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[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
郑泽宇 冯海林 杜晓晨 方益明
为了获得木材径切面上的缺陷形状、大小和位置,提出一种木材径切面内部缺陷成像的方法。首先,基于应力波在木材径切面上的传播规律,提出一种木材径切面上的应力波速度修正方法。将应力波速度转换为径切面上的若干个预估点的值,结合反距离加权插值(IDW)法提出一种速度修正插值(VCI)方法。最后,使用VCI方法在不同树木样本上进行了木材径切面缺陷的二维成像实验。结果表明:①VCI方法可以重建木材内部缺陷大小以及缺陷位置,缺陷成像结果与真实的缺陷情况相吻合。②对比IDW方法的成像结果, VCI方法对缺陷的大小以及缺陷形状、位置的成像结果有较大提高。③利用混淆矩阵方法对VCI与IDW方法进行定量分析表明, VCI方法的平均准确率、平均精确度和平均查全率均高于IDW方法,说明VCI方法成像效果的可行性和有效性。
[期刊] 林业科学
[作者]
陈勇平 刘秀英 李华 韩扬 黎冬青 张涛
以云杉原木圆盘为对象,研究不同面积、不同轮廓形状的空洞缺陷及用不同数量传感器情况时应力波成像技术检测缺陷图像与实际缺陷的关系。结果表明:应力波成像系统可以直观显示木材内部缺陷,其检测精度与空洞等实际缺陷面积和被测木材的截面积比率、使用传感器数量及空洞等缺陷轮廓形状有关;当空洞实际面积与被测木材截面积比从1.6%上升到25.0%时,应力波成像系统显示缺陷图像面积与实际缺陷面积相对误差从22.6%下降到9.7%;成像用传感器数量在6～24个之间时,应力波成像系统均能显示空洞等缺陷的存在,但成像用传感器的数量会影响检测精度;缺陷轮廓形状对应力波成像有一定影响,缺陷面积一定时,狭长形缺陷容易被检出,近...
[期刊] 林业科学
[作者]
齐巍 王立海
利用榆木标准试件,在实验室内用超声波检测仪器对试件进行缺陷分类检测,检测信号作为原始信息。各类试件的原始信号用小波包分解,计算缺陷试件与完好试件在小波包第5层各结点的信号能量变化值。试验发现:木材缺陷引起能量的变化值主要由木材缺陷的大小或严重程度来决定,亦即木材的缺陷程度越严重,能量的变化幅度就越大;对小波包5层分解后各信号结点的能量变化值进行分析,发现在32个结点中,(5,0)结点在各类缺陷试件中能量值变化最大;使用经小波压缩后的信号作为神经网络的输入,形成应用频带能量变化值和应用(5,0)结点小波包系数的2个不同输入特征的人工神经网络。对比分析2个网络识别木材缺陷类型的能力,(5,0)结点...
[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] 林业科学
[作者]
陈龙现 葛浙东 罗瑞 刘传泽 刘晓平 周玉成
【目的】为获取木材内部构造形态,提高木材内部缺陷识别率,依据获得的计算机断层扫描图像,提出一种基于卷积神经网络(CNN)的木材内部缺陷辨识方法,以实现木材的高效化自动分类。【方法】首先,利用课题组自行开发的计算机断层扫描系统,采集样本木材内部CT图像800幅;然后,对样本图像进行处理,随机选取700幅原始样本图像,从中截取出单个缺陷区域和正常木材断层区域样本图像20 000幅,并利用图像增强等算法将数据集扩充到70 000幅,标准化图像大小为28×28像素,分为正常、裂纹、虫眼和节子图像共4类,取60 000幅图像作为训练集,10 000幅图像作为测试集,剩余的100幅原始样本图像用于试验验证。【结果】通过60 000幅图像来训练网络模型,对测试集10 000幅图像进行分类,分类正确率达99.3%;利用训练得到的网络模型对100幅原始样本图像进行验证,平均分类正确率为95.87%。【结论】基于卷积神经网络的木材内部CT图像缺陷辨识算法,克服了传统识别方法图像预处理繁琐、训练方法复杂、训练参数过多、耗时过多等问题,具有精度高、复杂度小、鲁棒性较好等优点,且辨识正确率和辨识时间都比现行常规算法精准并用时短,是一种无损、高效、准确的辨识分类方法。
