木材CT图像的三维重构

运用CT技术对木材进行无损检测,运用多重分型频谱技术可以对木材CT图像进行有效的边缘检测.针对木材CT图像低对比度、原木缺陷边缘提取困难等问题,采用多重分型频谱技术对处理后的图像进行提取,提取的边缘信息清晰完整、准确度较高,为后续的木材CT图像的三维重建提供有效信息.使用线性插值法对木材CT图像进行三维重建,该方法具有便于理解、实现简单和运算速度快的特点.所运用的线性插值法对木材CT图像三维重建的过程有较好重建效果,具有重建图像直观、清晰的优点,这种重建理论为提高木材利用效率和原木的虚拟切割提供了一种有效的思路.     

基于四元数矩阵奇异值分解的木材缺陷检测分析

当前,木材彩色图像的缺陷检测主要是通过分离彩色空间的3个分量分别进行灰度处理,然后再合成为缺陷的图像.将基于RGB彩色空间的木材图像作为一个整体,提出四元数矩阵奇异值分解（QSVD）的木材缺陷检测.把RGB的彩色空间图像转换为四元数矩阵,利用四元数奇异值分解得到不同奇异值的特征图像,通过对特征图像的分析,得到不同的木材缺陷图像,并通过对奇异值特征图像的分析得到木材彩色图像的缺陷检测,并做分析.     

基于人工神经网络的原木CT图像缺陷识别

以欧洲白蜡为例,利用训练好的神经网络识别原木CT图像中的各种木材缺陷.不同隐蔽层节点的神经网络可以正确地识别树皮、节子、腐朽和无疵木材;但是对于细小裂纹尚还不能准确识别.计算机快速、自动识别图像中的各种缺陷,有利于实现最优化的锯切方案.     

基于应力波与X射线二维CT图像原木内部腐朽无损检测

木材无损检测技术是在20世纪60年代后逐步兴起的对木材性质进行非破坏性检测的技术,如今该技术已多达几十种,产生了多种多样的木材无损检测方法。为了更好地运用这些方法,找出它们的优缺点,有必要对它们检测木材内部缺陷进行试验和评价。同时使用应力波和X射线两种方法对原木内部腐朽进行检测,结果表明：应力波和X射线二维CT图像都能检测出原木内部腐朽,显示出腐朽的区域,而且能利用图像计算出腐朽区域的面积。两种方法计算出的腐朽区域的面积准确度φ都较高,但是应力波二维CT图像在其他许多方面逊于X射线二维CT图像：应力波二维CT图像对腐朽区域形状的显示不够准确,不能根据图像辨别出腐朽的严重程度,利用图像确定腐朽面积效率很低;X射线二维CT图像对腐朽区域形状的显示与实际较吻合,可以根据图像辨别出腐朽的严重程度,利用图像确定腐朽面积效率高。但是X射线仪器笨重不便携,而应力波检测仪轻快便携。     

基于多重分形理论的原木CT腐朽图像分析与处理

使用计算机断层扫描技术进行原木无损检测,采用多重分形频谱分析方法可以对原木CT图像进行有效的边缘检测,该方法首先计算图像各像素点的H lder指数α(x,y),然后估计出其多重分形频谱f(α)的值,对图像的像素点进行分类,f(α)=1为平滑边缘点,1≤f(α)<1.5为奇异边缘点。根据多重分形理论,平滑点和奇异点的集合即为图像的边缘点。实验结果表明,该方法对原木CT图像的边缘检测具有良好的效果,并具有较好的局部性,为原木CT图像的边缘检测提供了一种新方法。     

