JP2007093304A - 欠陥検出装置、イメージセンサデバイス、イメージセンサモジュール、画像処理装置、デジタル画像品質テスタ、欠陥検出方法、欠陥検出プログラム、およびコンピュータ読取可能な記録媒体 - Google Patents
欠陥検出装置、イメージセンサデバイス、イメージセンサモジュール、画像処理装置、デジタル画像品質テスタ、欠陥検出方法、欠陥検出プログラム、およびコンピュータ読取可能な記録媒体 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】欠陥領域を検出する対象となる被検査画像を、複数のブロックに分割するブロック分割部5と、ブロック分割部5により分割された各ブロックについて、ブロック内に存在する画素の画素データを加算した値であるブロック加算値を算出するブロック加算値算出部6と、ブロック加算値の外れ値があるかを統計的処理により判定することで欠陥領域の有無を判定する統計処理部7および良否判定部8とを備えている。
【選択図】図1
Description
フラットパネルディスプレイの画質検査アルゴリズム(横河技法Vol.47 No.3,2003)
本発明の欠陥検出装置に係る一実施形態について、図1を用いて説明する。図1に示すように、本実施形態の欠陥検出装置1は、画像縮小部(画像縮小手段)2と、点欠陥除去部(点欠陥除去手段)3と、フィルタリング部(フィルタリング処理手段)4と、ブロック分割部(ブロック分割手段)5と、ブロック加算値算出部(ブロック加算値算出手段)6と、統計処理部(欠陥領域有無判定手段)7と、良否判定部(欠陥領域有無判定手段)8と、メモリ9とを備えている。
なお、式(1)における最大値、平均値、標準偏差は、統計処理部7により求められたブロック加算値に関するものである。また、良否判定部8が判定閾値を決定する方法については後述する。
で判定する。
(1)フィルタリング部4において、n×mラプラシアンフィルタを用いて、シェーディング除去、ノイズ成分低減、およびシミ欠陥のエッジ検出を同時に行っているという点、および、
(2)ブロック分割部5において、被検査画像をメッシュ状に分割して、複数のブロックを生成するという点にある。
次に、本実施形態の欠陥検出装置1により実現される欠陥検出方法のフローについて、図2を用いて説明する。
S13のフィルタリング処理は、上述したとおり、フィルタリング部4により実行されるものであり、n×mラプラシアンフィルタを用いて、シェーディング除去、ノイズ成分低減、およびシミ欠陥のエッジ検出が同時に行われる。
上述のn×mラプラシアンフィルタを用いると、1つの注目画素についてフィルタ演算後の画素データを得るために、注目画素を中心としたn×m個の画素についての画素データを用いて、積和演算をする必要がある。たとえば、9×9ラプラシアンフィルタでは、被検査画像の画素数をNとすると合計81N回の積和演算を行うことになる。
次に、ブロック分割部5(図1)により実行されるブロック分割処理(図2のS21参照)について説明する。
次に、良否判定部8(図1)により実行される良否判定処理(図2のS24参照)について説明する。先ず、良否判定部8は、上述したとおり、判定閾値を用いてブロック加算値の最大値が外れ値か否かを判定する。この判定閾値を決定する方法を以下に説明する。
そして、判定閾値よりも大きいブロック加算値が存在する場合、良否判定部8は、被検査画像にシミ欠陥・ムラ欠陥が存在し、被検査画像が不良であると判定する。
a=(ブロック加算値の最大値−ブロック加算値の平均値)/ブロック加算値の標準偏差
として決定してもよい。
そして、良否判定部8は、評価値と判定閾値とを比較し(S32)、評価値が判定閾値以上ならば、被検査画像が不良であると判定し、そのブロックの座標と評価値をメモリに書き込む(S33)。
そして、良否判定部8は、S40にて求められた評価値と判定閾値との大小比較を行い(S41)、S42またはS43にてその判定結果をメモリに書き込む。
以下、上記構成の欠陥検出装置1によりシミ欠陥が検出されるまでの過程について、実際の画像を図面に示しながら説明する。
