JP2003057146A - カラーディスプレイ装置の評価方法および評価装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像の色むら、輝度むらについて、検査者に
よる視感評価に近い自動評価ができるカラーディスプレ
イ装置の評価方法を提供する。 【解決手段】 カラーディスプレイ装置12の表示画面12
aを撮像し、表示画面画像を取得する。表示画面画像上
の任意の点である評価点の評価点色度・輝度と、評価点
の周囲の限定された範囲における周囲平均色度・輝度と
を求める。評価点の周囲の限定された範囲は、視感評価
において検査者が１つの評価点を注目したときに視線を
移さずに識別可能な範囲とする。評価点色度・輝度と周
囲平均色度・輝度との差が予め設定した閾値を越える場
合に、超えた量に応じた数値を評価点の評価値とする。
閾値は、検査者が識別可能な最小色度・輝度差とする。
表示画面画像の複数の評価点の評価値を求め、複数の評
価値の合計値をカラーディスプレイ装置12の表示画面12
a全体の色むら・輝度むら値とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラーディスプレ
イ装置の色むらや色むら・輝度むらを評価するカラーデ
ィスプレイ装置の評価方法および評価装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、カラーブラウン管の製造工程にお
いては、画像の色むら、輝度むらなどの画像特性を検査
する検査工程がある。この検査工程では、一般に、検査
者がカラーブラウン管の表示画面に表示された画像を見
て色むら、輝度むらを視感評価している。

【０００３】また、例えば、特開平１０−２８００号公
報に記載されているように、画像の色むら、輝度むらを
自動評価する評価装置が提案されている。この評価装置
では、カラーブラウン管の表示画面を撮像し、撮像され
た表示画面画像中の任意の点と他の点との色度差、輝度
差を算出し、複数点において算出される色度差、輝度差
の絶対値の総和に基づいて画面全体の色むら、輝度むら
を自動評価している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、検査者
によるカラーブラウン管の画像の色むら、輝度むらの視
感評価では、検査者が必要となるとともに、比較的長い
検査時間が必要となる問題があり、さらに、検査者の個
人差や体調状態により検査精度にばらつきが生じる問題
がある。

【０００５】また、特開平１０−２８００号公報に記載
の評価装置による自動評価では、定量的な評価は可能で
あるが、単純に表示画面画像の複数の各点間の色度差、
輝度差を求めて色むら、輝度むらを評価しているだけ
で、実際に検査者が視感評価した場合の視感について十
分に考慮されておらず、検査者による視感評価から外れ
た評価となりやすい問題がある。

【０００６】本発明は、このような点に鑑みなされたも
ので、色むらや輝度むらについて、検査者による視感評
価に近い自動評価ができるカラーディスプレイ装置の評
価方法および評価装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、カラーディス
プレイ装置の表示画面を撮像した表示画面画像上の任意
の点である評価点の評価点色度と、その評価点の周囲の
限定された範囲における周囲平均色度とを求め、これら
評価点色度と周囲平均色度との差が予め設定された閾値
を越える場合にその超えた量に応じた数値を評価点の評
価値とし、前記表示画面画像の複数の評価点において評
価値を求めてそれら複数の評価値の合計値をカラーディ
スプレイ装置の表示画面全体の色むら値とするものであ
る。

【０００８】そして、カラーディスプレイ装置の表示画
面を撮像した表示画面画像上の任意の点である評価点の
評価点色度と、その評価点の周囲の限定された範囲にお
ける周囲平均色度との差が予め設定された閾値を越える
場合に、その超えた量に応じた数値を評価点の評価値と
するため、例えば、評価点の周囲の限定された範囲を視
感評価において検査者が１つの評価点を注目したときに
視線を移さずに識別可能な範囲とするとともに、閾値を
検査者が識別可能な最小色度差とすることにより、検査
者の視感評価に近い評価点の評価値が得られる。さら
に、表示画面画像上の複数の評価点で評価値を求めてそ
れら複数の評価値の合計値をカラーディスプレイ装置の
表示画面全体の色むら値とすることにより、色むらにつ
いて検査者の視感評価に近い自動評価が可能となる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面を参照して説明する。

【００１０】図１に、評価装置11の構成図を示す。評価
装置11は、カラーディスプレイ装置としてのカラーブラ
ウン管12の表示画面12aに白色画像を表示させる電源装
置13、カラーブラウン管12の表示画面12aを撮像する撮
像手段としてのカラーＣＣＤカメラ14、このカラーＣＣ
Ｄカメラ14で撮像された表示画面画像のビデオ信号を入
力するとともにこのビデオ信号をデジタル化して出力す
る画像入力装置15、およびこの画像入力装置15から出力
される表示画面画像を入力して内部に有するメモリに記
憶するとともに計算によって色むら・輝度むらを自動評
価する演算装置16を備えている。

