专利名称：一种预涂感光版砂目的测试方法及设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及预涂感光版砂目的测试方法，特别是一种通过图像特征的统计参量来表征预涂感光版沙漠型结构的粗糙度的方法。
预涂感光版(PS版)表面状态属于沙漠型结构，因此，利用通常测试表面粗糙度的方法既不能正确反映它的实际情况，也无法得到正确的结果。通常采用触针式粗糙度测试仪测试粗糙度Ra数值的方法推断分析砂目质量。但是，触计式测试仪所测数值因版面不均匀及划针头半径大小不同而不准确，测量范围是一条线，波动误差大，且损耗针尖，划伤样品。然而利用价格昂贵的进口扫描电子显微镜的部分功能，将预涂感光版切片处理后摄象，观察、探测砂目外观形貌的方法对砂目进行质量分析，又不适用于大规模生产的检测。因此，需要触针式测试仪与扫描电镜分别测出数值才能表述砂目的技术状态。操作繁琐，费时、费力，效果不能直观。因此，有必要提供一种新型的测试预涂感光版砂目的方法。
本发明的目的是提供一种预涂感光版砂目的测试方法及设备，本方法简便、快捷、直观、数据统计更加趋于相对准确。
为实现上述目的，本发明采取以下设计方案这种预涂感光版砂目的测试方法通过预涂感光版沙漠型结构粗糙度的图样采样，通过显微成像系统将成像放大，在CCD器件表面上，再输出电子图像信号，存于图像采集卡中，由计算机进行图像特征统计，再将图像及统计参量的结果由显示器显示，并打印输出。
所述参量是均方根偏差和过平均值个数。
本发明方法的原理通过图像特征的统计参量来表征PS版的粗糙度状态。
1、图像特征的获取利用显微成像系统将预涂感光版待测表面放大，CCD摄像，图像采集卡抓取图像，计算机显示器显示，打印输出。
2、统计参量即一副黑白图像的灰度分布值。采一副图，在计算机系统内存贮12万-15万个灰度值(命名为xi)。
3、表征PS版不规则沙漠粗糙状态的关系量通过实施得知可用Ra数值、灰度平均值的均方根偏差和过平均值(过零数)来表征砂目均匀性的指标。均方根偏差δ=1N(x‾-xi)2]]>其中N为采样点，xi为各点灰度，x＝1/N(x1+x2+……xN)为灰度的平均值过平均值的个数N由于沙漠型粗糙度的大小不仅反映在凹凸的深度不同也反映在凹凸盘的大小上，一定长度内过零数是不一样的，过零数少，自然疙痉颗粒大，粗糙度就高。过零数除以2，可以近似为单位面积的目数M，M＝n/2/0.1mm2。
利用对灰度平均值的均方根值反映了表面的凹凸程度，即PS板的粗糙程度，这种表面状态的表达方式符合PS版粗糙度状态。
本发明优点以统计均方根偏差和过平均值数的参量，测量范围是一长方形的面积，系统误差很小，Ra值只在小数点后第三位变动，测量一次仅几秒钟，操作简单，无损伤，可在计算机显示器上直观砂目放大几百倍的形貌，可看到砂目的峰谷与缺陷的三维立体图像。
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1为预涂感光版砂目测试仪原理简2为稳流电源原理3为预涂感光版砂目测试仪光学侧量头结构示意4为图3中光学测量头主视5为图4的俯视6为图5中A-A旋转剖视7为图5中B-B旋转剖视8为计算机控制部分流程框9为图象采集卡系统结构框10为主程序流程软件框11a、图11b、图11c为子程序软件框12a、图12b、图12c、图12d为窗口命令处理子程序框13在倾斜光束照射下，本测试仪图像中灰度的变化反映出微观粗糙峰谷的大小。
图1中，含有CCD摄像机用电源，还有光源用稳流电源、光源以及准直物镜，利用它对PS版待测表面产生稳定的平行光照射，为显微摄像提供基本条件，之所以采用稳流电源(见图2)是考虑到光源对待测表面的照射直接影响着CCD摄像机所获图像的平面照度，该值的不稳定将引起图像平均值及偏差大小，从而将影响标准偏差计算的准确度和可靠性。此外，照明光束应是平行光并倾斜照射待测面，形成峰谷分明的图像；图1中另一部分为由显微物镜20，折光棱镜组、CCD摄像机及其电源组成的显微成系系统。利用该系统将PS版待测表面经显微物镜20，放大成像在摄像机的CCD器件表面上，由CCD摄像机产生图像的全电视信号(视频信号)输出给采集卡，经A/D转换，传给计算机主机，由计算机进行图像特征的统计，并将图像及统计参量的结果由显示器显示。
