JPH11205823A - Ｃｒｔディスプレイモニタの枠位置・形状検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ディスプレイモニタの幾何計測において重要と
なる、ディスプレイの外枠（ベゼル枠）の位置を安定し
て高精度に検出する。 【解決手段】外部照明を用意して、照明を点灯したとき
の画像と消灯したときの画像の差画像を作成し２値画像
処理することにより、検査パターンが映出されていた
り、周辺に明るい物体があっても安定してベゼル枠のみ
を検出する。ベゼルエッジ部における輝度分布の微分曲
線の重心位置を算出することにより高精度位置算出が可
能となる。必要に応じて補間も併用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ブラウン管（ＣＲ
Ｔ）を用いたカラー／モノクロディスプレイ装置やＴＶ
などの自動画質検査方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＴＶやディスプレイモニタ（以下ディス
プレイと略す）に映出されるラスタは、偏向系の特性な
どにより様々な形に歪んでしまうため、その調整・検査
が必要である。そのためにはラスタの位置・形状を計測
することが必要である。また、ラスタの位置は通常、ベ
ゼルと呼ばれるディスプレイの外枠の位置を基準にした
相対位置で測られるため、ベゼルの位置測定が重要とな
ってくる。従来、ベゼルの位置測定を行う方法として
は、ストロボなどの光源をディスプレイに照射して、ベ
ゼル枠が他の部分より明るくなることを利用して、明る
さの２値化によりベゼルを検出する方法が一般的であっ
た。

【０００３】この方法では、ベゼルと他の部分との明る
さのコントラストが十分に得られることが条件となる
が、そうでない場合にも対処するため、特開平１−１３
３４９７号公報では、明るさをそのまま２値化するので
はなく、明るさの微分値を計算することによって、その
変化率の大きいところをベゼル枠のへりの部分として検
出する方法を提案している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
１−１３３４９７号公報では２つの点で問題がある。１
つは、たとえ微分をとったとしても、ベゼルとその他の
部分とのコントラストが十分になければやはり微分値も
小さいものとなるため、誤検出の可能性が高くなる。

【０００５】本特許の解決しようとする課題のひとつ
は、コントラストが十分に得られない場合に対処するこ
とである。特開平１−１３３４９７号公報のもう１つの
問題は、微分した結果を２値化して２値データとしてし
まうため、計測されるエッジ（ベゼルのへり）位置測定
精度が落ちてしまうことである。

【０００６】本特許の解決しようとするもうひとつの課
題は、エッジ位置の測定精度を十分に高くすることであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述の第１の課題を解決
するために、本特許では、外部から適当な明るさと分光
強度特性を持った照明光を照射した状態でディスプレイ
を撮像した画像データと、照明を消した状態（もしくは
別の明るさと分光強度特性を持った照明光を照射した状
態）でディスプレイを撮像した画像データとの差違を表
す差画像データを生成しそれを解析する手段をとる。ま
た、第２の課題を解決するために、本特許では、この差
画像データのベゼルエッジ部分におけるデータ値の変化
率すなわち微分値を計算し、この分布曲線の変化率最大
の部分を含む山の濃淡重心を計算する手段を持つ。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、差
画像を作成しそれからベゼル枠内側境界線を２値画像と
して抽出する方法と、抽出されたベゼル枠内側境界線の
２値画像と元の差画像（濃淡画像）から高精度に境界線
の位置を検出する方法に分けて説明する。なお、本実施
例における装置構成は、ごく一般的な画像処理装置であ
る。すなわち、対象物を撮像するためのＴＶカメラ（カ
ラーまたはモノクロ）および画像入力装置、そして画像
処理を行う計算機といった構成である。

【０００９】図１に、ベゼル枠内側境界線を抽出する手
順を示す。また、各手順中の画像の例を図３に示す。ま
ず、手順１０２において照明を点灯しながら対象となる
ディスプレイを撮像し、濃淡画像Ａとする（図３の２０
２）。図２は、被検査ディスプレイを、照明で照らす様
子を示したものであるが、照明を点灯したときと消灯し
たときの明るさの差が、ベゼル枠の各部分において十分
に大きくなるように照明を配置する。

【００１０】次に、手順１０４において照明を消灯して
対象となるディスプレイを撮像し、濃淡画像Ｂとする
（図３の２０４）。これらの例図でも分かるように、デ
ィスプレイの画面にはテストパターンが発光していても
良い。また、背景に明るい部分があっても良い。

