JP5163940B2 - Image quality inspection apparatus and image quality inspection method - Google Patents
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Description
本発明は、二次元画像の画質を検査する画質検査装置および画質検査方法に関する。 The present invention relates to an image quality inspection apparatus and an image quality inspection method for inspecting the image quality of a two-dimensional image.
表示デバイスの製造工程では、組立工程に移行する前にパネル単体で欠陥検査が行われている。これはパネル製造工程で発生する画素欠陥を検査し、組立て前に欠陥箇所のリペアを行い、あるいはリペア不可能なパネルは次工程に送らず処分するためである。 In the manufacturing process of the display device, the defect inspection is performed on the panel alone before moving to the assembly process. This is because pixel defects generated in the panel manufacturing process are inspected, and defective parts are repaired before assembly, or a panel that cannot be repaired is not sent to the next process but discarded.
従来のような検査員による目視検査では、個体差、バラツキが多く、高精度に検査することが困難であり、また、近年の表示デバイスの大型化、高精細化に伴い、広範囲を短時間で検査することも困難になっているため、ムラ欠陥の検査においても自動検査装置への代替が望まれている。 In conventional visual inspections by inspectors, there are many individual differences and variations, and it is difficult to inspect with high accuracy. In addition, with the recent increase in size and definition of display devices, a wide range can be quickly achieved. Since it is also difficult to inspect, an alternative to an automatic inspection device is also desired in the inspection of mura defects.
検査対象は、表示デバイス、撮像デバイス、投影デバイス上に生じるムラ欠陥である。ムラは、製造工程におけるガラス基板の膜厚の変化や、カラーフィルタの膜厚の変化、液晶の配向異常など様々な要因によって生じる。塊状のムラや帯状のムラなど、形状、向き、発生位置、サイズ(周波数)は様々である。 The inspection target is a mura defect that occurs on a display device, an imaging device, or a projection device. Unevenness is caused by various factors such as a change in the thickness of the glass substrate in the manufacturing process, a change in the thickness of the color filter, and an alignment error of the liquid crystal. There are various shapes, orientations, occurrence positions, and sizes (frequencies) such as lump-like unevenness and strip-like unevenness.
表示デバイスを検査対象とした従来の自動検査装置としては、検査対象デバイスに正対する位置に高画素のモノクロCCDカメラに撮影レンズを組合せ、検査対象デバイスを撮像するものが知られている。カメラは被検査パネルに対して精度よく上下、左右とも傾き調整をした状態で設置される。 2. Description of the Related Art As a conventional automatic inspection apparatus that uses a display device as an inspection target, an apparatus that captures an inspection target device by combining a photographic lens with a high-pixel monochrome CCD camera at a position facing the inspection target device is known. The camera is installed in a state where the tilt is adjusted with respect to the panel to be inspected, both vertically and horizontally.
撮像された画像は、画像データのノイズ補正を行う「画像補正処理」、欠陥候補を抽出する「欠陥候補抽出処理」、抽出された欠陥候補の面積、体積、コントラスト等の特徴量を計算する「特徴量計算処理」、計算された特徴量と予め設定された閾値とを比較して欠陥であるか否かを判断する「判定処理」を経て、検査結果データとして出力される。 For the captured image, “image correction processing” for performing noise correction of image data, “defect candidate extraction processing” for extracting defect candidates, and calculating feature quantities such as area, volume, and contrast of the extracted defect candidates “ It is output as inspection result data through “feature amount calculation processing” and “determination processing” in which the calculated feature amount is compared with a preset threshold value to determine whether or not it is a defect.
図10は、輝度に対するMTF特性を利用した画質検査装置による検査手順を示すフローチャートである。 FIG. 10 is a flowchart showing an inspection procedure by the image quality inspection apparatus using the MTF characteristic with respect to luminance.
この手法は、欠陥の強度を、その欠陥のコントラストとその欠陥形状に対する認識限界(JND)コントラストとの比で表現し、“Semu“という単位で、客観的な計量値として表現しようとするものであり、検査対象の多様な変化(背景輝度や欠陥形状など)を考慮している。 This method expresses the strength of a defect as a ratio between the defect contrast and the recognition limit (JND) contrast of the defect shape, and is expressed as an objective measurement value in the unit of “Sem”. Yes, considering various changes (background brightness, defect shape, etc.) of inspection object.
尚、計量単位“Semu“は、2002年にSEMIスタンダードにおいて提案されているものである。 Note that the unit of measure “Semu” was proposed in the SEMI standard in 2002.
まず、MTF特性とは、図11(a)に示すような明暗の正弦波状の縞パターンにおいて、人間が認識感知することのできる限界のコントラスト変化の逆数で表される感度特性であり、空間周波数に対する人間の視覚感度特性は図11(b)に示すような或る周波数でピークを有する特性曲線となる。すなわち、人間の視覚は或る細かさに敏感であることが示される。 First, the MTF characteristic is a sensitivity characteristic represented by a reciprocal of a limit contrast change that can be recognized and sensed by humans in a bright and dark sinusoidal fringe pattern as shown in FIG. The human visual sensitivity characteristic is a characteristic curve having a peak at a certain frequency as shown in FIG. That is, it is shown that human vision is sensitive to certain details.
具体的には、図11(c)に示すように、或る視角の範囲にある波数の正弦波を表示させたとき、空間周波数は、 Specifically, as shown in FIG. 11C, when a sine wave having a wave number in a certain viewing angle range is displayed, the spatial frequency is
空間周波数(cpd)=波数/視角(度) ・・・式(1)
で表され、また、認識限界(CJND、JND:just noticeable difference)コントラストは、感知できる最小輝度変化を“ΔL“、背景輝度を“LBG“とした場合、
Spatial frequency (cpd) = wave number / viewing angle (degrees) (1)
In addition, the recognition limit (C JND , JND: just noticeable difference) contrast, when the minimum luminance change that can be sensed is “ΔL” and the background luminance is “L BG ”,
CJND=ΔL/LBG×100 ・・・式(2)
で表される。そして、式(1)と式(2)の逆数の関係がMTF特性“SMTF“となる。
C JND = ΔL / L BG × 100 (2)
It is represented by The relationship between the reciprocals of the equations (1) and (2) is the MTF characteristic “S MTF ”.
但し、画質検査に用いるためには、2次元のMTF特性への拡張が必要になる。なお、2次元のMTF特性に関しては、角度による感度の違いも報告されている。 However, in order to use it for image quality inspection, it is necessary to expand to a two-dimensional MTF characteristic. Regarding the two-dimensional MTF characteristics, a difference in sensitivity depending on the angle has been reported.
図17の「画像補正処理」では、ステップS001において、入力された画像データに対して、光学特性の補正、シェーディング補正、欠陥サイズへの対応及び高周波ノイズ除去等のため、縮小処理及び平滑化処理等の前処理を行う。 In the “image correction process” of FIG. 17, in step S001, the input image data is subjected to reduction processing and smoothing processing for optical characteristic correction, shading correction, correspondence to defect size, high frequency noise removal, and the like. Etc. are pre-processed.
「欠陥候補抽出処理」では、ステップS002において、ラプラシアン型、ソーベル型、射影等の強調フィルタにより欠陥候補の輝度差を強調する。次に、ステップS003において、輝度差が強調された画像を閾値で2値化し、当該閾値を超過した部分(あるいは満たない部分)を欠陥候補として抽出して出力する。 In the “defect candidate extraction process”, in step S002, the luminance difference of the defect candidate is enhanced by an enhancement filter such as a Laplacian type, a Sobel type, or a projection. Next, in step S003, the image in which the luminance difference is enhanced is binarized with a threshold value, and a portion that exceeds the threshold value (or a portion that does not satisfy the threshold value) is extracted as a defect candidate and output.
