CN110052426A - 基于木材材色的红锥原木分类方法 - Google Patents

基于木材材色的红锥原木分类方法 Download PDF

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B07C5/34—Sorting according to other particular properties
    • B07C5/342—Sorting according to other particular properties according to optical properties, e.g. colour

Abstract

本发明公开了一种基于木材材色的红锥原木分类方法，包括：获取具有红锥原木横截面的试样；分别在所述试样的心材部和边材部标记数个测定点；测定获得测定点的亮度和色度，然后分别计算心材部和边材部的亮度均值和色度均值，以及心材部和边材部的总色差，然后根据亮度均值、色度均值和总色差进行红锥原木的分类。本发明还公开了基于木材材色的红锥原木分类方法的具体方法，本发明所公开的基于木材材色的红锥原木分类方法能够通过检测木材的材色快速将木材分类的特点，避免肉眼进行分类而导致采用不同材色的木材加工得到的工艺品颜色参差不齐而影响成品的质量的问题，非常适于工业化生产推广。

Description

基于木材材色的红锥原木分类方法
技术领域
本发明属于木材技术领域，具体涉及一种基于木材材色的红锥原木分类方法。
背景技术
红锥是我国珍贵用材树种，其色泽红润、纹理美观，非常适宜制作高价值工艺品，尤其是将原木圆盘加工成茶盘、木凳等工艺品，木材利用率高，而且在横截面上呈现出优美花纹，具有较高的艺术价值。然而红锥木材材色变异大，呈红棕色至红褐色，增加了高档家居和木质装饰品选材难度。木材材色缺陷，影响了木材外观品质，影响了木材价值。尤其是不同颜色类型的木材拼接，影响木质家居、工艺品外观美观，降低了木质家居、工艺品商业价值。
一直以来，红锥原木集材、销售与利用通常使用径阶法，即以原木径级为据，大径级原木按需制作成板材等高价值工艺品，中等径级原木做成旋切板或胶合板，小径级原木做成纸浆、木炭等低价值工业品等。由于原木没有材色分类使用，木材颜色参差不齐，影响了工艺品视觉美观，基于此，设计一种红锥原木分类法尤为必要。
发明内容
本发明的目的是解决至少上述的缺陷，并提供以后将说明的优点。
为了实现本发明的这些目的和其他优点，现提供一种基于木材材色的红锥原木分类方法，具有能够快速检测木材的材色并计算总色差将木材分类的特点，避免肉眼进行分类而导致采用不同材色的木材加工得到的工艺品颜色参差不齐而影响成品的质量的问题，非常适于工业化生产推广。
换言之，本发明公开了一种基于木材材色的红锥原木分类方法，经过获取具有红锥原木横截面的试样、分别在所述试样的心材部和边材部标记数个测定点、测定获得测定点的亮度和色度，然后分别计算心材部和边材部的亮度均值和色度均值，以及心材部和边材部的总色差，然后根据亮度均值、色度均值和总色差进行红锥原木的分类。通过对具有红锥原木横截面进行定点测定亮度和色度来进行红锥原木的分类，以避免了肉眼辨别的视觉误差或以原木径级进行分类造成的误差，使得红锥原木的分类更准确。
优选的是，基于木材材色的红锥原木分类方法，包括以下步骤：
步骤一、取厚度为2～5厘米的红锥原木横截面，剥去树皮，风干至恒重再将任一面抛光至平滑，得到具有红锥原木横截面的试样。经过抛光后的红锥原木横截面的心髓、以及心材部和边材部分界更清晰，且能够降低色差测定时粗糙的表面产生漫反射影响检测结果。
步骤二、以所述具有红锥原木横截面的试样的中心为圆心，画出半径，按25～64：1～40：35～75的比例将所述半径从圆心往外依次分成第一段、第二段、以及第三段，在所述第一段上取3～5个点作为心材部测定点，在所述第三段上取3～5个点作为边材部测定点。
