AT514106A1 - Verfahren zum Fokussieren von kontrastbehafteten Bilddetails - Google Patents

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AT514106A1 ATA50244/2013A AT502442013A AT514106A1 AT 514106 A1 AT514106 A1 AT 514106A1 AT 502442013 A AT502442013 A AT 502442013A AT 514106 A1 AT514106 A1 AT 514106A1
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Christian Neumaier
Alexander Rund
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Emco Test Prüfmaschinen Gmbh
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fokussieren von kontrastbehafteten Bilddetails, insbesondere zur computerunterstützten Auswertung von Härteprüfungen eines Prüfkörpers (2), mit folgenden Schritten:•Bereitstellen eines elektronischen Kamerasystems (4) mit zumindest einem Kameraobjektiv (5), vorzugsweise einem Mikro-Kameraobjektiv zur Durchführung von fotografischen Aufnahmen, vorzugsweise zur Durchführung von mikroskopischer Fotografie;•Durchführen von einer Reihe von Fotografien des Prüfkörpers (2) mit demselben Bildausschnitt, wobei für jede Fotografie die Entfernung zwischen Kameraobjektiv (5) und Prüfkörper (2) und/oder die Schärfeeinstellung des Kamerasystems (4) verändert wird, und wobei jedes Bild komprimiert abgespeichert wird;•Vergleichen der Dateigrößen der einzelnen aufgenommenen Bilder miteinander und Aufsuchen der Aufnahme mit der höchste Dateigröße, wobei der Datei mit der höchsten Dateigröße das schärfste Bild zugeordnet wird.

