基于Otsu算法的木材缺陷图像分割

基于Otsu算法的木材缺陷图像分割 总第期 ,,, 计算机与数字工程 ,:,,: ，:,,:,年第期 ,:,,,:～,,, ::,,;, , ,,,,,,，,,,;;,,, ,,,, , 基于 算法的木材缺陷图像分割 :,,～ , ,,, 吴东洋业徐尹佟明宁波 ,,,, 南京林业大学信息技术学院 南京南京林业大学网络中心 南京 ,,::,,,,,,::,,,, ,, 南京林业大学森林资源和环境学院 南京,,::,,,, 。 ,摘 要提出了基于 算法的木材缺陷图 像 分 割该方法借助于二维中值滤波器 对木材图像进行平滑处理将平滑过的图像用 :,～, 。,。算法确定图像分割阈值实验结果表明该方法可以有效地实现木材表面缺陷图像分割 :,,～ ,,关键词木材缺陷图像二维中值滤波器算法 :,,～ 中图分类号 ,,,,, ,,,:::,,;;:,;,;;,,:,,,,;,:,,～,,，,,,, ,, , ,,, ,, ,:,, ,:,,,,， ，,, ,，， ,:,,,, ,!,,,, ,,,, ,,,:～::,:,，,,:,,,,,:,,;:～,:,:，,,，,,,:,;,,,,,,,;,,,,，,,，,,,,::,, ,!,!!,,,,,,,,,,,:～:::,:,:,,,,，;,:，:;,;，,,,,:;,,,,;,，,,,,,::,,,,,,,,,,,,,,,,，,,,,!!, ,, ,,,,,,,,,:;,,;,:～:;,,,,，,,:,,;,,,～;，,,,,:;,,,,;,，,,,,,::,,,,,,,,，,,,,,,,,,,,,,!!,, , ,,, ,,,,,,,,:::,,;;:,;,;;,,:,,,,;,:,:,～,,,,,,,;,,,,,,,;,,,;:,::～～;,::,,;～;,;,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,!,,,, ,,,:,,,,,,,,;;,,,,:,,～,;,～:,,,,;,;,,;,,,,～,～;;,;,;,,,;,～,,,～:;,,～,,,～;::,,;;:,,;:,,,;,;;,,,,;,;;:,,;,,,,,,,,,,,,!,,! , ,,，;:,, ,::,,;;:,,;, ,;,,,;:,～,:～,,,,,,,,,,,,,,,,,,,! , , :,,,，～,,; ,,,,, ,, 地解决了线性滤波器的不足,对于远偏离高斯型的,甚至是 引言 ,。不完全独立于有用信号的各种噪声同样能得到较好的结果 ,木材缺陷对木材质量有一定的影响木材的质量决定 ,二维中值滤波首先确定一个窗口领域作为滤波窗口常 。 了木材及其制品的商品价值和使用价值木材表面缺陷类 、、、,方型圆型十字型等通常选取 为 方 用的滤波窗口有线型、,形状复杂用常规方法不能在各方面同时都达到人工 型多,,将窗口领域中的像素按灰度等级进行排序选择该组像 形。 检测的检测效果。 当窗口在图像中上下左右滑 素的中间值作为输出像素值、、发达国家如美国日本德国等国十分重视木材检测技 ,。 中值滤波算法可以很好地对图像进行平滑处理二维中 动,,,,、、已将超声波射线微波等无损检测技术应用到木材缺 术,但影响低频分 值滤波能减弱或消除傅里叶空间的高频分量,。 但这些检测手段易受到各种客观因素的影响比 陷检测中。因为高频分量对应图像中的区域边缘的灰度值具有较 量,,需要必要的保护设施微波法检测木 如射线法设备成本高,,,。,该滤波可将这些分量滤除使图像平滑 大较快变化的部分 。等我国近 材缺陷及物理性质时受到木材含水率的影响,二维中值滤波可以表示如下 ,如基于改进 模型 年来也提出了许多木材缺陷识别方法:,, ,,,,,,、、空频变换的图像分割基于应力波断 层 成 像 技 的方法,,,,,、、等这些方法对于死节活节虫眼等缺陷有较好的分割 ,,,。