次に、本実施形態の欠陥検出装置を用いるイメージセンサデバイスの検査システムの構成例をいくつか説明する。
・イメージセンサモジュールから、デジタル画像品質テスタまたは画像処理装置へ画像データを転送する時間がなくなるため、検査時間の短縮が可能になる。
本実施形態の欠陥検出方法における演算量と、従来技術における演算量とを定量的に比較した結果を以下に記載する。
・画像縮小処理…N
・シェーディング補正処理…3*3*N/(a*a)
(各画素に対して3×3フィルタによる演算を実行した場合)
・ノイズ除去処理(平滑化フィルタ使用)…3*3*N/(a*a)
・点欠陥除去処理…3*3*N/(a*a)
・エッジ検出処理(ラプラシアンフィルタ使用)…3*3*N/(a*a)
・2値化処理…N/(a*a)
・2値画像に対するノイズ除去処理…(3*3*N/(a*a))*3
(少なく見積もっても画像を3回走査する)
・ラベリング処理…N/(a*a)
(少なく見積もっても画像を1回走査する)
・特徴量としてシミ面積を計算する処理…N/(a*a)
・良否判定処理…欠陥領域抽出処理全体の画像走査回数から見ると微小な回数。
・画像縮小処理…N
・点欠陥除去処理…3*3*N/(a*a)
・フィルタリング処理…(3*3*N/(a*a))*2
9×9ラプラシアンフィルタによるフィルタリング処理を2段階に分けて行った場合(図6(a)および図6(b)参照)
・ブロック分割および加算値算出処理…N/(a*a)
・統計処理…N/(a*a*b*b)
・良否判定処理…N/(a*a*b*b)。
・欠陥顕在化処理 … 40M
・欠陥領域抽出処理 … 30M
合計 70M
・欠陥顕在化処理 … 31M
・欠陥領域抽出処理 … 1.001M
合計 32.001M
このように、本実施形態の欠陥検出方法によれば、従来技術における欠陥顕在化処理とほぼ同様の画像走査回数により、被検査画像の良否判定を行うことができるといえる。
さらに、本実施形態の欠陥検出装置により実行される欠陥検出方法は、コンピュータにて実行されるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に、プログラムとして記録することもできる。この結果、本実施形態の欠陥検出方法を行うプログラムを記録した記録媒体を持ち運び自在に提供することができる。
2 画像縮小部(画像縮小手段)
3 点欠陥除去部(点欠陥除去手段)
4 フィルタリング部(フィルタリング処理手段)
5 ブロック分割部(ブロック分割手段)
6 ブロック加算値算出部(ブロック加算値算出手段)
7 統計処理部(欠陥領域有無判定手段)
8 良否判定部(欠陥領域有無判定手段)
10 n×mラプラシアンフィルタ
12 第1フィルタ
13 第2フィルタ
Claims (31)
- 自身の周囲の領域に比べて画素データが不均一に変化する領域である欠陥領域を、デジタル画像内から検出する欠陥検出装置であって、
上記欠陥領域を検出する対象となる被検査画像を、複数のブロックに分割するブロック分割手段と、
上記ブロック分割手段により分割された各ブロックについて、ブロック内に存在する画素の画素データを加算した値であるブロック加算値を算出するブロック加算値算出手段とを備え、
上記ブロック加算値の外れ値があるかを統計的処理により判定することで上記欠陥領域の有無を判定する欠陥領域有無判定手段に対して、上記ブロック加算値を出力することを特徴とする欠陥検出装置。 - 上記ブロック分割手段は、隣り合うブロック同士を重ね合わせるように、上記被検査画像を複数のブロックに分割するものであることを特徴とする請求項1に記載の欠陥検出装置。
- 上記欠陥領域有無判定手段が、自身の内部に設けられていることを特徴とする請求項1または2のいずれか1項に記載の欠陥検出装置。
- 上記欠陥領域有無判定手段が、自身の外部に設けられていることを特徴とする請求項1または2のいずれか1項に記載の欠陥検出装置。
- 上記欠陥領域有無判定手段は、上記ブロック分割手段が分割した複数のブロックのそれぞれについて上記ブロック加算値算出手段により求められる上記ブロック加算値毎に、統計的に外れ値であるかを判定するものであることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の欠陥検出装置。
