NKP VaV Závěrečná zpráva 2010

Transkript

1 NP VaV Závěrečná zpráva 2010 Metody vyhodnocování digitalizovaných obrazů (3) Metodická příručka (2) S DICON pro automatizaci vyhodnocení testovacích parametrů

2 A Úvod Tato část výzkumného úkolu přímo navazuje a pokračuje v návrhu postupů při vyhodnocení digitalizovaných dokumentů, zejména periodik a monografií navazuje, zpracovanou v r Popis dále uvedených metodik používá označení, uváděné v předchozí zprávě. Úkolem pro rok 2010 bylo dokončit návrh testovacích obrazců a testovací tabulky TT 4.3 v 1.6 navrhnout a realizovat S pro automatizované vyhodnocování kvality digitalizovaných dokumentů (DICON). Návrhem testovací tabulky ve verzi 1.6 (viz obr.1) se stanovily jednotlivá konečná kriteria pro vyhodnocování. Tato závěrečná zpráva proto popisuje a upřesňuje všechny tři oblasti použití ve vztahu verzi TT4.3 v B Možnosti použití TT Pro hodnocení digitalizovaného obrazu byly vybrány tyto základní parametry: Použité DPI ve vztahu k fyzickým rozměrům dokumentu v osách X a Y Nelinearita měřítek v osách X a Y (způsobené např. vlivem mechanického pohybu snímacího prvku) Použitelná optická rozlišovací schopnost Přenosová charakteristika kontrastu Linearita přenosu šedé stupnice Úroveň bílé a černé (max. kontrast) Počet použitých úrovní šedé stupnice Homogenita osvětlení snímacího pole Linearita přenosu barevné stupnice RGB Barevná interpretace bílé a černé Barevné podání degradovaného papíru Pro uvedené základní parametry byly navrženy testovací obrazce pro přímou digitalizaci obrazu. Jednotlivé testovací obrazce jsou rozmístěny na plochu Testovací tabulky (TT4.3). Testovací obrazce jsou navrženy pro potřeby zejména automatizovaného vyhodnocování parametrů ale lze je využít i pro poloautomatický režim. Projekt předpokládá tři úrovně využití Testovací tabulky : A informační testy, které je možné provádět s minimálním technickým vybavením; jsou určeny pro dosažení stability procesu zpracování a provádějí se kontinuálně B základní analytické testy; jsou určeny pro identifikaci chyby procesu zpracování; provádějí se na základě nekonzistentnosti procesu A a v případě zjevných odchylek od požadovaných hodnot; pro analýzu lze použít nástroje typu Photoshop s ručním vyhodnocením (např. v Excelu) C poloautomatizované (s příspěvkem operátora) a automatizované testy; jsou určeny pro automatizaci procesu sledování kvality obrazových záznamů zejména ve fázi jejich ukládání do

3 úložiště (fyzického nebo elektronického); vyhodnocení se provádí specializovaným S pro hromadné zpracování dokumentů s možností uložení výsledků do metadat dokumentu. Testovací tabulka TT4.3 v.1.6 Testovací tabulky se budou připravovat stejnou technologií v dávkách po několika kusech podle potřeby. Nicméně každá dávka je v rámci výrobních tolerancí mírně odlišná od předchozí. Proto je každou dávku dodávána samostatná kalibrační tabulka. Její označení bude uvedeno jednak v čárovém kódu v informační zóně (pro automatické měření) a jednak viditelným způsobem vedle čísla kalibrační tabulky (pro ruční analýzu). Pro posouzení parametrů musí být k dané TT použita odpovídající kalibrační tabulka. Pro pro ruční analýzu bude dodávána ve formátu XLS. Základní Testovací tabulka TT43 v.1.6 umožňuje analyzovat výsledky testů v úrovních A, B, C: Úroveň A vizuální orientační posouzení bez analýzy: a) Gradační stupnice diskrétní (poz. A) b) Gradační stupnice kontinuální (poz. B) c) Měrné pravítko horizontální (poz. C) a vertikální (poz. D) d) Testovací obrázek foto (poz. E) e) Obraz tištěného písma velikost + pozitiv/negativ (poz. F) f) Optická rozlišovací schopnost (poz. 7, 8, 9) Úroveň B ruční analýza s podporou S Photoshop a) Stanovení úrovně bílé (poz.1) v 10 bodech plochy a černé (poz.2) v 7 bodech plochy b) Nehomogenita osvětlení plochy c) Maximální hodnota bílé a černé d) Linearita přenosu šedé stupnice (poz. A) e) Úroveň šedé v absolutních hodnotách jasu D (poz. 4) f) Stanovení skutečně použitého DPI (poz.5) g) omplexní obrazová ostrost (poz. 6) h) Rozlišovací schopnost ve 4 bodech (rozích) plochy (poz. 7) i) Středová rozlišovací schopnost horizontální (poz. 8 ) a vertikální (poz. 9) j) Barevný mix pro stanovení přenosu okrajových barev skeneru (poz. 10) k) Gradační stupnice RGB pro barevné tisky (poz. 11) l) Barevný mix pro degradovaný papír (poz. 12)

