CN104137171A - 显示设备的显示不均匀检测方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

以更高的精度检测显示设备的显示不均匀。对从CCD照相机(5)获取到的液晶面板显示器(3)的显示图像的输出图像数据进行寻址，获取液晶面板显示器(3)的各像素的像素值。而且，为了检测液晶面板显示器(3)的显示不均匀而获取各像素的微分像素值。此时，通过使各像素的像素值与周边像素的像素值进行平均化来获取积分像素值，从原本对应的像素的像素值减去积分像素值，来获取其剩余值作为各像素的微分像素值。通过积分和差分来获取微分像素值，由此从相邻像素的像素值分布中去除偏移等低频成分，从而能够保留与显示不均匀相同的高频成分。由此，与根据输出图像数据与输入图像数据的差分来获取各像素的微分像素值相比，能够以更高的精度检测液晶面板显示器(3)的显示不均匀。

Description

显示设备的显示不均匀检测方法及其装置
技术领域
本发明涉及一种对显示设备的显示不均匀进行检测的方法以及装置。
背景技术
通过对显示设备所显示的图像进行拍摄并将拍摄到的图像数据与显示用的图像数据进行比较来检测显示设备的显示不均匀这一技术，在通过利用基于该技术推算出的校正内容校正显示用的图像数据来消除显示不均匀上是有用的。在日本专利局公开专利公报特开2010-57149号公报、特开2005-150349号公报中公开了相关联的技术。
专利文献1：日本特开2010-57149号公报
专利文献2：日本特开2005-150349号公报
发明内容
发明要解决的问题
在检测显示设备的显示不均匀上，本发明人为了实现检测精度的进一步提高，研究了对显示设备所显示的图像进行拍摄而得到的图像数据的具体分析方法。在该过程中，弄清楚了图像数据的具体的分析方法会对显示不均匀的检测精度带来影响。本发明是鉴于上述问题而完成的，本发明的目的在于提供一种以更高的精度检测显示设备的显示不均匀的方法以及装置。
用于解决问题的方案
本发明的一个方式是一种显示设备的显示不均匀检测方法，包括以下步骤：
像素值获取步骤，根据对显示设备所显示的图像进行拍摄而得到的输出图像数据，来获取上述显示设备的各像素的像素值；
积分步骤，通过使用与上述显示设备的显示不均匀的形状和大小对应的内核尺寸的空间滤波器将上述显示设备的各像素值与周边像素的像素值进行平均化来进行积分，获取上述显示设备的各像素的积分像素值；
微分步骤，根据上述显示设备的各像素的上述像素值与上述积分像素值的差分来获取上述显示设备的各像素的微分像素值；以及
不均匀区域检测步骤，根据上述显示设备的上述微分像素值超过规定的不均匀判断阈值的像素的分布，来检测上述显示设备中的上述显示不均匀的产生区域。
另外，本发明的另一个方式是一种显示设备的显示不均匀检测装置，具备：
像素值获取单元，其将对显示设备所显示的图像进行拍摄而得到的输出图像数据的各像素值分配到上述显示设备的各像素，来获取上述显示设备的各像素的像素值；
积分单元，其通过使用与上述显示设备的显示不均匀的形状和大小对应的内核尺寸的空间滤波器将上述显示设备的各像素值与周边像素的像素值进行平均化来进行积分，获取上述显示设备的各像素的积分像素值；
微分单元，其根据上述显示设备的各像素的上述像素值与上述积分像素值的差分，来获取上述显示设备的各像素的微分像素值；
像素值比较单元，其将上述显示设备的各像素的上述微分像素值与规定的不均匀判断阈值进行比较；以及
不均匀区域检测单元，其根据上述微分像素值超过上述不均匀判断阈值的像素的分布，来检测上述显示设备中的上述显示不均匀的产生区域。
发明的效果
根据本发明的一个方式，利用显示设备的各像素值与作为其积分值的积分像素值的差分来获取各像素的微分像素值。因此，与相邻像素之间的像素值变化的低频成分被截止，获取像素值变化的高频成分。由此，即使显示设备的像素整体都发生像素值的偏移，也能够排除符合像素值变化的低频成分的该偏移成分。因此，与根据利用成为显示设备显示图像的基础的输入图像数据与显示设备的输出图像数据的差分获取到的微分像素值来检测显示不均匀相比，能够以更高的精度检测显示设备的显示不均匀。
附图说明
图1是表示使用本发明的第一实施方式所涉及的显示不均匀检测装置来检测显示设备的显示不均匀的状态的说明图。
图2是表示图1的显示不均匀检测装置所进行的显示不均匀检测过程的流程图。
图3是表示图2的微分处理的具体的过程的流程图。
图4是针对液晶面板显示器的左边附近区域的像素表示图3的积分处理中的积分像素值的获取原理的说明图。
图5是针对液晶面板显示器的上边附近区域的像素表示图3的积分处理中的积分像素值的获取原理的说明图。
