控制显示屏的低分辨率采集方法和设备.pdf

本发明涉及到显示屏的控制设备和方法，其具有：控制显示屏(E)在屏上显示测试图形的控制装置(14)；在分辨率低于显示屏分辨率的电子摄像机(12)上生成测试图形图象的成象装置(18)；使摄像机上测试图形图象产生偏移的偏移装置(10，20，22)；以及对摄像机所提供的多个位移图象进行分析以便对显示屏缺陷像素予以定位的分析装置(14)。

1.  显示屏控制方法，其包括下述步骤：
a)控制待控制屏幕(E)以显示具有至少一个空间周期P的至少一个测试图形；
b)使用分辨率低于待控制屏幕分辨率的电子摄像机(12)来采集测试图形的一系列简单图象(I)，连续的简单图象各自有偏移，
c)从简单图象开始来建立测试图形的全采样图象(S)，
d)使用第一傅里叶变换来计算全采样图象的频谱分量，
e)通过频谱分量的删除和/或加权对前述步骤产生的频谱变化进行补偿，
f)使用步骤e)所产生的频谱分量的第二傅里叶变换计算出测试图形新图象的空间分量，
g)分析新图象。

2.  根据权利要求1的方法，其中随测试图形空间周期P的变化通过调节频谱采样间距以适合的方式进行第一和第二傅里叶变换中的一种变换。

3.  根据权利要求2的方法，其中通过调节频谱采样的个数N使乘积Nτ_s为测试图形空间周期P的倍数，这里τ_s是全采样图象的空间分辨率。

4.  根据权利要求1的方法，其中在步骤c)期间调节全采样图象的采样间距τ_s使乘积Nτ_s成为测试图形空间周期的倍数，这里N是参与第一傅里叶变换计算的全采样图象中的采样个数。

5.  根据权利要求1的方法，其中进行定位基本上是使待控制屏幕的图象中心与摄像机的中心对准和/或使图象的至少一个边缘与摄像机的边缘相平行和/或用于补偿与摄像机(12)相连的光学系统(18)的光学畸变。

6.  根据权利要求5的方法，它包括仔细地显示测试图形中坐标已知的几个像素来模拟缺陷并构成定位系统。

7.  根据权利要求5的方法，其中在建立全采样图象的过程中通过步骤c)中的计算进行定位。

8.  根据权利要求5的方法，其中对模拟周期为P之测试图形的行和/或列上缺陷的屏幕像素进行控制，并对频谱分量的相位进行修正以便使该行和/或列所记录的频谱相位对数值1/2P呈对称。

9.  根据权利要求1的方法，其中步骤b)中得到的连续简单图象之间的偏移不是两个摄像机像素之间相对距离的倍数。

10.  根据权利要求1的方法，其中在屏幕上显示提供了在两个方向x和y上周期为P_x和P_y的测试图形，使得
1 T Rx - ϵ x > 1 2 P x ]]>
1 T Ry - ϵ y > 1 2 P y ]]>
式中T_Rx和T_Ry代表摄像机像素的整合窗口的大小，ε_x和ε_y是安全系数。

11.  根据权利要求1的方法，其中步骤g)包括新图象中缺陷像素的定位。

12.  根据权利要求11的方法，其中步骤g)包括将新图象的像素强度与阈值进行比较以便对异常点亮和/或异常熄灭像素进行定位。

13.  根据权利要求11的方法，其中步骤g)包括：
i)选择新图象中缺陷像素周围的一个区域，
ii)使用傅里叶变换计算这一区域中的频谱分量，
iii)通过加入有助于使相位对所选区域呈对称的相位校正项来调节频谱分量，
iv)使用傅里叶变换来计算新的频谱分量以形成该区域的新图象，
v)从该区域的新图象开始来建立缺陷的坐标。

14.  根据权利要求12的方法，其中步骤g)包括用数值u＝knπ/P调节相位，这里k为自然整数，并且重复步骤i)-iv)直至使该区域新图象中缺陷像素空间扩展最小。

15.  根据权利要求11的方法，其中通过对高于或低于预定亮度阈值的相邻像素的重心计算来建立缺陷像素的坐标。

16.  根据权利要求1的方法，其中通过复制步骤f)前的频谱分量来建立频谱谐波。

17.  显示屏控制设备，其包括：
-显示屏(E)的控制装置(14)，以便在屏幕上显示测试图形，
-在分辨率低于显示屏分辨率的电子摄像机(12)上形成测试图形图象的成像装置(18)，
-使摄像机上测试图形图象偏移的装置(10，20，22)，及
-对摄像机输出的几个偏移图象进行分析以对显示屏上缺陷像素进行定位的分析装置(14)。

