(57)【要約】【課題】  近接する複数の画素の出力値を平均化することにより、ＣＣＤ素子の感度のバラツキ（明るさ、色に依存）、ＣＣＤ素子の欠陥、光学系の収差を要因とするバラツキを補正し、ＣＣＤカメラ全体の出力値を安定化させることを目的とするものである。【解決手段】  ＣＣＤカメラ５の測定エリアＭを所定数に分割して形成した分割領域Ｄの中心を光源の中心Ｏに一致させた状態での各々の分割領域Ｄ毎のＣＣＤ素子の感度を表す画像データを取得し、各分割領域毎の画像データに基づく出力画像についてバラツキを抑える最適な平均化画素数を所定の方法によりそれぞれ決定し、各分割領域毎に決定された最適な平均化画素数のうち、その最大値をＣＣＤカメラの測定エリア全体の最適な平均化画素数として決定し、決定した平均化画素数の平均値を１データとして出力するようにしたものである。【選択図】        図１
2005223779.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＣＤカメラの測定エリアを所定数に分割して形成した分割領域の中心を光源の中心に一致させた状態での各々の分割領域毎のＣＣＤ素子の感度を表す画像データを取得し、
各分割領域毎の画像データに基づく出力画像についてバラツキを抑える最適な平均化画素数を所定の方法によりそれぞれ決定し、
各分割領域毎に決定された最適な平均化画素数のうち、その最大値をＣＣＤカメラの測定エリア全体の最適な平均化画素数として決定し、
決定した平均化画素数の平均値を１データとして出力することを特徴とするＣＣＤカメラの出力値安定化方法。
【請求項２】
前記最適な平均化画素数を決定する所定の方法は、平均値を求めるための画素数を複数種類設定し、各々設定された各画素数毎の平均値を１データとした複数のデータを前記分割領域からそれぞれ求め、それぞれ求めた複数のデータにおける平均値のバラツキのうち、バラツキが所定以下である複数のデータの設定画素数を最適な平均化画素数として決定することを特徴とする請求項１記載のＣＣＤカメラの出力値安定化方法。
【請求項３】
前記最適な平均化画素数を決定する所定の方法は、平均値を求めるための画素数を複数種類設定し、各々設定された各画素数毎の平均値を１データとした複数のデータを前記分割領域からそれぞれ求め、それぞれ求めた複数のデータにおける平均値のバラツキを各々標準偏差から求め、所定値以下の標準偏差を持つ複数のデータの設定画素数を最適な平均化画素数として決定することを特徴とする請求項１記載のＣＣＤカメラの出力値安定化方法。
【請求項４】
前記分割領域におけるＣＣＤ素子の平均化する所望数の画素数をそれぞれ切り出し、それぞれ切り出した所望数の画素数の出力の平均値を各々１データとして求める場合に、切り出した個々の画素の出力値と予め設定された欠陥を表すしきい値とを比較し、該しきい値より外れた画素については周辺画素で計算した値を代入することを請求項２又は３記載のＣＣＤカメラの出力値安定化方法。
【請求項５】
前記最適な平均化画素数のうち、出力画像の所望の解像度に対応したものを最終的に最適な平均化画素数として決定するようにしたことを特徴とする請求項３又は４記載のＣＣＤカメラの出力値安定化方法。
【請求項６】
明るさの異なる光をＣＣＤカメラで測定し、明るさ毎の最適な平均化画素数を決定し、各明るさの最適な平均化画素数から最大値の平均化画素数を最終的な最適な平均化画素数とすることを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載のＣＣＤカメラの出力値安定化方法。
【請求項７】
波長の異なる光を撮像したＣＣＤ素子につき、波長毎の最適な平均化画素数を決定し、波長毎の最適な平均化画素数から最大値の平均化画素数を最終的な最適な平均化画素数とすることを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載のＣＣＤカメラの出力値安定化方法。
【請求項８】
光を一定時間間隔で撮像したＣＣＤ素子につき、時間毎の最適な平均化画素数を決定し、時間毎の最適な平均化画素数から最大値の平均化画素数を最終的に最適な平均化画素数として決定するようにしたことを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載のＣＣＤカメラの出力値安定化方法。
【請求項９】
前記請求項６に記載の方法で決定された最終的に最適な平均化画素数と、
前記請求項７に記載の方法で決定された最終的に最適な平均化画素数と、
前記請求項８に記載の方法で決定された最終的に最適な平均化画素数と、
