JP2002288665A - 画面欠陥検出方法及び装置並びに画面欠陥検出のためのプログラム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大小のシミやむら等を効率よく検出すること
ができる画面欠陥検出方法等を得る。 【解決手段】 被検査対象の表示装置１００の画面を、
検出判断手段１のブロック分割部１２が１又は複数の長
方形ブロックに分割し、ノイズ除去部１３が、各ブロッ
クについて、代表値を算出し、各ブロックの代表値に対
して補間を行い、欠陥検出部１４が、補間を行った画像
データについて、各ブロックにおける相互相関を計算
し、算出した相互相関値に基づいて得た値を欠陥評価値
として算出し、欠陥判定部１５が欠陥評価値に基づい
て、画面上の欠陥の有無を判断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば被検査対象
の画面に生ずるシミ・むら等の欠陥検出方法等に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】表示装置等の画面は、それぞれの画素に
おいて、発光量のバランスがとれていれば本来均一であ
る。しかし、例えば画素全体にわたって品質管理を行う
のが困難である等の理由から、実際には全ての画素につ
いてバランスをとることが難しく、これが点欠陥、シ
ミ、むら等（以下、これらを欠陥という）の原因となっ
てしまう。これは画素数が多くなるほど、つまり大きな
画面になるほど顕著に現れる。したがって、表示装置を
製品として出荷する場合には、出荷段階で表示装置を検
査する必要がある。そのような場合、従来は検査員が目
視により欠陥の検出を行ってた。しかし、検査員間の判
断基準には差があるし、同じ検査員でもその時の状況に
より判断に差が生じる場合がある。

【０００３】ここで、ＬＣＤ（Liquid Crystal Displa
y）の場合、照明や光学系の問題から画面の輝度が必ず
しも均一でなく、自動的に検出するのが困難であった
が、最近、欠陥を自動的に検出する装置も提案されてい
る。ここでは、特に周囲とのコントラスト差（濃淡）が
点欠陥に比べて比較的少ないシミ、むらを検出する方法
等を中心に説明する。このようなシミ、むらを自動的に
検出するために、特開平１０−２４０９３３号公報、特
開平８−１４５９０４号公報等にその方法が開示されて
いる。特開平１０−２４０９３３号公報は、ある画素を
中心に、水平、平行、斜め方向の輝度を加算し、その中
で最も大きい値を画素値とする。それを全ての画素につ
いて行い、あるしきい値よりも大きな画素値の画素が線
むらであると判断する。特開平８−１４５９０４号公報
は、画面をメッシュ（ブロック）に分割し、そのメッシ
ュ内での濃度加算値を算出し、その濃度加算値に基づい
て明むら又は暗むらを検出するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平１０−
２４０９３３号公報に開示している方法は、線むらに関
しては有効な方法であるが、その他のシミやむらを検出
することは困難である。また、特開平８−１４５９０４
号公報に開示している方法は、メッシュ内における濃度
の平均に基づいてむらを検出するので、メッシュと同程
度の大きさであったり、微弱なコントラスト差のむらは
検出できない。このように、様々な形状、大きさ、濃淡
具合のシミやむらがあり、それらを一度に検出するのは
困難であった。

【０００５】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたものであり、コントラスト差による大小の
シミやむら等を効率よく検出することができる画面欠陥
検出方法等を得ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本出願に係る画面欠陥検
出方法は、被検査対象の画面を複数のブロックに分割す
る工程と、被検査対象の画面上のノイズ成分の除去を図
る工程と、ノイズ成分の除去を図った画像データについ
て、各ブロックにおける相互相関を計算し、算出した相
互相関値に基づいて得た値を欠陥評価値として算出する
工程と、欠陥評価値に基づいて画面上の欠陥の有無を判
断する工程とを有している。本出願に係る発明によれ
ば、被検査対象の画面を複数のブロックに分割した被検
査対象の画面のノイズ成分の除去を図り、他とのブロッ
クとの相関をはかりながら計算した相互相関値により得
た欠陥評価値に基づいて画面上の欠陥の有無を判断する
ようにしたので、他のブロックとの関係において、欠陥
評価の判断を行うことができ、うねりを生じている部分
に重点をおいた欠陥検出をするので、人間の目の特性に
応じた検出、判断を行うことができる。

【０００７】また、本出願に係る画面欠陥検出方法にお
ける被検査対象の画面は、被検査対象の画面を含む画像
から被検査対象の画面部分だけを抽出し、さらに幾何学
的変形を施して長方形にして作成したものである。本出
願に係る発明によれば、被検査対象の画面を含む画像か
ら被検査対象の画面部分だけを抽出し、さらに幾何学的
変形を施して長方形にして作成した画面を用いた処理を
行うので、画面以外の部分を含んでしまって処理精度を
落とすこともなく、また、画面のある部分を切り捨てた
処理を行うこともなくほぼ画面の全領域の検査を精度よ
く行うことができる。

【０００８】また、本出願に係る画面欠陥検出方法にお
いて、ノイズ成分の除去を図る工程は、各ブロックにつ
いて代表値となる輝度を算出し、各ブロックの代表値に
基づいた補間を行うことで実現する。本出願に係る発明
によれば、各ブロックについて代表値となる輝度を算出
し、各ブロックの代表値に基づいた補間を行うことノイ
ズ除去を図るようにしたので、メディアンフィルタ等を
用いたフィルタリングによるノイズ除去を図るよりも処
理時間を短縮することができる。特にシミやむらの検出
のように、比較的低周波数成分の画像において効率よく
ノイズ除去を図ることができる。

