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

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

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JP2002257679A
JP2002257679A JP2001049242A JP2001049242A JP2002257679A JP 2002257679 A JP2002257679 A JP 2002257679A JP 2001049242 A JP2001049242 A JP 2001049242A JP 2001049242 A JP2001049242 A JP 2001049242A JP 2002257679 A JP2002257679 A JP 2002257679A
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Masao Takachi
Takashige Tanahashi
高成 棚橋
正夫 高地
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Hairando:Kk
Internatl Business Mach Corp <Ibm>
インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション
有限会社ハイランド
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING; COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00Image analysis
    • G06T7/0002Inspection of images, e.g. flaw detection
    • G06T7/0004Industrial image inspection
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    • G06T7/0002Inspection of images, e.g. flaw detection

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。
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