JP3985891B2

JP3985891B2 - 画像欠陥検出装置および画像欠陥検出方法

Info

Publication number: JP3985891B2
Application number: JP2001380697A
Authority: JP
Inventors: 智昭住田; 俊輔長澤
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2001-12-13
Filing date: 2001-12-13
Publication date: 2007-10-03
Anticipated expiration: 2021-12-13
Also published as: JP2003187222A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像欠陥検出装置に関し、特に、表示装置に表示された画像の欠陥を検出するためのしきい値を設定して、画像の欠陥を高精度で検出する画像欠陥検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶パネルを使用した表示装置等のように均一な透過特性が要求される表示装置等は、その表示画像に欠陥がないか否かをその生産工程において検査している。このような欠陥検査は、主に、作業者による目視検査によって行われている。目視検査は、周囲環境差、個人差等の影響を受けやすいので、適切な検査結果を得ることが困難である。
【０００３】
このような背景から、本発明者らは、表示画像の欠陥を検出する欠陥検査を目視検査から自動検査へと自動化するために、表示画像の欠陥を自動的に検出する画像欠陥検出装置を特願２０００−１０７０１５号において提案している。この画像欠陥検出装置は、画像を構成する画素を表す画素データをデジタル化し、デジタル化した画素データに基づいて比較値を算出し、算出した比較値と予め設定されたしきい値とに基づいて表示画像の欠陥を自動的に検出する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような画像欠陥検出装置によって表示画像の欠陥を自動的に検出するためには、表示画像の欠陥を検出するためのしきい値を予め設定しておかなければならない。予め設定しておくべきしきい値は、生産現場において採取した多量の画像データを熟練者が目視することによって定められている。
【０００５】
しかしながら、多量の画像データを生産現場において採取する作業には多くの時間と労力とが必要であり、採取した多量の画像データを熟練者が目視してしきい値を定める作業にも多くの時間と労力とが必要であるという問題がある。
【０００６】
本発明は、係る問題を解決するためになされたものであり、その目的は、表示画像の欠陥を検出するためのしきい値を自動的に設定することができる画像欠陥検出装置および画像欠陥検出方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る画像欠陥検出装置は、複数の画素によって構成される画像を撮像する撮像手段と、該画像の欠陥を検出するためのＮ個の検出領域と（Ｎは、２以上の整数）、該Ｎ個の検出領域にそれぞれ対応するＮ個の基準領域とを該画像に設定する領域設定手段と、前記各検出領域内の複数の画素をそれぞれ表示するための複数の画素表示データと、前記各検出領域に対応する前記基準領域内の複数の画素をそれぞれ表示するための複数の画素表示データとに基づいて、前記各検出領域ごとに比較値をそれぞれ算出する比較値算出手段と、該比較値算出手段によって算出されたＮ個の該比較値をその値の順番に並べ替える並べ替え手段と、該並べ替え手段によって並べ替えられた該Ｎ個の比較値のうち該比較値の値の小さい方からＪ番目の比較値と（Ｊ＋ｗ）番目の比較値との差分と（Ｊおよびｗは、１≦Ｊ≦Ｎ−ｗ、１≦ｗ≦Ｎをそれぞれ満足する整数）、予め定められたしきい値設定用基準値とに基づいて、該画像の欠陥の有無を判定するためのしきい値を設定するしきい値設定手段と、該しきい値と該Ｎ個の比較値とに基づいて、該画像の欠陥を検出する欠陥検出手段とを具備し、前記しきい値設定手段は、前記比較値の値の小さい方からＪ番目の比較値と（Ｊ＋ｗ）番目の比較値との差分が、前記予め定められたしきい値設定用基準値よりも大きいときは、該（Ｊ＋ｗ）番目の比較値を前記しきい値として設定することを特徴とし、そのことにより上記目的が達成される。
【０００８】