18.  根据权利要求17的设备，其中偏移装置包括定位台(10)，定位台上将放置待控制的屏幕(E)，偏移装置还包括在定位台与摄像机之间产生相对运动的装置(20)。

19.  根据权利要求17的设备，其中偏移装置包括具有平行表面、安装成可绕轴自由转动并与图象生成装置相联接的至少一个透明片(22)。

控制显示屏的低分辨率采集方法和设备
技术领域
本发明涉及到显示屏的控制设备与方法。其用来对屏幕进行控制，特别是确定其缺陷像素的数目并能够对这些像素进行定位。发明可用于能够显示测试图形或一组周期性或准周期性测试图形的任何类型的屏幕。
本发明特别用在质量控制应用之中。显示屏的目的或商业价值根据对显示屏上缺陷像素的了解来确定。缺陷像素的定位也是某些情况下对屏幕进行修理，或对屏幕制造方法进行校正的一种办法。
现有技术发展水平
文件(1)-(7)说明了现有技术的发展水平，在本说明书末尾的全部参考文献中对这些文件进行了详细说明。
如上所述，显示屏的一个重要控制参数是是否存在有缺陷像素，以及缺陷像素在屏幕上的位置。对某些特定领域诸如空中监测或医学成象，显示屏中任何缺陷的存在都可能使这些显示屏无法使用。此外，在连续制造的一系列屏幕上检测到的系统性缺陷可能是对诸如丝网印制掩膜或光刻掩膜器件产生影响的某种缺陷的标志。
最后，某些屏幕配备有冗余控制电路，可在一定程度上对缺陷予以校正。但是，除非知道缺陷的准确位置否则不可能对其进行校正。
能够影响显示屏的某些缺陷通常包括“异常点亮”和“异常熄灭”缺陷。异常点亮缺陷是，即使在像素上没有施加丝毫命令时其仍处在“点亮”显示状态的屏幕上的像素。异常熄灭缺陷是，尽管像素受到了控制信号的激励其仍处在“熄灭”显示状态的屏幕上的像素。
对有些屏幕来说，可能附带地将异常点亮缺陷转换成异常熄灭缺陷，因为异常熄灭缺陷通常被看成是麻烦更小。
通过在屏幕上加上一给定显示状态并将实际得到的显示状态与要求的显示状态加以比较，通常可以进行屏幕缺陷的定位。通过对电子摄像机输出的一个或几个屏幕图象的自动分析可以进行这种操作。电子摄像机是具有一组光敏像素的摄像机，光敏像素输出随像素所接收到的光线而改变的电子信号。电子信号就可以在计算设备中使用。例如，摄像机可能是CCD(电荷耦合器件)摄像机。
很容易理解到，为了控制具有给定分辨率的屏幕，拥有一台分辨率至少相同或甚至更好的摄像机是有用的。为了准确地对屏幕图象中的缺陷进行定位，这一条件是必须的。
然而，考虑到屏幕分辨率会不断地变得更好，因此控制用摄像机也需要有更好的分辨率，这样测试设备的费用也就变得非常高。
已经做了一些工作来从低分辨率底片上得到分辨率较高的图象。例如，上面提到的文件(1)-(3)就提供了这方面的信息。这些技术称为“多道超高分辨率”技术，特别是其已经试图解决噪声灵敏度问题和/或有损于结果精度的操作条件问题。此外，处理强度的提高还增加了复杂性和难度。因此，这些技术并不真正地适合于控制显示屏，特别是成批地控制显示屏。
文件(4)说明了控制设备，其中摄像机的分辨率可以选择为小于待控制屏幕分辨率的1.5倍，但在待检测屏幕的像素与摄像机像素之间必须有固定的大小比例。这一固定的大小比例在屏幕定位中是极其受限制的，并且要求使用分辨率相当高的摄像机和极优质的光学系统(畸变非常低)。
文件(5)说明内插控制设备，其中显示出大量的测试图形以依据单个采集对屏幕进行测试。除了由于有大量的要显示测试图形(25-49)而使分析时间变得很长以外，设备的缺点还有它不能够检测异常点亮缺陷，并且其可能受到这些缺陷的干扰。
文件(6)说明了一种控制设备，其中使用了分辨率高于被测试屏幕分辨率的摄像机。这一设备的造价极高。
本发明的说明
本发明的目的是提出控制显示屏的方法与设备，它们没有上面提到之方法与设备的困难和限制。
