知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-02-07
(45)【発行日】2024-02-16
(54)【発明の名称】ディスプレイＭＴＦ測定装置およびそのプログラム
(51)【国際特許分類】
G01M 11/02 20060101AFI20240208BHJP
G01M 11/00 20060101ALI20240208BHJP
H04N 17/04 20060101ALI20240208BHJP
【ＦＩ】
G01M11/02 A
G01M11/00 T
H04N17/04 D
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2020011663
(22)【出願日】2020-01-28
(65)【公開番号】P2021117147
(43)【公開日】2021-08-10
【審査請求日】2022-12-12
(73)【特許権者】
【識別番号】000004352
【氏名又は名称】日本放送協会
(74)【代理人】
【識別番号】110001807
【氏名又は名称】弁理士法人磯野国際特許商標事務所
(72)【発明者】
【氏名】正岡 顕一郎
【審査官】田中 洋介
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１９－１９４５７７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－１２８４３４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００１－０５４１４７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－２４３６０９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２１－１０７８０４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｍ １１／００－１１／０８
Ｈ０４Ｎ １７／００－１７／０６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ディスプレイの表示画像を前記ディスプレイのフレームレート以上のフレームレートのカメラで撮影した撮影画像から、前記ディスプレイの空間周波数特性を表すディスプレイＭＴＦを測定するディスプレイＭＴＦ測定装置であって、前記撮影画像上の直線のラインを含む予め設定されたＲＯＩの画像において前記ラインの傾き角度を検出するライン傾き検出手段と、
前記表示画像上で前記ラインを予め定めた画素移動速度で移動させて撮影した撮影画像における同一位置の前記ＲＯＩの画像の画素と、前記傾き角度に基づく前記ラインに垂直となるサブピクセル間隔のビンの投影軸における前記ビンとを、前記ビンの配列を順次一方向に予め定めたシフト量でシフトして前記投影軸に対して垂直に対応付けるビン配列シフト投影手段と、
前記シフト量のシフトを戻して、同一のビンに対応付けられた画素の画素値を平均化して線広がり関数を生成する線広がり関数生成手段と、
前記線広がり関数から、前記撮影画像で測定されるＭＴＦとして測定ＭＴＦを算出するＭＴＦ算出手段と、
前記ディスプレイおよび前記カメラの空間周波数比と、前記カメラのＭＴＦであるカメラＭＴＦとにより、前記測定ＭＴＦを補正することで、前記ディスプレイＭＴＦを算出するＭＴＦ補正手段と、
を備えることを特徴とするディスプレイＭＴＦ測定装置。
【請求項2】
前記ディスプレイと前記カメラのフレームレートの比率をｒ、前記ディスプレイに対する前記カメラの画素の相対倍率をｍ、前記カメラの画素幅と前記ビンの幅の比をｎｂｉｎ、前記画素移動速度をｐとしたとき、前記シフト量は、前記カメラが撮影した１フレームにつき、ｐ×ｍ×ｎｂｉｎ／ｒであることを特徴とする請求項１に記載のディスプレイＭＴＦ測定装置。
【請求項3】
ある空間周波数ｆにおける前記測定ＭＴＦの値をＭＴＦＤＩＳＰ＋ＣＡＭ＋ｂｉｎｎｉｎｇ（ｆ）、前記カメラＭＴＦの値をＭＴＦＣＡＭ（ｆ）としたとき、前記ＭＴＦ補正手段は、前記カメラの空間周波数ｆＣＡＭにおけるＭＴＦＤＩＳＰ＋ＣＡＭ（ｆＣＡＭ）をＭＴＦＤＩＳＰ＋ＣＡＭ＋ｂｉｎｎｉｎｇ（ｆＣＡＭ）／ｓｉｎｃ（ｆＣＡＭ／ｎｂｉｎ）により補正した後、前記ディスプレイの空間周波数ｆＤＩＳＰにおける前記ディスプレイＭＴＦの値であるＭＴＦＤＩＳＰ（ｆＤＩＳＰ）を、ＭＴＦＤＩＳＰ（ｆＤＩＳＰ）＝ＭＴＦＤＩＳＰ＋ＣＡＭ（ｆＤＩＳＰ／ｍ）×ｓｉｎｃ（ｆＤＩＳＰ／ｒ）／ＭＴＦＣＡＭ（ｆＤＩＳＰ／ｍ）により算出することを特徴とする請求項２に記載のディスプレイＭＴＦ測定装置。
【請求項4】
前記表示画像上で前記ラインを静止させて撮影した撮影画像における前記ＲＯＩの画像の画素と、前記傾き角度に基づく前記ラインに垂直となるサブピクセル間隔のビンの投影軸における前記ビンとを、前記ビンの配列を固定して前記投影軸に対して垂直に対応付ける、前記ビン配列シフト投影手段と切り替えて動作するビン配列固定投影手段をさらに備え、前記線広がり関数生成手段は、前記シフト量を０として、前記線広がり関数を生成することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のディスプレイＭＴＦ測定装置。
【請求項5】
前記ビン配列シフト投影手段を動作させることで算出されるディスプレイＭＴＦと、前記ビン配列固定投影手段を動作させることで算出されるディスプレイＭＴＦとの比を算出る特性比算出手段をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載のディスプレイＭＴＦ測定装置。
【請求項6】
コンピュータを、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のディスプレイＭＴＦ測定装置として機能させるためのディスプレイＭＴＦ測定プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ディスプレイの動特性を空間周波数特性を示すＭＴＦ（Modulation Transfer Function）で測定するディスプレイＭＴＦ測定装置およびそのプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、カメラでディスプレイを撮影し、画素構造に依存しないディスプレイの空間解像度特性を分析する手法として、ディスプレイに矩形波（非特許文献１）や正弦波（非特許文献２）を表示して変調度を測定する手法がある。
このディスプレイの変調度を測定する従来手法は、図１７（ａ）に示すように、水平方向または垂直方向に白黒の矩形波のパターンＰをディスプレイに表示し、カメラで撮影する。なお、図１７（ａ）は、画素構造の例としてＲＧＢＷの構造を示し、１画素ごとに白黒を表した水平方向の矩形波のパターンＰを表示した例を示している。
そして、従来手法は、カメラで撮影した画像から、図１７（ｂ）に示すように、横軸をカメラ画素位置（水平方向または垂直方向）、縦軸を輝度（画素値）とした、サブピクセル単位の位置の輝度（図１７（ｂ）中、実線）に１画素幅の平滑化フィルタをかけて（図１７（ｂ）中、破線）変調度を測定している。
このディスプレイの変調度を測定する従来手法は、図１７（ａ）に示すように、水平方向または垂直方向に白黒の矩形波のパターンＰをディスプレイに表示し、カメラで撮影する。なお、図１７（ａ）は、画素構造の例としてＲＧＢＷの構造を示し、１画素ごとに白黒を表した水平方向の矩形波のパターンＰを表示した例を示している。
そして、従来手法は、カメラで撮影した画像から、図１７（ｂ）に示すように、横軸をカメラ画素位置（水平方向または垂直方向）、縦軸を輝度（画素値）とした、サブピクセル単位の位置の輝度（図１７（ｂ）中、実線）に１画素幅の平滑化フィルタをかけて（図１７（ｂ）中、破線）変調度を測定している。
【0003】
また、ディスプレイにおける動画ボヤケを評価する手法として、ミラーを取り付けたガルバノスキャナを動画の移動速度に合わせて回転させ、撮影された追従画像を分析する手法がある（特許文献１，２）。
この手法は、カメラのイメージセンサ上の定位置に結像される画像を分析することで、ディスプレイの動画応答を測定している。
この手法は、カメラのイメージセンサ上の定位置に結像される画像を分析することで、ディスプレイの動画応答を測定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特許第３６３００２４号公報
【文献】特許第４５８０３５６号公報
【非特許文献】
【0005】
【文献】“IDMS(Information Display Measurements Standard)”, SID(Society of Information Display), ICDM(International Committee for Display Metrology), version1.03, pp.109-138, June 1, 2012.