基于X射线木材断层扫描反投影算法中的最优滤波器选取

【目的】对比X射线计算机断层扫描图像重建算法中常用R-L、S-L、Cosine、Hamming和Hanning滤波器的重建图像效果,分析滤波函数重建图像质量,优选木材断层扫描图像重建中的最佳滤波器,为木材断层成像技术研究提供科学方法。【方法】依据CT成像原理,分析图像滤波过程,探讨不同滤波器工作特性和滤波器的设计步骤。首先将投影数据存放于二进制的二维数组,通过探测点编号和旋转角度确定每一点投影值,根据投影数据序列长度确定滤波器长度,将不同角度下的投影数据前后补零,使其构成3倍于原始长度的投影数据。然后进行一维快速傅里叶变换,并将频域结果与滤波器频域离散形式作乘积,对投影数据进行逐行滤波。最后,将乘积后的滤波结果进行傅里叶反变换得到时域中的投影数据,对比不同滤波器成像结果,对不同滤波器进行评价与分析。【结果】与未进行滤波的反投影重建图像相比,滤波后断层图像生长轮边界更清晰、伪影较少,边缘平滑;未经滤波处理直接反投影重建图像伪影严重,重建效果极差,生长轮、裂缝结构特征不清晰。采用R-L、S-L、Cosine滤波器滤波后断层图像边缘平滑、清晰,无向周边扩散现象,采用Hamming、Hanning滤波器滤波后图像伪影轻微,存在比较明显的波纹状伪影。从各滤波图像与检测模型图像的差异性来看,R-L滤波器滤波后图像质量最高,而Hamming滤波器滤波后结果误差最大。【结论】采用R-L滤波器得到的重建图像误差最小,图像最清晰,空间分辨率高,能有效去除伪影,滤波后的木材断层图像可准确判断缺陷形状、位置和大小。     

针对原木CT图像的一种中值滤波

在对传统的中值滤波和原木CT图像的特点的研究基础上,发现单纯地用中值滤波算法或均值滤波难以同时尽可能地消除混合噪声。针对这一问题,提出了一种改进的自适应中值滤波算法。对于不同的图像区域,算子也相应地有所不同,其中算子中的权值选取依赖于区域的灰度中值,且当某点的灰度越接近灰度中值,其权值就相应地越大。实践证明,新算法的处理结果优于传统的滤波算法和均值滤波,具有准确性和实时性。     

5个尾巨桉无性系材性、单板生产与价值的研究

对5个尾巨桉无性系的原木旋切单板的研究表明,5个无性系的木材密度、应力波传输速度及原木端裂指数、出材率、原木价值及单位材积原木的单板价值方面均存在差异。单板出材率从高至低的顺序是DH32-28>DH61-1>DH32-26>DH33-27>DH15-3,原木生产单板价值从高至低的顺序是DH61-1>DH32-26>DH32-28>DH33-27>DH15-3,单位材积原木生产的单板价值从高至低的顺序是DH32-28>DH32-26>DH61-1>DH33-27>DH15-3。影响单板出材率的主要因子是原木的弯曲度;影响原木单板产品价值的主要因子是大头直径、小头直径、最小小头直径和木材密度;影响单位材积原木的单板产品价值的主要因子相关性从大到小依次是木材密度、弯曲度、小头最小直径和端裂指数。从小头最小直径能较好地预测原木的价值,相关系数达0.8949;小头最小直径和弯曲度可以预测单位材积原木的单板产品的价值。建立的5个回归方程为原木分级和定价销售提供了依据。无损检测立木木材密度(Pilodyn测定值)和应力波传输速度能够较好地预测原木端裂指数,但是并不能由此预测单板出材率或原木价值。本研究为通过育种和营林措施培育高价值胶合板单板用尾巨桉木材提供基础数据。     

低温环境下桦木顺纹抗压强度的研究

为揭示不同水分状态木材在低温环境下的力学强度变化规律,研究了5种水分状态(饱水、生材、纤维饱和点、气干、绝干)桦木木材在0~-196℃低温环境下的顺纹抗压强度,并与室温环境下(20℃)的5种水分状态木材顺纹抗压强度进行比较。结果表明,在低温(0~-196℃)环境下,随着测试环境温度的降低,木材顺纹抗压强度增加,在-196℃环境下,5种水分状态的桦木顺纹抗压强度比室温环境下分别增加821.24%,718.05%,632.87%,223.75%和95.28%。木材顺纹抗压强度与温度呈线性关系,其斜率代表了顺纹抗压强度随温度变化的增加率,即木材含水率越高,随着低温温度的降低,顺纹抗压强度增速越大。在低温环境下,木材细胞中水分形成的冰柱,是木材顺纹抗压强度增加的主要原因。对绝干材而言,木材细胞壁上纤维和纤维胶着物质发生硬化,是其顺纹抗压强度增加的主要原因。     

