SE528526C2 - Method and apparatus for optical evaluation of a paper surface - Google Patents

Method and apparatus for optical evaluation of a paper surface

Info

Publication number
SE528526C2
SE528526C2 SE0500761A SE0500761A SE528526C2 SE 528526 C2 SE528526 C2 SE 528526C2 SE 0500761 A SE0500761 A SE 0500761A SE 0500761 A SE0500761 A SE 0500761A SE 528526 C2 SE528526 C2 SE 528526C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
paper
illumination
image
defects
equipment
Prior art date
Application number
SE0500761A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE0500761L (en
Inventor
Nuno Jose Reis Gomes Oliveira
Original Assignee
Soporcel Sociedade Portuguesa
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Soporcel Sociedade Portuguesa filed Critical Soporcel Sociedade Portuguesa
Publication of SE0500761L publication Critical patent/SE0500761L/en
Publication of SE528526C2 publication Critical patent/SE528526C2/en

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/89—Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles
    • G01N21/8901—Optical details; Scanning details
    • G01N21/8903—Optical details; Scanning details using a multiple detector array
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/30—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces
    • G01B11/303—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces using photoelectric detection means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/89—Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles
    • G01N21/8914—Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles characterised by the material examined
    • G01N2021/8917—Paper, also ondulated

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)

Abstract

The present invention relates to a method and automated equipment for the optical evaluation of smoothness defects, namely surface defects, starch application flaws and water-line defects, of the surface of the paper obtained in a paper production plant, which comprises a system (1) for the transportation and positioning of the paper in a planar table, a system (2) for the illumination and imaging, a computer based control system (3) for the control of the positioning of the paper in the transportation system and finally a system (4) for the analysis and processing of the obtained image. Image processing is performed through low-pass filtering, including through the use of Fourier or East Fourier (FFT) transforms. The image signal of defects is enhanced by averaging pixels along the machine direction (MD).

Description

25 30 35 LH M3 CIO QF :N23 (_, »_ 2 och stokastiska topografier. Eftersom de fysiologiska svaren för det mänskliga ögat på dessa tre topografifor- mer är olika, uppstår det situationer där de traditionel- la tidigare nämnda förfarandena inte detekterar brister i "jämnhet" vilka straffar den slutliga konsumenten. 25 30 35 LH M3 CIO QF: N23 (_, »_ 2 and stochastic topographies. Since the physiological responses to the human eye to these three topographic forms are different, situations arise where the traditional previously mentioned methods do not detect deficiencies. in "evenness" which punishes the final consumer.

Det mest använda mekaniska förfarandet för att mäta pappersràheten är baserat på flödet av luft på pappers- ytan. Anordningar som t ex Bendtsen, Parker Print Surf, Sheffield, Bekk och Gurley Hill används. I dessa anord- ningar pressas ett cylindriskt element mot pappersytan med en viss kraft. Ett differentialtryck skapas på ele- mentet i förhållande till atmosfären och luften som pas- serar genom utrymmet mellan kanten av det cylindriska elementet och pappersytan mäts. En nackdel med detta för- farande är den felfaktor som förorsakas av beroendet mel- lan resultatet av mätningen och den kraft som används för att pressa det cylindriska elementet mot ytan av det be- fintliga pappret. Mätningens omfattning är vidare ett stort område av ytan av pappret, och av den anledningen kan precis information för den detaljerade strukturen av pappersytan inte erhållas.The most commonly used mechanical method for measuring paper roughness is based on the flow of air on the paper surface. Devices such as Bendtsen, Parker Print Surf, Sheffield, Bekk and Gurley Hill are used. In these devices, a cylindrical element is pressed against the paper surface with a certain force. A differential pressure is created on the element in relation to the atmosphere and the air that passes through the space between the edge of the cylindrical element and the paper surface is measured. A disadvantage of this method is the error factor caused by the dependence between the result of the measurement and the force used to press the cylindrical element against the surface of the existing paper. Furthermore, the extent of the measurement is a large area of the surface of the paper, and for that reason precise information for the detailed structure of the paper surface cannot be obtained.

Optiska förfaranden för att mäta defekter på en pap- persyta har också utvecklats. Dokument WO 0068638 beskri- ver ett förfarande som förlitar sig på mätningen av en defekt på en pappersyta baserat på intensiteten för lju- set som tas emot vid pixlarna för en kamera som reflekte- ras från ljuset som kollimeras på ett sätt vilket är väsentligen parallellt med normalen för pappret. Andra exempel på traditionella utrustningar och tekniker som är tillgängliga inom teknikens ståndpunkt är "DOMAS"-analys- anordning ("DOMAS" - "Digital Optical Measurement and Analysis System" - system för digital optisk mätning och analys), som är utvecklad av PTS Heidenau och "Eureka"- systemet som är utvecklat av IFP ("Institut für Papier- fabrikation"). Dessa system är baserade på Fourier-spek- tralanalys av en bild av en pappersyta och på identifie- ringen av intensiteten och våglängden för de periodiska lO 15 20 25 30 35 LN üâ CO LH :'23 Lñ 3 strukturerna som detekteras på pappret, för senare analys av en specialiserad operatör. Användningen av dessa sy- stem är emellertid inte möjlig i ett laboratorium för omedelbar kontroll eftersom de varken är uträttande ("expedite") eller autonoma.Optical methods for measuring defects on a paper surface have also been developed. Document WO 0068638 describes a method which relies on the measurement of a defect on a paper surface based on the intensity of the light received at the pixels of a camera reflected from the light collimated in a manner which is substantially parallel to normal for the paper. Other examples of traditional equipment and techniques available in the art are "DOMAS" Digital Optical Measurement and Analysis System, developed by PTS Heidenau. and the "Eureka" system developed by IFP ("Institut für Papierfabrikation"). These systems are based on Fourier spectral analysis of an image of a paper surface and on the identification of the intensity and wavelength of the periodic 10 15 15 25 30 35 LN üâ CO LH: later analysis by a specialized operator. However, the use of these systems is not possible in an immediate control laboratory as they are neither expedite nor autonomous.