【０００９】また、本出願に係る画面欠陥検出方法で
は、ブロック内の輝度のうち、中央値を有する輝度をブ
ロックの代表値とする。本出願に係る発明によれば、ブ
ロック内の中央値を有する輝度をブロックの代表値とし
たので、比較的安定した値を代表値とすることができ
る。

【００１０】また、本出願に係る画面欠陥検出方法で
は、補間をスプライン補間で行う。本出願に係る発明に
よれば、代表値に基づく補間をスプライン補間で行うよ
うにしたので、線形補間よりも精度がよい補間を行うこ
とができる。

【００１１】また、本出願に係る画面欠陥検出方法で
は、相互相関は、処理対象のブロックと処理対象のブロ
ックに隣接するブロックとの間で、それぞれ対応する行
及び列の輝度に基づいて計算する。本出願に係る発明に
よれば、処理対象のブロックと処理対象のブロックに隣
接するブロックとの間で、それぞれ対応する行及び列の
輝度に基づいて相互相関値を算出するようにしたので、
周りの状況との相関で、一様なものは検出せず、うねり
が生じているものは検出するといった人間の目の特性を
加味した検出を行うことができる。

【００１２】また、本出願に係る画面欠陥検出方法にお
いて、隣接するブロックとは、処理対象のブロックの
上、下、左及び右に位置するブロックである。本出願に
係る発明によれば、隣接するブロックを上、下、左及び
右に位置するブロックとしたので、それほど処理時間を
かけずに適度な程度の検出を行うことができる。

【００１３】また、本出願に係る画面欠陥検出方法は、
処理対象のブロック内及び処理対象のブロックに隣接す
るブロック内の輝度をそれぞれ正規化した後に相互相関
を計算する。本出願に係る発明によれば、正規化した後
に相互相関を計算するようにしたので、背景輝度差（シ
ェーディング）を解消することができる。

【００１４】また、本出願に係る画面欠陥検出方法にお
いて、欠陥評価値に基づいて画面上の欠陥の有無を判断
する工程は、異なるブロック分割数による欠陥評価値算
出を複数回行った後に判断する。本出願に係る発明によ
れば、異なるブロック分割数による欠陥評価値算出を複
数回行った後に欠陥の有無を判断するようにしたので、
ブロック分割数に幅をもたせれば、大小のシミやむらを
一度に検出することができる。

【００１５】また、本出願に係る画面欠陥検出方法は、
異なるブロック分割数により算出した欠陥評価値を正規
化し、画面に合わせて加算して得た値に基づいて画面上
の欠陥の有無を判断する。本出願に係る発明によれば、
異なるブロック分割数により算出した欠陥評価値を正規
化し、画面に合わせて加算して得た値に基づいて画面上
の欠陥の有無を判断するようにしたので、ブロックの分
割数で、度合いが異なる欠陥評価値を統一することがで
き、同等のものとしてマッピングを行うことができる。

【００１６】また、本出願に係る画面欠陥検出装置は、
被検査対象の画面を複数のブロックに分割するように、
画面の画像データを処理するブロック分割手段と、画面
の画像データからノイズ成分の除去を図るノイズ除去手
段と、ノイズ除去手段が処理した画像データについて、
各ブロックにおける相互相関を計算し、算出した相互相
関値に基づいて得た値を欠陥評価値として算出する欠陥
検出手段と、欠陥評価値に基づいて、画面上の欠陥の有
無を判断する欠陥判断手段とを備えている。本出願に係
る発明によれば、ブロック分割手段が分割したブロック
に基づいて、欠陥検出手段が他のブロックとの関係にお
ける相互相関を計算し、算出した相互相関値に基づいて
得た欠陥評価値に基づいて、欠陥判断手段が画面上の欠
陥の有無を判断するようにしたので、うねりを生じてい
る部分に重点をおいた欠陥検出を行うことができ、人間
の目の特性に応じた検出、判断を行うことができる。

【００１７】また、本出願に係る画面欠陥検出装置は、
被検査対象の画面を含む画像データから被検査対象の画
面部分だけを抽出し、幾何学的変形を施して長方形にし
た画像データを作成する画像データ処理手段をさらに備
えている。本出願に係る発明によれば、画像データ処理
手段をさらに備えるようにしたので、画面以外の部分の
画素データを含んでしまって処理精度を落とすこともな
く、また、画面の縁部分の画素データを切り捨てた処理
を行うこともなくほぼ画面の全領域にわたる画像データ
により処理を行うことができる。

【００１８】また、本出願に係る画面欠陥検出装置にお
いて、ノイズ除去手段は、ブロック内の画素データが表
す値のうち、中央値を有する画素データが表す値をブロ
ックの代表値として算出し、各ブロックについて算出し
た各代表値に基づいて、スプライン補間による処理を行
い、画像データを処理する。本出願に係る発明によれ
ば、ノイズ除去手段が、中央値を有する画素データが表
す値をブロックの代表値として算出し、各ブロックにつ
いて算出した各代表値に基づいて、スプライン補間によ
る処理を行い、画像データを処理するようにしたので、
フィルタリングよりも処理時間が少なく、しかも安定し
た値で精度の高い補間を行うことにより短時間で効率の
よいノイズ除去を図ることができる。