图6是针对液晶面板显示器的左上角附近区域的像素中表示图3的积分处理中的积分像素值的获取原理的说明图。
图7是表示图2的微分处理的具体的过程的流程图。
图8是表示图7的强调处理的原理的说明图。
图9的(a)、(b)是局部示出图1的液晶面板显示器的微分处理前的输出图像数据的影像和各像素值的说明图。
图10的(a)、(b)是局部示出图1的液晶面板显示器的微分处理后的输出图像数据的影像和各像素值的说明图。
图11是表示对图10的(b)示出的微分像素值超过不均匀判断阈值的像素附加了标签值的状态的说明图。
图12是表示求出SEMU值所需的显示不均匀的产生区域中的前景(FG)与背景(BG)的位置关系的说明图。
图13是表示利用图1的显示不均匀检测装置对显示不均匀的检测结果的液晶面板显示器的检查过程的流程图。
具体实施方式
下面，说明应用了本发明的显示不均匀检测方法的显示不均匀检测装置的实施方式。本发明的显示不均匀检测装置可以以安装到显示设备的制造工序中的检查线(未图示)等的联机形式构成，也可以以从检查线等断开而独立的单机形式构成。
另外，作为能够由本发明的显示不均匀检测装置检测显示不均匀的显示设备，例如存在液晶面板显示器、等离子体面板显示器、有机EL显示器等。在以下实施方式中，以显示设备是液晶面板显示器为例进行说明。
如图1所示，本实施方式的显示不均匀检测装置1以单机形式构成，根据使用CCD照相机5对液晶面板显示器3(相当于显示设备)所显示的测试图案等图像进行拍摄而得到的输出图像数据，来检测液晶面板显示器3的显示不均匀。如果在处理能力上没有障碍，则显示不均匀检测装置1例如能够由个人计算机等构成。
显示不均匀检测装置1具有CPU(中央处理装置)、RAM(随机存取存储器)、ROM(只读存储器)、硬盘等。CPU通过执行存储于ROM或者硬盘的程序，来执行液晶面板显示器3的显示不均匀的检测处理。
如图2所示，显示不均匀检测装置1所进行的液晶面板显示器3的显示不均匀的检测处理包括输出图像数据获取处理(步骤S1)、寻址和莫尔条纹去除处理(步骤S3)、微分处理(步骤S5)、微分阈值判断(一次阈值判断、二值化)处理(步骤S7)、不均匀强度计算处理(步骤S9)、不均匀强度阈值判断(二次阈值判断)处理(步骤S11)以及结果输出处理(步骤S13)。
在步骤S1的输出图像数据获取处理中，例如使液晶面板显示器3根据从显示不均匀检测装置1提供给液晶面板显示器3的输入图像数据来显示测试图案等图像，显示不均匀检测装置1获取拍摄其显示画面所得到的来自CCD照相机5的影像信号作为液晶面板显示器3的输出图像数据。
在此，在液晶面板显示器3中产生的显示不均匀中存在亮度不均匀和颜色不均匀，在本实施方式的显示不均匀检测装置1中，对亮度不均匀和颜色不均匀均能够进行检测。因此，在液晶面板显示器3中适当地改变RGB值图案，来显示适合于检测亮度不均匀的图像、适合于检测颜色不均匀的图像。而且，显示不均匀检测装置1对各图像进行基于以下过程的显示不均匀的检测动作。
在步骤S3的寻址处理中，将CCD照相机5的CCD传感器的各像素分配到液晶面板显示器3的各像素，来根据构成输出图像数据的CCD传感器的各像素的像素值来推算出液晶面板显示器3的各像素的像素值。
此外，在显示设备为有机EL面板显示器、等离子体面板显示器的情况下，也将一个发光元件作为一个像素来进行寻址处理。
另外，液晶面板显示器3和CCD传感器分别具有将像素配置成矩阵状的格子图案。而且，CCD照相机5具有比液晶面板显示器3多的像素，因此由CCD照相机5的多个像素接收来自液晶面板显示器3的一个像素的图像光。因此，液晶面板显示器3的各像素的像素值例如由与该像素对应的CCD照相机5的多个像素中像素值最高的像素来决定。
此时，如果CCD照相机5具有液晶面板显示器3的整数倍的像素，则CCD照相机5的像素周期与液晶面板显示器3的像素周期之间不产生相位差。因此，在液晶面板显示器3的各像素以相同的像素值发光的情况下，与各像素对应的CCD照相机5的像素中像素值最高的像素成为相互相同的像素值。因而，在对液晶面板显示器3的显示图像进行拍摄所得到的CCD照相机5的摄影图像中不产生莫尔条纹。
但是，当CCD照相机5具有并非液晶面板显示器3的整数倍的数量的像素时，CCD照相机5的像素周期与液晶面板显示器3的像素周期之间产生相位差。因此，在液晶面板显示器3的各像素以相同的像素值发光的情况下，与各像素对应的CCD照相机5的像素中像素值最高的像素也不成为相互相同的像素值。由于该原因引起在对液晶面板显示器3的显示图像进行拍摄所得到的CCD照相机5的摄影图像中产生莫尔条纹。
