JP2002257679A - 輝度情報取得方法、画質評価方法、表示装置の輝度情報取得装置および表示装置の画質評価装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 輝度勾配およびその中で生ずる局所的な輝度
ムラを抽出し、かつ定量的に評価することのできる手法
を提供する。 【解決手段】 所定の注目画素１０を取り囲む第１の画
素群１１ａを構成する各画素の輝度値の総和と注目画素
１０の輝度値の差分を算出する処理を全ての画素を注目
画素１０として順次実行することにより第１の輝度情報
を得る第１の輝度情報算出ステップと、第２の画素群１
２ａを構成する各画素の輝度値の総和と注目画素１０の
輝度値の差分を算出する処理を全ての画素を注目画素１
０として順次実行することにより第２の輝度情報を得る
第２の輝度情報算出ステップと、前記第１の輝度情報と
前記第２の輝度情報とを加算することにより第３の輝度
情報を得る加算ステップと、前記加算ステップにより得
られた第３の輝度情報に基づいて撮像された画面の輝度
を評価する評価ステップと、を備える画質評価方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示ディスプレ
イをはじめとする表示装置の画質を検査する方法に関
し、特に表示装置の輝度を評価、判定する方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示ディスプレイの製造工程におい
て種々の品質検査が行なわれる。その中で、ディスプレ
イが表示する画像の画質を判定する検査が行なわれてい
る。検査装置を用いて画質を判定することは容易でない
ため、従来から人間の目視による検査、つまり官能検査
が行なわれている。官能検査は、画質の基準となるサン
プルを作成し、このサンプルと検査対象となるディスプ
レイの画像とを見比べることにより画質の判定を行なう
ものである。ところが、人間の官能に依存する官能検査
においては、検査を行なう検査員によって判定結果にば
らつきが生ずることを回避できない。官能検査は基本的
に画像に表れる輝度差と面積の情報に基づいて判定され
るということができるが、局所的な輝度差が生ずる部位
と緩やかなグラデーションのムラとの区別をすることが
容易でなく、特に検査員ごとの判定ばらつきが生じやす
い。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】以上の官能検査に代わ
る判定手法として、定量的に画質を評価する方法がこれ
までも種々提案されている。例えば、特開平１０−２８
００号公報、特開平１０−９６６８１号公報、特開２０
００−１１３１８８号公報等である。ところが、これま
で提案された手法では、液晶表示ディスプレイに生ずる
輝度ムラを適切に抽出することが困難であった。現在主
流をなす液晶表示ディスプレイは、バック・ライトと称
される光源から発せられる光を、液晶表示ディスプレイ
を構成するパネルに均一に照射することを理想としてい
るが、現実にはパネル内で若干の輝度勾配を持ってい
る。しかも、液晶表示ディスプレイは、このような全体
的な輝度勾配を持ったなかで局所な輝度ムラを有してい
ることがある。前記特開平１０−２８００号公報、特開
平１０−９６６８１号公報に開示された手法は、ＣＲＴ
ディスプレイを対象とするものであって、以上のような
液晶表示ディスプレイに表示される輝度勾配およびその
中で生ずる局所的な輝度むらを抽出することは困難であ
った。前記特開２０００−１１３１８８号公報は、液晶
表示ディスプレイに用いられるカラー・フィルタのムラ
を検出するものであるが、前記特開平１０−２８００号
公報、特開平１０−９６６８１号公報と同様に、液晶表
示ディスプレイに表示される輝度勾配およびその中で生
ずる局所的な輝度ムラを抽出することは困難であった。
そこで本発明は、液晶表示ディスプレイに表示される輝
度勾配およびその中で生ずる局所的な輝度ムラを抽出
し、かつ定量的に評価することのできる手法を提供する
ことを課題とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者は、前記課題を
解決するための評価手法を種々検討した。その結果、あ
る特定のアルゴリズムを用いれば、液晶表示ディスプレ
イに表示される輝度勾配およびその中で生ずる局所的な
輝度ムラを抽出できることを知見するに到った。この手
順の概要は以下の通りである。 （ａ）評価対象となる画像を複数の画素に分割する。 （ｂ）ある特定の画素（注目画素）からｎ画素分だけ離
れた位置に存在しかつこの注目画素を取り囲む複数の画
素の輝度値を積算し、この積算値から注目画素の輝度値
を減ずる。この処理を分割された全画素について実行し
て、輝度情報を得る。 （ｃ）注目画素からｍ（ｎ＜ｍ）画素分だけ離れた位置
に存在しかつこの注目画素を取り囲む複数の画素の輝度
値を積算し、この積算値から注目画素の輝度値を減ず
る。この処理を分割された全画素について実行して、輝
度情報を得る。 （ｄ）上記（ｂ）（ｃ）で得た２つの輝度情報に基づく
輝度情報を用いることにより、官能検査に近い定量的な
評価となる。 ここで、（ｂ），（ｃ）で得られる輝度情報は、注目画
素とその周囲に存在する画素の差分値である。つまり、
（ｂ），（ｃ）により得られる輝度情報は周囲差分値と
でも呼ぶべき値であり、また（ｄ）により得られる輝度
情報は２つの周囲差分値に基づくことから２重周囲差分
値と称される。そして、周囲差分値、２重周囲差分値を
得る手法を、本発明者等は周囲差分法、２重周囲差分法
と称することにした。つまり、本発明は、周囲差分法あ
るいは２重周囲差分法を用いて画質の評価を定量的に行
なうことを特徴とする。