【００１９】また、本出願に係る画面欠陥検出装置にお
いて、欠陥検出手段は、処理対象のブロックと処理対象
のブロックに上、下、左及び右に隣接するブロックとの
間で、それぞれ対応する行及び列の画素データが表す値
を正規化して相互相関値を計算する。本出願に係る発明
によれば、欠陥検出手段が、処理対象のブロックと処理
対象のブロックに上、下、左及び右に隣接するブロック
との間で、それぞれ対応する行及び列の画素データが表
す値を正規化して相互相関値を計算するようにしたの
で、正規化によりシェーディングを解消した上で、上下
左右といった周りの状況との相関で、一様なものは検出
せず、うねりが生じているものは検出するといった人間
の目の特性を加味した検出を行うことができる。

【００２０】また、本出願に係る画面欠陥検出装置は、
欠陥判断手段が判断した結果を表示させる表示手段をさ
らに備えている。本出願に係る発明によれば、欠陥判断
手段が判断した結果を表示させる表示手段をさらに備え
るようにしたので、画面上に処理結果をマッピングした
ものを表示させることもでき、欠陥を見た目で判断する
ことができる。

【００２１】また、本出願に係る画面欠陥検出のための
プログラムは、被検査対象の画面を表す画像データを複
数のブロックに分割させ、被検査対象の画面上のノイズ
成分の除去を図らせ、ノイズ成分の除去を図らせた画像
データについて、各ブロックにおける相互相関を計算さ
せ、算出した相互相関値に基づいて得た値を欠陥評価値
として算出させ、欠陥評価値に基づいて、画面上の欠陥
の有無を判断させることをコンピュータに行わせるもの
である。本出願に係る発明によれば、被検査対象の画面
を表す画像データを分割させたブロックに基づいて、ブ
ロック間の関係における相互相関を計算させ、相互相関
値に基づいて得た欠陥評価値に基づいて、画面上の欠陥
の有無を判断させるようにしたので、うねりを生じてい
る部分に重点をおいた欠陥検出を行わせることができ、
人間の目の特性に応じた検出、判断を行わせることがで
きる。

【００２２】また、本出願に係る画面欠陥検出のための
プログラムは、被検査対象の画面を含む画像データから
被検査対象の画面部分だけを抽出させ、幾何学的変形を
施して長方形にさせて被検査対象の画面を表す画像デー
タを作成させることをコンピュータに行わせるものであ
る。本出願に係る発明によれば、幾何学的変形を施して
長方形にさせた被検査対象の画面を表す画像データを作
成させてからコンピュータに処理を行わせるようにした
ので、画面以外の部分の画素データを含んでしまって処
理精度を落とすこともなく、また、画面の縁部分の画素
データを切り捨てた処理を行うこともなくほぼ画面の全
領域にわたる画像データにより処理を行うことができ
る。

【００２３】また、本出願に係る画面欠陥検出のための
プログラムは、画像データを構成する画素データが表す
値に基づいて、分割した各ブロックについて代表値とな
る値を算出させ、各ブロックの代表値に基づいた補間を
行わせて、被検査対象の画面上のノイズ成分の除去を図
らせることをコンピュータに行わせるものである。本出
願に係る発明によれば、画素データ中に含まれるノイズ
成分の除去を図るために、コンピュータに、分割した各
ブロックの代表値を算出させ、補間を行わせるようにし
たので、フィルタリングよりも処理時間が少なく、しか
も安定した値で精度の高い補間を行うことにより短時間
で効率のよいノイズ除去を図ることができる。

【００２４】また、本出願に係る画面欠陥検出のための
プログラムは、処理対象のブロックと処理対象のブロッ
クに上、下、左及び右に隣接するブロックとの間で、そ
れぞれ対応する行及び列の画素データが表す値を正規化
させて相互相関値を計算させることをコンピュータに行
わせるものである。本出願に係る発明によれば、コンピ
ュータに、処理対象のブロックと処理対象のブロックに
上、下、左及び右に隣接するブロックとの間で、それぞ
れ対応する行及び列の画素データが表す値を正規化させ
てから相互相関値を計算させるようにしたので、正規化
によりシェーディングを解消した上で、上下左右といっ
た周りの状況との相関で、一様なものは検出せず、うね
りが生じているものは検出するといった人間の目の特性
を加味した検出を行うことができる。

【００２５】また、本出願に係る画面欠陥検出のための
プログラムは、ブロック分割数を異ならせて複数回行っ
た処理により算出させた欠陥評価値を、ブロック分割数
毎の正規化を行わせ、画面に合わせて加算させて得た値
に基づいて画面上の欠陥の有無を判断させることをコン
ピュータに行わせるものである。本出願に係る発明によ
れば、ブロック分割数を異ならせて複数回行わせた処理
により算出させた欠陥評価値を、ブロック分割数毎の正
規化を行わせ、画面に合わせて加算させて得た値に基づ
いて画面上の欠陥の有無を判断させるようにコンピュー
タに行わせるので、ブロック分割数に幅をもたせれば、
大小のシミやむらを一度に検出することもできるし、そ
れらをマッピングによって表示させるようにすることも
できる。

