一種智能木材表面缺陷檢測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種智能木材表面缺陷檢測系統(tǒng)，它涉及木材檢測系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。它包括光學(xué)系統(tǒng)、攝像機、圖像采集卡、監(jiān)視器和計算機，光學(xué)系統(tǒng)與攝像機相配合，攝像機與圖像采集卡連接，圖像采集卡與裝有檢測應(yīng)用軟件的計算機連接，圖像采集卡、計算機接至監(jiān)視器，當光學(xué)系統(tǒng)中的光源照射被測目標表面后，反射光線入射到攝像機內(nèi)并經(jīng)過合適的圖像采集卡完成圖像的獲取。本實用新型對木材表面質(zhì)量在線檢測，有效實現(xiàn)對木材缺陷分類識別，識別率高，檢測精確，實用性強，易于推廣使用。
【專利說明】
一種智能木材表面缺陷檢測系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實用新型涉及木材檢測系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種智能木材表面缺陷檢測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 木材缺陷是指降低木材商品價值和使用價值的各種特征的總稱，是降低商品價值的非正常和不規(guī)則部分，是木材適用于某種特殊用途時的質(zhì)量缺陷，它們會降低木材強度， 影響加工和裝飾質(zhì)量及外觀。我國國家標準有關(guān)木材缺陷的定義是:凡是在木材上降低其質(zhì)量、影響其使用的各種缺點均為木材缺陷，根據(jù)新頒布的國家木材標準，將木材缺陷分為下列十大:節(jié)子、變色、腐朽、蟲害、裂紋、樹干形狀缺陷、木材構(gòu)造缺陷、傷癥(損傷）、木材加工缺陷和變形，板材的缺陷主要包括節(jié)子、腐朽、裂紋和夾皮、蟲害和加工缺陷。
[0003] 節(jié)子是指包含在樹干或主枝木材中產(chǎn)生枝條部分，有活節(jié)、死節(jié)、腐朽節(jié)、漏節(jié)等， 節(jié)子破壞木材構(gòu)造的均勻性和完整性，不僅影響木材表面的美觀和加工性質(zhì)，更重要的是降低木材的某些強度，不利于木材的有效利用。木材由于木腐菌的侵入，逐漸改變其顏色和結(jié)構(gòu)，使細胞壁受到破壞，物理、力學(xué)性質(zhì)隨之發(fā)生變化，最后變得松軟易碎，呈篩孔狀或粉末狀等形態(tài)，這種狀態(tài)即稱為腐朽;腐朽嚴重影響木材的物理、力學(xué)性質(zhì)，使木材重量減輕， 吸水量大，強度降低，特別是硬度降低較明顯。通常褐腐對強度的影響最為顯著;褐腐后期， 強度基本上接近于〇,白腐有時還能保持木材一定的完整性。一般完全喪失強度的腐朽材， 其使用價值也就隨消失：因各種昆蟲害而造成的缺陷稱為木材蟲害，分表面蟲跟和蟲溝、大蟲眼和小蟲眼三種，表面蟲害和蟲溝?？呻S板皮一起鋸除，故對木材的利用基本上沒有什么影響；分散的小蟲眼影響也不大;但深度在10毫米以上的大蟲眼和深而密集的小蟲眼，能破壞木材的完整性，并降低其力學(xué)性質(zhì);而且蟲眼也是引起邊材變色和腐朽的重要通道。
[0004] 木材表面缺陷自動檢測可借助計算機圖像處理技術(shù)的應(yīng)用，但生產(chǎn)環(huán)境中的光照條件，板材材質(zhì)及外界干擾等因素，都會對板材圖像質(zhì)量造成影響，而且板材表面質(zhì)量檢鍘是在生產(chǎn)狀態(tài)下的流水線下進行的，普通攝像機得到的圖像的信噪比就比較低，質(zhì)量比較差，整個圖像對比度的分布也不均勻，如果信噪比低于一定水平，噪聲就比較嚴重，從而導(dǎo)致圖像質(zhì)量的下降，導(dǎo)致檢測的不準確。
