基于改进LESRCNN超分模型的高精度接触角测量方法研究

来源：计算机工程与科学杂志2025年第7期北京时间：

作者：张毛迪1, 王军1, 2, 孙晓红1

单位：1.苏州科技大学电子与信息工程学院，江苏 苏州 215009；2.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室，吉林 长春 130033

摘要：针对当前接触角测量准确性与稳定性不高的问题，提出一种基于改进轻量级增强超分辨率网络LESRCNN接触角测量方法。改进网络采用由ResNet50借鉴Swin Transformer结构改进而来的ConvNeXt Block构成的特征提取器取代原网络的信息提取部分来提高超分性能，同时引入一个有效的增强空间注意力ESA增强其收集图像细粒度信息的能力，并使用高斯误差线性单元GELU取代修正线性单元ReLU作为激活函数提高网络的收敛速度。为提高拟合结果的鲁棒性,以Huber函数为权函数，用基于迭代重加权最小二乘IRLS的椭圆拟合法从液滴左右两侧同时进行轮廓拟合求取接触角大小。实验证明，在比例因子为3时，改进后的网络模型与原网络相比，对同一液滴数据集训练的峰值信噪比PSNR与结构相似性指数SSIM值分别提高了0.8 dB与0.002 6;对90°以下接触角标准片测量结果的准确性与稳定性分别提升了34.3%与7.4%，对90°及以上标准片测量结果的准确性与稳定性则分别提升了18.2%与29.4%。

关键词：接触角测量,超分辨率重建,液滴轮廓拟合,

基金资助：“十四五”江苏省重点学科资助（2021135）;江苏省研究生科研创新项目(KYCX17_2060)