【文献】Triantaphillidou, S. and Jacobson, R.E.,“Measurements of the modulation transfer function of image displays”, Journal of Imaging Science and Technology. 48 (1), pp.58-65, 2004.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
従来のディスプレイの変調度の測定手法は、ディスプレイ上に水平方向または垂直方向の矩形波の信号を表示して変調度を測定している。
この場合、従来手法は、水平方向または垂直方向でしか変調度を測定することができないという問題がある。
しかし、実際にディスプレイに表示される画像は、水平方向や垂直方向に限定されず、斜め方向の線も多用され、その特性を把握することが望まれている。
また、従来の動画応答を測定する手法は、ガルバノスキャナの回転機構に高い精度が要求され、コストがかかるという問題がある。
この場合、従来手法は、水平方向または垂直方向でしか変調度を測定することができないという問題がある。
しかし、実際にディスプレイに表示される画像は、水平方向や垂直方向に限定されず、斜め方向の線も多用され、その特性を把握することが望まれている。
また、従来の動画応答を測定する手法は、ガルバノスキャナの回転機構に高い精度が要求され、コストがかかるという問題がある。
【0007】
本発明は、このような問題、要望に鑑みてなされたもので、メカニカルな回転や移動機構を用いず、かつ、水平方向や垂直方向に限定されずにディスプレイの動特性を空間周波数特性を示すＭＴＦで測定することが可能なディスプレイ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。
【課題を解決するための手段】
【0008】
前記課題を解決するため、本発明に係るディスプレイＭＴＦ測定装置は、ディスプレイの表示画像をディスプレイのフレームレート以上のフレームレートのカメラで撮影した撮影画像から、ディスプレイの空間周波数特性を表すディスプレイＭＴＦを測定するディスプレイＭＴＦ測定装置であって、ライン傾き検出手段と、ビン配列シフト投影手段と、線広がり関数生成手段と、ＭＴＦ算出手段と、ＭＴＦ補正手段と、を備える構成とした。
【0009】
かかる構成において、ディスプレイＭＴＦ測定装置は、ライン傾き検出手段によって、撮影画像上の直線のラインを含む予め設定されたＲＯＩの画像においてラインの傾き角度を検出する。
そして、ディスプレイＭＴＦ測定装置は、ビン配列シフト投影手段によって、表示画像上でラインを予め定めた画素移動速度で移動させて撮影した撮影画像における同一位置のＲＯＩの画像の画素と、傾き角度に基づくラインに垂直となるサブピクセル間隔のビンの投影軸における前記ビンとを、ビンの配列を順次一方向に予め定めたシフト量でシフトして投影軸に対して垂直に対応付ける。これによって、カメラやミラーを移動したり回転したりしてラインを追従させずに、ラインが一定速度で動くと仮定した場合の追従をシミュレートすることができる。
そして、ディスプレイＭＴＦ測定装置は、線広がり関数生成手段によって、シフト量のシフトを戻して、同一のビンに対応付けられた画素の画素値を平均化する。この投影軸上において平均化された画素値は、撮影画像における直線のラインの広がり特性を示す、投影軸のサブピクセル単位の座標系における線広がり関数となる。
そして、ディスプレイＭＴＦ測定装置は、ビン配列シフト投影手段によって、表示画像上でラインを予め定めた画素移動速度で移動させて撮影した撮影画像における同一位置のＲＯＩの画像の画素と、傾き角度に基づくラインに垂直となるサブピクセル間隔のビンの投影軸における前記ビンとを、ビンの配列を順次一方向に予め定めたシフト量でシフトして投影軸に対して垂直に対応付ける。これによって、カメラやミラーを移動したり回転したりしてラインを追従させずに、ラインが一定速度で動くと仮定した場合の追従をシミュレートすることができる。
そして、ディスプレイＭＴＦ測定装置は、線広がり関数生成手段によって、シフト量のシフトを戻して、同一のビンに対応付けられた画素の画素値を平均化する。この投影軸上において平均化された画素値は、撮影画像における直線のラインの広がり特性を示す、投影軸のサブピクセル単位の座標系における線広がり関数となる。
【0010】
そして、ディスプレイＭＴＦ測定装置は、ＭＴＦ算出手段によって、線広がり関数から、撮影画像で測定されるＭＴＦとして測定ＭＴＦを算出する。なお、この測定ＭＴＦは、カメラの空間周波数を基準として測定されたものであり、ディスプレイのＭＴＦとカメラのＭＴＦとが重畳されたものとなっている。
そこで、ディスプレイＭＴＦ測定装置は、ＭＴＦ補正手段によって、ディスプレイおよびカメラの空間周波数比と、カメラのＭＴＦであるカメラＭＴＦとにより、サンプリングポイントを揃えて、測定ＭＴＦを補正する。
これによって、ＭＴＦ補正手段は、測定ＭＴＦの空間周波数を、ディスプレイの空間周波数に変換するとともに、カメラのＭＴＦ分減衰した値を持ち上げて、ディスプレイのＭＴＦの動特性であるディスプレイＭＴＦを算出する。
そこで、ディスプレイＭＴＦ測定装置は、ＭＴＦ補正手段によって、ディスプレイおよびカメラの空間周波数比と、カメラのＭＴＦであるカメラＭＴＦとにより、サンプリングポイントを揃えて、測定ＭＴＦを補正する。
これによって、ＭＴＦ補正手段は、測定ＭＴＦの空間周波数を、ディスプレイの空間周波数に変換するとともに、カメラのＭＴＦ分減衰した値を持ち上げて、ディスプレイのＭＴＦの動特性であるディスプレイＭＴＦを算出する。
【0011】
このディスプレイ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ディスプレイＭＴＦ測定プログラムで動作させることができる。
【発明の効果】
【0012】
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、ディスプレイの動特性をＭＴＦで測定することができる。
また、本発明によれば、従来のようなメカニカルな回転や移動機構を用いないため、精度の高い測定を低コストで実現することができる。
本発明によれば、ディスプレイの動特性をＭＴＦで測定することができる。
また、本発明によれば、従来のようなメカニカルな回転や移動機構を用いないため、精度の高い測定を低コストで実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明の実施形態に係るディスプレイＭＴＦ測定装置の構成を示すブロック構成図である。
【図2】測定対象のディスプレイに表示する直線ラインの例を示す画面例である。
【図3】カメラの撮影画像におけるＲＯＩを説明するための説明図である。
【図4】ＲＯＩ画像を説明するための説明図である。
【図5】ＲＯＩ画像のラインの傾きを説明するための説明図である。
【図6】ＲＯＩ画像をラインの傾きに応じて回転した回転ＲＯＩ画像を示す図である。
【図7】回転ＲＯＩ画像のラインの傾きを説明するための説明図である。
【図8】ピークフィッティング関数とエッジ形状の分布との関係を示す図であって、（ａ）はピークフィッティング関数のグラフ、（ｂ）はピークフィッティング関数のグラフを２次元のＲＯＩ画像の座標に適用したグラフ、（ｃ）はＲＯＩ画像の座標上のピークフィッティング関数の頂点位置のグラフである。
【図9】ピークフィッティング関数とライン幅との関係を説明するための説明図である。
【図10】線広がり関数（ＬＳＦ）の生成手法を説明するための説明図である。
【図11】投影軸のビンの配列をシフトさせて画素を投影する手法を説明するための説明図である。
【図12】投影軸のビンの配列を固定して画素を投影する手法を説明するための説明図であって、（ａ）は複数のフレーム、（ｂ）は１つのフレームで画素を投影する手法を示す。
