JPS63266343A - Method and device for measuring surface property - Google Patents
Method and device for measuring surface propertyInfo
- Publication number
- JPS63266343A JPS63266343A JP10233887A JP10233887A JPS63266343A JP S63266343 A JPS63266343 A JP S63266343A JP 10233887 A JP10233887 A JP 10233887A JP 10233887 A JP10233887 A JP 10233887A JP S63266343 A JPS63266343 A JP S63266343A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- intensity
- image
- waveform
- power spectrum
- spatial frequency
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 21
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims abstract description 25
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 23
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 12
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims abstract 3
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 22
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 11
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 7
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 claims description 7
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 abstract description 6
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 abstract 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 8
- 230000001953 sensory effect Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 241000951471 Citrus junos Species 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 2
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 2
- 240000004307 Citrus medica Species 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000053 physical method Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 238000011179 visual inspection Methods 0.000 description 1
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、物体の表面性状、特に、塗膜や金属面、プ
ラスチック面、メッキ面等の鮮明度光沢等を測定する方
法、および、それに使用される装置に関する。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] This invention relates to a method for measuring the surface properties of an object, particularly the sharpness, gloss, etc. of a paint film, metal surface, plastic surface, plated surface, etc.; Regarding the equipment used.
光沢あるいは表面粗さは、物体表面の性質を決める重要
な因子であり、特に塗膜の仕上がり状態の評価において
は、色と並んで重要な特性である光沢度測定法について
は、JIS Z 8741に規定された、鏡面における
反射法則に従う正反射の光量であられす鏡面光沢度の他
に、乱反射を含めた全反射量に対する正反射量の比であ
られす対比光沢、表面に他物体の像を写してその鮮明さ
を比較する鮮明度光沢などがある。鏡面光沢と対比光沢
が物理的測定によるものであるのに較べ、鮮明度光沢は
多分に心理的な要素を含んでいるため計量化が最も遅れ
ており、現在でも目視による官能評価が主体である。Gloss or surface roughness is an important factor that determines the properties of an object's surface, and the gloss measurement method, which is an important characteristic along with color, especially when evaluating the finished state of a paint film, is specified in JIS Z 8741. In addition to specular gloss, which is the amount of specular reflection according to the specified law of reflection on a mirror surface, contrast gloss, which is the ratio of the amount of specular reflection to the amount of total reflection, including diffuse reflection, and the amount of light that reflects the image of another object on the surface There are also sharpness and gloss to compare the sharpness. Compared to specular gloss and contrast gloss, which are based on physical measurements, sharpness gloss is the least quantifiable because it contains psychological elements, and even now, sensory evaluation is mainly done by visual inspection. .
規格によれば鮮明度光沢の定義は、「表面に他の物体の
像のうつる程度」であり、この定義に基づいて幾つかの
鮮明度光沢度計が考えられた(実公昭41−19039
号公報、特開昭50−153979号公報、特開昭52
−138960号公報等参照)。しかし、これらのもの
は、測定者の個人差がでたり、被測定体の光沢とは関係
ない因子による影響でデータがばらつく、と言った問題
点を有している。According to the standard, the definition of sharpness gloss is "the degree to which the image of another object is transferred to the surface", and several sharpness gloss meters were devised based on this definition (Utility Model Publication No. 41-19039).
No. 50-153979, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1982-153979
(Refer to Publication No.-138960, etc.). However, these methods have problems such as individual differences among the measurers and data variations due to factors unrelated to the gloss of the object to be measured.
これに対し、特開昭58−97608号公報、および、
特開昭61−217708号公報に開示された測定法が
ある。これらの測定法は、下記概念にもとづき鮮明度光
沢を測定しようとするものである。On the other hand, Japanese Patent Application Laid-open No. 58-97608 and
There is a measurement method disclosed in JP-A-61-217708. These measuring methods attempt to measure sharpness and gloss based on the following concept.
■ 矩形波パターンのエツジがどれだけシャープに被測
定体表面に写るかによって、その表面性状たとえば鮮明
度光沢が評価できること。■ Surface properties such as sharpness and gloss can be evaluated based on how sharply the edges of the rectangular wave pattern are reflected on the surface of the object to be measured.
■ 被測定体表面に写る矩形波パターンのエツジのシャ
ープさは、矩形波パターンが被測定体表面における反射
を介して結像される結像面上の光強度分布のシャープさ
によって評価することができ、しかも上記光強度分布が
シャープであればあるほど、その光強度分布を空間周波
数分析すれば高調波成分が強(なること。■ The sharpness of the edges of the rectangular wave pattern reflected on the surface of the object to be measured can be evaluated by the sharpness of the light intensity distribution on the imaging plane where the rectangular wave pattern is imaged through reflection on the surface of the object to be measured. Moreover, the sharper the light intensity distribution is, the stronger the harmonic components will be if the light intensity distribution is subjected to spatial frequency analysis.
上記概念に基づくこれら測定法は、基本的には、矩形波
パターンを被測定体表面における反射を介して結像光学
手段により結像面上に投影結像し、この結像面上の空間
的光強度分布をフーリエ変換し、特定空間周波数におけ
るパワースペクトルの強度(以下「パワー強度」と記す
)の大小によって被測定体表面の鮮明度光沢を定量化す
る、と言う点で共通している。These measurement methods based on the above concept basically project and image a rectangular wave pattern onto an imaging plane using an imaging optical means through reflection on the surface of the object to be measured, and What they have in common is that the light intensity distribution is Fourier transformed and the sharpness and gloss of the surface of the object to be measured is quantified based on the magnitude of the power spectrum intensity (hereinafter referred to as "power intensity") at a specific spatial frequency.
