(57)【要約】【課題】シミ欠陥を誤検出しないで高精度に検出できるシミ欠陥検出方法の提供。【解決手段】シミ欠陥強調フィルタを使用し、点対称位置でセットとされた２つの輝度比較画素の対象画素Ｏに対する輝度差の平均値に基いて、輝度比較画素Ｓ１〜Ｓ３２で囲まれたシミ欠陥を強調する。ここで、輝度比較画素のセット毎に、セットの２つの輝度比較画素の輝度値が処理上の所定輝度範囲内であるか否かを第１〜第４条件により判断し、一方のみが所定輝度範囲内である場合は、その所定輝度範囲内である方の輝度値と対象画素Ｏの輝度値との差分をシミ欠陥強調のための強調算出値とする。ディスプレイの種類などで異なる検査対象領域の輝度範囲やシミの特性などに応じて、シミ欠陥強調処理上の輝度範囲を設定することにより、この輝度範囲から外れるシミ欠陥を選択的に確実に強調できるので、誤検出を防止できる。【選択図】図５
2008171142.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像した画像の各画素に対してシミ欠陥強調フィルタをかけてシミ欠陥を強調するシミ欠陥強調処理工程と、
前記シミ欠陥強調処理工程で得られた各画素のシミ欠陥強調値に基づいてシミ欠陥を検出するシミ欠陥検出工程とを有し、
前記シミ欠陥強調処理工程は、
撮像画像において選択された対象画素から所定距離離れてかつ対象画素の周囲に配置された各輝度比較画素を、前記対象画素を挟んで対称位置に配置された２つの輝度比較画素毎のセットに分け、
各セットそれぞれについて、当該セットの２つの輝度比較画素の一方の輝度値を第１輝度値として、他方の輝度値を第２輝度値として、それぞれ求め、
所定の検査対象領域の輝度に応じた所定輝度範囲の最小輝度が設定される最小設定値、および前記所定輝度範囲の最大輝度が設定される最大設定値それぞれと前記第１輝度値との比較結果、と、前記最小設定値および前記最大設定値それぞれと前記第２輝度値との比較結果、とに基づいて、
前記第１輝度値および前記第２輝度値の両方が前記所定輝度範囲内にあるときに成立する第１条件と、前記第１輝度値が前記所定輝度範囲内で且つ前記第２輝度値が前記所定輝度範囲外であるときに成立する第２条件と、前記第１輝度値が前記所定輝度範囲外で且つ前記第２輝度値が前記所定輝度範囲内であるときに成立する第３条件とを含む複数の条件を設定し、
前記第１条件が成立する場合には、前記対象画素の輝度値と前記第１輝度値および前記第２輝度値の平均値との差の値を強調算出値とし、
前記第２条件が成立する場合には、前記対象画素の輝度値と前記第１輝度値との差の値を前記強調算出値とし、
前記第３条件が成立する場合には、前記対象画素の輝度値と前記第２輝度値との差の値を前記強調算出値とし、
各セットの前記強調算出値のうち、最小値を対象画素のシミ欠陥強調値とするシミ欠陥強調フィルタを用いてシミ欠陥を強調し、
前記シミ欠陥検出工程は、前記各画素のシミ欠陥強調値を所定の閾値と比較してシミ欠陥候補の画素を抽出してシミ欠陥を検出することを特徴とするシミ欠陥検出方法。
【請求項２】
請求項１に記載のシミ欠陥検出方法において、
前記複数の条件に、前記第１輝度値および前記第２輝度値の両方が前記所定輝度範囲外のときに成立する第４条件を含め、
前記第４条件が成立する場合には、前記対象画素と前記各輝度比較画素との輝度差が取り得る値と判別可能な所定の無効値を前記強調算出値とすることを特徴とするシミ欠陥検出方法。
【請求項３】
撮像した画像の各画素に対してシミ欠陥強調フィルタをかけてシミ欠陥を強調するシミ欠陥強調処理手段と、
前記シミ欠陥強調処理手段で得られた各画素のシミ欠陥強調値に基づいてシミ欠陥を検出するシミ欠陥検出手段とを有し、
前記シミ欠陥強調処理手段は、
撮像画像において選択された対象画素から所定距離離れてかつ対象画素の周囲に配置された各輝度比較画素を、前記対象画素を挟んで対称位置に配置された２つの輝度比較画素毎のセットに分け、
各セットそれぞれについて、当該セットの２つの輝度比較画素の一方の輝度値を第１輝度値として、他方の輝度値を第２輝度値として、それぞれ求め、
所定の検査対象領域の輝度に応じた所定輝度範囲の最小輝度が設定される最小設定値、および前記所定輝度範囲の最大輝度が設定される最大設定値それぞれと前記第１輝度値との比較結果、と、前記最小設定値および前記最大設定値それぞれと前記第２輝度値との比較結果、とに基づいて、
前記第１輝度値および前記第２輝度値の両方が前記所定輝度範囲内にあるときに成立する第１条件と、前記第１輝度値が前記所定輝度範囲内で且つ前記第２輝度値が前記所定輝度範囲外であるときに成立する第２条件と、前記第１輝度値が前記所定輝度範囲外で且つ前記第２輝度値が前記所定輝度範囲内であるときに成立する第３条件とを含む複数の条件を設定し、
前記第１条件が成立する場合には、前記対象画素の輝度値と前記第１輝度値および前記第２輝度値の平均値との差の値を強調算出値とし、
前記第２条件が成立する場合には、前記対象画素の輝度値と前記第１輝度値との差の値を前記強調算出値とし、
前記第３条件が成立する場合には、前記対象画素の輝度値と前記第２輝度値との差の値を前記強調算出値とし、
各セットの前記強調算出値のうち、最小値を対象画素のシミ欠陥強調値とするシミ欠陥強調フィルタを用いてシミ欠陥を強調し、
前記シミ欠陥検出手段は、前記各画素のシミ欠陥強調値を所定の閾値と比較してシミ欠陥候補の画素を抽出してシミ欠陥を検出することを特徴とするシミ欠陥検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶パネル、電気泳動ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ等の各種表示デバイスやその応用製品であるプロジェクタ等の製造における検査工程等の各種製品の検査工程において、シミ欠陥を精度よく自動的に検出するシミ欠陥検出方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種表示パネル等の検査においてシミやムラと呼ばれる面系欠陥は、形状が不定でありコントラストも低いため、検査装置で自動検出することは困難であった。このため、検査は未だ検査員の目視で行われているのが現状であり、製造コスト削減のために検査の自動化が急務になっている。
なお、シミやムラ欠陥とは、表示画面のある領域が他の領域と輝度の差がある状態であり、ある程度の範囲で、周りに比べて明るい部分や暗い部分がある状態をいう。なお、通常、欠陥面積が比較的狭い場合をシミ欠陥、比較的大きい場合をムラ欠陥と呼ぶことが多い。但し、厳密な定義はないため、本発明では、シミ欠陥やムラ欠陥などの面系欠陥を総称してシミ欠陥と称する。
【０００３】
従来、シミ欠陥の検出を自動化する方法として、２次微分フィルタ・２次差分フィルタを用いて強調処理することでシミ欠陥を検出する方法が既に提案されている（例えば、特許文献１〜４参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−５３４７７号公報
【特許文献２】特開２００３−１４５８０号公報
【特許文献３】特開２００１−２４３４７３号公報
【特許文献４】特開２０００−１１１４９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の特許文献２〜４等では、シミを検出するための強調処理として、２次差分フィルタを用いている。
ここで、特許文献１、４の２次微分フィルタ、２次差分フィルタで考慮されているのは縦方向および横方向の成分のみであり、斜め方向の成分は考慮されていないため、処理時間は短縮できるが、シミ欠陥の検出精度を向上させることはできないという問題があった。
この点、特許文献１〜３では、縦方向および横方向だけでなく、斜め方向も考慮されているが、輝度の変化が大きい部分に反応するようにフィルタが設定されているため、エッジ部分にも反応してしまい、シミではないキズや線状の欠陥部分も同時に検出してしまう。このため、シミ欠陥の検出精度が低下するという問題があった。
また、特許文献３では、シミ欠陥の平均輝度とその外周の平均輝度値との差をとり、その輝度差をシミ検出閾値と比較して検出しているため、点状ムラの周辺部付近で、検出すべきシミ欠陥の成分とは逆方向の成分が発生し、これを誤検出する可能性がある（例えば白いシミ欠陥の場合には黒いシミ欠陥を検出）。また、同じ画面上にスジ状欠陥が存在する場合、シミ欠陥と同時にスジ状欠陥も検出する可能性があり、シミ欠陥の検出精度を上げられないという問題点がある。