特徴量計算処理では、ステップS004において、「欠陥候補抽出処理」で抽出された欠陥候補を正規化した欠陥形状を生成する。正規化は、例えば、欠陥候補内部の最大輝度と欠陥候補周辺の輝度から行う。 In the feature amount calculation process, a defect shape obtained by normalizing the defect candidates extracted in the “defect candidate extraction process” is generated in step S004. Normalization is performed, for example, from the maximum brightness inside the defect candidate and the brightness around the defect candidate.
次に、ステップS005では、正規化された欠陥形状に対して2次元フーリエ変換等の処理を行い、欠陥形状を形成する周波数成分“Power(u(h,v))”を抽出する。ここで、u(h,v)は空間周波数である。 In step S005, the normalized defect shape is subjected to processing such as two-dimensional Fourier transform to extract a frequency component “Power (u (h, v))” that forms the defect shape. Here, u (h, v) is a spatial frequency.
一方、ステップS006では、空間周波数“(u(h,v))”、背景輝度“LBG”、欠陥の大きさ“(X,Y)”及び角度方向“φ”等をそれぞれパラメータとして、2次元に拡張されたMTF特性
“SMTF(u(h,v),LBG,X,Y,φ)“
を計算する。
On the other hand, in step S006, the spatial frequency “(u (h, v))”, background luminance “L BG ”, defect size “(X, Y)”, angular direction “φ”, and the like are used as parameters. MTF characteristics expanded to dimensions “S MTF (u (h, v), L BG , X, Y, φ)”
Calculate
また、ステップS007では、欠陥領域の輝度値と欠陥周辺の輝度値から、式(2)より、欠陥のコントラスト“CX”を算出しておく。 In step S007, the contrast “C X ” of the defect is calculated from the luminance value of the defect area and the luminance value of the periphery of the defect from the equation (2).
次に、ステップS008では、得られた周波数成分“Power(u(h,v))”と2次元MTF特性
“SMTF(u(h,v),LBG,X,Y,φ)“
とから、次式により欠陥形状に対する認識限界コントラスト“CJND“を計算する。
Next, in step S008, the obtained frequency component “Power (u (h, v))” and the two-dimensional MTF characteristic “S MTF (u (h, v), L BG , X, Y, φ)”.
From this, the recognition limit contrast “C JND ” for the defect shape is calculated by the following equation.
最後に、ステップS009では、欠陥のコントラスト“CX“と欠陥形状に対する認識限界コントラスト“CJND“から、次式により欠陥強度(Semu)を計算する。
Semu=CX/CJND ・・・式(4)
Finally, in step S009, the defect intensity (Sem) is calculated from the defect contrast “C X ” and the recognition limit contrast “C JND ” for the defect shape by the following equation.
Semu = C X / C JND Formula (4)
「判定処理」では、ステップS010において、「特徴量計算手順」で計算された欠陥強度(Semu)と予め設定された閾値とを比較して欠陥であるか否かを判断し、もし、欠陥であると判断された場合には、ステップS011において、検出された欠陥の情報を出力データにまとめる。 In the “determination process”, in step S010, the defect strength (Semu) calculated in the “feature amount calculation procedure” is compared with a preset threshold value to determine whether or not the defect is present. If it is determined that there is, information on the detected defects is collected into output data in step S011.
「特徴量計算処理」および「判定処理」は、「欠陥候補抽出処理」で抽出された全ての候補領域に対して実行される。
上記のMTF特性を利用した画質検査を色ムラの欠陥強度算出に適用するために、反対色成分を利用することが考えられる。 In order to apply the image quality inspection using the above MTF characteristics to the calculation of the defect intensity of color unevenness, it is conceivable to use the opposite color component.
物体の色を表すのに、一般的には、CIELAB表色系(国際照明委員会CIEにより規格化)が使用されるが、評価の際に基準条件(光源(D65)、照度(1000lx)、背景輝度(L*=50のグレー)、サンプルサイズ(4度以上)、サンプルは均一色)を満たす必要があり、基準条件に合わない場合には、観察条件に応じて係数を設定する必要が生じる。しかしながら、発生する色ムラは多種多様であり、光源、背景条件も様々であるため、基準条件に合わすことは難しく、単純にCIELABを適用することは困難である。 In general, the CIELAB color system (standardized by the International Commission on Illumination) is used to represent the color of an object, but the standard conditions (light source (D65), illuminance (1000lx), It is necessary to satisfy the background luminance (L * = 50 gray), sample size (4 degrees or more), and the sample is a uniform color). If the standard conditions are not met, the coefficient must be set according to the observation conditions. Arise. However, since there are a wide variety of color irregularities, and the light source and background conditions are also different, it is difficult to meet the reference conditions, and it is difficult to simply apply CIELAB.
そこで、検査対象の三刺激値画像を取得し、三刺激値を反対色成分に変換し、それぞれの反対色成分のMTFによる認識限界コントラストと色ムラの反対色成分におけるコントラストの比を求め、その比を重み付け積算することにより、色ムラの欠陥強度を算出することができる。 Therefore, the tristimulus value image to be inspected is acquired, the tristimulus value is converted into the opposite color component, the ratio of the recognition limit contrast by the MTF of each opposite color component and the contrast in the opposite color component of the color unevenness is obtained, By weighting and integrating the ratio, the defect intensity of color unevenness can be calculated.
ここで反対色成分とは、Heringの反対色説(網膜には、白−黒、赤−緑、青−黄に応答する3種の受光器が存在し、すべての色の特性は、これらの受光器の応答量の割合で示される)に基づくものであり、黄色味の赤色はあるが、緑色味の赤色はないという経験的事実を良く説明し、人間の色覚特性を良く表すものである。w/kは輝度成分であり、r/gは赤−緑、b/yは青−黄に対する色度成分である。参考に、図12に三刺激値と反対色成分の分光特性を示す。 Here, the opposite color component is Herring's opposite color theory (the retina has three types of receivers that respond to white-black, red-green, and blue-yellow. It is based on the ratio of the response amount of the receiver, and it explains the empirical fact that there is no yellowish red but yellowish red, and well represents human color vision characteristics . w / k is a luminance component, r / g is a chromaticity component for red-green, and b / y is a chromaticity component for blue-yellow. For reference, FIG. 12 shows the spectral characteristics of the color components opposite to the tristimulus values.
三刺激値(X, Y, Z)から反対色成分(w/k, r/g, b/y)の各値(wk, rg, by)への変換は、次式に示す行列演算により行われる。 Conversion from the tristimulus values (X, Y, Z) to each value (wk, rg, by) of the opposite color component (w / k, r / g, b / y) is performed by the matrix operation shown in the following equation. Is called.
