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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024017008
(43)【公開日】2024-02-08
(54)【発明の名称】濡れ性評価方法および濡れ性評価装置
(51)【国際特許分類】
G01N 13/00 20060101AFI20240201BHJP
G01B 11/00 20060101ALI20240201BHJP
【ＦＩ】
G01N13/00
G01B11/00 H
【審査請求】未請求
【請求項の数】17
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022119362
(22)【出願日】2022-07-27
(71)【出願人】
【識別番号】000107538
【氏名又は名称】株式会社ＵＡＣＪ
(74)【代理人】
【識別番号】100101683
【弁理士】
【氏名又は名称】奥田 誠司
(74)【代理人】
【識別番号】100155000
【弁理士】
【氏名又は名称】喜多 修市
(74)【代理人】
【識別番号】100202197
【弁理士】
【氏名又は名称】村瀬 成康
(72)【発明者】
【氏名】村瀬 颯登
【テーマコード（参考）】
2F065
【Ｆターム（参考）】
2F065AA01
2F065AA58
2F065BB01
2F065BB22
2F065DD03
2F065FF04
2F065HH12
2F065JJ19
2F065JJ26
2F065QQ24
2F065QQ25
2F065QQ29
2F065QQ31
(57)【要約】
【課題】画像解析による、試験液の残存量の定量化を可能とする濡れ性評価方法を提供する。
【解決手段】濡れ性評価方法は、試験片の表面に試験液を帯状に付与し、表面上の帯状領域に複数の微細な液滴を形成する工程と、試験片の表面をカメラで撮影し、それぞれが帯状領域を含む時系列画像を取得する工程と、時系列画像に基づいて、帯状領域に形成された複数の微細な液滴の投影面積の時間変化を測定する工程と、投影面積の時間変化率と、試験液の表面張力とに基づいて表面の濡れ性を評価する工程とを包含する。
【選択図】図４
【解決手段】濡れ性評価方法は、試験片の表面に試験液を帯状に付与し、表面上の帯状領域に複数の微細な液滴を形成する工程と、試験片の表面をカメラで撮影し、それぞれが帯状領域を含む時系列画像を取得する工程と、時系列画像に基づいて、帯状領域に形成された複数の微細な液滴の投影面積の時間変化を測定する工程と、投影面積の時間変化率と、試験液の表面張力とに基づいて表面の濡れ性を評価する工程とを包含する。
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
試験片の表面に試験液を帯状に付与し、前記表面上の帯状領域に複数の微細な液滴を形成する工程と、
前記試験片の前記表面をカメラで撮影し、それぞれが前記帯状領域を含む時系列画像を取得する工程と、
前記時系列画像に基づいて、前記帯状領域に形成された前記複数の微細な液滴の投影面積の時間変化を測定する工程と、
前記投影面積の時間変化率と、前記試験液の表面張力とに基づいて前記表面の濡れ性を評価する工程と、
を包含する濡れ性評価方法。
前記試験片の前記表面をカメラで撮影し、それぞれが前記帯状領域を含む時系列画像を取得する工程と、
前記時系列画像に基づいて、前記帯状領域に形成された前記複数の微細な液滴の投影面積の時間変化を測定する工程と、
前記投影面積の時間変化率と、前記試験液の表面張力とに基づいて前記表面の濡れ性を評価する工程と、
を包含する濡れ性評価方法。
【請求項2】
前記表面を照明光で照射する工程をさらに包含し、
前記表面は、拡散反射特性を有し、前記照明光の前記表面への入射角は７１°以上９０°未満の範囲内にあり、
前記カメラは、前記表面の法線方向に配置される、請求項１に記載の濡れ性評価方法。
前記表面は、拡散反射特性を有し、前記照明光の前記表面への入射角は７１°以上９０°未満の範囲内にあり、
前記カメラは、前記表面の法線方向に配置される、請求項１に記載の濡れ性評価方法。
【請求項3】
前記表面の濡れ性を評価する工程は、前記帯状領域の両端領域および中央領域のそれぞれについて、前記表面の濡れ性を評価することを包含する、請求項１に記載の濡れ性評価方法。
【請求項4】
前記試験液は着色されており、
前記表面の濡れ性を評価する工程は、前記試験液の色に対応した、前記時系列画像の色情報に基づいて前記投影面積の時間変化率を求めることを包含する、請求項１に記載の濡れ性評価方法。
前記表面の濡れ性を評価する工程は、前記試験液の色に対応した、前記時系列画像の色情報に基づいて前記投影面積の時間変化率を求めることを包含する、請求項１に記載の濡れ性評価方法。
【請求項5】
前記時系列画像に含まれる各画像のＲ値、Ｇ値およびＢ値のそれぞれの平均値が２５６階調で２５となるように、露光時間およびホワイトバランスを含む前記カメラの設定を調整する工程をさらに包含する、請求項１に記載の濡れ性評価方法。
【請求項6】
前記時系列画像に動体検出を適用することによって、前記時系列画像の中から、前記試験液を前記表面に付与している間に取得した第１画像群、前記試験液の付与が終了した直後に取得した第２画像、および前記試験液の付与が終了した後、所定時間後において取得した第３画像を抽出する前処理を行い、前記第１画像群、前記第２画像および前記第３画像を含む前処理後の時系列画像を生成する工程をさらに包含する、請求項１に記載の濡れ性評価方法。
【請求項7】
前記試験液の付与の開始前に取得した第４画像と、前記第２画像との差分画像を生成し、
前記差分画像を構成する行方向に沿った複数ラインのそれぞれに含まれる画素の画素値の最大値を求め、
前記複数ラインのそれぞれの前記最大値に基づいて、前記差分画像中の前記帯状領域の位置を決定し、
前記帯状領域の位置に基づいて、前記前処理後の時系列画像に含まれる各画像から前記帯状領域の部分を抽出してトリミング画像群を生成する工程をさらに包含する、請求項６に記載の濡れ性評価方法。
前記差分画像を構成する行方向に沿った複数ラインのそれぞれに含まれる画素の画素値の最大値を求め、
前記複数ラインのそれぞれの前記最大値に基づいて、前記差分画像中の前記帯状領域の位置を決定し、
前記帯状領域の位置に基づいて、前記前処理後の時系列画像に含まれる各画像から前記帯状領域の部分を抽出してトリミング画像群を生成する工程をさらに包含する、請求項６に記載の濡れ性評価方法。
【請求項8】
前記トリミング画像群を生成する工程は、
前記トリミング画像群に含まれる各トリミング画像の領域を、前記帯状領域が延びる方向に複数のブロックに分割し、
前記複数のブロックに含まれるブロックごとに、前記トリミング画像群のうちの、前記試験液の付与が終了した直後の前記帯状領域を含む第１トリミング画像、および前記試験液の付与が終了した後、前記所定時間後における前記帯状領域を含む第２トリミング画像を特定することを包含する、請求項７に記載の濡れ性評価方法。
前記トリミング画像群に含まれる各トリミング画像の領域を、前記帯状領域が延びる方向に複数のブロックに分割し、
前記複数のブロックに含まれるブロックごとに、前記トリミング画像群のうちの、前記試験液の付与が終了した直後の前記帯状領域を含む第１トリミング画像、および前記試験液の付与が終了した後、前記所定時間後における前記帯状領域を含む第２トリミング画像を特定することを包含する、請求項７に記載の濡れ性評価方法。
【請求項9】
前記第１トリミング画像を構成する画素群のＲＧＢ値のうちの第１色の画素値から、前記第１色と異なる第２色の画素値を差し引き、前記１色を強調した第１強調画像を生成し、
前記第２トリミング画像を構成する画素群のＲＧＢ値のうちの前記第１色の画素値から前記第２色の画素値を差し引き、前記１色を強調した第２強調画像を生成する工程をさらに包含し、
前記投影面積の時間変化を測定する工程は、前記第１強調画像および前記第２強調画像を用いて前記投影面積の時間変化率を求めることを包含する、請求項８に記載の濡れ性評価方法。
前記第２トリミング画像を構成する画素群のＲＧＢ値のうちの前記第１色の画素値から前記第２色の画素値を差し引き、前記１色を強調した第２強調画像を生成する工程をさらに包含し、
前記投影面積の時間変化を測定する工程は、前記第１強調画像および前記第２強調画像を用いて前記投影面積の時間変化率を求めることを包含する、請求項８に記載の濡れ性評価方法。
【請求項10】
前記第１トリミング画像と、前記第４画像に対応するトリミング画像との更なる差分画像を生成し、
前記更なる差分画像を構成する行方向に沿った複数ラインのそれぞれに含まれる画素の画素値の最大値を求め、
前記複数ラインのそれぞれの前記最大値に基づいて、前記更なる差分画像中の前記帯状領域の位置を決定し、
前記帯状領域の位置に基づいて、前記第１トリミング画像から前記帯状領域の部分を抽出して第３トリミング画像を生成し、かつ、前記第２トリミング画像から前記帯状領域の部分を抽出して第４トリミング画像を生成し、
前記第３トリミング画像を構成する画素群のＲＧＢ値のうちの第１色の画素値から、前記第１色と異なる第２色の画素値を差し引き、前記１色を強調した第１強調画像を生成し、
前記第４トリミング画像を構成する画素群のＲＧＢ値のうちの前記第１色の画素値から前記第２色の画素値を差し引き、前記１色を強調した第２強調画像を生成する工程をさらに包含し、
前記投影面積の時間変化を測定する工程は、前記第１強調画像および前記第２強調画像を用いて前記投影面積の時間変化率を求めることを包含する、請求項８に記載の濡れ性評価方法。
前記更なる差分画像を構成する行方向に沿った複数ラインのそれぞれに含まれる画素の画素値の最大値を求め、
前記複数ラインのそれぞれの前記最大値に基づいて、前記更なる差分画像中の前記帯状領域の位置を決定し、
前記帯状領域の位置に基づいて、前記第１トリミング画像から前記帯状領域の部分を抽出して第３トリミング画像を生成し、かつ、前記第２トリミング画像から前記帯状領域の部分を抽出して第４トリミング画像を生成し、
前記第３トリミング画像を構成する画素群のＲＧＢ値のうちの第１色の画素値から、前記第１色と異なる第２色の画素値を差し引き、前記１色を強調した第１強調画像を生成し、
前記第４トリミング画像を構成する画素群のＲＧＢ値のうちの前記第１色の画素値から前記第２色の画素値を差し引き、前記１色を強調した第２強調画像を生成する工程をさらに包含し、
前記投影面積の時間変化を測定する工程は、前記第１強調画像および前記第２強調画像を用いて前記投影面積の時間変化率を求めることを包含する、請求項８に記載の濡れ性評価方法。
【請求項11】
前記第１色は青色であり、前記第２色は赤色である、請求項９に記載の濡れ性評価方法。
【請求項12】
