NL9001164A

NL9001164A - Werkwijze en inrichting ter bepaling van de beeldhelderheid van een oppervlak.

Info

Publication number: NL9001164A
Application number: NL9001164A
Authority: NL
Original assignee: Hoogovens Groep Bv
Priority date: 1990-05-18
Filing date: 1990-05-18
Publication date: 1991-12-16
Also published as: DE69100947D1; DE69100947T2; ATE99802T1; CA2083037C; EP0528915A1; DK0528915T3; WO1991018278A1; CA2083037A1; EP0528915B1; JPH05505677A; US5359668A

Description

WERKWIJZE EN INRICHTING TER BEPALING VAN DE BEELDHELDERHEID VAN EEN OPPERVLAK

Door aanvraagster worden als uitvinders genoemd:

Dr. Ir. C.T.W. LAHAYE te HEERHUGOWAARD, en Dr. W.J. VAN DER MEER te AMSTERDAM

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze ter bepaling van de beeldhelderheid van een oppervlak van een plaat, band of dergelijke, omvattende het spiegelen van een afbeelding op het oppervlak, het detecteren van een virtueel beeld van de op het oppervlak geprojecteerde afbeelding en het bewerken van het gedetecteerde virtuele beeld van de op het oppervlak geprojecteerde afbeelding tot een signaal dat wordt gepresenteerd als maat voor de beeldhelderheid van het oppervlak, i

Tevens heeft de uitvinding betrekking op een inrichting voor de ; uitvoering van een dergelijke werkwijze. j

Ten behoeve van de witgoed- en automobielindustrie is het gewenst de mate van beeldhelderheid van een plaat te kennen aangezien de voor de buitendelen van koelkasten en wasmachines, respectievelijk automobielen toegepaste plaat bijzonder vlak en glad dient te zijn in verband met de optische kwaliteit na lakken. Het blijkt namelijk dat een kwaliteitsaspect van de toegepaste plaat gevonden wordt in deze beeldhelderheid van het oppervlak van de gebruikte staalplaat. Onder beeldhelderheid wordt in dit verband het uit genoemde industrieën bekende begrip "image-clarity" verstaan, waaronder de mate van vervorming van een virtueel beeld van een op het oppervlak geprojecteerde afbeelding wordt verstaan. Bij een oppervlak met een relatief slechte beeldhelderheid zal het uiterlijk van de toegepaste staalplaat na lakken er enigszins onregelmatig uitzien. Dit fenomeen staat bekend als sinaasappelhuid. Het is in verband met de kosten wenselijk de staalplaat in een zo vroeg mogelijk bewerkingsstadium en bij voorkeur-nog vóór het—lakken-te.-selecteren op^toepassing- voor in het zicht zijnde buitendelen van het witgoed, respectievelijk de automobiel. Een daarop gerichte betrouwbare en reproduceerbare meetmethode, waarbij subjectieve elementen zijn uitgeschakeld is daarom gewenst.

Bekend is bijvoorbeeld toepassing van de glansmeter van ATI Systems Ine., model 1792, waarbij een geregelde lichtstraal op het te onderzoeken oppervlak wordt geprojecteerd en het gereflecteerde licht met een ontvanginrichting wordt opgevangen en in een verwerkings-inrichting wordt bewerkt tot een signaal dat een maat is voor de glanzendheid van het oppervlak.

Het is gebleken dat deze bekende werkwijze en inrichting slecht onderscheidend is en een geringe voorspellende waarde heeft op het aspect sinaasappelhuid bij toe te passen plaat voor buitendelen. De waarde van de met de bekende werkwijze en inrichting verkregen informatie is bovendien sterk afhankelijk van de interpretatie van de verkregen gegevens door een bedieningspersoon.

Doelstelling van de uitvinding is om een betrouwbare methode te verschaffen ter bepaling van de beeldhelderheid van een oppervlak, welke methode een goed voorspellende waarde heeft en onafhankelijk is van subjectieve aspecten. Daartoe wordt de werkwijze volgens de uitvinding erdoor gekenmerkt dat de op het oppervlak gespiegelde afbeelding is opgebouwd uit een aantal onderscheiden lichtvlekken en dat van het gedetecteerde virtuele beeld het aantal onderscheiden lichtvlekken wordt bepaald welk aantal althans ten dele de hoegrootheid van het signaal bepaalt, dat wordt geproduceerd als maat voor de beeldhelderheid van het oppervlak.