【００２６】

【発明の実施の形態】実施形態１．図１は本発明の第１
の実施の形態に係る検出判断手段１を中心とする画面欠
陥システムの構成を表す図である。図１において、１は
検出判断手段である。検出判断手段１は、画像データ処
理部１１、ブロック分割部１２、ノイズ除去部１３、欠
陥検出部１４及び欠陥判定部１５で構成される。画像デ
ータ処理部１１は、入力された画像データに基づいて被
検査対象１００の画面部分だけを抽出した画像データを
作成する。ブロック分割部１２は、画像データ処理部１
１が作成した画像データを複数のブロックに分割する。
ノイズ除去部１３は、例えば撮像カメラ２２の特性等に
より生じるノイズ成分の除去を図る。欠陥検出部１４
は、欠陥となる部分が強調されるような処理を行う。欠
陥判定部１５は、欠陥検出部１４の処理により検出され
た欠陥に基づいて、あらかじめ定めた基準に基づいた判
定を行う。

【００２７】実際に検出判断手段１を構成する場合、Ｃ
ＰＵ（Central Processing Unit ）を中心とする制御処
理手段であるコンピュータで構成することが多い。この
場合、検出判断手段１を構成する各部が行うそれぞれの
処理の手順をプログラムとして、記憶手段（図示せず）
に記憶させておき、制御処理手段がそのプログラムに基
づいて手順通りに処理することにより行われる。また、
画面撮像手段２、表示手段３もその制御処理手段により
制御される。

【００２８】２は画面撮像手段である。画面撮像手段２
は、スクリーン２１及び撮像カメラ２２で構成される。
スクリーン２１には被検査対象１００の画面が投射され
る。撮像カメラ２２は、撮像対象（スクリーン２１に投
射された被検査対象１００の画面等）による光の明るさ
（ここでは輝度、照度のような客観的な測光量をいう。
被検査対象１００の画面部分については、結果的に画面
の輝度を表すことになる）を複数の点で受光する（これ
を、以下撮像するという）。そして、各点の明るさを例
えば０から２５５までの値に変換して画素データとし、
画素データ若しくは画素データを処理したデータの集ま
りである画像データを信号にして検出判断手段１に送信
する。なお、ここでいう画素とは撮像カメラ２２の画素
のことであり、被検査対象１００が有する画素ではな
い。３は表示手段である。表示手段３は、検出判断手段
１から送信される表示信号に基づいて、例えば検査結果
の表示等を行う。１００は、例えばプロジェクタに使わ
れるＴＦＴライトバルブのような被検査対象である。

【００２９】本実施の形態は、画像データ処理部１１に
より、入力された画像データのうち、被検査対象１００
の画面部分が長方形の画像データになるように変形す
る。そして、ブロック分割部１２により、その画像デー
タが表す画面が複数の長方形のブロックに分割されるよ
うに、画像データを処理する。ノイズ除去部１３が、画
像データを構成する各画素データが表す値に基づいて、
各ブロックについて代表値を算出し、その代表値間での
補間を行う。欠陥検出部１４が、補間を行った画像デー
タについて、着目する（処理対象としている）ブロック
と隣接するブロックとの間で相互相関を計算し、欠陥評
価値を算出する。これを全てのブロックに対して行う。
ブロック分割部１２、ノイズ除去部１３及び欠陥検出部
１４はこれらの動作をあらかじめ定められた回数分、ブ
ロックの大きさを変更させながら行う。欠陥判定部１５
が、算出された全ての欠陥評価値に基づいて、その値の
大きさやその値の画面における面積による定量化を図
る。そして、あらかじめ設けておいたしきい値に基づい
て、シミやむらの欠陥の有無を判断する。このようにし
て、シミ、むらの形状、大きさ等を幅広い範囲で、短い
処理時間で一度に検出する。

【００３０】図２は検出判断手段１の各部による画面欠
陥検出処理を表す図である。図１及び図２に基づいて検
出判断手段１を中心とした画面欠陥検出処理について詳
しく説明する。被検査対象１００に、パターンを画面表
示させる。被検査対象１００の表示は、そのままスクリ
ーン２１に投射される。スクリーン２１に投射された被
検査対象１００の画面を撮像カメラ２２が撮像し、画像
データに変換する。その際、被検査対象１００の画面が
できるだけ大きく（ほぼ領域いっぱいに）撮像されるよ
うにするのが好ましい。画面部分に関する画素データの
数が多くなるからである。そして、撮像カメラ２２は画
像データを信号にして検出判断手段１に送信する。

【００３１】撮像された画面は理想的には長方形になっ
ているはずである。しかし、実際にはスクリーン２１と
撮像カメラ２２とが厳密に平行ではなかったり、また、
撮像カメラ２２のレンズ等の特性等で歪みを起こしたり
することにより、画像データが表す画像において、被検
査対象１００の画面が長方形になっていることは少な
く、歪みが生じていることが多い。これはスクリーン２
１を介さず、被検査対象１００の画面を撮像カメラ２２
で直接撮像したとしても起こりうることである。そこ
で、検出判断手段１の画像データ処理部１１は撮像カメ
ラ２２からの画像データを調整処理する。そして、被検
査対象１００の画面部分だけを長方形に抽出した新たな
画像データを作成する。

