求めるか、垂直方向の周波数特性を求めるかは、予め設定しておくものとしてもよいし、ＲＯＩ画像が縦長であるか横長であるかによって、判定することとしてもよい。
位相別ＭＴＦ算出手段１４ｂは、算出した位相別のＭＴＦを平均化手段１６および位相選定手段１７に出力する。
位相別ＭＴＦ算出手段１４ｂは、算出した位相別のＭＴＦを平均化手段１６および位相選定手段１７に出力する。
平均化手段１６は、測定指示手段１２から通知される動作モードに応じて、機能が異なる。
平均化手段１６は、動作モードがリアルタイムモードの場合、第１ＭＴＦ算出手段１４の位相別ＭＴＦ算出手段１４ｂで算出された位相別の複数のＭＴＦについて、予め定めた周波数（基準周波数）に対応するＭＴＦ値の平均値、予め定めたＭＴＦ値（基準ＭＴＦ値）に対応する周波数の平均値、または、予め定めた周波数範囲におけるＭＴＦ面積の平均値を算出するものである。
例えば、図６に示すように、位相別ＭＴＦ算出手段１４ｂで算出された位相別の複数（位相数Ｎ）のＭＴＦにおいて、基準周波数として、撮像系評価における代表的な周波数（例えば、０．３７cycles/pixel）に対応するＭＴＦ値の総和を位相数（Ｎ）で除算することで、基準周波数（０．３７cycles/pixel）におけるＭＴＦ値の平均値を算出する。
なお、位相別ＭＴＦ算出手段１４ｂで算出されるＭＴＦは等間隔の空間周波数で離散的に表されるため、基準周波数におけるＭＴＦ値は、基準周波数近傍の周波数で求められているＭＴＦ値から線形補間により求めればよい。
平均化手段１６は、動作モードがリアルタイムモードの場合、第１ＭＴＦ算出手段１４の位相別ＭＴＦ算出手段１４ｂで算出された位相別の複数のＭＴＦについて、予め定めた周波数（基準周波数）に対応するＭＴＦ値の平均値、予め定めたＭＴＦ値（基準ＭＴＦ値）に対応する周波数の平均値、または、予め定めた周波数範囲におけるＭＴＦ面積の平均値を算出するものである。
例えば、図６に示すように、位相別ＭＴＦ算出手段１４ｂで算出された位相別の複数（位相数Ｎ）のＭＴＦにおいて、基準周波数として、撮像系評価における代表的な周波数（例えば、０．３７cycles/pixel）に対応するＭＴＦ値の総和を位相数（Ｎ）で除算することで、基準周波数（０．３７cycles/pixel）におけるＭＴＦ値の平均値を算出する。
なお、位相別ＭＴＦ算出手段１４ｂで算出されるＭＴＦは等間隔の空間周波数で離散的に表されるため、基準周波数におけるＭＴＦ値は、基準周波数近傍の周波数で求められているＭＴＦ値から線形補間により求めればよい。
また、例えば、位相別ＭＴＦ算出手段１４ｂで算出された位相別の複数のＭＴＦにおいて、基準ＭＴＦ値として、５０％に対応する周波数の総和を位相数（Ｎ）で除算することで、基準ＭＴＦ値（５０％）における周波数の平均値を算出する。なお、基準ＭＴＦ値における周波数は、基準ＭＴＦ値近傍のＭＴＦ値で求められている周波数から線形補間により求めればよい。
また、例えば、位相別ＭＴＦ算出手段１４ｂで算出された位相別の複数のＭＴＦにおいて、予め定めた周波数範囲（例えば、０～０．５）のＭＴＦの面積を位相別に求め、その総和を位相数（Ｎ）で除算することで、ＭＴＦの面積の平均値を算出する。ＭＴＦの面積は、予め定めた周波数単位（例えば、０．０１）ごとのＭＴＦ値を、予め定めた周波数範囲分だけ加算して求めることができる。なお、予め定めた周波数単位ごとのＭＴＦ値は、それぞれ、周波数単位の対応する周波数近傍の周波数で求められているＭＴＦ値から線形補間により求めればよい。