Värt att nämna, mellan de optiska förfarandena för utvärdering av defekter på en pappersyta, är dokument OF 4230068 som beskriver ett förfarande där förvärvet av den bild som reflekteras på pappersytan och behandlingen av det respektive spektrumet med hjälp av Fourier-transform görs, varvid dess jämförelse görs i efterhand med karak- teristiska värden på ytråheten. Det är därför ett kompa- rativt förfarande som använder etablerade och klassifice- rade mönster, som därför är begränsat till detekteringen av välkända mönsterdefekter.Worth mentioning, among the optical methods for evaluating defects on a paper surface, is document OF 4230068 which describes a method in which the acquisition of the image reflected on the paper surface and the processing of the respective spectrum by means of Fourier transform is done, whereby its comparison is done afterwards with characteristic values of the surface roughness. It is therefore a comparative method that uses established and classified patterns, which is therefore limited to the detection of well-known pattern defects.

Man kan då dra slutsatsen att tekniker är tillgäng- liga för att detektera råhetsvariationer i realtid i ett laboratorium för omedelbar kontroll, och för att analyse- ra svaga "jämnhets"-defekter starkt detaljerat i ett spe- cialiserat stödjande laboratorium ("back laboratory") och med en omfattande tidsfördröjning. Behovet av ett detek- teringsförfarande i realtid av godtyckliga "jämnhets"-de- fekter, dvs av icke tidigare klassificerade defekter, existerar fortfarande inom den aktuella teknikens ständ- punkt.It can then be concluded that techniques are available for detecting real-time raw variations in a laboratory for immediate control, and for analyzing weak "smoothness" defects in great detail in a specialized back laboratory. ) and with an extensive time delay. The need for a real-time detection procedure of arbitrary "smoothness" defects, ie of not previously classified defects, still exists within the state of the art.

Det finns därför för närvarande ett behov av ett sy- stem för utvärdering av utseendet av en pappersyta som möjliggör detektering, i realtid, av icke-klassificerade "jämnhets"-defekter.Therefore, there is currently a need for a system for evaluating the appearance of a paper surface that enables the detection, in real time, of unclassified "smoothness" defects.

Föreliggande författare har funnit, ganska oväntat, att, genom användning av en särskild grupp av belysnings- geometrier, förstärkt med filtrering av den så erhållna optiska bilden av pappersytan för att eliminera brus, ett index för ytmärkning, nämligen standardavvikelsen för grånivåerna, erhölls som kännetecknar det visuella in- trycket av pappersytan på användaren, utan behovet av att lO 15 20 25 30 35 o ÉQÉ) 4 använda kända mönster, varvid de således gjorde förelig- gande uppfinning.The present authors have found, quite unexpectedly, that, by using a special group of illumination geometries, enhanced by filtering the thus obtained optical image of the paper surface to eliminate noise, an index for surface marking, namely the standard deviation of the gray levels, was obtained which characterizes the visual impression of the paper surface on the user, without the need to use known patterns, thus making the present invention.

Detaljerad beskrivning av uppfinningen Föreliggande uppfinning tillhandahåller de nödvändi- ga organen för att detektera godtyckliga "jämnhets"-de- fekter med intryck på den slutliga användaren i realtid (dvs som överensstämmer med de ovan nämnda kraven för drift i ett laboratorium för omedelbar kontroll), för att möjliggöra detekteringen av "jämnhets"-defekter som inte återges vid råhetsbestämningar.Detailed Description of the Invention The present invention provides the necessary means for detecting arbitrary "smoothness" defects with an impression on the end user in real time (ie which comply with the above-mentioned requirements for operation in an immediate control laboratory). to enable the detection of "smoothness" defects not reflected in roughness determinations.

Föreliggande uppfinning tillhandahåller därför ett förfarande och en automatiserad installation för utvärde- ring av utseendet av en pappersyta, vars grunder och drift definieras i de bifogade kraven och som kommer att beskrivas i detalj. För att göra detta kommer illustrati- va figurer att visas, vilka inte bör betraktas som be- gränsande av uppfinningens omfattning som definieras av de bifogade kraven, varvid: Fig 1 schematiskt representerar de funktionsblock som utgör det automatiska systemet för utvärderingen ut- seendet av en pappersyta.The present invention therefore provides a method and an automated installation for evaluating the appearance of a paper surface, the bases and operation of which are defined in the appended claims and which will be described in detail. To do this, illustrative figures will be shown, which should not be construed as limiting the scope of the invention as defined by the appended claims, wherein: Fig. 1 schematically represents the functional blocks constituting the automatic system for evaluating the appearance of a paper surface.

