基于红外高光谱木材表面缺陷的研究开题报告

1. 研究目的与意义

目的：木材表面缺陷是评价木材质量的重要指标之一，同时，诸如地理、气候、季节以及木材种属等自然因素都将影响木材表面的物理特性，导致其出现如下特点：1) 缺陷种类繁多；2) 同类缺陷外观差异较大；3) 自然纹理及漫反射特性均会增加表面缺陷识别的难度。

基于近红外光谱技术的木材识别能够快速、准确、无损的对木材进行判别分类，能够满足市场中对木材进行快速分类的需求，在划分木材质地、鉴别木材真伪、规范木材市场秩序等方面发挥重要作用，同时在合理利用木材以及林木定向培养等方面发挥了一定作用。

因此,高光谱成像技术可以通过少量木材样品或生长锥,对大批量树木及木材样品的物理力学、化学和解剖等性质进行全面、快速、无损地预测和评估, 不但能及时地反馈于人工林树木的培育和基因改良,最终为调整林木培育和遗传改良措施以及提高林木质量奠定基础 ,而且也能为人工林木材的高效利用提供科学依据。

2. 国内外研究现状分析

木材表面缺陷是评价木材质量的重要指标之一，开展木材无损检测是提高木材利用率，优化木材资源的重要手段 。

高光谱成像技术作为一种先进的无损检测技术， 能同时获取待测物的光谱与图像信息， 具有图谱合一的优点。

(1)国外研究概况：近红外光谱分析技术可用于木材表面缺陷的检测， 但是其检测区域一般仅是木材表面的某点或较小区域（不具备空间信息）， 木材的各向异性会影响检测结果［41］。

3. 研究的基本内容与计划

本研究将从两大类树种针叶材和阔叶材中分别选取马尾松和杨木作为研究对象，制作实验所需要的样品，以木材表面某个区域的反射率作为检测指标，对多个木材样本采集在900~1700nm之间光的反射率来试图寻找出最适合识别的缺陷的波段，为高效准确识别缺陷奠定基础。

计划：1-2周设计检测方案2-4周确定试验试件4-8周做实验测量等8-12周实验记录与分析12-16周撰写论文

4. 研究创新点

高光谱成像技术可以同时获取待测物较丰富的图像和光谱信息， 能对木材及木制品的多种物理、 化学性质以及缺陷进行无损检测， 是对被测物材料属性的局部变化进行可视化刻画的理想工具。