この平均化手段１６において、どの平均値（ＭＴＦ値、周波数または面積）を算出するから、予め定めておくものとする。
リアルタイムモードにおいて、平均化手段１６は、算出した平均値（ＭＴＦ値、周波数または面積）を、位相選定手段１７に出力する。
この平均化手段１６において、どの平均値（ＭＴＦ値、周波数または面積）を算出するから、予め定めておくものとする。
リアルタイムモードにおいて、平均化手段１６は、算出した平均値（ＭＴＦ値、周波数または面積）を、位相選定手段１７に出力する。
また、平均化手段１６は、動作モードが非リアルタイムモードの場合、第１ＭＴＦ算出手段１４の位相別ＭＴＦ算出手段１４ｂで算出された位相別の複数のＭＴＦを平均化するものである。
平均化手段１６は、位相別に算出された複数のＭＴＦ値を同じ周波数ごとに平均化することで、平均化したＭＴＦを生成する。
非リアルタイムモードにおいて、平均化手段１６は、平均化したＭＴＦを、ＭＴＦ出力手段１９に出力する。
平均化手段１６は、位相別に算出された複数のＭＴＦ値を同じ周波数ごとに平均化することで、平均化したＭＴＦを生成する。
非リアルタイムモードにおいて、平均化手段１６は、平均化したＭＴＦを、ＭＴＦ出力手段１９に出力する。
なお、平均化手段１６で位相別の複数のＭＴＦを平均化する場合、位相によっては画素が投影されるビンの長さ（ビン数）が異なる場合がある。その場合、平均化手段１６は、それぞれのＭＴＦを空間周波数のピッチが揃うように補完した後に平均化することとする。あるいは、位相別ＭＴＦ算出手段１４ｂにおいて、予め各位相のビンの長さを揃えてＭＴＦを算出することとしてもよい。
位相選定手段１７は、第１ＭＴＦ算出手段１４の位相別ＭＴＦ算出手段１４ｂで算出された位相別のＭＴＦの中で、平均化手段１６で算出された平均値に最も近いＭＴＦ値、周波数または面積を有するビンの位相を選定するものである。
なお、位相選定手段１７は、平均化手段１６で平均値を算出する基準が基準周波数（例えば、０．３７）の場合、同じ周波数において、最も近いＭＴＦ値を有するビンの位相を選定する。また、位相選定手段１７は、平均化手段１６で平均値を算出する基準が基準ＭＴＦ値（例えば、５０％）の場合、同じＭＴＦ値において、最も近い周波数を有するビンの位相を選定する。
位相選定手段１７は、選定した位相を第２ＭＴＦ算出手段１８に出力する。
なお、位相選定手段１７は、平均化手段１６で平均値を算出する基準が基準周波数（例えば、０．３７）の場合、同じ周波数において、最も近いＭＴＦ値を有するビンの位相を選定する。また、位相選定手段１７は、平均化手段１６で平均値を算出する基準が基準ＭＴＦ値（例えば、５０％）の場合、同じＭＴＦ値において、最も近い周波数を有するビンの位相を選定する。
位相選定手段１７は、選定した位相を第２ＭＴＦ算出手段１８に出力する。
第２ＭＴＦ算出手段１８は、ＲＯＩ画像抽出手段１３で順次抽出されるＲＯＩ画像から、ＭＴＦを算出するものである。この第２ＭＴＦ算出手段１８は、選定位相ＭＴＦ算出手段１８ａを備える。
選定位相ＭＴＦ算出手段１８ａは、エッジ投影情報記憶手段１５に記憶されているエッジ投影情報を参照して、ＲＯＩ画像抽出手段１３で抽出されたＲＯＩ画像から、ＭＴＦを算出するものである。
