JP3575845B2

JP3575845B2 - 色ムラ検出装置

Info

Publication number: JP3575845B2
Application number: JP28081694A
Authority: JP
Inventors: 忠司板垣
Original assignee: Toshiba Solutions Corp
Current assignee: Toshiba Digital Solutions Corp
Priority date: 1994-11-15
Filing date: 1994-11-15
Publication date: 2004-10-13
Anticipated expiration: 2019-10-13
Also published as: JPH08138052A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、検査物の一部分が周囲と比較して境界が不鮮明でかつ色差が微少な色ムラを検出する色ムラ検出方法および装置に係り、例えば、液晶ディスプレイ用のカラーフィルタ等の色ムラを検出する色ムラ検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、液晶ディスプレイ（以下ＬＣＤと記す）用のカラーフィルタでは染色ムラ等に起因してカラーフィルタの一部分がぼんやりと変色したりする欠陥が発生する場合がある。この色ムラは、センサと画像処理装置等を備える色ムラ検出装置によって検出されている。しかし、色ムラは境界が不鮮明でかつ色差が微少であるため、センサから得られた輝度情報のみでは検出しにくい。
【０００３】
従来の色ムラを検出する装置としては、例えば、特開平５−３３２８３８号公報や、特開平６−５８８１３号公報に記載された装置が知られている。
【０００４】
特開平５−３３２８３８号公報に記載された装置は、ＣＣＤカメラにより被検物の一次画像を撮像し三原色の色光量に応じた三原色データを画素毎に生成し、この三原色データを画素毎に演算処理して色ムラ分布データを算出し、この色ムラ分布データに基づき一次画像の色ムラ分布を表わす二次画像をモニタ表示するようにしている。
【０００５】
また、特開平６−５８８１３号公報に記載された装置は、ＣＣＤカメラにより被検物の一次画像を撮像し三原色の色光量に応じた三原色データを画素毎に生成し、この三原色データを画素毎に演算処理して色相角データを算出し、この色相角データに対応してこの一次画像の色ムラ分布を忠実に表わす色相表現二次画像をモニタ表示するようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記各従来例では、色ムラ分布をモニタ表示することはできるものの、その色ムラ判定はモニタ監視者の目視によるものであり、正確な色ムラ判定を装置側から提示する技術ではない。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、その目的は、高精度に色ムラを検出してその判定結果を提示することができる色ムラ検出装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために請求項１記載の発明は、被検査物の一部分が周囲と比較して境界が不鮮明でかつ色差が微少な色ムラを検出する色ムラ検出装置であって、
前記被検査物を撮像して得られた画素毎の三原色データを入力して画素毎の三原色データと基準色とにより求められる色差を各画素毎に算出する色差算出部と、
算出された画素毎の色差データを入力して、画素毎の色差データを縦横それぞれ所定数の画素行列からなる格子に切り分け、その各格子内の各画素の色差データを加算して各格子毎の色差データ加算値を求める色差データ加算部と、
各格子間での色差データ加算値の変化量を水平方向および垂直方向のそれぞれについて求めて、求められたそれぞれの変化量を加算して各格子の変化量とする変化量算出部と、
前記水平方向の変化量と垂直方向の変化量との加算により求められた変化量が所定量より多い場合に、色ムラと判定する色ムラ検出部と、
を具備することを特徴としている。
【０００９】
請求項２記載の発明は、被検査物の一部分が周囲と比較して境界が不鮮明でかつ色差が微少な色ムラを検出する色ムラ検出装置であって、
前記被検査物を撮像して得られた画素毎の三原色データを入力して色相を各画素毎に算出する色相データ算出部と、