前記第１強調画像および前記第２強調画像を生成する工程は、
前記第１強調画像および前記第２強調画像のそれぞれに２値化処理を適用して、前記第１強調画像および前記第２強調画像のそれぞれを前記帯状領域と前記帯状領域以外の領域とに分割することを包含し、
前記投影面積の時間変化を測定する工程は、
前記第１強調画像における前記帯状領域の第１面積、および前記第２強調画像における前記帯状領域の第２面積を求め、
前記第１面積および前記第２面積に基づいて前記投影面積の時間変化率を求めることを包含する、請求項９に記載の濡れ性評価方法。
前記第１強調画像および前記第２強調画像のそれぞれに２値化処理を適用して、前記第１強調画像および前記第２強調画像のそれぞれを前記帯状領域と前記帯状領域以外の領域とに分割することを包含し、
前記投影面積の時間変化を測定する工程は、
前記第１強調画像における前記帯状領域の第１面積、および前記第２強調画像における前記帯状領域の第２面積を求め、
前記第１面積および前記第２面積に基づいて前記投影面積の時間変化率を求めることを包含する、請求項９に記載の濡れ性評価方法。
【請求項13】
前記第１面積および前記第２面積を求める工程は、
前記複数のブロックに含まれるブロックごとに、前記第１強調画像における前記帯状領域が含む画素の数を算出し、前記ブロックごとに算出した画素の数の第１積算値を求め、
前記複数のブロックに含まれるブロックごとに、前記第２強調画像における前記帯状領域が含む画素の数を算出し、前記ブロックごとに算出した画素の数の第２積算値を求めることを包含し、
前記表面の濡れ性を評価する工程は、前記第１積算値に対する前記第２積算値の比率と、前記試験液の表面張力に関連付けされた判定基準とを比較することによって、前記表面の濡れ性を評価することを含む、請求項１２に記載の濡れ性評価方法。
前記複数のブロックに含まれるブロックごとに、前記第１強調画像における前記帯状領域が含む画素の数を算出し、前記ブロックごとに算出した画素の数の第１積算値を求め、
前記複数のブロックに含まれるブロックごとに、前記第２強調画像における前記帯状領域が含む画素の数を算出し、前記ブロックごとに算出した画素の数の第２積算値を求めることを包含し、
前記表面の濡れ性を評価する工程は、前記第１積算値に対する前記第２積算値の比率と、前記試験液の表面張力に関連付けされた判定基準とを比較することによって、前記表面の濡れ性を評価することを含む、請求項１２に記載の濡れ性評価方法。
【請求項14】
前記所定時間は２秒であり、
前記投影面積の時間変化率は、２秒間に２０％以下である、請求項６から８のいずれかに記載の濡れ性評価方法。
前記投影面積の時間変化率は、２秒間に２０％以下である、請求項６から８のいずれかに記載の濡れ性評価方法。
【請求項15】
前記試験片はアルミニウム圧延板である、請求項１から１３のいずれかに記載の濡れ性評価方法。
【請求項16】
試験片の表面に、表面張力が異なる複数種類の試験液を帯状に付与し、前記表面上の複数の帯状領域のそれぞれに複数の微細な液滴を形成する工程と、
前記試験片の前記表面をカメラで撮影し、それぞれが前記複数の帯状領域を含む時系列画像のデータを取得する工程と、
前記時系列画像に基づいて、前記複数の帯状領域のそれぞれに形成された前記複数の微細な液滴の投影面積の時間変化を測定する工程と、
前記複数の帯状領域のそれぞれに前記複数の微細な液滴を形成した直後の前記液滴の投影面積に対する、前記複数の微細な液滴を形成した後、所定時間後における前記複数の微細な液滴の投影面積の時間変化率が判定基準を下回る帯状領域に付与された試験液の表面張力に基づいて前記表面の濡れ性を評価する工程と、
を包含する濡れ性評価方法。
前記試験片の前記表面をカメラで撮影し、それぞれが前記複数の帯状領域を含む時系列画像のデータを取得する工程と、
前記時系列画像に基づいて、前記複数の帯状領域のそれぞれに形成された前記複数の微細な液滴の投影面積の時間変化を測定する工程と、
前記複数の帯状領域のそれぞれに前記複数の微細な液滴を形成した直後の前記液滴の投影面積に対する、前記複数の微細な液滴を形成した後、所定時間後における前記複数の微細な液滴の投影面積の時間変化率が判定基準を下回る帯状領域に付与された試験液の表面張力に基づいて前記表面の濡れ性を評価する工程と、
を包含する濡れ性評価方法。
【請求項17】
試験片の表面を照明光で照射する照明装置と、
前記試験片の前記表面を撮影するカメラと、
前記カメラから出力される時系列画像のデータを処理し、前記表面の濡れ性を測定する測定装置と、
を備え、
前記測定装置は、前記表面に試験液を帯状に付与することによって複数の微細な液滴が形成された前記表面上の帯状領域を撮影したときに前記カメラから出力される前記時系列画像に基づいて、前記帯状領域に形成された前記複数の微細な液滴の投影面積の時間変化を測定し、
前記投影面積の時間変化率と、前記試験液の表面張力とに基づいて前記表面の濡れ性を評価するように構成されている、濡れ性評価装置。
前記試験片の前記表面を撮影するカメラと、
前記カメラから出力される時系列画像のデータを処理し、前記表面の濡れ性を測定する測定装置と、
を備え、
前記測定装置は、前記表面に試験液を帯状に付与することによって複数の微細な液滴が形成された前記表面上の帯状領域を撮影したときに前記カメラから出力される前記時系列画像に基づいて、前記帯状領域に形成された前記複数の微細な液滴の投影面積の時間変化を測定し、
前記投影面積の時間変化率と、前記試験液の表面張力とに基づいて前記表面の濡れ性を評価するように構成されている、濡れ性評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、濡れ性評価方法および濡れ性評価装置に関する。
【背景技術】
【0002】
多種多様な工業材料が様々な技術分野で用いられている。工業材料は、種々の規格（例えば、ＪＩＳや、ＩＳＯ、ＡＳＴＭ）に従って分類・試験される。試験項目には、濡れ性評価試験が含まれ得る。濡れ性評価試験では、表面張力が異なる種々の試験液が試験片の表面に付与され、所定時間の経過後の試験液の状態が肉眼で判定される。例えば、ＪＩＳ Ｋ ６７６８－１９９９の規格に準拠した濡れ性評価試験の中では、試験液を試験片の表面に付与してから２秒後の液膜の状態で表面張力の判定を行うことが規定されている。２秒後の試験片の表面に例えば８０％の試験液の残存が肉眼で確認できれば、試験は合格と判定される。
【0003】
特許文献１は、基板の表面上を濡れ広がる液滴をカメラで撮影し、撮影画像から液滴の平面上の面積を計測し、計測した面積に基づいて液滴の体積を求める液滴量計測方法を開示している。この方法では、基板表面上に濡れ広がった液滴の面積と、液滴の体積との相関関係を予め求めておき、この相関関係を参照することによって、計測した液滴の面積に基づき液滴の体積が求まる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２００３－２５４８１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
現状行われている濡れ性評価試験は官能試験である。官能試験では、例えば、試験液を試験片の表面に付与してから２秒後の液膜の状態を作業者が記憶しておく必要があるが、これは困難を伴う。また、作業者が感覚で時間を計るために、時間の計測は不正確になりがちである。これらの結果として、作業者または試験ごとに、試験結果にばらつきが生じ易くなる。このため、意図せずに試験結果の改ざんを招くおそれもある。したがって、試験結果のばらつきの低減、または改ざんの余地をなくすことが求められる。
【0006】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、試験液を付与した試験片の表面の時系列画像のデータを解析することより、試験液の残存量の定量化を可能とする濡れ性評価方法および濡れ性評価装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の実施形態によると、以下の項目に記載の解決手段が提供される。
【0008】
［項目１］
試験片の表面に試験液を帯状に付与し、前記表面上の帯状領域に複数の微細な液滴を形成する工程と、
前記試験片の前記表面をカメラで撮影し、それぞれが前記帯状領域を含む時系列画像を取得する工程と、
前記時系列画像に基づいて、前記帯状領域に形成された前記複数の微細な液滴の投影面積の時間変化を測定する工程と、
前記投影面積の時間変化率と、前記試験液の表面張力とに基づいて前記表面の濡れ性を評価する工程と、
を包含する濡れ性評価方法。
試験片の表面に試験液を帯状に付与し、前記表面上の帯状領域に複数の微細な液滴を形成する工程と、
前記試験片の前記表面をカメラで撮影し、それぞれが前記帯状領域を含む時系列画像を取得する工程と、
前記時系列画像に基づいて、前記帯状領域に形成された前記複数の微細な液滴の投影面積の時間変化を測定する工程と、
前記投影面積の時間変化率と、前記試験液の表面張力とに基づいて前記表面の濡れ性を評価する工程と、
を包含する濡れ性評価方法。
【0009】
［項目２］
前記表面を照明光で照射する工程をさらに包含し、
前記表面は、拡散反射特性を有し、前記照明光の前記表面への入射角は７１°以上９０°未満の範囲内にあり、
前記カメラは、前記表面の法線方向に配置される、項目１に記載の濡れ性評価方法。
前記表面を照明光で照射する工程をさらに包含し、
前記表面は、拡散反射特性を有し、前記照明光の前記表面への入射角は７１°以上９０°未満の範囲内にあり、
前記カメラは、前記表面の法線方向に配置される、項目１に記載の濡れ性評価方法。
【0010】
［項目３］
前記表面の濡れ性を評価する工程は、前記帯状領域の両端領域および中央領域のそれぞれについて、前記表面の濡れ性を評価することを包含する、項目１または２に記載の濡れ性評価方法。
前記表面の濡れ性を評価する工程は、前記帯状領域の両端領域および中央領域のそれぞれについて、前記表面の濡れ性を評価することを包含する、項目１または２に記載の濡れ性評価方法。
【0011】
［項目４］
前記試験液は着色されており、
前記表面の濡れ性を評価する工程は、前記試験液の色に対応した、前記時系列画像の色情報に基づいて前記投影面積の時間変化率を求めることを包含する、項目１から３のいずれかに記載の濡れ性評価方法。
前記試験液は着色されており、
前記表面の濡れ性を評価する工程は、前記試験液の色に対応した、前記時系列画像の色情報に基づいて前記投影面積の時間変化率を求めることを包含する、項目１から３のいずれかに記載の濡れ性評価方法。
【0012】
［項目５］
前記時系列画像に含まれる各画像のＲ値、Ｇ値およびＢ値のそれぞれの平均値が２５６階調で２５となるように、露光時間およびホワイトバランスを含む前記カメラの設定を調整する工程をさらに包含する、項目１から４のいずれかに記載の濡れ性評価方法。