一个具体的目的是提出使用分辨率大大低于待控制屏幕分辨率的摄像机的方法与设备。
另一目的是要能够在生产作业出口对屏幕进行连续自动化控制，以便对屏幕特性进行评估。
还有另一目的是要能够快速而精确地对异常熄灭缺陷以及异常点亮缺陷进行定位。
另外一个目的是要提出一种非常稳定，因而对操作条件并不非常敏感的方法。
更准确地说，为了达到这些目的的本发明地目标就是提出控制显示屏的一种方法，其包括下述步骤：
a)控制待控制屏幕以便显示出至少有一个空间周期P的至少一个测试图形，
b)使用分辨率低于待控制屏幕分辨率的电子摄像机采集测试图形的一系列简单图象，连续的简单图象相互间都有偏移。
c)从简单图象开始来建立测试图形的全采样图象，
d)使用第一傅里叶变换来计算全采样图象的某些频谱分量，
e)通过频谱分量的删除和/或加权来补偿前述步骤中产生的频谱变化，
f)使用步骤e)所产生之频谱分量的第二傅里叶变换来计算测试图形新图象的频谱分量，
g)分析新图象。
用于分析的新图象于是就具有好于简单图象分辨率的分辨率。
如上所述，电子摄像机是指诸如CCD摄像机的摄像机，其输出可由计算机处理的电子信号。注意，方法中的步骤c)-g)最好在计算机中执行，例如用程序在微机中执行。
根据本发明的方法不仅能够提供分辨率好于摄像机分辨率、可以用来评估显示屏的最终图象，而且能够区分出所获得的哪些信息适用于所显示的测试图形，哪些信息是寄生现象的结果。
通过隔行扫描简单图象能够建立测试图形的全采样图象。它用来形成含有比摄像机最初所拍摄的各简单图象更多信息的全采样图象。在这两种情况下，全采样图象都是从比单独拍摄的简单图象像素更多的像素形成的。
全采样图象的空间采样间距τ_S实际上比摄像机像素的采样间距更精细。摄像机的相对采样间距在本文的下余部分用τ_CCD表示，为简化起见，假定摄像机的像素为正方形。
应当提及，摄像机像素的大小(T_R)不一定与两个像素之间的距离(CCD采样间距或用τ_CCD表示的CCD周期)相等。在像素填充率小于100％时，换句话说在摄像机像素之间有非光敏的死区时就出现这种情况。尤其是在具有抗光晕装置的CCD摄像机的情况下就出现这种情况。
隔行扫描可表现为各个不同连续图像中的像素单一隔行扫描并置。这些图象是使用摄像机所得到的。另一方面，依据简单图象的像素来建立全采样图象可能更为复杂。全采样图象的各个像素可以依据简单图象的一个或几个像素，使用确定的加权来建立。例如，为了提高在方法的最后所得到的最终图象的精度。通过步骤c)中的计算可以调节全采样图象的空间间距τ_S，使乘积Nτ_S为屏幕上所显示测试图形空间周期的倍数(τ_SN＝kP)。换句话说，调节空间间距τ_S使得对频谱周期通过整数点进行采样。数值N等于进行第一傅里叶变换的全采样图象中选定的空间采样数。虽然此处考虑的是单一空间间距，但对空间中不同方向来说，可能存在不同的间距。
在一种特殊的隔行扫描情况下，空间间距τ_S可以定义为摄像机像素周期(τ_CCD)  (在所考虑的方向)与系列图象中简单图象的个数(在同样的方向)之比。
对选择用于隔行扫描的初始图象中的像素选择以及对全采样图象像素计算的加权还可以进行修改以引入全采样图象采样间距(τ_S)的偏移，转动和/或修正。这样，例如加权就是校正全采样图象空间采样间距τ_S或校正摄像机上所形成之屏幕图象对中或平行度缺陷的一种办法。
因此，全采样图象的定位能够校正待控制屏幕与摄像机之间的任何对中缺陷。更准确地说，能够进行计算校正基本上使待控制屏幕上的图象中心与摄像机中心对准和/或使图象的至少一个边缘与摄像机的边缘对准和/或对与摄像机一起使用的光学系统之光学畸变进行校正或补偿。通过仔细模拟屏幕上坐标已知的几个缺陷像素可以简化上述操作来形成定位系统或定位掩膜。例如，在测试图形中可以加入异常熄灭缺陷。从仔细显示的异常点亮缺陷开始也可以形成定位系统。