Fig 2 representerar belysnings- och bildförvärvs- systemet som är konfigurerat för utvärdering av topogra- fidefekter.Fig. 2 represents the lighting and image acquisition system that is configured for evaluation of topography defects.

Fig 3 representerar belysnings- och bildförvärvs- systemet som är konfigurerat för utvärdering av defekter från stärkelseapplicering pà pappersytan.Fig. 3 represents the illumination and image acquisition system configured to evaluate defects from starch application on the paper surface.

Fig 4 representerar belysnings- och bildförvärvs- systemet som är konfigurerat för utvärdering av vatten- linjedefekter.Fig. 4 represents the lighting and image acquisition system configured to evaluate waterline defects.

Fig 5 representerar systemet för papperstransport och papperspositionering.Fig. 5 represents the system for paper transport and paper positioning.

Fig 6 schematiskt representerar algoritmen för ut- värdering av papperstopografidefekter.Fig. 6 schematically represents the algorithm for evaluating paper topography defects.

Fig 7 också schematiskt representerar algoritmen för utvärdering av defekter på stärkelseappliceringen på pap- persytan. 10 15 20 25 30 35 5 Fig 8 schematiskt representerar algoritmen för ut- värdering av pappersvattenlinjedefekter.Fig. 7 also schematically represents the algorithm for evaluating defects in the starch application on the paper surface. Fig. 8 schematically represents the algorithm for evaluating paper waterline defects.

Föreliggande uppfinning hänför sig därför till ett förfarande och en automatiserad utrustning för optisk ut- värdering av "jämnhets"-defekter, nämligen topografide- fekter av strecktyp ("streak type") (periodiska eller ungefärligen periodiska variationer av topografin väsent- ligen orienterade i enlighet med en väldefinierad rikt- ning), brister i ytappliceringen av stärkelse (som, vid applicering gemensamt med en fluorescerande optisk blek- ning - OBA - resulterar i uppträdandet av band längs riktningen för pappersmaskinen - MD-riktningen - med sig- nifikant variation av pappersfluorescensen) och defekter av vattenlinjetyp (variationer i papprets synbara lyster ("apparent glow") med en struktur väsentligen orienterad i enlighet med MD), för den erhållna pappersytan vid en installation för pappersproduktion, vilken innefattar ett system l för transport och positionering av pappret på ett plant bord, ett system 2 för belysning och bildför- värv, ett datorbaserat styrsystem 3 för positionering av pappret i transportsystemet och slutligen ett system 4 för analys och behandling av de erhållna bilderna.The present invention therefore relates to a method and an automated equipment for optical evaluation of "smoothness" defects, namely streak type topography defects (periodic or approximately periodic variations of the topography substantially oriented in accordance with with a well-defined direction), defects in the surface application of starch (which, when applied jointly with a fluorescent optical bleach - OBA - results in the appearance of bands along the direction of the paper machine - the MD direction - with significant variation of the paper fluorescence ) and waterline type defects (variations in the apparent glow of the paper with a structure substantially oriented in accordance with MD), for the obtained paper surface in a papermaking installation, which includes a system 1 for transporting and positioning the paper on a flat table, a system 2 for lighting and image acquisition, a computer-based control system 3 for positio the paper in the transport system and finally a system 4 for analyzing and processing the images obtained.

Förfarandet för optisk utvärdering av defekter på en pappersyta, nämligen förekomsten av streck som förorsakas av pappersproduktionsmaskinen, använder en utrustning innefattande ett system 2 för belysning och bildförvärv och ett system 4 för analys och behandling av den erhåll- na bilden, varvid: a) systemet 2 för belysning och bildförvärv använder en belysning 5 med en bestrykningsvinkel i förhållande till ytan på pappret vid analys, som är försedd med en ljussträle med liten öppning, och en digitalkamera 6 med den optiska axeln vinkelrät mot papprets yta, b) systemet 4 för bildanalys och bildbehandling ut- för stegen som beskrivs i algoritmen enligt fig 6, nämli- gen: 10 l5 20 25 30 35 6 - beräkning av spektrumet för den förvärvade bilden, genom användning av en FFT-algoritm (FFT - "Fast Fourier Transform" - snabb Fourier-transform), - användning av ett digitalt filter för att elimine- ra en del av det beräknade spektrumet som typiskt består av lågfrekvenskomponenter, såsom ej homogen belysning, och strukturer med föredragen orientering parallell med belysningsriktningen, - beräkning av den inverterade Fourier-transformen för det filtrerade spektrumet för att erhålla en filtre- rad version av den ursprungliga bilden, - optisk mätning av ràhetsindexet som definieras som standardavvikelsen för grànivåerna för den filtrerade bilden, - registrering av ràhetsindexet och CD-positionen.The method for optical evaluation of defects on a paper surface, namely the presence of streaks caused by the papermaking machine, uses equipment comprising a system 2 for illumination and image acquisition and a system 4 for analysis and processing of the obtained image, wherein: a) the system 2 for illumination and image acquisition uses an illumination 5 with a coating angle relative to the surface of the paper in analysis, which is provided with a light beam with a small aperture, and a digital camera 6 with the optical axis perpendicular to the surface of the paper, b) the image analysis system 4 and image processing performs the steps described in the algorithm of Fig. 6, namely: calculating the spectrum of the acquired image, using an FFT algorithm (FFT - "Fast Fourier Transform" - fast Fourier transform), - use of a digital filter to eliminate a part of the calculated spectrum that typically consists of low frequency components, such as non-homogeneous n illumination, and structures with preferred orientation parallel to the illumination direction, - calculation of the inverted Fourier transform of the filtered spectrum to obtain a filtered version of the original image, - optical measurement of the roughness index defined as the standard deviation of the gray levels of the filtered image, - registration of the roughness index and the CD position.