桉树真空热处理材表面性能分析

用真空热处理法对粗皮桉木材进行热处理,处理温度分别为160,180,200,220及240℃,处理时间均为4 h.采用接触角测定法,对素材及不同温度条件下热处理材的接触角及表面自由能进行分析;用傅里叶红外光谱分析法,研究木材在热处理过程中的化学(官能团)变化;用热分析仪分析不同温度条件下木材的热解质量损失率.结果表明:素材的表面自由能(50 mN·m-1)<160℃热处理材的表面自由能(46 mN·m-1)<240℃热处理材的表面自由能(32 mN·m-1).热处理后木材中极性的羰基官能团减少,当热处理温度≤180℃时,木材的质量损失率在1%左右;而热处理温度>180 ℃时,每升高20℃,木材的质量损失率约下降2倍.     

基于计算机断层扫描技术的木材节子检测算法研究

介绍了目前国内外通过计算机断层扫描技术(CT)结合各种算法对木材中节子部分进行无损检测所取得的研究进展,概述了以灰度阈值法、滤波算法、最大似然法和神经网络法为主的算法识别特点,并对其中应用广泛的神经网络算法进行了对比分析。现有研究表明,运用该技术结合多种算法可实现对原木中节子参数特征的提取与分析,通过算法的不断改进能够提高节子检测的准确率。文中还总结了CT技术在处理节子检测方面存在的主要问题,并对未来趋势进行了展望。     

基于分数布朗随机场与分形参数的原木漏节图像处理

本文提供了一种基于分形理论中分数布朗随机场模型和分形参数H值的X -射线原木漏节图像处理方法。分数布朗随机场模型是描述自然景物的有效方法 ,在图像区域的小范围内 ,灰度表面具有统计意义上的自相似性 ,但在不同图像区域的交界处 ,这种分形的规律性将会被破坏 ,在此求出的分形参数H值将会发生奇异 ,据此可以判断出该处为图像的边缘或交界处。从试验的结果可以看出这种方法对X -射线原木漏节图像非常有效 ,同时对计算机进行自动模式识别有重要意义     

非破坏性木材内部缺陷检测(续)--木材CT扫描研究动态

CT技术应用需解决的问题CT图象记录了某一木材断面上内部结构的信息。图2所示为一典型的黑云杉(Picea mariana)原木断面CT图象,图中原木髓心、年轮、节子、边心材、树皮等特征清晰可见。     

中国木材进口结构分析与建议

根据中国海关、联合国粮农组织(FAO)等统计数据。对中国木材进口的品种结构和市场结构进行分析,得出如下结论:中国木材进口品种结构变化较大并逐渐趋于优化;中国木材(原木和锯材)进口市场主要是欧洲、北美洲和大洋洲;欧洲木材市场还有很大的开拓空间。中国木材进口应区别世界不同地区资源、价格等情况开拓原木与锯材市场,将木材资源丰富且出口贸易潜力大的国家作为重点进行开拓,扩大木材进口品种,满足国内市场需求。     

不同数量传感器下云杉模拟缺陷材应力波成像规律探讨

以云杉原木圆盘为对象,研究不同面积、不同轮廓形状的空洞缺陷及用不同数量传感器情况时应力波成像技术检测缺陷图像与实际缺陷的关系.结果表明:应力波成像系统可以直观显示木材内部缺陷,其检测精度与空洞等实际缺陷面积和被测木材的截面积比率、使用传感器数量及空洞等缺陷轮廓形状有关;当空洞实际面积与被测木材截而积比从1.6％上升到25.0％时,应力波成像系统显示缺陷图像面积与实际缺陷面积相对误差从22.6％下降到9.7％;成像用传感器数量在6～24个之间时,应力波成像系统均能显示空洞等缺陷的存在,但成像用传感器的数量会影响检测精度;缺陷轮廓形状对应力波成像有一定影响,缺陷面积一定时,狭长形缺陷容易被检出,近圆形缺陷检测相对误差小.     

