製品概要

8K、4KなどUHDTVの最大の特長は、その空間解像度の高さであり、撮像システム(カメラ)の解像度特性が重要です。
空間解像度とは、カメラがどれだけ細かいところまで取り込んで表現できているかという能力を指しますが、空間解像度は画素数と同じではありません。
そこで、様々な空間周波数における応答の大きさを表した指標として、MTF(Modulation Transfer Function)があります。
MTFは、空間解像度特性の信頼できる指標として、カメラ、レンズの開発や撮影現場など、さまざまなシーンで活用することができます。
このたびアストロデザインでは、日本放送協会様の協力のもと、8KリアルタイムMTF測定装置IP-8030を開発しました。

システムイメージ図

特長

●リアルタイム測定に対応
 ・ズームレンズなどの焦点距離を変えながらの測定が可能です。
 ・MTFが最適となるF値の探索が可能です。
 ・光学特性とディテール補正・エンハンス補正などの各種プロセスとの総合MTFの測定が可能です。
●多方向の測定に対応
 ・光軸歪みの検出が可能です。
 ・画素構造や各種プロセスによる異方向の検出が可能です。
 ・ROI(Regionb of Interest関心領域)は任意の形状を測定可能です。
●高確度・高精度
 ・平均値処理が可能でランダムノイズの影響を低減します。
 ・フィッティング処理により幾何学歪みの影響を低滅します。
 ・撮像系のエッジ応答をオーバーサンプリング測定できるのでDCからナイキスト周波数以上(折り返し)領域までのMTFを測定ができます。

測定結果の表示

本装置は下記文章に記載されているSlanted-edge測定法をベースにした測定アルゴリズムを採用しています。
 ・ISO Standard 12233、"Photography-Electronic Still Picture Cameras-Resolution Measurements," 2000.
  ・ARIB TR-B41テレビジョンカメラシステムの解像度特性測定法 1.0版

オプション

 

項目 仕様
OP-4030-1 チャート架台(チャートフォルダー+三脚)
OP-4030-2 MTFチャート/チャート架台用ケース
OP-4030-3 水平垂直共用チャート 一つ、又は複数のROIのエッジ分析用に使用
OP-4030-4  多方向エッジチャート(羽数 16) 多方向(16方向/8方向)のエッジ分析に使用
OP-4030-5  多方向エッジチャート(羽数 15) 多方向(14方向)のエッジ分析に使用

 

MTFとは

MTF (Modulation Transfer Function)は日本語で変調伝達関数ですが、
空間周波数特性という別名の方が分かりやすいと思います。
要は、カメラで画像を撮るとき、どれぐらいの解像度で絵が撮れるか、を数値で表したものです。

MTFは、たとえば被写体に白と黒の縞模様をもってきて、その縞のピッチ(間隔)を荒いものから細かいものまでいろいろ用意して、
それをカメラで画像にしたとき、画像のコントラストが縞のピッチに応じてどれぐらいになるかを示したグラフです。
横軸は、空間周波数(cycles/mm)で、縦軸はコントラスト比(0.0から1.0)です。
cycles/mmは、白と黒のペアが、撮像板上で1mmの中に入ったときに1 cycles/mmです。

MTFは、純アナログのフィルムカメラのころ、もともとレンズの解像度特性を表わすために使われていました。
レンズはその作りによって、被写体の模様が細かいほど、像がぼけてコントラストが落ちます。
したがってレンズのMTF特性を描くと、0 cycles/mm(直流)の1.0から始まって、周波数が高くなるほど
だらだらと曲線を描いてコントラストが落ちて行きます。このグラフを見れば、そのレンズが、たとえば、
2K、4K、8Kといったカメラの撮像面で必要とされる応答を満足しているかどうか分かります。

ちなみに、フィルム時代のMTFは、30 cycles/mmにおける応答が目安になっていました。
銀塩フィルムの粒子ピッチがそのあたりに相当したからです。
ところが、昨今の、たとえば8K撮像板になると画素ピッチがさらに上がるので、
昔の基準よりシビアになっており、フィルム時代のままのMTFではきちんと解像度を語れません。
また、現在ではMTFはレンズだけの話でなく、デジタルカメラとしてカメラ本体の様々な機構を含んだ
総合的なMTFとしても使われています。MTFを見ることで、その撮像システムが全体として、要求される
解像度をどれぐらい満足しているかを直読できます。

アストロデザインでは、日本放送協会様の協力のもと、リアルタイムMTF測定装置を開発しました。
従来のようにさまざまなピッチの縞模様を印刷したテストチャートを決まった画角で撮影する測定法と異なり、
白と黒のエッジを含むチャートを撮影し、任意の方向のエッジ応答からMTFを求める改良型Slanted-edge測定法
を使っています。そのため、レンズのズームを変えてさまざまな画角で撮影しながら、
それぞれの焦点距離におけるMTFをPCモニタ上のグラフでリアルタイムに直読できます。

このように本装置は、従来のように画角の設定がシビアで焦点距離や撮影距離が固定される制約がなく、
カメラ、レンズの開発や撮影現場など、様々なシーンで解像度特性を簡単かつ正確にチェックすることができます。

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