对光照变化不敏感的微观高光谱图像木材树种识别算法研究
作者:
作者单位:

东北林业大学信息与计算机工程学院黑龙江 哈尔滨 150040

作者简介:

赵鹏,1972年5月生,男,教授/博导,工学博士。主要研究方向是图像处理、模式识别和光学测量,从事林业信息工程和农业信息工程的学科交叉研究。主持国家自然科学基金、黑龙江省自然科学基金等各类项目10余项,在国内外期刊发表学术论文50余篇(SCI和EI收录)。手机:13163419752,E-mail: bit_zhao@aliyun.com

通讯作者:

中图分类号:

TP391.4

基金项目:

国家自然科学基金面上项目资助 31670717;中央高校基本科研业务费专项基金资助 2572017EB09;国家林业局林业公益性行业专项项目资助 201504307-04国家自然科学基金面上项目资助(31670717);中央高校基本科研业务费专项基金资助(2572017EB09);国家林业局林业公益性行业专项项目资助(201504307-04)


Wood species recognition using hyper-spectral images not sensitive to illumination variation
Author:
Affiliation:

College of Information and Computer Engineering, Northeast Forestry University, Harbin 150040,China

Fund Project:

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    摘要:

    木材往往堆积在室外,在对木材样本采集高光谱图像时往往会受到外界因素(光照、温度、湿度)的影响,从而造成木材树种的误判。为了解决这一问题,本文利用PLS(Pattern Lacunarity Spectrum)和LBP(Local Binary Pattern)对木材横截面的高光谱图像的纹理信息进行了特征提取,而后将高光谱图像的近红外光谱与纹理特征相融合,并以融合后的新特征作为识别的依据,最后使用SVM(Support Vector Machine)和BP(Back Propagation)神经网络两种分类器对木材树种进行了识别,实验表明该算法在无干扰情况下可拥有最高100%的识别正确率效果。为了验证该算法可以在高光谱图像失真的情况下依然可以对木材进行正确的识别,本文仿真了光照变化对高光谱图像的影响,并对比了影响前后的识别正确率,结果显示该算法可以在高光谱图像失真的情况下对木材的树种进行正确的识别,优于传统的和近期主流的木材树种分类算法。

    Abstract:

    Wood is usually stored outdoors so that when its hyper-spectral image is picked up, the acquired image is usually disturbed by environmental factors such as illumination, temperature, and humidity. This disturbance may produce the false wood species classification results. To solve this issue, the wood texture feature is extracted in its hyper-spectral image by use of PLS and LBP. This texture feature is then combined with the near infrared spectra of wood hyper-spectral image so that the fused features are sent into SVM and BP neural network classifiers. Experimental results indicate that our scheme can reach to 100% classification accuracy without environmental disturbance. Moreover, to testify our scheme’s robustness in case of illumination variation, a simulation experiment is performed and it indicates that our scheme outperforms the conventional and the state-of-art wood recognition schemes.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

王承琨,赵鹏.对光照变化不敏感的微观高光谱图像木材树种识别算法研究[J].红外与毫米波学报,2020,39(1):72~85]. WANG Cheng-Kun, ZHAO Peng. Wood species recognition using hyper-spectral images not sensitive to illumination variation[J]. J. Infrared Millim. Waves,2020,39(1):72~85.]

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  • 收稿日期:2019-08-18
  • 最后修改日期:2019-12-17
  • 录用日期:2019-10-16
  • 在线发布日期: 2020-01-07
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