图像处理方法及实施该图像处理方法的图像处理装置与流程

本发明涉及一种图像处理方法及实施该图像处理方法的图像处理装置，特别是涉及一种用画素周期性排列的相机对显示于像素周期性排列的显示面板上的图像进行拍摄、并从拍摄得到的图像中去除或抑制摩尔纹的图像处理方法以及实施该图像处理方法的图像处理装置。

背景技术：

在液晶面板或有机EL面板等显示面板中，通过具有R(红)、G(绿)、B(蓝)子像素的像素(pixel)的集合来显示图像和/或影像，其中，R(红)、G(绿)、B(蓝)是光的三原色。一般，在这样的显示面板中，通过制造工序中的加工精度的偏差，有时会发生显示不均。该显示不均大致可分为辉度不均和颜色不均。

辉度不均发生在接近的像素之间具有绝对亮度差的情况下。另一方面，颜色不均发生在每个像素的R、G、B的相对亮度关系在接近的像素之间不同的情况下。

特别是，有机EL面板具有：难以使每个像素的有机化合物层的厚度均匀，因此容易发生因有机化合物层的层厚不一致而引起的显示不均的特性。

作为对此情况的对策，专利文献1提出了一种辉度测量方法，该方法的目的在于，使显示面板的各像素点亮，并以具有固态成像元件的相机进行拍摄来测定各像素的辉度，从而检测显示不均，修正检测到的显示不均以改善显示面板的画质。

但是，当利用拍摄面上的画素呈周期性排列的固态成像元件相机拍摄像素呈周期性排列的显示面板的图像的情况下，会因像素排列的周期和画素排列的周期之间产生偏移，而在被拍摄的图像产生还被称为干涉条纹的摩尔纹(Moire)。

如果基于发生了摩尔纹的拍摄图像测定像素的辉度，则会发生由于在显示面板上位于对应于摩尔纹的位置的像素的辉度被测定得偏暗等而无法正确测定辉度的情况，因此需要抑制由摩尔纹引起的影响。

作为对此情况的对策，专利文献2公开了如下方法：将产生了摩尔纹的图像的空间轴信号转换为频率轴信号，从频率轴信号将相当于摩尔纹的频率成分去除，在这之后，将去除了相当于摩尔纹的频率成分的频率轴信号再次转换为空间轴信号。

根据该去除摩尔纹的方法，能够通过将产生了具有一定周期的摩尔纹的图像的空间轴信号转换为频率轴信号，来去除相当于摩尔纹的频率成分。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-203889号公报

专利文献2：日本特开2008-011334号公报

技术实现要素：

但是，根据上述专利文献2的去除摩尔纹的方法，难以仅去除相当于摩尔纹的频率成分，在去除摩尔纹的时候，也会将相当于摩尔纹的频率成分以外的频率成分去除，因此具有由此造成图像分辨率降低的担忧。

本发明是鉴于以上情况完成的，其目的在于提供一种能够抑制摩尔纹造成的影响而不导致图像分辨率降低的图像处理方法以及实施该图像处理方法的图像处理装置。

用于解决上述技术问题的权利要求1所记载的发明的图像处理方法，其特征在于，其利用画素周期性排列的相机拍摄像素周期性排列的显示面板的显示图像，并处理该相机的拍摄图像，该方法包括以下步骤：聚焦图像拍摄步骤，利用所述相机对所述显示图像进行聚焦并拍摄；第1图像生成步骤，对该聚焦图像拍摄步骤的拍摄图像适用高通滤波器，去除或降低对应于该拍摄图像产生的摩尔纹的空间频率成分，以生成第1图像；离焦图像拍摄步骤，利用所述相机对所述显示图像离焦并拍摄；第2图像生成步骤，对该离焦图像拍摄步骤的拍摄图像适用低通滤波器，以生成第2图像；以及第3图像生成步骤，将所述第1图像和所述第2图像合成，生成所述摩尔纹消失或被抑制的第3图像。

根据上述结构，对聚焦图像拍摄步骤中聚焦并拍摄的拍摄图像适用高通滤波器，去除或降低对应于摩尔纹的空间频率成分，以生成第1图像，对离焦图像拍摄步骤中离焦并拍摄的拍摄图像适用低通滤波器，以生成第2图像。

