JPH11237216A - Evaluation method for optical distortion and evaluation device - Google Patents

Evaluation method for optical distortion and evaluation device

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JPH11237216A
JPH11237216A JP34908898A JP34908898A JPH11237216A JP H11237216 A JPH11237216 A JP H11237216A JP 34908898 A JP34908898 A JP 34908898A JP 34908898 A JP34908898 A JP 34908898A JP H11237216 A JPH11237216 A JP H11237216A
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JP
Japan
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image
distortion
optical distortion
correlation value
perspective image
Prior art date
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Pending
Application number
JP34908898A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshiyuki Sonda
嘉之 尊田
Takeshi Shimazaki
剛 嶋崎
Makoto Kurumisawa
信 楜澤
Hiroaki Shimozono
裕明 下薗
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AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
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Publication date
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Priority to JP34908898A priority Critical patent/JPH11237216A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To quantify optical distortion regardless of the kind of the distortion, by calculating correlation value between a perspective image or a reflection image and an ideal image, and evaluating the optical distortion of a measured object based on the calculated correlation value. SOLUTION: A reference pattern 2 from a light source transmits a measuring object 1 such as a plate glass for measuring optical distortion and is received by an imaging device 4. The observed perspective image 3 by the imaging device 4 is inputted in an operator device 5 such as a computer. The operator device 5 evaluates optical distortion of the measuring object 1 from the observed perspective image 3 obtained when the reference pattern 2 passes the measuring object 1. Here, the operator device 5 realizes a correlation value calculation means and evaluation means. By this, the optical distortion can be quantified regardless of the kind of the distortion and the quantification of the optical distortion matching to human sense is possible. Since the optical distortion is quantified with correlation operation, a strong distortion which was difficult to quantify with a method measuring the distortion of rectangular elements constituting a grid can also be quantified.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、透明板状体の透視
歪や反射歪などの光学歪を測定するための方法および装
置に関し、特に、自動車用ガラスの透視歪や建築用ガラ
スの反射歪を測定するのに適した光学歪の評価方法およ
び評価装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for measuring optical distortion such as perspective distortion and reflection distortion of a transparent plate, and more particularly to perspective distortion of automobile glass and reflection distortion of architectural glass. The present invention relates to a method and an apparatus for evaluating optical distortion suitable for measuring the optical distortion.

【0002】[0002]

【従来の技術】自動車用のガラス板や建築用のガラス板
には、平板状のもののほか、曲げ成形されたものがあ
る。特に大きな曲率の曲げガラス板や平滑性に乏しいガ
ラス板では、ガラス板越しに対象物を見たときやガラス
板に反射した対象物を見たときに対象物が歪んで見えて
しまうことがある。ガラス板を介して対象物を観測した
ときに生ずる歪が大きすぎると、外観を損なうことにな
り、また、視界を妨げることにもなってしまう。そこ
で、ガラス板によって生ずる歪が許容範囲内にあるか否
か評価する必要がある。評価のための方法として、いく
つかの方法が提案されている。
2. Description of the Related Art A glass sheet for an automobile and a glass sheet for an architectural structure include a flat glass plate and a bent glass plate. In particular, a bent glass plate with a large curvature or a glass plate with poor smoothness may appear distorted when viewing an object through the glass plate or when viewing an object reflected on the glass plate . If the distortion generated when observing the object through the glass plate is too large, the appearance is impaired and the visibility is impaired. Therefore, it is necessary to evaluate whether the distortion caused by the glass plate is within an allowable range. Several methods have been proposed as methods for evaluation.