なお、エッジ投影情報記憶手段１５に記憶されているエッジ投影情報の中で、位相選定手段１７で選定された位相に対応するエッジ投影情報を参照する。
この選定位相ＭＴＦ算出手段１８ａは、選定された位相に対応するエッジ投影情報を参照する以外は、位相別ＭＴＦ算出手段１４ｂと同様の処理でＭＴＦを算出する。
選定位相ＭＴＦ算出手段１８ａは、算出したＭＴＦをＭＴＦ出力手段１９に出力する。
選定位相ＭＴＦ算出手段１８ａは、エッジ投影情報記憶手段１５に記憶されているエッジ投影情報を参照して、ＲＯＩ画像抽出手段１３で抽出されたＲＯＩ画像から、ＭＴＦを算出するものである。
なお、エッジ投影情報記憶手段１５に記憶されているエッジ投影情報の中で、位相選定手段１７で選定された位相に対応するエッジ投影情報を参照する。
この選定位相ＭＴＦ算出手段１８ａは、選定された位相に対応するエッジ投影情報を参照する以外は、位相別ＭＴＦ算出手段１４ｂと同様の処理でＭＴＦを算出する。
選定位相ＭＴＦ算出手段１８ａは、算出したＭＴＦをＭＴＦ出力手段１９に出力する。
ＭＴＦ出力手段１９は、測定結果となるＭＴＦを外部（例えば、表示装置３）に出力するものである。
このＭＴＦ出力手段１９は、周波数ごとのＭＴＦ値を出力してもよいし、撮像系評価における代表的な周波数（例えば、０．３７cycles/pixel）のＭＴＦ値のみを出力することとしてもよい。
このＭＴＦ出力手段１９は、周波数ごとのＭＴＦ値を出力してもよいし、撮像系評価における代表的な周波数（例えば、０．３７cycles/pixel）のＭＴＦ値のみを出力することとしてもよい。
以上説明したようにＭＴＦ測定装置１を構成することで、ＭＴＦ測定装置１は、Slanted-edge法において、投影軸のビンの位相を変えて生成した複数のＭＴＦにおいて、ＭＴＦ値または周波数が平均値に最も近いビンの位相を用いてＭＴＦを算出することで、ＭＴＦの測定精度を高めることができる。
［ＭＴＦ測定装置の動作］
次に、本発明の実施形態に係るＭＴＦ測定装置１の動作について説明する。ここでは、リアルタイム測定動作と、非リアルタイム測定動作とを分けて説明する。
次に、本発明の実施形態に係るＭＴＦ測定装置１の動作について説明する。ここでは、リアルタイム測定動作と、非リアルタイム測定動作とを分けて説明する。
（リアルタイム測定動作）
まず、図７を参照（構成については適宜図１参照）して、ＭＴＦ測定装置１のリアルタイム測定動作について説明する。
ここでは、ＭＴＦ測定装置１は、撮像系２から入力される、チャートＣＨを撮像したチャート画像を、順次、チャート画像記憶手段１０に記憶するとともに、表示装置３にチャート画像を表示する。以下、ＭＴＦ測定装置１が連続して入力されるチャート画像からＭＴＦを測定する動作について詳細に説明する。
まず、図７を参照（構成については適宜図１参照）して、ＭＴＦ測定装置１のリアルタイム測定動作について説明する。
ここでは、ＭＴＦ測定装置１は、撮像系２から入力される、チャートＣＨを撮像したチャート画像を、順次、チャート画像記憶手段１０に記憶するとともに、表示装置３にチャート画像を表示する。以下、ＭＴＦ測定装置１が連続して入力されるチャート画像からＭＴＦを測定する動作について詳細に説明する。
ステップＳ１において、ＲＯＩ設定手段１１は、ＲＯＩの領域（位置、大きさ等）をＲＯＩ情報として設定する。例えば、ＲＯＩ設定手段１１は、表示装置３が表示しているチャート画像内において、測定者が操作するポインティングデバイス（不図示）で矩形領域を指定されることでＲＯＩ情報を設定する。
