DE4120289C2 - Verfahren zum Erlangen numerischer Werte für das visuelle Glanz-, Glätte- und Dickeempfinden beim Beobachten eines aufgetragenen Farbfilms - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erlangen nu­ merischer Werte für das visuelle Glanz-, Glätte- und Dickeemp­ finden beim Beobachten eines aufgetragenen Farbfilms gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bekannte Systeme zur Auswertung der Unebenheit der Oberfläche eines aufgetragenen Farbfilms oder dergleichen sind ausgelegt, die Messung nach Kontakt mit der Oberfläche des aufgetragenen Farbfilms auszuführen. Folglich macht die Anwendung solcher Auswertesysteme die Auswertung des Farbfilms, welcher auf ei­ ner Oberfläche aufgetragen ist, die eine Vielzahl von Krüm­ mungen wie ein Fahrzeuggehäuse hat, unmöglich, und macht eben­ falls eine automatische Inspektion des aufgetragenen Farbfilms in einem Produktionsprozeß von Kraftfahrzeugen unmöglich. Zu­ sätzlich ist es in jedem der oben aufgeführten herkömmlichen Auswertesysteme unmöglich, ein breites Blickfeld zur Auswer­ tung zu erlangen, so daß dort Streuungen in den Auswertedaten auftreten, während der unmögliche Nachweis einer Unebenheit in der Größenordnung von einigen cm gemacht wird.

Um die obigen Probleme zu lösen, sind Verfahren zur quantita­ tiven Bestimmung von Glanz und Helligkeit eines aufgetragenen Farbfilms bekannt, bei denen ein rechteckiges Muster auf die Oberfläche eines aufgetragenen Farbfilms projiziert wird. Das reflektierte Licht des projizierten Musters wird von einem eindimensionalen photoelektrischen Element empfangen. Der Streuungszustand des reflektierten Lichts wird durch Verwen­ dung eines Leistungsspektrums nach Fourier-Transformation quantitativ bestimmt. Zusätzlich ist kürzlich vorgeschlagen worden, ein zweidimensionales Bild zu verarbeiten, wie in JP 63-274847 (A) offenbart.

Jedoch sind Schwierigkeiten in den obigen herkömmlichen Syste­ men und Verfahren zur Auswertung des Glanzes und der Hellig­ keit des aufgetragenen Farbfilms aufgetreten, denn die resul­ tierenden Auswertedaten korrelieren nicht mit denjenigen, wel­ che auf der menschlichen optischen Beobachtung beruhen. Zu­ sätzlich ist es schwierig, den Glanz und die Helligkeit in dem Fall zu messen, wenn die Oberfläche des aufgetragenen Farb­ films eine relativ große Krümmung hat, z. B. im Fall des Farb­ films, welcher auf einem Fahrzeuggehäuse aufgetragen ist. Wei­ terhin ist es auch nachteilig, daß die resultierenden Auswer­ tedaten unvorhersehbar in einem weiten Bereich streuen, selbst bei Messungen oder Auswertungen unter den gleichen Bedingun­ gen. Deshalb sind die oben genannten herkömmlichen Systeme und Verfahren zur Auswertung des Glanzes und der Helligkeit des aufgetragenen Farbfilms vom praktischen Standpunkt aus proble­ matisch.

Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, ein verbesser­ tes Verfahren zur Auswertung der Helligkeit eines aufgetrage­ nen Farbfilms anzugeben, bei welchem die resultierenden Aus­ wertedaten in enger Korrelation zu denjenigen sind, welche auf der menschlichen optischen Beobachtung beruhen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß das Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 ausge­ führt wird.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren werden Bildinformationsda­ ten entsprechend der Unebenheit der Oberfläche des aufgetrage­ nen Farbfilms in eine Vielzahl von Ortsfrequenzbereichen auf geteilt. Die Ortsfrequenzbereiche werden nacheinander unabhän­ gig quantitativ bestimmt, um die Helligkeit des aufgetragenen Farbfilms auszuwerten. Folglich wird eine derartige Auswertung unter einer Bedingung ausgeführt, welche nahe derjenigen ist, die auf der menschlichen optischen Beobachtung beruht. Die Gründe hierfür sind die folgenden:

Ein aufgetragener Farbfilm wird so empfunden, als ob er wenig­ stens drei Wirkungen in Übereinstimmung mit den Ortsfrequenzen der Unebenheit der Oberfläche hat. Ein erster Ortsfrequenzbe­ reich (dargestellt in Wellenlänge) nicht größer als etwa 0,1 mm wird empfunden als ein sogenanntes Glanzempfinden. Ein zweiter Ortsfrequenzbereich (dargestellt in Wellenlänge) zwi­ schen etwa 0,1 mm und etwa 1 mm wird empfunden als ein soge­ nanntes Dickeempfinden. Ein dritter Ortsfrequenzbereich (dargestellt in Wellenlänge) zwischen etwa 1 mm und etwa 10 mm wird empfunden als ein sogenanntes Glät­ te(orangenhautähnliches)-Empfinden. Innerhalb des dritten Ortsfrequenzbereichs entspricht ein Frequenzteil (dargestellt in Wellenlänge) von über 10 mm einer Welligkeit der aufgetra­ genen Farbfilmoberfläche und kann von dem Glätteempfinden ent­ fernt werden, da die Welligkeit nicht ein so unangenehmes Emp­ finden hervorruft, daß die Qualität eines Produkts herabge­ setzt wird. In diesem Zusammenhang können sich diese Ortsfre­ quenzbereiche, welche den obigen Empfindungen entsprechen, in Übereinstimmung mit dem Auswerter und den Auswertebedingungen (z. B. eine Entfernung zwischen dem Auswerter und dem aufgetra­ genen Farbfilm) leicht verschieben, so daß eine Überlappung zwischen den angrenzenden Ortsfrequenzbereichen auftritt; je­ doch die Unabhängigkeit von jedem Ortsfrequenzbereich kann nicht verloren gehen. Die oben erwähnten Ortsfrequenzbereiche sind allgemein definierte Werte. Deshalb wird der Glanz und Helligkeit gemäß der vorliegenden Erfindung nach all den quan­ titativ bestimmten Auswertedaten, welche den bestimmten Emp­ findungen entsprechen, berechnet, so daß die Auswertung bei einer Bedingung erreicht werden kann, welche nahe derjenigen ist, die auf menschlicher optischer Beobachtung beruht.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Hierbei stellen dar:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Systems zur Durch­ führung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 2 eine Darstellung, welche ein Beispiel eines Bildes zeigt, aufgenommen mit einer Bildverarbeitungsvor­ richtung des Systems gemäß Fig. 1,

Fig. 3 ein Flußdiagramm, welches ein Beispiel für eine Ver­ arbeitung des Bildes zeigt, welches mit der Bildver­ arbeitungsvorrichtung aufgenommen wurde,

Fig. 4 eine graphische Darstellung, welche verwendet wird, um ein sogenanntes Glanzempfinden des aufgetragenen Farbfilms in der Verarbeitung gemäß Fig. 3 quantita­ tiv zu bestimmen,

Fig. 5A eine graphische Darstellung, welche die Korrelation zwischen einem bildverarbeitenden Wert und einem or­ ganoleptischen Wert in Ausdrücken eines sogenannten Glätteempfindens des aufgetragenen Farbfilms zeigt,

Fig. 5B ist eine graphische Darstellung gemäß Fig. 5A, je­ doch in Ausdrücken eines sogenannten Dickeempfin­ dens, und

Fig. 5C ist eine graphische Darstellung gemäß Fig. 5A, je­ doch in Ausdrücken des Glanzempfindens des aufgetra­ genen Farbfilms.