上記2法の違いは、後者(特開昭61−217708号
公報)の測定法が、前者(特開昭58−97608号公
報)の測定法の改良で、下記構成が追加された点にある
。The difference between the above two methods is that the latter (Japanese Unexamined Patent Publication No. 61-217708) is an improvement of the former (Japanese Unexamined Patent Application No. 58-97608) with the following configuration added. .
すなわち、後者の方法では、上記基本の構成に加え、さ
らに、基本空間周波数におけるパワー強度によって像の
ボケの程度を定量化するとともに、基本空間周波数にお
けるパワー強度に対する基本空間周波数の整数倍の複数
の周波数、あるいは、基本空間周波数の近傍の複数の周
波数におけるパワー強度の和の比によって像のユガミの
程度を定量化するようにしている。That is, in the latter method, in addition to the above basic configuration, the degree of image blur is quantified by the power intensity at the fundamental spatial frequency, and the degree of blurring of the image is quantified by the power intensity at the fundamental spatial frequency, which is an integral multiple of the fundamental spatial frequency. The degree of image distortion is quantified by the frequency or the ratio of the sum of power intensities at a plurality of frequencies near the fundamental spatial frequency.
このように、像のボケとユガミとを個別に定量化する、
と言う構成を加えた後者の方法によれば、前者の方法で
は測定できなかった、表面のウネリ (ユガミ)が大き
く、かつ、ボケも含むような被測定体における微小なボ
ケの程度の検出が可能となるのである。In this way, the blur and distortion of the image are quantified separately.
According to the latter method, it is possible to detect the degree of minute blur in objects with large surface undulations and blur, which could not be measured with the former method. It becomes possible.
ところが、この後者の方法において用いている、基本空
間周波数、基本空間周波数の整数倍、または、基本空間
周波数の近傍の複数の周波数におけるパワー強度は、被
測定体表面の表面状態が悪くゆず肌やボケの程度が大き
くなると、信号強度として非常に小さくなり、測定時の
S/N比が悪くなって、ユガミがないものと誤って判断
する危険性が高い。However, the power intensity at the fundamental spatial frequency, an integer multiple of the fundamental spatial frequency, or multiple frequencies near the fundamental spatial frequency used in this latter method is difficult to measure when the surface condition of the object to be measured is poor, such as orange skin or the like. When the degree of blur increases, the signal strength becomes extremely low, the S/N ratio during measurement deteriorates, and there is a high risk of erroneously determining that there is no blur.
この発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであって
、像のボケとユガミとを個別に定量化でき、しかも、ノ
イズによる影響も少なく、目視による官能試験の結果と
も良く合致する結果が得られる表面性状測定方法および
それを実施するための装置を提供することを目的とする
。This invention was made in view of the above-mentioned problems, and can quantify blurring and distortion of an image separately, has less influence from noise, and has results that agree well with the results of visual sensory tests. The object of the present invention is to provide a method for measuring the surface properties obtained and an apparatus for carrying out the method.
上記目的を達成するため、第1の発明たる測定方法は、
矩形波パターンを被測定体表面における反射を介して結
像光学系により結像面上に投影結像させ、前記結像波形
から得られたパワースペクトルのうち基本空間周波数の
パワー強度によって像のボケの程度を、結像波形よりベ
ースライン強度を減じた波形から得られたパワースペク
トルのうち基本空間周波数のパワー強度とその整数倍の
複数の周波数のパワー強度との総和によって像のユガミ
の程度を、それぞれ、個別に定量化することを特徴とし
ている。In order to achieve the above object, the first invention, a measuring method, is as follows:
A rectangular wave pattern is projected onto an imaging plane by an imaging optical system through reflection on the surface of the object to be measured, and the image is blurred by the power intensity of the fundamental spatial frequency of the power spectrum obtained from the imaging waveform. The degree of image distortion is determined by the sum of the power intensity of the fundamental spatial frequency and the power intensity of multiple frequencies that are integral multiples of the power spectrum obtained from the waveform obtained by subtracting the baseline intensity from the imaging waveform. , each is characterized by being individually quantified.
また、第2の発明たる装置は、第1図および第5図にみ
るように、矩形波パターン1を照明する照明光学手段2
.3と、矩形波パターンの像を被測定体5表面における
反射を介して結像面上に投影結像する結像光学手段4と
、前記結像面上の結像波形の空間的光強度分布を電気信
号に変換する光電変換手段6と、この光電変換手段から
の空間的光強度分布信号をフーリエ変換し特定空間周波
数におけるパワー強度を計算するデータ処理手段7を備
えるとともに、このデータ処理手段7が、結像波形の基
本空間周波数におけるパワー強度と、結像波形からベー
スライン強度を減じた波形の基本空間周波数におけるパ
ワー強度と基本空間周波数の整数倍の複数の空間周波数
におけるパワー強度との総和と、を演算するものである
ことを特徴とする。Further, as shown in FIGS. 1 and 5, the second invention apparatus has an illumination optical means 2 for illuminating the rectangular wave pattern
.. 3, an imaging optical means 4 for projecting and forming an image of the rectangular wave pattern onto an imaging plane through reflection on the surface of the object to be measured 5, and a spatial light intensity distribution of the imaging waveform on the imaging plane. The data processing means 7 includes a photoelectric conversion means 6 that converts the signal into an electrical signal, and a data processing means 7 that performs Fourier transform on the spatial light intensity distribution signal from the photoelectric conversion means and calculates the power intensity at a specific spatial frequency. is the sum of the power intensity at the fundamental spatial frequency of the imaged waveform, the power intensity at the fundamental spatial frequency of the waveform obtained by subtracting the baseline intensity from the imaged waveform, and the power intensity at multiple spatial frequencies that are integral multiples of the fundamental spatial frequency. It is characterized in that it calculates .