ステップＳ２において、ＭＴＦ測定装置１は、測定指示手段１２によって、ＭＴＦの測定の開始が指示されるまで待機する（ステップＳ２でＮｏ）。
そして、リアルタイムモードでＭＴＦの測定の開始が指示された場合（ステップＳ２でＹｅｓ）、ステップＳ３において、ＲＯＩ画像抽出手段１３は、チャート画像記憶手段１０が記憶するチャート画像から、ステップＳ１で設定されたＲＯＩ情報で示されるＲＯＩ画像を抽出する。
そして、リアルタイムモードでＭＴＦの測定の開始が指示された場合（ステップＳ２でＹｅｓ）、ステップＳ３において、ＲＯＩ画像抽出手段１３は、チャート画像記憶手段１０が記憶するチャート画像から、ステップＳ１で設定されたＲＯＩ情報で示されるＲＯＩ画像を抽出する。
ステップＳ４において、第１ＭＴＦ算出手段１４の位相別エッジ投影情報生成手段１４ａは、ステップＳ３で抽出されたＲＯＩ画像から、位相別のエッジ投影情報を生成する。すなわち、位相別エッジ投影情報生成手段１４ａは、ＲＯＩ画像からエッジの傾きを求め、ＲＯＩ画像の各画素位置と、エッジの傾きに沿って各画素位置をビンの位相を順次ずらした投影軸に投影した位置とを対応付けた位相別のエッジ投影情報を生成する。
ステップＳ５において、位相別エッジ投影情報生成手段１４ａは、ステップＳ４で生成した位相別のエッジ投影情報をエッジ投影情報記憶手段１５に記憶する。
ステップＳ６において、第１ＭＴＦ算出手段１４の位相別ＭＴＦ算出手段１４ｂは、ステップＳ３で抽出されたＲＯＩ画像から、Slanted-edge法により、位相別にＭＴＦを算出する。すなわち、位相別ＭＴＦ算出手段１４ｂは、ステップＳ５でエッジ投影情報記憶手段１５に記憶されている位相別のエッジ投影情報を参照して、ＲＯＩ画像の各画素の画素値を、位相別の投影軸に投影し、サブピクセル単位ごとに平均化することで、エッジの特性を示すエッジプロファイルを生成する。そして、位相別ＭＴＦ算出手段１４ｂは、エッジプロファイルを微分することで、線広がり関数（ＬＳＦ）を求め、そのＬＳＦをフーリエ変換することで位相別のＭＴＦを算出する。
ステップＳ６において、第１ＭＴＦ算出手段１４の位相別ＭＴＦ算出手段１４ｂは、ステップＳ３で抽出されたＲＯＩ画像から、Slanted-edge法により、位相別にＭＴＦを算出する。すなわち、位相別ＭＴＦ算出手段１４ｂは、ステップＳ５でエッジ投影情報記憶手段１５に記憶されている位相別のエッジ投影情報を参照して、ＲＯＩ画像の各画素の画素値を、位相別の投影軸に投影し、サブピクセル単位ごとに平均化することで、エッジの特性を示すエッジプロファイルを生成する。そして、位相別ＭＴＦ算出手段１４ｂは、エッジプロファイルを微分することで、線広がり関数（ＬＳＦ）を求め、そのＬＳＦをフーリエ変換することで位相別のＭＴＦを算出する。
ステップＳ７において、平均化手段１６は、ステップＳ６で算出された位相別のＭＴＦについて、予め定めた周波数（基準周波数）に対応するＭＴＦ値の平均値、予め定めたＭＴＦ値（基準ＭＴＦ値）に対応する周波数の平均値、または、予め定めた周波数範囲におけるＭＴＦ面積の平均値を算出する。
ステップＳ８において、位相選定手段１７は、ステップＳ６で算出された位相別のＭＴＦの中で、ステップＳ７で算出された平均値に最も近いＭＴＦ値、周波数または面積を有するビンの位相を選定する。