【０００５】したがって本発明は、撮像された画像の画
像データを複数の画素に分割する分割ステップと、所定
の注目画素を取り囲む画素群を構成する各画素の輝度値
の総和と前記注目画素の輝度値の差分を算出する処理
を、前記複数の画素のうち所定の注目画素を取り囲む画
素群を構成する各画素の輝度値の総和と前記注目画素の
輝度値の差分を算出する差分算出ステップと、を備える
ことを特徴とする輝度情報取得方法を提供する。本発明
の輝度情報取得方法により得られた輝度情報を用いるこ
とにより、画質の評価を定量的に行なうことを可能にす
る。しかも、本発明により２つの輝度情報を取得し、後
述する２重周囲差分法を適用することにより、輝度勾配
およびその中で生ずる局所的な輝度ムラをも評価、判定
することを可能とする。本発明において、分割ステップ
は従来公知の方法を採用することができる。例えば、画
像をＣＣＤカメラで撮像した場合には、その画像データ
は当該ＣＣＤカメラの解像度（または画素数）に応じて
分割することができる。また、差分算出ステップにおい
て、各画素の輝度値を求める手法自体も従来公知の手法
を採用することができる。

【０００６】本発明の輝度情報取得方法において、前記
画素群は、前記注目画素に対して方向性を持つことは望
ましくない。例えば、注目画素から所定の画素数だけ離
間した画素を含みかつ直線的に配列された複数の画素を
前記画素群とする場合は、方向性を持つことになる。し
たがって本発明は、前記画素群は、前記注目画素に対し
て等方的な形態をなすことが望ましい。例えば、注目画
素を矩形状に取り囲む形態あるいは注目画素を円形状に
取り囲む形態が包含される。また本発明の輝度情報取得
方法において、前記画素群を構成する画素を、前記注目
画素に隣接する画素とすることもできるが、さらに前記
注目画素から所定の画素数だけ離間しているものから選
択することもできる。離間する画素数が小さい場合には
局所的な輝度の変化を抽出するのに適し、一方、離間す
る画素数が大きい場合には画像全体に生ずる輝度の勾
配、つまり輝度ムラを抽出するのに適している。つま
り、注目画素を取り囲む画素群の位置を選択することに
よって判定したい輝度ムラの形態に対応することができ
る。さらに本発明の輝度情報取得方法において、注目画
素を取り囲む前記画素群は、互いに隣接してもよいが、
周方向に間欠的な位置に存在する複数の画素から構成す
ることもできる。例えば、連続して配置される画素のう
ち１個おきに選択された画素をもって前記画素群とする
ことができる。前記画素群を構成する画素の数は、演算
処理速度に影響を与えるので、その点をも考慮して前記
画素群とすべき画素を選択するのが望ましい。

【０００７】本発明は、前述した輝度情報取得方法に基
づく以下の画質評価方法を提供する。すなわち本発明
は、撮像された画像の画像データを複数の画素に分割す
る分割ステップと、所定の注目画素を取り囲む第１の画
素群を構成する各画素の輝度値の総和と前記注目画素の
輝度値の差分を算出する処理を、前記複数の画素のうち
所定の注目画素を取り囲む第１の画素群を構成する各画
素の輝度値の総和と前記注目画素の輝度値の差分である
第１の輝度情報を算出する第１の輝度情報算出ステップ
と、前記注目画素を取り囲みかつ前記第１の画素群より
も前記注目画素から遠方に存在する第２の画素群を構成
する各画素の輝度値の総和と前記注目画素の輝度値の差
分である第２の輝度情報を算出する第２の輝度情報算出
ステップと、前記第１の輝度情報と前記第２の輝度情報
とに基づいて第３の輝度情報を得る第３の輝度情報算出
ステップと、前記第３の輝度情報に基づいて撮像された
画面の輝度を評価する評価ステップと、を備えることを
特徴とする画質評価方法を提供する。本発明の画質評価
方法において、第１の輝度情報算出ステップは局所的な
輝度ムラを抽出することを目的として、また、第２の輝
度情報算出ステップは画像全体に生ずる輝度ムラを抽出
することを目的とする。第１の輝度情報算出ステップに
用いられる第１の画素群は第２の輝度情報算出ステップ
に用いられる第２の画素群の内側に位置する。したがっ
て、第１の輝度情報は内側差分値、第２の輝度情報は外
側差分値と称することができる。そして、本発明の画質
評価方法は、内側差分値および外側差分値に基づいて、
例えば加・減算することにより第３の輝度情報を取得す
る。この第３の輝度情報は、２重周囲差分値と称するこ
とができる。本発明の画質評価方法は、局所的な輝度ム
ラを抽出することを目的とする内側差分値および画像全
体に生ずる輝度ムラを抽出することを目的とする外側差
分値に基づく２重周囲差分値により画質を評価するた
め、液晶表示ディスプレイの画像検査に十分に対応する
ことができる。

