(57)【要約】  画像化要素（３５）の配列を備え、特に画像化要素（３５）の配列の水平行および垂直列の両方に対して大きな角度をなした方向における変調伝達関数（時々、空間周波数応答ともいわれる）の測定のための、デジタル画像化システムを特徴付けるのに用いるための方法において、画像化要素（３５）の配列の水平行および垂直列のいずれかと比較して、大きな角度において（および上記画像化要素の上記配列の対角線に沿って位置する向き以外の角度においても）、画像化要素（３５）の非内挿された読み取りだけが、デジタル画像化システム（５３）のスーパーサンプル化された特徴を決定することに用いられる方法。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタル画像化システムを特徴付けるための方法において、
前記デジタル画像化システムにより得られた画像の少なくとも関心領域におけるエッジのおおよその位置を、前記デジタル画像化システムに含まれる画像化要素の配列における画像化要素の読み取りに基づいて決定することと、
前記エッジに対しておおよそ垂直な線に沿って、前記デジタル画像化システムのスーパーサンプル化された特徴を決定することを備えており、
前記画像化要素の前記配列における水平行および垂直列のいずれかと比較して大きな角度において、および、前記画像化要素の前記配列の対角線に沿って位置する向き以外の角度において、前記デジタル画像化システムを特徴付ける際に、非内挿された読み取りだけが、前記デジタル画像化システムの前記スーパーサンプル化された特徴を決定することに用いられる方法。
【請求項２】
内挿された読み取りが、前記エッジの前記おおよその位置の決定に用いられる請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記内挿された読み取りが、前記エッジに対しておおよそ垂直な１セットの線に沿った一定間隔の距離で決定される請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記デジタル画像化システムの前記スーパーサンプル化された特徴が、スーパーサンプル化されたエッジ広がり関数である請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記非内挿された読み取りが、前記エッジに対しておおよそ垂直な線上で、不規則な間隔の点で決定される請求項１に記載の方法。
【請求項６】
さらに、一定間隔に平均化されたかまたは組合された読み取りを得るために、前記非内挿された画像化要素の読み取りを入れることを備えている請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記関心領域が、前記エッジに対しておおよそ平行な２つの対向する辺を備えた矩形である請求項１に記載の方法。
【請求項８】
非内挿された読み取りが、前記エッジの前記おおよその位置の決定に用いられる請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記関心領域が、前記画像化要素の前記配列における画像化要素の水平行または垂直列のいずれかに対しておおよそ平行な２つの対向する辺を備えた矩形である請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記エッジの前記おおよその位置を決定する際に、該エッジに対する前記デジタル画像化システムの応答を示す情報の射影が、前記画像化要素の前記配列における画像化要素の水平行または垂直列のいずれかと方向が揃えられており、そのことにより、画像化要素の内挿された読み取りを用いる必要性が除外される請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
コンピュータプログラム命令がそこに記憶された、コンピュータが読み取り可能な記憶構造を備えており、それによって、コンピュータプロセッサが請求項１に記載の方法のステップを実行可能であるコンピュータプログラム製品。
【請求項１２】
デジタル画像化システムを特徴付けるための装置において、
前記デジタル画像化システムにより得られた画像の少なくとも関心領域におけるエッジのおおよその位置を、前記デジタル画像化システムに含まれる画像化要素の配列における画像化要素の読み取りに基づいて決定する手段と、
前記エッジに対しておおよそ垂直な線に沿って、前記デジタル画像化システムのスーパーサンプル化された特徴を決定する手段とを備えており、
前記画像化要素の前記配列における水平行および垂直列のいずれかと比較して大きな角度において、および、前記画像化要素の前記配列の対角線に沿って位置する向き以外の角度において、前記デジタル画像化システムを特徴付ける際に、非内挿された読み取りだけが、前記デジタル画像化システムの前記スーパーサンプル化された特徴を決定することに用いられる装置。
【請求項１３】
内挿された読み取りが、前記エッジの前記おおよその位置の決定に用いられる請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記内挿された読み取りが、前記エッジに対しておおよそ垂直な１セットの線に沿った一定間隔の距離で決定される請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記デジタル画像化システムの前記スーパーサンプル化された特徴が、スーパーサンプル化されたエッジ広がり関数である請求項１２に記載の装置。
【請求項１６】
前記非内挿された読み取りが、前記エッジに対しておおよそ垂直な線上で、不規則な間隔の点で決定される請求項１２に記載の装置。