を得た場合に、これらの最終的に最適な平均化画素数のうち、その最大値又はこれらの平均値を補正のための平均化画素数として決定するようにしたことを特徴とするＣＣＤカメラの出力値安定化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＣＣＤカメラの出力画像に含まれるノイズ成分をＣＣＤ素子の画素毎の感度バラツキを近接する複数の画素の出力値を平均化することによって抑え、ＣＣＤカメラ全体の出力値を安定化させるＣＣＤカメラの出力値安定化方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＣＣＤカメラを用いて、色情報（輝度、色度）へ変換するシステムが開発されている。しかし、ＣＣＤ素子の感度バラツキ（明るさ、色に依存）、ＣＣＤ素子の欠陥、光学系の収差の影響により、高濃度な色情報を検出することができない。
従って、色情報へ変換する前に、ＣＣＤカメラの画像に含まれるノイズの補正が必要となる。
【０００３】
このようなＣＣＤカメラの画像に含まれるノイズを補正するものとして、従来の電子カメラは、複数画像の重ね合わせ処理によりランダムノイズ、固定ノイズを低減する方法である（例えば、特許文献１参照。）。
また、もう１つの従来の撮像装置に用いられるカラー画像信号の処理方法は、カラー情報（ＲＧＢ出力）に対し、画素間のゲインバラツキを補正する方法である（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−６９２２６号公報
【特許文献２】特開平１０−２３４３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の従来の電子カメラの複数画像の重ね合わせ処理によりランダムノイズ、固定ノイズを低減する方法では、補正するために複数枚の画像を必要とするため、異なる画像を高速で測定する場合は不向きであるという問題点があった。また、ランダム、固定ノイズの処理は、様々な入力波長や明るさに対して詳細に導いた処理ではないという問題点もあった。
また、特許文献２に記載の従来の撮像装置に用いられるカラー画像信号の処理方法は、カラー情報（ＲＧＢ出力）に対し、画素間のゲインバラツキを補正する方法ではあるが、入力光源の明るさを段階的に変えた場合の補正がされていないという問題点があるものであった。
【０００６】
そこで、本発明はかかる問題点を解決するためになされたもので、近接する複数の画素の出力値を平均化することにより、ＣＣＤ素子の感度のバラツキ（明るさ、色に依存）、ＣＣＤ素子の欠陥、光学系の収差を要因とするバラツキを補正し、ＣＣＤカメラ全体の出力値を安定化させるＣＣＤカメラの出力値安定化方法を得ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）上記の課題を解決するために、本発明は、ＣＣＤカメラの測定エリアを所定数に分割して形成した分割領域の中心を光源の中心に一致させた状態での各々の分割領域毎のＣＣＤ素子の感度を表す画像データを取得し、各分割領域毎の画像データに基づく出力画像についてバラツキを抑える最適な平均化画素数を所定の方法によりそれぞれ決定し、各分割領域毎に決定された最適な平均化画素数のうち、そのうちの最大値をＣＣＤカメラの測定エリア全体の最適な平均化画素数として決定し、決定した平均化画素数の平均値を１データとして出力することを特徴としている。
【０００８】
本発明によれば、ＣＣＤカメラの測定エリアを所定数に分割して形成した分割領域の中心を光源の中心に一致させた状態での各々の分割領域毎のＣＣＤ素子の感度を表す画像データを取得し、各分割領域毎の画像データに基づく出力画像についてバラツキを抑える最適な平均化画素数を所定の方法によりそれぞれ決定し、各分割領域毎に決定された最適な平均化画素数のうち、そのうちの最大値をＣＣＤカメラの測定エリア全体の最適な平均化画素数として決定し、決定した平均化画素数の平均値を１データとして出力するようにしたので、出力されるデータは光学系のバラツキへの対応を考慮した画像全体の感度のバラツキができるだけ少ないものとなり、感度のバラツキを低減させた色情報の抽出が可能となった。
【０００９】
また、各分割領域毎に決定された最適な平均化画素数のうち、そのうちの最大値をＣＣＤカメラの測定エリア全体の最適な平均化画素数として決定することにより、ＣＣＤカメラの測定エリアの中心分割領域に対して測定エリアの周囲の分割領域では光学系の収差の影響を受けて感度バラツキが大きいため、感度バラツキの大きい分割領域の平均化画素数に合わせておけば、それよりも感度のバラツキが小さい分割流域のものをカバーすることができるからである。
【００１０】
（２）また、本発明のＣＣＤカメラの出力値安定化方法において、前記最適な平均化画素数を決定する所定の方法は、平均値を求めるための画素数を複数種類設定し、各々設定された各画素数毎の平均値を１データとした複数のデータを前記分割領域からそれぞれ求め、それぞれ求めた複数のデータにおける平均値のバラツキのうち、バラツキが所定以下である複数のデータの設定画素数を最適な平均化画素数として決定するようにしている。
