[发明专利]硬度测试仪和硬度测试方法

摘要

本发明涉及一种硬度测试仪和硬度测试方法。该硬度测试仪具有：压痕形成器，用于通过使压头压抵试样的表面来形成压痕；摄像控制器，用于控制CCD照相机以对试样的表面摄像并且获得图像数据；压痕区域提取器，用于基于所获得的图像数据来提取压痕区域；以及硬度计算器，用于基于所提取出的压痕区域来计算试样的硬度。该压痕区域提取器具有：缩小图像生成器，用于按从多个预定缩尺比中所选择的缩尺比来缩小根据试样的表面的图像数据所获得的图像，并且生成缩小图像；以及模式匹配器，用于对所生成的缩小图像进行模式匹配，并且提取压痕区域。

主权项

1.一种硬度测试仪，用于通过利用压头向试样的表面施加预定测试力以形成压痕、并且测量所述压痕的尺寸，来测量所述试样的硬度，所述硬度测试仪包括：压痕形成器，用于通过使所述压头压抵所述试样的表面，在所述试样的表面中形成所述压痕；摄像控制器，用于控制摄像器以对所述试样的表面进行摄像并且获得所述试样的表面的图像数据；压痕区域提取器，用于基于所述摄像控制器所获得的所述试样的表面的图像数据来提取形成在所述试样的表面中的压痕区域，所述压痕区域提取器包括：缩小图像生成器，用于按从多个预定缩尺比中所选择的缩尺比来缩小根据所述试样的表面的图像数据所获得的图像，其中所述缩小图像生成器进一步生成缩小图像；以及模式匹配器，用于对所述缩小图像生成器所生成的所述缩小图像进行模式匹配，其中所述模式匹配器进一步提取所述压痕区域；以及硬度计算器，用于基于所述压痕区域提取器所提取出的所述压痕区域来计算所述试样的硬度，其中，所述模式匹配器进一步基于通过利用包括与所述压头相对应的压痕形状的模型来扫描所述缩小图像所计算出的相关度，来提取所述压痕区域，其中，所述模式匹配器进一步进行以下操作：通过扫描按预定顺序的缩尺比缩小后的缩小图像，来计算所述相关度；以及在判断为所计算出的相关度中的最大相关度等于或大于预定阈值的情况下，提取示出所述最大相关度的区域作为所述压痕区域，其中，所述模型具有矩形形状，并具有黑色区域、白色区域和灰色区域，其中所述黑色区域设置在大致中央部，对应于使与所述压头相对应的压痕形状旋转了45°所得的区域；所述白色区域包围所述黑色区域，并包括与所述黑色区域相等的像素数；所述灰色区域设置在左端部的中央部，不用于进行模式匹配，所述模式匹配器通过进行以下操作来计算所述相关度：按照所述模型将所述缩小图像的一个区域分割成五个区域R1～R5，其中区域R3分配为与所述模型的黑色区域相对应，区域R1、R2、R4和R5分配为与所述模型的白色区域相对应；以及通过表达式( 1) 来计算所述缩小图像的一个区域的相关度：m＝[(A+B+D+E–C)/sqrt(N)]/sqrt(A2+B2+C2+D2+E2–K×K/N)···(1)，其中，m表示所述相关度，A～E分别表示所述区域R1～R5的亮度值的总和；A2～E2分别表示所述区域R1～R5的亮度值的平方和；N表示所述黑色区域和所述白色区域各自包括的像素数；K表示所述A～E的总和。