JP2004529547A - 表示装置の電磁適合性を検査するための方法および検査装置 - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
本発明は、表示装置の電磁適合性の検証方法およびそれを用いたシステムに関する。
【背景技術】
【0002】
表示装置の電磁適合性は、通常、検査人によって検査される。調べるために検査人は検査対象の装置の画面表示を観察し、この画面表示は、乱されていない場合には、平行なカラーバーを含むテストイメージである。電磁適合性を検証するため、検査対象の装置にはテストイメージの信号に加えて干渉信号が付与され、この干渉信号は様々な方法で組み込むことができる。これに関連して、組み込みはテストイメージの信号経路上でも電源ラインなどを介しても可能である。
【0003】
組み込まれた干渉信号によるテストイメージの乱れは検査人によって検出されて記録される。干渉信号は、検査対象の装置へのテストイメージ用の信号の送信も行う検査生成器によって生成される。検査は多くの異なった周波数の干渉信号について繰り返される。
【0004】
上述の検査方法の欠点は、1人以上の検査人による主観的な査定である。特に干渉信号の様々な周波数およびレベルでの検査の多数回の繰り返しの結果として、集中力の低下を想定しなければならない。したがって、広範囲にわたる検査においては、間違って検出されたり検出されなかったりした干渉の推定値であるいわゆる誤検出率を求めなければならない。
【0005】
特に、主観的な査定は大きく変動しやすく、その結果、同じ検査対象の装置が異なった検査シリーズにおいて異なった結果を生じる場合がある。したがって、有効な査定は結果の統計的検証によってのみ可能である。しかしながら、検査人を用いる結果として、このことは検査関連費用の著しい増大をもたらす。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明の目的は、表示装置の電磁適合性を調べるための、客観的な評価を可能にし、高い再現可能性を保証する検査方法またはその検査装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的は、それぞれ請求項1または12に記載の特徴を有する本発明の方法および本発明の検査装置によって達成される。
【0008】
検査画像の画面表示に対する干渉信号の干渉効果を査定するために、最も簡単な場合には、平均信号値がセグメントごとに作成される。乱されていない画像に対して決定される参照値からの前記セグメントの信号の平均値の偏差は、干渉効果が存在するかどうかを判断するための基礎になる。確実に干渉を検出できるようにするために、好ましくは一定の角度増分で検査窓が回転され、複数の角度について評価が行われる。よって、帯型の干渉の一定の角度について、それとほぼ平行な配列となったセグメントの測定が行われる。したがって、画像が干渉のないものであるか否かについての判断は、もはや検査人には委ねられておらず、再現可能である。検査や検査人にそれぞれ関係なく、この方法は、検査対象の装置について再現可能な結果をもたらし、したがって、異なった検査シリーズの比較可能性を高める。
【0009】
従属請求項に挙げる手段は、本発明の方法および本発明のシステムの有益な発展を可能にする。適切な色空間、好ましくはグレーへのテストイメージの変換は、適切に処理することができる値を提供する。この処理においては、全画像情報をグレー値画像に変換できるだけでなく、テストイメージの一部を抜き出して後続の評価方法の基礎としてもよい。
【0010】
所定の角度増分の検査窓の回転は、検査窓の回転の合計が180°に達するまで繰り返される。帯型の干渉画像の場合には、このことによって、各角度の測定のうちの1つの測定で検査窓のセグメントが干渉帯とほぼ平行な配列となり、その結果平均値に有意義な偏差が発生することが確実となる。
【0011】
さらなる利点は、図形表示によって偏差の分散を簡単に比較できることである。偏差の分散がこの場合に回転の角度の関数としてプロットされた場合には、検査窓の角度が干渉現象の向きと一致すると図形表示中に容易に検出可能なピークが現れる。