算出された画素毎の色相データを入力して、画素毎の色相データを縦横それぞれ所定数の画素行列からなる格子に切り分け、その各格子内の各画素の色相データを加算して各格子毎の色相データ加算値を求める色相データ加算部と、
各格子間での色相データ加算値の変化量を水平方向および垂直方向のそれぞれについて求めて、求められたそれぞれの変化量を加算して各格子の変化量とする変化量算出部と、
前記水平方向の変化量と垂直方向の変化量との加算により求められた変化量が所定量より多い場合に、色ムラと判定する色ムラ検出部と、
を具備することを特徴としている。
【００１２】
【作用】
上記構成によれば、色差データ加算部では、センサによって得られた画素毎の色差データを縦横それぞれ所定数の画素行列からなる格子に切り分け、その各格子内の各画素の色差データを加算する。そして変化量算出部では、各格子間での色差データ加算値の変化量を水平方向および垂直方向のそれぞれについて求める。検出部では、求められた水平方向の変化量と垂直方向の変化量が所定量より多い場合、色ムラと検出する。
【００１３】
【実施例】
図１は、本発明に係る色ムラ検出装置の一実施例を示すブロック図である。
【００１４】
図１に示すように、色ムラ検出装置１は、ＣＣＤカラーカメラ２と、このカラーカメラ２から出力される三原色データをそれぞれ記憶するＲデータメモリ３、Ｇデータメモリ４及びＢデータメモリ５と、各メモリ３，４，５からの三原色データに対して予め設定されている基準色６との色差を算出する色差算出器７と、算出された色差データを一時記憶する色差データメモリ８と、この色差データから色ムラを検出する色ムラ検出器９とから構成され、色ムラ検出器９は、図２に示すように、色差データ加算部１０と、変化量算出部１１と、色ムラ検出部１２と、表示部１３とを備えている。
【００１５】
色ムラ検出器９の色差データ加算部１０は、カラーカメラ２によって得られた画素毎の三原色データを縦横複数の画素行列からなる図３に示すような格子に切り分け、その各格子内の各画素の三原色データを加算して格子毎の三原色データ加算値（Ｒデータ加算値、Ｇデータ加算値及びＢデータ加算値）を求める。
【００１６】
変化量算出部１１は、各格子間での三原色加算値の水平方向の変化量および垂直方向の変化量を３行３列の行列内で求める。
【００１７】
検出部１２は、変化量算出部１１によって求められた垂直方向の変化量と、水平方向の変化量を基に被検査物の色ムラを検出する。
【００１８】
表示部１３は、変化量算出部１１によって求められた垂直方向の変化量と、水平方向の変化量を表示する。また、カラーカメラ２により得られた画素毎の三原色データや色差データ加算部１０によって加算された格子毎の色差データ加算値を表示する。
【００１９】
次に、本実施例の作用を説明する。
【００２０】
まず、被検査物をカラーカメラ２により撮像し、画素毎のＲＧＢ三原色データを得る。
【００２１】
画素毎の三原色データが得られると色差算出器７では、予め設定されている基準色６との色差を算出する。その色差データは、一時色差データメモリ８に格納される。
【００２２】
色差データ加算部１０は、色差データメモリ８内の色差データを取り込んで図３に示すように、この色差データを縦横複数の画素行列からなる格子に切り分け、その各格子内の各画素の色差データを加算して格子毎の色差データ加算値を求める。なお図３では、縦横とも１０画素ずつの１０行１０列の格子に区切っているがこれに限らずこの数は任意に変更可能である。
【００２３】
そして、変化量算出部１１では、各格子間での水平方向の色差データ加算値の変化量ＲＨ_ｉｊおよび垂直方向の色差データ加算値の変化量ＲＶ_ｉｊを３行３列の行列内で求める。
【００２４】
例えば、任意の格子の色差データ加算値Σ_ｉｊの水平方向の変化量ＲＨ_ｉｊと垂直方向の変化量ＲＶ_ｉｊは、図４に示すようにΣ_ｉｊを中心とした３行３列の９つの格子の色差データ加算値を基に、図５に示す水平方向のソーベルフィルタと図６に示す垂直方向のソーベルフィルタを用いて以下に示す式（１）と式（２）によって求める。
【００２５】
【数１】
ＲＨ_ｉｊ＝｜−Σ_{ｉ−１，ｊ−１}−２Σ_{ｉ，ｊ−１}−Σ_{ｉ＋１，ｊ−１}＋Σ_{ｉ−１，ｊ＋１}＋２Σ_{ｉ，ｊ＋１}＋Σ_{ｉ＋１，ｊ＋１}｜…式（１）
ＲＶ_ｉｊ＝｜−Σ_{ｉ−１，ｊ−１}＋Σ_{ｉ＋１，ｊ−１}−２Σ_{ｉ−１，ｊ}＋２Σ_{ｉ＋１，ｊ}−Σ_{ｉ−１，ｊ＋１}＋Σ_{ｉ＋１，ｊ＋１}｜…式（２）
そして、求められた水平方向の変化量ＲＨ_ｉｊと垂直方向の変化量ＲＶ_ｉｊを加算したものをその格子の変化量ＲＣ_ｉｊとする。そしてこの変化量ＲＣ_ｉｊを各格子について求める。