图象定位和对中像本文下余部分提到的其他操作一样并不是最重要的操作，但是它们的确有助于得到质量更好的最终图象用于准确地确定缺陷的位置。
注意，通过平移的定位不仅可以在全采样图象的计算期间进行，而且可以依据图象的频谱分量进行。在这种情况下，本方法可包括屏幕上的像素控制来模拟测试图形中行和/或列上的缺陷，并修正频谱分量的相位以便使对该行和/或列所记录频谱的相位相对于数值1/2P呈对称。
注意，上面提到的定位操作对本方法的利用来说不是至关重要的。但是，定位可以减小本方法中步骤f)之后所得之新图象上缺陷的空间范围。
可以采取其他措施来提高新图象上缺陷的定位精度。例如，通过调节频谱采样间距随测试图形空间周期P的变化，能够以适合的方式进行或是第一或是第二傅里叶变换。调节频谱采样间距使频谱周期为频谱采样间距的倍数。如果频谱间距在全采样图形建立期间通过调节τ_S已经进行了修改，这种改进就不必要了。
对屏幕上可能与可能点亮或可能不点亮的像素相符合的那些点，通过计算第二傅里叶变换的采样，最好是逆傅里叶变换的采样，得到了信息的最小传播。
最好是，调节频谱间距 ( τ f = 1 Nτ S ) , ]]>使乘积Nτ_S为测试图形空间周期P的整倍数，这里τ_S是全采样图象的空间采样间距。
注意在特殊情况下，在此情况全采样图象为考虑了由摄像机所得到的简单图象中之所有像素时的内插结果，全采样图象的空间分辨率可简单地定义为摄像机像素周期与一系列图象中的图象数之比。
在本说明书中，认为摄像机像素是正方形的。如果像素是长方形或其他形状，那么就可以考虑在连续图象偏移方向上像素的大小。
还可以选择另一办法来提高在步骤f)后所得到的新图象的清晰度，此办法包括在步骤f)之前人为地建立高次频谱谐波。通过对在步骤e)结束时所得到的频谱分量加以复制就可以做到这点。对周期为P的测试图形来说，对频谱分量进行若干次复制，最好是等于P次。
对最佳信息处理而言，屏幕上显示的测试图形的空间周期还可以确定为摄像机像素大小的函数。例如，在屏幕上可以显示出沿两个方向x和y上周期为P_x和P_y的测试图形，使得：
1 T Rx - ϵ x > 1 2 P x ]]>
1 T Ry - ϵ y > 1 2 P y ]]>
在这些表达式中，项T_Rx和T_Ry表示摄像机像素整合窗口的大小，ε_x和ε_y为小的安全系数。
如上所述，当通过周期性地点亮像素来显示测试图形，当修改频谱采样计算结果随测试图形空间周期变化所需的条件得到满足时，以及在定位得到正确的补偿时，在本方法末尾所得到的新图象中的异常熄灭缺陷的复制就给出了最好的清晰度。在由点亮像素所形成的测试图形的行或列上检测出异常熄灭缺陷。因此，这些缺陷的位置按周期出现，特别是该周期的傅里叶变换计算可实现最佳化。这样在新得到的图象中就以可能最好的清晰度对异常熄灭缺陷进行复制。
仍旧假定在测试图形周期对频谱采样计算结果进行修改，这时相对于偏移测试图形的异常点亮缺陷的处理结果就不是最佳化的。异常点亮缺陷在新图象中也有空间传播，其大于异常熄灭的空间传播。
通过重新计算异常点亮缺陷距新图象中两个或多个相邻像素重心组合的准确位置可以减小空间传播，对这些异常点亮缺陷来说，其强度超过了某一阈值，在此阈值下它们被看成是因这种缺陷而产生的像素。
如果采样的计算结果不适合于测试图形的周期和/或其他定位操作未做或没有最佳化，那么还可以对异常熄灭像素进行重心计算。在这种情况下，考虑了其强度超过由较小数值确定的阈值的那些像素，通过计算减小了它们的空间传播。
通过改变与这些缺陷相应的频谱分量的相位也可以达到新图象中缺陷之空间传播的减小。这样本方法就可以包括下面的附加操作，特别是对异常点亮像素的操作：
i)选择新图象中缺陷像素周围的一个区域，
ii)使用傅里叶变换计算这一区域中的频谱分量，
iii)通过加入有助于使相位对所选区域形成对称的相位校正项来调节频谱分量，