【0012】
検査窓の大きさおよび位置を設定するには、検査窓の対角線は、検査窓のいかなる回転に対しても検査窓の内部にあるすべての画素がテストイメージの同じカラーバーに属するように寸法決めすればよい。これによって、様々なカラーバーからなるテストイメージのカラーバー境界の影響が防止される。
【0013】
さらに、検査窓の初期位置は、180°の回転後、ある長さ増分だけカラーバーの境界と平行にカラーバーの端の方向に移動され、検査窓の回転がこの新しい初期位置において繰り返される。したがって、帯間隔が非常に大きな干渉パターンの場合に、比較的小さな検査窓の場合であっても確実に干渉パターンが正確に記録されるようにすることができる。カラーバーに沿った検査窓の少しずつの移動によって、テストイメージのほぼ全体が確実に対象範囲とされる。
【0014】
上述の手順は、異なったカラーバーについて繰り返される。干渉パターンは異なったカラーバーにおいては異なった程度に顕著になりうるので、検査対象の装置が1つのカラーバー内では「良」と評価され、他のカラーバーでは顕著な干渉現象を有する可能性が回避される。調査は異なった振幅および周波数の干渉信号について実施される。
【0015】
コンピュータユニットが検査生成器の制御を引き受け、さらに画像情報を処理する検査装置は、方法の個々の工程を時間的に最適に調整できる。特に利点であるのは、評価を行う基礎となる画像情報を直接にも間接にも得ることが可能なことである。このために、カメラがコンピュータユニットに接続されるか、または、画像情報が検査対象の装置からコンピュータユニットへ直接に送信される。例えば、表示装置の映像出力ソケットを用いることができる。
【0016】
CCDカメラが用いられる場合、検査装置は、散乱光または反射の結果として発生しうる測定誤差を排除するために暗室に配置される。CCDカメラを表示装置の反対側の位置にしてカメラ側には筒を配置することによって、映像角度を表示画面だけに限定することができる。
【0017】
好ましくはDSPおよび/またはFPGAを含むコプロセッサをコンピュータユニットに組み入れることは、評価処理のための演算時間を短縮するという利点がある。
【0018】
参照値は乱されていないテストイメージ、好ましくは一定の画像の明るさおよび規定された画像の鮮明さにされたテストイメージから計算され、その結果として、再現可能な検査条件が確保され、さらに、光学成分によるモアレ形成およびビューイングスクリーンマスク(viewing screen mask)構造によるいかなる影響も重大な影響を及ぼすことがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【0019】
電磁適合性を調べるための本発明の方法およびシステムを図面において模式的に示し、以下の記述においてより詳細に説明する。
【0020】
図1は、表示装置の電磁適合性を調べるための本発明の検査装置の第1の実施形態の例を示す。検査対象の装置1は、少なくともディスプレー面4が暗室2の一部に突出しているように暗室2に配置される。ディスプレー面4の反対側に配置されるのは、ディスプレー面4に向けられた対物レンズを有するCCDカメラ5である。画像評価における誤りを回避するために、CCDカメラ5の対物レンズは、ディスプレー面4からの直接光だけがCCDカメラ5によって検出されるように筒6の中に配置される。さらに、暗室2の内壁3は反射を避けるために黒くされている。
【0021】
例えばテレビ受像機またはコンピュータモニタである検査対象の装置1は、その信号入力によって検査システム7に接続される。検査システム7では信号接続線10を介して検査対象の装置1へ送信されるテストイメージ信号が生成される。さらに、検査システム7は周波数や振幅が調節可能な干渉信号を生成する。
【0022】
検査システム7は制御線9を介してコンピュータユニット8に接続される。与えられる干渉信号の調節対象となる振幅や周波数についての情報は、制御線9を介してコンピュータユニット8から検査システム7へ送信することができる。
【0023】