当在包含该莫尔条纹的状态下直接将来自CCD照相机5的输出图像数据用于液晶面板显示器3的显示不均匀的检测时，有可能导致显示不均匀的误检测。
因此，在步骤S3中，与寻址处理一起进行莫尔条纹去除处理。在莫尔条纹去除处理中，例如本申请人使用在日本特开2004-317329号公报所涉及的申请中提出的使CCD传感器的各像素与其周边像素的像素值进行相加或者平均化的方法，来去除输出图像数据中的莫尔条纹成分。
此外，在显示设备为有机EL面板显示器、等离子体面板显示器的情况下，发光元件也被配置成矩阵状的格子图案，因此将同样的莫尔条纹去除处理与寻址处理一起进行是有效的。但是，莫尔条纹去除处理并不是必须的，在检测显示不均匀时产生的莫尔条纹是不造成障碍的程度的情况下等，也可以省略莫尔条纹去除处理。
在步骤S5的微分处理中，如图3所示，进行液晶面板显示器3的各像素的像素值的强调处理(步骤S51)、积分处理(步骤S51)以及液晶面板显示器3的各像素的像素值与积分像素值的差分处理(步骤S53)。
在步骤S51的积分处理中，使用空间滤波器将在图2的步骤S3中进行了寻址处理和莫尔条纹去除处理之后的液晶面板显示器3的各像素的像素值与周边像素的像素值进行平均化来进行积分，获取积分像素值。
在此使用的空间滤波器需要具有覆盖液晶面板显示器3所能产生的显示不均匀的矩阵形状。因此，空间滤波器具有与液晶面板显示器3所能产生的显示不均匀对应的内核尺寸。例如，如果显示不均匀有可能具有最大为液晶面板显示器3的100×100像素量的大小，则将使用于积分的空间滤波器也设为100×100的内核尺寸。顺便说一下，各内核的值为“1”，系数为内核数的倒数(＝1/(100×100))。
此外，在使用空间滤波器来进行步骤S51的积分处理时，当用于积分的对象像素(积分像素值的获取对象像素)接近液晶面板显示器3的上下左右的外周边中的任一个时，空间滤波器的一部分内核列溢出到液晶面板显示器3的外侧。
在此，参照图4和图5，以使用积分用的空间滤波器40(与显示设备的显示不均匀的形状和大小对应的内核尺寸的空间滤波器)对液晶面板显示器3的各像素的像素值进行积分的情况为例来进行说明。此外，在此说明的例子中，如图4的最右方、图5的最下方分别表示的样品那样，示意性地将空间滤波器40的内核尺寸设为7×7。该空间滤波器40将各内核值设为“1”，将各内核的系数设为全部内核数的倒数(＝1/(7×7))。
首先，在图4中，示出空间滤波器40相对于液晶面板显示器3的左边31的位置关系与有效内核列之间的关系。在本例中，在通过空间滤波器40对从左边31起至第三个像素为止的像素进行积分时(参照图4的从上方起至第三个为止的例子)，空间滤波器40的左侧的内核列(1列～3列)越过液晶面板显示器3的左边31而溢出到外侧。
在溢出到液晶面板显示器3的外侧的内核列中不存在对应的像素列，因此在积分处理时需要使该内核列无效。因此，将溢出到左边31的外侧的空间滤波器40的内核列的内核设为无效(内核值＝“0”)。
另外，在通过空间滤波器40对从左边31起第四个像素以后的像素进行积分时(参照图4的从上方起第四个以后的例子)，空间滤波器40整体处于液晶面板显示器3的内侧。在该情况下，与全部内核对应的像素分别存在，因此原则上不需要设为无效的内核(列)。
此外，使用将图4进行左右反转得到的内容的空间滤波器40对存在于液晶面板显示器3的右边的附近区域内的积分对象像素进行积分处理即可。
如图5所示，在空间滤波器40接近液晶面板显示器3的上边35的情况下，也能够同样地进行动作。即，在积分对象像素处于从上边35起至第三个像素为止的情况下(参照图5的从右方起至第三个为止的例子)，空间滤波器40的上侧的内核列(1列～3列越过液晶面板显示器3的上边35而溢出到外侧。因此，将溢出到上边35的外侧的空间滤波器40的内核列的内核设为无效(内核值＝“0”)。
另外，在积分对象像素为从上边35起第四个像素以后的情况下(参照图5的从右方起第四个～最左侧的例子)，空间滤波器40整体处于液晶面板显示器3的内侧，因此原则上不需要在空间滤波器40中设定设为无效的内核(列)。
此外，使用将图5进行上下反转得到的内容的空间滤波器40对存在于液晶面板显示器3的下边的附近区域内的积分对象像素进行积分处理即可。
另外，在使用背光灯的液晶面板显示器3中，特别是在画面的外周缘部配置光源并使用导光板导光到画面中央的情况下，由于光在导光板中衰减，而容易产生画面中央的亮度与画面的外周边附近的亮度相比相对低的暗斑。在等离子体面板显示器、有机EL面板显示器等不使用背光灯的显示设备中也会产生该暗斑。
