基于DSP的紙張白度測量系統

　　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。白紙作為承印物負擔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。

　　本文設計了一套以DSP為核心的嵌入式圖像紙張白度測量系統，充分利用 DSP的高速性，不僅使數據處理能力和準確性得到大幅的提升，而且還減輕了生產人員的負擔，增強了系統的可靠性，確保了紙張的質量。

　　1 利用數字圖像的計算測童白度的方法

　　國家標準 G8B904.1一8 中規定:以 D“ 照明體、45/0照明觀測條件的藍光紙張白度是對 475 nm藍光漫反射率的度量，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。

　　白度的基準值是以475 nm的藍光照射到氧化鎂板的反射率為基準，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的藍光具有比較好的響應靈敏度’j[.由CD獲取的彩色圖像經過A/D轉換后，在計算機內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 系統的組成

　　系統的結構，由光學系統、CCD攝像機和 DSP圖像處理系統構成。

　　本系統中選用低功率的鎢鹵素燈作為光源 (中心波長約35。~lsonm).人射光投射到聚光鏡上，經聚光后形成平行光束，再經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果。試樣表面的漫反射光線由CCD攝像機拍攝，攝像機

　　將采集的照片通過電纜傳送到圖像處理系統，經過運算得紙樣的白度。

　　3 電路設計

　　圖像處理系統的硬件結構，采用TM3S02VC5416為核心處理器構成嵌人式紙張白度測量系統。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 系統軟件設計

　　首先考慮到數字圖像中存在著噪聲干擾，應對圖像進行均值濾波川.其次，求這塊區域圖像方差，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，通過和白度基準亮度值的比較，獲得紙張樣本的白度。第五，通過 LCD顯示結果，并將數據傳至上位機。DSP程序中圖像采集、鍵盤響應及與上位機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)集成開發環境中調試完成。DSP上主程序流程如圖3所示。

　　5 試驗結果

　　為了驗證這種方法的可行性和準確性，采用 45/。型白度儀對標準 81級灰度板進行對比測試，結果表明兩種測試方法得到的結果差距小于2度。

　　6 結論

　　經過試驗，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，可以方便的進行系統集成，這是其和以往測量方法相比的優勢所在，因此這項技術將有廣泛的應用價值。