前記並べ替え手段は、前記Ｎ個の比較値を昇順に並べ替えてもよい。
【００１０】
前記並べ替え手段は、前記Ｊ番目の比較値と（Ｊ＋ｗ）番目の比較値との差分が、前記予め定められたしきい値設定用基準値よりも大きくないときは、ユーザによって入力されたデータに基づいて前記しきい値を設定してもよい。
【００１１】
前記画像欠陥検出装置は、複数種類の画像の欠陥を検出し、前記領域設定手段は、前記Ｎ個の検出領域と前記Ｎ個の基準領域とを前記複数種類の画像の欠陥ごとに設定し、前記比較値算出手段は、前記Ｎ個の比較値を前記複数種類の画像の欠陥ごとに算出し、前記並べ替え手段は、前記Ｎ個の比較値を前記複数種類の画像の欠陥ごとに並べ替え、前記しきい値設定手段は、前記しきい値を前記複数種類の画像の欠陥ごとに設定し、前記欠陥検出手段は、前記複数種類の画像の欠陥ごとに設定されたしきい値と、該複数種類の画像の欠陥ごとに算出されたＮ個の比較値とに基づいて、前記画像の欠陥を該複数種類の画像の欠陥ごとに検出してもよい。
【００１２】
前記複数種類の画像の欠陥は、点欠陥とシミ欠陥と線欠陥とムラ欠陥とを含んでいてもよい。
【００１３】
前記画像は、色相系（赤、緑および青等）の色成分を有しており、前記比較値算出手段は、各色成分ごとに前記Ｎ個の比較値を算出し、前記並べ替え手段は、各色成分ごとに該Ｎ個の比較値を並べ替え、前記しきい値設定手段は、各色成分ごとに前記しきい値を設定し、前記欠陥検出手段は、各色成分ごとに前記画像の欠陥を検出してもよい。
【００１４】
本発明に係る画像欠陥検出方法は、複数の画素によって構成される画像を撮像する撮像工程と、該画像の欠陥を検出するためのＮ個の検出領域と（Ｎは、２以上の整数）、該Ｎ個の検出領域にそれぞれ対応するＮ個の基準領域とを設定する領域設定工程と、前記各検出対象領域内の複数の画素をそれぞれ表示するための複数の画素表示データと、前記各検出対象領域に対応する前記基準領域内の複数の画素をそれぞれ表示するための複数の画素表示データとに基づいて、前記各検出領域ごとに比較値をそれぞれ算出する比較値算出工程と、該比較値算出工程によって算出されたＮ個の該比較値を該Ｎ個の比較値の値の順番に並べ替える並べ替え工程と、該並べ替え工程によって並べ替えられた該Ｎ個の比較値のうち該比較値の値の小さい方からＪ番目の比較値と（Ｊ＋ｗ）番目の比較値との差分と（Ｊおよびｗは、１≦Ｊ≦Ｎ−ｗ、１≦ｗ≦Ｎをそれぞれ満足する整数）、予め定められたしきい値設定用基準値とに基づいて、該画像の欠陥の有無を判定するためのしきい値を設定するしきい値設定工程と、該しきい値設定工程によって設定された該しきい値と該比較値算出工程によって算出された該Ｎ個の比較値とに基づいて、該画像の欠陥を検出する欠陥検出工程とを包含し、前記しきい値設定工程において、前記比較値の値の小さい方からＪ番目の比較値と（Ｊ＋ｗ）番目の比較値との差分が、前記予め定められたしきい値設定用基準値よりも大きいときは、該（Ｊ＋ｗ）番目の比較値を前記しきい値として設定することを特徴とし、そのことにより上記目的が達成される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本実施の形態に係る画像欠陥検出装置を説明する。本実施の形態に係る画像欠陥検出装置は、液晶パネルの表示画面等のように均一な透過特性が要求される表示装置等によって表示される画像における欠陥を検出するためのしきい値を自動的に設定する。
【００１６】
図１は、本実施の形態に係る画像欠陥検出装置１００のブロック図である。画像欠陥検出装置１００は、液晶パネルの表示画面に表示される画像の欠陥を検出する。画像欠陥検出装置１００は、レンズ１およびカメラ２を有する撮像部３を備えている。撮像部３は、液晶パネル２５の表示画面に表示される画像を、レンズ１を通してカメラ２によって撮像する。
【００１７】
撮像部３には、ＡＤ変換器４が接続されている。ＡＤ変換器４は、撮像部３によって撮像された画像を表す画像データをアナログデジタル（ＡＤ）変換する。ＡＤ変換器４の出力はメモリ５に与えられており、メモリ５は、ＡＤ変換器４によってＡＤ変換された画像データを格納する。
【００１８】
メモリ５に格納された画像データは、ＲＧＢ分離器６によって、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）の各色成分ごとに分離される。ＲＧＢ分離器６によって分離された画像データは、Ｒ、ＧおよびＢの各成分ごとにメモリ７に格納される。ここでは、ＲＧＢ分離器６にてＲ、ＧおよびＢに分離しているが、他の色相系に分離してもよい。