【0003】そのような方法のうちの一つに、直交格子
パターンの被測定物による透視像または反射像を観測
し、透視像または反射像における格子を構成する線分の
傾き角度をもって透視歪の程度を定量化する方法があ
る。また、格子を構成する四角形要素の形状のばらつき
をもって透視歪または反射像を測定する方法もある。特
開平7−20059号公報には、観測透視像または観測
反射像のコントラストの低下量をもって透視歪または反
射歪の程度を定量化する方法が記載されている。
[0003] One of such methods is to observe a perspective image or a reflection image of an object to be measured in an orthogonal lattice pattern, and to determine the perspective distortion of the perspective image or the reflection image based on the inclination angle of a line segment constituting the lattice. There is a way to quantify the degree. In addition, there is a method of measuring a perspective distortion or a reflected image based on a variation in the shape of a square element constituting a grid. Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-20059 describes a method for quantifying the degree of perspective distortion or reflection distortion based on the amount of decrease in the contrast of an observation perspective image or observation reflection image.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述したよう
な方法には以下のような課題がある。格子を構成する線
分の傾き角度を得る方法では、格子が斜め方向に変形し
ないような歪を正しく定量化することができない。ま
た、格子を構成する四角形要素の形状のばらつきを測定
する方法では、透視像または反射像において格子の座標
値を求める必要があり測定負荷は大きい。特に、格子が
大きく変形するような歪が生ずる場合には、座標値を求
めることそのものが困難になって歪の定量化を行うこと
は困難である。
However, the above-described method has the following problems. In the method of obtaining the inclination angle of the line segment forming the grid, distortion that does not deform the grid in an oblique direction cannot be quantified correctly. Further, in the method of measuring the variation in the shape of the square elements forming the grid, it is necessary to obtain the coordinate values of the grid in the perspective image or the reflection image, and the measurement load is large. In particular, when distortion occurs such that the lattice is greatly deformed, it is difficult to obtain the coordinate value itself, and it is difficult to quantify the distortion.

【0005】また、透視像または反射像のコントラスト
の低下量をもって光学歪を定量化する方法は、簡易な画
像処理によって光学歪の程度を定量化することができる
が、コントラストの低下を伴わない歪については、その
程度を正しく定量化できない。
In the method of quantifying optical distortion based on the amount of decrease in the contrast of a perspective image or a reflected image, the degree of optical distortion can be quantified by simple image processing. For, the degree cannot be quantified correctly.

【0006】本発明はそのような課題に対応するための
ものであって、歪の種類によらず光学歪を定量化できる
光学歪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。
An object of the present invention is to address such a problem, and an object of the present invention is to provide an optical distortion evaluation method and an evaluation apparatus capable of quantifying optical distortion regardless of the type of distortion.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明による光学歪の評
価方法は、参照パターンを被測定物に照射する工程と、
被測定物からの参照パターンの透視像または反射像を観
測する工程と、透視像または反射像と理想像との相関値
を算出する工程と、算出された相関値にもとづいて被測
定物の光学歪を評価する工程とを含む。
According to the present invention, there is provided a method for evaluating optical distortion, comprising the steps of: irradiating an object with a reference pattern;
A step of observing a perspective image or a reflection image of the reference pattern from the object to be measured, a step of calculating a correlation value between the perspective image or the reflection image and the ideal image, and an optical system of the object to be measured based on the calculated correlation value. Evaluating the distortion.

【0008】また、透視像または反射像と理想像との相
関値を算出する際に、透視像または反射像の一部である
ローカル画像と、各ローカル画像と同サイズの理想的パ
ターンとの相関値を算出し、算出された各相関値から被
測定物における歪存在領域を特定するようにしてもよ
い。
When calculating a correlation value between a perspective image or a reflection image and an ideal image, a correlation between a local image that is a part of the perspective image or the reflection image and an ideal pattern of the same size as each local image is calculated. A value may be calculated, and a strain existing area in the measured object may be specified from each calculated correlation value.

【0009】そして、複数の画素を有する撮像手段によ
って被測定物からの参照パターンの透視像または反射像
を観測し、観測された透視像または反射像の画素の階調
値と理想像の画素の階調値とを用いて相関値を算出する
ようにしてもよい。
Then, a perspective image or a reflection image of the reference pattern from the object to be measured is observed by an image pickup means having a plurality of pixels, and the gradation value of the observed perspective image or the reflection image pixel and the ideal image pixel are compared. The correlation value may be calculated using the gradation value.