こうすることにより、各分割領域から出力されるデータは感度のバラツキができるだけ少ないものとなり、感度のバラツキを低減させた色情報の抽出が可能となった。
【００１１】
（３）さらに、本発明のＣＣＤカメラの出力値安定化方法において、前記最適な平均化画素数を決定する所定の方法は、平均値を求めるための画素数を複数種類設定し、各々設定された各画素数毎の平均値を１データとした複数のデータを前記分割領域からそれぞれ求め、それぞれ求めた複数のデータにおける平均値のバラツキを各々標準偏差から求め、所定値以下の標準偏差を持つ複数のデータの設定画素数を最適な平均化画素数として決定するようにしている。
こうすることにより、各分割領域から出力されるデータは標準偏差に基づいた感度のバラツキができるだけ少ないものとなり、感度のバラツキを低減させた色情報の抽出が可能となった。
【００１２】
（４）また、本発明のＣＣＤカメラの出力値安定化方法において、前記分割領域におけるＣＣＤ素子の平均化する所望数の画素数をそれぞれ切り出し、それぞれ切り出した所望数の画素数の出力の平均値を各々１データとして求める場合に、切り出した個々の画素の出力値と予め設定された欠陥を表すしきい値とを比較し、該しきい値より外れた画素については周辺画素で計算した値を代入するようにしている。
こうすることにより、平均値を求めるために切り出した画素に欠陥があった場合に大きな欠陥でない限り平均値を求めることが可能となる。
【００１３】
（５）さらに、本発明のＣＣＤカメラの出力値安定化方法において、前記最適な平均化画素数のうち、出力画像の所望の解像度に対応したものを最終的に最適な平均化画素数として決定するようにしている。
こうすることにより、バラツキが所定値以下の標準偏差を持つ複数のデータの設定画素数を最適な平均化画素数として決定したもののうち、製品として求める解像度に対応した最適な平均化画素数を決定することができる。
【００１４】
（６）また、本発明のＣＣＤカメラの出力値安定化方法において、明るさの異なる光をＣＣＤカメラで測定し、明るさ毎の最適な平均化画素数を決定し、各明るさの最適な平均化画素数から最大値の平均化画素数を最終的な最適な平均化画素数とすることとしている。
このように、明るさ毎の最適な平均化画素数のうちの最大値のものを最終的な最適な平均化画素数とすることにより、明るさが上がると感度のバラツキが増えることとなるため、明るくて感度のバラツキの大きいものを抑制する平均化画素数に合わせておけば、それよりも明るさが小さくて感度のバラツキが小さいものをカバーすることができるからである。
【００１５】
（７）また、本発明のＣＣＤカメラの出力値安定化方法において、波長の異なる光を撮像したＣＣＤ素子につき、波長毎の最適な平均化画素数を決定し、波長毎の最適な平均化画素数から最大値の平均化画素数を最終的な最適な平均化画素数とすることとしている。
このように、波長毎の最適な平均化画素数のうちの最大値のものを最終的な最適な平均化画素数とすることにより、波長によって感度のバラツキが異なるため、感度のバラツキの大きい波長のものを抑制する平均化画素数に合わせておけば、それよりも感度のバラツキが小さい波長のものをカバーすることができるからである。
【００１６】
（８）また、本発明のＣＣＤカメラの出力値安定化方法において、光を一定時間間隔で撮像したＣＣＤ素子につき、時間毎の最適な平均化画素数を決定し、時間毎の最適な平均化画素数から最大値の平均化画素数を最終的に最適な平均化画素数として決定するようにしている。
これは、例えば一定時間間隔を製品完成時と使用時という時間間隔とすれば、時間の経過に伴い感度のバラツキが大きくなるのが通例であるため、感度のバラツキの大きい使用時のものを抑制する平均化画素数に合わせておけばよいからである。
【００１７】
さらに、本発明のＣＣＤカメラの出力値安定化方法において、前記（６）に記載の方法で決定された最終的に最適な平均化画素数と、前記（７）に記載の方法で決定された最終的に最適な平均化画素数と、前記（８）に記載の方法で決定された最終的に最適な平均化画素数とを得た場合に、これらの最終的に最適な平均化画素数のうち、その最大値又はこれらの平均値を補正のための平均化画素数として決定するようにしている。
【００１８】
このように、明るさ、波長の異なる光、一定時間間隔という各要因が異なる観点から最適な平均化画素数を決め、そのうちの最大値又はこれらの平均値を補正のための平均化画素数として決定すれば、感度のバラツキの大きい要因のものを抑制する平均化画素数に合わせておけば、それよりも感度のバラツキが小さい要因のものをカバーすることができるからである。
また、これらの平均値としたのは、感度のバラツキの大きい要因のものと感度バラツキが小さい要因のものの中間とれば、感度のバラツキの点で実際にはあまり支障がないからである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
実施の形態1.
