SE511929C2 - Bestämning av glanskvalitet - Google Patents

Description

10 15 20 25 30 511929 2 nämnda rotationsrörelse jämfört med en plan provyta.

Om därtill provytan är cirkulärcylindrisk och exponeras i registreringsoinrådet genom rotationsrörelse omkring cylinderytans axiella centrum kan den anbringas på en mekaniskt okomplicerad roterbar axelånde, trumma eller liknande, så att varje delyta kan på ett enkelt kontrollerbart sätt genomfara registreringsonirådet.

Andra särdrag och fördelar med uppfinningen framgår av patentkraven och följande detaljerade beskrivning.

Utföringsexempel av uppfinningen beskrivs närmare i det följande med hänvisning till bifogade schematiska ritningar, på vilka FIG. 1 är en perspektivvy av en anordning enligt uppfinningen; FIG. 2 är en illustration av en fasettmodell av en provyta; FIG. 3 är en förenklad grafisk framställning av en bildvolym; FIG. 4 är en sidovy av ett delområde med tre fasetter hos en provyta; FIG. 5 är en sidovy motsvarande FIG. 4 inför ett förenklat registreringsförlopp enligt uppfinningen; och FIG. 6 A-E visar de olika stegen under det förenklade registreringsförloppet.

Den i FIG. 1 visade anordningen för erhållande av underlag för glansvariationsbestäm- ning enligt uppfinningen innefattar allmänt ett L-forinigt vinklat stativ 10 med ett drivaggregat 20 för en provhållare 40, vilken exponerar ett av en ljuskälla 50 belyst provstycke 80 i ett bildregistreringsornråde för en kamera 60. De i kameran registrerade bilderna bearbetas i en bildbehandlingsenhet 70, såsom en persondator, vilken även är anordnad att styra provhållarens 40 drivaggregat 20.

Drivaggregatet 20 innefattar en på ej närmare visat sätt med stativets 10 vertikala vägg 14 fast förbunden steginotor 22, vilken driver provhållaren 40 via ett vid väggen 14 lagrat nedväxlingsarrangemang enligt följande: Ett första mindre tandhjul 24 på stegmotoms 22 utgående axel driver via en första ändlös tandrem 26 ett första större tandhjul 28. På tandhjulets 28 axel är fast anordnat ett andra mindre tandhjul 30 som via en andra ändlös tandrem 32 driver ett andra större tandhjul 34.

I det visade exemplet användes en stegmotor med en upplösning om 6 000 steg/varv, varvid nedväxlingsarrangemanget åstadkommer en reduktion om ungefär 1:46, så att den med tandhjulets 34 axel 36 direkt förbundna provhållaren 40 erhåller en total upplösning om ungefär 280 000 steg/varv. Genom arrangemanget med tandhjul och tandremmar kan trots den stora nedväxlingen vinkelspelet hos provhållaren 40 hållas på en i sammanhanget försumbar nivå.

Den sålunda i små vinkelsteg omkring axeln 36 vridbara provhållaren 40 har vid sin fria ände en axeltapp på vars cylinderyta 42 är jäinrit anliggande anbringat det provstycke med en provyta 80 som skall undersökas med avseende på sin glarisvariation. Cylinderytans 42 radie kan 10 15 20 25 30 511 929 3 typiskt vara omkring 8 mm, men andra radier kan användas som framgår av den i FIG. 1 visade avsatsforrnade provhållaren 40. Ett exempel på ett typiskt provstycke är ett med påtryck försett rektangulärt stycke LWC-papper.

Ljuskällan 50 och kameran 60 är fast monterade med sina optiska axlar i ett vertikalplan som sträcker sig genom det på cylinderytan 42 definierade bildregistreringsområdet 44. Vinkeln mellan de ungefär på bildregistreringsområdet sammanfallande optiska axlarna skall vara sådan att hela det krökta bildregistreringsområdet kan projiceras i kamerans 60 schematiskt antydda bildplan 66.

