AT514106A1

AT514106A1 - Method for focusing contrasting image details

Info

Publication number: AT514106A1
Application number: ATA50244/2013A
Authority: AT
Inventors: Christian Neumaier; Alexander Rund
Original assignee: Emco Test Prüfmaschinen Gmbh
Priority date: 2013-04-10
Filing date: 2013-04-10
Publication date: 2014-10-15
Also published as: DE102014104704B4; DE102014104704A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fokussieren von kontrastbehafteten Bilddetails, insbesondere zur computerunterstützten Auswertung von Härteprüfungen eines Prüfkörpers (2), mit folgenden Schritten:•Bereitstellen eines elektronischen Kamerasystems (4) mit zumindest einem Kameraobjektiv (5), vorzugsweise einem Mikro-Kameraobjektiv zur Durchführung von fotografischen Aufnahmen, vorzugsweise zur Durchführung von mikroskopischer Fotografie;•Durchführen von einer Reihe von Fotografien des Prüfkörpers (2) mit demselben Bildausschnitt, wobei für jede Fotografie die Entfernung zwischen Kameraobjektiv (5) und Prüfkörper (2) und/oder die Schärfeeinstellung des Kamerasystems (4) verändert wird, und wobei jedes Bild komprimiert abgespeichert wird;•Vergleichen der Dateigrößen der einzelnen aufgenommenen Bilder miteinander und Aufsuchen der Aufnahme mit der höchste Dateigröße, wobei der Datei mit der höchsten Dateigröße das schärfste Bild zugeordnet wird.The invention relates to a method for focusing contrasting image details, in particular for the computer-assisted evaluation of hardness tests of a test specimen (2), comprising the following steps: Provision of an electronic camera system (4) with at least one camera objective (5), preferably a micro-camera objective for implementation taking of a series of photographs of the specimen (2) with the same image detail, wherein for each photograph the distance between the camera lens (5) and specimen (2) and / or the sharpness setting of the camera system (4) is changed, and each image is compressed, • Comparing the file sizes of each recorded image with each other and searching for the image with the highest file size, the file with the largest file size being assigned the sharpest image.

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fokussieren von kontrastbehafteten Bilddetails, insbesondere zur computerunterstützten Auswertung von Härteprüfungen eines Prüfkörpers. Weiters betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for focusing contrasting image details, in particular for the computer-aided evaluation of hardness tests of a test specimen. Furthermore, the invention relates to a device for carrying out the method.

Die Auswertung von Härteprüfeindrücken nach einer Härteprüfung eines Prüfkörpers erfolgt üblicherweise manuell, in dem die Größe und Tiefe des Härteeindruckes analysiert wird. Dieser Vorgang ist relativ zeitaufwendig und erlaubt nur eine geringe Zahl an Auswertung pro Zeiteinheit.The evaluation of hardness test impressions after a hardness test of a test specimen is usually done manually, in which the size and depth of the hardness impression is analyzed. This process is relatively time consuming and allows only a small number of evaluation per unit time.

Aus der JP 2010-177 936 A ist es bekannt, eine Objektveränderung durch Vergleichen der Dateigrößen des jüngsten JPEG-Bildes mit einem älteren JPEG-Bild festzustellen. JPEG oder JPG stellt ein Dateiformat mit der Dateiendung JPEG bzw. JPEG dar, in welchem mit einem JPG-Verfahren komprimierte Bilder üblicherweise abgespeichert werden. JPEG-Komprimierungen werden in der JPEG-Norm beschrieben.It is known from JP 2010-177 936 A to detect an object change by comparing the file sizes of the most recent JPEG image with an older JPEG image. JPEG or JPG represents a file format with the file extension JPEG or JPEG, in which JPG-compressed images are usually stored. JPEG compression is described in the JPEG standard.

Aufgabe der Erfindung ist es, auf möglichst einfacher Weise eine Fokussierung eines Bildbereiches durchzuführen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur computerunterstützten Auswertung von Härteprüfungen bereit zu stellen.The object of the invention is to perform as simple as possible focusing of an image area. Another object of the invention is to provide a method for computer-aided evaluation of hardness tests.