図１は本発明の実施の形態１のＣＣＤカメラの出力値安定化方法を実施する装置の構成を示すブロック図、図２は同ＣＣＤカメラの出力値安定化方法の動作を示すフローチャート、図３は同ＣＣＤカメラの出力値安定化方法におけるＣＣＤカメラの測定エリアとＬＥＤの位置関係を示す説明図、図４は同ＣＣＤカメラの出力値安定化方法におけるＣＣＤカメラの測定エリアとＬＥＤの別の位置関係を示す説明図、図５は同ＣＣＤカメラの出力値安定化方法におけるＣＣＤカメラに対してＬＥＤをＸ方向にそれぞれ移動させた状態を示す説明図、図６は同ＣＣＤカメラの出力値安定化方法の画素数決定までのフローチャート、図７は同ＣＣＤカメラの出力値安定化方法の平均化の方法を示す説明図、図８は同ＣＣＤカメラの出力値安定化方法における平均化画素数と標準偏差の関係を示すグラフ、図９は同ＣＣＤカメラの出力値安定化方法における平均化画素数と解像度の関係を示す説明図である。
【００２０】
図１において、１はカラーパネルとなるＬＥＤバックライト、２はＬＥＤバックライト１をＸ方向に移動させるＸステージ、３はＬＥＤバックライト１をＹ方向に移動させるＹステージである。
４はＬＥＤバックライト１の画像を撮影するＣＣＤカメラであり、ＬＥＤバックライト１の解像度以上の解像度を有するＣＣＤ素子を搭載している。５はＣＣＤカメラ５に装着された光学系であるレンズである。
６はＣＣＤカメラ４が撮像した画像処理を行う演算手段であるコンピュータ装置、７はコンピュータ装置７に接続された表示装置である。
【００２１】
次に本発明の実施の形態１のＣＣＤカメラの出力値安定化方法について図１及び図２のフローチャートに基づいて説明する。
まず、Ｘ・Ｙステージ３、４上にＬＥＤバックライト１をセットする（ステップＳ１）。
次に、ＣＣＤカメラ４の測定エリアＭを１６分割して１６個の分割領域Ｄを形成する（ステップＳ２）。この場合、ＣＣＤカメラ４の測定エリアＭは、横が１３４４画素、縦が１０２４画素であるから全体として１３７，６２５６画素ということになる。
従って、その測定エリアＭを１６分割した各分割領域Ｄの大きさは横が３３６画素、縦が２５６画素で、全体として８６０１６画素ということになる。
また、ＣＣＤカメラ４の測定エリアＭの各分割領域Ｄの大きさを３３６×２５６（８６０１６画素）としたのは、これ位の大きさであれば、画像全体のバラツキとして反映されるからである。
しかる後に、対象となる分割領域Ｄの中心にＬＥＤバックライト１の中心ＯがくるようにＸ・Ｙステージ２、３を移動させる（ステップＳ３）。
【００２２】
図５の（ｂ）に示すようにＸ・Ｙステージ２、３の中心にＬＥＤバックライト１の中心Ｏが来るようにセットし、そのＬＥＤバックライト１の中心ＯにＣＣＤカメラ４の測定エリアＭの中心が一致している位置を原点とすると、例えば、図３に黒で塗りつぶした分割領域Ｄ（図面上、左端で、上から三番目のもの）の中心にＬＥＤバックライト１の中心がくるようにするためには、図５の（ｂ）に示す前記原点位置からＸステージ２を図５の（ｃ）に示すように分割領域Ｄの横の長さの１．５倍分だけ左方向に移動させると共に、Ｙステージ３を分割領域Ｄの縦の長さの０．５倍分だけ上方向に移動させる。
また、図４に黒で塗りつぶした分割領域Ｄ（図面上、右端で、上から一番目のもの）の中心にＬＥＤバックライト１の中心がくるようにするためには、図５の（ｂ）に示す前記原点位置からＸステージ２を図５の（ａ）に示すように分割領域の横の長さの１．５倍分だけ右方向に移動させると共に、Ｙステージ３を分割領域Ｄの縦の長さの１．５倍分だけ下方向に移動させる。
【００２３】
このようにＸ・Ｙステージ２、３を移動させることにより、各々の分割領域Ｄの中心にＬＥＤバックライト１の中心Ｏがくるように設定することができる。
各分割領域Ｄの中心にＬＥＤバックライト１の中心Ｏがくるように設定するのは、ＬＥＤバックライト１の所定の明るさを持った均一な光の画像をＣＣＤカメラ４で撮像できるようにして光源のバラツキに影響されずにＣＣＤ素子自体の感度バラツキを把握するためである。
また、ＣＣＤカメラ４の測定エリアＭの周囲の分割領域Ｄを撮像した画像は、光学系であるレンズ５の収差の影響を受けるため、ＣＣＤカメラ４の測定エリアＭの中心付近の分割領域Ｄを撮像した画像よりもレンズ５の収差による感度バラツキが大きくなる。
【００２４】