Ljuskällan 50 innefattar ett larnphus 50 och ett linssystem 54 och kan utgöras av en konventionell mikroskopbelysning.

Den i utföringsexemplet använda kameran 60 innefattar ett kamerahus 62 med bilddetektor av CCD(Charged Coupled Device)-typ och ett 60 mm kameraobjektiv 64.

I övrigt är arrangemanget sådant, att den av kameran i ett bildplan 66 upptagna bilden av bildregistreringsornrådet 44 digitalt via kabel 78 överförs till en dator 72 i bildbehandlingsen- heten 70 för lagring och vidarebehandling. Den behandlade bilden kan under behandlingen visas på en monitor 76 och bildbehandlingen kan styras utifrån av en inmatningsenhet 74, såsom ett tangentbord, vilket via datom 72 och en kabel 79 även kan styra stegmotom 22.

I ett stationärt tillstånd när kameran 60 registrerar ett krökt föremål med relativt hög ytfinhet såsom axeltappens 42 metallyta i bildregistreringsområdet 44, visas på monitom 76 sålunda en digitaliserad bild av den krökta metallytan. Bildens upplösning kan vara exempelvis 512x5 12 bildelement (pixel). Stegrnotoms antal steg för att framdriva provytari in i och ut ur bildregistreringsorrirådet 44 kan-men behöver inte nödvändigtvis-ha ett motsvarande värde, varvid den senare beskrivna bildvolymen då kan ha en upplösning om 512x5l2x512 bildvolym- eller volymcellelement (voxel). Ytans glans till följd av det reflekterade ljuset framträder som ett horisontellt ljust band 75 på bilden. Ett enkelt mått på ytans glanskvalitet är därvid bandets 75 bredd, dvs en yta med större ytfinhet ger ett smalare band 75 än en yta med mindre ytfinhet.

För bedömning av glanskvaliteten hos papper, särskilt papper med påtryck, är man ofta intresserad av att utröna intensiteten och vinkelspridningen av det reflekterade ljuset, som kan vara t.ex. ett mått på hur mycket en betraktare av en sida i en tidskrift behöver vinkla bort sidan från en vinkel med maximal ljusreflexionsintensitet för att tillfredsställande uppfatta den på sidan tryckta informationen. Det reflekterade, för betraktaren besvärande intensiva ljusets vinkelsprid- ning har visat sig till stor del bero på ljussptidning som kan förklaras med en modell såsom denna schematiskt framställs i FIG. 2 där papperets yta 80 betraktas vara uppbyggd av diskreta 10 15 20 25 30 511 929 4 glansfasetter A, dvs små plana ytornråden som, vad gäller förmågan att reflektera ljus, kan anses ha en bestämd eller mest representativ lutningsvinkel relativt papperets förväntade eller ideala normalplan.

I följande beskrivning lagras data i forrn av en bildvolym avsedd att användas som representation av en provytas ljusreflexionsegenskaper, närmare bestämt en funktion I=f(x,y,z), jämför FIG. 3, där I-värdet är intensiteten för registrerat ljus i koordinaten x, y och z, varvid x-y- värdena representerar läget inom provytan och z-värdena representerar betraktningsvinkeln.

Med anordningen och förfarandet enligt uppfinningen kan uppbyggas en sådan bildvolym enligt följande: I FIG. 4 och 5 visas schematiskt en sidovy av ett provstycke 80, vilket förenklat, i syfte att underlätta beskrivningen och förståelsen därav, betraktas sammansatt av endast tre delytor A1, A2 och A3, vilka dessutom betraktas endimensionellt, för uppbyggnad av ett x-z-plan P (FIG.3) i bildvolymen. Därvid registreras sålunda endast “band” 67 och 77 (FIG. 1) i karnerans 60 bildplan 66 resp. i monitoms 76 bild.