【請求項１７】
さらに、一定間隔に平均化されたかまたは組合された読み取りを得るために、前記非内挿された画像化要素の読み取りを入れる手段を備えている請求項１２に記載の装置。
【請求項１８】
前記関心領域が、前記エッジに対しておおよそ平行な２つの対向する辺を備えた矩形である請求項１２に記載の装置。
【請求項１９】
非内挿された読み取りが、前記エッジの前記おおよその位置の決定に用いられる請求項１２に記載の装置。
【請求項２０】
前記関心領域が、前記画像化要素の前記配列における画像化要素の水平行または垂直列のいずれかに対しておおよそ平行な２つの対向する辺を備えた矩形である請求項１２に記載の装置。
【請求項２１】
前記エッジの前記おおよその位置を決定する際に、該エッジに対する前記デジタル画像化システムの応答を示す情報の射影が、前記画像化要素の前記配列における画像化要素の水平行または垂直列のいずれかと方向が揃えられており、そのことにより、画像化要素の内挿された読み取りを用いる必要性が除外される請求項１２に記載の装置。
【請求項２２】
エッジを含んだ画像に対応する読み取りを提供するためのデジタル画像化システムと、
前記画像に対応する前記読み取りに基づいて、前記デジタル画像化システムを特徴付ける情報を提供するために、該読み取りに応答する請求項１２に記載の装置と、
を備えたシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタル画像化の分野に関する。特に、本発明は、デジタル画像化システムの光学的伝達関数に関連した測定に関する。
【背景技術】
【０００２】
先行技術は、（特に非特許文献１において）、ＭＴＦ測定方向と比較した時にわずかに傾いている、シャープなエッジの画像化に基づいて、デジタルカメラの水平方向および垂直方向における、変調伝達関数（ＭＴＦ）を評価するための技術を述べている。ＭＴＦは、ようするに、すべての空間周波数における像変調の物体変調への比であり、すなわち、空間周波数の関数であり、また、言い換えれば、例えば単位距離あたりの線数の関数である。ＭＴＦは、画像の異なる方向において違っており、普通は、特定の方向に沿って規定される。図１は、画像化システムに対するＭＴＦのある例を示す。ＭＴＦは、線を画像化したときに画像化システムにより生成される画像における強度の変化を示すという、いわゆる線広がり関数のフーリエ変換である。この線広がり関数は、点を画像化したときに画像化システムにより生成される画像における強度の変化を示すという、いわゆる点広がり関数の１次元版である。ＭＴＦは、時々、非特許文献１におけるように、空間周波数応答（ＳＦＲ）として参照される。より一般的には、ＭＴＦ（ＳＦＲも同様に）は、（普通は複素数である）光学的伝達関数の振幅である。
【０００３】
非特許文献１に記載された方法は、画像化要素の列と行とからなる２次元の配列を用いて特徴付けられたデジタル画像化システムの使用を対象としていた。すなわち、この画像化要素は、電荷結合素子（ＣＣＤ）または、相補性金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）素子のような他の種類の素子、ここではすべてピクセルと呼ばれる。このピクセルは、光の強度に比例して、対応した量の電荷が蓄えられることにより、光に応答する。この電荷の値は、人間が読み取り可能／視認可能な画像を提供して、読み取られる。
【０００４】
（画像における現実のピクセルの値は、通常、所定量の画像データ処理を適用することにより、画像化要素から読み出された値から生成される。特に、ＭＴＦアルゴリズムは、また非特許文献１において定義されているように、通常、まず画像データを線形化する。画像センサの応答は、通常、対象物の輝度と画像データの値との間で、非線形な対応を有するので、画像におけるエッジの応答が歪められる。その非線形の応答が分かると、画像データは線形応答を有するように補正できるので、ＭＴＦの結果を、画像の異なる領域において、より比較し得るものとする。）
【０００５】
非特許文献１のわずかに傾いたエッジの方法は、手短に、以下のようなものである。まず、わずかに傾いたエッジ（例えば、約５度の傾きを備えており、垂直に近い）は、デジタル画像化システムにより画像化される。このデジタル画像化システムは、配列の画像化要素のそれぞれが、画像化処理の間に、画像化要素に到着した光の量に対応する信号を出力として、提供するように特徴付けられている。画像化されたエッジを横切る小さな領域からの画像化要素の行（水平走査線）それぞれは、システムのエッジ広がり関数の近似を与える。線広がり関数は、エッジ広がり関数を微分することにより得られる。線広がり関数の中心軌跡は、各走査線におけるエッジの位置を見積もるために計算される。データを滑らかにするために、直線が中心軌跡の位置にフィットされる。エッジに沿ったデータを１つの水平線上に射影する処理に対してどれだけの量、滑らかにされたエッジ広がり関数を平均化またはスーパーサンプル化するかにおいて、各水平走査線は、その後フィット化から見積もられた量だけ移動され、（例えば、ファクター４による）スーパーサンプル化したエッジ広がり関数が、その後、移動された走査線を入れることにより得られる（すなわち、それぞれに、４つの出力のグループを入れることにより）。微分が、その後、スーパーサンプル化した線広がり関数を与える。ＭＴＦは、その後、スーパーサンプル化した線広がり関数のフーリエ変換として得られる。そのように、まずエッジ広がり関数が、各走査線に対して決定され、滑らかにされ、平均化されて、その後、線広がり関数が決定される。この線広がり関数は、最後にＭＴＦ（非特許文献１においてＳＦＲと呼ばれる）に変換されて、画像化システムにより表示され得るという、単位距離あたりの線数（つまり、”空間周波数”という用語）として表示されても良い。
