JP4385776B2 - Display performance measuring apparatus and method - Google Patents
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Description
本発明は、CRTディスプレイ装置や液晶ディスプレイ装置などの表示装置における表示性能として、特に鮮鋭度に関わる表示性能を測定するための表示性能測定装置とその方法に関するものである。 The present invention relates to a display performance measuring apparatus and method for measuring display performance particularly related to sharpness as display performance in a display device such as a CRT display device or a liquid crystal display device.
CRTディスプレイ装置や液晶ディスプレイ装置、プラズマディスプレイ装置などの表示装置の性能を評価する際の重要な尺度の一つに、鮮鋭度がある。鮮鋭度は、画像の境界の明瞭さや画像の微細な部分の鮮明さなど、画像の鮮鋭さを表す尺度であり、表示装置の比較評価や設計評価の際には、その性能の優劣や設計の目標達成度を決める上で最も重要視されている。 Sharpness is one of the important measures for evaluating the performance of display devices such as CRT display devices, liquid crystal display devices, and plasma display devices. Sharpness is a measure that represents the sharpness of an image, such as the clarity of the border of an image and the sharpness of a fine part of the image. Most important in determining the degree of achievement.
鮮鋭度は、輝度や解像度のような物理量と異なり、人間の心理的な要素を含んだ尺度であるため、一般にその評価は、人の目による感応的な判断に委ねられることが多い。 Unlike a physical quantity such as brightness or resolution, sharpness is a scale that includes human psychological elements, and therefore, in general, the evaluation is often left to sensitive judgment by the human eye.
また、下記の非特許文献1には、次式のような数式によって鮮鋭度を定量化する例が記載されている。 Non-Patent Document 1 below describes an example in which the sharpness is quantified by the following mathematical formula.
上式における各記号は、次の内容を示している。
S…主観的鮮鋭さ;
ν…空間周波数;
R(ν)…画像伝送・表示系のMTF(modulation transfer function);
E(ν)…視覚系のMTF;
n…1または2の整数;
Each symbol in the above formula indicates the following contents.
S ... Subjective sharpness;
ν ... spatial frequency;
R (ν): MTF (modulation transfer function) of image transmission / display system;
E (ν): MTF of visual system;
n: an integer of 1 or 2;
しかしながら、従来から一般的に行われている主観的な鮮鋭度の評価では、評価者ごとに異なった結果を生じてしまうことが避けられないため、正確で信頼できる評価結果を得ることが困難であるという不利益がある。 However, it is difficult to obtain accurate and reliable evaluation results because it is inevitable that the conventional evaluation of subjective sharpness will produce different results for each evaluator. There is a disadvantage of being.
また、主観的な評価方法では、鮮鋭度を絶対評価することが困難であり、相対的な比較を行わざるを得ない。そのため、比較したい表示装置を同一の場所に運んで同一な条件を整えた上で比較を行わねばならず、非常に手間がかかるという不利益がある。 In addition, with the subjective evaluation method, it is difficult to absolutely evaluate the sharpness, and a relative comparison must be made. For this reason, it is necessary to carry out the comparison after bringing the display devices to be compared to the same place and adjusting the same conditions, which is disadvantageous.
一方、上述した式(1)に基づいて鮮鋭度を定量化する方法では、画像伝送・表示系のMTFや視覚系のMTFを測定する必要があるため、測定手順やその処理が複雑であるという不利益がある。 On the other hand, in the method for quantifying the sharpness based on the above-described equation (1), it is necessary to measure the MTF of the image transmission / display system and the MTF of the visual system, and therefore the measurement procedure and the processing are complicated. There are disadvantages.
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡易な構成や手順でありながら、表示画像の鮮鋭度に関する表示装置の客観的な性能を測定することができる表示性能測定装置とその方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and the object thereof is a display performance measuring device capable of measuring objective performance of a display device related to the sharpness of a display image while having a simple configuration and procedure. And providing that method.
上記の目的を達成する第1の発明の表示性能測定装置は、表示画像の鮮鋭度に関する表示装置の性能を測定する表示性能測定装置であって、輝度の変化率の最大値及び周波数がそれぞれ異なる複数の周期的画像パターンの画像信号であって、上記測定対象の表示画像を構成する一連の画素に対して設定する輝度の大きさが、該一連の画素に沿って所定の周期波形状に変化する正弦波の成分を有する画像信号を生成し、測定対象の表示装置に供給する画像信号生成部と、上記測定対象に表示される画像を撮像する撮像部と、上記撮像部において撮像されたそれぞれの上記周期的画像パターンにおける輝度の変化率を互いに隣接する上記画素の2つの位置間において取得する輝度変化率取得部と、上記輝度変化率取得部で取得される所定の周波数における輝度の変化率であって、上記周期的画像パターンの成分に含まれる上記所定の周波数の上記正弦波の関数の導関数の値が最大となるような上記画素の位置における変化率と、上記導関数中の係数項に含まれる上記所定の周波数に相当する係数とを、上記所定の周波数を高くしながら比較し、上記比較の結果、上記輝度の変化率の増加が上記所定の周波数に相当する係数の増加に追従できなくなったときの上記所定の周波数が高いほど、上記鮮鋭度が良いと評価する評価値取得部とを有する。 A display performance measuring apparatus according to a first invention that achieves the above object is a display performance measuring apparatus that measures the performance of a display device relating to the sharpness of a display image, and the maximum value and the frequency of the luminance change rate are different from each other. A plurality of periodic image pattern image signals, and the luminance level set for a series of pixels constituting the display image to be measured changes to a predetermined periodic wave shape along the series of pixels. Generating an image signal having a sine wave component and supplying the image signal to a display device to be measured, an image pickup unit for picking up an image displayed on the measurement target, and each image picked up by the image pickup unit and luminance change rate acquisition unit that acquires between two positions of the pixels adjacent to each other the rate of change of luminance in the periodic image pattern, a predetermined frequency which is acquired by the luminance change rate acquisition unit Okeru a rate of change in luminance, a rate of change in position of the pixel such as the value of the derivative of the predetermined said sinusoidal function of frequency included in the component of the periodic image pattern is maximum, the The coefficient corresponding to the predetermined frequency included in the coefficient term in the derivative is compared while increasing the predetermined frequency, and as a result of the comparison, an increase in the rate of change in luminance corresponds to the predetermined frequency. An evaluation value acquisition unit that evaluates that the higher the predetermined frequency when the increase in the coefficient to be performed becomes higher, the better the sharpness.