【００３２】図３は画像データ処理部１１による新たな
画像データを作成する際の画像変形を表す図である。こ
こで、被検査対象１００の画面部分だけを長方形に抽出
した画像データを作成するための処理はいくつか考えら
れる。例えばあらかじめ定めた長方形領域の部分だけを
抽出し、新たな画像データとすることもできる。抽出す
る領域があらかじめ定められているので、画像における
画面の大きさによっては、画面以外の部分も多く含まれ
たり、逆に画面に関する画素データを多く切り捨ててし
まうことになる。そこで、できるだけその領域に近づけ
るために、元の画像データに対してヘルマート変換やア
フィン変換により処理することも行われる。このような
処理は例えばスクリーン２１を介さず、直接被検査対象
１００の画面を撮像した場合等のように歪みが少ない場
合は有効に機能する。ただ、歪みが大きい場合、ヘルマ
ート変換は画面部分を相似形に変換することができる
が、長方形ではない画面全体を長方形にするのは困難で
ある。アフィン変換も回転・平行移動・拡大縮小の操作
であり、投影像が光学系の歪みにより正しく長方形平面
の射影となっていない場合には、長方形に戻すことがで
きない。そのため、画面全体を抽出しようとすると、画
面以外の部分も含まれてしまう。

【００３３】被検査対象の画面状態、精度等によって
は、上記のような方法で画面部分を長方形に抽出した画
像データを作成してもよいが、本実施の形態では、図３
のように幾何学的条件に基づいて変形を行った上で作成
することにする。この画像変形では、まず画面部分の画
素（正確には、画素データが表す値で表示される）につ
いて、４頂点の座標を算出するために、例えば画面部分
を白（又はこれに近い色）とし、それ以外の部分を黒
（又はこれに近い色）とする。そして、例えば白と判断
した画素を“１”とし、黒と判断した画素を“０”とし
て画像データの２値化を行う（Ｓ１）。２値化を行った
画像データに対し、パターンマッチングを行い、“０”
と“１”との境を検出し、４頂点の画素の座標を算出す
る（Ｓ２）。

【００３４】４頂点の画素の座標を算出すると、４つの
画素の座標又は４つの画素の座標の１若しくは数画素画
面の内側に位置する４つの画素が、新しく作成する長方
形の画像の頂点となるように座標変換を行う。それに伴
って画面部分の各画素が、対応する位置に移されるよう
に変換される。このようにして、被検査対象１００の画
面だけを表す長方形の画像データが作成される（Ｓ
３）。

【００３５】画像データ処理部１１が作成した長方形の
画像データに基づいて、ブロック分割部１２はその画像
データによって表される画像を複数のブロック（例え
ば、３×３、７×７画素分のブロック等）に分割する
（Ｓ４）。この分割数は、通常、あらかじめ設定によっ
て決めておく。ブロック分割部１２により分割されたブ
ロック大きさと同程度のシミやむらが、後の欠陥検出部
１４の処理により検出されやすくなる。

【００３６】ノイズ除去部１３は、各ブロック内の画像
データについてその代表値（サンプリング値）を算出す
る。ノイズを除去するための方法については、例えば画
像データに対して平均化フィルタ、メディアンフィルタ
を施して平滑化する方法等が考えられる。これらの方法
によるノイズ除去を特に否定するわけではない。ただ、
平均化フィルタは、周囲の画素データの値との平均に基
づいて平滑化し、ノイズ成分を除去しようとするもので
ある。そのため、例えば、撮像カメラ２２に起因して、
ある画素にスパイクノイズの成分が含まれている場合
は、そのために平均が振られてしまい、ノイズ除去とし
ては十分でない場合がある。また、メディアン値の算出
には、ある画素データについて、その画素データを中心
とするブロック（このブロックは上述のブロックとは異
なる）内の複数の画素データの中で中央値（メディアン
値）を算出し、それを全ての画素データについて行うの
で、その処理に時間がかかる。特に、本実施の形態のよ
うに、シミやむらを検出するための画像データは、通常
の画像データに比べると変化が少ない低周波成分のデー
タである。したがって、処理時間をかけて厳密に算出し
たメディアン値により高周波のノイズを除去しなくても
よい。

【００３７】図４は本実施の形態におけるノイズ除去の
ための代表値の算出方法を表す図である。図４は３×３
の画素をブロックとして、そのデータの値を表してい
る。本実施の形態では、高速に処理を行うために、ブロ
ック毎にブロック内の画像データの値についてメディア
ン値を算出し、その値をブロックの代表値とすることに
する（Ｓ５）。図４の左側のブロックでは、代表値は、
並べ替えを行ったときに５番目の値となる２００という
ことになる。右側も同様に、１９９である。つまり、上
述のように各画素についてメディアンを算出するのでは
なく、各ブロック内でのメディアン値を算出する。この
方法により、処理時間を短縮することができる。ただ、
代表値だけの画素データだけだとブロックサイズが大き
くなるほど代表値のデータ数が少なくなるので（例えば
３×３画素のブロックでは１／９となる）、これを補間
により補うことにする。

【００３８】本実施の形態では、キュービックスプライ
ン（Cubic spline）補間を行う（Ｓ６）。キュービック
スプライン補間は、曲げエネルギを最小にして点と点を
結ぶ近似により補間を行う方法である。ここではキュー
ビックスプライン補間としたが、これに限定されるわけ
でなく、他の補間（例えば線形補間（２次元スプライン
補間）、ベジエ曲線補間等）で行ってもよい。このよう
なノイズ除去を行うことにより、選択するブロックサイ
ズに応じて、それよりも細かなノイズ成分を選択的かつ
高速に消すことができ、デフォーカスをかけたのと同等
の画像を得ることができる。

