TWI460427B - 原木的年輪中心檢測裝置及方法 - Google Patents

Description

原木的年輪中心檢測裝置及方法

本發明涉及檢測原木的年輪中心的裝置及方法，特別是有關於藉由多個法線方向的探查，並以此方式取得年輪的中心。

一般，製造膠合板(一般稱為夾板)時，在其初期工程中，進行從原木製造片材狀板(正式稱為單板)。製造單板如所謂“蘿蔔的圓刨切”(桂剝切，roll paper radish，日本料理中的一種蘿蔔刀切成形方法，用刀切削蘿蔔成薄且寬度寬的形狀)，透過一邊使原木回轉，一邊利用刀具進行切削原木。而用於該切削的裝置，即稱為薄木片車床。

第8圖表示薄木片車床的概略構成。在第8圖中，符號101是在前端設有爪部(夾頭)的軸，為了在一定位置，並回轉自如地夾持著原木200的兩端面(兩橫截面)。符號102是刨刀架，相對軸101回轉一周，如箭頭A所示，朝著軸101(即，原木200的回轉中心)的方向，連續移動預先設定的距離。該移動速度(軸每回轉一周的移動距離)利用軸101的回轉信號進行控制。

符號103是切削原木200的刀具，設在刨刀架102的上部。符號104是在外周設有多個凸刺部的圓盤，驅動其朝著箭頭B方向回轉。沿著刨刀架102的移動方向(箭頭 A方向)與垂直方向(與紙面垂直方向)，隔開一定間隔，配置複數個圓盤104。符號105是突壓桿(nose bar)，分別設在相鄰圓盤104之間，在刀具103的刀尖上方對原木200的周面局部加壓。

在上述的薄木片車床中，由軸101軸支原木200的兩端面，藉由朝箭頭B方向回轉的圓盤104的凸刺部與原木200的周面壓接，使得原木200朝箭頭C方向回轉。如此，即可一邊使得原木200回轉，一邊使安裝刀具103的刨刀架102以特定速度朝著原木200的回轉中心按箭頭A方向移動，並由刀具103切削原木200表面，製造出一定厚度的單板210。

可是，原木200是自然物體，形狀不是規整的圓柱。所以，為了從原木200成品率高地得到連續帶狀的單板210，一般用軸101保持原木，使得原木200的橫截面形狀的大致成為重心的位置成為回轉中心。但是，若將原木橫截面的重心位置設為原木200的回轉中心，則在進行切削杉木等針葉樹材時，會產生以下的問題。

請參閱第9圖及第10圖所示，其中第9圖表示原木200的橫截面形狀以及年輪狀態圖。在針葉樹材中，如第9圖斜線區域所示，在從作為年輪中心部的木髓201到樹齡15年左右處，有稱為未成熟材的部分。該未成熟材的部分與沿著半徑方向位於其外側的部分(以下稱為“外周部分”)材質不同。例如，未成熟材的部分與外周部分相比，因含水率增減引起的收縮率大，強度變小。

若使這種針葉樹材以橫截面形狀的重心位置202為中心回轉所製造的單板210，則從靠近原木200外側的部分製造不包括未成熟材的單板。另一方面，從靠近重心位置202的部分製造未成熟材部分和外周部分混在一起的單板(以下稱為“混雜單板”)。在此，例如透過疊層纖維方向一致的多張單板製造單板疊層材場合，若最外層為混雜單板，則使得最外層單板朝內側或外側彎曲的力施加在單板疊層材上，存在因小力破壞單板疊層材的問題。

若將混雜單板用於單板疊層材的內層，則不會發生這種問題。但是，在使原木200以其重心位置202為中心回轉的方法中，製造混雜單板比較多。因此，即使識別是否混雜單板，也會發生不得不在最外層使用混雜單板的情形，那就會產生上述的問題。

