一种新的针叶材自动识别方法

提出通过横切面显微图像对针叶材树种进行计算机识别的方法。该方法通过提取图像的PCA特征,生成特征树,然后采用SVM对样本进行分类。使用8种针叶材,每种12个样本,并采用留一交叉验证,对图像的分割方法、最近邻与SVM分类算法和不同范数距离下的识别效果进行试验。结果表明通过部分木材微观的纹理结构进行木材识别的可能性。     

交趾黄檀及其相似树种木材构造的比较分析

交趾黄檀属于红木树种,木材材质优异,市场价值高,在市场上常有其他木材冒充交趾黄檀,损害了消费者的利益。为了识别交趾黄檀及其相似树种,通过木材解剖和显微摄影技术,对交趾黄檀及其相似树种木材宏观构造和木材显微构造进行综合分析和比较。结果表明:交趾黄檀的木材底色比其他相似树种深,木材新切面呈紫红色或暗红褐,久置后为深红色或暗红色;交趾黄檀木材常具黑色条纹,且黑色条纹比其他树种粗;交趾黄檀木材具有酸辛味,而其他树种木材气味微弱或无。交趾黄檀轴向薄壁组织为带状和翼状,与射线局部交叉为网格状;交趾黄檀单列木射线较多,多列木射线宽2~3个细胞,高6~14个细胞,与其他树种有明显差异。交趾黄檀及其相似树种木材可通过木材颜色、纹理、气味等宏观特征以及轴向薄壁组织、木射线等显微构造特征来进行识别。     

闽楠木材解剖构造特征研究

以闽楠(Phoebe bournei)木材为研究对象,利用光学显微镜及扫描电子显微镜对闽楠木材的构造特征进行观察和研究。结果表明:闽楠木材弦切面易出现"金丝"般花纹;生长轮明显;散孔材,管孔组合主要为单管孔及短径列复管孔(2~3个细胞),导管分子穿孔板多为单穿孔,梯状复穿孔偶见,管间纹孔式互列;轴向薄壁组织量少,主要为环管状;木纤维长度平均值1 087μm,属于中等水平;木射线不叠生,少量单列射线,多为2~3列宽木射线,射线组织为异形Ⅱ型及Ⅲ型,射线内含树胶及晶体,油细胞或粘液细胞丰富。     

基于三维显微系统的木材切削表面粗糙度分析

以榆木、杨木和松木为试验材料,采用不同的测试模式、木材切面、放大倍数和切削加工方式对切削表面粗糙度进行测定评价,比较分析上述因素的影响。结果表明:测定模式对于粗糙度值有一定影响;同一树种、同一切面时,磨削表面粗糙度明显低于锯切和旋切,表面粗糙度值为锯切>旋切>磨削;榆木磨削加工中,显微构造明显部位的三切面粗糙度值为径切面>弦切面>横切面;放大倍数与木材显微构造有关,对表面粗糙度值有影响。基于试验结果提出,木材切削表面粗糙度测定评价宜采用先选定被测试件的评价部位,再确定满足精度等级的测试模式的两步法进行。     

桢楠和闽楠木材构造特征对比分析研究

为了掌握桢楠（Phoebe zhennan）和闽楠（Phoebe bournei）的宏微观构造特征及二者的微观解剖构造的差异,并为木材识别与鉴定提供参考依据,对两种木材的宏观和解剖构造特征进行了对比研究。利用生物显微镜、数码显微镜和Image J图像处理软件等对桢楠和闽楠的宏观和解剖构造特征进行了研究。结果表明,在宏观构造上,二者在材色和纹理上存在着一定的差异,其余宏观特征差异均不明显;在微观构造上,二者导管分子的弦向直径、壁厚的差异较为明显,木纤维的腔径、双壁厚和壁腔比的差异较为明显,木射线细胞宽度（细胞列数）也存在一定的差异,其余解剖特征差异均不明显。     