合成这样生成的第1图像和第2图像，从第1图像去除或降低摩尔纹而损失的空间频率成分被适用低通滤波器以生成的第2图像插补，生成摩尔纹消失或被抑制的第3图像。

因此，在测量显示面板辉度时适当地去除摩尔纹的基础上，补充随着去除摩尔纹而失去的空间频率成分，生成分辨率良好的第3图像。

权利要求2所记载的发明，其特征在于，在权利要求1所记载的图像处理方法中，所述高通滤波器的透过率和所述低通滤波器的透过率之和在任意空间频率中为固定值。

根据上述结构，高通滤波器的透过率和低通滤波器的透过率之和在任意空间频率中为固定值。因此，不存在空间频率区域中的空间频率成分的漏提取，从而能够生成没有空间频率成分损失的高分辨率的第3图像。

权利要求3所记载的发明，其特征在于，在权利要求1或2所记载的图像处理方法中，具有以下步骤：第1校准步骤，聚焦并拍摄所述显示面板的规定像素点亮而构成的第1校准图案，检测出该第1校准图案被投影的所述相机的画素，以供算出所述聚焦图像拍摄步骤的拍摄时的所述显示面板的像素和所述相机的画素之间的对应关系；以及第2校准步骤，离焦并拍摄所述显示面板的规定像素点亮而构成的第2校准图案，检测出该第2校准图案被投影的所述相机的画素，以供算出所述离焦图像拍摄步骤的拍摄时的所述显示面板的像素和所述相机的画素之间的对应关系。

根据该结构，在第1校准步骤中，聚焦图像拍摄步骤的拍摄时的显示面板的像素和相机的画素被适当地赋予联系，并且在第2校准步骤中，离焦图像拍摄步骤的拍摄时的显示面板的像素和相机的画素被适当地赋予联系。

由此，以像素和画素的对应关系被赋予适当的联系的方式，生成第1图像和第2图像，从而能够生成良好的第3图像。

用于解决上述技术问题的权利要求4所记载的发明所述图像处理装置，其特征在于，具有对像素周期性排列的显示面板的显示图像进行拍摄的相机，该相机的画素呈周期性排列，图像处理装置处理由所述相机拍摄的拍摄图像，包括：高通滤波器，其从通过所述相机对所述显示图像聚焦并拍摄的拍摄图像去除或降低对应于摩尔纹的空间频率成分，以生成第1图像；低通滤波器，其从通过所述相机离焦并拍摄的拍摄图像生成第2图像；以及图像合成部，将所述第1图像和所述第2图像合成，生成所述摩尔纹消失或被抑制的第3图像。

根据上述结构，对聚焦图像拍摄步骤中聚焦并拍摄的拍摄图像适用高通滤波器，去除或降低对应于摩尔纹的空间频率成分，以生成第1图像；对离焦图像拍摄步骤中离焦并拍摄的拍摄图像适用低通滤波器，以生成第2图像。

合成这样生成的第1图像和第2图像，从第1图像去除或降低摩尔纹而损失的空间频率成分，通过适用低通滤波器而生成的第2图像来进行插补，生成摩尔纹消失或被抑制的第3图像。

因此，在测量显示面板的辉度时适当地去除摩尔纹的基础上，补充随着去除摩尔纹而失去的空间频率成分，从而能够生成分辨率良好的第3图像。

权利要求5所记载的发明，其特征在于，在权利要求4所记载的图像处理装置中，所述高通滤波器的透过率和所述低通滤波器的透过率之和在任意空间频率中为固定值。

根据上述结构，高通滤波器的透过率和低通滤波器的透过率之和在任意空间频率中为固定值。因此，不存在空间频率区域中的空间频率成分的漏提取，从而能够生成没有空间频率成分损失的高分辨率的第3图像。

权利要求6所记载的发明，其特征在于，在权利要求4或权利要求5中所记载的图像处理装置中，包括控制部，其聚焦并拍摄所述显示面板的规定像素点亮而构成的第1校准图案，检测出该第1校准图案被投影的所述相机的画素，算出所述聚焦图像拍摄步骤的拍摄时的所述显示面板的像素和所述相机的画素之间的对应关系；以及离焦并拍摄所述显示面板的规定像素点亮而构成的第2校准图案，检测出该第2校准图案被投影的所述相机的画素，算出所述离焦图像拍摄步骤的拍摄时的所述显示面板的像素和所述相机的画素之间的对应关系。