【０００６】
示唆されているように、非特許文献１は、（デジタル画像化システムの水平行または垂直列のいずれかに関して）傾いたエッジがわずかにだけ傾斜していることを要求する。そのように、非特許文献１は、水平または垂直なＭＴＦのスライスだけの見積もりを許容する。しかしながら、デジタルカメラの光学の良い記述を得るためには、他の方向における測定が役に立つ。
【０００７】
必要とされることは、画像化要素の行または列に関して任意の角度で、ＭＴＦのデジタル画像化システムのスライスを見積もる方法である。先行技術（非特許文献２）は、対角線測定を行う方法を提供しており、原理的には、任意の角度で測定する。しかしながら、非特許文献２は、単に、そこで”ナイフエッジ”方法と呼ばれている、適当な角度（セクション３．２を参照）における”組み立て走査”を開示しているに過ぎない。従って、走査は、デジタル画像化システムにおける画像化要素のセンサ／配列の異なる行および列からのピクセルを含む。もし、ナイフエッジが４５度の角度で配されているならば、走査もまた４５度であり、ピクセルの値が一定の間隔で提供される。しかし、この一定の間隔は、画像化要素の水平または垂直の間隔よりも大きな間隔である。そのような走査におけるピクセル間の大きな距離が考慮される必要はあるが、その後は、標準のアルゴリズムを用いることができる。しかしながら、４５度以外の走査線に対しては、ピクセルが走査線に沿って位置しているとは限らないので、内挿が必要であるかも知れない。しかしながら、内挿は、すべてのＭＴＦに追加の要因をもたらすかも知れない。この要因は、測定処理において純粋に人為的である。
【０００８】
そのように、本当に必要とされることは、ＭＴＦの測定を測定処理自身によって劣化することなしに、画像化要素の行または列に関して任意の角度で、ＭＴＦのデジタル画像化システムのスライスを見積もる方法である。
【０００９】
【非特許文献１】ＩＳＯ１２２３３，”写真ー電子静止画像カメラー解像度測定”、第１版、２００１年９月１日出版
【非特許文献２】Ｒｅｉｃｈｅｎｂａｃｈ，  ｅｔ．ａｌ．，”ＣＨＡＲＡＣＴＥＲＩＺＩＮＧ  ＤＩＧＩＴＡＬ  ＩＭＡＧＥ  ＡＣＱＵＩＳＩＴＩＯＮ  ＤＥＶＩＣＥＳ”、Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｅｎｇｉｇｎｅｅｒｉｎｇ、ｖｏｌ．３０、Ｎｏ２、Ｆｅｂｒｕａｒｙ  １９９１．
【発明の開示】
【００１０】
本発明の第１の態様においては、デジタル画像化システムを特徴付けるための方法において、上記デジタル画像化システムにより得られた画像の少なくとも関心領域におけるエッジのおおよその位置を、上記デジタル画像化システムに含まれる画像化要素の配列における画像化要素の読み取りに基づいて決定することと、上記エッジに対しておおよそ垂直な線に沿って、上記デジタル画像化システムのスーパーサンプル化された特徴を決定することを備えており、上記画像化要素の上記配列における水平行および垂直列のいずれかと比較して大きな角度において、および、上記画像化要素の上記配列の対角線に沿って位置する向き以外の角度において、上記デジタル画像化システムを特徴付ける際に、非内挿された読み取りだけが、上記デジタル画像化システムの上記スーパーサンプル化された特徴を決定することに用いられる方法が提供される。
【００１１】
本発明の第１の態様と一致して、内挿された読み取りが、上記エッジの上記おおよその位置の決定に用いられる。そして、さらには、上記内挿された読み取りが、上記エッジに対しておおよそ垂直な１セットの線に沿った一定間隔の距離で決定される。また、本発明の第１の態様と一致して、上記デジタル画像化システムの上記スーパーサンプル化された特徴が、スーパーサンプル化されたエッジ広がり関数である。また、本発明の第１の態様と一致して、上記非内挿された読み取りが、上記エッジに対しておおよそ垂直な線上で、不規則な間隔の点で決定される。さらにまた、本発明の第１の態様と一致して、上記方法は、さらに、一定間隔に平均化されたかまたは組合された読み取りを得るために、上記非内挿された画像化要素の読み取りを入れることを備えている。また、上記関心領域が、上記エッジに対しておおよそ平行な２つの対向する辺を備えた矩形である。またさらに、非内挿された読み取りが、上記エッジの上記おおよその位置の決定に用いられる。また、上記関心領域が、上記画像化要素の上記配列における画像化要素の水平行または垂直列のいずれかに対しておおよそ平行な２つの対向する辺を備えた矩形である。さらにまた、本発明の第１の態様と一致して、上記エッジの上記おおよその位置を決定する際に、該エッジに対する上記デジタル画像化システムの応答を示す情報の射影が、上記画像化要素の上記配列における画像化要素の水平行または垂直列のいずれかと方向が揃えられており、そのことにより、画像化要素の内挿された読み取りを用いる必要性が除外される。
【００１２】
本発明の第２の態様においては、コンピュータプログラム命令がそこに記憶された、コンピュータが読み取り可能な記憶構造を備えており、それによって、コンピュータプロセッサが、本発明の第１の態様に従った方法のステップを実行可能であるコンピュータプログラム製品が提供される。
【００１３】
本発明の第３の態様においては、本発明の第１の態様に従った方法のステップを実行するための手段を備えた装置が提供される。
【００１４】