不同树枝级别和直径胡桃枝材的木射线物理形态表征

本文以河南省经济林胡桃树枝为研究对象，采用数字成像系统对解剖特征拍照，使用木材显微构造测量系统测量其木射线组织物理形态及指标，并分析了不同树枝直径和树枝级别木射线物理形态的差异。结果表明：胡桃枝材木射线类型为单列木射线和多列木射线。射线细胞类型有同型单列、同型多列、异型单列、异型Ⅲ型。木射线高度、宽度平均值分别99.54μm、14.20μm,射线细胞长度、高度、壁厚平均值分别为25.72μm、9.07μm、1.70μm。胡桃枝材的木射线各指标在树枝级别间均差异显著，其中三级枝的枝材整体木射线尺寸最小。树枝直径与胡桃枝材射线细胞长度、射线细胞壁厚、木射线宽度呈正相关，与射线细胞高度呈负相关。     

5种假冒降香黄檀木材解剖构造及识别研究

对降香黄檀及市场上5种假冒降香黄檀木材进行了取样及实验室解剖,查阅了相关书籍资料,对降香黄檀及假冒木材的树木性状、木材构造特征、材性和用途进行了描述,从木材宏观和微观构造的角度浅析了降香黄檀与假冒木材之间的天壤之别,其结果表明:降香黄檀木材具有独特的辛辣香气,而5种假冒树种均无特殊气味;肉眼下,5种假冒木材与降香黄檀相似,其纹理和色泽均多变,鬼脸或不规则花纹均可见;肉眼下,降香黄檀弦切面具明显波痕,而5种假冒木材均无波痕;微观下,降香黄檀导管、木射线、轴向薄壁组织均叠生,而5种假冒木材均不叠生。以期望为大众提供识别依据。     

利用时域核磁共振技术分析测定松木松脂

将时域核磁共振技术应用于针叶材内松脂弛豫特性分析与其含量快速检测,以推进该技术在木材科研与工业领域的应用。以马尾松和辐射松两种针叶材树种作为研究对象,对气干后的试样进行时域核磁共振T_2弛豫检测,其后将试样真空干燥处理排除水分,再次进行T_2弛豫检测,获得木材试样内松脂的T_2弛豫分布。检测一定数量真空干燥后的试样,再对其进行乙醚抽提,获得试样内松脂质量,将试样反演峰面积和松脂质量进行回归拟合。结果表明,真空干燥后马尾松与辐射松试样内松脂T_2弛豫分布呈现4～5个特征峰,其弛豫分布区间较宽,基本涵盖了0.01～200 ms范围区域。结合两个树种木材解剖构造特性可定性认为T_2弛豫时间大于10 ms的特征峰来源于树脂道内松脂,小于10 ms的特征峰是由于松脂进入树脂道及其周边管胞壁内产生。试样内松脂T_2反演峰面积与松脂质量经回归拟合后呈高度线性关系,拟合度高于98%。通过核磁共振法计算得到的松脂含量与溶剂抽提法测定结果平均偏差较小。研究结果明确了两种针叶材内松脂T_2弛豫分布特性,结合木材解剖构造特性确定了其与特征峰的对应关系,同时建立了松脂弛豫信号与其质量关系,该技术可用于针叶材内松脂含量的快速测定。     

苦楝和香椿木材解剖性质研究

为给苦楝（Melia azedarach）和香椿（Toona sinensis）木材的利用提供理论参考,以10年生苦楝木材和17年生香椿木材为研究对象,采用光学显微镜对其主要解剖性质进行分析。结果表明,苦楝木材为环孔材或半环孔材,香椿木材为环孔材;两种木材的生长轮均明显,弦切面上均呈倒“V”字或山水状花纹。两种木材早材管孔弦径相差不大,均稍大。苦楝木材早材管孔多数4列,香椿木材早材管孔多数2列。苦楝木材早材至晚材略急变,晚材管孔向生长轮外部逐渐减小;香椿木材早材至晚材急变。苦楝木材晚材管孔弦径大于香椿木材。香椿木材结构较细。苦楝和香椿木材木射线宽度均属于中等,高度均属于极低,径切面花纹较普通。在实际加工利用中,采用弦切板制作家具板面较美观。香椿木材的导管、薄壁组织、射线组织等细胞中均含有大量红色树胶,使木材呈现红褐色;香椿木材刨面光亮,自然色泽好,具有芳香气味,是制作家具的上等材料。作为家具用材,香椿木材在纹理、色泽和气味等方面优于苦楝木材。     

