JPH02185192A - 均一性評価装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、ビデオカメラやカメラ一体型ビデオテープレ
コーダ等に用いられるＣＣＤ　（固体撮像素子）やＭＯ
Ｓ型撮像素子等の評価対象の不均一性例えば画質欠陥を
評価する不均一評価装置に関する。

（従来の技術） 第１０図はかかる装置の構成図である。評価対象となる
ＣＯＤ又はＭＯＳ型撮像素子はビデオカメラ１内に組込
まれている。一方、２はライトボックスであって、この
ライトボックス２は全面から均一の輝度の光を放射する
ものとなっている。

そして、ビデオカメラ１はライトボックス２の前方に配
置されてライトボックス２を撮像してその画像信号を出
力する。この画像信号は画像処理装置３に送られて画像
処理されてモニタデイスプレィ４に送られる。これによ
り、ＣＣＤ又はＭＯＳ型撮像素子で撮像された絵がモニ
タデイスプレィ４に映し出される。しかるに、オペレー
タはモニタデイスプレィ４に映し出された画像を見るこ
とによって不均一部分つまりＣＣＤ又はＭＯＣ型撮像素
子の画質欠陥を目視で検査する。

しかしながら、このような画質欠陥の検査方法ではオペ
レータの官能検査の要因が大きくオペレータの気分や体
調に大きく左右される。このため、検査結果ばらつきが
生じて均一な検査結果を得ることが困難となっている。

又、ＣＯＤ又はＭＯＳ型撮像素子は製品として完成され
てからビデオカメラ１に組込んでいるために、検査の結
果不良の判定されたＣＣＤ又はＭＯＳ型撮像素子は無駄
となってしまいコストアップにつながる。

（発明が解決しようとする課題） 以上のようにオペレータによる目視検査により検査結果
にばらつきが生じてしまい、かつ製品として完成された
ＣＣＤやＭＯＳ型撮像素子で検査しているので不良と判
定された場合に無駄となってしまう。

そこで本発明は、客観的に定量的に均一性の検査ができ
かつチップのままでも検査でき評価対象を無駄にするこ
とがない均一性評価装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、評価対象の画像を撮像する撮像手段と、この
撮像手段により撮像された画像データを予め定められた
大きさの複数の小領域に分割し、分割した小領域ごとに
所定種類の代表値を算出し、各小領域間で所定種類の代
表値を比較することから画像データにおける不均一部分
の候補を検出する不均一候補検出手段と、この不均一候
補検出手段により検出された不均一候補部分の変動の度
合いと、その濃淡レベルの変動の度合いとの違いから不
均一の評価値を算出する評価手段とを備えて上記目的を
達成しようとする均一性評価装置である。

（作用） このような手段を備えたことにより、撮像装置により得
られた評価対象の画像データに対して不均一候補検出手
段は画像データを予め定められた大きさの複数の小領域
に分割する。ここで、予め定められた大きさとは評価対
象の評価基準に準じて定める。この分割した小領域ごと
に所定種類の代表値を算出し、各小領域間で所定種類の
代表値を比較することから画像データにおける不均一部
分の候補を検出する。この不均一候補検出手段により検
出された不均一候補部分の変動の度合いと、その濃淡レ
ベルの変動の度合いとの違いから不均一の評価値を算出
する。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図は均一性評価装置の構成図である。バックライト
２の前方にはビデオカメラ１０が配置されている。この
ビデオカメラ１０の内部にはＣＯＤ製造工程におけるウ
ェハ段階のＣＣＤチップが組込まれている。このビデオ
カメラ１０から出力される画像信号は画像処理装置１１
のＡ／Ｄ（アナログ／ディジタル）変換器１２でディジ
タル画像信号に変換されて画像データとして画像メモリ
１３に記憶されるようになっている。画像処理装置１１
は、画像メモリ１３に記憶された画像データを予め定め
られた大きさの複数の小領域に分割し、この分割した小
領域ごとに所定の代表値を算出し、各小領域間で所定の
代表値を比較することから画像データにおける不均一部
分の候補を検出する不均一候補検出手段１４と、この不
均一候補検出手段１４により検出された不均一候補部分
の変動の度合いと、その濃淡レベルの変動の度合いとの
違いから不均一の評価値を算出する評価手段１５と機能
を有している。具体的に構成を説明すると、主制御部１
６が備えられ、この主制御部１６に画像メモリ１３、不
均一候補検出手段１４、評価手段１５及び出力部１７が
接続されている。前記不均一候補検出手段１４は広域平
均演算部１８、局所平均演算部１９及び差演算部２０か
ら構成されている。広域平均演算部１８は画像メモリ１
３に記憶された画像データを所定の大きさの小領域に分
割し、その濃度代表値の平均の濃淡レベルを求める機能
を有するものであり、局所平均演算部１９は画像データ
における濃淡レベルの局所的な平均を求める機能を有す
るものである。

