(57)【要約】【課題】スクリーンにおける局所的歪みの存在を定量的に解析してスクリーンの良否判定を行うことが可能なスクリーン検査システムを提供する。【解決手段】スクリーンに正対する方向から前記スクリーンを撮影する撮影装置と、前記スクリーンに対して前記正対する方向より斜めの方向から光を投射する投射装置と、前記撮影装置から得られる前記スクリーンの撮影画像に基づき、前記スクリーンの局所的歪みに起因する明るさムラの程度を判定する画像処理装置とによってスクリーン検査システムを構成する。【選択図】図１
2011007661.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリーンに正対する方向から前記スクリーンを撮影する撮影装置と、
前記スクリーンに対して前記正対する方向より斜めの方向から光を投射する投射装置と、
前記撮影装置から得られる前記スクリーンの撮影画像に基づき、前記スクリーンの局所的歪みに起因する明るさムラの程度を判定する画像処理装置と、
を備えることを特徴とするスクリーン検査システム。
【請求項２】
前記画像処理装置は、前記撮影画像に基づいて前記明るさムラの程度を示すムラ量を算出し、前記ムラ量に基づいて前記明るさムラの程度を判定することを特徴とする請求項１記載のスクリーン検査システム。
【請求項３】
前記画像処理装置は、前記撮影画像に含まれる前記スクリーン上の光投射領域に対応する画像を処理対象画像として設定することを特徴とする請求項１または２記載のスクリーン検査システム。
【請求項４】
前記画像処理装置は、前記撮影画像のヒストグラムを作成し、前記ヒストグラムに基づいて前記撮影画像に含まれる前記スクリーン上の光投射領域に対応する画像と背景画像とを区別するための明るさ閾値を設定し、前記撮影画像を構成する画素の内、前記明るさ閾値以上の明るさを有する画素によって構成される画像を前記光投射領域に対応する画像と認識して前記処理対象画像に設定することを特徴とする請求項３記載のスクリーン検査システム。
【請求項５】
前記画像処理装置は、前記処理対象画像の平均化処理を行い、前記平均化処理後の処理対象画像と前記平均化処理前の処理対象画像との差分処理を行うことで差分画像を作成し、前記差分画像に基づいて前記ムラ量を算出することを特徴とする請求項３または４に記載のスクリーン検査システム。
【請求項６】
前記画像処理装置は、前記処理対象画像を複数の領域に分割して前記複数の領域毎に平均化処理を行い、前記平均化処理後の処理対象画像と前記平均化処理前の処理対象画像との差分処理を行うことで差分画像を作成し、前記差分画像に基づいて前記ムラ量を算出することを特徴とする請求項３または４に記載のスクリーン検査システム。
【請求項７】
前記画像処理装置は、前記差分画像を構成する画素の総数と、前記差分画像を構成する画素の内、明るさが最大値以外の画素の数との比率を前記ムラ量として算出することを特徴とする請求項５または６に記載のスクリーン検査システム。
【請求項８】
前記画像処理装置は、前記ムラ量と予め設定されている良否判定閾値とを比較し、その比較結果に基づいて前記スクリーンの良否を判定することを特徴とする請求項２から７のいずれか一項に記載のスクリーン検査システム。
【請求項９】
前記投射装置は、前記光として前記スクリーンに所定の検査用画像を表示するための画像光を投射するプロジェクターであることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載のスクリーン検査システム。
【請求項１０】
前記検査用画像は、全白画像であることを特徴とする請求項９記載のスクリーン検査システム。
【請求項１１】
前記投射装置は、所定の色光を前記スクリーンに投射する光源であることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載のスクリーン検査システム。
【請求項１２】
スクリーンに正対する方向から前記スクリーンを撮影する工程と、
前記スクリーンに対して前記正対する方向より斜めの方向から光を投射する工程と、
前記スクリーンの撮影画像に基づき、前記スクリーンの局所的歪みに起因する明るさムラの程度を判定する工程と、