コンピュータユニット8の入力8aはCCDカメラ5に接続され、これにより、CCDカメラ5によるディスプレー面4の撮影によって得られた画像情報がコンピュータユニット8で処理される。コンピュータの能力を高めるために、プラグインカード8b上のコプロセッサをコンピュータユニット8に配置することができる。さらに、CCDカメラ5によって撮影された結果を表示できるようにするために、モニタ12がCCDカメラ5の出力に接続される。
【0024】
図2は、本発明の検査装置の第2の実施形態の例を示す。この場合、画像情報は検査対象の装置1の出力によってコンピュータユニット8の入力8aへ直接に伝達される。例えば検査対象の装置1の映像出力ソケットをこのために用いてもよい。映像出力からコンピュータユニット8に届く信号は、検査対象の装置1に画像構成のために与えられる全ての画像情報を有している。
【0025】
検査対象の装置1に接続されたモニタ12は、画像を視覚化するために用いられる。画像情報のさらなる処理は図5に関する記述において詳細に説明するが、どちらのシステムについても同様に行われる。
【0026】
図3は、テストイメージ13、セクタ14および評価に用いられる検査窓15の構造を模式的に示す。テストイメージ15は複数のカラーバー16を含み、その接合部には色境界17として直線が形成されている。
【0027】
カラーバー16の内部では、中に検査窓15が位置決めされたセクタ14がテストイメージ13から抜き出される。検査窓15は矩形、好ましくは正方形の形状を有しており、その対角線は長くても個々のカラーバー16の内部に配置されたセクタ14の幅と同じである。検査窓15は、2つの対角線の交点がカラーバー16の中心線上にあるようにカラーバー16内に位置決めされるのが好ましい。
【0028】
複数のセグメント18が検査窓15の内部に形成される。セグメント18は矩形の検査窓15の側線と平行な向きになっており、セグメント18自身も矩形の面である。
【0029】
図4は、検査窓15の初期位置に加えて、評価方法の実施の際の検査窓15に想定される検査窓15の2つの更なる位置を示している。
初期位置として、検査窓15は、セグメント18がカラーバー16の色境界17と平行に延伸するようにテストイメージ15のカラーバー16内に位置決めされる。
【0030】
色境界17に対して異なった角度で延伸する線状の干渉を検出できるようにするために、検査窓15はその対角線の交点の周りを回転させられる。この工程において、角度増分は2度近辺で選ばれるのが好ましい。2つの対角線の交点の位置は、最初のうちはそのままである。検査窓15の角の点は、回転の際、外郭が完全にカラーバー16の内部にある円19を描く。画像情報は検査窓15の各角度位置について評価される。画像情報の評価は図5を参照して詳しく説明する。ある角度増分の検査窓15の回転は、検査窓15がその初期位置に対して180°の回転に達するまで続けられる。
【0031】
初期位置に対して180°の回転により、大半の場合において適当な情報内容が確保される。その後、検査窓15の中心点は新しい位置に移動される。上記の検査窓15の回転が、新しい中心点の周りで180°の回転に再び達するまで繰り返される。検査窓15は色境界17と平行に移動される。この工程において、移動の際には、一定の長さ増分が用いられるのが好ましい。その結果、カラーバー16の全ての長さが評価の対象に含まれる。
【0032】
図5は、方法の手順を模式的に示している。方法の最初に、テストイメージ信号20が検査システム7によって検査対象の装置1へ送信される。表示されるテストイメージはCCIR勧告471に準拠しているのが好ましい。テストイメージ信号に対応する画像が検査対象の装置1に表示される。画像情報21がコンピュータユニット8によって読み込まれる。このために、検査対象の装置1の出力が直接に用いられるか、または、検査対象の装置1の画面表示がCCDカメラ5によって撮影される。どちらの場合にも画像情報はケーブルによってコンピュータユニット8の入力8aに送信される。実施形態の例においてはさらなる処理のために640×480画素の解像度が用いられる。コンピュータユニット8はPCであり、DSPを有するFPGAとして設計されたコプロセッサを含むプラグインカード8bを用いることによって演算能力が高められている。評価のための計算は追加のプラグインカード8b上で行われ、PCのメインプロセッサの負荷が低減される。