そして、差演算部２０はこれら広域平均演算部１８及び
局所平均演算部１９でそれぞれ求められた広域平均のデ
ータと局所平均のデータと差を演算して画像データにお
ける不均一部分の候補を検出する機能を有するものであ
る。又、評価手段１５は局所ウィンドウ設定部２１及び
パラメータ算出部２２から構成されている。局所ウィン
ドウ設定部２１は不均一部分の候補にこの不均一部分の
候補よりも大きいウィンドウを設定するものであり、又
パラメータ算出部２２は不均一部分の候補の周囲に対す
る濃淡レベルの度合いから不均一の評価パラメータを算
出する機能を有するものである。なお、出力部１７には
モニタデイスプレィ２３が接続されている。

次に上記の如く構成された装置の作用について第２図に
示す検査流れ図を参照して説明する。ビデオカメラ１０
から出力された画像信号はＡ／Ｄ変換器１２でディジタ
ル画像信号に変換されて画像データとして画像メモリ１
３に記憶される。このように画像データが記憶されると
、主制御部１６の指令により不均一候補検出手段１４は
次のような処理を実効する。すなわち、ステップＳ１に
おいて広域平均演算部１８は第３図に示すように画像デ
ータＱを各領域に分割する。ここで、画像データの分割
作用について説明すると、分割された各領域数はＮＸＭ
となっている。なお、領域番号１．　Ｊは １−０．・・・Ｎ−１ Ｊ−０，・・・Ｍ−１ である。又、各領域は第４図に示すように画素数ｎＸｍ
に形成されており、これらｎｘｍは観測スケールとなる
。この観測スケールは可変である。

そして、ｇ　（ｘ、ｙ）は画像データの各１画素ごとの
濃淡レベルを表わしており、例えばｇ（１゜１）は位置
（１，１）の１画素の濃淡レベルを示している。

ところで、前記広域平均演算部１８は観測スケールｎ、
ｍを比較的大きな値つまり広域的な濃淡レベルの変動（
むら）が現われる値に設定する。

そして、この観測スケールｎ、ｍを用いて各領域ごとの
平均濃淡レベルｆａ＋ｍ（Ｘ＋　　ｙ）を演算し求める
。

÷ｎ　−ｍ　　　　　　　　　　・・・（１）ここで、
ｘｌｍ　ｌ　ｏ　ｎ＋１．　ｘ２−　（１＋１）　ｎ。

１ｍ　１ｎｔ（ｘ／ｎ） ｙｌｍ　Ｊ　　−ｍ　＋　１．　ｙ２−　　（Ｊ　＋　
１）ｍ。

Ｊ　　−１ｎｔ　（ｙ／ｍ） ところで、上記観測スケールｎ、ｍは小さければ小さい
程画像データを詳細に見ることになる。従って、上記の
如く比較的大きな観１ｊｌＪスケールｎ。

ｍに設定することにより画像データ全体の濃淡レベルの
変動が得られる。

次にステップｓ２に移って主制御部１６は局所平均演算
部１９に指令を発する。これにより、局部平均演算部１
９は上記第（１）式における観測スケールｎ、ｍを小さ
な値つまりノイズ成分を除去するとともに局所的な濃淡
レベルの不均一部分（しみ）を現わすｆａｎ″、ｍ−に
設定する。しかるに、局部平均演算部１９はこの観ｎ１
スケールｎ　　、ｍでそれぞれ分割された各領域ごとの
平均濃淡レベルｆ、・、・（ｘ、ｙ）を上記第（１）式
に従って求める。

