DE3406375A1

DE3406375A1 - Geraet zur bestimmung von oberflaechenprofilen von nichttransparentem material durch digitale auswertung einer sequenz von mikroskopbildern mit unterschiedlichen schaerfeebenen

Info

Publication number: DE3406375A1
Application number: DE19843406375
Authority: DE
Inventors: Hayo Dr.-Ing. 8131 Traubing Giebel
Original assignee: SIGNUM COMPUTER fur SIGNALVER
Current assignee: SIGNUM COMPUTER fur SIGNALVER
Priority date: 1984-02-22
Filing date: 1984-02-22
Publication date: 1985-08-22

Description

Beschreibung
Gerät zur Bestimmung des Oberflächenprofils von nichttransparentem Material durch digitale Auswertung einer Sequenz von Mirkoskopbildern mit unterschiedlichen Schärfeebenen.
Die Erfindung betrifft eine Anordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie sie zur automatisierten Prüfung der Oberflächenbeschaffenheit von Werkstücken benötigt wird. So gibt die quantitative Vermessung des Oberflächenprofils Aufschluß darüber, ob z.B. während des Bearbeitungsvorganges eines Werkstückes bestimmte Oberflächeneigenschaften wie Rauhigeit, Riefentiefe, Tragrauhtiefe und dergl. innerhalb vorgegebener Toleranzen liegen. Das Prüfungsergebnis gibt entscheidente Hinweise darüber, ob innerhalb des Fertigungsprozesses Justagen an Bearbeitungsmaschinen, der Austausch eines Werkzeugs oder die Aussonderung des geprüften Werkstükkes erforderlich ist.
Ein anderes Verfahren zur Auswertung von Mikroskopbildern mit dem Ziel, dreidimensionale Strukturen zu rekonstruieren, nutzt die Kenntnis der Ubertragungsfunktion des Mikroskopoptik. Es wird gezeigt, daß mit der Methode der Fouriertransformation eine teilweise Rekonstruktion möglich ist (Zinser, G. et al. : Erzeugung und Rekonstruktion von dreidimensionalen Lichtmikroskopischer Bilder. VDE-Fachberichte 35, Mustererkennung 1983 Karlsruhe, VDE-Verlag 1983, S. 294 -299).
Der Nachteil hierbei ist jedoch darin zu sehen, daß für die Rekonstruktion mittels Fouriertransformation die gesamte Mikroskopbild-Sequenz gespeichert werden muß. Weiterhin schließt der hohe Rechenzeitbedarf einen industriellen Einsatz im Bereich der Serienprüfung aus.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einem geringen Geräteaufwand eine beliebig lange Sequenz von Mikroskopbildern zu verarbeiten. Weiterhin soll diese Verarbeitung schritthaltend mit der maximal möglichen Aufnahmegeschwindigkeit, die durch die Mechanik der Mikroskopverstellung oder durch die Fernsehbildfolgefrequenz begrenzt wird, erfolgen. Die Auswertung der Bildsequenz muß einen geringen Zeitbedarf aufweisen, um einen Einsatz in der industriellen Serienprüfung von Werkstücken zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird erfinderisch dadurch gelöst, daß bezüglich des Geräteaufwands gemäß der kennzeichnenden Merkmale nach Anspruch 1 unabhängig von der Länge der Mikroskopbild-Sequenz neben dem Maximum- und Indexbild immer nur zwei Mikroskopbilder mit benachbarten Schärfeebenen für die Berechnung gespeichert werden müssen.
Aufgrund der einfachen bildpunktweisen Vergleichsoperationen, die mit heutiger Technologie schritthaltend mit der Fernsehbildfolgefrequenz ausgeführt werden können, wird eine maximale Verarbeitungsgeschwindigkeit erreicht.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß mit geringem gerätetechnischem Aufwand eine Mikroskopbildsequenz mit beliebig vielen und beliebig genau abgestuften Schärfeebenen, soweit dies nicht durch die Eigenschaften der Mikroskopoptik und deren Verstelleinrichtung sowie durch das Kamerarauschen begrenzt wird, schritthaltend mit der Fernsehbildfolgefrequenz verarbeitet werden kann.

Claims

Patentansprüche 1. Anordnung zur Bestimmung von Oberflächenprofilen von nichttransparentem Material, wobei eine digitale Auswertung von Mikroskopbildern in verschiedenen Schärfeebenen durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Sequenz von Mikroskopbildern mit unterschiedlichen Schärfeebenen mittels einer automatisch gesteuerte Schärfeeinstellung durch Schrittmotor oder durch einen kontinuierlichen Motorantrieb erstellt wird, ferner gekennzeichnet dadurch, daß jedes Mikroskopbild mittels einer Fersehkamera aufgezeichnet wird und in den Bildspeicher einer digitalen Verarbeitungseinheit übertragen wird, ferner gekennzeichnet dadurch, daß schritthaltend mit der sequentiellen Aufzeichnung jeweils nur das aktuell aufgezeichnete Bild mit dem vorausgehend aufgezeichneten und gespeicherten Bild verglichen wird, indem für jeden Bildpunkt die absolute Grauwertänderung bestimmt wird, ferner gekennzeichnet dadurch, daß innerhalb der Bildsequenz für jeden Bildpunkt die maximale Grauwertänderung registriert wird, ferner gekennzeichnet dadurch, daß für jeden Bildpunkt die Bildnummer, bei der diese maximale Grauwertänderung festgestellt wurde, als Index in ein Ergebnisbild ei-ngetragen wird, ferner gekennzeichnet dadurch, daß, nachdem die gesamte Bildsequenz durchlaufen wurde, für jeden Bildpunkt, dem kein Index zugewiesen werden konnte, d.h bei dem innerhalb der gesamten Bildsequenz nur eine geringe, unter einer Schwelle liegende Änderung des Grauwertes festzustellen war, der Index desjenigen Nachbarbildpunktes zugewiesen wird, der örtlich am nächsten liegt und dem bereits ein Index zugewiesen ist, ferner gekennzeichnet dadurch, daß in dem so gewonnenen Ergebnisbild für jeden Bildpunkt der entsprechende Indexwert den Ort der maximalen Schärfe parallel zur optischen Achse des Mikroskops angibt.