Гибридная система это сложная система сканер-пленка. Сканер это линейная система, а пленка нелинейная, поэтому необходимо перейти от оптической плотности к освещенности. Для решения этой задачи определялись ФПМ сканеров.
Ранее было установлено, что разрешающая способность современных фильм-сканеров при максимальных параметрах сканирования в 16 бит, 4000 ppi и цветовой модели GRAYSCALE находится в интервале 35-45 мм-1 при предельном коэффициенте передачи контраста равном 0,15. Эти параметры были также подтверждены субъективной экспертной оценкой.
В общем виде работа по расчету функции передачи модуляции цветных негативных фотоматериалов делится на 3 этапа:
- Определение зависимости освещенности (Н) от яркостей пикселей (В)
- Расчет ФПМ системы сканер-фотопленка.
- Расчет ФПМ фотопленки
В процессе работы использовалась цветная негативная фотопленка FUJI ISO200. Для определения зависимости освещенности (Н) от яркостей пикселей (В) отсканированного изображения в фотопленку на универсальном экспозиционном приборе УКЭП-1 за нейтрально-серым светофильтром впечатывали сенситометрический клин из 28 полей, константа клина 0,15. Радиальная мира абсолютного контраста со 180-ю штрихами впечатывалась контактно. Затем фотопленка проявлялась в фотолаборатории по стандартному процессу С-41. Значения оптических плотностей клина определялись на денситометре Barriere. Сканирование изображений клина и миры осуществлялось на фильм-сканере Nikon Super Coolscan 9000 ED в цветовой модели RGB, 16 бит на канал с максимальным разрешением 4000 ppi. Значения яркостей пикселей определялись в Adobe Photoshop. Обработка полученных данных производилась в Microsoft Office Excel.
На первом этапе для определения зависимости освещенности (Н) от яркостей пикселей (В) на денситометре определялась оптическая плотность (D) полей клина на фотопленке, строилась характеристическая кривая, определялся коэффициент контрастности γ. Полученные значения оптических плотностей пересчитывались в значения освещенностей по формуле:
H=10(D/ γ) (1)
где: H — освещенность, лк/с,
D — оптическая плотность,
γ — коэффициент контрастности.
Далее в Adobe Photoshop измерялись значения яркостей (В) клина. В Microsoft Office Excel строилась градуировочная кривая и определялась формула зависимости H от В (Рисунок 1).
Рисунок 1. Градуировочная кривая и формула зависимости H от В.
На втором этапе отсканированное изображение радиальной миры сегментировалось по частотам (Рисунок 2), и для каждого сегмента в Adobe Photoshop измерялись максимальные и минимальные яркости (Вmax и Вmin).
Рисунок 2. Сегментированная радиальная мира с отмеченными номерами сегментов.
Далее рассчитывается действующая освещенность, а затем ФПМ на каждой частоте. Полученные таким образом значения коэффициента передачи модуляции представляют собой характеристику фотографической системы сканер-фотопленка. График функции (Рисунок 3) показывает, как данная фотографическая система воспроизводит детали, а при предельном коэффициенте передачи контраста равном 0,15 проходит предельная информационная граница, которая определяет возможности воспроизведения мелких деталей фотопленкой.
Рисунок 3. График ФПМ системы сканер-фотопленка.
На третьем этапе рассчитывается ФПМ фотопленки. Ранее подобным образом была определена ФПМ сканера и, зная ФПМ системы, расчет производится по формуле:
T(v)пл= T(v)сист/T(v)ск (2)
где: T(v)пл — функция передачи модуляции фотопленки,
T(v)сист — функция передачи модуляции фотопленки,
T(v)ск — функция передачи модуляции фотопленки.
Все три ФПМ представлены в виде таблицы 1 и графически Рисунок 4.
Таблица 1.
Значения ФПМ сканера, системы и фотопленки
на соответствующих частотах и сегментах миры.
| Сегмент, мм | v,лин/мм | T(v)сист | T(v)ск | T(v)пл |
| 17 | 2 | 0,66 | 1 | 0,66 |
| 16 | 2 | 0,63 | 0,96 | 0,66 |
| 15 | 3 | 0,60 | 0,95 | 0,63 |
| 14 | 3 | 0,63 | 0,94 | 0,67 |
| 13 | 4 | 0,62 | 0,92 | 0,68 |
| 12 | 5 | 0,60 | 0,92 | 0,66 |
| 11 | 6 | 0,61 | 0,9 | 0,67 |
| 10 | 7 | 0,57 | 0,89 | 0,64 |
| 9 | 9 | 0,51 | 0,86 | 0,60 |
| 8 | 10 | 0,54 | 0,83 | 0,66 |
| 7 | 12 | 0,44 | 0,79 | 0,56 |
| 6 | 15 | 0,34 | 0,72 | 0,48 |
| 5 | 18 | 0,34 | 0,61 | 0,56 |
| 4 | 21 | 0,11 | 0,44 | 0,25 |
| 3 | 25 | 0,09 | 0,31 | 0,28 |
| 2 | 30 | 0,05 | 0,3 | 0,16 |
| 1 | 37 | 0,03 | 0,22 | 0,13 |
Рисунок 4. График ФПМ сканера, системы и фотопленки.
Из результатов эксперимента видно, что разрешающая способность фотопленки FUJI 200 равна 30-35 мм-1.
Можно утверждать, что независимо от типа изображения (черно-белое или цветное) такой метод оценки функции передачи модуляции будет объективным и позволит адекватно определять возможности воспроизведения мелких деталей фотопленкой как в нейтрально-сером цвете так и для 3 цветов и позволяет сравнивать цифровые системы регистрации изображений и аналоговые.
Список литературы:
- Августинович К.А., Основы фотографической метрологии. –М.: Легпромбытиздат, 1990. –288 с.
- Вендровский К.В., Вейцман А.И., Фотографическая структурометрия. –М.: Искусство, 1982. – 270 с.
- Константинова Е.В., Редько А.В., Филимонов Р.П. Фотографические системы с цифровым преобразованием изображения. СПбГУКиТ, Учебное пособие, 2001, –194с.[schema type=»book» name=»РАСЧЕТ ФПМ ЦВЕТНЫХ НЕГАТИВНЫХ ФОТОМАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ОЦЕНКИ СКВОЗНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ГИБРИДНЫХ СИСТЕМ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ» description=»Работа посвящена методам расчета функции передачи модуляции цветных негативных фотоматериалов для оценки сквозных характеристик гибридных систем воспроизведения изображений. Исследовалось влияние параметров сканирования цветных фотопленок на объективную оценку качества изображения в гибридных системах, а именно функцию передачи модуляции.» author=»Корчаков Денис Михайлович, Константинова Елена Владимировна, Филимонов Руслан Петрович» publisher=»БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА» pubdate=»2017-02-07″ edition=»ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_29.08.15_08(17)» ebook=»yes» ]