この規格 プレビューページの目次
※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。
序文
ISO (国際標準化機構) は、各国の標準化団体 (ISO メンバー団体) の世界的な連合です。国際規格の作成作業は、通常、ISO 技術委員会を通じて行われます。技術委員会が設立された主題に関心のある各会員団体は、その委員会に代表される権利を有します。 ISOと連携して、政府および非政府の国際機関もこの作業に参加しています。 ISO は、電気技術の標準化に関するすべての問題について、国際電気標準会議 (IEC) と緊密に協力しています。
この文書の作成に使用された手順と、今後の維持のために意図された手順は、ISO/IEC 指令のPart 1 で説明されています。特に、さまざまな種類の ISO 文書に必要なさまざまな承認基準に注意する必要があります。この文書は、ISO/IEC 指令のPart 2 の編集規則に従って起草されました ( www.iso.org/directives を参照)
このドキュメントの要素の一部が特許権の対象となる可能性があることに注意してください。 ISO は、そのような特許権の一部または全部を特定する責任を負わないものとします。ドキュメントの開発中に特定された特許権の詳細は、序文および/または受信した特許宣言の ISO リストに記載されます ( www.iso.org/patents を参照)
このドキュメントで使用されている商号は、ユーザーの便宜のために提供された情報であり、保証を構成するものではありません。
適合性評価に関連する ISO 固有の用語および表現の意味に関する説明、および技術的貿易障壁 (TBT) における ISO の WTO 原則への準拠に関する情報については、次の URL を参照して ください 。
このドキュメントを担当する委員会は、ISO/TC 42, Photographyです。
序章
デジタルスチルカメラ (DSC) は通常, 回転対称光学系である撮影レンズを採用しています. 一般に, 回転対称光学系の機能は, 魚などのいくつかの特定のシステムを除いて、オブジェクトに幾何学的に類似した画像を形成することです.この状態が意図的に維持されていないアイレンズと接眼レンズ。この機能は、透視投影のジオメトリに従って理想的に達成されます。理想的な画像ジオメトリからの逸脱は、歪みと呼ばれます。歪みは位置に依存する量であり、一般にベクトル特性を持っています。与えられたイメージ プレーン (無限遠にある場合もあります) では、理論上のイメージ位置と実際のイメージ位置の差を表すこのベクトルは、半径成分と接線成分を持ちます。光学系では、接線成分は基本的に不完全な回転対称性によって調整されます。現在の技術水準に従って製造されたシステムは、ごくわずかな接線方向の歪みを有する。
DSC の幾何学的歪み (GD) は、主にカメラ レンズのイメージ フィールドの倍率の変動によって引き起こされます。歪みの最もよく知られた効果は、直線が曲がって見えることです。一般的に言えば、歪んだ画像ではオブジェクト間の比率が維持されないため、自然なシーン、建築物、またはポートレートでは非常に不快な場合があります。歪みは 2D マップによって完全に記述され、理想的な歪みのない画像内のポイントから実際の歪みのある画像内のポイントまでの変位を示します。通常、画像の中心は歪んでいないと想定されます。この位置での倍率が実際の焦点距離を定義します。
さまざまな種類の歪みは、通常、倍率がイメージ フィールド内で放射状にどのように変化するかによって特徴付けられます。バレルとピンクッションは、イメージ フィールドの中心から境界に沿って移動するときに倍率がそれぞれ単調減少および単調増加する最も一般的なタイプの歪みです。上記の2つのタイプに分類できない他のタイプは、通常、波の歪みと呼ばれます。
図 1 —歪みの 2 つの主なタイプ
| a) バレル (または負の) 歪み |
| b) ピンクッション (または正の) 歪み |
注: 倍率は、たる形歪みの場合は減少し、ピンクッションの場合は増加します。
ISO 9039 は、カメラから分離されたレンズを測定する方法を定義しています。一方、この国際規格は開発され、レンズと信号処理を含むカメラの全体的な画像歪みを測定する方法を定義しています。
この国際規格は、International Imaging Industry Association (I3A) 内の Camera Phone Image Quality (CPIQ) グループによって作成された参考文献 [3] と Camera and Imaging Products Association (CIPA) によって作成された参考文献 [4] の両方に基づいています。
1 スコープ
この国際規格は、デジタル カメラの幾何学的歪みを測定するためのプロトコルを指定します。カメラ付き携帯電話を含むデジタルカメラの測定に適用できます。
2 参考文献
以下のドキュメントの全体または一部は、このドキュメントで規範的に参照されており、その適用に不可欠です。日付のある参考文献については、引用された版のみが適用されます。日付のない参照については、参照文書の最新版 (修正を含む) が適用されます。
- ISO 14524, 写真 — 電子静止画カメラ — 光電子変換関数 (OECF) の測定方法。
- IEC 61146-1, ビデオ カメラ (PAL/SECAM/NTSC) — 測定方法 — Part 1: 非ブロードキャスト シングルセンサー カメラ
- EBU Tech3249, フィルムおよびテレビカメラレンズの性能の測定と分析
3 用語と定義
3.1
幾何学的歪み
gd
<DSCの>記録画像における被写体の理想形状(像面に平行な平面上にある)からのずれ
注記 1:幾何学的歪みは、基本的に、カメラ レンズのイメージ フィールドの横方向の倍率の変化に由来し、直線が曲線としてレンダリングされます。カメラのレンズの回転非対称性やカメラの画像処理における位置ずれ処理など、幾何学的歪みを誘発する要因は他にもある。
3.2
画像の高さ
3.2.1
画像の高さ