以下に、これらの発明を、その一実施例をあられす図面
を参照しつつ、詳しく説明する。Hereinafter, one embodiment of these inventions will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
まず、第1の発明たる測定方法について、説明する。First, the measurement method, which is the first invention, will be explained.
試料測定の方法は従来とかわらない、すなわち、第1図
にみるように、矩形波パターン1を光源2と集光レンズ
3からなる照明光学手段によって後方から照射し、その
矩形波パターン1の像を結像光学手段であるレンズ4に
よって被測定体5の表面で反射させ、光電変換手段であ
るリニアイメージセンサ6が設置されている結像面上に
結像させる。そして、リニアイメージセンサ6によって
結像面上の光強度分布を測定するのである。The method of measuring the sample is the same as the conventional method. That is, as shown in FIG. is reflected on the surface of the object to be measured 5 by a lens 4, which is an imaging optical means, and is imaged onto an imaging plane on which a linear image sensor 6, which is a photoelectric conversion means, is installed. Then, the linear image sensor 6 measures the light intensity distribution on the imaging plane.
上記矩形波パターン1における空間的光強度分布は理想
的な矩形波と考えてよいが、被測定体5の表面で反射さ
れて結像面上に投影結像されたパターンには、被測定体
5の表面状態に応じた拡散や散乱、すなわち、像のボケ
やユガミが生じ、第2図(a)にみるように、理想的な
矩形波の波形からずれた形となる。同図の横軸はリニア
イメージセンサ6が配置されている投影結像上の空間的
距離を示し、縦軸は光強度を示している。Although the spatial light intensity distribution in the rectangular wave pattern 1 can be considered to be an ideal rectangular wave, the pattern reflected by the surface of the object to be measured 5 and projected onto the imaging plane has the shape of the object to be measured. Diffusion and scattering depending on the surface condition of the waveform 5, that is, blurring and distortion of the image occur, resulting in a waveform that deviates from the ideal rectangular waveform, as shown in FIG. 2(a). In the figure, the horizontal axis indicates the spatial distance on the projected image where the linear image sensor 6 is arranged, and the vertical axis indicates the light intensity.
フーリエ級数展開の理論では、波形パターンの明部と暗
部の境界部分が鋭く変化している、すなわち、矩形波に
形が近いほど空間的な高調波成分の強度が強くなること
が知られている。そこで、上記のようにして得られた結
像パターンの空間的光強度分布をフーリエ変換し、直流
成分強度で規準化すると、第2図(b)にみるように、
基本空間周波数成分ν。と高調波成分2ν。・・・とか
らなるパワースペクトルが得られる。同図の横軸は空間
周波数を示し、縦軸は直流成分強度を100としたパワ
ー強度を示している。In the theory of Fourier series expansion, it is known that the boundary between the bright and dark parts of a waveform pattern changes sharply, that is, the closer the shape is to a rectangular wave, the stronger the spatial harmonic component becomes. . Therefore, when the spatial light intensity distribution of the imaged pattern obtained as described above is Fourier transformed and normalized by the DC component intensity, as shown in Fig. 2(b),
Fundamental spatial frequency component ν. and harmonic component 2ν. A power spectrum consisting of... is obtained. In the figure, the horizontal axis shows the spatial frequency, and the vertical axis shows the power intensity with the DC component intensity as 100.
第2図(a)にみるように、被測定面のユガミやボケに
より、結像波形が矩形波からずれていると、第2図(b
)にみるように全体のパワー強度は小さくなり、また基
本空間周波数ν。の整数倍以外の周波数にもスペクトル
が発生する。As shown in Fig. 2 (a), if the imaged waveform deviates from the rectangular wave due to distortion or blurring of the surface to be measured, as shown in Fig. 2 (b)
), the overall power intensity becomes smaller and the fundamental spatial frequency ν. Spectra also occur at frequencies other than integer multiples of .
被測定体5表面のボケの程度は、基本空間周波数ν。に
おけるパワー強度Pν。、または、その平方根F「7r
により規定される。これは、以下の理由による。The degree of blur on the surface of the object to be measured 5 is determined by the fundamental spatial frequency ν. The power intensity Pν at . , or its square root F'7r
Defined by This is due to the following reasons.
被測定体表面のボケの程度とは、そこに写された正弦波
格子パターン(すなわち、明暗濃度が正弦波状に変化し
ている繰り返しパターン)の像の最明部の光強度RPと
最暗部の光強度R6の差、すなわち、結像パターンのコ
ントラストCに相当する。コントラストCは、下記の弐
(I)によって定義される。The degree of blur on the surface of the object to be measured is determined by the light intensity RP at the brightest part and the light intensity RP at the darkest part of the image of the sinusoidal grating pattern (i.e., a repeating pattern in which the brightness and darkness changes in a sinusoidal manner). This corresponds to the difference in light intensity R6, that is, the contrast C of the imaged pattern. Contrast C is defined by 2(I) below.