さらに、特許文献４については、フィルタ計算時にフィルタ適用部分の輝度値が凸か凹かを条件式を用いて調べ、条件を充足するときにのみ２次微分の計算を行うため、シミ部分のみを検出することが可能となっている。但し、この手法では４方向全てを条件として考慮しているものの実際にはこの条件から外れるシミも存在するため、このようなシミを検出することができない。
【０００６】
本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたものであり、シミ欠陥を誤検出しないで高精度に検出することができるシミ欠陥検出方法及び装置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】
【０００７】
本発明のシミ欠陥検出方法は、撮像した画像の各画素に対してシミ欠陥強調フィルタをかけてシミ欠陥を強調するシミ欠陥強調処理工程と、前記シミ欠陥強調処理工程で得られた各画素のシミ欠陥強調値に基づいてシミ欠陥を検出するシミ欠陥検出工程とを有し、前記シミ欠陥強調処理工程は、撮像画像において選択された対象画素から所定距離離れてかつ対象画素の周囲に配置された各輝度比較画素を、前記対象画素を挟んで対称位置に配置された２つの輝度比較画素毎のセットに分け、各セットそれぞれについて、当該セットの２つの輝度比較画素の一方の輝度値を第１輝度値として、他方の輝度値を第２輝度値として、それぞれ求め、所定の検査対象領域の輝度に応じた所定輝度範囲の最小輝度が設定される最小設定値、および前記所定輝度範囲の最大輝度が設定される最大設定値それぞれと前記第１輝度値との比較結果、と、前記最小設定値および前記最大設定値それぞれと前記第２輝度値との比較結果、とに基づいて、前記第１輝度値および前記第２輝度値の両方が前記所定輝度範囲内にあるときに成立する第１条件と、前記第１輝度値が前記所定輝度範囲内で且つ前記第２輝度値が前記所定輝度範囲外であるときに成立する第２条件と、前記第１輝度値が前記所定輝度範囲外で且つ前記第２輝度値が前記所定輝度範囲内であるときに成立する第３条件とを含む複数の条件を設定し、前記第１条件が成立する場合には、前記対象画素の輝度値と前記第１輝度値および前記第２輝度値の平均値との差の値を強調算出値とし、前記第２条件が成立する場合には、前記対象画素の輝度値と前記第１輝度値との差の値を前記強調算出値とし、前記第３条件が成立する場合には、前記対象画素の輝度値と前記第２輝度値との差の値を前記強調算出値とし、各セットの前記強調算出値のうち、最小値を対象画素のシミ欠陥強調値とするシミ欠陥強調フィルタを用いてシミ欠陥を強調し、前記シミ欠陥検出工程は、前記各画素のシミ欠陥強調値を所定の閾値と比較してシミ欠陥候補の画素を抽出してシミ欠陥を検出することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明のシミ欠陥検出装置は、撮像した画像の各画素に対してシミ欠陥強調フィルタをかけてシミ欠陥を強調するシミ欠陥強調処理手段と、前記シミ欠陥強調処理手段で得られた各画素のシミ欠陥強調値に基づいてシミ欠陥を検出するシミ欠陥検出手段とを有し、前記シミ欠陥強調処理手段は、撮像画像において選択された対象画素から所定距離離れてかつ対象画素の周囲に配置された各輝度比較画素を、前記対象画素を挟んで対称位置に配置された２つの輝度比較画素毎のセットに分け、各セットそれぞれについて、当該セットの２つの輝度比較画素の一方の輝度値を第１輝度値として、他方の輝度値を第２輝度値として、それぞれ求め、所定の検査対象領域の輝度に応じた所定輝度範囲の最小輝度が設定される最小設定値、および前記所定輝度範囲の最大輝度が設定される最大設定値それぞれと前記第１輝度値との比較結果、と、前記最小設定値および前記最大設定値それぞれと前記第２輝度値との比較結果、とに基づいて、前記第１輝度値および前記第２輝度値の両方が前記所定輝度範囲内にあるときに成立する第１条件と、前記第１輝度値が前記所定輝度範囲内で且つ前記第２輝度値が前記所定輝度範囲外であるときに成立する第２条件と、前記第１輝度値が前記所定輝度範囲外で且つ前記第２輝度値が前記所定輝度範囲内であるときに成立する第３条件とを含む複数の条件を設定し、前記第１条件が成立する場合には、前記対象画素の輝度値と前記第１輝度値および前記第２輝度値の平均値との差の値を強調算出値とし、前記第２条件が成立する場合には、前記対象画素の輝度値と前記第１輝度値との差の値を前記強調算出値とし、前記第３条件が成立する場合には、前記対象画素の輝度値と前記第２輝度値との差の値を前記強調算出値とし、各セットの前記強調算出値のうち、最小値を対象画素のシミ欠陥強調値とするシミ欠陥強調フィルタを用いてシミ欠陥を強調し、前記シミ欠陥検出手段は、前記各画素のシミ欠陥強調値を所定の閾値と比較してシミ欠陥候補の画素を抽出してシミ欠陥を検出することを特徴とする。
【０００９】
これらの本発明では、シミ欠陥強調処理において、対象画素から所定距離離れて、かつ、対象画素の周囲に配置された輝度比較画素の輝度値に基づいてシミ欠陥を強調するシミ欠陥強調フィルタを用いて処理しているので、例えば、輝度比較画素を対象画素に対して上下左右のみに配置した場合に比べて、面状に広がるシミを確実に検出することができる。
【００１０】
また、本発明のシミ欠陥強調フィルタは、前記各輝度比較画素を、前記対象画素を挟んで対称位置に配置された２つの輝度比較画素毎のセットに分け、第１条件の成立時には、対象画素の輝度値とセットの２つの輝度比較画素の輝度値の平均値との差分を各セットの強調算出値としている。
このため、例えば、前記各輝度比較画素内に周囲に比べて明るいシミ欠陥が生じている場合、前記対象画素の輝度値は、セットの２つの輝度比較画素の輝度値のいずれに対しても大きくなるから、強調算出値は大きな値になる。このシミ欠陥が各輝度比較画素で囲まれたエリア内に納まっている場合、各セットの強調算出値がすべて大きな値になる。
一方、前記対象画素およびセットとされた２つの輝度比較画素を通るスジ状欠陥が生じている場合、これらの画素の輝度値は殆ど同じになるため、当該セットにおける強調算出値は小さな値になる。また、対象画素を含む明るいシミ欠陥の一部が輝度比較画素にも達していると、そのシミ欠陥が達した輝度比較画素の輝度値が高くなり対象画素の輝度値に近づくため、このセットにおける強調算出値の値は小さくなる。
このように求められる各セットの強調算出値のうち、その値が最小になるものを選択して対象画素のシミ欠陥強調値とすれば、スジ状欠陥がある場合や、輝度比較画素の一部が欠陥に含まれている場合にはシミ欠陥強調値が小さくなり、輝度比較画素で囲まれたエリア内にシミ欠陥が納まっている場合にのみシミ欠陥強調値が大きくなる。このため、シミ欠陥強調値を所定の閾値と比較すれば、シミ欠陥のみを高精度に検出することができる。
【００１１】
ここで、対象画素と輝度比較画素との減算向きについて、周りよりも明るい白シミ欠陥を強調する際は、対象画素の輝度値から周りの輝度比較画素の輝度値を引くことで強調算出値を求めればよい。逆に、周りよりも暗い黒シミ欠陥を強調する際は、周りの輝度比較画素の輝度値から対象画素の輝度値を引くことで強調算出値を求めればよい。このように、白シミ欠陥と黒シミ欠陥とを別々に強調し、白シミ欠陥強調結果から白シミ欠陥検出用の閾値によりシミ欠陥を切り出し、黒シミ欠陥強調結果から黒シミ欠陥検出用の閾値によりシミ欠陥を切り出すことにより、シミの外縁部で白シミと黒シミとが反転するなどの不具合が生じず、シミ欠陥検出の精度をより一層向上させることができる。
【００１２】
さらに、本発明における大きな特徴の１つとして、シミ強調処理上、検査対象領域の輝度に応じた輝度範囲（所定輝度範囲）を設定しており、各セットの２つの輝度比較画素それぞれがこの輝度範囲内であるか否かを第１条件〜第３条件で判断している。すなわち、各種ディスプレイ等の表示画像それぞれの表示特性等に応じて、所定輝度範囲を任意に設定可能であるため、広範な種類の表示画像の欠陥検査に対応できる。
なお、所定輝度範囲には、検査対象領域に対する処理上の任意の輝度範囲を設定できる。この所定輝度範囲は、最小値および最大値（最小設定値および最大設定値）により規定される。
【００１３】