För detekteringen av strukturer som är väsentligen parallella med riktningen för maskinen för pappersproduk- tion (MD-riktningen), använder systemet 2 för belysning och bildförvärv enligt uppfinningen en bestrykningsvin- kelbelysning 5 som är vinkelrät mot maskinriktningen. För detekteringen av strukturer som är väsentligen vinkelräta mot riktningen för maskinen för pappersproduktion (CD- riktningen) använder systemet 2 för belysning och bild- förvärv enligt uppfinningen en bestrykningsvinkelbelys- ning 5 som är parallell med maskinriktningen.For the detection of structures which are substantially parallel to the direction of the paper production machine (MD direction), the illumination and image acquisition system 2 according to the invention uses a coating angle illumination 5 which is perpendicular to the machine direction. For the detection of structures which are substantially perpendicular to the direction of the paper production machine (CD direction), the system 2 for lighting and image acquisition according to the invention uses a coating angle illumination 5 which is parallel to the machine direction.

Pappersytan som skall analyseras rullas på ett plant bord 7 från ett prov som är insamlat vid full bredd av pappersrullen vid analys (rulle 8).The paper surface to be analyzed is rolled on a flat table 7 from a sample collected at full width of the paper roll during analysis (roll 8).

I en annan utföringsform möjliggör förfarandet en- ligt uppfinningen optisk utvärdering av defekter i appli- ceringen av stärkelse på pappersytan genom användning av en utrustning innefattande ett system 2 för belysning och bildförvärv och ett system 4 för analys och behandling av den erhållna bilden, varvid: a) systemet 2 för belysning och bildförvärv använder en diffus belysning av ultraviolett ljus 9, 10 15 20 25 30 35 LH PJ CO LH U 1 7 b) systemet 4 för bildanalys och bildbehandling ut- för stegen som visas i fig 7, nämligen: - registrering av den absoluta positionen för koor- dinaternas origo i ramen på digitalkameran i ögonblicket för bildförvärv, - omvandling av bilden till en binär bild som diffe- rentierar zoner med signifikanta variationer av fluore- scens, som motsvarar zonerna där brister i den ytliga appliceringen av stärkelse påträffades, 1) reduktion till en dimension, CD-riktning, för den erhållna bilden, med hjälp av beräkning av medelvärdet av MD-värdena i varje CD-position, 2) filtrering av lågfrekvenskomponenter (subtraktion från varje pixel av medelvärdet för dess n grannar), 3) registrering av de relativa positionerna där grå- nivàerna är utanför det fönster som definieras som ty- piskt - relativ position för stärkelsebrister. - beräkning och registrering av den absoluta CD- positionen för stärkelsebristerna, - väntan tills positionering i den närliggande ra- men, - upprepning av analyscykeln tills fullständig av- lindning av pappersprovet. V I ytterligare en annan utföringsform utför förfaran- det enligt uppfinningen också optisk utvärdering av vat- tenlinjedefekter på pappersytan genom användning av en u- trustning innefattande ett system 2 för belysning och bildförvärv och ett system 4 för analys och behandling av den erhållna bilden, varvid: a) systemet 2 för belysning och bildförvärv använder en belysning med en ljusstråle 10 med liten öppning och med en låg infallsvinkel, justerbar, i papprets plan och digitalkameran 11 är placerad i en (justerbar) position ungefär symmetriskt till lampan 10 i förhållande till en axel som är vinkelrät mot pappret, b) systemet 4 för analys och bildbehandling utför stegen som representeras i fig 8, nämligen: 10 15 20 25 30 35 - förvärv av bilden, - reduktion till en dimension, linje längs CD-rikt- ningen, för den erhållna bilden, med hjälp av beräkning av medelvärdet av MD-värdena i varje CD-position, - filtrering av lâgfrekvenskomponenterna (subtrak- tion från varje pixel av medelvärdet för dess n grannar), - mätning av vattenlinjeindexet som definieras som standardavvikelsen för grånivâerna för den filtrerade bilden - registrering av det beräknade indexet och CD-posi- (linje), tionen.In another embodiment, the method according to the invention enables optical evaluation of defects in the application of starch to the paper surface by using an equipment comprising a system 2 for illumination and image acquisition and a system 4 for analysis and processing of the obtained image, wherein: a) the system 2 for illumination and image acquisition uses a diffuse illumination of ultraviolet light 9, 10 15 20 25 30 35 LH PJ CO LH U 1 7 b) the system 4 for image analysis and image processing outside the steps shown in Fig. 7, namely: recording the absolute position of the origin of the coordinates in the frame of the digital camera at the moment of image acquisition, of starch was found, 1) reduction to one dimension, CD direction, for the obtained image, by calculating the mean value of the MD values in each CD po sition, 2) filtering of low frequency components (subtraction from each pixel of the mean of its n neighbors), 3) registration of the relative positions where the gray levels are outside the window defined as typical - relative position for starch defects. calculation and recording of the absolute CD position for the starch defects, - waiting for positioning in the adjacent frame, - repeating the analysis cycle until complete unwinding of the paper sample. In yet another embodiment, the method according to the invention also performs optical evaluation of waterline defects on the paper surface by using a trust comprising a system 2 for illumination and image acquisition and a system 4 for analysis and processing of the obtained image, wherein: a) the illumination and image acquisition system 2 uses illumination with a light beam 10 with a small aperture and with a low angle of incidence, adjustable, in the plane of the paper and the digital camera 11 is placed in an (adjustable) position approximately symmetrical to the lamp 10 relative to an axis which is perpendicular to the paper, b) the analysis and image processing system 4 performs the steps represented in Fig. 8, namely: - acquisition of the image, - reduction to a dimension, line along the CD direction, for the obtained image, by calculating the mean value of the MD values in each CD position, - filtering the low frequency components (subtraction from each pixel of mean values it for its n neighbors), - measurement of the waterline index defined as the standard deviation of the gray levels of the filtered image - registration of the calculated index and CD position (line), tion.