利用Radon函数变换对木材纹理方向自动检测的研究(英文)

本文提出一种利用计算机自动检测木材纹理方向的新方法。四种Matlab 图像变换函数被尝试用于木材纹理形状的检测。通过比较发现BWMORPH 是最适于检测木材这类中弱纹理的函数,并提取生成了木材纹理骨骼线图像;再对木材纹理骨骼线图像进行Radon变换,得到0°~180°范围内每一角度上的纹理线在投影变换域的积分值,并绘制出纹理线积分值随角度变化的二维曲线图以反映木材纹理角度上的变化规律。进而分析了国内40 个树种的纹理方向曲线图以及它们以针叶、阔叶树材和径向、弦向切面作区别的分类统计规律。结果显示,根据Radon 变换图及其纹理曲线图所反映的木材纹理的方向性规律与人们平常对木材纹理的印象相吻合。这也证明了此种新方法的有效性以及它的应用潜力。图7参6。     

基于极半径傅立叶子的木材细胞轮廓描述方法

针对木材显微图像的特点,运用极半径函数的傅里叶描述子对木材显微图像中细胞、管孔进行边界描述,并将细胞与管孔加以区分。根据管孔有无将木材分为针叶材和阔叶材两大类,再分别进行细胞参数统计以作为树种判别依据。     

木材密度和含水率对其轴向超声波传播速度的影响

【目的】研究木材密度和含水率对其轴向超声波传播速度的影响及其规律,为木材超声波无损检测技术的应用提供理论依据。【方法】采用超声波探伤仪Epoch XT对6个树种木材(3种针叶材:杉木、红松和樟子松,3种阔叶材:核桃楸、白桦和蒙古栎)在不同相对湿度环境(20℃,50%RH,65%RH,85%RH和95%RH)达平衡含水率的木材试样轴向声速进行测定,分析木材密度和含水率对其轴向声速的影响,探讨含水率的增加在不同树种木材间引起轴向声速降低量的差异及其原因。【结果】6个树种木材在同一相对湿度下的平衡含水率存在差异,随着相对湿度增加,不同树种木材之间平衡含水率的差异增大。3种阔叶材的绝干密度均高于3种针叶材,但阔叶材与针叶材之间轴向声速的比较没有发现规律性;对于单一树种木材而言,其绝干密度与轴向声速之间的相关性不显著,决定系数R~2均低于0.24;对6个树种木材的绝干密度与轴向声速之间的关系进行统一分析,结果发现木材轴向声速随绝干密度的增加总体上呈降低的变化趋势,但二者之间无显著相关性,决定系数R~2仅为0.42。6个树种木材的轴向声速均随含水率的增加呈线性减小的变化趋势,线性回归的决定系数R~2均大于0.91;与3种阔叶材相比,3种针叶材之间"单位含水率的轴向声速降低量"的差异程度较小:针叶材中红松与樟子松单位含水率的轴向声速降低量几乎相等,分别为42.6 m·m~(-1)%~(-1)和42.4 m·m~(-1)%~(-1),杉木单位含水率的轴向声速降低量最小,为38.1 m·m~(-1)%~(-1);阔叶材中蒙古栎单位含水率的轴向声速降低量最大,为55.4 m·m~(-1)%~(-1),约为白桦(23.1 m·m~(-1)%~(-1))的2.4倍。【结论】无论是对单一树种木材还是6个树种木材的综合分析,结果均表明,木材绝干密度与其轴向声速之间无显著相关性。超声波沿木材轴向的传播速度不能仅用密度单一因子来预测,其在很大程度上还取决于木材的组织构造特点,如管胞、导管和木纤维的长度以及木射线比率等。在纤维饱和点以下,6个树种木材的轴向声速均随含水率的增加呈线性减小的变化趋势。吸着水增多使得木材细胞壁实质的声阻增加是引起木材轴向声速与含水率呈负相关的原因。此外,木材组织构造与细胞类型的差异、抽提物含量的高低、侵填体的有无以及木射线比率等均可能是引起不同树种木材之间"单位含水率的轴向声速降低量"存在差异的原因。     