[0005] 因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員致力于開發(fā)一種智能木材表面缺陷檢測系統(tǒng)。
【實用新型內(nèi)容】
[0006] 有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種智能木材表面缺陷檢測系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，對木材表面質(zhì)量在線檢測，有效實現(xiàn)對木材缺陷分類識別，識別率高，檢測精確，實用性強，易于推廣使用。
[0007] 為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種智能木材表面缺陷檢測系統(tǒng)，包括光學(xué)系統(tǒng)、攝像機、圖像采集卡、監(jiān)視器和計算機，光學(xué)系統(tǒng)與攝像機相配合，攝像機與圖像采集卡連接，圖像采集卡與裝有檢測應(yīng)用軟件的計算機連接，圖像采集卡、計算機接至監(jiān)視器， 當光學(xué)系統(tǒng)中的光源照射被測目標表面后，反射光線入射到攝像機內(nèi)并經(jīng)過合適的圖像采集卡完成圖像的獲取;所述的攝像機采用CCD攝像機MTV 1881EX，圖像采集卡采用標準視頻黑白圖像采集卡〇K_M10A。
[0008] 作為優(yōu)選，所述的光學(xué)系統(tǒng)由光源、將光源發(fā)散的光準直的準直透鏡、將光源的光反射的反射鏡以及分光鏡組成，準直透鏡設(shè)置在光源與反射鏡之間，反射鏡的反射面面對分光鏡設(shè)置，分光鏡位于測量對象與攝像機之間；所述的光源采用LED光源，可以長時間穩(wěn)定工作，也可以設(shè)計成特殊形狀的光源，使光線均勻照射;LED光源發(fā)出來的光首先經(jīng)過一個準直透鏡，然后由反射鏡反射到分光鏡，分光鏡的反射功能使一部分光線照到測量對象的功能面上，從功能面反射的光束是成像光束，它經(jīng)過分光鏡的透射到達攝像機的成像面。
[0009] 作為優(yōu)選，所述的計算機包括具有圖像處理與識別功能的圖像處理模塊，所述圖像處理模塊由RGB圖像獲取單元、圖像灰度變換單元、低通濾波單元、圖像分割單元、灰度均衡化單元、中值濾波單元、插值處理單元、邊緣檢測單元和特征提取單元組成，RGB圖像獲取單元、圖像灰度變換單元、低通濾波單元、圖像分割單元、灰度均衡化單元、中值濾波單元、 插值處理單元、邊緣檢測單元、特征提取單元依次連接，數(shù)字圖像處理技術(shù)利用缺陷圖片的缺陷部位在灰度直方圖中所表現(xiàn)出的顏色突交特點，判剮圖像是否有無缺陷。
[0010] 本實用新型的有益效果是:能在線檢測木材表面質(zhì)量，采用視覺模式識別方式，在模式識別過程中，結(jié)合板材表面缺陷復(fù)雜多變的特點，引入基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的分類算法， 以顏色特征為分類，構(gòu)建板材表面缺陷的識別算法，實現(xiàn)對木材缺陷分類識別，檢測精度高，處理內(nèi)容豐富，識別質(zhì)量好。
[0011] 以下將結(jié)合附圖對本實用新型的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進一步說明，以充分地了解本實用新型的目的、特征和效果。
【附圖說明】
[0012] 圖1是本實用新型的系統(tǒng)框圖；
[0013] 圖2是本實用新型光學(xué)系統(tǒng)的應(yīng)用示意圖；
[0014] 圖3是本實用新型圖像處理模塊的結(jié)構(gòu)框圖；
[〇〇15]圖4是本實用新型BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模式分類程序流程圖。