上記第1の発明によれば、画像信号生成部において生成される正弦波の成分を有する画像信号に応じて、測定対象の表示装置には、輝度の変化率の最大値及び周期がそれぞれ異なる複数の周期的画像パターンが表示される。この周期的画像パターンは、撮像部においてそれぞれ撮像され、該撮像された周期的画像パターンにおける輝度の変化率が、互いに隣接する画素の2つの位置間で、輝度変化率取得部においてそれぞれ取得される。
そして、評価値取得部が輝度変化率取得部で取得される所定の周波数における輝度の変化率であって、周期的画像パターンの成分に含まれる所定の周波数の正弦波の関数の導関数の値が最大となるような画素の位置における変化率と、導関数中の係数項に含まれる所定の周波数に相当する係数とを、所定の周波数を高くしながら比較し、比較の結果、輝度の変化率の増加が上記所定の周波数に相当する係数の増加に追従できなくなったときの上記所定の周波数が高いほど、上記鮮鋭度が良いと評価する。
According to the first aspect of the present invention, the display device to be measured has a plurality of brightness change rate maximum values and periods different from each other according to the image signal having a sine wave component generated in the image signal generation unit. A periodic image pattern is displayed. Each periodic image pattern is captured by the imaging unit, and the luminance change rate in the captured periodic image pattern is acquired by the luminance change rate acquisition unit between two positions of adjacent pixels. .
The evaluation value acquisition unit is a luminance change rate at a predetermined frequency acquired by the luminance change rate acquisition unit, and is a derivative value of a function of a sine wave of a predetermined frequency included in the component of the periodic image pattern The rate of change at the pixel position at which the maximum value is maximized and the coefficient corresponding to the predetermined frequency included in the coefficient term in the derivative are compared while increasing the predetermined frequency. as the predetermined frequency is high when the increased rate is no longer able to follow the increase in the coefficient corresponding to the predetermined frequency, it is evaluated as the sharpness is good.
好適に、上記輝度変化率取得部は、上記撮像部において撮像されたそれぞれの上記周期的画像パターンにおける輝度の変化率の最大値を取得する。 Preferably, the luminance change rate acquisition unit acquires a maximum value of the luminance change rate in each of the periodic image patterns captured by the imaging unit .
上記第1の発明は、好ましくは、上記撮像部において撮像された画像の輝度を、上記測定対象の最大の輝度に関連する所定の基準輝度に基づいて正規化する正規化処理部を有し、上記輝度変化率取得部は、上記正規化処理部で正規化された上記周期的画像パターンの撮像画像における輝度の変化率の最大値を取得する。
これにより、最大輝度が異なる表示装置の間でも、鮮鋭度に関する表示性能を客観的に比較することを可能にする測定結果が得られる。
The first invention preferably includes a normalization processing unit that normalizes the luminance of the image captured by the imaging unit based on a predetermined reference luminance related to the maximum luminance of the measurement target, The luminance change rate acquisition unit acquires a maximum value of the luminance change rate in the captured image of the periodic image pattern normalized by the normalization processing unit.
Thereby, a measurement result that makes it possible to objectively compare display performance related to sharpness is obtained even between display devices having different maximum luminances.
この場合、画像信号生成部は、上記測定対象の表示装置における最大輝度の画像の画像信号を生成しても良く、正規化処理部は、撮像部において撮像された上記最大輝度の画像における輝度の平均に応じて上記基準輝度を取得しても良い。
これにより、測定対象ごとにその最大輝度に応じた適切な基準輝度が得られるため、測定の精度が向上する。
In this case, the image signal generation unit may generate an image signal of the maximum luminance image in the measurement target display device, and the normalization processing unit may calculate the luminance of the maximum luminance image captured by the imaging unit. The reference luminance may be acquired according to the average.
As a result, an appropriate reference luminance corresponding to the maximum luminance can be obtained for each measurement object, so that the measurement accuracy is improved.
また、上記評価値取得部は、上記複数の周期的画像パターンの中から、上記輝度変化率取得部において取得される輝度の変化率の最大値が最も大きくなる周期的画像パターンを特定し、該特定した周期的画像パターンに対応して取得される上記輝度の変化率の最大値が大きいほど上記鮮鋭度が良いと評価する。
これにより、測定対象の表示装置の鮮鋭度に関わる性能が定量的に評価される。
Further, the evaluation value acquiring unit, from among the plurality of periodic image pattern to identify a periodic image pattern maximum value of the rate of change of the luminance acquired at the luminance change ratio acquisition unit is maximized, the It is evaluated that the sharpness is better as the maximum value of the luminance change rate acquired corresponding to the specified periodic image pattern is larger .
Thereby, the performance relating to the sharpness of the display device to be measured is quantitatively evaluated.
