[发明专利]检测纸张中的游离纤维端部的方法及装置

权利要求书

1.一种用于检测纸张表面中的游离纤维端部的方法，所述方法包括：

用至少一个光源在至少两个方向上以每次一个方向的方式照射目标样品表面，所述目标样品表面包含游离纤维端部，

用成像设备获得目标样品表面对于每个光源方向的原始反射图像，

估计所述原始反射图像的每个图像像素的表面法线，

通过估计的表面法线来重构一重构反射图像，以及

比较所述重构反射图像和相应的原始反射图像并构建差值图像，其中所述差值表示纸张表面中的游离纤维端部的阴影对象。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于通过所述估计的表面法线来重构多个重构反射图像，

比较各重构反射图像和相应的原始反射图像并构建差值图像，其中所述差值表示纸张表面中的游离纤维端部的阴影对象，以及

计算所述差值图像中的阴影对象数目的平均值。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于通过使用以下的伪逆法而使误差平方最小化来估计对于每个图像像素的所述表面的单位法线：

$n=\frac{{\left(L^{T}L\right)}^{-1}{L}^{T}i}{\mathrm{\ρ}E}$

其中，n是所述表面的单位法线，ρ为描述表面反射性的表面反射率，E为光源强度，L为由朝向各光源的1×3个单位向量组成的矩阵，并且i为每个光源方向上的所述图像像素的强度向量。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述重构反射图像是通过由以下等式对每个图像像素计算反射强度而进行重构：

i＝ρEL_1x3n_3x1。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于通过使用拟合所述原始反射图像的2D二阶多项式补偿在所述目标样品表面上的光源的光束图案。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

通过计算每个图像像素和所述光源之间的距离补偿像素强度值从而获得像素强度补偿结果矩阵，以及

使所述原始反射图像与所述像素强度补偿结果矩阵逐点相乘并将所述原始反射图像与2D多项式逐点相除。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于通过使用过滤和/或处理方法检测所述差值图像中的阴影对象，所述过滤和/或处理方法加强在纸张表面中的游离纤维末端的阴影对象。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：

计算显示阴影对象被加强了的过滤/处理后的差值图像的像素值分布的直方图，

将阈值限定设定为期望值，并获得阈值化的差值图像，

通过使用椭圆拟合算法从所述阈值化的差值图像除去圆形对象，以及

从阈值化的差值图像接受长度大于可接受限度的阴影对象，和/或偏心率超过预定值的对象，和/或长轴偏离光源方向至多30度、45度或90度的对象。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于从至少6个方向、或至少8个方向、或至少10个方向、或至少12个方向照射包括游离纤维端部的目标样品表面。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述目标样品为移动纸幅并且所述方法通过在线执行。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于计算阴影对象数目并且根据所得到的结果改变工艺参数。

12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

在所述成像设备前面布置第一线性偏振器并且在所述光源前面布置第二线性偏振器，所述第一和第二线性偏振器彼此成90度，以及

在测量期间使所述偏振器之间的方位保持恒定。