試體準備-拍照

一般觀察木材微觀的細胞，大多使用解剖刀切割成薄片，一般尺 寸為 5mm×5mm×0.5mm，在試體乾燥的情形下再使用 SEM 觀察細胞 結構(林,2003)，但使用切片方式須將小塊試體經由水中煮沸排除材料 氣泡以及使用軟化劑將試體軟化才可進行切片步驟，軟化過程需要一 星期至十個工作天，最後還得經過脫水和染色步驟，此方式的缺點須 花費大量時間以及非技術熟練者，不容易切割成薄片(李,1987)，為 了節省時間和不破壞試體的形狀以及真正微觀細胞幾何尺寸，我們使 用研磨並拍攝塊體表面的方式取代切片觀察。

影像處理的前置準備作業，分為以下六個步驟說明。

圖 3-8、切割完成的試體

步驟(1).準備試體

準備 2.5cm×2.5cm×2.5cm 立方塊試體。

步驟(2).研磨試體

使用砂紙研磨，研磨號數分成 5 種，從粗到細分別研磨(＃240→

＃400→＃800→＃1200→＃2000)，每個號數約 5 分鐘，在＃240 和＃

2000 需研磨較多時間，研磨的目的是在於木材原料在進行小塊試體 切割的時，截面上細胞壁纖維也破壞了，以至後續將無法清楚觀察到 細胞結構，先使用＃240 砂紙把待觀測表面最粗糙的部分去除，最後 使用＃2000 是為了把微觀表面磨得更細緻平整，待觀測表面必須磨 成光亮的狀態，在微觀觀察時才不會有細微刮痕的干擾。

步驟(3).巨觀拍照

研磨完之後，對磨平的那個面進行巨觀拍照，作為將來影像處理 時，判讀早材、晚材所佔比例之用。使用一般數位相機近距離模式拍 照即可，相機與試體距離約 25cm，並且不打閃光燈，以免出現反光 的現象。

步驟(4).壓平試體

準備一塊可重複使用不會變硬的黏土，將黏土黏在載玻片上，使 用壓平器施壓至試體待觀測表面呈水平狀態，因為如果試體不平整的 話，在使用顯微鏡觀察表面時，會因觀測表面與顯微鏡距離不一，而 出現焦聚模糊的現象，造成影像處理時較大的誤差。

步驟(5).微觀拍照

巨觀上，在觀測表面的早材(顏色較淺)與晚材(顏色較深)之間分 別選幾個有代表性的適當位置，以光學顯微鏡 100 的倍率拍照。微觀

上，通常，細胞內並非空的，會有些淺色物質存在，可能是殘留的細 胞質，另一可能原因是，研磨時粉末把孔隙填滿了，因此顏色較為淺 色部分為被填滿的孔隙，而細胞壁則顏色較深。

步驟(6).標記

每次使用 100 的倍率拍照之後，將倍率換成 200 倍，拉近焦距以 至光亮區聚集在試體上的一點，將此點點上顏色做為記號，此點代表 所拍照的區域，依此方法分別在試體表面其它位置拍照。因為照片成 效如何，拍照當時無從得知，只有在程式分析後才可評判，因此必須 多採樣(拍照)幾點，以備不時之需。

本研究所使用之光學顯微鏡具有 50 倍、100 倍、200 倍、500 倍等不 同倍率的鏡頭。圖 3-9 是以 50 倍鏡頭拍得的微尺影像，藉此微尺影 像可在木材微觀照片上標示比例尺，但此比例尺僅供參考，並不直接 用於影像處理，因為本研究影像處理之目的僅為取得細胞壁所佔面積 比例，為一無因次化之數值，所以不論放大倍率、影像真實尺寸為何，

甚至鏡頭視線是否與試體截面垂直，或試體截面是否與管胞方向準確 垂直(造成單方向放大)，這些都不影響本研究之分析結果。圖 3-10 至圖 3-13 是以不同倍率鏡頭拍得的影像，500 倍之倍率太過局部，而 50 倍則針對早晚材較密集時，往往會涵蓋到厚壁的區域，較不具整 體之代表性。100、200 倍放大效果最佳，本研究將以此倍率拍攝微 觀照片，供後續影像處理使用。

圖 3-10、以 50 倍率拍下的木材細胞 1^mm

圖 3-9、以 50 倍率拍下的微尺影像

0.1^mm

圖 3-11、以 100 倍率拍下的木材細胞

圖 3-12、以 200 倍率拍下的木材細胞

0.01^mm 0.1^mm

圖 3-13、以 500 倍率拍下的木材細胞 0.05^mm

第 4 章 影像處理