【図13】投影軸のビンの配列を戻してＬＳＦを生成する手法を説明するための説明図であり。
【図14】ＭＴＦ算出手段で生成される測定ＭＴＦを、ディスプレイＭＴＦとカメラＭＴＦとともに示すグラフ図である。
【図15】測定ＭＴＦを補正してディスプレイＭＴＦを生成する手法を説明するためのグラフ図である。
【図16】本発明の実施形態に係るディスプレイＭＴＦ測定装置の動作を示すフローチャートである。
【図17】従来のディスプレイＭＴＦを測定する手法を説明するための説明図であって、（ａ）はＲＧＢＷの画素構造のディスプレイで矩形波を表示する例、（ｂ）は矩形波をカメラで撮影し、平滑化したカメラ画像の画素値の例を示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
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。
［ディスプレイ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ディスプレイＭＴＦ測定装置１の構成について説明する。
ディスプレイＭＴＦ測定装置１は、ディスプレイ２の特性を測定するものである。ここで、ディスプレイ２の特性とは、ディスプレイ２が動画像を表示する際の空間周波数特性を表すＭＴＦ（以下、ＭＴＦ動特性）、ディスプレイ２が静止画像を表示する際のＭＴＦ（以下、ＭＴＦ静特性）、ＭＴＦ静特性とＭＴＦ動特性との比（以下、特性比）等である。
［ディスプレイ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ディスプレイＭＴＦ測定装置１の構成について説明する。
ディスプレイＭＴＦ測定装置１は、ディスプレイ２の特性を測定するものである。ここで、ディスプレイ２の特性とは、ディスプレイ２が動画像を表示する際の空間周波数特性を表すＭＴＦ（以下、ＭＴＦ動特性）、ディスプレイ２が静止画像を表示する際のＭＴＦ（以下、ＭＴＦ静特性）、ＭＴＦ静特性とＭＴＦ動特性との比（以下、特性比）等である。
【0015】
ディスプレイ２は、特性を測定する対象となる表示装置である。このディスプレイ２は、ＵＨＤＴＶ、スマートフォン、タブレットデバイス、プロジェクタ等、画像を表示する装置であればなんでもよい。また、ディスプレイ２の画素構造は、ＲＧＢストライプに限定されず、ペンタイル、ＲＧＢＷ等、どのような画素構造であっても構わない。
ディスプレイＭＴＦ測定装置１は、ディスプレイ２、カメラ３および表示装置４を接続して動作する。
ディスプレイＭＴＦ測定装置１は、ディスプレイ２、カメラ３および表示装置４を接続して動作する。
【0016】
カメラ（輝度測定用カメラ）３は、ディスプレイ２が表示する画面を撮影する輝度測定用の撮影装置である。
カメラ３は、相対画素倍率１以上でディスプレイ２の画面を、ディスプレイ２のフレームレート以上のフレームレートで撮影する。ここで、相対画素倍率とは、カメラ３で撮影されるディスプレイ２の入力信号フォーマットの１画素幅分に対応するカメラ出力信号の画素数である。
この相対画素倍率は、特に限定するものではないが、例えば、３倍、１０倍、３０倍等である。なお、この相対画素倍率は１倍、すなわち、ディスプレイ２の空間周波数とカメラ３の空間周波数とが同じであっても構わない。
また、カメラ３は、ディスプレイ２と正対させるとともに、カメラ３が撮影する画像が、ディスプレイ２が表示する画像に対して数度（例えば、３度）傾いた状態で配置する。
カメラ３は、相対画素倍率１以上でディスプレイ２の画面を、ディスプレイ２のフレームレート以上のフレームレートで撮影する。ここで、相対画素倍率とは、カメラ３で撮影されるディスプレイ２の入力信号フォーマットの１画素幅分に対応するカメラ出力信号の画素数である。
この相対画素倍率は、特に限定するものではないが、例えば、３倍、１０倍、３０倍等である。なお、この相対画素倍率は１倍、すなわち、ディスプレイ２の空間周波数とカメラ３の空間周波数とが同じであっても構わない。
また、カメラ３は、ディスプレイ２と正対させるとともに、カメラ３が撮影する画像が、ディスプレイ２が表示する画像に対して数度（例えば、３度）傾いた状態で配置する。
【0017】
表示装置４は、ディスプレイ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、カメラ３が撮影した画像、測定結果等を表示するものである。例えば、表示装置４は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等である。
以下、ディスプレイＭＴＦ測定装置１の構成について詳細に説明する。
以下、ディスプレイＭＴＦ測定装置１の構成について詳細に説明する。
【0018】
図１に示すように、ディスプレイＭＴＦ測定装置１は、測定用画像表示手段１０と、画像入力手段１１と、画像記憶手段１２と、ＲＯＩ設定手段１３と、ＲＯＩ画像抽出手段１４と、ライン傾き検出手段１５と、ライン投影手段１６と、線広がり関数生成手段１７と、ＭＴＦ算出手段１８と、ＭＴＦ補正手段１９と、特性比算出手段２０と、を備える。
なお、ディスプレイＭＴＦ測定装置１は、どの特性（ＭＴＦ動特性、ＭＴＦ静特性、特性比）を測定するかについては、外部のスイッチ等によって切り替えて指示されるものとする。また、特性比は、ＭＴＦ動特性およびＭＴＦ静特性を測定した後に指示することができる。
なお、ディスプレイＭＴＦ測定装置１は、どの特性（ＭＴＦ動特性、ＭＴＦ静特性、特性比）を測定するかについては、外部のスイッチ等によって切り替えて指示されるものとする。また、特性比は、ＭＴＦ動特性およびＭＴＦ静特性を測定した後に指示することができる。
【0019】
測定用画像表示手段１０は、ディスプレイ２の特性を測定するための画像（測定用画像）を表示するものである。
測定用画像表示手段１０は、ＭＴＦ動特性の測定を指示された場合、予め定めた線幅（例えば、幅１ピクセル）の直線のラインをフレームごとに移動させた動画像を測定用画像としてディスプレイ２に表示する。例えば、測定用画像表示手段１０は、黒色の単一画素値の背景画像に白色の垂直のラインを描画した測定用画像をディスプレイ２に表示し、測定開始の指示により、左から右に１フレームに１画像水平移動させる。
なお、ラインの画素移動速度は、１画素／フレームに限定されない。例えば、フレームごとに２画素以上移動させてもよいし、複数のフレームごとに１画素移動させてもよい。これによって、種々の動特性を測定することができる。
また、測定用画像は、画素値の明るさを反転（白黒反転）したものであっても構わない。
例えば、図２に示すように、ディスプレイ２には、静止画像として、直線のラインＬが表示され、順次、ラインＬが右方向に移動する。
また、測定用画像表示手段１０は、ＭＴＦ静特性の測定を指示された場合、ラインを移動させずに、図２に示すように、ディスプレイ２に、静止画像として直線のラインＬを表示する。
なお、ここでは、画面のほぼ中央にラインＬを表示しているが、ディスプレイ２のどの部分を測定対象とするかによってラインの位置を変えてもよい。
測定用画像表示手段１０は、ＭＴＦ動特性の測定を指示された場合、予め定めた線幅（例えば、幅１ピクセル）の直線のラインをフレームごとに移動させた動画像を測定用画像としてディスプレイ２に表示する。例えば、測定用画像表示手段１０は、黒色の単一画素値の背景画像に白色の垂直のラインを描画した測定用画像をディスプレイ２に表示し、測定開始の指示により、左から右に１フレームに１画像水平移動させる。
なお、ラインの画素移動速度は、１画素／フレームに限定されない。例えば、フレームごとに２画素以上移動させてもよいし、複数のフレームごとに１画素移動させてもよい。これによって、種々の動特性を測定することができる。
また、測定用画像は、画素値の明るさを反転（白黒反転）したものであっても構わない。
例えば、図２に示すように、ディスプレイ２には、静止画像として、直線のラインＬが表示され、順次、ラインＬが右方向に移動する。