こうしてＣＣＤカメラ４が撮像した各分割領域Ｄ毎の画像データをコンピュータ装置７が取得する（ステップＳ４）。
次に、各分割領域Ｄの画像データ毎に各分割領域Ｄにおけるバラツキを低減するための平均画素数を後で詳述する方法で決定する（ステップＳ５）。
こうして各分割領域Ｄについて個々に決定された平均画素数のうち、最大値の平均画素数を画面全体の最適平均画素数として決定する（ステップＳ６）。
このようにして、画面全体について決定した最適平均画素数の出力値の平均値を１データとして出力するようにしたので、出力されるデータはレンズ系のバラツキへの対応も考慮した画像全体の標準偏差に基づいた感度のバラツキができるだけ少ないものとなり、感度のバラツキを低減させた色情報の抽出が可能となった。
【００２５】
また、各分割領域Ｄ毎に決定された最適な平均化画素数のうち、そのうちの最大値をＣＣＤカメラ４の測定エリアＭ全体の最適な平均化画素数として決定することにより、ＣＣＤカメラ４の測定エリアＭの中心の分割領域Ｄに対して測定エリアＭの周囲の分割領域Ｄでは光学系の収差の影響を受けて感度バラツキが大きいため、感度バラツキの大きい分割領域Ｄの平均化画素数に合わせておけば、それよりも感度のバラツキが小さい分割領域Ｄのものをカバーすることができる。
【００２６】
次に、各分割領域における平均画素数の決定方法について図６のフローチャートに基づいて詳細に説明する。
まず、ＣＣＤカメラ４が撮像した測定エリアＭにおける各分割領域Ｄ毎の画像データをコンピュータ装置７が取得する（ステップＳ１１）。
そして、３３６×２５６（８６０１６画素）の各分割領域Ｄの画像を平均化するための出力画像とする（ステップＳ１２）。
しかる後に、その出力画像から例えば２５（５×５）データを作成する際に、１データ当たりの平均化するＣＣＤ素子の画素数をそれぞれ設定する（ステップＳ１３）。
例えば、図７の（ａ）に示すように１００個のＣＣＤ素子の画素があり、それから２５データを作成する場合、図７の（ｂ）に示すように１データ当たり１画素とすれば（１画素／１データ）、２５画素あれば２５データが得られる。
【００２７】
また、図７の（ｃ）に示すように１データ当たり４画素とすれば（４画素／１データ）、１００画素あれば２５データが得られる。
以上は、１００個のＣＣＤ素子の画素から平均化する画素を１と４としたときに２５データを得る場合の説明であるが、通常は１００データを得るのが通例であり、平均化する画素数も１（１画素／１データ）、４（４画素／１データ）、９（９画素／１データ）、１６（１６画素／１データ）、２５（２５画素／１データ），３６（３６画素／１データ）、４９（４９画素／１データ）、８１（８１画素／１データ）、１２１（１２１画素／１データ）として１００データを得るようにしている。
【００２８】
次に、分割領域Ｄの出力画像からそれぞれ設定された平均化画素数についての出力値の平均値を演算により求める（ステップＳ１４）。
なお、ステップＳ１４で、分割領域Ｄの出力画像からそれぞれ設定された平均化画素数についての出力値の平均値を演算により求める場合に、切り出した個々の画素の出力値と予め設定された欠陥を表すしきい値とを比較し、該しきい値より外れた画素については周辺画素で計算した値を代入するようにしている。
こうすることにより、平均値を求めるために切り出した画素に欠陥があった場合に大きな欠陥でない限り出力値の平均値を求めることが可能となる。
【００２９】
その後に、１００データについて、個々の設定された平均化画素数分（分割数分）の出力値の平均値データから標準偏差を求める（ステップＳ１５）。
その求めた標準偏差と平均化画素数の関係を示すのが、図８のグラフである。
次に、標準偏差のうち、例えばＣＣＤカメラ４毎に求めるバラツキが所定値以下、例えば１以下の標準偏差を設定し、設定したバラツキが所定値以下の標準偏差に基づいて最適な平均化画素数を決定する（ステップＳ１６、１７）。
なお、上記の説明は標準偏差に基づいて最適な平均化画素数を決定するようにしたものであるが、標準偏差を用いなくても経験則等により最適な平均化画素数を決定することができることはいうまでもない。
【００３０】
また、ステップＳ１６、１７で、例えば１以下の標準偏差を設定し、設定したバラツキが所定値以下の標準偏差に基づいて最適な平均化画素数を決定する場合、平均化するデータ数、即ち平均化画素数が増加すると感度のバラツキの抑制精度は高くなるが解像度が落ちてしまうという関係がある。