【0010】本発明による光学歪の評価装置は、参照パ
ターンの被測定物による透視像または反射像を撮像する
撮像手段と、撮像手段から透視像または反射像を入力し
透視像または反射像と理想像との相関値を算出する相関
値算出手段と、相関値算出手段による相関値もとづいて
被測定物の光学歪を評価する評価手段とを備えたもので
ある。
An apparatus for evaluating optical distortion according to the present invention includes an image pickup means for picking up a perspective image or a reflection image of a reference pattern by an object to be measured, and a perspective image or a reflection image obtained by inputting a perspective image or a reflection image from the image pickup means. The apparatus comprises a correlation value calculating means for calculating a correlation value with an image, and an evaluation means for evaluating optical distortion of the device under test based on the correlation value by the correlation value calculating means.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。図1は、本発明による光学歪の評価装置の実施の
一形態を示す概念図である。図に示すように、光源から
の参照パターン2は、光学歪が測定される板状ガラス等
の被測定物1を透過した後、撮像装置4で受光される。
撮像装置4による観測透視像3は、計算機等の演算装置
5に入力する。演算装置5は、参照パターン2が被測定
物1を通過して得られた観測透視像3から被測定物1の
光学歪を評価する。ここで、演算装置5は、相関値算出
手段および評価手段を実現するものである。
Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 is a conceptual diagram showing an embodiment of an optical distortion evaluation apparatus according to the present invention. As shown in the figure, a reference pattern 2 from a light source is received by an imaging device 4 after transmitting through a DUT 1 such as a plate glass for which optical distortion is measured.
The observation perspective image 3 from the imaging device 4 is input to an arithmetic device 5 such as a computer. The arithmetic unit 5 evaluates the optical distortion of the DUT 1 from the observation perspective image 3 obtained by passing the reference pattern 2 through the DUT 1. Here, the arithmetic unit 5 implements a correlation value calculation unit and an evaluation unit.

【0012】なお、参照パターン2として、チェッカー
パターン、直交格子パターンまたはドットパターンなど
の規則的なパターンが用いられる。また、撮像装置4と
して、エリアカメラ、ラインカメラ、ビデオカメラ、ス
ティルカメラ、フォトセンサを配列させたものなど、観
測透視像3を画像データとして入力できるものであれば
いずれを用いてもよい。
As the reference pattern 2, a regular pattern such as a checker pattern, an orthogonal lattice pattern or a dot pattern is used. As the imaging device 4, any device that can input the observation perspective image 3 as image data, such as an area camera, a line camera, a video camera, a still camera, and an array of photo sensors, may be used.

【0013】次に、図2のフローチャートおよび図3の
説明図を参照して動作について説明する。演算装置5
は、撮像装置4から観測透視像3を入力し(ステップS
1)、入力された観測透視像3と理想的透視像との間で
相関演算を行う(ステップS2)。
Next, the operation will be described with reference to the flowchart of FIG. 2 and the explanatory diagram of FIG. Arithmetic unit 5
Inputs the observation perspective image 3 from the imaging device 4 (step S
1) A correlation operation is performed between the input observation perspective image 3 and the ideal perspective image (step S2).

【0014】図3は、相関演算の具体的一例を説明する
ための説明図である。図3において、観測透視像3は、
(m×n)画素の画像として表現されている。この画像
をf(xi ,yi )と表現する。ここで、fは画素の階
調値、xi ,yi は画像における画素位置を表す。演算
装置5は、観測透視像3から(u×v)画素のローカル
画像6を取り出す。そして、取り出したローカル画像6
と、そのローカル画像6と同サイズの理想的透視像7と
の相関値Cを(1)式にもとづいて算出する。
FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining a specific example of the correlation operation. In FIG. 3, the observation perspective image 3 is
It is represented as an image of (m × n) pixels. This image is expressed as f (xi, yi). Here, f represents the gradation value of the pixel, and xi and yi represent the pixel position in the image. The arithmetic unit 5 extracts a local image 6 of (u × v) pixels from the observation perspective image 3. And the extracted local image 6
And the correlation value C between the local image 6 and the ideal perspective image 7 of the same size are calculated based on the equation (1).

【0015】[0015]

【数1】 (Equation 1)

【0016】(1)式において、g(xi ,yi )は観
測透視像3から取り出されたローカル画像6を表し、h
(xi ,yi )はg(xi ,yi )同サイズの理想的透
視像7を表す。(1)式は、ローカル画像6と理想的透
視像7との間で、対応画素毎に階調値を乗算し、乗算結
果の総和をとったものを、理想的透視像7の各画素の自
乗値の和で除して正規化したものとなっている。なお、
各画素が2値化される場合には(1)式の分母は(u×
v)でよい。従って、相関値Cは、ローカル画像6の歪
が小さいほど、すなわち、理想的透視像7に近いほど高
くなる。
In the equation (1), g (xi, yi) represents the local image 6 extracted from the observation perspective image 3, and
(Xi, yi) represents an ideal perspective image 7 of the same size as g (xi, yi). Equation (1) is obtained by multiplying the gradation value between the local image 6 and the ideal perspective image 7 for each corresponding pixel, and calculating the sum of the multiplication results. It is normalized by dividing by the sum of the square values. In addition,
When each pixel is binarized, the denominator of equation (1) is (u ×
v). Accordingly, the correlation value C increases as the distortion of the local image 6 decreases, that is, as the local image 6 approaches the ideal perspective image 7.