,,,,,,,术其中 为窗口领域 ,,;,,,,,,,,,!,,,,、、、存在对于腐朽空洞裂纹掌状节等分割不理想 以 及 算法效果,,, :,,～ 。 存在木材显微图像分割受大面积的木射线影响等问题,,,,年 提 出 来也 算法由日本人大津展之在 :,,～ ,,,, ,,针对上述问题本文基于二维中值滤波技术采用 :,,。称最大类间方差法或大津阈值法 算法进行木材图像分割,实验取得了较好的分割效果。～ ,,其基本思想是通过对图像的一维直方图进行统计获 ,得目标和背景的类间 方 差 值从而动态确定图像分割的最 。佳阈值 背景知识 ,,对于一幅图像,其像素数为 ,灰度范围取为,×,, ，:，中值滤波 ,,, 。 ,,中值滤波器于年由 提出并应用于一维信号 ,,,,,～，;! ,设为灰度级的像素数是灰度级为的像素点出 ,,,,,,,,,:, 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 中。中值滤波是常用的一种非线性平滑滤波,较好 ,,,收稿日期修回日期年月日年月日 ,:,, , , ,:,, , ,: , ,,,,,,,,,,,,基金项目国家重点基础研究发展 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 国家杰出青年基金 江苏省自然基金 江 苏 ,,,,:,,:,,,,,:,,,,,,::,,，,::,,,, ,,,,。省青蓝工程学术带头人项目江苏省六大人才项目江苏省研究生创新项目资助 :,，,,,:,,,, ,,,,。,,作者简介吴东洋女讲师研究方向数据挖掘图像处理 , 现的概率,则,,,求出使取最大值时的阈值 ,:σ,,。 根据阈值输出分割后的二值化图像 ,,,,, : , ,,,, ,,,, ,:，,,,,,? , ， ×,实验及测试 ，, , , ,,,。其中,, , ,在实 验 中,我 们 从 提 供 的 ?,,, ,～,,,～,::;:,,,,, ,! :,,,设分割阈值,,,、表示一个二值灰度级 :，,,,,,? , , 中选取 了 其 中 个 具 代 表 ::,,,,， ,,,,,,,， ,,, ,，, 别则图像 在阈值上的二值化分割结果可表示为, , ,性的样本整个木材缺陷的特征提取和识别算法均采用 ,,,编程实现,首先对采集的木材图像用 ,,,, ，,!,,,,::,,,:× ,,,,,,,,, ,,,,,!, ,,,,,,, ,! 的滤波窗口进行平滑处理,然 后 使 用算 法 进 行 缺 ,::,～,、即通过阈值将图 像 的 灰 度 级 划 分 为 两 个 区 域, ,, , 。陷区域分割,。分别代表图像中的背景区域及目标区域 ,, 我们给出其中,在 此 次实验的测试结果图个 样 本 , , ,图像中像素灰度小于的 将 包 含 在区 域 中包 含 ,,,, , ,中木材缺陷数量与类 型 和木材质地与颜色深度均有所不 ,,灰度级为,… ,,,像素灰度大于等于的 将 包 含 在 :,,,,, ,。同图中黑色区域标识即为缺陷在木材表面的确切位置 ,,,… ,,。区域中灰度级为 ,,,,，,，,, ,,图,该方法将所 中缺陷类型为节子节点及小虫眼, ,,,区域和区域的类间方差为 ,,, , 有缺陷正确识别 图以 及 在。中 缺 陷 类 型 为,,,, ,;,,，,:, , ,,,,, ,,, ,,～～σ,, , ,,,取材时的切割损伤使 用 方法将切割损伤完全分割:,,～ ,。 但是对于缺陷存在分割断裂图中 缺 陷 类 ,;,,，,:,,,,, ,其中,,,区 域 比 例 区 域 均 值 ,,,～,, , , ,, , , ?,,型为节子及腐朽其节子及腐朽缺陷正确标出同时将左下 : ,, ,。