In een bepaald aspect van de werkwijze volgens de uitvinding wordt deze erdoor gekenmerkt dat het gedetecteerde virtuele beeld van de op het oppervlak geprojecteerde afbeelding een beeldbewerking ondergaat, waarbij het virtuele beeld wordt opgedeeld in een discreet aantal beeldpunten en per beeldpunt een discrete grijswaarde wordt bepaald in afhankelijkheid van de lichtsterkte van het gedetecteerde virtuele beeld ter plaatse van dat beeldpunt, en dat het aantal onderscheiden lichtvlekken van het virtuele beeld wordt bepaald door verdere bewerking van de bij de beeldpunten horende grijswaarden.

De eenvoud van de bewerking van het gereflecteerde beeld is ermee gediend dat vervolgens het virtuele beeld van de op het oppervlak geprojecteerde afbeelding wordt omgezet in een binair beeld door bij ieder beeldpunt een binaire waarde te bepalen door de bij ieder beeldpunt bepaalde grijswaarde te vergelijken met een instelbare discriminatorwaarde en bij gelijk of groter zijn van de grijswaarde van dat beeldpunt ten opzichte van de discriminatorwaarde de bij dat beeldpunt horende binaire waarde op een eerste van de binaire waarden in te stellen, en bij kleiner zijn van de grijswaarde van dat beeldpunt ten opzichte van de discriminatorwaarde, de bij dat beeldpunt horende binaire waarde in te stellen op de tweede van de binaire waarden.

Volgens een bepaald aspect van de uitvinding wordt de discriminatorwaarde gevarieerd van een laagste tot een hoogste waarde en wordt bij iedere discriminatorwaarde het bijhorend aantal onderscheiden vlekken in de binaire afbeelding van het virtuele beeld van de op het oppervlak geprojecteerde afbeelding bepaald, en is het signaal dat wordt gepresenteerd als maat voor de beeldhelderheid van het oppervlak, afhankelijk van het gevonden verband tussen de discriminatorwaarden en het aantal vlekken in de binaire afbeelding.

Een zeer eenvoudige uitvoering van de werkwijze volgens de uitvinding wordt gekenmerkt doordat de discriminatorwaarde wordt aangepast en gevarieerd totdat het aantal onderscheiden vlekken in de binaire afbeelding van het virtuele beeld van de op het oppervlak geprojecteerde afbeelding gelijk is aan het aantal onderscheiden lichtvlekken waaruit de op het oppervlak geprojecteerde afbeelding is opgebouwd, en dat de daarbij horende discriminatorwaarde het signaal is dat wordt gepresenteerd als maat voor de beeldhelderheid van het oppervlak.

De uitvinding heeft voorts nog betrekking op een inrichting ter bepaling van de beeldhelderheid van een oppervlak van een plaat, band of dergelijke, omvattende middelen voor het spiegelen van een afbeelding op de plaat, een ontvanginrichting voor het detecteren van een virtueel beeld van de op het oppervlak geprojecteerde afbeelding en een verwerkingsinrichting voorzien van een uitvoerorgaan, welke ontvanginrichting sturend gekoppeld is met de verwerkingsinrichting, en welke inrichting erdoor wordt gekenmerkt dat, de verwerkingsinrichting een rekeninrichting is welke is voorzien van een programma voor uitvoering van de werkwijze volgens de uitvinding.

De uitvinding zal in het navolgende nader worden toegelicht aan de hand van de tekening van een niet-beperkend uitvoeringsvoorbeeld.

Fig. 1 toont een opstelling met de inrichting volgens de uitvinding.

Fig. 2 toont een voorbeeld van het resultaat van een beeldbewerking .

Fig. 3 toont een verder voorbeeld van resultaten van toepassing van de uitvinding op verschillende objecten.

In fig. 1 wordt van de plaat 1 de beeldhelderheid ("image-clarity") van het oppervlak 2 bepaald. Daartoe wordt tussen de plaat 1 en een lichtbron 3 een beeldvormend element 4 geplaatst bestaande uit een raster van bijvoorbeeld 36 gaten elk circa 1 mm van elkaar. Het beeld van dit raster 4 wordt door middel van de lichtbron 3 gespiegeld in het oppervlak 2 van de plaat 1, waarbij een virtueel beeld 8 daarvan met een camera 5 wordt gedetecteerd en ingevoerd in een computer 6. In deze computer 6 vinden de nodige bewerkingen plaats op het met de camera 5 gedetecteerde virtuele beeld 8 van de geprojecteerde afbeelding. Het resultaat van deze bewerkingen wordt door de computer 6 op uitvoerorgaan 7 als meetsignaal indicatief voor de beeldhelderheid van het plaatoppervlak 2 van de plaat 1 getoond.