Uppfinningen hänför sig också till en utrustning för" automatisk och integrerad optisk utvärdering av "jämn- hets"-defekter, i enlighet med de ovan nämnda förfaran- dena, som innefattar ett system l för transport och posi- tionering av pappret på ett plant bord 7, ett system 2 för belysning och bildförvärv, ett datorbaserat styrsy- stem 3 för styrning av positionering av pappret i tran- sportsystemet och slutligen ett system 4 för analys och behandling av den erhållna bilden, som utför de följande stegen: - laddning av pappersprovet i transportsystemet l, - transport av pappret så att den första analysposi- tionen är under digitalkamerorna 6, ll, - tillämpning av algoritmen för mätning av stärkel- seappliceringsbrister enligt krav 8, som förblir aktiv under hela mätningsprocessen, - tillämpning av algoritmen för topografimätning enligt krav 5 för varje belysningsinfallsriktning, och för vattenlinjemätning enligt krav 9, - transport av pappret till nästa position för mät- ning och àtergång till den tidigare punkten, upprepning av cykeln tills pappersprovet är fullständigt avlindat.The invention also relates to an equipment for "automatic and integrated optical evaluation of" smoothness "defects, in accordance with the above-mentioned methods, which comprises a system 1 for transporting and positioning the paper on a flat table. 7, a system 2 for illumination and image acquisition, a computer-based control system 3 for controlling the positioning of the paper in the transport system and finally a system 4 for analyzing and processing the obtained image, which performs the following steps: - loading the paper sample in the transport system 1, - transport of the paper so that the first analysis position is below the digital cameras 6, ll, - application of the algorithm for measuring starch application deficiencies according to claim 8, which remains active throughout the measurement process, - application of the topography measurement algorithm according to claim 5 for each direction of illumination of incidence, and for waterline measurement according to claim 9, - transport of the paper to the next position for measurement and return steam to the previous point, repeating the cycle until the paper sample is completely unwound.

I denna utrustning innefattar systemet l för trans- port och positionering av pappret på ett plant bord 7 enligt uppfinningsutrustningen en pappersavlindare som möjliggör avlindning av ett prov svarande mot bredden av 10 15 20 25 9 en rulle papper 8, 12 för att ett område 13 av pappret som skall analyseras, vars avstånd till slutet av rullen papper 12 kontrolleras, skall vara tillgängligt på det plana bordet 7.In this equipment, the system 1 for transporting and positioning the paper on a flat table 7 according to the inventive equipment comprises a paper coil which enables the unwinding of a sample corresponding to the width of a roll of paper 8, 12 so that an area 13 of the paper to be analyzed, the distance to which the end of the roll of paper 12 is checked, must be available on the flat table 7.

Systemet 2 för belysning och bildförvärv enligt upp- finningsutrustningen innefattar en ljuskälla 5, 9, 10 och en digitalkamera 6, ll, varvid orienteringen av ljuset och av kameran i förhållande till papprets plan, såväl som ljusspektrumet och öppningen för den emitterade strå- len, är vald som en funktion av den typ av defekt som skall detekteras. Valet görs bland lampor och kameror som är tillgängliga i systemet.The illumination and image acquisition system 2 according to the inventive equipment comprises a light source 5, 9, 10 and a digital camera 6, 11, the orientation of the light and of the camera in relation to the plane of the paper, as well as the light spectrum and the aperture of the emitted beam. is selected as a function of the type of defect to be detected. The selection is made from lamps and cameras available in the system.