根据上述结构，聚焦图像拍摄步骤的拍摄时的显示面板的像素和相机的画素被适当地赋予联系，并且离焦图像拍摄步骤的拍摄时的显示面板的像素和相机的画素被适当地赋予联系。

由此，以像素和画素的对应关系被赋予适当的联系的方式，生成第1图像和第2图像，从而能够生成良好的第3图像。

本发明能够在测量显示面板的辉度时，能适当地去除摩尔纹，另一方面能合成分辨率良好的图像。

附图说明

图1是概略说明本发明实施方式涉及的图像处理装置的方框图。

图2是表示用本实施方式涉及的图像处理装置的相机拍摄的拍摄图像的空间频率特性的概念图。

图3是概念性表示由本实施方式涉及的图像处理装置进行的图像处理的图。

图4是概念性表示由本实施方式涉及的图像处理装置进行的图像处理的图。

图5是概念性表示由本实施方式涉及的图像处理装置进行的图像处理的图。

图6是概略说明在本实施方式涉及的图像处理装置的图案产生部产生的校准图案的说明图。

图7是表示由本实施方式涉及的图像处理装置进行的图像处理作业的工序的流程图。

图8是表示由本实施方式涉及的图像处理装置进行图像处理的图。

附图标记说明

1 图像处理装置

2 相机

3 图像处理部

4 图案产生部

10 控制部

12 高通滤波器

13 低通滤波器

14 图像合成部

15 修正数据生成部

20 有机EL面板(显示面板)

f1～f4 空间频率

M 摩尔纹

X 拍摄位置

具体实施方式

接下来，基于图1～图8，对本发明的实施方式进行说明。此外，在本实施方式中，以显示面板为画质调整型有机EL面板为例进行说明。

图1是概略说明本发明实施方式涉及的图像处理装置的方框图。在说明本图像处理装置之前，先对本实施方式的有机EL面板进行概略说明。

有机EL面板20具备像素周期性排列的显示器21，该像素具有R(红)、G(绿)以及B(蓝)的子像素。该显示器21当被输入图像信号时，通过内置了ROM 22a的画质调整电路22，根据后述的修正数据输出图像信号，以求降低其显示不均。

图像处理装置1是在如上所述的有机EL面板20的制造工序的最终阶段调整其画质的装置，其包括相机2，图像处理部3，图案产生部4以及ROM写入器5。

相机2在本实施方式中，由搭载了固态成像元件(CCD)的相机构成，拍摄有机EL面板20的显示图像。

该相机2被配置在与有机EL面板20相向的拍摄位置X处，在该拍摄位置X，以相机2的拍摄面上(固态成像元件上)成像的像素的像的间距(像素间距)形成为接近固态成像元件的画素间距的整数倍(例如1倍、2倍、3倍等)以及整数分之一倍(例如1/2倍、1/3倍等)的方式，设定相机2的光学系统，由此在对有机EL面板20的显示图像进行聚焦并拍摄时所产生的摩尔纹被集中在拍摄图像的低空间频率区域(例如奈奎斯特频率的1/10以下的区域)。

图像处理部3是处理由相机2拍摄的图像的处理装置，包括控制部10、存储部11、高通滤波器12、低通滤波器13、图像合成部14以及修正数据生成部15。

图案产生部4使有机EL面板20显示规定的图案图像(例如，后述的校准图案(Alignment pattern)P_A或辉度测量用图案)，ROM写入器5将修正数据生成部15中生成的后述的修正数据写入内置于画质调整电路22的ROM 22a。

接下来，对图像处理部3的各部的具体结构进行说明。

控制部10对图像处理部3的各部进行控制，并且控制由相机2的拍摄、由图案产生部4的有机EL面板20的图像显示以及由ROM写入器5的向ROM 22a的写入，存储部11存储由相机2的拍摄图像等。