ステップＳ８において、位相選定手段１７は、ステップＳ６で算出された位相別のＭＴＦの中で、ステップＳ７で算出された平均値に最も近いＭＴＦ値、周波数または面積を有するビンの位相を選定する。
ステップＳ９において、ＲＯＩ画像抽出手段１３は、チャート画像記憶手段１０が記憶するチャート画像から、ステップＳ１で設定されたＲＯＩ情報で示されるＲＯＩ画像を抽出する。
ステップＳ１０において、第２ＭＴＦ算出手段１８の選定位相ＭＴＦ算出手段１８ａは、ステップＳ９で抽出されたＲＯＩ画像から、Slanted-edge法により、ＭＴＦを算出する。すなわち、選定位相ＭＴＦ算出手段１８ａは、ステップＳ５でエッジ投影情報記憶手段１５に記憶されているエッジ投影情報の中で、ステップＳ８で選定された位相に対応するエッジ投影情報を参照して、ＲＯＩ画像の各画素の画素値を、選定された位相の投影軸に投影し、サブピクセル単位ごとに平均化することで、エッジの特性を示すエッジプロファイルを生成する。そして、選定位相ＭＴＦ算出手段１８ａは、エッジプロファイルを微分することで、線広がり関数（ＬＳＦ）を求め、そのＬＳＦをフーリエ変換することでＭＴＦを算出する。
ステップＳ１１において、ＭＴＦ出力手段１９は、ステップＳ１０で算出されたＭＴＦを出力する。
ステップＳ１２において、ＲＯＩ画像抽出手段１３は、チャート画像記憶手段１０に新たなチャート画像が記憶されるか否かにより、チャート画像の入力の終了を判定する。ここで、新たなチャート画像が入力された場合（ステップＳ１２でＮｏ）、ＭＴＦ測定装置１は、ステップＳ９に戻って動作を継続する。
一方、新たなチャート画像が入力されない場合（ステップＳ１２でＹｅｓ）、ＭＴＦ測定装置１は、動作を終了する。なお、この終了判定は、測定指示手段１２に対して、終了を指示されることで判定することとしてもよい。
以上の動作によって、ＭＴＦ測定装置１は、順次入力されるチャート画像において、リアルタイムで、ＭＴＦを測定することができる。
ステップＳ１２において、ＲＯＩ画像抽出手段１３は、チャート画像記憶手段１０に新たなチャート画像が記憶されるか否かにより、チャート画像の入力の終了を判定する。ここで、新たなチャート画像が入力された場合（ステップＳ１２でＮｏ）、ＭＴＦ測定装置１は、ステップＳ９に戻って動作を継続する。
一方、新たなチャート画像が入力されない場合（ステップＳ１２でＹｅｓ）、ＭＴＦ測定装置１は、動作を終了する。なお、この終了判定は、測定指示手段１２に対して、終了を指示されることで判定することとしてもよい。
以上の動作によって、ＭＴＦ測定装置１は、順次入力されるチャート画像において、リアルタイムで、ＭＴＦを測定することができる。
（非リアルタイム測定動作）
次に、図８を参照（構成については適宜図１参照）して、ＭＴＦ測定装置１の非リアルタイム測定動作について説明する。
ここでは、ＭＴＦ測定装置１は、撮像系２から入力される、チャートＣＨを撮像したチャート画像を、チャート画像記憶手段１０に記憶するとともに、表示装置３にチャート画像を表示する。以下、ＭＴＦ測定装置１が静止画像として入力したチャート画像、または、連続して入力されるフレーム画像の任意のタイミングで選択されるチャート画像からＭＴＦを測定する動作について詳細に説明する。
次に、図８を参照（構成については適宜図１参照）して、ＭＴＦ測定装置１の非リアルタイム測定動作について説明する。