【0017】演算装置5は、以上に述べた相関演算を、
(m×n)画素の観測透視像3の全体について実行す
る。そして、得られた各相関値Cの平均値または最大値
にもとづいて観測透視像3全体の光学歪を評価すること
によって、被測定物1全体にわたって光学歪を評価する
(ステップS3)。
The arithmetic unit 5 performs the above-described correlation operation by:
This is executed for the entire observation perspective image 3 of (m × n) pixels. Then, by evaluating the optical distortion of the entire observation fluoroscopic image 3 based on the obtained average value or maximum value of the correlation values C, the optical distortion is evaluated over the entire DUT 1 (step S3).

【0018】例えば、平均値が所定の基準値よりも小さ
い場合には、被測定物1において歪が存在すると評価で
きる。または、最小値が所定の基準値を下回る場合に被
測定物1において歪が存在すると評価できる。また、平
均値よりも大きく下回っている相関値Cがあれば、その
相関値Cを示すローカル画像6に対応した部分に大きな
歪があると評価できる。または、基準値を下回る最小値
を示す相関値Cを示すローカル画像6に対応した部分に
大きな歪があると評価できる。
For example, when the average value is smaller than a predetermined reference value, it can be evaluated that distortion exists in the DUT 1. Alternatively, when the minimum value is less than a predetermined reference value, it can be evaluated that distortion exists in the DUT 1. If there is a correlation value C that is significantly lower than the average value, it can be evaluated that there is a large distortion in a portion corresponding to the local image 6 indicating the correlation value C. Alternatively, it can be evaluated that there is a large distortion in a portion corresponding to the local image 6 indicating the correlation value C indicating the minimum value lower than the reference value.

【0019】なお、ステップS3の光学歪の評価は、評
価者が相関演算結果にもとづいて行うようにしてもよい
し、演算装置5が、各相関値Cの平均値または最大値と
基準値とを比較し比較結果を出力するようにしてもよ
い。
The evaluation of the optical distortion in step S3 may be performed by the evaluator based on the result of the correlation calculation, or the arithmetic unit 5 may calculate the average or maximum value of each correlation value C and the reference value. May be compared and a comparison result may be output.

【0020】以上のように、この実施の形態では、被測
定物1を透過したパターンと理想的パターンとの相関値
にもとづいて被測定物1の光学歪を評価するので、被測
定物1がどのような方向に歪んでいても、歪を検出する
ことができる。
As described above, in this embodiment, the optical distortion of the DUT 1 is evaluated based on the correlation value between the pattern transmitted through the DUT 1 and the ideal pattern. Regardless of the direction of distortion, the distortion can be detected.

【0021】なお、理想的透視像7として、歪のない理
想的形状を有することが確認されている被測定物1によ
る透視像や、被測定物1を介さないで直接参照パターン
2を観測した場合の観測像を用いればよい。参照パター
ン2が周期的パターンである場合には、演算対象のロー
カル画像6に隣り合うローカル画像を理想的透視像7と
してもよい。
As the ideal perspective image 7, a perspective image of the DUT 1, which has been confirmed to have an ideal shape without distortion, and the reference pattern 2 were observed directly without passing through the DUT 1. The observation image in that case may be used. When the reference pattern 2 is a periodic pattern, a local image adjacent to the local image 6 to be calculated may be used as the ideal perspective image 7.

【0022】また、この実施の形態では、被測定物1を
透過したパターンによる観測透視像3を扱う場合につい
て説明したが、被測定物1で反射されたパターンによる
観測反射像を扱う場合でも、本発明による方法および装
置を同様に適用することができる。
Further, in this embodiment, a case has been described in which an observation perspective image 3 based on a pattern transmitted through the DUT 1 is handled. The method and the device according to the invention can likewise be applied.