微波处理对辐射松吸声性能的影响

【目的】采用高强度微波对辐射松进行改性处理,探究不同微波功率、处理时间和木材纹理方向对辐射松吸声性能的影响,以提高木材的附加价值、拓展木材的应用领域。【方法】将新采伐的辐射松生材干燥至含水率40%～60%,在不同微波功率(100、120和140 kW)与处理时间(20和30 s)组合条件下处理辐射松木方,获得微波处理材。采用传递函数法测量微波处理材径切面和弦切面的法向吸声系数,探讨不同处理条件下辐射松吸声性能的变化规律,借助光学显微镜和扫描电子显微镜观察辐射松的解剖构造和微波处理前后的微观结构形貌。【结果】微波处理材与对照材相比,密度和含水率显著下降,不同处理条件下辐射松吸声性能均有不同程度提升,吸声系数提高4.79%～201.9%,平均吸声系数最高达0.320;不同条件下微波处理材的吸声系数在1 000 Hz以下的低频范围内变化不显著,吸声系数呈先上升后下降的趋势,在1 000 Hz左右出现吸声低谷,在1 000 Hz以上差异显著,吸声系数随频率升高呈上升趋势;微波功率越大、处理时间越长,处理材吸声性能越好,吸声系数曲线上升趋势越大;处理材弦切面的吸声系数比径切面高9.6%～29.6%,对照材径切面的吸声系数在1 000 Hz以上低于对照材弦切面,在1 000 Hz以下高于对照材弦切面;辐射松弦切面相较于径切面存在丰富的单列木射线和少量纺锤形木射线,微波处理材轴向管胞壁和胞间层出现裂缝,管胞上纹孔膜消失,木材孔隙率和相邻孔隙之间的连通性增加,声波在木材内部传播可更大概率地与孔隙壁摩擦,增加声能损耗从而达到更好的吸声效果;微波功率、处理时间和木材纹理方向与吸声系数的相关性分别为0.519、0.637和0.705,3个变量对吸声系数均有中等程度影响,其中木材纹理方向对吸声性能的影响最大。【结论】辐射松未处理材弦切面和径切面的平均吸声系数分别为0.167和0.106,吸声性能不佳;微波改性处理是提高木材吸声性能的有效方法,但会导致木材微观结构破坏,最佳微波处理工艺为微波功率140 kW、处理时间30 s、木材纹理方向选择弦切面;微波处理材的吸声系数最高达0.320,属于吸声材料范畴。     

API胶粘剂在落叶松、白桦和柞木木材弦径面渗透的显微研究

利用显微照片对水性高分子异氰酸酯(API)胶粘剂在落叶松、白桦和柞木木材中的渗透性进行研究。结果表明：API胶粘剂在3种木材弦径面的渗透未看出有很大差别，即使木射线发达的柞木，在弦切面的木射线中也几乎看不到有API胶粘剂的渗入，说明木材弦面上的木射线没有起到引导API胶粘剂渗入木材内部的作用，文中分析了原因。     

马尾松木材径向与弦向抗弯性能及破坏特征的比较研究

马尾松木材早晚材急变,致使径、弦向性能差异显著。研究了径、弦向弯曲荷载作用下马尾松木材抗弯强度、抗弯弹性模量及破坏形态的差异,使用扫描电子显微镜观察了径、弦向受力时破坏面的区别。结果表明:马尾松木材的抗弯强度、抗弯弹性模量均是弦向大于径向,且差异显著。径、弦向拉伸断裂面均比较粗糙;剪切破坏通常发生在管胞间,裂纹会沿着纹孔的边缘扩展,纹孔常呈现出完整形态。弦向受力时,拉伸断裂面表层管胞扭转现象明显,管胞壁产生裂隙,剪切破坏发生在径切面的木射线细胞处。径向受力时,拉伸断裂面表层管胞无明显扭转现象,剪切破坏发生在早晚材边界处。     