【００１１】次に、手順１０６において濃淡画像ＡとＢ
の各画素の値の差をとり差画像Ｃを作成する（図３の２
０６）。なお、Ａの値がＢの値よりも小さい画素ではＣ
の値は０とする。次に、手順１０８において濃淡画像Ｃ
をある一定のしきい値で２値化して２値画像Ｄとする
（図３の２０８）。この際の２値化のしきい値は、予め
実験的に求めることができる。

【００１２】例えば、画像Ａ、Ｂの左上の明るい背景部
分は差をとることによってほとんど０に近い値をとるし
（ただしノイズレベルは残る）、画面内部のラスタの光
っている部分も同様に差をとることによってほとんど０
となるため、ノイズレベルを十分に除去できる程度の低
いしきい値で２値化することができる。ただし、本例で
は単純な２値化を考えているので、ベゼル枠全体が不均
一に照明されていて差画像の値が低い部分がカットされ
る危険がある場合がある。

【００１３】この場合は照明の明るさや配置を工夫し、
また必要ならば２値化のしきい値を調節し、ノイズをあ
まり拾わない程度に低くすればよい。なお、画像Ｄの例
（２０８）にも現れているが、ディスプレイ画面の中程
には照明光の正反射が写り込んでいる。

【００１４】また、右側に細い円弧状に光っている部分
があるがこれは照明から漏れた光がカメラに直接入射し
たものである。更に、左下の部分は、ディスプレイが置
かれている台が照明によって光ったものである。また、
ベゼル枠左側には白い物体が枠に接しているがこれは例
えば作業者が背後で動いたことによって差画像に現れた
ものである。２値画像Ｄに現れるこれらの余計な白領域
は、後続の処理によってその影響を取り除くことができ
る。

【００１５】次の手順１１０では、２値画像Ｄをラベリ
ングしラベル画像Ｅを得る。これは通常の２値画像のラ
ベリングである。次に、手順１１２において、ラベル画
像Ｅの中の各ラベル領域の縦幅および横幅を調べ、その
和の値が最大となるラベルをベゼル枠を含むラベルと判
定する。そしてこのラベルを白黒反転した画像を２値画
像Ｆとする（図３の２１０）。

【００１６】画像Ｆの例２１０を見て分かる通り、ディ
スプレイ画面中の照明からの正反射光成分は消えてベゼ
ル内側領域を表す白領域と、外側の画像データ外縁に接
する領域と、その他の周辺に存在する小領域に分かれて
いる。そこで、手順１１４において２値画像Ｆを再度ラ
ベリングし、画面中央に位置し大きさの最大のラベルを
もってベゼル内側領域を表す２値画像Ｇを得る。なお、
周辺のラベルは大きいが、通常は画像外縁に接している
ためラベリングでラベル番号が１となることが分かって
おり容易に除去できる。この後、画像Ｇの輪郭線追跡を
行うことによってベゼル枠内側境界線を表す２値画像Ｈ
（図３の２１４）を得る。

【００１７】次に、以上の手順で抽出されたベゼル枠内
側境界線の２値画像と、元の差画像（濃淡画像）から、
高精度に境界線の位置を検出する方法について図４を用
いて説明する。図４の最初の手順３０２では、図１の手
順１１６にて求められたベゼル枠内側境界線の２値画像
Ｈの「１」画素上で、差画像ＣのＨ方向とＶ方向の微分
値をそれぞれ求め、Ｈ方向微分の値がＶ方向微分の値よ
りも大きければその点は上辺または下辺に属すると判定
する。逆に、Ｖ方向微分の値がＨ方向微分の値よりも大
きければその点は左辺または右辺に属すると判定する。

【００１８】そして、上下辺と判定された画素点の縦座
標の平均値を求め、平均値より上方向にある画素を上辺
と判定し、平均値より下方向にある画素を下辺と判定す
る。同様に、左右辺と判定された画素点の横座標の平均
値を求め、平均値より左方向にある画素を左辺と判定
し、平均値より右方向にある画素を右辺と判定する。こ
れにより手順３０２により輪郭画像Ｈ上の点列が上・下
・左・右辺に分割できる。

【００１９】次に、手順３０４により上・下・左・右辺
に分割された各辺上の各画素につき、その画素の属する
辺に垂直な方向の差画素Ｃにおける輝度分布を元に、そ
の画素の属する辺に垂直な方向のサブピクセル座標を計
算する。例えば、ある画素について、その画素の属する
辺に垂直な方向の差画像Ｃにおける輝度分布の例を図５
の４０２に示す。この曲線の中心にあたり、傾きのもっ
とも大きい点付近にエッジ位置があると推測される。そ
こで本実施例では、エッジ位置のサブピクセル算出方法
として、次のような方法をとる。