【００１１】カラーＣＣＤカメラ14および画像入力装置
15は、カラーブラウン管12の表示画面12aを撮像した表
示画面画像を取得する画像取得手段17として構成されて
いる。

【００１２】演算装置16は、以下の機能を有している。

【００１３】画像取得手段17で取得された表示画面画像
におけるある任意の１つの評価点の評価点色度・輝度を
求めるとともに、その評価点の周囲の限定された範囲に
おける周囲平均色度・輝度を求める計算手段の機能。さ
らに、この計算手段の機能では、評価点の周囲の限定さ
れた範囲における周囲平均色度・輝度を求めるとき、評
価点からの距離に応じて色度・輝度に重み付けをして周
囲平均色度・輝度を求める。

【００１４】計算手段で求められる評価点色度・輝度と
周囲平均色度・輝度との差が予め設定された閾値を越え
る場合にその超えた量に応じた数値を評価点の評価値と
する評価値判定手段の機能。さらに、この評価値判定手
段の機能では、評価点の評価値を求めるとき、色空間座
標上における周囲平均色度・輝度を中心とした楕円状に
閾値を設定し、評価点色度・輝度座標が閾値の外側に位
置する場合に閾値からの距離に応じた数値を評価点の評
価値とする。

【００１５】表示画面画像の複数の評価点において求め
られる複数の評価値の合計値をカラーブラウン管12の表
示画面12a全体の色むら・輝度むら値とする評価手段の
機能。さらに、この評価手段の機能では、複数の評価点
の評価値の合計値を求めるとき、表示画面画像の中心か
らの評価点の距離に応じて評価値に重み付けをして合計
値を求める。

【００１６】表示画面画像の輝度分布から近似放物面を
計算し、各評価点の輝度から近似放物面の対応点の値を
減算するとともに近似放物面の頂点の値を加算した値を
輝度として、評価手段により色むら・輝度むら値を算出
させる補正手段の機能。

【００１７】次に、演算装置16による色むら・輝度むら
の評価方法について説明する。

【００１８】図２に示すように、演算装置16に入力され
た表示画面画像を短手方向にｍ個および長手方向にｎ個
に分割して複数のエリア21を設定し、これら各エリア21
毎に色度・輝度を求める。色度・輝度は、ＣＩＥ（国際
照明委員会）の定義するＣＩＥ１９７６表色系の１つで
あるL^*u^*v^*色空間を用いて、これらL^*，u^*，v^*にて表現
する。

【００１９】そして、図３に示すように、複数のエリア
21のうち、任意の１つのエリア21を、評価値の算出対象
とする評価点としての評価ターゲット22とした場合につ
いて説明する。

【００２０】演算装置16に入力された表示画面画像か
ら、評価ターゲット22の色度・輝度u0 ^*，v0^*，L0^*を求
める。

【００２１】評価ターゲット22を中心とする周囲の限定
された範囲の円を評価円23として設定する。評価円23の
大きさは、任意に設定可能であり、例えば、視感評価に
おいて検査者が１つの評価ターゲット22を注目したとき
に視線を移さずに識別可能な範囲とする。演算装置16に
入力された表示画面画像から、評価円23の内部に含まれ
る評価ターゲット22を除く各エリア21の色度・輝度の平
均である周囲平均色度・輝度um0^*，vm0^*，Lm0^*を計算す
る。

【００２２】周囲平均色度・輝度を計算する際には、評
価ターゲット22からの距離に応じて、近いエリア21の色
度・輝度の度合を高く、遠いエリア21の色度・輝度の度
合を低くするように重み付けする。次の数１に重み付け
ｗの式を示し、ｄは評価ターゲット22つまり評価円23の
中心からの距離、Ｗkは任意に設定可能とする重み付け
の度合いである。

【００２３】

【数１】

【００２４】この場合、評価円23がカラーブラウン管12
の表示画面12aの表示画面画像からはみ出る場合は、表
示画面画像内に位置するエリア21のみ有効とする。

【００２５】例えば、評価円23内に有効なエリア21がｎ
個ある場合、ｉ番目のエリア21の色度・輝度がui^*，v
i^*，Li^*、重みがwiとしたとき、評価円23内の周囲平均
色度・輝度um^*，vm^*，Lm^*は次の数２の式で計算され
る。