iv)使用傅里叶变换，最好是逆傅里叶变换来计算新的空间分量以便形成该区域的新图象，
v)从该区域的新图象开始来建立缺陷的坐标。
上面提到的步骤iii)尤其可以包括利用数值u＝kπ/p来调节相位，式中k为自然整数，同时重复步骤i)-iv)直至在该区域的新图象中得到最小的缺陷空间扩展为止。
本发明还涉及到可在其中使用上述方法的控制设备。该设备包括：
-控制显示屏以便在屏幕上显示测试图形的装置，
-在分辨率低于显示屏分辨率的电子摄像机上形成测试图形图象的装置，
-偏移摄象机上测试图形图象的装置，以及
-对摄像机输出的几个偏移图象进行分析以对显示屏上缺陷像素进行定位的装置。
从关于附图中各图所给出的下述说明中将会更清楚地了解到本发明的其他优点和特性。给出这一说明是用于阐述，其绝不是限制。
-图1是根据本发明的设备的简化图示。
-图2-4为待控制屏幕的部分图示，其表示出图象拍摄摄像机中像素大小与屏幕上显示的测试图形周期之间的不同比率。
-图5-9为待控制屏幕的部分图示，其说明了图象的偏移。
-图10说明了从简单图象开始的全采样图象的建立。
-图11为相应于周期性测试图形的频谱在任选比例下的图示。
-图12为屏幕图象相对摄像机的定位和对准之影响情况的图示。
在下述说明中，不同附图的相同、相似或相当的部分都用同样的参考符号标记以便于各图之间的比较。此外，为了使附图易于看懂并不是所有组成部分都按同一比例表示出来。
图1表示出根据本发明的设备。基本上，这一设备包括用于显示屏E的接收台10，摄像机12以及与摄像机相连接、对摄像机所提供图象进行处理的微计算机14。例如，摄像机12可以是CCD型摄像机，可对其冷却以限制噪声。摄像机的分辨率可以小于屏幕E的分辨率，这就意味着其像素总数可以小于屏幕像素数。摄像机安装成可沿竖直轨道16自由移动以便能够调节从摄像机到屏幕的距离。摄像机还装有物镜18，用来调节焦距并可调节屏幕上图象的放大率比。使用物镜18在摄象机上形成屏幕图象，或屏幕上所显示的测试图形。
本设备包括有一个或几个独立的装置以便能够观察屏幕E的一系列微小的偏移。这种装置可能是在与摄像机光轴相垂直之平面内的接收台的平移装置，为的是能够在各图象之间使接收台和摄像机有相对运动。利用由计算机14所控制的控制传动装置20可以控制接收台10沿x轴和y轴的偏移和移动。较大幅度的移动还可以通过手动进行。
借助于表面平行、安装成在摄像机视野内可绕心轴自由转动的透明片22能够沿x和y轴在连续图象间产生偏移。带的转动引起了摄像机上屏幕图象的偏移。通过由计算机14控制的电机驱动装置使带22至少绕着两个轴线x和y的其中之一转动，电机驱动装置在图中未示出。还可以使两个分开的带，每个都可绕着不同的转动轴线运动。
如上所述，控制屏幕来显示屏幕上的周期性测试图形，例如通过“通”像素的周期性显示来显示周期性测试图形。屏幕可以由计算机14或由任何可纳入或可不纳入监视器的其他装置来控制。虽然本发明完全适用于结构不是“波段”型结构的黑白或单色屏，但图2-4中每个图所表示的还是波段结构的彩屏。对应于红、绿和蓝色的像素30分别用字母R、G和B表示。
像素30沿图中用箭头x和y所标示的两个方向具有不同的大小。另外，可以看到红，绿和蓝色像素沿y方向排列在相应的列中。但是，应当指出这种排列并不是最基本的排列。像素的任何其他正交排列或其他排列都可以进行控制，只要屏幕能够有至少一个周期性或准周期性测试图形的显示。
还要注意到，像素的形状可以是矩形，正方形，三角形或其他形状。
图中像素的明暗能够对受激励的像素进行标识，因而受激励的像素可以显示成“点亮”状态。在本文的下文中，与“熄灭像素”形成对照，它们将直接表示成为“点亮像素”。这并没有预先判断在点亮像素中间是否存在有任何“异常熄灭”像素。同样，在熄灭像素中间可能偶尔有“异常点亮”像素，换句话说，异常点亮有未受激励的异常点亮像素。