また、測定用画像表示手段１０は、ＭＴＦ静特性の測定を指示された場合、ラインを移動させずに、図２に示すように、ディスプレイ２に、静止画像として直線のラインＬを表示する。
なお、ここでは、画面のほぼ中央にラインＬを表示しているが、ディスプレイ２のどの部分を測定対象とするかによってラインの位置を変えてもよい。
【0020】
画像入力手段１１は、カメラ３で撮影した画像（撮影画像）を入力するものである。
画像入力手段１１は、入力した撮影画像を、画像記憶手段１２に記憶する。
画像入力手段１１は、カメラ３のフレームレートに応じて順次撮影画像を画像記憶手段１２に記憶する。
画像入力手段１１は、入力した撮影画像を、画像記憶手段１２に記憶する。
画像入力手段１１は、カメラ３のフレームレートに応じて順次撮影画像を画像記憶手段１２に記憶する。
【0021】
画像記憶手段１２は、画像入力手段１１で入力された撮影画像を時系列に記憶するものである。この画像記憶手段１２は、半導体メモリ等の一般的な記憶媒体で構成することができる。
画像記憶手段１２に記憶されている撮影画像は、図示を省略した画像出力手段を介して表示装置４に出力し、表示される。ここでは、画像出力手段は、例えば、時系列で撮影された先頭の撮影画像を表示装置４に表示する。
また、画像記憶手段１２に記憶されている撮影画像は、ＲＯＩ画像抽出手段１４によって読み出される。
画像記憶手段１２に記憶されている撮影画像は、図示を省略した画像出力手段を介して表示装置４に出力し、表示される。ここでは、画像出力手段は、例えば、時系列で撮影された先頭の撮影画像を表示装置４に表示する。
また、画像記憶手段１２に記憶されている撮影画像は、ＲＯＩ画像抽出手段１４によって読み出される。
【0022】
ＲＯＩ設定手段１３は、カメラ３で撮影した撮影画像内で、直線のラインを含む関心領域（ＲＯＩ：Region of Interest）を設定するものである。例えば、ＲＯＩ設定手段１３は、表示装置４が表示している撮影画像内において、測定者が操作するポインティングデバイス（不図示）で閉領域（円、楕円、矩形、任意形状等）を指定されることで、ＲＯＩを特定する情報（位置および形状、閉領域のマスクデータ等）をＲＯＩ情報として設定する。
【0023】
例えば、ＲＯＩ設定手段１３は、測定者によって、図３に示すように、撮影画像Ｇにおいて、長方形によってＲＯＩを指定されることで、ＲＯＩ情報を設定する。このＲＯＩによって、図４に示すように、直線のラインＬを含んだＲＯＩ画像Ｒが特定されることになる。このラインＬは、ディスプレイ２とカメラ３との空間周波数の違いにより、複数画素のライン幅で撮影される。図４は、画素値を分かりやすく説明するため、ＲＯＩを小さくしている。
ＲＯＩ設定手段１３は、設定したＲＯＩを特定するＲＯＩ情報をＲＯＩ画像抽出手段１４に出力する。
ＲＯＩ設定手段１３は、設定したＲＯＩを特定するＲＯＩ情報をＲＯＩ画像抽出手段１４に出力する。
【0024】
ＲＯＩ画像抽出手段１４は、画像記憶手段１２に記憶されているカメラ３のフレームレートで撮影された時系列の撮影画像から、ＲＯＩ設定手段１３で設定されたＲＯＩ情報で示される同一位置のＲＯＩの画像を、順次、ＲＯＩ画像として抽出するものである。なお、ディスプレイ２の動特性を測定する場合、ＲＯＩ画像抽出手段１４は、少なくともディスプレイ２の２フレーム分を抽出すればよい。
ＲＯＩ画像抽出手段１４は、抽出したＲＯＩ画像をライン傾き検出手段１５に出力する。
ＲＯＩ画像抽出手段１４は、抽出したＲＯＩ画像をライン傾き検出手段１５に出力する。
【0025】
ライン傾き検出手段１５は、撮影画像上の直線のラインを含む予め設定されたＲＯＩの画像（ＲＯＩ画像）においてラインの傾き角度を検出するものである。
このライン傾き検出手段１５は、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、予め定めた基準軸（ここでは、ｙ軸とする）におけるラインの傾き角度を検出し、ラインの傾きを補正するようにＲＯＩ画像を回転させる。
このライン傾き検出手段１５は、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、予め定めた基準軸（ここでは、ｙ軸とする）におけるラインの傾き角度を検出し、ラインの傾きを補正するようにＲＯＩ画像を回転させる。
【0026】
このラインの傾き角度は、ハフ（Ｈｏｕｇｈ）変換により求めることができる。例えば、ライン傾き検出手段１５は、ＲＯＩ画像Ｒにおいて、Ｓｏｂｅｌエッジ検出によりエッジを検出し、図５に示すように、ＲＯＩ画像Ｒをエッジｅの境界で２値化して２値画像を生成する。そして、ライン傾き検出手段１５ａは、２値画像のＲＯＩ画像Ｒをハフ変換し、エッジｅの傾き角度θｅを、ラインＬの傾き角度として検出する。このとき、ライン傾き検出手段１５ａは、例えば、０．１度程度の角度間隔でラインＬの傾き角度θｅを求める。
これによって、ラインの傾き角度を検出することが可能であるが、さらに、ハフ変換によって求められる０．１度程度の傾き角度のずれを補正することが好ましい。
ここでは、さらに正確に傾き角度を求めるため、ライン傾き検出手段１５は、ピークフィッティング関数を用いて、ラインＬの傾き角度を求める。
これによって、ラインの傾き角度を検出することが可能であるが、さらに、ハフ変換によって求められる０．１度程度の傾き角度のずれを補正することが好ましい。
ここでは、さらに正確に傾き角度を求めるため、ライン傾き検出手段１５は、ピークフィッティング関数を用いて、ラインＬの傾き角度を求める。
【0027】
ライン傾き検出手段１５は、図６に示すハフ変換により求めたラインの傾き角度θｅでＲＯＩ画像を回転して補正したＲＯＩ画像Ｒ（回転ＲＯＩ画像）の画素値の分布と、基準軸に垂直な軸上のピークフィッティング関数を基準軸の方向に適用した関数値の分布とが、最も近似するピーク位置の基準軸に対する傾きを、図７に示すラインＬの基準軸（ｙ軸）に対する傾き角度θｅ′として検出する。
【0028】
ここで、図８を参照して、ライン傾き検出手段１５における傾き角度θｅ′の算出手法について説明する。
図８（ａ）は、ピークフィッティング関数に用いるピーク関数の例を示すグラフである。横軸はｘ座標、縦軸は関数値ｖを示す。ピークフィッティング関数は、ピーク位置（ｘ＝ｐ１）で凸形状となるピーク関数である。例えば、このピーク関数は、ガウス関数、ローレンツ関数等である。あるいは、凸部分に余弦曲線、２次曲線、三角波等を用い、他の部分を“０”等の定数とする関数を用いてもよい。
図８（ｂ）は、図８（ａ）のピークフィッティング関数を、基準軸（ｙ軸）方向に適用して算出される関数値ｖ（ｘ，ｙ）の分布を示す。
図８（ａ）は、ピークフィッティング関数に用いるピーク関数の例を示すグラフである。横軸はｘ座標、縦軸は関数値ｖを示す。ピークフィッティング関数は、ピーク位置（ｘ＝ｐ１）で凸形状となるピーク関数である。例えば、このピーク関数は、ガウス関数、ローレンツ関数等である。あるいは、凸部分に余弦曲線、２次曲線、三角波等を用い、他の部分を“０”等の定数とする関数を用いてもよい。
図８（ｂ）は、図８（ａ）のピークフィッティング関数を、基準軸（ｙ軸）方向に適用して算出される関数値ｖ（ｘ，ｙ）の分布を示す。
【0029】
図６に示した回転ＲＯＩ画像において基準軸（ｙ軸）に対してラインの傾きが存在する場合、回転ＲＯＩ画像の画素値の分布と、図８（ｂ）の関数値の分布とを最も近似させると、図８（ｃ）に示すように、ピークフィッティング関数のピーク位置ｐ１が、基準軸（ｙ軸）に対して、θｅ′だけ傾くことになる。
そこで、ライン傾き検出手段１５は、ピーク位置ｐ１の基準軸（ｙ軸）に対する傾きｐ２を求めることで、より正確なラインの傾き角度θｅ′を算出する。なお、図８（ｃ）中、μは（ｐ１＋ｐ２ｙ）を示す。
以下、ピークフィッティング関数として、以下の式（１）に示す関数とする。
