利用傅里叶变换研究阔叶材纤维细胞尺寸.pdfVIP

第29卷，第9期 光谱学与光谱分析 200 and 9年9月 SpectroscopySpectralAnalysis September，2009 利用傅里叶变换研究阔叶材纤维细胞尺寸 多化琼，王喜明 内蒙古农业大学材料科学与艺术设计学院，内蒙占呼和浩特010018 摘要利用傅里ut。变换图像处理技术测量阔叶材纤维细胞尺寸。把每一个纤维细胞都用其中心的一个长 九个像素点，宽两个像索点的线段点图(LCDM)来表示，进行傅里叶变换(FFT)，其能最光谱图(PSP)在水 平和垂直方向上的频率分布，除零值以外的最大值，即为细胞径向、弦向直径。实验结果表明，该方法与光 学显微镜、图像处理软件的结果基本相同，说明该方法也适用于阔叶材纤维细胞尺寸的测定，扩大了其应用 领域，为木材的微观分析提供新方法和新的研究方向。 关键词傅里叶变换；图像处理；纤维尺寸；阔叶材 中图分类号：$713文献标识码：A DOI：10．3964／j．issrL1000-0593(2009)09—2379—04 引 言 1材料与方法 傅里叶变换I謇I像处理技术是从窄问域转换到频域，检测 1．1材料 和研究图像频谱特性，具有处理速度快，构成方式清楚，滤 L．)切片，中闰林科院制 阔叶材垂柳(Calixbabylonica 波广度大，预测性好等优点。傅里叶变换图像处理技术被广 作。 泛地运用到|冬I像的增强、图像复原、图像压缩、图像特征提 1．2方法 取、图像识别等许多领域。在此之前，国内学者早在20f址纪 切片成像将垂柳横断面切片放在带有数码相机的光学显 80年代就开始利用图像分析技术，对木材横切面显微构造 特征进行提取、定量测垣等方面进行了研究。王秀华等采用 放大倍数为10X，拍照时要将木射线的方向和显示屏上的z SPSS软件提取了230种木材横切面的2】项显微构造特征参轴方向垂直，照片的大小为1024 024 pixel×1 数、1l项图像纹理特征参数【1]，潘斌和李桂英等也都利用数像素)，一个像素对应的尺寸为1．93肛m，即表示为RD= 字图像技术对木材细胞特征进行了研究[2’…，江泽慧等利用 1．93 t_￡m／pixel，被观测的切片实际面积为2．013哪2。 红外光谱对木材密度进行预测，其研究均在空间域进行的， 图像处理时，首先对阔叶树来说虽然大多数是纤维细 空间域处理具有计算烦琐、广度和构成方式模糊，计算时间 胞，但也有少最的导管细胞和木射线细胞，将导管细胞和木 长、预测性差等缺点。 射线细胞过滤掉，只剩下木材纤维细胞，再将彩色照片转换 日本学者在1997年利用傅里叶变换图像处理技术对日成二值图像，把纤维细胞腔的边缘提取出来，得到纤维细胞 本的针叶材和阔叶材进行r研究【4]，2005年以后在进一步完网图(NM)。 善的幕础上，又对日本的贝壳杉、柳杉和木兰树三种树种的 其次，把网图进行傅里叶变换，得到网图的能量光谱图 细胞进行r研究L5‘7]。本文在国内首次利用傅里叶变换，能(NM-PSP)。 量光谱罔，频率分布图等对中国的阔叶材垂柳的横截面纤维 第三步，把网图中的每一个细胞，都用其中心的一个像 细胞尺寸进行研究，意在提供一种研究木材细胞的新方法， 素点表示，得到点图(DM)，再把点图中的每一个像素点的 也为实现木材的数字化识别奠定基础。 上下分别加4个像素点，即垂直方向变为九个像素点，在水