In Fig. 1 wird ein Beispiel eines Systems 10 zur Auswertung oder Messung eines Glanzes und einer Helligkeit eines aufge­ tragenen Farbfilms gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren ge­ zeigt. Das Meßsystem 10 weist ein Lichtquellengehäuse 11a auf, in welchem eine Lichtquelle 11c angeordnet ist. Das Licht der Lichtquelle 11c wird in dem Gehäuse 11a homogen gestreut und tritt durch eine in dem Gehäuse 11a angeordnete Zerstreuungs­ platte 11d hindurch. Das Licht, welches durch die Zerstreu­ ungsplatte 11d hindurchgetreten ist, tritt dann durch Schlitze 11b, so daß das austretende Licht (ein Helligkeits- und Dun­ kelheitsmuster), auf die Oberfläche eines aufgetragenen Farb­ films 13a, welcher auf einer Schicht oder Platte 13 ausgebil­ det ist, mit einem vorbestimmten Einfallswinkel (nicht gekenn­ zeichnet) gestrahlt wird. Das derart ausgestrahlte Licht wird von der Oberfläche des aufgetragenen Farbfilms 13a reflektiert und tritt in eine CCD(charge-coupled device)-Kamera 12 ein, welche das reflektierte Licht aufnimmt. Die in der CCD-Kamera aufgenommenen Bildinformationen werden an eine Bildverarbei­ tungsvorrichtung 14 geliefert. Die Bildverarbeitungsvorrich­ tung 14 weist einen Bildverarbeitungsteil 14a auf, in welchen die Bildinformationen von der CCD-Kamera 12 eingegeben werden. In den Bildverarbeitungsteil 14a werden die Bildinformationen eines Einzelbildes in digitale Informationen mittels eines A/D-Konverters umgewandelt. Die digitalen Informationen weisen 512 × 512 Bildelemente auf, wobei jedes von ihnen 256 Hellig­ keits(oder Dunkelheits)-Töne aufweist. Jedes Bildelement ent­ spricht einem Bit. Die digitalen Informationen werden dann in einem Einzelbildspeicher 14b gespeichert und an ein Rechenteil 14c geliefert. In dem Rechenteil 14c werden die digitalen In­ formationen oder Daten aus dem Einzelbildspeicher 14b für be­ treffende Ortsfrequenzbereiche gemäß einem Verfahren quantita­ tiv bestimmt, welches genauer nachfolgend ausgeführt wird.

Ein Ausführungsbeispiel eines Auswerte- oder Meßverfahrens für die Helligkeit des aufgetragenen Farbfilms 13a auf einer Schicht (z. B. eine Stahlschicht eines Kraftfahrzeuggehäuses) wird nachfolgend beschrieben.

Fig. 2 zeigt ein Beispiel eines Originalbildes, aufgenommen mit der CCD-Kamera 12. Das Bild ist ein zweidimensionales Hel­ ligkeits- und Dunkelheitsbild oder Muster und hat ein opti­ sches Feld von 50 mm × 50 mm. Das optische Feld ist aufgeteilt in 512 × 512 Bildelemente, so daß jedes Bildelement die Bil­ dinformation von etwa 0,1 mm darstellt. Wie aus Fig. 2 er­ sichtlich, ist das Muster, welches auf die Oberfläche des auf­ getragenen Farbfilms 13a gestrahlt wurde, mit einer bestimmten Frequenz gemäß der Unebenheit der aufgetragenen Farbfilmober­ fläche verbogen oder gestört.

Gemäß dem Auswerteverfahren wird zuerst die Verbiegung oder Störung des Musters in Fig. 2 für eine Vielzahl von Ortsfre­ quenzbereichen quantitativ bestimmt. Bei diesem Auswertever­ fahren wird ein Glättungsverfahren als ein Bandpaßfilter für die Ortsfrequenzen angewandt, bei welchem die Ortsfrequenzen in eine Vielzahl von Bereichen abgesondert werden. Das Auswer­ teverfahren wird mit Hinweis auf das Flußdiagramm gemäß Fig. 3 näher erklärt werden.