角正常区域也分割为缺陷 ,,,,,，, ,? :,,,,, , 区域比例区域均值,,,,, , , ,, , ,,,,? ,,,, ,，, ,,,,,,? , ,, 。～ , , , ,, ,,当取最大时对应的阈值即 σ,,,,,,,,,,,,,,σσ , 基 于 算法的木材表面缺 陷 图 像 分 ,:,,～ 割算法描述 算法的木材缺陷图像分割基本 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 基于 ,,, :～ ,, 基于 算法的木材缺陷识别的基本流程如图 所 :,,～ , 示。 识别前,将 样 本 图 像转换为灰度图,灰 度 级 别 为 ,,, ,,级将该灰度图通过中值滤波器进行平滑处理降低小黑点 。 及较深纹理对图像分割阈值选取的影响将平滑后的灰度 图像作为输入,利用 ,将 背 景 算法获得图像分割阈值: ,～, 。区域与缺陷区域分割并输出图像 图算法木材缺陷识别结果 , :,,～、、对于。图像分割阈值选取如表所示,,,,,,,,,,,, , 图像分割阈值表 , 图像 ,,, ,,, ,,,,,, 阈值 ,,,,,,,,,图 木材缺陷识别流程, 算法的木材表面缺陷图像分割算法描述 基于 :我们发现该方法对于木纹 ,,,,～通过分割图像的 对 比 分 析,,算法实现木材缺陷识别过程如下,: ,～,,较浅的图像分割效果 较 好通过图像平滑处理可以减少小 读取图像,, ,,黑点对于缺陷识别的 影 响对于缺陷面积较大及缺陷位置 ,设置滤波窗口大小为,,,:×,: ,,,特殊如位于边缘或角 落并 不 敏 感而对于木质纹理较深 ,,读取窗口下对应像素的灰度值 ,,。,:×,: 同时缺陷颜色不明显的图像分割效果并不理想 ,,,, 将这些灰度值从小到大排序得到 ,,,×,:: 结语 ,, ,,,,,获取出 的中值,,,:,: ,!,, ,,,,,,。将赋给对应窗口中心位置的像素重复步骤 算法的木材缺陷识别方法 本文提出了一种基于 ,,:,～, !,,,,,。得到平滑后图像 ,,, ,实验采用 提供的 ,::,,,,,,～,,,;:～,::,,，,,,,，,,! ,,,,统计图像 的各灰度级像素点出现概率 ,对木材图像使用中值滤波进行平滑处理后 用,,,, ,,, ,,,,,， ,,、、、统计图像均值计算区域比例 及 算法进行缺陷区域分割结 果 表 明 ,算 法 对 于 木,～,,,,, :,～:,～,, ，,,,,, ,吴东洋等基于 算法的木材缺陷图像分割 第卷 ,,, :～ ,: ,, ,,,,,参 考 文 献 ，:,,～;,,,,:,;,,,,,,,;,,,,,,,,,,,:,:,,,!!,,,,,梁善庆赵广杰应力波断层成像诊断木材内部缺陷木材 ,,，,,,,,，,:,;,,:,,，,,,,,,,～,,,,,,:,,,;;,,，:,,;,～:,,,,,,,,,,,!, ,,,,,,,,工业,,,,,, ，,,,～,,,,～,:,～,,;,～,,,,:,:,,,,,,,,,,,,,,;，,,,～,,,:,:,,::,,,:,;,,,,:,～:,,，:～,,,,,, ,,,, ;,,,,,,:,,,:,，,,;,,,, ,;,;:,,:, ,::, ,,,～ ,,,;,, ,,,,,,,徐凯宏压阻 式 木 材 内 部缺陷 类 无 损 检 测理论与技术的 研 究,, ,,,,,,～; ,:,:,,，,:～,,, ,::,，,,～,,,,,:,:,,,,,,,,,!!,,,东北林业大学博士论文,～，,,～:,,,～;:,,,,,,,,!,::,, ,, , ,,;:～,:::;,;:,,,,;,;;:,, ,::,,～,,:,,,,,，,,,,,!,,, ,,,,,,, 