Neue Funktionen und Testmethoden


Mit der zunehmenden Rechenleistung von Prozessoren, Bauteilen und Bildverarbeitung in Geräten wie Scanner und digitale Kameras haben sich die Möglichkeiten der internen Bildaufbereitung in den letzten Jahren grundlegend gewandelt: 

Bilder werden umfassend modifiziert und mit wahrnehmungstechnischen Tricks auf eine bessere subjektive Darstellung getrimmt. Dieser Vorteil für den Anwender bringt immense Schwierigkeiten im Test- und Analysebereich. Klassische Messverfahren können mit den teilweise stark modifizierten Bilddaten nicht mehr zuverlässig umgehen. Mit derselben Komplexität, mit der Bilder modifiziert werden, müssen auch Analyseverfahren erweitert werden.

Auf der Basis neuester Forschungen und Technologien der digitalen Bildverarbeitung werden bei Anders Uschold Digitaltechnik Verfahren entwickelt, die diese neuen Technologien bewerten können.



Beispiel: Auflösungsmessung

Klassische Verfahren zur Bestimmung der Auflösung bei Bildern basieren meistens auf der frequenzbasierten Fourier-Analyse oder auf der Bestimmung der kontrastorientierten Modulations-Transfer-Funktion. Dabei treten häufig folgende Probleme auf:

 


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Bei Scharfzeichnung in Kameras und Scannern liefern
klassische Verfahren falsche, meist zu hohe Ergebnisse

Die praktische Fourier-Analyse wird nur an einer
freistehenden Schwarzweiß-Kante gemessen, sie
erfasst nicht die Wiedergabe feiner Motivstrukturen

Testtafeln mit waagrechten, senkrechten oder
parallelen Linien liefern keine Aussagen über die
Auflösung bei anderen Ausrichtungen und sind
extrem empfindlich gegen Artefakte wie Moiré-Effekte

Störungen und Überlagerungen wie Moiré-Effekte
werden als kontrastreiche Auflösung fehlinterpretiert
und sogar positiv bewertet

Eine zu kleine Zahl von untersuchten Bilddetails
kann durch zufällig positive oder negative
Positionierung der Motivstruktur und des Sensors
unzuverlässig liefern, die zu gute oder schlechte
Ergebnisse produzieren

Die neuen Analysefunktionen, wie sie zum Beispiel im Testverfahren DCTau® verwendet werden, gehen sehr viel weiter:

 


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Eingebaute, umfeldsensitive Funktionen können die
Auflösung mit Korrektur der Scharfzeichnung bewerten

Komplexe und rechenzeitintensive aber robuste Verfahren
werden der leicht zu implementierenden und schnellen
Fourier-Analyse generell vorgezogen

Die Auflösung wird an Testtafeln mit kontinuierlich
feinen Strukturen in allen Ausrichtungen von 0 bis
360 Grad gemessen um eine Aussage über beliebig
feine Bilddetails in jeder Richtung zu erhalten

Störungen, wie Moiré-Effekte können als solche
erkannt und damit bewertet und sogar ausgeschlossen
werden

Mit einer extrem hohen Anzahl von Einzelmessungen
werden statistische Fehler durch optimale und nichtoptimale
Positionierung vermieden und eine sehr hohe Genauigkeit
erreicht

 

Beispiel: Scharfzeichnung

Für die Messung der Scharfzeichnung gibt es derzeit keine etablierten Ansätze in anderen Verfahren. Wenn überhaupt, dann wird sie visuell und subjektiv von Fachleuten bewertet. Im Testverfahren DCTau befindet sich ein automatischer, quantitativer Ansatz, der folgende Eigenschaften untersucht und bewertet:

 


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Messung und Einstufung der Scharfzeichnung nach
Helligkeitsänderung der betroffenen Bildbereiche
in Breite und Form der entstehenden künstlichen
Kanten

Asymmetrische Untersuchung der Kanten. Die
Wechselwirkung softwarebasierter Scharfzeichnung und
hardwarebasierter Veränderungen der Kantenwiedergabe,
zum Beispiel durch Kontrastverlust des Objektives oder
Blooming des Sensors, kann beurteilt werden

Messungen an Motivvorlagen mit unterschiedlichem Kontrast
und allen im Bild möglichen Helligkeiten. Die
Verteilung der Scharfzeichnung abhängig von der
Bildhelligkeit wird ebenso gemessen wie der Mindestkontrast
ab dem eine Kante scharfgezeichnet wird

Die Scharfzeichnung wird derzeit an horizontalen, vertikalen und diagonalen Kanten gemessen. Damit können Besonderheiten wie zum Beispiel die um 45 Grad geneigte Sensor-Architektur des Super-CCD von Fuji umfassend beurteilt werden


Mehr Informationen zum Test finden Sie unter DCTau®. Die Thematik von Messungen bei unterschiedlichen Strukturen und Moiré-Effekte erklären die Artikel News zu Scharfzeichnung (459 kB) und Neue Kameragenerationen (778 kB). Wissenschaftliche Informationen enthalten Neue Standards für DIN und ISO und Aktuelle Forschungsprojekte.