また、図13にある条件にいて1つの反対色成分のみを変化させ他の2つの成分を固定としたときのCIELAB表色系上で挙動例を示す。図13に示すa*b*平面において、色度成分r/gはa*軸にほぼ水平に変化し、色度成分b/yはややb*軸に対し若干の傾きをもった変化をしており、それぞれ赤−緑、青−黄の方向に変化している様子がわかる。輝度成分w/k成分はほとんど変化せず色度成分が除かれている様子がわかる。図13に示すL*c*平面においては、輝度成分w/kのみ大きく変化し、色度成分r/g、b/yはほとんど変化しない。このように、上記の式(5)により、反対色成分変換は妥当に行われている。尚、他の条件では、それぞれを平行移動させたところを軸として変化することになる。 Also, an example of behavior on the CIELAB color system when only one opposite color component is changed and the other two components are fixed under the conditions shown in FIG. In the a * b * plane shown in FIG. 13, the chromaticity component r / g changes almost horizontally to the a * axis, and the chromaticity component b / y changes slightly with a slight inclination with respect to the b * axis. It can be seen that they change in the red-green and blue-yellow directions, respectively. It can be seen that the luminance component w / k component hardly changes and the chromaticity component is removed. In the L * c * plane shown in FIG. 13, only the luminance component w / k changes greatly, and the chromaticity components r / g and b / y hardly change. As described above, the inverse color component conversion is appropriately performed by the above equation (5). It should be noted that, under other conditions, the axis is changed with each translated position as an axis.
反対色成分でのコントラストの算出はそれぞれ、上記の式(2)と同様、
Cwk=Δwk/BGwk×100 ・・・式(6)
Crg=Δrg/BGrg×100 ・・・式(7)
Cby=Δby/BGby×100 ・・・式(8)
で表される。
The calculation of contrast with the opposite color component is similar to the above equation (2),
C wk = Δwk / BG wk × 100 (6)
C rg = Δrg / BG rg × 100 (7)
C by = Δby / BG by × 100 ··· formula (8)
It is represented by
反対色成分のMTFの傾向を図14に示す。輝度成分w/kは、或る周波数でピークを有する特性曲線となり、図11(b)に示す輝度に対するMTFと同様の傾向をもち、人間の輝度成分に対する視覚は或る細かさに敏感であることを示している。これに対し、色度成分r/g、b/yは、高周波に向かうほど、感度が低下する特性曲線を有し、輝度成分に対する傾向とは異なる傾向となる。
反対色成分における欠陥強度は、反対色成分における欠陥のコントラスト(Cwk、Crg、Cby)と、それぞれ対応する反対色成分のMTFによって得られる認識限界コントラスト(CJNDwk、CJNDrg、CJNDby)により以下の式で算出される。
Semuwk=Cwk/CJNDwk ・・・式(9)
Semurg=Crg/CJNDrg ・・・式(10)
Semuby=Cby/CJNDby ・・・式(11)
The tendency of the MTF of the opposite color component is shown in FIG. The luminance component w / k becomes a characteristic curve having a peak at a certain frequency, and has the same tendency as the MTF for the luminance shown in FIG. 11B, and the visual perception of the human luminance component is sensitive to a certain fineness. It is shown that. On the other hand, the chromaticity components r / g and b / y have characteristic curves in which the sensitivity decreases as the frequency increases, and tend to be different from the tendency with respect to the luminance component.
The defect intensity in the opposite color component is the defect contrast in the opposite color component (C wk , C rg , C by ) and the recognition limit contrast (C JNDwk , C JNDrg , C JNDby ) obtained by the corresponding MTF of the opposite color component, respectively. ) By the following formula.
Semu wk = C wk / C JNDwk (9)
Semu rg = C rg / C JNDrg Formula (10)
Semu by = C by / C JNDby ··· formula (11)
しかし、カラー画像入力による色ムラ検査を行う場合、以下の問題点が挙げられる。
(1)反対色成分のうち、r/g成分、b/y成分は、図12に示すように、負値をとる場合がある。そのため、r/g成分、b/y成分の背景値が0近傍をとる場合、符号変化により、算出されるコントラストが著しく変動してしまう。例えば、正弦状の輝度分布の円欠陥に対し、JNDコントラストを実験的に求め、式(6)〜(9)の算出式でコントラストを計算すると、b/y成分において、正負にばらつき傾向を得ることができない。
(2)色ムラは、反対色成分が複雑に混合したものといえ、1つの成分だけでなく他の成分の背景値の影響が現れる。現状の1つの成分の背景値のみを考慮し欠陥強度を算出する手法では、反対色成分が複雑に混合した欠陥の強度を客観的に表現することは困難である。
(3)Semu値はそれぞれの反対色成分のJNDコントラストに対する比で定量化しているが、ある成分での比と別の成分での比が同じ値でも、反対色成分により、その比と目立ち具合との関係は異なる。各反対色成分で同一のSEMU値を示す場合でも、同一の目立ち具合とはならない。言い換えると、各反対色成分で、1つの成分のみ変化させた際、同じ目立ち具合になった状態でのSemu値を算出した場合、等しいSemu値とはならない。
(4)色ムラは、反対色成分が複雑に混合したものといえ、現状のように1つの成分に対する欠陥強度だけでは、反対色成分が複雑に混合した結果初めて目立って見えるような欠陥の強度を客観的に表現することは困難である。
However, when performing color unevenness inspection by inputting a color image, the following problems are raised.
(1) Among the opposite color components, the r / g component and the b / y component may take negative values as shown in FIG. For this reason, when the background values of the r / g component and the b / y component are close to 0, the calculated contrast varies significantly due to the sign change. For example, when a JND contrast is experimentally obtained for a circular defect having a sinusoidal luminance distribution, and the contrast is calculated using the formulas (6) to (9), the b / y component tends to vary in positive and negative directions. I can't.
(2) Color unevenness is a complex mixture of opposite color components, and the influence of background values of other components as well as one component appears. It is difficult to objectively express the strength of the defect in which the opposite color components are mixed in a complicated manner by the method of calculating the defect strength in consideration of only the current background value of one component.
(3) The Semu value is quantified by the ratio of each opposite color component to the JND contrast. Even if the ratio of one component is the same as the ratio of another component, the ratio and conspicuousness of the opposite color component are different. The relationship with is different. Even when the opposite color components show the same SEMU value, they do not stand out the same. In other words, when only one component is changed for each opposite color component, when the Semu value in the same conspicuous state is calculated, the same Semu value is not obtained.
(4) Color unevenness can be said to be a complex mixture of opposite color components, and the strength of a defect that can be noticeable for the first time as a result of complex mixing of opposite color components only with the defect strength for one component as in the present situation. Is difficult to express objectively.
本発明の目的は、二次元画像の欠陥強度を高精度かつ安定に算出することのできる画質検査装置および画質検査方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an image quality inspection apparatus and an image quality inspection method capable of calculating a defect intensity of a two-dimensional image with high accuracy and stability.
本発明の画質検査装置は、二次元画像の画質を検査する画質検査装置において、検査対象となる二次元画像の反対色成分を取得する反対色成分取得手段と、前記反対色成分取得手段により取得された反対色成分を用いて、前記二次元画像の欠陥強度を認識限界コントラストとの比として算出する欠陥強度算出手段と、を備え、前記欠陥強度算出手段は、特定の反対色成分についての特定の領域における欠陥強度を算出するに際して、当該特定の領域における当該特定の反対色成分と、当該特定の領域における、当該特定の反対色成分とは異なる他の反対色成分と、を用いることを特徴とする。
この画質検査装置によれば、複数の反対色成分を用いて特定の反対色成分についての欠陥強度を算出するので、高精度かつ安定に欠陥強度を算出できる。
The image quality inspection apparatus according to the present invention is an image quality inspection apparatus that inspects the image quality of a two-dimensional image, and obtains the opposite color component acquisition unit that acquires the opposite color component of the two-dimensional image to be inspected and the opposite color component acquisition unit. A defect intensity calculating means for calculating a defect intensity of the two-dimensional image as a ratio with a recognition limit contrast using the opposite color component, and the defect intensity calculating means specifies a specific opposite color component. When calculating the defect intensity in the region, the specific opposite color component in the specific region and another opposite color component different from the specific opposite color component in the specific region are used. And
According to this image quality inspection apparatus, since the defect intensity for a specific opposite color component is calculated using a plurality of opposite color components, the defect intensity can be calculated with high accuracy and stability.