次にステップＳ３に移って主制御部１６は差演算部２０
に対して指令を発する。これにより、差演算部２０は広
域平均演算部１８で求められた平均濃淡レベルつまり広
域平均データｆ　（ｘ、ｙ）と局所平均演算部１９で求
められた平均濃淡レベルつまり局所平均データｆ。−１
・（ｘ、ｙ）との差演算を行なって差分画像データＳ　
（ｘ、ｙ）を求める。つまり Ｓ　　（ｘ＋　　ｙ）ｗ（、、（）（、ｙ）−ｆｎ−ｍ
−（ｘ、　　ｙ）・・・（２） である。そして、この差分画像データＳ　（ｘ、ｙ）に
対して所定のしきい値以上の濃淡レベルを持った画素を
抽出してその画素を不均一部分の候補とする。第５図は
画像データＱにおける不均一部分の候補６１〜Ｇ４の例
を示している。

次にステップｓ５において主制御部１６はこれら不均一
部分の候補０１〜Ｇ４の数と予め定められた候補数のし
きい値とを比較し、候補数がしきい値よりも少なければ
ステップＳ６において候補のしきい値を変更して再びス
テップＳ３に戻る。

次にステップＳ７に移って主制御部１６は局所ウィンド
ウ設定部２１に指令を発する。これにより、局所ウィン
ドウ設定部２１は第６図に示すように各不均一部分の候
補０１〜Ｇ４に対して外接長方形Ｌ１〜Ｌ４を求め、こ
れら不均一部分の候補Ｇ１〜Ｇ４の大体の大きさ及びそ
の位置を把握する。そして、ステップＳ８において局所
ウィンド設定部２１は第７図に示すように各不均一部分
の候補６１〜Ｇ４に対してこれら不均一部分の候補６１
〜Ｇ４よりも大きな局所ウィンドウＷ１〜Ｗ４を設定す
る。

次にステップｓ９に移って主制御部１６は評価パラメー
タ算出部２２に指令を発する。これにより、評価パラメ
ータ算出部２２は各局所ウィンドウＷ１〜Ｗ４に対して
それぞれその六方向に副ウィンドウを設ける。具体的に
局所ウィンドウＷ１について説明すると、第８図に示す
ようにウィンドウＷ１に対して副ウィンドウｖ２〜ｖ８
が設定される。

そして、これらウィンドウＷ１及び各副ウィンドウｖ２
〜ｖ９の各濃淡レベルの分散Ｖ１及びｖ２〜Ｖ９が求め
られる。つまり、各ウィンドウＷｌ。

ｖ２〜ｖ９内の画素数をＳとすれば、各ウィンドウＷ　
１　、　ｖ２〜ｗ９の各平均濃淡レベルＡ　ｉ　　（ｉ
−１＋２、・・・９）は Ａｉ−Σｙ／Ｓ　　　　　　　　　　　　・・・（３）
となり各分散■１は Ｖ　ｉ−１：ｏ　（ｇ−Ａ　ｉ）　２／　（Ｓ−Ｔ）・
・・（４） となる。但し、ｇは１画素の持つ８ビット濃度であり、
Φ（ｇ−Ａｔ）はｇ−Ａｉの値がある条件を満たす場合 Φ（ｇ−Ａｔ）　−ｇ−Ａｉ であり、条件を満たさない場合 Φ（ｇ−Ａｔ）＝０ となる関数である。本実施例ではｇ＞Ａｉの場合、Φ（
ｇ−Ａｉ）＝Ｏ ｇ≦Ａｔの場合は Φ（ｇ−Ａｔ）　−ｇ−Ａｉ とし、Ｔはその条件を満たした画素数とする。

このようにして求めた分散ｖ１〜Ｖ９は局所ウィンドウ
Ｗ１内の平均濃淡レベルより高い画素を無視したものと
なる。そして、これら分散ｖ１〜ｖ９から評価パラメー
タＰが求められる。