前記時系列画像に含まれる各画像のＲ値、Ｇ値およびＢ値のそれぞれの平均値が２５６階調で２５となるように、露光時間およびホワイトバランスを含む前記カメラの設定を調整する工程をさらに包含する、項目１から４のいずれかに記載の濡れ性評価方法。
【0013】
［項目６］
前記時系列画像に動体検出を適用することによって、前記時系列画像の中から、前記試験液を前記表面に付与している間に取得した第１画像群、前記試験液の付与が終了した直後に取得した第２画像、および前記試験液の付与が終了した後、所定時間後において取得した第３画像を抽出する前処理を行い、前記第１画像群、前記第２画像および前記第３画像を含む前処理後の時系列画像を生成する工程をさらに包含する、項目１から５のいずれかに記載の濡れ性評価方法。
前記時系列画像に動体検出を適用することによって、前記時系列画像の中から、前記試験液を前記表面に付与している間に取得した第１画像群、前記試験液の付与が終了した直後に取得した第２画像、および前記試験液の付与が終了した後、所定時間後において取得した第３画像を抽出する前処理を行い、前記第１画像群、前記第２画像および前記第３画像を含む前処理後の時系列画像を生成する工程をさらに包含する、項目１から５のいずれかに記載の濡れ性評価方法。
【0014】
［項目７］
前記試験液の付与の開始前に取得した第４画像と、前記第２画像との差分画像を生成し、
前記差分画像を構成する行方向に沿った複数ラインのそれぞれに含まれる画素の画素値の最大値を求め、
前記複数ラインのそれぞれの前記最大値に基づいて、前記差分画像中の前記帯状領域の位置を決定し、
前記帯状領域の位置に基づいて、前記前処理後の時系列画像に含まれる各画像から前記帯状領域の部分を抽出してトリミング画像群を生成する工程をさらに包含する、項目６に記載の濡れ性評価方法。
前記試験液の付与の開始前に取得した第４画像と、前記第２画像との差分画像を生成し、
前記差分画像を構成する行方向に沿った複数ラインのそれぞれに含まれる画素の画素値の最大値を求め、
前記複数ラインのそれぞれの前記最大値に基づいて、前記差分画像中の前記帯状領域の位置を決定し、
前記帯状領域の位置に基づいて、前記前処理後の時系列画像に含まれる各画像から前記帯状領域の部分を抽出してトリミング画像群を生成する工程をさらに包含する、項目６に記載の濡れ性評価方法。
【0015】
［項目８］
前記トリミング画像群を生成する工程は、
前記トリミング画像群に含まれる各トリミング画像の領域を、前記帯状領域が延びる方向に複数のブロックに分割し、
前記複数のブロックに含まれるブロックごとに、前記トリミング画像群のうちの、前記試験液の付与が終了した直後の前記帯状領域を含む第１トリミング画像、および前記試験液の付与が終了した後、前記所定時間後における前記帯状領域を含む第２トリミング画像を特定することを包含する、項目７に記載の濡れ性評価方法。
前記トリミング画像群を生成する工程は、
前記トリミング画像群に含まれる各トリミング画像の領域を、前記帯状領域が延びる方向に複数のブロックに分割し、
前記複数のブロックに含まれるブロックごとに、前記トリミング画像群のうちの、前記試験液の付与が終了した直後の前記帯状領域を含む第１トリミング画像、および前記試験液の付与が終了した後、前記所定時間後における前記帯状領域を含む第２トリミング画像を特定することを包含する、項目７に記載の濡れ性評価方法。
【0016】
［項目９］
前記第１トリミング画像を構成する画素群のＲＧＢ値のうちの第１色の画素値から、前記第１色と異なる第２色の画素値を差し引き、前記１色を強調した第１強調画像を生成し、
前記第２トリミング画像を構成する画素群のＲＧＢ値のうちの前記第１色の画素値から前記第２色の画素値を差し引き、前記１色を強調した第２強調画像を生成する工程をさらに包含し、
前記投影面積の時間変化を測定する工程は、前記第１強調画像および前記第２強調画像を用いて前記投影面積の時間変化率を求めることを包含する、項目８に記載の濡れ性評価方法。
前記第１トリミング画像を構成する画素群のＲＧＢ値のうちの第１色の画素値から、前記第１色と異なる第２色の画素値を差し引き、前記１色を強調した第１強調画像を生成し、
前記第２トリミング画像を構成する画素群のＲＧＢ値のうちの前記第１色の画素値から前記第２色の画素値を差し引き、前記１色を強調した第２強調画像を生成する工程をさらに包含し、
前記投影面積の時間変化を測定する工程は、前記第１強調画像および前記第２強調画像を用いて前記投影面積の時間変化率を求めることを包含する、項目８に記載の濡れ性評価方法。
【0017】
［項目１０］
前記第１トリミング画像と、前記第４画像に対応するトリミング画像との更なる差分画像を生成し、
前記更なる差分画像を構成する行方向に沿った複数ラインのそれぞれに含まれる画素の画素値の最大値を求め、
前記複数ラインのそれぞれの前記最大値に基づいて、前記更なる差分画像中の前記帯状領域の位置を決定し、
前記帯状領域の位置に基づいて、前記第１トリミング画像から前記帯状領域の部分を抽出して第３トリミング画像を生成し、かつ、前記第２トリミング画像から前記帯状領域の部分を抽出して第４トリミング画像を生成し、
前記第３トリミング画像を構成する画素群のＲＧＢ値のうちの第１色の画素値から、前記第１色と異なる第２色の画素値を差し引き、前記１色を強調した第１強調画像を生成し、
前記第４トリミング画像を構成する画素群のＲＧＢ値のうちの前記第１色の画素値から前記第２色の画素値を差し引き、前記１色を強調した第２強調画像を生成する工程をさらに包含し、
前記投影面積の時間変化を測定する工程は、前記第１強調画像および前記第２強調画像を用いて前記投影面積の時間変化率を求めることを包含する、項目８に記載の濡れ性評価方法。
前記第１トリミング画像と、前記第４画像に対応するトリミング画像との更なる差分画像を生成し、
前記更なる差分画像を構成する行方向に沿った複数ラインのそれぞれに含まれる画素の画素値の最大値を求め、
前記複数ラインのそれぞれの前記最大値に基づいて、前記更なる差分画像中の前記帯状領域の位置を決定し、
前記帯状領域の位置に基づいて、前記第１トリミング画像から前記帯状領域の部分を抽出して第３トリミング画像を生成し、かつ、前記第２トリミング画像から前記帯状領域の部分を抽出して第４トリミング画像を生成し、
前記第３トリミング画像を構成する画素群のＲＧＢ値のうちの第１色の画素値から、前記第１色と異なる第２色の画素値を差し引き、前記１色を強調した第１強調画像を生成し、
前記第４トリミング画像を構成する画素群のＲＧＢ値のうちの前記第１色の画素値から前記第２色の画素値を差し引き、前記１色を強調した第２強調画像を生成する工程をさらに包含し、
前記投影面積の時間変化を測定する工程は、前記第１強調画像および前記第２強調画像を用いて前記投影面積の時間変化率を求めることを包含する、項目８に記載の濡れ性評価方法。
【0018】
［項目１１］
前記第１色は青色であり、前記第２色は赤色である、項目９または１０に記載の濡れ性評価方法。
前記第１色は青色であり、前記第２色は赤色である、項目９または１０に記載の濡れ性評価方法。
【0019】
［項目１２］
前記第１強調画像および前記第２強調画像を生成する工程は、
前記第１強調画像および前記第２強調画像のそれぞれに２値化処理を適用して、前記第１強調画像および前記第２強調画像のそれぞれを前記帯状領域と前記帯状領域以外の領域とに分割することを包含し、
前記投影面積の時間変化を測定する工程は、
前記第１強調画像における前記帯状領域の第１面積、および前記第２強調画像における前記帯状領域の第２面積を求め、
前記第１面積および前記第２面積に基づいて前記投影面積の時間変化率を求めることを包含する、項目９から１１のいずれかに記載の濡れ性評価方法。
前記第１強調画像および前記第２強調画像を生成する工程は、
前記第１強調画像および前記第２強調画像のそれぞれに２値化処理を適用して、前記第１強調画像および前記第２強調画像のそれぞれを前記帯状領域と前記帯状領域以外の領域とに分割することを包含し、
前記投影面積の時間変化を測定する工程は、
前記第１強調画像における前記帯状領域の第１面積、および前記第２強調画像における前記帯状領域の第２面積を求め、
前記第１面積および前記第２面積に基づいて前記投影面積の時間変化率を求めることを包含する、項目９から１１のいずれかに記載の濡れ性評価方法。
【0020】
［項目１３］
前記第１面積および前記第２面積を求める工程は、
前記複数のブロックに含まれるブロックごとに、前記第１強調画像における前記帯状領域が含む画素の数を算出し、前記ブロックごとに算出した画素の数の第１積算値を求め、
前記複数のブロックに含まれるブロックごとに、前記第２強調画像における前記帯状領域が含む画素の数を算出し、前記ブロックごとに算出した画素の数の第２積算値を求めることを包含し、
前記表面の濡れ性を評価する工程は、前記第１積算値に対する前記第２積算値の比率と、前記試験液の表面張力に関連付けされた判定基準とを比較することによって、前記表面の濡れ性を評価することを含む、項目１２に記載の濡れ性評価方法。
前記第１面積および前記第２面積を求める工程は、
前記複数のブロックに含まれるブロックごとに、前記第１強調画像における前記帯状領域が含む画素の数を算出し、前記ブロックごとに算出した画素の数の第１積算値を求め、
前記複数のブロックに含まれるブロックごとに、前記第２強調画像における前記帯状領域が含む画素の数を算出し、前記ブロックごとに算出した画素の数の第２積算値を求めることを包含し、
前記表面の濡れ性を評価する工程は、前記第１積算値に対する前記第２積算値の比率と、前記試験液の表面張力に関連付けされた判定基準とを比較することによって、前記表面の濡れ性を評価することを含む、項目１２に記載の濡れ性評価方法。
【0021】
［項目１４］
前記所定時間は２秒であり、
前記投影面積の時間変化率は、２秒間に２０％以下である、項目６から８のいずれかに記載の濡れ性評価方法。
前記所定時間は２秒であり、
前記投影面積の時間変化率は、２秒間に２０％以下である、項目６から８のいずれかに記載の濡れ性評価方法。
【0022】
［項目１５］
前記試験片はアルミニウム圧延板である、項目１から１４のいずれかに記載の濡れ性評価方法。
前記試験片はアルミニウム圧延板である、項目１から１４のいずれかに記載の濡れ性評価方法。
【0023】
［項目１６］
試験片の表面に、表面張力が異なる複数種類の試験液を帯状に付与し、前記表面上の複数の帯状領域のそれぞれに複数の微細な液滴を形成する工程と、
前記試験片の前記表面をカメラで撮影し、それぞれが前記複数の帯状領域を含む時系列画像のデータを取得する工程と、
前記時系列画像に基づいて、前記複数の帯状領域のそれぞれに形成された前記複数の微細な液滴の投影面積の時間変化を測定する工程と、
