[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

说明书

本发明涉及基于边缘信息的木材年轮线精确提取及复原方法，属于数据处理技术领域。该方法采用相关的电子设备进行图形识别，以获取木材截面RGB图像，具体方法包括以下步骤：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；将伪年轮去除后的年轮线记为正常年轮线，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。本发明能够有效区别木材截面图中的正常生长年轮线和伪年轮线，并能够对节瘤区进行定位和复原，可实现对木材年轮线的精确提取。

技术领域

本发明涉及数据处理技术领域，具体涉及基于边缘信息的木材年轮线精确提取及复原方法。

背景技术

木材年轮在生长过程中，由于在一个生长周期内的环境因素的突变，例如：长期干旱以后突然下雨、火灾、病害虫损坏等，导致木材出现两个及以上的生长轮，在进行边缘检测提取轮廓的时候也会被提取出来并被误作为生长轮，此外木材也会出现节瘤区将年轮线的部分中断，对木材的年轮分割增加了难度。根据木材年轮的圈数可以判断木材的年龄，现有对木材年轮的圈数的提取多基于人工，检测效率和检测精度难以保证。

发明内容

为了解决现有方法不能精确提取木材年轮线的问题，本发明提供了一种基于边缘信息的木材年轮线精确提取及复原方法的技术方案，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；

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。

进一步地，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。

进一步地，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；