本発明の第４の態様においては、エッジを含んだ画像に対応する読み取りを提供するためのデジタル画像化システムと、上記画像に対応する上記読み取りに基づいて、デジタル画像化システムを特徴付ける情報を提供するために、上記読み取りに応答する、本発明の第３の態様に従った装置とを備えたシステムが提供される。
【００１５】
本発明における上述した目的、他の目的、特徴および利点が、添付の図面と関連して表される後述する詳細な説明を考慮することから明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明は、（画像化要素を”読み取る”ステップを含む方法による）人間が読み取り可能／視認可能な画像を提供するために用いられる画像化要素（ピクセル）の水平または垂直列に対して大きな角度をなす方向に対する変調伝達関数（ＭＴＦ）／空間周波数応答（ＳＦＲ）に関して、少なくとも２つの関連した、デジタル画像化システムを特徴付ける方法を提供する。各方法において、画像化要素のサブセットを含む関心領域（ＲＯＩ）が決定される。そして、このＲＯＩは、２つの方法において異なる。第１の方法において、ＲＯＩは回転された矩形である（測定角度だけ回転される）。第２の方法において、ＲＯＩは水平および垂直な辺を有する矩形である。
【００１７】
第１の方法において、今、特に図２だけでなく、図３および図４が参照される。第１ステップ２０ａにおいて、エッジ３０（図３）がシステムにより画像化される。エッジ３０は、画像化要素の垂直線３１または水平線３２（時々ここでは走査線と呼ばれる）に対して大きな角度をなしており、望まれるＭＴＦ測定方向３３に対しておよそ垂直な方向を有している。ここで、エッジの角度は、（画像化要素の）列および行に対する角度のうち小さい方と定義される。実際には、画像が大きくて、エッジ近傍の小さなＲＯＩだけが用いられるかも知れない。また、エッジは、非特許文献１に従った測定で用いられるような、形状および方向を変えた多くの異なる対象物を含んだ、テストパターンにおける対象物のエッジであっても良い。エッジは、大きな角度であるべきだが、対角線（４５度）のおおよそ２つの角度に含まれる以外の角度であるべきである。この方法は、また、水平または垂直が提供するおおよそ２つの角度と同じ位に小さい角度まで用いることができる。上述したことは、エッジの角度であれば良く、本方法が適用される実際の測定角度を制限しないことが強調される。測定角度（回転された座標系における角度と同じ）は完全に任意である。エッジの方向は、上述した例外を除いて、おおよそ測定角度に垂直であるべきである。
【００１８】
次のステップ２０ｂにおいて、ＲＯＩ３４ａが決定される。ＲＯＩ３４ａは、形状が矩形であり、ＭＴＦの測定が望まれる方向に対して垂直な２つの辺と、この測定が望まれる方向に対して平行な２つの辺を有している。
【００１９】
次のステップ２１ａにおいて、いわゆるエッジ広がり関数（ＥＳＦ）の値が（時々エッジ応答関数と呼ばれ、エッジに対して垂直に交差する線に位置する画像化要素の読み取り、または関係した／内挿した値、を含む）、ＭＴＦの測定が望まれる方向においてＲＯＩにおける線に沿った、通常等間隔の点で計算される。（ーー画像化要素の読み取りであるーー値は、ピクセル中心がない場合には、点近傍のピクセルの読み取りに基づいて、値がＲＯＩにおける点に割り当てられるという意味では、内挿されるといえる。）望ましい方向は、垂直走査線３１または水平走査線３２のいずれかの方向に沿ってｘ軸が位置する座標系から、回転された座標系のｘ軸の方向を決定することにより得られる。そのように、回転された座標系において、ｘ軸はおおよそエッジに対して垂直であり、ｙ軸はおおよそエッジに沿っている。望ましい方向おいて、つまり回転された座標系のｘ方向における線に沿ってＥＳＦを計算することにおいて、ＥＳＦは、線に沿った等間隔の点で計算される。この線上の点と、ＲＯＩにおける画像化要素、つまり画像におけるピクセル、とは一列に並んでいないので、線上の点に対するＥＳＦの近似値を見つけるために、画像データの内挿が用いられる。異なる種類の内挿を用いることができる。例えば、１つの線上の１点を囲む４つのピクセルに基づいて、２本の線の内挿を用いることができる。今、特に、垂直走査線および水平走査線の基調をなすグリッドが、画像における（十字３５により示されている位置で）画像化要素／ピクセル３５の配列に対応する図３を参照して、線３３上の点３６におけるＥＳＦを決定するための２本の線の内挿に対して、ＥＳＦの値が、点３６に（図３において４つの十字により示される）最近接の４つの画像化要素／ピクセル３５それぞれにおけるＥＳＦの値の１次結合を用いて、点３６へのそれぞれからの距離に基づく重み付けをされて計算される。
【００２０】
２本の線の内挿がどのように実行されるのかを示す一例として、点３６が、回転された座標系において座標（ｘ、ｙ）を有すると仮定する。元の（ｉ、ｊ）系において対応する座標は、（ｘ、ｙ）の値を適当に回転することにより計算される。回転後の結果を（ｘ１、ｙ１）といい、
【００２１】
以下、
i1 = floor(x1)（ｘ１未満かまたはｘ１と等しい最大の整数）
j1 = floor(x2)、
t = x1 - i1（少数部分）、そして
s = y1 - j1
とする。
【００２２】
元の画像における囲むピクセル３５は、(i1,j1),(i1+1,j1),(i1,j1+1)および(i1+1,j1+1)という座標を有するこれらのピクセルである。そして、点３６におけるＥＳＦに対して用いられる値は、以下のように計算される。
【００２３】
(1-t)(1-s)P[i1,j1]+t(1-s)P[i1+1,j1]+(1-t)sP[i1,j1+1]+tsP[i1+1,j+1]