前記複数の帯状領域のそれぞれに前記複数の微細な液滴を形成した直後の前記液滴の投影面積に対する、前記複数の微細な液滴を形成した後、所定時間後における前記複数の微細な液滴の投影面積の時間変化率が判定基準を下回る帯状領域に付与された試験液の表面張力に基づいて前記表面の濡れ性を評価する工程と、
を包含する濡れ性評価方法。
試験片の表面に、表面張力が異なる複数種類の試験液を帯状に付与し、前記表面上の複数の帯状領域のそれぞれに複数の微細な液滴を形成する工程と、
前記試験片の前記表面をカメラで撮影し、それぞれが前記複数の帯状領域を含む時系列画像のデータを取得する工程と、
前記時系列画像に基づいて、前記複数の帯状領域のそれぞれに形成された前記複数の微細な液滴の投影面積の時間変化を測定する工程と、
前記複数の帯状領域のそれぞれに前記複数の微細な液滴を形成した直後の前記液滴の投影面積に対する、前記複数の微細な液滴を形成した後、所定時間後における前記複数の微細な液滴の投影面積の時間変化率が判定基準を下回る帯状領域に付与された試験液の表面張力に基づいて前記表面の濡れ性を評価する工程と、
を包含する濡れ性評価方法。
【0024】
［項目１７］
試験片の表面を照明光で照射する照明装置と、
前記試験片の前記表面を撮影するカメラと、
前記カメラから出力される時系列画像のデータを処理し、前記表面の濡れ性を測定する測定装置と、
を備え、
前記測定装置は、前記表面に試験液を帯状に付与することによって複数の微細な液滴が形成された前記表面上の帯状領域を撮影したときに前記カメラから出力される前記時系列画像に基づいて、前記帯状領域に形成された前記複数の微細な液滴の投影面積の時間変化を測定し、
前記投影面積の時間変化率と、前記試験液の表面張力とに基づいて前記表面の濡れ性を評価するように構成されている、濡れ性評価装置。
試験片の表面を照明光で照射する照明装置と、
前記試験片の前記表面を撮影するカメラと、
前記カメラから出力される時系列画像のデータを処理し、前記表面の濡れ性を測定する測定装置と、
を備え、
前記測定装置は、前記表面に試験液を帯状に付与することによって複数の微細な液滴が形成された前記表面上の帯状領域を撮影したときに前記カメラから出力される前記時系列画像に基づいて、前記帯状領域に形成された前記複数の微細な液滴の投影面積の時間変化を測定し、
前記投影面積の時間変化率と、前記試験液の表面張力とに基づいて前記表面の濡れ性を評価するように構成されている、濡れ性評価装置。
【0025】
本開示の包括的または具体的な態様は、装置、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム、もしくはコンピュータが読み取り可能な非一時的記憶媒体、またはこれらの任意の組み合わせによって実現され得る。コンピュータが読み取り可能な記憶媒体は、揮発性の記憶媒体を含んでいてもよいし、不揮発性の記憶媒体を含んでいてもよい。装置は、複数の装置で構成されていてもよい。装置が２つ以上の装置で構成される場合、当該２つ以上の装置は、１つの機器内に配置されてもよいし、分離した２つ以上の機器内に分かれて配置されていてもよい。
【発明の効果】
【0026】
本開示の例示的な実施形態は、試験液を付与した試験片の表面の時系列画像のデータを解析することより、試験液の残存量の定量化を可能とする濡れ性評価方法および濡れ性評価装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【0027】
【発明を実施するための形態】
【0028】
以下、添付の図面を参照しながら、本開示の実施形態に係る濡れ性評価方法および濡れ性評価装置を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明および実質的に同一の構成または処理に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。また、実質的に同一の構成または処理に同一の参照符号を付す場合がある。
【0029】
以下の実施形態は例示であり、本開示の実施形態に係る濡れ性評価方法および濡れ性評価装置は、以下の実施形態に限定されない。例えば、以下の実施形態で示される数値、形状、材料、ステップ、そのステップの順序などは、あくまでも一例であり、技術的に矛盾が生じない限りにおいて種々の改変が可能である。また、技術的に矛盾が生じない限りにおいて、一の態様と他の態様とを組み合わせることが可能である。
【0030】
［１．濡れ性評価装置の構成例］
先ず、図１を参照して、本開示の実施形態に係る濡れ性評価装置（以下、「評価装置」と記載する。）の構成例を説明する。図１に、本開示の実施形態に係る評価装置の構成例を示す。図１には、参考のために、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を示している。
先ず、図１を参照して、本開示の実施形態に係る濡れ性評価装置（以下、「評価装置」と記載する。）の構成例を説明する。図１に、本開示の実施形態に係る評価装置の構成例を示す。図１には、参考のために、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を示している。
【0031】
図示する例における評価装置１００は、本体１１０、カメラ１２０、照明装置１３０および測定装置１４０を備える。本体１１０は、台１１１と、支柱１１２と、支持部１１３ａ、１１３ｂとを有する。台１１１は、試験片Ｓを載せるための、ＸＺ平面に沿って広がる設置面１１１ａを有する。支柱１１２は、設置面１１１ａに固定され、Ｙ軸方向に延びる角柱の部材である。支持部１１３ａ、１１３ｂのそれぞれは、支柱１１２に固定され、Ｘ軸方向に延びる角柱の部材である。支持部１１３ａ、１１３ｂは、高さ方向（Ｙ軸方向）において支柱１１２の異なる位置に固定される。設置面１１１ａを基準として、支持部１１３ａは支持部１１３ｂよりも高くに位置する。支持部１１３ａはカメラ１２０を支持し、支持部１１３ｂは照明装置１３０を支持する。
【0032】
支持部１１３ａ、１１３ｂのそれぞれを、例えば支柱１１２に沿って高さ方向に摺動させることが可能であり、それぞれの支持部の高さを調整することができる。カメラ１２０は、支持部１１３ａに沿ってＸ軸方向に摺動可能に支持部１１３ａによって支持され得る。同様に、照明装置１３０は、支持部１１３ｂに沿ってＸ軸方向に摺動可能に支持部１１３ｂによって支持され得る。試験片Ｓの表面に対する照明装置１３０の傾斜角度（図３を参照）が調整され得る。
【0033】
カメラ１２０は、試験片Ｓの表面を撮影する撮像装置である。カメラ１２０は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）またはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などのイメージセンサを備える。カメラ１２０は、さらに、一つ以上のレンズを含む光学系、および信号処理回路を備え得る。カメラ１２０は、試験片Ｓの表面を撮影して、時系列画像のデータを生成する。カメラ１２０は、例えば、３フレーム／秒（ｆｐｓ: frames per second）以上のフレームレートで動画を撮影することができる。
【0034】
照明装置１３０は、例えばＬＥＤ（light emitting diode）光源を有し、白色光を出射する。照明装置１３０は、試験片Ｓの表面を照明光で照射する。
【0035】
測定装置１４０は、カメラ１２０から出力される時系列画像のデータを処理し、表面の濡れ性を測定する。測定装置１４０は、（ｉ）表面に試験液を帯状に付与することによって複数の微細な液滴が形成された表面上の帯状領域を撮影したときにカメラ１２０から出力される時系列画像に基づいて、帯状領域に形成された複数の微細な液滴の投影面積の時間変化を測定し、（ｉｉ）投影面積の時間変化率と、試験液の表面張力とに基づいて表面の濡れ性を評価するように構成されている。
【0036】
図２に、測定装置１４０の概略的なハードウェア構成のブロック図を例示する。測定装置１４０の例は、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータまたはタブレットコンピュータである。測定装置１４０は、入力装置１４１、表示装置１４２、通信装置１４３、記憶装置１４４、プロセッサ１４５、ＲＯＭ（Read Only Memory）１４６、およびＲＡＭ(Random Access Memory)１４７を備える。これらの構成要素は、バスを介して相互に通信可能に接続される。プロセッサ１４５が少なくとも１つの処理を実行するためのソフトウェア（またはファームウェア）が、ＲＯＭ１４６に実装され得る。そのようなソフトウェアは、例えば光ディスクなど、コンピュータが読み取り可能な記録媒体に記録され、パッケージソフトウェアとして販売され、または、電気通信回線（例えばインターネット）を介してユーザに提供され得る。
【0037】
入力装置１４１は、ユーザからの指示をデータに変換してコンピュータに入力するための装置である。入力装置１４１の例は、キーボード、マウスまたはタッチパネルである。表示装置１４２の例は、液晶ディスプレイまたは有機ＥＬディスプレイである。
【0038】
通信装置１４３は、カメラ１２０および照明装置１３０と通信したり、ネットワークを介して端末装置と通信したりするための通信モジュールである。例えば、通信装置１４３は、ＩＥＥＥ１３９４（登録商標）、またはイーサネット（登録商標）などの通信規格に準拠した有線通信を行うことができる。通信装置１４３は、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）規格もしくはＷｉ－Ｆｉ規格に準拠した無線通信、または、３Ｇ、４Ｇもしくは５Ｇなどのセルラー移動体通信を行うことができる。図１には、測定装置１４０と、カメラ１２０または照明装置１３０とが通信ケーブルで接続された例を示している。ただし、照明装置１３０は、例えば照明用の電源ユニットに接続されてもよい。
【0039】
記憶装置１４４は、例えば、磁気記憶装置または半導体記憶装置である。磁気記憶装置の例は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）である。半導体記憶装置の例は、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）である。
【0040】
プロセッサ１４５は、半導体集積回路であり、中央演算処理装置（ＣＰＵ）を含む。プロセッサ１４５は、マイクロプロセッサまたはマイクロコントローラによって実現され得る。プロセッサ１４５は、少なくとも１つの処理を実行するための命令群を記述した、ＲＯＭ１４６に格納されるコンピュータプログラムを逐次実行し、所望の処理を実現する。
【0041】