Erfindungsgemäß erfolgt dies mit den folgenden Schritten: a) Bereitstellen eines elektronischen Kamerasystems mit zumindest einem Kameraobjektiv zur Durchführung von fotografischen Aufnahmen, vorzugsweise zur Durchführung von mikroskopischer Fotografie; b) Durchführen von einer Reihe von Fotografien des Prüfkörpers mit dem selben Bildausschnitt, wobei für jede Fotografie die Entfernung zwischen Kameraobjektiv und Prüfkörper und/oder die Schärfeeinstellung des Kamerasystems verändert wird, und wobei jedes Bild komprimiert abgespeichert wird; 2/11 2 c) Vergleichen der Dateigrößen der einzelnen aufgenommenen Bilder miteinander und Aufsuchen der Aufnahme mit der höchste Dateigröße, wobei der Aufnahme der höchsten Dateigröße das schärfste Bild zugeordnet wird.According to the invention, this takes place with the following steps: a) provision of an electronic camera system with at least one camera lens for carrying out photographic recordings, preferably for carrying out microscopic photography; b) performing a series of photographs of the specimen with the same image detail, wherein the distance between the camera lens and the specimen and / or the sharpness setting of the camera system is changed for each photograph, and wherein each image is stored in compressed form; 2/11 2 c) Compare the file sizes of each recorded image with each other and locate the recording with the highest file size, with the image of the highest file size being assigned the sharpest image.

Vorzugsweise wird dabei das Kameraobjektiv durch den gesamten Schärfebereich des Objektives bewegt. Dies ermöglicht ein breites Anwendungsspektrum.Preferably, the camera lens is moved through the entire focus range of the lens. This allows a wide range of applications.

Um ein nachträgliches einfaches Aufsuchen des ausgewählten Bildes zu ermöglichen.To allow a subsequent easy search of the selected image.

Zur Durchführung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Vorrichtung einen optischen Prüfstand mit einem elektronischen Kamerasystem mit zumindest einem Kameraobjektiv zur Durchführung von mikroskopischen Fotografien aufweist, wobei das Kamerasystem an einer Verstelleinheit des optischen Prüfstandes befestigt ist, und wobei der optische Prüfstand eine Aufnahme für einen Prüfkörper aufweist, und wobei über die Verstelleinheit die Entfernung zwischen der Kamera des Kamerasystems und dem Prüfkörper innerhalb des gesamten Schärfebereichs des Objektives des Kamerasystems veränderbar ist, wobei vorzugsweise das elektronische Kamerasystem mit einer digitalen Auswerte - und Steuereinheit verbunden ist. Über die Verstelleinheit kann das Kameraobjektiv beispielsweise über dessen ganzen Schärfenbereich bewegt werden. Während dieser Bewegung werden eine Reihe von fotografischen Bildern aufgenommen, im JPG-Format komprimiert und mit der Information der Entfernung zwischen Kameraobjektiv (Z-Position) und Prüfkörper abgespeichert. Nach Fertigstellung der Scans werden die Bilder analysiert und die Verstelleinheit an diejenige Position gebracht, bei der das Bild mit der meisten Dateiinformation gefunden wurde. Hier wird die Kenntnis zu Hilfe genommen, dass je größer die Bildinformation (also je schärfer das Bild ist) ist, umso größer die Dateigröße bei der Komprimierung wird.To carry out the method, it is provided that the device has an optical test stand with an electronic camera system with at least one camera lens for performing microscopic photographs, wherein the camera system is attached to an adjustment unit of the optical test stand, and wherein the optical test stand a receptacle for a test specimen The distance between the camera of the camera system and the test body can be varied within the entire focus range of the objective of the camera system via the adjustment unit, wherein preferably the electronic camera system is connected to a digital evaluation and control unit. About the adjustment, the camera lens can be moved, for example, over its entire focus area. During this movement, a series of photographic images are taken, compressed in JPG format and stored with the information of the distance between camera lens (Z-position) and test specimen. After completing the scans, the images are analyzed and the adjustment unit is moved to the position where the image with the most file information was found. Here, the knowledge is taken to help that the larger the image information (ie the sharper the image is), the larger the file size in the compression is.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert:The invention is explained in more detail below with reference to the figures:

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 schematisch den Prüfaufbau und 3/11 3Fig. 1 shows schematically the test setup and 3/11 3rd

Fig. 2 ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens.2 shows a flow chart of the method according to the invention.