【具體實施方式】
[0016] 參照圖1-4,本【具體實施方式】采用以下技術(shù)方案：一種智能木材表面缺陷檢測系統(tǒng)，包括光學(xué)系統(tǒng)1、攝像機2、圖像采集卡3、監(jiān)視器4和計算機5,光學(xué)系統(tǒng)1與攝像機2相配合，攝像機2與圖像采集卡3連接，圖像采集卡3與裝有檢測應(yīng)用軟件的計算機5連接，圖像采集卡3、計算機5接至監(jiān)視器4，當光學(xué)系統(tǒng)1中的光源照射被測目標表面后，反射光線入射到攝像機2內(nèi)并經(jīng)過合適的圖像采集卡3完成圖像的獲取。
[0017] 計算機視覺技術(shù)通過模擬人的視覺功能，對輸入圖像進行分析和理解的技術(shù)，對予以灰度進行量化處理的機器視覺系統(tǒng)而言，圖像亮度是一個尤為重要的參數(shù)，而決定這一重要參數(shù)的因素便是光路系統(tǒng)的質(zhì)量。一般來說機器視覺系統(tǒng)為了避免環(huán)境自然光線或燈光對其工作狀態(tài)的影響，光路設(shè)計采用的光源要求亮度大、亮度可調(diào)、均勻性好、穩(wěn)定性高，以抑制各種外界環(huán)境光對圖像質(zhì)量產(chǎn)生較大影響，并導(dǎo)致機器視覺系統(tǒng)故障或誤判行為。其次，光路系統(tǒng)設(shè)計需要滿足視場需求和圖像分辨率要求，它的設(shè)計質(zhì)量決定了圖像質(zhì)量及機器視覺系統(tǒng)的準確率。
[0018] 值得注意的是，所述的光學(xué)系統(tǒng)1由光源101、將光源101發(fā)散的光準直的準直透鏡 102、將光源101的光反射的反射鏡103以及分光鏡104組成，準直透鏡102設(shè)置在光源101與反射鏡103之間，反射鏡103的反射面面對分光鏡104設(shè)置，分光鏡104的位于測量對象6與攝像機2之間；為了使照明更加均勻，使光源發(fā)出來的光首先經(jīng)過一個準直透鏡102,然后由反射鏡103反射到分光鏡104,分光鏡104的反射功能使一部分光線照到測量對象6的功能面上，從功能面反射的光束是成像光束，它經(jīng)過分光鏡104的透射到達攝像機2的成像面。
[0019] 照明系統(tǒng)的技術(shù)要求：（1)鏡頭的視場:應(yīng)根據(jù)被測對象的尺寸確定鏡頭的視場， 再根據(jù)鏡頭視場的大小決定最佳的照明系統(tǒng)。
[0020] (2)照明系統(tǒng)與工件的間距：需要確定鏡頭到工件的距離，照明系統(tǒng)到工件的距離，從而確定光源與工件的距離。
[0021] (3)工件的外形、條件及顏色:照明的選擇是由工件表面的形狀、平坦度、光滑程度等條件決定的。最佳的照明顏色(紅、藍、綠、白）可通過檢測工件或被檢測區(qū)的顏色來決定。
[0022] (4)成像物鏡:應(yīng)針對確定的成像物鏡進行照明系統(tǒng)的設(shè)計，其檢驗標準要看工件的缺陷是否被顯現(xiàn)出來。
[0023] 光源和照明是機器視覺系統(tǒng)輸入的重要因素，好的光源與照明方案往往是整個系統(tǒng)成敗的關(guān)鍵，光源與照明方案的配合應(yīng)盡可能地突出物體特征量，在物體需要檢測的部分與那些不重要部分之間應(yīng)盡可能地產(chǎn)生明顯的區(qū)別，增加對比度，同時還應(yīng)保證足夠的整體亮度，盡可能突出所要提取的特征。光源101主要是為圖像傳感器提供光路支持，它將光線照到視覺對象上，對象反射光攜帶了對象的大部分表面特征，經(jīng)物鏡成像在圖像傳感器的像面上，從而可以采集到對象的表面特征信息。因此，恰當?shù)剡x擇光源是獲得理想信息的關(guān)鍵，是圖像傳感器技術(shù)的重要環(huán)節(jié)。光源設(shè)備的選擇必須符合所需的幾何形狀、照明亮度、均勻度、發(fā)光的光譜特性，同時還要考慮光源的發(fā)光效率和使用壽命。常見的可見光源有日光燈、白織燈和LED等。