これに対し、基本空間周波数ν。におけるパワー強度P
ν。は、結像波形に含まれる基本空間周波数ν。の正弦
波のパワーをあられしている。したがって、このパワー
強度Pν。またはその平方根により、コントラスト、す
なわち、被測定体表面のボケの程度を規定することがで
きるのである、パワー強度Pν。やその平方根により、
被測定体表面のボケの程度(NSIC* )を規定する
には、たとえば、基準板として用いられる黒ガラス板に
おけるパワー強度Pν。B、G、に対する百分率であら
れせばよい、これを式であられすと、下記の式(n)と
なる。On the other hand, the fundamental spatial frequency ν. The power intensity P at
ν. is the fundamental spatial frequency ν included in the imaged waveform. It is raining the power of a sine wave. Therefore, this power intensity Pν. The contrast, that is, the degree of blur on the surface of the object to be measured can be defined by the square root of the power intensity Pν. and its square root,
To define the degree of blur (NSIC*) on the surface of the object to be measured, for example, the power intensity Pv on a black glass plate used as a reference plate is used. It may be expressed as a percentage with respect to B and G. If this is expressed as a formula, the following formula (n) is obtained.
被測定体表面における像のユガミは、以下のように考え
られる。Distortion of the image on the surface of the object to be measured can be considered as follows.
すなわち、被測定体表面にウネリ等があって像にユガミ
があると、波形パターンの明部と暗部の境界部分の変化
が鈍くなり、前記フーリエ級数展開の理論に基づいて空
間的な高調波成分の強度が弱くなる。したがって、その
ような結像パターンの空間的光強度分布をフーリエ変換
し、直流成分強度で規準化して得られたパワースペクト
ルをみると、基本空間周波数成分ν。のパワー強度Pν
。と、高調波成分2ν。・・・のパワー強度Piν0(
iは2以上の整数)との比が、パターンのシャープさに
比例して変化する。しかし、これらのパワー強度は直流
成分で規準化しているため非常に小さな値となり、S/
N比が悪くなって、第3図に(−△−Δ−)で示したよ
うに、誤ったユガミ度合の判断がなされる危険性が高い
。In other words, if the surface of the object to be measured is undulated and the image is distorted, the change in the boundary between the bright and dark parts of the waveform pattern becomes slow, and based on the theory of Fourier series expansion, spatial harmonic components are strength becomes weaker. Therefore, when looking at the power spectrum obtained by Fourier transforming the spatial light intensity distribution of such an imaging pattern and normalizing it by the DC component intensity, the fundamental spatial frequency component ν. The power intensity Pν of
. and harmonic component 2ν. The power intensity Piν0(
(i is an integer of 2 or more) changes in proportion to the sharpness of the pattern. However, since these power intensities are normalized by the DC component, they are very small values, and the S/
There is a high risk that the N ratio will deteriorate and the degree of distortion will be incorrectly determined, as shown by (-Δ-Δ-) in FIG.
これに対し、結像波形からベースライン強度(第2図(
a)中のb)を減じると、直流成分が小さくなるため、
直流成分で規準化したパワー強度は相対的に大きくなり
、ノイズの影響を小さくすることができる。しかし、こ
の効果はそう大きいものではなく、第3図に示した逆転
等、誤ったユガミ度合の判断をなくする程ではない。On the other hand, the baseline intensity (Fig. 2 (
By subtracting b) in a), the DC component becomes smaller, so
The power intensity normalized by the DC component becomes relatively large, and the influence of noise can be reduced. However, this effect is not so large that it does not eliminate erroneous judgments of the degree of distortion, such as the reversal shown in FIG.
そこで、新たなユガミ度合の評価尺度が望まれるが、ゆ
ず肌の程度が大きくなり結像波形の形の歪みが大きくな
ると、コントラストも低下し、基本空間周波数ν。のパ
ワー強度Pν。も低下することに着目して検討したとこ
ろ、下記式(III)に基づ(ユガミ度合が、第3図に
<−0−0−>で示したように、官能試験によるユガミ
の程度とよく一敗することがわかった。なお、この図に
おけるユガミの度合(NSIC)は、先のボケの度合と
同様、基準板として用いられる黒ガラス板における総和
に対する百分率であられしたものである。また、第3図
の横軸における数字は、官能試験によるゆず肌(ユガミ
)の大小を示し、B、G、は基準板たる黒ガラス板(ユ
ガミなし)を示している。Therefore, a new evaluation scale for the degree of distortion is desired, but as the degree of yuzu skin increases and the distortion in the shape of the imaged waveform increases, the contrast also decreases and the fundamental spatial frequency ν. The power intensity Pν. Based on the following formula (III), the degree of distortion was found to be similar to the degree of distortion determined by the sensory test, as shown by <-0-0-> in Figure 3. It turned out that the degree of blur (NSIC) in this figure is the same as the degree of blur described above, and is expressed as a percentage of the total sum on the black glass plate used as a reference plate.Also, The numbers on the horizontal axis of FIG. 3 indicate the size of yuzu skin (distortion) according to the sensory test, and B and G indicate the black glass plate (no distortion) as a reference plate.