上記の目的を達成する第2の発明の表示性能測定方法は、輝度の変化率の最大値及び周期がそれぞれ異なる複数の周期的画像パターンの画像信号であって、上記測定対象の表示画像を構成する一連の画素に対して設定する輝度の大きさが、該一連の画素に沿って所定の周期波形状に変化する正弦波の成分を有する画像信号を測定対象の表示装置に供給し、該画像信号に応じて該測定対象に表示される画像をそれぞれ撮像する第1のステップと、上記第1のステップにおいて撮像されたそれぞれの上記周期的画像パターンにおける輝度の変化率を互いに隣接する上記画素の2つの位置間において取得する第2のステップと、上記第2のステップで取得される所定の周波数における輝度の変化率であって、上記周期的画像パターンの成分に含まれる上記所定の周波数の上記正弦波の関数の導関数の値が最大となるような上記画素の位置における変化率と、上記導関数中の係数項に含まれる上記所定の周波数に相当する係数とを、上記所定の周波数を高くしながら比較し、上記比較の結果、上記輝度の変化率の増加が上記所定の周波数に相当する係数の増加に追従できなくなったときの上記所定の周波数が高いほど、上記鮮鋭度が良いと評価する第3のステップとを有する。 The display performance measuring method of the second invention that achieves the above object is an image signal of a plurality of periodic image patterns each having a different maximum value and cycle of the luminance change rate, and constitutes the display image to be measured An image signal having a sine wave component whose magnitude of luminance set for a series of pixels changes to a predetermined periodic wave shape along the series of pixels is supplied to the display device to be measured, and the image A first step of capturing an image displayed on the measurement object according to a signal, and a change rate of luminance in each of the periodic image patterns captured in the first step of the pixels adjacent to each other a second step of obtaining between two positions, a luminance change ratio at a predetermined frequency which is acquired in the second step, included in components of the periodic image pattern A rate of change in position of the predetermined said sinusoidal said pixels as the value of the derivative is the maximum of a function of frequency, and a coefficient corresponding to the predetermined frequency included in the coefficient term in the derivative The comparison is made while increasing the predetermined frequency, and as a result of the comparison, the higher the predetermined frequency when the increase in the change rate of the luminance becomes unable to follow the increase in the coefficient corresponding to the predetermined frequency, And a third step of evaluating that the sharpness is good.
上記第2の発明によれば、第1のステップにおいて、輝度の変化率の最大値及び周期がそれぞれ異なる複数の周期的画像パターンの正弦波の成分を有する画像信号が測定対象の表示装置に供給される。そして、該画像信号に応じて該測定対象に表示される画像がそれぞれ撮像される。第2のステップでは、第1のステップにおいて撮像されたそれぞれの上記周期的画像パターンにおける輝度の変化率が、互いに隣接する画素の2つの位置間で、取得される。
また、第3のステップでは、上記第2のステップで取得される所定の周波数における輝度の変化率であって、周期的画像パターンの成分に含まれる所定の周波数の正弦波の関数の導関数の値が最大となるような画素の位置における変化率と、導関数中の係数項に含まれる所定の周波数に相当する係数とを、所定の周波数を高くしながら比較し、比較の結果、輝度の変化率の増加が上記所定の周波数に相当する係数の増加に追従できなくなったときの上記所定の周波数が高いほど、上記鮮鋭度が良いと評価する。
According to the second aspect of the invention, in the first step, an image signal having a sine wave component of a plurality of periodic image patterns having different maximum values and periods of luminance change is supplied to the display device to be measured. Is done. Then, an image displayed on the measurement object is captured in accordance with the image signal. In the second step, the luminance change rate in each of the periodic image patterns imaged in the first step is acquired between two positions of adjacent pixels .
Further, in the third step, the luminance change rate at the predetermined frequency obtained in the second step is a derivative of a function of a sine wave having a predetermined frequency included in the component of the periodic image pattern. a rate of change in position of the pixel whose value is maximum, and a coefficient corresponding to a predetermined frequency included in the coefficient term in the derivative, compared with increasing the predetermined frequency, the comparison result, the luminance It is evaluated that the sharpness is better as the predetermined frequency is higher when the increase in the change rate cannot follow the increase in the coefficient corresponding to the predetermined frequency.
好適には、上記第2のステップでは、上記第1のステップにおいて撮像されたそれぞれの上記周期的画像パターンにおける輝度の変化率の最大値を取得する。Preferably, in the second step, the maximum value of the luminance change rate in each of the periodic image patterns captured in the first step is acquired.
上記第2の発明は、好ましくは、第1のステップにおいて撮像された上記周期的画像パターンの輝度を、上記測定対象の表示装置における最大の輝度に関連する所定の基準輝度に基づいて正規化する第4のステップを有し、第2のステップにおいては、第4のステップで正規化された上記周期的画像パターンの撮像画像における輝度の変化率の最大値を取得する。
これにより、最大輝度が異なる表示装置の間でも、鮮鋭度に関する表示性能を客観的に比較することを可能にする測定結果が得られる。
In the second invention, preferably, the luminance of the periodic image pattern captured in the first step is normalized based on a predetermined reference luminance related to the maximum luminance in the display device to be measured. a fourth step, in the second step, to obtain the maximum value of the rate of change of brightness in the fourth normalized captured image of the periodic image pattern in step.
Thereby, a measurement result that makes it possible to objectively compare display performance related to sharpness is obtained even between display devices having different maximum luminances.
本発明によれば、簡易な構成や手順でありながら、表示画像の鮮鋭度に関する表示装置の客観的な性能を測定することができる。 According to the present invention, it is possible to measure the objective performance of a display device related to the sharpness of a display image with a simple configuration and procedure.
以下、本発明の2つの実施形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, two embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<第1の実施形態>
図1は、本発明の第1の実施形態に係る表示性能測定装置10の構成の一例を示す図である。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of a display performance measuring apparatus 10 according to the first embodiment of the present invention.