【００１９】
画像欠陥検出装置１００は、領域設定部１７を備えている。領域設定部１７は、撮像部３によって撮像された画像における欠陥を検出するためのＮ個の検出領域と（Ｎは、２以上の整数）、Ｎ個の検出領域にそれぞれ対応するＮ個の基準領域とを、撮像部３によって撮像された画像の撮像領域に設定する。
【００２０】
画像欠陥検出装置１００には、検査部８が設けられている。図２は、検査部８のブロック図である。検査部８は、領域記憶部１８と比較値算出部１９と欠陥検出部２０とを備えている。領域記憶部１８には、領域設定部１７によって設定されたＮ個の検出領域の位置を表す位置データと、Ｎ個の検出領域にそれぞれ対応するＮ個の基準領域の位置を表す位置データとが格納されている。比較値算出部１９は、メモリ７に格納された画像データを構成する複数の画素データのうち領域記憶部１８に格納された各検出領域内の複数の画素データと、各検出領域に対応する基準領域内の画素データとに基づいて、各検出領域ごとに比較値をそれぞれ算出する。欠陥検出部２０は、比較値算出部１９によって算出されたＮ個の比較値と、後述するように自動的に設定されるしきい値とに基づいて、撮像部３によって撮像された画像の欠陥を検出する。
【００２１】
画像欠陥検出装置１００は、並べ替え部１０を備えている。並べ替え部１０は、比較値算出部１９によって算出されたＮ個の比較値をＮ個の比較値の値の順番に並べ替える。
【００２２】
画像欠陥検出装置１００には、しきい値設定部１２が設けられている。しきい値設定部１２は、撮像部３によって撮像された画像の欠陥の有無を判定するためのしきい値を自動的に設定する。しきい値設定部１２は、分布判定部１１を備えている。分布判定部１１は、並べ替え部１０によって並べ替えられたＮ個の比較値のうち比較値の値の小さい方からＪ番目の比較値と（Ｊ＋ｗ）番目の比較値との差分と（Ｊおよびｗは、１≦Ｊ≦Ｎ−ｗ、１≦ｗ≦Ｎをそれぞれ満足する整数）、予め定められたしきい値設定用基準値とに基づいて、並べ替えられたＮ個の比較値の分布状態を判定し、所定の分布状態であると判定したときは、（Ｊ＋ｗ）番目の比較値をしきい値として設定する。しきい値設定部１２には、しきい値レジスタ１３が設けられており、しきい値レジスタ１３は、分布判定部１１によって設定されたしきい値を格納する。
【００２３】
画像欠陥検出装置１００は、結果出力部１５としきい値入力部１６とを備えている。結果出力部１５は、分布判定部１１によってＮ個の比較値の分布状態が所定の分布状態でないと判定されたときに、Ｎ個の比較値の分布状態を表示する。しきい値入力部１６は、Ｎ個の比較値の分布状態が所定の分布状態でないと判定され、Ｎ個の比較値の分布状態が結果出力部１５に表示されたときに、しきい値を入力するために操作される。画像欠陥検出装置１００には、画像欠陥検出装置１００の全体の動作を制御する中央処理装置（ＣＰＵ）１４が設けられている。
【００２４】
図３は、画像欠陥検出装置１００が検出する画像の欠陥の説明図である。画像欠陥検出装置１００は、複数種類の欠陥を検出することができる。複数種類の欠陥には、点欠陥２１、シミ欠陥２２、線欠陥２３およびムラ欠陥２４が含まれている。点欠陥２１とは、１つの画素を表示するための画素表示データの値が、その周囲の画素を表す画素表示データの値よりも極端に大きい（または小さい）欠陥とする。シミ欠陥２２とは、水平方向および垂直方向に沿って面状に隣接する複数の画素をそれぞれ表示するための画素表示データの値が、その周囲の画素を表示するための画素表示データの値よりも、点欠陥２１程に極端ではないけれども、かなり大きい（または小さい）欠陥とする。線欠陥２３とは、シミ欠陥２２と同様に、点欠陥２１程に極端ではないけれども、その周囲の画素を表示するための画素表示データの値よりもかなり大きい（または小さい）値を有する画素表示データによって表される複数の画素が所定の方向に沿って線状に隣接している欠陥とする。図３に示す例では、複数の画素が水平方向に沿って線状に隣接している線欠陥２３と、垂直方向に沿って線状に隣接している線欠陥２３とが示されている。ムラ欠陥２４とは、その周囲の画素を表示するための画素表示データの値との差がシミ欠陥２２よりもさらに小さい複数の画素が、シミ欠陥２２よりも広い範囲にわたって隣接している欠陥とする。
【００２５】
図４は、実施の形態に係る画像欠陥検出装置１００による画像欠陥検出方法を示すフローチャートである。