ここで、P[i,j]は、（ｉ、ｊ）における元の画像ピクセルの値である。（他の内挿法も、もちろん用いることができる。）
【００２４】
次のステップ２１ｂにおいて、例えば非特許文献１においてなされているのと同じ方法で、いわゆる線広がり関数（ＬＳＦ）が、エッジ広がり関数を（数値的に）微分することによって、ＥＳＦが計算された各点において（各線における１つまたはそれ以上の端点を除いて）計算される。（ＬＳＦは、また、ＥＳＦが決定されているより多くの点を用いて各微分を計算することで、より少ない点で見積もられることができる。）
【００２５】
次のステップ２１ｃにおいて、例えばまた非特許文献１の例ように、各線の中心軌跡が決定される。すなわち、各線に沿った振幅の中心と表現されるものを決定する（同様に、線に沿った質量分布の中心が決定されるだろう）。
【００２６】
次にステップ２１ｄにおいて、例えばまた非特許文献１の例のように、ある直線（または、放物線もしくは放物線以外の多項式に対応するカーブというような、ある所定の一般形式であるカーブ）が中心軌跡のデータにフィットされる。そのように、エッジの位置の見積もりが提供される。（画像において（例えばレンズにおける光学的なゆがみから生じる）幾何学的なゆがみがある場合には、その直線は、わずかにカーブした線として画像化されるかも知れない。放物線をフィットすることは、事実上エッジをまっすぐにすることができて、ＳＦＲ測定の精度を向上する。アルゴリズムは何ら変わらない。）
【００２７】
次にステップ２２ａにおいて、そして今特に図４を参照して、回転された座標軸（ｘｙ）によるＲＯＩにおける画像化要素の個別の座標（xij,yij）は、座標軸（ij）を有する回転されていない座標系における対応する座標の観点から決定される。図４から見られるように、回転された座標系における座標は、回転された座標系における（２次元）ベクトル、すなわち((i,j) - (ベクトルx0)）、のスカラ積を、回転された座標系の軸を定める２つの直交する方向それぞれにとることにより決定できる。
【００２８】
xij = ((i,j) - (ベクトルx0))T (ベクトルx)  そして、
yij = ((i,j) - (ベクトルx0))T (ベクトルy)
【００２９】
次にステップ２２ｂにおいて、ｘ軸に沿った点 xij - e(yij) におけるＥＳＦの値に対する(i,j)におけるピクセルの画像化要素出力 pij を用いて、スーパーサンプル化されたＥＳＦがｘ軸に沿って提供される。ここで、e(η)は、（図４を参照して）ｘ軸から、ｙ軸に沿った点ηにおける（中心軌跡にフィットされた線またはカーブあたりの）エッジまでの距離である。スーパーサンプル化されたＥＳＦデータは、そのように、線に沿って不規則に線上に定められる。
【００３０】
次にステップ２２ｃにおいて、スーパーサンプル化されたＥＳＦに入れられる。すなわち、xij - e(yij) の値により同じに分類されるＥＳＦのすべての値は、ひとまとめにされる（そして、場合により平均化される）。例えば、図４に示されるように、各ピクセル幅（あるピクセルから最近接のピクセルまで、そのようにあるピクセルから水平または垂直な方向に測定される）に対して４つの地点４１が、ｘ軸に沿って用いることができ、ピクセル幅の１／４の距離で等間隔にｘ軸に沿ったデータが与えられる。
【００３１】
次にステップ２３ａにおいて、例えば非特許文献１のように、スーパーサンプル化されたＬＳＦを得るために、スーパーサンプル化されたＥＳＦが微分される。そして、ステップ２３ｂの最後において、また非特許文献１の例のように、ＬＳＦは、ｘ軸の距離に沿ったＭＴＦの見積もりを得るために、フーリエ変換される。
【００３２】
そのように、本発明はエッジの位置を見積もるために内挿を用いるが、非内挿された画像化要素の読み取りが、スーパーサンプル化されたＥＳＦを提供するため、およびその後のすべてのステップに用いられる。
【００３３】
第２の態様において、ＲＯＩは、画像化要素の配列における列および行の方向と揃えられた辺を有する矩形の領域にとられる。エッジの位置は、水平行または垂直列の２つのいずれかの方向がエッジの法線により近いのかに依存して、水平行または垂直列のいずれかに沿ったＬＳＦに対する値に基づいて、中心軌跡を計算することにより見積もられる。ＬＳＦは行または列に沿って計算されるので、内挿値が用いられる必要はないが、得られたＬＳＦは、水平軸または垂直軸いずれかの方向における本当のＬＳＦの射影である。しかしながら、ＬＳＦがエッジに沿って一様であると仮定できるので、いまだに中心軌跡はエッジの位置の良い見積もりを与える。（前と同様に、最適の線形または他の多項式による中心軌跡の位置へのフィットが、その後エッジの位置を最終的に見積もるために用いられる。）エッジ広がり関数の（内挿値を用いない）スーパーサンプリング化および平均化が、軸の一つが見積もられるエッジの位置と揃えられ、且つＲＯＩにおけるすべての値が用いられる回転された座標系を使用するという、第１の態様においてと本質的に同様になされる。
【００３４】
そのように、第２の方法は、エッジの位置がどのように見つけられるのかという点で非特許文献１の方法と似ているが、また異なってもいる。本当のＥＳＦの値（および対応するＬＳＦの値）を用いる代わりに、第２の方法は、（水平軸／垂直軸のどちらが、ＭＴＦに対する望ましい方向により近いのかに依存して）水平軸／垂直軸の方向におけるＥＳＦ（同様にＬＳＦ）の射影を用いるということが相違点である。ＥＳＦおよびＬＳＦがエッジからの距離のみに依存するということを仮定できるので、（エッジからの距離とコサインの逆数との積という）１次座標変換が、本当のＥＳＦおよびＬＳＦを第２の方法で用いられる射影に関連付けるために用いられる。角度が小さい場合には、コサイン因子が、１に等しいとされるので、その結果は、数値だけでなく手順についても、非特許文献１の方法と同じとなる。（第２の態様において、エッジ自身と平行な射影は、スーパーサンプル化されたＥＳＦに達して用いられるので、結果としてのＭＴＦは、図３の線３３に沿うのではなく、エッジに対してまさに垂直な方向に対してとなる。）言い換えると、第２の方法もまた、回転された座標系を用いるが、１つの軸がエッジの方向と揃っている。