上記式において、分母側は前記基準板たる黒ガラス板に
おける総和をあられしている。In the above equation, the denominator side represents the total sum on the black glass plate, which is the reference plate.
ここにおいて、q=%、j=1、k= (2i −1)
、i=1.2とすると、第4図に示したN5ICならび
にN5IC*の式が得られる。N5IC*値は、同・図
左側にみるような結像波形のパワースペクトルの基本空
間周波数のパワーの平方根を、図中のdで示す直流成分
強度で基準化したもの(J′TrTvで示す)を、前記
基準板たる黒ガラス板のそれ(同様にfT]己1r−で
示す)に対する百分率であられしている。また、N5I
C値は、結像波形からベースライン強度すを減じた結像
波形のパワースペクトルの、基本空間周波数とその3倍
の周波数のパワーの平方根を図中のd′で示す直流成分
強度で基準化したものの和を、黒ガラス板のそれに対す
る百分率であられしたものとして得ている。図のように
、基本空間周波数ν。におけるパワー強度と、その3倍
の周波数3ν。におけるパワー強度との総和によってユ
ガミの度合(NSIC)を代表させることができるのは
、第2図山)にみるように、基本空間周波数ν。の奇数
倍の空間周波数(3ν。、5ν。・・・)のパワー強度
が、偶数倍の空間闇波数(2ν。、4ν。・・・)のパ
ワー強度に比して大きいためである。Here, q=%, j=1, k= (2i −1)
, i=1.2, the equations of N5IC and N5IC* shown in FIG. 4 are obtained. The N5IC* value is the square root of the power of the fundamental spatial frequency of the power spectrum of the imaged waveform as seen on the left side of the same figure, normalized by the DC component intensity shown as d in the figure (shown as J'TrTv). is expressed as a percentage of that of the black glass plate serving as the reference plate (similarly, fT is expressed as 1r-). Also, N5I
The C value is the square root of the power of the fundamental spatial frequency and three times the frequency of the power spectrum of the imaged waveform obtained by subtracting the baseline intensity from the imaged waveform, and is standardized by the DC component intensity shown as d' in the figure. The sum of the abrasions is obtained as a percentage of that of the black glass plate. As shown, the fundamental spatial frequency ν. The power intensity at , and the frequency 3ν which is three times that. As shown in Figure 2, the degree of distortion (NSIC) can be represented by the sum of the power intensity at the fundamental spatial frequency ν. This is because the power intensity of spatial frequencies that are odd multiples of (3v., 5ν, . . . ) is larger than the power intensity of spatial dark wave numbers that are even multiples (2ν., 4ν, . . . ).
以上のような、この発明の方法によれば、被測定体表面
のボケとユガミとを別のパラメータとして計測すること
ができるとともに、ゆず肌やボケの程度が大きい場合に
おいても、目視による官能試験の結果ともよく合致した
結果が得られるようになる。According to the method of the present invention as described above, it is possible to measure the blur and distortion on the surface of the object to be measured as separate parameters, and even when the degree of blur or citron skin is large, visual sensory tests can be performed. We can now obtain results that are in good agreement with the results of .
つぎに、以上のような方法を実施するための装置につい
て、その実施例をあられす図面にもとづいて、詳しく説
明する。Next, an embodiment of an apparatus for carrying out the above method will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
この実施例の装置は、第5図に示したような内部構成を
有する。図の装置の働きは以下のようになっている。The apparatus of this embodiment has an internal configuration as shown in FIG. The operation of the device shown in the figure is as follows.
まず、駆動回路によって駆動されているリニアイメージ
センサ(光電変換手段)6に前述したパターンが投影さ
れると、その光強度分布が信号として出力される。出力
された光強度分布信号は増巾器で増巾されたあと、ピー
クホールド回路によってピークホールドされ、A/D変
換器でデジタル信号に変換されたのち、バッファメモリ
に一時記憶される。バッファメモリに記憶された光強度
分布信号は、マイクロプロセッシングユニット(MPU
)、プログラム記憶用リードオンリーメモリ (ROM
)、データ記憶用リードライトメモリ(RWM)、
インターフェース等よりなるマイクロコンピュータ部(
データ処理手段7)で、前記フーリエ変換、加減算等の
演算処理に使用され、その演算結果、すなわち、前記ボ
ケやユガミのデータが表示装置やプリンタに出力される
のであるデータ処理手段7たるマイクロコンピュータ部
での演算処理は、たとえば、第6図のようにして行われ
る0図の演算処理フローチャートは、プロダラムとして
、前記プログラム記憶用リードオンリーメモリ (RO
M)内に記憶されている。First, when the above-described pattern is projected onto the linear image sensor (photoelectric conversion means) 6 driven by a drive circuit, its light intensity distribution is output as a signal. The output optical intensity distribution signal is amplified by an amplifier, peak held by a peak hold circuit, converted into a digital signal by an A/D converter, and then temporarily stored in a buffer memory. The light intensity distribution signal stored in the buffer memory is processed by a microprocessing unit (MPU).
), read-only memory (ROM) for program storage
), read/write memory (RWM) for data storage,
Microcomputer section consisting of interface etc.