因此，在本实施方式中，在积分对象像素处于液晶面板显示器3的外周边的近旁时，使空间滤波器40具有与近旁的边的延伸方向相同的方向的方向性，降低与该边的延伸方向正交的方向的灵敏度，来对积分像素值进行暗斑校正。
例如设为在图4示出的液晶面板显示器3的左边31附近，在从左边31起至灵敏度校正线32为止的整个七个像素宽度的左边31的附近区域33中容易产生暗斑。在该情况下，在由空间滤波器40进行积分的对象像素存在于附近区域33内时，使空间滤波器40具有向左边31的延伸方向的方向性。而且，将与左边31正交的方向(横向)的有效的内核列原则上设为3列，将内核尺寸设为纵×横＝7×3。
但是，在图4的最上方的例子中，叠加在空间滤波器40的中央积分对象像素的左侧相邻的像素上的想要设为有效的内核列从空间滤波器40的左边31向外侧溢出，因此，例外地，将有效的内核尺寸设为纵×横＝7×2。
同样地，设为在图5示出的液晶面板显示器3的上边35附近，在从上边35起至灵敏度校正线36为止的整个七个像素宽度的上边35的附近区域37中容易产生暗斑。在该情况下，在由空间滤波器40进行积分的对象像素存在于附近区域37内时，使空间滤波器40具有向上边35的延伸方向的方向性。而且，将与上边35正交的方向(纵向)的有效的内核列原则上设为3列，将内核尺寸设为纵×横＝3×7。
但是，在图5的最右方的例子中，叠加在积分对象像素的上侧相邻的像素上的想要设为有效的内核列从空间滤波器40的上边35向外侧溢出，因此，例外地，将有效的内核尺寸设为纵×横＝2×7。
另外，在从液晶面板显示器3的右边起至灵敏度校正线(未图示)为止的整个七个像素宽度的存在于右边的附近区域内的积分对象像素中容易产生暗斑的情况下，使用将图4进行左右反转所得到的内容的空间滤波器40来进行积分处理即可。同样地，在从液晶面板显示器3的下边起至灵敏度校正线(未图示)为止的整个七个像素宽度的存在于下边的附近区域内的积分对象像素中容易产生暗斑的情况下，使用将图5进行上下反转所得到的内容的空间滤波器40来进行积分处理即可。
这样，对于液晶面板显示器3的外周边附近的积分对象像素，能够通过使用具有向接近所使用的空间滤波器40的边的延伸方向的方向性、并将有效的内核尺寸设为纵×横＝7×2或者2×7、7×3或者3×7的空间滤波器40，来在对积分对象像素的像素值进行积分的同时进行暗斑校正。
此外，在积分对象像素存在于比灵敏度校正线32、36更靠液晶面板显示器3的内侧时，原则上能够将用于该像素的积分的空间滤波器40的有效的内核尺寸设为7×7。但是，正当积分对象像素从附近区域33、37内越过灵敏度校正线32、36而移到液晶面板显示器3的内侧的时候，空间滤波器40的有效的内核尺寸从纵×横＝7×3或者3×7变为7×7时，积分特性急剧变化，因此并非优选。
因此，也可以在比附近区域33、37更靠内侧的积分对象像素处于灵敏度校正线32、36附近的时候，随着远离附近区域33、37，使空间滤波器40的有效的内核尺寸慢慢变化为纵×横＝7×5或者5×7、7×7。
另外，上述纵×横＝7×7的内核尺寸始终是说明上的一例，空间滤波器的内核尺寸只要是与液晶面板显示器3所能产生的显示不均匀对应的尺寸，则是任意的。而且，关于在接近液晶面板显示器3的外周边的积分对象像素的积分中使用的空间滤波器，如图4和图5示出的空间滤波器40那样，将与近旁的边的延伸方向正交的方向的有效内核列数设为可变，使灵敏度具有方向性。
例如，在空间滤波器具有15×15的内核尺寸的情况下，随着积分对象像素远离附近区域33、37，能够使空间滤波器的有效内核尺寸从纵×横＝15×3或者3×15起经由多个阶段依次变化为15×5或者5×15、15×7或者7×15、15×9或者9×15、15×11或者11×15、15×13或者13×15、15×15。
此外，在不需要考虑上述暗斑校正的情况下，也可以如图4和图5示出的空间滤波器40那样，使与设为无效内核的液晶面板显示器3的外周边侧的内核列相同或者接近该内核列的列数的内核在液晶面板显示器3的中央侧的内核列中也无效化。如果设为这样结构，则能够使与液晶面板显示器3的左边31、上边35(或者右边、下边)正交的方向上的空间滤波器40的方向性(灵敏度)对于积分对象像素均等。即，在不需要考虑暗斑校正时，在液晶面板显示器3的中央侧是否也设定无效的内核列是任意的。
另外，例如图6所示，在液晶面板显示器3的四角中，左边31和上边35的两个附近区域33、37重叠。因此，在附近区域33、37重叠的区域39内存在积分对象像素时，合计使用图4和图5示出的空间滤波器40分别无效化的内核列，并将空间滤波器40的左右和上下的每个方向的2～3列的内核设为无效即可。在该情况下，也在不需要考虑暗斑校正时，是否在液晶面板显示器3的中央侧也在纵向和横向上分别设定无效的内核列是任意的。