Det datorbaserade styrsystemet 3 för positioneringen av pappret i systemet för transport enligt uppfinnings- utrustningen är helautomatiskt varvid det därför inte er- fordras något mänskligt ingripande för dess drift efter laddning av pappersprovet.The computer-based control system 3 for positioning the paper in the transport system according to the inventive equipment is fully automatic, whereby no human intervention is therefore required for its operation after loading the paper sample.

Utrustningen för automatisk och integrerad optisk utvärdering av "jämnhets"-defekter enligt uppfinningen kan nämligen tillämpas på den optiska utvärderingen av: a. topografidefekter av strecktyp, b. stärkelseappliceringsdefekter, c. vattenlinjedefekter.Namely, the equipment for automatic and integrated optical evaluation of "smoothness" defects according to the invention can be applied to the optical evaluation of: a. Line topography defects, b. Starch application defects, c. Waterline defects.

Claims (9)

10 15 20 25 30 35 LN hâ få ”w bär Un Ûs-:f Q 10 PATENTKRAV10 15 20 25 30 35 LN hâ få ”w bear Un Ûs-: f Q 10 PATENT REQUIREMENTS 1. l. Förfarande för optisk utvärdering av defekter på en pappersyta genom användning av en utrustning innefat- tande ett system (2) för belysning och bildförvärv och ett system (4) för analys och behandling av den erhållna bilden, k ä n n e t e c k n a t a) systemet (2) av att: för belysning och bildförvärv använ- der en belysning (5) med en bestrykningsvinkel till ytan av pappret vid analys, försedd med en ljusstråle från li- ten öppning, och en digitalkamera (6) med en optisk axel som är vinkelrät mot papprets yta, b) systemet (4) för bildanalys och bildbehandling utför: - enkel FFT-baserad digital filtrering för att eli- minera den del av det beräknade spektrumet som typiskt består av lågfrekvenskomponenter, såsom ej homogen belysning, och strukturerna med föredragen orientering parallell med belysningsriktningen, - optisk mätning av råhetsindexet som definieras som standardavvikelsen för den filtrerade bildens grànivàdis- tribution.1. l. A method for optical evaluation of defects on a paper surface by the use of equipment comprising a system (2) for illumination and image acquisition and a system (4) for analysis and processing of the obtained image, the characteristic system) (2) by: for illumination and image acquisition using a light (5) with a coating angle to the surface of the paper for analysis, provided with a light beam from a small aperture, and a digital camera (6) having an optical axis which is perpendicular to the surface of the paper, b) the image analysis and processing system (4) performs: - simple FFT-based digital filtering to eliminate the part of the calculated spectrum that typically consists of low frequency components, such as non-homogeneous illumination, and the preferred structures orientation parallel to the illumination direction, - optical measurement of the roughness index defined as the standard deviation of the green level distribution of the filtered image. 2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k - av att systemet (2) använder en bestrykningsvinkelbelysning (5) som är vin- n a t för belysning och bildförvärv kelrät mot maskinriktningen för detekteringen av struktu- rer som är väsentligen parallella med maskinriktningen.Method according to claim 1, characterized in that the system (2) uses a coating angle illumination (5) which is used for illumination and image acquisition directly opposite the machine direction for the detection of structures which are substantially parallel to the machine direction. 3. Förfarande enligt krav l, av att systemet (2) k ä n n e t e c k - H ä t för belysning och bildförvärv använder en bestrykningsvinkelbelysning (5) som är paral- lell med maskinriktningen för detekteringen av strukturer som är väsentligen vinkelräta mot maskinriktningen.Method according to claim 1, in that the system (2) has a coating for illumination and image acquisition using a coating angle illumination (5) which is parallel to the machine direction for the detection of structures which are substantially perpendicular to the machine direction. 4. Förfarande för optisk utvärdering av vattenlin- jer, d.v.s. glansiga streck , på en pappersyta genom an- vändning av en utrustning innefattande ett system (2) för belysning och bildförvärv och ett system (4) för analys 10 15 20 25 30 35 sf -;> 11 och behandling av den erhållna bilden, k ä n n e t e c k n a t av att: a) systemet (2) för belysning och bildförvärv använ- der en belysning av en justerbar ljusstråle från liten öppning (10), med infall i papprets plan, och en digital- kamera (ll) är anordnad i en justerbar position ungefär symmetriskt till lampan (10) i förhållande till en axel som är vinkelrät mot pappersytan, b) systemet (4) för analys och behandling av bilden utför de följande stegen: - förvärv av bilden, - reduktion till en dimension, linje längs en CD- riktning, vilket är en riktning som är väsentligen vin- kelrät mot en riktningen för pappersproduktion, för den erhållna bilden, med hjälp av beräkning av medelvärdet av maskinriktningsvärdena i varje CD-position, - filtrering av den endimensionella bilden, - mätning av ett vattenlinjeindex som definieras som standardavvikelsen för grånivåerna för den filtrerade bilden, - registrering av det beräknade indexet och CD-posi- tionen. linje,4. Method for optical evaluation of waterlines, i.e. glossy lines, on a paper surface by using an equipment comprising a system (2) for illumination and image acquisition and a system (4) for analysis and processing of the obtained image, k characterized in that: a) the illumination and image acquisition system (2) uses an illumination of an adjustable light beam from a small aperture (10), incident on the plane of the paper, and a digital camera (II) is arranged in an adjustable position approximately symmetrically to the lamp (10) in relation to an axis perpendicular to the paper surface, b) the system (4) for analysis and processing