步骤三、使用测色色差仪分别测试各个心材部测定点、以及边材部测定点的亮度和色度，然后分别计算心材部和边材部的亮度均值和色度均值，以及心材部和边材部的总色差，然后根据亮度均值、色度均值和总色差进行红锥原木分类。
优选的是，步骤二具体包括：A、当所述具有红锥原木横截面的试样位于树木距离地面高度2米以内时，则按60～64：1～2：34～39的比例将所述半径从圆心往外依次分成第一段、第二段、以及第三段；B、当所述具有红锥原木横截面的试样位于树木距离地面高度高于2米且小于6米时，则按55～62：1～2：36～44的比例将所述半径从圆心往外依次分成第一段、第二段、以及第三段；C、当所述具有红锥原木横截面的试样位于树木距离地面高度高于6米且小于10米时，则按44～57：1～2：1～55的比例将所述半径从圆心往外依次分成第一段、第二段、以及第三段；D、当所述具有红锥原木横截面的试样位于树木距离地面高度高于10米且小于14米时，则按30～33：1～2：65～69的比例将所述半径从圆心往外依次分成第一段、第二段、以及第三段。根据所述具有红锥原木横截面的试样所在树木的高度位置来划分，以更好的区分心材部和边材部，进而使得测定点的位置选择范围更适合。
优选的是，所述色度包括红蓝轴材色色度以及黄绿轴材色色度，能够更全面的对木材的材色区别归类，确保不同材色的木材归类精度更佳。
优选的是，所述总差异的计算公式为：
其中，Δl*为心材部的平均亮度与边材部的平均亮度之差；Δa*为心材部的红蓝轴材色色度的平均值与边材部的红蓝轴材色色度的平均值之差；Δb*为心材部的黄绿轴材色色度的平均值与边材部的黄绿轴材色色度的平均值之差；ΔE*为总色差。
优选的是，所述红锥原木的分类的参考范围为：
a、一类白色类木材：没有心材部，且亮度平均值范围为50～75，红蓝轴材色色度平均值范围为5～10，黄绿轴材色色度平均值范围为10～20。
b、二类红色类木材：有心材部和边材部，其中心材部亮度平均值范围为38～50，红蓝轴材材色度平均值范围为10～20，黄绿轴材材色度平均值范围为8～20；边材部亮度平均值范围为45～55，红蓝轴材材色度平均值范围为5～10，黄绿轴材材色度平均值范围为10～20，边材部和心材部的总色差ΔE*范围为6～11。
c、三类红褐色类木材：有心材部和边材部，其中心材部亮度平均值范围为40～50，红蓝轴材材色度平均值范围为5～11，黄绿轴材材色度平均值范围为10～15；边材部亮度平均值范围为40～60，红蓝轴材材色度平均值范围为5～11，黄绿轴材材色度平均值范围为10～15，边材部和心材部的总色差ΔE*范围为4～6。
优选的是，所述红锥原木的分类的具体步骤为：
S1、取厚度为2～5厘米的红锥原木横截面，剥去树皮，风干至恒重再将任一面抛光至平滑，得到具有红锥原木横截面的试样。
S2、以所述具有红锥原木横截面的试样的中心为圆心，画出半径，按25～64：1～40：35～75的比例将所述半径从圆心往外依次分成第一段、第二段、以及第三段，在所述第一段上取3～5个点作为心材部测定点，在所述第三段上取3～5个点作为边材部测定点。
S3、使用测色色差仪分别测试各个心材部测定点、以及边材部测定点的亮度和色度，然后分别计算心材部和边材部的亮度均值和色度均值，以及心材部和边材部的总色差。
S4：若无心材部，且满足亮度平均值范围为50～75，红蓝轴材色色度平均值范围为5～10，黄绿轴材色色度平均值范围为10～20，则将该类木材归类为一类白色类木材。
S5：若试样有心材部和边材部，且边材部和心材部的总色差ΔE*范围为6～11，不包括6，则将该类木材归类为二类红色类木材；若试样有心材部和边材部，且边材部和心材部的总色差ΔE*范围为4～6，不包括6，则将该类木材归类为三类红褐色类木材。