另外，在液晶面板显示器3的显示不均匀中，既存在纵横两个方向上分别具有某种程度的尺寸的显示不均匀，也存在纵向或者横向的尺寸小的线状的不均匀。与在纵横两个方向上具有某种程度的尺寸的显示不均匀相比，线状不均匀的不均匀范围(面积)小，因此当进行积分处理时被周边像素的像素值拖拉而积分像素值变低，存在难以被检测为显示不均匀的趋势。
因此，也可以在对纵向或者横向上尺寸小的线状不均匀进行检测时进行的图2的步骤S5的微分处理中，如图7所示，在同样地执行图3的步骤S51的积分处理和步骤S53的差分处理之前，作为预处理而进行强调处理(步骤S50)。
在步骤S50的强调处理中，使纵向或者横向的线状不均匀的像素值在线状不均匀的延伸方向上平均化而降低噪声成分。图8示出对在纵向上延伸的线状不均匀进行强调处理的情况。在该情况下，使用与线状不均匀相同地在纵向上具有方向性(排列了有效内核)的强调处理用的空间滤波器50(强调用空间滤波器)。该空间滤波器50在n×n的内核尺寸中仅将其横向中央的纵1列设为有效内核(内核值＝“1”)，将其它设为无效内核(内核值＝“0”)。有效内核的系数为有效内核数n的倒数(＝1/n)。此外，在图8中示出n＝9的情况。
在使用了该空间滤波器50的图7的步骤S50中的线状不均匀的强调处理中，线状不均匀部分的像素值与跟纵向的有效内核数n相同的周边像素的像素值进行平均化。由此，使线状不均匀的纵向的边界明确化，容易被检测为显示不均匀。
此外，在横向上延伸的线状不均匀的强调处理中，使用在横向上具有方向性的强调处理用的空间滤波器(未图示)即可。另外，对于点状地密集的点状缺陷，通过进行该强调处理使像素值与周边像素的像素值相匹配地下降，因此难以被误检测为显示不均匀。
在进行上述说明的步骤S50的强调处理的情况下，使用强调处理后的液晶面板显示器3的各像素的像素值来进行图7的步骤S51的积分处理，从而获取积分像素值。也可以在进行该积分处理时，如参照图4和图5说明的那样，根据积分对象像素与液晶面板显示器3的外周边的位置关系使空间滤波器50的一部分内核列无效化。
接着，在图3、图7的步骤S53的差分处理中，求出进行步骤S51的积分处理之前的液晶面板显示器3的各像素的像素值与步骤S51的积分处理后的积分像素值的差分，获取该差分作为液晶面板显示器3的各像素的微分像素值。如上所述，结束图2的步骤S5的微分处理。
此外，图3的步骤S51的旁边示出的两个图表示出步骤S51的积分处理前和处理后的液晶面板显示器3的某个横向的一行中的像素值分布。将这两个图表进行比较后，可知当进行图3、图7的步骤S51的积分处理时，提取液晶面板显示器3的像素值变化的低频成分。在液晶面板显示器3的像素整体发生像素值的偏移的情况下，提取出的低频成分中包含该偏移量。
另外，图3的步骤S53的旁边示出的图表示出步骤S53的差分处理后的液晶面板显示器3的某个横向的一行中的像素值分布。观察该图表后，可知当进行上述图3、图7的步骤S53的差分处理时，仅提取从液晶面板显示器3的像素值变化去除了低频成分所得到的高频成分。在液晶面板显示器3的像素整体发生像素值的偏移的情况下，偏移量也作为低频成分而被排除。
因而，在图2的步骤S5的微分处理中，通过进行上述图3、图7的步骤S51、步骤S53的积分处理、差分处理，与进行求出对象像素与其周边像素的像素值的差分的一般的微分处理的情况相比，能够高精度地检测由显示不均匀引起与周边像素之间存在像素值的差距的液晶面板显示器3的像素的区域。
另外，在图3的步骤S51的积分处理中，对在图2的步骤S3中进行了寻址处理和莫尔条纹去除处理之后的液晶面板显示器3的各像素的像素值进行积分。与此相对，在图7的步骤S51的积分处理中，对步骤S50的强调处理之后的液晶面板显示器3的各像素的像素值进行积分。即，即使是相同的积分处理，用于积分处理的液晶面板显示器3的各像素的像素值在图3的步骤S51的积分处理和图7的步骤S51的积分处理中也是不同的。
因此，在将在纵横两个方向上具有某种程度的尺寸的不均匀以及纵向或者横向的线状不均匀均检测为显示不均匀的情况下，需要分别进行基于图3的过程的微分处理以及基于图7的过程的微分处理。在该情况下，串行或者并行地进行基于图3的过程的微分处理以及基于图7的过程的微分处理即可。
在此，参照图9和图10来说明图2的步骤S5的微分处理前后的液晶面板显示器3的输出图像数据的影像和像素值。
首先，设为在图2的步骤S5的微分处理之前的液晶面板显示器3的输出图像数据中存在图9的(a)示出的影像的显示不均匀。此时的液晶面板显示器3的对应的像素的像素值为图9的(b)那样的值。此外，为了易于说明，在图9的(b)中，不使用RGB的各值，而是使用将表示画面的浓淡的亮度进行标准化所得到的值(平均值＝100)来表示各像素的像素值。