ここで、もし仮に、対象画素の輝度値を参照し、この対象画素と、セットの２つの輝度比較画素それぞれとの輝度差を求め、その輝度差と所定閾値との比較に基づいて、対象画素と２つの各輝度比較画素とが同じ領域（対象画素の位置に応じて検査対象領域の内部あるいは外部）にあるか否かの判断を通じて、当該対象画素のシミ強調算出値を導くこととする。この場合において、対象画素の輝度値が輝度比較画素の輝度値に対して想定以上に外れていた際（閾値を越える場合）には、その対象画素に存在するシミ欠陥を強調できない。
これに対して、本発明では、対象画素のシミ欠陥強調処理に際して、その対象画素の輝度値が前記の所定輝度範囲内にあるか否かを判断するのではなく、その対象画素の周りの輝度比較画素の輝度値が所定輝度範囲内にあるか否かを判断しているため、対象画素の輝度が所定輝度範囲の内部であるか外部であるかに関わらず、所定輝度範囲から外れた白シミや黒シミが存在する対象画素を確実に強調できる。
【００１４】
また、第２、第３条件により、セットの２つの輝度比較画素の片方のみが所定輝度範囲内である場合は、その所定輝度範囲内にある片方の輝度比較画素と対象画素との輝度差を強調算出値として、もう片方の輝度比較画素の輝度値はシミ欠陥強調に際して加味しないので、一方の輝度比較画素が所定輝度範囲内、他方の輝度比較画素が所定輝度範囲外となった場合、対象画素にシミ欠陥が無いにも関わらず、当該対象画素に対してシミ欠陥強調処理がされることを防止できる。その一方で、実在するシミ欠陥については確実に強調して検出可能となる。
以上、第１条件〜第３条件の各条件付けと、これら条件付けにおいて対象画素ではなく輝度比較画素の輝度を参照していることによって、検査対象領域の内外にフィルタが跨っても誤検出せずに検査を完全自動化でき、かつ、検査対象領域内において所定輝度範囲から外れた顕著な輝点、シミなどを漏れなく強調して検出できる。
【００１５】
なお、第１条件成立時には、対象画素を挟んで対称の位置に配置された２つの輝度比較画素の輝度値における平均値を求めているので、背景のシェーディングの影響を軽減でき、シミ欠陥をより高精度に検出することができる。すなわち、背景のシェーディングの影響によって、対象画素を挟んで対称の位置に配置された２つの輝度比較画素の一方は輝度値が高くなり、他方は小さくなることが多い。従って、これらの２つの輝度比較画素の平均輝度値を求めることでシェーディングの影響を平滑化でき、その結果、強調算出値は小さな値になる。これによって、シミ欠陥をより高精度に検出することができる。
【００１６】
前記検査対象領域としては、例えば、液晶パネルやＤＭＤ（ダイレクト・ミラー・デバイス）パネル、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、電気泳動ディスプレイ、フロントプロジェクタ、リアプロジェクタなどの各種画像表示装置による表示画面を撮像した画像における矩形状などの画像表示領域などを挙げることができる。
以上の本発明によれば、ディスプレイの種類などで異なる検査対象領域の輝度範囲やシミの特性などに応じて、シミ欠陥強調処理上の輝度範囲を設定することにより、この輝度範囲から外れるシミ欠陥を選択的に確実に強調できるので、誤検出が防止され、シミ欠陥検出を適切に行うことができる。
【００１７】
なお、第１〜第３条件の各条件付けにおいて、第１、第２輝度値がそれぞれ、最小設定値以上でかつ最大設定値以下であるとき、所定輝度範囲内であると判断しても良いし、第１、第２輝度値がそれぞれ、最小設定値超でかつ最大設定値未満であるとき、所定輝度範囲内であると判断してもよい。要するに、これら最小設定値および最大設定値が所定輝度範囲両端の閾値となって各条件付けが行えればよい。
【００１８】
本発明のシミ欠陥検出方法では、前記複数の条件に、前記第１輝度値および前記第２輝度値の両方が前記所定輝度範囲外のときに成立する第４条件を含め、前記第４条件が成立する場合には、前記対象画素と前記各輝度比較画素との輝度差が取り得る値と判別可能な所定の無効値を前記強調算出値とすることが好ましい。
【００１９】
この発明によれば、第４条件が成立する場合には、前記第１〜第３条件のときに第１、第２輝度値に基づいて算出される強調算出値に紛れない無効値を強調算出値とするので、各セットのそれぞれにおいて算出される強調算出値のうち最小値として求めるシミ欠陥強調値に影響を及ぼさない。
ここで、検査対象領域の内部と外部とでは輝度範囲が異なることが通常であり、このため、検査対象領域内で想定される輝度範囲に応じて前記の所定輝度範囲を設定しておけば、対象画素およびセットの各輝度比較画素のそれぞれが検査対象領域外（つまり背景領域）にありかつ、対象画素と輝度比較画素との輝度差が生じている場合（つまり、背景領域で輝度変化が存在した場合）に、これを欠陥として誤検出してしまうことを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
［１．シミ欠陥検出装置の全体構成］
図１は本発明の第１実施形態に係るシミ欠陥検出装置の構成を示すブロック図である。
図１において、１は表示パネル、２は画像投影装置であるプロジェクタであり、表示パネル１を外部からセットできるようになっている。３は表示パネル１に各種パターンを出力するパターン生成装置であるパターンジェネレータ、４はスクリーン、５はスクリーン４に投影された画像を撮影する撮像手段であるＣＣＤ（charge-coupled device）カメラであり、表示パネル１の解像度以上の解像度を有するＣＣＤを搭載している。６はパターンジェネレータ３及びＣＣＤカメラ５を制御し、表示パネル１のシミ欠陥を検出する画像処理手段であるコンピュータ装置、７はコンピュータ装置６に接続された表示装置である。
【００２１】
コンピュータ装置６は、画像入力手段６０と、背景画像差分処理手段６１と、縮小画像作成手段６３と、シミ欠陥強調処理手段６４と、ノイズ除去手段６５と、シミ欠陥抽出処理手段６６と、ｂｌｏｂ処理手段６７と、欠陥ランク分類処理手段６８とから構成されている。
【００２２】
コンピュータ装置６の画像入力手段６０には、ＣＣＤカメラ５で撮像された取込画像の画像データが入力される。その取込画像は図示しない記憶手段に記憶される。従って、画像入力手段６０によってＣＣＤカメラ５を用いて検査対象を撮像する撮像工程（画像入力工程）が実施される。
なお、表示パネル１は、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）液晶パネルや、ＤＭＤ（ダイレクト・ミラー・デバイス）パネルなどの各種表示デバイスであって、この表示パネルにおいて画像が表示される検査対象領域（検査対象領域）の全体を撮像するために、検査対象領域の周囲の領域も多少含んだ状態で撮像される。
【００２３】
背景画像差分処理手段６１は、入力画像と予め作成された背景画像との差を取って検査対象以外のものによって生じる欠陥状の輝度変化を除去した背景差分画像を得る背景画像差分処理工程を実施する。本実施形態では、この背景差分画像を検査画像（撮像画像）とする。
【００２４】
縮小画像作成手段６３は、背景画像差分処理手段６１により得られた検査画像から縮小画像を作成する縮小画像作成工程を実施する。例えば、縮小画像作成手段６３は、検査画像（撮像画像）において比較的大きなシミ欠陥を検出するために、この検査画像を１／４サイズに縮小する処理を行う。後述するように、シミ欠陥強調処理手段６４で使用するシミ欠陥強調フィルタは、それぞれ強調可能なシミの大きさがある程度決められている。このため、同一のシミ欠陥強調フィルタを利用していても、画像自体を縮小してシミ欠陥の大きさも小さくすることで、画像を縮小しない場合に比べて、相対的に大きなシミ欠陥を検出することができる。なお、小さなシミ欠陥を検出する場合には、縮小画像作成手段６３による縮小画像作成工程を実施しなくてもよい。また、その他の縮小率である1／２サイズや、１／８サイズに縮小する処理を行ってもよい。
【００２５】
シミ欠陥強調処理手段６４は、画像に対してシミ欠陥強調フィルタ（シミ欠陥検出フィルタ）を適用してシミ欠陥を強調して検出するシミ欠陥強調処理工程を実施する。
【００２６】
ノイズ除去手段６５は、シミ欠陥強調処理手段６４で処理された結果に対してメディアンフィルタを適用してノイズを除去するノイズ除去処理工程を実施する。
【００２７】