ここでは、ＭＴＦ測定装置１は、撮像系２から入力される、チャートＣＨを撮像したチャート画像を、チャート画像記憶手段１０に記憶するとともに、表示装置３にチャート画像を表示する。以下、ＭＴＦ測定装置１が静止画像として入力したチャート画像、または、連続して入力されるフレーム画像の任意のタイミングで選択されるチャート画像からＭＴＦを測定する動作について詳細に説明する。
ステップＳ１において、ＲＯＩ設定手段１１は、ＲＯＩの領域（位置、大きさ等）をＲＯＩ情報として設定する。なお、このステップＳ１は、図７で説明したステップＳ１と同じ処理である。
ステップＳ２Ａにおいて、ＭＴＦ測定装置１は、測定指示手段１２によって、ＭＴＦの非リアルタイムの測定の開始が指示されるまで待機する（ステップＳ２ＡでＮｏ）。
そして、非リアルタイムモードでＭＴＦの測定の開始が指示された場合（ステップＳ２ＡでＹｅｓ）、ステップＳ３以降の動作を行う。
なお、ステップＳ３からステップＳ６までの動作は、図７で説明したリアルタイムモード動作と同じであるため、同一のステップ番号を付して説明を省略する。
そして、非リアルタイムモードでＭＴＦの測定の開始が指示された場合（ステップＳ２ＡでＹｅｓ）、ステップＳ３以降の動作を行う。
なお、ステップＳ３からステップＳ６までの動作は、図７で説明したリアルタイムモード動作と同じであるため、同一のステップ番号を付して説明を省略する。
ステップＳ６の後、ステップＳ２０において、平均化手段１６は、ステップＳ６で算出された位相別のＭＴＦを平均化する。
ステップＳ２１において、ＭＴＦ出力手段１９は、ステップＳ２０で平均化されたＭＴＦを出力する。
以上の動作によって、ＭＴＦ測定装置１は、非リアルタイムで、ＭＴＦを測定することができる。
ステップＳ２１において、ＭＴＦ出力手段１９は、ステップＳ２０で平均化されたＭＴＦを出力する。
以上の動作によって、ＭＴＦ測定装置１は、非リアルタイムで、ＭＴＦを測定することができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、この実施形態に限定されものではない。
ここでは、ＲＯＩ画像（エッジ画像）として、水平エッジ画像、垂直エッジ画素を例に説明した。
しかし、ＲＯＩ画像は、エッジを含めばその傾きは任意である。
例えば、ＭＴＦ測定装置１は、チャートＣＨとして、図９に示すように、エッジの傾きが多方向（図９では、２４方向）に存在するチャートＣＨｍを用いてもよい。この場合、ＲＯＩ設定手段１１は、水平方向または垂直方向のエッジを含む１箇所のＲＯＩを設定されることで、チャートＣＨｍの中心Ｃを点対称の中心として、２４個分のＲＯＩを設定することとすればよい。
このとき、第１ＭＴＦ算出手段１４および第２ＭＴＦ算出手段１８は、例えば、基準となるＲＯＩ（垂直エッジ画像）以外のＲＯＩについては、画像を回転させて、基準となるＲＯＩと同様に、エッジ投影情報を生成したり、ＭＴＦを算出したりすればよい。
ここでは、ＲＯＩ画像（エッジ画像）として、水平エッジ画像、垂直エッジ画素を例に説明した。
しかし、ＲＯＩ画像は、エッジを含めばその傾きは任意である。
例えば、ＭＴＦ測定装置１は、チャートＣＨとして、図９に示すように、エッジの傾きが多方向（図９では、２４方向）に存在するチャートＣＨｍを用いてもよい。この場合、ＲＯＩ設定手段１１は、水平方向または垂直方向のエッジを含む１箇所のＲＯＩを設定されることで、チャートＣＨｍの中心Ｃを点対称の中心として、２４個分のＲＯＩを設定することとすればよい。