【００２６】

【数２】

【００２７】次に、評価ターゲット22の色度・輝度u
0^*，v0^*，L0^*と、評価円23内の周囲平均色度・輝度u
m^*，vm^*，Lm^*とから、評価ターゲット22の評価値を算出
する。

【００２８】図４に示すL^*u^*v^*の色空間において、評価
ターゲット22の色度・輝度u0^*，v0^*，L0^*を評価色度・
輝度25と呼び、評価円23内の周囲平均色度・輝度um^*，v
m^*，Lm^*を基準色度・輝度26と呼び、基準色度・輝度26
を中心座標とした楕円状の楕円面を閾値27と呼ぶ。この
閾値27は、楕円面の各L^*u^*v^*軸方向の半径をut^*，vt^*，
Lt^*として、それぞれ任意に設定可能としており、例え
ば、検査者が識別可能な最小色度・輝度差に設定され
る。

【００２９】閾値27の楕円面の半径ut^*，vt^*，Lt^*は次
の数３の式で求めることができる。

【００３０】

【数３】

【００３１】そして、評価ターゲット22の評価値を算出
するには、評価色度・輝度25と基準色度・輝度26との差
Δu^*，Δv^*，ΔL^*を数４の式で求める。

【００３２】

【数４】

【００３３】さらに、次の数５の式で、評価色度・輝度
25と基準色度・輝度26との差Δu^*，Δv^*，ΔL^*を閾値27
で除算し、正規化する。

【００３４】

【数５】

【００３５】さらに、正規化した差のベクトルの絶対値
ｄを次の数６の式で計算する。

【００３６】

【数６】

【００３７】絶対値ｄが１以下ならば、評価色度・輝度
25は閾値27の楕円面の内側に位置するので、評価値は０
とする。

【００３８】絶対値ｄが１を越える場合は、次の数７の
式で評価値Ｒを計算する。

【００３９】

【数７】

【００４０】ｘ，ｙは評価ターゲット22の表示画面画像
上における座標である。k1およびk2は評価値の倍率およ
び非直線性を補正するための係数であり、任意に設定可
能とする。fw(x，y)は評価ターゲット22の表示画面画像
上の位置による重み付けで、例えば、表示画面画像の中
央域では１とし、表示画面画像のコーナ域に行くほど１
より小さくする。

【００４１】そして、表示画面画像上の全てのエリア21
において評価値を求め、それらの合計値をカラーブラウ
ン管12の表示画面12a全体の色むら・輝度むら値とす
る。

【００４２】このように、カラーブラウン管12の表示画
面12aを撮像した表示画面画像における１つの評価点の
評価点色度・輝度と、その評価点の周囲の限定された範
囲における周囲平均色度・輝度との差が予め設定された
閾値27を越える場合に超えた量に応じた数値を評価点の
評価値とするため、評価点の周囲の限定された範囲を視
感評価において検査者が１つの評価点を注目したときに
視線を移さずに識別可能な範囲とするとともに、閾値27
を検査者が識別可能な最小色度・輝度差とすることによ
り、検査者の視感評価に近い評価値を得ることができ
る。さらに、表示画面画像上の複数の評価点で評価値を
求めてそれら複数の評価値の合計値をカラーブラウン管
12の表示画面12a全体の色むら・輝度むら値とすること
により、色むら・輝度むらについて検査者の視感評価に
近い自動評価ができる。

【００４３】したがって、視感評価に近い自動評価結果
ができる評価装置11を提供でき、検査者の削減ができ、
色むら・輝度むらの定量的な管理ができる。

【００４４】さらに、人の視感による識別可能な最小色
度・輝度差が、色空間座標上において全方向に均等では
ないことに着目し、閾値27を色空間座標上で楕円面状に
することにより、検査者の視感評価結果により近い色む
ら・輝度むら値を算出することができる。

【００４５】さらに、人の視感による２点間の色度・輝
度差識別感度が２点間の距離に影響されることに着目
し、平均色度・輝度の計算において、距離による重み付
けをすることにより、検査者の視感評価結果により近い
色むら・輝度むら値を算出することができる。

【００４６】さらに、人の視感による画面全体の色むら
・輝度むら評価の際に、画面コーナの評価が画面中央の
評価よりも甘くなることに着目し、画面中心からの距離
に応じた重み付けをしながら合計値を計算することによ
り、検査者の視感評価結果により近い色むら・輝度むら
値を算出することができる。

