基于分形最小計盒維數(shù)的原木X射線缺陷圖像處理.pdf

1、我國面臨著森林資源少、人口多、人均森林資源占有量少的現(xiàn)實問題，如何將有限的森林資源合理利用，滿足眾多人口的需求，這就要求提高木材的利用率。木材無損檢測技術(shù)就是為解決這一問題而提出的。木材無損檢測就是在不破壞原木自身結(jié)構(gòu)的前提下，準確識別原木缺陷類型和大小的檢測技術(shù)。
　　木材無損檢測的手段很多。通過各類方法優(yōu)缺點的比較，本文選用X射線檢測技術(shù)作為木材缺陷研究的主要手段。并介紹了木材X射線的成像原理、實驗條件以及檢測步驟等。在測試過

2、程中，用X射線分別進行掃描，取得原木X射線透射的數(shù)字圖像。通過對原木X射線圖像進行均衡化和濾波處理，使原木缺陷特征得以顯現(xiàn)。再篩選出含有缺陷的原木，用于分析和研究。本文主要研究兩種廣泛存在的原木缺陷——節(jié)子和腐朽。
　　分形理論在數(shù)字圖像處理中應(yīng)用廣泛，它能很好地描述數(shù)字圖像中的“不規(guī)則的、破碎的”灰度值變化?；诜中卫碚摚梢詫D像空域中的灰度值變化轉(zhuǎn)換到分形空間中的分形維數(shù)變化，能讓缺陷邊緣更清晰、準確的呈現(xiàn)出來。本文采用最小

3、計盒維數(shù)法計算分形維數(shù)。將原木圖像分割成小區(qū)域，計算每個小區(qū)域的最小計盒維數(shù)，這些維數(shù)的集合就是原木的分形維數(shù)圖像。研究表明，正常的原木圖像部分的分形維數(shù)為2，缺陷及缺陷邊緣的分形維數(shù)都是小于2，即分形維數(shù)發(fā)生了奇異。奇異點的集合就是原木的缺陷。
　　本文做了大量實驗，結(jié)果證實了用分形維數(shù)理論來定量描述原木圖像缺陷的大小形狀的準確性和有效性。傳統(tǒng)的邊緣檢測算子，如Sobel、LoG、Canny等，在分形維數(shù)空間的檢測效果遠遠優(yōu)于在