此外，在图2-4中的正方形32表示出摄像机像素所看到的屏幕某一区域的实例。在本文的整个下文中，这种区域都称之为摄像机像素，尽管这是一个误称。出于简化的原因，表示的是单个像素32。
图2示出的情况是，屏幕上显示的测试图形其沿x轴的周期为P_x＝2和沿y轴的周期P_y＝1的情况。屏幕图象和摄像机像素的相对大小是这样，即摄像机像素32整合了发自12个屏幕像素30的光信息。这是由于摄像机的分辨率小于屏幕的分辨率。在图2所示的实例中，每个摄像机像素32“看到”了约三个屏幕像素。注意，摄象机像素不一定是邻接的。它们可能由对光不敏感的边界所分隔开。通过增加屏幕图象的个数完全可以补偿因边界而引起的信息损失。
图3示出另一种情况，在这种情况下屏幕上显示的测试图形的周期是P_x＝3及P_y＝1。摄像机每个像素32包括发自12个屏幕像素的全部光线或一些光线。在图3中可以观察到。摄像机像素的大小不一定与屏幕像素大小的倍数相一致。因此单个屏幕像素的贡献是可变的。
图4中给出了最后一个实例，其中测试图形的周期分别是P_x＝4和P_y＝2，而且在此实例中每个摄像机像素“看见”24个屏幕像素。
在摄像机像素32所看到的点亮像素的个数不超过4时出现用于屏幕分析的最佳构成的最终图象。在所说明的各实例中就是这种情况。但是，本方法可以与数量更大的点亮像素一起使用。
在本发明的一种优选实施方案中，特别是适合于具有波段结构的彩屏中，选定的测试图形如图3所示。通过依次控制所有的红色像素。然后所有的绿色像素，再后所有的蓝色像素就直接得到周期P_x＝3和P_y＝1。
对异常点亮和异常熄灭像素的标记来说，将本方法对不同的测试图形重复几次使每个屏幕像素在其两个状态(点亮和熄灭)的每个状态中都至少被测试一次，这么作可能是有用的。因此，当测试图形的周期在给定的方向上大于2时，每个像素在其点亮状态测试一次，在其熄灭状态测试(P-1)次。
如上所述，本方法包括采集几个图象，而每个图象都有偏移。尽管事先推测偏移可能大于摄像机像素的大小，但是特别是为便于后续的隔行扫描步骤。最好还是进行大小小于摄像机像素大小的小偏移。更一般地说，可以选择偏移使其不同于两个摄像机像素之间的相对距离。沿着任何方向都可以进行连续图象间的偏移。但是，最好还是使用沿着与屏幕像素的排列相平行的x或y方向上的偏移。下述的图5-9说明了几个图象的采集。与前面的几个图不同，在这些图中示出了12个摄像机像素32。
图5和图6表示出摄像机所拍摄的两个连续图象之间近似于沿着x轴的偏移。图象是对其上显示了与图3相一致之测试图形的屏幕而拍摄的。以屏幕像素，或者更准地说以屏幕图象的函数所表示的摄像机像素32的间距为τ_CCD＝5.5。将两个连续图象之间的偏移选成等于摄像机像素间距大小的一半。所以在x方向上就能够得到最大的空间间距τ_s，x，其为τ_s，x＝5.5/2＝2.75。
在这种情况下，认为全采样比率等于2。
图7，8和9给出了第二个实例，在此实例中像素间距仍然等于5.5，而全采样比率等于3。这样，沿x方向的空间间距为τ_s，x＝1.83。
跟在简单图象采集操作后面的是建立全采样图象的操作。这一操作基本上包括依据先前拍摄的、互相邻接的简单图象来插入并置像素。隔行扫描可能更加复杂得多，而全采集图象中的各像素可以从单个图象的单个像素和几个像素开始进行重建。因此可以将转动，偏移，大小比率或其他校正加到全采集图象上。尤其是可以对全采样图象的空间间距τ_S进行修正。在这种情况下去除了下标x，因为空间间距不一定是沿着x方向的。