【００３９】ノイズ除去部１３によって補間を施し、ノ
イズ成分を除去した画像データについて、欠陥検出部１
４は、ブロック毎に、隣接するブロックとの正規化相互
相関値を算出する（Ｓ７）。これは人間の目の特性（感
性）に近づけて欠陥を検出しようとするためのものであ
る。人間の目の特性として、一様に明るかったり、暗か
ったりする部分には鈍感であるが、例えば明るさが激し
く変化し、うねりを生じている部分には敏感である。そ
こで、本実施の形態では、正規化により背景の明るさを
整えた上で、相互相関により特にうねっている部分の検
出を図る。ここで、本実施の形態で隣接するブロックと
は、着目するブロックの上下左右に位置するブロックの
ことをいうものとする。

【００４０】図５は欠陥検出部１４が行う処理を表した
図である。ここでは、ある２ブロック間の正規化相互相
関算出について説明する。まず、ブロック内の画素デー
タのうち、最大の値が１となるように正規化処理を行う
（Ｓ２１）。これにより、比較を行う２ブロック間の背
景輝度差（シェーディング）をなくすことができる。

【００４１】そして、２つのブロックにおいてそれぞれ
対応する行方向（例えば２つのブロックのそれぞれ第１
行同士）の画素データについて、次式（１）で表される
ような相互相関値を算出する（Ｓ２２）。全ての行（例
えば１ブロックが３×３画素のブロックであれば３行
分）について相互相関値を算出したかどうかを判断し
（Ｓ２３）、算出していない行があれば全ての行につい
て相互相関値を算出する。本実施の形態では、相互相関
値が高いほど一様であり、隣接するブロックと比べても
うねりがないことを示すことになる。逆に相互相関値が
低ければうねりが生じていることになる。

【００４２】

【数１】

【００４３】また、行方向に相互相関値を算出したとき
と同様に、２つのブロックにおいてそれぞれ対応する輝
度の垂直方向（列方向）について、（１）式に基づいて
相互相関値を算出する（Ｓ２４）。全ての列について相
互相関値を算出したかどうかを判断し（Ｓ２５）、算出
していない列があれば全ての列について相互相関値を算
出する。

【００４４】そして、隣接するブロック全てに対して、
相互相関値を算出したかどうかを判断し（Ｓ２６）、算
出していない隣接するブロックがあれば相互相関値を算
出する（Ｓ２７）。着目するブロックに対する全ての相
互相関値（上下左右のブロックとの各行、各列の相互相
関値）を算出すると、それらを全て加算し、そのブロッ
クにおける欠陥評価値とする（Ｓ２８）。ここでは特に
詳述しないが、この流れに沿って普通に相互相関値及び
欠陥評価値を算出すると、同じ計算を２度してしまうこ
とが起こりうる。そこで、高速化を図るため、２度計算
という手間を省くような手順で計算を行ってもよい。

【００４５】図６は原画像と処理結果の画像との関係を
表す図である。６（ａ）が原画像である。算出された各
ブロックの欠陥評価値を各ブロックに一律の値として画
面に応じて加算（重ねてマッピング）する（Ｓ８）。以
上、ブロック分割から欠陥評価値を加算するまでの処理
を、ブロックの分割数（ブロックサイズ）を変更してあ
らかじめ定められた回数分行う（Ｓ９）。ここで、変更
したブロックのサイズは、行又は列の画素数を最初に分
割したブロックの整数倍にしたものである必要は特にな
い。このように分割数を変更しつつ、複数回繰り返して
得られる処理結果をマッピングした画像が図６（ｂ）で
ある。ここで、相互相関値を単純に加算する欠陥評価値
は、ブロックのサイズが大きくなるほど大きくなる。し
たがって、異なるブロックサイズの欠陥評価値を同等に
扱うことはできない。そこで、マッピングする際には、
正規化してからマッピングを行うようにする。

【００４６】また、繰り返し行う回数やその時のブロッ
クの分割数は特に規定しないが、ブロックの分割数の幅
（ブロックサイズの幅）を多くし、かつ回数を多くすれ
ば、検出精度が高くなるというわけではない。これは、
算出した欠陥評価値を画面に応じて加算していくため、
その回数が多くなるほど、人間の目でも判断できないコ
ントラスト差まで強調されてしまい、本当に検出しなけ
ればならないシミやむらが埋もれてしまって区別がつか
なくなってしまうからである。逆に、検出対象とするシ
ミやむらの大きさは限定されてしまうが、分割数の幅を
小さくした上で回数を多くすれば、そのブロックサイズ
の大きさ程度シミ、むらが強調されるので精度が上が
る。

【００４７】欠陥判定部１５は、あらかじめ定められた
回数分が終了したものと判断すると、処理結果によって
得られる欠陥評価値の大小によって、そのシミやむらの
強度や面積等を定量化する（Ｓ１０）。そして、定量化
した値とあらかじめ設定したしきい値とを比較すること
により、欠陥の有無やその度合い等を判断する（Ｓ１
１）。この定量化をするための設定、しきい値の設定
は、検出したいシミやむらの大きさやコントラスト差等
により任意に定めることができる。判断結果は、例えば
図６（ｂ）の画像と共に表示信号として送信され、表示
手段３によりオペレータ（検査員）に表示される。