シミ欠陥抽出処理手段６６は、ノイズ除去手段６５で処理された結果を所定の閾値と比較してシミ欠陥候補を抽出する。なお、シミ欠陥には、他の画素部分に対して輝度値が高い白シミ欠陥と、輝度値が低い黒シミ欠陥とがある。このため、閾値としては、白シミ欠陥閾値と、黒シミ欠陥閾値とが設定され、白シミ欠陥閾値と比較することで白シミ欠陥候補が抽出され、黒シミ欠陥閾値と比較することで黒シミ欠陥候補が抽出される。
【００２８】
ｂｌｏｂ処理手段６７は、欠陥候補として抽出した領域の面積と、平均輝度を求めるｂｌｏｂ処理工程を実施する。
欠陥ランク分類処理手段６８は、ｂｌｏｂ処理手段６７で求めた面積および平均輝度に基づいてシミ欠陥のランクを評価し、今回の検査対象がどの欠陥ランクに該当するかを分類する欠陥ランク分類工程を実施する。
従って、本実施形態では、シミ欠陥抽出処理手段６６、ｂｌｏｂ処理手段６７、欠陥ランク分類処理手段６８により、シミ欠陥検出手段が構成されている。
【００２９】
［２．シミ欠陥検出装置の動作］
次に、本実施形態によるシミ欠陥検出装置の動作について説明する。
図２は本実施形態のシミ欠陥検出装置の動作を説明するためのフローチャートである。図２に示す動作はコンピュータ装置６上で実行されるプログラムにより実現されている。
まず、プロジェクタ２に検査対象の表示パネル１をセットし、コンピュータ装置６によりパターンジェネレータ３を制御して表示パネル１上に特定の明るさのパターンを表示させ、それをプロジェクタ２によりスクリーン４に投影する。そして、スクリーン４上に投影された画像をＣＣＤカメラ５で撮影し、その撮影データの画像をコンピュータ装置６に出力し、コンピュータ装置６によりシミ欠陥検出処理を行い、表示パネル１のシミ欠陥の検出結果を表示装置７に表示する。
【００３０】
ここで、コンピュータ装置６によるシミ欠陥検出の動作について図２のフローチャートに基づいて説明する。
まず、スクリーン４上に投影された画像をＣＣＤカメラ５で撮影し、その撮影データの画像がコンピュータ装置６の画像入力手段６０に取り込まれ、画像入力工程（撮像工程）が行われる（ステップＳ１）。このとき撮影データは、図示しないＡ／Ｄ変換器により、４０９６階調（１２ビット）のデジタルデータとして、コンピュータ装置６に取り込まれる。
次に、背景画像差分処理手段６１は、取り込まれた画像データの中から、照明やレンズなど液晶パネル以外のものによって生じる欠陥状の輝度変化を除去するための背景画像差分処理工程を行う（ステップＳ２）。
【００３１】
この背景画像差分処理工程は、図３（Ａ）に示す入力画像（投影画像）から図３（Ｂ）に示す背景画像を減算して、図３（Ｃ）に示す背景差分画像を作成する。背景画像は、表示パネル１を除いた光学系の輝度変化の画像である。投影ランプや投射レンズによる欠陥上の輝度変化は、入力画像および背景画像の両方に生じるため、入力画像から背景画像を減算すれば、背景差分画像においては、投影ランプや投射レンズなど液晶パネル以外のものによって生じる欠陥上の輝度変化成分は除去される。
【００３２】
次に、縮小画像作成手段６３は、背景画像差分処理された検査画像を縮小する縮小画像作成工程を行う（ステップＳ３）。
この縮小画像作成工程は、検査画像から所定サイズ、例えば１／４サイズに縮小した画像を作成する。具体的には、１／４サイズの縮小画像を作成する場合には、検査画像の４画素の平均値を１画素とすることで１／２サイズの縮小画像を作成し、この１／２の縮小画像の４画素の平均値を１画素とすることで１／４サイズの縮小画像を作成する。
【００３３】
従って、原画像が１３００×１０００の１３０万画素とすると、１／２の縮小画像は６５０×５００の３２．５万画素、１／４の縮小画像は３２５×２５０の８万１２５０画素を有することになる。
このように、所定サイズの縮小画像を作成するのは、後述するシミ欠陥強調フィルタは所定の大きさのシミ欠陥を強調するように設計されており、画像サイズを縮小することで、縮小前の画像サイズのままでは後述するシミ欠陥強調フィルタで強調できない比較的大きなシミを、画像サイズを縮小することで強調できるようにするためのものである。
【００３４】
次に、シミ欠陥強調処理手段６４は、作成された縮小画像に対してシミ欠陥を強調するシミ欠陥強調処理工程を行う（ステップＳ４）。このシミ欠陥強調処理工程は、そのままでは微少なレベルの白シミ欠陥・黒シミ欠陥の検出が難しいために、画像の中のシミ欠陥のみを強調するものである。
なお、所定サイズのシミ欠陥のみを検出する場合には、作成された縮小画像に対して、１種類のシミ欠陥強調フィルタを適用すればよいが、サイズの異なるシミ欠陥も検出する場合には、検出対象となるシミ欠陥のサイズが異なる複数種類のシミ欠陥強調フィルタを適用し、所定サイズのシミ欠陥を検出すればよい。
【００３５】
［３．シミ欠陥強調フィルタの構成および作用］
シミ欠陥強調フィルタは、図４に示すように、縮小画像作成手段６３により得られた縮小画像を走査する際に順次設定する検査領域の中心画素を対象画素Ｏとし、この対象画素Ｏの周囲に略円状に配置され、かつ対象画素Ｏから所定長さ離れて配置された輝度比較画素（Ｓ１〜Ｓ３２）を設けている。
輝度比較画素Ｓ１〜Ｓ３２は、対象画素Ｏを挟んで点対称位置に配置された２つを１セットとして、１６個のセットに分けられており、例えば、Ｓ１とＳ１７、Ｓ２とＳ１８、Ｓ３とＳ１９・・・Ｓ１５とＳ３１、Ｓ１６とＳ３２はそれぞれセットとされている。シミ欠陥強調フィルタは、各セットごとに求められる対象画素Ｏとの輝度差（本実施形態では、１６個の値）をそれぞれ用いることにより、輝度比較画素Ｓ１〜Ｓ３２で囲まれた範囲内に存在するシミを検査画像の縦、横、斜めの各方向において強調する。なお、シミ欠陥強調フィルタにより強調可能なシミのサイズは、対象画素Ｏから輝度比較画素Ｓ１〜Ｓ３２までの距離に依存する。
【００３６】
〔フィルタに設定されている輝度範囲〕
このようなシミ欠陥強調フィルタでは、セットの２つの輝度比較画素と対象画素Ｏとの輝度差に応じて対象画素Ｏにおけるシミ欠陥を強調するシミ強調処理に際して、処理上の輝度範囲を設定している。この輝度範囲は、最小設定値MinLevelおよび最大設定値MaxLevelによって規定されている。
ここで、MinLevelおよびMaxLevelの設定であるが、これらMinLevel、MaxLevelはそれぞれ、表示パネル１の検査対象領域における最低輝度、最高輝度という訳ではなく、検査対象領域の輝度に応じて、かつ処理に応じて任意に設定できる。例えば、表示パネル１の検査対象領域内の輝度データを予め調査して手動設定しても良いし、検査対象領域における輝度平均値(avr)と標準偏差(σ)とを求め、以下の計算式で設定しても良い。
【００３７】
MinLevel = avr  − a × σ                (式1)
MaxLevel = avr  +  a × σ                (式2)
【００３８】
〔条件１〜４〕
このようにして設定したMinLevelおよびMaxLevelと、輝度比較画素Ｓ１〜Ｓ３２の輝度値を各セット毎に比較した際の比較結果に基づいて、第１〜第４条件としての条件１〜４（下記）を設定する。
すなわち、同じセットの２つの輝度比較画素の輝度値を第１輝度値、第２輝度値として求め、これら第１輝度値、第２輝度値のそれぞれがMinLevelおよびMaxLevelで規定される輝度範囲内にあるか否かで以下の条件１〜条件４に条件付けできる。
これらの条件１〜４は互いに排他であり、各条件に応じた以下の式３〜式６により、対象画素Ｏのシミ欠陥強調値を算出するための強調算出値を求める。以下に示すＦ１は、Ｓ１，Ｓ１７のセットの強調算出値である。
【００３９】
条件１
( MinLevel <= S1 <= MaxLevel ) ∧ ( MinLevel <= S17 <= MaxLevel )
F1 = O − ( S1 + S17 ) / 2                 (式3)
条件２
( MinLevel <= S1 <= MaxLevel ) ∧ ( S17 < MinLevel ∨ S17 > MaxLevel )
F1 = O − S1                               (式4)
条件３
( S1 < MinLevel ∨ S1 > MaxLevel ) ∧ ( MinLevel <= S17 <= MaxLevel )
F1 = O − S17                              (式5)
