硕士论文开题报告-浙江农林大学.doc

浙 江 农 林 大 学硕士探讨生学位论文开题报告学 院 学科专业 学生姓名 学号条码 指导老师 探讨方向 开题日期 二Ο一二年十月制表填表说明学位论文开题报告应包括以下内容：1. 立题依据（包括选题的来源、目的和意义以及国内外的探讨动态）；2. 探讨方法、技术路途、探讨内容及拟解决的关键问题；3. 论文的探讨特色与创新之处；4. 论文的预期目标与预期探讨成果；5. 论文的进展和探讨进度支配；6. 论文框架；7. 文献综述；8. 学号条码下载及运用说明见 拟撰写学位论文的题目基于计算机视觉木材轴向薄壁组织提取技术探讨支持学位论文探讨的科研项目□国家级 □省部级 □厅局级 □校级 □县市级 R自选学位论文是否保密1.不保密（ √ ）导师签名2.保密密级：绝密（ ） 机密（ ） 隐私（ ）开题报告内容：（一至六部分字数不少于3000字）一、 立题依据（包括选题来源、目的和意义以及国内外探讨动态等）。

1.1选题来源、目的和意义选题来源：木材识别是适才适用、合理利用木材的基本前提计算机技术在木材识别中的应用改善了传统人工识别方法的缺陷近几年来，相关学者发觉木材横切面显微图像中包含着丰富的信息，其中蕴含的细胞排列特征、各种细胞的形态因子等特征具有区分于其他树种的独立性为了达到高效、自动识别树种的目的，必需从显微图像中快速、精确地提取出各种组织细胞的特征参数，因此，基于计算机视觉技术对显微图像进行分析的木材识别新方法受到了学者们的广泛关注基于此，本项目将以木材显微图像作为探讨对象，探究出一种木材轴向薄壁组织的提取方法，对探讨基于轴向薄壁组织的阔叶材树种的识别具有重要的意义，同时也对计算机学科与木材学科的交叉探讨具有主动的推动作用所以本项目的实施很有必要由于这个方向在木材识别中算是比较新奇的，也是前人较少进入的领域，所以我选择了该项探讨题目作为本论文探讨题目目的和意义：众所周知，木材作为一种可再生资源，其利用前景特别广袤随着经济的日益发展以及人民生活水平的不断提高，木材作为一种环保型材料，越来越受到人们的青睐因此，提高木材识别的正确性，对木材科学发展、木材资源的合理运用与管理、木材贸易流通、木材进出口管理和木材考古等与木材相关工作都有重大意义。

例如，宝贵木材——红木，自古至今都被人们视为国宝级的宝贵资源，不行再生，红木家具集运用、保藏、欣赏、保值等多重功能于一身，具有极大的保藏及保值价值由于可称之为红木的木材种类比较多，如紫檀木类、花梨木类、香枝木类、黑酸枝木类等，隶属紫檀属、黄檀属、柿属、崖豆属及铁刀木属，其识别和区分比较困难由于红木家具材质鉴定措施不完善而给不明真伪的生产者和消费者带来的经济损失少则几千，多的可达上百万元1.2 国内外探讨动态1.2.1木材识别特征提取20世纪80年头初计算机图像处理技术起先应用于木材解剖学的探讨，McMillin利用图像处理和分析技术测量了木材细胞率、纤维长度、细胞腔面积和径向细胞腔直径以及纤维板剪切过程中的木材破损率Hie和Hillis所开发的图像处理分析系统对细胞管腔面积及不同细胞类型所占面积比例等特征进行了量化分析Diao等应用能量光谱方法分析确定了木材细胞形态，并用快速傅立叶变换(FFT)检测了10种针叶材横断面细胞排列及形态的周期性，测量了细胞的径弦向直径和径弦壁角度，同时他们还对18种针叶材横切面上的管胞形态学指标进行量化测定以确定不同树种的管胞形态参数Fujita用FFT分析了32种日本阔叶材横切面的导管分布。