S6：若边材部和心材部的总色差ΔE*是6则进一步对比心材部和边材部的亮度和色度，若满足心材部亮度平均值范围为38～50，红蓝轴材材色度平均值范围为10～20，黄绿轴材材色度平均值范围为8～20；边材部亮度平均值范围为45～55，红蓝轴材材色度平均值范围为5～10，黄绿轴材材色度平均值范围为10～20，则将该类木材归类为二类红色类类木材；若满足心材部亮度平均值范围为40～50，红蓝轴材材色度平均值范围为5～11，黄绿轴材材色度平均值范围为10～15；边材部亮度平均值范围为40～60，红蓝轴材材色度平均值范围为5～11，黄绿轴材材色度平均值范围为10～15，则将该类木材归类为三类红褐色类木材。
本发明的优点：
1、通过将木材进行多点测定亮度和色度并计算归类，使得不同材色的木材得到快速归类，基于木材材色分类的精度远远优于肉眼识别，避免了材色较为接近的木材分类失误而影响制备成品的效果。
2、对木材分别进行红蓝轴材色色度以及黄绿轴材色色度的检测，能够更全面的对木材的材色区别归类，确保不同材色的木材归类精度更佳。
3、对木材的边材和心材分别设点进行检测，全面的比对木材的材色进行木材的归类，使得基于木材材色的分类更精确，经过木材材色分类后再制备得到的工艺品颜色相近，视觉更美观。
附图说明
图1为本发明中试样的结构示意图；
图2为本发明实施例2中测定点的选取示意图；
图3为根据本发明的方法归类得到的一类白色类木材；
图4为根据本发明的方法归类得到的二类红色类木材；
图5为根据本发明的方法归类得到的三类红褐色类木材；
其中，1为圆心，2为半径，3为第一段，4为第二段，5为第三段，A、B、C为心材部测定点，a、b、c为边材部测定点。
具体实施方式
下面对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
实施例1
一种基于木材材色的红锥原木分类方法，经过获取具有红锥原木横截面的试样、分别在所述试样的心材部和边材部标记数个测定点、测定获得测定点的亮度和色度，然后分别计算心材部和边材部的亮度均值和色度均值，以及心材部和边材部的总色差，然后根据亮度均值、色度均值和总色差进行红锥原木分类。
具体包括以下步骤：
步骤一、取厚度为2厘米的红锥原木横截面，剥去树皮，风干至恒重再将任一面抛光至平滑，得到具有红锥原木横截面的试样。
步骤二、以所述具有红锥原木横截面的试样的中心为圆心，画出半径，按25：2：73的比例将所述半径从圆心往外依次分成第一段、第二段、以及第三段，在所述第一段上取3个点作为心材部测定点，在所述第三段上取3个点作为边材部测定点。
步骤三、使用测色色差仪分别测试各个心材部测定点、以及边材部测定点的亮度和色度，然后分别计算心材部和边材部的亮度均值和色度均值，以及心材部和边材部的总色差，然后根据亮度均值、色度均值和总色差进行红锥原木分类。
实施例2
一种基于木材材色的红锥原木分类方法，经过获取具有红锥原木横截面的试样、分别在所述试样的心材部和边材部标记数个测定点、测定获得测定点的亮度和色度，然后分别计算心材部和边材部的亮度均值和色度均值，以及心材部和边材部的总色差，然后根据亮度均值、色度均值和总色差进行红锥原木分类。
具体包括以下步骤：
步骤一、取厚度为2厘米的红锥原木横截面，剥去树皮，风干至恒重再将任一面抛光至平滑，得到具有红锥原木横截面的试样。
步骤二、当所述具有红锥原木横截面的试样位于树木距离地面高度2米以内，以所述具有红锥原木横截面的试样的中心为圆心，画出半径，按60：2：38的比例将所述半径从圆心往外依次分成第一段、第二段、以及第三段；当所述具有红锥原木横截面的试样位于树木距离地面高度高于2米且小于6米，则按55：2：43的比例将所述半径从圆心往外依次分成第一段、第二段、以及第三段；当所述具有红锥原木横截面的试样位于树木距离地面高度高于6米且小于10米，则按45：2：43的比例将所述半径从圆心往外依次分成第一段、第二段、以及第三段；当所述具有红锥原木横截面的试样位于树木距离地面高度高于10米且小于14米，则按32：2：66的比例将所述半径从圆心往外依次分成第一段、第二段、以及第三段；在所述第一段上取3个点作为心材部测定点，在所述第三段上取3个点作为边材部测定点。