高通滤波器12是在由相机2的拍摄图像中发生摩尔纹的情况下，去除或降低与摩尔纹对应的低空间频率区域成分的部件，具有图2(a)中用虚线表示的滤波特性f2，例如，如果通过相机2进行聚焦并拍摄的图像是如图3(a)所示的图像，则当对此适用该高通滤波器12时成为如图3(b)所示。

另一方面，低通滤波器13是将用高通滤波器12去除或降低的低空间频率区域的成分进行提取的部件，具有图2(b)中用虚线表示的滤波特性f4，例如，如果通过相机2进行离焦并拍摄的图像是对应于图3(a)的如图4(a)所示的图像，则当对此使用低通滤波器13时成为如图4(b)所示。

这些高通滤波器12以及低通滤波器13在本实施方式中采用如图2(c)所示那样空间频率区域在从0到奈奎斯特频率f_N的范围内，对于任意的空间频率使“高通滤波器的透过率+低通滤波器的透过率＝1”都成立的相特性补偿型电路结构。

图像合成部14是使适用了高通滤波器12的图像和适用了低通滤波器13的图像进行重合，合成新的图像的部件，例如当将图3(b)所示图像和图4(b)所示图像进行重合时，生成如图5所示的合成图像。

修正数据生成部15基于在图像合成部14合成的图像(图3～5是为了便于说明滤波特性而进行的示例，在实际情况中，并不是基于如图5所示的合成图像，而是基于通过拍摄后述的辉度测量用图案而得到的合成图像)，调整图像信号的输出，由此生成降低有机EL面板20的辉度不均的修正数据。

接下来，基于表示由图像处理装置1进行的处理作业的工序的图7的流程图，对本实施方式的由图像处理装置1进行的图像处理作业予以说明。

首先，相机2在拍摄位置X预先被设置为像素间距为画素间距的接近整数倍的状态下，如图所示，在步骤S1中，控制部10使有机EL面板20显示作为第1校准图案的校准图案P_A。

该校准图案P_A如图6所示，构成为在显示器21上点亮位于已知位置的特定的像素，点(dot)D纵横排列。

在步骤S2中，控制部10用相机2对显示在有机EL面板20的校准图案P_A进行聚焦并拍摄。对校准图案P_A拍摄后，在步骤S3中，点亮有机EL面板20的全部像素，使显示器21的整个面显示辉度测量用图案。

在步骤S4中，用相机2对显示在有机EL面板20的辉度测量用图案进行聚焦并拍摄(聚焦图像拍摄步骤)。像这样拍摄到的图像，如图8(a)所示，在低空间频率区域产生作为干涉条纹的摩尔纹。

另一方面，在步骤S5中，检测出照到校准图案P_A的拍摄图像的点D的相机2的画素(第1校准步骤)。

即，构成校准图案P_A的像素为已知，因此通过检测出其像素的像被相机2的哪个画素受光，求出聚焦拍摄时像素和画素的对应关系。

基于该求得的对应关系，在步骤S6中，对聚焦并拍摄的图像进行校准处理。

在步骤S7中，控制部10对在步骤S6中得到的校准处理后的拍摄图像适用高通滤波器12。

通过使用高通滤波器12，如图2(a)所示，去掉(cut)集中了摩尔纹M的部分的空间频率成分a1，提取残余的空间频率成分a2，生成第1图像(第一图像生成步骤)。

即，在图2(a)的用实线表示的空间频率f1使用用虚线表示的滤波特性f2，从空间频率f1去掉对应于摩尔纹M的空间频率成分a1。

生成的第1图像在步骤S8中被存储到存储部11。

像这样生成第1图像之后，在步骤S9中，使有机EL面板20显示作为第2校准图案的校准图案P_A。

此外，在本实施方式中，对第1校准图案和第2校准图案为同一校准图案P_A的情况进行了说明，但第1校准图案和第2校准图案也可以使用不同的校准图案。

在步骤S10中，用相机2对显示在有机EL面板20的校准图案P_A进行离焦并拍摄。拍摄校准图案P_A后，在步骤S11中，与步骤S3一样，使有机EL面板20的整个面显示辉度测量用图案。