条件４
( S1 < MinLevel ∨ S1 > MaxLevel ) ∧ ( S17 < MInLevel ∨ S17 > MaxLevel )
F1 = InvalidData                           (式6)
【００４０】
すなわち、条件１は、輝度比較画素Ｓ１，Ｓ１７の各輝度値（第１輝度値、第２輝度値）の両方がMinLevelおよびMaxLevelで規定される輝度範囲内にあることを示し、この場合、Ｓ１、Ｓ１７の輝度値の平均値と対象画素Ｏの輝度値との差分をＦ１とする（式３）。
また、条件２および条件３は、輝度比較画素Ｓ１およびＳ１７の片方がMinLevelおよびMaxLevelで規定される輝度範囲内、もう片方が輝度範囲外であることを示し、この場合、Ｓ１、Ｓ１７の各輝度値のうち、輝度範囲内である方の輝度値と対象画素Ｏの輝度値との差分がＦ１となる。つまり、Ｓ１の輝度値が輝度範囲内である場合（条件２）は、Ｓ１と対象画素Ｏとの輝度差を強調算出値とし（式４）、逆に、Ｓ１７の輝度値が輝度範囲内である場合（条件３）は、Ｓ１７と対象画素Ｏとの輝度差を強調算出値とする（式５）。
なお、本実施形態では、周りよりも明るい白シミ欠陥と、周りよりも暗い黒シミ欠陥とを個別に強調して、白シミ欠陥強調画像と、黒シミ欠陥強調画像とを作成することとしており、周りよりも明るい白シミ欠陥を強調する際には、上記式３〜式５のように、対象画素Ｏの輝度値から周りの輝度比較画素の輝度値を引く。逆の場合の黒シミ欠陥強調の場合については後述する。
【００４１】
そして、条件４は、輝度比較画素Ｓ１およびＳ１７が共にMinLevelおよびMaxLevelで規定される輝度範囲外にあることを示し、この場合、Ｆ１に無効値InvalidDataを設定する（式６）。この無効値InvalidDataは、検査対象領域内で生じ得る輝度差より格段に大きい又は小さい値とされており、第１〜第３条件が成立する際のＦ１と判別可能となっている。このため、後述の処理においてＦ１が無効値InvalidDataである場合には、この無効値であるＦ１を対象画素Ｏのシミ欠陥強調処理に用いず無効とすることが可能となる。
【００４２】
以上の条件１〜４および式１〜式６と同様の処理をＳ１，Ｓ１７以外の他のセットについても行うことにより、セット毎の対象画素Ｏとの２次差分として、１６個の強調算出値Ｆ１〜Ｆ１６を求める。
【００４３】
シミ欠陥強調フィルタは、以上の計算を行ったあと、Ｆ１〜Ｆ１６の各値の中で最小値を選択し、その値を当該対象画素Ｏのシミ欠陥強調値とする。
ここで、前述の図４、および図５〜図１０にそれぞれ、各セットの強調算出値の取得に際して、上記条件１〜条件４が成立する場合の例をそれぞれ示す。
【００４４】
〔条件１が成立する場合〕
条件１は、前述のように、輝度比較画素Ｓ１〜Ｓ３２において、セットの２つの輝度比較画素の輝度値がいずれもMinLevelおよびMaxLevelで規定される輝度範囲内であるときに成立する。図４、図５には、全てのセットで条件１が成立する場合の例を示した。
図４に示すように、輝度比較画素Ｓ１〜Ｓ３２で囲まれたエリア内に欠陥が存在しない場合、対象画素Ｏの輝度値と各輝度比較画素Ｓ１〜Ｓ３２の輝度値とは殆ど差が無い状態になる。従って、条件１の場合の式３により、セットの２つの輝度比較画素の輝度値平均値となる上記Ｆ１〜Ｆ１６は、いずれも小さな値になる。
【００４５】
一方、図５は、輝度比較画素Ｓ１〜Ｓ３２で囲まれたエリア内に他の部分に比べて明るい白シミ欠陥７０が存在し、かつ対象画素Ｏがその白シミ欠陥７０の一部である状態を示す。図５では、対象画素Ｏに比べて各輝度比較画素Ｓ１〜Ｓ３２の輝度値が低いため、上記Ｆ１からＦ１６はいずれも、シミ欠陥が無い場合に比べて大きな値になる。
すなわち、図５のように輝度比較画素Ｓ１〜Ｓ３２で囲まれたエリア内にシミ欠陥７０が存在する場合には、上記Ｆ１からＦ１６はいずれも比較的大きな値になる。一方、シミ欠陥が存在しない図４の場合、上記Ｆ１からＦ１６は小さな値になる。
【００４６】
そして図６は、スジ状欠陥７１が存在している状態を示し、例えば、セットとされた輝度比較画素Ｓ２，Ｓ１８の平均輝度値は、スジ状欠陥７１に含まれる対象画素Ｏの輝度値とほぼ同じとなるため、このＳ２，Ｓ１８のセットに関しては、対象画素Ｏとの差が小さくなる。すなわち、Ｆ１〜Ｆ１６の少なくともいずれかが小さな値となる。
【００４７】
〔条件２または条件３が成立する場合〕
以上では、各輝度比較画素Ｓ１〜Ｓ３２がいずれも輝度範囲内にあり、全てのセットの強調算出値の取得に際して条件１が成立する場合について説明したが、続いて、上記条件２または条件３が成立する例を図７、図８に示す。
【００４８】
図７は、一部の輝度比較画素Ｓ２１〜Ｓ２９がパネル外側である検査対象領域の周囲領域に含まれている状態を示し、例えば、Ｓ５とＳ２１のセットにおける一方の輝度比較画素Ｓ２１の輝度値が所定輝度範囲から外れているため、これらＳ５，Ｓ２１のセットにおける強調算出値（上記Ｆ５）を算出する際には、上記条件１〜条件４中、条件２で行う。この場合、上記式４により、所定輝度範囲内である輝度比較画素Ｓ５の輝度値と対象画素Ｏの輝度値との差分（Ｏ−Ｓ５）を当該セットにおける強調算出値とする。
また、図８は、同じく一部の輝度比較画素Ｓ５〜Ｓ１３がパネル外側である検査対象領域の周囲領域に含まれている状態を示し、例えば、Ｓ５とＳ２１のセットにおけるもう一方の輝度比較画素Ｓ５の輝度値が所定輝度範囲から外れているため、これらＳ５，Ｓ２１のセットにおける強調算出値（上記Ｆ５）を算出する際には、上記条件１〜条件４中、条件３で行う。この場合、上記式５により、所定輝度範囲内である輝度比較画素Ｓ２１の輝度値と対象画素Ｏの輝度値との差分（Ｏ−Ｓ２１）を当該セットにおける強調算出値とする。
【００４９】
ここで、図７の状態では、検査対象領域の周囲の領域に含まれ所定輝度範囲外である輝度比較画素Ｓ２１〜Ｓ２９を用いずに、検査対象領域内の輝度比較画素であるＳ１〜Ｓ２０、Ｓ３０、Ｓ３１を用いて、対象画素Ｏの位置の強調算出値を求めており、また、同様に図８の状態では、検査対象領域の周囲の領域に含まれ所定輝度範囲外である輝度比較画素Ｓ５〜Ｓ１３を用いずに、検査対象領域内の輝度比較画素であるＳ１〜Ｓ４，Ｓ１４〜Ｓ３２を用いて、対象画素Ｏの位置の強調算出値を求めている。
すなわち、強調算出値を求めるに際して、検査対象領域の周囲の領域の輝度値の影響を受けることなく強調算出値を求めることが出来るので、図７、図８の状態においても問題なくシミ欠陥を検出することが出来る。
【００５０】
〔条件４が成立する場合〕
そして、図９は、上記条件２または条件３、条件４が成立する例である。一部の輝度比較画素Ｓ１〜Ｓ５、Ｓ２１〜Ｓ３２がパネル外側である検査対象領域の周囲領域に含まれている状態を示し、例えば、Ｓ１とＳ１７のセットでは、パネル画像領域である検査対象領域に一方の輝度比較画素Ｓ１７が存在するので、これらＳ１，Ｓ１７のセットにおける強調算出値（上記Ｆ１）を算出する際には、上記条件１〜条件４中、条件３で行う。この場合、上記式４により、所定輝度範囲内である輝度比較画素Ｓ１７の輝度値と対象画素Ｏの輝度値との差分（Ｏ−Ｓ１７）を当該セットにおける強調算出値とする。
また、同じく図９において、Ｓ６とＳ２２のセットでは、一方の輝度比較画素Ｓ２２の輝度値が所定輝度範囲から外れているため、これらＳ６，Ｓ２２のセットにおける強調算出値（上記Ｆ６）を算出する際には、上記条件１〜条件４中、条件２で行う。この場合、上記式４により、所定輝度範囲内である輝度比較画素Ｓ６の輝度値と対象画素Ｏの輝度値との差分（Ｏ−Ｓ６）を当該セットにおける強調算出値とする。
さらに、同じく図９において、Ｓ５とＳ２１のセットでは、これらの輝度比較画素の各輝度値が両方とも所定輝度範囲から外れているため、これらＳ５，Ｓ２１のセットにおける強調算出値を算出する際には、条件４で行う。この場合、上記式６により、無効値InvalidDataを当該セットにおける強調算出値とする。
以上から、対象画素Ｏの位置における評価に関し、検査対象領域の周囲の領域の輝度値の影響を受けることなく強調算出値を求めることが出来るので、図９の状態においても問題なくシミ欠陥を検出することが出来る。
【００５１】
