EP1488378A2 - Method for evaluating the signals of an electronic image sensor and system for evaluating the position of the edge of a test piece - Google Patents
Method for evaluating the signals of an electronic image sensor and system for evaluating the position of the edge of a test pieceInfo
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- EP1488378A2 EP1488378A2 EP03717107A EP03717107A EP1488378A2 EP 1488378 A2 EP1488378 A2 EP 1488378A2 EP 03717107 A EP03717107 A EP 03717107A EP 03717107 A EP03717107 A EP 03717107A EP 1488378 A2 EP1488378 A2 EP 1488378A2
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- G06T2207/30—Subject of image; Context of image processing
- G06T2207/30108—Industrial image inspection
- G06T2207/30124—Fabrics; Textile; Paper
Definitions
- the invention relates to a method for signal evaluation of an electronic image sensor and an arrangement for evaluating the position of a body edge of a test specimen according to claims 1 or 8.
- a frequently asked task when using electronic image sensors in the pattern recognition of test specimens is to recognize or to assess the position and the course of body edges, in particular straight body edges.
- Image sensors that are designed as line sensors are usually used for such tasks.
- the light-sensitive pixels are arranged side by side in at least one line. Since the edge position of the body edge to be assessed can vary widely in many applications, the absolute number of light-sensitive pixels must be adjusted in accordance with this expected range. The expectation range can be mapped on the line sensor using optics adapted to the corresponding application.
- EP 0 704 821 A2 describes a method for checking objects which are moved past a camera in different positions.
- EP 0 108 470 A1 describes a rotating line sensor, past which objects are transported.
- the invention has for its object to provide a method for signal evaluation of an electronic image sensor and an arrangement for evaluating the position of a body edge of a test specimen.
- the invention is based on the basic idea of replacing the line sensors previously used in evaluating the position of a body edge with surface sensors which have at least two pixel lines and two pixel columns. Because of the widespread use of area sensors, for example in digital cameras, such area sensors are available at low cost.
- the maximum achievable resolution when using such surface sensors is increased in that the body edge to be evaluated is moved past the image sensor in such a way that the body edge does not run parallel to the pixel rows and pixel columns.
- the maximum resolution of the pixels in only one pixel row or only one pixel column is essentially determined by the distance between the light-sensitive areas of the neighboring pixels.
- the body edge to be evaluated is not moved past the image sensor parallel to the pixel rows and pixel columns, it can be achieved that all Areas of the body edge are detected by the pixels arranged one behind the other in the direction of movement. If you look at the image sensor in the direction of movement of the test specimen, the tilting angle between the direction of movement of the test specimen and the edges of the pixel rows or pixel columns shows that the light-sensitive areas of each of the gaps between the light-sensitive areas of the pixels in a pixel row or pixel column Pixels are arranged in the next row of pixels or the column of pixels or pixel column that extends further behind.
- the image sensor Since the image sensor is not arranged in the direction of the direction of movement, there is a certain offset between the light-sensitive areas between the pixels arranged in series in a row or pixel column.
- the light-sensitive area should take up an area proportion of approximately 30% to 45% of the total area of a pixel.
- the body edge of the test body is then recorded at least in two relative positions in succession as it moves past the image sensor and the output signals emitted by the corresponding pixels, which are arranged below the body edge at the respective recording times, are evaluated together in the evaluation unit. If the speed of movement of the test specimen and the time interval between the individual recordings is known, the image data of the recordings taken in succession can be related to one another by appropriate conversion such that the body edge to be evaluated can be assessed in all areas.
- the image sensor is mounted such that it can be adjusted so that the position of the pixel rows or pixel columns can be adjusted relative to the course of the body edge to be evaluated during the conveying movement past the image sensor.
- this makes it possible to change the offset between the light-sensitive areas of the pixels in rows or columns running one behind the other.
- the resolution of the used surface sensor are changed, but it must be taken into account that the effective width of the image sensor decreases in accordance with the tilt angle.
- the only drawing shows the principle of evaluating the position of a body edge of a test specimen with a surface sensor.
- test specimen 01 for example a printed sheet, with body edges 02, 03, 04 and 06 drawn in dashed lines in the drawing is to be by means of a surface sensor 07, which is designed in particular in the manner of a CMOS image sensor and an evaluation electronics connected therein in its position and its cut be checked.