此外，在使原木200以重心位置202為中心回轉的方法中，在原木200為闊葉樹情形下，產生以下的問題。即，木材從年輪中心(木髓201)朝著圓周，沿著半徑方向，放射組織放射狀地延伸(圖未示)。該放射組織尤其闊葉樹材質變硬。若使得這種闊葉樹的原木200以其重心位置202為中心回轉所製造的單板210，則如圖10(a)所示，被切削的單板210的大部分的放射組織211成為相對單板210表面傾斜的狀態。

因此，例如疊層多張單板210製造單板疊層材時，若藉由一對熱板熱壓單板210，單板210的表面及背面，二面整體受到圖10(a)箭頭所示方向的力，則會產生以下 的問題。即，原來傾斜的放射組織211受到箭頭方向的力變得更傾斜，單板210在厚度方向發生過度的塑性變形。因此，存在所製造的單板疊層材產生製品厚度不足、成為不良品的問題。

為了解決上述針葉樹和闊葉樹的問題，所提出一邊使得原木200以木材橫截面的年輪中心(木髓201)作為回轉中心回轉，一邊切削的方法，請參閱日本專利文獻-特開昭62-45803號公報。藉由這樣的方式，在處理針葉樹原木200的時候，被切削的單板210成為僅僅以大致未成熟材料部分構成的單板210，以及僅僅以上述材料以外的外周部分構成的單板210。因此，製造單板疊層材的情況下，將僅僅以大致未成熟材料部分構成的單板210用於單板疊層材的內層，將僅僅以外周部分構成的單板210用於最外層，使得所製造的單板疊層材能得到在受到上述那樣的彎曲力時也能經受得住的充分強度。

另一方面，於處理闊葉樹原木200時，如圖10(b)所示，被切削的單板210的放射組織211相對單板210的表面成為大致直角狀態。因此，即使單板210受到圖10(b)箭頭所示方向的力，材質硬的放射組織211有著支柱的作用，單板210在厚度方向難以產生塑性變形。因此，所製造的單板疊層材作為製品厚度不足的情況變少，能降低製品不良率。

但是，實際使用上述日本特開昭62-45803號公報之專利文獻記載的原木切削方法時，作為原木200回轉中心 的年輪中心，每當將原木200設置在薄木片車床時，作業人員必須用肉眼觀察木材橫截面並進行判斷。因此，若需要作業人員用肉眼確認年輪中心的作業，即會使得定位在所確認的年輪中心夾緊軸的作業等存在作業效率非常差的問題。

本發明係為了解決目前習知技術所產生的問題，其目的在於藉由自動求取原木的年輪中心，能提高作業效率。

為了解決上述的問題，在本發明中，係設定在對原木的木材橫截面進行攝像以取得圖像，並依該圖像上特定尺寸的探查過濾器，求取年輪法線方向，從設定在圖像上的木材橫截面的外周邊緣上的複數個探查開始點向著年輪中心，該探查過濾器係沿上述法線方向移動，並分別探查上述探查過濾器移動時的移動軌跡，進而以從多個移動軌跡的交點檢測年輪中心。

更具體地說，本發明係提出以下技術方案：

(1)一種原木的年輪中心檢測裝置，其包括：攝像裝置，係對原木的木材橫截面進行攝像；探查開始點設定部，係在上述攝像裝置所攝像的圖像上，於上述木材橫截面的區域內設定多個探查開始點；軌跡探查部，係在上述攝像裝置所攝像的圖像上，於上述木材橫截面的區域內，以比一層年輪寬度短的間隔設定由特定長度的多條平行直線所形成的線狀過濾器，計算 表示構成上述線狀過濾器的各直線上的各像素值的分佈分離程度的分離程度值，計算所算出之多個分離程度值的合計值或平均值，檢測使得上述線狀過濾器以特定角度一次次回轉而所算出之上述分離程度值的合計值或平均值成為最少時的上述直線的法線方向，並作為上述年輪的法線方向，藉由從上述探查開始點向著重心G方向來使得上述線狀過濾器沿上述法線方向移動，以分別取得上述線狀過濾器從上述複數個探查開始點的移動軌跡；以及年輪中心特定部，係藉由上述軌跡探查部所求得的多個移動軌跡的交點，確定出上述年輪中心；其中，當由上述軌跡探查部所求得的多個移動軌跡的交點為一個的場合，上述年輪中心特定部將該交點確定為上述年輪中心；另一方面，當由上述軌跡探查部所求得的多個移動軌跡的交點為多個場合，上述年輪中心特定部將該多個交點的重心特定為上述年輪中心。