【０００８】本発明の画質評価方法において、前記評価
ステップは、前記第３の輝度情報を所定の閾値を用いて
２値化処理することにより特異値データを抽出する２値
化処理ステップを含むことができる。また、前記２値化
処理ステップで得られた特異値データに関するブロック
の面積と当該ブロックに包含される画素の輝度値を掛け
合わせることにより評価値を算出する評価値算出ステッ
プを含むことができる。また本発明の画質評価方法にお
いて、前記第３の輝度情報算出ステップは、前記第１の
輝度情報と前記第２の輝度情報とを加算することにより
構成することができる。そしてこの加算の際に、第１の
輝度情報と第２の輝度情報に重み付けを行なって、加算
することができる。液晶表示ディスプレイに発生する輝
度に関するムラは複数種類存在し、このムラは発生位
置、大きさ、形態が異なる。そして、内側差分値および
外側差分値の重み付けを設定することにより、検査した
いムラを適切に抽出することが可能になる。つまり、本
発明の画質評価方法は、評価しようとする画像の特徴に
応じて重み付けを決定することができる。実際の画質検
査では、重み付けを代えて前記加算ステップを複数回実
施することにより、複数種類のムラを評価することがで
きる。

【０００９】本発明は前述した周囲差分法による輝度情
報を取得する装置を提供する。すなわち本発明の表示装
置の輝度情報取得装置は、表示装置に表示される画像の
輝度情報を取得する装置であって、前記表示装置に表示
される画像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段により
撮像された画像に関する画像データを分割する画像処理
手段と、前記画像処理手段により分割された画像データ
について、下記式（１）で示す演算処理を実行する演算
手段と、

【式３】 （ただし、ｐｉ：前記画像データのうち、（ｘ，ｙ）で
示される位置に存在する画素を取り囲む画素群を構成す
る画素の輝度値、Ｉ（ｘ，ｙ）：（ｘ，ｙ）で示される
位置の画素の輝度値）を備えたことを特徴とする。本発
明において、式（１）中の第１項前記画像データのう
ち、（ｘ，ｙ）で示される位置に存在する画素を取り囲
む画素群を構成する画素の輝度値の総和であり、第２項
はＩ（ｘ，ｙ）：（ｘ，ｙ）で示される位置の画素の輝
度値であるから、Ａ（ｘ，ｙ）は、（ｘ，ｙ）で示され
る位置に存在する画素についての周囲差分値である。つ
まり、本発明の表示装置の輝度情報取得装置は、輝度情
報として周囲差分値を取得することができる。

【００１０】本発明の表示装置の輝度情報取得装置にお
いて、前記演算手段は、式（１）で示す演算処理を、分
割された画素全てについて実行する。そうすることによ
り、撮像された画像全体についての周囲差分値を取得す
ることができ、ひいては画像の品質評価に用いることが
できる。本発明の表示装置の輝度情報取得装置におい
て、式（１）におけるｐｉは、（ｘ，ｙ）で示される位
置に存在する画素から画素ｎ個分（ｎは１以上の整数）
だけ離れた位置に存在する画素の輝度情報である。そし
て、このｎを適宜設定することにより、（ｘ，ｙ）で示
される位置の画素近傍の局所的な輝度ムラを抽出するこ
とができるし、また画像全体の輝度勾配を抽出すること
もできる。つまり、本発明の表示装置の輝度情報取得装
置によれば、種々の形態の輝度ムラに対応することので
きる汎用性の高い検査装置を提供することを可能にす
る。

【００１１】以上の輝度情報取得装置を適用した表示装
置の画質評価装置を本発明は提供する。すなわち本発明
は、前記表示装置に表示される画像を撮像する撮像手段
と、前記撮像手段により撮像された画像に関する画像デ
ータを分割する画像処理手段と、前記画像処理手段によ
り分割された全ての画像について、下記式（２）で示す
演算処理を実行し、かつ前記演算処理により得られた輝
度情報であるＰ（ｘ，ｙ）に基づいて撮像された画像を
定量化する演算手段と、

【式４】 （ただし、ｐｉ，ｐｏ，αおよびＩ（ｘ，ｙ）は以下の
通り定義される。 ｐｉ：前記画像データのうち、（ｘ，ｙ）で示される位
置を基準として線 対称をなす第１の画素群を構成する
画素の輝度値 ｐｏ：前記画像データのうち、（ｘ，ｙ）で示される位
置を基準として線対称をなすとともに前記第１の画素群
よりも外側に位置する第２の画素群を構成する画素の輝
度値 Ｉ（ｘ，ｙ）：（ｘ，ｙ）で示される位置の画素の輝度
値 ａ，ｂ，α：０および正の数）を備えることを特徴とす
る表示装置の画質評価装置である。本発明の表示装置の
画質評価装置は、Ｐ（ｘ，ｙ）を算出する。ここで、ｐ
ｉ：前記画像データのうち、（ｘ，ｙ）で示される位置
を基準として線対称をなす第１の画素群を構成する画素
の輝度値、ｐｏ：前記画像データのうち、（ｘ，ｙ）で
示される位置を基準として線対称をなすとともに前記第
１の画素群よりも外側に位置する第２の画素群を構成す
る画素の輝度値である。したがって、Ｐ（ｘ，ｙ）は前
述した２重周囲差分値であり、本発明の表示装置の画質
評価装置によれば、局所的な輝度ムラおよび画像全体の
輝度勾配を抽出することができる。