を有することを特徴とするスクリーン検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクリーン検査システム及びスクリーン検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、省スペース化を図ることの可能なプロジェクターとして、図７（ａ）に示すように、スクリーンＳＣの近接位置（図ではスクリーンＳＣの下端近傍）に設置され、当該近接位置からスクリーンＳＣに画像を表示するための画像光を投射する近接投射型プロジェクターＰＪが注目されている。このような近接投射型プロジェクターＰＪから投射される画像光は、スクリーンＳＣに対して鋭角に入射される場合が多い。このため、スクリーンＳＣに局所的歪み（例えば凸凹部）が存在すると、その局所的歪みの部分において投射画像に歪みが発生する。
【０００３】
例えば、図７（ｂ）に示すように、スクリーンＳＣに局所的歪み（凸部ｄ）が存在すると仮定すると、本来ならば凸部ｄが存在しないスクリーンＳＣ上の位置Ｐ１に投射されるべき画素の画像光が、実際には凸部ｄ上の位置Ｐ１’に投射される。このため、視聴者の視線方向がスクリーンＳＣに対して垂直方向であるとすると、スクリーンＳＣの凸部ｄにおいて投射画像の歪みが視聴者に視認されてしまう。なお、スクリーンＳＣに局所的歪みとして凹部が存在する場合も同様な原理によって投射画像に歪みが生じる。
【０００４】
一方、従来からプロジェクターによってスクリーンに投射する画像の歪みを補正する技術は多々存在する。例えば、下記特許文献１には、複数のプロジェクターを用いて二次曲面スクリーンに投射する画像の歪みを補正する技術が開示されている。また、下記特許文献２には、プロジェクターの設置位置とスクリーンの設置位置との相互関係によって発生する投射画像の台形歪みを補正する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−００５０４４号公報
【特許文献２】特開２００４−３１２６９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のように、スクリーンに局所的歪みが存在すると投射画像に歪みが生じてしまうため、事前にスクリーンにおける局所的歪みの存在を定量的に解析してスクリーンの良否判定を行うことができるスクリーン検査システムの開発が必要となる。しかしながら、上記特許文献１及び２の技術は、スクリーンの局所的歪みに起因して発生する投射画像の歪みを補正するものでないため、スクリーンにおける局所的歪みの存在を定量的に解析することはできず、スクリーン検査システムに応用することは困難である。
【０００７】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、スクリーンにおける局所的歪みの存在を定量的に解析してスクリーンの良否判定を行うことが可能なスクリーン検査システム及びスクリーン検査方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係るスクリーン検査システムは、スクリーンに正対する方向から前記スクリーンを撮影する撮影装置と、前記スクリーンに対して前記正対する方向より斜めの方向から光を投射する投射装置と、前記撮影装置から得られる前記スクリーンの撮影画像に基づき、前記スクリーンの局所的歪みに起因する明るさムラの程度を判定する画像処理装置とを備えることを特徴とする。
スクリーンに局所的歪みが存在する場合、スクリーンに対して正対する方向より斜めの方向から光を投射すると、スクリーン上の光投射領域においてスクリーンの局所的歪みに起因する明るさムラが生じる。このような明るさムラは、スクリーン上の光投射領域において局所的歪みが存在する部分とその周辺部分とで明るさが異なることが原因で生じるものであるため、局所的歪みが多く存在する程、明るさムラの発生する量も大きくなる。つまり、撮影装置から得られるスクリーンの撮影画像に基づき、明るさムラの程度を判定することにより、スクリーンにおける局所的歪みの存在を定量的に解析することができ、スクリーンの良否判定を行うことが可能となる。
【０００９】
また、上記のスクリーン検査システムにおいて、前記画像処理装置は、前記撮影画像に基づいて前記明るさムラの程度を示すムラ量を算出し、前記ムラ量に基づいて前記明るさムラの程度を判定することが望ましい。
上記のように、スクリーン上に局所的歪みが多く存在する程、明るさムラの発生する量は大きくなる。そこで、その明るさムラの程度（発生量）を示すムラ量を算出することにより、容易に明るさムラの程度を判定することが可能となる。
【００１０】
また、上記のスクリーン検査システムにおいて、前記画像処理装置は、前記撮影画像に含まれる前記スクリーン上の光投射領域に対応する画像を処理対象画像として設定することが好ましい。