因此，当对图9的(b)示出的像素值实施图2的步骤S5的微分处理时，如图10的(b)所示，仅像素值高于平均的像素的像素值为1000，其它像素的像素值为0。当将该情况用影像表示时，如图10的(a)所示，显示不均匀与其周边的对比度差变得大于图9的(a)示出的微分处理之前的对比度差，显示不均匀变得清楚。
接着，在图2的步骤S7的微分阈值判断(一次阈值判断)处理中，将如图10的(b)示出的像素值、即液晶面板显示器3的各像素的微分像素值与不均匀判断阈值进行比较来进行二值化。不均匀判断阈值是用于根据微分像素值来判断是否为液晶面板显示器3的有可能产生显示不均匀的区域(显示不均匀的产生区域)的像素的阈值。
而且，如图11所示，对微分像素值超过不均匀判断阈值的像素分配标签值，对微分像素值为不均匀判断阈值以下的像素分配“0”。标签值是将超过不均匀判断阈值的像素邻接而成的集合体作为一个显示不均匀的产生区域来对各显示不均匀的产生区域唯一地附加的值。因而，对同一显示不均匀的产生区域内的像素分配相同的标签值。此外，对于标签值使用“1”以上的整数。
接着，在图2的步骤S9的不均匀强度计算处理中，针对每个显示不均匀的产生区域计算显示不均匀的强度。对于显示不均匀的强度，例如能够使用将由Semiconductor Equipment and Materials International(国际半导体设备与材料组织)(SEMI，注册商标)标准化后的SEMU(SEMI MURA)值。在此，说明SEMU值的计算方法。
在SEMU值的计算中需要显示不均匀的产生区域的平均对比度Cx、显示不均匀的产生区域的面积Sx以及人的感知限度的显示不均匀的浓度Cjnd。平均对比度Cx为将显示不均匀的产生区域的周边像素的亮度设为100％的情况下的用百分比表示的显示不均匀的产生区域的亮度(区域内像素的亮度平均值)。用mm2表示面积Sx。用显示不均匀的产生区域的面积Sx的函数F(Sx)来表示感知限度的显示不均匀的浓度Cjnd。
在针对显示不均匀的各产生区域求出上述平均对比度Cx时，需要对各产生区域设定前景(Fore Ground：FG)和背景(Back Ground：BG)。例如在图9的(a)和图10的(a)示出的形状的显示不均匀的产生区域的情况下，如图12所示，显示不均匀的产生区域成为FG，从FG隔着两个像素的周边两个像素宽度的环状区域成为BG。因此，对于属于FG的各像素和属于BG的各像素分别求出平均亮度值，设为FG值和BG值。
接着，使用下式(1)，根据FG值和BG值来求出平均对比度Cx，
Cx＝(FG值-BG值)/BG值···(1)。
另外，使用下式(2)求出感知限度的显示不均匀的浓度Cjnd，
Cjnd＝F(Sx)＝1.97×(1/Sx0.33)+0.72···(2)。
然后，使用下式(3)来求出SEMU值，
SEMU值＝|Cx|/Cjnd···(3)。
如上所述，在SEMU值的计算中使用平均对比度Cx、面积Sx，因此需要获知显示不均匀的产生区域的正确的形状。根据这一点，也可以从根据SEMU值计算不均匀强度的对象中排除通过进行图7的步骤S50的强调处理而确定显示不均匀的产生区域的线状不均匀。其理由在于，在线状不均匀的情况下，被识别为显示不均匀的产生区域的形状由于前级的强调处理有可能从本来的线状不均匀的形状发生一些变化。
并且，在图2的步骤S11的不均匀强度阈值判断(二次阈值判断)处理中，将在步骤S9中计算出的显示不均匀的产生区域的不均匀强度的值(SEMU值)与强度阈值进行比较。强度阈值是用于根据不均匀强度的值来判断最终检测为显示不均匀的显示不均匀的产生区域的阈值。将该强度阈值设定为检测为显示不均匀的显示不均匀的产生区域的最低不均匀强度值。
而且，将不均匀强度值超过强度阈值的显示不均匀的产生区域检测为显示不均匀。另一方面，不将不均匀强度值不超过强度阈值的显示不均匀的产生区域检测为显示不均匀。检测出的显示不均匀最后在步骤S13的结果输出处理中，与液晶面板显示器3中的像素位置和不均匀强度值相关联，来作为显示不均匀的检测结果信息而被输出到显示不均匀检测装置1的外部。
以上为显示不均匀检测装置1所进行的液晶面板显示器3的显示不均匀检测处理的全部内容。而且，在本实施方式中，图2的流程图中的步骤S3成为与权利要求中的像素值获取单元(像素值获取步骤)对应的处理。另外，在本实施方式中，图3和图7的流程图中的步骤S51成为与权利要求中的积分单元(积分步骤)对应的处理，图3和图7的流程图中的步骤S53成为与权利要求中的微分单元(微分步骤)对应的处理。