前記欠陥強度算出手段により算出された前記欠陥強度に基づいて前記二次元画像の画質を判定する判定手段を備えてもよい。 You may provide the determination means which determines the image quality of the said two-dimensional image based on the said defect strength calculated by the said defect strength calculation means.
前記欠陥強度算出手段は、検査対象となる第1の二次元画像の前記反対色成分取得手段により取得された反対色成分を用いて第1の欠陥強度を算出するとともに、検査対象となる第2の二次元画像の前記反対色成分取得手段により取得された反対色成分を用いて第2の欠陥強度を算出し、前記判定手段は、前記欠陥強度算出手段で算出された前記第1の欠陥強度および前記第2の欠陥強度を比較することで前記第1の二次元画像および前記第2の二次元画像の画像差分を判定してもよい。 The defect intensity calculating means calculates a first defect intensity using the opposite color component acquired by the opposite color component acquisition means of the first two-dimensional image to be inspected and a second object to be inspected. The second defect strength is calculated using the opposite color component acquired by the opposite color component acquisition unit of the two-dimensional image, and the determination unit calculates the first defect strength calculated by the defect strength calculation unit. The image difference between the first two-dimensional image and the second two-dimensional image may be determined by comparing the second defect strength.
前記欠陥強度算出手段は、前記特定の反対色成分の前記欠陥強度を算出するに際して、前記他の反対色成分の背景値を使用してもよい。
The defect intensity calculating means, when calculating the defect intensity of the specific opponent-color components, it may be used a background value of the other opposite color components.
前記欠陥強度算出手段は、前記特定の反対色成分の前記欠陥強度を算出するのに必要な欠陥コントラストの算出に際して、当該特定の反対色成分での欠陥領域と背景の差分を前記他の反対色成分としての輝度成分での背景値で除算することにより当該欠陥コントラストを算出してもよい。
The defect intensity calculating means, wherein when calculating the particular defect contrast required for calculating the defect intensity of opponent color components, the difference between the defective area and the background in the particular opposite color component the other opposite color The defect contrast may be calculated by dividing by the background value of the luminance component as the component.
前記欠陥強度算出手段は、各反対色成分について算出された欠陥強度に重み付けすることで総合的な欠陥強度を算出してもよい。 The defect strength calculation means may calculate a total defect strength by weighting the defect strength calculated for each opposite color component.
前記反対色成分取得手段により取得された反対色成分を用いて欠陥候補を抽出する欠陥候補抽出手段を備え、前記欠陥候補抽出手段は、すべての反対色成分に基づく抽出結果の論理和を、前記欠陥強度算出手段による前記欠陥強度の算出対象となる欠陥候補として抽出してもよい。 Defect candidate extraction means for extracting defect candidates using the opposite color component acquired by the opposite color component acquisition means, and the defect candidate extraction means calculates the logical sum of the extraction results based on all the opposite color components, You may extract as a defect candidate used as the calculation object of the said defect strength by a defect strength calculation means.
本発明の画質検査方法は、二次元画像の画質を検査する画質検査方法において、検査対象となる二次元画像の反対色成分を取得するステップと、前記反対色成分を取得するステップにより取得された反対色成分を用いて、前記二次元画像の欠陥強度を認識限界コントラストとの比として算出するステップと、を備え、前記欠陥強度を算出するステップでは、前記欠陥強度を算出するステップでは、特定の領域における特定の反対色成分についての欠陥強度を算出するに際して、当該特定の領域における当該特定の反対色成分と、当該特定の領域における、当該特定の反対色成分とは異なる他の反対色成分と、を用いることを特徴とする。
この画質検査方法によれば、複数の反対色成分を用いて特定の反対色成分についての欠陥強度を算出するので、高精度かつ安定に欠陥強度を算出できる。
The image quality inspection method of the present invention is obtained in the image quality inspection method for inspecting the image quality of a two-dimensional image by obtaining an opposite color component of the two-dimensional image to be inspected and obtaining the opposite color component. Calculating a defect intensity of the two-dimensional image as a ratio with a recognition limit contrast using an opposite color component, and in the step of calculating the defect intensity, the step of calculating the defect intensity includes a specific step. In calculating the defect intensity for a specific opposite color component in a region, the specific opposite color component in the specific region, and another opposite color component different from the specific opposite color component in the specific region, , Is used .
According to this image quality inspection method, since the defect strength for a specific opposite color component is calculated using a plurality of opposite color components, the defect strength can be calculated with high accuracy and stability.
前記欠陥強度を算出するステップでは、前記特定の反対色成分の前記欠陥強度を算出するに際して、前記他の反対色成分の背景値を使用してもよい。
In the step of calculating the defect intensity, when calculating the defect intensity of the specific opponent-color components, it may be used a background value of the other opposite color components.
前記欠陥強度を算出するステップでは、前記特定の反対色成分の前記欠陥強度を算出するのに必要な欠陥コントラストの算出に際して、当該特定の反対色成分での欠陥領域と背景の差分を前記他の反対色成分としての輝度成分での背景値で除算することにより当該欠陥コントラストを算出してもよい。
In the step of calculating the defect intensity, the time of calculation of the particular defect contrast required for calculating the defect intensity of opponent color components, the difference between the defective area and the background in the particular opposite color component of said other The defect contrast may be calculated by dividing by the background value of the luminance component as the opposite color component .
前記欠陥強度を算出するステップでは、各反対色成分について算出された欠陥強度に重み付けすることで総合的な欠陥強度を算出してもよい。 In the step of calculating the defect intensity, the total defect intensity may be calculated by weighting the defect intensity calculated for each opposite color component.
前記反対色成分を取得するステップにより取得された反対色成分を用いて欠陥候補を抽出するステップを備え、前記欠陥候補を抽出するステップでは、すべての反対色成分に基づく抽出結果の論理和を、前記欠陥強度算出手段による前記欠陥強度の算出対象となる欠陥候補として抽出してもよい。 A step of extracting defect candidates using the opposite color component acquired by the step of acquiring the opposite color component, and the step of extracting the defect candidate includes a logical sum of extraction results based on all the opposite color components, You may extract as a defect candidate used as the calculation object of the said defect strength by the said defect strength calculation means.
本発明の画質検査装置によれば、複数の反対色成分を用いて特定の反対色成分についての欠陥強度を算出するので、高精度かつ安定に欠陥強度を算出できる。 According to the image quality inspection device of the present invention, since the defect strength for a specific opposite color component is calculated using a plurality of opposite color components, the defect strength can be calculated with high accuracy and stability.
本発明の画質検査方法によれば、複数の反対色成分を用いて特定の反対色成分についての欠陥強度を算出するので、高精度かつ安定に欠陥強度を算出できる。 According to the image quality inspection method of the present invention, since the defect strength for a specific opposite color component is calculated using a plurality of opposite color components, the defect strength can be calculated with high accuracy and stability.
以下、図1〜図9を参照して、本発明による画質検査装置の実施形態について説明する。 Hereinafter, an embodiment of an image quality inspection apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は、一実施形態の画質検査装置の構成を示すブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an image quality inspection apparatus according to an embodiment.