4 Úroveň C automatická analýza s podporou S DICON a) Stanovení úrovně bílé (poz.1) v 10 bodech plochy a černé (poz.2) v 7 bodech plochy b) Nehomogenita osvětlení plochy c) Maximální hodnota bílé a černé d) Linearita přenosu šedé stupnice (poz. A) e) Úroveň šedé v absolutních hodnotách jasu D (poz. 4) f) Stanovení skutečně použitého DPI (poz.5) g) omplexní obrazová ostrost (poz. 6) h) Rozlišovací schopnost ve 4 bodech (rozích) plochy (poz. 7) i) Středová rozlišovací schopnost horizontální (poz. 8 ) a vertikální (poz. 9) j) Barevný mix pro stanovení přenosu okrajových barev skeneru (poz. 10) k) Gradační stupnice RGB pro barevné tisky (poz. 11) l) Barevný mix pro degradovaný papír (poz. 12) m) Stanovení přenosové charakteristiky kontrastu (poz. 6) Na Obr. 1 jsou uvedeny jednotlivé zóny TT, na Obr. 2 je zobrazena celá TT 4.3 v.1.6

5 Obr. 1 Testovací zóny ALIBRAČNÍ TABULA TT 43 v.1.6 ČÁROVÝ ÓD C měřítko H 5 pravítko pro automat B 7 E 7 D ISO 2 FOTO ISO 2 šedá stupnice kontinual 6 F měřítko V OSTŘENÍ 3 9 TEST PÍSMA gradace rozlišení střed 8 rozlišení H šedá stupnice diskrétní 10 COLOR MIX 11 TABULA RGB měřítko V ISO 2 starý papír ISO 2 A D 4 kalibr šedá

6 Obr. 2. TT 4.3 v.1.6 ALIBRAČNÍ TABULA TT 43 v.1.6 EEEE qwertzuiopasdfghjk123 qwertzuiopasdfghjklyxc123 qwertzuiopasdfghjklyxcvbnmk 123 qwertzuiopasdfghjklyxcvbnmqwertzzuu 123 qwertzuiopasdfghjk123 qwertzuiopasdfghjklyxc123 qwertzuiopasdfghjklyxcvbnm 123 qwertzuiopasdfghjklyxcvbnmqwertzzuu