【0033】
読み込まれた画像情報から、カラーバー16に対応する画像情報の一部がセクタの形成22によって抜き出される。セクタに対しては、24ビットRGB色で表示されたテストイメージの表示の色空間変換23、好ましくはグレー値変換が行われ、8ビットのグレー値にされる。カラーバー16の幅のために、セクタ14の幅は、色境界17がセクタ14内部に存在しないように最大80画素に限定される。カラーバー16の垂直範囲全体の480画素が高さとして用いられる。
【0034】
ここでグレー値として存在するセクタ14においては、複数の平行な矩形のセグメント18からなる検査窓15の位置決め25が実施される。位置決めは、検査窓15がセクタ14の短辺に対して中央で、セクタ14の縦方向の一方の端に配置されるように行われる。セグメント18は、始めと仮定される、検査窓15の初期位置の場合には、長辺がセクタ14の長辺と平行である向きになっている。後続の評価のための参照値26を決定するための参照測定はこの初期位置から実施される。参照測定として、検査窓15の初期位置における各セグメント18内のグレー値から各セグメント18についてそれぞれの場合に平均値が作成される。各セグメント18についての平均グレー値のさらなる平均化は参照値を決定する簡単な方法である。しかしながら、参照測定は、後続の測定の各角度増分および後続の測定の際の検査窓15の各位置について繰り返されるのが好ましい。そして、検査窓15の各角度および各位置に関して全セグメント18について回帰関数が計算される。
【0035】
参照値は、好ましくは一定の画像の明るさおよび規定された画像の鮮明さの設定について、乱されていないテストイメージから計算される。画像の明るさは、このために、映像信号の過変調が確実に防止されるように調節される。画像の鮮明さは、光学成分によるモアレ形成および/又はビューイングスクリーンマスク(viewing screen mask)構造が計算される偏差に重大な影響を及ぼすことがないように選ばれる。画像の鮮明さは、調節のために適切な装置パラメータISによって変化させられる。画像の鮮明さのパラメータが変化する際、参照値が変わり、それにより例えば図7に示す参照値についての特性曲線がもたらされる。画像の鮮明さは、ここで、参照値RVの特性曲線が全体の最大値MAXの後で最小値MINを有する箇所のパラメータ値によって調節される。
【0036】
参照値が定義された後、同様に検査システム7によって生成された干渉信号の検査対象の装置1への付与27が行われる。干渉が現れると変更される画像情報について、参照測定と同様の色空間変換28が、例えばグレー値変換としてセクタ14に対して再び実施される。
【0037】
セグメントごとの平均値作成29によって、それぞれ1つの値、例えばグレー値が検査窓15の各セグメント18について決定される。このようにして決定された個々のセグメント18の平均値について参照値からの偏差30が計算される。線状であるすべての干渉パターンを対象として含むことができるようにするため、正負のない値、例えば参照値の平均値との差の二乗がこのために用いられる。判断基準として、現れるいかなる干渉についても偏差の分散31が決定され、これにより、検査窓15全体について各位置や向きに関してそれぞれ1つの値が得られる。
【0038】
偏差の分散の計算の完了後、検査窓15が既にその初期位置に対して180°の回転に達したかどうかが判断される。まだ180°の回転に達していない場合は、所定の角度増分33、例えば2度の回転が行われ、セグメントごとの平均値作成29および偏差の計算30が繰り返され、偏差の分散の計算31も同様に繰り返される。検査窓15の新しい角度のすべてについて、ひいてはセグメント18の新しい配列のすべてについて、それぞれ1つの偏差分散値が得られる。ある向きの検査窓15においてセグメントの配列が干渉と平行である場合には、変更された値(グレー値)によって偏差の分散が著しく大きくなる。その場合、偏差の二乗の計算および適切な正規化によって、線状の干渉パターンとの一義的関係が得られる。