図９は平均化画素数と解像度の関係を示すもので、図９を見ると、平均化画素数が増えれば増える程、解像度が悪くなっていることが分かる。
【００３１】
ここで、解像度が２０００とは、ＬＥＤバックライト１の１画素を撮るためのＣＣＤ素子の数を４０×２００の８０００とした場合に、平均化画素数４は２×２であるから、２０分割と１００分割の２０００分割（２０×１００）という意味である。また、解像度が５００とは平均化画素数１６は４×４であるから、１０分割と５０分割の５００分割（１０×５０）という意味である。
従って、一定の領域に対して分割数が多くなれば、解像度は高くなる。
そこで、最適な平均化画素数を決定するにあたり、標準偏差の他に解像度についても考慮する必要がある。
従って、標準偏差に基づいて決定した最適な平均化画素数のうち、出力画像の所望の解像度に対応したものを最終的に最適な平均化画素数として決定するようにしている。
こうすることにより、バラツキが所定値以下の標準偏差を持つ複数のデータの設定画素数を最適な平均化画素数として決定したもののうち、製品として求める解像度に対応した最適な平均化画素数を決定することができる。
【００３２】
以上の説明は、ステップＳ１１で、ＬＥＤバックライト１の所定の明るさを持った均一な光の画像をＣＣＤカメラ４が撮像し、コンピュータ装置６はＣＣＤカメラ４が撮像した画像データを取得し、ステップＳ１２〜ステップＳ１５を経て、標準偏差や解像度に基づいて最適な平均化画素数を決定するようにしたものであるが、明るさが異なると感度のバラツキも異なり、一般に明るくなればなる程、感度のバラツキが多くなる傾向にある。
【００３３】
そこで、明るさの異なる光を撮像したＣＣＤ素子につき、明るさ毎の最適な平均化画素数を決定し、各明るさの最適な平均化画素数から最大値の平均化画素数を最終的な最適な平均化画素数とすることとしている。
このように、各明るさの最適な平均化画素数から最大値の平均化画素数を最終的な最適な平均化画素数とすることにより、明るさが上がると感度のバラツキが増えることとなるため、明るくて感度のバラツキの大きいものを抑制する平均化画素数に合わせておけば、それよりも明るさが小さくて感度のバラツキが小さいものをカバーすることができるからである。
【００３４】
実施の形態２.
図１０は本発明の実施の形態２のＣＣＤカメラの出力値安定化方法の画素数決定までのフローチャート、図１１は同ＣＣＤカメラの出力値安定化方法の平均化データ数に対する標準偏差の値を示す説明図、図１２は同ＣＣＤカメラの出力値安定化方法のＲ、Ｇ、Ｂの平均出力値と標準偏差の関係を示すグラフ、図１３は同ＣＣＤカメラの出力値安定化方法の輝度値と標準偏差の関係を示すグラフである。
この実施の形態２は、各分割領域Ｄにおける別の平均画素数の決定方法、即ち、分割領域Ｄにおける波長の異なる光、即ち色に対するＣＣＤ素子の感度のバラツキを把握し、そのバラツキを低減するための平均画素数の決定方法である。
【００３５】
この実施の形態２では、波長の異なる光、即ち色に対するＣＣＤ素子の感度のバラツキの把握するため、面内での輝度変化のバラツキが少なく、時間的な輝度変化が安定している３色（赤、緑、青）のＬＥＤバックライト１を用いた。各ＬＥＤバックライト１の仕様は次の通りである。
発色が赤はピーク波長が６６０ｎｍ、緑はピーク波長が５２５ｎｍ、青はピーク波長が４７０ｎｍである。
そして、ＬＥＤバックライト１にはＲ、Ｇ、Ｂが交互に並んだ状態で発光する。また、ＣＣＤカメラ４には３ＣＣＤカメラを用いている。
さらに、全てのＣＣＤ素子（１３４４×１０２４×３）のバラツキを把握することは、非常に膨大なデータ処理を有するため、画面全体を１６に分割した分割領域Ｄを決め、画像情報から数値情報へ変換し、バラツキ評価を行うようにしている。また、この分割領域ＤはＬＥＤバックライト１の１画素を取り込むのに必要なＣＣＤ素子数である。
【００３６】
次に、本発明の実施の形態２の各分割領域における別の平均画素数の決定方法について図１０のフローチャートに基づいて詳細に説明する。
まず、ＬＥＤバックライト１のＲ、Ｇ、Ｂの光の画像に対して３ＣＣＤカメラ４が撮像した各分割領域Ｄ毎の画像データをコンピュータ装置６が取得する（ステップＳ１１）。