(2)一種原木的年輪中心檢測裝置，其包括：攝像裝置，係對原木的木材橫截面進行攝像；探查開始點設定部，係在上述攝像裝置所攝像的圖像上，於上述木材橫截面的區域內設定多個探查開始點；軌跡探查部，係在上述攝像裝置所攝像的圖像上，於上述木材橫截面的區域內，以比一層年輪寬度短的間隔設定由特定長度的多條平行直線所形成的線狀過濾器，對於多條直線的每一條求取構成上述線狀過濾器的直線上的各像素值的合計值或平均值，計算表示所求出之多 個合計值或平均值的分佈分離程度的分離程度值，檢測表示使得上述線狀過濾器以特定角度一次次回轉而所算出的多個合計值或平均值的分佈分離程度之分離程度值成為最大時的上述直線的法線方向，作為上述年輪的法線方向，藉由從上述探查開始點向著重心G方向來使得上述線狀過濾器沿上述法線方向移動，以分別取得上述線狀過濾器從上述複數個探查開始點的移動軌跡；以及年輪中心特定部，係藉由上述軌跡探查部所求得的多個移動軌跡的交點，確定出上述年輪中心；其中，當由上述軌跡探查部所求得的多個移動軌跡的交點為一個的場合，上述年輪中心特定部將該交點確定為上述年輪中心；另一方面，當由上述軌跡探查部所求得的多個移動軌跡的交點為多個場合，上述年輪中心特定部將該多個交點的重心特定為上述年輪中心。

下面說明本發明的效果。

如上所述本發明係透過解析處理，對原木的木材橫截面進行攝像而得的圖像，自動檢測年輪中心。因此，每當將原木設置在薄木片車床時，作業員不必用肉眼確認年輪中心，能提高將軸夾緊在原木的年輪中心時的作業效率。

為使本發明之上述及其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉一具體之較佳實施例，並配合所附圖式做詳細說明。

以下係根據附圖說明本發明之實施形態。第1圖表示本實施形態的原木的年輪中心檢測裝置的整體構成例。第2圖表示本實施形態的年輪中心檢測裝置設有的電腦的功能構成例。

如第1圖所示，並請參照第8圖與第9圖，本實施形態的年輪中心檢測裝置設有照相機1A、1B，照明裝置2A、2B，介面板3以及電腦4。照相機1A、1B係為設置在原木200兩端側的攝像裝置，用以攝像原木200的橫截面。照相機1A、1B透過介面板3與電腦4連接，透過照相機1A、1B攝得的圖像存儲在電腦4的圖像記憶體。

照明裝置2A、2B係設置在原木200的兩端側，當透過照相機1A、1B攝像時，以充分的亮度照明原木200的橫截面。照明裝置2A、2B可以是電子閃光燈的發光裝置。較佳的方式是，照明裝置2A、2B和原木200的距離近，其距離與來自照明裝置2A、2B的照明光到達的距離(以下稱為“照明距離”)大致相同，或者可以是稍稍小於照明距離。

在由照相機1A、1B攝像而得的圖像中，不僅原木200的橫截面，連同周邊背景也會一併攝入。但是，一邊以具有充分的亮度、以上述照明距離的照明裝置2A、2B照明，一邊對原木200的橫截面進行攝像，使背景相對較暗，僅僅使原木200的橫截面拍攝得很亮。照明裝置2A、2B並不是必須的元件，但藉由使用照明裝置2A、2B，更能容易實行電腦4進行上述對於木材橫截面區域圖 像的圖像處理。