【００２６】
以上の処理は、三原色の内のＲ成分についてのものであったが、Ｇ成分、Ｂ成分についても全く同様の処理により、各格子間での水平方向の色差データ加算値の変化量ＧＨ_ij，ＢＨ _ijおよび垂直方向の色差データ加算値の変化量ＧＶ_ij，ＢＶ_ijを３行３列の行列内で求める。そして、色ムラ検出部１２では、求められた変化量ＲＣ_ij，ＧＣ _ij ，ＢＣ _ijと予め設定されている色ムラ判定しきい値を比較し、求められた変化量ＲＣ_ij，ＧＣ _ij ，ＢＣ _ijが予め設定されている色ムラ判定しきい値より大きい場合、色ムラと判定する。
【００２７】
表示部１３では求められた格子毎の変化量ＲＣ_ij，ＧＣ _ij ，ＢＣ _ijを以下の式（３）を用いて正規化して表示する。
【００２８】
ＲＳ_ij＝ＲＣ_ij×２５５／ＲＣMax
ＧＳ_ij＝ＧＣ_ij×２５５／ＧＣMax
ＢＳ_ij＝ＢＣ_ij×２５５／ＢＣMax …式（３）
ここで、ＲＳ_ij，ＧＳ_ij，ＢＳ_ijは正規化された変化量、ＲＣMax ，ＧＣMax ，ＢＣMax はそれぞれ求められた変化量ＲＣ_ij，ＧＣ _ij ，ＢＣ _ijの最大値を示す。このように、カラーカメラ２によって得られた三原色データの画素毎の被検査物の色差データを求め、各色差データを縦横複数の画素行列からなる格子に切り分け、その各格子内の各画素の色差データを加算して格子毎の色差データ加算値を求めることにより色ムラを強調し、各格子間での水平方向の色差データ加算値の変化量ＲＨ_ij，ＧＨ_ij、ＢＨ _ijおよび垂直方向の色差データ加算値の変化量ＲＶ_ij，ＧＶ_ij，ＢＶ_ijを３行３列の行列内で求めることによってさらに色ムラを強調している。そして求められた各格子の変化量ＲＣ_ij，ＧＣ _ij ，ＢＣ _ijと予め設定してある色ムラ判定しきい値とを比較し、求められた各格子の変化量ＲＣ_ij，ＧＣ _ij ，ＢＣ _ijが予め設定されている色ムラ判定しきい値より大きい場合、色ムラと判定する。
【００２９】
したがって、水平方向と垂直方向の両方で変化量ＲＨ_ｉｊ，ＲＶ_ｉｊを求めて色ムラをより強調しているため、被検査物の検出方向に関係なく色ムラが検出でき、また、被検査物がＬＣＤ用のカラーフィルタのように表面が細かく格子状に分けられ境界線がある場合でも色ムラの検出精度は被検査物の傾きに依存しなくなる。さらに、ラインセンサを用いた場合にはこのラインセンサの周波数特性により、所定の周期で出力されない周波数があるため、この周期に同期する色ムラは検出できない場合があるが、本実施例ではこの周期に関係なく色ムラを検出することができる。このため、この色ムラ検出装置は、液晶ディスプレイ用のカラーフィルタの色ムラの検出をはじめ、テレビ用のシャドウマスク、各種フィルム、各種シート類等の色ムラを正確に検出することが可能である。
【００３０】
なお、本実施例では、水平方向の変化量ＲＨ_ｉｊと垂直方向の変化量ＲＶ_ｉｊを加算したものをその格子の変化量ＲＣ_ｉｊとし、その変化量ＲＣ_ｉｊと予め設定してある色ムラ判定しきい値を比較して色ムラを判定しているが、水平方向の変化量ＲＨ_ｉｊと垂直方向の変化量ＲＶ_ｉｊを加算せずに独立に判定するようにしても良い。
【００３１】
また、本実施例では、変化量ＲＣ_ij，ＧＣ _ij ，ＢＣ _ijはソーベルフィルタを用いて求めているがこれに限らず、他の係数のフィルタや他のマトリクス（５行３列、２行２列、３行１列等）のフィルタを用いても良い。
【００３２】
図７は、本発明に係る色ムラ検出装置の第２実施例の構成を示している。
【００３３】
前記第１実施例では、カラーカメラ２からの三原色データと予め設定されている基準色データとの色差データを求め、この色差データに対して色ムラ検出処理を実行したが、図７に示す第２実施例では、三原色データから色相算出器１４により色相データを求め、この色相データに対して色ムラ検出処理を実行するようにしたものである。この場合、色ムラ検出器の構成は図８に示す通りである。このように構成することによっても第１実施例と同様な効果を奏する。
【００３４】
図９は、本発明に係る色ムラ検出装置の第３実施例の構成を示している。
【００３５】
前記第１実施例の処理では、三原色データに対して各画素毎の色差データを求めた後、この色差データを所定の大きさの格子に分割し、その各格子内の各画素の色差データを加算して格子毎の色差データ加算値を求めることにより色ムラを強調するように構成した。この実施例では、最初にカラーカメラ２で撮像された三原色データの各画素を各別のメッシュ積分器２１，２２，２３で所定の大きさの格子内で加算し、加算された三原色データのそれぞれについて色差算出器７により基準色データ６との色差を求めるようにしたものである。このように構成することによっても第１実施例と同様な効果を奏する。