そこで、ライン傾き検出手段１５は、ピーク位置ｐ１の基準軸（ｙ軸）に対する傾きｐ２を求めることで、より正確なラインの傾き角度θｅ′を算出する。なお、図８（ｃ）中、μは（ｐ１＋ｐ２ｙ）を示す。
以下、ピークフィッティング関数として、以下の式（１）に示す関数とする。
【0030】
【数1】
【0031】
また、σは関数の広がりを決める定数である。
ライン傾き検出手段１５は、図６に示した回転ＲＯＩ画像の画素値と、前記式（１）の関数値ｖ（ｘ，ｙ）との相関が最大になるパラメータｐ１，ｐ２を探索する。
ライン傾き検出手段１５は、図６に示した回転ＲＯＩ画像の画素値と、前記式（１）の関数値ｖ（ｘ，ｙ）との相関が最大になるパラメータｐ１，ｐ２を探索する。
【0032】
前記式（１）において、ｐ１は、ピークフィッティング関数のピーク位置であって、ＲＯＩ設定手段１３において、ラインをほぼ中心としてＲＯＩを設定することから、回転ＲＯＩ画像のｘ座標の平均値または“０”を初期値とすることが好ましい。また、ｐ２は、ピーク位置の基準軸に対する傾きであって、回転ＲＯＩ画像においてほぼ“０”となっていることから、初期値を“０”とすることが好ましい。これによって、パラメータであるｐ１，ｐ２の探索速度を速めることができる。また、これによって、誤った局所解への探索を防止し、最適化を安定させることができる。
【0033】
なお、ＲＯＩ画像のラインは、ディスプレイ２とカメラ３との空間周波数の比に応じて、太さが異なる。
例えば、図９に示すように、前記式（１）の関数を、回転ＲＯＩ画像のラインＬにフィッティングさせる場合、フィッティングのばらつきを防止するため、関数の半値全幅（ＦＷＨＭ：Full Width at Half Maximum）が、ラインＬの幅の画素数に相当することが好ましい。なお、ＦＷＨＭは、必ずしもラインＬの幅の画素数と一致する必要はなく、ラインＬの幅の画素数に近似した値であることが好ましい。
そこで、前記式（１）のσは、例えば、ディスプレイ２の空間周波数に対するカメラ３の空間周波数の倍率（空間周波数比）、すなわち、ディスプレイ２の１画素の幅に相当するカメラ３の画素数である相対画素倍率をｍとしたとき、例えば、ｍ／３とする。なお、図９中、μは前記式（１）の（ｐ１＋ｐ２ｙ）を示す。
これによって、ライン傾き検出手段１５は、精度よくｐ１，ｐ２を探索することができる。
例えば、図９に示すように、前記式（１）の関数を、回転ＲＯＩ画像のラインＬにフィッティングさせる場合、フィッティングのばらつきを防止するため、関数の半値全幅（ＦＷＨＭ：Full Width at Half Maximum）が、ラインＬの幅の画素数に相当することが好ましい。なお、ＦＷＨＭは、必ずしもラインＬの幅の画素数と一致する必要はなく、ラインＬの幅の画素数に近似した値であることが好ましい。
そこで、前記式（１）のσは、例えば、ディスプレイ２の空間周波数に対するカメラ３の空間周波数の倍率（空間周波数比）、すなわち、ディスプレイ２の１画素の幅に相当するカメラ３の画素数である相対画素倍率をｍとしたとき、例えば、ｍ／３とする。なお、図９中、μは前記式（１）の（ｐ１＋ｐ２ｙ）を示す。
これによって、ライン傾き検出手段１５は、精度よくｐ１，ｐ２を探索することができる。
【0034】
ライン傾き検出手段１５は、探索したパラメータｐ２に対して、以下の式（２）のａｒｃｔａｎを演算することで、ラインの傾き角度θｅ′を求める。
【0035】
【数2】
【0036】
ライン傾き検出手段１５は、検出したラインの傾き角度θｅ′で、図６に示したＲＯＩ画像Ｒ（回転ＲＯＩ画像）をさらに回転して補正したＲＯＩ画像（補正回転ＲＯＩ画像）を、ライン投影手段１６に出力する。
【0037】
ライン投影手段１６は、ＲＯＩ画像の画素を、ラインの傾き角度に基づくラインに垂直なサブピクセル間隔のビンの軸（投影軸）に投影するものである。なお、投影軸は、ＲＯＩ画像の画素単位よりも小さいサブピクセル単位とし、例えば、１画素の１／４や１／８とする。
ここでは、ライン投影手段１６は、ビン配列シフト投影手段１６ａと、ビン配列固定投影手段１６ｂと、を備える。
ここでは、ライン投影手段１６は、ビン配列シフト投影手段１６ａと、ビン配列固定投影手段１６ｂと、を備える。
【0038】
ビン配列シフト投影手段１６ａは、ＭＴＦ動特性の測定を指示された場合に動作し、表示画像上でラインを予め定めた画素移動速度で移動させて撮影した撮影画像における同一位置のＲＯＩの画像の画素を、ビンの配列を順次一方向に予め定めたシフト量でシフトした投影軸に投影するものである。
ビン配列シフト投影手段１６ａは、図１０に示すように、カメラ３のフレームレートで抽出され、ライン傾き検出手段１５でラインが投影軸に垂直となったＲＯＩ画像Ｒごとに、ＲＯＩ画像Ｒの各画素と投影軸のビンとを対応付ける。
ビン配列シフト投影手段１６ａは、図１０に示すように、カメラ３のフレームレートで抽出され、ライン傾き検出手段１５でラインが投影軸に垂直となったＲＯＩ画像Ｒごとに、ＲＯＩ画像Ｒの各画素と投影軸のビンとを対応付ける。
【0039】
ここで、図１１を参照して、ビン配列シフト投影手段１６ａが投影軸のビンの配列をシフトして投影する手法について説明する。なお、図１１（後記する図１２においても同様）に示す投影軸は、図１０に示した投影軸と同様、カメラ３の画素を基準とするＲＯＩ画像の１画素幅を細分化したサブピクセル単位の座標軸である。
ビン配列シフト投影手段１６ａは、この投影軸のビンの配列を、ラインＬのディスプレイ２の画素を基準とした画素移動速度に比例してシフトさせる。
図１１にシフト量の一例について示す。図１１では、ディスプレイ２のフレームレートを１／Ｔ、ディスプレイ２のフレームレートに対するカメラ３のフレームレートの比をｒ（ここでは、ｒ＝４）、相対画素倍率をｍ（ここでは、ｍ＝３）、画素のオーバーサンプリング比（カメラ３の画素幅とビンの幅の比）をｎｂｉｎ（ここでは、ｎｂｉｎ＝４）、ラインＬの画素移動速度（画素／フレーム）をｐ（ここでは、ｐ＝１）とする。また、ここでは、時刻ｔ＝０において、ＲＯＩ画像上にディスプレイ２で１画素分のラインＬｎが存在し、時刻ｔ＝１Ｔにおいて、ＲＯＩ画像上にラインＬｎ＋１が存在しているものとする。
投影軸のビンの配列のシフト量は、カメラ３の１フレームにつき、ｐ×ｍ×ｎｂｉｎ／ｒ（ビン）とする。
これによって、ビン配列シフト投影手段１６ａは、ディスプレイ２で移動するラインを撮影したＲＯＩ画像の画素を、カメラ３のフレームレートを基準としてシフトさせた投影軸に投影することができる。
ビン配列シフト投影手段１６ａは、この投影軸のビンの配列を、ラインＬのディスプレイ２の画素を基準とした画素移動速度に比例してシフトさせる。
図１１にシフト量の一例について示す。図１１では、ディスプレイ２のフレームレートを１／Ｔ、ディスプレイ２のフレームレートに対するカメラ３のフレームレートの比をｒ（ここでは、ｒ＝４）、相対画素倍率をｍ（ここでは、ｍ＝３）、画素のオーバーサンプリング比（カメラ３の画素幅とビンの幅の比）をｎｂｉｎ（ここでは、ｎｂｉｎ＝４）、ラインＬの画素移動速度（画素／フレーム）をｐ（ここでは、ｐ＝１）とする。また、ここでは、時刻ｔ＝０において、ＲＯＩ画像上にディスプレイ２で１画素分のラインＬｎが存在し、時刻ｔ＝１Ｔにおいて、ＲＯＩ画像上にラインＬｎ＋１が存在しているものとする。
投影軸のビンの配列のシフト量は、カメラ３の１フレームにつき、ｐ×ｍ×ｎｂｉｎ／ｒ（ビン）とする。
これによって、ビン配列シフト投影手段１６ａは、ディスプレイ２で移動するラインを撮影したＲＯＩ画像の画素を、カメラ３のフレームレートを基準としてシフトさせた投影軸に投影することができる。
【0040】
図１に戻って、ディスプレイＭＴＦ測定装置１の構成について説明を続ける。
ビン配列シフト投影手段１６ａは、シフトさせた投影軸のビンに投影したビンごとの画素値を線広がり関数生成手段１７に出力する。
ビン配列シフト投影手段１６ａは、シフトさせた投影軸のビンに投影したビンごとの画素値を線広がり関数生成手段１７に出力する。
【0041】