【００４７】また、輝度変化の大きいカラーブラウン管
12を含むカラーディスプレイ装置では、事前に補正処理
によって輝度を補正する。補正処理では、表示画面画像
の輝度分布から、画面座標と輝度との関係を近似した輝
度分布近似放物面31を最小自乗法によって計算する。図
５に輝度分布近似放物面31の概念図を示し、ｘ，ｙは画
面座標で、ｚは輝度である。

【００４８】輝度分布近似放物面31は、次の数８の式で
表すことができる。ｘ，ｙは画面中央を原点とする画面
座標、ｚは輝度であり、最小自乗法によりａ，ｂ，ｃを
求める。

【００４９】

【数８】

【００５０】そして、画面各点の輝度を次の数９の式で
補正する。Lxy0は補正前の画面座標（ｘ，ｙ）の点の輝
度、Lxyは補正後の画面座標（ｘ，ｙ）の点の輝度であ
る。

【００５１】

【数９】

【００５２】このように、カラーブラウン管12の表示画
面12aの輝度分布が放物面に沿って変化している場合、
視感ではそれを自然なものと認識するために視感評価が
悪くならないことに着目し、画面輝度に放物面の変化に
従った補正値を加えることによって輝度補正をしてか
ら、色むら・輝度むら値を計算することにより、検査者
の視感評価結果により近い色むら・輝度むら値を算出す
ることができる。

【００５３】なお、補正手段の機能は、表示画面画像の
輝度分布から近似放物面を計算し、各評価点の輝度に近
似放物面の頂点の値を乗算するとともに近似放物面の対
応点の値で除算した値を輝度として、評価手段により色
むら・輝度むら値を算出させるようにしてもよい。この
ように、カラーブラウン管12の表示画面12aの輝度分布
が放物面に沿って変化している場合、視感ではそれを自
然なものと認識するために視感評価が悪くならないこと
に着目し、画面輝度に放物面の変化に従った比率を掛け
ることによって輝度補正をしてから、色むら・輝度むら
値を計算することにより、検査者の視感評価結果により
近い色むら・輝度むら値を算出することができる。

【００５４】また、前記実施の形態では、色むら・輝度
むらを評価する場合を示したが、色むらのみを評価する
こともでき、この場合には、評価点色度と周囲平均色度
とを求め、これらの差を色度座標上の楕円状の閾値27に
基づいて評価点の評価値を求め、複数の評価点の評価値
の合計から色むら値を求めることができる。

【００５５】また、カラーディスプレイ装置としては、
カラーブラウン管12に限らず、液晶ディスプレイ、プラ
ズマディスプレイなどを含む各種のカラーディスプレイ
装置に適用できる。

【００５６】

【発明の効果】本発明によれば、カラーディスプレイ装
置の表示画面を撮像した表示画面画像上の任意の点であ
る評価点の評価点色度と、その評価点の周囲の限定され
た範囲における周囲平均色度との差が予め設定された閾
値を越える場合に、その超えた量に応じた数値を評価点
の評価値とするため、例えば、評価点の周囲の限定され
た範囲を視感評価において検査者が１つの評価点を注目
したときに視線を移さずに識別可能な範囲とするととも
に、閾値を検査者が識別可能な最小色度差とすることに
より、検査者の視感評価に近い評価値を得ることがで
き、さらに、表示画面画像上の複数の評価点で評価値を
求めてそれら複数の評価値の合計値をカラーディスプレ
イ装置の表示画面全体の色むら値とすることにより、色
むらについて検査者の視感評価に近い自動評価ができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を示すカラーディスプレ
イ装置の評価装置の構成図である。

【図２】同上評価装置に入力された表示画面画像を分割
した状態を示す模式図である。

【図３】同上表示画面画像の評価ターゲットとその周囲
の評価円を示す模式図である。

【図４】同上色空間座標上における評価点色度・輝度、
周囲平均色度・輝度および閾値を示す概念図である。

【図５】同上画面座標と輝度との関係に近似した輝度分
布近似放物面を示す概念図である。

【符号の説明】

11 評価装置 12 カラーディスプレイ装置としてのカラーブラウン
管 12a 表示画面 16 計算手段、評価値判定手段および評価手段の機能
を有する演算装置 17 画像取得手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清水 由孝 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 東 芝電子エンジニアリング株式会社内 Ｆターム(参考） 2G020 AA08 DA02 DA03 DA14 DA52 DA65 2G086 EE12 5L096 AA02 AA06 BA20 FA32 GA07 GA40 GA41 GA51 MA01