測定装置１４０は、プロセッサ１４５に加えてまたは代えて、ＣＰＵを搭載したＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＡＳＳＰ（Application Specific Standard Product）、または、これら回路の中から選択される２つ以上の回路の組み合わせを備え得る。
【0042】
ＲＯＭ１４６は、例えば、書き込み可能なメモリ（例えばＰＲＯＭ）、書き換え可能なメモリ（例えばフラッシュメモリ）、または読み出し専用のメモリである。ＲＯＭ１４６は、プロセッサ１４５の動作を制御するプログラムを記憶している。ＲＯＭ１４６は、単一の記録媒体である必要はなく、複数の記録媒体の集合であり得る。複数の集合体の一部は取り外し可能なメモリであってもよい。
【0043】
ＲＡＭ１４７は、ＲＯＭ１４６に格納された制御プログラムをブート時に一旦展開するための作業領域を提供する。ＲＡＭ１４７は、単一の記録媒体である必要はなく、複数の記録媒体の集合であり得る。
【0044】
本開示の実施形態における試験片Ｓの材料はアルミニウム合金である。言い換えると、試験片はアルミニウム圧延板である。ただし、試験片の材料はこれに限定されず、他の合金材料、または高分子材料など、さまざまな材料であり得る。
【0045】
図３に、試験片Ｓに対するカメラ１２０および照明装置１３０の配置関係を説明するための模式図を示す。図示する例における試験片Ｓの幅方向（Ｚ軸方向）における長さｄ１は２４０ｍｍ程度である。試験片ＳのＸ軸方向（図１を参照）における長さは１ｍ～２ｍ程度である。試験片Ｓの幅方向においてカメラ１２０の画角に収まるように試験片Ｓは台１１１上に置かれる。
【0046】
カメラ１２０は、評価試験を行う作業者が映り込まない位置に配置され、かつ、評価試験の作業を妨げない位置に配置されることが好ましい。図示する例では、カメラ１２０は、試験片Ｓの表面の法線方向に配置される。法線方向はＹ軸方向に概ね一致する。カメラ１２０は、カメラ１２０の光軸Ｌが試験片Ｓのほぼ真ん中を貫く位置に配置される。カメラ１２０から試験片Ｓの表面までの高さｈ１は、例えば５００ｍｍ以上７００ｍ以下である。
【0047】
照明装置１３０は、試験片Ｓの表面で鏡面反射した反射光がカメラ１２０に直接入射しない位置に配置され、かつ、その反射光が作業者の目に入らない位置に配置されることが好ましい。図示する例では、照明装置１３０からカメラ１２０の光軸Ｌまでの距離ｄ２は、例えば３００ｍｍ以上４００ｍｍ以下である。照明装置１３０から台１１１の設置面１１１ａまでの高さｈ２は、例えば１００ｍｍ以上１５０ｍｍ以下である。設置面１１１ａに対する照明装置１３０の角度αは、例えば４０°～５０°の範囲に設定され得る。
【0048】
試験片Ｓが光を反射しない場合、照明装置１３０から出射される光（照明光）の、試験片Ｓの表面への入射角θｉは、０°～９０°の任意の角度であり得る。本開示の実施形態における試験片Ｓはアルミニウム圧延板であり、試験片Ｓの表面は拡散反射特性を有する。この場合には光の反射があるために、入射角θｉは、例えば５．７°以上９０°未満であり、好ましくは例えば７１°以上９０°未満である。入射角θｉをこのような範囲とすることによって、反射光による撮影への影響を低減できる。
【0049】
【0050】
図４に、評価方法の例の手順の概要を説明するためのフローチャートを示す。本開示の実施形態に係る評価方法は、ステップＳ１１０～Ｓ１７０の処理を含む。当該評価方法は、前述したＪＩＳ Ｋ ６７６８－１９９９の規格に準拠する。
【0051】
先ず、試験片Ｓを評価装置１００の台１１１上に設置し、照明装置１３０をオンにすることによって、試験片Ｓの表面を照明光で照射する（ステップＳ１１０）。
【0052】
次に、試験液の情報を、例えば測定装置１４０に接続されたバーコードリーダで読み取る（ステップＳ１２０）。試験液の情報は、表面張力またはぬれ張力（ｍＮ／ｍ）の値を含む。例えば、試験液の情報を符号化したバーコードや、２次元バーコードを記載したラベルが試験液の瓶に付される。この情報をバーコードリーダで読み取ることで、試験液の表面張力の情報を測定装置１４０に与えることができる。一般の試験液は着色されている。試験液は、例えば青色に着色される。
【0053】
図１に示すように、本開示の実施形態では、試験片Ｓの表面の領域を３つの領域に分割し、それぞれ、第１領域Ｓ１、第２領域Ｓ２および第３領域Ｓ３と呼ぶこととする。第２領域Ｓ２は、試験片Ｓの中央に位置する中央領域である。第１領域Ｓ１と第３領域Ｓ３とは、第２領域Ｓ２の両側に位置する両端領域である。第１領域Ｓ１、第２領域Ｓ２および第３領域Ｓ３のそれぞれにおいて濡れ性が個別に評価され、試験結果の合否が判定される。すべての領域における試験結果に基づいて試験片Ｓの濡れ性が総合的に評価される。
【0054】
次に、測定装置１４０の実行キーを押して、時系列画像の取得を開始する（ステップＳ１３０）。測定装置１４０とカメラ１２０とは通信可能に接続されており、カメラ１２０は、作業者による実行キーの押下に応答して、試験片Ｓの表面の撮影を開始する。これにより、カメラ１２０は、それぞれが試験片Ｓの表面を含む時系列画像を取得する。
【0055】
次に、試験液を試験片Ｓの表面に帯状に付与する（ステップＳ１４０）。最初に、例えば試験片Ｓの第１領域Ｓ１（図１を参照）の表面に試験液を帯状に付与する。試験液の付与は、例えば脱脂綿を用いて行われる。試験液の付与は、作業者によって手作業で行われてもよいし、例えば専用の装置またはロボットを用いて自動で行われてもよい。試験液は、複数の微細な液滴を含む。このため、試験液の付与後、帯状領域が脱脂綿の軌跡に沿って表面上に形成される。試験片Ｓの表面上の帯状領域に複数の微細な液滴が形成される。測定装置１４０の実行キーを押してから所定時間が経過した後、カメラ１２０に撮影を終了させるように測定装置１４０はプログラムされている。あるいは、カメラ１２０は、作業者による実行キーの押下に応答して、試験片Ｓの表面の撮影を終了するようにしてもよい。本開示の実施形態における所定時間は２秒である。ただし、所定時間はこれに限定されず任意であり得る。カメラ１２０は、撮影の終了まで、それぞれが帯状領域を含む時系列画像を取得する。
【0056】
図５に、帯状領域を含む試験片Ｓの表面の画像の例を示す。図示する例における画像は、試験片Ｓの表面に形成された４つの帯状領域１０ａ～１０ｄを含む。４つの帯状領域１０ａ～１０ｄには、それぞれ、表面張力が異なる４種類の試験液の複数の微細な液滴が形成されている。図示する例における撮影画像の縦・横のサイズは、それぞれ１５３６画素および２０４８画素である。ただし、画像のサイズはこれに限定されず任意である。
【0057】
図６に、カメラ１２０が撮影する画像の例を示す。図示するように、画像または画角を上下に２分割し、それぞれ、上側領域Ｓａおよび下側領域ｓｂと呼ぶ。上側領域Ｓａは、試験片Ｓの表面での反射光の影響を受け、その結果、後述する画像解析の対象とすることが困難となる部分である。そのため、本開示の実施形態では、カメラ１２０によって取得された画像のうちの、下側領域ｓｂの部分だけが画像解析の対象とされる。画像に含まれる試験片Ｓの左右方向の長さは３００ｍｍ～３５０ｍｍ程度であり、上下方向の長さは、図３に示す長さｄ１に相当する。画像の下側領域ｓｂに含まれる試験片Ｓの上下方向の長さは、図３に示す長さｄ３に相当する。長さｄ３は長さｄ１の例えば半分程度であり、例えば１２０ｍｍ程度である。図示する例における画像の下側領域ｓｂは、３２０ｍｍ×１２０ｍｍ程度のサイズの試験片Ｓの表面を含んでいる。
【0058】
下側領域ｓｂの画像は、帯状領域１０、脱脂綿２０、および、脱脂綿２０を把持する作業者の手の一部３０を含む。脱脂綿２０および作業者の手の一部３０のそれぞれの領域の輝度は他の領域の輝度よりも相対的に高い。
【0059】
次に、時系列画像のデータに基づいて、試験片Ｓの表面の濡れ性を評価する（ステップＳ１５０）。時系列画像に基づいて、帯状領域に形成された複数の微細な液滴の投影面積の時間変化を測定し、かつ、投影面積の時間変化率と、試験液の表面張力とに基づいて表面の濡れ性を評価する。濡れ性を評価するステップは、試験液の色に対応した、時系列画像の色情報に基づいて投影面積の時間変化率を求めることを含み得る。画像解析による評価方法のアルゴリズムについては、後で詳しく説明する。
【0060】
濡れ性の評価結果が合格であれば（ステップＳ１６０のｙｅｓ）、手順を終了し、濡れ性の評価結果が不合格であれば（ステップＳ１６０のｎｏ）、試験液を変更し（ステップＳ１７０）、ステップＳ１２０の処理に戻る。表面張力が高い試験液から順番に付与され、評価される。投影面積の時間変化率が所与の割合に等しくなるか、あるいは下回ると、評価結果は合格となり、その試験液の表面張力が濡れ性評価の試験結果となる。本開示の実施形態における所与の割合は、例えば２秒間に２０％である。つまり、投影面積の時間変化率が２０％を下回ると、評価試験は終了する。一方、投影面積の時間変化率が２０％を上回ると、試験結果は不合格となり、その試験液を、表面張力がより低い試験液に変更する。表面張力が小さいと濡れ易く、その結果、投影面積の時間変化率は小さくなる。このように、所与の割合を判定基準として、更なる試験液の付与の要否が決定される。評価結果が合格になるまで、ステップＳ１２０～Ｓ１７０の処理が繰り返し実行される。
【0061】
カメラ１２０の設定例（撮影条件）として、本開示の実施形態に係る評価方法は、時系列画像に含まれる各画像のＲ値、Ｇ値およびＢ値のそれぞれの平均値が２５６階調で所定値となるように、カメラ１２０の設定を調整する工程をさらに包含し得る。後述するように、カメラ１２０から出力される時系列画像は、カラー画像である。カメラ１２０の設定は、例えば露光時間およびホワイトバランスを含む。所定値の例は、２５６階調で２５である。このような撮影条件下で撮影することで、撮影画像における白とびが低減され、撮影画像の画像解析の精度が向上し得る。
【0062】
上記のステップＳ１１０～Ｓ１７０に従って、試験片Ｓの第１領域Ｓ１の濡れ性の評価が終了すると、今度は、本体１１０におけるカメラ１２０および照明装置１３０のそれぞれの位置を第２領域Ｓ２の撮影のために調整した後（具体的には、カメラ１２０および照明装置１３０のそれぞれを支持部１１３に沿って摺動させた後）、試験片Ｓの第２領域Ｓ２の濡れ性の評価に移る。試験片Ｓの第２領域Ｓ２の濡れ性の評価が終了すると、今度は、本体１１０におけるカメラ１２０および照明装置１３０のそれぞれの位置を第３領域Ｓ３の撮影のために調整した後、試験片Ｓの第３領域Ｓ３の濡れ性の評価に移る。このように、第１領域Ｓ１、第２領域Ｓ２および第３領域Ｓ３の濡れ性評価が順番に実行され得る。