撮影装置によってスクリーンに正対する方向からスクリーンを撮影する場合、撮影装置から得られる撮影画像にはスクリーン上の光投射領域に対応する画像の他、その背景画像も共に含まれることが多い。このような背景画像は、明るさムラのムラ量を算出するための画像処理を行う際には不要なノイズ画像である。よって、撮影画像に含まれるスクリーン上の光投射領域に対応する画像を処理対象画像として設定することにより、画像処理の負荷を軽減できると共に、ムラ量の算出精度の向上を図ることができる。
【００１１】
また、上記のスクリーン検査システムにおいて、前記画像処理装置は、前記撮影画像のヒストグラムを作成し、前記ヒストグラムに基づいて前記撮影画像に含まれる前記スクリーン上の光投射領域に対応する画像と背景画像とを区別するための明るさ閾値を設定し、前記撮影画像を構成する画素の内、前記明るさ閾値以上の明るさを有する画素によって構成される画像を前記光投射領域に対応する画像と認識して前記処理対象画像に設定することが好ましい。
これにより、撮影画像に含まれるスクリーン上の光投射領域に対応する画像と背景画像とを容易に区別でき、その結果、処理対象画像の設定処理の負荷を軽減することができる。
【００１２】
また、上記のスクリーン検査システムにおいて、前記画像処理装置は、前記処理対象画像の平均化処理を行い、前記平均化処理後の処理対象画像と前記平均化処理前の処理対象画像との差分処理を行うことで差分画像を作成し、前記差分画像に基づいて前記ムラ量を算出することが好ましい。
スクリーンに対して正対する方向より斜めの方向から光を投射する場合、スクリーン上の光投射領域において投射装置から遠い側の領域が暗くなり、投射装置に近い側の領域が明るくなるという現象が発生しやすくなる（特にスクリーンに対して鋭角に光が投射される程、この現象は顕著である）。つまり、撮影画像に存在する明るさムラの中には、スクリーンの局所的歪みに起因する明るさムラと、光の投射方向に起因する明るさムラとが混在することになる。従って、スクリーンの局所的歪みに起因する明るさムラのムラ量を算出するためには、光の投射方向に起因する明るさムラを除去する必要がある。上記の平均化処理及び差分処理（差分画像の作成）を行うことによって、光の投射方向に起因する明るさムラを除去することが可能となる。
【００１３】
また、上記のスクリーン検査システムにおいて、前記画像処理装置は、前記処理対象画像を複数の領域に分割して前記複数の領域毎に平均化処理を行い、前記平均化処理後の処理対象画像と前記平均化処理前の処理対象画像との差分処理を行うことで差分画像を作成し、前記差分画像に基づいて前記ムラ量を算出することが好ましい。
これにより、光の投射方向に起因する明るさムラをより精度良く除去することが可能となる。
【００１４】
また、上記のスクリーン検査システムにおいて、前記画像処理装置は、前記差分画像を構成する画素の総数と、前記差分画像を構成する画素の内、明るさが最大値以外の画素の数との比率を前記ムラ量として算出することが好ましい。
これにより、スクリーンの局所的歪みに起因する明るさムラの発生量を示すムラ量を容易に算出することができ、算出処理の負荷を軽減することができる。
【００１５】
また、上記のスクリーン検査システムにおいて、前記画像処理装置は、前記ムラ量と予め設定されている良否判定閾値とを比較し、その比較結果に基づいて前記スクリーンの良否を判定することが好ましい。
ムラ量さえ算出できれば、その算出結果を基にユーザー自身がムラ量と良否判定閾値とを比較してスクリーンの良否を判定することも可能であるが、画像処理装置に自動的にスクリーンの良否判定を行う機能を設けることにより、ユーザーの負担を軽減できると共に検査効率の向上を図ることができる。
【００１６】
また、上記のスクリーン検査システムにおいて、前記投射装置は、前記光として前記スクリーンに所定の検査用画像を表示するための画像光を投射するプロジェクターであることが好ましい。
このように投射装置としてプロジェクターを用いることにより、任意の検査用画像をスクリーンに投射することができる。スクリーンの仕様によっては投射する画像光の色によって明るさムラの発生状態が異なり、ムラ量を精度良く算出することが困難となる場合がある。そのような場合に、スクリーンの仕様に応じて適切な色の検査用画像をスクリーンに投射することにより、ムラ量の算出精度、つまりスクリーンの良否判定精度を維持することができる。