そして、３３６×２５６（８６０１６画素）の各分割領域Ｄの画像を平均化するためのＲ出力画像とする（ステップＳ２２）。
【００３７】
しかる後に、そのＲ出力画像から１００データを作成する際に、１データ当たりの平均化するＣＣＤ素子の画素数をそれぞれ設定する（ステップＳ２３）。
この場合に、平均化する画素数も１（１画素／１データ）、４（４画素／１データ）、９（９画素／１データ）、１６（１６画素／１データ）、２５（２５画素／１データ），３６（３６画素／１データ）、４９（４９画素／１データ）、８１（８１画素／１データ）、１２１（１２１画素／１データ）として１００データを得るようにしている。
【００３８】
次に、分割領域ＤのＲ出力画像からそれぞれ設定された平均化画素数についての出力値の平均値を演算により求める（ステップＳ２４）。
なお、ステップＳ１５で、分割領域Ｄの出力画像からそれぞれ設定された平均化画素数についての出力値の平均値を演算により求める場合に、切り出した個々の画素の出力値と予め設定された欠陥を表すしきい値とを比較し、該しきい値より外れた画素については周辺画素で計算した値を代入するようにしている。
こうすることにより、平均値を求めるために切り出した画素に欠陥があった場合に大きな欠陥でない限り出力値の平均値を求めることが可能となる。
【００３９】
その後に、１００データについて、個々の設定された平均化画素数分（分割数分）の出力値の平均値データから標準偏差を求める（ステップＳ２５）。
次に、標準偏差のうち、例えばＣＣＤカメラ４毎に求めるバラツキが所定値以下、例えば１以下の標準偏差を設定し、設定したバラツキが所定値以下の標準偏差に基づいて最適な平均化画素数を決定する（ステップＳ２６、２８）。
また、Ｇ出力画像についても、Ｒ出力画像と同様の内容のステップＳ３３〜Ｓ３８を経て最適な平均化画素数を決定する。
さらに、Ｂ出力画像についても、Ｒ出力画像と同様の内容のステップＳ４３〜Ｓ４８を経て最適な平均化画素数を決定する。
次に、ＲＧＢ出力値について決定したここの平均化画素数のうち、最大値のものを最終的な平均化画素数とする（ステップＳ４９）。
【００４０】
このように、分割領域ＤにおけるＲＧＢという波長毎の最適な平均化画素数から最大値の平均化画素数を最終的な最適な平均化画素数とすることにより、波長によって感度のバラツキが異なるため、感度のバラツキの大きい波長のものを抑制する平均化画素数に合わせておけば、それよりも感度のバラツキが小さい波長のものをカバーすることができるからである。
そして、決定した最適な平均化画素数の平均値を１データとして出力するようにしたので、出力されるデータは標準偏差に基づいた感度のバラツキができるだけ少ないものとなり、感度のバラツキを低減させた色情報の抽出が可能となった。
【００４１】
図１１は１００データから個々の設定された平均化画素数についてＲ、Ｄ、Ｇの平均値、標準偏差を求め、緑の明るさを変化させた時の結果を示す（なお、赤、青ＬＥＤの結果は、傾向が近いから省略する）。図１２は１００データから個々の設定された平均化画素数についてＲ、Ｄ、Ｇについての平均値と標準偏差の関係をグラフで示したものである。
上記図１１および図１２に示す結果より、１データあたりの平均化ＣＣＤ画素数が増加すると標準偏差の値は減少する。従って、平均化するＣＣＤ画素数を増加させることにより、ＣＣＤ素子のバラツキを数値的に抑える効果があることが分かった。
【００４２】
次に、ＲＧＢ出力値を元に色情報（輝度）へ変換し、実際に影響度合いを計算した。輝度への変換は、緑ＬＥＤのＲＧＢ出力値から導き、変換した結果を図１３に示す。変換は、線形演算であるために標準偏差と輝度値の関係は、ＲＧＢ平均出力値との関係に近似する。現状300cd/m2において、１データあたり２５〜３６のＣＣＤ画素で平均化したものが１以下の標準偏差を示している。
従って、空間的、時間的なＣＣＤ素子のバラツキを抑えるため、１データあたり２５〜３６のＣＣＤ画素で平均化する方法が最適であると考えられる。なお、３６ＣＣＤ画素数を用いた場合、ＬＥＤ１画素あたり約３分割となる。また、人間の目を基準に考えた場合、計算上、１画素を約３分割でみることが可能であることから、１データあたり２５〜３６ＣＣＤが素で平均化することが妥当であるとの結論に達した。
【００４３】
実施の形態３.