- 上記欠陥領域有無判定手段は、上記ブロック分割手段が分割した複数のブロックのそれぞれについて上記ブロック加算値算出手段により求められる上記ブロック加算値のうち、最大の値をとるブロック加算値について、統計的に外れ値であるかを判定するものであることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の欠陥検出装置。
- 上記ブロック加算値の外れ値があるか否かの判定を、上記ブロック分割手段により上記被検査画像が分割されたブロックの個数および統計的な有意水準により決定された判定閾値と、判定対象となるブロック加算値との大小比較により行うことを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1項に記載の欠陥検出装置。
- 上記ブロック加算値の外れ値があるか否かの判定を、上記欠陥領域が無いことの基準となる良品画像について求められた上記ブロック加算値を統計的に処理して得られる判定閾値と、判定対象となるブロック加算値との大小比較により行うことを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1項に記載の欠陥検出装置。
- 上記被検査画像が、イメージセンサデバイスから得られるものであることを特徴とする請求項1ないし8のいずれか1項に記載の欠陥検出装置。
- 請求項1ないし8のいずれか1項に記載の欠陥検出装置を備えることを特徴とするイメージセンサデバイス。
- 請求項1ないし9のいずれか1項に記載の欠陥検出装置を備えることを特徴とするイメージセンサモジュール。
- 請求項1ないし9のいずれか1項に記載の欠陥検出装置を備えることを特徴とする画像処理装置。
- 請求項1ないし9のいずれか1項に記載の欠陥検出装置を備えることを特徴とするデジタル画像品質テスタ。
- 自身の周囲の領域に比べて画素データが不均一に変化する領域である欠陥領域を、デジタル画像内から検出する欠陥検出装置に外部接続されているデジタル画像品質テスタであって、
上記欠陥検出装置は、
上記欠陥領域を検出する対象となる被検査画像を、複数のブロックに分割するブロック分割手段と、
上記ブロック分割手段により分割された各ブロックについて、ブロック内に存在する画素の画素データを加算した値であるブロック加算値を算出するブロック加算値算出手段とを備えるものであり、
上記ブロック加算値算出手段から入力される上記ブロック加算値を統計的に処理し、ブロック加算値の外れ値があるかを判定することで、上記欠陥領域の有無を判定する欠陥領域有無判定手段を備えていることを特徴とするデジタル画像品質テスタ。 - 上記欠陥検出装置が、自身の外部に設けられていることを特徴とする請求項14に記載のデジタル画像品質テスタ。
- 自身の周囲の領域に比べて画素データが不均一に変化する領域である欠陥領域を、デジタル画像内から検出する欠陥検出装置であって、
(n/3)×(m/3)のサイズを有するブロックが、9個集合することにより構成されるフィルタであって(n、mは画素数で3の倍数)、上記(n/3)×(m/3)のサイズを有するブロックのそれぞれが画素データを積分するものとして構成され、なおかつ、2次微分を行うハイパスフィルタとして構成されるn×mラプラシアンフィルタを用いて、上記欠陥領域を検出する対象となる被検査画像における上記欠陥領域を顕在化させるフィルタリング処理手段を備えていることを特徴とする欠陥検出装置。 - 上記フィルタリング処理手段は、
上記n×mラプラシアンフィルタによるフィルタリング処理を、
(n/3)×(m/3)のサイズを有するフィルタで、フィルタを構成する全ての重み係数が等しい値に設定された第1フィルタによるフィルタリング処理と、
(n/3)×(m/3)のサイズを有するブロックが9個集合することにより形成されるフィルタで、9個のブロックのうち中央に位置する中央ブロックの中央の重み係数と、上記中央ブロックを取り囲む8つのブロックのそれぞれにおける中央の重み係数との和が0となるように設定された第2フィルタによるフィルタリング処理と、に分けて行うことを特徴とする請求項16に記載の欠陥検出装置。 - ある画素の画素データがその周囲の画素データに比べて突出した値となる点欠陥を上記被検査画像から除去する点欠陥除去手段に外部接続されており、
