﻿ 细胞特征参数计算机的提取理论
 林业科学  2007, Vol. 43 Issue (9): 68-73 PDF
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#### 文章信息

Ren Hong'e, Xu Haitao.

The Characteristic Parameter Extraction of Cell in Board Assortment Recognition Technology

Scientia Silvae Sinicae, 2007, 43(9): 68-73.

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The Characteristic Parameter Extraction of Cell in Board Assortment Recognition Technology
Ren Hong'e, Xu Haitao
Northeast Forestry University Harbin 150040
Abstract: Automatic diagnosis of the wood assortment is the issue which needs to be solved urgently in wood industry. The wood assortment recognition that based on the lumber cell characteristic is a new research direction. The cell appearance is an important characteristic in the cell image analysis. And the cell characteristic parameter extracting is the foundation of wood assortment recognition. This paper introduced three cell outline extraction methods and proposed extracting the information of cell boundary outline using chain code technology which had the merits such as quick computing speed and the higher precision and so on. This paper also elaborated the some kinds of methods of computing the cell characteristic parameter such as cell perimeter, cell number counting, area, circular ratio and center of gravity and so on which provide the important basis for the wood assortment recognition.
Key words: cell    parameter    chain code    outline    extracting

1 细胞轮廓提取

1.1 差影法

1.2 模板法

1.3 链码法

 图 1 链码法细胞轮廓提取 Fig. 1 Cell outline extraction with the chain code method
2 细胞特征参数提取 2.1 细胞周长计算

1) 3个相邻像素a、b、c如图 2所示。如果将横、纵向相邻点间的距离长度计为1，即a、c两点是横向相邻，b、c两点是纵向相邻，两点间的距离长度均为1。设斜向相邻a、b间的距离为s，则s2可看作为a、c两点间距离和b、c两点间距离的平方和，所以s=

 图 2 边界点距离计算 Fig. 2 Computation of the boundary point distance

 (1)

2) 将细胞边界上像素点的个数作为周长。其计算公式为

 (2)

 图 3 细胞轮廓图像 Fig. 3 Outline image of the cell

2.2 细胞个数统计

2.3 细胞面积计算

2种求细胞面积的方法：

1) 在二值图像中，封闭区域是由相互连接在一起的多个黑像素的集合构成的一个黑色区域，所以在这个封闭区域内的像素点的个数即构成了封闭区域的面积(以像素点为单位)，在这里可以把细胞看作封闭区域，从而计算细胞的面积。其计算公式为

 (3)

2) 采用链码表进行细胞的面积统计。将细胞区域看成由多条水平线组成，每一条线段可以用该线段的2个端点表示，如图 4所示。可以将目标物体看成是由很多条紧密相邻的水平线段组成。这样，区域内所有水平线段的长度和就是目标区域的面积。具体做法是：根据链表中记录的链码值计算出各边界点的坐标，然后找出具有相同纵坐标的点，作为线段的左右端点，计算2点间横坐标的差即线段长度，这样区域内所有线段的长度和就是该细胞的面积。其计算公式为

 图 4 线段表表示法 Fig. 4 Method of the line segment table denotation
 (4)

2.4 圆形度计算

 (5)

2.5 重心计算

 (6)
 (7)
 (8)
 (9)

3 参数提取理论的实际应用 3.1 计算机标示量与实际细胞尺寸的转换

 (10)

3.2 参数计算流程

 图 5 参数计算流程图 Fig. 5 Flow chart of the parameter computing
4 试验实例及结果分析

 图 6 落叶松细胞图像 Fig. 6 Cell image of larch
 图 7 本文软件分析结果 Fig. 7 Analyzing result from the software in this article

5 结束语

 曹军, 张冬妍. 2004. 形态特征及神经网络在木材横纹压缩中的应用研究. 计算机应用研究, 21(6): 44-46. DOI:10.3969/j.issn.1001-3695.2004.06.015 高洁, 任洪娥, 马岩. 2006. 基于细胞数字特征的板材材种识别技术. 林业机械与木工设备, 34(1): 39-41. DOI:10.3969/j.issn.2095-2953.2006.01.013 李桂英, 刁宏志. 2005. 计算机在木材细胞数字化理论中的应用. 林业机械与木工设备, 33(1): 22-24. DOI:10.3969/j.issn.2095-2953.2005.01.006 刘镇波, 刘一星, 于海鹏. 2004. 基于量化构造特征参数的树种计算机识别算法. 福建林学院学报, 24(3): 265-269. DOI:10.3969/j.issn.1001-389X.2004.03.018 陆宗骐. 2005. C/C++图像处理编程. 北京: 清华大学出版社, 277-294. 罗振东, 廖光裕. 1998. 计算机图形学原理和方法. 上海: 复旦大学出版社, 44-53. 马岩. 2002. 木材横断面细胞结构的数学模拟理论研究. 生物数学学报, 17(1): 64-68. DOI:10.3969/j.issn.1001-9626.2002.01.011 徐海涛, 任洪娥, 马岩. 2005. 板材材种识别中计算机图像处理技术的应用. 木材加工机械, 16(6): 32-33. DOI:10.3969/j.issn.1001-036X.2005.06.010 Callum A S., Dennis J. 1999. Dimensional changes in Corisian Pine sapwood due to chemical modification with linear chain anhydrides. Holzforschung, 53(3): 267-271. DOI:10.1515/HF.1999.045 Gindl W, Gupta H S, Schöberl T. 2004. Mechanical properties of spruce wood cell walls by nanoindentation. Applied Physics A-Materials Science & Processing, 79(8): 2069-2073. Rafael C G, Richard E W. 2003. Digital image processing. Second edition. 北京: 电子工业出版社.