接觸角測量儀測試技術(shù)之如何在昏暗模糊背景下測量接觸角值

美國科諾接觸角測量儀通過采用全自動閥值技術(shù)以及智能過濾處理，可以實(shí)現(xiàn)針對特殊情況下的圖像的自動分析，從而提升圖像處理的抗背景干擾能力，實(shí)現(xiàn)可在昏暗模糊背景下的測量接觸角值的目的。為了有利于對比，我們采用了與其他同行的同樣的具有背景噪聲的圖像進(jìn)行了分析。

事實(shí)上，出現(xiàn)本文所述的背景噪聲圖像的情況在美國科諾接觸角測量儀中可以通過如下四種方式進(jìn)行避免：

1、通過遮光板及UV過濾技術(shù)進(jìn)行背景光硬件提升。如果有條件時(shí)，可以采購C60系列平行光源和平行光鏡頭；

2、采用彩色攝像機(jī)，實(shí)現(xiàn)有效的前景圖（液滴圖）與背景圖的硬件分割。事實(shí)上，彩色攝像機(jī)的優(yōu)勢正在于其圖像細(xì)節(jié)更多，更有利于的接觸角測量；

3、采用樣品臺微分頭（精度：0.01mm，對應(yīng)0.001度，大角度8度左右）的高精度二維水平樣品臺進(jìn)行樣品的表面二次水平調(diào)整；

4、通過圖像預(yù)處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)圖像前景與后景的提前分割。

進(jìn)行圖像的硬件或軟件的預(yù)處理相對而言比在獲取圖像后進(jìn)行調(diào)整在技術(shù)性或測值度方面會有大大提升。但是，如果很不幸，您的樣品的圖像存在噪聲時(shí)，我們只能通過圖像的后處理技術(shù)進(jìn)行解決。

后處理技術(shù)包括兩種：其一：為圖像的Photoshop處理功能，包括圖像的橡皮擦功能、摳圖功能、對比度亮度調(diào)整、Gamma調(diào)整等等。這些功能在CAST3中均有提供。

其二：接觸角測值的手動擬合功能，結(jié)合圖像放大縮小功能（CAST3.0提供），手動添加測試邊緣，輔助測試接觸角值。由于人眼的識別遠(yuǎn)高于電腦，因而在測值結(jié)果的精度上應(yīng)遠(yuǎn)高于我們要提出的自動識別圖像。

其三：即為本文所述的圖像邊緣識別功能及相應(yīng)的接觸角測試算法。在此，我們再次強(qiáng)調(diào)，我們不建議用戶選用橢圓擬合法或圓擬合法計(jì)算接觸角值。因?yàn)檫@些算法僅僅是量角器，而不是界面化學(xué)能量的真實(shí)分析，通常無法被的界面化學(xué)所能夠接受，

具體而言，背景噪聲圖像或抗背景干擾條件下的圖像訓(xùn)別技術(shù)通常包括如下三個(gè)方面的技術(shù)配合：

1、圖像邊緣查找算法：全自動閥值處理技術(shù)。

目前，美國科諾可以實(shí)現(xiàn)彩色圖像的全自動邊緣查找，是世界*的接觸角圖像邊緣識別算法。本項(xiàng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了接觸角測量儀從“色盲”到真工本“色”。目前世界其他接觸角測量儀商業(yè)化的廠商均只能實(shí)現(xiàn)黑白條件下的邊緣查找，遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于美國科諾的接觸角測量圖像識別算法。同時(shí)結(jié)合智能圖像過濾技術(shù)，可以大大提升圖像邊緣的識別成功率。

如下圖像中顯示了與其他同行識別同一張圖片時(shí)的邊緣查找情況，平滑度非常高。

2、圖像AOI技術(shù)：目前*的算法為多AOI技術(shù)，即同時(shí)分析圖像中的多張圖片的接觸角值。

多AOI技術(shù)應(yīng)用于接觸角測量，實(shí)現(xiàn)全自動表面自由能分析，已經(jīng)由美國科諾授權(quán)上海梭倫取得中國的。

3、基于真實(shí)液滴法的Young-Laplace方程擬合技術(shù)（Young-Laplace/RealDrop）：本項(xiàng)技術(shù)可以自動修正液滴的重力對接觸角測值結(jié)果的影響，從而不在為滴液的各液滴精度而麻煩。

在示例圖片中，我們顯示了兩個(gè)不同的圖像的擬合計(jì)算結(jié)果。其中第二張圖像同時(shí)采用了圖像預(yù)處理技術(shù)。

圖像2演示了更為復(fù)雜的接觸角測量技術(shù)，即非軸對圖像、背景干擾條件下的接觸角測值，且需要修正重力系數(shù)的影響。目前僅僅有RealDrop算法能夠達(dá)到這個(gè)目的，這也正體現(xiàn)了美國科諾接觸角測量儀的性。

總而言之，美國科諾接觸角測量儀在硬件方面提供了有效的工具盡量不出現(xiàn)噪聲多的圖像、同時(shí)軟件方面提供Photoshop的復(fù)雜圖像處理功能、自動閥值及智能過濾算法可實(shí)現(xiàn)噪聲條件（昏暗、背景亂）下的接觸角測值、手自一體式接觸角測量算法，為您提供了一個(gè)為的噪聲圖像接觸角測量的解決方案，是您的*。

如上接觸角測值圖像處理結(jié)果圖片的版權(quán)由美國科諾工業(yè)有限公司（簡稱美國科諾）授權(quán)上海梭倫信息科技有限公司（上海梭倫）所有，任何公司或個(gè)人在沒有得到版權(quán)所有人的許可時(shí)，不得使用如上圖片及文字。