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[期刊] 林业科学
[作者]
王国柱 周海宾 李文彬 撒潮
The paper first describes the watershed algorithm and solves the problem of the over-segmentation from the watershed algorithm by using the mark watershed transform; then wood defect image is treated with algorithm; finally the comparison is made between the original image and the edge image detecte...
关键词：
分水岭算法 木材缺陷 边缘检测 过度分割
[期刊] 浙江林学院学报
[作者]
尹建新 楼雄伟 黄美丽
提出了一种基于灰度直方图检测木板材表面缺陷的方法。对图像以4×4像素块作25级灰度直方图分析,根据灰度直方图统计中是否有颜色突变来判别木板材是否存在缺陷。缺陷图片在直方图中表现出双峰特征,利用次波峰确定缺陷部位,但判别时应排除杂色与纹理因素的干扰。比较次波峰与主波峰的值来消除木材杂色所产生的影响,即当差值大于1/10时,次波峰代表缺陷颜色。与此同时,借助于直方图修正排除纹理因素造成的干扰。该方法能有效地识别缺陷图像与正常图像。
关键词：
林业工程 灰度直方图 表面缺陷 木材检测
[期刊] 华中师范大学学报(自然科学版)
[作者]
靳华中 万方 叶志伟
裂缝检测对于道路维护和管理具有重要作用.由于深度影像对路面油污、阴影等因素不敏感,近些年来基于深度影像的检测方法已成为路面裂缝检测新的研究方向之一.传统的激光扫描线方法没有顾及裂缝在整个空间分布的变异性、各向异性和全局性特征,无法有效检测横向、块状、网状等裂缝.针对以往算法的不足,提出一种结合梯度方向直方图和分水岭算法的路面裂缝检测方法.首先,通过梯度方向直方图算法提取路面深度影像的裂缝边缘强度和方向;然后,利用裂缝边缘方向改进传统分水岭算法,最终提取裂缝目标.实验结果表明,该方法不仅能够准确检测多种类型
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
李志鹏 于鸿彬 邵宏宇
为提高传统Canny算法的灵活度和自适应能力,提出了一种改进的自适应Canny边缘检测算法。采用双边滤波代替高斯滤波滤除噪声并锐化图像边缘;再使用水平、垂直、45°、135°等4个方向的梯度模板对图像的梯度幅值进行计算。对传统的Otsu阈值分割算法进行了改进,改进的思路是找出类内和类间方差的最大值作为阈值,阈值搜索范围的缩小可以使计算量减少,实现快速分割。通过道路标线图像验证,说明改进后的Canny算法对道路标线的分割效果更好,减少了边缘断裂和假边缘,处理的时间也相对缩短。
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
周竹 尹建新 周素茵 周厚奎
为了实现木板材依据节子进行自动化分级,采用近红外光谱技术研究了多种针叶材表面节子缺陷的检测方法。采用Smart Eye 1700近红外光谱仪获取北美黄杉Pseudotsuga menziesii,铁杉Tsuga chinensis,云杉Picea asperata,白云杉Picea glauca-英格曼云杉Picea engelmannii-扭叶松Pinus contorta-冷杉Abies laciocarp a(SPF)等4种板材的近红外光谱(1 0001 650 nm),比较了光谱预处理方法、建模方
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
程昱之 钟丽辉 何鑫 王远 李朝岚
【目的】管孔是木材识别方面的重要特征之一。针对管孔随机分布、大小不一导致管孔分割鲁棒性不高，木纤维、木射线以及轴向薄壁组织等噪声区域对管孔分割效果影响较大的问题，本研究提出了一种改进K-means聚类与分水岭的木材横截面管孔分割算法。【方法】采用改进K-means聚类对管孔区域进行粗分割，有效区分管孔区域与木纤维、木射线以及轴向薄壁组织等噪声区域。再对粗分割结果采用改进分水岭算法进行精分割，分割出的管孔与实际管孔基本吻合。【结果】平均每张木材横截面微观图像有97.1%的管孔被准确有效地分割出来。本研究提出的改进分割算法与其他算法相比，分割效果显著提升，在大小不一且随机分布的管孔分割过程中鲁棒性高，具有良好的分割性能。【结论】该算法能有效解决传统K-means聚类算法在图像分割时受噪声影响大和初始聚类中心随机性问题，为阔叶材管孔特征提取和定量分析奠定了坚实基础。图7参16