【0023】[0023]

【実施例】以下、本発明による評価方法の実施例につい
て説明する。 [実施例1]図4に示すような観測透視像3が得られた
とする。図4に示されたとおり、この透視像は、左右方
向にのみチェッカーパターンが伸縮した歪を有してい
る。観測透視像3は、(512×512)画素の画像で
あり、ローカル画像6を(8×8)画素の画像とした。
また、相関値Cの算出にあたって、チェッカーパターン
中の黒領域に−1、白領域に+1という信号値を与え
た。すると、両画像の相関が高いほど相関値Cの値は1
に近づき、両画像の相関が低いほど相関値Cの値は0に
近づく。
Embodiments of the evaluation method according to the present invention will be described below. [Example 1] Assume that an observation perspective image 3 as shown in FIG. 4 is obtained. As shown in FIG. 4, this perspective image has distortion in which the checker pattern expands and contracts only in the left-right direction. The observation perspective image 3 was an image of (512 × 512) pixels, and the local image 6 was an image of (8 × 8) pixels.
In calculating the correlation value C, a signal value of -1 was given to a black area and a signal value of +1 was given to a white area in the checker pattern. Then, the higher the correlation between the two images, the more the value of the correlation value C becomes 1.
, And the value of the correlation value C approaches 0 as the correlation between the two images is lower.

【0024】図5は、相関値Cの計算結果を示す説明図
である。図において、白い部分が計算結果において相関
値が大きかった部分を示し、黒い部分が相関値が小さか
った部分を示す。図5から明らかなように、観測透視像
3において歪の大きい部分では、本発明による方法によ
って得られた相関値が小さくなっている。このように、
本発明による方法では、観測透視像3における歪の存在
領域を特定でき、かつ、相関値の大小によって歪の程度
を定量化できる。なお、格子を構成する線分の傾き角度
を得る従来の方法では、図4に示されたような歪を正し
く定量化することはできない。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a calculation result of the correlation value C. In the figure, a white portion indicates a portion where the correlation value is large in the calculation result, and a black portion indicates a portion where the correlation value is small. As is clear from FIG. 5, the correlation value obtained by the method according to the present invention is small in the portion where the distortion is large in the observation perspective image 3. in this way,
In the method according to the present invention, the region where the distortion exists in the observation perspective image 3 can be specified, and the degree of the distortion can be quantified by the magnitude of the correlation value. It is to be noted that the conventional method for obtaining the inclination angle of the line segments constituting the grid cannot correctly quantify the distortion as shown in FIG.

【0025】[実施例2]実施例1では観測透視像3と
理想的透視像7の各画素を2値化(黒:−1,白:+
1)した上で両画像の相関値Cを算出したが、観測透視
像3と理想的透視像7の各画素を多値化すれば、さらに
精度よく相関値を算出できる。その結果、被測定物1に
おける歪の存在領域をさらに精度よく特定でき、また、
歪の程度をさらに精度よく定量化できる。
[Embodiment 2] In Embodiment 1, each pixel of the observation perspective image 3 and the ideal perspective image 7 is binarized (black: -1, white: +
After 1), the correlation value C of both images is calculated. However, if each pixel of the observation perspective image 3 and the ideal perspective image 7 is multi-valued, the correlation value can be calculated with higher accuracy. As a result, the region where the strain exists in the DUT 1 can be specified with higher accuracy.
The degree of distortion can be quantified more accurately.

【0026】例えば、4値化処理を行う場合には、白領
域に+0.75、黒領域に−0.75、白領域における
黒隣接領域に+0.25、黒領域における白隣接領域に
−0.25という信号値を与える。すなわち、理想的透
視像7については、図6に例示するチェッカーパターン
の一部のように、白領域8、黒領域10、白領域におけ
る黒隣接領域9、黒領域における白隣接領域11のそれ
ぞれに、+0.75、−0.75、+0.25、−0.
25という信号値を与える。
For example, when quaternary processing is performed, +0.75 for a white area, -0.75 for a black area, +0.25 for a black adjacent area in a white area, and -0 for a white adjacent area in a black area. .25. That is, as for the ideal perspective image 7, as shown in a part of the checker pattern illustrated in FIG. 6, each of the white region 8, the black region 10, the black adjacent region 9 in the white region, and the white adjacent region 11 in the black region. , +0.75, -0.75, +0.25, -0.
A signal value of 25 is given.