【００１７】
また、上記のスクリーン検査システムにおいて、前記検査用画像は、全白画像であることが好ましい。
このように最も明るい画像である全白画像を検査用画像としてスクリーンに投射することにより、スクリーンの局所的歪みに起因する明るさムラがより明確に発生し、ムラ量の算出精度、つまりスクリーンの良否判定精度を向上することができる。
【００１８】
また、上記のスクリーン検査システムにおいて、前記投射装置は、所定の色光を前記スクリーンに投射する光源であることが好ましい。
このように投射装置として光源を用いても何ら問題なく、スクリーンの局所的歪みに起因する明るさムラのムラ量を算出することができると共に、投射装置としてプロジェクターを用いる場合と比べてシステムコストを削減することができる。
【００１９】
さらに、本発明に係るスクリーン検査方法は、スクリーンに正対する方向から前記スクリーンを撮影する工程と、前記スクリーンに対して前記正対する方向より斜めの方向から光を投射する工程と、前記スクリーンの撮影画像に基づき、前記スクリーンの局所的歪みに起因する明るさムラの程度を判定する工程とを有することを特徴とする。
このような特徴を有するスクリーン検査方法によると、スクリーンにおける局所的歪みの存在を定量的に解析してスクリーンの良否判定を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係るスクリーン検査システム１の構成概略図である。
【図２】スクリーン検査システム１のブロック構成図である。
【図３】スクリーン検査システム１における画像処理装置３０の画像解析部３３ｂが行う画像処理を示すフローチャートである。
【図４】画像解析部３３ｂが行う画像処理に関する第１補足説明図である。
【図５】画像解析部３３ｂが行う画像処理に関する第２補足説明図である。
【図６】本実施形態の変形例に関する説明図である。
【図７】従来の近接投射型プロジェクターＰＪ及びスクリーンＳＣの局所的歪みに関する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態に係るスクリーン検査システム１の構成概略図である。本実施形態に係るスクリーン検査システム１は、スクリーンＳＣにおける局所的歪みの存在を定量的に解析してスクリーンＳＣの良否判定を行うシステムであり、カメラ（撮影装置）１０と、プロジェクター（投射装置）２０と、画像処理装置３０とから構成されている。
【００２２】
カメラ１０は、スクリーンＳＣに正対する位置（具体的には、スクリーンＳＣに対して垂直方向にスクリーンＳＣの中心から延びる軸線ＡＸ上の位置）に設置されており、スクリーンＳＣに正対する方向からスクリーンＳＣを撮影し、その撮影画像を示すデータ（以下、撮影画像データと称す）を画像処理装置３０に出力する。プロジェクター２０は、スクリーンＳＣの近接位置（図１ではスクリーンＳＣの下端近傍）に設置された近接投射型プロジェクターであり、画像処理装置３０から入力される表示画像データに基づく画像光をスクリーンＳＣに対して正対する方向より斜めの方向から投射する。
【００２３】
画像処理装置３０は、例えばノートＰＣ（Personal Computer）であり、上記のカメラ１０及びプロジェクター２０と信号ケーブルを介して通信可能に接続されている。この画像処理装置３０は、スクリーンＳＣに表示すべき画像を示すデータ（表示画像データ）を生成して上記プロジェクター２０に出力する一方、カメラ１０から入力される撮影画像データに基づいてスクリーンＳＣの局所的歪みに起因する明るさムラのムラ量を算出し、当該算出したムラ量を基にスクリーンＳＣの良否判定を行う機能を有している。
【００２４】
図２は、上述したスクリーン検査システム１のブロック構成図である。この図２に示すように、カメラ１０は、センサー光学系１１、ＣＣＤ（Charge Coupled Devices）センサー１２及びＣＣＤ制御回路１３を備えている。また、プロジェクター２０は、投射光学系２１、ランプ２２、液晶パネル２３及び表示制御回路２４を備えている。また、画像処理装置３０は、操作入力装置３１、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３２、画像処理プロセッサー３３、記憶装置３４及び表示装置３５を備えている。
【００２５】