图10中示出了一个特别简单的隔行扫描实例。设想通过使用沿x方向的三个偏移和沿y方向的一个偏移而可得到的屏幕图象有八个。利用按形式I(T_s，x；T_s，y)表示行和列的符号来标记图象，其中T_s，x和T_s，y分别表示沿x轴和沿y轴的偏移。数字T_s，x和T_s，y表示沿各自方向产生的偏移个数。在一种特殊情况下，T_s，x＝4，T_s，y＝2。八个图象中的每个图象都具有4×3个像素的低分辨率。
分辨率更高的全采样图象用16×6个像素建立。在本实例中，全采样图象中的像素(0，0)由图象I(0，0)的像素(0，0)给出，全采样图象中的像素(0，1)由图象I(0，1)的像素(0，01)给出，全采样图象的像素(1，0)由图象I(1，0)中的像素(0，0)给出，全采样图象中的像素(T_s，y，0)由图象I(0，0)的像素(1，0)给出，全采样图象的像素(0，T_s，x)由图象I(0，0)的像素(0，1)给出。
使用加权隔行扫描也可以建立全采样图象。例如，从初始图象I(0，0)，I(0，1)及I(1，0)的像素(0，0)贡献的线性组合可以导出全采样图象s中的像素(0，0)。
使用全采样图象通过傅里叶变换来产生出频谱。尽管计算是基于与全采样图象像素相应的离散值的离散计算，但图11还是示出了以0处轴线呈对称的连续频谱的简化图示。
更准确地说，图11示出了与无任何缺陷屏幕上所显示之周期性测试图形相对应的理想化连续频谱F。频谱F示出了表示周期性图象转换特征的一周期性序列的主峰。但是，与图11相符合的频谱并不是通过屏幕真实图象的傅里叶变换而得到的。该频谱受到了多种寄生现象的影响。
原本就已知道的第一种寄生现象是由因测试图形和采集系统(摄像机)的周期性而引起的频谱折叠。频率折叠引起拍频现象，其特征在于在以基波或谐波1/τ_S为中心的频谱中出现了寄生谱线。寄生谱线可以通过选择适当的滤波予以去除，为清晰起见图中未示出寄生谱线。由于通过所显示测试图形的间距指出了寄生谱线的位置，故可预计寄生谱线的出现并很容易消除它们。寄生谱线实际上相当于频率f，这样：
f = k τ s - n p ]]>
在这个表达式中，k和n代表自然整数，p代表测试图形的空间频率。为简化说明只考虑沿单一方向的空间频率。
影响频谱的另一现象是由于显示屏像素所必须的非零宽度而引起的频谱调制。利用图11中由符号B表示的基波正弦型传递函数可以表示这种现象的特征。也呈基波正弦(SinX/X)形式的另一传递函数C表示出由摄像机引起的低通滤波函数，摄像机也具有非零尺寸的像素。其他的传递函数，其未示出，表示出采集系统大体上对频谱影响，尤其是包括对光学设备影响的特征。特别是表示了采集系统对频谱高频分量的影响。
实际得到的频谱是完全频谱F与各不同传递函数(特别是C和B)相乘的结果。
变化情况可以从已知的传递函数予以补偿，或其可以事先对采集系统加以确定。这样通过对实际频谱进行分解至少部分地复制出函数F，此实际频谱通过利用传递函数(图11实例中的B和C)的相应数值使用傅里叶变换来得到。
补偿不是对整个频谱作出的，其最好是限制在与中心在0(零)的测试图形最小频谱周期相对应的频谱分量。这部分频谱的最小递减的选择可以通过开窗操作而达到。开窗操作是选择图11中所示频谱I_P部分的一种办法。为避免上述分频时寄生现象的放大，I_P部分最好定位在传递函数的第一零点之前。例如，所选定的部分等于中心在零处的频谱周期。
通过在上述变化的补偿之后所进行的第二傅里叶变换得到了空间域中的一个新图象。对通过开窗式操作所选的频谱部分或可能通过复制相应于窗口的图形而重建的频谱可以进行第二傅里叶变换。复制包括建立频谱谐波。复制次数最好等于测试图形的间距P。
这样就可以使用新图象来识别屏幕上的缺陷像素。
对于依靠先前建立的全采样图象而定的N个采样进行第一傅里叶变换。全采样图象的全采样间距τ_S基本上由摄像机像素间距τ_CCD和在至少一个偏移方向上所拍图象的数量n所决定。因而结果是τ_S＝τ_CCD/n。