このとき、第１ＭＴＦ算出手段１４および第２ＭＴＦ算出手段１８は、例えば、基準となるＲＯＩ（垂直エッジ画像）以外のＲＯＩについては、画像を回転させて、基準となるＲＯＩと同様に、エッジ投影情報を生成したり、ＭＴＦを算出したりすればよい。
また、ここでは、ＭＴＦ出力手段１９が、測定したＭＴＦをそのまま外部に出力することとした。しかし、ＭＴＦ出力手段１９は、ＭＴＦをグラフ化して出力してもよい。
例えば、ＭＴＦ出力手段１９は、横軸に周波数、縦軸にＭＴＦ値をとった座標上に空間周波数ごとのＭＴＦ値をプロットすることで、視覚化可能なグラフを生成する。このＭＴＦ出力手段１９が、生成したグラフを表示装置３に出力することで、測定者が撮像系２のＭＴＦの解析結果を視認することができる。
例えば、ＭＴＦ出力手段１９は、横軸に周波数、縦軸にＭＴＦ値をとった座標上に空間周波数ごとのＭＴＦ値をプロットすることで、視覚化可能なグラフを生成する。このＭＴＦ出力手段１９が、生成したグラフを表示装置３に出力することで、測定者が撮像系２のＭＴＦの解析結果を視認することができる。
また、ここでは、平均化手段１６を、動作モード（リアルタイムモード、非リアルタイムモード）に応じて、異なる機能とする構成とした。
しかし、平均化手段１６は、いずれかの動作モードで限定して動作するものであってもよい。例えば、ＭＴＦ測定装置１を、非リアルタイムモードで限定して動作するものとした場合、位相選定手段１７および第２ＭＴＦ算出手段１８を構成から省略すればよい。
しかし、平均化手段１６は、いずれかの動作モードで限定して動作するものであってもよい。例えば、ＭＴＦ測定装置１を、非リアルタイムモードで限定して動作するものとした場合、位相選定手段１７および第２ＭＴＦ算出手段１８を構成から省略すればよい。
また、ここでは、リアルタイムモードとして、第１ＭＴＦ算出手段１４で最初に行うSlanted-edge法におけるＲＯＩ画像の各画素位置と投影軸のビンの位置との最適な対応付けを、第２ＭＴＦ算出手段１８での処理において流用し、その対応付けでＲＯＩの画素をビン位置に投影することで、順次入力されるチャート画像からＭＴＦを測定することとした。
しかし、リアルタイムモードであっても、非リアルタイムモードと同様に、動画像のフレームごとに、第１ＭＴＦ算出手段１４で位相別にＭＴＦを算出し、平均化手段１６において、位相別の複数のＭＴＦを平均化することとしてもよい。
この場合、ＭＴＦ測定装置１は、例えば、ＣＰＵ性能が高ければ、動画像であっても、精度の高いＭＴＦを測定することができる。また、ＭＴＦ測定装置１は、ＣＰＵ性能が低くすべてのフレームでＭＴＦを測定できない場合でも、例えば、１秒に１回（６０フレームに１回）でも精度の高いＭＴＦを測定することができる。
しかし、リアルタイムモードであっても、非リアルタイムモードと同様に、動画像のフレームごとに、第１ＭＴＦ算出手段１４で位相別にＭＴＦを算出し、平均化手段１６において、位相別の複数のＭＴＦを平均化することとしてもよい。
この場合、ＭＴＦ測定装置１は、例えば、ＣＰＵ性能が高ければ、動画像であっても、精度の高いＭＴＦを測定することができる。また、ＭＴＦ測定装置１は、ＣＰＵ性能が低くすべてのフレームでＭＴＦを測定できない場合でも、例えば、１秒に１回（６０フレームに１回）でも精度の高いＭＴＦを測定することができる。