[〇〇24]因為本系統(tǒng)要求使圖像處理單元得到精確的、重復(fù)性好的測量結(jié)果，照明系統(tǒng)必須保證長時間內(nèi)能夠提供穩(wěn)定的圖像輸入，所以本照明系統(tǒng)選擇LED光源，LED光源壽命長， 光源穩(wěn)定工作壽命達到6000-10000h，LED光源是由許多單個LED發(fā)光二極管組合而成的，因而通過每個小LED的排列組合設(shè)計光源比較容易，更容易針對實際應(yīng)用需求來設(shè)計光源的形狀和尺寸，而且LED光源具有功耗小、響應(yīng)快等優(yōu)點，目前在視覺系統(tǒng)中被廣泛應(yīng)用。 [〇〇25]工業(yè)生產(chǎn)中采用的機器視覺系統(tǒng)，灰度級差異較大，小到二值圖像、大到256灰度級以及更大的特殊需求，采用的灰度級越大，數(shù)字圖像越逼真清晰，越接近原視圖。一般來說，入眼能分辨的灰度級約為50-60級之間，因此64級灰度足以提供必要的觀察信息及辨認需求，所以許多機器視覺系統(tǒng)是采用64級灰度級。但是，要使機器視覺系統(tǒng)具有很強的精密區(qū)別目標的能力，一般采用的灰度級為256級，其灰度范圍從0到255。視覺系統(tǒng)的精度取決于目標視場和攝像機所包含的像元數(shù)量，當目標視場固定時，像機中每個像素單元代表的距離越小，識別精度也越高，圖像的分辨率也越高。
[0026]所述的攝像機2采用CCD攝像機，CCD全稱為電荷耦合器件，具有光電轉(zhuǎn)換、信息存貯和傳輸?shù)裙δ埽哂屑啥雀?、功耗小、結(jié)構(gòu)簡單、壽命長、性能穩(wěn)定等優(yōu)點，所以在固體圖像傳感器、信息存貯和處理等方面得到了廣泛的應(yīng)用，CCD圖像傳感器能實現(xiàn)信息的獲取、轉(zhuǎn)換和視覺功能的擴展，能給出直觀真實、多層次、內(nèi)容豐富的、可視圖像信息。本系統(tǒng)攝像機2選用黑白低照度高解析攝像機MTV 1881EX，各項指標如下：
[0027] (1)型號：MTV 1881EX;
[0028] (2)功能描述：內(nèi)同步/外同步(VB S)，視頻驅(qū)動，自動增益控制；
[〇〇29] (3)影像傳感器:1/2英寸；
[0030] (4)CCD 光敏面：7.95mmX6.45mm;
[0031 ] (5)光敏單元大?。?·6urn(H) X8·3um(V);
[0032] (6)CCD總像素：795(水平）X 596(垂直）；
[〇〇33] (7)掃描系統(tǒng):625線，50場/秒（（CCIR制式)/525線，60場/秒(EIA制式）；
[〇〇34] (8)同步系統(tǒng)：內(nèi)同步/復(fù)合外同步；
[0035] (9)最低照度：0 · 02Lux(Fl · 2，56000K);
[0036] (10)水平清晰度:600線；
[〇〇37] (11)增益控制模式：自動增益控制(0N/0FF可切換）；
[〇〇38] (12)信噪比：優(yōu)于48dB;
[0039] (13)電子快門（手動）：1/50(CCIR制式）/60(EIA制式），1/125,1/250,1/500,1/ 1000，1/2000，1/4000，1/10000秒；
[0040] (14)自動光圈:視頻驅(qū)動；
[〇〇411 (15)視頻輸出：復(fù)合式影像信號輸出，1. OVp-p在750hm;
[0042] (16)伽瑪修正:0.45。