- CMOS sensors have an image structure corresponding to a memory chip, so that individual pixels such as memory cells can be queried. It is therefore only necessary to read out picture elements that are actually to be evaluated.
- the surface sensor 07 has a plurality of pixels 08, in the center of which there is a light-sensitive surface 09. A light signal received at the light-sensitive surfaces 09 is converted into an electrical output signal in the pixel 08, which can be evaluated as image information in the downstream evaluation electronics.
- the pixels 08 form in the area sensor 07 a plurality of pixel rows 11 arranged one behind the other and a plurality of pixel columns 12 arranged side by side.
- the body edge 02 of the test specimen 01 is to be assessed by the surface sensor 07.
- the test specimen 01 is moved past the surface sensor 07 at a specific speed.
- the direction of movement of the test specimen 01 results from the movement arrow 13 in the drawing.
- the surface sensor 07 is rotated counterclockwise by a tilt angle 14.
- the body edge 02 is pulled over the area sensor 07 in such a way that the body edge 02 does not run parallel to the pixel rows 11 and the pixel columns 12.
- the body edge 02 While the test specimen 01 with the body edge 02 is moved past the surface sensor 07, the body edge 02 is recorded several times in succession by the pixels 08 of the surface sensor 07 at equidistant time intervals.
- the position of the body edge 02 during the first four recordings is indicated in dashed lines in the drawing.
- the offset between the light-sensitive surfaces of the pixels 08 in pixel rows 11 arranged one behind the other makes it possible to assess the body edge 02 with very high resolution despite the scanning gaps between the pixels 08 in the individual pixel rows 11.
- the image data recorded in succession in different relative positions between the test specimen 01 and the image sensor 07 by the body edge 02 are offset against one another.
- the speed of movement of the test specimen 01 and the time intervals between the individual images are included in this calculation.
- the dashed lines show possible edge positions and the pixels of the image lines used, on which the edge then comes to rest. This is intended to demonstrate that the pixels of the following lines represent subpixels to the first lines and that different subpixels are “fully modulated” according to the true edge position.
- the pixel grid in the fourth line is exactly the same as that in the first line, that in the second line is the same in the fifth, that in the third is the same in the sixth, etc.
- a measurement deviation which is derived from a paper fiber or the like, can be eliminated by averaging.
- This multiple evaluation refers to an image of the edge position.
- the temporal progression in the edge position can also be recorded using temporally successive image recordings.
Abstract
The invention relates to a system and a method for evaluating the signals of an electronic image sensor during analysis of the position of the edge of a test piece. The image sensor has a surface that is provided with a plurality of pixels, each of which has a photosensitive area such that each pixel emits an electric output signal according to the light input signal received in the respective pixel position. The intensity of said electric output signal correlates with the light input signal and is evaluated in an evaluation unit as image information.
Description
Beschreibungdescription
Verfahren zur Signalauswertung eines elektronischen Bildsensors und eine Anordnung zur Auswertung der Lage einer Körperkante eines PrüfkörpersMethod for signal evaluation of an electronic image sensor and an arrangement for evaluating the position of a body edge of a test specimen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Signalauswertung eines elektronischen Bildsensors und eine Anordnung zur Auswertung der Lage einer Körperkante eines Prüfkörpers gemäß den Ansprüchen 1 oder 8.The invention relates to a method for signal evaluation of an electronic image sensor and an arrangement for evaluating the position of a body edge of a test specimen according to claims 1 or 8.
Eine häufig gestellte Aufgabe beim Einsatz von elektronischen Bildsensoren in der Mustererkennung von Prüfkörpern ist es, die Lage und den Verlauf von Körperkanten, insbesondere geraden Körperkanten, zu erkennen bzw. zu beurteilen. Insbesondere in der Druckindustrie ist es häufig erforderlich, den Verlauf von Papierkanten zu vermessen, um dadurch eine entsprechende Produktionssteuerung bzw. Qualitätskontrolle zu ermöglichen.A frequently asked task when using electronic image sensors in the pattern recognition of test specimens is to recognize or to assess the position and the course of body edges, in particular straight body edges. In the printing industry in particular, it is often necessary to measure the course of paper edges in order to enable appropriate production control or quality control.