曲艳杰等利用FFT方法进行了木材细胞排列的图像分析探讨，利用得到的木材解剖特征的波动性和周期性，以解决传统木材解剖方法难以做到的演化规律的探讨问题Masako KINO等也通过图像方式精确测定了木材细胞壁厚度保昆雁等开发了木材解剖特征量的处理系统，可提取细胞数目、胞腔面积及其分布、胞腔直径、胞壁厚度、胞壁率、壁腔比等木材解剖特征参数以上的探讨较多关注于细胞形态比量等特征的测量，图像处理技术用作协助测量的方法为定量化探讨供应了有力的手段，解决了以往人工无法测量的问题，但尚未对传统木材识别中的定性描述的识别特征如管孔式、木射线、轴向薄壁组织等木材图像中的特有对象特征（以下这类识别特征均称为对象特征）的探讨，也未涉及对这类对象特征的自动提取有别于传统计算机视觉中对象处理时所遇到的诸如光照、遮挡、变形及对象本身高度困难的挑战，木材显微图像构成中的对象相对稳定，仅存在如导管、木射线、薄壁组织等若干种稳定的对象，在标准约束条件下获得的图像也解除了光照等影响因素，因此特征提取仅需关注对象本身的特点本论文的前期探讨中，祁亨年、汪杭军等分别利用数学形态学、遗传算法、改进的OTSU方法等完成了木材横切面显微图像中导管对象的分割，从而可以获得导管的直径、面积、圆形度等特征。

1.2.2 木材图像纹理特征分析与提取木材图像纹理特征分析的探讨始于上世纪90年头Huang[10]利用FFT功率谱图分析了木材砂光表面的粗糙度赵学增对木质材料表面粗糙度测量进行了探讨王克奇等选取9幅木材纹理图计算分形维数，供应了描述木材纹理粗糙度的一种定性度量方法王晗等将高斯—马尔可夫随机场（GMRF）引入木材纹理的探讨，提取样本的低阶和高阶GMRF参数，分析表明通过指定的参数可推断纹理的主方向、区分开木材的弦切和径切纹理谢永华将不变矩方法引入木材纹理的计算机视觉探讨领域王晗利用灰度共生矩阵法建立了木材纹理参数以上探讨以木材宏观的径切面和弦切面图像纹理为探讨对象，基于显微构造纹理特征探讨尚未涉及对于木材识别而言，宏观特征变异性较大，而显微结构特征相对稳定，所以对识别来说显微木纹更加值得探讨显微木纹图像纹理（简记为显微木纹）主要包含两类一类是基于像素点的统计的全局性纹理，目前木材学探讨已经表明依据不同的全局性纹理特征可以确定树种大类，如带状花纹的有红松、落叶松、檫木、山枣等，交织花纹有香樟、麻栋、大叶桉、桃花蕊木等；这类全局性纹理与木材的生长过程相关，有分类和识别价值，但还不能充分反映木材本身的特性，还无法完全满意木材识别的需求。

另一类纹理是以木材显微图像中特有的对象形态及其分布和结构性约束而形成的可微结构性纹理，这类纹理反映了对象如导管、木射线等的上下文（context）关系，与木材本身的生长特性亲密相关，有较强的分类实力，成为木材识别的热点和难点问题1.2.3 基于计算机视觉木材轴向薄壁组织提取技术探讨以往木材的识别或鉴定还采纳过无损的扫描电镜方法和微波传感方法，基于视觉的木材识别探讨刚刚起步，刘镇波等提出基于最大相像原理以木材构造特征量化参数来识别木材的想法；王锋等提出木材识别语义数据模型这些基于视觉的木材识别方法探讨尚停留于思路的探讨，理论和试验探讨均未深化开展木材显微图像中的对象特征，如导管、木射线等，与基于像素点的统计的全局性纹理特征，以及对象的空间分布和结构性约束所形成的可微结构性纹理特征，均具有不同程度的分类和识别实力，可充分利用三者在分类和识别方面的互补性，而现有探讨未将这些特征相结合进行木材识别二、 探讨目标与内容、探讨方法与技术路途及拟解决的关键问题探讨目标：基于木材显微结构图像，应用计算机图像处理、模式识别技术，通过显微构造对象特征、全局性纹理特征、可微结构性纹理特征的提取和量化，发觉并验证轴向薄壁组织的提取技术。