[期刊] 工业工程
[作者]
高艺平 王浩 李新宇 高亮
基于深度智能视觉的表面缺陷检测研究在制造业中起着越发重要的作用，本文阐述深度智能视觉的表面缺陷检测在现代工业质检中的重要性，对现有研究进展进行梳理总结。深度智能视觉以机器视觉和深度学习为技术基础，为不同工业场景提供高精高效的表面缺陷检测算法。本文从检测细粒度的角度将表面缺陷检测分为表面缺陷分类、定位、分割检测3个部分，并分别对分类、定位、分割方法进行系统综述，梳理现有表面缺陷检测研究的问题和思路。分类检测针对数据和缺陷图形特征问题进行研究，因其基础性和易拓展性于不同工业场景的应用呈现分散发展；定位检测以模型框架、矩形框检测和标注成本为主要问题，表现出追求轻量化和特征融合机制的研究趋势；分割检测更关注图像细节特征。通过研究分类、定位、分割的多任务模型框架以探索分类、分割检测之间的互补性。最后总结目前表面缺陷检测研究存在的问题，并对发展趋势进行展望。
[期刊] 南京农业大学学报
[作者]
朱琦 周德强 盛卫锋 左文娟 朱家豪
[目的]针对苹果无损检测过程中表面缺陷检测精度低的问题，提出一种基于DSCS-YOLO的苹果表面缺陷检测方法。[方法]首先为提高网络对表面缺陷细节特征的提取能力，设计了一种基于Dense模块以及SE模块的深浅特征选择模块DSCS(Deep and shallow feature selection module)，采用DSCS替换Backbone中的C3模块，在保留表面缺陷浅层信息的基础上强化对重要特征的学习，并起到削弱冗余特征的作用；针对由于Backbone与Neck部分输出信息过多导致的参数耦合问题，利用解耦头原理对Head层部分进行分层预测。同时采用ELU激活函数改进原有解耦头，简化了末端结构，使网络训练更加容易；最后针对表面缺陷标注困难的问题，采用Wise-IoU损失函数代替CIoU损失函数，为不同质量的标注提供非线性增益，实现网络的动态聚焦学习。[结果]试验结果表明，DSCS-YOLO对苹果表面缺陷检测的平均精度均值达到90.9%，相较于YOLOv3-tiny、YOLOv5s、YOLOX-s以及SSD分别提高了4.5%、1.9%、6.3%、16.3%。[结论]改进后的DSCS-YOLO提高了YOLOv5s算法的精度，实现了苹果表面缺陷的精准识别。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
张丽丽 陈真 刘雨轩 蔡健楠
印刷电路板（PCB）检测方法对于确保产品正常工作至关重要。该文针对传统的人工检测方法易存在漏检、误检等问题，采用深度学习方法对PCB缺陷进行检测，并搭建了基于ZYNQ的硬件实现平台；采用软硬件协同设计方法，使用FPGA对算法进行了硬件加速，其中包括采用了YOLOv3-SPP网络模型，并对该结构进行了优化，使其适用于ZYNQ端的部署。在搭建硬件平台时，首先通过Vivado配置硬件基本信息，然后使用Peta Linux创建Linux系统，在Vitis中调用该系统并添加DPU IP核，最后在ZYNQ的PS端采用多线程思想编写Python程序，实现PCB缺陷的检测。实验结果显示，该系统对各类型PCB缺陷的检测精度均在0.95以上，检测精度平均值（m AP）为0.97。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
李伟 杨伟超 袁新安 马维平
针对油管缺陷检测实验不稳定、自动化程度较低等问题,采用LabVIEW数据采集处理技术和虚拟仪器软件体系结构串口通信技术,设计了基于交流电磁场检测技术的油管缺陷在线检测实验平台,并开展相关测试,实现了实验室条件下油管表面缺陷的高精度自动化检测。采用LabVIEW虚拟控制面板能够同时控制台架运动和缺陷特征信号的采集、处理和动态实时显示,节约了硬件成本,降低实验教学课时。
[期刊] 林业科学
[作者]
郭慧 王霄 刘传泽 周玉成
【目的】提出一种自适应快速阈值图像分割算法,为人造板表面缺陷在线检测提供支持。【方法】首先将整幅图像划分成若干子区域,通过计算子区域的方差对缺陷进行定位,提取出缺陷所在区域,只对缺陷区域进行图像分割,解决小面积目标难以准确分割的问题。然后对缺陷区域的一维灰度直方图进行处理,直方图平滑后去除掉不显著波峰,根据处理后保留的主要波峰数量和位置自适应地确定分割阈值个数以及每个阈值的分割区间,实现当图像中出现多种类型缺陷时算法自动确定分割阈值个数。最后,通过分析Otsu算法,将阈值穷举搜索改进为条件搜索并限定搜索方向,在每个分割区间内使用改进的Otsu算法对阈值进行搜索,提高搜索速度。【结果】对板面存在油污、大刨花、胶斑、杂物、松软5种类型缺陷的人造板表面图像进行分割,在板面缺陷数量、类型不固定的情况下,算法可以自适应地确定分割阈值个数,在15 ms内将各种类型缺陷从人造板表面图像中分割出来,平均分割准确率达97%。【结论】自适应快速阈值分割算法能够快速、准确将缺陷从人造板表面图像中分离出来,在执行速度和分割效果上均满足在线缺陷检测系统的要求,可为人造板表面缺陷在线检测提供新思路。