【0027】観測透視像3についても、観測像から検出
される白領域、黒領域、白領域における黒隣接領域、黒
領域における白隣接領域のそれぞれに、+0.75、−
0.75、+0.25、−0.25という信号値を与え
る。その上で、観測透視像3と理想的透視像7との間の
相関を(1)式を用いて算出する。
The observation perspective image 3 also has +0.75 and −0.75 respectively for the white area, black area, black adjacent area in the white area, and white adjacent area in the black area detected from the observed image.
Signal values of 0.75, +0.25, and -0.25 are given. Then, the correlation between the observation perspective image 3 and the ideal perspective image 7 is calculated using the equation (1).

【0028】4値化処理を行った場合には、信号レベル
が多値化されるので、歪の程度をさらに精度よく定量化
できる。また、この実施例では、白黒の境界領域に白領
域および黒領域の中間の信号レベルを付与するので、2
値化処理で生ずる不必要なモアレ歪の影響を除去した定
量化を行うことができる。
When the quaternary processing is performed, the signal level is multi-valued, so that the degree of distortion can be quantified more accurately. In this embodiment, a signal level intermediate between the white area and the black area is given to the black and white boundary area.
It is possible to perform quantification by removing the influence of unnecessary moire distortion generated in the binarization processing.

【0029】[実施例3]次に、本発明による方法によ
って光学歪を定量化した結果と人間の歪感覚との対応関
係について説明する。ここでは、被験者による閾値実験
結果と本方法による光学歪定量値との関係を調べた。
[Embodiment 3] Next, the correspondence between the result of quantifying optical distortion by the method according to the present invention and the human sense of distortion will be described. Here, the relationship between the result of the threshold experiment by the subject and the optical distortion quantitative value by the present method was examined.

【0030】閾値実験において、図7に示すような、直
交格子パターンにおける交点位置をsin関数で移動さ
せた正弦波歪を与えたものと、図8に示すような、直交
格子パターンに線状の歪を与えたものとを用いた。そし
て、歪の強弱を変化させて被験者に歪パターンを提示
し、歪んで見えるか否か質問した。一般に、歪の強いパ
ターンほど歪んでいると答える確率が高くなり、歪の弱
いいパターンほど歪んでいると答える確率が低くなる。
ここでは、歪を感じ始める閾値の分布が正規分布すると
仮定して、歪んでいると答える確率(知覚確率)をZス
コアに変換して歪感覚量とした。
In the threshold experiment, a sinusoidal distortion in which the intersection point in the orthogonal grid pattern was moved by a sin function as shown in FIG. 7 was applied to the orthogonal grid pattern as shown in FIG. The one with distortion was used. Then, the strain pattern was presented to the subject by changing the strength of the strain, and a question was asked as to whether or not the subject looked distorted. In general, a pattern with a higher distortion has a higher probability of responding that the pattern is distorted, and a pattern with a lower distortion has a lower probability of responding that the pattern is distorted.
Here, assuming that the distribution of thresholds at which distortion starts to be sensed is a normal distribution, the probability (perceived probability) of responding that the object is distorted is converted into a Z score and used as the amount of distortion sensation.

【0031】一方、上記の閾値実験で用いた歪パターン
を(512×512)画素の画像として表現し、ローカ
ル画像6を(8×8)画素の画像として、本発明による
方法によって歪のない理想的パターンとの相関を求め
た。そして、各ローカル画像6について算出した各相関
値の平均値を、歪パターンの光学歪定量値とした。ここ
でも、パターン中の黒領域に−1、白領域に+1という
信号値を与えた。
On the other hand, the distortion pattern used in the above threshold experiment is expressed as an image of (512 × 512) pixels, and the local image 6 is an image of (8 × 8) pixels. The correlation with the target pattern was obtained. Then, the average value of the correlation values calculated for each local image 6 was used as the optical distortion quantitative value of the distortion pattern. Here, a signal value of -1 was given to a black area and a signal value of +1 was given to a white area in the pattern.