【００１２】本発明の表示装置の画質評価装置におい
て、前記第１の画素群を（ｘ，ｙ）で示される位置に存
在する画素から画素ｎ個分（ｎは１以上の整数）だけ離
れた位置に存在する画素によって構成し、かつ前記第２
の画素群を（ｘ，ｙ）で示される位置に存在する画素か
ら画素ｍ個分（ｍ＞ｎの整数）だけ離れた位置に存在す
る画素によって構成することができる。そして、ｎおよ
びｍを適宜設定することにより、種々の形態の輝度ムラ
を抽出することを可能にする。本発明の表示装置の画質
評価装置において、係数ａ，ｂはそれぞれ、内側差分値
および外側差分値を加算するときの重み付けを定義す
る。したがって、ａおよびｂはａ＋ｂ＝１.０を満足
し、かつａおよびｂは評価する画像の特徴に応じて決定
されることになる。ここで、本発明は、ａまたはｂが０
（ゼロ）となることを許容している。また本発明の画質
評価装置において、前記αは、前記ｍの値に応じて決定
することができる。例えば、ｍの値が大きくなれば、ｐ
ｏの総和に対してＩ（ｘ，ｙ）は無視することもでき
る。その場合には、αを０（ゼロ）として演算処理する
こともできる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施の形態につい
て図面を参照しつつ説明する。図１は、本実施の形態に
よる検査装置１のシステム構成を示す図である。本実施
の形態は、被検査体としての液晶表示ディスプレイ５の
輝度ムラを検査する検査装置１および検査方法に関する
ものである。液晶表示の検査装置１は、カラーＣＣＤカ
メラ２、パーソナル・コンピュータ（ＰＣ）３およびモ
ニタ４とから構成される。パーソナル・コンピュータ
（ＰＣ）３は、画像処理手段３ａと演算処理手段３ｂと
を備えている。カラーＣＣＤカメラ２は被検査体である
液晶表示ディスプレイ５の表示面を撮像する。カラーＣ
ＣＤカメラ２は、従来公知の構成、つまりレンズ、カラ
ーフィルタ、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号を取り込むための電荷結合
素子（Charge Coupled Device：ＣＣＤ）を主たる構成
要素としている。カラーＣＣＤカメラ２で撮像された画
像についての画像データは、画像処理手段３ａにおいて
所定の画像処理が施される。また、演算処理手段３ｂ
は、画像処理手段３ａで処理された画像データを用い
て、後述する本実施の形態による周囲差分法のための演
算を実行する。モニタ４は、カラーＣＣＤカメラ２で撮
像した画像、検査結果等を表示する。

【００１４】図２に本実施の形態による検査方法の手順
を示すフローチャートである。本実施の形態による検査
方法は、被検査画像の取り込み（ステップ（図中Ｓで示
す。以下、Ｓと略記することがある）１０１）、取り込
み画像データの分割処理（Ｓ１０３）、平滑化処理（Ｓ
１０５）、２重周囲差分法の適用（Ｓ１０７）、特異値
データ抽出処理（Ｓ１０９）、画像膨張・収縮処理（Ｓ
１１１）、画質評価定量値算出（Ｓ１１３）および評価
結果表示（Ｓ１１５）という一連のステップによって行
なわれる。以下、各ステップの内容をステップ順に説明
する。

【００１５】Ｓ１０１：被検査画像取り込み はじめに、検査対象である液晶表示ディスプレイ５の表
示画像をカラーＣＣＤカメラ２にて撮像する。撮像され
た画像の画像データは、画像処理手段３ａにおいてシェ
ーディング補正が施される。このシェーディング補正に
より、主にカラーＣＣＤカメラ２における周辺減光、撮
像素子の不均一性によって生じる、被検査画像の本来の
輝度と画像データとの間の変換特性の不整合を除去す
る。図３に検査対象となった液晶表示ディスプレイ５の
表示画像を示す。図３に示すように、この表示画像は画
面下方に白っぽいムラが発生している。

【００１６】Ｓ１０３：取り込み画像データの分割 Ｓ１０１により得られた画像データをマトリックス状に
分割する。この画像データの分割は、Ｓ１０７における
２重周囲差分法を実行するための予備的な処理である。
ここでは、ｎ×ｍの画素に分割されるものとする。分割
された画素は、２次元座標（ｘ，ｙ）でその位置を特定
することができる。なお、本実施の形態では、画像撮像
手段としてカラーＣＣＤカメラ２を用いているから、ｎ
×ｍはカラーＣＣＤカメラ２の画素数（解像度）に対応
する。もっとも、分割の数は最大でカラーＣＣＤカメラ
２の画素数（解像度）であるが、これ以下の分割数とす
ることを妨げるものではない。

