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基于分形理论和数学形态学的木材表面缺陷识别的图像处理 被引量:22
1
作者 王克奇 马晓明 白雪冰 《森林工程》 2013年第2期48-50,53,共4页
在木材表面缺陷识别过程中,能否精确提取缺陷轮廓是提高分选准确率的重要因素。采用分形理论和数学形态学进行板材缺陷图像分割和边缘提取,能有效的克服传统方法中缺陷图像提取受背景纹理影响大的不足,为后续的木材表面缺陷的识别打下... 在木材表面缺陷识别过程中,能否精确提取缺陷轮廓是提高分选准确率的重要因素。采用分形理论和数学形态学进行板材缺陷图像分割和边缘提取,能有效的克服传统方法中缺陷图像提取受背景纹理影响大的不足,为后续的木材表面缺陷的识别打下坚实的基础,提高木材的使用率,对木材表面缺陷识别具有实际意义。 展开更多
关键词 木材缺陷识别 分形理论 数学形态学 图像分割
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机器视觉在木材缺陷检测领域应用研究进展 被引量:13
2
作者 范佳楠 刘英 +1 位作者 杨雨图 缑斌丽 《世界林业研究》 CSCD 北大核心 2020年第3期32-37,共6页
为了提高木材利用率,采用机器视觉来实现木材缺陷快速而稳定的检测,不仅可以克服人工检测效率低、劳动强度大、准确率低等弊端,而且对提高木材加工企业的智能化水平具有重要意义。文中概述了机器视觉检测技术及设备的国内外研究现状,介... 为了提高木材利用率,采用机器视觉来实现木材缺陷快速而稳定的检测,不仅可以克服人工检测效率低、劳动强度大、准确率低等弊端,而且对提高木材加工企业的智能化水平具有重要意义。文中概述了机器视觉检测技术及设备的国内外研究现状,介绍基于机器视觉检测木材缺陷所涉及的相关理论和算法研究,以及相关图像处理算法的优缺点;针对机器视觉应用在木材缺陷检测领域存在的不足,提出机器视觉木材表面检测应进一步向人工智能方向发展,以提高木材缺陷检测效率及准确性。 展开更多
关键词 机器视觉 木材缺陷 检测算法
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基于深度强化学习的木材缺陷图像识别及分割模型研究 被引量:11
3
作者 张旭中 翟道远 陈俊 《电子测量技术》 2020年第17期80-86,共7页
针对典型仿生智能算法处理木材缺陷图像精确识别及最优分割问题时存在的多维退化因素作用下的缺陷图像失真严重、缺陷图像先验特征提取方差波动频繁、质地不均匀缺陷图像灰度分割失效、异种木材自身纹理泛化能力与学习能力失衡、最优收... 针对典型仿生智能算法处理木材缺陷图像精确识别及最优分割问题时存在的多维退化因素作用下的缺陷图像失真严重、缺陷图像先验特征提取方差波动频繁、质地不均匀缺陷图像灰度分割失效、异种木材自身纹理泛化能力与学习能力失衡、最优收敛速度随缺陷维度呈迟滞变化等先天不足,提出了一种基于深度强化学习的木材缺陷图像识别及分割模型。引入深度学习机制,利用深度卷积神经网络进行迭代训练,实现差异性木材多维缺陷图像特征实时高效提取,构建面向差异性木材多维缺陷精细分割与特征提取的全景自主感知模型,构建大数据量级木材缺陷特征共享资源池;引入强化学习机制,利用双重Q网络机制建立缺陷特征迭代更新、自主决策、全景可视、深度预测与缺陷图像识别之间的高维度决策映射,实现多维差异性木材缺陷图像精确识别及最优分割的横向共享集成。基于PyTorch开源框架,在Gym Torcs环境下进行模型效能仿真验证,较好解决了典型仿生智能算法处理木材缺陷图像精确识别及最优分割问题时存在的若干固有缺陷,实现木材缺陷图像精确识别及最优分割,具有缺陷特征感知全面、抗干扰性强、自主决策性高等优势。以浙江省湖州市南湖林场辖区内某经济林木为效能评价载体,对模型进行了工程应用分析,验证结果表明所提模型可以较好实现木材缺陷图像精确识别及最优分割,在感知自主性、最优收敛速度、分割全局最优性、缺陷图像保真度等方面具有明显优势。 展开更多
关键词 木材缺陷检测 图像识别 深度强化学习 最优分割 仿真及工程效能分析
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数字图像处理技术在木材科学中的应用 被引量:8
4
作者 刘传泽 葛浙东 +2 位作者 张连滨 曹正彬 周玉成 《林业机械与木工设备》 2018年第2期13-17,共5页