検査対象デバイス3に正対する位置には、撮影レンズを組合せた高画素のモノクロCCDカメラ1が配置され、これにより検査対象デバイスを撮像する。CCDカメラ1は被検査パネルに対して、精度よく上下、左右とも傾き調整をした状態で設置される。
A high-pixel
また、モノクロCCDカメラ1の撮影レンズと検査対象デバイス3の間には、RGB波長の光をそれぞれ透過するRGBカラーフィルタ11R,11G,11Bを有するターレット11が挿入され、ターレット11はステッピングモータやサーボモータなどの回転駆動部に支持されて高速に回転、位置決めが可能な構造となっている。ターレットは撮影シーケンスと連動してプログラマブルに回転し、高速に任意のフィルタ選択が可能である。
Further, a
ターレットとモノクロカメラを組み合わせた構成に代えて、ターレットを用いずにカラーフィルタを内蔵した3CCDカメラによる構成も可能である。 Instead of a configuration in which a turret and a monochrome camera are combined, a configuration with a 3CCD camera having a built-in color filter without using a turret is also possible.
また、RGBカラーフィルタの代わりに、モノクロカメラの分光特性も考慮したうえで、XYZ三刺激値の画像を直接撮像できるように設計したX,Y,Zフィルタを用いる、あるいは2次元色彩計を使用するなどして、XYZ三刺激値の画像を直接入力する構成も可能である。 Also, instead of the RGB color filter, consider the spectral characteristics of a monochrome camera and use an X, Y, Z filter designed to directly capture XYZ tristimulus images, or use a two-dimensional colorimeter. For example, it is possible to directly input an image of XYZ tristimulus values.
CCDカメラ1から出力されるRGB撮像画像データは、画質検査装置2に入力される。
The RGB captured image data output from the
画質検査装置2は、検査対象となる二次元画像の検査領域に対して後述する補正を行う補正手段21と、補正手段21により補正された後の上記二次元画像の反対色成分を取得する反対色成分取得手段22と、反対色成分取得手段22により取得された反対色成分を用いて、欠陥候補を抽出する欠陥候補抽出手段23と、欠陥候補抽出手段23で抽出された領域について欠陥強度を算出する欠陥強度算出手段24と、欠陥強度算出手段24により算出された欠陥強度に基づいて欠陥の有無を判定する判定手段25と、を備える。
The image
補正手段21の機能は後述するステップS201の処理に、反対色成分取得手段22の機能は後述するステップS202〜ステップS203の処理に、欠陥候補抽出手段23の機能は後述するステップS204〜ステップS205の処理に、欠陥強度算出手段24の機能は後述するステップS207〜ステップS212の処理に、判定手段25の機能は後述する「判定処理」に、それぞれ対応する。 The function of the correction means 21 is the process of step S201 described later, the function of the opposite color component acquisition means 22 is the process of steps S202 to S203 described later, and the function of the defect candidate extraction means 23 is the process of steps S204 to S205 described later. The function of the defect strength calculation means 24 corresponds to the processing in steps S207 to S212 described later, and the function of the determination means 25 corresponds to “determination processing” described later.
図2は、画質検査装置2による検査手順を示すフローチャートである。図2に示すように、検査手順は、入力されるRGB画像データを補正する「画像補正処理」と、RGB画像からw/k, r/g, b/yの反対色画像に変換する「画像変換処理」と、各画像から欠陥候補を抽出する「欠陥候補抽出処理」と、抽出された欠陥候補の欠陥強度Semu値を計算する「特徴量計算処理」、計算された特徴量(Semu値)と予め設定された閾値とを比較して欠陥であるか否かを判断する「判定処理」で構成される。
FIG. 2 is a flowchart showing an inspection procedure by the image
まず、「画像補正処理」では、ステップS201において、前処理として、CCDカメラ1から入力された各RGB画像に対して、光学特性の補正、欠陥サイズへの対応及び高周波ノイズ除去等のため、シェーディング補正、縮小処理及び平滑化処理等を行う。
First, in the “image correction process”, in step S201, as pre-processing, each RGB image input from the
次に、「画像変換処理」では、ステップS202において、RGB画像を3枚の三刺激値画像(X,Y,Z)に変換し出力する。ステップS203では、上記の式(5)を用いて、入力された3枚の三刺激値画像を3枚の反対色成分画像(w/k, r/g, b/y)に変換し、出力する。 Next, in the “image conversion process”, in step S202, the RGB image is converted into three tristimulus value images (X, Y, Z) and output. In step S203, the input three tristimulus value images are converted into three opposite color component images (w / k, r / g, b / y) using the above equation (5) and output. To do.
「欠陥候補抽出処理」では、ステップS204において、入力された各反対色成分画像(w/k, r/g, b/y)に対して、ラプラシアン型、ソーベル型、射影等の強調フィルタにより欠陥候補の反対色成分値の差を強調する。そして、ステップS205では、反対色成分値の差が強調された画像を閾値で2値化し、当該閾値を超過した部分(あるいは満たない部分)を欠陥候補として抽出して出力する。 In the “defect candidate extraction process”, in step S204, each input opposite color component image (w / k, r / g, b / y) is subjected to a defect using an enhancement filter such as a Laplacian type, a Sobel type, or a projection. Emphasizes the difference between the candidate opposite color component values. In step S205, the image in which the difference between the opposite color component values is emphasized is binarized with a threshold, and a portion exceeding (or not satisfying) the threshold is extracted as a defect candidate and output.
次に、ステップS206では、それぞれ、ステップS204〜ステップS205の処理により各反対色成分画像に対して抽出された欠陥候補領域の論理和(OR)をとり、全ての欠陥候補領域を抽出する。例えば、図3のようにb/y成分でのみ候補領域が抽出された場合にも、b/y成分だけでなく、w/k成分、r/g成分でも該当する領域に対し「特徴量計算処理」を実行する。 Next, in step S206, the logical OR (OR) of the defect candidate areas extracted for each opposite color component image by the processing of step S204 to step S205 is taken, and all defect candidate areas are extracted. For example, as shown in FIG. 3, when candidate regions are extracted only with b / y components, not only b / y components but also w / k components and r / g components are subjected to “feature calculation”. "Process" is executed.
「特徴量計算処理」では、ステップS207において、モノクロ画像入力時と同様、欠陥候補の正規化を行い、ステップS208において、欠陥形状を形成する周波数成分
Poweri(uh,uv)
を抽出する。ここで、iは各反対色成分w/k.、r/g、b/yである。
In the “feature value calculation process”, defect candidates are normalized in step S207 as in the case of monochrome image input, and in step S208, frequency components Power i (u h , u v ) that form defect shapes.
To extract. Here, i is each opposite color component w / k., R / g, b / y.
一方、ステップS209において、空間周波数uh、uv、全ての反対色成分での背景値BGwk、BGrg、BGby、欠陥の大きさX,Y及び角度方向φ等をそれぞれパラメータとして、2次元に拡張されたMTF特性SMTF(uh,uv,BGwk,BGrg,BGby,X,Y,φ)を計算する。ここでは、他の背景値の影響を考慮し、全ての反対色成分での背景値を使用する。 On the other hand, in step S209, the spatial frequencies u h and u v , the background values BG wk , BG rg , BG by , the defect sizes X and Y, the angle direction φ, etc. for all the opposite color components are used as parameters. The dimension-extended MTF characteristic S MTF (u h , u v , BG wk , BG rg , BG by , X, Y, φ) is calculated. Here, the background values of all the opposite color components are used in consideration of the influence of other background values.
また、ステップS210においては、欠陥領域の各反対色成分値と輝度成分w/kの背景値から、下式より、各反対色成分における欠陥コントラストCiを算出する。
Cwk=Δwk/BGwk×100 ・・・式(13)
Crg=Δrg/BGwk×100 ・・・式(14)
Cby=Δby/BGwk×100 ・・・式(15)
In step S210, the defect contrast C i for each opposite color component is calculated from the opposite color component value of the defect area and the background value of the luminance component w / k by the following equation.