Fig. 1 zeigt einen Prüfstand 1 zum Analysieren von Härteprüfeindrüeken bei Prüfkörpern 2, welche von einer Prüfkörperhalterung bzw. Aufnahme 3 des Prüfstandes 1 aufgenommen werden. Der optische Prüfstand l weist ein elektronisches Kamerasystem 4 mit einem (Mikro-)Kameraobjektiv 5 auf, welche von einer Kamerahalterung 6 des Prüfstandes i aufgenommen wird. Die Kamerahalterung 6 ist über eine Verstelleinheit 7 in der Richtung Z innerhalb des gesamten Sehärfebereichs des Mikro-Kameraobjektiv 5 bewegbar. Das Kamerasystem 4 und die Verstelleinheit 7 stehen mit einer Auswerte- und Steuereinheit 8 in Verbindung. Die Auswerte- und Steuereinheit 8 steuert die Bewegung der Verstelleinheit 7 in der Richtung Z und die Kameraauslösung des Kamerasystems. Während der Bewegung der Verstelleinheit 7 samt Kamerasystem 4 und Mikro-Kameraobjektiv 5 werden eine Anzahl n an Bildern digital aufgenommen und in ein JPG-Format komprimiert, wobei jedes Bild mit einer entsprechenden Information über die Z-Positition in der Auswerte - und Steuereinheit 8 abgespeichert wird. Nach Fertigstellung des Scans werden alle aufgenommen digitalen Bilder analysiert und das jenige Bild ausgewählt, welches die größte Dateigröße aufweist. Danach wird die Verstelleinheit 7 samt Kamerasystem 4 und Mikro-Kameraobjektiv 5 an diejenige Z-Position gebracht, bei der das Bild mit der meisten Dateiinformation gefunden wurde. Hierbei wird die Erkenntnis zu Hilfe genommen, dass je größer die Bildinformation ist, desto größer die Dateigröße bei der Komprimierung wird. Die aufgefundene Z-Position definiert jene Ebene, bei der das Bild mit der höchsten Schärfe des Härteprüfeindruckes des Prüfkörpers 2 erhalten werden kann. Somit kann die Z-Position mit der höchsten Schärfe des Härteprüfeindruckes automatisch über die Auswerte- und Steuereinheit und die Verstelleinheit 7 angefahren werden. Danach kann manuelle oder automatisch der Härteprüfeindruck analysiert werden.1 shows a test stand 1 for analyzing hardness test indices in test specimens 2, which are received by a test specimen holder or receptacle 3 of the test rig 1. The optical test stand 1 has an electronic camera system 4 with a (micro) camera lens 5, which is received by a camera mount 6 of the test bench i. The camera mount 6 is movable via an adjustment unit 7 in the direction Z within the entire Sehärfebereichs of the micro-camera lens 5. The camera system 4 and the adjustment unit 7 are connected to an evaluation and control unit 8 in connection. The evaluation and control unit 8 controls the movement of the adjustment unit 7 in the direction Z and the camera release of the camera system. During the movement of the adjusting unit 7 together with the camera system 4 and the micro-camera lens 5, a number n of images are recorded digitally and compressed into a JPG format, each image being stored with corresponding information about the Z position in the evaluation and control unit 8 becomes. After completion of the scan, all captured digital images are analyzed and the image that has the largest file size is selected. Thereafter, the adjusting unit 7 together with the camera system 4 and the micro-camera lens 5 is brought to that Z position at which the image with the most file information was found. Here, the knowledge is taken to help that the larger the image information, the larger the file size in the compression is. The found Z-position defines the plane at which the image with the highest sharpness of the hardness testimony of the test piece 2 can be obtained. Thus, the Z-position with the highest sharpness of the hardness testimony impression can be approached automatically via the evaluation and control unit and the adjusting unit 7. After that manual or automatic hardness test impression can be analyzed.