of the image performs the following steps: - acquisition of the image, - reduction to one dimension, line along a CD direction, which is a direction that is substantially perpendicular to a direction for paper production, for the image obtained, by calculating the average value of the machine direction values in each CD position, - filtering the one-dimensional image, - measuring a water line index defined as the standard deviation of the gray levels of the filtered image, - registration of the calculated index and the CD position. line, 5. Utrustning för automatisk och integrerad optisk utvärdering av jämnhetsdefekter enligt förfarandena som beskrivs i krav l till 4, k ä n n e t e c k n a d av att den innefattar ett system (1) för transport och positionering av pappret på ett plant bord (7), ett sys- tem (2) för belysning och bildförvärv, ett datorbaserat styrsystem (3) för styrning av positionen för pappret i transportsystemet och slutligen ett system (4) för analys och behandling av den erhållna bilden, vilken utför de följande stegen: - laddning av pappersprovet i utrustningens system (1) för papperstransport, - transport av papper för att anordna det första för positions-CD-analys under digitalkamerorna (6, ll), 10 15 20 25 30 35 F'f>f xD f. ä) 12 - tillämpning av algoritmen enligt krav 4 för varje infallsriktning för belysningen, och vattenlinjemätning, - transport av pappret till nästa position för mät- ning och återgâng till den tidigare punkten, upprepning av cykeln tills pappersprovet är fullständigt avlindat.Equipment for automatic and integrated optical evaluation of smoothness defects according to the methods described in claims 1 to 4, characterized in that it comprises a system (1) for transporting and positioning the paper on a flat table (7), a system lighting and image acquisition system, a computer-based control system (3) for controlling the position of the paper in the transport system and finally a system (4) for analyzing and processing the obtained image, which performs the following steps: - loading the paper sample into the equipment transport system (1), - paper transport for arranging the first for position CD analysis under the digital cameras (6, ll), 10 15 20 25 30 35 F'f> f xD f. ä) 12 - application of the algorithm according to claim 4 for each direction of incidence of the illumination, and waterline measurement, - transport of the paper to the next position for measurement and return to the previous point, repeating the cycle until the paper sample is completely unwound . 6. Utrustning för automatisk och integrerad optisk utvärdering av jämnhetsdefekter enligt krav 5, av att systemet (l) för trans- port och positionering av pappret på ett plant bord (7) k ä n n e t e c k n a d innefattar en avlindare för pappret som möjliggör avlind- ning av ett prov svarande mot bredden av en pappersrulle (8, 12) för att ett område (13) av pappret som skall ana- lyseras, vars avstånd till slutet av pappersrullen (12) kontrolleras, skall vara tillgängligt på det plana bordet (7).Equipment for automatic and integrated optical evaluation of smoothness defects according to claim 5, in that the system (1) for transporting and positioning the paper on a flat table (7) characterized comprises a unwinder for the paper which enables unwinding of a sample corresponding to the width of a paper roll (8, 12) so that an area (13) of the paper to be analyzed, the distance of which to the end of the paper roll (12) is checked, is available on the flat table (7). 7. Utrustning för automatisk och integrerad optisk utvärdering av jämnhetsdefekter enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a d av att systemet (2) för belys- ning och bildförvärv innefattar en ljuskälla (5, 9, 10) och en digitalkamera (6, ll), gen av ljuset och av kameran i förhållande till papprets och även av att orienterin- plan, såväl som ljusspektrumet och strålöppningen, kan väljas som en funktion av den defekt som skall detekte- ras.Equipment for automatic and integrated optical evaluation of smoothness defects according to claim 5, characterized in that the system (2) for illumination and image acquisition comprises a light source (5, 9, 10) and a digital camera (6, 11), gene of the light and of the camera in relation to the paper and also of the fact that the orientation plane, as well as the light spectrum and the beam aperture, can be selected as a function of the defect to be detected. 8. Utrustning för automatisk och integrerad optisk utvärdering av jämnhets defekter enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a d av att det datorbaserade styr- systemet (3) för positionering av pappret i transport- systemet är helautomatiskt, och därför utan behov av något mänskligt ingripande för dess drift efter laddning av pappersprovet.Equipment for automatic and integrated optical evaluation of smoothness defects according to claim 5, characterized in that the computer-based control system (3) for positioning the paper in the transport system is fully automatic, and therefore without the need for any human intervention for its operation after loading the paper sample. 9. Användning av utrustningen för automatisk och integrerad optisk utvärdering av jämnhets defekter enligt krav 5 till 8, k ä n n e t e c k n a d tillämpas vid den optiska utvärderingen av: a. topografidefekter av strecktyp, b. vattenlinjedefekter. av att denUse of the equipment for automatic and integrated optical evaluation of smoothness defects according to claims 5 to 8, characterized in the optical evaluation of: a. Line topography defects, b. Waterline defects. of that it
SE0500761A 2002-10-08 2005-04-07 Method and apparatus for optical evaluation of a paper surface SE528526C2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PT102849A PT102849B (en) 2002-10-08 2002-10-08 AUTOMATIC METHOD AND INSTALLATION OF OPTICAL ASSESSMENT OF THE ASPECT OF THE PAPER SURFACE
PCT/PT2003/000014 WO2004034041A1 (en) 2002-10-08 2003-10-08 Method and apparatus for the optical evaluation of a paper surface