C wk = Δwk / BG wk × 100 (13)
C rg = Δrg / BG wk × 100 (14)
C by = Δby / BG wk × 100 (15)
このように、コントラスト計算は、いずれの反対色成分においても輝度成分w/k背景値で除算することにより行う。 In this way, the contrast calculation is performed by dividing the luminance component w / k background value in any opposite color component.
次に、ステップS211において、得られた周波数成分Poweri(uh,uv)と2次元MTF特性SMTF(uh,uv,BGi,X,Y,φ)から、次式により対象とする反対色成分における欠陥形状に対する認識限界コントラストCJNDiを計算する。 Next, in step S211, from the obtained frequency component Power i (u h , u v ) and the two-dimensional MTF characteristic S MTF (u h , u v , BG i , X, Y, φ) The recognition limit contrast C JNDi for the defect shape in the opposite color component is calculated.
最後に、ステップS212において、対象とする反対色成分における欠陥のコントラストCiと欠陥形状に対する認識限界コントラストCJNDiから、上記の式(9)〜(11)により、対象とする反対色成分に対する欠陥強度(Semu)を計算する。 Finally, in step S212, from the defect contrast C i in the target opposite color component and the recognition limit contrast C JNDi for the defect shape, the defect for the target opposite color component is calculated according to the above equations (9) to (11). The intensity (Semu) is calculated.
「判定処理」では、ステップS212において、「特徴量計算処理」により算出された各反対色成分(w/k, r/g, b/y)における欠陥強度Semuwk,Semurg,Semubyを重み付け関数f(Semui)により、各反対色成分において同一の目立ち具合の欠陥が同一の欠陥強度となるように重み付けし、総合欠陥強度関数g(Semuwk,Semurg,Semuby)により総合的な欠陥強度(Semu)を算出する。 In the “determination process”, in step S212, the defect intensities Sem wk , Sem rg , and Sem by in each opposite color component (w / k, r / g, b / y) calculated by the “feature amount calculation process” are weighted. the function f (Semu i), a defect of the same conspicuous degree weighted so that the same defect intensity at each opposite color components, the overall total defect intensity function g (Semu wk, Semu rg, Semu by) by Defect strength (Semu) is calculated.
ここで、重み付け関数f(Semui)としては、例えば、
f(Semui)=Semui α ・・・式(17)
などを用い、総合欠陥強度関数g(Semuwk,Semurg,Semuby)として、
Semu=Semuwk α×Semurg β×Semuby γ ・・・式(18)
などを用いる。
Here, the weighting function f (Semu i), for example,
f (Semu i ) = Semu i α Expression (17)
Using, for example, comprehensive defect intensity function g (Semu wk, Semu rg, Semu by) as,
Semu = Semu wk α × Semu rg β × Semu by γ ··· formula (18)
Etc. are used.
ステップS213では、計算された総合的な欠陥強度(Semu)と予め設定された閾値とを比較して欠陥であるか否かを判断し、もし、欠陥であると判断された場合には、ステップS214において、検出された欠陥の情報を出力データにまとめる。 In step S213, the calculated total defect strength (Semu) is compared with a preset threshold value to determine whether or not the defect is present. If it is determined that the defect is present, step S213 is performed. In S214, the detected defect information is collected into output data.
以上のように、本実施形態の画質検査装置によれば、各反対色成分のコントラストを各反対色成分での欠陥領域と背景の差分を輝度成分w/kでの背景値で除算することで取得することにより、各反対色成分の背景値が0近傍の際に生じる符号変化の不具合が改善できる。 As described above, according to the image quality inspection apparatus of the present embodiment, the contrast of each opposite color component is divided by the background value of the luminance component w / k by dividing the difference between the defect area in each opposite color component and the background. By acquiring, it is possible to improve the problem of sign change that occurs when the background value of each opposite color component is near zero.
また、各反対色成分におけるMTF特性を全ての反対色成分における背景値の関数として求めることにより、他の成分の背景値の影響を考慮できる。 Further, by obtaining the MTF characteristics for each opposite color component as a function of the background values for all the opposite color components, the influence of the background values of the other components can be taken into consideration.
さらに、各反対色成分で算出される欠陥強度を重み付け関数で補正することにより、反対色成分において同一の目立ち具合の欠陥を同一の欠陥強度として表現できる。 Further, by correcting the defect strength calculated for each opposite color component with a weighting function, the same conspicuous defect in the opposite color component can be expressed as the same defect strength.
さらにまた、各反対色成分のいずれかで抽出される全ての欠陥候補領域に対し、全ての反対色成分での欠陥強度を算出し、次に、各反対色成分で算出される補正欠陥強度から、総合欠陥強度関数を用いて総合欠陥強度を算出している。このため、反対色成分が複雑に混合した結果初めて目立って見えるような欠陥の強度を客観的に表現できる。 Furthermore, for all defect candidate areas extracted with any of the opposite color components, the defect strengths for all opposite color components are calculated, and then the corrected defect strength calculated for each opposite color component is calculated. The total defect strength is calculated using the total defect strength function. For this reason, it is possible to objectively express the strength of the defect that is conspicuous for the first time as a result of complicated mixing of the opposite color components.
このように、これまで客観的に定量化することができなかった、実際のデバイスで発生する様々な形状の色ムラの欠陥強度を定量化し、欠陥強度として客観的な数値を出力する高精度な検査が可能となる。 In this way, high-precision output that quantifies the defect strength of color irregularities of various shapes that occur in actual devices, which could not be objectively quantified until now, and outputs an objective numerical value as the defect strength. Inspection is possible.
図4は、XYZ三刺激値の画像を直接入力する場合の構成例を示すブロック図である。 FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration example when an image of XYZ tristimulus values is directly input.
図4の例では、モノクロカメラの分光特性も考慮したうえで、図1におけるRGBカラーフィルタの代わりに、XYZ三刺激値の画像を直接撮像できるように設計したX,Y,Zフィルタ12X,12Y,12Zを備えるターレット12を使用している。2次元色彩計を使用するなどして、XYZ三刺激値の画像を直接入力可能としてもよい。 In the example of FIG. 4, X / Y / Z filters 12X and 12Y designed to directly capture an image of XYZ tristimulus values instead of the RGB color filter in FIG. 1 in consideration of the spectral characteristics of the monochrome camera. , 12Z are used. An image of XYZ tristimulus values may be directly input by using a two-dimensional colorimeter.
図4に示す構成の場合、図1において、入力画像データR,G,Bを入力画像データX,Y,Zに変更したものになる。この場合、画質検査装置2Aの反対色成分取得手段22Aに三刺激値画像データX,Y,Zが直接入力される。「画像補正処理」では、図2のステップS201の処理に代えて、前処理として、入力された各三刺激値画像データX,Y,Zに対して、光学特性の補正、欠陥サイズへの対応及び高周波ノイズ除去等のため、シェーディング補正、縮小処理及び平滑化処理等を行う。「画像変換処理」では、ステップS202に相当する処理は不要となり、ステップS203に相当する処理により、入力された3枚の三刺激値画像を3枚の反対色成分画像(w/k, r/g, b/y)に変換し、出力する。以降の処理は、図1および図2の例と同様である。
In the case of the configuration shown in FIG. 4, the input image data R, G, B in FIG. 1 is changed to the input image data X, Y, Z. In this case, the tristimulus value image data X, Y, and Z are directly input to the opposite color
この場合には、RGB画像からXYZ画像に変換する処理を必要としないため、処理時間の短縮が可能となる。 In this case, it is not necessary to convert RGB images into XYZ images, so that the processing time can be shortened.