この実施の形態３は、各分割領域Ｄについて、例えば所定の明るさの光を一定時間間隔で撮像したＣＣＤ素子につき、時間毎の最適な平均化画素数を決定し、時間毎の最適な平均化画素数のうち、平均化画素数の多い方を最終的に最適な平均化画素数として決定するものである。
これは、例えば一定時間間隔を製品完成時と使用時という時間間隔とすれば、時間の経過に伴い感度のバラツキが大きくなるのが通例であるため、感度のバラツキの大きい使用時のものを抑制する平均化画素数に合わせておけばよいからである。
【００４４】
実施の形態４.
この実施の形態４は、各分割領域Ｄについて、明るさの異なる光をそれぞれ撮像したＣＣＤ素子につき、上記実施の形態１に述べた方法で決定された最終的に最適な平均化画素数と、波長の異なる光をそれぞれ撮像したＣＣＤ素子について上記実施の形態２に述べた方法で決定された最終的に最適な平均化画素数と、光を一定時間間隔で撮像したＣＣＤ素子について上記実施の形態３で述べた方法で決定された最終的に最適な平均化画素数とを得た場合に、これらの最終的に最適な平均化画素数のうち、これらのうちの最大値又はこれらの平均値を補正のための平均化画素数として決定するようにしている。
【００４５】
このように、明るさ、波長の異なる光（色）、一定時間間隔という各要因が異なる観点から最適な平均化画素数を決め、これらのうちの最大値又はこれらの平均値を補正のための平均化画素数として決定すれば、感度のバラツキの大きい要因のものを抑制する平均化画素数に合わせておけば、それよりも感度のバラツキが小さい要因のものをカバーすることができるからである。
また、これらの平均値としたのは、感度のバラツキの大きい要因のものと感度のバラツキが小さい要因のものの中間とれば、感度のバラツキの点で実際にはあまり支障がないからである。
【００４６】
上記実施の形態では、ＣＣＤカメラ４が撮像するカラーパネルとしてＬＥＤバックライト１について説明したが、有機ＥＬややプラズマディスプレイ、ＤＭＤ（デジタルミラーデバイス）等の表示体部品であっても適用することができる。
上記実施の形態で述べたＣＣＤカメラの出力値安定化方法は、ＣＣＤカメラ４の画面全体における各ＣＣＤ素子に起因するランダムノイズの補正方法であるが、そのＣＣＤカメラ４の出力値安定化方法により決定した平均化画素数の平均値をデータとして出力したものを、実際に利用する場合は、固定パターンノイズの補正処理を行うこととなる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施の形態１のＣＣＤカメラの出力値安定化方法を実施する装置の構成を示すブロック図である。
【図２】同ＣＣＤカメラの出力値安定化方法の動作を示すフローチャートである。
【図３】同ＣＣＤカメラの出力値安定化方法におけるＣＣＤカメラの測定エリアとＬＥＤの位置関係を示す説明図である。
【図４】同ＣＣＤカメラの出力値安定化方法におけるＣＣＤカメラの測定エリアとＬＥＤの別の位置関係を示す説明図である。
【図５】同ＣＣＤカメラの出力値安定化方法におけるＣＣＤカメラに対してＬＥＤをＸ方向にそれぞれ移動させた状態を示す説明図である。
【図６】同ＣＣＤカメラの出力値安定化方法の画素数決定までのフローチャートである。
【図７】同ＣＣＤカメラの出力値安定化方法の平均化の方法を示す説明図である。
【図８】同ＣＣＤカメラの出力値安定化方法における平均化画素数と標準偏差の関係を示すグラフである。
【図９】同ＣＣＤカメラの出力値安定化方法における平均化画素数と解像度の関係を示す説明図である。
【図１０】本発明の実施の形態２のＣＣＤカメラの出力値安定化方法の動作を示すフローチャートである。
【図１１】同ＣＣＤカメラの出力値安定化方法の平均化データ数に対する標準偏差の値を示す説明図である。
【図１２】同ＣＣＤカメラの出力値安定化方法のＲ、Ｇ、Ｂの平均出力値と標準偏差の関係を示すグラフである。
【図１３】同ＣＣＤカメラの出力値安定化方法の輝度値と標準偏差の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４８】
１  ＬＥＤバックライト、２  Ｘステージ、３  Ｙステージ、４  ＣＣＤカメラ、５  コンピュータ装置
【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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【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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