并且，在本实施方式中，图2中的步骤S7成为与权利要求中的像素值比较单元和不均匀区域检测单元(区域检测步骤)对应的处理，图7中的步骤S50成为权利要求中的强调单元(强调步骤)对应的处理。
另外，在本实施方式中，图2中的步骤S9成为与强度值获取单元(强度值获取步骤)对应的处理，图2中的步骤S11成为与权利要求中的强度值比较单元和显示不均匀检测单元(显示不均匀检测步骤)对应的处理。
此外，显示不均匀检测装置1所输出的显示不均匀的检测结果信息例如能够利用于液晶面板显示器3根据各显示不均匀的有无、其内容而生成存储保持的消除显示不均匀用的针对输入图像数据的校正数据。特别是，如果将显示不均匀检测装置1以联机的方式设置于液晶面板显示器3的出厂检查线等，则能够使显示不均匀检测工序与前后的工序协作。
在该情况下，统一管理出厂检查线的控制器(未图示)、分别管理线上的各工序的单元控制器(未图示，关于显示不均匀检测工序，显示不均匀检测装置1相当于该单元控制器)执行以下过程。
即，如图13所示，在步骤S101中，进行参照图2的流程图说明的显示不均匀检测装置1的显示不均匀的检测处理，接着根据显示不均匀检测装置1所输出的显示不均匀的检测结果信息来检测是否存在显示不均匀(步骤S103)。在不存在显示不均匀的情况下(步骤S103：“否”)，判断为合格品，结束与检查对象的液晶面板显示器3有关的检查工序。
另一方面，在存在显示不均匀的情况下(步骤S103：“是”)，将表示显示不均匀检测装置1对于该液晶面板显示器3检测出显示不均匀的意思的检查结果信息的输出次数与设定次数进行比较(步骤S105)。然后，在输出次数超过设定次数的情况下(步骤S105：“是”)，判断为次品，结束与检查对象的液晶面板显示器3有关的检查工序。
另一方面，在检测出显示不均匀这种检测结果信息的输出次数未超过设定次数的情况下(步骤S105：“否”)，进行用于消除显示不均匀检测装置1检测出的显示不均匀的针对输入图像数据的校正数据的生成处理(步骤S107)。
出厂检查线的校正数据生成单元(未图示)所具有的单元控制器执行校正数据的生成处理。通过单元控制器在内置于液晶面板显示器3的驱动电路的快闪存储器(未图示)中新写入或者覆盖更新所生成的校正数据。如果该校正数据为适当的内容，则在将输入图像数据输入到驱动电路时，利用从快闪存储器读出的校正数据对输入图像数据施加抵消显示不均匀的校正，从液晶面板显示器3的显示画面中消除显示不均匀。
然后，在步骤S107的校正数据的生成处理之后，再次返回到步骤S101，进行参照图2的流程图说明的显示不均匀检测装置1所进行的显示不均匀的检测处理。因而，即使将显示不均匀的检测处理和液晶面板显示器3的校正数据的更新反复进行设定次数，也在显示不均匀检测装置1继续检测出显示不均匀的情况下，将该液晶面板显示器3判断为次品。
如以上说明的那样，根据本实施方式的显示不均匀检测装置1，在从CCD照相机5获取到的液晶面板显示器3的显示图像的输出图像数据中获取液晶面板显示器3的各像素的像素值、并且获取各像素的微分像素值以检测液晶面板显示器3的显示不均匀时，进行以下过程。
首先，通过将各像素的像素值与周边像素的像素值进行平均化来获取积分像素值，接着，从原本对应的像素的像素值减去积分像素值，得到各像素的微分像素值。
通过该积分和差分来获取微分像素值，由此能够从相邻像素的像素值分布中去除偏移等低频成分，保留与显示不均匀相同的高频成分。由此，与通过输出图像数据与输入图像数据的差分来获取各像素的微分像素值相比，能够以更高的精度检测液晶面板显示器3的显示不均匀。
此外，也可以省略为了检测线状不均匀而将包含强调处理的图7的流程图的微分处理与图3的流程图的微分处理一起进行的结构。另外，也可以省略在图3、图7的步骤S51的积分处理时如参照图4和图5说明的那样根据积分对象像素和液晶面板显示器3的外周边的位置关系使空间滤波器50的一部分内核列无效化的结构。并且，也可以以SEMU值以外的值来评价显示不均匀的强度。
而且，在本实施方式的显示不均匀检测装置1中，设为将图2的步骤S9的不均匀强度计算处理、步骤S11的不均匀强度阈值判断(二次阈值判断)处理作为显示不均匀的检测的一环而全部进行。
但是，在获取液晶面板显示器3的各像素的微分像素值以检测液晶面板显示器3的显示不均匀的产生区域时，如果进行图3、图7的流程图示出的微分处理，则也可以省略步骤S9和步骤S11的过程。在该情况下，将在图2的步骤S7的微分阈值判断处理中检测出的显示不均匀的产生区域与液晶面板显示器3中的像素位置相关联，来作为显示不均匀的检测结果信息而在图2的步骤S13的结果输出处理中输出到显示不均匀检测装置1的外部。