あるいは、図１に示す支持部１１３ａに、試験片Ｓの第１から第３領域Ｓ１～Ｓ３にそれぞれ対応した３台のカメラをＸ軸方向に沿って設置し、第１から第３領域Ｓ１～Ｓ３を３台のカメラで同時に撮影してもよい。この場合、第１から第３領域Ｓ１～Ｓ３を横切るように試験片Ｓの端から端まで試験液を表面に付与する。測定装置１４０は、３台のカメラが取得した時系列画像を画像解析することが可能である。このような評価方法によれば、試験液の１回の付与で、第１から第３領域Ｓ１～Ｓ３のそれぞれの濡れ性を一度に評価できる。
あるいは、図１に示す支持部１１３ａに、試験片Ｓの第１から第３領域Ｓ１～Ｓ３にそれぞれ対応した３台のカメラをＸ軸方向に沿って設置し、第１から第３領域Ｓ１～Ｓ３を３台のカメラで同時に撮影してもよい。この場合、第１から第３領域Ｓ１～Ｓ３を横切るように試験片Ｓの端から端まで試験液を表面に付与する。測定装置１４０は、３台のカメラが取得した時系列画像を画像解析することが可能である。このような評価方法によれば、試験液の１回の付与で、第１から第３領域Ｓ１～Ｓ３のそれぞれの濡れ性を一度に評価できる。
【0063】
以降、図４に示すフローチャートのステップＳ１５０の処理（時系列画像のデータに基づく表面の濡れ性評価）の実装例を詳しく説明する。当該濡れ性評価を行うための命令群を含むコンピュータプログラム、ソフトウェアまたはファームウェアが測定装置１４０に実装される。
【0064】
【0065】
図７に、カメラ１２０によって試験片Ｓの表面を撮影して得られた時系列画像Ｆ（ｎ）に含まれる画像群の例をフレームごとに示す。ここで、ｎは０以上の整数である。第１実装例では、カメラ１２０のフレームレートは３フレーム／秒であり、所定時間は２秒（６フレームに相当）である。カメラ１２０が取得した時系列画像Ｆ（ｎ）のうちの、試験液の付与の開始前に取得した画像、試験液を表面に付与している間に取得した画像群、試験液の付与が終了した直後に取得した画像、および試験液の付与が終了した後、所定時間後において取得した画像を、それぞれ、第４画像Ｆ（０）、第１画像群Ｆ（１）～Ｆ（Ｎ）、第２画像Ｆ（Ｎ＋１）、および第３画像Ｆ（Ｎ＋７）と呼ぶ。第１実装例における第４画像Ｆ（０）は、試験液の付与の開始直前に取得した画像である。図７に示す例における画像群は、第４画像Ｆ（０）、第１画像群Ｆ（１）～Ｆ（Ｎ）、第２画像Ｆ（Ｎ＋１）、および第３画像Ｆ（Ｎ＋７）を含む。
【0066】
図８に、第１実装例による濡れ性評価の処理手順を示す。第１実装例による濡れ性評価の処理手順は、ステップＳ１５１～Ｓ１５６の処理を含む。ステップＳ１５１～Ｓ１５６の処理を測定装置１４０（より詳細にはプロセッサ１４５）が実行する。
【0067】
（ステップＳ１５１）
測定装置１４０は、時系列画像に動体検出を適用することによって前処理を行い、前処理後の時系列画像を生成する。例えば、測定装置１４０は、時系列画像にフレーム間差分法を適用することによって、時系列画像の中から、第１画像群Ｆ（１）～Ｆ（Ｎ）、第２画像Ｆ（Ｎ＋１）、および第３画像Ｆ（Ｎ＋７）を抽出する前処理を実行し、第１画像群Ｆ（１）～Ｆ（Ｎ）、第２画像Ｆ（Ｎ＋１）および第３画像Ｆ（Ｎ＋７）を含む前処理後の時系列画像を生成する。
測定装置１４０は、時系列画像に動体検出を適用することによって前処理を行い、前処理後の時系列画像を生成する。例えば、測定装置１４０は、時系列画像にフレーム間差分法を適用することによって、時系列画像の中から、第１画像群Ｆ（１）～Ｆ（Ｎ）、第２画像Ｆ（Ｎ＋１）、および第３画像Ｆ（Ｎ＋７）を抽出する前処理を実行し、第１画像群Ｆ（１）～Ｆ（Ｎ）、第２画像Ｆ（Ｎ＋１）および第３画像Ｆ（Ｎ＋７）を含む前処理後の時系列画像を生成する。
【0068】
動体検出に用いるアルゴリズムの例は、フレーム間差分法または背景差分である。図９に、フレーム間差分法による動体検出を説明するための図を示す。測定装置１４０は、連続するフレーム間の画素値の差の絶対値を求め、差分画像を生成する。測定装置１４０は差分画像に２値化処理を適用することで、差分画像を白画素（画素値：２５５）と黒画素（画素値：０）とに分けた２値画像を生成し得る。２値化処理の閾値は、例えば１２８である。
【0069】
測定装置１４０は、差分画像のヒストグラム（または２値画像）に基づいて、フレーム間におけるヒストグラムの変化（以下、単に「変化」と記載する。）の有無を検出する。例えば、ヒストグラムが上記閾値以上の画素値を有する画素を１つでも含んでいる場合、測定装置１４０はフレーム間の変化を検出する。言い換えると、２値画像が少なくとも１つの白画素を含んでいる場合、測定装置１４０はフレーム間の変化を検出する。測定装置１４０は、（ｉ）フレーム間の変化を検出すると、試験液の付与の開始を確認し、（ｉｉ）フレーム間に変化が生じている間は、試験液の付与の継続を確認し、（ｉｉｉ）フレーム間の変化がなくなると、試験液の付与の終了を確認し得る。
【0070】
図１０に、第４画像Ｆ（０）、第１画像群Ｆ（１）～Ｆ（５）、第２画像Ｆ（６）、および第３画像Ｆ（１２）を含む１３フレーム分の画像の例を示す。図示する例において、測定装置１４０は、時系列画像に動体検出を適用することによって、第４画像Ｆ（０）と第１画像Ｆ（１）との間で最初の変化を検出するし、変化の前後の画像をそれぞれ第４画像Ｆ（０）および第１画像Ｆ（１）として特定する。測定装置１４０は、塗布している作業者の手（または脱脂綿）の移動によって、第１画像群Ｆ（１）～Ｆ（５）の間において隣接するフレーム間で変化を継続的に検出する。測定装置１４０は、第１画像Ｆ（５）と第２画像Ｆ（６）との間で最後の変化を検出し、変化の前後の画像をそれぞれ第１画像Ｆ（５）および第２画像Ｆ（６）として特定する。測定装置１４０は、第２画像Ｆ（６）から２秒に相当する６フレーム後の画像を第３画像Ｆ（１２）として特定する。
【0071】
このように、測定装置１４０は、時系列画像の中から、第４画像Ｆ（０）、第１画像群Ｆ（１）～Ｆ（５）、第２画像Ｆ（６）、および第３画像Ｆ（１２）を抽出する。これにより、測定装置１４０は、第４画像Ｆ（０）、第１画像群Ｆ（１）～Ｆ（５）、第２画像Ｆ（６）、および第３画像Ｆ（１２）を含む前処理後の時系列画像を生成する。
【0072】
カメラ１２０が取得する画像群には、濡れ性評価のための画像解析に必要のない画像が含まれ得る。不要な画像は、画像を処理する測定装置１４０に負荷をかけ、処理速度の低下に繋がる可能性がある。そのため、第１実装例では、カメラ１２０が取得する画像にフレーム間差分法を適用する。これにより、カメラ１２０が取得する画像群の中から、画像解析に必要な画像だけを抽出でき、その結果、処理速度の低下が低減され得る。
【0073】
測定装置１４０は、差分画像にメディアンフィルタ処理を適用してもよい。メディアンフィルタのカーネルサイズの例は９×９である。試験液の付与後も試験液の残存量が変動したり、前述した画像における試験片Ｓ上の、カメラの視野（下側領域Ｓｂ）外の領域全般に試験液が付与されると、試験片Ｓの表面が微動したりすることが起こり得る。例えば、塗布終了後に塗布部分がカメラの視野から右側に外れると、試験片Ｓは厳密には湾曲していることがあるために、試験片Ｓの表面が動く、例えば凹んだりする可能性がある。このような場合であっても、メディアンフィルタ処理の適用により、画像解析で塗布の終了を検出することが可能となる。言い換えると、第１画像Ｆ（５）および第２画像Ｆ（６）を特定することが可能となる。
【0074】
（ステップＳ１５２）
測定装置１４０は、前処理後の時系列画像に含まれる各画像から帯状領域の部分を抽出してトリミング画像群を生成する。
測定装置１４０は、前処理後の時系列画像に含まれる各画像から帯状領域の部分を抽出してトリミング画像群を生成する。
【0075】
図１１に、前処理後の時系列画像に含まれる各画像から帯状領域の部分を抽出する方法を説明するための図を示す。前述したように、評価試験の合格まで、１枚の試験片の表面には複数種類の試験液が付与され得る。直近に付与された試験液が形成した帯状領域だけを画像解析の対象とすることが望ましい。しかしながら、時系列画像の各画像は、直近よりもさらに前に付与した試験液が形成した過去の帯状領域を含み得る。このため、直近に付与された試験液の残存量だけを画像解析によって定量化することは困難となる。そこで、第１実装例における測定装置１４０は、第４画像Ｆ（０）と第２画像Ｆ（６）との差分をとることによって、直近に付与された試験液の増加分（すなわち変化量）を強調する画像処理を行う。
【0076】
測定装置１４０は、第４画像Ｆ（０）と第２画像Ｆ（６）との差分画像Ｆｓを生成する。差分をとることで、差分画像Ｆｓから、直近よりもさらに前に付与した試験液が形成した過去の帯状領域が削除され、一方、直近に付与された試験液が形成した帯状領域だけが差分画像Ｆｓに残る。測定装置１４０は、差分画像Ｆｓの周囲を黒画素（例えば３０画素分）で埋めてもよい。これにより、差分画像Ｆｓは、試験片Ｓの表面は黒色、帯状領域１０は白色に近いグレースケール画像のような画像Ｆｔに変わる。このような処理により、画像の端部に相当する試験片Ｓの表面の部分に試験液が付与される場合や、画像の端部にノイズが存在する場合であっっても、後述するように、画像Ｆｔの全体にフィルタ処理を適用することが可能となる。
【0077】
測定装置１４０は、画像Ｆｔにメディアンフィルタ処理を適用し、画像Ｆｕを生成し得る。メディアンフィルタのカーネルサイズの例は５５×５５である。メディアンフィルタ処理によって、ノイズの影響や、直近よりも前の過去に付与した試験液の残存量が変化し続けることにより生じ得る誤検出が低減され得る。このように、測定装置１４０は、差分画像Ｆｓから、試験液の帯状領域１０を強調した画像Ｆｕを生成する。
【0078】
【0079】
測定装置１４０は、画像を構成する複数ラインのそれぞれに含まれる画素の画素値の最大値に基づいて、差分画像Ｆｓ中の、直近に付与された試験液が形成した帯状領域の位置を決定する。言い換えると、測定装置１４０は、帯状領域が強調された画像Ｆｕ中における帯状領域の位置を決定する。
【0080】
測定装置１４０は、差分画像Ｆｓまたは画像Ｆｕを構成する行方向に沿った複数ラインのそれぞれに含まれる画素の画素値の最大値を求める（ステップＳ２１０）。図１２Ａには、簡単のために、５行８列の画素から構成される画像のモデルを示している。図示する画像のモデルは、行番号０～４で示される５ラインから構成されている。各ラインは８画素を含む。この例では、行番号０のラインに含まれる画素の画素値の最大値は０である。行番号１のラインに含まれる画素の画素値の最大値は４である。行番号２のラインに含まれる画素の画素値の最大値は４である。行番号３のラインに含まれる画素の画素値の最大値は５である。行番号４のラインに含まれる画素の画素値の最大値は０である。図１２Ｂには、行番号に対する画素値の最大値をプロットしたグラフを示す。横軸が行番号であり、縦軸が各行の画素値の最大値である。
【0081】