Üblicherweise werden für derartige Aufgaben Bildsensoren eingesetzt, die als Zeilensensoren ausgebildet sind. Bei diesen Zeilensensoren sind die lichtempfindlichen Pixel nebeneinander in zumindest einer Zeile angeordnet. Da die Kantenlage der zu beurteilenden Körperkante bei vielen Anwendungen stark variieren kann, uss die absolute Zahl der lichtempfindlichen Pixel entsprechend diesem Erwartungsbereich angepasst werden. Über eine der entsprechenden Anwendung angepasste Optik kann der Erwartungsbereich auf dem Zeilensensor abgebildet werden.Image sensors that are designed as line sensors are usually used for such tasks. In these line sensors, the light-sensitive pixels are arranged side by side in at least one line. Since the edge position of the body edge to be assessed can vary widely in many applications, the absolute number of light-sensitive pixels must be adjusted in accordance with this expected range. The expectation range can be mapped on the line sensor using optics adapted to the corresponding application.
Da die lichtempfindlichen Pixel im Bildsensor eine bestimmte Mindestgröße haben, führt eine Erhöhung der Pixelanzahl, wie sie bei einem längeren Erwartungsbereich für die Lage der Körperkante bei Erhaltung der gewünschten Auflösung erforderlich ist, immer zur Vergrößerung der Zeilenlänge des Zeilensensors. Die Erhöhung der Zeilenlänge ihrerseits erfordert jedoch einen höheren optischen Aufwand, da mit den vorgelagerten
Objektiven ein größerer Bildkreis ausgeleuchtet werden muss.Since the light-sensitive pixels in the image sensor have a certain minimum size, an increase in the number of pixels, as is required with a longer expected range for the position of the body edge while maintaining the desired resolution, always leads to an increase in the line length of the line sensor. Increasing the line length in turn, however, requires a higher optical effort, since with the upstream A larger image circle must be illuminated for lenses.
Ein weiterer Nachteil der bekannten Zeilensensoren ist es, dass Zeilensensoren mit der gewünschten hohen Auflösung hohe Investitionskosten verursachen.Another disadvantage of the known line sensors is that line sensors with the desired high resolution cause high investment costs.
Die EP 0 704 821 A2 beschreibt ein Verfahren zur Kontrolle von Gegenständen, die in verschiedenen Positionen an einer Kamera vorbei bewegt werden.EP 0 704 821 A2 describes a method for checking objects which are moved past a camera in different positions.
Die EP 0 108 470 A1 beschreibt einen rotierenden Liniensensor, an dem Gegenstände vorbei transportiert werden.EP 0 108 470 A1 describes a rotating line sensor, past which objects are transported.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Signalauswertung eines elektronischen Bildsensors und eine Anordnung zur Auswertung der Lage einer Körperkante eines Prüfkörpers zu schaffen.The invention has for its object to provide a method for signal evaluation of an electronic image sensor and an arrangement for evaluating the position of a body edge of a test specimen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1 oder 8 gelöst.The object is achieved by the features of claims 1 or 8.
Die Erfindung beruht auf dem Grundgedanken, die bisher bei der Auswertung der Lage einer Körperkante verwendeten Zeilensensoren durch Flächensensoren, die zumindest zwei Pixelzeilen und zwei Pixelspalten aufweisen, zu ersetzen. Aufgrund der großen Verbreitung von Flächensensoren, beispielsweise in digitalen Kameras, sind derartige Flächensensoren kostengünstig verfügbar. Die maximal erreichbare Auflösung beim Einsatz derartiger Flächensensoren wird dadurch erhöht, dass die auszuwertende Körperkante derart am Bildsensor vorbeibewegt wird, dass die Körperkante nicht parallel zu den Pixelzeilen und Pixelspalten verläuft. Die maximale Auflösung der Pixel in nur einer Pixelzeile bzw. nur einer Pixelspalte wird nämlich im Wesentlichen dadurch bestimmt, wie groß der Abstand der lichtempfindlichen Flächen der jeweils benachbarten Pixel ist. Wird aber die auszuwertende Körperkante nicht parallel zu den Pixelzeilen und Pixelspalten am Bildsensor vorbeibewegt, kann dadurch erreicht werden, dass alle
Bereiche der Körperkante von den in Bewegungsrichtung hintereinander angeordneten Pixel erfasst werden. Betrachtet man nämlich den Bildsensor in Bewegungsrichtung des Prüfkörpers, so ergibt sich durch den Kippwinkel zwischen Bewegungsrichtung des Prüfkörpers und den Kanten der Pixelzeilen bzw. Pixelspalten, dass jeweils in den Lücken zwischen den lichtempfindlichen Flächen der Pixel in einer Pixelzeile bzw. Pixelspalte die lichtempfindlichen Flächen der Pixel in der nächsten, übernächsten oder noch weiter dahinter verlaufenden Pixelreihe bzw. Pixelspalte angeordnet sind. Da nämlich der Bildsensor nicht in Richtung der Bewegungsrichtung angeordnet ist, ergibt sich zwischen den jeweils hintereinander angeordneten Pixel in einer Pixelreihe bzw. Pixelspalte jeweils ein bestimmter Versatz zwischen den lichtempfindlichen Flächen. Dabei sollte die lichtempfindliche Fläche einen Flächenanteil von ungefähr 30% bis 45% der Gesamtfläche eines Pixels einnehmen.The invention is based on the basic idea of replacing the line sensors previously used in evaluating the position of a body edge with surface sensors which have at least two pixel lines and two pixel columns. Because of the widespread use of area sensors, for example in digital cameras, such area sensors are available at low cost. The maximum achievable resolution when using such surface sensors is increased in that the body edge to be evaluated is moved past the image sensor in such a way that the body edge does not run parallel to the pixel rows and pixel columns. The maximum resolution of the pixels in only one pixel row or only one pixel column is essentially determined by the distance between the light-sensitive areas of the neighboring pixels. However, if the body edge to be evaluated is not moved past the image sensor parallel to the pixel rows and pixel columns, it can be achieved that all Areas of the body edge are detected by the pixels arranged one behind the other in the direction of movement. If you look at the image sensor in the direction of movement of the test specimen, the tilting angle between the direction of movement of the test specimen and the edges of the pixel rows or pixel columns shows that the light-sensitive areas of each of the gaps between the light-sensitive areas of the pixels in a pixel row or pixel column Pixels are arranged in the next row of pixels or the column of pixels or pixel column that extends further behind. Since the image sensor is not arranged in the direction of the direction of movement, there is a certain offset between the light-sensitive areas between the pixels arranged in series in a row or pixel column. The light-sensitive area should take up an area proportion of approximately 30% to 45% of the total area of a pixel.
Die Körperkante des Prüfkörpers wird dann beim Vorbeibewegen am Bildsensor zumindest in zwei Relativpositionen hintereinander aufgenommen und die dabei von den entsprechenden Pixel, die zu den jeweiligen Aufnahmezeitpunkten unterhalb der Körperkante angeordnet sind, abgegebenen Ausgangssignale zusammen in der Auswerteeinheit ausgewertet. Ist nämlich die Bewegungsgeschwindigkeit des Prüfköφers und der Zeitabstand zwischen den einzelnen Aufnahmen bekannt, können durch entsprechende Umrechnung die Bilddaten der nacheinander angefertigten Aufnahmen derart miteinander in Beziehung gesetzt werden, dass die auszuwertende Körperkante in allen Bereichen beurteilt werden kann.The body edge of the test body is then recorded at least in two relative positions in succession as it moves past the image sensor and the output signals emitted by the corresponding pixels, which are arranged below the body edge at the respective recording times, are evaluated together in the evaluation unit. If the speed of movement of the test specimen and the time interval between the individual recordings is known, the image data of the recordings taken in succession can be related to one another by appropriate conversion such that the body edge to be evaluated can be assessed in all areas.
Bei einer erfindungsgemäßen Anordnung ist es besonders vorteilhaft, wenn der Bildsensor verstellbar gelagert ist, so dass die Lage der Pixelzeilen bzw. Pixelspalten relativ zum Verlauf der auszuwertenden Körperkante bei der Förderbewegung vorbei am Bildsensor einstellbar ist. Dadurch gelingt es je nach Anwendung den Versatz zwischen den lichtempfindlichen Flächen der Pixel in hintereinander verlaufenden Zeilen bzw. Spalten verändern zu können. Insbesondere kann dadurch auch die Auflösung des
eingesetzten Flächensensors verändert werden, wobei allerdings zu berücksichtigen ist, dass die effektive Breite des Bildsensors entsprechend dem Kippwinkel abnimmt.In an arrangement according to the invention, it is particularly advantageous if the image sensor is mounted such that it can be adjusted so that the position of the pixel rows or pixel columns can be adjusted relative to the course of the body edge to be evaluated during the conveying movement past the image sensor. Depending on the application, this makes it possible to change the offset between the light-sensitive areas of the pixels in rows or columns running one behind the other. In particular, the resolution of the used surface sensor are changed, but it must be taken into account that the effective width of the image sensor decreases in accordance with the tilt angle.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.An embodiment of the invention is shown in the drawing and will be described in more detail below.
Die einzige Zeichnung zeigt das Prinzip der Auswertung der Lage einer Körperkante eines Prüfkörpers mit einem Flächensensor.The only drawing shows the principle of evaluating the position of a body edge of a test specimen with a surface sensor.
Ein Prüfkörper 01, beispielsweise ein Druckbogen, mit in der Zeichnung strichliniert eingezeichneten Köφerkanten 02, 03, 04 und 06 soll mittels eines Flächensensors 07, der insbesondere in der Art eines CMOS-Bildsensors ausgebildet ist und einer darin angeschlossenen Auswerteelektronik in seiner Lage und seinem Zuschnitt überprüft werden.A test specimen 01, for example a printed sheet, with body edges 02, 03, 04 and 06 drawn in dashed lines in the drawing is to be by means of a surface sensor 07, which is designed in particular in the manner of a CMOS image sensor and an evaluation electronics connected therein in its position and its cut be checked.
Diese CMOS-Sensoren weisen teilweise einen einem Speicherbaustein entsprechenden Bildaufbau auf, so dass einzelne Pixel wie Speicherzellen abfragbar sind. Es müssen also nur Bildelemente ausgelesen werden, die tatsächlich auch ausgewertet werden sollen.Some of these CMOS sensors have an image structure corresponding to a memory chip, so that individual pixels such as memory cells can be queried. It is therefore only necessary to read out picture elements that are actually to be evaluated.
Der Flächensensor 07 weist eine Vielzahl von Pixel 08 auf, in deren Zentrum sich jeweils eine lichtempfindliche Fläche 09 befindet. Ein an den lichtempfindlichen Flächen 09 empfangenes Lichtsignal wird in den Pixel 08 in ein elektrisches Ausgangssignal umgewandelt, das in der nachgeordneten Auswerteelektronik als Bildinformation auswertbar ist. Die Pixel 08 bilden im Flächensensor 07 mehrere hintereinander angeordnete Pixelzeilen 11 und mehrere nebeneinander angeordnete Pixelspalten 12.The surface sensor 07 has a plurality of pixels 08, in the center of which there is a light-sensitive surface 09. A light signal received at the light-sensitive surfaces 09 is converted into an electrical output signal in the pixel 08, which can be evaluated as image information in the downstream evaluation electronics. The pixels 08 form in the area sensor 07 a plurality of pixel rows 11 arranged one behind the other and a plurality of pixel columns 12 arranged side by side.
Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform soll durch den Flächensensor 07 die Körperkante 02 des Prüfkörpers 01 beurteilt werden. Dazu wird der Prüfköφer 01 mit einer bestimmten Geschwindigkeit am Flächensensor 07 vorbeibewegt. Die
Bewegungsrichtung des Prüfkörpers 01 ergibt sich in der Zeichnung aus dem Bewegungspfeil 13. Relativ zur Bewegungsrichtung 13 ist der Flächensensor 07 um einen Kippwinkel 14 entgegen den Uhrzeigersinn verdreht. Im Ergebnis wird dadurch erreicht, dass die Körperkante 02 derart über den Flächensensor 07 hinweggezogen wird, dass die Körperkante 02 nicht parallel zu den Pixelzeilen 11 und den Pixelspalten 12 verläuft.In the embodiment shown in the drawing, the body edge 02 of the test specimen 01 is to be assessed by the surface sensor 07. For this purpose, the test specimen 01 is moved past the surface sensor 07 at a specific speed. The The direction of movement of the test specimen 01 results from the movement arrow 13 in the drawing. Relative to the direction of movement 13, the surface sensor 07 is rotated counterclockwise by a tilt angle 14. As a result, the body edge 02 is pulled over the area sensor 07 in such a way that the body edge 02 does not run parallel to the pixel rows 11 and the pixel columns 12.
Während der Prüfkörper 01 mit der Köperkante 02 am Flächensensor 07 vorbeibewegt wird, wird die Körperkante 02 in äquidistanten Zeitabständen mehrfach hintereinander von den Pixel 08 des Flächensensors 07 aufgenommen. Die Lage der Körperkante 02 während der ersten vier Aufnahmen ist in der Zeichnung strichliniert angedeutet. Durch den Versatz zwischen den lichtempfindlichen Flächen der Pixel 08 in hintereinander angeordneten Pixelzeilen 11 wird es möglich, trotz der Abtastlücken zwischen den Pixel 08 in den einzelnen Pixelzeile 11 die Körperkante 02 mit sehr hoher Auflösung zu beurteilen. Dazu werden in der Auswerteelektronik die nacheinander in unterschiedlichen Relativpositionen zwischen Prüfkörper 01 und Bildsensor 07 von der Köφerkante 02 aufgenommenen Bilddaten miteinander verrechnet. In diese Rechnung fließt insbesondere die Bewegungsgeschwindigkeit des Prüfkörpers 01 und die Zeitabstände zwischen den einzelnen Aufnahmen ein.While the test specimen 01 with the body edge 02 is moved past the surface sensor 07, the body edge 02 is recorded several times in succession by the pixels 08 of the surface sensor 07 at equidistant time intervals. The position of the body edge 02 during the first four recordings is indicated in dashed lines in the drawing. The offset between the light-sensitive surfaces of the pixels 08 in pixel rows 11 arranged one behind the other makes it possible to assess the body edge 02 with very high resolution despite the scanning gaps between the pixels 08 in the individual pixel rows 11. For this purpose, the image data recorded in succession in different relative positions between the test specimen 01 and the image sensor 07 by the body edge 02 are offset against one another. In particular, the speed of movement of the test specimen 01 and the time intervals between the individual images are included in this calculation.
Die gestrichelten Linien zeigen mögliche Kantenlagen und die Pixel der verwendeten Bildzeilen, auf denen die Kante dann zu liegen kommt. Damit soll demonstriert werden, dass die Pixel der folgenden Zeilen Subpixel zu der ersten Zeilen darstellen und entsprechend der wahren Kantenlage unterschiedliche Subpixel „voll ausgesteuert" sind.The dashed lines show possible edge positions and the pixels of the image lines used, on which the edge then comes to rest. This is intended to demonstrate that the pixels of the following lines represent subpixels to the first lines and that different subpixels are “fully modulated” according to the true edge position.
In dem Beispiel ist das Pixelraster in der vierten Zeile genau gleich dem der ersten Zeile, das in der zweiten Zeile gleich dem in der fünften, das in der dritten gleich dem in der sechsten usw. Bei einem Vergleich dieser aufeinanderfolgenden Zeilengruppen (mindestens zwei oder mehr) kann eine Messabweichung, die sich aus einer Papierfaserig keit oder ähnlichem ableitet durch Mittelung eliminiert werden. Diese
mehrfache Auswertung bezieht sich jedoch auf eine Bildaufnahme der Kantenlage. Über zeitlich aufeinanderfolgende Bildaufnahmen kann zusätzlich der zeitliche Verlauf in der Kantenlage mit erfasst werden.
In the example, the pixel grid in the fourth line is exactly the same as that in the first line, that in the second line is the same in the fifth, that in the third is the same in the sixth, etc. When comparing these successive groups of lines (at least two or more ) a measurement deviation, which is derived from a paper fiber or the like, can be eliminated by averaging. This multiple evaluation, however, refers to an image of the edge position. The temporal progression in the edge position can also be recorded using temporally successive image recordings.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
01 Prüfkörper01 test specimen
02 Körperkante02 body edge
03 Körperkante03 body edge
04 Körperkante04 body edge
05 -05 -
06 Körperkante06 body edge
07 Flächensensor, Bildsensor07 Area sensor, image sensor
08 Pixel08 pixels
09 lichtempfindliche Fläche09 photosensitive surface
10 -10 -
11 Pixelzeile11 pixel line
12 Pixelspalte12 pixel column
13 Bewegungspfeil (Bewegungsrichtung Prüfkörper)13 movement arrow (direction of movement of test specimen)
14 Stellwinkel, Kippwinkel
14 setting angle, tilt angle
Claims
1. Verfahren zur Signalauswertung eines elektronischen Bildsensors (07) bei der Auswertung der Lage einer Körperkante (02) eines Prüfkörpers (01), wobei der während der Prüfung ortsfeste Bildsensor (07) eine Oberfläche mit einer Vielzahl von Pixel (08) aufweist, die jeweils eine lichtempfindliche Fläche (09) aufweisen, so dass von jedem Pixel (08) in Abhängigkeit des an der entsprechenden Pixelposition empfangenen Lichteingangssignals ein elektrisches Ausgangssignal abgegeben wird, dessen Stärke mit dem Lichteingangssignal korreliert und in einer Auswerteeinheit als Bildinformation auswertbar ist, wobei die auszuwertende Körperkante (02) derart am Bildsensor (07) vorbei bewegt wird, dass die Körperkante (02) nicht parallel zu den Pixelzeilen (11) und Pixelspalten (12) verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass der Bildsensor (07) als Flächensensor mit zumindest zwei Pixelzeilen (11) und zwei Pixelspalten (12) ausgebildet ist und dass die Körperkante (02) nacheinander in zumindest zwei Relativpositionen zum Bildsensor (07) von den Pixel (08) aufgenommen wird.1. Method for signal evaluation of an electronic image sensor (07) when evaluating the position of a body edge (02) of a test specimen (01), the image sensor (07) which is stationary during the test having a surface with a plurality of pixels (08) which Each have a light-sensitive surface (09), so that an electrical output signal is emitted from each pixel (08) depending on the light input signal received at the corresponding pixel position, the strength of which is correlated with the light input signal and can be evaluated in an evaluation unit as image information, the one to be evaluated Body edge (02) is moved past the image sensor (07) in such a way that the body edge (02) does not run parallel to the pixel rows (11) and pixel columns (12), characterized in that the image sensor (07) as an area sensor with at least two pixel rows (11) and two pixel columns (12) and that the body edge (02) one after the other in at at least two positions relative to the image sensor (07) are recorded by the pixels (08).
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass für mindestens einen ersten Punkt des Prüfkörpers und für mindestens einen zweiten Punkt des Prüfkörpers jeweils mehrere Werte von unterschiedlichen Pixeln ermittelt werden und dass aus diesen Werten durch Interpolation mindestens ein neuer Punkt zwischen erstem Punkt und zweitem Punkt ermittelt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that for at least a first point of the test specimen and for at least a second point of the test specimen in each case a plurality of values of different pixels are determined and that at least one new point between the first point and the second point is obtained from these values by interpolation Point is determined.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Köφerkante (02) in eine Bewegungsrichtung (13) bewegt wird, die ungefähr lotrecht zur Körperkante (02) verläuft.3. The method according to claim 1, characterized in that the body edge (02) is moved in a direction of movement (13) which runs approximately perpendicular to the body edge (02).
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsgeschwindigkeit und der Zeitabstand zwischen den einzelnen Aufnahmen der Körperkante (02) zusammen mit den Bildsignalen in der Auswerteeinrichtung ausgewertet wird.4. The method according to claim 1 or 3, characterized in that the movement speed and the time interval between the individual Recordings of the body edge (02) are evaluated together with the image signals in the evaluation device.
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Köφerkanten (02) mehrerer direkt hintereinander folgender Prüfkörper (01) lotrecht zur Bewegungsrichtung (13) bewegt werden.Method according to Claim 1, characterized in that the body edges (02) of a plurality of test specimens (01) which follow one after the other are moved perpendicular to the direction of movement (13).
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Köφerkanten (02) mehrerer rechteckiger, direkt hintereinander folgender Prüfkörper (01) lotrecht zur Bewegungsrichtung (13) bewegt werden.Method according to Claim 1, characterized in that the body edges (02) of a plurality of rectangular test objects (01) which follow one after the other are moved perpendicular to the direction of movement (13).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der in den beiden Relativpositionen (08) ermittelten Ausgangssignale eine höhere Auflösung berechnet wird.A method according to claim 1, characterized in that a higher resolution is calculated by means of the output signals determined in the two relative positions (08).
Anordnung zur Auswertung der Lage einer Körperkante (02) eines Prüfkörpers (01), insbesondere einer Papierkante eines Druckerzeugnisses, mit einer Fördereinrichtung zur Förderung des Prüfköφers (01) in eine Bewegungsrichtung (13) und einem elektronischen Bildsensor (07), wobei der während der Prüfung ortsfeste Bildsensor (07) eine Oberfläche mit einer Vielzahl von Pixel (08) aufweist, die jeweils eine lichtempfindliche Fläche (09) aufweisen, so dass jeder Pixel (08) in Abhängigkeit des an der entsprechenden Pixelposition empfangenen Lichteingangssignals ein elektrisches Ausgangssignal abgibt, dessen Stärke mit dem Lichteingangssignal korreliert und in einer Auswerteeinheit als Bildinformation auswertbar ist, wobei die Fördereinrichtung den Prüfkörper (01) in eine Bewegungsrichtung (13) fördert, so dass die auszuwertende Körperkante (02) bei der Förderbewegung vorbei am Bildsensor (07) nicht parallel zu den Pixelzeilen (11) und Pixelspalten (12) verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass der Bildsensor (07) als Flächensensor mit zumindest zwei Pixelzeilen (11) und zwei Pixelspalten (12) ausgebildet ist.Arrangement for evaluating the position of a body edge (02) of a test specimen (01), in particular a paper edge of a printed product, with a conveyor device for conveying the test specimen (01) in one direction of movement (13) and an electronic image sensor (07), the during the Inspection of the stationary image sensor (07) has a surface with a plurality of pixels (08), each of which has a light-sensitive surface (09), so that each pixel (08) emits an electrical output signal depending on the light input signal received at the corresponding pixel position Strength correlates with the light input signal and can be evaluated as image information in an evaluation unit, the conveyor device conveying the test specimen (01) in a direction of movement (13), so that the body edge (02) to be evaluated does not parallel to the image sensor (07) during the conveying movement the pixel rows (11) and pixel columns (12), thereby ge indicates that the image sensor (07) as Area sensor with at least two pixel rows (11) and two pixel columns (12) is formed.
Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Bildsensor (07) verstellbar gelagert ist, so dass die Lage der Pixelzeilen (11) bzw. Pixelspalten (12) relativ zum Verlauf der auszuwertende Körperkante (02) bei der Förderbewegung vorbei am Bildsensor (07) einstellbar ist.Arrangement according to claim 8, characterized in that the image sensor (07) is adjustable, so that the position of the pixel rows (11) or pixel columns (12) relative to the course of the body edge (02) to be evaluated during the conveying movement past the image sensor (07 ) is adjustable.
Anordnung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtempfindlichen Fläche (09) nicht die gesamte Oberfläche eines Pixels (08) überdeckt, so dass zwischen den lichtempfindlichen Flächen (09) benachbarter Pixel (08) lichtunempfindliche Bereiche vorhanden sind.Arrangement according to claim 8 or 9, characterized in that the light-sensitive area (09) does not cover the entire surface of a pixel (08), so that light-insensitive areas are present between the light-sensitive areas (09) of adjacent pixels (08).
Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtempfindlichen Fläche (09) einen Flächenanteil von ungefähr 30% bis 45% der Gesamtfläche eines Pixels (08) einnimmt.Arrangement according to claim 10, characterized in that the light-sensitive area (09) takes up an area share of approximately 30% to 45% of the total area of a pixel (08).
Anordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Bildsensor (07) in der Art eines CMOS-Bildsensors ausgebildet ist.Arrangement according to one of claims 8 to 11, characterized in that the image sensor (07) is designed in the manner of a CMOS image sensor.
Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Prüfköφer (01) im wesentlichen rechteckig ausgebildet ist.Arrangement according to claim 8, characterized in that the test body (01) is essentially rectangular.
Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Pixel (08) die Körperkante (02) nacheinander in zwei Relativpositionen zum Bildsensor (07) erfassend angeordnet sind. Arrangement according to claim 8, characterized in that the pixels (08) are arranged to capture the body edge (02) one after the other in two positions relative to the image sensor (07).
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