[发明专利]一种基于射线分割的检测树木内部缺陷的断层成像方法

说明书

本发明公开了一种基于射线分割的检测树木内部缺陷的断层成像方法，属于林木的无损检测领域技术领域。所述方法在获得根据归一化后的应力波传播速度绘制的应力波传播射线图后，对其中的每条射线进行分割，分割时根据已知传播射线速度值估算该待分割射线上多条线段的速度值，将每条射线分割为不同速度的多条线段，并根据各射线每条线段的速度值绘制出改进后的应力波传播射线图，进而判断出各个网格的网格状态，从而使得各个网格所反应的树木内部情况更贴近于真实的情况，得到树木内部更为精确的成像效果，为后续检测出树木内部缺陷面积、形状和位置的准确信息提供更精确的信息。

技术领域

本发明涉及一种基于射线分割的检测树木内部缺陷的断层成像方法，属于林木的无损检测领域技术领域。

背景技术

应力波断层成像技术是常见的林木无损检测技术之一。利用分布在树干周围的传感器记录应力波在树木内部的传播时间，分析应力波在树木截面中的速度分布，实现树木内部缺陷的快速检测。

通常情况下，应力波在健康木质中的传播速度快于腐朽木质，当遇到空洞、裂缝等情况时，应力波会跨过该区域，导致传播速度明显降低，从而区分出木质的健康程度。

目前，国内外对于树木内部缺陷的断层成像检测已经进行了较为广泛的研究，可以对林木缺陷进行有效诊断，但是由于应力波传播射线的数量有限，导致成像区域内网格单元的参考速度值过少，甚至部分网格单元没有参考速度值，由此导致待插值网格单元的估计值与实际情况相差较大，从而导致成像精度都不高，包括缺陷面积、形状和位置等信息。

发明内容

为了解决现有树木无损检测方法对树木进行检测时，对于树木内部缺陷、面积、形状和位置成像精度低的问题，本发明提供了一种基于射线分割的检测树木内部缺陷的断层成像方法，所述方法采用射线分割的方法，得到更为精细的应力波传播速度分布，提高了网格单元速度参考值的相关性和精度，从而得到树木内部更为精确的成像效果，以便检测出树木内部缺陷、面积、形状和位置的准确信息。

一种基于射线分割的检测树木内部缺陷的断层成像方法，所述方法包括：

S1获取应力波在待检测树木内部的传播速度并进行修正，对修正后的应力波速度值进行归一化和离散化处理；

S2在成像区域内划分网格单元，并根据归一化后的应力波传播速度绘制应力波传播射线图；

S3分割根据归一化后的应力波传播速度绘制应力波传播射线图中的所有射线，并根据已知传播射线速度值估算待分割射线上多条线段的速度值；将分割后的射线进行可视化，得到改进的应力波传播射线图；

S4计算成像区域内每个网格单元的速度值；对无数据的网格单元采用最近邻插值法获取对应的速度值；

S5根据成像区域内每个网格单元的速度值判定网格状态，结合图像处理方法实现树木内部缺陷的重建，得到树木内部缺陷的图像。

可选的，所述S3包括：

S31选择S2中根据归一化后的应力波传播速度绘制应力波传播射线图中的任意一条传播射线作为待分割射线，利用已知应力波传播速度的多条射线对待分割射线进行分割，根据多个交点将待分割射线分割成多条线段；

S32通过相邻两交点的速度值重新估算待分割射线上各条线段的速度值，线段估算值可表示为：

S_v＝(start+end)/2 公式(2)

其中，start和end分别表示每条线段两端的交点的速度值，S_v表示该线段的速度值；

S33重复上述步骤，至所有射线都经过分割处理，并根据各射线每条线段的速度值绘制出改进后的应力波传播射线图。

可选的，所述S4包括：