接觸角測量儀測試技術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以及智能過濾處理，可以實現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，實現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行了分析。

事實上，出現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行避免：

1、通過遮光板及UV過濾技術進行背景光硬件提升。如果有條件時，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，實現有效的前景圖（液滴圖）與背景圖的硬件分割。事實上，彩色攝像機的優勢正在于其圖像細節更多，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0.001度，大角度8度左右）的高精度二維水平樣品臺進行樣品的表面二次水平調整；

4、通過圖像預處理技術，實現圖像前景與后景的提前分割。

進行圖像的硬件或軟件的預處理相對而言比在獲取圖像后進行調整在技術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，我們只能通過圖像的后處理技術進行解決。

后處理技術包括兩種：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、對比度亮度調整、Gamma調整等等。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。由于人眼的識別遠高于電腦，因而在測值結果的精度上應遠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的接觸角測試算法。在此，我們再次強調，我們不建議用戶選用橢圓擬合法或圓擬合法計算接觸角值。因為這些算法僅僅是量角器，而不是界面化學能量的真實分析，通常無法被的界面化學所能夠接受，

具體而言，背景噪聲圖像或抗背景干擾條件下的圖像訓別技術通常包括如下三個方面的技術配合：

1、圖像邊緣查找算法：全自動閥值處理技術。

目前，美國科諾可以實現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。本項技術實現了接觸角測量儀從“色盲”到真工本“色”。目前世界其他接觸角測量儀商業化的廠商均只能實現黑白條件下的邊緣查找，遠遠落后于美國科諾的接觸角測量圖像識別算法。同時結合智能圖像過濾技術，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的邊緣查找情況，平滑度非常高。

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

多AOI技術應用于接觸角測量，實現全自動表面自由能分析，已經由美國科諾授權上海梭倫取得中國的。

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

在示例圖片中，我們顯示了兩個不同的圖像的擬合計算結果。其中第二張圖像同時采用了圖像預處理技術。

圖像2演示了更為復雜的接觸角測量技術，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的影響。目前僅僅有RealDrop算法能夠達到這個目的，這也正體現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噪聲多的圖像、同時軟件方面提供Photoshop的復雜圖像處理功能、自動閥值及智能過濾算法可實現噪聲條件（昏暗、背景亂）下的接觸角測值、手自一體式接觸角測量算法，為您提供了一個為的噪聲圖像接觸角測量的解決方案，是您的*。

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