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE0500761L SE0500761L (en) 2005-05-12
SE528526C2 true SE528526C2 (en) 2006-12-05

Family

ID=32090079

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE0500761A SE528526C2 (en) 2002-10-08 2005-04-07 Method and apparatus for optical evaluation of a paper surface

Country Status (5)

Country Link
AU (1) AU2003267886A1 (en)
FI (1) FI121033B (en)
PT (1) PT102849B (en)
SE (1) SE528526C2 (en)
WO (1) WO2004034041A1 (en)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004061951B4 (en) * 2004-12-23 2017-10-12 manroland sheetfed GmbH Quality control procedure for surface variable printed matter
EP1898207A1 (en) * 2006-09-06 2008-03-12 ABB Oy Method and apparatus for measuring intensity of laid lines in a strip-like product
EP2153214A1 (en) 2007-05-11 2010-02-17 Argos Solutions AS Apparatus for characterizing a surface structure
DE102007036432A1 (en) * 2007-08-02 2009-02-05 Voith Patent Gmbh Method and device for detecting structures in a fibrous web or in a pulp suspension jet
CN104458750A (en) * 2013-09-25 2015-03-25 中国科学院沈阳自动化研究所 Automatic aluminum profile surface defect detecting equipment based on machine vision
CN103672589A (en) * 2013-10-14 2014-03-26 中科院成都信息技术股份有限公司 Image detection lighting equipment
CN105651783A (en) * 2016-01-08 2016-06-08 深圳控石智能***有限公司 Dynamic picture detection machine tool and using method thereof
CN117387473B (en) * 2023-12-12 2024-02-23 维达纸业（中国）有限公司 Full-automatic intelligent smoothness measuring device

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4222064A (en) * 1977-03-07 1980-09-09 Nekoosa Papers Inc. Optical property measurement system and method
US5068799A (en) * 1985-04-24 1991-11-26 Jarrett Jr Harold M System and method for detecting flaws in continuous web materials
FR2631112B1 (en) * 1988-05-04 1992-11-27 Cattarino Yvan METHOD AND DEVICE FOR AUTOMATICALLY DETECTING, VISUALIZING AND MEASURING THE POSITION OF THE WATER LINE OF A PAPER MACHINE
JPH10267636A (en) * 1997-03-28 1998-10-09 New Kurieishiyon:Kk Method and apparatus for surface inspection
FI991071A0 (en) * 1999-05-10 1999-05-10 Valmet Automation Inc Procedure and measurement arrangement for measuring paper surface
SE0003904L (en) * 2000-05-05 2001-11-06 Roger Tuomas Ways of measuring surface roughness

Also Published As

Publication number Publication date
PT102849B (en) 2005-02-28
WO2004034041B1 (en) 2004-05-27
WO2004034041A1 (en) 2004-04-22
FI121033B (en) 2010-06-15
AU2003267886A1 (en) 2004-05-04
SE0500761L (en) 2005-05-12
PT102849A (en) 2004-04-30
FI20050383A (en) 2005-04-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE528526C2 (en) Method and apparatus for optical evaluation of a paper surface
US7545971B2 (en) Method and apparatus for measuring the crepe of a moving sheet
JP4753181B2 (en) OVD inspection method and inspection apparatus
US10041888B2 (en) Surface defect inspecting device and method for hot-dip coated steel sheets
US6667800B1 (en) Method and device for measuring and quantifying surface defects on a test surface
JP4511978B2 (en) Surface flaw inspection device
CN113820319A (en) Textile surface defect detection device and method
US8184282B2 (en) Method and system for defect detection using transmissive bright field illumination and transmissive dark field illumination
CN110987954B (en) Method and system for eliminating leather surface defect detection blind area
JPH11311510A (en) Method and apparatus for inspection of very small uneven part
CN111311537A (en) Defect detection device and detection method
CN110402386B (en) Cylindrical body surface inspection device and cylindrical body surface inspection method
EP1155284A1 (en) Method of determining an illuminated surface
JPH1023203A (en) Paper classification device
US6947150B2 (en) Method and apparatus for determining out-of-plane defects in a paper sample
JP7173319B2 (en) Surface inspection device, surface inspection method, steel manufacturing method, steel quality control method, and steel manufacturing equipment
JP2019207114A (en) Acceptance/rejection determination method and acceptance/rejection determination device for dull-finished material surface
JP4162319B2 (en) Defect inspection equipment
JP2009019997A (en) Flaw inspection device and method
JP2014186030A (en) Defect inspection device
CN118032812B (en) Anti-counterfeiting ink printing defect detection method
JP3232707B2 (en) Outer contour inspection method of inspected object
JP2006349598A (en) Application irregularity detection method and apparatus
JPH08167638A (en) Pattern inspection device and its method
JPH0290046A (en) Surface inspecting apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed