基于DSP的紙張白度測量系統(tǒng)
紙張性能，特別是紙張白度對油墨印刷后的呈色效果具有不可忽視的制約作用。白紙作為承印物負(fù)擔(dān)著將透明油墨層減色混合后透過的色光全反射出去的作用，不同種類紙張白度，才能發(fā)揮不同油墨的色彩特性。以往的白度測試方法是采用白度儀，一類是d0/型白度儀，一類是45/0型白度儀。這種方法由于使用麻煩，測試時間長，更無法適用于在線測試。
本文設(shè)計了一套以DSP為核心的嵌入式圖像紙張白度測量系統(tǒng)，充分利用 DSP的高速性，不僅使數(shù)據(jù)處理能力和準(zhǔn)確性得到大幅的提升，而且還減輕了生產(chǎn)人員的負(fù)擔(dān)，增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性，確保了紙張的質(zhì)量。
1 利用數(shù)字圖像的計算測童白度的方法
國家標(biāo)準(zhǔn) G8B904.1一8 中規(guī)定:以 D“ 照明體、45/0照明觀測條件的藍(lán)光紙張白度是對 475 nm藍(lán)光漫反射率的度量，白度反映的就是亮度特征。所以通過檢測紙張亮度，就可以獲得紙張白度，亮度和白度具有同一性川。
白度的基準(zhǔn)值是以475 nm的藍(lán)光照射到氧化鎂板的反射率為基準(zhǔn)，以該種光照到紙面上其反射率是氧化鎂板的反射率的百分比來表示紙張白度閣。
研究表明面陣CCD對于475 nm的藍(lán)光具有比較好的響應(yīng)靈敏度’j[.由CD獲取的彩色圖像經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后，在計算機(jī)內(nèi)是以像素為單位逐點存儲的，每一點存儲的信息量都包含了該點的R、G、B三種與接收到的輻射能成正比的分量值。
2 系統(tǒng)的組成
系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，由光學(xué)系統(tǒng)、CCD攝像機(jī)和 DSP圖像處理系統(tǒng)構(gòu)成。
本系統(tǒng)中選用低功率的鎢鹵素?zé)糇鳛楣庠?(中心波長約35。~lsonm).人射光投射到聚光鏡上，經(jīng)聚光后形成平行光束，再經(jīng)濾鏡照射到被測試樣上，人射光線的軸線與被測樣品表面的法線成405夾角，夾角是為了避免光澤度影響白度測量結(jié)果。試樣表面的漫反射光線由CCD攝像機(jī)拍攝，攝像機(jī)
將采集的照片通過電纜傳送到圖像處理系統(tǒng)，經(jīng)過運算得紙樣的白度。
3 電路設(shè)計
圖像處理系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)，采用TM3S02VC5416為核心處理器構(gòu)成嵌人式紙張白度測量系統(tǒng)。由圖像采集、DSP圖像處理、CPLD邏輯時序控制、顯示與鍵盤接口、電源等部分組成。
4 系統(tǒng)軟件設(shè)計
首先考慮到數(shù)字圖像中存在著噪聲干擾，應(yīng)對圖像進(jìn)行均值濾波川.其次，求這塊區(qū)域圖像方差，圖像方差小代表圖像均勻度好，濾波效果好，如果方差大于某個門限，需要對圖像重新濾波。第三，通過式 l()計算亮度信息 y，y= 0.29R十0.587G+0.n4B。第四，通過和白度基準(zhǔn)亮度值的比較，獲得紙張樣本的白度。第五，通過 LCD顯示結(jié)果，并將數(shù)據(jù)傳至上位機(jī)。DSP程序中圖像采集、鍵盤響應(yīng)及與上位機(jī)通信均采用中斷方式.DSP的程序全部用 C語言寫成，并在 Tl的 CCS(codeComopse:studioversionZ.0)集成開發(fā)環(huán)境中調(diào)試完成。DSP上主程序流程如圖3所示。
5 試驗結(jié)果
為了驗證這種方法的可行性和準(zhǔn)確性，采用 45/。型白度儀對標(biāo)準(zhǔn) 81級灰度板進(jìn)行對比測試，結(jié)果表明兩種測試方法得到的結(jié)果差距小于2度。
6 結(jié)論
經(jīng)過試驗，這種測試方法是完全可行的。該方法測量極大地降低了人工操作部分，速度快，精度高，可以方便的進(jìn)行系統(tǒng)集成，這是其和以往測量方法相比的優(yōu)勢所在，因此這項技術(shù)將有廣泛的應(yīng)用價值。
【中國糧油儀器在線】部分信息來自互聯(lián)網(wǎng)，力求安全及時、準(zhǔn)確無誤，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)對其觀點贊同或?qū)ζ湔鎸嵭载?fù)責(zé)。