【0039】
図6を参照して検査窓15の回転を再び例示し、干渉パターンの発生に対するその効果を説明する。平行な干渉帯38を有し、カラーバー16と角度αをなす干渉パターンが、カラーバー内に形成される。図6の部分図a、bおよびdにおいては、干渉帯38は複数のセグメント18を通って延伸し、その結果、それぞれのセグメント18の領域の大半は干渉がなく平均値作成に同等に寄与するので、個々のセグメント18の信号の平均値にはわずかにしか影響を与えないのに対し、図6の部分図cにおいては、検査窓15は干渉帯38がセグメントと平行に延伸するような向きになっている。このため、干渉パターンの影響を受けないセグメント18aと、領域に非常に高い割合で干渉帯38が存在し、その結果平均値がセグメント18aの平均値から大きく外れるセグメント18bとができる。セグメント18が干渉帯38と平行な配列となる検査窓15についての偏差の分散は、著しく大きくなる。
【0040】
偏差の分散31の計算後に検査窓の回転が180°に達すると、偏差の分散が図形表示34として出力される。偏差の分散は回転の角度に対してプロットされる。線状の干渉パターンがある場合、セグメント18を有する検査窓の向きが干渉帯の方向と同じである回転角度について、プロットされた偏差の分散のピークが現れる。
【0041】
方法の次の工程においては、セクタ14内部の検査窓15の位置がもとの位置と反対側の端に達したかどうかが判断される。検査窓14がまだ反対側の端に達していない場合は、検査窓15の縦方向の移動36が一定の長さ増分で行われる。画像情報は、方法の工程29と、それに続く工程に従って再び評価される。セクタ14の反対側の端に達すると、カラーバー16の評価は終了される。その後、またはそれと並行して、テストイメージの別のカラーバー16内部で新しいセクタの形成を行うことができる。
【0042】
以上には1つの干渉周波数についての評価のための方法の工程を示した。電磁適合性を検査するため、検査対象の装置に例えばEN55020に従って干渉信号を与えることができる。評価は、干渉信号を組み込む個々の方法および様々な周波数について繰り返し行われる。
【0043】
本発明の方法はまた、デジタル画像送信方法、例えばMPEGにおいて干渉を検出するのにも適している。その場合、干渉はマクロブロック(例えば、8×8画素)の脱落および/またはモーションアーチファクトによって特徴づけられ、脱落したマクロブロックの縁部で線の干渉が発生し、それを上記のようにして検出することができる。これらの状況下では検査窓15の大きさおよび色空間変換を相応に適合させなければならない。必要に応じて画像に予めフィルタをかけなければならないこともある。
【図面の簡単な説明】
【0044】
【図1】本発明のシステムの第1の実施形態の例の模式図を示す。
【図2】本発明のシステムの第2の実施形態の例の模式図を示す。
【図3】初期位置に検査窓があるテストイメージの構造の模式図を示す。
【図4】本発明の方法における様々な時点の検査窓の向きの模式図を示す。
【図5】本発明の方法のフローチャートを示す。
【図6】本発明の動作を説明するための模式図を示す。
【図7】画像の鮮明さに影響を与えるパラメータの関数としての平均参照値の特性曲線を示す。
【符号の説明】
【0045】
1……検査対象の装置 2……暗室 3……内壁 4……ディスプレー面 5……CCDカメラ 6……筒 7……検査システム(検査生成器) 8……コンピュータユニット 8a……入力 8b……プラグインカード 13……テストイメージ 14……セクタ 15……検査窓 16……カラーバー 18……セグメント
Claims (17)
- テストイメージ信号に加えて干渉信号を検査対象の装置(1)に与えることができる検査生成器(7)からテストイメージ用の信号を受信する表示装置の電磁適合性を検査する方法であって、
検査窓(15)の画像情報の複数の平行なセグメント(18)への分割の工程と、
前記検査窓(15)内の干渉のないテストイメージ(13)からの参照値の決定の工程と、
各セグメント(18)の信号の平均値の計算の工程と;