Description

1 16423
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fokussieren von kontrastbehafteten Bilddetails, insbesondere zur computerunterstützten Auswertung von Härteprüfungen eines Prüfkörpers. Weiters betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Die Auswertung von Härteprüfeindrücken nach einer Härteprüfung eines Prüfkörpers erfolgt üblicherweise manuell, in dem die Größe und Tiefe des Härteeindruckes analysiert wird. Dieser Vorgang ist relativ zeitaufwendig und erlaubt nur eine geringe Zahl an Auswertung pro Zeiteinheit.
Aus der JP 2010-177 936 A ist es bekannt, eine Objektveränderung durch Vergleichen der Dateigrößen des jüngsten JPEG-Bildes mit einem älteren JPEG-Bild festzustellen. JPEG oder JPG stellt ein Dateiformat mit der Dateiendung JPEG bzw. JPEG dar, in welchem mit einem JPG-Verfahren komprimierte Bilder üblicherweise abgespeichert werden. JPEG-Komprimierungen werden in der JPEG-Norm beschrieben.
Aufgabe der Erfindung ist es, auf möglichst einfacher Weise eine Fokussierung eines Bildbereiches durchzuführen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur computerunterstützten Auswertung von Härteprüfungen bereit zu stellen.
Erfindungsgemäß erfolgt dies mit den folgenden Schritten: a) Bereitstellen eines elektronischen Kamerasystems mit zumindest einem Kameraobjektiv zur Durchführung von fotografischen Aufnahmen, vorzugsweise zur Durchführung von mikroskopischer Fotografie; b) Durchführen von einer Reihe von Fotografien des Prüfkörpers mit dem selben Bildausschnitt, wobei für jede Fotografie die Entfernung zwischen Kameraobjektiv und Prüfkörper und/oder die Schärfeeinstellung des Kamerasystems verändert wird, und wobei jedes Bild komprimiert abgespeichert wird; 2/11 2 c) Vergleichen der Dateigrößen der einzelnen aufgenommenen Bilder miteinander und Aufsuchen der Aufnahme mit der höchste Dateigröße, wobei der Aufnahme der höchsten Dateigröße das schärfste Bild zugeordnet wird.
Vorzugsweise wird dabei das Kameraobjektiv durch den gesamten Schärfebereich des Objektives bewegt. Dies ermöglicht ein breites Anwendungsspektrum.
Um ein nachträgliches einfaches Aufsuchen des ausgewählten Bildes zu ermöglichen.
Zur Durchführung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Vorrichtung einen optischen Prüfstand mit einem elektronischen Kamerasystem mit zumindest einem Kameraobjektiv zur Durchführung von mikroskopischen Fotografien aufweist, wobei das Kamerasystem an einer Verstelleinheit des optischen Prüfstandes befestigt ist, und wobei der optische Prüfstand eine Aufnahme für einen Prüfkörper aufweist, und wobei über die Verstelleinheit die Entfernung zwischen der Kamera des Kamerasystems und dem Prüfkörper innerhalb des gesamten Schärfebereichs des Objektives des Kamerasystems veränderbar ist, wobei vorzugsweise das elektronische Kamerasystem mit einer digitalen Auswerte - und Steuereinheit verbunden ist. Über die Verstelleinheit kann das Kameraobjektiv beispielsweise über dessen ganzen Schärfenbereich bewegt werden. Während dieser Bewegung werden eine Reihe von fotografischen Bildern aufgenommen, im JPG-Format komprimiert und mit der Information der Entfernung zwischen Kameraobjektiv (Z-Position) und Prüfkörper abgespeichert. Nach Fertigstellung der Scans werden die Bilder analysiert und die Verstelleinheit an diejenige Position gebracht, bei der das Bild mit der meisten Dateiinformation gefunden wurde. Hier wird die Kenntnis zu Hilfe genommen, dass je größer die Bildinformation (also je schärfer das Bild ist) ist, umso größer die Dateigröße bei der Komprimierung wird.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert:
Es zeigen:
Fig. 1 schematisch den Prüfaufbau und 3/11 3
Fig. 2 ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Fig. 1 zeigt einen Prüfstand 1 zum Analysieren von Härteprüfeindrüeken bei Prüfkörpern 2, welche von einer Prüfkörperhalterung bzw. Aufnahme 3 des Prüfstandes 1 aufgenommen werden. Der optische Prüfstand l weist ein elektronisches Kamerasystem 4 mit einem (Mikro-)Kameraobjektiv 5 auf, welche von einer Kamerahalterung 6 des Prüfstandes i aufgenommen wird. Die Kamerahalterung 6 ist über eine Verstelleinheit 7 in der Richtung Z innerhalb des gesamten Sehärfebereichs des Mikro-Kameraobjektiv 5 bewegbar. Das Kamerasystem 4 und die Verstelleinheit 7 stehen mit einer Auswerte- und Steuereinheit 8 in Verbindung. Die Auswerte- und Steuereinheit 8 steuert die Bewegung der Verstelleinheit 7 in der Richtung Z und die Kameraauslösung des Kamerasystems. Während der Bewegung der Verstelleinheit 7 samt Kamerasystem 4 und Mikro-Kameraobjektiv 5 werden eine Anzahl n an Bildern digital aufgenommen und in ein JPG-Format komprimiert, wobei jedes Bild mit einer entsprechenden Information über die Z-Positition in der Auswerte - und Steuereinheit 8 abgespeichert wird. Nach Fertigstellung des Scans werden alle aufgenommen digitalen Bilder analysiert und das jenige Bild ausgewählt, welches die größte Dateigröße aufweist. Danach wird die Verstelleinheit 7 samt Kamerasystem 4 und Mikro-Kameraobjektiv 5 an diejenige Z-Position gebracht, bei der das Bild mit der meisten Dateiinformation gefunden wurde. Hierbei wird die Erkenntnis zu Hilfe genommen, dass je größer die Bildinformation ist, desto größer die Dateigröße bei der Komprimierung wird. Die aufgefundene Z-Position definiert jene Ebene, bei der das Bild mit der höchsten Schärfe des Härteprüfeindruckes des Prüfkörpers 2 erhalten werden kann. Somit kann die Z-Position mit der höchsten Schärfe des Härteprüfeindruckes automatisch über die Auswerte- und Steuereinheit und die Verstelleinheit 7 angefahren werden. Danach kann manuelle oder automatisch der Härteprüfeindruck analysiert werden.
In Fig. 2 ist der Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens zwischen dem mit "Start" bezeichneten Beginn und dem mit" Stop" bezeichneten Ende dargestellt. In Schritt 10 wird die Verstelleinheit 7 über den gesamten Schärfebereich der Mikroskop-Optik 5 des Kamerasystems 4 bewegt. Währendessen werden digitale Bilder aufgenommen, komprimiert und samt der Position Z in der Auswerte- und Steuereinheit 8 abgespeichert (Schritt 2Q). Dieser Vorgang ist hier mit Scanvorgang bezeichnet. 4/11 4
Nach dem durch die Schritte 10 und 20 beschriebenen Scanvorgang werden die abgespeicherten Bilder im Schritt 30 analysiert und das Bild mit der höchsten Dateigröße ausgesucht, indem die einzelnen Bilder aus dem Speicher der Auswerte-und Steuereinheit 8 ausgelesen und miteinander hinsichtlich der Dateigröße verglichen werden (Schritt 40). Mit dem in Schritt 50 beschriebenen Aufsuchen der Position Z des ausgewählten schärfsten Bildes durch die Verstelleinheit 7 endet das Verfahren zur Detektion der schärfsten Ebene des Härteprüfeindruckes bei dem Prüfkörper. Danach kann die automatische oder halbautomatische Auswertung des Härteprüfeindruckes erfolgen. 5/11

