NKP VaV Závěrečná zpráva 2010

NKP VaV Závěrečná zpráva 2010

§ Metody vyhodnocování digitalizovaných obrazů (3) § Metodická příručka (2) § SW DICON pro automatizaci vyhodnocení testovacích parametrů

10.12.2010

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. 2008. 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 SW 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. 1.6.

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

úložiště (fyzického nebo elektronického); vyhodnocení se provádí specializovaným SW 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 SW Photoshop a) Stanovení úrovně bílé (poz.1) v 10 bodech W plochy a černé (poz.2) v 7 bodech K 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) Komplexní 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 RGBK pro barevné tisky (poz. 11) l)

Barevný mix pro degradovaný papír (poz. 12)

Úroveň C automatická analýza s podporou SW DICON

a) Stanovení úrovně bílé (poz.1) v 10 bodech W plochy a černé (poz.2) v 7 bodech K 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) Komplexní obrazová ostrost (poz. 6) h) Rozlišovací schopnost ve 4 bodech (rozích) plochy (poz. 7) i) j)

Středová rozlišovací schopnost horizontální (poz. 8 ) a vertikální (poz. 9) Barevný mix pro stanovení přenosu okrajových barev skeneru (poz. 10)



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

Obr. 1 Testovací zóny K W

KALIBRAČNÍ TABULKA TT 43 v.1.6 C měřítko H

5 pravítko pro automat

K W

7

E

7

ISO 2

FOTO

ISO 2

B

D

6

K

W

F

OSTŘENÍ

3

9

TEST PÍSMA

gradace

rozlišení střed

měřítko V

šedá stupnice kontinual

ČÁROVÝ KÓD

W

W

W

8 rozlišení H K

10

11

COLOR MIX

TABULKA RGBK

7

12

7

ISO 2

starý papír

ISO 2

měřítko V

šedá stupnice diskrétní

W

A

D

W

W

K

K

W

4 kalibr šedá

K

Obr. 2. TT 4.3 v.1.6

KALIBRAČNÍ TABULKA TT43 v.1.6 10

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

100 79

100 79

40 32

63 50

40 32

40

50

70

100

qwertzuiopasdfghjk123

160 150

qwert zuiopasdfghjklyxcvbnmqwertzzuu 123

qwertzuiopasdfghjklyxcv bnm 123

140

qwertzuiopasdfghjklyxc123 qwertzuiopasdfghjklyxcvbnmqwertzzuu 123

110

12 10 8 6 12 10 8 6

100

30

qwertzuiopasdfghjklyxcvbnmk 123

90

20

qwertzuiopasdfghjklyxc123

100 79

63 50

40 32

100 79

10

20

30

40

50

60

70

80

15

qwertzuiopasdfghjk123

130

12 10 8 6 12 10 8 6

170

180

190

200

63 50

210

220

230

20

EEEE4316

63 50

40 32

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) Kontroluje 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) Kontroluje 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) Kontroluje se zobrazení pravítka a viditelnost mm stupnice. Pokud jsou viditelné výpadky v mm stupnici, je test nevyhovující d) Testovací obrázek foto (poz. E) Kontroluje 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) Kontroluje 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) Kontroluje 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 SW Photoshop Základní požadavky a nastavení Pro vyhodnocení uvedených parametrů se předpokládá: •

použití SW Photoshop ve verzi min. 6.0

•

kalkulačka

•

kalibrační tabulka ve formátu XLS.

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 SW, dojde ke zkreslení výsledků. Nastavení monitoru – předpokládá se správné nastavení (viz pědešle) Nastavení Photoshopu a) Otevřete SW Photoshop. Poznámka: Předpokládá se základní znalost ovládání tohoto SW, 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:

Kontrolní 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. Kontrola 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= (1943-1704)*2,54=607 DPI

•

Údaj uveďte do tabulky Velikost obrazu spolu s údaji o rozměru předlohy

•

Stiskněte OK

Vyhodnocení jednotlivých parametrů Vyhodnocují se tyto parametry: a) Stanovení odchylky úrovně bílé (poz.1) v 10 bodech W plochy a černé (poz.2) v 7 bodech K 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) Komplexní 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)



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. FUNKCE

data

formát

rozsah

Režim zobrazení

a

Stanovení odchylky úrovně bílé (poz.1) v 10 bodech plochy černé (poz.2) v 7 bodech plochy