In fig. 2 zijn de meetresultaten getoond van een oppervlak met een relatief goede beeldhelderheid (zie de linkerkolom) en van een oppervlak met een relatief zwakke beeldhelderheid (zie de rechterkolom) . Het met de camera 5 gedetecteerde virtuele beeld 8 van het op oppervlak 2 geprojecteerde beeld van raster 4 betreft de bovenste afbeeldingen in de linker- en rechterkolom van fig. 2. Het door camera 5 gedetecteerde virtuele beeld 8 wordt ingevoerd in de computer 6 waar een bewerking plaatsvindt inhoudende dat het gedetecteerde virtuele beeld 8 een beeldbewerking ondergaat, waarbij deze wordt opgedeeld in een discreet aantal beeldpunten waarvan per beeldpunt een discrete grijswaarde wordt bepaald in afhankelijkheid van de lichtsterkte van het virtuele beeld 8 ter plaatse van dat beeldpunt, en dat het aantal onderscheiden lichtvlekken van het virtuele beeld 8 wordt bepaald door verdere bewerking van de bij de beeldpunten horende grijswaarden.

Vervolgens wordt het virtuele beeld 8 van de op het oppervlak 2 geprojecteerde afbeelding omgezet in een binair beeld door bij ieder beeldpunt een binaire waarde te bepalen door de bij ieder beeldpunt bepaalde grijswaarde te vergelijken met een instelbare discriminator-waarde en bij gelijk of groter zijn van de grijswaarde van dat beeldpunt ten opzichte van de discriminatorwaarde de bij dat beeldpunt horende binaire waarde op een eerste van de binaire waarden in te stellen, en bij kleiner zijn van de grijswaarde van dat beeldpunt ten opzichte van de discriminatorwaarde, de bij dat beeldpunt horende binaire waarde in te stellen op de tweede van de binaire waarden.

Het resultaat van deze bewerking betreft de twee middelste afbeeldingen in de linker- en de rechterkolom van fig. 2.

De twee onderste afbeeldingen in de linker- en rechterkolom van fig. 2 tonen vervolgens de instelling van één en dezelfde discriminatorwaarde in het geval van het oppervlak met de relatief goede beeldhelderheid (zie de onderste afbeelding in de linkerkolom) en van het oppervlak met de relatief slechte beeldhelderheid (zie de onderste afbeelding in de rechterkolom). Duidelijk is waarneembaar dat bij één en dezelfde discriminatorwaarde voor het relatief goede oppervlak evenveel onderscheiden vlekken worden gedetecteerd als met het raster 4 en de lichtbron 3 op het oppervlak 2 van de plaat 1 is geprojecteerd en met de camera 5 is gedetecteerd.

Bij het slechte oppervlak daarentegen wordt slechts één vlek gedetecteerd, welke weliswaar is voorzien van een aantal gaten, maar dit leidt niet tot een aantal onderscheiden vlekken groter dan één. Voor dit laatste oppervlak dient derhalve de discriminatorwaarde nog te worden aangepast en gevarieerd totdat het aantal onderscheiden vlekken in de binaire afbeelding van het virtuele beeld 8 van de op het oppervlak 2 geprojecteerde afbeelding gelijk is aan het aantal onderscheiden lichtvlekken waaruit de op het oppervlak 2 geprojecteerde afbeelding is opgebouwd. In fine leidt dit tot een binair beeld dat vergelijkbaar is met de onderste afbeelding van de linkerkolom van fig. 2. De daarbij horende discriminatorwaarde is maatgevend voor het signaal dat wordt gepresenteerd als maat voor de beeldhelderheid van het oppervlak.

In fig. 3 worden resultaten getoond welke verkregen zijn door toepassing van de werkwijze en inrichting van de uitvinding bij acht verschillende platen a tot en met h.