カメラ１０において、センサー光学系１１は、スクリーンＳＣ上に投射された画像光を受光してＣＣＤセンサー１２上に結像するために必要な各種レンズ及びミラー等の光学部品から構成されている。ＣＣＤセンサー１２は、ＣＣＤ制御回路１３から供給される制御信号に応じて駆動する撮像素子であり、各画素における受光強度に応じたアナログ信号をＣＣＤ制御回路１３に出力する。ＣＣＤ制御回路１３は、上記のＣＣＤセンサー１２に制御信号を供給すると共に、ＣＣＤセンサー１２から入力されるアナログ信号を各画素の明るさ（階調値：例えば８ビットならば０〜２５５の値）を示す階調データに変換し、当該階調データを撮影画像データとして画像処理装置３０に出力する。つまり、撮影画像データとは、スクリーンＳＣの撮影画像を構成する各画素の明るさを示す階調データをグループ化したものである。
【００２６】
プロジェクター２０において、投射光学系２１は、後述のランプ２２及び液晶パネル２３によって形成される画像光をスクリーンＳＣに対して投射するために必要な各種レンズ及びミラー等の光学部品から構成されている。ランプ２２は、例えば白色ハロゲンランプであり、表示制御回路２４から供給される駆動電流に応じた所定の光量で発光する。液晶パネル２３は、表示制御回路２４から供給される駆動信号に応じてランプ２２の出射光を強度変調することで画像光を形成する光変調素子であり、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のそれぞれに対応して３つ設けられている。表示制御回路２４は、画像処理装置３０から入力される表示画像データに基づいて上記液晶パネル２３に供給すべき駆動信号及びランプ２２に供給すべき駆動電流を生成する。
【００２７】
画像処理装置３０において、操作入力装置３１は、例えばキーボードやマウス等から構成されており、ユーザーによる操作入力を受付け、その操作入力に応じた操作入力信号をＣＰＵ３２に出力する。ＣＰＵ３２は、記憶装置３４に記憶されているＯＳ(Operating System)プログラムやアプリケーションプログラム、及び上記の操作入力装置３１から入力される操作入力信号に基づいて画像処理装置３０の全体動作を制御する中央演算処理装置である。
【００２８】
画像処理プロセッサー３３は、ＣＰＵ３２からの指示に応じて主に画像処理に関する各種演算処理を行うプロセッサーであり、その機能要素として画像生成部３３ａ及び画像解析部３３ｂを備えている。画像生成部３３ａは、ＣＰＵ３２からの指示に応じてスクリーンＳＣに表示すべき画像を示す表示画像データを生成してプロジェクター２０の表示制御回路２４に出力する。画像解析部３３ｂは、記憶装置３４に一時的に記憶された撮影画像データに基づいてスクリーンＳＣの局所的歪みに起因する明るさムラのムラ量を算出し、当該算出したムラ量を基にスクリーンＳＣの良否判定を行い、その良否判定結果をＣＰＵ３２に通知する。
【００２９】
記憶装置３４は、ＨＤＤ(Hard Disk Drive)やフラッシュメモリ、ＲＡＭ(Random Access Memory)等から構成されており、予めＯＳプログラムやアプリケーションプログラム、その他の各種設定データを記憶していると共に、ＣＰＵ３２による制御に応じてカメラ１０から入力される撮影画像データやその他の各種データを一時的に記憶する。表示装置３５は、例えば画像処理装置３０に設けられた液晶ディスプレイであり、ＣＰＵ３２による制御に応じて所定の画像を表示する。なお、この表示装置３５に表示される画像には、上記スクリーンＳＣの良否判定結果を示す画像も含まれる。
【００３０】
次に、上記のように構成された本実施形態に係るスクリーン検査システム１の動作について詳細に説明する。
まず、画像処理装置３０のＣＰＵ３２は、操作入力装置３１から入力される操作入力信号を基に、ユーザーからスクリーン検査用アプリケーションの起動命令を受けたことを検知すると、記憶装置３４に記憶されているスクリーン検査用のアプリケーションプログラムに基づいて以下に述べるスクリーン検査に関する各種処理を実行する。
【００３１】
すなわち、ＣＰＵ３２は、始めに画像処理プロセッサー３３の画像生成部３３ａに対して検査用画像を生成するように指示する。そして、画像生成部３３ａは、ＣＰＵ３２からの指示に応じてスクリーンＳＣに表示すべき検査用画像を示す表示画像データを生成してプロジェクター２０の表示制御回路２４に出力する。
【００３２】
ここで、検査用画像としては、スクリーンＳＣの局所的歪みに起因する明るさムラが明確に現れるように、画面全体が一様な色となる画像を用いることが好ましい。本実施形態では、一例として画面全体が白色となる画像（全白画像）を検査用画像として用いるものとする。このように、明るさが最も大きい全白画像を検査用画像として用いることにより、スクリーンＳＣの局所的歪みに起因する明るさムラがより顕著に現れることになる。
