基于图像处理的mems微液滴体积测量方法

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1、第40卷第4期中国测试Vol.40No.42014年7月CHINAMEASUREMENT&TESTJuly，2014doi院10.11857/j.issn.1674-5124.2014.04.010基于图像处理的MEMS微液滴体积测量方法李小华（延安职业技术学院公共课部，陕西延安716000）摘要院为实现微机电系统（MEMS）微液滴体积的快速准确实时测量，提出基于图像处理技术的微液滴体积测量方法。首先，采用数字显微镜系统对微流控系统的微液滴进行图像采集，然后对原始图像进行数据分析和处理，最后进行维纳滤波、图像侵蚀、边缘提取，通

2、过Canny算子选择高斯滤波器平滑处理后的图像，得出液滴的直径，进而计算出液滴体积。试验结果表明该方法用于微液滴体积测量是可行有效的。关键词院液滴体积测量；微流体系统；图像处理；CCD相机；Canny算子中图分类号院TP751曰TB99曰O374曰TP271+.4文献标志码院A文章编号院1674-5124渊2014冤04-0037-05MethodofMEMSmicrodropletvolumemeasurementbasedonimageprocessingLIXiao-hua（Yan’anVocationalandTech

3、nicalCollege，Yan’an716000，China）Abstract:Inordertorealizetherapidandaccuratereal-timemeasuringofmicrodropletvolumeinmicroelectromechanicalsystem（MEMS），itputsforwardthemicrodropletvolumemeasurementmethodbasedonimageprocessingtechnology.Firstly，thedigitalmicroscopesys

4、temisadoptedforthemicrodropletmicrofluidicsystem.Then，theoriginalimageisusedfornumericalanalysisandprocessing.Finally，theoriginalimageisdealtwiththeWienerfiltering，edgedetection，imageerosion.TheprocessedimageissmoothedbyGaussianfilterselectedbyCannyoperatortogetthed

5、iameterofthedroplet，andthencalculatethedropletsize.Thetestresultsshowthatthemethodusedinmicrodropletvolumemeasurementisfeasibleandeffective.Keywords:dropletvolumemeasurement；microfluidicsystem；imageprocessing；CCDcamera；cannyoperator0引言试剂快速融合至孤立液滴中，试验证明，试剂的混合近年来，随着微机

6、电系统（MEMS）技术的发展，时间小于2ms。文献[6]使用液滴尺寸测量检测单细微流体装置也得到了迅速发展，如微型泵、微型阀、胞中的蛋白质。文献[7]设计了一种具有不同温度区生物分析系统和流量传感器等[1]。精确的流量测量在域信道的圆形芯片。文献[8]成功研制随意点播（DOD）医药、微量化学、生物化学分析等领域有着重要应用技术，该技术可以对任意3个混合溶液进行扫描。基价值[2]。于微流体装置的液滴体积测量在微小液滴合成纳米目前，国内外专家在液滴体积测量方面的研究成颗粒、细胞分析、纳米颗粒自组装体等领域有了广泛[3]应用[9-1

7、0]。果不断涌现。在不混溶流体流动状态下，文献[4]使用纳升尺寸液滴筛选法对蛋白质晶体进行筛选，成液滴微流体装置有如下3个特点：（1）试剂混功应用了微流体系统。基于混沌对流，文献[5]将多种合迅速；（2）样品消耗低；（3）微滴直径均匀。但保持收稿日期院2014-01-15曰收到修改稿日期院2014-03-16液滴直径均匀非常困难。为了解决上述问题，本文提作者简介：李小华（1977-），女，陕西延安市人，讲师，硕士，出一种新的基于图像处理技术的微液滴体积测量主要研究方向为计算机应用。方法。38中国测试2014年7月1基于图像处理

8、的微液滴体积测量水滴均匀时，图像采集模块才可以采集到清晰的图像。1.1微流控系统在曝光时间内，将采集到的图像传输到CCD照相机如图1所示，该系统是由数字显微镜系统和微流中存储，这样才可以顺利采集到第二个图像，并将这控系统组成。其中，数字显微镜系统由一台电脑、一两个图像下载到计