さらに、図１０は、表示パネル１の画像表示領域の周囲の背景領域など、検査対象領域外にフィルタを適用した状態を示す。本実施形態の表示パネル１の背景領域における輝度範囲は前記のMinLevelおよびMaxLevelで規定される輝度範囲内から外れている。すなわち、各輝度比較画素Ｓ１〜Ｓ３２の各輝度値はいずれもMinLevelおよびMaxLevelで規定される輝度範囲外となっており、全てのセットで条件４が成立する。
ここで、輝度比較画素Ｓ１〜Ｓ３２で囲まれたフィルタ中央部に、シミ欠陥７０が存在するが、これは検査対象領域外であり、条件４の判断により、無効値InvalidDataが強調算出値（上記Ｆ１など）に設定されており、この図１０の状態では全セットの強調算出値がInvalidDataとなっている。このため、検査対象領域外であるシミ欠陥は検出されない。
【００５２】
〔対象画素のシミ欠陥強調値の算出〕
上述の図５〜図１０の各例において、各セットの強調算出値から算出される対象画素Ｏのシミ欠陥強調値は、次のようになる。
すなわち、図５のように輝度比較画素Ｓ１〜Ｓ３２で囲まれたエリア内にシミ欠陥７０が存在する場合には、上記Ｆ１からＦ１６はいずれも比較的大きな値になる。一方、シミ欠陥が存在しない図４の場合や、図６のようにスジ状欠陥７１が存在する場合には上記Ｆ１からＦ１６の少なくとも１つは小さな値になるので、Ｆ１からＦ１６までの最小値を取るシミ欠陥強調値は小さくなり、欠陥は検出されない。
また、一部の輝度比較画素が検査対象領域の周囲領域にある図７、図８の場合でも、上記条件２または条件３を用いることで、検査対象領域の周囲領域の輝度値の影響を受けることなく、対象画素Ｏの強調算出値を得ることが出来るので、シミ欠陥７０が存在すれば上記Ｆ１からＦ１６はいずれも比較的大きな値になる。
さらに、一部条件４が成立する図９の場合でも、強調算出値を求める際にInvalidDataを考慮の対象から外して、条件２、条件３により求められた強調算出値の中から最小値を選択すれば、シミ欠陥７０が存在するか否かを検出できるので、InvalidDataを外した各強調算出値の中から最小値を各対象画素Ｏのシミ欠陥強調値として記憶すればよい。
以上をまとめると、前記Ｆ１からＦ１６の値でInvalidDataとなっていない強調算出値を選択し、その中から最小値を選択すれば、対象画素Ｏを含み、かつ、輝度比較画素Ｓ１〜Ｓ３２で囲まれたエリア内に納まるシミ欠陥７０が存在するか否かを検出できるので、この最小値を各対象画素のシミ欠陥強調値として記憶すればよい。
【００５３】
一方、図１０のような場合には対象画素Ｏのシミ欠陥強調処理を無効にできる。すなわち、少なくとも１つのセットがInvalidDataでなければ、InvalidData以外の、InvalidDataよりも小さい値が強調算出値となるため問題ないが、図１０のように全セットの強調算出値がInvalidDataであって、各セットの強調算出値における最小値もInvalidDataとなる場合には、処理中の対象画素Ｏに関するシミ欠陥強調処理を無効にすればよい。
【００５４】
ところで、図４に示す本実施形態のシミ欠陥強調フィルタは、対象画素から上下、左右の輝度比較画素までの距離が６画素分であり、対象画素と他の輝度比較画素との間の距離もおおむね６画素分である。本実施形態のシミ欠陥強調フィルタは、輝度比較画素で囲まれた面積よりも一回り小さい面積のシミ欠陥の抽出に適している。すなわち、シミ欠陥強調フィルタは、各輝度比較画素で囲まれたエリア内の面積に比べて測定対象のシミの面積が大きいと、その輪郭部分のみが強調され、シミ部分全体を強調することができない。従って、対象画素と輝度比較画素間の距離によって検出可能なシミ欠陥のサイズが異なる。このため、以下の説明において、各シミ欠陥強調フィルタにおいて、対象画素と輝度比較画素間の距離がｎのものを距離ｎ画素フィルタと呼ぶ。例えば、図４に示すシミ欠陥強調フィルタは、距離６画素フィルタである。
【００５５】
なお、距離６画素のフィルタでは、１６個のセットで２次差分処理を行っているが、この数はフィルタの距離ｎが変わると変わることになる。
この処理を画面全体に適用することで、シミ欠陥を強調した画像を得ることができる。但し、前述したように、対象画素と輝度比較画素との距離が１種類のフィルタだけでは、様々な欠陥サイズに対応できない。例えば、図４で示す距離６画素フィルタでは、直径１１までのサイズのシミ欠陥しか検出できない。このため、本実施形態では、対象画素と輝度比較画素との距離を何段階か変えて処理を行い、様々なサイズのシミ欠陥に対応した強調画像を得るようにしている。
具体的には、距離３、距離６、距離１２画素フィルタの３つのフィルタを用いて、シミ欠陥強調処理を行っている。すなわち、距離１２画素フィルタを使えば、直径２３のシミ欠陥まで検出可能ということになるが、フィルタに対して十分に小さい欠陥では、対象と比較している画素との距離が遠く、正確な結果が出ない。このため、距離３及び距離６画素フィルタを併用し、シミ欠陥検出精度を向上させている。
この処理で３枚のシミ強調画像を得ることができるので、最後にそれぞれの画像の同ポイントの処理結果画素の輝度比較を行い、絶対値が最大となる値をシミ欠陥強調結果とすることで、１枚のシミ強調画像として合成する。
【００５６】
本実施形態では、白シミ欠陥強調画像と、黒シミ欠陥強調画像とを個別に作成しており、以上では、上記の式３〜式５における減算の向きが示すように、対象画素Ｏが周りよりも明るい白シミ欠陥強調画像が得られる。
ここで、本実施形態のシミ欠陥強調フィルタにおける黒シミ欠陥の強調処理に際しては、上記条件１〜４を同様に判断するとともに、各条件成立時の各式における減算向きが上記式３〜式６とは逆向きとなる下記式３´〜式６´を適用する。この式の相違だけで、黒シミ欠陥の強調処理は上述した白シミ欠陥の強調処理と同様にして行う。
【００５７】
条件１
( MinLevel <= S1 <= MaxLevel ) ∧ ( MinLevel <= S17 <= MaxLevel )
F1 = ( S1 + S17 ) / 2 − O                 (式3´)
条件２
( MinLevel <= S1 <= MaxLevel ) ∧ ( S17 < MinLevel ∨ S17 > MaxLevel )
F1 = S1 − O                               (式4´)
条件３
( S1 < MinLevel ∨ S1 > MaxLevel ) ∧ ( MinLevel <= S17 <= MaxLevel )
F1 = S17 − O                              (式5´)
条件４
( S1 < MinLevel ∨ S1 > MaxLevel ) ∧ ( S17 < MInLevel ∨ S17 > MaxLevel )
F1 = InvalidData                           (式6´)
【００５８】
［４．シミ欠陥強調処理工程における処理］
ここで、本実施形態のシミ欠陥強調処理工程Ｓ４の処理、およびそれ以降の処理を説明する。本実施形態では、１／４に縮小された画像に対して３種類のシミ欠陥強調フィルタを適用している。具体的には、距離３，６，１２画素フィルタの各シミ欠陥強調フィルタを適用している。そして、距離３，６，１２画素フィルタのシミ欠陥強調フィルタの適用結果を合成して合成処理結果を求めている。
ここで、距離の異なる複数のシミ欠陥強調フィルタを用いているのは、前述の通り、様々なサイズのシミ欠陥を検出するためである。すなわち、処理対象画素からの距離が６画素のシミ欠陥強調フィルタのみを用いると、検出できるシミ欠陥のサイズが限定されてしまう（約１２画素サイズ近辺のシミ欠陥までしか検出できない）。
そこで、本実施形態では、画面内に存在する様々なサイズのシミ欠陥に対応するため、３画素、６画素、１２画素と、３段階に距離を変えて強調処理を行うことにより、様々なサイズのシミ欠陥を強調している。
【００５９】
また、強調結果を合成処理しているのは、検出精度を向上させるためである。すなわち、それぞれの強調結果からシミ欠陥を抽出して個別に評価した場合、１つのシミ欠陥が３画素と６画素の強調結果に分割されて検出されることがあり、実際のシミ欠陥と強調結果が一致しない場合がある。そこで、結果を一致させるため複数の強調結果を合成することで、分離したシミ欠陥を１つに合成して検出精度を向上させている。
【００６０】
