[发明专利]一种巨量液滴阵列体积测量方法及其应用

权利要求书

1.一种巨量液滴阵列体积测量方法，其特征在于，包括：

对平面基底上的巨量液滴沉积区域进行阵列采图，对采集的图像阵列进行图像拼接，得到完整沉积观测区域的图像；

对沉积观测区域的图像进行图像处理，分离出各液滴的沉积区域；基于每个液滴的沉积区域，提取该液滴沉积区域形态特征；

基于各液滴沉积区域形态特征，采用预先构建的液滴沉积区域形态特征与液滴体积之间的映射关系，预测得到所述沉积观测区域内各液滴在平面基底上的沉积体积；

其中，所述映射关系是通过机器学习的方式训练得到，所采用的训练样本集是通过对以如下方式得到的液滴进行信息提取得到：采用与制备所述巨量液滴阵列所采用的打印溶液相同的一种打印溶液，在与所述平面基底种类相同的平面基底上喷墨打印得到。

2.根据权利要求1所述的一种巨量液滴阵列体积测量方法，其特征在于，所述沉积观测区域中液滴之间无融合；且在采图时，以垂直于沉积观测区域的角度进行阵列采图，相邻图像之间有重合区域。

3.根据权利要求1所述的一种巨量液滴阵列体积测量方法，其特征在于，所述图像处理的方式为：对沉积观测区域的图像进行二值化处理；对二值化处理后的图像进行形态学处理，以分离出单个液滴的沉积区域；

当待测巨量液滴阵列是通过电流体雾化的方式得到时，则各液滴沉积区域形态特征包括沉积液滴的内接圆半径、外接圆半径、沉积面积和径向相对位置；

当待测巨量液滴阵列是通过电流体点喷的方式得到时，则各液滴沉积区域形态特征包括沉积液滴的内接圆半径、外接圆半径和沉积面积。

4.根据权利要求1所述的一种巨量液滴阵列体积测量方法，其特征在于，在所述映射关系的训练中，通过以预测值与真值标签之间的均方根误差RMSE(X,f)最小为目标，进行反传更新参数；

Y＝(V₁,V₂,…,V_i)^T；

其中，X为由沉积观测区域中所有液滴的沉积区域形态特征值向量所构成的数据集，x_i为第i颗液滴的沉积区域形态特征值向量，Y为由沉积观测区域中所有液滴的体积真值构成的真值向量，V_i为第i颗液滴的体积真值，i取值为1～n的整数，n为沉积观测区域中液滴的数量，f（x_i)为基于x_i所预测的体积预测值，m表示训练样本的总个数。

5.一种巨量液滴阵列体积评估方法，其特征在于，包括：

将在执行如权利要求1至4任一项所述的一种巨量液滴阵列体积测量方法时所得到的尺寸为M×N的二值化处理后的图像分成尺寸为m×n的多个区域，其中m、n可分别被M、N整除；

基于通过所述巨量液滴阵列体积测量方法所得到的在平面基底上每个区域内各液滴的沉积体积，计算该区域内液滴总沉积体积；

通过各区域内液滴总沉积体积之间的差异，衡量沉积观测区域沉积体积分布的均匀性，和/或，计算所述沉积观测区域巨量液滴阵列的体积均匀性。

6.根据权利要求5所述的一种巨量液滴阵列体积评估方法，其特征在于，所述各区域内液滴总沉积体积的差异，通过各个区域对应的液滴总沉积体积的变异系数CV_D量化，计算方式如下：

其中，num为被划分的区域数量；CV_D为所述变异系数，该值越小代表沉积体积分布的均匀性越均匀；σ_S为num个区域对应的液滴总沉积体积的标准差；为num个区域对应的液滴总沉积体积的平均值；S_j为第j块区域内液滴总沉积体积；j取值为1～num的整数。