【００３５】
第２の態様は、本質的に第１の態様の変形例として見ることができる。他の変形例が、２つの方法のアプローチを混ぜて用いることができる。例えば、第１の態様は、ＲＯＩを元の水平軸および垂直軸に揃えさせるということだけ変化させて用いられても良い。他には、第１の態様は、中心軌跡の位置を計算するために、行および列に沿ったＬＳＦ射影を用いて、第２の態様におけるエッジを検出するアプローチを適用しても良い。第１の態様は、また、（ある技術または他の技術により見つけられた）エッジ方向に揃えられた回転された座標系を用いることができる。
【００３６】
そのように、上述した２つの態様およびそれらのアプローチの異なる組み合わせに基づいて、本発明の他の異なる態様が用いられることができる。しかしながら、本発明のすべての態様において、画像は、第１の態様のおけるステップ２２ａ〜２２ｃにより述べられたように、エッジを含む選択されたＲＯＩにおいてサンプリングされて、画像データがエッジの位置を位置づけするために用いられて、スーパーサンプル化されたＥＳＦが、その後、エッジ方向に対して垂直に近い方向における画像データから生成される。
【００３７】
上述したように、本発明は、デジタル画像化システムを特徴付ける方法を提供する。本発明は、また、様々なモジュールを構成する対応した機器を提供して、本方法のステップを実行するための機能性を提供する。モジュールは、ハードウエアとして提供されても良いし、または、プロセッサにより実行されるソフトウエアもしくはファームウエアとして提供されても良い。特に、ソフトウエアまたはファームウエアである場合には、本発明は、そこでコンピュータプロセッサにより実行される、コンピュータプログラム・コード（すなわち、ソフトウエアまたはファームウエア）を記録したコンピュータが読み取り可能な記録構造を含む、コンピュータソフトウエア製品として提供することができる。
【００３８】
本発明の測定のためのテスト条件は、画像化されるエッジが、上述したように、実質的に大きく傾いた角度を有して方向付けられていることを除いて、非特許文献１において記載されている方法に従った測定に対して設定される。そのように、今図５を参照して、エッジが、デジタル画像化システム５３から所定の測定距離にあるテストチャート５１上に、ランプ５２により、（例えば、チャートの白い領域の照度が、チャートの中心近傍の平均照度の１０％以内であるように）テストチャート上のどこもが、受け入れることができる照度を有するように照らされて、示されることができる。遮光版（バッフル）５４が、ランプ５２からの光がデジタル画像化システム５３のレンズを直接照らすことを防止するために用いられるべきである。最後に、照明装置の明かりを最小限にするために、マット・ブラック・ウォール５５が、テストチャートの後ろに配置されるか、または、テストチャートの周りの領域が低い反射率を有するように、他の手段が手配されるべきである。カメラは、測定に対して最も適したセッティングを決定するために、様々なセッティングにおいて焦点が合わされるべきである（すなわち、例えば、デジタル画像化システムにおけるナイキスト周波数の約１／４の空間周波数において最も高い平均変調レベルをもたらすセッティング、ナイキスト周波数は、ＭＴＦが無視できるぐらいに小さい空間周波数（または単位距離あたりの線数）である）。
【００３９】
焦点合わせに加えて、（画像圧縮に関連するような）他のデジタル画像化システム／カメラセッティングが、ホワイト・テスト対象領域から最大値近傍の信号がもたらされるように調節されるべきである。また、カラー・カメラに対して、カメラのホワイト・バランスが、照明光源に対して、おおよそ等しい赤、緑および青の信号レベルがもたらされるように、調節されるべきである。カメラが、普通ＥＳＦの値の決定において読まれるところの、輝度出力信号を備えていない場合には、単に１つの色に対して読み取るだけの代わりに、すなわち緑チャンネルだけからの例のように、カラーレコードの読み取りの適当な組み合わせがなされるべきである。最後に、画像を表示する信号が、画面輝度値の非線形関数である場合には、非特許文献１において設定されるように、いわゆるガンマ補正がなされるべきである。
【００４０】
画像化要素の読み取り（すなわち、例えば各画像化要素に対する読み取りを示すデータ）が、そのように得られて、デジタル画像化システム５３に格納される。これらの読み取り（言い換えれば、ＭＴＦ測定データ）は、上述した２つの方法のいずれかを用いた本発明による解析を実行するための入力として、その後計算装置５６へ転送される。そして、（読み取り自身から決定された）測定の角度および対応して見積もられたＭＴＦが出力として提供される。
【００４１】
上述した配置は、本発明の原理を適用した実例だけであるということが理解される。多くの変形および他の配置が、本発明の範囲から離れることなく、当業者によって、発明されるかもしれない。そして、添付の請求項は、そのような変形および配置を保護しようとするものである。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】図１は、仮想的変調伝達関数を、説明のみのために示すグラフである。