【００３３】
プロジェクター２０の表示制御回路２４は、上記のように画像処理プロセッサー３３の画像生成部３３ａから検査用画像（全白画像）を示す表示画像データが入力されると、その表示画像データに基づいて液晶パネル２３に供給すべき駆動信号及びランプ２２に供給すべき駆動電流を生成することで、ランプ２２及び液晶パネル２３に検査用画像を示す画像光を形成させる。このように形成された画像光は投射光学系２１を介してスクリーンＳＣに投射され、スクリーンＳＣに検査用画像が表示される。
【００３４】
一方、カメラ１０は、スクリーンＳＣに正対する方向からスクリーンＳＣを撮影し、その撮影画像を示す撮影画像データを画像処理装置３０に出力する。具体的には、カメラ１０のＣＣＤ制御回路１３が、ＣＣＤセンサー１２に制御信号を供給してＣＣＤセンサー１２を駆動すると共に、ＣＣＤセンサー１２から入力されるアナログ信号を各画素の明るさを示す階調データに変換し、当該階調データを撮影画像データとして画像処理装置３０に出力する。
【００３５】
画像処理装置３０のＣＰＵ３２は、上記のようにカメラ１０から撮影画像データが入力されると、この撮影画像データを一旦記憶装置３４に記憶させた後、画像処理プロセッサー３３の画像解析部３３ｂに対して撮影画像データに基づく画像処理を行うように指示する。以下、図３〜図５を参照しながら、画像解析部３３ｂが行う画像処理について詳細に説明する。
【００３６】
図３は、画像解析部３３ｂが行う画像処理の手順を表すフローチャートである。まず、画像解析部３３ｂは、記憶装置３４に記憶されている撮影画像データに基づき、撮影画像に含まれるスクリーンＳＣ上の光投射領域に対応する画像（つまり検査用画像）を処理対象画像として設定する（ステップＳ１）。
【００３７】
図４（ａ）は、検査用画像、つまり全白画像が表示（投射）されたスクリーンＳＣを撮影して得られる撮影画像の一例を示している。カメラ１０によってスクリーンＳＣに正対する方向からスクリーンＳＣを撮影する場合、カメラ１０から得られる撮影画像にはスクリーンＳＣ上の光投射領域に対応する画像（検査用画像Ｉｅ）の他、その背景画像Ｉｂも共に含まれることが多い。このような背景画像Ｉｂは、明るさムラのムラ量を算出するための画像処理を行う際には不要なノイズ画像である。よって、撮影画像に含まれるスクリーンＳＣ上の検査用画像Ｉｅを処理対象画像として設定することにより、画像処理の負荷を軽減できると共に、ムラ量の算出精度の向上を図ることができる。
【００３８】
具体的には、画像解析部３３ｂは、ステップＳ１の処理として、まず、撮影画像データに基づいて撮影画像のヒストグラムを作成する（ステップＳ１ａ）。図４（ｂ）は、作成されたヒストグラムの一例を示している。この図に示すように、ヒストグラムとは、撮影画像について明るさ（階調値）毎の画素数をグラフ化したものであり、所定の明るさを持った画素の分布傾向を表している。
【００３９】
続いて、画像解析部３３ｂは、上記ステップＳ１ａで作成したヒストグラムに基づいて撮影画像に含まれる検査用画像Ｉｅと背景画像Ｉｂとを区別するための明るさ閾値を設定する（ステップＳ１ｂ）。例えば、ヒストグラム中の最も明るい階調値が「２５０」、最も暗い階調値が「２０」とすると、画像解析部３３ｂは、下記（１）式によって算出される両者の中間値「１３５」を明るさ閾値として設定する。
明るさ閾値＝（２５０−２０）／２＋２０＝１３５        …（１）
なお、このような明るさ閾値の設定手法は上記（１）式に限らず、２値化処理などの画像処理で用いられる公知の閾値設定手法（例えば、ヒストグラムの平均値と標準偏差から閾値を設定する手法など）を用いても良い。
【００４０】
そして、画像解析部３３ｂは、撮影画像を構成する各画素の階調値と上記のように設定した明るさ閾値とを比較し、明るさ閾値以上の明るさを有する画素（つまり、図４（ｂ）に示すヒストグラム中の右側の山部分に含まれる画素）によって構成される画像を検査用画像Ｉｅと認識して処理対象画像に設定する（ステップＳ１ｃ）。
以上のようなステップＳ１ａ、Ｓ１ｂ及びＳ１ｃの処理によって、撮影画像に含まれる検査用画像Ｉｅが処理対象画像として設定される。
【００４１】