ビン配列固定投影手段１６ｂは、ＭＴＦ静特性の測定を指示された場合に動作し、表示画像上でラインを静止させて撮影した撮影画像におけるＲＯＩの画像の画素を、ビンの配列を固定して投影軸に投影するものである。
ビン配列固定投影手段１６ｂは、図１０に示すように、カメラ３のフレームレートで抽出され、ライン傾き検出手段１５でラインが投影軸に垂直となったＲＯＩ画像Ｒごとに、ＲＯＩ画像Ｒの各画素と投影軸のビンとを対応付ける。
このとき、ビン配列固定投影手段１６ｂは、図１２（ａ）に示すように、投影軸のビンの配列をシフトさせずに、ＲＯＩ画像の画素を投影軸のビンに投影する。
ビン配列固定投影手段１６ｂは、投影軸をシフトさせない点以外は、ビン配列シフト投影手段１６ａと同じ機能を有する。
ビン配列固定投影手段１６ｂは、図１０に示すように、カメラ３のフレームレートで抽出され、ライン傾き検出手段１５でラインが投影軸に垂直となったＲＯＩ画像Ｒごとに、ＲＯＩ画像Ｒの各画素と投影軸のビンとを対応付ける。
このとき、ビン配列固定投影手段１６ｂは、図１２（ａ）に示すように、投影軸のビンの配列をシフトさせずに、ＲＯＩ画像の画素を投影軸のビンに投影する。
ビン配列固定投影手段１６ｂは、投影軸をシフトさせない点以外は、ビン配列シフト投影手段１６ａと同じ機能を有する。
【0042】
なお、ＭＴＦ静特性を測定する場合、ビン配列固定投影手段１６ｂは、カメラ３が撮影した１フレームの画像から抽出した１枚のＲＯＩ画像を用いて、図１２（ｂ）に示すように、１つの投影軸にＲＯＩ画像の画素を投影することとしてもよい。
ビン配列固定投影手段１６ｂは、投影軸のビンに投影したビンごとの画素値を線広がり関数生成手段１７に出力する。
ビン配列固定投影手段１６ｂは、投影軸のビンに投影したビンごとの画素値を線広がり関数生成手段１７に出力する。
【0043】
線広がり関数生成手段１７は、ライン投影手段１６で投影軸に投影された画素の画素値を、投影軸の同一のビンに投影された画素の画素値をビンごとに平均化するものである。
線広がり関数生成手段１７は、ＭＴＦ動特性の測定を指示された場合、図１３に示すように、図１１で説明した投影軸のビンの配列のシフトを、同一シフト量だけ戻して、同一のビンごとに、測定対象のＲＯＩ画像分、投影された画素の画素値を平均化する。
線広がり関数生成手段１７は、ＭＴＦ動特性の測定を指示された場合、図１３に示すように、図１１で説明した投影軸のビンの配列のシフトを、同一シフト量だけ戻して、同一のビンごとに、測定対象のＲＯＩ画像分、投影された画素の画素値を平均化する。
【0044】
なお、線広がり関数生成手段１７は、ＭＴＦ静特性の測定を指示された場合、投影軸の同じビンにＲＯＩ画像の画素が投影されているため、投影軸のビンの配列を逆シフトすることなく、そのまま、ビンごとに、投影された画素の画素値を平均化する。このＭＴＦ静特性の測定において、測定対象のＲＯＩ画像分、同じビンに投影された画素の画素値を平均化することで、Ｓ／Ｎを改善することができる。
これによって、線広がり関数生成手段１７は、投影軸のビン（サブピクセル位置）と画素値とを対応付けた、ラインの特性を示す線広がり関数（ＬＳＦ：Line Spread Function）を生成する。
線広がり関数生成手段１７は、生成した線広がり関数（ＬＳＦ）をＭＴＦ算出手段１８に出力する。
これによって、線広がり関数生成手段１７は、投影軸のビン（サブピクセル位置）と画素値とを対応付けた、ラインの特性を示す線広がり関数（ＬＳＦ：Line Spread Function）を生成する。
線広がり関数生成手段１７は、生成した線広がり関数（ＬＳＦ）をＭＴＦ算出手段１８に出力する。
【0045】
ＭＴＦ算出手段１８は、線広がり関数生成手段１７で生成された線広がり関数から、ＭＴＦを算出するものである。
具体的には、ＭＴＦ算出手段１８は、線広がり関数をフーリエ変換して絶対値を求め、定数成分（ＤＣ成分）で正規化することで、空間周波数ごとのＭＴＦの値を求める。
ＭＴＦ算出手段１８が算出するＭＴＦは、ＭＴＦ動特性の測定を指示された場合、測定ＭＴＦ動特性、ＭＴＦ静特性の測定を指示された場合、測定ＭＴＦ静特性となる。
なお、これらの測定ＭＴＦ（測定ＭＴＦ動特性、測定ＭＴＦ静特性）は、ディスプレイ２のＭＴＦ（以下、ディスプレイＭＴＦ）に対して、カメラ３のＭＴＦ（以下、カメラＭＴＦ）が重畳されている。
具体的には、ＭＴＦ算出手段１８は、線広がり関数をフーリエ変換して絶対値を求め、定数成分（ＤＣ成分）で正規化することで、空間周波数ごとのＭＴＦの値を求める。
ＭＴＦ算出手段１８が算出するＭＴＦは、ＭＴＦ動特性の測定を指示された場合、測定ＭＴＦ動特性、ＭＴＦ静特性の測定を指示された場合、測定ＭＴＦ静特性となる。
なお、これらの測定ＭＴＦ（測定ＭＴＦ動特性、測定ＭＴＦ静特性）は、ディスプレイ２のＭＴＦ（以下、ディスプレイＭＴＦ）に対して、カメラ３のＭＴＦ（以下、カメラＭＴＦ）が重畳されている。
【0046】
具体的には、図１４，図１５に示すように、横軸を空間周波数、縦軸をＭＴＦとしたとき、本来測定したいディスプレイＭＴＦ（ＭＴＦ動特性または測定ＭＴＦ静特性）（ＭＴＦＤＩＳＰ）に対して、カメラＭＴＦ（ＭＴＦＣＡＭ）が重畳された測定ＭＴＦ（測定ＭＴＦ動特性または測定ＭＴＦ静特性）（ＭＴＦＤＩＳＰ＋ＣＡＭ）が測定されることになる。なお、図１４，図１５で、ｆＳＤＩＳＰおよびｆＮＤＩＳＰは、それぞれカメラ３の画素を基準としたディスプレイ２のサンプリング周波数およびナイキスト周波数を示す。また、ｆＳＣＡＭおよびｆＮＣＡＭは、それぞれカメラ３の画素を基準としたカメラ３のサンプリング周波数およびナイキスト周波数を示す。また、図１４は、横軸をカメラ３の空間周波数ｆＣＡＭとし、図１５は、横軸をディスプレイ２の空間周波数ｆＤＩＳＰとしている。
ＭＴＦ算出手段１８は、算出した測定ＭＴＦ（測定ＭＴＦ動特性、測定ＭＴＦ静特性）をＭＴＦ補正手段１９に出力する。
ＭＴＦ算出手段１８は、算出した測定ＭＴＦ（測定ＭＴＦ動特性、測定ＭＴＦ静特性）をＭＴＦ補正手段１９に出力する。
【0047】
ＭＴＦ補正手段１９は、ＭＴＦ算出手段１８で算出された測定ＭＴＦ（測定ＭＴＦ動特性、測定ＭＴＦ静特性）を、ディスプレイ２およびカメラ３の空間周波数比と、カメラＭＴＦとにより、ディスプレイ２のＭＴＦに補正するものである。
なお、カメラＭＴＦは、予め測定したＭＴＦである。このカメラＭＴＦは、従来の一般的な手法で測定したもので、その測定手法は、例えば、特開２０１８－１３６２２２、特開２０１８－０１３４１６、特開２０１５－０９４７０１等に開示されている。
また、ディスプレイ２およびカメラ３の空間周波数比（例えば、サンプリング周波数の比）は、予め既知の情報として外部から設定されるものとする。この空間周波数比は、ディスプレイ２およびカメラ３のそれぞれの画素サイズと、カメラ３の倍率とから求めることができる。なお、カメラ３の倍率は、カメラ３のレンズの焦点距離と被写体距離とから求めることができる。
なお、カメラＭＴＦは、予め測定したＭＴＦである。このカメラＭＴＦは、従来の一般的な手法で測定したもので、その測定手法は、例えば、特開２０１８－１３６２２２、特開２０１８－０１３４１６、特開２０１５－０９４７０１等に開示されている。
また、ディスプレイ２およびカメラ３の空間周波数比（例えば、サンプリング周波数の比）は、予め既知の情報として外部から設定されるものとする。この空間周波数比は、ディスプレイ２およびカメラ３のそれぞれの画素サイズと、カメラ３の倍率とから求めることができる。なお、カメラ３の倍率は、カメラ３のレンズの焦点距離と被写体距離とから求めることができる。
【0048】
ここで、図１４および図１５を参照して、ＭＴＦ補正手段１９における測定ＭＴＦの補正について説明する。
空間周波数ｆにおける測定ＭＴＦの値をＭＴＦＤＩＳＰ＋ＣＡＭ（ｆ）、カメラＭＴＦの値をＭＴＦＣＡＭ（ｆ）、カメラ３の空間周波数に対するディスプレイ２の空間周波数の倍率である空間周波数比をｍ（ｍ＝ｆＳＤＩＳＰ／ｆＳＣＡＭ）とする。ここで、ｆＳＤＩＳＰはディスプレイ２のサンプリング周波数、ｆＳＣＡＭはカメラ３のサンプリング周波数を示す。