図1に例示する表示性能測定装置10は、画像信号生成部11と、撮像部12と、データ記憶部13と、正規化処理部14と、最大輝度変化率取得部15とを有する。
上記構成において、画像信号生成部11は、本発明の画像信号生成部の一実施形態である。
撮像部12は、本発明の撮像部の一実施形態である。
正規化処理部14は、本発明の正規化処理部の一実施形態である。
最大輝度変化率取得部15は、本発明の最大輝度変化率取得部の一実施形態である。
A display performance measuring apparatus 10 illustrated in FIG. 1 includes an image
In the above configuration, the image
The
The
The maximum luminance change
画像信号生成部11は、測定に用いる所定の画像の画像信号を生成して、測定対象の表示装置16に供給する。
すなわち、後述する基準輝度を求めるための測定用画像として、まず、表示装置16における最大輝度の画像(すなわち全体が白の画像)の画像信号を生成する。
そして次に、それぞれ周期が異なる複数の周期的画像パターンの画像信号を生成して、表示装置16に供給する。この周期的画像パターンは、例えば、画像上の輝度が正弦波等の周期波形状に変化するような画像パターンである。
The image
That is, as a measurement image for obtaining a reference luminance, which will be described later, first, an image signal of an image with the maximum luminance (that is, a white image as a whole) on the
Next, image signals of a plurality of periodic image patterns having different periods are generated and supplied to the
ただし、ここで述べている周期的画像パターンは、画像信号生成部11の画像信号が表示装置16に対して設定する仮想的な画像パターンであり、表示装置16に実際に表示される画像は、表示装置16の鮮鋭度等の表示性能に応じてこれとは異なった画像になる。
すなわち、画像信号生成部11は、表示装置16の表示画像を構成する一連の画素に対して設定する輝度の大きさが、この一連の画素に沿って正弦波等の周期波形状に変化するような画像信号を生成する。この画像信号に対応する実際の表示画像は、鮮鋭度等の表示性能に応じて、設定とは異なった画像になる。
However, the periodic image pattern described here is a virtual image pattern set by the image signal of the image
That is, the image
なお、上述した最大輝度の画像や複数の周期的画像パターンは、表示装置16の任意の表示領域に表示させても良いが、好ましくは、これらの画像を同一の表示領域に切り替えながら表示させる。すなわち、画像信号生成部11は、上述した最大輝度の画像や複数の周期的画像パターンを、順次に切り替えながら表示装置16の同一の表示領域に表示させる。これにより、表示装置16の特定の表示領域について、鮮鋭度に関わる表示性能を精度よく測定することが可能になる。
The maximum brightness image and the plurality of periodic image patterns described above may be displayed in an arbitrary display area of the
撮像部12は、例えばCCDカメラやCMOSカメラ等の撮像素子を用いて表示装置16の表示画像を撮像し、その撮像結果をデジタルの撮像画像データとして出力する。
The
データ記憶部13は、撮像部12より出力される撮像画像データを記憶する。
The
正規化処理部14は、データ記憶部13に記憶される撮像画像データの輝度の正規化処理を行う。
すなわち、基準輝度を求める処理として、まず、データ記憶部13に記憶される上述した最大輝度画像の撮像画像データを読み出して、撮像画像の輝度の平均を算出し、これを基準輝度Rとして取得する。
次に、データ記憶部13に記憶される周期的画像パターンの撮像画像データを読み出して、その撮像画像の各画素の輝度Bを例えば次式により正規化する。
The
That is, as a process for obtaining the reference brightness, first, the captured image data of the above-described maximum brightness image stored in the
Next, the captured image data of the periodic image pattern stored in the
[数2]
Bn = 100×B/R …(2)
[Equation 2]
Bn = 100 × B / R (2)
式(2)に示す正規化後の輝度Bnは、基準輝度Rと等しい場合に‘100’となり、殆どの画素において‘0’〜‘100’の値となる。 The normalized luminance Bn shown in Expression (2) is “100” when it is equal to the reference luminance R, and has a value of “0” to “100” in most pixels.
最大輝度変化率取得部15は、正規化処理部14で正規化された周期的画像パターンの撮像画像における輝度の変化率の最大値を取得する。
輝度の変化率とは、例えば、隣接ずる画素間における輝度の差を示す。すなわち、画素Paの輝度Baとこれに隣接する画素Pbの輝度Bbが与えられた場合、この画素間における輝度の変化率Xは例えば次式で与えられる。
The maximum luminance change
The luminance change rate indicates, for example, a luminance difference between adjacent pixels. That is, when the luminance Ba of the pixel Pa and the luminance Bb of the pixel Pb adjacent thereto are given, the luminance change rate X between the pixels is given by the following equation, for example.
[数3]
X = |Bb−Ba| …(3)
[Equation 3]
X = | Bb−Ba | (3)
最大輝度変化率取得部15は、このような輝度の変化率の最大値を、周期が異なる複数の周期的画像パターンの撮像画像についてそれぞれ取得する。
The maximum luminance change
次に、上述した表示性能測定装置10の概略動作について、図2に示すフローチャートを参照して説明する。 Next, the schematic operation of the display performance measuring apparatus 10 described above will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
まず、画像信号生成部11は、表示装置16における最大輝度の画像の画像信号を生成して、表示装置16の測定を行う表示領域にこの画像を表示させる(ステップST1)。
First, the image
図3(A)は、表示装置16に表示される最大輝度の画像の例を示す。
また、図3(D)は、図3(A)の線S−S’における輝度の設定値の例を示す。ただし、図3(D)の縦軸は輝度を示し、横軸は線S−S’に沿った表示画面上の位置を示す。
図3(D)に示すように、輝度の設定値を最大にした場合の画像は、一般に図3(A)に示すように全体が白色の画像になる。
FIG. 3A shows an example of an image with the maximum luminance displayed on the
FIG. 3D shows an example of a set value of luminance on the line SS ′ in FIG. However, the vertical axis in FIG. 3D represents the luminance, and the horizontal axis represents the position on the display screen along the line SS ′.
As shown in FIG. 3D, the image when the luminance setting value is maximized is generally a white image as shown in FIG.