図5は、複数の特徴量を組み合わせて欠陥の程度を判定する画質検査装置の構成例を示すブロック図である。 FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration example of an image quality inspection apparatus that determines the degree of defect by combining a plurality of feature amounts.
図5に示すように、画質検査装置2Bには、欠陥強度算出手段24に加えて、第1の特徴量計算手段、第2の特徴量計算手段・・・等の特徴量計算手段群26が設けられ、判定手段25Aでは、欠陥強度算出手段24により算出される反対色成分欠陥強度と、特徴量計算手段群26により算出されるその他の特徴量(位置情報、サイズ、色情報、欠陥周辺領域の特徴量など)を組み合わせて欠陥の程度の判定を行う。
As shown in FIG. 5, in the image
検査対象によっては、欠陥強度(すなわち目で感じる欠陥の度合い)だけで判断するのではなく、欠陥の種類や欠陥の発生位置などによっては、欠陥強度が小さくても不良として検出したい場合がある。欠陥強度では表現しきれない2次的な特徴量(位置情報、大きさ、色情報、欠陥周辺領域の特徴量など)と組み合わせることにより、その点を加味した上での判定が可能となる。 Depending on the object to be inspected, it may not be determined only by the defect strength (that is, the degree of the defect perceived by the eyes), but depending on the type of defect, the position where the defect occurs, etc., it may be desired to detect a defect even if the defect strength is small. By combining with secondary feature quantities (position information, size, color information, feature quantities of defect peripheral areas, etc.) that cannot be expressed by the defect intensity, it is possible to make a determination taking that point into consideration.
また、対象とする画像において、背景全体がざらついているなどの場合には、同じ欠陥強度でも視覚的に目立たなくなる場合がある。また、欠陥の近傍に他の欠陥がある場合、欠陥強度が小さくても視覚的に目立つ場合がある。このような場合に対応するため、欠陥周辺の特徴量と組み合わせることにより、補正した判定を可能としている。 Further, when the entire background is rough in the target image, it may become visually inconspicuous even with the same defect strength. In addition, when there is another defect in the vicinity of the defect, it may be visually noticeable even if the defect strength is small. In order to deal with such a case, the corrected determination is made possible by combining with the feature amount around the defect.
図6は、CCDカメラ1のカメラ出力値/三刺激値変換パラメータによる補正を行う構成例を示すブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration example in which correction is performed using the camera output value / tristimulus value conversion parameter of the
図6に示すように、反対色画像を生成するに際して、反対色成分取得手段22では、CCDカメラ1のカメラ出力値/三刺激値変換パラメータをファイル27から読み出し、カメラ出力値を補正する。
As shown in FIG. 6, when the opposite color image is generated, the opposite color
これにより、反対色成分取得手段22に対し、実際の三刺激値の情報を与えることができるため、精度の高い欠陥強度の算出が可能になる。 As a result, the actual tristimulus value information can be given to the opposite color component acquisition means 22, so that the defect strength can be calculated with high accuracy.
図7は分光輝度計を使用する例を示すブロック図である。 FIG. 7 is a block diagram showing an example in which a spectral luminance meter is used.
図7の例では、CCDカメラ1に加えて分光輝度計5を併用し、RGBカラーフィルタを通し検査対象デバイス3の三刺激値を測定する。図7に示すように、分光輝度計5で得られた分光輝度データは、CCDカメラ1からのRGB画像データとともに変換パラメータ生成部51に与えられる。変換パラメータ生成部51は、分光輝度データおよびRGB画像データからCCDカメラ1のカメラ出力値/三刺激値変換パラメータを生成し、ファイル27に格納する。このカメラ出力値/三刺激値変換パラメータは、図6の場合と同様、反対色成分取得手段22で使用される。分光輝度の測定は、検査対象デバイスの変更時、ロット変更時、デバイス品種の変更時、あるいはメンテナンス時に行う。
In the example of FIG. 7, the spectral luminance meter 5 is used in combination with the
このように、検査対象のデバイス3をリアルタイムに測定したカメラ出力値/三刺激値変換パラメータを使用することで、光源や撮像装置のバラツキや経時変化にも対応した欠陥強度算出が可能となる。
As described above, by using the camera output value / tristimulus value conversion parameter obtained by measuring the
図8は、認識限界感度モデルパラメータを用いる構成例を示すブロック図である。 FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration example using the recognition limit sensitivity model parameter.
図8の例では、認識限界感度モデルパラメータを外部ファイル28として用意し、認識限界感度モデルパラメータを画質検査装置2に与え、欠陥強度の算出に使用する。認識限界感度モデルパラメータは、各反対成分に対応する欠陥候補抽出手段23、欠陥強度算出手段24および判定手段25での各処理の一部あるいは全部に渡される。
In the example of FIG. 8, the recognition limit sensitivity model parameter is prepared as the
このように、認識限界感度モデルパラメータを外部から入力することにより、メンテナンス性が向上し、精度の高い欠陥強度の算出が可能になる。例えば、検査対象デバイスの特性をリアルタイムに測定し、そのデータから認識限界感度モデルパラメータを生成し使用することで、デバイス間の特性のばらつきや経時変化にも対応した欠陥強度算出が可能となる。 Thus, by inputting the recognition limit sensitivity model parameter from the outside, the maintainability is improved and the defect strength can be calculated with high accuracy. For example, by measuring the characteristics of a device to be inspected in real time, and generating and using a recognition limit sensitivity model parameter from the data, it is possible to calculate the defect intensity corresponding to variations in characteristics between devices and changes over time.
図9は、本発明の画質検査方法を画像差分評価装置に適用した構成例を示すブロック図である。 FIG. 9 is a block diagram showing a configuration example in which the image quality inspection method of the present invention is applied to an image difference evaluation apparatus.
図9の例では、画像データAと比較する画像データB(例えば画像データAを圧縮した画像や画像データAを伝送した画像)を画像差分評価装置6に入力し、画像データAに対し、補正手段61a、反対色成分取得手段62a、欠陥強度算出手段63aおよび判定手段64aにより、画像データBに対し、補正手段61b、反対色成分取得手段62b、欠陥強度算出手段63bおよび判定手段64bにより、それぞれの欠陥強度を定量化する。さらに、両者の欠陥強度を判定比較部65で比較し、画像の変化を検査する。
In the example of FIG. 9, image data B to be compared with image data A (for example, an image obtained by compressing image data A or an image transmitted image data A) is input to image difference evaluation device 6, and correction is performed on image data A. The correction means 61b, the opposite color component acquisition means 62b, the defect intensity calculation means 63b, and the determination means 64b are applied to the image data B by the
このように、本発明の画質検査方法を画像差分評価装置に適用することで、画像の差分・劣化を視覚の認識限界感度に基づいた定量的な値で評価でき、客観的に理解しやすい評価値を算出できる。また、個々の形状に対する劣化を評価することができる。例えば以下のような対象に利用できる。
(1)画像圧縮性能評価
圧縮前後の画像を画像データA,Bに設定することにより行う。
(2)画像伝送性能評価
伝送前後の画像を画像データA,Bに設定することにより行う。
(3)印刷物変化の検査
マスタの印刷物を撮像した画像を画像データAに、その後印刷したものを撮像した画像を画像Bに設定することにより行う。
(4)塗装物変化の検査
照明条件、対象物位置精度を安定させ、あるいは、画像処理による照明条件補正機能、対象物位置補正機能を付加し、マスタとなる塗装物を撮像した画像を画像データAに、その後塗装したものを撮像した画像を画像Bに設定することにより行う。
As described above, by applying the image quality inspection method of the present invention to the image difference evaluation apparatus, the difference / deterioration of the image can be evaluated with a quantitative value based on the visual recognition limit sensitivity, and the evaluation that is easy to understand objectively. The value can be calculated. Moreover, the deterioration with respect to each shape can be evaluated. For example, it can be used for the following objects.