空間周波数ｆにおける測定ＭＴＦの値をＭＴＦＤＩＳＰ＋ＣＡＭ（ｆ）、カメラＭＴＦの値をＭＴＦＣＡＭ（ｆ）、カメラ３の空間周波数に対するディスプレイ２の空間周波数の倍率である空間周波数比をｍ（ｍ＝ｆＳＤＩＳＰ／ｆＳＣＡＭ）とする。ここで、ｆＳＤＩＳＰはディスプレイ２のサンプリング周波数、ｆＳＣＡＭはカメラ３のサンプリング周波数を示す。
【0049】
なお、線広がり関数生成手段１７において、図１３で説明したように、ビンごとに平均化した場合、投影された画素の位置は、各ビンの幅に一様に散らばって、ビンの幅内でビンの位相（ビニング位相）が異なる画素の値を平均化することになり、ローパスフィルタがかかることになる。
そこで、ＭＴＦＤＩＳＰ＋ＣＡＭ（ｆ）は、ローパスフィルタがかかった実際の測定ＭＴＦであるＭＴＦＤＩＳＰ＋ＣＡＭ＋ｂｉｎｎｉｎｇ（ｆ）を、以下の式（３）により補正したものとする。
そこで、ＭＴＦＤＩＳＰ＋ＣＡＭ（ｆ）は、ローパスフィルタがかかった実際の測定ＭＴＦであるＭＴＦＤＩＳＰ＋ＣＡＭ＋ｂｉｎｎｉｎｇ（ｆ）を、以下の式（３）により補正したものとする。
【0050】
【数3】
【0051】
そして、ＭＴＦ補正手段１９は、空間周波数ｆＤＩＳＰにおけるディスプレイＭＴＦの値であるＭＴＦＤＩＳＰ（ｆＤＩＳＰ）を、以下の式（４）により算出する。
【0052】
【数4】
【0053】
なお、カメラＭＴＦとディスプレイＭＴＦとでは、サンプリングポイントが揃っていない。そこで、ＭＴＦ補正手段１９は、サンプリングポイントを揃えたそれぞれのＭＴＦを、測定ＭＴＦであるＭＴＦＤＩＳＰ＋ＣＡＭ（ｆＤＩＳＰ／ｍ）から補間により算出し、カメラＭＴＦであるＭＴＦＣＡＭ（ｆＤＩＳＰ／ｍ）から補間により算出して、前記式（４）において用いる。
また、ＭＴＦ補正手段１９は、異なるフレームレートのカメラ３で測定しても同じ測定結果とするため、前記式（４）の算出結果（ＭＴＦＤＩＳＰ（ｆＤＩＳＰ））に、ｓｉｎｃ（ｆＤＩＳＰ／ｒ）を乗算することで、さらに補正する。ｒは、ディスプレイ２のフレームレートに対するカメラ３のフレームレートの比である。このｓｉｎｃ関数による補正は、目がラインを追ったときの動きボケ（移動平均フィルタ）に対する補正に相当する。
また、ＭＴＦ補正手段１９は、異なるフレームレートのカメラ３で測定しても同じ測定結果とするため、前記式（４）の算出結果（ＭＴＦＤＩＳＰ（ｆＤＩＳＰ））に、ｓｉｎｃ（ｆＤＩＳＰ／ｒ）を乗算することで、さらに補正する。ｒは、ディスプレイ２のフレームレートに対するカメラ３のフレームレートの比である。このｓｉｎｃ関数による補正は、目がラインを追ったときの動きボケ（移動平均フィルタ）に対する補正に相当する。
【0054】
これによって、ＭＴＦ補正手段１９は、図１５に示すように、測定ＭＴＦ（ＭＴＦＤＩＳＰ＋ＣＡＭ）の空間周波数を、ディスプレイ２の空間周波数に変換するとともに、カメラ３のＭＴＦ分減衰した値を持ち上げて、ディスプレイＭＴＦ（ＭＴＦ動特性、ＭＴＦ静特性）を求めることができる。
ＭＴＦ補正手段１９は、補正後のディスプレイＭＴＦ（ＭＴＦ動特性、ＭＴＦ静特性）を、動特性の測定結果として外部（表示装置４）に出力する。
また、ＭＴＦ補正手段１９は、ＭＴＦ動特性およびＭＴＦ静特性を、特性比算出手段２０に出力する。
ＭＴＦ補正手段１９は、補正後のディスプレイＭＴＦ（ＭＴＦ動特性、ＭＴＦ静特性）を、動特性の測定結果として外部（表示装置４）に出力する。
また、ＭＴＦ補正手段１９は、ＭＴＦ動特性およびＭＴＦ静特性を、特性比算出手段２０に出力する。
【0055】
特性比算出手段２０は、ＭＴＦ静特性とＭＴＦ動特性との比（特性比）の測定を指示された場合に動作し、ＭＴＦ補正手段１９で予め補正されたＭＴＦ動特性と、ＭＴＦ静特性との比を算出するものである。
例えば、特性比算出手段２０は、ＭＴＦ動特性とＭＴＦ静特性とで、予め定めた空間周波数におけるＭＴＦの値の比を算出する。
特性比算出手段２０は、算出した特性比を、動特性の測定結果として外部（表示装置４）に出力する。
なお、特性比算出手段２０が算出する特性比は、ＭＴＦ算出手段１８が算出する補正前の測定ＭＴＦ静特性と測定ＭＴＦ動特性との比で求めてもよい。
例えば、特性比算出手段２０は、ＭＴＦ動特性とＭＴＦ静特性とで、予め定めた空間周波数におけるＭＴＦの値の比を算出する。
特性比算出手段２０は、算出した特性比を、動特性の測定結果として外部（表示装置４）に出力する。
なお、特性比算出手段２０が算出する特性比は、ＭＴＦ算出手段１８が算出する補正前の測定ＭＴＦ静特性と測定ＭＴＦ動特性との比で求めてもよい。
【0056】
以上説明したように、ディスプレイＭＴＦ測定装置１は、ディスプレイ２に表示した垂直のラインによって、ディスプレイ２の特性（動特性、静特性）を、ＭＴＦで測定することができる。
また、ディスプレイＭＴＦ測定装置１は、メカニカルな回転や移動機構を設けることなく、ディスプレイ２に表示するラインを撮影するだけで、ディスプレイ２の動特性を測定することができる。
また、ディスプレイＭＴＦ測定装置１は、ディスプレイ２に表示したラインの傾きから線広がり関数を求めるため、画素構造に関係なくディスプレイＭＴＦを測定することができる。
なお、ディスプレイＭＴＦ測定装置１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プログラム（ディスプレイＭＴＦ測定プログラム）で動作させることができる。
また、ディスプレイＭＴＦ測定装置１は、メカニカルな回転や移動機構を設けることなく、ディスプレイ２に表示するラインを撮影するだけで、ディスプレイ２の動特性を測定することができる。
また、ディスプレイＭＴＦ測定装置１は、ディスプレイ２に表示したラインの傾きから線広がり関数を求めるため、画素構造に関係なくディスプレイＭＴＦを測定することができる。
なお、ディスプレイＭＴＦ測定装置１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プログラム（ディスプレイＭＴＦ測定プログラム）で動作させることができる。
【0057】
［ディスプレイＭＴＦ測定装置の動作］
次に、図１６を参照（構成については、図１参照）して、ディスプレイＭＴＦ測定装置１の動作について説明する。なお、ここでは、ディスプレイ２のＭＴＦ動特性を測定する動作について説明する。
次に、図１６を参照（構成については、図１参照）して、ディスプレイＭＴＦ測定装置１の動作について説明する。なお、ここでは、ディスプレイ２のＭＴＦ動特性を測定する動作について説明する。
【0058】
ステップＳ１において、測定用画像表示手段１０は、予め定めた線幅（例えば、幅１ピクセル）の直線のラインをフレームごとに移動させた動画像を測定用画像としてディスプレイ２に表示する。
ステップＳ２において、画像入力手段１１は、カメラ３で撮影した画像（撮影画像）を入力し、画像記憶手段１２に記憶する。なお、このとき、カメラ３は、ディスプレイ２が表示する垂直のラインに対して、数度傾いた状態で撮影を行う。
ステップＳ２において、画像入力手段１１は、カメラ３で撮影した画像（撮影画像）を入力し、画像記憶手段１２に記憶する。なお、このとき、カメラ３は、ディスプレイ２が表示する垂直のラインに対して、数度傾いた状態で撮影を行う。
【0059】
ステップＳ３において、ＲＯＩ設定手段１３は、ステップＳ２で入力した撮影画像内で、直線のラインを含む関心領域（ＲＯＩ）を設定する（図３参照）。
ステップＳ４において、ＲＯＩ画像抽出手段１４は、ステップＳ２で入力し、カメラ３のフレームレートで画像記憶手段１２に記憶された撮影画像から、ステップＳ３で設定されたＲＯＩの画像（ＲＯＩ画像）を順次抽出する。
ステップＳ４において、ＲＯＩ画像抽出手段１４は、ステップＳ２で入力し、カメラ３のフレームレートで画像記憶手段１２に記憶された撮影画像から、ステップＳ３で設定されたＲＯＩの画像（ＲＯＩ画像）を順次抽出する。