[〇〇43]采集圖像的數(shù)字化是圖像采集卡以數(shù)據(jù)采集計算機接口卡（簡稱圖像采集卡）為核心，中央計算機控制完成視頻輸入信號的數(shù)字化，起到光學(xué)傳感模塊與圖像處理模塊之間的橋梁作用。檢測過程中，光學(xué)傳感模塊實時獲得木材表面圖像，圖像采集模塊數(shù)字化 CCD攝像機輸出的視頻信號，供圖像處理模塊進行后續(xù)處理；圖像采集卡將被測目標的可視化圖像和特征轉(zhuǎn)換為能被計算機處理的一系列數(shù)據(jù)，它一般是完成模擬信號向數(shù)字信號轉(zhuǎn)換的功能，此功能可以集成在成像設(shè)備中，也可以獨立在成像設(shè)備之外。前者就是目前流行的數(shù)字攝像機，它將數(shù)字化(模、數(shù))轉(zhuǎn)換的功能集成在攝像機內(nèi)，直接輸出數(shù)字圖像信號， 這種攝像機避免了將模擬電信號轉(zhuǎn)換成視頻信號，再將視頻圖像轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像過程中的圖像信號損耗。它具有很好的感光像元點和像素點的幾何對稱性，只要知道了每行的像素點數(shù)，就可以確定新的一行從哪里開始，從而避免了模擬視頻信號數(shù)字化中因水平掃描不能精確同步而造成的像素抖動問題。
[0044] 圖像采集卡除了完成模數(shù)轉(zhuǎn)換的功能，同時也作為圖像采集部分和處理部分的接口。因此不管是數(shù)字像機還是模擬像機，圖像采集卡是不可或缺的，圖像處理與決策是整個視覺系統(tǒng)的核心，由工業(yè)計算機完成。根據(jù)現(xiàn)場作業(yè)特點，選擇合適的軟件流程，并尋找恰當?shù)膱D像算法來實現(xiàn)檢測目的。特別是現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境有別于實驗室情況，存在大量的不確定因素，這無疑增加了軟件算法的難度，也是系統(tǒng)完善的主要方向。好的軟件系統(tǒng)應(yīng)該盡量少的受到外界條件的干擾，具有更強的自適應(yīng)性。
[0045] 本系統(tǒng)所述圖像采集卡3采用基于PCI總線的標準視頻黑白圖像采集卡0K_M10A， 0K_M10A是0K系列的第二代產(chǎn)品，是0K_M10M的升級型，并涵蓋了0K_M80的絕大部分功能。 0K_M10A是一款專業(yè)級的標準黑自采集卡，它采用了多項先進技術(shù)，高帶寬輸入，數(shù)字抗混疊、濾波等，使此卡的性能比〇Κ_Μ10M有了顯著的提高。OK_MI 0A適用于科學(xué)研究、工業(yè)檢測等的圖像處理系統(tǒng)1681的通用性高質(zhì)量圖像采集卡。視頻模擬信號作為采集卡輸入，經(jīng)濾波、A/D轉(zhuǎn)換成8bits數(shù)字信號，通過PCI總線傳送到計算機系統(tǒng)內(nèi)存。
[0046] 圖像卡傳送速度高達25MB/S，實現(xiàn)攝像機圖像到計算機內(nèi)存的可靠實時傳送，連續(xù)采集相鄰幀的圖像，精確到幀。采集圖像點陣精度高，A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字視頻信號誤差小， 適用于高精度和高速度的工業(yè)檢測及序列圖像處理等研究開發(fā)領(lǐng)域。〇K_M10A卡可以將圖像直接傳送到主機內(nèi)存并連續(xù)存儲，帶來兩個好處：（1)從連續(xù)圖像中獲得更多信息；（2)圖像處理軟件在主機內(nèi)存執(zhí)行，采用高效總線分享技術(shù)，提高CPU并行處理能力，便于圖像處理軟件編程。
[0047] 0K_M10A圖像采集卡特點及技術(shù)指標如下：
[〇〇48] (1)視頻輸入可為PAL或NTSC等標準視頻信號；
[〇〇49] (2)四路視頻輸入軟件切換選擇；
[0050] (3)8位高精度高信噪比A/D，寬范圍亮度對比度軟件調(diào)節(jié)；
[0051 ] (4)輸入的視頻幅度可適應(yīng)0.2V-3V，零點調(diào)整可適應(yīng)士 1.5V變化范圍；
[0052] (4)點陣擾動（pixel jitter)小于4ns;
