JP2000215310A - 画質評価方法およびそれを利用した画質評価装置 - Google Patents
画質評価方法およびそれを利用した画質評価装置Info
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Abstract
き、例えばLCDパネルの画像品質の安定化および高品
質管理に大きく寄与することができる画質評価方法およ
びそれを利用した画質評価装置を提供する。 【解決手段】 検査画面の画質を定量的に評価する方法
において、検査画面の画像を取り込み、好ましくはLC
Dパネルに検査画面を点灯した状態でLCDパネルの画
像を取り込み、取り込んだ画像を好ましくは所定のアル
ゴリズムに準じた画像処理を行って評価する。本発明で
は、人手による評価を全く行わないため、例えばLCD
パネルなどの検査画面の画質を定量的に評価することが
できる。
Description
PCのディスプレイとして利用されている好ましくはL
CD(Liquid Crystal Display)パネルの画質を定量的
に評価するための画質評価方法およびそれを利用した画
質評価装置に関するものである。
レイとして例えばLCDパネルが広く使用されている。
このLCDパネルには斑などの不具合が発生する場合が
あり、このような不具合が限度を越えて発生すると、デ
ィスプレイとして使用することができない。そのため、
LCDパネル1個1個に対しその画質を評価する必要が
ある。従来、この画質の評価は、液晶表示の画質基準か
ら斑などの品質限度サンプルを作成し、このサンプルと
検査すべきLCDパネルとを測定者が見比べることによ
り判定している。
価方法では、測定者による評価であるため、以下のよう
な問題があった。 品質限度サンプルとLCDパネルとの比較判定は、人
間の官能に依存する。また、サンプルの斑形状などが同
一でないため、比較時に人間のさじ加減が必要となり、
測定値が測定者に依存しやすい。もしくは、測定者の目
合わせが必要になる。 判定は、基本的に輝度差と面積の情報で判断されるの
で、点欠や線欠のような急峻な輝度差の斑と緩やかなグ
ラデーションの斑との判別があいまいであり、測定者に
より判定が食い違う場合がある。
斑などの官能的画質評価を定量的に評価でき、例えばL
CDパネルの画像品質の安定化および高品質管理に大き
く寄与することができる画質評価方法およびそれを利用
した画質評価装置を提供しようとするものである。
質を定量的に評価する画質評価方法および装置を対象と
する。この画質評価方法において、好ましくはLCDパ
ネルに検査画面を点灯した状態でLCDパネルの画像を
取り込み、取り込んだ画像を画像処理して評価する。ま
た、画質評価装置では、輝度の絶対値を検出する画像取
り込み装置と、取り込んだ画像データを処理するデータ
処理装置とを備え、上記画質評価方法を実施するよう構
成される。本発明では、人手による評価を全く行わない
ため、例えばLCDパネルなどの検査画面の画質を定量
的に評価することができる。
を利用した画質評価装置の適用分野は、LCDやプラズ
マディスプレイのようなフラットディスプレイ、CR
T、印刷物、塗装などであり、特にLCDパネルの評価
用として好適に利用することができる。本発明がLCD
パネルの評価用として特に好ましい理由は、LCDパネ
ルは低消費電力達成のためにランプ輝度が低く、そのた
めに液晶のさまざまな構成部材は透過率が高いものが用
いられており、多少のムラでも目立ちやすいためであ
る。以下、LCDパネルを例にとり本発明の画質評価方
法およびそれを利用した画質評価装置を説明する。
するためのフローチャートである。図1に従って本発明
を説明すると、まず、LCDパネルに検査用画面を表示
する(ステップ1)。ここで、検査用画面としては、通
常は全面白色に点灯された画面が好ましく、R、Gまた
はBの単色に点灯された画面でも良い。また、検査用画
面の輝度も高低いずれでも良い。次に、画像取り込み装
置により検査用画面を表示したLCDパネルの画像を例
えば512×512画素のデジタルデータ画像として取
り込み、取り込んだ画像を例えば256階調の値に数値
化する(ステップ2)。ここで、画像入力装置として
は、輝度の絶対値を検出する画像取り込み装置を使用す
ることが好ましく、例えばミノルタCA−1000を利
用する。銀塩写真カメラの代替として広く使用されてい
るデジタルカメラは輝度の相対値を検出するものである
ので、このようなデジタルカメラを用いるときには、検
出された輝度を絶対値に対応する数値に変換して処理す
る。