測定装置１４０は、閾値に初期値を設定する（ステップＳ２２０）。例えば、この初期値は、前述したカメラ１２０の撮影条件に応じて決定され得る。第１実装例における初期値は例えば１０である。次に、測定装置１４０は、閾値以上の最大値の画素を有する、上限の行、下限の行、およびこれらの行に挟まれた行に位置する画素群から構成される、画像Ｆｕ中の領域を帯状領域として仮決定する（ステップＳ２３０）。図１２Ａや図１２Ｂに示す例では、閾値は３であり、行番号１の行が下限の行であり、行番号３の行が上限の行である。行番号１、２および３の３行に亘って位置する画素群から構成される領域が帯状領域である。図１２Ａにおいて、帯状領域を矩形の破線で示している。
【0082】
測定装置１４０は、帯状領域の幅、すなわち、帯状領域を構成する行の数が所定値以下であるかどうかを判定する（ステップＳ２４０）。この所定値は、例えば、脱脂綿のサイズ、およびカメラ１２０の画角またはセンササイズに応じて決定され得る。第１実装例における所定値は、例えば３２０画素である。測定装置１４０は、ステップＳ２３０で仮決定した帯状領域の幅が所定値以下である場合（ステップＳ２４０のｙｅｓ）、仮決定した帯状領域を正式な帯状領域として決定する（ステップＳ２６０）。これに対し、測定装置１４０は、ステップＳ２３０で仮決定した帯状領域の幅が所定値を超える場合（ステップＳ２４０のｎｏ）、例えば＋５インクリメントして閾値を更新し（ステップＳ２５０）、再び、ステップＳ２３０の処理を実行する。以降、測定装置１４０は、帯状領域を決定するまで、ステップＳ２３０～Ｓ２５０の処理を繰り返し実行する。
【0083】
測定装置１４０は、帯状領域の位置を決定すると、決定した帯状領域の位置に基づいて、前処理後の時系列画像に含まれる各画像から帯状領域の部分（図１０において破線で囲まれた矩形領域）を抽出してトリミング画像群を生成する。
【0084】
図１４に、第４画像Ｆ（０）、第１画像群Ｆ（１）～Ｆ（５）、第２画像Ｆ（６）、および第３画像Ｆ（１２）にそれぞれ対応するトリミング画像Ｔｒ０～Ｔｒ１２を示す。トリミング画像Ｔｒ０～Ｔｒ１２のそれぞれは帯状領域１０を含む。第１実装例における測定装置１４０は、第４画像Ｆ（０）、第１画像群Ｆ（１）～Ｆ（５）、第２画像Ｆ（６）、および第３画像Ｆ（１２）のそれぞれから帯状領域１０の部分を抽出してトリミング画像を生成する。ただし、帯状領域１０の部分の抽出は、決定した帯状領域１０の位置に厳密に従う必要はなく、画像の上下方向に例えば数十画素分のマージンを設定してもよい。
【0085】
（ステップＳ１５３）
試験片Ｓの表面への試験液の付与は、図１に示す例えばＸ軸の矢印方向に行われるために、画像中の帯状領域が形成されるタイミング、または、試験液の付与が完了するタイミングの遅延が、画像の右側領域と左側領域との間で生じる。例えば、図１に示すＸ軸の矢印方向に試験液の付与を行う場合、試験液の付与の完了のタイミングは、右側領域よりも左側領域の方が早い。このため、例えば試験液の付与が終了した直後に取得した第２画像Ｆ（６）と、試験液の付与が終了した後、２秒後において取得した第３画像Ｆ（１２）との画像同士の比較を考える場合、複数のブロック間で付与のタイミングに遅延があるので、この比較は厳密ではない。そのため、ブロックごとに、試験液の付与が終了した直後の画像、および、試験液の付与が終了した後、２秒後において取得した画像を特定することが望ましい。これにより、ブロック間の遅延を考慮した比較を厳密に行うことが可能になる。
試験片Ｓの表面への試験液の付与は、図１に示す例えばＸ軸の矢印方向に行われるために、画像中の帯状領域が形成されるタイミング、または、試験液の付与が完了するタイミングの遅延が、画像の右側領域と左側領域との間で生じる。例えば、図１に示すＸ軸の矢印方向に試験液の付与を行う場合、試験液の付与の完了のタイミングは、右側領域よりも左側領域の方が早い。このため、例えば試験液の付与が終了した直後に取得した第２画像Ｆ（６）と、試験液の付与が終了した後、２秒後において取得した第３画像Ｆ（１２）との画像同士の比較を考える場合、複数のブロック間で付与のタイミングに遅延があるので、この比較は厳密ではない。そのため、ブロックごとに、試験液の付与が終了した直後の画像、および、試験液の付与が終了した後、２秒後において取得した画像を特定することが望ましい。これにより、ブロック間の遅延を考慮した比較を厳密に行うことが可能になる。
【0086】
測定装置１４０は、トリミング画像群を用いて、各ブロックについての第１強調画像および第２強調画像を生成する。先ず、測定装置１４０は、トリミング画像群に含まれる各トリミング画像の領域を、帯状領域が延びる方向に複数のブロックに分割する。
【0087】
図１５に、各トリミング画像の領域を分割する複数のブロックを示す。図１５には、トリミング画像群のうちの、第１画像Ｆ（２）、Ｆ（３）およびＦ（４）にそれぞれ対応するトリミング画像Ｔｒ２、Ｔｒ３およびＴｒ４を例示している。第１実装例における複数のブロックは１６ブロックＢ１～Ｂ１６を含む。ただし、ブロックの数はこれに限定されない。測定装置１４０は、各トリミング画像の領域を、帯状領域が延びる方向に１６のブロックに均等に分割する。
【0088】
第１実装例における測定装置１４０は、複数のブロックに含まれるブロックごとに、トリミング画像群のうちの、試験液の付与が終了した直後の帯状領域を含む第１トリミング画像、および試験液の付与が終了した後、所定時間後における帯状領域を含む第２トリミング画像を特定する。
【0089】
図１５に示す例では、ブロックＢ１～Ｂ３のそれぞれに対する第１トリミング画像はトリミング画像Ｔｒ２である。ブロックＢ１～Ｂ３のそれぞれに対する第２トリミング画像は、トリミング画像Ｔｒ２に対応する第１画像Ｆ（２）から６フレーム後の第１画像Ｆ（８）に対応するトリミング画像である。言い換えると、試験液の付与が終了した直後の帯状領域を含むブロックＢ１～Ｂ３は、トリミング画像Ｔｒ２に含まれる。試験液の付与が終了した後、２秒後における帯状領域を含むブロックＢ１～Ｂ３は、第１画像Ｆ（８）に対応するトリミング画像に含まれる。
【0090】
同様に、ブロックＢ４～Ｂ６のそれぞれに対する第１トリミング画像はトリミング画像Ｔｒ３である。ブロックＢ４～Ｂ６のそれぞれに対する第２トリミング画像は、トリミング画像Ｔｒ３に対応する第１画像Ｆ（３）から６フレーム後の第１画像Ｆ（９）に対応するトリミング画像である。ブロックＢ７～Ｂ９のそれぞれに対する第１トリミング画像はトリミング画像Ｔｒ４である。ブロックＢ７～Ｂ９のそれぞれに対する第２トリミング画像は、トリミング画像Ｔｒ４に対応する第１画像Ｆ（４）から６フレーム後の第１画像Ｆ（１０）に対応するトリミング画像である。このように、１６のブロックに含まれるブロックごとに、第１トリミング画像および第２トリミング画像を特定することで、後述するように、試験液の付与直後の状態をより正確に捉えることが可能となる。このことは、試験液の定量化の精度の向上に繋がり得る。また、作業者の利き手が右手または左手であるかに関係なく、画像解析によって脱脂綿が画像の左右方向のどちらの向きに移動しているかを判断できるという利点が得られる。
【0091】
第１実装例における測定装置１４０は、さらに、ブロックごとに、第１トリミング画像と、第４画像Ｆ（０）に対応するトリミング画像Ｔｒ０との差分をとることによって強調画像を生成する。測定装置１４０は、図１３に例示する処理手順に従って、強調画像中における帯状領域の位置を決定する。この場合における初期値の例は５であり、幅の所定値の例は２００画素である。
【0092】
測定装置１４０は、帯状領域の位置を決定すると、決定した帯状領域の位置に基づいて、第３トリミング画像および第４トリミング画像を生成する。具体的には、測定装置１４０は、決定した帯状領域の位置に基づいて、第１および第２トリミング画像から、それぞれ、帯状領域の部分を抽出して第３および第４トリミング画像を生成する。ただし、第３および第４トリミング画像の生成は必須ではない。
【0093】
ブロック分割前の最初の帯状領域の抽出の処理だけでは、直近よりもさらに前に付与した試験液が形成した過去の帯状領域を完全に分離できない場合がある。このような場合であっても、強調画像から帯状領域の部分を抽出することによって、帯状領域の抽出の精度を高めることが可能となる。
【0094】
（ステップＳ１５４）
測定装置１４０は、第３トリミング画像および第４トリミング画像を用いて、第１強調画像および第２強調画像を生成する。具体的には、測定装置１４０は、第３トリミング画像を構成する画素群のＲＧＢ値のうちの第１色の画素値から、第１色と異なる第２色の画素値を差し引き、第１色を強調した第１強調画像を生成する。測定装置１４０は、さらに、第４トリミング画像を構成する画素群のＲＧＢ値のうちの第１色の画素値から第２色の画素値を差し引き、第１色を強調した第２強調画像を生成する。第１実装例では、第１色は青色であり、第２色は赤色である。
測定装置１４０は、第３トリミング画像および第４トリミング画像を用いて、第１強調画像および第２強調画像を生成する。具体的には、測定装置１４０は、第３トリミング画像を構成する画素群のＲＧＢ値のうちの第１色の画素値から、第１色と異なる第２色の画素値を差し引き、第１色を強調した第１強調画像を生成する。測定装置１４０は、さらに、第４トリミング画像を構成する画素群のＲＧＢ値のうちの第１色の画素値から第２色の画素値を差し引き、第１色を強調した第２強調画像を生成する。第１実装例では、第１色は青色であり、第２色は赤色である。
【0095】
図１６に、トリミング画像を構成する画素群のＲＧＢ値のカラー画像Ｔｒｃ（上側）、および、Ｂ値からＲ値を差し引き、青色を強調した強調画像（中央）の例を示す。測定装置１４０は、各ブロックに対し、第３トリミング画像のＢ値の画像と、第３トリミング画像のＲ値の画像との差分画像Ｔｒｂ－ｒを生成する。この差分画像Ｔｒｂ－ｒは、第３トリミング画像に対応する、青色を強調した第１強調画像である。同様に、測定装置１４０は、各ブロックに対し、第４トリミング画像のＢ値の画像と、第４トリミング画像のＲ値の画像との差分画像Ｔｒｂ－ｒを生成する。この差分画像Ｔｒｂ－ｒは、第４トリミング画像に対応する、青色を強調した第２強調画像である。前述したように、試験液は青色に着色されているので、差分画像Ｔｒｂ－ｒにおいて試験片Ｓの表面、および結露した部分は黒色となる。その結果、試験液の色に対応した青色を強調でき、さらに、露と試験液との分離が可能になる。第１実装例における測定装置１４０は、１６ブロックのそれぞれのブロックについて、第３トリミング画像に対応する、青色を強調した第１強調画像を生成し、さらに、第４トリミング画像に対応する、青色を強調した第２強調画像を生成する。
【0096】
測定装置１４０は、第１強調画像および第２強調画像のそれぞれに２値化処理を適用して、第１強調画像および第２強調画像のそれぞれを帯状領域と帯状領域以外の領域とに分割してもよい。２値化処理として、例えば大津の２値化を好適に用いることができる。図１６には、強調画像の２値画像Ｔｒ－２（下側）の例を示している。２値画像において白画素から構成される部分が帯状領域１０であり、黒画素から構成される部分が帯状領域１０以外の領域である。