撮像部12は、表示装置16に表示される上記の最大輝度の画像を撮像し、その撮像画像データをデータ記憶部13に書き込む(ステップST2)。正規化処理部13は、データ記憶部13の該撮像画像データを読み出して、撮像画像の平均輝度を算出し、これを正規化処理用の基準輝度Rとして取得する(ステップST3)。
The
基準輝度Rが得られると、次に画像信号生成部11は、所定の周期を有する周期的画像パターンの画像信号を生成して、表示装置16の測定を行う表示領域にこの画像を表示させる(ステップST4)。
When the reference luminance R is obtained, the image
図3(B),(C)は、表示装置16に表示される周期的画像パターンの例を示す。
また、図3(E),(F)は、それぞれ図3(B),(C)の線S−S’における輝度の設定値の例を示す。縦軸と横軸の意味については、図3(D)と同じである。
図から分かるように、図3(C),(F)の画像パターンは、図3(B),(E)の画像パターンより周期が短い(すなわち周波数が高い)。
FIGS. 3B and 3C show examples of periodic image patterns displayed on the
FIGS. 3E and 3F show examples of set values of luminance on the line SS ′ in FIGS. 3B and 3C, respectively. The meanings of the vertical axis and the horizontal axis are the same as those in FIG.
As can be seen from the figure, the image patterns in FIGS. 3C and 3F have a shorter period (that is, a higher frequency) than the image patterns in FIGS. 3B and 3E.
また、図3(E),(F)の例によると、水平方向に連なる一連の画素に対する輝度の設定値は、該一連の画素にそって正弦波状に変化している。このような輝度の変化パターンが画像信号生成部11によって表示装置16に設定されると、その表示画像には、図3(B),(C)に示すような縦縞の画像パターンが現れる。
In addition, according to the examples of FIGS. 3E and 3F, the luminance setting values for a series of pixels that are continuous in the horizontal direction change in a sine wave shape along the series of pixels. When such a luminance change pattern is set in the
撮像部12は、表示装置16に表示されるこのような周期的画像パターンを撮像し、その撮像画像データをデータ記憶部13に書き込む(ステップST5)。平均化処理部14は、データ記憶部13の該撮像画像データを読み出し、ステップST3で取得した基準輝度を用いて、撮像画像の正規化処理を行う(ステップST6)。例えば式(2)で示すような正規化処理を行った場合、各画素の輝度は、概ね‘0’から‘100’までの数値範囲に含まれる値となる。
The
最大輝度変化率取得部15は、この正規化した周期的画像パターンの撮像画像における輝度の変化率を求め、その最大値を取得する(ステップST7)。
The maximum luminance change
図4は、正規化処理した周期的画像パターンの撮像画像における、図3の線S−S’に対応する部分の輝度変化の一例を図解した図である。
この図のような輝度変化を示す撮像画像において、最大輝度変化率取得部15は、隣り合う画素間の輝度の変化率Xを例えば式(3)に基づいてそれぞれ算出する。そして、測定を行う表示領域における変化率Xの最大値を求める。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a luminance change in a portion corresponding to the line SS ′ in FIG. 3 in the captured image of the normalized periodic image pattern.
In the captured image showing the luminance change as shown in this figure, the maximum luminance change
上述したステップST4〜ステップST7の処理は、それぞれ周期(周波数)が異なる複数の周期的画像パターンのそれぞれについて反復実行される(ステップST8,ST9)。
以上により、周期的画像パターンの周波数と輝度の変化率の最大値との関係を表すデータが、表示装置16の鮮鋭度性能の測定結果として得られる。
The processes in steps ST4 to ST7 described above are repeatedly executed for each of a plurality of periodic image patterns having different periods (frequencies) (steps ST8 and ST9).
As described above, data representing the relationship between the frequency of the periodic image pattern and the maximum value of the luminance change rate is obtained as a measurement result of the sharpness performance of the
図5は、正弦波の画像パターンを用いた場合における、輝度の変化率の最大値と該正弦波の周波数との関係を図解した図である。 FIG. 5 is a diagram illustrating the relationship between the maximum value of the luminance change rate and the frequency of the sine wave when a sine wave image pattern is used.
正弦波信号y(x)とその導関数y’(x)は、信号振幅を‘A’、周波数を‘f’とすると、次式のように表される。 The sine wave signal y (x) and its derivative y '(x) are represented by the following equations, where the signal amplitude is ‘A’ and the frequency is ‘f’.
y=A sin(2πfx) … (3);
y’=2πAf cos(2πfx) … (4);
y = A sin (2πfx) (3);
y ′ = 2πAf cos (2πfx) (4);
式(4)から分かるように、正弦波信号の変化率の最大値‘2πAf’は、周波数fに比例して大きくなる。そのため、実際の表示画像における輝度の変化率の最大値も、図5に示すように、周波数が高くなるほど大きくなる。
しかしながら、表示装置16の鮮鋭度性能の限界によって、表示装置16の出力の映像が入力の画像信号に追従できなくなると、輝度の変化率の最大値は、ある周波数Fpをピークとして、それ以降小さくなるように変化する。
As can be seen from the equation (4), the maximum value “2πAf” of the rate of change of the sine wave signal increases in proportion to the frequency f. Therefore, the maximum value of the luminance change rate in the actual display image increases as the frequency increases, as shown in FIG.