400目木粉筛选检测与图像形状特征描述北大核心

高目数的超细木粉是提高木材利用价值的最优途径,是判断复合材料性能的重要标准。笔者采用图像处理技术对木粉目数进行测量,通过使用生物显微镜、CCD摄像机及计算机显示器分辨率显示出来的尺寸放大倍数,在对获得图像进行图像分割和边缘检测后,判断木粉样本的周长、面积等几何特征的像素值,比对已知目数木粉可知样本目数范围,从而确定了超细木粉目数。     

400目木粉筛选检测与图像形状特征描述

高目数的超细木粉是提高木材利用价值的最优途径,是判断复合材料性能的重要标准。笔者采用图像处理技术对木粉目数进行测量,通过使用生物显微镜、CCD摄像机及计算机显示器分辨率显示出来的尺寸放大倍数,在对获得图像进行图像分割和边缘检测后,判断木粉样本的周长、面积等几何特征的像素值,比对已知目数木粉可知样本目数范围,从而确定了超细木粉目数。     

香合欢木材解剖性质研究

为给香合欢（Albizia odoratissima）木材的利用提供理论参考,以25年生香合欢为研究对象,采用光学显微镜对其主要解剖性质进行分析。结果表明,香合欢木材边材和心材区别明显,边材为黄白至黄褐色,心材为深褐色、巧克力色,常有暗红褐色条纹。木材生长轮明显;散孔材。管孔稍大,分布略均匀,每平方毫米2～4个。导管横切面为圆形及卵圆形;导管分子单穿孔,圆形及卵圆形;穿孔板略平行及略倾斜,管间纹孔式互列。轴向薄壁组织呈环管束状、翼状、稀聚翼状和轮界状;菱形晶体数多。木射线非叠生;每毫米3～6根。单列射线少,多列射线平均宽为27.7μm,平均高为299.0μm,属于稍细和极低射线。香合欢木材构造与格木（Erythrophleum fordii）木材相似。弦切面上倒“V”字或山水状花纹明显,花纹的轮廓线为暗栗褐色;径切面为暗栗褐色条纹。径切面银光纹理不可见,射线斑纹可见。在实际生产中,采用弦切和径切板制作家具板面均美观。     

杜鹃花属2种木材解剖构造对比及平枝栒子解剖构造分析

苍山杜鹃(Rhododendron delavayi)、锦绣杜鹃(Rhododendron pulchrum)同为杜鹃花科(Rhododendraceae)杜鹃花属(Rhododendron)植物,为了掌握锦绣杜鹃的解剖构造特征及其与苍山杜鹃的差异,对两种木材的解剖构造进行了研究;同时对平枝栒子(Cotoneaster horizontalis)的解剖构造进行研究,对比栒子属与杜鹃花属的解剖构造差异。结果表明:锦绣杜鹃与苍山杜鹃仅在木射线、导管弦向直径及射线导管间纹孔式有差异,其余构造差异不明显。平枝栒子与杜鹃花属植物解剖构造差异明显,弦切面木射线类型、导管穿孔板类型、导管间纹孔式差异均明显。     

坡垒与水垒木材的鉴别

坡垒是海南的特类材树种,其材质优良,用途广泛.水垒的木材颜色、重量、结构等特征与坡垒相似,一些商家常将其混在一起,充当坡垒销售.通过对水垒与坡垒的木材构造特征进行区分,旨在为质检部门及广大消费者提供二者的辨别依据.文章从树皮、心边材、木材颜色、花纹、管孔、轴向薄壁组织、木射线、木材气味等方面分别对这2种木材进行研究和比...