In dem Flußdiagramm gemäß Fig. 3 werden in einem Schritt S1 die Daten der Bildinformationen (welche von der CCD-Kamera 12 aufgenommen wurden) entsprechend dem Bild gemäß Fig. 2 in die Bildverarbeitungsvorrichtung 14 eingegeben. Die Daten beinhal­ ten Bildinformationen von 512 (Bildelemente) × 512 (Bildelemente) × 256 (Töne). In einem Schritt S2 wird eine An­ zahl (n) von Ortsfrequenzbereichen der Wellenformen der Ver­ biegung in der Karte gemäß Fig. 2 bestimmt und in die Bildver­ arbeitungsvorrichtung 14 eingegeben, wobei die Frequenzbe­ reiche voneinander getrennt sein sollen. In diesem Fall sind es vier Ortsfrequenzbereiche, welche vier Beschaffenheitsemp­ findungen des aufgetragenen Farbfilms 13a entsprechen, z. B. einer Welligkeit der aufgetragenen Farbfilmoberfläche oder ei­ ner Krümmung der Schicht (oder eines Artikels), welche mit dem Farbfilm beschichtet ist, ein Glätteempfinden, ein Dickeemp­ finden und ein Glanzempfinden. Obwohl die Anzahl der Ortsfre­ quenzbereiche vier zu sein scheint, hat der Ortsfrequenzbe­ reich entsprechend der Welligkeit und der Krümmung keine Kor­ relation zu der Qualität des aufgetragenen Farbfilms und wird deshalb nur als ein Maß zur Erhaltung des Glätte-, Dicke- und Glanzempfindens verwendet, ohne quantitativ bestimmt zu wer­ den. Folglich ist die aktuelle Anzahl (n) der eingegebenen Ortsfrequenzbereiche drei entsprechend dem Glätte-, Dicke- und Glanzempfindens. In einem Schritt S3 werden die betreffenden Ortsfrequenzbereiche bestimmt und in die Bildverar­ beitungsvorrichtung 14 eingegeben. In diesem Beispiel ist der Frequenzbereich entsprechend der Welligkeit oder der Krümmung größer als derjenige, welcher einer Wellenlänge von 10 mm ent­ spricht. Der Frequenzbereich entsprechend dem Glätteempfinden ist zwischen einer Frequenz, welche einer Wellenlänge von 10 mm entspricht und einer Frequenz, welche einer Wellenlänge größer als 1,0 mm entspricht. Der Frequenzbereich entsprechend dem Dickeempfinden ist zwischen einer Frequenz, welche der Wellen­ länge von 1,0 mm entspricht und einer Frequenz, welche der Wel­ lenlänge größer als 1,0 mm entspricht. Der Frequenzbereich ent­ sprechend dem Glanzempfinden ist kleiner als eine Frequenz, welche einer Wellenlänge von 0,1 mm entspricht. Der Bezugsbuch­ stabe q im Schritt S3 in Fig. 3 gibt die Anzahl an, wieviel Mal der Ortsfrequenzbereich eingegeben wird.

Falls die Wellenlänge, welche als eine Grenze zwischen den an­ liegenden Ortsfrequenzbereichen dient, größer ist als ein Auf­ lösungsvermögen (das Blickfeld + 512), so geht in einem Schritt S4 der Ablauf zu einem Schritt S5, um die Bildinformationsdaten der Welligkeit oder der Krümmung, des Glätteempfindens und des Dickeempfindens zu verarbeiten. Falls die gleiche Wellenlänge kleiner ist als das Auflösungsvermögen, dann geht der Ablauf zu einem Schritt S13, um die Bildinformationsdaten des Glanzempfin­ dens zu verarbeiten. Da das Auflösungsvermögen der Bildinfor­ mationsdaten in diesem Beispiel etwa 0,1 mm ist, ist das Glan­ zempfinden, welches eine Wellenlängenkomponente kleiner als 0,1 mm hat, außerhalb des Auflösungsvermögens und kann deshalb nicht verarbeitet werden, wenn das Blickfeld nicht geändert (ver­ größert) wird oder andernfalls ein anderer Algorithmus nicht verwendet wird.