However, when the output image of the
したがって、輝度の変化率の最大値と画像パターンの周波数との関係を表す図5に示すような測定結果から、表示装置16の鮮鋭度性能を客観的に把握することが可能になる。すなわち、輝度の変化率の最大値がピークに達する周波数が高いほど、また、そのピーク値が大きいほど、表示装置16の鮮鋭度性能が高いことが分かる。
Therefore, it is possible to objectively grasp the sharpness performance of the
以上説明したように、本実施形態に係る表示性能測定装置10によれば、画像信号生成部11において生成される画像信号に応じて、測定対象の表示装置16には、それぞれ周期の異なる複数の周期的画像パターンが表示される。この画像パターンは、撮像部12においてそれぞれ撮像され、該撮像された画像パターンにおける輝度の変化率の最大値が、最大輝度変化率取得部15においてそれぞれ取得される。
このように、撮像画像における輝度の変化率の最大値を求めるという簡易な処理でありながら、鮮鋭度に関する表示装置16の性能を表す客観的な測定結果として、表示装置16に表示させた周期的な画像パターンの各周期(周波数)と、実際の表示画像における輝度の変化率の最大値との関係を得ることができる。そのため、表示装置の重要な評価尺度である鮮鋭度の性能を客観的に把握することが可能となり、従来の主観に基づいた方法における測定の不確かさを無くすことができるとともに、表示装置の画質の比較評価や表示装置の設計達成度の確認を人手に依らず効率的に行うことが可能になる。また、MTFの測定を必要とする従来の方法に比べて、測定に要する手順や処理内容を簡易化することができる。
As described above, according to the display performance measuring device 10 according to the present embodiment, the
As described above, the periodical value displayed on the
更に、表示性能測定装置10によれば、撮像部12において撮像された画像の輝度が、正規化部14によって、測定対象の表示装置16における最大の輝度に関連する基準輝度に基づいて正規化される。そして、この正規化された撮像画像における輝度の変化率の最大値が、上記最大輝度変化率取得部15によって取得される。
そのため、最大輝度が異なる表示装置(例えば異なる機種の表示装置)の間でも、鮮鋭度に関する表示性能を客観的に比較することが可能になる。
Further, according to the display performance measuring apparatus 10, the luminance of the image captured by the
For this reason, it is possible to objectively compare the display performance related to the sharpness even between display devices having different maximum brightness (for example, display devices of different models).
しかも、表示性能測定装置10によれば、測定対象の表示装置ごとに適切な基準輝度が取得され、撮像画像の正規化処理に用いられる。すなわち、測定の始めに、画像信号生成部11において、表示装置16における最大輝度の画像の画像信号が生成され、表示装置16に供給される。正規化処理部14では、表示装置16に表示される該最大輝度画像の撮像画像における輝度の平均に応じて、上記の基準輝度が取得される。
このように、測定対象ごとにその最大輝度に応じた適切な基準輝度が取得され、これに基づいて撮像画像の正規化処理が行われるため、測定の精度を向上することができる。
Moreover, according to the display performance measuring apparatus 10, an appropriate reference luminance is acquired for each display apparatus to be measured, and used for normalization processing of captured images. That is, at the beginning of the measurement, the image
As described above, an appropriate reference luminance corresponding to the maximum luminance is acquired for each measurement target, and the captured image is normalized based on the reference luminance, so that the measurement accuracy can be improved.
<第2の実施形態>
次に、本発明の第2の実施形態について述べる。
第2の実施形態は、鮮鋭度に関わる表示性能の定量的な評価手段を設けたものである。
<Second Embodiment>
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
In the second embodiment, a quantitative evaluation unit for display performance related to sharpness is provided.
図6は、本発明の第2の実施形態に係る表示性能測定装置10Aの構成の一例を示す図である。
図6に例示する表示性能測定装置10Aは、既に述べた表示性能測定装置10と同様な構成(画像信号生成部11、撮像部12、データ記憶部13、正規化処理部14、最大輝度変化率取得部15)を有するとともに、更に、評価値取得部の一実施形態である評価値取得部17を有する。
FIG. 6 is a diagram showing an example of the configuration of a display performance measuring apparatus 10A according to the second embodiment of the present invention.
The display performance measuring apparatus 10A illustrated in FIG. 6 has the same configuration as the display performance measuring apparatus 10 already described (an image
図7は、図6に示す表示性能測定装置10Aの動作を説明するためのフローチャートである。
図2に示すフローチャートとの違いは、画像パターンの周期と輝度変化率の最大値との関係を表す図5に示すような測定結果が得られた後、この測定結果に基づいて、鮮鋭度に関わる表示性能の評価値を取得する評価値取得部17の処理(ステップST10)が加わっている点にある。
FIG. 7 is a flowchart for explaining the operation of the display performance measuring apparatus 10A shown in FIG.
The difference from the flowchart shown in FIG. 2 is that, after the measurement result as shown in FIG. 5 showing the relationship between the period of the image pattern and the maximum value of the luminance change rate is obtained, the sharpness is determined based on this measurement result. The process (step ST10) of the evaluation
評価値取得部17は、最大輝度変化率取得部15において取得される輝度の変化率の最大値が最も大きくなる画像パターンを特定し、該特定した画像パターンの周期(例えば図5における周波数Fp)、または該特定した画像パターンに対応して取得される輝度の変化率の最大値(例えば図5における変化率Sp)の一方もしくは両方に基づいて、鮮鋭度に関わる表示性能の評価値を取得する。
The evaluation
例えば、評価値取得部17は、図5の例に示すような測定結果から、そのピークにおける周波数Fpと変化率Spを求め、これらのうちの一方の値を、鮮鋭度性能の評価値として取得する。
For example, the evaluation
あるいは、評価値取得部17は、周波数Fpと変化率Spとを変数として含む所定の鮮鋭度性能の評価関数に基づいて、鮮鋭度性能の評価値を算出しても良い。
または、周波数Fpと変化率Spとがそれぞれ所定の範囲に含まれているときの鮮鋭度性能の評価値が記憶されたデータテーブルを予め用意しておき、このデータテーブルを参照することによって、測定対象ごとに評価値を取得しても良い。
Alternatively, the evaluation
Alternatively, a data table in which evaluation values of sharpness performance when the frequency Fp and the change rate Sp are included in predetermined ranges is prepared in advance, and measurement is performed by referring to the data table. You may acquire an evaluation value for every object.