次に、画像解析部３３ｂは、上記のように設定した処理対象画像（検査用画像Ｉｅ）を構成する画素の階調データに基づいて、スクリーンＳＣの局所的歪みに起因する明るさムラのムラ量を算出し、当該算出したムラ量を基にスクリーンＳＣの良否判定を行う（ステップＳ２）。
【００４２】
図４（ａ）に示すように、スクリーンＳＣの斜め下方向から画像光を投射する場合、スクリーンＳＣ上の検査用画像Ｉｅにおいてスクリーン上側の領域が暗くなり、スクリーン下側の領域が明るくなるという現象が発生しやすくなる（特にスクリーンＳＣに対して鋭角に光が投射される程、この現象は顕著である）。つまり、撮影画像に存在する明るさムラの中には、スクリーンＳＣの局所的歪みに起因する明るさムラと、光の投射方向に起因する明るさムラとが混在することになる。従って、スクリーンＳＣの局所的歪みに起因する明るさムラのムラ量を算出するためには、最初に光の投射方向に起因する明るさムラを除去する必要がある。  
なお、図４（ａ）において、符号ｍ１、ｍ２は、スクリーンＳＣの局所的歪みに起因して発生した明るさムラを示している。
【００４３】
具体的には、画像解析部３３ｂは、ステップＳ２の処理として、まず、処理対象画像を構成する画素の階調データに基づいて処理対象画像の平均化処理を行う（ステップＳ２ａ）。ここで、平均化処理とは、処理対象画像の明るさを均一化する処理を指し、平均化フィルタやローパスフィルタを用いる等の公知の技術を採用することができる。なお、以下では、平均化処理前の処理対象画像を元画像、平均化処理後の処理対象画像を平均画像と称する。
【００４４】
続いて、画像解析部３３ｂは、平均画像と元画像との差分処理を行うことで差分画像を作成する（ステップＳ２ｂ）。具体的には、元画像を構成する各画素の階調データをＤo（ｘ、ｙ）、平均画像を構成する各画素の階調データをＤave（ｘ、ｙ）、差分画像を構成する各画素の階調データをＤdif（ｘ、ｙ）とすると、画像解析部３３ｂは、下記（２）式を用いて差分画像を構成する各画素の階調データＤdif（ｘ、ｙ）を算出する。なお、ｘ、ｙは各画素の水平方向（Ｘ軸）及び垂直方向（Ｙ軸）の座標を示す変数である。また、最大階調値は、８ビットならば「２５５」となる。
Ｄdif（ｘ、ｙ）＝最大階調値−｜Ｄave（ｘ、ｙ）−Ｄo（ｘ、ｙ）｜  …（２）
【００４５】
図５（ａ）は平均画像の一例であり、図５（ｂ）は差分画像の一例である。これらの図からわかるように、上述した平均化処理及び差分処理（差分画像の作成）を行うことによって、プロジェクター２０の投射方向に起因する明るさムラを除去でき、スクリーンＳＣの局所的歪みに起因する明るさムラｍ１、ｍ２を強調することができる。
【００４６】
そして、画像解析部３３ｂは、差分画像の階調データＤdif（ｘ、ｙ）に基づいて、スクリーンＳＣの局所的歪みに起因する明るさムラのムラ量を算出する（ステップＳ２ｃ）。具体的には、画像解析部３３ｂは、差分画像を構成する画素の総数をＣ１、差分画像を構成する画素の内、最大階調値（白色）以外の階調値を有する画素（つまり図５（ｂ）中の明るさムラｍ１、ｍ２に含まれる画素）の数をＣ２とすると、Ｃ１とＣ２との比率Ｋ（＝Ｃ２／Ｃ１）をムラ量として算出する。
【００４７】
そして、画像解析部３３ｂは、予め設定されている良否判定閾値Ｋthと上記のように算出したムラ量Ｋとを比較し、その比較結果に基づいてスクリーンＳＣの良否判定を行う（ステップＳ２ｄ）。具体的には、画像解析部３３ｂは、ムラ量Ｋが良否判定閾値Ｋth以上の場合に、スクリーンＳＣは不良であると判定する。例えば、Ｃ１＝２４０００画素、Ｃ２＝１５２０画素とすると、ムラ量Ｋは６．３％となる。ここで、良否判定閾値Ｋthを５％と設定していたとすると、ムラ量Ｋは良否判定閾値Ｋth以上の値であるので、スクリーンＳＣは不良と判定される。
【００４８】
画像解析部３３ｂは、以上のようなステップＳ１及びＳ２の画像処理を行うことで得られたスクリーンＳＣの良否判定結果をＣＰＵ３２に通知する。そして、ＣＰＵ３２は、スクリーンＳＣの良否判定結果を表示装置３５に表示させる。ユーザーは、表示装置３５に表示されるスクリーンＳＣの良否判定結果を確認することで、スクリーンＳＣを交換すべきかどうかを判断することができる。
【００４９】