离散傅里叶变换给出N个分布频率在0-1/τ_S的频谱采样。这样频谱间距为T_f＝1/(Nτ_S)。图象中所含的信息得到了最佳复原，换句话说，在采样间距适合于测试图形周期采样间距的情况下进行第一和第二傅里叶变换中的一种变换时，该信息以最小的空间(或频谱)传播得到了复原。
例如，这种情况相当于以适合的频谱间距进行第二傅里叶变换，使得τ_f＝1/(KP)，其中K为自然整数。频谱间距的匹配可用于选择N和τ_S使得1/(Nτ_S)＝1/(KP)。
如果这一条件得不到满足，那么通过用符合此条件的修正值来代替傅里叶变换中的数值N可以修正傅里叶变换的系数。图象间距的数值τ_S还可以在空间域中进行修正。通过修正全采样图象的计算结果可以非常简单地进行这种修正。
在得到初始图象，屏幕处在相对于摄像机的确定位置时，图象分析可以实现最佳化。理想上，要选择屏幕与摄像机的相对位置使得屏幕中心的图象近似地与摄像机像素矩阵的中心相吻合。此外，还要对此相对位置进行理想地选择使得屏幕图象的边缘与摄像机矩阵的边缘相平行。屏幕定位中的各种不同缺陷示于图12。图12示出了摄像机的敏感表面40以及在敏感表面上形成的屏幕图象42。符号d₁表示图象中心与摄像机敏感表面中心之间的偏移。符号d₂表示屏幕图象的第一角隅像素30与摄像机像素32之间的偏移。项α表示标志平行缺陷的帧间转角。为使附图简化，只示出了屏幕图象上的几个像素30以及一个摄像机像素32。此外，还放大了这些像素的大小。最后，图12表示出重现图象的另一缺陷，其出现了因光学作用而产生的桶形变形。这种情况用虚线表示。
定位缺陷不妨碍对屏幕进行控制，但它们影响所得到的最终图象的质量。当在摄像机下方的移动接收台上对屏幕定位时，使用关于图1所说明的传动装置20可直接进行位置调节。
但是，在摄像机下方的屏幕定位操作对在生产系统出口的控制应用来说要花费大量的时间，因为在出口处必须对大量的屏幕进行控制。
在图象处理期间可以进行自动校正。在建立全采样图象的过程中可以对帧内转动角度，图象畸变以及可能的偏移d₁和d₂进行校正。通过用来计算全采样图象像素的简单图象中像素的相应偏移可以对偏移进行补偿。细致地显示屏幕上的几个异常熄灭或异常点亮缺陷有助于校正。这样这些缺陷就形成了定位系统或定位标记。
对频谱域中的定位校正来说，可能还必须对屏幕的行和列上的缺陷进行仔细的分配并在与该行和该列相应的频谱中引入相位校正。调节相位校正项使得频谱的相位对屏幕上显示的测试图形的半周期P呈对称。
如上所述，可以使用最终图象来检测熄灭像素中间的异常点亮像素或检测点亮像素中间的异常熄灭像素。使用图1中所示的计算机14可以进行这一操作。这样就固定了亮度阈值，在此阈值以下或以上的像素都可以认为是缺陷像素。还可以进行像素亮度的预先归一化以校正影响屏幕扩充部分的变化。
缺陷像素可以直接计算，或通过记录其在最终图象中的坐标可对它们予以定位。
参考文件
(1)SHEKARFOROUSH Hassan，“Super-résolution en vision parordinateur”(计算机观察中的超高分辨率)，Nice大学的论文，
(2)Sean Borman，Robert L.Stevenson，研究报告，1998.7.，
(3)Tsai and Huang，“多帧图象复原与定位”计算机观察和图象处理进展，第一卷，jai出版社，1984，
(4)US-5 764 209/WO-9319453，09/1998光子动力学：平板显示器控制，
(5)US-5 771 ob8-1995 Orbotech：显示屏控制设备与方法，
(6)JP-7083799/JP4016895，31/03/1995 MINATO ELECTRON KK“显示元件控制系统”，
(7)采样，产生伪信号以及日期保真，Gerald C.Holst，JCD发行，SPIE出版社，第8章，199-218页。