[0053] (5)圖像采集采用高效總線分享技術(shù)，提高CPU并行處理能力；
[〇〇54] (6)可自動測量行場視頻特性；
[0055] (7)可直接采集格式為8位、24位、32位；
[0056] (8)可支持1:1和4:3采集點陣比例，最大采集分辯率768 X 576;
[〇〇57] (9)圖像上下、左右鏡像采集；
[0058] (10)高帶寬輸入，數(shù)字抗混迭濾波技術(shù)，圖像水平分辨達600線；
[0059] (11)可采集單場，單幀，連續(xù)幀，精確到場；
[0060] (12)外觸發(fā)信號輸入(TIL低電平）。
[0061] 計算機是自動檢測系統(tǒng)的神經(jīng)中樞，它負責(zé)圖像的輸入、輸出、存儲器管理和圖像處理與識別，目前高速的CPU和大內(nèi)存配置己經(jīng)可以滿足本系統(tǒng)的要求，即使不采用專用的 DSP芯片，圖像分析的速度也是相當可觀的，完全可以滿足本系統(tǒng)自動實時檢測的需要。 [〇〇62]值得注意的是，所述的計算機5包括具有圖像處理與識別功能的圖像處理模塊，所述圖像處理模塊由RGB圖像獲取單元501、圖像灰度變換單元502、低通濾波單元503、圖像分割單元504、灰度均衡化單元505、中值濾波單元506、插值處理單元507、邊緣檢測單元508和特征提取單元509組成，RGB圖像獲取單元501、圖像灰度變換單元502、低通濾波單元503、圖像分割單元504、灰度均衡化單元505、中值濾波單元506、插值處理單元507、邊緣檢測單元 508、特征提取單元509依次連接，數(shù)字圖像處理技術(shù)利用缺陷圖片的缺陷部位在灰度直方圖中所表現(xiàn)出的顏色突交特點，判剮圖像是否有無缺陷。
[〇〇63]直接對獲取的RGB圖像采用加權(quán)平均法灰度變換，通過三種方式對圖像的灰度直方圖進行分拆統(tǒng)計：（1)對每一像素作256級灰度直方圖分析；（2)對4X4像素塊作256級灰度直方圖分析；（3)4X4像素塊作16級灰度直方圖分析。從灰度直方圖中根據(jù)是否有顏色突變來判斷圖片是否存在缺陷，缺陷圖片在直方圖中表現(xiàn)出雙峰特征，通常次波峰即為缺陷部位，但這不是絕對的，若直方圖曲線只有一個波峰，則可能是正常木材圖片。經(jīng)過實驗統(tǒng)計，當次波峰值比主波峰的值大于1/10時，次波峰即是代表缺陷顏色。
[0064] 實現(xiàn)了在正常圖像中產(chǎn)生次波峰的了解決辦法，通過對直方圖修正，剔除產(chǎn)生次波峰的干擾因素，實現(xiàn)了木材缺陷的第一步識別，即分類出缺陷圖像與正常圖像。
[0065] 本系統(tǒng)依據(jù)圖像處理原理及采樣、量化的理論，采用了彩色圖像處理中常用的RGB 顏色模型和HIS顏色模型;并結(jié)合本系統(tǒng)木材缺陷圖像特點與系統(tǒng)特點，對缺像圖像處理中所涉及的關(guān)鍵技術(shù)在系統(tǒng)中予以實現(xiàn)。圖像的處理過程具體包括灰度化處理、灰度值均衡化、中值濾波、圖像分割、邊緣檢測等。采用了直方圖均衡化突出圖像中有效特征，增加圖像的對比度；中值濾波去除噪聲，消除標示為缺陷部位的分散點;利用插值算法對標示為缺陷點連通，使離散的點連成片，從而得出缺陷部位的邊界;通過比較Rcbort算子、Prewitt算子、Sobel算子、Log算子和Canny算子邊緣檢測結(jié)果，采用了改進型8方向Sobel算子邊緣檢測，實現(xiàn)了缺陷圖像邊緣較理想邊界提取。
