专利名称：一种木材无损检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种木材无损检测装置，主要是用于对木材是否具有缺陷进行无损检测的装置。
背景技术：
对木材进行无损检测的技术方法有微波检测、超声波检测、应力波检测、振动检测、声发射检测和X射线检测等方法。微波检测和超声波检测需要有传输媒介，在实际中难以应用。应力波检测、振动检测和声发射检测结果不精确，很难准确地判断缺陷的具体位置、大小和程度。X射线检测金属、人体等密度一致的对象效果较好，检测密度差异较大的木材，其精度难以满足实际要求，检测现场的辐射对人体有危害。这些方法目前在国内都停留在理论研究阶段，没有形成可以在生产实际中应用的硬件设备。
发明内容
为了实际应用、提高检测精度、克服检测现场的X射线辐射对人体的危害等现有技术的不足，本发明采用X射线作为检测源，照射原木横截面，应用图像处理功能，将接收屏上得到的X光图像通过微光摄像机送入A/D转换器中，再将变换后形成的数字图像存入计算机内存，应用计算机数字图像处理技术对木材中的缺陷进行处理、分析和识别，操作人员在没有辐射影响的环境中工作，系统安全、可靠，X射线对木材缺陷检测并不损伤，经图像处理后，检测结果清晰，检测精度明显提高，易于人眼识别。
本发明所采用的技术方案是由X射线检测部分、图像传感部分，图像采集部分和图像处理部分组成；选择X射线作为检测源，照射在木材上，利用X射线的荧光成像效应，使木材的内部特征在吸收屏上成像；采用微光摄像机做图像输入传感器，将吸收屏上的模拟图像传送至图像采集卡；传送的模拟信号经A/D转换电路变为数字信号存入图像存储器，并与计算机接口；应用数字图像处理技术对X射线图像进行处理，图像处理方式是滤波、锐化(增强)、边缘提取。
本发明实现了实际应用，克服了检测现场的X射线辐射对人体的危害，操作人员在没有辐射影响的环境中工作，系统安全、可靠，X射线对木材缺陷检测并不损伤，经图像处理后，检测结果清晰，检测精度明显提高，易于人眼识别。
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1为木材缺陷X射线无损检测装置示意图。
图1中，1为X射线检测部分，包括X射线源、X射线吸收屏和木材。2为图像传感部分，包括低照度微光摄像头、图像放大器、视频传输线。3为图像采集部分，包括A/D转换器、数据存储器、计算机接口。4为图像处理部分，包括计算机和图像处理软件。
图2为图像处理软件功能示意图。
图2中，1是原木缺陷图像处理系统工作平台主菜单，2是图像输入；此功能块完成从摄像机采信一幅图像(512×512×8bit)，以BMP格式存入计算机内存的任务。输入的图像显示在微机监视器上。3是图像存取；此功能块完成微机内存图像和磁盘文件的转换，可打开图像文件、存储图像文件、以别名存储图像文件等等。4是平台窗口管理；此功能块负责管理平台窗口，具有平铺所有窗口、排队所有窗口、关闭所有窗口、快速检索所有窗口等功能。5是图像几何处理；此功能块实现图像的放大、缩小。6是AIO操作；此功能块可在图像中定义一块感兴趣区域，定义后可对该区域进行各种处理。7是LOI操作；此功能块可在图像中的某一条直线上定义一个感兴趣线段，从而实现对任意线段的各种处理。8是图像处理；此功能块包括13个子功能块。9是快速中值滤波；此滤波器可有效去除图像中点状噪声，模板尺寸可选定为3×3、5×5或7×7，默认模板尺寸为3×3。10是快速均值滤波；此滤波器可平滑图像，去除点噪声，模板尺寸可选定为3×3、5×5或7×7，默认模板尺寸为3×3。11是高斯滤波；此滤波器可在平台中对图像进行去噪，以实现实时滤波；模板尺寸为5×5、7×7、9×9、13×13，默认模板尺寸为5×5。12是图像伪彩色处理；此模块包括伪彩色分层，自定义伪彩色分层，可在红绿蓝3色中任选变换曲线，针对不同类型的原木图像实行不同的处理方案。13是图像直方图均衡化；模块可将图像的灰度拉开，增强对比度，使图像便于观看。14是图像边缘增强；这是常用的图像边缘增强方法，采用微分算子突出图像边缘。15是霍夫(Hough)变换；用参数来描述简单几何形状的方法。16是边缘跟踪算法；将原木X射线图像中缺陷的边缘跟踪计算，连接成连续的曲线。17是图像分割算法；利用特征向量检验图像区域的一致性，从而达到将图像分割成不同区域的目的。18是用分形快速算法检测边缘；应用分形参数实时检测原木X射线图像中缺陷边缘。19是图像边缘检测；利用模板检测图像边缘，包括Laplace、Sobel、Kirsch和改进的Laplace边缘检测法。模板尺寸为3×3、5×5和7×7。20是图像灰度直方图显示；此模块把图像以灰度直方图的形式显示出来，可直观地反映原木X射线图像的灰度直方图分布情况。21是同态滤波；在频域中同时将图像亮度范围进行压缩和将图像对比度进行增强。