In einem Schritt S5 wird eine Anzahl von Bildelementen zur Glät­ tung bestimmt. Mit anderen Worten, die Größe einer Maske zur Glättung wird gesetzt, um eine höhere Frequenz(kleine Wellenlän­ gen)seite abzuschneiden relativ zu dem Frequenzbereich, welcher ausgesondert wird. In einem Schritt S6 wird das ganze Einzelbild nach Bewegen der Maske geglättet. In einem Schritt S7 wird der die Schritte S3 bis S6 aufweisende Ablauf mit der Anzahl (n) der Frequenzbereiche, welche ausgesondert werden, wiederholt. In einem Schritt S8 wird eine Helligkeitsdifferenz zwischen dem hochfrequenzseitigen abgeschnittenen Bild und dem Originalbild durch Subtraktion der beiden Bilder berechnet. In einem Schritt S9 wird die Differenz in ihrem absoluten Wert durch Streichen von + und - umgewandelt, da nur die Größe der Differenz wichtig ist. In einem Schritt S10 werden alle Differenzen zwischen den zwei Bilder akkumuliert. In einem Schritt S11 wird ein in dem Schritt S10 akkumulierter Wert als ein Auswertewert ausgegeben. In einem Schritt S12 wird der die Schritte S3 bis S11 auf­ weisende Fluß mit der Anzahl (n) der Frequenzbereiche wieder­ holt, welche ausgesondert werden. In einem Schritt S13 wird ein Parameter durch Berechnung der Differenz zwischen einem dunklen Teil und einem hellen Teil in dem Originalbild erlangt, da das Glanzempfinden die Wellenlängenkomponente kleiner als das Auflö­ sungsvermögen hat. Noch spezifischer, die Helligkeitsdifferenz zwischen dem dunklen Teil nahe dem hellen Teil und dem dunklen Teil genügend weit weg von dem hellen Teil wird gemessen. Die derart erlangte Helligkeitsdifferenz wird im Schritt S10 akkumuliert.

Die Trennung der Ortsfrequenzbereiche nach dem Glätten, wie in den Schritten 5 bis 10 gezeigt, wird nachfolgend genauer beschrieben.

Zuerst wird das Bild (die Welligkeit und Krümmung), welches eine Wellenlängenkomponente größer als 10 mm hat, definiert. In Fig. 2 werden die Koordinaten des Bildelements gesetzt als (Xi, Yj), wobei i = 0, 1, 2, . . ., 511, und j = 0, 1, 2, . . . 511, ist. Die Helligkeit des Bildelements wird als Zij gesetzt. Zur Definition des Welligkeits- und Krümmungsbildes werden Wellenlängen, welche nicht größer als 10 mm sind, gestrichen, wobei der Wert von Zij neu definiert wird als ein Durchschnittswert von ± 50 Bildelementen (jedes dargestellt durch den Bezugsbuchstaben p) in der horizontalen Richtung oder der Richtung der x-Achse in Fig. 2, wobei Z*ij wie in der Gleichung (1) gezeigt in einem Bereich von 50 ≦ i ≦ 461 erhalten wird:

Um als nächstes das Bild (in Verbindung mit dem Glätteempfin­ den) zu definieren, welches Wellenlängenkomponenten nicht grö­ ßer als 10 mm und größer als 1,0 mm hat, werden die Wellen­ längen nicht größer als 1,0 mm gestrichen, wobei der Wert von Zij neu definiert wird als ein Durchschnittswert von ± 5 Bild­ elementen in der horizontalen Richtung oder der Richtung der x-Achse in Fig. 2, wobei Z**ij wie in Gleichung (2) gezeigt, in einem Bereich von 5 < i < 506 erhalten wird:

Die so neu definierten Z*ij und Z**ij werden in einem Einzel­ bildspeicher abgespeichert, welcher ein anderer ist als derje­ nige für die Information des Originalbildes. In Übereinstim­ mung mit den abgespeicherten Z*ij und Z**ij werden die Verbie­ gungen (Wellenformen) oder Störungen des Bildes in Verbindung mit dem Glätteempfinden und dem Dickeempfinden dargestellt als Tönungsänderungen in Gleichungen (3) und (4):

Glätteempfinden: Zhij = Z**ij - Z*ij (3)

Dickeempfinden: Znij = Zij - Z*ij (4)

In diesem Beispiel werden alle Bildinformationen, welche den Wellenformen (in Verbindung mit dem Glätte- und dem Dicke­ empfinden) des Bildes in Fig. 2 entsprechen, akkumuliert als absolute
Werte im ganzen Blickfeld, wobei sie durch die folgenden Glei­ chungen (5) und (6) quantitativ bestimmt werden:

Glätteempfinden: Th = ΣΣ |Zhij← (5)

Dickeempfinden: Tn = ΣΣ |Znij| (6)