如第2圖所示，電腦4包括圖像處理器10，圖像記憶體20以及ROM 30。圖像記憶體20係存儲由照相機1A、1B攝像並藉由介面板3存入電腦4內的圖像。圖像處理器10對存儲在圖像記憶體20的圖像，按照存儲在ROM 30的年輪中心檢測步驟或流程，執行以下所述的圖像處理。年輪中心檢測流程或步驟也可以存儲在RAM、CD-ROM、硬碟、光碟、光磁碟、DVD、半導體記憶體等其他記錄媒體，以代替上述的ROM 30。

圖像處理器10設有邊緣檢測部11、探查開始點設定部12、軌跡探查部13以及年輪中心特定部14。邊緣檢測部11在存儲在圖像記憶體20的圖像(由照相機1A、1B攝像的圖像)中，檢測木材橫截面的外周邊緣。作為檢測邊緣的方法，可以適用公知的方法。例如，用以下那樣的方法能檢測木材橫截面的外周邊緣。

首先，邊緣檢測部11從由照相機1A、1B攝像的圖像切取木材橫截面區域(原木端面區域)。在此所說的木材橫截面區域切取，是指將木材橫截面區域與其他區域相區別。如上所述，從照明裝置2A、2B以充分的亮度照明原木200的橫截面。因此，由照相機1A、1B攝像的圖像僅僅木材橫截面區域較亮，背景相對較暗。藉由於圖像明亮度不同，容易切取木材橫截面區域。再者，原木200具有特有的色澤，若除了上述圖像明亮度，再將色澤的不同加入判斷，能獲得更佳的精度，並更好地切取木材橫截面區 域。接著，邊緣檢測部11檢測所切取的木材橫截面區域的外周邊緣，將該外周邊緣的像素座標存儲在內部記憶體。

探查開始點設定部12在由邊緣檢測部11檢測到的木材橫截面區域的外周邊緣上設定複數個開始點做為提供探查過濾器的探查的起始點(以下，稱為“探查開始點”)。在此可設定的複數探查開始點最少為三個，最多為外周邊緣的全部像素數。探查開始點的數量意味使用探查過濾器的探查的實行次數，因此實行的次數越多，年輪中心的檢測精度越高。但是，圖像處理器10的處理的負荷相較會變重。於是，較好的是，探查開始點設定為不宜過少、也不宜過多的適當的數量。

如第3圖所示，在本實施形態中，探查開始點41的數量設為16個。16個的探查開始點41可以設定在外周邊緣上任意位置。於本實施例，以木材橫截面區域的重心位置G(可以從外周邊緣的各像素座標透過計算求取)為中心，以等角度間隔放射狀地引16根線時，將該16根線與外周邊緣相交點設定為16個探查開始點41。或者也可以將外周邊緣總長16等分，將等分各點設定為16個探查開始點41。在第3圖中，符號45表示的位置系藉由圖像處理欲求取的年輪中心。

軌跡探查部13在由照相機1A、1B攝像而取得的木材橫截面區域的圖像上，設定特定尺寸的探查過濾器(將在後文詳述)，檢測對應在該探查過濾器內的年輪加以設定 法線方向。接著，使得探查過濾器沿著該檢測到的法線方向移動特定距離，在移動位置後，再次檢測年輪的法線方向反覆處理。由探查開始點41向著年輪中心45，使得探查過濾器沿著年輪的法線方向順序移動，分別求取從多個探查開始點41的探查過濾器的移動軌跡。較佳的是，軌跡探查部13進行處理前，會預先將以RGB形式保存在圖像記憶體20的圖像變換為灰色標度(黑白)圖像。

第4圖用於說明軌跡探查部13的處理。在第4圖中，符號42是探查過濾器，43是探查過濾器42的移動軌跡，44是作為圖像之原木200的年輪。

如第4圖所示，年輪44花紋由從年輪中心45朝著外側直徑一點點變大的多個環狀的濃淡圖形形成。在木材橫截面區域的圖像上，連接具有大致相同濃度的像素值的像素列的環狀花紋式年輪44。又，將局部看到的年輪花紋的方向(例如年輪44上的切線方向)設為年輪方向時，其法線方向係為大致朝著年輪中心45的方向。因此，注目年輪44上一個像素時，該注目像素的周圍的像素值若是年輪方向像素，則與注目像素的像素值沒有大的差，若是法線方向像素，則與注目像素的像素值產生大的差。