综述了数字图像处理技术在木材缺陷检测、木材结构和木材美学三个方面的研究进展,分析了其中存在的不足。结果表明,数字图像处理技术可实现木材虫眼、节子和腐朽等缺陷的快速准确识别;木材结构的图像分析对于气候变化、木材长势及力学... 综述了数字图像处理技术在木材缺陷检测、木材结构和木材美学三个方面的研究进展,分析了其中存在的不足。结果表明,数字图像处理技术可实现木材虫眼、节子和腐朽等缺陷的快速准确识别;木材结构的图像分析对于气候变化、木材长势及力学性能研究均有一定的参考价值;利用数字图像处理技术可以提取出木材独一无二的纹理图案。展望了数字图像处理技术在木材科学中的应用前景,以及其在木材缺陷自动检测、物种识别和美学研究等方面的商业价值。 展开更多
关键词 数字图像处理技术 木材缺陷检测 木材结构 木材美学
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基于小波与数学形态学的木材缺陷检测 被引量:7
5
作者 苏畅 陈宇拓 +1 位作者 喻云水 张潇云 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2008年第33期246-248,共3页
木材缺陷检测是木材加工中的重要步骤,为了实现木材缺陷自动检测,提出了一种基于小波与数学形态学的缺陷检测方法。首先用多尺度小波对缺陷图像进行分解,滤除缺陷图像中的干扰信息,然后进行小波重构,在重构图像上进行形态学bottomhat变... 木材缺陷检测是木材加工中的重要步骤,为了实现木材缺陷自动检测,提出了一种基于小波与数学形态学的缺陷检测方法。首先用多尺度小波对缺陷图像进行分解,滤除缺陷图像中的干扰信息,然后进行小波重构,在重构图像上进行形态学bottomhat变换,结合阈值处理和区域生长检测出各种木材缺陷。实验表明,该方法具有高效准确的特点,能够满足木材加工过程缺陷检测的实际需求。 展开更多
关键词 木材缺陷检测 小波 数学形态学 区域生长
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应用数据检索的木材检测技术统计分类及建模检测方法 被引量:7
6
作者 姜淑凤 王克奇 《东北林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期74-78,共5页
以木材无损检测方法的统计分类作为样本,通过检索数据集进行数据挖掘,得到木材检测类文献及关键词关联关系;对采样数据进行了分类对比,实现了应用大数据的有限训练集对输入和输出间有效关联数据提取;对作为样本的检测法进行了木材无损... 以木材无损检测方法的统计分类作为样本,通过检索数据集进行数据挖掘,得到木材检测类文献及关键词关联关系;对采样数据进行了分类对比,实现了应用大数据的有限训练集对输入和输出间有效关联数据提取;对作为样本的检测法进行了木材无损检测法有效性分类分析,对检测法进行改进算法描述,提出了应用灰度变换的支持向量机建模进行木材无损检测纹理分形及逆向扫描建模。 展开更多
关键词 木材 缺陷检测 无损检测法分类 数据集检索 支持向量机建模
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基于人工智能的木材缺陷检测研究进展 被引量:3
7
作者 刘强 袁云梅 +2 位作者 夏雪 司丽洁 多化琼 《世界林业研究》 CSCD 北大核心 2023年第1期66-71,共6页
木材缺陷检测是木制品加工前的重要步骤,为了提高检测效率和经济效益,木材缺陷检测也从传统的人工方法向智能化方向转变。随着计算机技术的不断提高,人工智能得到快速发展,人工智能在木材缺陷检测中的应用也进一步增加。目前,人工智能... 木材缺陷检测是木制品加工前的重要步骤,为了提高检测效率和经济效益,木材缺陷检测也从传统的人工方法向智能化方向转变。随着计算机技术的不断提高,人工智能得到快速发展,人工智能在木材缺陷检测中的应用也进一步增加。目前,人工智能主要通过机器学习、人工神经网络、深度学习等算法实现对木材缺陷的预处理和检测。文中阐述部分常用人工智能算法在木材缺陷检测中的应用,包括相关算法的原理、特点;综合分析算法优缺点,并对人工智能技术在木材缺陷检测中的研究进行了展望。 展开更多
关键词 人工智能 机器学习 人工神经网络 深度学习 木材缺陷检测
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基于形态学的木材缺陷检测 被引量:6
8
作者 戴天虹 邱筱斐 《机电产品开发与创新》 2011年第5期79-81,共3页