【００１７】Ｓ１０５：平滑化処理 Ｓ１０３により分割された画像データについて、ノイズ
を除去するための平滑化処理を行なう。例えば、２×２
のフィルタリングを行なう。

【００１８】Ｓ１０７：２重周囲差分法の適用 Ｓ１０５においてノイズが除去された画像データについ
て、各画素の輝度値を求めることを前提に、以下を内容
とする２重周囲差分法を実行する。２重周囲差分法の処
理手順を示すフローチャートを図４に示す。図４に示す
ように、Ｓ１０７では、下記式（３）で示される内側差
分値を算出する（Ｓ２０１）。次いで、下記式（４）で
示される外側差分値を算出する（Ｓ２０３）。次いで、
Ｓ２０１で得られた内側差分値およびＳ２０３で得られ
た外側差分値とを加えることにより下記式（５）で示さ
れる２重周囲差分値を算出する（Ｓ２０５）。以下、Ｓ
２０１〜Ｓ２０３の具体的内容を説明する。なお、内側
差分値を算出するＳ２０１と外側差分値を算出するＳ２
０３の順番は入れ替えても良い。この２重周囲差分法
は、本発明者が新たに開発したアルゴリズムである。ま
た、式（３）〜式（５）は、本発明者等が種々検討を重
ねた結果としての経験式であり、式（３）の２ｎ＋１
（第３項）、式（４）のα（第２項）および２ｍ＋１
（第３項）、式（５）の係数ａ，ｂは経験的に導き出さ
れるものである。

【００１９】

【式５】 （ただし、ｐｉ：前記画像データのうち、（ｘ，ｙ）で
示される位置に存在する画素を取り囲む画素群を構成す
る画素の輝度値、Ｉ（ｘ，ｙ）：（ｘ，ｙ）で示される
位置の画素の輝度値、ｎ：注目画像から第１の画素群ま
での画素の数）

【００２０】

【式６】 （ただし、ｐｉ：前記画像データのうち、（ｘ，ｙ）で
示される位置に存在する画素を取り囲む画素群を構成す
る画素の輝度値、Ｉ（ｘ，ｙ）：（ｘ，ｙ）で示される
位置の画素の輝度値、ｎ：注目画像から第２の画素群ま
での画素の数，α：０以上の正の数）

【００２１】

【式７】 （ただし、ａ，ｂ：ａ＋ｂ＝１.０を満足する正の数）

【００２２】Ｓ２０１：内側差分値の算出 内側差分値は前述のように式（３）に基づく演算を行な
う。図５を参照しつつ式（３）の内容を説明する。な
お、図５は、Ｓ１０３により分割された画像データを示
している。式（３）のうち、第１項は、注目画素１０か
らｎ個だけ離れた位置に存在する画素の輝度の総和を意
味している。図５において、黒塗りされた画素が注目画
素１０であり、またｎ個だけ離れた位置に存在する複数
の画素からなる第１の画素群１１ａは濃い灰色に塗りつ
ぶされている。なお、図５はｎ＝３の例を示している。
次に、式（３）の第２項は、注目画素１０の輝度値を示
している。さらに、式（３）の第３項は、注目画素１０
からｎ個だけ離れた位置に存在する画素列に含まれる画
素の数である。なお、注目画素１０の位置によっては、
ｎ個だけ離れた位置に画素が存在しない場合もあり得
る。その場合には、ミラーリングによってｎ個だけ離れ
た位置に存在する画素の輝度値を用いて演算を行なえば
よい。Ｓ２０３における外側差分値の算出についても同
様である。

【００２３】Ｓ２０３：外側差分値の算出 外側差分値は前述のように式（４）に基づく演算により
算出される。式（４）において、第１項は、注目画素１
０からｍ個だけ離れた位置に存在する画素の輝度の総和
を意味している。なお、ｎ＜ｍであることから、式
（３）についての演算処理を内側差分値の算出と、また
式（４）についての演算処理を外側差分値の算出と称し
ている。図５において、注目画素１０からｍ個だけ離れ
た位置に存在する複数の画素からなる第２の画素群１２
ａは薄いグレーに塗りつぶされている。なお、図５はｍ
＝５の例を示している。次に、式（４）の第２項は、注
目画素１０の輝度値を示している。この第２項は係数α
があることを除いて式（３）と共通する。さらに、式
（２）の第３項は、注目画素１０からｍ個だけ離れた位
置に存在する画素群が構成する列に含まれる画素の数で
ある。