关键词：
木材 无损检测 卷积神经网络 图像辨识
[期刊] 林业科学
[作者]
翁翔 李光辉 冯海林 杜晓晨 陈方翔
【目的】研究应力波在不同树木径切面内传播速度的变化情况，建立传播速度模型，以期进一步认识应力波在树木径切面内的传播规律及其影响因素，为树木内部缺陷的三维成像技术提供理论依据。【方法】首先通过理论分析，建立应力波在树木径切面内的传播速度模型；然后以浙江农林大学植物园内８类有代表性的树种（香樟、枫香、乐昌含笑、鹅掌楸、响叶杨、悬铃木、松树、白杨）为试验材料，在样本径切面上，采用Ａｒｂｏｔｏｍ应力波木材无损检测仪测量与径向成不同角度方向的应力波传播时间，计算不同角度方向上的应力波传播速度，并对健康样本径切面内沿方向角θ的应力波速度ｖθ和径向应力波速度ｖ０的比值ｖθ／ｖ０与方向角θ之间的关系进行回归分．．．
关键词：
应力波 径切面 传播速度 无损检测 树木
[期刊] 林业科学
[作者]
徐华东 王立海 游祥飞 刘铁男 杨学春
为进行立木无损健康检测,采用Arbotom应力波成像系统、Resistograph针式阻抗仪和RSM-SY5超声仪对4个树种共计120株树分断面进行测试,研究超声波和应力波在立木108个无缺陷断面传播速度变化规律,并对比分析二者的差异和相关性。结果表明:1)采用8个测点对立木测试时,超声波和应力波在立木无缺陷断面具有类似的传播规律,即沿Path A(相邻两传感器)传播时速度最低,沿Path D(径向传播)传播时速度最高,从Path A到Path D传播速度呈递增的变化趋势;2)对于小叶杨、榆树、旱柳、水曲柳4种立木,Arbotom测得的无缺陷断面应力波径向传播速度平均值分别为788.46,1 ...
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
白雪冰 郭景秋 陈凯 李昊 许景涛
摘 要：针对木材表面存在纹理、凹凸结构、边缘颗粒和弱边缘等特点，对其直接运用 Snake 模型进行分割难以得到有效边缘提取，因此提出运用改进的 GVF Snake 模型和维纳滤波相结合对其进行分割。首先对木材图像进行维纳滤波使得纹理变得平缓，同时可以使得缺陷边缘得到有效保留，再对其进行 GVF Snake 模型分割。该算法对初始轮廓的选择敏感度降低，拓展性增强，可以使得轮廓曲线更加快速地收敛到缺陷边缘，避免陷入局部最优现象，提高对弱边缘和凹凸图像分割效果，分割结果更加清晰、连贯，具有良好的实时性。为木材表面缺陷的分割提供一种更为有效的方法，拓宽了 snake 模型的应用范围。
[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] 北京林业大学学报
[作者]
白雪冰 许景涛 郭景秋 陈凯
木材表面缺陷会严重影响木材的质量、性能和使用价值，对木材表面缺陷分割检测有利于提高木材的利用率，节约现有木材资源，缓解森林资源短缺的压力。针对传统的Ｃ－Ｖ（Ｃｈａｎ－Ｖｅｓｅ）模型算法不能分割灰度不均匀图像的缺点，本文采用Ｃ－Ｖ模型与形态学结合的方法与传统的Ｃ－Ｖ模型算法进行对比试验。与此同时，根据Ｃ－Ｖ模型和Ｃ－Ｖ模型结合形态学方法的不足之处，在Ｃ－Ｖ模型基础上，引入局部拟合函数和高斯核函数，提出了一种基于Ｃ－Ｖ模型的改进算法，能够有效地克服Ｃ－Ｖ模型的不足。通过对木材表面缺陷图像分别采用传统Ｃ－Ｖ模型算法、Ｃ－Ｖ模型与形态学结合的方法和改进的Ｃ－Ｖ模型算法进行多组针对单一目标的木材表面缺陷．．．
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
白雪冰 郭景秋 陈凯 李昊 许景涛