介绍了数学形态学灰度形态滤波方法,形态学多结构元素梯度边缘检测算法,给出对木材缺陷图像进行数学形态学运算处理后的图像实例。根据木材内部缺陷的特点,分析了结构元素的选取,提出了一种将数学形态学的灰度形态滤波和形态学双结构元... 介绍了数学形态学灰度形态滤波方法,形态学多结构元素梯度边缘检测算法,给出对木材缺陷图像进行数学形态学运算处理后的图像实例。根据木材内部缺陷的特点,分析了结构元素的选取,提出了一种将数学形态学的灰度形态滤波和形态学双结构元素边缘检测有机结合的方法,对木材缺陷进行边缘检测。实验表明,该方法不仅提高木材内部缺陷检测的可靠性,加强了分割图像的可视性和完整性,并提高了缺陷提取的精确度。 展开更多
关键词 木材缺陷 数学形态学 灰度形态滤波 结构元素 边缘检测
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基于双循环生成对抗网络和Dense-Net的木材缺陷检测方法 被引量:1
9
作者 解晨辉 杨博凯 李荣荣 《林业工程学报》 CSCD 北大核心 2023年第4期129-136,共8页
木材缺陷智能检测技术可以有效降低人工误检带来的经济损失,对提高木材加工智能化水平具有重要意义。提出了一种木材缺陷智能检测算法,通过双循环生成对抗网络(double least generative adversarial networks,DLGAN)及密集卷积网络(Dens... 木材缺陷智能检测技术可以有效降低人工误检带来的经济损失,对提高木材加工智能化水平具有重要意义。提出了一种木材缺陷智能检测算法,通过双循环生成对抗网络(double least generative adversarial networks,DLGAN)及密集卷积网络(Dense-Net)来检测色差、虫眼、裂纹、节子和伤疤等5种木材常见缺陷。首先,使用DLGAN技术扩充数据集,提高数据集的多样性和数量,缓解了因训练数据不足而导致的过拟合问题;其次,基于Dense-Net的特点,采用密集的卷积块序列提高对微弱特征的提取和学习能力,以便更好地检测木材缺陷。试验结果表明,相比VGG16、Inception-v2、ResNet 3种经典卷积神经网络,基于DLGAN增广数据集训练的Dense-Net模型有效提高了木材缺陷检测模型的性能,平均准确率达到92.7%,在只使用少量训练数据的情况下模型依然具有良好的图像生成能力和训练鲁棒性。 展开更多
关键词 木材缺陷检测 双循环生成对抗网络 Dense-Net 神经网络 智能制造
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基于改进LeNet-5模型的木材表面典型缺陷识别方法研究 被引量:5
10
作者 张赛 王应彪 +1 位作者 杨谭 李明 《木材科学与技术》 北大核心 2021年第6期31-37,共7页
针对传统木材缺陷识别方法效率低、精度不高及泛化能力差等问题,对传统LeNet-5模型进行改进:通过分别增加卷积层和池化层的层数至4层,以增加网络深度;采用批量归一化算法,以解决内部协变量位移过拟合的问题;改用Leaky Relu函数作为激活... 针对传统木材缺陷识别方法效率低、精度不高及泛化能力差等问题,对传统LeNet-5模型进行改进:通过分别增加卷积层和池化层的层数至4层,以增加网络深度;采用批量归一化算法,以解决内部协变量位移过拟合的问题;改用Leaky Relu函数作为激活函数,并加入稀疏分类交叉熵作为损失函数,使用Adam作为优化器,来优化网络模型。应用改进LeNet-5模型对辐射松木材常见缺陷(结疤、裂痕)及无缺陷样本集进行识别试验,结果表明:相对于传统LeNet-5模型以及VGG19、AlexNet、ResNet-50三种经典模型,改进LeNet-5模型的训练集准确率最高为99.87%、验证集为99.43%,运算时间缩短,木材缺陷识别精度和效率提高。 展开更多
关键词 木材缺陷检测 改进LeNet-5模型 深度学习 卷积神经网络
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基于非对称椭圆的应力波木材缺陷断层成像算法
11
作者 郑强 赵玮 +1 位作者 徐锋 刘云飞 《林业工程学报》 CSCD 北大核心 2023年第4期137-143,共7页