【００２４】本実施の形態では、内側差分値算出のため
の第１の画素群１１ａ、外側差分値算出のための第２の
画素群１２ａ、図５に示す形態としたが、他の形態を採
用することもできる。例えば、図１０〜図１２に示すよ
うな形態とすることもできる。図１０に示す例は、第１
の画素群１１ｂおよび第２の画素群１２ｂが、連続する
画素のうち１個おきに選択された画素から構成される。
つまり、図１０に示す例は、間欠的な位置に配置された
複数の画素から第１の画素群１１ｂおよび第２の画素群
１２ｂを構成している。図５に示した本実施の形態によ
れば、１つの注目画素１０についての演算は、ｎまたは
ｍ個だけ離れた位置の画素の輝度値を積算するにとどま
るから、その負荷がそもそも小さい。さらに図１０のよ
うに、間欠的な位置にある画素のみを対象とすれば、演
算に要する負荷は一段と小さくなる。図１１に示す例
は、八角形状あるいは円状とでもいうべき位置に存在す
る複数の画素から第１の画素群１１ｃおよび第２の画素
群１２ｃを構成している。図１２に示す例は、図１１の
変形例であって、注目画素１０を取り囲む全ての画素か
ら第１の画素群１１ｄを構成し、第１の画素群１１ｄを
取り囲む全ての画素から第２の画素群１２ｄを構成して
いる。図５、図１０〜図１２に示した第１の画素群１１
ａ〜１１ｄおよび第２の画素群１２ａ〜１２ｄは以下の
点で共通している。すなわち、第１の画素群１１ａ〜１
１ｄおよび第２の画素群１２ａ〜１２ｄは、各々注目画
素１０に対して方向性を持たない等方的な形態をなして
いる。また、第１の画素群１１ａ〜１１ｄおよび第２の
画素群１２ａ〜１２ｄは、注目画素１０を基準として線
対称（あるいは点対称）の形態をなしている。適切に輝
度ムラを抽出するためには、第１の画素群１１ａ〜１１
ｄおよび第２の画素群１２ａ〜１２ｄを以上のような形
態とすることが重要である。

【００２５】Ｓ２０５：２重周囲差分値の算出 ２重周囲差分値は式（５）に基づく演算処理を実行する
ことにより算出できる。つまり、Ｓ２０１およびＳ２０
３によりそれぞれ算出した内側差分値と外側差分値とを
加えることにより２重周囲差分値を算出することができ
る。ここで、式（５）中のａおよびｂは係数であり、０
以上の正の数を採る。Ｓ２０１，Ｓ２０３，Ｓ２０５か
らなる一連の処理は、分割された画像データのすべての
画素に対して実行される。２重周囲差分値は、結局、各
画素の相対輝度を示している。

【００２６】ここで、Ｓ２０１により求めた内側差分
値、Ｓ２０３により求めた外側差分値およびＳ２０５に
より求めた２重周囲差分値を再変換することにより得ら
れた画像をそれぞれ図６、図７および図８に示す。この
画像は、モニタ４に表示することができる。なお、この
画像は、前述のｎ，ｍをｎ＝１，ｍ＝１６とした場合の
ものである。また、式（４）中の係数α＝１、式（５）
中の係数ａ＝０.１５、ｂ＝０.８５として演算処理した
結果に基づいている。内側差分値に基づく図６によれ
ば、局所的な輝度ムラの１形態である輝点１３が抽出さ
れていることが判る。一方、外側差分値に基づく図７に
よれば、画面全体に生ずる輝度の勾配が輝度ムラとして
抽出されている。そして、内側差分値および外側差分値
を加算した２重周囲差分値に基づく図８では、輝点１３
および輝度の傾斜の両者を抽出できることがわかる。な
お、図６〜図８におけるグラフは、各画像中に描かれて
いる直線による切断面の輝度値を示している。例えば、
図６において２直線が交差する部分に存在する輝点１３
は、輝度値が周囲より高くなっていることを示してい
る。本実施の形態においては、内側差分値および外側差
分値を加えた２重周囲差分値を求めているが、内側差分
値のみ、または外側差分値のみを用いて表示画像の画質
評価を行なうこともできる。また、本実施の形態では、
式（４）中の係数α＝１、式（５）中の係数ａ＝０.１
５、ｂ＝０.８５としたが、他の値を採用することがで
きる。係数ａおよびｂは、内側差分値と外側差分値との
重み付けを決定する。本発明者等の検討によると、抽出
したい輝度ムラの種別に応じて、内側差分値と外側差分
値との重み付けを決定することにより、当該輝度ムラを
適切に抽出することができる。本実施の形態も、種々検
討のうえでａ＝０.１５、ｂ＝０.８５を決定し、その結
果として図８に示すような画像を得ている。したがっ
て、係数ａ，ｂは、抽出したい画像の特徴に応じて、実
験的に定めることが必要である。また、係数αについて
は、外側差分値を算出するための第２の画素群１１ａ
（〜１１ｄ）によって、変動し得る。つまり、ｍが大き
い値を採用するときには式（３）の第２項は第１項に比
べて極めて小さな値をとることになる。例えば、ｍ＝２
０だとすると、第１項は１６０個の画素における輝度値
の総和であり、１個の画素（注目画素１０）の輝度値は
この総和に比べて極めて小さい。したがって、このよう
な場合には、αを０（ゼロ）として第２項を無視するこ
ともできる。