【図２】図２は、本発明の方法のフローチャートである。
【図３】図３は、図２に示された方法により解析されるようなエッジの画像の例である。
【図４】図４は、図２に示された方法により解析されるようなエッジの画像の例である。
【図５】図５は、デジタル画像化システム（システムの一部）を特徴付ける本発明（およびまた先行技術）のブロックダイアグラム／フローダイアグラムである。
【図１】
2008500529.tif 000003
【図２】
2008500529.tif 000004
【図３】
2008500529.tif 000005
【図４】
2008500529.tif 000006
【図５】
2008500529.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成19年1月25日(2007.1.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタル画像化システムを特徴付けるための方法において、
前記デジタル画像化システムにより得られた画像の少なくとも関心領域におけるエッジのおおよその位置を、前記デジタル画像化システムに含まれる画像化要素の配列における画像化要素の読み取りに基づいて決定することと、
前記エッジに対しておおよそ垂直な線に沿って、前記デジタル画像化システムのスーパーサンプル化された特徴を決定することを備えており、
前記画像化要素の前記配列における水平行および垂直列のいずれかと比較して大きな角度において、および、前記画像化要素の前記配列の対角線に沿って位置する向き以外の角度において、前記デジタル画像化システムを特徴付ける際に、非内挿された読み取りだけが、前記デジタル画像化システムの前記スーパーサンプル化された特徴を決定することに用いられる方法。
【請求項２】
内挿された読み取りが、前記エッジの前記おおよその位置の決定に用いられる請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記内挿された読み取りが、前記エッジに対しておおよそ垂直な１セットの線に沿った一定間隔の距離で決定される請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記デジタル画像化システムの前記スーパーサンプル化された特徴が、スーパーサンプル化されたエッジ広がり関数である請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記非内挿された読み取りが、前記エッジに対しておおよそ垂直な線上で、不規則な間隔の点で決定される請求項１に記載の方法。
【請求項６】
さらに、一定間隔に平均化されたかまたは組合された読み取りを得るために、前記非内挿された画像化要素の読み取りを入れることを備えている請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記関心領域が、前記エッジに対しておおよそ平行な２つの対向する辺を備えた矩形である請求項１に記載の方法。
【請求項８】
非内挿された読み取りが、前記エッジの前記おおよその位置の決定に用いられる請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記関心領域が、前記画像化要素の前記配列における画像化要素の水平行または垂直列のいずれかに対しておおよそ平行な２つの対向する辺を備えた矩形である請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記エッジの前記おおよその位置を決定する際に、該エッジに対する前記デジタル画像化システムの応答を示す情報の射影が、前記画像化要素の前記配列における画像化要素の水平行または垂直列のいずれかと方向が揃えられており、そのことにより、画像化要素の内挿された読み取りを用いる必要性が除外される請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
コンピュータプログラム命令がそこに記憶された、コンピュータが読み取り可能な記憶構造を備えており、それによって、コンピュータプロセッサが請求項１に記載の方法のステップを実行可能であるコンピュータプログラム製品。
【請求項１２】
デジタル画像化システムを特徴付けるための装置において、
前記デジタル画像化システムにより得られた画像の少なくとも関心領域におけるエッジのおおよその位置を、前記デジタル画像化システムに含まれる画像化要素の配列における画像化要素の読み取りに基づいて決定する手段と、
前記エッジに対しておおよそ垂直な線に沿って、前記デジタル画像化システムのスーパーサンプル化された特徴を決定する手段とを備えており、
前記画像化要素の前記配列における水平行および垂直列のいずれかと比較して大きな角度において、および、前記画像化要素の前記配列の対角線に沿って位置する向き以外の角度において、前記デジタル画像化システムを特徴付ける際に、非内挿された読み取りだけが、前記デジタル画像化システムの前記スーパーサンプル化された特徴を決定することに用いられる装置。
【請求項１３】
内挿された読み取りが、前記エッジの前記おおよその位置の決定に用いられる請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記内挿された読み取りが、前記エッジに対しておおよそ垂直な１セットの線に沿った一定間隔の距離で決定される請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記デジタル画像化システムの前記スーパーサンプル化された特徴が、スーパーサンプル化されたエッジ広がり関数である請求項１２に記載の装置。