木材中的空洞、腐朽等缺陷在很大程度上影响着木材的力学性能。为实现木材内部缺陷的无损检测,提高木材利用率,提出了一种基于非对称椭圆的木材应力波无损检测算法。选取3个不同缺陷的原木样本作为实验材料,其中两个分别为位于中心以及... 木材中的空洞、腐朽等缺陷在很大程度上影响着木材的力学性能。为实现木材内部缺陷的无损检测,提高木材利用率,提出了一种基于非对称椭圆的木材应力波无损检测算法。选取3个不同缺陷的原木样本作为实验材料,其中两个分别为位于中心以及边缘的人工圆形缺陷,一个为偏边缘的自然缺陷,采用自制的应力波检测设备获取木材截面内的波形数据。首先根据得到的射线速度值计算分段后的线段和交点的速度值,并进行校正;然后计算射线两侧不同的控制系数,确定射线影响区域;最后根据网格单元的速度值生成断层图像。数值仿真与实测结果表明,基于非对称椭圆的应力波断层成像算法能够精确地检测出原木样本的缺陷。从重建的断层图像可以看出:与基本椭圆插值方法相比,提出的算法能够更清晰地显示缺陷的大小及位置,应用混淆矩阵定量分析,在准确率、精确度和查全率3个参数指标上分别有7.46%,4.04%和22.24%的提升。基于非对称椭圆的木材应力波无损检测算法可以提高断层图像的精度,准确反映缺陷情况,对于木材缺陷的无损检测具有较好的参考作用。 展开更多
关键词 应力波 木材缺陷检测 非对称椭圆 图像重建 混淆矩阵
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基于深度强化学习的木材缺陷图像重构及质量评价模型研究 被引量:2
12
作者 张旭中 翟道远 陈俊 《湖北农业科学》 2020年第13期140-145,共6页
针对典型仿生智能算法处理木材缺陷图像感知及质量决策问题时存在的多维退化因素作用下的缺陷图像失真严重、缺陷图像先验特征提取方差波动频繁、质地不均匀缺陷图像灰度分割失效、异种木材自身纹理泛化能力与学习能力失衡、最优收敛速... 针对典型仿生智能算法处理木材缺陷图像感知及质量决策问题时存在的多维退化因素作用下的缺陷图像失真严重、缺陷图像先验特征提取方差波动频繁、质地不均匀缺陷图像灰度分割失效、异种木材自身纹理泛化能力与学习能力失衡、最优收敛速度随缺陷维度呈迟滞变化等先天不足,提出了一种基于深度强化学习的木材缺陷图像重构及质量评价模型。引入深度学习机制,通过利用深度残差网络进行迭代训练,实现差异性木材多维缺陷图像实时高效重构,构建面向差异性木材多维缺陷精细分割与特征提取的全景自主感知模型,构建大数据量级木材缺陷特征共享资源池;引入强化学习机制,利用深度确定性策略梯度算法建立缺陷特征迭代更新、自主决策、全景可视、深度预测与木材质量评价之间的高维度决策映射,实现多维差异性木材缺陷图像重构及质量评价的横向共享集成。基于Tensorflow开源框架,在Gym Torcs环境下进行模型效能仿真验证,较好解决了典型仿生智能算法处理木材缺陷图像感知及质量决策问题时存在的若干固有缺陷,实现木材缺陷图像自主感知重构及质量评价自主决策,具有缺陷特征感知全面、抗干扰性强、自主决策性高等优势。以浙江省湖州市南湖林场辖区内某经济林木为效能评价载体,对模型进行了工程应用分析,结果表明,该模型可以较好实现木材多维缺陷感知与重构、全局最优质量评价自主智能决策,在感知自主性、重构复现性、自主决策性、模型泛化能力等方面具有明显优势。 展开更多
关键词 木材缺陷检测 图像重构 深度强化学习 质量评价 自主感知与决策
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基于OpenCV的木材表面缺陷检测系统 被引量:11
13
作者 司徒伟明 邹湘军 +3 位作者 王成琳 莫宇达 李锦慧 罗少锋 《现代电子技术》 北大核心 2017年第12期148-151,共4页
为了解决木材加工过程中人工检测木材表面缺陷效率低、检测质量差异大等问题,运用计算机视觉技术,设计一种实时在线自动检测木材表面缺陷的检测系统。系统能够检测木材表面是否存在缺陷,并准确检测出木材表面缺陷的大小以及位置,将这些... 为了解决木材加工过程中人工检测木材表面缺陷效率低、检测质量差异大等问题,运用计算机视觉技术,设计一种实时在线自动检测木材表面缺陷的检测系统。系统能够检测木材表面是否存在缺陷,并准确检测出木材表面缺陷的大小以及位置,将这些信息存储起来,以便后续指导木材加工设备对木材进行加工作业。该系统具有检测准确、速度快等特点。通过大量实验,得出检测的准确率达到92.33%,平均检测时间为2 ms,实验结果表明该系统具有可行性。 展开更多
关键词 木材表面缺陷 计算机视觉 检测系统 木材加工
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基于改进YOLOv5s的木材表面缺陷检测模型 被引量:4
14
作者 朱豪 周顺勇 +2 位作者 曾雅兰 李思诚 刘学 《木材科学与技术》 北大核心 2023年第2期8-15,共8页