另外，如开头所述，本发明的显示不均匀检测方法以及应用了该方法的显示不均匀检测装置除了利用于上述实施方式中说明的液晶面板显示器3的显示不均匀的检测以外，也能够利用于等离子体面板显示器、有机EL显示器等显示设备中的显示不均匀的检测。
产业上的可利用性
能够广泛地应用于通过图像处理来检测显示设备的显示不均匀时。
附图标记说明
1：显示不均匀检测装置；3：液晶面板显示器；5：CCD照相机；31：左边；32、36：灵敏度校正线；33、37：附近区域；35：上边；39：区域；40、50：空间滤波器。

Claims (8)

1.一种显示设备的显示不均匀检测方法，包括以下步骤：
像素值获取步骤，根据对显示设备所显示的图像进行拍摄而得到的输出图像数据，来获取上述显示设备的各像素的像素值；
积分步骤，通过使用与上述显示设备的显示不均匀的形状和大小对应的内核尺寸的空间滤波器将上述显示设备的各像素值与周边像素的像素值进行平均化来进行积分，获取上述显示设备的各像素的积分像素值；
微分步骤，根据上述显示设备的各像素的上述像素值与上述积分像素值的差分来获取上述显示设备的各像素的微分像素值；以及
不均匀区域检测步骤，根据上述显示设备的上述微分像素值超过规定的不均匀判断阈值的像素的分布，来检测上述显示设备中的上述显示不均匀的产生区域。
2.根据权利要求1所述的显示设备的显示不均匀检测方法，其特征在于，
还具备强调步骤，在该强调步骤中，使用在作为检测对象的上述显示不均匀的延伸方向上具有方向性的强调用空间滤波器，将上述显示设备的各像素值与上述延伸方向的周边像素的像素值进行平均化，
在上述积分步骤中，针对通过上述强调步骤进行平均化后的上述显示设备的各像素的像素值获取上述积分像素值。
3.根据权利要求1或2所述的显示设备的显示不均匀检测方法，其特征在于，
在上述积分像素值的获取对象像素属于上述显示设备的各外周边的附近区域中的任一区域的情况下，在上述积分步骤中，使用降低了与上述获取对象像素所属的附近区域所对应的边的延伸方向正交的方向的灵敏度的上述空间滤波器，对上述获取对象像素的像素值进行积分。
4.根据权利要求1、2或3所述的显示设备的显示不均匀检测方法，其特征在于，还包括以下步骤：
强度值获取步骤，根据属于上述产生区域的各像素的上述像素值或者上述微分像素值，来获取上述产生区域的显示不均匀强度值；以及
显示不均匀检测步骤，检测上述强度值超过规定的不均匀强度阈值的上述产生区域作为上述显示不均匀。
5.一种显示设备的显示不均匀检测装置，具备：
像素值获取单元，其将对显示设备所显示的图像进行拍摄而得到的输出图像数据的各像素值分配到上述显示设备的各像素，来获取上述显示设备的各像素的像素值；
积分单元，其通过使用与上述显示设备的显示不均匀的形状和大小对应的内核尺寸的空间滤波器将上述显示设备的各像素值与周边像素的像素值进行平均化来进行积分，获取上述显示设备的各像素的积分像素值；
微分单元，其根据上述显示设备的各像素的上述像素值与上述积分像素值的差分，来获取上述显示设备的各像素的微分像素值；
像素值比较单元，其将上述显示设备的各像素的上述微分像素值与规定的不均匀判断阈值进行比较；以及
不均匀区域检测单元，其根据上述微分像素值超过上述不均匀判断阈值的像素的分布，来检测上述显示设备中的上述显示不均匀的产生区域。
6.根据权利要求5所述的显示设备的显示不均匀检测装置，其特征在于，
还具备强调单元，该强调单元使用在作为检测对象的上述显示不均匀的延伸方向上具有方向性的强调用空间滤波器，将上述显示设备的各像素值与上述延伸方向的周边像素的像素值进行平均化，
上述积分单元针对通过上述强调单元进行平均化后的上述显示设备的各像素的像素值获取上述积分像素值。
7.根据权利要求5或6所述的显示设备的显示不均匀检测装置，其特征在于，
上述积分单元在上述积分像素值的获取对象像素属于上述显示设备的各外周边的附近区域中的任一区域的情况下，使用降低了与上述获取对象像素所属的附近区域所对应的边的延伸方向正交的方向的灵敏度的上述空间滤波器，对上述获取对象像素的像素值进行积分。
8.根据权利要求5、6或7所述的显示设备的显示不均匀检测装置，其特征在于，还具备：
强度值获取单元，其根据属于上述产生区域的各像素的上述像素值或者上述微分像素值，来获取上述产生区域的显示不均匀强度值；
强度值比较单元，其将上述强度值与规定的不均匀强度阈值进行比较；以及
显示不均匀检测单元，其检测上述强度值超过规定的不均匀强度阈值的上述产生区域作为上述显示不均匀。
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