[发明专利]基于边缘信息的木材年轮线精确提取及复原方法

权利要求书

1.一种基于边缘信息的木材年轮线精确提取及复原方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取木材截面RGB图像，对所述木材截面RGB图像进行灰度化处理，得到对应的木材截面灰度图像；从木材截面灰度图像中提取轮廓线，记为初始轮廓线；

利用密度聚类算法对所述初始轮廓线进行聚类，得到多个年轮聚类轮廓线；根据各年轮聚类轮廓线的角度跨度将年轮聚类轮廓线划分为完整的年轮聚类轮廓线和不完整的年轮聚类轮廓线，将每一条完整的年轮聚类轮廓线记为一条第一年轮线；将不完整的年轮聚类轮廓线中属于同一年轮线的年轮聚类轮廓线共同记为一条第二年轮线；将各第一年轮线和各第二年轮线按照对应的极坐标半径的大小进行排序，计算排序后各年轮线的完整度、黏连度和清晰度；根据排序后各年轮线的完整度、黏连度和清晰度计算各年轮线的真伪度；根据各年轮线的真伪度判断各年轮线是否为伪年轮；其中，所述根据各年轮聚类轮廓线的角度跨度将年轮聚类轮廓线划分为完整的年轮聚类轮廓线和不完整的年轮聚类轮廓线，包括：对于任一年轮聚类轮廓线：计算该年轮聚类轮廓线上的点的极坐标，求取极大值和极小值，如果该年轮聚类轮廓线上的点的极坐标分布在和之间，那么该聚类轮廓的角度跨度；如果该年轮聚类轮廓线上的点的极坐标分布在和之外，或，那么该聚类轮廓的角度跨度；判断该年轮聚类轮廓线的完整度，将该年轮聚类轮廓线的完整度与完整度阈值进行比对，如果小于阈值，则判定该年轮聚类轮廓线不是完整的年轮聚类轮廓线；如果不小于阈值，则判定该年轮聚类轮廓线是完整的年轮聚类轮廓线；

将伪年轮去除后的年轮线记为正常年轮线，对于存在缺口的正常年轮线，根据各存在缺口的正常年轮线对应的排序后的年轮线序号和各缺口中心位置信息构建各存在缺口的正常年轮线对应的各缺口向量；根据各存在缺口的正常年轮线对应的各缺口向量对节瘤区位置进行定位和复原；所述将不完整的年轮聚类轮廓线中属于同一年轮线的年轮聚类轮廓线共同记为一条第二年轮线，包括：

对不完整的年轮聚类轮廓线进行圆的拟合操作：计算各不完整的年轮聚类轮廓线上任意三点确定的圆参，为圆的圆心位置的横坐标，为圆的圆心位置的纵坐标，为圆的圆心位置的半径；

求取各不完整的年轮聚类轮廓线对应的各圆参的均值，根据各不完整的年轮聚类轮廓线对应的各圆参的均值计算任意两不完整的年轮聚类轮廓线对应的圆相似度，将圆相似度大于设定圆相似度阈值的不完整的年轮聚类轮廓线判定为属于同一年轮线，将属于同一年轮线的各年轮聚类轮廓线共同记为一条第二年轮线；若某不完整的年轮聚类轮廓线与其它不完整的年轮聚类轮廓线之间的圆相似度均不大于设定圆相似度阈值，则将该不完整的年轮聚类轮廓线单独记为一条第二年轮线。

2.根据权利要求1所述的基于边缘信息的木材年轮线精确提取及复原方法，其特征在于，计算排序后各年轮线的完整度的方法包括：

对于存在缺口的年轮线，根据年轮线的缺口个数和缺口处的宽度计算年轮线的完整度指标，计算公式为：

其中，和代表调节参数，为某年轮线的完整度指标，为该年轮线的缺口个数，为该年轮线上第m个缺口的宽度。

3.根据权利要求1所述的基于边缘信息的木材年轮线精确提取及复原方法，其特征在于，计算排序后各年轮线的黏连度的方法包括：

利用如下公式计算各年轮线的黏连度指标：

其中，为第条年轮线的黏连度指标，表示第圈年轮的年轮宽度，第圈年轮是由第条年轮线和第条年轮线围成的，表示第圈年轮的年轮宽度，表示第圈年轮的年轮宽度。

4.根据权利要求1所述的基于边缘信息的木材年轮线精确提取及复原方法，其特征在于，计算排序后各年轮线的清晰度的方法包括：

利用如下公式计算各年轮线的清晰度：

其中，是某年轮线的清晰度评价指标，是该年轮线上的所有像素点灰度的均值，代表该年轮线上的像素点梯度幅值的均值，和为设定调节参数。