【0032】図9は、閾値実験で得られた歪感覚量(Z
スコア)と本発明による方法で求めた光学歪定量値との
関係を示す説明図である。図9において、横軸は、(1
−各相関値)の画像内における平均値を示し、値が大き
いほど相関値が小さい、すなわち理想的画像とローカル
画像6との相関が低いことを示す。図9から明らかなよ
うに、正弦波歪を有する歪パターンについても線状の歪
を有する歪パターンについても、相関値が小さくなれば
なるほど(図9において横軸上右へ行けば行くほど)、
Zスコアの値が大きくなる。すなわち、被験者が歪んで
いると答える確率が高くなる。
FIG. 9 shows the distortion perception amount (Z) obtained in the threshold experiment.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a relationship between a score) and an optical distortion quantitative value obtained by a method according to the present invention. In FIG. 9, the horizontal axis represents (1
-The average value of each correlation value) in the image. The larger the value, the smaller the correlation value, that is, the lower the correlation between the ideal image and the local image 6. As is clear from FIG. 9, the smaller the correlation value of the distortion pattern having the sine wave distortion and the distortion pattern having the linear distortion is (the more the rightward on the horizontal axis in FIG. 9),
The value of the Z score increases. That is, the probability that the subject answers that the subject is distorted is increased.

【0033】従って、正弦波歪を有する歪パターンにつ
いても線状の歪を有する歪パターンについても、本発明
による方法で求めた光学歪定量値と歪感覚量との間に良
好な対応関係が見られることが確認された。このこと
は、本発明による方法は、歪の種類によらず光学歪の定
量化ができるのみならず、人間の感覚にあった歪測定が
行える方法であることを示している。
Therefore, for both the distortion pattern having a sine wave distortion and the distortion pattern having a linear distortion, a good correspondence between the optical distortion quantitative value obtained by the method according to the present invention and the distortion sensation amount is found. Was confirmed. This indicates that the method according to the present invention is a method capable of not only quantifying optical distortion irrespective of the type of distortion but also performing distortion measurement suited to human senses.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、光学歪
の評価方法および評価装置を、参照パターンの被測定物
による透視像または反射像を観測し、観測された透視像
または反射像と理想像との相関値を算出し、算出された
相関値にもとづいて被測定物の光学歪を評価するように
構成したので、歪の種類によらず光学歪を定量的に評価
できるとともに、人間の感覚にあった光学歪の定量化が
実現できる効果がある。また、相関演算によって光学歪
を定量化するので、格子を構成する四角形要素の変形を
測定する方法では定量化が困難であった強い歪も定量化
できる。
As described above, according to the present invention, a method and an apparatus for evaluating optical distortion are provided for observing a see-through image or a reflection image of an object to be measured of a reference pattern, and observing the observed see-through image or reflection image. And calculated the correlation value between the ideal image, and configured to evaluate the optical distortion of the measured object based on the calculated correlation value, so that the optical distortion can be quantitatively evaluated regardless of the type of distortion, There is an effect that quantification of optical distortion suitable for human sense can be realized. Further, since the optical distortion is quantified by the correlation operation, the strong distortion, which was difficult to quantify by the method of measuring the deformation of the square element forming the grid, can be quantified.

【0035】複数の画素を有する撮像手段によって被測
定物による参照パターンの透視像または反射像を観測
し、観測された透視像または反射像の画素の階調値と理
想像の画素の階調値とを用いて相関値を算出するように
構成されている場合には、階調値を用いて相関値を算出
するため、透視像または反射像と理想像との違いをより
正確に相関値に反映できるので好ましい。
The perspective image or the reflection image of the reference pattern by the object to be measured is observed by the imaging means having a plurality of pixels, and the gradation value of the observed perspective image or the reflection image pixel and the gradation value of the ideal image pixel are observed. In the case where the correlation value is calculated by using and, the correlation value is calculated by using the gradation value, so that the difference between the perspective image or the reflection image and the ideal image is more accurately converted into the correlation value. It is preferable because it can be reflected.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明による光学歪の評価装置の実施の一形
態を示す概念図である。
FIG. 1 is a conceptual diagram showing an embodiment of an optical distortion evaluation device according to the present invention.

【図2】 本発明による光学歪の評価方法を示すフロー
チャートである。
FIG. 2 is a flowchart showing a method for evaluating optical distortion according to the present invention.

【図3】 相関演算の具体的一例を説明するための説明
図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram for describing a specific example of a correlation operation.