以上説明したように、スクリーンＳＣに局所的歪みが存在する場合、スクリーンＳＣに対して正対する方向より斜めの方向から光を投射すると、スクリーンＳＣ上の光投射領域においてスクリーンＳＣの局所的歪みに起因する明るさムラが生じる。このような明るさムラは、スクリーンＳＣ上の光投射領域において局所的歪みが存在する部分とその周辺部分とで明るさが異なることが原因で生じるものであるため、局所的歪みが多く存在する程、明るさムラの発生する量も大きくなる。つまり、本実施形態に係るスクリーン検査システム１によれば、カメラ１０から得られるスクリーンＳＣの撮影画像に基づいて明るさムラのムラ量を算出することにより、スクリーンＳＣにおける局所的歪みの存在を定量的に解析することができ、スクリーンＳＣの良否判定を行うことが可能となる。
【００５０】
なお、本発明は上記実施形態に限定されず、以下のような変形例が挙げられる。
（１）上記実施形態では、処理対象画像の全領域について平均化処理及び差分画像の作成処理を行ったが、例えば、図６（ａ）に示すように、処理対象画像を複数の領域Ｆに分割し、それら複数の領域Ｆ毎に平均化処理を行い、平均化処理後の処理対象画像と平均化処理前の処理対象画像との差分処理を行うことで差分画像を作成するようにしても良い。これにより、プロジェクター２０の投射方向に起因する明るさムラを高精度に除去することが可能となる。
【００５１】
（２）上記実施形態では、スクリーンＳＣの局所的歪みに起因する明るさムラの発生量を示すムラ量として、差分画像を構成する画素の総数Ｃ１と、差分画像を構成する画素の内、最大階調値（白色）以外の階調値を有する画素の数Ｃ２との比率Ｋ（＝Ｃ２／Ｃ１）を算出したが、ムラ量の算出手法はこれに限定されない。投射装置としてプロジェクター２０を用いる場合、任意の検査用画像をスクリーンＳＣに表示させることができるため、例えば、所定間隔で配置された特徴点を有する検査用画像をスクリーンＳＣに表示させると、
局所的歪みが存在する部分で検査用画像に歪みが生じるため特徴点の位置が変化する。つまり、撮影画像における特徴点間の距離、または特徴点の密度などを求めることにより、明るさムラの発生量を示すムラ量を算出することができる。
【００５２】
（３）図３に示した各画像処理は、撮影画像データ、つまり撮影画像を構成する各画素の階調データを基に行われるものであるが、撮影画像を構成する全画素の階調データを処理対象データとして扱うと画像処理の負荷が大きくなり、処理時間が長くなる。そのため、撮影画像を構成する全画素の階調データを処理対象データとして扱うのではなく、一定間隔で処理対象データとする階調データをサンプリングするようにしても良い。また、このようなサンプリングは、図３のステップＳ１の処理だけで行っても良いし、ステップＳ２の処理だけで行っても良い。
【００５３】
（４）上記実施形態では、投射装置としてプロジェクター２０を用いた場合を例示したが、投射装置として所定の色光をスクリーンＳＣに投射する光源を用いても良い。図６（ｂ）に、プロジェクター２０の代わりに所定の色光（例えば白色光）をスクリーンＳＣに投射する光源４０を備えたスクリーン検査システム２の構成概略図を示す。このように投射装置として光源４０を用いても何ら問題なく、スクリーンＳＣの局所的歪みに起因する明るさムラのムラ量を算出することができると共に、投射装置としてプロジェクター２０を用いる場合と比べてシステムコストを削減することができる。また、投射装置として光源４０を用いると、画像処理装置３０に検査用画像を生成する機能を設ける必要もない。
【００５４】
一方、投射装置としてプロジェクター２０を用いるメリットとしては、任意の検査用画像をスクリーンＳＣに投射することができる点が挙げられる。スクリーンＳＣの仕様によっては投射する画像光の色によって明るさムラの発生状態が異なり、ムラ量を精度良く算出することが困難となる場合がある。そのような場合に、スクリーンＳＣの仕様に応じて適切な色の検査用画像をスクリーンに投射することにより、ムラ量の算出精度、つまりスクリーンＳＣの良否判定精度を維持することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１、２…スクリーン検査システム、１０…カメラ（撮影装置）、１１…センサー光学系、１２…ＣＣＤセンサー、１３…ＣＣＤ制御回路、２０…プロジェクター（投射装置）、２１…投射光学系、２２…ランプ、２３…液晶パネル、２４…表示制御回路、３０…画像処理装置、３１…操作入力装置、３２…ＣＰＵ、３３…画像処理プロセッサー、３３ａ…画像生成部、３３ｂ…画像解析部、３４…記憶装置、３５…表示装置、４０…光源、ＳＣ…スクリーン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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