在步骤S12中，用相机2对表示在有机EL面板20的辉度测量用图案进行离焦并拍摄(离焦图像拍摄步骤)。这样拍摄的图像，如图8(b)所示，分辨率降低。

接下来，在步骤S13中，检测出照到校准图案P_A的拍摄图像的点D的相机2的画素(第2校准步骤)。

检测出构成校准图案P_A的像素的像被相机2的哪个画素受光，求出离焦拍摄时的像素和画素的对应关系，基于该对应关系，在步骤S14中，对离焦并拍摄的图像进行校准处理。

在步骤S15中，控制部10对在步骤S14中得到的校准处理后的拍摄图像的空间频率适用低通滤波器13。

通过使用低通滤波器13，如图2(b)所示，提取与利用高通滤波器12去除的空间频率成分a1对应的空间频率成分b1，并且去掉残余的空间频率成分b2，生成第2图像(第2图像生成步骤)。

即，对图2(b)的用实线表示空间频率数f3适用用虚线表示的滤波特性f4，从空间频率f3去掉提取了空间频率成分b1后残余的空间频率成分b2。

生成的第2图像在步骤S16中存储到存储部11。

像这样，在生成第1图像以及第2图像之后，在步骤S17中，通过图像合成部14将第1图像和第2图像进行重合。

由此，合成第3图像(第3图像生成步骤)，生成对于辉度测量用图案摩尔纹消失或被抑制的图像。通过该第3图像和校准数据，求得构成有机EL面板20的像素的辉度。

此外，测量每一像素的辉度的情况下，通过测量像素被投影的部分的画素的输出，可将投影于各画素部分的像素辉度作为1像素的辉度来进行测量。

另一方面，在步骤S18中，基于第3图像生成修正数据，在步骤S19中，生成的修正数据被ROM写入器5写入画质调整电路22的ROM 22a。

通过将修正数据写入ROM 22a，将画质调整电路22安装至有机EL面板20。

在安装了这样的画质调整电路22的有机EL面板20，当被输入图像信号时，通过画质调整电路22参照写入ROM 22a的修正数据，根据所参照的修正数据输出图像信号，能够谋求降低有机EL面板20的显示不均。

在上述结构的图像处理装置1中，从聚焦并拍摄的图像适用高通滤波器12去掉相当于摩尔纹的空间频率成分a1，提取残余的空间频率成分a2，生成第1图像。

另一方面，对离焦并拍摄的图像适用低通滤波器13，仅提取与由高通滤波器12去除的空间频率成分a1对应的空间频率成分b1，生成第2图像。

这样的第1图像和第2图像通过图像合成部14进行重合，通过从第1图像去掉摩尔纹而损失的空间频率成分a1被从第2图像提取的空间频率成分b1插补，生成摩尔纹消失或被抑制的第3图像。

因此，在适当地去除摩尔纹的基础上，补充空间频率成分b1，能够生成分辨率良好的第3图像。

而且，本实施方式中，电路结构构成为高通滤波器12和低通滤波器13的透过率的和，成为作为固定值的1。

因此，不存在空间频率区域中的空间频率成分的漏提取，从而能够生成没有空间频率成分损失且高分辨率的第3图像。

进而，在生成用于合成第3图像的第1图像和第2图像时，在本实施方式中，决定有机EL面板20的像素和相机2的画素的校准(alignment)，并生成第1图像和第2图像。因此，像素和画素之间的对应关系被赋予适当的联系，从而能够生成良好的第3图像。

像这样，在测量有机EL面板20的辉度时，由于适当地去除摩尔纹并生成分辨率良好的第3图像，因此基于该第3图像，能够生成适当的修正数据。

其结果是，通过基于正确测量的辉度所生成的修正数据，调整有机EL面板20的画质，能够谋求显示不均的降低。由此，能够得到每个个体产品的偏差被抑制的有机EL面板20。

此外，本发明并不限于上述实施方式，可以在不脱离发明主旨的范围之内进行种种变化。上述实施方式中，针对利用单个照相机2对图像进行聚焦的拍照和离焦的拍照的情况进行了说明，但也可以利用各自不同的相机进行聚焦的拍照和离焦的拍照。

由此，能够缩短由图像处理装置1进行的处理作业的工程作业时间(takt time)。

在上述实施方式中，针对图像处理装置1调整有机EL面板20的画质的情况进行了说明，但也可以调整例如液晶面板、等离子显示面板(Plasma Display Panel)或者投影型投影仪等的画质。