Claims (6)

  1. 5 PATENTANSP RÜ C Η E 1. Verfahren zum Fokussieren von kontrastbehafteten Bilddetails, insbesondere zur computerunterstützten Auswertung von Härteprüfungen eines Prüfkörpers (2), mit folgenden Schritten: a) Bereitstellen eines elektronischen Kamerasystems (4) mit zumindest einem Kameraobjektiv (5), vorzugsweise einem Mikro-Kameraobjektiv zur Durchführung von fotografischen Aufnahmen, vorzugsweise zur Durchführung von mikroskopischer Fotografie; b) Durchführen von einer Reihe von Fotografien des Prüfkörpers (2) mit dem selben Bildausschnitt, wobei für jede Fotografie die Entfernung zwischen Kameraobjektiv (5) und Prüfkörper (2) und/oder die Schärfeeinstellung des Kamerasystems (4) verändert wird, und wobei jedes Bild komprimiert abgespeichert wird; c) Vergleichen der Dateigrößen der einzelnen aufgenommenen Bilder miteinander und Aufsuchen der Aufnahme mit der höchste Dateigröße, wobei der Datei mit der höchsten Dateigröße das schärfste Bild zugeordnet wird.
  2. 2. Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt b) das Kameraobjektiv (5) durch den gesamten Schärfebereich des Kameraobjektives (5) bewegt wird.
  3. 3. Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt b) zu jedem Bild die entsprechende Entfernung zwischen Kameraobjektiv (5) und Prüfkörper (2) und/oder die entsprechende Schärfeeinstellung angespeichert wird.
  4. 4. Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt b) vor dem Abspeichern jedes Bildes eine JPEG-Bildkompression durchgeführt wird. 6/11 6
  5. 5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen optischen Prüfstand (1) mit einem elektronischen Kamerasystem mit zumindest einem Kameraobjektiv (5) zur Durchführung von Fotografien- vorzugsweise einem Mikro-Kameraobjektiv zur Durchführung von mikroskopischen Fotografien -aufweist, wobei das Kamerasystem an einer Verstelleinheit (7) des optischen Prüfstandes (1) befestigt ist, und wobei der optische Prüfstand (1) eine Aufnahme (3) für einen Prüfkörper (2) aufweist, und wobei über die Verstelleinheit (7) die Entfernung (z) zwischen dem Kameraobjektiv (5) des KameraSystems (4) und dem Prüfkörper innerhalb des gesamten Schärfebereichs des Kameraobjektives (5) des Kamerasystems (4) veränderbar ist.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische Kamerasystem (4) mit einer digitalen Auswerte - und Steuereinheit (8) verbunden ist. 2013 04 10 Fu/Bt 7/11
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