探讨方法：为基于木材显微构造图像精确而有效地进行智能化木材识别，本探讨拟采纳以下的探讨方法：首先，结合木材微观识别学问，探讨木材显微构造特有的导管、木射线、轴向薄壁组织等对象特征的提取，这些特征本身具有很强的分类实力，通过量化将进一步提高其分类实力；其次，提取显微图像的全局性纹理特征并验证其识别实力；并依据木材特性，进行可微结构性纹理的描述和提取，挖掘出轴向薄壁组织的提取技术技术路途：针对木材显微构造图像的特有对象如导管、木射线等对象的提取，首先进行对象的分割可以依据对象的不同采纳不同的图像分割方法，如高斯混合模型法、Markov随机场模型法、边缘检测法、数学形态学方法、基于像素点分类的方法等利用这些方法的优缺点，探究出轴向薄壁组织的分割方法拟解决的关键问题：阔叶树材的轴向薄壁组织有多种多样，比如和导管的位置关系方面，分为离管状和傍管状，从薄壁组织的聚集形式又可分为星散状、轮界状、翼状、聚翼状、带状等等，如何对这些不同组合形式薄壁组织进行有效的分别，这是本文的关键问题三、论文的探讨特色与创新之处依据木材显微图像中包含导管、木射线、轴向薄壁组织等丰富对象的特性，本论文提出并定义了可微结构性纹理特征，并在此基础上构造相应的提取和描述方法，从而将轴向薄壁组织胜利的从阔叶材横切面显微图像中提取出来，这是本文在探讨思路上的创新。

四、论文的预期目标与预期探讨成果预期目标：本项目基于木材显微结构图像，应用计算机图像处理、模式识别技术，通过显微构造对象特征、全局性纹理特征、可微结构性纹理特征的提取和量化，发觉并验证轴向薄壁组织的提取技术，从而达到精确而有效地智能化木材识别的目的预期探讨成果：将本篇论文发表在核心期刊，并申请相关专利五、论文的进展和探讨进度支配第一阶段　2012.12-2013.2 木材图像的收集以及对收集的木材图片进行剪切及分类其次阶段 2013.3-2013.6 木材图像的预处理第三阶段 2013.7-2013.10 结合木材显微构造学问，探讨轴向薄壁组织的特点和分布类型，挖掘出提取特征第四阶段 2013.11-2014.3 深化探讨计算机视觉技术的应用以及在木材识别上的方法，探究出轴向薄壁组织的提取技术第五阶段 2014.4 接着进行论文相关的探讨和代码的编写工作，在导师指导下进行修改，完成论文初稿第六阶段 2014.5定稿：严格按规定格式操作，调整注释与参考文献等第七阶段 2014.6论文答辩六、 论文框架1 绪论1.1 引言 1.2 计算机视觉技术1.3 计算机视觉技术在木材解剖中的应用1.4 木材识别技术1.5 本课题的探讨内容2 试验材料与试验方法 2.1 试验材料 2.2 试验方法 2.3 小结3木材横切面显微图像特征参数提取 3.1木材横切面显微构造特征参数提取 3.2横切面显微图像纹理特征量的提取 3.3小结4基于计算机视觉轴向薄壁组织提取技术探讨 4.1图像的预处理 4.2轴向薄壁组织的特征选择与提取 4.3分别轴向薄壁组织5结论与展望5.1 总结论5.2 今后探讨方向展望参考文献致谢七、文献综述（一）文献综述撰写要求1、目的文献综述是针对某一探讨领域分析和描述前人已经做了哪些工。