[发明专利]一种实木锯材线扫相机图像自动拼接及抠图方法

说明书

本发明涉及一种实木锯材线扫相机图像自动拼接及抠图方法，选择线扫描相机作为实木锯材的图像采集设备，通过特殊设计的帧缓冲与帧拼接方法将线扫图像数据自动拼接完整，根据线扫实木锯材的形状和纹理特点，综合多项图像处理技术，实现锯材图像的稳定抠取。本发明方法可用于大幅面视场、高速度和高分辨率的森工企业自动化生产和检测领域，如实木锯材测量与检测、家具制造等。

技术领域

本发明涉及森工行业的自动化生产、检测领域，尤其涉及一种面向实木锯材的线扫相机图像自动抠图及拼接方法。

背景技术

实木锯材由于生长周期长、原材料供应有限等因素成为森工家具行业的“稀缺资源”，因此，提高木材检验的水平是使有限的木材资源发挥最大经济效益的重要途径。

目前，国内主要采用人工对锯材的质量进行检测，这种检测方法不仅工作量大，而且易受到检测人员主观因素的影响，不能够保证检测的效率与精度。特别是随着大规模生产过程自动化需求的不断提高，采用人工检测的方法已越来越不能满足当今工业领域的应用要求。为了克服人工检测的缺点，机器视觉、超声波、微波、核磁共振、X射线密度成像等技术已被相继尝试用于锯材的自动检测。

在这些检测方法中，机器视觉技术因其采集信息量大、方法简单且直观性强、尤其是不破坏木材材料本身这一特性，成为目前木材自动检测的首选方案。然而，由于实木锯材本身材料结构和纹理等因素，将机器视觉技术用于实木锯材的处理，却并非易事。首先，由于实木原材料的限制，造成了其大小尺寸不一，短的几十厘米，长的可能要四五米，机器视觉系统需要适应这些不同规格的锯材，对系统的软硬件提出了更高的要求。一般而言，对于尺寸超过一米的锯材，传统的面阵扫描相机由于视野的限制已经不能适用，必须选择工业线扫相机实施检测。然而，工业线扫相机及镜头价格非常昂贵，市场普及率不高，相关技术也并不完善。其次，虽然使用线扫相机能够完成长料锯材的采集，但是由于锯材尺寸过长，将造成采集的图像非常巨大。另外，实木锯材不仅具有丰富的木纹纹理，而且还有诸如死结、活结、腐蚀、霉烂等各种缺陷，这些纹理和缺陷都会对锯材的图像提取造成影响。

因此，在选择线扫相机扫描锯材的前提下，如何选择图像采集、拼接及处理方案，以有效适应锯材的自动化在线检测，成为目前实木锯材检测，尤其是大尺寸锯材检测亟需解决的关键问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种实木锯材线扫相机图像自动拼接及抠图方法，实现对锯材的质量进行自动化检测。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种实木锯材线扫相机图像自动拼接及抠图方法，包括：

图像采集，通过工业线扫描相机对传送带上的实木锯材进行图像采集，获得线扫图像数据；

锯材图像拼接，将线扫图像数据依次进行帧缓冲处理、有效候选帧确定及帧拼接处理以完成实木锯材图像的自动拼接完整；

锯材图像抠取，对自动拼接后的图像，根据线扫实木锯材的形状和纹理特点，综合多项图像处理技术，实现锯材图像的稳定抠取。

优选的，所述工业线扫相机能够调整设置扫描频率和采样ROI；所述传送带采用黑色亚光面材料，速度恒定，并设定所述工业线扫相机扫描的频率与所述传送带的输送频率一致。

优选的，所述帧缓冲处理，具体包括：

把每次线扫的500行像素组成一幅小图像，作为候选拼接帧；在内存中为每一个候选帧分配一个缓存，按照顺序标号，根据锯材长度的不同，8-15个缓冲可以满足锯材30m/min的传送速度。

优选的，所述有效候选帧确定，具体包括：

利用图像二值化对候选帧处理，扫描与传送带等宽范围的像素；读取图像上白色像素的数量，只要任意一行有超过1/3的白色像素，认定为木材，该帧为有效帧。