步骤三、使用测色色差仪分别测试各个心材部测定点、以及边材部测定点的亮度和色度，然后分别计算心材部和边材部的亮度均值和色度均值，以及心材部和边材部的总色差，然后根据亮度均值、色度均值和总色差进行红锥原木分类。
实施例3
将实施例2的步骤一替换为：取厚度为3厘米的木材解析圆盘，剥去树皮、将解析圆盘风干至恒重、再将解析圆盘的表面任一面抛光至平滑，得到待测样。其余的参数均与实施例1完全相同，操作方法也完全相同。
实施例4
将实施例2的步骤一替换为：取厚度为5厘米的木材解析圆盘，剥去树皮、将解析圆盘风干至恒重、再将解析圆盘的表面任一面抛光至平滑，得到待测样。其余的参数均与实施例1完全相同，操作方法也完全相同。
实施例5
将实施例2的步骤二替换为：当所述具有红锥原木横截面的试样位于树木距离地面高度2米以内时，以所述具有红锥原木横截面的试样的中心为圆心，画出半径，按64：2：34的比例将所述半径从圆心往外依次分成第一段、第二段、以及第三段；当所述具有红锥原木横截面的试样位于树木距离地面高度高于2米且小于6米时，则按57：2：41的比例将所述半径从圆心往外依次分成第一段、第二段、以及第三段；当所述具有红锥原木横截面的试样位于树木距离地面高度高于6米且小于10米时，则按44：2：44的比例将所述半径从圆心往外依次分成第一段、第二段、以及第三段；当所述具有红锥原木横截面的试样位于树木距离地面高度高于10米且小于14米时，则按32：2：66的比例将所述半径从圆心往外依次分成第一段、第二段、以及第三段；在所述第一段上取3个点作为心材部测定点，在所述第三段上取3个点作为边材部测定点。其余的参数均与实施例1完全相同，操作方法也完全相同。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此，在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。

Claims (7)

1.一种基于木材材色的红锥原木分类方法，其特征在于，包括：
获取具有红锥原木横截面的试样；
分别在所述试样的心材部和边材部标记数个测定点；
测定获得测定点的亮度和色度，然后分别计算心材部和边材部的亮度均值和色度均值，以及心材部和边材部的总色差，然后根据亮度均值、色度均值和总色差进行红锥原木的分类。
2.如权利要求1所述的基于木材材色的红锥原木分类方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、取厚度为2～5厘米的红锥原木横截面，剥去树皮，风干至恒重再将任一面抛光至平滑，得到具有红锥原木横截面的试样；
步骤二、以所述具有红锥原木横截面的试样的中心为圆心，画出半径，按25～64：1～40：35～75的比例将所述半径从圆心往外依次分成第一段、第二段、以及第三段，在所述第一段上取3～5个点作为心材部测定点，在所述第三段上取3～5个点作为边材部测定点；
步骤三、使用测色色差仪分别测试各个心材部测定点、以及边材部测定点的亮度和色度，然后分别计算心材部和边材部的亮度均值和色度均值，以及心材部和边材部的总色差，然后根据亮度均值、色度均值和总色差进行红锥原木的分类。
3.如权利要求2所述的基于木材材色的红锥原木分类方法，其特征在于，所述步骤二具体包括：
A、当所述具有红锥原木横截面的试样位于树木距离地面高度2米以内时，则按60～64：1～2：34～39的比例将所述半径从圆心往外依次分成第一段、第二段、以及第三段；
B、当所述具有红锥原木横截面的试样位于树木距离地面高度高于2米且小于6米时，则按55～62：1～2：36～44的比例将所述半径从圆心往外依次分成第一段、第二段、以及第三段；