【００３６】
図１０は、本発明に係る色ムラ検出装置の第４実施例の構成を示している。
【００３７】
前記第３実施例では、メッシュ積分器２１，２２，２３で加算された三原色データのそれぞれについて色差算出器により基準色データとの色差を求めるようにしたが、図１０に示す第４実施例では、メッシュ加算された三原色データから色相算出器により色相データを求め、この色相データから色ムラを検出するようにしたものである。このように構成することによっても前記各実施例と同様な効果を奏する。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように各請求項に記載の発明によれば、高精度に色ムラを検出してその判定結果を提示することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る色ムラ検出装置の第１実施例の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る色ムラ検出装置の第１実施例における色ムラ検出器の構成例を示すブロック図である。
【図３】画素毎の色差データ（色相データ）を縦横複数の画素行列からなる格子に切り分けた例を示す説明図である。
【図４】任意の格子の色差データ（色相データ）の加算値の水平方向の変化量と垂直方向の変化量を求める場合の説明図である。
【図５】水平方向のソーベルフィルタを示す説明図である。
【図６】垂直方向のソーベルフィルタを示す説明図である。
【図７】本発明に係る色ムラ検出装置の第２実施例の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明に係る色ムラ検出装置の第２実施例における色ムラ検出器の構成例を示すブロック図である。
【図９】本発明に係る色ムラ検出装置の第３実施例の構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明に係る色ムラ検出装置の第４実施例の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１色ムラ検出装置
２ＣＣＤカラーカメラ
３Ｒデータメモリ
４Ｇデータメモリ
５Ｂデータメモリ
６基準色データ
７色差算出器
８色差データメモリ
９色ムラ検出器
１０色差データ加算部
１１変化量算出部
１２色ムラ検出部
１３表示部
１４色相算出器
１５色相データメモリ
１６色相データ加算部
２１，２２，２３メッシュ積分器

Claims

被検査物の一部分が周囲と比較して境界が不鮮明でかつ色差が微少な色ムラを検出する色ムラ検出装置であって、
前記被検査物を撮像して得られた画素毎の三原色データを入力して画素毎の三原色データと基準色とにより求められる色差を各画素毎に算出する色差算出部と、
算出された画素毎の色差データを入力して、画素毎の色差データを縦横それぞれ所定数の画素行列からなる格子に切り分け、その各格子内の各画素の色差データを加算して各格子毎の色差データ加算値を求める色差データ加算部と、
各格子間での色差データ加算値の変化量を水平方向および垂直方向のそれぞれについて求めて、求められたそれぞれの変化量を加算して各格子の変化量とする変化量算出部と、
前記水平方向の変化量と垂直方向の変化量との加算により求められた変化量が所定量より多い場合に、色ムラと判定する色ムラ検出部と、
を具備することを特徴とする色ムラ検出装置。
被検査物の一部分が周囲と比較して境界が不鮮明でかつ色差が微少な色ムラを検出する色ムラ検出装置であって、
前記被検査物を撮像して得られた画素毎の三原色データを入力して色相を各画素毎に算出する色相データ算出部と、
算出された画素毎の色相データを入力して、画素毎の色相データを縦横それぞれ所定数の画素行列からなる格子に切り分け、その各格子内の各画素の色相データを加算して各格子毎の色相データ加算値を求める色相データ加算部と、
各格子間での色相データ加算値の変化量を水平方向および垂直方向のそれぞれについて求めて、求められたそれぞれの変化量を加算して各格子の変化量とする変化量算出部と、
前記水平方向の変化量と垂直方向の変化量との加算により求められた変化量が所定量より多い場合に、色ムラと判定する色ムラ検出部と、
を具備することを特徴とする色ムラ検出装置。