為了利用這種像素值的性質，高精度地檢測年輪44的法線方向，在本實施例中，特定尺寸的探查過濾器42如第5圖。如第5圖所示，探查過濾器42是以比一層的年輪寬度短的間隔平行配置特定長度的多條直線R(i)的線狀過濾器。更具體而言，探查過濾器42係以直線L以 及多條直線R(i)構成，該直線L長度比一層的年輪寬度長，且比原木200的半徑短，該多條直線R(i)與該直線L垂直相交。多條直線R(i)的間隔設定係例如與圖像的一像素或數像素相當的間隔。又，直線R(i)的長度設定係例如與直線L相同程度的長度。

軌跡探查部13將如第5圖所示之探查過濾器42設定在木材橫截面區域的圖像上。具體來說，係設定探查過濾器42，使得直線L的中點C(即，探查過濾器42的中心)與木材橫截面區域圖像上的某像素位置一致。最初設定探查過濾器42，使得直線L的中點C與探查開始點41一致。

若設定探查過濾器42，則軌跡探查部13對多條直線R(i)的每一條求取表示構成探查過濾器42的多條直線R(i)上的各像素值的分佈離散程度的離散值。例如，求取直線R(i)上的各像素值的分散σ(i)，作為離散值的例子。

並且，軌跡探查部13計算對多條直線R(i)的每一條求得的多個離散值(多個分散σ(i))的合計值Σ σ(i)。

軌跡探查部13按以下方法計算多個這種分散的合計值Σ σ(i)。

即，最初，如上所述，將探查過濾器42設定為以下狀態：使得中點C與木材橫截面區域的圖像上的某像素位置一致，且直線L朝著重心位置G的方向。

接著，如圖5所示，使得探查過濾器42相對與直線L重合的假想基準線X-X，以中點C為中心回轉，使得直線L的朝著重心位置G側(圖5中為下側)朝左右在特定角度θ範圍回轉，按特定角度計算多個分散的合計值Σ σ(i)。

例如，在圖5中，設為θ=45度，探查過濾器42每回轉1度，軌跡探查部13計算分散的合計值Σ σ(i)，假想基準線X-X左右合計，計算91個上述Σ σ(i)。

第6圖係簡略化地表示構成探查過濾器42的直線R(i)方向和年輪方向關係的模式圖。第6圖(a)表示使得探查過濾器42回轉時直線R(i)方向和年輪方向為大致一致的狀態。第6圖(b)則表示使得探查過濾器42回轉時直線R(i)方向從年輪方向發生很大偏移的狀態。

如第6圖所示，年輪44是圖像濃度濃的部分，兩個年輪44之間的濃淡圖形成為如下：即，從一個年輪44向著下一年輪44濃度逐漸變淡，在該下一年輪44處濃度急劇變濃。換句話說，這樣濃度急劇變濃處看作年輪44。

當探查過濾器42設定在直線R(i)的方向和年輪的方向最接近平行的角度θ時，軌跡探查部13計算的分散的合計值Σ σ(i)為最少。如第6圖(a)所示，這是由於直線R(i)的方向越沿著年輪方向，一根直線R(i)上的各像素值越成為接近值，各像素值的離散程度(分散σ(i))變小。

另一方面，如第6圖(b)所示，探查過濾器42的直 線R(i)的方向越偏離年輪的方向，分散的合計值Σ σ(i)越大。這是由於一根直線R(i)上的各像素值包含從表示年輪44的濃的濃度的值到表示年輪44以外的淡濃度的值，各像素值的離散程度(分散σ(i))變大。

於是，如上所述，使得探查過濾器42每回轉特定角度時計算分散的合計值Σ σ(i)，軌跡探查部13檢測上述分散合計值Σ σ(i)成為最小時的直線R(i)的法線方向(直線L的方向)，作為年輪44的法線方向。