【００４８】以上のように第１の実施の形態によれば、
被検査対象１００の画面部分の画像データを、ブロック
分割部１２が検出対象の大きさのシミやむらが最もよく
検出できるように、任意に定められたブロックの大きさ
に分割処理し、その分割した各ブロックに基づいて、ノ
イズ除去部１３が、ブロック毎のメディアン値（中央
値）に対して代表値を算出し、その代表値に対してキュ
ービックスプライン補間を行うことで短時間でノイズを
除去し、欠陥検出部１４が、ブロック間の相互相関を計
算して欠陥評価値を算出し、これをブロックサイズを変
えて複数回行い、算出された全ての欠陥評価値に基づい
て、欠陥判定部１５が、被検査対象１００の画面のシミ
やむらの欠陥の有無を判断するようにしたので、ブロッ
ク分割数（ブロックサイズ）の設定により、シミ、むら
の形状、大きさ等を幅広い範囲で、短い処理時間で一度
に検出することができる。この際、画像データ処理部１
１により、入力された画像データのうち、被検査対象１
００の画面部分が長方形の画像データになるようにして
から、ブロック分割部１２に処理させるようにしたの
で、被検査対象１００の画面部分以外の部分が画像デー
タに含まれることもなく、また、被検査対象１００の画
面を一部切り捨てる必要もなく、ほぼ全ての部分につい
て欠陥検出を行うことができる。また、欠陥検出部１４
の相互相関の計算は、隣接する上下左右のブロックとの
間で、同じ行及び同じ列に対して正規化した後に行うの
で、人間の目の特性のように、周囲との関係で一様な部
分は検出せず、うねりを生じている部分だけを検出する
ことができる。さらに、欠陥判定部１５は、それぞれの
ブロックのサイズで算出した欠陥評価値を正規化してか
ら、重ねてマッピングするようにしたので、それぞれの
欠陥評価値による結果を同等にマッピングすることがで
き、シミやむらの大きさに対して同等の評価を行うこと
ができる。

【００４９】実施形態２．上述の実施の形態では、撮像
カメラ２２から信号として送信された画像データを、画
像データ処理部１１が処理し、長方形の新たな画像デー
タを作成した。ただ、撮像した画像を特に処理する必要
がなければ、画像データ処理部１１の処理を省略するこ
とができる。

【００５０】実施形態３．また、上述した第１の実施の
形態では、隣接するブロックを着目するブロックの上下
左右に位置するブロックとして説明したが、これに限定
するものではない。例えば、斜め方向に位置するブロッ
クも隣接するブロックとして含めるようにしてもよい。

【００５１】

【発明の効果】以上のように本出願に係る発明によれ
ば、被検査対象の画面を複数のブロックに分割した被検
査対象の画面のノイズ成分の除去を図り、他とのブロッ
クとの相関をはかりながら計算した相互相関値により得
た欠陥評価値に基づいて画面上の欠陥の有無を判断する
ようにしたので、他のブロックとの関係において、欠陥
評価の判断を行うことができ、うねりを生じている部分
に重点をおいた欠陥検出をするので、人間の目の特性に
応じた検出、判断を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る検出判断手段
１を中心とする画面欠陥システムの構成を表す図であ
る。

【図２】検出判断手段１の各部による画面欠陥検出処理
を表す図である。

【図３】画像データ処理部１１による新たな画像データ
を作成する際の画像変形を表す図である。

【図４】本実施の形態におけるノイズ除去のための代表
値の算出方法を表す図である。

【図５】欠陥検出部１４が行う処理を表した図である。

【図６】原画像と処理結果との関係を表す図である。

【符号の説明】

１ 検出判断手段 １１ 画像データ処理部 １２ ブロック分割部 １３ ノイズ除去部 １４ 欠陥検出部 １５ 欠陥判定部 ２ 画面撮像手段 ２１ スクリーン ２２ 撮像カメラ ３ 表示手段 １００ 検査対象

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G051 AA90 AB06 CA04 CB05 EA11 EA12 EA25 EB01 EC07 ED07 2G086 EE10 5B057 AA01 CA08 CA12 CA16 CB06 CB12 CB16 CC02 CD01 CE02 CE09 DA03 DB02 DB08 DC32 5L096 AA06 BA03 EA05 EA18 EA33 EA35 EA43 FA42 GA19 JA18