【0060】
ステップＳ５において、ライン傾き検出手段１５は、ステップＳ４で抽出されたＲＯＩ画像から、ラインの傾き角度を検出し、ラインの傾きを補正するようにＲＯＩ画像を回転させる。例えば、ライン傾き検出手段１５は、ＲＯＩ画像において、Ｓｏｂｅｌエッジ検出により検出したエッジの境界で２値化した２値画像を生成し、２値画像をハフ変換することで、０．１度程度の角度間隔でラインの傾き角度を検出し、ＲＯＩ画像を回転する。そして、ライン傾き検出手段１５は、回転後のＲＯＩ画像（回転ＲＯＩ画像）画素値の分布と、基準軸に垂直な軸上のピークフィッティング関数を基準軸の方向に適用した関数値の分布とが、最も近似するピーク位置の基準軸に対する傾きを求め、その傾きで回転ＲＯＩ画像を回転させることで、ＲＯＩ画像のラインが垂直になるように補正する。
【0061】
ステップＳ６において、ライン投影手段１６のビン配列シフト投影手段１６ａは、カメラ３のフレームレートで抽出され、ステップＳ５でラインが垂直となったＲＯＩ画像の各画素を、ＲＯＩ画像中のラインに垂直な軸（投影軸）に時系列でビンの配列をシフトして投影する（図１０，図１１参照）。
【0062】
ステップＳ７において、線広がり関数生成手段１７は、ステップＳ６でシフトした投影軸のビンの配列を同一シフト量だけ逆シフトして、測定対象のＲＯＩ画像分、同一のビンごとに平均化することで、線広がり関数を生成する（図１３参照）。
【0063】
ステップＳ８において、ＭＴＦ算出手段１８は、ステップＳ７で生成された線広がり関数から、ＭＴＦを算出する。ここでは、ＭＴＦ算出手段１８は、線広がり関数をフーリエ変換して空間周波数ごとに絶対値をとり、定数成分（ＤＣ成分）で正規化することで、ＭＴＦ（測定ＭＴＦ動特性）を算出する。
【0064】
ステップＳ９において、ＭＴＦ補正手段１９は、ステップＳ８で算出されたＭＴＦ（測定ＭＴＦ動特性）を、ディスプレイ２およびカメラ３の空間周波数比およびフレームレート比と、カメラ３のＭＴＦとにより、空間周波数の違いとカメラ３を通したＭＴＦの減衰分を補正することで、ディスプレイ２のＭＴＦ動特性を算出する。
【0065】
以上の動作によって、ディスプレイＭＴＦ測定装置１は、ディスプレイ２に表示した垂直のラインによって、ディスプレイ２の動特性をＭＴＦで測定することができる。
なお、ディスプレイＭＴＦ測定装置１におけるＭＴＦ静特性の測定動作は、ステップＳ１において、ラインを移動させない点、ステップＳ６において、投影軸のビンの配列をシフトさせない点が異なるだけであるため、図示による説明を省略する。
また、ディスプレイＭＴＦ測定装置１におけるＭＴＦ動特性とＭＴＦ静特性との比の測定については、ＭＴＦ動特性とＭＴＦ静特性とを測定した後、特性比算出手段２０が、ＭＴＦ動特性とＭＴＦ静特性との比を算出するだけであるため、図示を省略する。
なお、ディスプレイＭＴＦ測定装置１におけるＭＴＦ静特性の測定動作は、ステップＳ１において、ラインを移動させない点、ステップＳ６において、投影軸のビンの配列をシフトさせない点が異なるだけであるため、図示による説明を省略する。
また、ディスプレイＭＴＦ測定装置１におけるＭＴＦ動特性とＭＴＦ静特性との比の測定については、ＭＴＦ動特性とＭＴＦ静特性とを測定した後、特性比算出手段２０が、ＭＴＦ動特性とＭＴＦ静特性との比を算出するだけであるため、図示を省略する。
【0066】
以上、ディスプレイＭＴＦ測定装置１の構成および動作について説明したが、本発明は、この実施形態に限定されるものではない。
例えば、ここでは、ディスプレイ２に、垂直なラインを描画したが、水平、斜め４５度、あるいはそれ以外の方向のラインを描画しても構わない。
例えば、ここでは、ディスプレイ２に、垂直なラインを描画したが、水平、斜め４５度、あるいはそれ以外の方向のラインを描画しても構わない。
【0067】
また、ここでは、ラインをディスプレイ２の１画素幅で表示した。しかし、この幅は、２画素以上としてもよい。なお、この場合、前記式（１）のピークフィッティング関数を用いて傾き角度を検出する際に、図９で説明したように、前記式（１）の関数の半値全幅は、ラインの幅の画素数に近似した値であることが好ましく、例えば、σにラインの幅の画素数を乗算する必要がある。
【0068】
また、ここでは、ディスプレイＭＴＦ測定装置１は、ディスプレイ２を接続し、測定用画像表示手段１０によって、ディスプレイ２の画面上に直線のラインを表示することとした。しかし、ディスプレイ２は、ディスプレイＭＴＦ測定装置１と独立して、直線のラインを描画した画像を表示することが可能な場合、ディスプレイＭＴＦ測定装置１は、ディスプレイ２を接続する必要はない。また、その場合、ディスプレイＭＴＦ測定装置１は、測定用画像表示手段１０を構成から省略してもよい。
【0069】
また、ここでは、ライン傾き検出手段１５は、ハフ変換で検出したラインの傾き角度でＲＯＩ画像を回転させた回転ＲＯＩ画像において、ラインの傾き角度の基準軸に対するずれ量を前記式（１），式（２）により検出した。
しかし、ライン傾き検出手段１５は、前記式（１）のパラメータｐ２の初期値を、ハフ変換で検出された０でないラインの傾き角度とし、元のＲＯＩ画像の基準軸に対するラインの傾き角度を補正した補正傾き角度として検出することとしてもよい。
これは、ライン傾き検出手段１５が、ＲＯＩ画像抽出手段１４で抽出された元のＲＯＩ画像の画素値の分布と、基準軸に垂直な軸上のピークフィッティング関数を基準軸の方向に適用した関数値の分布とが、最も近似するピーク位置の基準軸に対する傾きを、補正傾き角度として検出することに相当する。
しかし、ライン傾き検出手段１５は、前記式（１）のパラメータｐ２の初期値を、ハフ変換で検出された０でないラインの傾き角度とし、元のＲＯＩ画像の基準軸に対するラインの傾き角度を補正した補正傾き角度として検出することとしてもよい。
これは、ライン傾き検出手段１５が、ＲＯＩ画像抽出手段１４で抽出された元のＲＯＩ画像の画素値の分布と、基準軸に垂直な軸上のピークフィッティング関数を基準軸の方向に適用した関数値の分布とが、最も近似するピーク位置の基準軸に対する傾きを、補正傾き角度として検出することに相当する。
【0070】
その場合、ライン傾き検出手段１５は、検出した補正傾き角度で、ラインが投影軸に垂直となるように、ＲＯＩ画像抽出手段１４で抽出された元のＲＯＩ画像を回転させればよい。これによって、１度の回転で、補正回転ＲＯＩ画像を生成することができる。
【0071】
また、ここでは、ディスプレイＭＴＦ測定装置１は、ディスプレイの特性として、ＭＴＦ動特性、ＭＴＦ静特性、特性比を測定するものとして構成したが、例えば、ＭＴＦ動特性のみを測定する構成としてもよい。
その場合、ディスプレイＭＴＦ測定装置１は、ビン配列固定投影手段１６ｂと特性比算出手段２０を省略して構成すればよい。
その場合、ディスプレイＭＴＦ測定装置１は、ビン配列固定投影手段１６ｂと特性比算出手段２０を省略して構成すればよい。
【符号の説明】
【0072】
１ ディスプレイＭＴＦ測定装置
１０ 測定用画像表示装置
１１ 画像入力手段
１２ 画像記憶手段
１３ ＲＯＩ設定手段
１４ ＲＯＩ画像抽出手段
１５ ライン傾き検出手段
１６ ライン投影手段
１６ａ ビン配列シフト投影手段
１６ｂ ビン配列固定投影手段
１７ 線広がり関数生成手段
１８ ＭＴＦ算出手段
１９ ＭＴＦ補正手段
２０ 特性比算出手段
２ ディスプレイ
３ カメラ
４ 表示装置
１０ 測定用画像表示装置
１１ 画像入力手段
１２ 画像記憶手段
１３ ＲＯＩ設定手段
１４ ＲＯＩ画像抽出手段
１５ ライン傾き検出手段
１６ ライン投影手段
１６ａ ビン配列シフト投影手段
１６ｂ ビン配列固定投影手段
１７ 線広がり関数生成手段
１８ ＭＴＦ算出手段
１９ ＭＴＦ補正手段
２０ 特性比算出手段
２ ディスプレイ
３ カメラ
４ 表示装置
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】