[發明專利]一種對板材進行分類識別的裝置和方法

無效

• 申請號: 201210104736.4
• 申請日: 2012-04-11
• 公開（公告）號: CN102663340A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: 趙鵬;陳廣勝
• 申請（專利權）人: 東北林業大學
• 主分類號: G06K7/10
• 分類號: G06K7/10;G06T5/50;G06K9/00;G02B5/20
• 代理公司: 哈爾濱市偉晨專利代理事務所(普通合伙) 23209
• 代理人: 張偉

技術領域

本發明屬于圖像處理技術領域，具體涉及一種對板材進行分類識別的裝置和方法。

背景技術

板材是基本的木材工業產品，它是家具建材行業的主要生產原料，不同品種的板材其木材材性、物理性能及價格差別很大。黑龍江省具有豐富的森林資源，木材工業是全省經濟建設的重要產業，因此，對板材材種的正確識別至關重要。傳統的人工識別法效率較低，容易受到人為主觀因素的干擾。近年來發展的計算機圖像處理法利用彩色攝像機采集木材表面圖像，利用數字圖像處理技術進行板材種類識別。提取的分類特征包括板材顏色特征或者基于統計特性的圖像紋理特征。這類圖像處理的分類識別方法具有較高的效率及分類識別精度，適用于板材工業生產的大批量快速分類識別要求。

雖然現有的圖像處理法提高了材種識別的準確性及效率，但是仍然具有一定的局限性。這主要是考慮使用木材的顏色特征例如顏色矩特征進行木材種類分類識別時，經常會遇到不同樹種的顏色相近性問題，這將導致分類識別誤差產生。另外，在使用板材紋理特征進行分類時，經常遇到紋理分布的嚴重不規則性，這也將使分類識別產生較大誤差。

發明內容

本發明為了解決現有的板材進行分類識別方法精度低、抗干擾性差的問題，提供一種對板材進行分類識別的裝置和方法。

為了解決上述技術問題，本發明提供一種對板材進行分類識別的裝置，它包括光源系統、圖像采集系統和窄帶光學濾光片，

所述光源系統用于向待測板材投射多波長光束；

所述窄帶光學濾光片用于將待測板材反射或透射的多波長光束過濾為不同波段的光束；

所述圖像采集系統用于采集經過窄帶光學濾光片后的待測板材灰度圖像，并將所述灰度圖像發送至計算機。

進一步地，所述光源系統包括光源、孔徑光闌和透鏡系統，

所述光源發出的光經過所述孔徑光闌和所述透鏡系統轉換為平行光垂直投射在待測板材上。

進一步地，所述窄帶光學濾光片為4波段圓盤濾光片，

所述4波段圓盤濾光片包括帶有4個圓孔的圓盤和4個濾光片，4個濾光片分別安裝在4個圓孔中，4個濾光片分別為紅色濾光片、綠色濾光片、藍色濾光片和近紅外濾光片。

進一步地，所述圖像采集系統包括成像系統、黑白CCD攝像機和接口電路，

所述成像系統收集經過窄帶光學濾光片的光束，并將所述光束投射至所述黑白CCD攝像機光敏面上，所述黑白CCD攝像機采集待測板材灰度圖像，并將所述灰度圖像通過接口電路發送至計算機。

進一步地，它還包括位移測量系統和步進電機，

所述位移測量系統包括相互垂直的兩個光學標尺和兩個CCD攝像機，所述兩個CCD攝像機固定不動，當待測板材移動時，兩個CCD攝像機分別拾取縱橫向光學標尺的位置信息，黑白CCD攝像機設置在步進電機上。

為了解決上述技術問題，本發明提供一種對板材進行分類識別的方法，所述方法包括：

A、采集待測板材不同波段的灰度圖像；?

B、利用已知材種的標準板材不同波段的灰度圖像確定一個可分性最好的波段，并利用所述可分性最好的波段對待測板材進行分類識別。

為了解決上述技術問題，本發明提供一種對板材進行分類識別的方法，所述方法包括：

一、采集待測板材不同波段的灰度圖像；?

二、將所述不同波段的灰度圖像進行像素級圖像融合，獲得一幅合成圖像；

三、利用所述合成圖像對待測板材進行分類識別。

進一步地，步驟二中將所述不同波段的灰度圖像進行像素級圖像融合的方法為對比度金字塔圖像融合，所述對比度金字塔圖像融合根據對所述不同波段的灰度圖像進行高斯金字塔分解，獲得高斯金字塔各層圖像，對高斯金字塔各層圖像進行膨脹，利用膨脹后的各層圖像進行像素級圖像融合，獲得一幅合成圖像。

進一步地，所述對比度金字塔圖像融合具體為：

利用高斯金字塔分解獲得尺寸上逐層減半的一組圖像序列：

??????????????????

其中為第l層高斯金字塔圖像，l為分解層數，；為具有低通特性的窗口函數，服從高斯分布密度函數；是第0層高斯金字塔圖像(i,?j)處像素灰度值，即原始尺寸的板材灰度圖像(i,?j)處像素灰度值。

在構造出高斯金字塔圖像序列后，對其進行插值膨脹，使第l層圖像膨脹后與第l-1層圖像尺寸相同，其運算如下：