针对木材表面存在纹理、凹凸结构、边缘颗粒和弱边缘等特点,对其直接运用Snake模型进行分割难以得到有效边缘提取,因此提出运用改进的GVF Snake模型和维纳滤波相结合对其进行分割。首先对木材图像进行维纳滤波使得纹理变得平缓,同时可以使得缺陷边缘得到有效保留,再对其进行GVF Snake模型分割。该算法对初始轮廓的选择敏感度降低,拓展性增强,可以使得轮廓曲线更加快速地收敛到缺陷边缘,避免陷入局部最优现象,提高对弱边缘和凹凸图像分割效果,分割结果更加清晰、连贯,具有良好的实时性。为木材表面缺陷的分割提供一种更为有效的方法,拓宽了snake模型的应用范围。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
王润鹏 刘元 胡进波 刘贡钢 苌姗姗
【目的】研究不同木材花纹的视觉特性，有助于设计师精准开发符合用户心理需求的木制家具，对凸显家具企业产品差异化优势、提高产品附加值具有重要意义。【方法】基于感性工学和国内外对木材表面视觉特性的研究，对8种常用木材弦切面花纹的视觉物理量与视觉心理量进行测量，并用SPSS软件对试验数据进行聚类分析和相关性分析。【结果】8种木材视觉物理量参数之间存在明显差异，其中白蜡与红橡纹理最粗，平均值均超过3.32 mm。纹理间距最大和最小的分别为硬枫和巴西花梨，纹理间距平均值分别为12.30 mm和8.06 mm。硬枫的纹理最为稀疏，而白蜡的纹理最为密集。玫瑰、硬枫的整体明度较高，纹理较为模糊，而巴西花梨与黑胡桃的整体明度较低，纹理较为清晰。聚类分析结果分为三类，Ⅰ类硬枫、玫瑰、赤杨与樱桃给人以古朴典雅、朴实细腻的感觉；Ⅱ类白蜡与红橡给人以柔和、稳重的感觉；Ⅲ类巴西花梨与黑胡桃则给人以传统、粗犷、大气的感觉。纹理粗细与纹理密度对木材视觉心理量的影响较小，而纹理间距、纹理清晰度及木材明度是影响视觉心理量的主要因素。【结论】木材弦切面花纹视觉物理量参数与视觉心理量之间具有一定的相关性和内在联系。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
殷晓康 邓承杰 尚亚期 朱鹏飞
针对现有无损检测教学中非金属实验缺失问题,以玻璃纤维增强材料板材缺陷检测为典型应用场景,开发了基于STM32的玻纤增强复合材料(GFRP)缺陷无损检测与成像系统。系统由无损检测仪、共面电容探头和Web服务器三部分组成。检测仪利用电容成像方法检出缺陷,以特征幅值和相位实时表征缺陷状态,并通过Wi-Fi实现与服务器的数据交互。缺陷二维与三维成像图形及原始数据可经网页访问远程获取。测试结果表明,系统可对GFRP板材缺陷进行快速检测,独立的功能模块提高了系统的拓展性,有助于学生进行创新设计与二次开发,兼具实验教学与现场应用价值。
[期刊] 福建农林大学学报(自然科学版)
[作者]
岳小泉 王立海 刘泽旭 王兴龙 荣宾宾
通过对不同含水率的山杨原木试件进行检测，分析了含水率对腐朽和健康木材电阻与应力波传播速度的影响，及其对２种检测技术误差率的影响．结果表明：（１）随着含水率的提高，原木试件健康和腐朽区域的电阻均先减小后趋于平稳，但相同含水率下，腐朽区域木材电阻低于健康木材；（２）采用电阻断层成像仪检测腐朽缺陷面积的误差率随含水率的提高有差异（最大误差率为３７．８３％，最小误差率为２．４８％），含水率在３６．１３％～８１．７９％时误差较小，腐朽缺陷检测较接近真实值；（３）应力波传播速度随着木材含水率的提高先降低后趋于平稳．应力波二维图像检测腐朽缺陷面积的准确率随着含水率的变化也有差异，最大误差率为５２．６１％，最．．．
关键词：
含水率 电阻 应力波 无损检测
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
张高品 李光辉 李剑 冯海林
为了准确测量应力波在木材内部的传播时间,提高木材内部缺陷识别的精度,提出了一种基于小波变换和高阶统计量的广义相关时延估计算法。该方法利用滤波算法,将采集到的应力波信号进行滤波去噪,然后输入到广义互相关时延模型,求出传播时延估计值。仿真和实际的木材检测实验结果表明:提出的算法比传统的定时器计时法时延估计精度提高81.5%,并具有较强的抗干扰能力。
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