【0097】
ただし、測定装置１４０は、第１および第２トリミング画像からそれぞれ第３および第４トリミング画像を生成しない場合には、第１トリミング画像および第２トリミング画像を用いて、第１強調画像および第２強調画像を生成し得る。
【0098】
（ステップＳ１５５）
測定装置１４０は、第１強調画像および第２強調画像を用いて、投影面積の時間変化を測定する。測定装置１４０は、２値画像における帯状領域の面積から、複数の微細な液滴の投影面積を求める。測定装置１４０は、第１強調画像における帯状領域の第１面積、および第２強調画像における帯状領域の第２面積を求める。測定装置１４０は、第１面積および第２面積に基づいて投影面積の時間変化率を求める。
測定装置１４０は、第１強調画像および第２強調画像を用いて、投影面積の時間変化を測定する。測定装置１４０は、２値画像における帯状領域の面積から、複数の微細な液滴の投影面積を求める。測定装置１４０は、第１強調画像における帯状領域の第１面積、および第２強調画像における帯状領域の第２面積を求める。測定装置１４０は、第１面積および第２面積に基づいて投影面積の時間変化率を求める。
【0099】
図１７に、分割した１６ブロックのそれぞれに対し、第１強調画像、第１強調画像に対応する２値画像、第２強調画像、および第２強調画像に対応する２値画像の例を示す。
【0100】
測定装置１４０は、複数のブロックに含まれるブロックごとに、第１強調画像における帯状領域が含む画素の数Ｍを算出し、ブロックごとに算出した画素の数の第１積算値を求める。さらに、測定装置１４０は、複数のブロックに含まれるブロックごとに、第２強調画像における帯状領域が含む画素の数Ｎを算出し、ブロックごとに算出した画素の数の第２積算値を求める。このように、測定装置１４０は、第１強調画像および第２強調画像から、それぞれ、試験液の付与が終了した直後、および試験液の付与が終了した後、２秒後における試験液の残存量を定量化する。
【0101】
測定装置１４０は、第１積算値に対する第２積算値の比率（＝試験液残存率）を求める。試験液残存率は下記の式１で表される。例えば百分率で表す場合、試験液残存率と投影面積の時間変化率との関係は式２で表される。このように、第１積算値に対する第２積算値の比率から、投影面積の時間変化率を定量的に求めることが可能となる。
［式１］
［式２］
投影面積の時間変化率（％）＝１００－試験液残存率（％）
［式１］
【数1】
投影面積の時間変化率（％）＝１００－試験液残存率（％）
【0102】
（ステップＳ１５６）
測定装置１４０は、第１積算値に対する第２積算値の比率と、試験液の表面張力に関連付けされた判定基準とを比較することによって、表面の濡れ性を評価する。判定基準は、試験規定に従って個別に設定され得る。本開示の実施形態における判定基準は、時間変化率に対する判定基準であり、例えば２秒間で２０％である。定量的に求めた投影面積の時間変化率が判定基準を下回る場合に、測定装置１４０は試験結果を合格と判定する。例えば、測定装置１４０は、試験の合格を表すＯＫの文字またはマークを表示装置１４２に表示させて、作業者に合格を通知してもよい。投影面積の時間変化率が判定基準を上回る場合には、測定装置１４０は試験結果を不合格と判定する。例えば、測定装置１４０は、試験の不合格を表すＮＧの文字またはマークを表示装置１４２に表示させて、作業者に不合格を通知し、これにより、試験液の変更を促してもよい。
測定装置１４０は、第１積算値に対する第２積算値の比率と、試験液の表面張力に関連付けされた判定基準とを比較することによって、表面の濡れ性を評価する。判定基準は、試験規定に従って個別に設定され得る。本開示の実施形態における判定基準は、時間変化率に対する判定基準であり、例えば２秒間で２０％である。定量的に求めた投影面積の時間変化率が判定基準を下回る場合に、測定装置１４０は試験結果を合格と判定する。例えば、測定装置１４０は、試験の合格を表すＯＫの文字またはマークを表示装置１４２に表示させて、作業者に合格を通知してもよい。投影面積の時間変化率が判定基準を上回る場合には、測定装置１４０は試験結果を不合格と判定する。例えば、測定装置１４０は、試験の不合格を表すＮＧの文字またはマークを表示装置１４２に表示させて、作業者に不合格を通知し、これにより、試験液の変更を促してもよい。
【0103】
本開示の第１実装例によれば、時系列画像に基づく画像解析によって試験液の残存量や残存率を定量化できるので、濡れ性評価試験の判定の自動化が実現される。また、官能試験とは異なり、２秒の時間の計測は正確であり、試験液を試験片の表面に付与してから２秒後の液膜の状態を正確に把握できるので、濡れ性評価の正確な判定が可能となる。これらの結果として、作業者または試験ごとの試験結果のばらつきを低減でき、かつ、試験結果の改ざんのおそれも低減され得る。
【0104】
［第２実装例］
図１８を参照して、本開示の第２実装例による評価方法を説明する。第２実装例による評価方法は、試験片の表面に、表面張力が異なる複数種類の試験液を帯状に付与する点で、第１実装例による評価方法とは相違する。以下、相違点を主に説明する。
図１８を参照して、本開示の第２実装例による評価方法を説明する。第２実装例による評価方法は、試験片の表面に、表面張力が異なる複数種類の試験液を帯状に付与する点で、第１実装例による評価方法とは相違する。以下、相違点を主に説明する。
【0105】
図１８に、第２実装例による濡れ性評価の処理手順を示す。第２実装例による濡れ性評価の処理手順は、ステップＳ３１０～Ｓ３４０の処理を含む。ステップＳ３１０～Ｓ３４０の処理を測定装置１４０が実行する。
【0106】
（ステップＳ３１０）
試験片Ｓの表面に、表面張力が異なる複数種類の試験液を帯状に付与し、表面上の複数の帯状領域のそれぞれに複数の微細な液滴を形成する。例えば、図５に示すように、表面張力が異なる４種類の試験液が帯状に付与され得る。
試験片Ｓの表面に、表面張力が異なる複数種類の試験液を帯状に付与し、表面上の複数の帯状領域のそれぞれに複数の微細な液滴を形成する。例えば、図５に示すように、表面張力が異なる４種類の試験液が帯状に付与され得る。
【0107】
（ステップＳ３２０）
試験片Ｓの表面をカメラ１２０で撮影し、それぞれが複数の帯状領域を含む時系列画像のデータを取得する。
試験片Ｓの表面をカメラ１２０で撮影し、それぞれが複数の帯状領域を含む時系列画像のデータを取得する。
【0108】
（ステップＳ３３０）
測定装置１４０は、時系列画像に基づいて、複数の帯状領域のそれぞれに形成された複数の微細な液滴の投影面積の時間変化を測定する。
測定装置１４０は、時系列画像に基づいて、複数の帯状領域のそれぞれに形成された複数の微細な液滴の投影面積の時間変化を測定する。
【0109】
図１９に、画像の下側領域ｓｂに形成された４つの帯状領域１０ａ～１０ｄの模式図を示す。４つの帯状領域１０ａ～１０ｄには、それぞれ、表面張力が異なる４種類の試験液の複数の微細な液滴が形成されている。測定装置１４０は、例えば、４つの帯状領域１０ａ～１０ｄを含む画像を、それぞれが４つの帯状領域１０ａ～１０ｄのうちの１つを含む４つのブロックｓｂ１～ｓｂ４に画像の上下方向に分割する。このような画像分割は、例えばセマンティックセグメンテーションやインスタンスセグメンテーションなどの深層学習、または大津の２値化を用いて行い得る。第２実装例における測定装置１４０は、時系列画像の各画像にインスタンスセグメンテーションを適用して、各画像を、４つの帯状領域１０ａ～１０ｄをそれぞれ含む４つのブロックｓｂ１～ｓｂ４に分割する。測定装置１４０は、４つのブロックｓｂ１～ｓｂ４のそれぞれの画像に対し、例えば図８に示す第１実装例による処理手順に従って画像解析を行うことで、投影面積の時間変化を測定する。
【0110】
（ステップＳ３４０）
測定装置１４０は、複数の帯状領域のそれぞれに複数の微細な液滴を形成した直後の液滴の投影面積に対する、複数の微細な液滴を形成した後、２秒後における複数の微細な液滴の投影面積の時間変化率が判定基準を下回る帯状領域に付与された試験液の表面張力に基づいて表面の濡れ性を評価する。
測定装置１４０は、複数の帯状領域のそれぞれに複数の微細な液滴を形成した直後の液滴の投影面積に対する、複数の微細な液滴を形成した後、２秒後における複数の微細な液滴の投影面積の時間変化率が判定基準を下回る帯状領域に付与された試験液の表面張力に基づいて表面の濡れ性を評価する。
【0111】
測定装置１４０は、前述した式１および式２に基づいて、４つのブロックｓｂ１～ｓｂ４がそれぞれ含む４つの帯状領域１０ａ～１０ｄのそれぞれに付与された試験液の投影面積の時間変化率を求める。例えば、４つの帯状領域１０ａ～１０ｄに付与された４種類の試験液の投影面積の時間変化率が、それぞれ、３０％、２５％、２２％および１８％であり、また、４つの帯状領域１０ａ～１０ｄに付与された４種類の試験液の表面張力が、それぞれ、６０ｍＮ／ｍ、５０ｍＮ／ｍ、４０ｍＮ／ｍ、および３０ｍＮ／ｍであるとする。時間変化率に対する判定基準は２秒間で２０％である。この例において、帯状領域１０ａ～１０ｃに付与した３種類の試験液のそれぞれに対する投影面積の時間変化率は判定基準を上回る。したがって、測定装置１４０は、この３種類の試験液に対して不合格を表すＮＧの文字またはマークを表示装置１４２に表示させてもよい。一方、帯状領域１０ｄに付与した試験液（３０ｍＮ／ｍ）に対する投影面積の時間変化率は判定基準を下回る。したがって、測定装置１４０は、試験液（３０ｍＮ／ｍ）に対する合格を表すＯＫの文字またはマークを表示装置１４２に表示させてもよい。
【0112】
本開示の第２実装例によれば、試験片Ｓの表面に、表面張力が異なる複数種類の試験液を帯状に付与することで、時系列画像に基づく画像解析によって複数種類の試験液に対する濡れ性評価を同時に行うことが可能となる。これにより試験時間の短縮などが期待される。
【産業上の利用可能性】
【0113】
本開示の技術は、工業材料の濡れ性評価試験において広く利用され得る。
【符号の説明】
【0114】
１００：評価装置、１１０：本体、１１１：台、１１１ａ：設置、１１２：支柱、１１３：支持部、１１３ａ，１１３ｂ：支持部、１２０：カメラ、１３０：照明装置、１４０：測定装置、１４１：入力装置、１４２：表示装置、１４３：通信装置、１４４：記憶装置、１４５：プロセッサ、１４６：ＲＯＭ、１４７：ＲＡＭ、試験片：Ｓ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12A】
【図12B】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】