【００２６】
まず、画像の欠陥を検出するためのＮ個の検出領域と、Ｎ個の検出領域にそれぞれ対応するＮ個の基準領域とを領域設定部１７を操作して撮像領域に設定し、検査部８に設けられた領域記憶部１８に格納する。
【００２７】
Ｎ個の検出領域とＮ個の基準領域とは、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色成分ごとに設定される。Ｒ、Ｇ、Ｂの各色成分ごとに設定されたＮ個の検出領域とＮ個の基準領域とは、さらに、画像欠陥検出装置１００が検出する欠陥の種類に応じて設定される。
【００２８】
図５は、点欠陥２１を検出するための検出領域２６と基準領域２７を撮像領域に設定する方法を説明する図である。まず、検出領域２６を撮像領域２８に設定する。検出領域２６は、３画素×３画素のマトリックスサイズに設定されている。点欠陥２１は、通常、１画素の欠陥であるけれども、ＡＤ変換器４におけるＡＤ変換等によって画像データが鈍るために、１画素の欠陥がその周囲の画素に影響するおそれがある。従って、検出領域２６はこのような画像データの鈍りを考慮して、１画素よりも大きい３画素×３画素等のマトリックスサイズに設定することが好ましい。次に、検出領域２６に隣接するように３画素×３画素の基準領域２７を設定する。図５に示す例では、検出領域２６の左横に隣接する例を示している。
【００２９】
このようにして、撮像領域２８の全体を覆うように、点欠陥２１を検出するＮ個の検出領域２６を設定するとともに、Ｎ個の検出領域２６にそれぞれ隣接するＮ個の基準領域を設定する。
【００３０】
シミ欠陥２２を検出するための検出領域および基準領域は、前述した点欠陥２１を検出するための検出領域２６および基準領域２７のマトリックスサイズよりも大きいマトリックスサイズによってそれぞれ設定する。
【００３１】
図６は、線欠陥２３を検出するための検出領域２６Ａと基準領域２７Ａとを撮像領域２８に設定する方法を説明する図である。例えば垂直方向に沿った線欠陥２３を検出するためには、垂直方向に沿って細長いマトリックスサイズを有する検出領域２６Ａおよび基準領域２７Ａを設定する。検出領域２６Ａおよび基準領域２７Ａのマトリックスサイズは、例えば、２画素（水平方向）×５０画素（垂直方向）である。水平方向に沿った線欠陥２３を検出するためには、水平方向に沿って細長いマトリックスサイズを有する検出領域および基準領域を設定すればよい。
【００３２】
図７は、ムラ欠陥２４を検出するための検出領域２６Ｂと基準領域２７Ｂを撮像領域２８に設定する方法を説明する図である。ムラ欠陥２４を検出するための検出領域２６Ｂおよび基準領域２７Ｂは、前述したシミ欠陥２２を検出するための検出領域および基準領域のマトリックスサイズよりもさらに大きいマトリックスサイズによってそれぞれ設定する。検出領域２６Ｂおよび基準領域２７Ｂのマトリックスサイズは、例えば、３０画素×３０画素である。ムラ欠陥２４においては、画素表示データが複数の画素にわたって徐々に変化するために、検出領域２６Ｂに対して適当な距離をあけて基準領域２７Ｂを設定することが好ましい。
【００３３】
このように、画像欠陥装置１００が検出する欠陥の種類に応じて検出領域および基準領域を撮像領域に設定する（Ｓ３１）。
【００３４】
次に、比較値算出部１９は、各検出領域内の複数の画素をそれぞれ表示するための複数の画素表示データと、各検出対象領域に対応する基準領域内の複数の画素をそれぞれ表示するための複数の画素表示データとに基づいて、比較値を各検出領域ごとにそれぞれ算出する。
【００３５】
例えば、点欠陥２１を検出するための検出領域２６と基準領域２７に対して、検出領域２６内の３×３＝９個の画素をそれぞれ表示するための９個の画素表示データの合計値と、基準領域２７内の３×３＝９個の画素をそれぞれ表示するための９個の画素表示データの合計値との差分の絶対値を比較値として算出する（Ｓ３２）。
【００３６】
例えば、１画素を表示するための画素表示データの値が、８ビットによって表される０以上２５５以下の値であり、画素表示データの理想的な値が８ビットによって表される１２８であるときに、検出領域２６内の３×３＝９個の画素表示データの合計値が１１５０であり、対応する基準領域２７内の３×３＝９個の画素表示データの合計値が１１００であれば、１１５０−１１００＝５０として、比較値５０が算出される。
【００３７】
シミ欠陥２２、線欠陥２３およびムラ欠陥２４を検出するための検出領域および基準領域に対しても、点欠陥２１と同様に、検出領域内の画素表示データの合計値と、基準領域２７内の画素表示データの合計値との差分の絶対値を比較値としてそれぞれ算出する。
【００３８】
次に、設定したＮ個の検出領域のすべてについて比較値を算出したか否かが判断される（Ｓ３３）。設定したＮ個の検出領域２６のすべてについて比較値を算出していないと判断されたときは（Ｓ３３においてＮＯ）、未だ比較値を算出していない検出領域２６および基準領域２７を指定するアドレスを生成し（Ｓ３４）、Ｓ３２へ戻り、Ｓ３４において生成したアドレスが指定する検出領域２６および基準領域２７について比較値を算出する。
【００３９】
Ｎ個の検出領域２６のすべてについて比較値を算出したと判断されたときは（Ｓ３３においてＹＥＳ）、比較値算出部１９は、算出したＮ個の検出領域に対応するＮ個の比較値を比較値記憶部９へ格納する（Ｓ３５）。このようにして、比較値算出部１９はＮ個の検出領域２６と、Ｎ個の検出領域２６にそれぞれ対応するＮ個の基準領域２７に基づいてＮ個の比較値を算出する。
【００４０】
そして、Ｒ、ＧおよびＢのすべての色成分における画像データについてＮ個の比較値を算出したか否かが判断される（Ｓ３６）。すべての色成分の画像データについてＮ個の比較値を算出していないと判断されたときは（Ｓ３６においてＮＯ）、Ｓ３２へ戻り、未だ比較値を算出していない色成分の画像データについて比較値を算出する。
【００４１】
すべての色成分の画像データについてＮ個の比較値を算出したと判断されたときは（Ｓ３６においてＹＥＳ）、点欠陥２１、シミ欠陥２２、線欠陥２３およびムラ欠陥２４のすべての種類の欠陥についてＮ個の比較値を算出したか否かが判断される（Ｓ３７）。すべての種類の欠陥についてＮ個の比較値を算出していないと判断されたときは（Ｓ３７においてＮＯ）、Ｓ３１へ戻り、未だ算出していない欠陥の種類について検出領域と基準領域とを設定する。
【００４２】
すべての種類の欠陥についてＮ個の比較値を算出したと判断されたときは（Ｓ３７においてＹＥＳ）、並べ替え部１０は、比較値記憶部９に格納された各Ｎ個の比較値を各色成分毎に、および各欠陥の種類ごとに昇順に並べ替える（Ｓ３８）。
【００４３】
図８は、並べ替え部１０によって並べ替えられたＮ個の比較値の値を結ぶようにプロットした比較値分布曲線６１を示すグラフである。図８において、横軸は、昇順に並べ替えられた各比較値の順位を示しており、縦軸は、各比較値の値（絶対値）を示している。図８に示す例は、Ｒの色成分における点欠陥２１を検出するための検出領域２６および基準領域２７に基づいて算出され、並べ替えられたＮ個の比較値に基づいて算出された比較値分布曲線を示している。
【００４４】
液晶パネル２５の透過特性が表示画面の全体にわたって完全に均一であるならば、検出領域内の画素表示データと基準領域内の画素表示データとは等しくなるので、各比較値の値は、本来は、ゼロになるはずである。しかし、表示画面の周辺部は中心部よりも透過する光が弱くなる傾向があることからもわかるように、表示画面上の異なる領域では透過特性に差が生じる。従って、図６に示すように検査領域２６と基準領域２７とを隣接させて比較値を算出したとしても、比較値の値はゼロにならず、ある程度の値を示す。
【００４５】
Ｎ個の比較値を昇順に並べ替えると、通常は、比較値分布曲線６１に示すように比較値は分布する。比較値分布曲線６１においては、１番目の順位から、最大順位の１／２の順位である（Ｎ／２）番目の順位を表す中間順位までは、中間順位に近づいても比較値の値は殆ど増加しない。中間順位からＮ番目の比較値を表す最大順位までは、中間順位から離れて最大順位に近づくにしたがって、比較値の値は大きく増加する。
【００４６】
図９は、実施の形態に係る画像欠陥検出方法におけるしきい値設定部１２の詳細な動作を示すフローチャートである。まず、並べ替えられた比較値の順位を表す順位変数Ｊに、最大順位の１／２の順位である中間順位を設定する（Ｓ５１）。
【００４７】
そして、下記に示す（式１）に基づいて、順位がＪ番目の比較値と（Ｊ＋ｗ）番目の比較値との差分ｄを求める（Ｓ５２）。
【００４８】
ｄ＝Ｈ（Ｊ＋ｗ）−Ｈ（Ｊ）（式１）、
ここで、
Ｈ（Ｊ）：Ｊ番目の順位の比較値の値を示す関数、
Ｊ：比較値の順位を表す順位変数、
ｗ：順位幅、
ｄ：順位がＪ番目の比較値と（Ｊ＋ｗ）番目の比較値との差分、
順位Ｊおよび順位幅ｗは、１≦Ｊ≦Ｎ−ｗ、１≦ｗ≦Ｎをそれぞれ満足する整数とする。
【００４９】
（式１）は、比較値分布曲線６１の傾きを求める計算に相当する。順位幅ｗは、比較値の総数Ｎに応じて予め定められる。例えば、比較値の総数Ｎを１０００、中間順位を５００としたときに、順位幅ｗを５に設定する。
【００５０】
そして、Ｓ５２において求められた差分ｄが予め定められたしきい値設定用基準値Ｓよりも大きいか否かが判断される（Ｓ５３）。差分ｄが予め定められたしきい値設定用基準値Ｓよりも大きいと判断されたときは（Ｓ５３においてＹＥＳ）、（Ｊ＋ｗ）番目の比較値の値Ｈ（Ｊ＋ｗ）をしきい値に設定する（Ｓ５７）。
【００５１】
差分ｄが予め定められたしきい値設定用基準値Ｓよりも大きくないと判断されたときは（Ｓ５３においてＮＯ）、順位変数Ｊに１を加算する（Ｓ５４）。そして、順位変数Ｊの値が最大順位以上であるか否かが判断される（Ｓ５５）。順位変数Ｊの値が最大順位よりも小さいときは（Ｓ５５においてＮＯ）、Ｓ５２へ戻り差分ｄを求める。
【００５２】
順位変数Ｊの値が最大順位以上であると判断されたときは（Ｓ５５においてＹＥＳ）、並べ替えられたＮ個の比較値が、比較値分布曲線６１に示すように、中間順位から離れて最大順位に近づくほど大きく増加するように分布していないと判断する。この場合、しきい値を自動的に設定することはできないので、ユーザがしきい値を設定するためのユーザ設定画面を結果出力部１５に出力する（Ｓ５６）。
【００５３】
しきい値設定用基準値Ｓは、例えば、比較値の総数Ｎが１０００であって、（Ｈ（Ｊ＋ｗ）−Ｈ（Ｊ））の最大値が５０程度のときに、１０となるように設定する。
【００５４】
図１０は、中間順位から離れて最大順位に近づいても、比較値の値が大きく増加するように分布していない比較値分布曲線６１Ａを示すグラフである。図６と同様に、横軸は並べ替えられた各比較値の順位を示しており、縦軸は各比較値の値（絶対値）を示している。
【００５５】
比較値分布曲線６１Ａにおいては、中間順位から最大順位へ近づいても、比較値の値が図６に示す比較値分布曲線６１のように大きく増加しないので、差分ｄが予め定められたしきい値設定用基準値Ｓよりも大きくならない。このため、しきい値を自動的に設定することができない。
【００５６】
図１１は、しきい値を自動的に設定することができないときに、ユーザがしきい値を設定するためのユーザ設定画面の説明図である。図１１に示す例では、画面の左半分に、比較値分布曲線６１Ａを示すグラフが表示されており、画面の右半分には、並べ替えられた比較値の数であるＮ個に相当するサンプル数、Ｎ個の比較値の値の最小値、最大値、中間値が表示できるようになっており、比較値分布曲線６１Ａを示すグラフの下には、任意の順位の比較値の値を表示できるようになっている。この場合、撮像部３によって撮像された画像を同時に表示してもよい。このように画面に表示された情報に基づいて、ユーザが任意のしきい値を入力することができるようになっている。
【００５７】
図１０に示す比較値分布曲線６１Ａが得られたときは、検査対象である液晶パネル２５が画像欠陥のない良品である場合もあるが、液晶パネル２５が画像欠陥のある不良品である場合であっても、検査すべき欠陥の種類によっては、例えば、検出領域２６および基準領域２７のマトリックスサイズの設定が不適切であるために、検出領域２６と基準領域２７との比較値（差分）がその画像欠陥を適切に表す値にならないために、液晶パネル２５に画像欠陥が存在するにもかかわらず、比較値の値が大きく増加するように分布していない比較値分布曲線６１Ａが得られるおそれがある。このような場合においても画像欠陥を正しく検出することができるようにするために、図１０に示す比較値分布曲線６１Ａが得られたときは、図１１に示すユーザ設定画面を表示し、しきい値入力部１６を操作することによってユーザがしきい値を設定することができるようにしている。
【００５８】
ＧおよびＢの色成分における点欠陥についても、同様にして、しきい値を設定することができる。
【００５９】
欠陥の種類に応じて検出領域および基準領域のマトリックスサイズ等は異なるので、算出される比較値は欠陥の種類に応じて異なる。例えば、シミ欠陥を検出するための比較値は、点欠陥を検出するための比較値よりも１０倍程度大きい。この場合、シミ欠陥を検出するための比較値を１／１０倍に正規化して処理し、図８または図１０に示すような点欠陥を検出する検出領域および基準領域に基づいて算出された比較値のグラフと同程度の値の比較値を有するグラフとして表示する。線欠陥、ムラ欠陥を検出するための比較値も同様に、重み付けした係数を乗算して、正規化して処理し、図８または図１０に示すようなグラフとして表示する。
【００６０】
以上のように本実施の形態によれば、並べ替え部１０によって並べ替えられたＮ個の比較値のうち比較値の値の小さい方からＪ番目の比較値と（Ｊ＋ｗ）番目の比較値との差分と（Ｊおよびｗは、１≦Ｊ≦Ｎ−ｗ、１≦ｗ≦Ｎをそれぞれ満足する整数）、予め定められたしきい値設定用基準値Ｓとに基づいて、画像の欠陥の有無を判定するためのしきい値を設定するしきい値設定部１２を設けているので、表示画像の欠陥を検出するためのしきい値を自動的に設定することができる。
【００６１】
また、しきい値設定部１２は複数種類の画像の欠陥ごとにしきい値を設定するので、画像の欠陥の種類に応じて欠陥の有無を最適に判定することができる。
【００６２】
さらに、しきい値設定部１２は各色成分ごとにしきい値を設定するので、各色成分に応じて欠陥の有無を最適に判定することができる。
【００６３】
さらに、画像の欠陥の種類に応じて比較値を正規化するので、しきい値を容易に比較し、解析することができるとともに、ユーザがしきい値を容易に設定することができる。
【００６４】
さらに、しきい値設定部１２は、比較値の値の小さい方からＪ番目の比較値と（Ｊ＋ｗ）番目の比較値との差分が、予め定められたしきい値設定用基準値よりも大きいときは、（Ｊ＋ｗ）番目の比較値を前記しきい値として設定するので、容易にしきい値を設定することができる。
【００６５】
さらに、しきい値設定部１２は、Ｊ番目の比較値と（Ｊ＋ｗ）番目の比較値との差分が、予め定められたしきい値設定用基準値よりも大きくないときは、ユーザによって入力されたデータに基づいてしきい値を設定するので、比較値が予め想定していた分布モデルに基づいて分布しているか否かを容易に検証することができ、予め想定していた分布モデルに基づいて分布していなかったときは、速やかにユーザがしきい値を設定することができる。
【００６６】
なお、液晶パネルの表示画面に表示される画像の欠陥を検出する例を示したが、本発明はこれに限定されない。出力に均一性が要求される製造物の検査に対しても本発明を適用することができる。例えば、固体撮像素子等のように出力に均一性が要求される素子によって表示される画像の欠陥の検査、塗装状態の均一性の検査およびブラウン管に表示される画像の欠陥の検査に対しても本発明を適用することができる。
【００６７】
また、カメラ２にＡＤ変換器４が接続されている例を示したが、ＡＤ変換器４はカメラ２に内蔵されていてもよい。
【００６８】
さらに、ＡＤ変換器４によって画像データをＡＤ変換した後にＲＧＢ分離器６によって画像データをＲ、Ｇ、Ｂの各色成分ごとに分離する例を示したが、画像データをＲ、Ｇ、Ｂの各色成分ごとに分離した後で、ＡＤ変換してもよい。
【００６９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、表示画像の欠陥を検出するためのしきい値を自動的に設定することができる画像欠陥検出装置および画像欠陥検出方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態に係る画像欠陥検出装置のブロック図
【図２】実施の形態に係る画像欠陥検出装置を構成する検査部のブロック図
【図３】実施の形態に係る画像欠陥検出装置が検出する画像欠陥の説明図
【図４】実施の形態に係る画像欠陥検出方法を示すフローチャート
【図５】実施の形態に係る、点欠陥を検出するための検出領域と基準領域を撮像領域に設定する方法を説明する図
【図６】実施の形態に係る、線欠陥を検出するための検出領域と基準領域を撮像領域に設定する方法を説明する図
【図７】実施の形態に係る、ムラ欠陥を検出するための検出領域と基準領域を撮像領域に設定する方法を説明する図
【図８】実施の形態に係る画像欠陥検出装置の並べ替え部によって並べ替えられた比較値の分布の例を示すグラフ
【図９】実施の形態に係る画像欠陥検出方法におけるしきい値設定部の詳細な動作を示すフローチャート
【図１０】実施の形態に係る画像欠陥検出装置の並べ替え部によって並べ替えられた比較値の分布の他の例を示すグラフ
【図１１】実施の形態に係る画像欠陥検出装置のユーザ設定画面の説明図
【符号の説明】
３撮像部
１０並べ替え部
１２しきい値設定部
１７領域設定部
１９比較値算出部
２０欠陥検出部
ｄ差分
Ｓしきい値設定用基準値

Claims