Från utgångsläget visat i FIG. 5 frarnmatas den på cylinderytan 42 järnnt anliggande placerade, t.ex. fasttejpade, provytan 80 genom bildregistreringsområdet 44 i fem steg till lägena A, B, C, D, E enligt FIG. 6, varvid i varje läge registreras dels det reflekterade ljusets intensitet från de delytor Al, A2, A3 som samtidigt befinner sig i bildregistreringsornrådet 44, dels delytomas respektive x- och z-koordinater.

I läget A erhåller sålunda bildvolymen sitt första element Ill representerande intensiteten vid positionen X1 och betraktningsvinkeln Zl för delytan Al inom provytan 80.

I läget B har provytan 80 frammatats ytterligare ett steg, så att delytan A2 inträtt på förutvarande plats för den till ett nytt läge frammmatade delytan Al. I bildvolymen har följaktligen tillagts två ytterligare element 112 och I2l representerande delytomas Al resp. A2 intensiteter vid koordinatema (position, betraktningsvinkel) X1 ,Z2 resp. X2,Zl.

På motsvarande sätt har vid läget C provytan framrnatats ännu ett steg, så att bildvolymen nu, förutom bidragen från de ytterligare frarrnnatade delytoma Al och A2, även erhåller ett element från den nyinmatade delytan A3, varvid samtliga tre provytor befinner sig inom bildregistreringsområdet. Bildvolymen har alltså i detta läge erhållit de diagonala elementen 113, I22 och I3 l.

I de avslutande stegen D och E fullbordas i analogi med det föregående bildvolymens betraktade x-z-plan med elementen I23, I32 resp. I33.

Den fiillständiga bildvolymen uppbyggs genom att samtliga “band” 67 (FIG. 1) över hela 10 15 20 25 30 5 1 'I 9 2 9' 5 bildplanets 66 bredd registreras analogt med vad som ovan beskrivits. Detta genomförs företrädesvis så att intensiteten för samtliga y-koordinater registreras för varje par av z-x- koordinater i varje läge A-E.

I detta sammanhang kan fi-amhållas att fastän i föregående beskrivning frammatningen anges ske i steg kan stegmotom 22 ersättas av en kontinuerligt driven motor, under det att bildregistreringsmrådet kan registreras eller scarmas momentant eller stroboskopiskt vid på lämpligt sätt valda tidsintervall.

I beroende av önskemål kan bildvolymen antingen analyseras i realtid under uppbyggnaden därav genom framtagning av de bildvolymelement som uppfyller ett givet sökkriterium avseende glansvariationen eller lagras i bildbehandlingsenhetens dator 72 för separat analys. I det första fallet förkastas direkt det oftast stora antalet element som ej uppfyller sökkriteriet, så att på ändåmålsenligt sätt kan fiígöras minnes- och eventuellt processorkapacitet, t.ex. för videobearbetning och presentation av sökningens träffar. I det andra fallet finns den fullständiga bildvolymen tillgänglig för varje önskad typ av glanskvalitetsbestämning baserad på de framtagna värderingskriteriema.

Ett exempel på en typ av glanskvalitetsbestämning som kan utföras direkt under bildvolymuppbyggnaden är sökning av z-värdena för de volymelement som uppvisar maximal registrerad ljusintensitet för varje delyta, dvs. varje par av x-y-värden. Hos en ideal järrm och plan yta är dessa z-värden konstanta (reflekterar ljus i endast en riktning) och bildar därför ett plan, såsom planet (konstanten) M (FIG. 3) i bildvolymen. Ett mått på glanskvaliteten vid denna typ av glanskvalitetsbestärnning är de fiamtagna z-värdenas avvikelse från konstanten M, dvs. skillnaden i reflexionsvinkel mellan ifrågavarande delyta och den ideala ytan. Om därvid delytan approximeras till att anses vara en glansfasett är avvikelsen ett mått på fasettens lutning relativt den ideala plana ytan; jämför t.ex. delytans A3 snedställning med vinkeln V3 relativt den “ideala ytans” normal N i FIG. 4.