すなわち、評価値取得部17は、少なくとも周波数Fpおよび/または変化率Spに基づいて、鮮鋭度性能の評価値を取得する処理を行う。その評価値は、具体的な数値でも良いし、あるいは、鮮鋭度性能を示すランクでも良い。
That is, the evaluation
以上説明したように、本実施形態に係る表示性能測定装置10Aによれば、最大輝度変化率取得部15において取得される輝度の変化率の最大値が最も大きくなる周期的画像パターンの周期、または該周期的画像パターンに対応して取得される輝度の変化率の最大値の一方もしくは両方に基づいて、鮮鋭度に関わる表示性能の評価値が取得される。
そのため、鮮鋭度性能を定量的に評価することが可能になり、表示装置の画質の比較評価や表示装置の設計達成度をより明確に把握することが可能になる。また、鮮鋭度性能を自動的に効率良く評価することが可能になるため、例えば出荷検査などにおいて大量の表示装置を扱うことも可能になる。
As described above, according to the display performance measuring apparatus 10A according to the present embodiment, the period of the periodic image pattern in which the maximum value of the luminance change rate acquired by the maximum luminance change
Therefore, it becomes possible to quantitatively evaluate the sharpness performance, and it becomes possible to more clearly grasp the comparative evaluation of the image quality of the display device and the degree of design achievement of the display device. In addition, since sharpness performance can be automatically and efficiently evaluated, a large amount of display devices can be handled in, for example, shipping inspection.
なお、上述した実施形態は、本発明の好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明はこの形態に限られるものではなく、例えば以下に述べるような種々のバリエーションを有する。 The above-described embodiment is a preferable specific example of the present invention, and various technically preferable limitations are given. However, the present invention is not limited to this embodiment, and for example, as described below. There are various variations.
上述の実施形態では、測定用の画像を順次に切り替えて表示装置16に表示させる例が示されているが、これに限らず、例えばこれらの画像を表示装置16の異なる表示領域に同時に表示させて測定を行っても良い。この場合、鮮鋭度に関わる表示性能の測定精度は若干落ちるが、測定手順を簡易化することが可能になる。
In the above-described embodiment, an example in which images for measurement are sequentially switched and displayed on the
また、上述した実施形態では、最大輝度の画像の撮像画像データに基づいて基準輝度を算出し、これを使って正規化処理を行っているが、本発明はこれに限定されない。例えば、測定対象の表示装置における最大輝度のバラツキが比較的小さい場合には、予め定めた基準輝度のデータを使って正規化処理を行っても良い。これにより、図2や図7のフローチャートにおけるステップST1,ST2を省略できるため、測定手順をより簡易化することが可能になる。更に、比較対象の表示装置が同一機種の場合など、最大輝度が概ね等しくなる場合には、正規化処理の省略も可能である。 In the above-described embodiment, the reference luminance is calculated based on the captured image data of the image having the maximum luminance, and the normalization process is performed using the calculated reference luminance. However, the present invention is not limited to this. For example, when the variation of the maximum luminance in the display device to be measured is relatively small, normalization processing may be performed using data of a predetermined reference luminance. Thereby, steps ST1 and ST2 in the flowcharts of FIG. 2 and FIG. 7 can be omitted, so that the measurement procedure can be further simplified. Furthermore, the normalization process can be omitted when the maximum luminance is substantially equal, such as when the display devices to be compared are of the same model.
また、上述した実施形態では、測定用の画像パターンとして正弦波状の画像パターンを用いる例が示されているが、これに限らず、例えば三角波などの種々の周期波状の画像パターンを用いても良い。
更に、本発明では、測定に用いる画像パターンを周期的画像パターンに限定していない。すなわち、少なくとも輝度の変化率の最大値が異なる複数の画像パターンであれば、測定用画像パターンとして使用可能である。
In the above-described embodiment, an example in which a sinusoidal image pattern is used as the measurement image pattern is shown. However, the present invention is not limited thereto, and various periodic wave image patterns such as a triangular wave may be used. .
Furthermore, in the present invention, the image pattern used for measurement is not limited to a periodic image pattern. In other words, at least a plurality of image patterns having different maximum values of luminance change rates can be used as measurement image patterns.
また、本発明において測定対象とする表示装置は、CRTディスプレイ装置や液晶ディスプレイ装置のような映像表示装置に限られておらず、例えば、紙等に画像を印刷するプリンタ装置なども含まれる。この場合、印刷結果の画像を撮像装置12において撮像して同様に処理することにより、プリンタ装置の鮮鋭度に関わる表示性能(すなわち印刷性能)を測定することが可能である。
The display device to be measured in the present invention is not limited to a video display device such as a CRT display device or a liquid crystal display device, and includes, for example, a printer device that prints an image on paper or the like. In this case, it is possible to measure the display performance (that is, the printing performance) related to the sharpness of the printer device by picking up an image of the printing result with the
10,10A…表示性能測定装置、11…画像信号生成部、12…撮像部、13…データ記憶部、14…正規化処理部、15…最大輝度変化率取得部、16…表示装置、17…評価値取得部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10,10A ... Display performance measuring apparatus, 11 ... Image signal production | generation part, 12 ... Imaging part, 13 ... Data storage part, 14 ... Normalization process part, 15 ... Maximum luminance change rate acquisition part, 16 ... Display apparatus, 17 ... Evaluation value acquisition unit
Claims (8)
輝度の変化率の最大値及び周波数がそれぞれ異なる複数の周期的画像パターンの画像信号であって、上記測定対象の表示画像を構成する一連の画素に対して設定する輝度の大きさが、該一連の画素に沿って所定の周期波形状に変化する正弦波の成分を有する画像信号を生成し、測定対象の表示装置に供給する画像信号生成部と、
上記測定対象に表示される画像を撮像する撮像部と、
上記撮像部において撮像されたそれぞれの上記周期的画像パターンにおける輝度の変化率を互いに隣接する上記画素の2つの位置間において取得する輝度変化率取得部と、
上記輝度変化率取得部で取得される所定の周波数における輝度の変化率であって、上記周期的画像パターンの成分に含まれる上記所定の周波数の上記正弦波の関数の導関数の値が最大となるような上記画素の位置における変化率と、上記導関数中の係数項に含まれる上記所定の周波数に相当する係数とを、上記所定の周波数を高くしながら比較し、
上記比較の結果、上記輝度の変化率の増加が上記所定の周波数に相当する係数の増加に追従できなくなったときの上記所定の周波数が高いほど、上記鮮鋭度が良いと評価する評価値取得部と
を有する表示性能測定装置。 A display performance measuring device for measuring the performance of a display device related to the sharpness of a display image,
The image signal of a plurality of periodic image patterns having different maximum values and frequencies of luminance change, and the magnitude of the luminance set for a series of pixels constituting the display image to be measured is the series. An image signal generation unit that generates an image signal having a sine wave component that changes into a predetermined periodic wave shape along the pixel of the pixel, and supplies the image signal to a display device to be measured;
An imaging unit that captures an image displayed on the measurement target;
A luminance change rate acquisition unit for acquiring a luminance change rate in each of the periodic image patterns imaged by the imaging unit between two positions of the pixels adjacent to each other ;
The luminance change rate at a predetermined frequency acquired by the luminance change rate acquisition unit, and the value of the derivative of the function of the sine wave of the predetermined frequency included in the component of the periodic image pattern is maximum. The rate of change at the position of the pixel is compared with a coefficient corresponding to the predetermined frequency included in the coefficient term in the derivative while increasing the predetermined frequency,
As a result of the comparison, the evaluation value acquisition unit evaluates that the higher the predetermined frequency is, the better the sharpness is when the increase in the luminance change rate cannot follow the increase in the coefficient corresponding to the predetermined frequency. And a display performance measuring device.