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
尹建新 祁亨年 冯海林 杜晓晨
利用计算机视觉技术检测木板材表面缺陷。提出了一种基于混合纹理特征的表面缺陷检测算法,能准确、鲁棒地检测出木板材表面图像中是否有缺陷。首先,分别使用灰度共生矩阵方法、Gabor滤波方法和几何不变矩方法提取了10个优化后的图像纹理及尺度、平移、旋转不变特征;然后,对特征向量进行有效组合;最后,基于融合后的混合纹理特征向量,应用BP人工神经网络对样本集进行训练和检测。实验表明,该方法能准确地对木板材表面缺陷进行检测,平均检测成功率达96.2%。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
杜晓晨 尹建新 祁亨年 冯海林
提出一种基于颜色和纹理信息的木板材表面节疤缺陷区域检测方法。首先,根据木板材表面图像中正常区域和缺陷区域的颜色差异,通过颜色直方图自动获取缺陷区域的种子点;然后,提出一种纹理扩散算法,它从种子点出发,基于图像局部纹理特征搜索缺陷区域的边缘。此外,改进了局部二进制模式算子,提出一种LBP-TD算子以更好地适应纹理扩散。实验结果表明:针对各种常见的木板材节疤缺陷,当缺陷区域与正常木纹区域的颜色、纹理存在较明显差异时,无论木纹本身是否规则,本文方法都能准确地检测出木板材节疤缺陷的区域;而当缺陷区域与正常木纹区域的颜色、纹理的差异均不明显时,本文方法仍能检测出缺陷区域的大致轮廓。数据对比显示了本文方法...
[期刊] 林业科学
[作者]
胡传双 文伟 周海滨 云虹
在机械和环境荷载作用下,木质构件和结构的局部缺陷如节疤、腐朽和裂缝等会导致使用寿命的缩减。在木结构工程领域,如果能够尽早对结构和构件的最薄弱位置进行检出和评估,可避免因突然破坏而导致的灾难性事故。在本研究中,通过振动测试获取前两阶模态振型,并利用锯材梁损伤前后的模态柔度矩阵差值曲率提出损伤识别指标。为了验证提案损伤指标的有效性,通过人工切除截面质量来模拟不同损伤程度、不同损伤位置和双数个损伤的情景,试验结果表明损伤指标对不同程度、不同位置和双数个损伤均能准确定位,并可对损伤轻重程度进行定性评价。
关键词：
缺陷检测 锯材 振动模态
[期刊] 林业科学
[作者]
李丹 张俊杰 赵梦溪
【目的】研究高精度小型无人机获取林分调查因子方法,将林分调查因子在低空无人机影像上识别并提取出来,获取树高、冠径等测树因子,建立林分因子测量方法,实现经济、高效、快捷、精准的森林资源调查和监测,及时掌握森林资源及相关林分因子的时空变化特征。【方法】以东北林业大学城市林业示范基地樟子松人工林为研究对象,以多旋翼无人机影像为数据源,基于FCM聚类算法和分水岭分割算法以及形态学运算、阈值分割、图像平滑、灰度化、二值化等一系列数字图像处理技术,提取樟子松人工林林分因子。FCM聚类算法和阈值分割法用于提取树梢标记图像,分水岭分割算法对树梢标记图像进行迭代处理从而获得单木树冠分割图像,根据单木树冠分割结果提取单木特征进而计算各林分因子值。【结果】在林地提取中,根据影像的颜色特征绿度分割成功地将林地部分与非林地部分分离开来,确定单木树冠分割范围。在单木树冠分割中,阈值分割法和FCM聚类算法均可有效将树梢标记从林地图像中提取出来;将基于标记的分水岭分割算法用于单木树冠分割取得较好效果,大多数单木树冠被单独分割出来,但某些区域仍然存在一定的欠分割或过分割问题。在林分因子提取中,提取的林分因子包括林分郁闭度、林地面积、立木株数和平均冠幅,其中林分郁闭度的测量精度为96.67%,林地面积的测量精度为81.23%,立木株数和平均冠幅的测量精度与单木树冠分割中的树梢提取方法(阈值分割法和FCM聚类算法)及分水岭分割中的2个参数(形态学腐蚀的结构元素大小和中值滤波的窗口大小)有关。针对2种树梢提取方法,分别进行参数组合试验,结果显示2种树梢提取方法使用适当参数组合所得各林分因子测量精度均在80%以上,平均测量精度均在90%以上,其中阈值分割法的最高平均测量精度为94.49%,FCM聚类算法的最高平均测量精度为93.17%。【结论】利用无人机拍摄的人工林影像进行森林资源调查,将先进的计算机科学技术和无人机技术应用到林业领域中,可有效提高森林资源调查的效率和精度。本研究提出的林分因子提取方法适用于高郁闭度林分,测量精度满足实际需求。
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