上述的显微系统的放大倍率可以采用8倍显微物镜，所谓8倍是指像面在160mm处的线放大倍率，折光棱镜组可适当延长光路，增加CCD成像距显微物镜的距离，放大倍数约15倍，可使微观起伏得到足够放大，以提高检测的可靠性。
本装置所用摄像机的型号为1881，其中芯片是一种灵敏度高，像元多的CCD面阵，敏感像面面积为6.4×4.8mm2，对应的像元数为752×580，这样每个像元的尺寸为8.6×8.3μm2，每个像元相对于待测PS版上面积为0.57×0.55μm2，这就是该装置对待测面的采样面积，考虑到装置稳定性和统计测量的需要采用上述大小是较为合适的。
图3、图4、图5、图6、图7中，在台座上放有被测样品4，光源通过准直物镜将光线照射在被侧表面上，25为定位套，6为立柱，13为细调旋钮，24为粗调旋钮，用于调整物镜与测试样品间距离，以获得清晰的图象。图4中，12为灯架，11为灯座，10为灯泡，9为光源筒，筒的前端放有透镜8，7为固定用螺圈，在物件上除安装有折射棱镜组外，还要装有CCD摄像机，2为CCD摄像头，对准物件的位置上为显微物镜(见图6、图7)，物镜装在光筒18、过渡筒19的下方，在最上方为棱镜组，它由三个棱镜组成，也可以采用多个，17为上棱镜，它夹在双弹片16下方，棱镜外围有镜盖15，从图7可以看出二块下棱镜22及对应的盖，棱镜夹在固定片23和壳体21内，光线从物体上方的显微物镜到折射棱镜组后，由CCD摄像。
计算机主机用于存贮适于PS版砂目检测的软件，对光学头采集的图象进行分析计算，求得表征PS版表面状态的有关数值，并可存贮测量值和图象。
图8中，视频信号送至图像采集卡(见图9)，可采用黑白图像采集卡CA-MPE-1000，经A/D转换，送至主机。
图10，主程序流程图，图11为子程序框图，图12窗口命令处理子程序框图。
实施例1采用科技嘉公司开发的基于PC1总线的黑白图像采集卡CM-MPE-1000，图像传输速度达25M/S，可实现摄像和图像到计算机内存的可靠传送，可手动采集或自动采集，并显示图像及测量结果，约三秒钟显示结果。(见图13)，图13中，平均灰度125.265灰度方差12.452，粗糙度0.595单位面积颗粒数(个/平方毫米)为12314。
本程序在中文Windows3·1操作系统下运行，可实现表面粗糙度的非接触的探测。PS版上每次测量面积约0.28×0.35mm2。
权利要求
1.一种预涂感光版砂目的测试方法，其特征在于它通过预涂感光版沙漠型结构粗糙度的图样采样，通过显微成像系统将成像放大，在CCD器件表面上，再输出电子图像信号，存于图像采集卡中，由计算机进行图像特征统计，再将图像及统计参量的结果由显示器显示，并打印输出。
2.根据权利要求1所述的一种预涂光版砂目的测试方法，其特征在于所述参量是均方根偏差和过平均值个数。
3.一种预涂感光版砂目测试设备，其特征在于它包括以下几部份(1)准直光源它由光源、光源用稳流电源、准直物镜组成。(2)显微成像系统它包括显微物镜，折光棱镜组，CCD摄像机，电源。(3)图像采集及处理部分图像采集卡，计算机、显示器、打印机。
4.根据权利要求2所述的一种预涂感光版砂目的测试设备，其特征在于所述折光棱镜组由多个棱镜组成。
全文摘要
一种预涂感光版砂目的测试方法及设备,它通过预涂感光版沙漠型结构粗糙度的图样采样,通过显微成像系统将成像放大在CCD器件表面上,再输出电子图像信号存于图像采集卡中,由计算机进行图像特征统计,将结果由显示器显示,并打印输出,这种通过图像特征的统计参量来表征预涂感光版沙漠结构的粗糙度状态。其测量范围是长方形面积,系统误差很小,Ra值是在小数点后第三位变动,测量一次仅几秒钟,简单,无损伤,结果由显示器显示,直观。
文档编号G01B11/30GK1256398SQ98123330
公开日2000年6月14日 申请日期1998年12月10日 优先权日1998年12月10日
发明者温未然, 王仲春, 高稚允, 高岳, 黄粤熙, 张世进, 常俊平 申请人:中国印刷科学技术研究所