The data processing means 7) is a microcomputer that is used for arithmetic processing such as the Fourier transform, addition and subtraction, and outputs the arithmetic results, that is, the blurring and distortion data to a display device or printer. For example, the arithmetic processing flowchart of FIG. 0, in which the arithmetic processing is performed as shown in FIG.
M).
まず、演算の開始とともに、実数部、虚数部およびパワ
:スペクトル部を構成するRWM内の各データエリアが
クリアされる。つぎに、加算回数が設定されたあと、バ
ッファメモリへ、リニアイメージセンサ6よりデータ(
光強度分布信号)が取り込まれる。そして、データの取
り込みが完了すると、そのデータがバッファメモリより
データエリアの実数部へ、前記設定回数だけ加算される
。所定の回数加算されると、そのデータがフーリエ変換
されてパワースペクトルとなる。得られたパワースペク
トルは直流成分で規準化されたあと、その中の基本空間
周波数成分のパワー強度により、像のボケの程度(NS
IC* )が演算される。First, with the start of calculation, each data area in the RWM that constitutes the real part, imaginary part, and power:spectrum part is cleared. Next, after the number of additions has been set, the data (
light intensity distribution signal) is captured. When the data has been completely fetched, the data is added from the buffer memory to the real part of the data area by the set number of times. When added a predetermined number of times, the data is Fourier transformed and becomes a power spectrum. The obtained power spectrum is normalized by the DC component, and then the degree of image blur (NS
IC*) is calculated.
つぎに、前記光強度分布信号のデータの中から、光強度
最小値X sinすなわち、ベースライン強度すが探し
出され、それがデータより減算される。そして、このベ
ースライン強度が減算された波形データがフーリエ変換
されてパワースペクトルとなる。得られたパワースペク
トルは直流成分で規準化されたあと、基本空間周波数成
分と、その整数倍の空間周波数成分の各パワー強度が加
算され、像のユガミの程度(NSIC)が演算される。Next, the minimum light intensity value X sin, that is, the baseline intensity value, is found from the data of the light intensity distribution signal, and it is subtracted from the data. Then, the waveform data from which this baseline intensity has been subtracted is Fourier transformed to become a power spectrum. The obtained power spectrum is normalized by the DC component, and then the power intensities of the fundamental spatial frequency component and the spatial frequency components that are integral multiples of the fundamental spatial frequency component are added to calculate the degree of image distortion (NSIC).
そして、以上のようにして演算されたN5IC*ならび
にN5ICが表示装置たるディスプレイから表示された
り、プリンタよりハードコピーとして出力されて処理が
完了するのである。Then, the N5IC* and N5IC calculated as described above are displayed on a display or output as a hard copy from a printer, and the process is completed.
以下に、この発明の実施例について説明する。 Examples of the present invention will be described below.
以上で説明した方法ならびに装置を使用して、各種の塗
膜表面の性状を測定した。結果を第7図(a)、 (b
)に示す、なお、これらの図は、基準板たる黒色ガラス
板における像のボケの程度(NSIC* )ならびに像
のユガミの程度(NSIC)を、それぞれ、100とす
る百分率であられしたもので、◎は、その黒色ガラス板
のデータをあられし、その他の記号は、下記の試料をあ
られしている。The properties of various coating film surfaces were measured using the method and apparatus described above. The results are shown in Figure 7 (a), (b
). In addition, these figures show the degree of image blurring (NSIC*) and the degree of image distortion (NSIC) on the black glass plate, which is the reference plate, respectively, expressed as percentages with 100. ◎ indicates the data for the black glass plate, and other symbols indicate the samples below.
−・−・−:ソリッド赤
一ローロー :ソリッド白
−ムームー :ソリッド赤(肌見本板)−☆−☆−:メ
タリックシルバー
ー★−★−:メタリックシルバー(艷見本板)−◇−◇
−:ソリッド赤(ペースト)
また、上記各記号の横に記した波形は、そのサンプルの
表面形状をリニアイメージセンサ上に結像された結像波
形の光強度分布であられしたもので、形が矩形波からず
れる程像のユガミが大きく、ベースラインが0よりも大
きくなる程像のボケが大きいことをあられしている。−・−・−: Solid Akaichi Roro: Solid white − Mumuu: Solid red (skin sample board) −☆−☆−: Metallic silver−★−★−: Metallic silver (skin sample board) −◇−◇
-: Solid red (paste) In addition, the waveforms written next to each symbol above are those obtained by comparing the surface shape of the sample with the light intensity distribution of the imaged waveform formed on the linear image sensor. The more the waveform deviates from the rectangular wave, the more distorted the image becomes, and the larger the baseline becomes greater than 0, the more blurred the image becomes.
上記結像波形の光強度分布と、ボケならびにユガミの程
度との相関関係を知るため、第8図(a)〜(f)の結
像波形を示すサンプルにおけるN5ICI値とN5IC
値の測定、ならびに、その目視による評価を行った。結
果を第1表に示す。In order to understand the correlation between the light intensity distribution of the imaged waveform and the degree of blur and distortion, we investigated the N5ICI value and the
The values were measured and visually evaluated. The results are shown in Table 1.
第 1 表
上記図ならびに表の結果によれば、サンプルの表面形状
と、表面のユガミの程度(NSIC)ならびに表面のボ
ケの程度(NSIC* )が良(合致していることがわ
かった。According to the results shown in the above figure and table of Table 1, it was found that the surface shape of the sample, the degree of surface distortion (NSIC), and the degree of surface blur (NSIC*) were in good agreement.
