Elsyst Engineering. Kontrola kvality obrazových souborů v procesu digitalizace. Ivan Sabo

Transkript

1 Elsyst Engineering Kontrola kvality obrazových souborů v procesu digitalizace Ivan Sabo Vyškov, listopad 2008

2 Úvod Příručka, kterou máte před sebou je napsána s jediným cílem popsat a navrhnout postupy, které umožní průběžnou kontrolu výsledků obrazové informace (obrazů) vznikající při procesu snímkování a digitalizace historických (i jiných) dokumentů. Je zejména zaměřena na kontrolu procesu: a) snímkování dokumentů na mikrofilm a následnou digitalizaci mikrofilmu b) na proces přímé digitalizace Oba procesy v obecném případě předpokládají použití : a) pro černobílé zpracování b) verzi pro barevné zpracování Příručka si neklade za cíl uvádět definice a detailní vysvětlení jednotlivých charakteristik, ale uvádí nezbytné minimum, nutné k porozumění výkladu tak, aby byla podpořena praktická stránka využití příručky. Z tohoto důvodu jsou i testovací charakteristiky navrhovány ve třech úrovních použití: a) Jako nezbytné provozní metody pro kontrolu stability zpracování, tj. pro denní a průběžné testování, které nevyžaduje žádné, nebo jen minimální vybavení b) Metody pro určené pro testy v případě, že je potřeba určit příčinu chyby c) Metody pro automatizovanou průběžnou kontrolu každého dokumentu, který je určen pro uložení v depozitáři (v případě filmů) nebo digitálním úložišti (v případě digitalizovaných dat Dále je potřeba uvést, že neexistuje žádné univerzální metoda pro hodnocení kvality obrazové informace. Důvodem je skutečnost, že obrazová informace je komplexní pojem, který zahrnuje množství vlivů, z nichž řadu z nich je velmi obtížné měřit a navíc ji ovlivňuje i lidské subjektivní hodnocení. Proto pro posouzení určitého kvalitativního parametru se používají kombinace několika metod. Proč je potřeba kontrolovat kvalitu obrazového procesu Důvod, proč je potřeba kontrolovat kvalitu obrazové informace je v podstatě jednoduchý: d) obraz, který má sloužit pro další badatele vlivem degradace originálu bude v budoucnosti zřejmě jediným dostupným materiálem pro poznání historie e) obrazová informace je a zejména bude jediným primárním zdrojem pro další poznání a její kvalita je klíčová pro další studium dokumentů; informace, které jsou potřeba pro studium a nejsou v obraze k dispozici jsou nevratně ztraceny f) testování obrazu se doposud v praxi příliš neprovádí

3 Co testovat Předmětem testů jsou výsledky jednotlivých fází v řetězci vytváření a zpracování obrazu, tedy: a) vytvoření mikrofilmu černobílá verze b) digitalizace mikrofilmu digitální obraz - černobílá verze c) přímá digitalizace digitální obraz - barevná verze Příručka nepopisuje testování optických zařízení (kamer, skenerů, objektivů aj.) které by měly být již voleny s ohledem na požadované vlastnosti. Testovací parametry Každá fáze ve zpracovatelském řetězci má svou sadu parametrů (charakteristik), které je nutné zpracovat podle požadavků a potřeb. Jednotlivé parametry testů jsou získávány pomocí kalibračních a měřících obrazců, které jsou umístěny na ploše (na testovací tabulce), kterou snímací zařízení (kamera, skener) dokáže snímat, nebo na kterou je nastaveno. Znamená to tedy, že pro různé velikosti snímaných dokumentů by měly existovat různé velikosti testovacích tabulek. Následující přehled uvádí seznam navrhovaných parametrů použitelných jednotlivých kategoriích, jejich vlastnosti, význam, účel a způsob vyhodnocení. Vysvětlivky k položkám tabulky Účel Úroveň testu 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 úložiště (fyzického nebo elektronického); vyhodnocení se provádí specializovaným SW pro hromadné zpracování dokumentů s možností uložení výsledků do metadat dokumentu Způsob měření

4 Základní princip měření. Přesný popis a pracovní postup bude uveden v Příloze 1 ke konkrétnímu testovacímu obrazci Hodnota Hodnota testovacího parametru, charakterizující úroveň kvality zpracování; hodnota odpovídá způsobu jejího získání (měřením, analýzou, srovnáním) a je vázána na zvolený testovací obrazec. Typ obrazce Jsou uvedeny typy obrazců, které lze pro daný test použít. Jejich ukázky jsou v kapitole Typy testovacích obrazců

5 1 SNÍMKOVÁNÍ MIKROFILM Černobílý Číslo Charakteristika Účel Úroveň Způsob měření hodnota Typ obrazce 1.1 Denzita mikrofilmu min. Měření minimální optické hustoty filmového materiálu v D 1.2 Denzita mikrofilmu max. Měření maximální optické hustoty filmového materiálu v D 1.3 Měřítko zmenšení Stanovení koeficientu zmenšení proti deklarované hodnotě A Denzitometr filmový < 0.5 D není A Denzitometr filmový > 1,8 D není A Kontrola měřením S pravítkem a mm dělením obr. 1, Obrysová ostrost Stanovení meze ostrosti A Mikroskop/prohlížeč Dle stupnice 1.5 Kontrast Stanovení min a max hodnoty šedé A Mikroskop/prohlížeč Dle stupnice 1.6 Rozlišovací schopnost Informativní stanovení max rozlišovací schopnosti A Mikroskop/prohlížeč Dle stupnice 1.7 Linearita gradační stupnice Stanovení linearity podání šedé stupnice B Porovnání s kalibračním obrazcem 1.8 Rozsah gradační stupnice podání šedé Stanovení gradačního rozsahu podání šedé stupnice B Porovnání s kalibračním obrazcem MTF obrazec Siemensova hvězda Šedá stupnice Obr. 2, 3 Obr. 2, 3, 4 Obr. 2, 3, Geometrické zkreslení Orientační měření B Prohlížeč Testovací mříž Obr Komplexní charakteristiky podání šedé stupnice Kontrast, linearita, rozsah C Digitalizace, Speciální SW 1.11 Obrysová ostrost Měření MTF parametrů ostrosti (bar) C Digitalizace, Speciální SW 1.12 Rozlišovací schopnost Měření rozlišovací schopnosti vícesměnové v cy/mm C Digitalizace, Speciální SW 1.13 Geometrické zkreslení Vyhodnocení geometrického zkreslení v % C Digitalizace, Speciální SW 1.14 Měřítko zmenšení Určení hodnota koeficientu zmenšení C Digitalizace,Speciální SW Obr. 1 MTF obrazec (bar/sinus) obr. 6 RES16 Resolution chart Obr. 5 S pravítkem a mm dělením obr. 1, 4

6 2 DIGITALIZACE Černobílý mikrofilm Číslo Charakteristika Účel Úroveň Způsob měření hodnota Typ obrazce 2.1 Denzita mikrofilmu min. Kontrola minimální optické hustoty filmového materiálu v D 2.2 Denzita mikrofilmu max. Kontrola maximální optické hustoty filmového materiálu v D 2.3 Měřítko zmenšení Stanovení koeficientu zmenšení proti deklarované hodnotě na mikrofilmu A Denzitometr filmový < 0.5 D není A Denzitometr filmový > 1,8 D není A Photoshop S pravítkem a mm dělením obr. 1, Obrysová ostrost Stanovení meze obrysové ostrosti A Photoshop Dle stupnice 2.5 Kontrast Stanovení min a max hodnoty šedé A Photoshop Dle stupnice 2.6 Rozlišovací schopnost Informativní stanovení max rozlišovací schopnosti A Photoshop Dle stupnice 2.7 Linearita gradační stupnice Stanovení linearity podání šedé stupnice B Photoshop, měření šedého klínu (jas), vyhodnocení linearity (Excel) 2.8 Rozsah gradační stupnice podání šedé Stanovení gradačního rozsahu podání šedé stupnice B Photoshop, měření šedého klínu (jas), vyhodnocení linearity (Excel) MTF obrazec Siemensova hvězda Šedá stupnice Obr. 2, 3 Obr. 2, 3, 4 Obr. 2, 3, Geometrické zkreslení Orientační měření B Photoshop Testovací mříž Obr Komplexní charakteristiky podání šedé stupnice Kontrast, linearita, rozsah C Speciální SW Obr Obrysová ostrost Měření MTF parametrů ostrosti (bar) C Speciální SW MTF obrazec (bar/sinus) obr Rozlišovací schopnost Měření rozlišovací schopnosti vícesměnové v cy/mm C Speciální SW RES16 Resolution chart 2.13 Geometrické zkreslení Vyhodnocení geometrického zkreslení v % C Speciální SW Obr Měřítko zmenšení Určení hodnota koeficientu zmenšení C Speciální SW S pravítkem a mm dělením obr. 1, 4