【請求項１６】
前記非内挿された読み取りが、前記エッジに対しておおよそ垂直な線上で、不規則な間隔の点で決定される請求項１２に記載の装置。
【請求項１７】
さらに、一定間隔に平均化されたかまたは組合された読み取りを得るために、前記非内挿された画像化要素の読み取りを入れる手段を備えている請求項１２に記載の装置。
【請求項１８】
前記関心領域が、前記エッジに対しておおよそ平行な２つの対向する辺を備えた矩形である請求項１２に記載の装置。
【請求項１９】
非内挿された読み取りが、前記エッジの前記おおよその位置の決定に用いられる請求項１２に記載の装置。
【請求項２０】
前記関心領域が、前記画像化要素の前記配列における画像化要素の水平行または垂直列のいずれかに対しておおよそ平行な２つの対向する辺を備えた矩形である請求項１２に記載の装置。
【請求項２１】
前記エッジの前記おおよその位置を決定する際に、該エッジに対する前記デジタル画像化システムの応答を示す情報の射影が、前記画像化要素の前記配列における画像化要素の水平行または垂直列のいずれかと方向が揃えられており、そのことにより、画像化要素の内挿された読み取りを用いる必要性が除外される請求項１２に記載の装置。
【請求項２２】
エッジを含んだ画像に対応する読み取りを提供するためのデジタル画像化システムと、
前記画像に対応する前記読み取りに基づいて、前記デジタル画像化システムを特徴付ける情報を提供するために、該読み取りに応答する請求項１２に記載の装置と、
を備えたシステム。
【請求項２３】
デジタル画像化システムを特徴付けるためのプロセッサを備えた装置において、
前記プロセッサは、
前記デジタル画像化システムにより得られた画像の少なくとも関心領域におけるエッジのおおよその位置を、前記デジタル画像化システムに含まれる画像化要素の配列における画像化要素の読み取りに基づいて決定し、
前記エッジに対しておおよそ垂直な線に沿って、前記デジタル画像化システムのスーパーサンプル化された特徴を決定する、
ように構成されており、
前記プロセッサは、さらに、
前記画像化要素の前記配列における水平行および垂直列のいずれかと比較して大きな角度において、および、前記画像化要素の前記配列の対角線に沿って位置する向き以外の角度において、前記デジタル画像化システムを特徴付ける際に、非内挿された読み取りだけが、前記デジタル画像化システムの前記スーパーサンプル化された特徴を決定することに用いられる、
ように構成されている装置。
【請求項２４】
内挿された読み取りが、前記エッジの前記おおよその位置の決定に用いられるように、前記プロセッサが構成されている請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
前記内挿された読み取りが、前記エッジに対しておおよそ垂直な１セットの線に沿った一定間隔の距離で決定されるように、前記プロセッサが構成されている請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
前記デジタル画像化システムの前記スーパーサンプル化された特徴が、スーパーサンプル化されたエッジ広がり関数である請求項２３に記載の装置。
【請求項２７】
前記非内挿された読み取りが、前記エッジに対しておおよそ垂直な線上で、不規則な間隔の点で決定されるように、前記プロセッサが構成されている請求項２３に記載の装置。
【請求項２８】
一定間隔に平均化されたかまたは組合された読み取りを得るために、前記非内挿された画像化要素の読み取りを入れるように、前記プロセッサが、さらに構成されている請求項２３に記載の装置。
【請求項２９】
前記関心領域が、前記エッジに対しておおよそ平行な２つの対向する辺を備えた矩形である請求項２３に記載の装置。
【請求項３０】
非内挿された読み取りが、前記エッジの前記おおよその位置の決定に用いられるように、前記プロセッサが構成されている請求項２３に記載の装置。
【請求項３１】
前記関心領域が、前記画像化要素の前記配列における画像化要素の水平行または垂直列のいずれかに対しておおよそ平行な２つの対向する辺を備えた矩形である請求項２３に記載の装置。
【請求項３２】
前記エッジの前記おおよその位置を決定する際に、該エッジに対する前記デジタル画像化システムの応答を示す情報の射影が、前記画像化要素の前記配列における画像化要素の水平行または垂直列のいずれかと方向が揃えられており、そのことにより、画像化要素の内挿された読み取りを用いる必要性が除外されるように、前記プロセッサが構成されている請求項２３に記載の装置。
【手続補正書】
【提出日】平成19年3月16日(2007.3.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１１】
コンピュータが読み取り可能な記憶構造に記憶されたコンピュータプログラムの命令であって、コンピュータプロセッサに請求項１に記載の方法のステップを実行させるコンピュータプログラム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
以下、
i1 = floor(x1)（ｘ１未満かまたはｘ１と等しい最大の整数）
j1 = floor(y1)、
t = x1 - i1（少数部分）、そして
s = y1 - j1
とする。
【国際調査報告】
2008500529.tif 000008
2008500529.tif 000009
2008500529.tif 000010