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検査対象の画面を複数のブロックに分
   割する工程と、 前記被検査対象の画面上のノイズ成分の除去を図る工程
   と、 前記ノイズ成分の除去を図った画像データについて、各
   ブロックにおける相互相関を計算し、算出した相互相関
   値に基づいて得た値を欠陥評価値として算出する工程
   と、 前記欠陥評価値に基づいて前記画面上の欠陥の有無を判
   断する工程とを有することを特徴とする画面欠陥検出方
   法。
2. 【請求項２】 前記被検査対象の画面は、前記被検査対
   象の画面を含む画像から前記被検査対象の画面部分だけ
   を抽出し、さらに幾何学的変形を施して長方形にして作
   成したものであることを特徴とする請求項１記載の画面
   欠陥検出方法。
3. 【請求項３】 前記ノイズ成分の除去を図る工程は、各
   ブロックについて代表値となる輝度を算出し、各ブロッ
   クの前記代表値に基づいた補間を行うことで実現するこ
   とを特徴とする請求項１記載の画面欠陥検出方法。
4. 【請求項４】 前記ブロック内の輝度のうち、中央値を
   有する輝度を前記ブロックの代表値とすることを特徴と
   する請求項３記載の画面欠陥検出方法。
5. 【請求項５】 前記補間をスプライン補間で行うことを
   特徴とする請求項３記載の画面欠陥検出方法。
6. 【請求項６】 前記相互相関は、処理対象のブロックと
   該処理対象のブロックに隣接するブロックとの間で、そ
   れぞれ対応する行及び列の輝度に基づいて計算すること
   を特徴とする請求項１記載の画面欠陥検出方法。
7. 【請求項７】 前記隣接するブロックとは、前記処理対
   象のブロックの上、下、左及び右に位置するブロックで
   あることを特徴とする請求項６記載の画面欠陥検出方
   法。
8. 【請求項８】 処理対象のブロック内及び該処理対象の
   ブロックに隣接するブロック内の輝度をそれぞれ正規化
   した後に前記相互相関を計算することを特徴とする請求
   項６記載の画面欠陥方法。
9. 【請求項９】 前記欠陥評価値に基づいて前記画面上の
   欠陥の有無を判断する工程は、 異なる前記ブロック分割数による前記欠陥評価値算出を
   複数回行った後に判断することを特徴とする請求項１記
   載の画面欠陥検出方法。
10. 【請求項１０】 前記異なるブロック分割数により算出
    した前記欠陥評価値を正規化し、前記画面に合わせて加
    算して得た値に基づいて前記画面上の欠陥の有無を判断
    することを特徴とする請求項９記載の画面欠陥検出方
    法。
11. 【請求項１１】 被検査対象の画面を複数のブロックに
    分割するように、前記画面の画像データを処理するブロ
    ック分割手段と、 前記画面の画像データからノイズ成分の除去を図るノイ
    ズ除去手段と、 該ノイズ除去手段が処理した画像データについて、前記
    各ブロックにおける相互相関を計算し、算出した相互相
    関値に基づいて得た値を欠陥評価値として算出する欠陥
    検出手段と、 前記欠陥評価値に基づいて、前記画面上の欠陥の有無を
    判断する欠陥判断手段とを備えたことを特徴とする画面
    欠陥検出装置。
12. 【請求項１２】 前記被検査対象の画面を含む画像デー
    タから前記被検査対象の画面部分だけを抽出し、幾何学
    的変形を施して長方形にした画像データを作成する画像
    データ処理手段をさらにを備えたことを特徴とする請求
    項１１記載の画面欠陥検出装置。
13. 【請求項１３】 前記ノイズ除去手段は、前記ブロック
    内の画素データが表す値のうち、中央値を有する画素デ
    ータが表す値を前記ブロックの代表値として算出し、各
    ブロックについて算出した各代表値に基づいて、スプラ
    イン補間による処理を行い、前記画像データを処理する
    ことを特徴とする請求項１１記載の画面欠陥検出装置。
14. 【請求項１４】 前記欠陥検出手段は、処理対象のブロ
    ックと該処理対象のブロックに上、下、左及び右に隣接
    するブロックとの間で、それぞれ対応する行及び列の前
    記画素データが表す値を正規化して前記相互相関値を計
    算することを特徴とする請求項１１記載の画面欠陥検出
    装置。
15. 【請求項１５】 前記欠陥判断手段が判断した結果を表
    示させる表示手段をさらに備えたことを特徴とする請求
    項１１記載の画面欠陥検出装置。
16. 【請求項１６】 被検査対象の画面を表す画像データを
    複数のブロックに分割させ、 前記被検査対象の画面上のノイズ成分の除去を図らせ、 前記ノイズ成分の除去を図らせた画像データについて、
    前記各ブロックにおける相互相関を計算させ、算出した
    相互相関値に基づいて得た値を欠陥評価値として算出さ
    せ、 前記欠陥評価値に基づいて、前記画面上の欠陥の有無を
    判断させることをコンピュータに行わせる画面欠陥検出
    のためのプログラム。
17. 【請求項１７】 前記被検査対象の画面を含む画像デー
    タから前記被検査対象の画面部分だけを抽出させ、幾何
    学的変形を施して長方形にさせて前記被検査対象の画面
    を表す画像データを作成させることをコンピュータに行
    わせる請求項１６記載の画面欠陥検出のためのプログラ
    ム。
18. 【請求項１８】 前記画像データを構成する画素データ
    が表す値に基づいて、分割した各ブロックについて代表
    値となる値を算出させ、各ブロックの代表値に基づいた
    補間を行わせて、前記被検査対象の画面上のノイズ成分
    の除去を図らせることをコンピュータに行わせる請求項
    １６記載の画面欠陥検出のためのプログラム。
19. 【請求項１９】 処理対象のブロックと該処理対象のブ
    ロックに上、下、左及び右に隣接するブロックとの間
    で、それぞれ対応する行及び列の前記画素データが表す
    値を正規化させて前記相互相関値を計算させることをコ
    ンピュータに行わせる請求項１６記載の画面欠陥検出の
    ためのプログラム。
20. 【請求項２０】 ブロック分割数を異ならせて複数回行
    った処理により算出させた前記欠陥評価値を、前記ブロ
    ック分割数毎の正規化を行わせ、前記画面に合わせて加
    算させて得た値に基づいて前記画面上の欠陥の有無を判
    断させることをコンピュータに行わせる請求項１６記載
    の画面欠陥検出のためのプログラム。