を図2に示す。図2の例は見やすいように取り込み画像
のうち同じ階調のデータを線で結んで表示している。取
り込み画像の輝度絶対値を示す図2に基づくと、輝度の
低い部分である上辺部、左下隅部、右下隅部が不良部分
として把握されるように思われる。しかし、視覚官能的
には左下隅部と右下隅部のみが不良である。取り込み画
像と官能検査とでこのような差が生じるのは、なだらか
な輝度の変化は視覚的に不良とは認識されず、急激な変
化のみが視覚に悪影響を与えるためだと考えられる。
部分を顕在化する(ステップ3)。その一例を図3に示
す。図3の微分画像は視覚官能的にムラが気になる領域
と一致する。次に、階調値ごとの面積を利用して画質指
数(L)を求める(ステップ4)。ここで、各階調での
微分値とその階調における面積率とを掛け合わせ、階調
値の面積に応じた総和として画質指数(L)を求めるこ
とができる。本発明では、後に具体例を詳述するよう
に、画質指数(L)としてバックグラウンドの影響や目
視官能検査とのズレを小さくするために数種類画質指数
(L)を使用することができる。
めておいた品質規格(L0)と比較する(ステップ
5)。LがL0とほぼ同一であれば、検査しているLC
Dパネルが品質規格と同品質レベルのものであることが
わかる(ステップ6)。また、LがL0と同じかそれ以
下であれば、検査しているLCDパネルは品質規格を満
たすと考え合格とし、LがL0を越えれば、検査してい
るLCDパネルは品質規格を満たさないと考え不合格と
することも考えられる。
述する。まず、画質指数(L)の基本的な例を以下の
(1)式に示す。 ここで、Si:微分値がi階調目である領域の面積率 Ii:i階調目の微分値 上述した(1)式に示す例では、階調値ごとの面積を利
用して画質指数(L)を求めている。ここで、階調値の
面積に応じた総和として画質指数(L)を求めればよ
く、数式自体の多少の変形は本発明の範囲内と考えられ
る。例えば、微分値としては、n階調化して、0、1、
……、n−1の値をとらせてもよく、規格化して0、1
/n、……、(n−1)/nという値をとってもよい。
また、面積率を、測定面積に対する当該微分値をとる面
積の比率とするだけでなく、測定領域の実際の面積やド
ット数としたり、単位面積あたりのドット数とすること
もできる。また、ここで求めた値を元に、さらなる別の
指数を求めることもできる。なお、取り込んだ画像を微
分とは、取り込んだ画像の輝度の絶対値を微分すること
をいう。また、微分画像は、例えば隣接点(隣の1点、
周囲の8点など)との差分をとることで求めることがで
きる。さらに、画像微分を求める前に輝度データをn階
調化しても、画像微分後に微分値をn階調化してもよ
い。
(2)式に示す。 ここで、Si:微分値がi階調目である領域の面積率 Ii:i階調目の微分値 Ib:バックグラウンド値 上述した(2)式に示す例では、(1)式に示した例と
比較して、バックグラウンド値を引いておくことで、バ
ックライト性能や周囲環境の明るさに起因するばらつき
を小さくすることができる。なお、バックグラウンド値
Ibはパネル全面の平均値をとってもよく、上記のばら
つきを小さくするのに寄与しうる値であれば何でもよ
い。
の(3)式および(4)式に示す。 または、 ここで、Si:微分値がi階調目である領域の面積率 Ii:i階調目の微分値 Ib:バックグラウンド値 δi:i階調目の重み付け 上述した(3)式および(4)式に示す例では、何階調
目かにより重み付けを変えることで、目視官能検査との
ズレを小さくすることができる。簡便には、すべての階
調で同一の定数を用いてもよい。
近づくほどに実質的に値が大きくなることが好ましい。
その理由は、微分値の大きな部分ほど視覚的には目立つ
ので、より重み付けを大きくするためである。その変化
は、直線的な増加、指数関数的な増加、その他、ミクロ
的には増減しながらマクロ的に増加していてもよい。ま
た、上記i階調目の重み付けδiが、 δi=δi’・σ ……(5) ここで、δi’:目視検査の結果と算出結果とのあわせ
込みのための定数 σ :輝度の標準偏差 であるとさらに好ましい。
てLCDパネルの画質評価を行った例について説明す
る。被検査LCDパネルとしては、Think Pad
(商標名)用LCDパネルを用いた。このLCDパネル
の目視での画像レベル(画像全体)はLm=2.0であ
った。ここで、目視での画像レベルLmの判断基準は以
下の通りである。 Lm=1.0:全くムラが認識できない。 Lm=1.5:検査員ならムラを認識できるが、一般人
では認識できない。 Lm=2.0:一般人でもムラを認識でき、画質には影