7 C Vyhodnocování jednotlivých parametrů Technologie vyhodnocení jednotlivých parametrů je v základu popsána v jednotlivých dílčích zprávách. Zde uvádíme souhrn informací pro jednotlivé parametry. Poznámka: Všechny dále uvedené testy předpokládají minimálně správné barevné podání monitoru a nastavení a zobrazovacích charakteristik grafické karty počítače. Jednoduché testy a nastavení lze provést pomocí aplikace ADOBE (free), nebo přesnější nastavení displeje pomocí kalibrátoru Eye One X-Rite. Úroveň A vizuální orientační posouzení bez analýzy: a) Gradační stupnice diskrétní (poz. A) ontroluje se zobrazení šedé stupnice zejména pro první a poslední tři pole. V obou případech musí být viditelné rozdíly mezi jednotlivými poli v úrovni šedé. Pokud jsou vizuálně dvé nebo více polí stejné barvy, test je nevyhovující b) Gradační stupnice kontinuální (poz. B) ontroluje se zobrazení šedé stupnice na homogenitu šedé barvy. Pokud se vyskytnou v postupně narůstající šedé odchyky, výpadky, jiné úrovně, je test nevyhovující c) Měrné pravítko horizontální (poz. C) a vertikální (poz. D) ontroluje se zobrazení pravítka a viditelnost mm stupnice. Pokud jsou viditelné výpadky v mm stupnici, je test nevyhovující d) Testovací obrázek foto (poz. E) ontroluje se barevné podání obrázku, zejména podání pleťové barvy. Pokud obrázek vykazuje barevné odchylky, závoje nebo jiné barevné vady, je test nevyhovující e) Obraz tištěného písma velikost + pozitiv/negativ (poz. F) ontroluje se viditelnost a čitelnost písma. Číslice vedle řádků značí velikost písma v bodech. Vyhovující výsledek je čitelnost písma velikosti 6. Další kontrola je čitelnost písma v inverzní zóně. Písmo čitelné v normálním zobrazení musí být ve stejné kvalitě viditelné i v inverzním zobrazení. f) Optická rozlišovací schopnost (poz. 7, 8, 9) ontroluje se poslední viditelné pole v poz. 7 ve všech rozích. Hodnoty pole jsou uvedeny v počtu čar/palec. Určuje se poslední viditelné pole, ve kterém jednotlivé čary ještě nesplývají. Pokud v jednotlivých rozích nejsou viditelná pole se stejným číslem, je výsledek testu nevyhovující. Pro rychlou orientaci jsou určeny poz. 8 a 9. Orientačně se stanovuje hodnota čar/palec, při které jsou ještě viditelné jednotlivé čáry. Hodnoty pro horizontální a vertikální rozlišení by měly být shodné. Pozn.: Stupnice u poz. 9 je stejná, jako u poz. 8 Úroveň B ruční analýza s podporou S Photoshop Základní požadavky a nastavení Pro vyhodnocení uvedených parametrů se předpokládá: použití S Photoshop ve verzi min. 6.0 kalkulačka kalibrační tabulka ve formátu XLS.

8 Nastavení pro skenování Pro dosažení správných výsledků je potřeba aby TT byla digitalizována za těchto podmínek pro přímé skenování: TT musí být neskenována tak, aby skenovaná plocha odpovídala ploše předlohy; na tuto plochu položte TT, rovnoběžně s okrajem skenované plochy, podloženou černým papírem pro kontrastní zobrazení okrajů TT; Nastavte DPI min. 300 a více Proveďte skenování TT Pokud dojde k neskenování TT šikmo, proveďte nové skenování. Nevyrovnávejte sken pomocí S, dojde ke zkreslení výsledků. Nastavení monitoru předpokládá se správné nastavení (viz pědešle) Nastavení Photoshopu a) Otevřete S Photoshop. Poznámka: Předpokládá se základní znalost ovládání tohoto S, b) Nastavte: Pracovní prostor (v Nastavení barev) na srgb a stupně šedi na Grey gamma 2,2, v nastavení Zásady správy barev všechny položky na Zachovat vložené profily zobrazení pravítek v mm v nástrojích zvolte kapátko a nastavte průměr 5x5 mm otevřete skenovanou TT a zobrazte ji se skenovacím profilem ICC (pokud je vložen); pokud není, zvolte Přiřadit pracovní profil srgb nastavení monitoru dokončete nastavení monitoru; nastavením úrovně jasu - zobrazte šedou stupnici diskrétní (poz. A) tak, aby úrovně jednotlivých stupňů šedé byly od sebe rozeznatelné na co největším rozsahu stupnice (co nejvíce potlačte slití krajních úrovní); takto nastavený monitor ponechejte po celou dobu vyhodnocení TT ořízněte podle značení na okraji tabulky dovnitř. V nastavení Obraz zvolte Histogram s nastavením Jas; porovnejte tvar histogramu s tímto obrázkem:

9 ontrolní kroky Histogram Tvar histogramu může být různý, podstatné je snížení úrovní v obou okrajích (u černé i bílé) k nule. Pokud je Váš histogram podobný, můžete jej použít pro vyhodnocení. ontrola DPI Otevřete položku Obraz -> Velikost obrazu a zkontrolujte údaje v tabulce rozměrů a DPI. Pro ořezaný obraz TT by jste měli zjistit hodnoty cca 205 x 295 mm a DPI, které jste použili pro skenování (min. 300DPI). Pokud údaje nesouhlasí, není možné dále pokračovat. Poznámka: Pokud nemáte možnost získat nový obraz TT, můžete použít postup ručního stanovení DPI. Ruční stanovení DPI Otevřete TT a zobrazte pravítko pro zjištění DPI (poz.5) Zvětšete pravítko min. 700x aby jste zobrazili jednotlivé pixely obrazu Pomocí vodících linek vymezte na pravítku v obraze 10mm (poz.5) Spočítejte počet pixelů mezi vodícími linkami (PP) (přepněte zobrazení pravítka na obr. body a odečtěte hodnoty bodu vodících linek) př.: PP= ( )*2,54=607 DPI Údaj uveďte do tabulky Velikost obrazu spolu s údaji o rozměru předlohy Stiskněte O

10 Vyhodnocení jednotlivých parametrů Vyhodnocují se tyto parametry: a) Stanovení odchylky úrovně bílé (poz.1) v 10 bodech plochy a černé (poz.2) v 7 bodech plochy b) Nehomogenita osvětlení plochy c) Maximální hodnota bílé a černé d) Linearita přenosu šedé stupnice (poz. A) e) Úroveň šedé v absolutních hodnotách jasu D (poz. 4) f) Stanovení skutečně použitého DPI (poz.5) g) omplexní obrazová ostrost (poz. 6) h) Rozlišovací schopnost ve 4 bodech (rozích) plochy (poz. 7) i) Středová rozlišovací schopnost horizontální (poz. 8 ) a vertikální (poz. 9) j) Barevný mix pro stanovení přenosu okrajových barev skeneru (poz. 10) k) Gradační stupnice RGB pro barevné tisky (poz. 11) l) Barevný mix pro degradovaný papír (poz. 12) Poznámky V tabulce jsou uvedeny jednotlivé parametry a pozice zkušebního obrazce ze kterého se získávají. Údaje se zapisují do kalibrační tabulky podle jednotlivých zkušebních obrazců. a FUNCE data formát rozsah Režim zobrazení Stanovení odchylky úrovně bílé (poz.1) v 10 bodech plochy černé (poz.2) v 7 bodech plochy RGB RGB b Nehomogenita osvětlení plochy 1 7 RGB RGB c Maximální bílá a minimální černá, RGB RGB d Linearita přenosu šedé stupnice (poz. A) % GRAY e Úroveň šedé v absolutních hodnotách jasu D (poz. 4) RGB GRAY f Stanovení použitého (reálného) DPI (poz.5, D) 5 DPI GRAY g omplexní obrazová ostrost (poz. 6) 6 číslo GRAY h i j k Rozlišovací schopnost ve 4 bodech (rozích) plochy (poz. 7) Středová rozlišovací schopnost horizontální (poz. 8 ) a vertikální (poz. 9) Barevný mix pro stanovení podání skeneru (poz. 10) Gradační stupnice RGB pro barevné tisky (poz. 11) 7 č/ GRAY 8,9 č/ GRAY 10 RGB RGB 11 RGB RGB l Barevný mix pro degradovaný papír (poz. 12) 12 RGB RGB