C、当所述具有红锥原木横截面的试样位于树木距离地面高度高于6米且小于10米时，则按44～57：1～2：1～55的比例将所述半径从圆心往外依次分成第一段、第二段、以及第三段；
D、当所述具有红锥原木横截面的试样位于树木距离地面高度高于10米且小于14米时，则按30～33：1～2：65～69的比例将所述半径从圆心往外依次分成第一段、第二段、以及第三段。
4.如权利要求2所述的基于木材材色的红锥原木分类方法，其特征在于，所述色度包括红蓝轴材色色度以及黄绿轴材色色度。
5.如权利要求2所述的基于木材材色的红锥原木分类方法，其特征在于，所述总色差的计算公式为：
其中，Δl*为心材部的平均亮度与边材部的平均亮度之差；Δa*为心材部的红蓝轴材色色度的平均值与边材部的红蓝轴材色色度的平均值之差；Δb*为心材部的黄绿轴材色色度的平均值与边材部的黄绿轴材色色度的平均值之差；ΔE*为总色差。
6.如权利要求2所述的基于木材材色的红锥原木分类方法，其特征在于：所述红锥原木的分类的参考范围为：
a、一类白色类木材：没有心材部，且亮度平均值范围为50～75，红蓝轴材色色度平均值范围为5～10，黄绿轴材色色度平均值范围为10～20；
b、二类红色类木材：有心材部和边材部，其中心材亮度平均值范围为38～50，红蓝轴材材色度平均值范围为10～20，黄绿轴材材色度平均值范围为8～20；边材亮度平均值范围为45～55，红蓝轴材材色度平均值范围为5～10，黄绿轴材材色度平均值范围为10～20，边材部和心材部的总色差ΔE*范围为6～11；
c、三类红褐色类木材：有心材部和边材部，其中心材亮度平均值范围为40～50，红蓝轴材材色度平均值范围为5～11，黄绿轴材材色度平均值范围为10～15；边材亮度平均值范围为40～60，红蓝轴材材色度平均值范围为5～11，黄绿轴材材色度平均值范围为10～15，边材部和心材部的总色差ΔE*范围为4～6。
7.如权利要求1所述的基于木材材色的红锥原木分类方法，其特征在于，所述红锥原木的分类的具体步骤为：
S1、取厚度为2～5厘米的红锥原木横截面，剥去树皮，风干至恒重再将任一面抛光至平滑，得到具有红锥原木横截面的试样；
S2、以所述具有红锥原木横截面的试样的中心为圆心，画出半径，按25～64：1～40：35～75的比例将所述半径从圆心往外依次分成第一段、第二段、以及第三段，在所述第一段上取3～5个点作为心材部测定点，在所述第三段上取3～5个点作为边材部测定点；
S3、使用测色色差仪分别测试各个心材部测定点、以及边材部测定点的亮度和色度，然后分别计算心材部和边材部的亮度均值和色度均值，以及心材部和边材部的总色差；
S4、若试样无心材部，且满足亮度均值范围为50～75，红蓝轴材色色度平均值范围为5～10，黄绿轴材色色度平均值范围为10～20，则将该类木材归类为一类白色类木材；
S5、若试样有心材部和边材部，且边材部和心材部的总色差ΔE*范围为6～11，不包括6，则将该类木材归类为二类红色类木材；若试样有心材部和边材部，且边材部和心材部的总色差ΔE*范围为4～6，不包括6，则将该类木材归类为三类红褐色类木材；
S6、若边材部和心材部的总色差ΔE*是6，则进一步对比心材部和边材部的亮度和色度；若满足心材亮度平均值范围为38～50，红蓝轴材材色度平均值范围为10～20，黄绿轴材材色度平均值范围为8～20；边材亮度平均值范围为45～55，红蓝轴材材色度平均值范围为5～10，黄绿轴材材色度平均值范围为10～20，则将该类木材归类为二类红色类类木材；若满足心材亮度平均值范围为40～50，红蓝轴材材色度平均值范围为5～11，黄绿轴材材色度平均值范围为10～15；边材亮度平均值范围为40～60，红蓝轴材材色度平均值范围为5～11，黄绿轴材材色度平均值范围为10～15，则将该类木材归类为三类红褐色类木材。
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