[0066] 本【具體實施方式】由于木材表面缺陷種類繁多，隨機性比較強，這些都給分類器提出了很高的要求，本系統(tǒng)基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模式識別的方法與特點、分類器設(shè)計方法及特點；以缺陷灰度均值、缺陷灰度方差和缺陷形狀作為缺陷類型識別的特征量為輸入，以10種缺陷類型為輸出，構(gòu)建了 BP網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)模型，設(shè)計了 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類器輸入層、隱含層;選用LMS對 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行訓(xùn)練，設(shè)計出了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模林分類程序流程圖（如圖4所示），以節(jié)子、蟲眼、褐變、夾皮四種不同的缺陷類型400組測試樣本數(shù)據(jù)對設(shè)計網(wǎng)絡(luò)進行檢測，每種缺陷類型各100組，檢測結(jié)果表明設(shè)計的基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模林識別的木材檢測系統(tǒng)與算法是可行的、有效的，平均識別率為97%。
[〇〇67]本【具體實施方式】利用數(shù)字圖像處理對從現(xiàn)場采集到的圖像經(jīng)過一定的處理，以去除圖像中含有的噪聲，從而為缺陷的特征提取及識別提供必要的前提，利用計算機對圖像進行處理，處量精度高，處理內(nèi)容豐富，可進行復(fù)雜的非線性處理，有靈活的變通能力，具有廣闊的市場應(yīng)用前景。
[0068]以上詳細描述了本實用新型的較佳具體實施例。應(yīng)當理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無需創(chuàng)造性勞動就可以根據(jù)本實用新型的構(gòu)思做出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本實用新型的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種智能木材表面缺陷檢測系統(tǒng)，其特征在于:包括光學(xué)系統(tǒng)（1)、攝像機(2)、圖像 采集卡(3)、監(jiān)視器(4)和計算機(5)，光學(xué)系統(tǒng)（1)與攝像機(2)相配合，攝像機(2)與圖像采 集卡(3)連接，圖像采集卡(3)與裝有檢測應(yīng)用軟件的計算機(5)連接，圖像采集卡(3)、計算 機(5)接至監(jiān)視器(4)，所述的光學(xué)系統(tǒng)（1)由光源（101)、將光源（101)發(fā)散的光準直的準直 透鏡（102 )、將光源（101)的光反射的反射鏡（103)以及分光鏡（104)組成，準直透鏡（102)設(shè) 置在光源（101)與反射鏡（103)之間，反射鏡（103)的反射面面對分光鏡（104)設(shè)置，分光鏡 (104)的位于測量對象(6)與攝像機(2)之間。2. 如權(quán)利要求1所述的一種智能木材表面缺陷檢測系統(tǒng)，其特征在于：所述的光源 (101)采用LED光源。3. 如權(quán)利要求1所述的一種智能木材表面缺陷檢測系統(tǒng)，其特征在于：所述的攝像機 (2)采用CCD 攝像機 MTV 1881EX。4. 如權(quán)利要求1所述的一種智能木材表面缺陷檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述的圖像采集 卡(3)采用標準視頻黑白圖像采集卡ΟΚ_Μ10A。
【文檔編號】G01N21/956GK205538740SQ201620097269
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年1月29日
【發(fā)明人】熊昕, 熊茂華
【申請人】廣州番禺職業(yè)技術(shù)學(xué)院