響ないと考える程度。 Lm=2.5:一般人でもムラを認識でき、半数が画質
に影響あると考える程度。 Lm=3.0:一般人でもムラを認識でき、全員が画質
に影響あると考える程度。
その微分画像は図3に示す例であった。図3に示す微分
画像に対し、上述した(4)式に基づいて求めた以下の
(6)式を利用して計算した。すなわち、図2における
A〜Dの部分について画像を8階調化し、8階調化のた
めの重み付けを用いて計算することで、以下のような結
果を得ることができた。なお、4階調化、16階調化で
も同様の処理をしたところ、これらのデータに非常に近
い値を得た。結果を以下の表1に示す。 ここで、Si :i番目の微分値をとる領域の面積
(ドット数) N :測定領域の面積(ドット数) Ii :i番目の微分値、本実施例ではi Grad:微分値の階調数、本実施例では8 σ :測定領域における輝度ばらつきの標準偏差 δ :本実施例では1/50(定数)
質指数Lが大きく算出されることがわかる。また、その
画像全体に対する画質指数の値は目視の画像レベルとほ
ぼ同一であり、本発明のLCDパネルの画質評価方法に
よれば、人の知覚に近いムラや斑などの画質評価を行え
ることがわかる。
いて、画像の取り込みおよび画像の微分については、従
来から公知の画像の取り込み方法および微分方法のいず
れをも使用することができる。通常は、画像処理装置の
有する機能を使用することで十分である。また、画質指
数Lについても、対象がデジタル画像であるため、プロ
グラムを組むことで、ソフト的に簡単に計算を行うこと
ができる。
によれば、検査画面の画像を取り込み、取り込んだ画像
を画像処理して評価しているため、斑などの官能的画質
評価を定量的に評価でき、検査画面好ましくはLCDパ
ネルの画像品質の安定化および高品質管理に大きく寄与
することができる。また、本発明による画像全体に対す
る画質指数の値は目視の画像レベルとほぼ同一であり、
本発明のLCDパネルの画質評価方法によれば、人の知
覚に近いムラや斑などの画質評価を行うことができる。
さらに、本発明の方法によると、パネル全体についての
みならず、パネルの一部分についても同様の基準での検
査が可能になる。
のフローチャートである。
の階調の部分に線を付して見やすく表示した例を示す図
である。
微分画像の一例を示す図である。
Claims (10)
- 【請求項1】 検査画面の画質を定量的に評価する方法
であって、検査画面の画像を取り込み、取り込んだ画像
を画像処理して評価することを特徴とする画質評価方
法。 - 【請求項2】 前記画像処理による評価を、取り込んだ
画像を微分して微分画像を求め、求めた微分画像から得
られる画質指数(L)に基づき行う請求項1記載の画質
評価方法。 - 【請求項3】 前記微分画像をn階調化し、前記画質指
数(L)が、 ここで、Si:微分値がi階調目である領域の面積率 Ii:i階調目の微分値 である請求項2記載の画質評価方法。 - 【請求項4】 前記微分画像をn階調化し、前記画質指
数(L)が、 ここで、Si:微分値がi階調目である領域の面積率 Ii:i階調目の微分値 Ib:バックグラウンド値 である請求項2記載の画質評価方法。 - 【請求項5】 前記微分画像をn階調化し、前記画質指
数(L)が、 または、 ここで、Si:微分値がi階調目である領域の面積率 Ii:i階調目の微分値 Ib:バックグラウンド値 δi:i階調目の重み付け である請求項2記載の画質評価方法。 - 【請求項6】 前記δiは、iがnに近づくほどに実質
的に値が大きくなる請求項5記載の画質評価方法。 - 【請求項7】 前記δiが、 δi=δi’・σ ここで、δi’:目視検査の結果と算出結果とのあわせ
込みのための定数 σ :輝度の標準偏差 である請求項5記載の画質評価方法。 - 【請求項8】 前記画質指数(L)を予め求めた画質指
数の品質規格L0と比較し、LがほぼL0と一致する場
合、検査対象の画面の画質が品質規格と同品質であると
する請求項2〜7のいずれか1項に記載の画質評価方
法。 - 【請求項9】 前記検査画面がLCDパネルであり、L
CDパネルの検査画面を点灯した状態で評価する請求項
1記載の画質評価方法。 - 【請求項10】 輝度の絶対値を検出する画像取り込み
装置と、この画像取り込み装置で取り込んだ画像データ
を処理するデータ処理装置とを備え、請求項1〜9のい
ずれか1項に記載の画質評価方法を実施するよう構成さ
れたことを特徴とする画質評価装置。
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