図１１に示す疑似シミ欠陥画像に対し、本実施形態のシミ欠陥強調フィルタを適用した結果を図１２〜図１４に示す。
図１１に示す疑似シミ欠陥は、擬似的に作成した白シミ欠陥および黒シミ欠陥である。そして、図１１に示す画像を１／４サイズに縮小し、その縮小画像に対して以下の各シミ欠陥強調フィルタを適用した。
【００６１】
各シミ欠陥強調フィルタの構成は上述した通りであり、本実施形態では、白シミ欠陥強調と黒シミ欠陥強調とを個別に行う。ここでは、白シミ欠陥強調処理について図１２〜図１４に示す。
図１２には、対象画素と輝度比較画素間の距離が３画素のシミ欠陥強調フィルタ（距離３画素フィルタ）を適用した場合の強調結果を示す。
図１３には、対象画素と輝度比較画素間の距離が６画素のシミ欠陥強調フィルタ（距離６画素フィルタ）を適用した場合の強調結果を示す。
図１４には、対象画素と輝度比較画素間の距離が１２画素のシミ欠陥強調フィルタ（距離１２画素フィルタ）を適用した場合の強調結果を示す。
図１２〜図１４に示すように、各距離のフィルタにより、それぞれのサイズに応じたシミ欠陥が最も強調される。但し、図１３，図１４に示すように、本実施形態のシミ欠陥強調フィルタは、各フィルタの距離に比べてシミ欠陥がある程度小さくても、そのシミ欠陥を強調することができる。
【００６２】
図１５には、図１２〜図１４に示す距離３，６，１２画素の各フィルタの強調結果を合成した結果が示されている。また、図１６には、黒シミ欠陥について、白シミ欠陥の場合と同様に距離３，６，１２画素の各フィルタの強調結果を合成した結果を示した。前述したように式３〜５と式３´〜５´とは減算の向きが反対であるため、これら図１５、図１６における白色と黒色とは、互いに反転する。
合成処理は、各フィルタの強調結果において、同じ位置の画素のシミ欠陥強調値を比較し、それらの中で絶対値が最大となる値をその合成結果としたものである。
なお、シミ欠陥強調フィルタの距離が、シミ欠陥の大きさに比べて非常に大きい場合、輝度比較画素が他のシミ領域に位置するとそのシミ欠陥に影響されてシミを正しく検出することができない。このため、シミ欠陥強調フィルタは、検出しようとするシミ欠陥の大きさよりも僅かに大きいもの、例えば１〜３画素程度の寸法分、大きいものを用いることが好ましい。
従って、距離３，６，１２画素の各フィルタの強調結果を合成するようにすれば、距離３，６，１２の各サイズに対応したシミ欠陥が強調されて検出することができる。
【００６３】
次に、ノイズ除去手段６５は、前記シミ欠陥強調処理工程Ｓ４の結果に対して、メディアンフィルタを掛けて、ノイズにより分離している欠陥成分をつなげて平滑化し、シミ欠陥以外のノイズを除去するノイズ除去処理工程を実施する（Ｓ５）。メディアンフィルタとしては、例えば３×３の９画素の各輝度値のメディアン値（中央値）を３×３の中心に位置する対象画素の輝度値とするようなメディアンフィルタを利用すればよい。
【００６４】
次に、シミ欠陥抽出処理手段６６は、前記ノイズ除去処理工程Ｓ５の結果に対して、白シミ欠陥を切り出す閾値と、黒シミ欠陥を切り出す閾値を設定し、各シミ欠陥候補の領域を切り出すシミ欠陥抽出工程を実施する（Ｓ６）。ここで、各閾値は、画像の状況に合わせて最適な値を設定すればよい。例えば、シミ欠陥強調画像（合成画像）のシミ強調値（輝度値）の平均値と、その標準偏差を求め、以下の式９、式１０で閾値を設定する。
白シミ欠陥閾値  wslevel＝avr＋α1・σ＋β1    （式9）
黒シミ欠陥閾値  bslevel＝avr＋α2・σ＋β2    （式10）
ここで、avrは合成画像の平均値、σは合成画像の標準偏差、α1，α2，β1，β2は任意の数で検査対象となる画像の状況で適宜決定される。
【００６５】
ここで、α1を３、β1を０に設定して計算した白シミ欠陥閾値で、図１５の合成画像を２値化した結果を、図１７に示す。図１７は白シミ欠陥閾値で切り出した白シミ欠陥候補である。図１７において白く表示された領域が、切り出されたシミ欠陥候補の領域である。また、同様に、α2を３、β2を０に設定して計算した黒シミ欠陥閾値で、図１６の合成画像を２値化した結果を、図１８に示す。図１８は黒シミ欠陥閾値で切り出した黒シミ欠陥候補である。図１８において白く表示された領域が、切り出されたシミ欠陥候補の領域である。
【００６６】
次に、ｂｌｏｂ処理手段６７は、白シミ欠陥候補画像と、黒シミ欠陥候補画像に対し、欠陥候補として切り出した領域の面積と、平均輝度を求めるｂｌｏｂ処理工程を実施する（Ｓ７）。
次に、欠陥ランク分類処理手段６８は、算出された欠陥候補領域の面積および平均輝度により、その画像におけるシミ欠陥のランクを分類する欠陥ランク分類工程を実施する（Ｓ８）。
欠陥ランク分類処理手段６８で求められた欠陥ランクは、表示装置７に表示され、検査員は検査対象の表示パネル１の欠陥ランクを容易に把握することができる。
従って、本実施形態では、ノイズ除去処理工程Ｓ５、シミ欠陥抽出工程Ｓ６、ｂｌｏｂ処理工程Ｓ７、欠陥ランク分類工程Ｓ８により、シミ欠陥検出工程が構成されている。
【００６７】
［５．本実施形態による効果］
本実施形態によれば、次のような効果がある。
（１）シミ欠陥強調処理手段６４は、対象画素Ｏから所定距離離れて、かつ、対象画素Ｏの周囲に配置された輝度比較画素Ｓ１〜Ｓ３２の輝度値に基づいてシミ欠陥を強調するシミ欠陥強調フィルタを用いているので、例えば、輝度比較画素Ｓ１〜Ｓ３２を対象画素Ｏに対して上下左右のみに配置した場合に比べて、面状に広がるシミを確実に検出することができる。
また、シミ欠陥強調フィルタは、各輝度比較画素Ｓ１〜Ｓ３２を、対象画素Ｏを挟んで点対称位置に配置された２つの画素毎のセットに分け、条件１成立時には、対象画素Ｏの輝度値と各セットの２つの輝度比較画素の平均輝度値との差の値（強調算出値）を求め、各セットの差の値のうち、最小となるものを選択してシミ欠陥強調値としている。このため、スジ状欠陥がある場合や、輝度比較画素の一部が欠陥に含まれている場合には、シミ欠陥強調値が小さくなり、輝度比較画素で囲まれたエリア内にシミ欠陥が納まっている場合のみシミ欠陥強調値が大きくなり、シミ欠陥強調値を所定の閾値と比較することで、スジ状欠陥などを排除できるので、シミ欠陥のみを高精度に検出することができる。
【００６８】
（２）そして特に、シミ強調処理上、検査対象領域内における輝度範囲（所定輝度範囲）をMinLevelおよびMaxLevelに基づいて設定しており、各セットの２つの輝度比較画素Ｓ１〜Ｓ３２それぞれがこの輝度範囲内であるか否かを第１条件〜第４条件で判断している。すなわち、各種の表示パネル１の表示画像それぞれの表示特性等に応じて、所定輝度範囲を任意に設定可能であるため、広範な種類の表示画像の欠陥検査に対応できる。
【００６９】
ここで、対象画素Ｏのシミ欠陥強調処理に際して、その対象画素Ｏの輝度値が前記の所定輝度範囲内にあるか否かを判断するのではなく、その対象画素Ｏの周りの輝度比較画素Ｓ１〜Ｓ３２の輝度値が所定輝度範囲内にあるか否かを判断しているため、所定輝度範囲から外れた白シミや黒シミが存在する対象画素Ｏを確実に強調できる。
【００７０】
また、第２、第３条件により、セットの２つの輝度比較画素Ｓ１〜Ｓ３２の片方のみが所定輝度範囲内である場合は、その所定輝度範囲内にある片方の輝度比較画素Ｓ１〜Ｓ３２と対象画素Ｏとの輝度差を強調算出値として、もう片方の輝度比較画素Ｓ１〜Ｓ３２の輝度値はシミ欠陥強調に際して加味しないので、一方の輝度比較画素Ｓ１〜Ｓ３２が検査対象領域内、他方の輝度比較画素Ｓ１〜Ｓ３２が検査対象領域外となった場合、対象画素Ｏにシミ欠陥が無いにも関わらず、当該対象画素Ｏに対してシミ欠陥強調処理がされることを防止できる。
【００７１】
（３）さらに、シミ欠陥強調における無効条件として条件４を設け、この条件４が成立する場合には、強調算出値を無効値InvalidDataとするので（式６）、強調算出値のうち最小値として求めるシミ欠陥強調値に影響を及ぼさない。
【００７２】
（４）白シミ欠陥強調画像（図１５）と、黒シミ欠陥強調画像（図１６）とをそれぞれ作成して、これらの強調画像から白シミ欠陥、黒シミ欠陥それぞれの閾値（式９、式１０）により、シミ欠陥を切り出している。このことにより、シミの外縁部で白シミと黒シミとが反転するなどの不具合が生じず、シミ欠陥検出の精度をより一層向上させることができる。
【００７３】