Obwohl die obige Glättung so beschrieben worden ist, daß sie nur in der horizontalen Richtung der x-Achse in Fig. 2 ausgeführt wurde, ist dies so zu verstehen, daß eine derartige Glättung auch nur in der vertikalen Richtung oder der Richtung der y-Achse ausgeführt werden kann oder aber auch in der horizontalen und vertikalen Richtung ausgeführt werden kann, wobei Fenster in den entsprechenden Richtungen verwendet werden. Falls die Genau­ igkeit der Trennung der Wellenlängen (Frequenz)komponenten bei derartigen Glättungen nicht zu hoch ist, ist eine zweidimen­ sionale Glättung mit einem Fenster effektiv, da eine beträchtli­ che Zeit erforderlich ist.

Da nur die Glättung gezeigt und beschrieben worden ist, um die quantitativ bestimmten Werte der Gleichungen (5) und (6) zu erhalten, wird darauf hingewiesen, daß das folgende Verfahren zum gleichen Zweck ausgeführt werden kann:

Filterung mit einer gewünschten Frequenz wird an einem Bild aus­ geführt, nachdem es durch eine zweidimensionale FFT (schnelle Fourier-Transformation) verarbeitet wurde, und dann wird das Bild nach der Filterung durch eine umgekehrte FFT verarbeitet, wobei ein neues zweidimensionales Bild definiert wird.

Nachfolgend wird die quantitative Bestimmung des Glanzempfindens in den Schritten 4, 13 und 10 von Fig. 3 mit Hinweis auf Fig. 4 genauer erklärt werden. Da das Glanzempfinden aus einer Ortsfre­ quenzkomponenten nicht größer als 0,1 mm in der Wellenlänge resultiert, ist das Auflösungsvermögen mit dem Blickfeld ungenügend, welches in dem oben beschriebenen Verfahren benutzt wurde. Es ist natürlich möglich, das Blickfeld durch Verwendung von Nahaufnahmetechniken oder ähnlichem so zu vergrößern, um die Ortsfrequenzkomponente in der gleichen Weise wie oben beschrie­ ben zu trennen. Jedoch wird dies ein optisches System des Meß­ systems komplizierter machen, was eine höhere Genauigkeit beim Setzen der Brennweite und ähnlichem erfordert. Folglich wird in diesem Beispiel eine weitere praktische Technik angewandt, um das aufgenommene Bild von Fig. 2 so zu verwenden wie es ist und auch mit dem gleichen Blickfeld wie in dem oben beschriebenen Verfahren. Diese Technik macht es möglich, das Glanzempfinden mit einem Algorithmus quantitativ zu bestimmen, der einem sol­ chen ähnlich ist, wie ein Mensch das Glanzempfinden auswertet.

Zuerst wird ein Helligkeitsniveau Z in einem Punkt x_i der x-Achse und entlang der y-Achse, wie in Fig. 4 gezeigt, extrahiert. Falls das Helligkeitsempfinden niedrig ist, geschieht die Streu­ ung des Lichts infolge der Unebenheit (klein in Wellenlänge) der Oberfläche des aufgetragenen Farbfilms. Dies resultiert in einer Erscheinung, daß der Helligkeitswert in einem dunklen Teil (schraffierter Teil in Fig. 2) nahe einem hellen Teil (nicht­ schraffierter Teil in Fig. 2) nicht genügend erniedrigt werden kann verglichen mit einem anderen dunklen Teil (schraffierter Teil in Fig. 2) genügend weit entfernt von dem hellen Teil. Diese Erscheinung wird mittels Fig. 4 definiert werden. In Fig. 4 ist der Helligkeitswert des dunklen Teils genügend weit weg von dem hellen Teil Z0i; und der Helligkeitswert des Zentrums des dunklen Teils zwischen den hellen Teilen ist Z1i. Das Glanz­ empfinden kann erlangt werden von der Differenz zwischen den Helligkeitswerten Z0i und Z1i. Somit wird in diesem Beispiel das Glanzempfinden definiert durch die folgende Gleichung (7):

Glanzempfinden: Tt = Σ (Z1i - Z0i) (7)

Um die Korrelation oder Übereinstimmung des Glätte-, Dicke- und Glanzempfindens Th, Tn, Tt, welche in der oben beschriebenen Weise bestimmt wurden, mit organoleptischen Auswertungen von solchen Empfindungen zu bestätigen, wurden Experimente aus­ geführt, wobei die Ergebnisse der Fig. 5A bis 5C erreicht wur­ den. In den Experimenten wurden neun Proben durch aufgetragene Farbfilme auf entsprechenden neun Stahlschichten präpariert, wobei die Oberflächenbedingungen der aufgetragenen Farbfilme verschieden verändert wurden. An den so präparierten Proben wurde die Auswertung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren durchgeführt, um einen bildverarbeitenden Wert oder den Aus­ wertewert zu erhalten, und die organoleptische Auswertung wur­ de durchgeführt, um einen organoleptischen Wert zu erhalten. Die Resultate für die Auswertungen des Glätteempfindens, des Dickeempfindens und des Glanzempfindens sind in den Fig. 5A, 5B und 5C entsprechend gezeigt. Aus den Fig. 5A, 5B und 5C ist ersichtlich, daß es eine enge Korrelation zwischen den bild­ verarbeitenden Werten und den organoleptischen Werten gibt.

Deshalb kann gemäß dem erfindungsgemäßen oben beschriebenen Auswerteverfahren die Helligkeit in einem Sinne nahe dem menschlichen tatsächlichen Empfinden automatisch ausgewertet werden mittels Ausführung einer totalen quantitativen Bestim­ mung basierend auf den quantitativ bestimmten Empfindungen Th. Tn. Tt.

Obwohl nur ein spezifisches Ausführungsbeispiel des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens beschrieben wurde, sind auch Modifika­ tionen und Veränderungen der Erfindung möglich. Z.B. können in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel auch andere Orts­ frequenzbereiche als die oben erwähnten durch Änderung des Blickfeldes des Bildes extrahiert werden, welches in der Bild­ verarbeitungsvorrichtung 14 aufgenommen wurde. Folglich kann die Anwendung dieser Behandlung einen Auswertewert entspre­ chend einem Faktor ergeben, bei welchem ein Fehler in der Farbfilmbeschichtung gemacht wurde. Z.B. kann eine fehlerhafte Orientierung von Aluminiumflocken in einem metallischen An­ strich ausgewertet werden, nachdem von dem Glätteempfinden des aufgetragenen Farbfilms extrahiert wurde.

Wie oben beschrieben, wird das auf die Oberfläche des aufge­ tragenen Farbfilms projizierte Helligkeits- und Dunkelheitsmu­ ster aufgenommen und in die Bildverarbeitungsvorrichtung ge­ bracht. Eine Störung des aufgenommenen Musters wird in eine Vielzahl von Ortsfrequenzbereichen separiert. Jeder der Orts­ frequenzbereiche wird quantitativ berechnet, wobei der Glanz und die Helligkeit des aufgetragenen Farbfilms berechnet wird. Hierbei können Auswerteresultate in guter Übereinstimmung mit menschlichen Sinnesempfindungen sofort und ohne mechanischen Kontakt mit dem aufgetragenen Farbfilm erreicht werden.

Falls das erfindungsgemäße Verfahren in der Produktion von Kraftfahrzeugen verwendet wird, können Farbfilme mit einer Vielzahl von Farben und aufgetragen auf einer Vielzahl von Formen von Fahrzeuggehäusen zur Auswertung gemessen werden. Darüber hinaus kann eine Vielzahl von verarbeiteten Bildern auf der Basis von projizierten Mustern gebildet werden, wobei der Unterschied im Helligkeitsniveau zwischen den verarbeite­ ten Bildern berechnet wird und somit ein Auswertewert erhalten wird. Folglich ist in diesem Ausführungsbeispiel eine Korrek­ tur für den Unterschied in Farbe (z. B. Korrektur für binäre Niveaus) nicht notwendig. Zusätzlich kann das oben beschrie­ bene Ausführungsbeispiel effektiv angewandt werden zur Auswer­ tung des Glanzes und der Helligkeit der Filmschicht, welche auf eine Fahrzeuggehäuseoberfläche mit einer Vielzahl von Krümmungen aufgetragen ist, wobei eine Ortsfrequenzkomponente entsprechend den gekrümmten Farbfilmoberflächen beseitigt wird. Dies macht eine on-line-Messung des Glanzes und der Hel­ ligkeit des aufgetragenen Farbfilms bei einem Anstrich von Kraftfahrzeugen möglich, was bisher mittels herkömmlicher ähn­ licher Verfahren und Systeme schwierig war.

Claims (2)

1. Verfahren zum Erlangen numerischer Werte für das visuelle Glanz-, Glätte- und Dickeempfinden beim Beobachten eines auf­ getragenen Farbfilms mit den folgenden Schritten:

• a) Projizieren eines zweidimensionalen Helligkeits- und Dun­ kelheitsmusters auf den aufgetragenen Farbfilm;
• b) Aufnehmen des zweidimensionalen Helligkeits- und Dunkel­ heitsmusters nach der Reflexion an dem aufgetragenen Farbfilm mittels eines elektronischen, zweidimensionalen Bildaufnahmegeräts mit einer vorgegebenen Anzahl von Bildpunkten;
• c) Umwandeln des von dem Bildaufnahmegerät aufgenommenen Helligkeits- und Dunkelheitsmusters in digitale Bildin­ formationen mittels eines A/D-Wandlers;
• d) Verarbeiten der digitalen Bildinformationen in einem Re­ chenteil, dadurch gekennzeichnet, daß das Verarbeiten der digitalen Bildinformationen umfaßt:
  • d1) Bilden eines ersten und zweiten arithmetischen Mittel­ werts für eine Vielzahl von Bildpunkten, wobei der erste arithmetische Mittelwert durch Summieren der Helligkeits­ werte einer ersten Anzahl von nebeneinanderliegenden Bildpunkten entlang einer den zu mittelnden Bildpunkt als Mittelpunkt aufweisenden geraden Linie und Dividieren der erhaltenen Summe durch die erste Anzahl der aufsummierten Bildpunkte erhalten wird, wobei der zweite arithmetische Mittelwert durch Summieren der Helligkeitswerte einer zweiten Anzahl von nebeneinanderliegenden Bildpunkten entlang der den zu mittelnden Bildpunkt als Mittelpunkt aufweisenden geraden Linie und Dividieren der erhaltenen Summe durch die zweite Anzahl der aufsummierten Bild­ punkte erhalten wird, und wobei die erste Anzahl größer ist als die zweite Anzahl;
  • d2) Bilden der Differenz jeweils zwischen dem originalen Hel­ ligkeitswert und dem dazugehörigen ersten Mittelwert und Aufsummieren der Absolutwerte der so erhaltenen ersten Differenzwerte, um einen dem visuellen Dickeempfinden entsprechenden Wert (4) zu erhalten;
  • d3) Bilden der Differenz jeweils zwischen dem ersten Mittel­ wert und dem dazugehörigen zweiten Mittelwert und Aufsum­ mieren der Absolutwerte der so erhaltenen zweiten Diffe­ renzwerte, um einen dem visuellen Glätteempfinden ent­ sprechenden Wert (3) zu erhalten;
  • d4) Bestimmen von ersten Bildpunkten niedriger Helligkeit, die in einem ersten dunklen Bereich nahe eines hellen Be­ reichs des Helligkeits- und Dunkelheitsmusters liegen, und Bestimmen von den ersten Bildpunkten zugeordneten zweiten Bildpunkten niedriger Helligkeit, die in einem zweiten dunklen Bereich, der weiter entfernt ist von dem hellen Bereich als der erste dunkle Bereich, liegen;
  • d5) Bilden der Differenz jeweils zwischen der Helligkeit des ersten und des zugeordneten zweiten Bildpunktes und Auf­ summieren der so erhaltenen dritten Differenzwerte, um einen dem visuellen Glanzgefühl entsprechenden Wert (7) zu erhalten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweidimensionale Helligkeits- und Dunkelheitsmuster nach der Reflexion an dem aufgetragenen Farbfilm mittels einer CCD-Ka­ mera aufgenommen wird.