１ ＭＴＦ測定装置
１０ チャート画像記憶手段
１１ ＲＯＩ設定手段
１２ 測定指示手段
１３ ＲＯＩ画像抽出手段
１４ 第１ＭＴＦ算出手段
１４ａ 位相別エッジ投影情報生成手段
１４ｂ 位相別ＭＴＦ算出手段
１５ エッジ投影情報記憶手段
１６ 平均化手段
１７ 位相選定手段
１８ 第２ＭＴＦ算出手段
１８ａ 選定位相ＭＴＦ算出手段
１９ ＭＴＦ出力手段
２ 撮像系
３ 表示装置
ＣＨ チャート画像
１０ チャート画像記憶手段
１１ ＲＯＩ設定手段
１２ 測定指示手段
１３ ＲＯＩ画像抽出手段
１４ 第１ＭＴＦ算出手段
１４ａ 位相別エッジ投影情報生成手段
１４ｂ 位相別ＭＴＦ算出手段
１５ エッジ投影情報記憶手段
１６ 平均化手段
１７ 位相選定手段
１８ 第２ＭＴＦ算出手段
１８ａ 選定位相ＭＴＦ算出手段
１９ ＭＴＦ出力手段
２ 撮像系
３ 表示装置
ＣＨ チャート画像
Claims (5)
- 境界でコントラストの異なるチャートを用いて、撮像系の解像度の空間周波数特性を表すＭＴＦを測定するＭＴＦ測定装置であって、
前記撮像系により前記チャートを撮像したチャート画像から、前記境界を含んだ画像であるＲＯＩ画像を抽出するＲＯＩ画像抽出手段と、
サブピクセル間隔のビンの位相をずらした複数の投影軸に、前記境界であるエッジの傾きに沿って前記ＲＯＩ画像の各画素を投影した位相別のエッジ投影情報を生成する位相別エッジ投影情報生成手段と、
前記位相別のエッジ投影情報を用いて、Slanted-edge法により位相別のＭＴＦを算出する位相別ＭＴＦ算出手段と、
前記位相別のＭＴＦを平均化する平均化手段と、
前記位相別のＭＴＦの中で、前記平均化手段で平均化されたＭＴＦに最も近似する位相を選定する位相選定手段と、
前記位相別のエッジ投影情報の中で、前記位相選定手段で選定された位相のエッジ投影情報を用いて、前記Slanted-edge法により、前記撮像系が撮像する前記チャート画像から順次抽出される前記ＲＯＩ画像において、前記位相選定手段で選定された位相のＭＴＦを算出する選定位相ＭＴＦ算出手段と、
を備えることを特徴とするＭＴＦ測定装置。 - 前記平均化手段は、前記位相別のＭＴＦにおいて、予め定めた基準周波数のＭＴＦ値を平均化し、
前記位相選定手段は、前記平均化手段で平均化されたＭＴＦ値と前記基準周波数において最も近いＭＴＦ値を有する前記ビンの位相を選定することを特徴とする請求項１に記載のＭＴＦ測定装置。 - 前記平均化手段は、前記位相別のＭＴＦにおいて、予め定めた基準ＭＴＦ値の周波数を平均化し、
前記位相選定手段は、前記平均化手段で平均化された周波数と前記基準ＭＴＦ値において最も近い周波数を有する前記ビンの位相を選定することを特徴とする請求項１に記載のＭＴＦ測定装置。 - 前記平均化手段は、前記位相別のＭＴＦにおいて、予め定めた周波数範囲のＭＴＦの面積を平均化し、
前記位相選定手段は、前記平均化手段で平均化された面積に最も近い面積を有する前記ビンの位相を選定することを特徴とする請求項１に記載のＭＴＦ測定装置。 - コンピュータを、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のＭＴＦ測定装置として機能させるためのＭＴＦ測定プログラム。
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