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カラーディスプレイ装置の表示画面を撮
   像した表示画面画像上の任意の点である評価点の評価点
   色度と、その評価点の周囲の限定された範囲における周
   囲平均色度とを求め、 これら評価点色度と周囲平均色度との差が予め設定され
   た閾値を越える場合にその超えた量に応じた数値を評価
   点の評価値とし、 前記表示画面画像の複数の評価点において評価値を求め
   てそれら複数の評価値の合計値をカラーディスプレイ装
   置の表示画面全体の色むら値とすることを特徴とするカ
   ラーディスプレイ装置の評価方法。
2. 【請求項２】 評価点の評価値を求めるとき、座標上に
   おける周囲平均色度を中心とした楕円状に閾値を設定
   し、評価点色度座標が閾値の外側に位置する場合に閾値
   からの距離に応じた数値を評価点の評価値とすることを
   特徴とする請求項１記載のカラーディスプレイ装置の評
   価方法。
3. 【請求項３】 評価点の周囲の限定された範囲における
   周囲平均色度を求めるとき、評価点からの距離に応じて
   重み付けをして周囲平均色度を求めることを特徴とする
   請求項１または２記載のカラーディスプレイ装置の評価
   方法。
4. 【請求項４】 複数の評価点の評価値の合計値を求める
   とき、表示画面画像の中心からの評価点の距離に応じて
   評価値に重み付けをして合計値を求めることを特徴とす
   る請求項１ないし３いずれか記載のカラーディスプレイ
   装置の評価方法。
5. 【請求項５】 カラーディスプレイ装置の表示画面を撮
   像した表示画面画像上の任意の点である評価点の評価点
   色度・輝度と、その評価点の周囲の限定された範囲にお
   ける周囲平均色度・輝度とを求め、 これら評価点色度・輝度と周囲平均色度・輝度との差が
   予め設定された閾値を越える場合にその超えた量に応じ
   た数値を評価点の評価値とし、 表示画面画像の複数の評価点において評価値を求めてそ
   れら複数の評価値の合計値をカラーディスプレイ装置の
   表示画面全体の色むら・輝度むら値とすることを特徴と
   する請求項１ないし４いずれか記載のカラーディスプレ
   イ装置の評価方法。
6. 【請求項６】 カラーディスプレイ装置の表示画面を撮
   像した表示画面画像を取得する画像取得手段と、 この画像取得手段で取得された表示画面画像上の任意の
   点である評価点の評価点色度を求めるとともに、その評
   価点の周囲の限定された範囲における周囲平均色度を求
   める計算手段と、 この計算手段で求められる評価点色度と周囲平均色度と
   の差が予め設定された閾値を越える場合にその超えた量
   に応じた数値を評価点の評価値とする評価値判定手段
   と、 前記表示画面画像の複数の評価点において求められる複
   数の評価値の合計値をカラーディスプレイ装置の表示画
   面全体の色むら値とする評価手段とを具備していること
   を特徴とするカラーディスプレイ装置の評価装置。
7. 【請求項７】 評価値判定手段は、評価点の評価値を求
   めるとき、座標上における周囲平均色度を中心とした楕
   円状に閾値を設定し、評価点色度座標が閾値の外側に位
   置する場合に閾値からの距離に応じた数値を評価点の評
   価値とすることを特徴とする請求項５記載のカラーディ
   スプレイ装置の評価装置。
8. 【請求項８】 計算手段は、評価点の周囲の限定された
   範囲における周囲平均色度を求めるとき、評価点からの
   距離に応じて重み付けをして周囲平均色度を求めること
   を特徴とする請求項５または６記載のカラーディスプレ
   イ装置の評価装置。
9. 【請求項９】 評価手段は、複数の評価点の評価値の合
   計値を求めるとき、表示画面画像の中心からの評価点の
   距離に応じて評価値に重み付けをして合計値を求めるこ
   とを特徴とする請求項５ないし７いずれか記載のカラー
   ディスプレイ装置の評価装置。
10. 【請求項１０】 計算手段は、画像取得手段で取得され
    た表示画面画像上の任意の点である評価点の評価点色度
    ・輝度を求めるとともに、その評価点の周囲の限定され
    た範囲における周囲平均色度・輝度を求め、 評価値判定手段は、計算手段で求められる評価点色度・
    輝度と周囲平均色度・輝度との差が予め設定された閾値
    を越える場合にその超えた量に応じた数値を評価点の評
    価値とし、 評価手段は、表示画面画像の複数の評価点において求め
    られる複数の評価値の合計値をカラーディスプレイ装置
    の表示画面全体の色むら・輝度むら値とすることを特徴
    とする請求項６ないし９いずれか記載のカラーディスプ
    レイ装置の評価装置。