Op de x-as is de instelling van de discriminatorwaarde uitgezet en op de y-as is het aantal onderscheiden lichtvlekken getoond dat door de inrichting van de uitvinding wordt gedetecteerd uitgaande van het virtuele beeld 8. De kwalitatief betere platen d, e, f, g en h laten zien dat reeds bij lage waarden van de discriminator het aantal gedetecteerde lichtvlekken groter dan 1 wordt, en dat bij slechts een geringe verdere verhoging van de discriminatorwaarde het maximale aantal te onderscheiden lichtvlekken (in dit voorbeel 36 in verband met het aantal gaten in beeldraster 4) bereikt wordt. De platen a, b en c die een slechtere beelhelderheid bezitten tonen een hiervan duidelijk onderscheiden verband tussen het verloop van de discriminatorwaarde en het bijhorende aantal onderscheiden lichtvlekken betrokken op het virtuele beeld 8. Daarbij zij nog opgemerkt dat vooral de onderscheiding van de kwaliteit van plaat c ten opzichte van de kwaliteit van de platen d t/m h welke een "beter" oppervlak hebben, met de inrichting en werkwijze volgens de uitvinding zeer eenvoudig en trefzeker geschiedt terwijl dit "op zicht" nog wel problematisch blijkt.

Claims

1. Werkwijze ter bepaling van de beeldhelderheid van een oppervlak van een plaat, band of dergelijke, omvattende het spiegelen van een afbeelding in het oppervlak, het detecteren van een virtueel beeld van de op het oppervlak gespiegelde afbeelding en het bewerken van het gedetecteerde virtuele beeld van de op het oppervlak geprojecteerde afbeelding tot een signaal dat wordt gepresenteerd als maat voor de beeldhelderheid van het oppervlak, met het kenmerk, dat de op het oppervlak gespiegelde afbeelding is opgebouwd uit een aantal onderscheiden lichtvlekken en dat van het gedetecteerde virtuele beeld het aantal onderscheiden lichtvlekken wordt bepaald welk aantal althans ten dele de hoegrootheid van het signaal bepaalt.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het gedetecteerde virtuele beeld van de op het oppervlak gespiegelde afbeelding een beeldbewerking ondergaat, waarbij het virtuele beeld wordt opgedeeld in een discreet aantal beeldpunten en per beeldpunt een discrete grijswaarde wordt bepaald in afhankelijkheid van de lichtsterkte van het gedetecteerde virtuele beeld ter plaatse van dat beeldpunt, en dat het aantal onderscheiden lichtvlekken van het virtuele beeld wordt bepaald door verdere bewerking van de bij de beeldpunten horende grijswaarden.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat het virtuele beeld van de op het oppervlak geprojecteerde afbeelding wordt omgezet in een binair beeld door bij ieder beeldpunt een binaire waarde te bepalen door de bij ieder beeldpunt bepaalde grijswaarde te vergelijken met een instelbare discriminatorwaarde en bij gelijk of groter zijn van de grijswaarde van dat beeldpunt ten opzichte van de discriminatorwaarde, de bij dat beeldpunt horende binaire waarde op een eerste van de binaire waarden in te stellen, en bij kleiner zijn van de grijswaarde van dat beeldpunt ten opzichte van de discriminatorwaarde de bij dat beeldpunt horende binaire waarde in te stellen op de tweede van de binaire waarden.

4. Werkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de discrirainatorwaarde wordt gevarieerd van een laagste tot een hoogste waarde en dat bij iedere discriminatorwaarde het bijhorend aantal onderscheiden vlekken in de binaire afbeelding van het virtuele beeld van de op het oppervlak geprojecteerde afbeelding wordt bepaald, en dat het signaal dat wordt gepresenteerd als maat voor de beeldhelderheid van het oppervlak afhankelijk is van het gevonden verband tussen de discriminatorwaarden en het aantal vlekken in de binaire afbeelding.

5. Werkwijze volgens conclusie 3 of 4, met het kenmerk, dat de discriminatorwaarde wordt aangepast en gevarieerd totdat het aantal onderscheiden vlekken in de binaire afbeelding van het virtuele beeld van de op het oppervlak geprojecteerde afbeelding gelijk is aan het aantal onderscheiden lichtvlekken waaruit de op het oppervlak geprojecteerde afbeelding is opgebouwd, en dat de daarbij horende discriminatorwaarde het signaal is dat wordt gepresenteerd als maat voor de beeldhelderheid van het oppervlak.

6. Inrichting ter bepaling van de beeldhelderheid van een oppervlak van een plaat, band of dergelijke, omvattende middelen voor het spiegelen van een afbeelding op de plaat, een ontvanginrichting voor het detecteren van een virtueel beeld van de op het oppervlak geprojecteerde afbeelding en een verwerkingsinrichting voorzien van een uitvoerorgaan, welke ontvanginrichting sturend gekoppeld is met de verwerkingsinrichting, met het kenmerk, dat de verwerkingsinrichting een rekeninrichting is welke is voorzien van een programma voor uitvoering van de werkwijze volgens een der conclusies 1-5.