（５）本実施形態では、対象画素Ｏを挟んで点対称の位置に配置された２つの輝度比較画素の輝度値における平均値を求めているので、背景のシェーディングの影響を軽減でき、シミ欠陥をより高精度に検出することができる。すなわち、対象画素Ｏを挟んで点対称の位置に配置された２つの輝度比較画素の一方は、背景のシェーディングの影響によって、輝度値が高くなり、他方は小さくなることが多い。従って、これらの２つの輝度比較画素の平均輝度値を求めることでシェーディングの影響を平滑化でき、シミ欠陥をより高精度に検出することができる。
【００７４】
（６）さらに、シミ欠陥強調フィルタは、対象画素と輝度比較画素の距離に応じて適宜設定することで、そのフィルタによって検出可能なシミ欠陥の大きさを設定できるので、検出したいサイズのシミ欠陥を容易に検出できる。
その上、各シミ欠陥のサイズに応じた複数のシミ欠陥強調フィルタを適用した場合も、それらの強調結果の合成結果のみを評価することで各サイズのシミ欠陥を容易に検出することができる。
【００７５】
（７）本実施形態では、シミ欠陥強調値は、対象画素の輝度値と、輝度比較画素の輝度平均値とで算出され、対象画素および輝度比較画素間にある画素の輝度値は利用されていない。このため、シミ欠陥が、輝度比較画素で囲まれるエリアよりも小さく、かつ対象画素を含むものであれば、シミ欠陥のサイズがある程度変化しても、従来の検査員の目視による判定と同様にシミ欠陥を検出できる。このため、フィルタの距離サイズはあまり細かく設定する必要が無く、その分、フィルタ数を少なくでき、検査時間も短縮できる。
【００７６】
〔本発明の変形例〕
なお、本発明は、前記実施形態に限らない。
例えば、前記実施形態では、第１条件が成立する場合には、セットの各輝度比較画素の平均輝度値と対象画素Ｏの輝度値との差分を当該セットの強調算出値としていたが、これに限らず、第１差分、第２差分のうち小さい方の値を当該セットの強調算出値としてもよい。このように第１、第２差分のより小さい値を強調算出値として、各セットの強調算出値の最小値（或いは絶対値の最小値）をシミ欠陥強調値とすることによっても、フィルタに囲まれたエリアに納まるシミ欠陥を問題なく強調できる。
【００７７】
前記実施形態では、様々なシミ欠陥サイズに対応するために、対象画素および輝度比較画素間の距離が異なる複数種類のシミ欠陥強調フィルタを利用していたが、縮小画像作成手段６３において検査対象となる画像を複数段階に縮小し、縮小サイズが異なる各画像に対して所定のシミ欠陥強調フィルタをそれぞれ適用することで、様々なサイズのシミ欠陥を検出するようにしてもよい。
また、検出対象とするシミ欠陥のサイズによっては、画像縮小処理やフィルタサイズの変更を行わず、１種類のフィルタのみで処理を行ってもよい。
【００７８】
前記実施形態では、白シミ欠陥用および黒シミ欠陥用の各閾値を設定し、白シミ欠陥および黒シミ欠陥の両方を検出できるようにしていたが、一方の欠陥のみを検出してもよい。例えば、白シミ欠陥のみを検出すればよい場合には、黒シミ欠陥用閾値との比較処理を行わずに処理してもよい。
【００７９】
さらに、本発明は、シミ欠陥強調処理手段６４によるシミ欠陥強調処理工程Ｓ４の前に、背景画像差分処理工程Ｓ２を行っていたが、この処理は撮影された画像の状態によっては実施しなくてもよい。同様に、縮小画像作成手段６３による縮小画像作成工程Ｓ３も、検出するシミのサイズによっては実施しなくてもよい。また、ノイズ除去手段６５によるノイズ除去処理工程Ｓ５も画像の状態が良ければ実施しなくてもよい。
なお、前記実施形態では、検査対象領域などを周りの領域などから切り出したり、歪んだ検査対象領域の形状を補正する処理を実施しなかったが、必要に応じてこのような処理を適宜実施しても構わない。このような処理としては、例えば、撮像画像の四隅の座標をパターンマッチング処理により検出し、この四隅の座標の位置関係が長方形になるようにアフィン変換することなどが挙げられる。
【００８０】
また、前記実施形態では、シミ欠陥検出工程として、ノイズ除去処理工程Ｓ５、シミ欠陥抽出処理工程Ｓ６、ｂｌｏｂ処理工程Ｓ７、欠陥ランク分類工程Ｓ８を実施していたが、他の方法・手順でシミ欠陥を検出してもよい。要するに、シミ欠陥検出工程は、シミ欠陥強調処理工程Ｓ４で強調されたシミ欠陥に基づいてそれがシミ欠陥に該当するか否かを判断できるものであればよい。
【００８１】
前記実施形態では、複数のシミ欠陥強調フィルタを適用した場合には、各フィルタの結果を合成して判断していたが、各フィルタの結果毎にシミ欠陥があるか否かを別個に判断してもよい。但し、合成結果に基づいて判断したほうが、シミ欠陥を効率的に検出することができる。
【００８２】
シミ欠陥の検出対象としては、ＴＦＴ素子を用いた液晶ライトバルブに限られるものではなく、その他のダイオード素子を用いた液晶パネルやプラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、ＤＭＤ（ダイレクト・ミラー・デバイス）などの表示体部品、ならびにそれらを使用した表示装置・製品の検査に利用することができるものであり、これらに使用した場合でも本発明の範囲から除外されるものでないことはいうまでもない。
さらに、本発明は、各種表示装置の検査に限らず、例えば、印刷物、家電製品のケースや車のボディなどにシミ状の傷がある場合、これらを撮像してシミ状の欠陥がある画像が得られればそのシミを検出できるので、各種製品の表面塗装や印刷物などのシミ検査に応用することもできる。
要するに、本発明は、周囲と輝度差があるシミであれば検出できるため、輝度シミ欠陥や色シミ欠陥の検出に利用できる。
【００８３】
本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
したがって、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の第１実施形態による画面のシミ欠陥検出装置のブロック構成図。
【図２】同シミ欠陥検出装置の動作を説明するためのフローチャート。
【図３】同シミ欠陥検出装置の背景画像差分処理を示す説明図。
【図４】シミ欠陥強調フィルタの例を示す図。
【図５】条件１が成立する場合で、かつシミ欠陥強調フィルタで検出されるシミ欠陥の例を示す図。
【図６】シミ欠陥強調フィルタで検出されないスジ状欠陥の例を示す図。
【図７】条件２が成立する場合で、シミ欠陥強調フィルタで検出されるシミ欠陥の例を示す図。
【図８】条件３が成立する場合で、シミ欠陥強調フィルタで検出されるシミ欠陥の例を示す図。
【図９】条件２、条件３または条件４が成立する場合で、シミ欠陥強調フィルタで検出されるシミ欠陥の例を示す図。
【図１０】条件４が成立する場合で、シミ欠陥強調フィルタで検出されないシミ状欠陥の例を示す図。
【図１１】擬似的な白シミ欠陥および黒シミ欠陥を設けた画像を示す図。
【図１２】距離３画素フィルタを適用した結果を示す図（白シミ欠陥強調処理）。
【図１３】距離６画素フィルタを適用した結果を示す図（白シミ欠陥強調処理）。
【図１４】距離１２画素フィルタを適用した結果を示す図（白シミ欠陥強調処理）。
【図１５】距離３，６，１２画素フィルタの適用結果を合成した状態を示す図（白シミ欠陥強調処理）。
【図１６】距離３，６，１２画素フィルタの適用結果を合成した状態を示す図（黒シミ欠陥強調処理）。
【図１７】合成結果を白シミ欠陥閾値で切り出した白シミ結果候補を示す図。
【図１８】合成結果を黒シミ欠陥閾値で切り出した黒シミ結果候補を示す図。
【符号の説明】
【００８５】
１・・・表示パネル、２・・・プロジェクタ、３・・・パターンジェネレータ、４・・・スクリーン、５・・・ＣＣＤカメラ、６・・・コンピュータ装置、７・・・表示装置、６０・・・画像入力手段、６１・・・背景画像差分処理手段、６３・・・縮小画像作成手段、６４・・・シミ欠陥強調処理手段、６５・・・ノイズ除去手段、６６・・・シミ欠陥抽出処理手段、６７・・・ｂｌｏｂ処理手段、６８・・・欠陥ランク分類処理手段、７０・・・シミ欠陥、Ｏ・・・対象画素、Ｓ１〜Ｓ３２・・・輝度比較画素。
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図３】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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