[发明专利]一种基于图像处理的液滴接触角及尺寸的测量方法

权利要求书

1.一种基于图像处理的液滴接触角及尺寸的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、对液滴挥发过程每隔Ns拍摄的带有工件接面的液滴图片进行存储；

步骤2、对存储的所有液滴图片进行批量处理，利用每张液滴图片测量计算得到相对应的接触角及水滴尺寸，对于任一液滴图片，其处理过程包括以下步骤：

步骤201、对待处理的液滴图片进行中值滤波处理，去除局部高亮噪点；

步骤202、对经过步骤201处理的液滴图片采用高斯滤波处理，让灰度值更加的集中化以及清晰液滴与工件接触处的灰度浑浊区域；

步骤203、对经过步骤202处理的液滴图像进行轮廓提取；

步骤204、对步骤203获得的液滴轮廓图像进行二值化，分割图像；

步骤205、利用步骤204得到的轮廓提取后的图像定位工件基准线位置；

步骤206、对图像在工件基准线以上的区域进行基于像素坐标及灰度值的搜索，搜索定位液滴最高点并标记，以及搜索定位像素坐标横向跨度最大的液滴轮廓的两坐标点并标记；

步骤207、利用液滴轮廓最高点以及横向跨度最大的两坐标点定位液滴的区域进行自动框选；

步骤208、对步骤207框选得到的区域进行处理，去除中间的干扰小圆；

步骤209、利用步骤206标记的液滴最高点以及横向跨度最大的两坐标点将液滴划分为左下区域和右下区域，搜索出液滴两接触点并标记；

步骤210、利用206标记的液滴最高点以及横向跨度最大的两坐标点以及步骤209标记的液滴两接触点进行接触角测量以及水滴尺寸计算；

步骤3、将获得的所有液滴接触角及水滴尺寸用文本文档输出。

2.如权利要求1所述的一种基于图像处理的液滴接触角及尺寸的测量方法，其特征在于，步骤1包括如下步骤：

步骤101、液滴滴落于水平接触面上；

步骤102、水平方向侧面拍摄液滴与水平接触面的液滴图像；

步骤103、接触角测量仪设定图像每Ns保存一张液滴状态图像。

3.如权利要求1所述的一种基于图像处理的液滴接触角及尺寸的测量方法，其特征在于，步骤207包括如下步骤：

步骤2071、像素灰度搜素确定液滴最高点，液滴最高点坐标为top(i₀,j₀)；

步骤2072、像素灰度搜素确定横向跨度最大的两坐标点，两坐标点为左端点及右端点，左端点坐标为left(i₁,j₁)、右端点坐标为right(i₃,j₃)，左端点与右端点之间的跨度作为液滴像素直径D；

步骤2073、利用液滴最高点坐标top(i₀,j₀)、左端点坐标left(i₁,j₁)及右端点坐标right(i₃,j₃)定位框选液滴。

4.如权利要求1所述的一种基于图像处理的液滴接触角及尺寸的测量方法，其特征在于，步骤202包括以下步骤：

步骤2021、设定高斯内核大小；

步骤2022、高斯公式计算，高斯模糊就是将图像I和一个高斯内核G_σ进行卷积操作：

I_σ＝I*G_σ

式中，*表示卷积操作；G_σ表示标准差为σ的二维高斯核，定义为：式中，(x,y)表示高斯中间点坐标；I_σ表示高斯滤波后的图像。

5.如权利要求1所述的一种基于图像处理的液滴接触角及尺寸的测量方法，其特征在于，步骤209中，利用搜索左下区域及右下区域亮光点对应的图像像素列数值最大处，得到所述液滴两接触点，其中：

利用搜索左下区域亮光点对应的图像像素列数值最大处为左底端接触点，左底端接触点的坐标为Lpoint(i₄,j₄)；

利用搜索右下区域亮光点对应的图像像素列数值最大处为右底端接触点，右底端接触点的坐标为Rpoint(i₅,j₅)。

6.如权利要求5所述的一种基于图像处理的液滴接触角及尺寸的测量方法，其特征在于，步骤210中，液滴按照球体处理，通过相机标定已知比例系数k，则接触角测量以及水滴尺寸计算采用如下公式：

接触线长度l，

接触角θ，式中，D表示液滴像素直径；

液滴高度h，

液滴体积V，