【図4】 観測透視像の一例を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of an observation perspective image.

【図5】 図4に示された観測透視像を用いた相関値計
算結果を示す説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a correlation value calculation result using the observation perspective image shown in FIG. 4;

【図6】 4値化処理の場合の信号レベルの付与例を示
す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of signal level assignment in the case of quaternary processing;

【図7】 直交格子パターンに正弦波歪を与えたパター
ンを示す説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a pattern obtained by giving a sinusoidal distortion to an orthogonal lattice pattern.

【図8】 直交格子パターンに線状の歪を与えたパター
ンを示す説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a pattern obtained by applying a linear distortion to an orthogonal lattice pattern.

【図9】 閾値実験で得られたZスコアと本発明による
方法で求めた光学歪定量値との関係を示す説明図であ
る。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a relationship between a Z score obtained by a threshold experiment and a quantitative optical distortion value obtained by a method according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 被測定物 2 参照パターン 3 観測透視像 4 撮像装置 5 演算装置 6 ローカル画像 7 理想的透視像 8 白領域 9 白領域における黒隣接領域 10 黒領域 11 黒領域における白隣接領域 REFERENCE SIGNS LIST 1 DUT 2 Reference pattern 3 Observed perspective image 4 Imaging device 5 Arithmetic unit 6 Local image 7 Ideal perspective image 8 White region 9 Black adjacent region in white region 10 Black region 11 White adjacent region in black region

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 下薗 裕明 神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地 旭硝子株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Hiroaki Shimozono 1150 Hazawa-cho, Kanagawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa-ken

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被測定物の光学歪を評価する方法であっ
て、 参照パターンを前記被測定物に照射し、 前記被測定物からの前記参照パターンの透視像または反
射像を観測し、 観測された前記透視像または反射像と理想像との相関値
を算出し、 算出された相関値にもとづいて前記被測定物の光学歪を
評価する光学歪の評価方法。
1. A method for evaluating optical distortion of an object to be measured, comprising: irradiating a reference pattern to the object to be measured; observing a see-through image or a reflection image of the reference pattern from the object to be measured; An optical distortion evaluation method for calculating a correlation value between the obtained perspective image or reflection image and an ideal image, and evaluating optical distortion of the device under test based on the calculated correlation value.
【請求項2】 透視像または反射像と理想像との相関値
を算出する際に、 前記透視像または反射像の一部であるローカル画像と、
各ローカル画像と同サイズの理想的パターンとの相関値
を算出し、 算出された各相関値から被測定物における歪存在領域を
特定する請求項1記載の光学歪の評価方法。
2. When calculating a correlation value between a perspective image or a reflection image and an ideal image, a local image that is a part of the perspective image or the reflection image;
2. The method for evaluating optical distortion according to claim 1, wherein a correlation value between each local image and an ideal pattern of the same size is calculated, and a distortion existing area in the measured object is specified from each calculated correlation value.
【請求項3】 複数の画素を有する撮像手段によって被
測定物からの参照パターンの透視像または反射像を観測
し、 観測された前記透視像または反射像の画素の階調値と理
想像の画素の階調値とを用いて相関値を算出する請求項
1または請求項2記載の光学歪の評価方法。
3. A perspective image or a reflected image of a reference pattern from an object to be measured is observed by an image pickup means having a plurality of pixels, and a gradation value of the observed perspective image or a reflected image pixel and a pixel of an ideal image are observed. The method for evaluating optical distortion according to claim 1, wherein a correlation value is calculated using the gradation value.
【請求項4】 参照パターンの被測定物による透視像ま
たは反射像を撮像する撮像手段と、 前記撮像手段から前記透視像または反射像を入力し、前
記透視像または反射像と理想像との相関値を算出する相
関値算出手段と、 前記相関値算出手段による相関値もとづいて前記被測定
物の光学歪を評価する評価手段とを備えた光学歪の評価
装置。
4. An image pickup means for picking up a perspective image or a reflection image of a reference pattern by an object to be measured, and inputting the perspective image or the reflection image from the image pickup means and correlating the perspective image or the reflection image with an ideal image. An optical distortion evaluation device, comprising: a correlation value calculation unit that calculates a value; and an evaluation unit that evaluates optical distortion of the device under test based on the correlation value obtained by the correlation value calculation unit.
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