請求項1に記載の表示性能測定装置。 The display performance measuring apparatus according to claim 1, wherein the luminance change rate acquisition unit acquires a maximum value of a luminance change rate in each of the periodic image patterns captured by the imaging unit.
上記輝度変化率取得部は、上記正規化処理部で正規化された上記周期的画像パターンの撮像画像における輝度の変化率の最大値を取得する、
請求項2に記載の表示性能測定装置。 A normalization processing unit that normalizes the luminance of the image captured by the imaging unit based on a predetermined reference luminance related to the maximum luminance of the measurement target;
The luminance change rate acquisition unit acquires the maximum value of the luminance change rate in the captured image of the periodic image pattern normalized by the normalization processing unit,
The display performance measuring apparatus according to claim 2.
上記正規化処理部は、上記撮像部において撮像された上記最大輝度の画像における輝度の平均に応じて上記基準輝度を取得する、
請求項3に記載の表示性能測定装置。 The image signal generation unit generates an image signal of an image having the maximum luminance in the measurement target,
The normalization processing unit obtains the reference luminance according to an average of luminance in the image of the maximum luminance imaged by the imaging unit.
The display performance measuring apparatus according to claim 3 .
請求項2に記載の表示性能測定装置。 The evaluation value acquisition unit identifies a periodic image pattern in which the maximum value of the luminance change rate acquired by the luminance change rate acquisition unit is the largest among the plurality of periodic image patterns. The display performance measuring apparatus according to claim 2, wherein the sharpness is better as the maximum value of the change rate of the luminance acquired corresponding to the periodic image pattern is larger.
輝度の変化率の最大値及び周期がそれぞれ異なる複数の周期的画像パターンの画像信号であって、上記測定対象の表示画像を構成する一連の画素に対して設定する輝度の大きさが、該一連の画素に沿って所定の周期波形状に変化する正弦波の成分を有する画像信号を測定対象の表示装置に供給し、該画像信号に応じて該測定対象に表示される画像をそれぞれ撮像する第1のステップと、
上記第1のステップにおいて撮像されたそれぞれの上記周期的画像パターンにおける輝度の変化率を互いに隣接する上記画素の2つの位置間において取得する第2のステップと、
上記第2のステップで取得される所定の周波数における輝度の変化率であって、上記周期的画像パターンの成分に含まれる上記所定の周波数の上記正弦波の関数の導関数の値が最大となるような上記画素の位置における変化率と、上記導関数中の係数項に含まれる上記所定の周波数に相当する係数とを、上記所定の周波数を高くしながら比較し、
上記比較の結果、上記輝度の変化率の増加が上記所定の周波数に相当する係数の増加に追従できなくなったときの上記所定の周波数が高いほど、上記鮮鋭度が良いと評価する第3のステップと
を有する表示性能測定方法。 A display performance measuring method for measuring the performance of a display device relating to the sharpness of a display image,
The image signal of a plurality of periodic image patterns having different maximum values and periods of luminance change, and the magnitude of the luminance set for a series of pixels constituting the display image to be measured is the series. An image signal having a sine wave component that changes into a predetermined periodic wave shape along the pixel is supplied to a display device to be measured, and an image displayed on the measurement target is captured in accordance with the image signal. 1 step,
A second step of acquiring a rate of change in luminance in each of the periodic image patterns imaged in the first step between two positions of the pixels adjacent to each other ;
The luminance change rate at the predetermined frequency acquired in the second step, and the derivative value of the function of the sine wave of the predetermined frequency included in the component of the periodic image pattern is maximized. The rate of change at the pixel position is compared with a coefficient corresponding to the predetermined frequency included in the coefficient term in the derivative while increasing the predetermined frequency,
As a result of the comparison, a third step of evaluating that the higher the predetermined frequency when the increase in the luminance change rate cannot follow the increase in the coefficient corresponding to the predetermined frequency, the better the sharpness. A display performance measuring method comprising:
請求項6に記載の表示性能測定方法。 The display performance measuring method according to claim 6 , wherein in the second step, a maximum value of a luminance change rate in each of the periodic image patterns captured in the first step is acquired.
上記第2のステップにおいては、上記第4のステップで正規化された上記周期的画像パターンの撮像画像における輝度の変化率の最大値を取得する、
請求項7に記載の表示性能測定方法。 A fourth step of normalizing the luminance of the periodic image pattern imaged in the first step based on a predetermined reference luminance related to the maximum luminance of the measurement object;
In the second step, the maximum value of the luminance change rate in the captured image of the periodic image pattern normalized in the fourth step is acquired.
The display performance measuring method according to claim 7 .
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