崔屹数字图像处理技术与应用第 一 版北 京北 京 电 子,,,,,,,,,;,:;,,,:::,～;,,:，:～;,,,:;,,,,;,,,,, ,,,,,,,,,,,,,!,工业出版社:～,,,,,,,,,,，,,;,,::;,,,,,;:～,:,:,,,,!,,,,,, ,,,,,,::,, !,,,,,,,,,:,:,,,;,:,,,;,,;,，;::,:,,～,,,, ,,,,,,,,,,,,,,,，,,,,,,,,,王阿川曹军等改进 模型的木材缺陷彩色图像分割研究 ,,:,, ,,,,,;,,!,,,,, ,,,,,,,计算机工程与应用，,,,,,,,,, ,,,,:～～,,:,,,,,,,,,,, 王新成高级图像处理技术北京中国科学技术出版社出,,,,,,,,:,:，～,,～，,,;,,,;,;,:～:, ,::, ,～,:;,;;:,,,,,,,,!,,版,,,,,,,,:～;,,,,,:;,,;,::;,,,,;:～,:,,,,,,,,,,::,, ,,,,::,:,,,,;,;,;,,,,,:, ,,,～,,,:,;, :, ,:,;,，,:,,,,,,,,,:, ,;,:～,,,:;,:;,,,,;:～,::,;,,,,,,,,,!,,!,::,, ,,,～,:,,;, ，,,,;;,,,,, ,,,:,,,:,,,:,,,, ,,,,,,,,,,,,,～，;，,,，,:,:,,,,,,,,,,,;,,,,,,,,,,,,,,,,,!,!!,, ,,,,,,,,,,,, ,,,:,,;,,;,,,,,, !,,,,,白雪冰王林基于空频变换的木材缺陷图像分割东北林 ,,，,,, ,, ,:,,,，,,,～;,～:,,;;::,;～:,,:,,;,;，,,,,,,,,,,,,!,, ,,,,,,业大学学报,,,,,, ,,,,～;,,,,,,，,,,，,,,:,:,,, ,,,,,,,,,,,,，，， ,,,:,,,,,,,:,,，,,,,,，,,,,,,, ～, , ;,;;,,:,:::,,;;:, ,,,;,:,,,:;;;,:,,,,,,,,,,,,! ,,,,,,,,:,,,,,:, ，,，:～,,,, :, 檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷 ,,上接第页,, 居家老人或幼儿的身 体 监 测 功 能,以掌握有利的处理与急 离。 但是通过实现医疗无线化之后,可与医疗流程貌合神 。,救时机 以实现现场的医疗管 理 和 监 控使这两个流程能够真正融 。 ,合在一起这对于医院的信息化应用来说具 有 跨 越 性 的 。 ,这样才能够更好地发挥医院的整体优势提 升 经 济 意义 超宽带无线通信技术应用中存在的问题 ,,。增强其竞争能力 效益无线局域网络安全问题 ,,, ,参 考 文 献 随着无线局域网应用领域的不断拓展其安全问题也越 ,,, , ,,:,,,,,,;,,,,,,,:,;,,,～;,:,;:，～,,,,,,,,,,,!,,, 来越受到重视。在有线网络中,可以清楚辨别哪个客户端连接,;;,,～:,,,,,; ,,,;,;,, ::,,;:,,,,,,,,::;;,,,:,,～; ,,,!,。,在网线上无线网络与此不同由于无线局域网采用公共的 ,,’,,,，，，,,,::,,,,,,,,,,,，, ,、、、、电磁波能够穿过天花板玻璃楼层砖墙 电磁波作为载体,,,, ,,,,，: ,，,,: ,～;,:,,,，,:,:～,,～;;:,,,,,,,,,,,,, ,,因此在一个无线访问点所服务的区域中任何一个无 等物体～,:,;,,;,,;,;,,,,:, ,,,,,,,,;,,,, ,,,,,,,,,,:,,，，，， ,,,。 