【００２７】Ｓ１０９：特異値データの抽出 Ｓ１０７で求めた２重周囲差分値、つまり各画素の相対
輝度値を所定の閾値を使用して２値化する。この２値化
により抽出された特異値データは、Ｓ１１１の画像デー
タ膨張・収縮処理に供される。 Ｓ１１１：画像膨張・収縮 Ｓ１０９で求めた特異値データについて、所定の回数だ
け画像膨張、収縮を施す。画像膨張は、図形成分の境界
にあるがその値を全て背景成分の画素の値に変換して１
画素分膨らます処理をいう。また、逆に画像収縮は、図
形成分を１画素分だけ縮める処理をいう。画像膨張と収
縮を交互に繰り返すことにより、雑音部分を除去するこ
とができる。画像膨張・収縮処理された特異値データを
接着してブロックを生成する。生成されたブロック１４
を示す画像を図９に示す。この画像はモニタ４に表示さ
せることができる。

【００２８】Ｓ１１３：画質評価定量値算出 生成されたブロック１４の面積、ブロック１４における
輝度値を用いて、画質評価定量値を算出する。例えば、
プロック１４の面積をＡ、ブロック１４における平均輝
度値をＣ１とすると、Ｐ＝Ａ×Ｃ１を算出する。そし
て、当該画像を具現する液晶表示ディスプレイ５の画質
をＰの値によって評価する。この値はモニタ４に表示す
る（Ｓ１１５）。平均輝度値Ｃ１を用いるほかに、最大
輝度値、最小輝度値等他の輝度値を採用することも可能
である。以上説明したように本実施の形態によれば、輝
度ムラを定量的に評価することができる。しかも、２重
周囲差分法を用いることにより、輝度勾配およびその中
で生ずる局所的な輝度ムラを抽出することができる。そ
して、この２重周囲差分法によれば、演算処理の負荷が
小さくて済むため、演算処理の時間をセーブすることが
できる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
液晶表示ディスプレイに表示される輝度勾配およびその
中で生ずる局所的な輝度ムラを抽出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本実施の形態による検査装置のシステム構成
を示す図である。

【図２】 本実施の形態による検査方法手順を示すフロ
ーチャートである。

【図３】 本実施の形態において検査対象となった画像
を示す図である。

【図４】 ２重周囲差分法の処理手順を示すフローチャ
ートである。

【図５】 本実施の形態による２重周囲差分法を説明す
るための図である。

【図６】 図３に示す画像について、式（１）のｎを１
として求めた周囲差分値を再変換した後の画像データを
示す図である。

【図７】 図３に示す画像について、式（２）のｍを１
６として求めた周囲差分値を再変換した後の画像データ
を示す図である。

【図８】 図３に示す画像について、式（３）のｎを１
およびｍを１６として求めた２重周囲差値を再変換した
後の画像データを示す図である。

【図９】 図６に示す画像データを処理することにより
抽出したムラを示す画像である。

【図１０】 第１の画素群および第２の画素群の例を示
す図である。

【図１１】 第１の画素群および第２の画素群の例を示
す図である。

【図１２】 第１の画素群および第２の画素群の例を示
す図である。

【符号の説明】

１…検査装置、２…カラーＣＣＤカメラ、３…パーソナ
ル・コンピュータ（ＰＣ）、３ａ…画像処理手段、３ｂ
…演算処理手段、４…モニタ、５…液晶表示ディスプレ
イ、１０…注目画素、１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ
…第１の画素群、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ…第
２の画素群、１３…輝点、１４・・・ブロック

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 501075475 有限会社ハイランド 東京都文京区音羽１−６−８−105 (72)発明者 棚橋 高成 神奈川県大和市下鶴間1623番地14 日本ア イ・ビー・エム株式会社 大和事業所内 (72)発明者 高地 正夫 東京都文京区音羽１−６−８−105 有限 会社ハイランド内 Ｆターム(参考） 2G086 EE10 2H088 FA12 FA13 HA28 MA20 5B057 AA01 CA08 CA12 CA16 CB08 CB12 CB16 CC02 CE12 CH01 DA03 DA16 DB02 DB09 DC04 DC05 5L096 AA06 BA03 DA04 EA39 EA43 FA14 FA54 FA78 GA07 GA19 GA28 GA51 JA18 MA01