この発明の表面性状測定方法ならびに装置は、上記のよ
うになっているため、像のボケとユガミとを個別に定量
化でき、しかも、ゆず肌やボケの程度が大きい場合にお
いても、目視による官能試験の結果とも良く合致する結
果が得られるようになる。Since the surface texture measuring method and device of the present invention are as described above, it is possible to individually quantify image blur and distortion, and even when the degree of blurring is large, it is possible to quantify the blurring and blurring of the image separately. Results that match well with test results can be obtained.
第1図はこの発明の表面性状測定方法に用いられる試料
測定の方法を説明する説明図、第2図(a)は測定され
た結像波形の光強度分布の一例をあられすグラフ、第2
図(ト))は同図(a)の光強度分布波形をフーリエ変
換することで得られたパワースペクトルの一例をあられ
すグラフ、第3図はこの発明の方法と従来の方法におけ
る像のユガミの程度と目視による官能試験の結果との関
係をあられすグラフ、第4図はこの発明の一実施例にお
いて結像波形からN5IC値およびN5IC*値を導き
出すまでを模式的に説明した説明図、第5図はこの発明
の装置の構成の一例をあられすブロック図、第6図はデ
ータ処理手段による演算処理の一例をあられす流れ図、
第7図(a)、 (b)はこの発明の実施例における結
果をあられすグラフ、第8図(al〜(flは、それぞ
れ、測定によって得られる結像波形の例をあられす波形
図である。
1・・・矩形波パターン 2.3・・・照明光学手段5
・・・被測定体 4・・・結像光学手段 6・・・光電
変換手段 7・・・データ処理手段 N5IC*・・・
像のボケの程度 N5IC・・・像のユガミの程度代理
人 弁理士 松 本 武 彦
第1 図
52〜
空間周波林
1i311!!1
大嬌−−−−ゆr1几1ンアル −一一一−小 ム
し!6図
筑7図
第8図
(’) (d)(b)
(e)(c)
(f)JD−Eμ ご二二二〕FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining the sample measurement method used in the surface texture measurement method of the present invention, FIG.
Figure (g)) is a graph showing an example of the power spectrum obtained by Fourier transforming the light intensity distribution waveform in figure (a), and Figure 3 shows the distortion of the image in the method of this invention and the conventional method. FIG. 4 is an explanatory diagram schematically explaining the process of deriving the N5IC value and N5IC* value from the imaged waveform in an embodiment of the present invention. FIG. 5 is a block diagram showing an example of the configuration of the apparatus of the present invention, and FIG. 6 is a flow chart showing an example of the calculation processing by the data processing means.
7(a) and 7(b) are graphs showing the results in the embodiment of the present invention, and FIG. 8 (al to (fl) are waveform diagrams showing examples of imaging waveforms obtained by measurement, respectively. 1... Rectangular wave pattern 2.3... Illumination optical means 5
...Object to be measured 4...Imaging optical means 6...Photoelectric conversion means 7...Data processing means N5IC*...
Degree of blur of the image N5IC... Degree of distortion of the image Representative Patent Attorney Takehiko Matsumoto 1st Figure 52 ~ Spatial Frequency Hayashi 1i311! ! 1 大嬌---Yur1几1んAL -111-小 MUSH! Figure 6 Chikuku Figure 8 Figure 8 (') (d) (b)
(e) (c)
(f) JD-Eμ 222]
Claims (2)
して結像光学系により結像面上に投影結像させ、結像さ
れた結像波形の空間的光強度分布をフーリエ変換して特
定空間周波数におけるパワースペクトルの強度の大小に
より被測定体表面の鮮明度光沢を定量化する表面性状測
定方法において、前記結像波形から得られたパワースペ
クトルのうち基本空間周波数のパワースペクトルの強度
によって像のボケの程度を、結像波形よりベースライン
強度を減じた波形から得られたパワースペクトルのうち
基本空間周波数のパワースペクトルの強度とその整数倍
の複数の周波数のパワースペクトルの各強度との総和に
よって像のユガミの程度を、それぞれ、個別に定量化す
ることを特徴とする表面性状測定方法。(1) A rectangular wave pattern is projected and imaged onto the imaging plane by the imaging optical system through reflection on the surface of the object to be measured, and the spatial light intensity distribution of the imaged imaged waveform is identified by Fourier transformation. In a surface texture measurement method that quantifies the sharpness and gloss of the surface of an object to be measured based on the intensity of the power spectrum at the spatial frequency, the image is determined based on the intensity of the power spectrum at the fundamental spatial frequency of the power spectrum obtained from the imaging waveform. The degree of blur is determined by the sum of the intensity of the power spectrum of the fundamental spatial frequency and the intensity of the power spectra of multiple frequencies that are integral multiples of the power spectrum obtained from the waveform with the baseline intensity subtracted from the imaged waveform. A surface texture measuring method characterized by individually quantifying the degree of distortion of an image.