In Fig. 2 ist der Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens zwischen dem mit "Start" bezeichneten Beginn und dem mit" Stop" bezeichneten Ende dargestellt. In Schritt 10 wird die Verstelleinheit 7 über den gesamten Schärfebereich der Mikroskop-Optik 5 des Kamerasystems 4 bewegt. Währendessen werden digitale Bilder aufgenommen, komprimiert und samt der Position Z in der Auswerte- und Steuereinheit 8 abgespeichert (Schritt 2Q). Dieser Vorgang ist hier mit Scanvorgang bezeichnet. 4/11 4In Fig. 2, the flow of the method according to the invention is between that with " start " designated beginning and with " Stop " designated end shown. In step 10, the adjustment unit 7 is moved over the entire focus range of the microscope optics 5 of the camera system 4. Meanwhile, digital images are taken, compressed and stored together with the position Z in the evaluation and control unit 8 (step 2Q). This process is called scanning here. 4/11 4

Nach dem durch die Schritte 10 und 20 beschriebenen Scanvorgang werden die abgespeicherten Bilder im Schritt 30 analysiert und das Bild mit der höchsten Dateigröße ausgesucht, indem die einzelnen Bilder aus dem Speicher der Auswerte-und Steuereinheit 8 ausgelesen und miteinander hinsichtlich der Dateigröße verglichen werden (Schritt 40). Mit dem in Schritt 50 beschriebenen Aufsuchen der Position Z des ausgewählten schärfsten Bildes durch die Verstelleinheit 7 endet das Verfahren zur Detektion der schärfsten Ebene des Härteprüfeindruckes bei dem Prüfkörper. Danach kann die automatische oder halbautomatische Auswertung des Härteprüfeindruckes erfolgen. 5/11After the scanning operation described by steps 10 and 20, the stored images are analyzed in step 30 and the image with the highest file size is selected by reading the individual images from the memory of the evaluation and control unit 8 and compared with each other in terms of file size (step 40). With the search of the position Z of the selected sharpest image by the adjustment unit 7 described in step 50, the method for detecting the sharpest plane of the hardness testimony in the test body ends. Thereafter, the automatic or semi-automatic evaluation of the hardness testimony can be done. 5/11

Claims

1. A method for focusing contrasting image details, in particular for computer-assisted evaluation of hardness tests of a test specimen (2), comprising the following steps: a) providing an electronic camera system (4) with at least one camera objective (5), preferably one Micro-camera lens for taking photographs, preferably for carrying out microscopic photography; b) performing a series of photographs of the specimen (2) with the same image detail, the distance between the camera lens (5) and specimen (2) and / or the sharpness setting of the camera system (4) being changed for each photograph, and each Image is compressed and stored; c) Compare the file sizes of each recorded image with each other and locate the recording with the highest file size, assigning the sharpest image to the file with the largest file size.

2. The method according to claim 1, characterized in that in step b) the camera lens (5) through the entire focus range of the camera lens (5) is moved.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that in step b) to each image, the corresponding distance between the camera lens (5) and test specimen (2) and / or the corresponding sharpness setting is stored.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that in step b) before the storage of each image, a JPEG image compression is performed. 6/11 6

5. A device for carrying out the method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the device is an optical test stand (1) with an electronic camera system with at least one camera lens (5) for performing photographs, preferably a micro-camera lens to perform of microscopic photographs, the camera system being attached to an adjustment unit (7) of the optical test stand (1), and wherein the optical test stand (1) has a receptacle (3) for a test specimen (2), and wherein via the adjustment unit (7) the distance (z) between the camera lens (5) of the camera system (4) and the test body within the entire focus range of the camera lens (5) of the camera system (4) is variable.

6. Device according to claim 5, characterized in that the electronic camera system (4) is connected to a digital evaluation and control unit (8). 2013 04 10 Fu / Bt 7/11