<of DSC> 画像点と画像領域の中心との間の距離、または画像領域の対角線の 2 分の 1 で正規化された値であるその相対式
注記 1:これは、光学システムの測定である ISO 9039 の定義の拡張です。
3.2.2
実際の画像の高さ
<of DSC> 記録画像領域における実際の記録画像点の像高
注記 1: 「実際の記録画像点」は、ISO 9039 における「観察画像点」に対応する。
注記 2: ISO 9039 の「画像の高さ」は、基本的には「実際の画像の高さ」を意味しますが、使い方が混乱することがあります。
注記 3 「実際の」という形容詞は,「実際の点」や「実際の位置」など,同様の意味で使用される。
3.2.3
理想的な像の高さ
<of DSC> 幾何学的に歪みのない結像を仮定した、記録画像領域内の理論上の対応点の像高
注記 1:これは、光学システムの測定である ISO 9039 の定義の拡張です。
注記2 「理想的」という形容詞は,「理想的な点」や「理想的な位置」などのように類似の意味で使用されます。
3.3
画質
画像の全体的なメリットまたは卓越性の印象。写真撮影の行為とは関係なく、描写された主題と密接に関係していない観察者によって認識されます。
注記 1:第三者の (関与していない) 観察者の観点から画質を定義する目的は、画像認識のより特異な側面から生じ、画像システム設計者の制御の及ばない属性に関連する変動性の原因を排除することです。
3.4
ノイズ
イメージング システムの応答における望ましくない変動
3.5
解決
デジタル画像キャプチャ システムまたはデジタル画像キャプチャ システムのコンポーネントが画像の細部を区別する能力の尺度。
3.6
テレビの歪み
IEC 61146-1 (24 幾何学的歪み) または EBU Tech3249 (2.11. 画像高さ歪み) で定義された TV フィールドの従来の方法で測定されたライン歪み
参考文献
| [1] | ISO 9039, 光学およびフォトニクス — 光学システムの品質評価 — 歪みの測定 |
| [2] | ISO 20462-3, 写真 — 画質を推定するための心理物理学的実験方法 — Part 3: 品質定規法 |
| [3] | I3A, Camera Phone Image Quality (CPIQ) — フェーズ 2, Lens Geometry Distortion (LGD) (現在は IEEE P1858 の下で管理、 http://standards.ieee.org/develop/wg/CPIQ.html ) |
| [4] | CIPA DCG-002-Translation-2012 デジタルカメラ正誤表付仕様ガイドライン(改訂版) |
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives ).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents ).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not constitute an endorsement.
For an explanation on the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the WTO principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see the following URL: Foreword - Supplementary information
The committee responsible for this document is ISO/TC 42, Photography.
Introduction
A digital still camera (DSC) typically employs a taking lens that is a rotationally symmetric optical system. Generally, the function of rotationally symmetric optical systems is to form an image that is geometrically similar to the object except some particular systems, such as fish-eye lenses and eyepieces, where this condition is deliberately not maintained. This function is accomplished ideally according to the geometry of perspective projection. Departures from the ideal image geometry are called distortion. The distortion is a position-dependent quantity which generally has a vectorial character. In a given image plane (which may also lie at infinity), this vector, representing the difference between theoretical and real image position, has a radial and a tangential component. In optical systems, the tangential component is basically conditioned by imperfect rotational symmetry. The systems manufactured in accordance with the present state of the art have a negligible tangential distortion.