Ｐ−Σ（Ｖｌ／Ｖ　ｉ）　　　　　　　　　　−（５）
ところで、この評価パラメータＰは局所ウィンドウＷ１
の周囲に対する濃淡レベルの関係を示している。つまり
、第９図（ａ）はウィンドウＷ１内の濃淡レベル変動が
小さくても周囲濃淡レベルが均一であればＰは高い値を
示す。又、同図（ｂ）はウィンドウＷ１内の濃淡レベル
変動が大きくても周囲濃淡レベルの変動が大きければ評
価パラメータは低い値となる。これは人間の視覚特性に
従っている。しかるに、主制御部１６はこの評価パラメ
ータＰがしきい値を越えると局所ウィンドウＷｌ内に不
均一部分つまりじみが在ると判断する。

以下、他の局所ウィンドウＷ２〜Ｗ４に対しても同様に
評価パラメータＰが求められて、じみの存在が判断され
る。

このように上記一実施例においては、ビデオカメラ１０
により得られた画像データに対してこの画像データ全体
を２つのスケールで分割し、各スケールの分割領域ごと
にその領域の濃度平均値を求め各位置で２つのスケール
での濃度平均値の差を求めその大きさから不均一部分の
候補を検出し、この不均一候補部分とその周囲領域の濃
淡レベルの変動の度合いの差から不均一の評価パラメー
タＰを算出するようにしたので、ＣＣＤのしみ等の不均
一部分を定量的にかつ正確に、そのうえ自動的に検査で
きる。そして、以上の検査は人間の対象物を注目すると
きの見方つまり対象物を大まかに見たり、必要に応じて
部分的な特徴に注意を向けて細かく見るという、大局的
な観察と局所的な観察とによっている。従って、人間の
視覚特性に近い検査ができる。又、ＣＣＤ製造における
ウニ八段階のものを使用することにより、不良品と判断
されたチップを省くことにより不良チップを使用した素
子の組立てを行なわずに済むので、ＣＣＤ製造において
大幅にコストダウンが図る。

又、これによりＣＣＤの厳確な品質管理ができることに
なる。

なお、本発明は上記一実施例に限定されるものでなくそ
の主旨を逸脱しない範囲で変形してもよい。例えば、Ｃ
ＣＤの評価に限らずＭＯ３型撮像素子の評価、さらには
塗装むらの評価にも適用できる。又、本実施例では対象
を濃淡データとしたが、これは色度データ、例えばＲ−
Ｙ、Ｂ−Ｙ色相、彩度データ、又はこれらの複合データ
でもよい。

［発明の効果］ 以上詳記したように本発明によれば、定量的に均一性の
検査ができかつ評価対象を無駄にすることがない均一性
評価装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第９図は本発明の均一性評価装置の一実施例
を説明するための図であって、第１図は構成図、第２図
は検査流れ図、第３図及び第４図は各分割領域を示す模
式図、第５図は不均一部分の候補を示す模式図、第６図
は不均一部分の候補に外接長方形を設けた図、第７図は
不均一部分の候補に局所ウィンドウを設定した模式図、
第８図は評価パラメータの算出作用を説明するための模
式図、第９図は評価パラメータの示す値を説明するため
の図、第１０図は従来技術を示す構成図である。 ２・・・ライトボックス、１０・・・ビデオカメラ、１
１・・・画像処理装置、１２・・・Ａ／Ｄ変換器、１３
・・・画像メモリ、１４・・・不均一候補検出手段、１
５・・・評価手段、１６・・・主制御部、１７・・・出
力部、１８・・・広域平均演算部、１９・・・局所平均
演算部、２０・・・差演算部、２１・・・局所ウィンド
ウ設定部、１５・・・評価パラメータ算出部。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第 図 第 図 第６ 図 第 図 一 一一 第３ 図 第４ 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 評価対象の画像を撮像する撮像手段と、この撮像手段に
   より撮像された画像データを予め定められた大きさの複
   数の小領域に分割し、分割した小領域ごとに所定種類の
   代表値を算出し、各小領域間で前記所定種類の代表値を
   比較することから前記画像データにおける不均一部分の
   候補を検出する不均一候補検出手段と、この不均一候補
   検出手段により検出された不均一候補部分の変動の度合
   いと、その濃淡レベルの変動の度合いとの違いから不均
   一の評価値を算出する評価手段とを具備したことを特徴
   とする均一性評価装置。