乙酰化处理对樟子松木材耐光性和热稳定性的影响

【目的】探讨乙酰化处理对人工林木材耐光性和热稳定性的影响,为木材颜色调控技术及高耐光染色木材的研发提供理论依据。【方法】以樟子松木粉为试样,加入乙酸酐和二甲苯溶液,在120℃条件下分别反应5,10,20,40,60 min,测试乙酰化处理时间对木粉增重率的影响;分别称取1 g经不同时间乙酰化处理的木粉和未处理木粉,置于 UV老化试验箱内辐射100 h,利用红外光谱分析 UV辐射前后乙酰化木粉化学官能团的变化,通过热重和扫描电镜分析乙酰化木粉的热稳定性及其形貌变化。【结果】随着乙酰化处理时间的延长,樟子松木粉的增重率呈现先增加后降低的趋势,在处理40 min 时木粉增重率最大;乙酰化木粉在1741 cm －1和1385 cm －1处的CO,C—H特征吸收峰强度均大于原木粉,处理时间40 min 时木粉的吸收峰强度最大;UV 辐射后,乙酰化木粉在1508 cm －1处木质素苯环特征吸收峰强度明显大于原木粉,处理时间40 min 时木粉的吸收峰强度最大,表明木粉经乙酰化处理后光稳定性得到提升;热重分析显示,经乙酰化处理后,木粉热分解所需的温度明显提高,表明乙酰化木粉的热稳定性好于原木粉;扫描电镜分析表明,乙酰化处理可增强木粉微观构造抵抗光劣化的能力。【结论】乙酰化处理能有效抑制樟子松木材的光降解反应并提升其热稳定性。     

1月份南洋材价格上涨供应下滑

日本南洋材月度会议于2013年2月5日在东京的新木场(Shinkiba)召开。1月底日本国内所有类型南洋材原木的价格上涨了200～300日元/石,这反映了生产区原木价格的增长及现金汇率的增长趋势。根据上个月的表现,市场表现比较乐观。胶合板用原木的价格最多增长了200日元/石,而增长最小值依据木材种类而不同。至于锯材用原木的价格,沙巴木材的价格最多增长了200日元/石,龙脑香(ApitongKcruing)和白娑罗双(Melapi)木材的价格最多增长了300日元/石。生产区位于雨季     

无锯末切削的螺线锯

列宁格勒试验站研制了一台螺线锯实验样机,主要用于横截木材。如果锯齿切削刃的最大半径与最小半径之差值(如图)大于原木的直径,那末该锯一次就能把原木截断。反之,原木在锯截时,要绕轴转动2～3次。     

吉林省实木产品生产中的木材损失研究

锯切用原木加工利用过程中,实木产品是主要产品,因此,提高原木到实木产品成本(原木价格占总生产成本的60%以上),增强木业企业市场竞争能力,改善目前经济效益状况皆有重要意义。1　吉林省原木到实木产品木材利用率概况吉林省木业企业锯切用原木径级一般为18ｃｍ～30ｃｍ,平均直径为26ｃｍ,平均长度4ｍ,2等以下原木居多。主要实木产品有实木地板,复合木地板,实木门,指接木门框,集成材,百叶窗等。具有一定规模的企业平均木材利用率为实木地板234%(13个厂家平均值),实木家具18%(7个厂家平均值),复合木地板(柞木,色木,桦木)105%(7个厂家平均值),…     

温度及水分状态对美国红松弯曲弹性模量的影响

应用温度控制系统,对美国红松小试样规格材进行测试,检验木材温度及水分状态对木材弯曲弹性模量的影响.结果表明:温度对木材的抗弯性能具有显著影响,随着温度的升高,木材的抗弯性能逐渐减弱;相同承载条件下,含水率越高,冻结木材的抗弯曲性能越强.对于纤维饱和材,冰点以下其弹性模量随着温度的降低而迅速增加,在冰点以上则增加缓慢;对于非纤维饱和材,其弹性模量受温度影响变化幅度在冰点两侧区别不明显.冻结木材弹性模量相对于常温(20℃)情况下(相对弹性模量)受温度和含水率变化的影响十分显著,而非冻结木材的相对弹性模量对温度变化均表现不敏感.通过建立的相对弹性模量-温度试验模型,能较好地预测不同温度及含水率下的木材弯曲弹性模量相对于常温的变化幅度.该研究为不同温度条件下尤其是低温时的木材弹性模量测量结果修正提供了试验依据.