【００２０】まず、図５の４０２の曲線を微分する。こ
れは図５の４０４のような曲線になる。この４０４の曲
線の最大点の位置では元の曲線４０２の傾きが最大にな
っている。しかし、このままでは位置算出分解能は画素
単位であり、サブピクセル精度は出ない。そこで４０４
の曲線の、エッジ位置にできる微分の極大点を含む山の
輝度重心位置を算出し、これを測定値とすることにす
る。これにより、計算分解能がサブピクセルになると同
時に、実際に実験で確かめた結果、測定絶対精度もサブ
ピクセルになることが分かった。

【００２１】また、更なる精度の向上を目指して、曲線
４０２を適当な方法で補間し、その微分値をとって輝度
重心位置を求めることが考えられる。

【００２２】以上に説明した手順３０４により、ベゼル
枠内側境界線の高精度位置座標が求められる。残る、手
順３０６および３０８は、ベゼル枠内側境界の基準点と
なるべき四隅の４点のサブピクセル座標を求める手順で
ある。まず、手順３０６において各コーナー４点に近い
部分の各辺のサブピクセル座標列を、各辺ごとに直線な
いしは２次曲線近似する。

【００２３】例えば、左上コーナー点のサブピクセル座
標を求めるためには、左辺および上辺を構成する点列の
うち左上コーナーに近い部分の点をとり、直線ないしは
曲線近似する。そして、手順３０８においてこれらの交
点座標を計算し、求める四隅の４点のサブピクセル座標
とする。以上の手順３０２〜３０８により、ベゼル枠内
側の四隅の４点のサブピクセル座標が求められ、高精度
にベゼル座標系を構成することができるようになる。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、外部から照明を当てた
ときと当てないときの差画像を利用することにより、非
目的物が消滅し、目的部分すなわちベゼル枠の鮮明な画
像が得られるので、安定してベゼル枠を検出することが
できる。更に、ベゼルの各エッジ部分において、輝度分
布の微分曲線の輝度重心位置を、必要とあらば補間処理
を組み合わせて計算することにより、高精度なサブピク
セル位置検出が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例におけるベゼル枠検出処理手
順を示すフローチャート図。

【図２】ベゼル枠を検出するための照明をディスプレイ
の前方に配置したことを示す図。

【図３】図１に示す処理手順に従って処理を行った場合
の処理画像の例を示す図。

【図４】本発明の一実施例におけるベゼル枠位置高精度
算出処理手順を示すフローチャート図。

【図５】ベゼルエッジにおける輝度分布とその部分曲線
を例示した図。

【符号の説明】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北川 泰治 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所生産技術研究所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ＣＲＴディスプレイモニタに適当な照明を
   照射してディスプレイモニタを撮像した画像と照明を消
   灯して撮像した画像との差を計測することにより、ベゼ
   ル枠の位置・形状を測定することを特徴とするＣＲＴデ
   ィスプレイモニタの枠位置・形状検出方法。
2. 【請求項２】ＣＲＴディスプレイモニタのベゼル枠位置
   を検出する方法であって、適当な照明を照射してディス
   プレイモニタを撮像した画像と照明を消灯して撮像した
   画像との違いを表す画像すなわち差画像を求めるステッ
   プと、この差画像を定められたしきい値により２値化を
   行うステップと、２値化された画像からディスプレイモ
   ニタのベゼル枠の上下左右の４辺を求め、それぞれの辺
   の輪郭点列の座標を元の差画像からサブピクセル精度で
   求めるステップと、サブピクセル精度で求めた上下左右
   の４辺の点列を直線、ないしは二次曲線等で近似し、そ
   れらの交点を求めるステップを持ったＣＲＴディスプレ
   イモニタの枠位置・形状検出方法。
3. 【請求項３】ＣＲＴディスプレイモニタのベゼル枠位置
   を検出する方法であって、適当な照明を照射してディス
   プレイモニタを撮像した画像と照明を消灯して撮像した
   画像との違いを表す画像すなわち差画像を求めるステッ
   プと、この差画像の２値化を行うステップと、この２値
   化画像をラベリングするステップと、出てきたラベルの
   中から画面枠内側を表す２値画像を抽出するステップ
   と、この２値画像の輪郭追跡を行うステップと、抽出さ
   れた輪郭点列を、上下左右の４辺に分割し、それぞれの
   辺の輪郭点列の座標を元の差画像からサブピクセル精度
   で求めるステップと、サブピクセル精度で求めた上下左
   右の４辺の点列を直線、ないしは二次曲線等で近似し、
   それらの交点を求めるステップを持ったＣＲＴディスプ
   レイモニタの枠位置・形状検出方法。