[发明专利]一种对板材进行分类识别的装置和方法

说明书

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，具体涉及一种对板材进行分类识别的装置和方法。

背景技术

板材是基本的木材工业产品，它是家具建材行业的主要生产原料，不同品种的板材其木材材性、物理性能及价格差别很大。黑龙江省具有丰富的森林资源，木材工业是全省经济建设的重要产业，因此，对板材材种的正确识别至关重要。传统的人工识别法效率较低，容易受到人为主观因素的干扰。近年来发展的计算机图像处理法利用彩色摄像机采集木材表面图像，利用数字图像处理技术进行板材种类识别。提取的分类特征包括板材颜色特征或者基于统计特性的图像纹理特征。这类图像处理的分类识别方法具有较高的效率及分类识别精度，适用于板材工业生产的大批量快速分类识别要求。

虽然现有的图像处理法提高了材种识别的准确性及效率，但是仍然具有一定的局限性。这主要是考虑使用木材的颜色特征例如颜色矩特征进行木材种类分类识别时，经常会遇到不同树种的颜色相近性问题，这将导致分类识别误差产生。另外，在使用板材纹理特征进行分类时，经常遇到纹理分布的严重不规则性，这也将使分类识别产生较大误差。

发明内容

本发明为了解决现有的板材进行分类识别方法精度低、抗干扰性差的问题，提供一种对板材进行分类识别的装置和方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种对板材进行分类识别的装置，它包括光源系统、图像采集系统和窄带光学滤光片，

所述光源系统用于向待测板材投射多波长光束；

所述窄带光学滤光片用于将待测板材反射或透射的多波长光束过滤为不同波段的光束；

所述图像采集系统用于采集经过窄带光学滤光片后的待测板材灰度图像，并将所述灰度图像发送至计算机。

进一步地，所述光源系统包括光源、孔径光阑和透镜系统，

所述光源发出的光经过所述孔径光阑和所述透镜系统转换为平行光垂直投射在待测板材上。

进一步地，所述窄带光学滤光片为4波段圆盘滤光片，

所述4波段圆盘滤光片包括带有4个圆孔的圆盘和4个滤光片，4个滤光片分别安装在4个圆孔中，4个滤光片分别为红色滤光片、绿色滤光片、蓝色滤光片和近红外滤光片。

进一步地，所述图像采集系统包括成像系统、黑白CCD摄像机和接口电路，

所述成像系统收集经过窄带光学滤光片的光束，并将所述光束投射至所述黑白CCD摄像机光敏面上，所述黑白CCD摄像机采集待测板材灰度图像，并将所述灰度图像通过接口电路发送至计算机。

进一步地，它还包括位移测量系统和步进电机，

所述位移测量系统包括相互垂直的两个光学标尺和两个CCD摄像机，所述两个CCD摄像机固定不动，当待测板材移动时，两个CCD摄像机分别拾取纵横向光学标尺的位置信息，黑白CCD摄像机设置在步进电机上。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种对板材进行分类识别的方法，所述方法包括：

A、采集待测板材不同波段的灰度图像； 

B、利用已知材种的标准板材不同波段的灰度图像确定一个可分性最好的波段，并利用所述可分性最好的波段对待测板材进行分类识别。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种对板材进行分类识别的方法，所述方法包括：

一、采集待测板材不同波段的灰度图像； 

二、将所述不同波段的灰度图像进行像素级图像融合，获得一幅合成图像；

三、利用所述合成图像对待测板材进行分类识别。

进一步地，步骤二中将所述不同波段的灰度图像进行像素级图像融合的方法为对比度金字塔图像融合，所述对比度金字塔图像融合根据对所述不同波段的灰度图像进行高斯金字塔分解，获得高斯金字塔各层图像，对高斯金字塔各层图像进行膨胀，利用膨胀后的各层图像进行像素级图像融合，获得一幅合成图像。

进一步地，所述对比度金字塔图像融合具体为：

利用高斯金字塔分解获得尺寸上逐层减半的一组图像序列：

                  

其中为第l层高斯金字塔图像，l为分解层数，；为具有低通特性的窗口函数，服从高斯分布密度函数；是第0层高斯金字塔图像(i, j)处像素灰度值，即原始尺寸的板材灰度图像(i, j)处像素灰度值。

在构造出高斯金字塔图像序列后，对其进行插值膨胀，使第l层图像膨胀后与第l-1层图像尺寸相同，其运算如下：