Geometric distortion (GD) of DSCs is mainly caused by the variation of magnification in the image field of the camera lens. The most well-known effect of distortion is that straight lines appear curved. Generally speaking, the proportions between objects are not preserved in a distorted image, which can be very unpleasant for some natural scenes, architecture, or portraits. Distortion is fully described by a 2D map, giving the displacement from a point in an ideal undistorted image to the point in the actual distorted image. The image centre is usually assumed to be undistorted; the magnification factor at this position actually defines the focal distance.
Different types of distortion are usually characterized by how the magnification radially varies within the image field. Barrel and pincushion are the most usual types of distortion for which magnification is respectively monotonously decreasing and monotonously increasing when moving along from the centre to the border of the image field. Other types which cannot be categorized into above two types are usually called wave distortion.
Figure 1—Two main types of distortions
| a) Barrel (or negative) distortion |
| b) Pincushion (or positive) distortion |
NOTE The magnification is decreasing for barrel distortion and increasing for pincushion.
ISO 9039 defines methods to measure a lens that is separated from a camera. On the other hand, this International Standard was developed and defines methods to measure the total image distortion of a camera including a lens and signal processing.
This International Standard is based on both Reference [3] prepared by the Camera Phone Image Quality (CPIQ) group within the International Imaging Industry Association (I3A) and Reference [4] prepared by Camera and Imaging Products Association (CIPA).
1 Scope
This International Standard specifies a protocol to measure geometric distortion of a digital camera. It is applicable to the measurement of digital cameras including camera phones.
2 Normative references
The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are indispensable for its application. For dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
- ISO 14524, Photography — Electronic still-picture cameras — Methods for measuring opto-electronic conversion functions (OECFs).
- IEC 61146-1, Video cameras (PAL/SECAM/NTSC) — Methods of measurement — Part 1: Non-broadcast single-sensor cameras
- EBU Tech3249, Measurement and analysis of the performance of film and television camera lenses
3 Terms and definitions
3.1
geometric distortion
gd
<of DSC> displacement from the ideal shape of a subject (lying on a plane parallel to the image plane) in the recorded image
Note 1 to entry: Geometric distortion basically derives from variation of lateral magnification in the image field of a camera lens and results in straight lines being rendered as curves. There are other factors to induce geometric distortion, for example, rotational asymmetricity of a camera lens or position shift processing in a camera imaging process.
3.2
image height
3.2.1
image height
<of DSC> distance between an image point and the centre of the image area or its relative expression which is the value normalized by one half of the diagonal of the image area
Note 1 to entry: This is an extension of the definition in ISO 9039 which is a measurement for optical systems.
3.2.2
actual image height
<of DSC> image height of an actual recorded image point in the recorded image area
Note 1 to entry: “Actual recorded image point” corresponds to “observed image point” in ISO 9039.
Note 2 to entry: “Image height” in ISO 9039 basically means “actual image height” but the usage is sometimes confusing.
Note 3 to entry: The adjective “actual” is used in similar meaning, “actual point” and “actual position”, for example.
3.2.3
ideal image height
<of DSC> image height of a theoretical corresponding point in the recorded image area, assuming a geometrically undistorted image formation
Note 1 to entry: This is an extension of the definition in ISO 9039 which is a measurement for optical systems.
Note 2 to entry: The adjective “ideal” is used in similar meaning, “ideal point” and “ideal position”, for example.
3.3
image quality
impression of the overall merit or excellence of an image, as perceived by an observer neither associated with the act of photography nor closely involved with the subject matter depicted
Note 1 to entry: The purpose of defining image quality in terms of third-party (uninvolved) observers is to eliminate sources of variability that arise from more idiosyncratic aspects of image perception and pertain to attributes outside the control of imaging system designers.
3.4
noise
unwanted variations in the response of an imaging system
3.5
resolution
measure of the ability of a digital image capture system or a component of a digital image capture system to distinguish picture detail
3.6
TV distortion
line distortion measured by conventional method of TV field defined in IEC 61146-1 (24 Geometric distortions) or EBU Tech3249 (2.11. Picture height distortion)
Bibliography
| [1] | ISO 9039, Optics and photonics — Quality evaluation of optical systems — Determination of distortion |
| [2] | ISO 20462-3, Photography — Psychophysical experimental methods for estimating image quality — Part 3: Quality ruler method |
| [3] | I3A, Camera Phone Image Quality (CPIQ) — Phase 2, Lens Geometric Distortion (LGD) (now administered under IEEE P1858, http://standards.ieee.org/develop/wg/CPIQ.html ) |
| [4] | CIPA DCG-002-Translation-2012 with Corrigendum Specification Guideline for Digital Cameras (Revised Version) |