前記参照値からの前記各セグメント(18)の平均値のそれぞれの偏差の計算の工程と、
前記検査窓(15)のすべてのセグメント(18)の前記偏差の分散の計算の工程と、
それぞれある角度増分回転させられた複数の検査窓(15)についての前記偏差の分散の計算の繰り返しの工程と;
前記検査窓(15)の前記各回転角度について計算された前記偏差の分散の比較の工程とを含む方法。 - 前記テストイメージ(13)の画像情報がグレー値画像に変換される請求項1記載の方法。
- 前記方法が前記テストイメージ(13)のセクタ(14)について実施され、そのセクタ内部に前記検査窓(15)が位置決めされる請求項1記載の方法。
- 前記セクタ(14)の画像情報がグレー値画像に変換される請求項3記載の方法。
- 前記分散が前記参照値からの偏差の二乗の平均値として計算される請求項1乃至請求項4のいずれか1項記載の方法。
- 前記検査窓(15)のある角度増分の回転およびその後の前記偏差の分散の計算が、前記検査窓(15)の初期位置に対して合計で180°の回転角度に達するまで繰り返される請求項1乃至請求項5のいずれか1項記載の方法。
- 比較のために前記分散が前記検査窓(15)のそれぞれの回転角度について図形で示される請求項1乃至請求項6のいずれか1項記載の方法。
- 前記参照値が、乱されていないテストイメージ(13)の場合の検査窓(15)の全てのセグメント(18)の信号の平均値、又は平均値から得られる回帰関数を作成することによって生成される請求項1乃至請求項7のいずれか1項記載の方法。
- 前記テストイメージ(13)が複数のカラーバー(16)を有し、前記検査窓(15)の大きさが隣接するカラーバー(16)の画素がいかなる回転角度についても前記検査窓(15)内部に配置されることがないように決定される請求項1乃至請求項8のいずれか1項記載の方法。
- 180°の回転に達した後の前記初期位置の場所が、ある長さ増分だけカラーバー境界(17)と平行に移動される請求項6記載の方法。
- 評価が複数のカラーバー(16)について繰り返される請求項1乃至請求項10のいずれか1項記載の方法。
- 表示装置の電磁適合性を調べるための検査装置であって、テストイメージおよび干渉信号を送信するために検査対象の装置(1)に接続可能な検査生成器(7)と、前記検査生成器(7)に接続可能であって、画像情報を読み込むための入力(8a)を有するコンピュータユニット(8)とを含み、前記コンピュータユニット(8)が、
検査窓(15)の画像情報の複数の平行なセグメント(18)への分割と、
前記検査窓(15)内の干渉のないテストイメージ(13)からの参照値の決定と、
各セグメント(18)の信号の平均値の計算と、
前記参照値からの前記各セグメント(18)の平均値の偏差の計算と;
前記検査窓(15)のすべてのセグメント(18)の前記偏差の分散の計算と、
それぞれある角度増分回転させられた複数の検査窓(15)についての前記偏差の分散の計算の繰り返しと、
前記検査窓(15)の各回転角度について計算された前記偏差の分散の比較という計算を実施する検査装置。 - 前記コンピュータユニット(8)の入力(8a)が、前記画像情報を読み込むためにカメラ(5)に接続される請求項12記載の検査装置。
- 前記検査対象の装置(1)が低反射の暗室(2)に配置され、前記暗室(2)内の視野角を小さくするために筒(6)が前記カメラ(5)に配置される請求項13記載の検査装置。
- 前記カメラ(5)によって撮影された画像を監視するためにモニタ(12)が前記カメラ(5)に接続される請求項13または14のいずれか1項記載の検査装置。
- 段階的に設定可能な画像の鮮明さが、干渉のないテストイメージ(13)の画像誤り、特にモアレパターンの前記参照値に対する影響が最小であるように調節可能である請求項13乃至請求項15のいずれか1項記載の検査装置。
- 前記コンピュータユニット(8)がFPGAおよび/またはDSPをコプロセッサとして有するパーソナルコンピュータである請求項12乃至請求項16のいずれか1項記載の検査装置。
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