若軌跡探查部13使用最初使得直線L的中點C與探查開始點41一致設定的探查過濾器42，檢測到年輪44的法線方向，接著，將探查過濾器42的直線L設為與該法線方向一致狀態，且沿著該法線方向，朝著探查過濾器42接近重心位置G的方向，使得直線L的中點僅僅移動特定像素數，再設定探查過濾器42。接著，在使得探查過濾器42移動後的位置，與上述最初計算場合相同，檢測年輪44的法線方向。

藉由反復的處理，可以求取由探查開始點41朝著年輪中心45的探查過濾器42的移動軌跡43(具體而言，即連接設定直線L中點C的多個位置的折線)。接著，以16個探查開始點41為始點同樣實行該處理，即如第4圖所示，可以求取16個的移動軌跡43。

在此，從一個探查開始點41使得探查過濾器42移動的總移動量設為至少比原木200的半徑長的距離。並不局限於年輪中心45和原木200的木材橫截面區域的重心位 置G相同，根據探查開始點41的位置，有時從探查開始點41到年輪中心45的長度比原木200的半徑長。因此，從一個探查開始點41使得探查過濾器42移動的總移動量可以設為原木200半徑的1.5倍左右。

年輪中心特定部14係根據由軌跡探查部13求得的多個移動軌跡43的交點，特定年輪中心45位置。如上所述，軌跡探查部13使得探查過濾器42沿年輪44的法線方向移動，因此，該移動軌跡43成為大致透過年輪中心45的折線。因此，由軌跡探查部13求得的多個移動軌跡43的交點只有一個的狀況下，年輪中心特定部14會將該交點特定作為年輪中心45。另一方面，若由軌跡探查部13求得的多個移動軌跡43的交點為多個的狀況下(不交於一點的情況)，則計算該多個交點的重心，將該重心特定作為年輪中心45。

以下，進一步說明上述構成的本實施狀態的年輪中心檢測裝置的動作。第7圖是表示本實施形態的年輪中心檢測裝置的動作例的流程圖。在第7圖中，照相機1A、1B對原木200的木材橫截面進行攝像(步驟S1)。攝像而得的圖像藉由介面板3輸入電腦4。此後由電腦4的圖像處理器10進行處理。

圖像處理器10的邊緣檢測部11在由照相機1A、1B攝像的圖像上檢測木材橫截面的外周邊緣(步驟S2)。接著，探查開始點設定部12在由邊緣檢測部11檢測到的外周邊緣上，設定16個探查開始點41(步驟S3)。接 著，軌跡探查部13在由探查開始點設定部12所設定的16個探查開始點之中，將探查過濾器42設定在第k個(k=1、2、……16，最初k=1)的探查開始點41(步驟S4)。

在由照相機1A、1B攝像的木材橫截面的圖像上，若將探查過濾器42設定在第k個探查開始點41，則軌跡探查部13檢測映照在該探查過濾器42內的年輪44的法線方向(步驟S5)，沿著檢測到的法線方向使得探查過濾器42僅僅移動特定像素(步驟S6)。此時，軌跡探查部13將移動的探查過濾器42的中心(直線L的中點C)的座標，作為移動軌跡43保存在記憶體(步驟S7)。

接著，軌跡探查部13判斷從第K個探查開始點41順序移動的探查過濾器42的中心C是否透過年輪中心45(步驟S8)。具體而言，係判斷從第K個探查開始點41使得探查過濾器42移動的總移動量是否比特定量(例如原木200的半徑的1.5倍)長。其中原木200的半徑係預先設定在電腦4中。

在此，判斷探查過濾器42的中心C沒有透過年輪中心45時(步驟S8的“否”)，則回到步驟S5。另一方面，若判斷探查過濾器42的中心C透過年輪中心45場合(步驟S8的“是”)，則軌跡探查部13進一步判斷是否結束移動軌跡43的探查(步驟S9)。具體而言，係指判斷是否從16個探查開始點41已探查所有移動軌跡43。並且，判斷還殘剩沒有探查的探查開始點41時(步驟S9的 “否”)，則指定第(k+1)個探查開始點41(步驟S10)，回到步驟S4。