(1) Evaluation of image compression performance This is performed by setting the images before and after compression as image data A and B.
(2) Image transmission performance evaluation This is performed by setting the images before and after transmission to the image data A and B.
(3) An inspection image of a printed matter change is performed by setting an image obtained by imaging a printed matter as image data A, and then setting an image obtained by capturing the printed matter as image B.
(4) Inspection data for changes in painted object, stability of object position accuracy, or addition of illumination condition correction function and object position correction function by image processing, and image data of image of painted object as master image data This is performed by setting an image obtained by capturing an image of what has been painted to A in image B.
本発明による画質検査装置は、上記実施形態に限定されることはなく、例えば、以下の形態とすることもできる。
(1)シアン、マゼンタ、イエローの各波長帯域の光をそれぞれ透過させるフィルタとモノクロカメラを組み合わせ、各波長帯域の光から反対色成分を演算して取得してもよい。
(2)XYZ等色関数の
具備する構成をとることを特徴とする検査装置
(3)xy表色系などで示される色度図上の独立した少なくとも3点の色度フィルタとモノクロカメラを組み合わせ、各波長帯域の光から反対色成分を演算して取得してもよい。
(4)撮像素子と撮影レンズの間に複屈折素子を具備し、モアレを除去又は軽減するようにしてもよい。
The image quality inspection apparatus according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and may be, for example, the following forms.
(1) A filter that transmits light in each wavelength band of cyan, magenta, and yellow may be combined with a monochrome camera, and an opposite color component may be calculated and acquired from the light in each wavelength band.
(2) XYZ color matching function
Inspection apparatus characterized by comprising (3) Combining at least three independent chromaticity filters and a monochrome camera on a chromaticity diagram represented by an xy color system, etc. Color components may be calculated and acquired.
(4) A birefringence element may be provided between the imaging element and the photographic lens so that moire is removed or reduced.
以上説明したように、本発明の画質検査装置によれば、複数の反対色成分を用いて特定の反対色成分についての欠陥強度を算出するので、高精度かつ安定に欠陥強度を算出できる。 As described above, according to the image quality inspection apparatus of the present invention, since the defect strength for a specific opposite color component is calculated using a plurality of opposite color components, the defect strength can be calculated with high accuracy and stability.
本発明の適用範囲は上記実施形態に限定されることはない。本発明は、二次元画像の画質を検査する画質検査装置および画質検査方法に対し、広く適用することができる。 The scope of application of the present invention is not limited to the above embodiment. The present invention can be widely applied to an image quality inspection apparatus and an image quality inspection method for inspecting the image quality of a two-dimensional image.
2 画質検査装置
22 反対色成分取得手段
23 欠陥候補抽出手段
24 欠陥強度算出手段
25 判定手段
62a 反対色成分取得手段
63a 欠陥候補抽出手段
64a 欠陥強度算出手段
62b 反対色成分取得手段
63b 欠陥候補抽出手段
64b 欠陥強度算出手段
65 判定手段
2 Image
Claims (12)
検査対象となる二次元画像の反対色成分を取得する反対色成分取得手段と、
前記反対色成分取得手段により取得された反対色成分を用いて、前記二次元画像の欠陥強度を認識限界コントラストとの比として算出する欠陥強度算出手段と、
を備え、
前記欠陥強度算出手段は、特定の反対色成分についての特定の領域における欠陥強度を算出するに際して、当該特定の領域における当該特定の反対色成分と、当該特定の領域における、当該特定の反対色成分とは異なる他の反対色成分と、を用いることを特徴とする画質検査装置。 In an image quality inspection device that inspects the image quality of a two-dimensional image,
An opposite color component acquisition means for acquiring an opposite color component of a two-dimensional image to be inspected;
Using the opposite color component acquired by the opposite color component acquisition means, the defect intensity calculation means for calculating the defect intensity of the two-dimensional image as a ratio with the recognition limit contrast;
With
The defect intensity calculating means calculates the defect intensity in the specific area for the specific opposite color component, the specific opposite color component in the specific area, and the specific opposite color component in the specific area. An image quality inspection apparatus using another opposite color component different from the above .
前記判定手段は、前記欠陥強度算出手段で算出された前記第1の欠陥強度および前記第2の欠陥強度を比較することで前記第1の二次元画像および前記第2の二次元画像の画像差分を判定することを特徴とする請求項2に記載の画質検査装置。 The defect intensity calculating means calculates a first defect intensity using the opposite color component acquired by the opposite color component acquisition means of the first two-dimensional image to be inspected and a second object to be inspected. A second defect strength is calculated using the opposite color component acquired by the opposite color component acquisition means of the two-dimensional image of
The determination unit compares the first defect intensity and the second defect intensity calculated by the defect intensity calculation unit to compare an image difference between the first two-dimensional image and the second two-dimensional image. The image quality inspection apparatus according to claim 2, wherein:
前記欠陥候補抽出手段は、すべての反対色成分に基づく抽出結果の論理和を、前記欠陥強度算出手段による前記欠陥強度の算出対象となる欠陥候補として抽出することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の画質検査装置。 A defect candidate extraction means for extracting a defect candidate using the opposite color component acquired by the opposite color component acquisition means;
7. The defect candidate extraction unit extracts a logical sum of extraction results based on all opposite color components as a defect candidate for which the defect intensity is calculated by the defect intensity calculation unit. The image quality inspection apparatus according to any one of the above.
検査対象となる二次元画像の反対色成分を取得するステップと、
前記反対色成分を取得するステップにより取得された反対色成分を用いて、前記二次元画像の欠陥強度を認識限界コントラストとの比として算出するステップと、
を備え、
前記欠陥強度を算出するステップでは、特定の領域における特定の反対色成分についての欠陥強度を算出するに際して、当該特定の領域における当該特定の反対色成分と、当該特定の領域における、当該特定の反対色成分とは異なる他の反対色成分と、を用いることを特徴とする画質検査方法。 In an image quality inspection method for inspecting the image quality of a two-dimensional image,
Obtaining an opposite color component of the two-dimensional image to be inspected;
Calculating the defect intensity of the two-dimensional image as a ratio with the recognition limit contrast using the opposite color component obtained by obtaining the opposite color component;
With
In the step of calculating the defect intensity, when calculating the defect intensity for a specific opposite color component in a specific area, the specific opposite color component in the specific area and the specific opposite in the specific area. An image quality inspection method using another opposite color component different from a color component .
前記欠陥候補を抽出するステップでは、すべての反対色成分に基づく抽出結果の論理和を、前記欠陥強度算出手段による前記欠陥強度の算出対象となる欠陥候補として抽出することを特徴とする請求項8〜11のいずれか1項に記載の画質検査方法。 Extracting a defect candidate using the opposite color component acquired by the step of acquiring the opposite color component;
9. The step of extracting defect candidates, wherein a logical sum of extraction results based on all opposite color components is extracted as a defect candidate as a defect intensity calculation target by the defect intensity calculating means. The image quality inspection method according to claim 1.
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