上記フィルタリング処理手段は、点欠陥が除去された被検査画像に対してn×mラプラシアンフィルタによるフィルタリング処理を実行することを特徴とする請求項16または17に記載の欠陥検出装置。 - 上記被検査画像を縮小する画像縮小手段に外部接続されており、
上記フィルタリング処理手段は、縮小された被検査画像に対してn×mラプラシアンフィルタによるフィルタリング処理を実行することを特徴とする請求項16または17に記載の欠陥検出装置。 - ある画素の画素データが、その周囲の画素データに比べて突出した値となる点欠陥を、上記被検査画像から除去する点欠陥除去手段を備えており、
上記フィルタリング処理手段は、点欠陥が除去された被検査画像に対してn×mラプラシアンフィルタによるフィルタリング処理を実行することを特徴とする請求項16または17に記載の欠陥検出装置。 - 上記被検査画像を縮小する画像縮小手段を備えており、
上記フィルタリング処理手段は、縮小された被検査画像に対してn×mラプラシアンフィルタによるフィルタリング処理を実行することを特徴とする請求項16または17に記載の欠陥検出装置。 - 請求項16ないし21のいずれか1項に記載の欠陥検出装置を備えることを特徴とするイメージセンサデバイス。
- 請求項16ないし21のいずれか1項に記載の欠陥検出装置を備えることを特徴とするイメージセンサモジュール。
- 請求項16ないし21のいずれか1項に記載の欠陥検出装置を備えることを特徴とする画像処理装置。
- 請求項16ないし21のいずれか1項に記載の欠陥検出装置を備えることを特徴とするデジタル画像品質テスタ。
- 自身の周囲の領域に比べて画素データが不均一に変化する領域である欠陥領域を、デジタル画像内から検出する欠陥検出方法であって、
上記欠陥領域を検出する対象となる被検査画像を、複数のブロックに分割するブロック分割ステップと、
上記ブロック分割ステップにより分割された各ブロックについて、ブロック内に存在する画素の画素データを加算した値であるブロック加算値を算出するブロック加算値算出ステップと、
上記ブロック加算値の外れ値があるかを統計的処理により判定することで上記欠陥領域の有無を判定する欠陥領域有無判定ステップとを備えていることを特徴とする欠陥検出方法。 - 自身の周囲の領域に比べて画素データが不均一に変化する領域である欠陥領域を、デジタル画像内から検出する欠陥検出方法であって、
(n/3)×(m/3)のサイズを有するブロックが、9個集合することにより構成されるフィルタであって(n、mは画素数で3の倍数)、上記(n/3)×(m/3)のサイズを有するブロックのそれぞれが画素データを積分するものとして構成され、なおかつ、2次微分を行うハイパスフィルタとして構成されるn×mラプラシアンフィルタを用いて、上記欠陥領域を検出する対象となる被検査画像における上記欠陥領域を顕在化させるフィルタリング処理ステップを備えていることを特徴とする欠陥検出方法。 - ある画素の画素データが、その周囲の画素データに比べて突出した値となる点欠陥を、上記被検査画像から除去する点欠陥除去ステップを備えており、
上記フィルタリング処理ステップは、点欠陥が除去された被検査画像に対してn×mラプラシアンフィルタによるフィルタリング処理を実行するステップであることを特徴とする請求項27に記載の欠陥検出方法。 - 上記被検査画像を縮小する画像縮小ステップを備えており、
上記フィルタリング処理ステップは、縮小された被検査画像に対してn×mラプラシアンフィルタによるフィルタリング処理を実行するステップであることを特徴とする請求項27に記載の欠陥検出方法。 - 請求項26または27に記載の欠陥検出方法をコンピュータに実行させることを特徴とする欠陥検出プログラム。
- 請求項30に記載の欠陥検出プログラムを記録したことを特徴とするコンピュータ読取可能な記録媒体。
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