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 撮像された画像の画像データを複数の画
   素に分割する分割ステップと、 前記複数の画素のうち所定の注目画素を取り囲む画素群
   を構成する各画素の輝度値の総和と前記注目画素の輝度
   値の差分を算出する差分算出ステップと、を備えること
   を特徴とする輝度情報取得方法。
2. 【請求項２】 前記画素群は、前記注目画素に対して等
   方的な形態をなしていることを特徴とする請求項１に記
   載の輝度情報取得方法。
3. 【請求項３】 前記画素群を構成する画素は、前記注目
   画素から所定の画素数だけ離間していることを特徴とす
   る請求項１に記載の輝度情報取得方法。
4. 【請求項４】 前記画素群は、周方向に間欠的な位置に
   存在する複数の画素から構成されることを特徴とする請
   求項１に記載の輝度情報取得方法。
5. 【請求項５】 撮像された画像の画像データを複数の画
   素に分割する分割ステップと、 前記複数の画素のうち所定の注目画素を取り囲む第１の
   画素群を構成する各画素の輝度値の総和と前記注目画素
   の輝度値の差分である第１の輝度情報を算出する第１の
   輝度情報算出ステップと、 前記注目画素を取り囲みかつ前記第１の画素群よりも前
   記注目画素から遠方に存在する第２の画素群を構成する
   各画素の輝度値の総和と前記注目画素の輝度値の差分で
   ある第２の輝度情報を算出する第２の輝度情報算出ステ
   ップと、 前記第１の輝度情報と前記第２の輝度情報に基づいて第
   ３の輝度情報を得る第３の輝度情報算出ステップと、 前記第３の輝度情報に基づいて撮像された画面の輝度を
   評価する評価ステップと、を備えることを特徴とする画
   質評価方法。
6. 【請求項６】 前記評価ステップは、 前記第３の輝度情報を所定の閾値を用いて２値化処理す
   ることにより特異値データを抽出する２値化処理ステッ
   プを備えることを特徴とする請求項５に記載の画質評価
   方法。
7. 【請求項７】 前記評価ステップは、 前記２値化処理ステップで得られた特異値データに関す
   るブロックの面積と当該ブロックに包含される画素の輝
   度値を掛け合わせることにより評価値を算出する評価値
   算出ステップを備えることを特徴とする請求項６に記載
   の画質評価方法。
8. 【請求項８】 前記第３の輝度情報算出ステップは、前
   記第１の輝度情報と前記第２の輝度情報とを加算するこ
   とを特徴とする請求項５に記載の画質評価方法。
9. 【請求項９】 前記第３の輝度情報算出ステップは、前
   記第１の輝度情報と前記第２の輝度情報に重み付けを行
   なって、前記第１の輝度情報と前記第２の輝度情報とを
   加算することを特徴とする請求項８に記載の画質評価方
   法。
10. 【請求項１０】 前記重み付けは、評価しようとする画
    像の特徴に応じて決定されることを特徴とする請求項９
    に記載の画質評価方法。
11. 【請求項１１】 表示装置に表示される画像の輝度情報
    を取得する装置であって、 前記表示装置に表示される画像を撮像する撮像手段と、 前記撮像手段により撮像された画像に関する画像データ
    を分割する画像処理手段と、 前記画像処理手段により分割された画像データについ
    て、下記式（１）で示す演算処理を実行する演算手段
    と、 【式１】 （ただし、ｐｉ：前記画像データのうち、（ｘ，ｙ）で
    示される位置に存在する画素を取り囲む画素群を構成す
    る画素の輝度値、Ｉ（ｘ，ｙ）：（ｘ，ｙ）で示される
    位置の画素の輝度値）を備えたことを特徴とする表示装
    置の輝度情報取得装置。
12. 【請求項１２】 前記演算手段は、前記式（１）で示す
    演算処理を、分割された画素全てについて実行すること
    を特徴とする請求項１１に記載の表示装置の輝度情報取
    得装置。
13. 【請求項１３】 前記式（１）におけるｐｉは、（ｘ，
    ｙ）で示される位置に存在する画素から、画素ｎ個分
    （ｎは１以上の整数）だけ離れた位置に存在する画素の
    輝度情報であることを特徴とする請求項１１に記載の表
    示装置の輝度情報取得装置。
14. 【請求項１４】 表示装置に表示される画像の画質を評
    価する装置であって、 前記表示装置に表示される画像を撮像する撮像手段と、 前記撮像手段により撮像された画像に関する画像データ
    を分割する画像処理手段と、 前記画像処理手段により分割された全ての画像につい
    て、下記式（２）で示す演算処理を実行し、かつ前記演
    算処理により得られた輝度情報であるＰ（ｘ，ｙ）に基
    づいて撮像された画像を定量化する演算手段と、 【式２】 （ただし、ｐｉ，ｐｏ，αおよびＩ（ｘ，ｙ）は以下の
    通り定義される。 ｐｉ：前記画像データのうち、（ｘ，ｙ）で示される位
    置を基準として線 対称をなす第１の画素群を構成する
    画素の輝度値 ｐｏ：前記画像データのうち、（ｘ，ｙ）で示される位
    置を基準として線対称をなすとともに前記第１の画素群
    よりも外側に位置する第２の画素群を構成する画素の輝
    度値 Ｉ（ｘ，ｙ）：（ｘ，ｙ）で示される位置の画素の輝度
    値 ａ，ｂ，ｃ：０および正の数）を備えることを特徴とす
    る表示装置の画質評価装置。
15. 【請求項１５】 前記第１の画素群は、（ｘ，ｙ）で示
    される位置に存在する画素から画素ｎ個分（ｎは１以上
    の整数）だけ離れた位置に存在する画素によって構成さ
    れ、 前記第２の画素群は、（ｘ，ｙ）で示される位置に存在
    する画素から画素ｍ個分（ｍ＞ｎの整数）だけ離れた位
    置に存在する画素によって構成されることを特徴とする
    請求項１４に記載の表示装置の画質評価装置。
16. 【請求項１６】 前記ａおよびｂはａ＋ｂ＝１.０を満
    足し、かつａおよびｂは評価する画像の特徴に応じて決
    定されることを特徴とする請求項１４に記載の表示装置
    の画質評価装置。
17. 【請求項１７】 前記αは、前記ｍの値に応じて決定さ
    れることを特徴とする請求項１５に記載の表示装置の画
    質評価装置。