波パターンの像を被測定体表面における反射を介して結
像面上に投影結像する結像光学手段と、前記結像面上の
結像波形の空間的光強度分布を電気信号に変換する光電
変換手段と、この光電変換手段からの空間的光強度分布
信号をフーリエ変換し特定空間周波数におけるパワース
ペクトルの強度を計算するデータ処理手段より構成され
、データ処理手段によって計算されたパワースペクトル
の強度により表面性状を測定する装置において、前記デ
ータ処理手段が、結像波形の基本空間周波数におけるパ
ワースペクトルの強度と、結像波形からベースライン強
度を減じた波形の基本空間周波数におけるパワースペク
トルの強度と基本空間周波数の整数倍の複数の空間周波
数におけるパワースペクトルの各強度との総和と、を演
算するものであることを特徴とする装置。(2) an illumination optical means for illuminating a rectangular wave pattern; an imaging optical means for projecting and forming an image of the rectangular wave pattern onto an image forming plane through reflection on the surface of the object to be measured; A photoelectric conversion means that converts the spatial light intensity distribution of the imaged waveform into an electrical signal, and a data processing means that performs Fourier transform on the spatial light intensity distribution signal from the photoelectric conversion means and calculates the intensity of the power spectrum at a specific spatial frequency. In this apparatus, the data processing means measures the intensity of the power spectrum at the fundamental spatial frequency of the imaged waveform and the baseline from the imaged waveform. 1. A device that calculates the sum of the intensity of a power spectrum at a fundamental spatial frequency of a waveform with reduced intensity and each intensity of the power spectrum at a plurality of spatial frequencies that are integral multiples of the fundamental spatial frequency.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10233887A JPS63266343A (en) | 1987-04-24 | 1987-04-24 | Method and device for measuring surface property |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10233887A JPS63266343A (en) | 1987-04-24 | 1987-04-24 | Method and device for measuring surface property |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63266343A true JPS63266343A (en) | 1988-11-02 |
Family
ID=14324721
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10233887A Pending JPS63266343A (en) | 1987-04-24 | 1987-04-24 | Method and device for measuring surface property |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63266343A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07306017A (en) * | 1994-05-12 | 1995-11-21 | Nissan Motor Co Ltd | Measurement device of thickness of coating film |
JPH08122024A (en) * | 1994-10-24 | 1996-05-17 | Nissan Motor Co Ltd | Thickness measuring apparatus of coating film |
JP2003149148A (en) * | 2001-11-08 | 2003-05-21 | East:Kk | Method and device for measuring undesired shine |
JP2017173300A (en) * | 2016-03-16 | 2017-09-28 | 株式会社リコー | Texture evaluation device, texture evaluation method, and program |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61217708A (en) * | 1985-03-22 | 1986-09-27 | Nippon Paint Co Ltd | Method and apparatus for measuring surface properties |
-
1987
- 1987-04-24 JP JP10233887A patent/JPS63266343A/en active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61217708A (en) * | 1985-03-22 | 1986-09-27 | Nippon Paint Co Ltd | Method and apparatus for measuring surface properties |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07306017A (en) * | 1994-05-12 | 1995-11-21 | Nissan Motor Co Ltd | Measurement device of thickness of coating film |
JPH08122024A (en) * | 1994-10-24 | 1996-05-17 | Nissan Motor Co Ltd | Thickness measuring apparatus of coating film |
JP2003149148A (en) * | 2001-11-08 | 2003-05-21 | East:Kk | Method and device for measuring undesired shine |
JP2017173300A (en) * | 2016-03-16 | 2017-09-28 | 株式会社リコー | Texture evaluation device, texture evaluation method, and program |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR0169892B1 (en) | Method and apparatus for measuring nonuniformity of glossiness and thickness of printed image | |
KR101713086B1 (en) | Transparency evaluation device, transparency evaluation method and transparency evaluation program | |
US4846578A (en) | Surface characteristic measurement | |
CN106595522A (en) | Error correction method of grating projection three-dimensional measurement system | |
EP1693003A1 (en) | Device and method for demonstrating and quantifying skin texture | |
JP3884834B2 (en) | Defect inspection method and apparatus | |
EP2340763A1 (en) | Method and apparatus for measuring collagen thickness | |
WO2020186844A1 (en) | Self-adaptive surface absorption spectrum analysis method and system, storage medium, and device | |
CN114719749A (en) | Metal surface crack detection and real size measurement method and system based on machine vision | |
JPS63266343A (en) | Method and device for measuring surface property | |
JP3445327B2 (en) | Method and apparatus for measuring uneven gloss and uneven printing | |
JP7380596B2 (en) | Optical property analysis device and program | |
JPH02271211A (en) | Evaluating method of painting sharpness | |
JP2006177797A5 (en) | ||
TWI282847B (en) | Method to measure the weight based on machine vision | |
JP7308443B2 (en) | Evaluation device, authenticity evaluation method and program | |
JPH0282947A (en) | Method for detecting and analyzing skin surface conformation | |
JP2617795B2 (en) | Gloss measuring method and equipment for painted surfaces | |
EP3181051B1 (en) | An objective method for assessing high contrast resolution of ct images based on the rayleigh criterion | |
WO2019163512A1 (en) | Diagnostic dictionary registering device, diagnosing device, method, program, and data structure | |
JP3498120B2 (en) | High-precision measuring method and apparatus for uneven gloss | |
CN112712499B (en) | Object detection method and device and computer readable storage medium | |
JPS61217708A (en) | Method and apparatus for measuring surface properties | |
Belan et al. | A machine vision system for automatic sieve calibration | |
JP2638121B2 (en) | Surface defect inspection equipment |