具体实施方式
本发明所采用的技术方案是由X射线检测检测部分、图像传感部分，图像采集部分和图像处理部分组成；选择X射线作为检测源，照射在木材上，利用X射线的荧光成像效应，使木材的内部特征在吸收屏上成像；采用微光摄像机做图像输入传感器，将吸收屏上的模拟图像传送至图像采集卡；传送的模拟信号经A/D转换电路变为数字信号存入图像存储器，并与计算机接口；应用数字图像处理技术对X射线图像进行处理，图像处理方式是滤波、锐化(增强)、边缘提取。
利用X射线的荧光成像效应，即X射线能使硫化钙、硫化锌、铂、氰化钡、钨酸钙和硫酸铅钡等物质发出在暗处很容易观察到的荧光，并且同一荧光物质发出荧光的强弱与接收的通过原木的X射线强弱成正比的关系对原木进行无损检测，当射线通过被检原木时，有缺陷部位与无缺陷部位对射线吸收能力不同，一般情况是透过有缺陷部位的射线强度高于(或低于)无缺陷部位的射线强度，因而可以通过检测透过被检物体后的射线强度的差异，来判断被检测原木内部是否存在缺陷。但直接观察往往难以避免人体受到危害，灵敏度也不高，因此，实验处理系统采用微光摄像机做图像输入传感器将图像信号传送至计算机，避免人眼直接观察而受到辐射，传送的模拟信号经A/D转换电路变为数字信号并存入图像存储器，应用数字图像处理技术对X射线图像进行处理。建立的木材缺陷X射线无损检测图像采集与处理系统基本结构如附图1所示。根据实际条件，采用国产工业X-光机(2005)透视原木横截面，在涂有荧光物质(如ZnS/CaS)的荧光屏上成像，整个系统以586计算机为中心完成各种操作和数字图像处理工作。
图像处理方法有直方图均衡、直方图规定化、快速均值滤波、快速中值滤波、时域滤波、空域滤波、SOBEL算子、KIRSCH算子、LAPLACE算子、微分锐化和分形参数检测边缘等。
本发明的一种木材无损检测装置，其X射线源可以为工业X光机或软X射线机。
本发明的一种木材无损检测装置，作为图像传感所用的微光摄像头，照度低于10-3勒克斯，进一步保证操作人员在没有辐射影响的环境中工作。
本发明的一种木材无损检测装置，图像采集部分中可以采用图象采集卡，A/D转换器、数据存储器，可以采集512×512×8bit的BMP或DIB格式数字图像，图像通过计算机接口存于计算机内存中。
本发明的一种木材无损检测装置，应用计算机数字图像处理技术对木材中的缺陷图像进行分析和处理。图像处理方法包括直方图均衡、直方图规定化、快速均值滤波、快速中值滤波、时域滤波、空域滤波、SOBEL算子、KIRSCH算子、LAPLACE算子、微分锐化和分形参数检测边缘等。
权利要求
1.一种木材无损检测装置，由X射线检测部分、图像传感部分，图像采集部分和图像处理部分组成；选择X射线作为检测源，照射在木材上，利用X射线的荧光成像效应，使木材的内部特征在吸收屏上成像；采用微光摄像机做图像输入传感器，将吸收屏上的模拟图像传送至图像采集卡；传送的模拟信号经A/D转换电路变为数字信号存入图像存储器，并与计算机接口；应用数字图像处理技术对X射线图像进行处理，图像处理方式是滤波、锐化(增强)、边缘提取。
2.根据权利要求1所述的一种木材无损检测装置，其特征是X射线检测部分的射线源为工业X光机或软X射线机。
3.根据权利要求1所述的一种木材无损检测装置，其特征是作为图像传感所用的微光摄像头，照度低于10-3勒克斯。
4.根据权利要求1所述的一种木材无损检测装置，其特征是图像采集部分采用图象采集卡，A/D转换器、数据存储器，可以采集512×512×8bit的BMP或DIB格式数字图像，图像通过计算机接口存于计算机内存中。
5.根据权利要求1所述的一种木材无损检测装置，其特征是应用计算机数字图像处理技术对木材中的缺陷图像进行分析和处理；图像处理方法包括直方图均衡、直方图规定化、快速均值滤波、快速中值滤波、时域滤波、空域滤波、SOBEL算子、KIRSCH算子、LAPLACE算子、微分锐化和分形参数检测边缘等。
全文摘要
本发明涉及一种木材无损检测装置，主要是用于对木材是否具有缺陷进行无损检测。为了实际应用、提高检测精度、克服检测现场X射线辐射对人体的危害等现有技术的不足，本发明采用X射线作为检测源，照射木材，应用图像处理功能，将接收屏上得到的X光图像通过微光摄像机送入A/D转换器中，再将变换后形成的数字图像存入计算机内存，应用计算机数字图像处理技术对木材中的缺陷进行处理、分析和识别。本发明所采用的技术方案是由X射线检测部分、图像传感部分，图像采集部分和图像处理部分组成。X射线对木材缺陷检测无损伤，经图像处理后，检测结果清晰，检测精度明显提高，操作人员在没有辐射影响的环境中工作，系统安全、可靠，易于人眼识别。
文档编号G06T7/00GK1800838SQ20041004419
公开日2006年7月12日 申请日期2004年12月30日 优先权日2004年12月30日
发明者戚大伟 申请人:戚大伟