複数の画素によって構成される画像を撮像する撮像手段と、
該画像の欠陥を検出するためのＮ個の検出領域と（Ｎは、２以上の整数）、該Ｎ個の検出領域にそれぞれ対応するＮ個の基準領域とを該画像に設定する領域設定手段と、
前記各検出領域内の複数の画素をそれぞれ表示するための複数の画素表示データと、前記各検出領域に対応する前記基準領域内の複数の画素をそれぞれ表示するための複数の画素表示データとに基づいて、前記各検出領域ごとに比較値をそれぞれ算出する比較値算出手段と、
該比較値算出手段によって算出されたＮ個の該比較値をその値の順番に並べ替える並べ替え手段と、
該並べ替え手段によって並べ替えられた該Ｎ個の比較値のうち該比較値の値の小さい方からＪ番目の比較値と（Ｊ＋ｗ）番目の比較値との差分と（Ｊおよびｗは、１≦Ｊ≦Ｎ−ｗ、１≦ｗ≦Ｎをそれぞれ満足する整数）、予め定められたしきい値設定用基準値とに基づいて、該画像の欠陥の有無を判定するためのしきい値を設定するしきい値設定手段と、
該しきい値と該Ｎ個の比較値とに基づいて、該画像の欠陥を検出する欠陥検出手段とを具備し、
前記しきい値設定手段は、前記比較値の値の小さい方からＪ番目の比較値と（Ｊ＋ｗ）番目の比較値との差分が、前記予め定められたしきい値設定用基準値よりも大きいときは、該（Ｊ＋ｗ）番目の比較値を前記しきい値として設定することを特徴とする画像欠陥検出装置。
前記並べ替え手段は、前記Ｎ個の比較値を昇順に並べ替える、請求項１記載の画像欠陥検出装置。
前記並べ替え手段は、前記Ｊ番目の比較値と（Ｊ＋ｗ）番目の比較値との差分が、前記予め定められたしきい値設定用基準値よりも大きくないときは、ユーザによって入力されたデータに基づいて前記しきい値を設定する、請求項１記載の画像欠陥検出装置。
前記画像欠陥検出装置は、複数種類の画像の欠陥を検出し、
前記領域設定手段は、前記Ｎ個の検出領域と前記Ｎ個の基準領域とを前記複数種類の画像の欠陥ごとに設定し、
前記比較値算出手段は、前記Ｎ個の比較値を前記複数種類の画像の欠陥ごとに算出し、
前記並べ替え手段は、前記Ｎ個の比較値を前記複数種類の画像の欠陥ごとに並べ替え、
前記しきい値設定手段は、前記しきい値を前記複数種類の画像の欠陥ごとに設定し、
前記欠陥検出手段は、前記複数種類の画像の欠陥ごとに設定されたしきい値と、該複数種類の画像の欠陥ごとに算出されたＮ個の比較値とに基づいて、前記画像の欠陥を該複数種類の画像の欠陥ごとに検出する、請求項１記載の画像欠陥検出装置。
前記複数種類の画像の欠陥は、点欠陥とシミ欠陥と線欠陥とムラ欠陥とを含んでいる、請求項４記載の画像欠陥検出装置。
前記画像は、色相系（赤、緑および青等）の色成分を有しており、
前記比較値算出手段は、各色成分ごとに前記Ｎ個の比較値を算出し、
前記並べ替え手段は、各色成分ごとに該Ｎ個の比較値を並べ替え、
前記しきい値設定手段は、各色成分ごとに前記しきい値を設定し、
前記欠陥検出手段は、各色成分ごとに前記画像の欠陥を検出する、請求項１記載の画像欠陥検出装置。
複数の画素によって構成される画像を撮像する撮像工程と、
該画像の欠陥を検出するためのＮ個の検出領域と（Ｎは、２以上の整数）、該Ｎ個の検出領域にそれぞれ対応するＮ個の基準領域とを設定する領域設定工程と、
前記各検出対象領域内の複数の画素をそれぞれ表示するための複数の画素表示データと、前記各検出対象領域に対応する前記基準領域内の複数の画素をそれぞれ表示するための複数の画素表示データとに基づいて、前記各検出領域ごとに比較値をそれぞれ算出する比較値算出工程と、
該比較値算出工程によって算出されたＮ個の該比較値を該Ｎ個の比較値の値の順番に並べ替える並べ替え工程と、
該並べ替え工程によって並べ替えられた該Ｎ個の比較値のうち該比較値の値の小さい方からＪ番目の比較値と（Ｊ＋ｗ）番目の比較値との差分と（Ｊおよびｗは、１≦Ｊ≦Ｎ−ｗ、１≦ｗ≦Ｎをそれぞれ満足する整数）、予め定められたしきい値設定用基準値とに基づいて、該画像の欠陥の有無を判定するためのしきい値を設定するしきい値設定工程と、
該しきい値設定工程によって設定された該しきい値と該比較値算出工程によって算出された該Ｎ個の比較値とに基づいて、該画像の欠陥を検出する欠陥検出工程とを包含し、
前記しきい値設定工程において、前記比較値の値の小さい方からＪ番目の比較値と（Ｊ＋ｗ）番目の比較値との差分が、前記予め定められたしきい値設定用基準値よりも大きいときは、該（Ｊ＋ｗ）番目の比較値を前記しきい値として設定することを特徴とする画像欠陥検出方法。