包括并不希望他接收数据的客户端线客户端都可以接收到,, ,, , ,;,,:,,::,;;,:;:,::～,:,:,,:::,,::,,,,,,,,，,,,,,因此在无线局域网中只要有与和无线局域网设备工作在同 ,,,,,,,,,,,, ,,任何人都有条件窃听为了阻止非授权用户 一个频段的设备, ,,,,,,, ，,, ,，，,，, :,, ,;, ,;,～:,,:,～:,,,,,,,,,,以及防止对无线局域网数据流的非法侦听在 访问无线网络,,, ，,，,;:,～,,,:,;～,,,:,,，,，，，，:～,,:,,,,, ,,,，,,。 无线局域网的应用当中引入相应安全的手段,,,,,,,,;,;,,::,,～,,:,,,:,,,,,,,,,::,,,, ,,,,, ,,,,，,, ,,,,,,,,～,,;;,,,,,～,,～,,,,,;,,,,～:: ,,,,无线信号的干扰问题, ,,,在大范围的应用 环 境 中,往往需要采用多个 覆 盖 ,,,～,, ，,,, ,:,,;,:,，,;,;,,,,,;,,,，，:～,,,::,;,:;,,,,,, ,,,,。 为了能够做到客户端在这片区域内的无缝 ,:;,,,,,,,::,, 一片较大区域 ,每个相邻的 的覆盖范围都需要有一定程度的重 漫游,, ,,,,,，,:,，,，:,:,,,,，,, ,,,,～,,,,,～,，,:,;,,～,,;,,，。 ,叠重叠区域内的无线电信号如果频道 也 重 叠势 必 会 造 ,,～,,,;,,;;;,:;,,,,,,,～，，，,;,,:,,,,,,,,,,,,,,,,，，,,!!, :,影响到网络传输速率,因此,相邻 通常采用不 成冲突,,, :,,～, :, ,;,,:,,,，,,::, ,,, ,:,,,; ,,,,: ::,,～,,:,,,:, 。 ,,,,重叠频道的方法来避免干扰,,,,,,,,,,,,,, ,,,,,,，，，: , ,,:,，,,:， , ,,,,,,;,,,, ,;;,, ，,,,,,,,, 数据的可靠性问题 ,,,,,,,,,,,,;,,，,，，，， ,,:,:,,,; ,,,,,,;,,,,,,,::,,, !,,,在数据传递过程中加密可以保护信息 不 被 破 解但 ,,,,,，,, ， :,,,,，,～;,～;～::～,,,;;,:,,,:;,,～,,:,:,;,,,,,,,, ,是无法保证数据的真 实 性 和 完 整 性所以部署无线系统的 ,～～:,,,,,,,;:,,;;,:;,,,,,,;,,,, ,～,,,～,;,，,,;,,;,,,, ,,!,,。 时候必须为其提供匹配的认证机制在使用的无线系统带 ,,,,,,,,,;,:;，,，，，,,,,,::～,,,::,,,,,:,,,:,,,,，, ,,但是与加密一样要 有认证机制的情况下可以直接利用,, , , ,,～,,,～:～;,,～;,,;,,;～,,,～,:, ,～,,,,,,,, , ,, !!。 保证认证机制与其他应用系统能够协同工作,,～,,:,:～,,::::,::,;,,～::，;,:，，,::;,,,,,,,,,,,,,,,, ,,,,,，,,;;,,,:,,,,,,,,,::,,,, 结语 ,,’,:,,;,,,，,,,,～,;,,,，,::,,,,;,,,,,,,:,,,,,,,,,,,,;,, ,! ,,,,,,, ～,;,,,,,;,,,,,,,::,,,无线通信技术的应用不仅仅是技术手段的变化而 且 ,,,,, , , ,:,，,,,,～:,:，,;;,,,;,,:，;,:，,,,,,,,,，,,,,!! 、。 化 的 应 用 模 式流程控制发生了重要的改变使医院信息,,,,,,,～,,,:,，,,,,,,,,,～,,;，:,;,;,:,，,!,,::,,,, ,,目前由于信息化设备相对固定移动范围有限信息化过程