En arman typ av glanskvalitetsbestämning kan vara inriktad på glansintensitet vid betraktningsvinklar vid sidan av den spekulära reflexen. Härvid kan sökas z-intervall (intervall av betraktningsvinklar) där intensitetenl överstiger ett bestämt tröskelvärde, omkring de z-värden där tillhörande bildelement uppvisar Im . Tröskelvärdet kan väljas vid den intensitet där t.ex. en försöksperson har svårt att uppfatta tryckt information på en pappersyta.

Ytterligare sätt att ur bildvolymen skapa mått på glanskvalitet kan innefatta olika typer av filtrering baserad på känd information om mänsklig bild- och ljusperception.

Claims (12)

10 15 20 25 30 511 929 6 Patentkrav

1. Förfarande för erhållande av ett underlag för bestämning av glanskvalitet hos en provyta av ett provstycke, såsom ett pappersark, genom belysning av provytan och registrering av det reflekterade ljusets intensitet, k ä n n e te c k n a t av exponering av provytan (80) i ett bildregistreringsområde (44) genom kontrollerad rotationsrörelse av provytan genom bildregistreringsområdet eller bildregistreringsområdet över och omkring provytan, och registrering ett flertal gånger under nämnda rotationsrörelse av det reflekterade ljusets intensitet från :tt flertal bestämda delytor (A) av provytan under samtidig bestämning av delytomas position i bildregistreringsorriråüet (44) för uppbyggnad av en bildvolym represente- rande registrerad ljusintensitet sorn funktion av delytornas (A) position inom provytan (80) och betraktningsvinkeln.

2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n at av att provytan (80) bringas inta en bestämd konvext krökt fonn inför exponeringen i bildregistreringsområdet (44),

3. Förfarande enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a t av att provytan (80) är cirkulärcylindrisk och exponeras i registreringsområdet (44) genom rotationsrörelse omkring cylinderytans axiella centrum (3 6).

4. Förfarande enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a t av att rotationsrörelsen sker i steg och att registrering sker mellan stegen.

5. Förfarande enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a t av att bildvolymen lagras i en databas för separat bestämning av glanskvaliteten.

6. Anordning för genomförande av förfarandet enligt något av föregående krav, för erhållande av ett underlag för bestämning av glanskvalitet hos en provyta av ett provstycke, såsom ett pappersark, genom belysning av provytan och registrering av det reflekterade ljusets intensitet, kännetecknad av organ för exponering av provytan (80) i ett bildregistreringsoniråde (44) genom kontrollerad rotationsrörelse av provytan genom bildregisu-eringsonirådet eller bildregistrerings- området över och omkring provytan, och organ för registrering ett flertal gånger under nämnda rotationsrörelse av det reflekterade ljusets intensitet från ett flertal bestämda delytor (A) av provytan under samtidig bestämning av delytornas position i bildregistreringsornrådet (44) och för uppbyggnad av en bildvolym representerande registrerad ljusintensitet som funktion av delytomas (A) position inom provytan (80) och betraktningsvinkeln. 10 511 929 7

7. Anordning enligt krav 6, k ä n n e te c k n a d av att nämnda organ for exponering av provytan innefattar en stationär ljuskälla (50) och en roterbart driven provhållare (40) fór provstycket.

8. Anordning enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a d av att provhållaren (40) är anordnad att exponera ett provstycke med en konvext krökt provyta (80) i registreringsområdet (44).

9. Anordning enligt lcrav 8, k ä n n e t e c k n a d av att provytan (80) är cirkulärcylin- drisk och att dess cylinderaxel sammanfaller med provhållarens (40) rotationsaxel (3 6).

10. Anordning enligt något av kraven 7-9, k ä n n e t e c k n a d av att provhållaren (40) är driven via en stegrnotor (22).

11. Anordning enligt något av kraven 6-10, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda registreringsorgan innefattar en kamera (60) anordnad att överföra bilder av registreringsorrtrådet (44) till en bildbehandlingsenhet (70).

12. Anordning enligt krav 1 1, k å n n e t e c k n a d av att bildbehandlingsenheten (70) är anordnad att styra nämnda rotationsrörelse.