W1 – W10 K1 – K6

RGB RGB

0 – 255 0 - 255

RGB

b

Nehomogenita osvětlení plochy

W1 – W7

RGB

0 - 255

RGB

c

Maximální bílá a minimální černá

W, K

RGB

0 - 255

RGB

d

Linearita přenosu šedé stupnice (poz. A)

3

K

0 – 100%

GRAY

e

Úroveň šedé v absolutních hodnotách jasu D (poz. 4)

4

K

0 - 255

GRAY

f

Stanovení použitého (reálného) DPI (poz.5, D)

5

DPI

60 - 600

GRAY

g

Komplexní obrazová ostrost (poz. 6)

6

číslo

32 - 100

GRAY

h

Rozlišovací schopnost ve 4 bodech (rozích) plochy (poz. 7)

7

č/1“

32 - 100

GRAY

i

Středová rozlišovací schopnost horizontální (poz. 8 ) a vertikální (poz. 9)

8,9

č/1“

15 - 100

GRAY

j

Barevný mix pro stanovení podání skeneru (poz. 10)

10

RGB

0 - 255

RGB

k

Gradační stupnice RGBK pro barevné tisky (poz. 11)

11

RGB

0 - 255

RGB

l


12

RGB

0 - 255

RGB

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 FUNKCE a

Stanovení odchylky úrovně bílé (poz.1) v 10 bodech plochy černé (poz.2) v 7 bodech plochy

b

Nehomogenita osvětlení plochy

c

Maximální bílá a maximální černá

d

Linearita přenosu šedé stupnice (poz. A)

e

Úroveň šedé v absolutních hodnotách jasu D (poz. 4)

f

Stanovení použitého (reálného) DPI (poz.5, D)

G

Komplexní obrazová ostrost (poz. 6)

H

Rozlišovací schopnost ve 4 bodech (rozích) plochy (poz. 7)

I


J

KRITERIUM Wmax - Wr <=5 Kmax - Kr <= -5 diff│ Wo – WP │OR diff │KO – KP│ <= 3% │Wm , Km │<= 3 diff│An- Am │<=3 <=3 Max(HDPI, VDPI ) <=5%

VYHODNOCENÍ Reference = nevyšší hodnota (Wr, Kr). Stanovují se jednotlivé diference Wk ,KK v ostatních bodech od reference a maximální diference Wmax , Kmax Stanoví se průměrná hodnota Wp , Kp ze všech bodů. Stanoví relativní odchylka v % Wo , Ko u všech bodů od Wp , Kp. Stanoví se maximální hodnoty bílé Wm a černé Km Stanoví se diference mezi kalibrační hodnotou každého pole An a měřenou hodnotou v % Am Stanoví se diference mezi kalibrační hodnotou šedého pole 15% , 30%, 50% a 75% ve stupních 0 - 255 Stanoví se dle měřítek HDPI a VDPI skutečné DPI; vypočítá se relativní odchylka oproti DPIPS zjištěnému z Photoshopu

RM < 90

Stanovuje se jako poloměr kružnice RM, na které jsou jednotlivé segmenty ještě oddělené

ČP1= ČP2= ČP3 = ČP4

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

BP = ½ KP

Stanovuje se jako číslo na stupnici rozl. schopnosti, při kterém hodnota bílé BP mezery je 50% hodnoty černého pole KP

Barevný mix pro stanovení podání skeneru (poz. 10)

│KP - MP │<=3%

Stanovuje se diference mezi kalibračním údajem pro daného pole KP a měřenou hodnotou téhož pole M P v %

K

Gradační stupnice RGBK pro barevné tisky (poz. 11)

│KP - MP │<=3%


L


│KP - MP │<=3%


Úroveň C automatická analýza s podporou SW DICON

Aplikace DICON vyhodnocuje uvedené parametry automaticky. Kriteria 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. Komplexní 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 W plochy a černé (poz.2) v 7 bodech K 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) Komplexní obrazová ostrost (poz. 6) h) Rozlišovací schopnost ve 4 bodech (rozích) plochy (poz. 7) i)


j) Barevný mix pro stanovení přenosu okrajových barev skeneru (poz. 10) k) Gradační stupnice RGBK pro barevné tisky (poz. 11) l)


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

Jednotlivé prvky aplikace DICON Hlavní okno

Výsledky testů je možné prohlížet do hloubky

Kalibrační tabulka (výřez1)

Kalibrační tabulka (výřez2) naměřené hodnoty

NKP VaV Závěrečná zpráva 2010

Recommend Documents