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【6h】

基于分形理论的原木缺陷X射线图像分析与处理

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目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1课题的研究背景与意义

1.2无损检测方法与发展现状

1.2.1无损检测

1.2.2无损检测方法

1.2.3无损检测技术的发展

1.2.4 X射线无损检测方法

1.3原木缺陷无损检测的现状与发展趋势

1.3.1原木缺陷及其对木材加工的影响

1.3.2原木无损检测的研究现状与进展

1.3.3原木无损检测的意义及其应用前景

1.4分形与原木缺陷X射线图像检测

1.5论文的研究内容

2分形理论与分形图像研究

2.1分形基本概念

2.1.1分形理论的形成与发展

2.1.2 Von Koch曲线

2.2分形维

2.2.1分形维基本概念

2.2.2 Hausdorff测度

2.2.3Hausdorff维

2.2.4盒维

2.3随机分形

2.4分形布朗运动

2.4.1分形布朗运动的定义

2.4.2分形布朗运动的分形参数H和维数D

2.4.3分形布朗运动曲线

2.4.4分形布朗运动曲面

2.4.5离散分形布朗运动模型

3实验总体方案设计与分析

3.1实验系统设计方案

3.1.1原木无损检测图像处理系统硬件设计方案

3.1.2原木无损检测图像处理系统软件工作平台

3.2原木无损检测图像采集及处理板的研制

3.2.1滤波及A/D转换电路

3.2.2 D/A转换及全电视信号合成电路

3.2.3图像存储器

3.3实验系统微机接口电路设计

3.4原木缺陷无损检测图像处理系统工作平台的研制

3.4.1工作平台的主要功能

3.4.2工作平台的主要特点

3.4.3工作平台结构

3.5人眼的亮度适应于图像预处理

3.5.1人眼成象

3.5.2亮度适应和区分

4原木X射线图像的计算机预处理

4.1数字图像处理的基本概念

4.2原木X射线图像灰度变换

4.2.1直方图均衡化

4.2.2直方图规定化

4.3原木X射线图像的空域滤波增强

4.3.1空域滤波原理与分类

4.3.2空域平滑滤波器

4.3.3空域锐化滤波器

4.4频域增强处理

4.4.1频域增强原理与分类

4.4.2低通滤波器

4.4.3高通滤波器

4.4.4带通和带阻滤波器

4.4.5同态滤波处理

4.5原木X射线图像边缘检测技术

4.5.1边缘检测基本概念

4.5.2用阈值提取原木X射线图像缺陷边缘

4.5.3图像边缘跟踪算法

4.5.4图像分割算法

5原木X射线图像成像规律研究

5.1原木X射线图像成像基本理论

5.2木材质量吸收系数的性质

5.2.1木材质量吸收系数

5.2.2木材质量吸收系数的标定

5.2.3木材质量吸收系数与样品厚度的关系

5.2.4不同入射方向的木材质量吸收系数

5.2.5木材质量吸收系数与木材密度的关系

5.3原木X射线图像成像规律

5.3.1平行光源X射线原木成像规律

5.3.2点光源X射线原木成像模型

5.4增厚型缺陷与减厚型缺陷

6应用分形理论检测原木X射线图像中的缺陷

6.1分形与图像边缘特征

6.2随机分形算法

6.2.1一维布朗运动

6.2.2分形布朗运动

6.2.3多维情况下的分形布朗运动

6.3分形参数H与原木X射线图像缺陷的边缘检测

6.3.1分形参数H的定义

6.3.2分形参数的计算

6.4分形参数的快速算法

6.5应用H参数进行原木X射线图像缺陷的边缘检测

6.6实验结果及分析

结论

参考文献

攻读博士学位其间的科研工作

致谢

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摘要

该文针对原木中对木材加工有影响的典型缺陷进行了分析,提出了一种采用X射线为检测手段的原木无损检测方法,应用计算机数字图像处理技术与分形理论中的分形布朗随机场模型和分形参数对原木X射线图像进行处理与分析,有效地检测出原木中的漏节、夹皮和空心等缺陷.文中首次提出了一种基于分形理论的图像边缘处理方法.分形理论中的分形布朗随机场模型是描述自然景物的有效方法.通过对该模型的分析我们发现,在图像区域的小范围内,图像的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,或图像的边缘处,这种分形理论的规律性将会被破坏,在此处求出的分形参数H值将会发生奇异,据此我们可以判断出该处为图像的边缘或交界处.一般情况下,计算一幅图像的H参数是非常复杂的,计算量大,耗时长,不能满足实际要求.该文针对原木X射线图像,根据分数布朗随机场模型推导出其H参数的模板快速计算方法,通过该方法逐点计算出原木X射线图像的H参数后,将所有的奇异点连接起来,就是图像中的缺陷的边缘.我们应用该方法对原木中含有漏节、夹皮和空心等缺陷的X射线图像分别进行了分析与处理,从实验的结果可以看出这种方法行之有效,为图像处理技术的发展探索了一条新路,同时对应用计算机进行原木中的缺陷自动模式识别有着重要意义.

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