针对木材表面缺陷的复杂多样性和特征提取困难,提出一种基于改进YOLOv5s的木材表面缺陷(活节、死节、有裂缝节子和裂缝)检测模型。首先,在Backbone网络引入坐标注意力机制(coordinate attention,CA)增强每个通道之间的信息交互,然后采... 针对木材表面缺陷的复杂多样性和特征提取困难,提出一种基于改进YOLOv5s的木材表面缺陷(活节、死节、有裂缝节子和裂缝)检测模型。首先,在Backbone网络引入坐标注意力机制(coordinate attention,CA)增强每个通道之间的信息交互,然后采用混合空间金字塔池化(hybrid spatial pyramid pooling-fast,HSPPF)结构减少信息损失,再使用GSConv卷积减少参数量,用改进的曲线高效交叉联合(curve efficient intersection over union,CEIoU)作为训练时模型的损失函数,提升木材缺陷检测的准确性。试验结果表明,改进模型能够有效检测出木材表面缺陷,模型的平均精度均值(mean average precision,mAP)为84.4%,比未改进之前提高了2%,检测速度达到73.9 FPS,在模型参数量方面明显减少,同时优于其他主流模型,能够满足木材表面缺陷检测的要求。 展开更多
关键词 HS-YOLOv5s 木材表面缺陷检测 坐标注意力机制(CA) 混合空间金字塔池化(HSPPF) 曲线高效交叉联合(CEIoU)
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分水岭算法在林业中的应用 被引量:5
15
作者 孙钊 潘磊 +2 位作者 谢运鸿 丁志丹 孙玉军 《世界林业研究》 CSCD 北大核心 2021年第3期63-67,共5页
随着遥感技术的发展,无人机以及新型遥感数据的出现,越来越多的高分辨率影像被应用于林业资源监测。图像分割作为影像识别应用的基础,大量研究人员在原有的分水岭算法基础上针对不同的区域、背景、目标和研究方向进行了一定的改进,在林... 随着遥感技术的发展,无人机以及新型遥感数据的出现,越来越多的高分辨率影像被应用于林业资源监测。图像分割作为影像识别应用的基础,大量研究人员在原有的分水岭算法基础上针对不同的区域、背景、目标和研究方向进行了一定的改进,在林木病虫害监测、木材表面缺陷检测、单木冠幅分割、叶片提取等林业领域发展迅速。文中介绍了分水岭算法在林业中的应用,以期为分水岭算法在林业领域的推广以及进一步改进研究提供参考。 展开更多
关键词 分水岭算法 影像分割 林木病虫害监测 木材表面缺陷检测 遥感技术
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面向松木表面缺陷检测的改进RT-DETR模型
16
作者 胡继文 张国梁 +1 位作者 沈明哲 李文浩 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期210-218,共9页
为提高松木表面缺陷检测精确度,保证检测速率,该研究提出一种改进RT-DETR的检测模型RIC-DETR。首先,从木材表面缺陷公开数据集中获取图片,并进行标注及数据增强,构建一个包含13642张图片的表面缺陷数据集;其次,对比VGG11、VGG13、ResNe... 为提高松木表面缺陷检测精确度,保证检测速率,该研究提出一种改进RT-DETR的检测模型RIC-DETR。首先,从木材表面缺陷公开数据集中获取图片,并进行标注及数据增强,构建一个包含13642张图片的表面缺陷数据集;其次,对比VGG11、VGG13、ResNet18和VanillaNet13等网络架构,选用计算复杂度低且检测精度较高的ResNet18作为主干特征提取基准网络;然后,引入反向残差移动模块更新ResNet18中的基本块,扩展模型的感受野,改善层间的特征交互;最后,使用EfficientViT模型中的级联分组注意力机制对反向残差移动模块进行二次创新改进,降低计算资源的消耗,提升模型的表达能力。试验结果表明,RIC-DETR的精确率、召回率、平均精度均值分别为95.4%、96.0%、97.2%,均优于目前主流的YOLO系列模型,对比基准模型RT-DETR,RIC-DETR在保持高精度的情况下,参数量、浮点运算量和内存占用量大幅减少,分别降低了54%、57%、52%,同时检测速度可达63.5帧/s。RIC-DETR模型具有复杂度低、准确率高、检测速度快的特点,可为松木的表面缺陷检测提供技术支持。 展开更多
关键词 木材 模型 松木表面缺陷检测 RT-DETR RIC-DETR YOLO
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