11 Způsoby vyhodnocení Údaje pro analýzu jednotlivých parametrů, uvedených v bodech a) l) jsou získávány přímým odečtem v Photoshopu (kapátkem v režimu RGB) z jednotlivých polí zkušebního obrazce dle daného použití. Tab. 2 a b FUNCE RITERIUM VYHODNOCENÍ Stanovení odchylky úrovně bílé (poz.1) v 10 bodech plochy černé (poz.2) v 7 bodech plochy Nehomogenita osvětlení plochy max - r <=5 max - r <= -5 diff o P OR diff O P <= 3% Reference = nevyšší hodnota (r, r). Stanovují se jednotlivé diference k, v ostatních bodech od reference a maximální diference max, max Stanoví se průměrná hodnota p, p ze všech bodů. Stanoví relativní odchylka v % o, o u všech bodů od p, p. c Maximální bílá a maximální černá m, m <= 3 Stanoví se maximální hodnoty bílé m a černé m d Linearita přenosu šedé stupnice (poz. A) e f Úroveň šedé v absolutních hodnotách jasu D (poz. 4) Stanovení použitého (reálného) DPI (poz.5, D) G omplexní obrazová ostrost (poz. 6) H I J L Rozlišovací schopnost ve 4 bodech (rozích) plochy (poz. 7) Středová rozlišovací schopnost horizontální (poz. 8 ) a vertikální (poz. 9) Barevný mix pro stanovení podání skeneru (poz. 10) Gradační stupnice RGB pro barevné tisky (poz. 11) Barevný mix pro degradovaný papír (poz. 12) diff An- Am <=3 Stanoví se diference mezi kalibrační hodnotou každého pole An a měřenou hodnotou v % Am <=3 Stanoví se diference mezi kalibrační hodnotou šedého pole 15%, 30%, 50% a 75% ve stupních Max(HDPI, VDPI ) <=5% RM < 90 ČP1= ČP2= ČP3 = ČP4 BP = ½ P P - MP <=3% P - MP <=3% P - MP <=3% Stanoví se dle měřítek HDPI a VDPI skutečné DPI; vypočítá se relativní odchylka oproti DPIPS zjištěnému z Photoshopu Stanovuje se jako poloměr kružnice RM, na které jsou jednotlivé segmenty ještě oddělené Stanovuje se jako číslo pole ČP1-4 (v č/1 ), které v H i V zobrazení zobrazuje černé čary ještě oddělené; v jednotlivých rozích musí být hodnoty stejné Stanovuje se jako číslo na stupnici rozl. schopnosti, při kterém hodnota bílé BP mezery je 50% hodnoty černého pole P Stanovuje se diference mezi kalibračním údajem pro daného pole P a měřenou hodnotou téhož pole MP v % Stanovuje se diference mezi kalibračním údajem pro daného pole P a měřenou hodnotou téhož pole MP v % Stanovuje se diference mezi kalibračním údajem pro daného pole P a měřenou hodnotou téhož pole MP v %

12 Úroveň C automatická analýza s podporou S DICON Aplikace DICON vyhodnocuje uvedené parametry automaticky. riteria vyhodnocení jsou stejná jako pro ruční postup, uvedené v Tab. 2. Vyhodnocení dává přesnější hodnota, protože pracuje s podstatně vyšším počtem měřících bodů. Vyhodnocení je vizualizováno na hlavní straně aplikace. omplexní vyhodnocení se pak stanovuje jako míra odchylky každého testu od předepsané hodnoty a to s přihlédnutím k váze každého testu. Váhy testů lze měnit podle užití testů, nebo preference některých testů. Vyhodnocují se tyto parametry: a) Stanovení úrovně bílé (poz.1) v 10 bodech plochy a černé (poz.2) v 7 bodech plochy b) Nehomogenita osvětlení plochy c) Maximální hodnota bílé a černé d) Linearita přenosu šedé stupnice (poz. A) e) Úroveň šedé v absolutních hodnotách jasu D (poz. 4) f) Stanovení skutečně použitého DPI (poz.5) g) omplexní obrazová ostrost (poz. 6) h) Rozlišovací schopnost ve 4 bodech (rozích) plochy (poz. 7) i) Středová rozlišovací schopnost horizontální (poz. 8 ) a vertikální (poz. 9) j) Barevný mix pro stanovení přenosu okrajových barev skeneru (poz. 10) k) Gradační stupnice RGB pro barevné tisky (poz. 11) l) Barevný mix pro degradovaný papír (poz. 12) m) Stanovení přenosové charakteristiky kontrastu (poz. 6) Aplikace DICON Postup práce s aplikací je následující: Skenování testovací tabulky TT4.3 Předložení skenu ke zpracování aplikaci DICON Proběhne nalezení tabulky, vyrovnání, ořez a vyhodnocení parametrů Zápis výsledků do databáze DICON Zápis výsledku do metadat dokumentu, pro který byla digitalizace provedena

13 Jednotlivé prvky aplikace DICON Hlavní okno Výsledky testů je možné prohlížet do hloubky

14 alibrační tabulka (výřez1)

15 alibrační tabulka (výřez2) naměřené hodnoty