7 3 PŘÍMÁ DIGITALIZACE čb / barva Číslo Charakteristika Účel Úroveň Způsob měření hodnota Typ obrazce 3.1 Podání šedé / barevná odchylka šedé Stanovení případné barevné odchylky v podání šedé barvy A Photoshop Toleranční pole 3.2 Barevné podání Stanovení celkového barevného podání A Photoshop Tolerance odchylky polí tabulky 3.3 Histogram jasový / komponentní Stanovení gradačního rozsahu obrazu A Photoshop 5 95% celkového rozsahu 3.4 Obrysová ostrost Stanovení meze ostrosti A Photoshop Dle stupnice obrazce 3.5 Kontrast Stanovení min a max hodnoty šedé A Photoshop Dle stupnice obrazce 3.6 Rozlišovací schopnost Informativní stanovení max rozlišovací schopnosti 3.7 Linearita gradační stupnice šedé a RGB kanálů 3.8 Rozsah gradační stupnice podání šedé a RGB kanálů Stanovení linearity podání šedé stupnice a RGB kanálů Stanovení gradačního rozsahu podání šedé stupnice a RGB kanálů A Photoshop Dle stupnice obrazce B B Photoshop, měření šedého klínu (jas), vyhodnocení linearity (Excel) Photoshop, měření šedého klínu (jas), vyhodnocení linearity (Excel) Dílčí část tabulky Obr. 8, obr. 7 Dílčí část tabulky Obr. 8 Obr. 8 Dílčí část tabulky MTF obrazec Siemensova hvězda Šedá stupnice Obr. 2, 3 Obr. 2, 3, 4, 8 Obr. 2, 3, 4, Geometrické zkreslení Orientační měření B Photoshop Testovací mříž Obr Komplexní charakteristiky podání barevného obrazu Kontrast, linearita, rozsah, tonalita, gradace C Speciální SW Obr Obrysová ostrost Měření MTF parametrů ostrosti (bar) C Speciální SW MTF obrazec (bar/sinus) obr Rozlišovací schopnost Měření rozlišovací schopnosti vícesměnové C Speciální SW RES16 Resolution chart

8 3.13 Geometrické zkreslení Vyhodnocení geometrického zkreslení v % C Speciální SW Obr. 5

9 Typy testovacích obrazců Č. Obrazec Označení Popis 1 DCR 1 Pro černobílé snímky Stanovení většiny požadovaných parametrů Použitelné pro úroveň A - C 2 RESREP Určeno zejména pro stanovení rozlišovací schopnosti, ale i gradace, linearity přenosu aj. Použitelné pro úroveň B - C 3 Šedá stupnice 20úrovní Určeno pro stanovení gradace, linearity, kontrastu Použitelné pro úroveň A - C 4 Základní tabulka pro mikrofilmy Určeno pro stanovení gradace, linearity podání šedé, kontrast, rozlišovací schopnosti snímkování Použitelné pro úroveň A - C

10 5 Geometrické zkreslení Tabulka pro posouzení geometrického zkreslení Použitelné pro úroveň (A) - B - C 6 MTF přenos Bar logaritmický Obrazec pro určení přenosové charakteristiky MTF Použitelné pro úroveň B - C 7 Šedá tabulka 30% Určení homogenity osvětlení snímací plochy Použitelné pro úroveň B - C 8 IT 8.7 Určeno pro základní testy barevných obrazů Podání šedé, závoje, linearita RGB kanálů, gradační rozsah, barevné podání, podání okrajových barev, barevné zkreslení Použitelné pro úroveň B C, vyžaduje referenční kalibrační soubor

11