基于圖像識別的竹材橫截面輪廓提取技術(shù)研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的飛速發(fā)展，圖像處理技術(shù)已經(jīng)在林業(yè)系統(tǒng)中得到了較廣泛的應(yīng)用，但是在竹材加工中卻仍然是一個空白。現(xiàn)階段竹材工業(yè)的研究主要集中在材料工藝及竹材加工機(jī)械方面，將圖像處理技術(shù)引入竹材加工領(lǐng)域，并結(jié)合自動化與數(shù)控技術(shù)就可以實(shí)現(xiàn)竹材的自動化加工處理。本文的主旨在于利用圖像處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)竹材必要因子的提取，改變完全依靠用肉眼判斷的人工操作的傳統(tǒng)模式，實(shí)現(xiàn)快速有效地提取和分析竹材的各項(xiàng)參數(shù)的目的。不僅可以解放勞動力，還可以降低成本，從而實(shí)現(xiàn)

2、智能化、技術(shù)化、數(shù)字化操作，更加客觀準(zhǔn)確的竹材參數(shù)信息，填補(bǔ)我國圖像識別技術(shù)應(yīng)用于竹材在線檢測系統(tǒng)的空白，逐步實(shí)現(xiàn)我國竹材加工技術(shù)與設(shè)備達(dá)到國際先進(jìn)水平。
　　本文研究的重點(diǎn)是將圖像處理技術(shù)應(yīng)用到竹材加工過程中去，主要研究內(nèi)容是利用相機(jī)采集到的竹材橫截面圖像，運(yùn)用圖像平滑和圖像增強(qiáng)等圖像處理技術(shù)對其進(jìn)行處理，并結(jié)合竹材橫截面的特點(diǎn)對部分算法進(jìn)行優(yōu)化，最終得到理想的竹材橫截面的邊緣圖像。從邊緣圖像中可以提取出竹材形狀的重要數(shù)據(jù)，并通

3、過實(shí)驗(yàn)對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證，這些數(shù)據(jù)將作為后續(xù)竹材的自動化加工的重要依據(jù)。
　　文中利用數(shù)字圖像處理技術(shù)對竹材橫截面圖像進(jìn)行處理的方法主要包括圖像平滑、圖像增強(qiáng)、圖像區(qū)域分割和圖像邊緣分割。本文的難點(diǎn)在于圖像的邊緣提取，通過對比幾個經(jīng)典的邊緣提取算子如Roberts算子、Prewitt算子、Sobel算子、Laplacian算子和Canny算子的優(yōu)缺點(diǎn)，并結(jié)合幾種算子提取的竹材橫截面輪廓圖像。將Sobel算子作為邊緣提取的基本算子，

4、并優(yōu)化了Sobel算子的模板數(shù)量，再利用蟻群算法對其進(jìn)一步的優(yōu)化，最終成功的提取出了特征較為明顯的竹材橫截面輪廓圖像。最后利用快速Hough變換圓檢測算法從竹材橫截面輪廓圖中計(jì)算得到內(nèi)直徑、外直徑、厚度、內(nèi)周長、外周長、內(nèi)面積、外面積等數(shù)據(jù)，并對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)際測量驗(yàn)證，證明提取出的數(shù)據(jù)均準(zhǔn)確有效，可以作為竹材原料成品率計(jì)算與出材率分析的數(shù)據(jù)。討論了竹材橫截面為橢圓或者有缺損時的處理方法，利用提取的數(shù)據(jù)可以進(jìn)行初步的篩選。本文研究成果可