另一方面，若判斷從16個探查開始點41已探查結束所有移動軌跡43時(步驟S9的“是”)，則年輪中心特定部14從該16個移動軌跡43的交點特定出年輪中心45(步驟S11)。由此，結束第7圖所示流程圖動作。

如上面的詳細說明，於本實施形態中，在設定對原木200的木材橫截面攝像而得的圖像上的特定尺寸的探查過濾器42內，求取年輪44的法線方向。並且，多個探查開始點41設定在圖像上的木材橫截面的外周邊緣上，使得探查過濾器42從所述多個探查開始點41向著年輪中心45，沿該法線方向移動，分別檢測所述移動時的移動軌跡43，並從多個移動軌跡43的交點，檢測年輪中心45。

根據本實施態樣，在圖像處理器10解析處理對原木200的木材橫截面攝像而得的圖像，係自動檢測年輪中心45。由此，每當將原木200設置在薄木片車床時，作業員不必用肉眼確認年輪中心45，即能提高將軸夾緊在原木200的年輪中心45時的作業效率。

下面的實施方式係表示實施狀態之變化實施例。

1)在上述實施形態中，軌跡探查部13求取直線R(i)上的各像素值的分散σ(i)，作為表示構成設定的探查過濾器42的多條直線R(i)上的各像素值的分佈離散到什麼程度的離散程度值，但是，本發明並不受此局限，也可以例如求取直線R(i)上的各像素值之中，最大 值和最小值的差分作為離散程度值。

2)在上述實施形態中，軌跡探查部13計算對多條直線R(i)的每一條求得的多個離散值(多個分散σ(i))的合計值Σ σ(i)，但是，也可以計算平均值Σ σ(i)/i，代替該合計值Σ σ(i)。

3)在上述實施形態的軌跡探查部13中，年輪44的法線方向的檢測方法並不局限於上述例子，也可以例如軌跡探查部13按如下方法檢測年輪44的法線方向。

即，軌跡探查部13對多條直線R(i)每條求得構成探查過濾器42的直線R(i)上的各像素值的合計值Σ(i)。或者也可以計算平均值Σ(i)/j(j是一根直線R(i)上的像素數)，代替該合計值Σ(i)。

再有，軌跡探查部13計算用於表示對多條直線R(i)的每一條求得的多個合計值Σ(i)的分佈離散到什麼程度的離散程度值。例如，求取對每條直線R(i)求得的多個合計值的分散σ Σ(i)，作為離散值的例子。或者也可以求取多個合計值Σ(i)之中，最大值和最小值的差分作為離散值。

求取合計值的分散σ Σ(i)時，軌跡探查部13一邊使得探查過濾器42以直線L的中點C為中心每次回轉角度θ一次次回轉，一邊計算多個上述合計值的分散σ Σ(i)。在此，當探查過濾器42設定為直線R(i)的方向和年輪方向最接近平行那樣的角度θ時，合計值的分散σ Σ(i)成為最大。如第6圖(a)所示，直線R(i)的方向 越沿著年輪方向，與年輪44重疊的直線R(i)上的像素值的合計值Σ(i)越小，另一方面，與年輪44不重疊的直線R(i)上的像素值的合計值Σ(i)變大，因此，離散程度變大。

另一方面，探查過濾器42的直線R(i)越偏離年輪方向，合計值的分散σ Σ(i)越小。這是由於如圖6(b)所示，若直線R(i)的方向偏離年輪方向，不管哪條直線R(i)，直線上的各像素值都包含從表示年輪44的濃的濃度的值到表示年輪44以外的淡濃度的值。因此，對各直線R(i)求取的各像素值的合計值Σ(i)的差變小，分離程度變小。

於是，軌跡探查部13使探查過濾器42每次回轉特定角度θ，一次次回轉，計算合計值的分散σ Σ(i)，檢測該合計值的分散σ Σ(i)成為最大時的直線R(i)的法線方向，作為年輪44的法線方向。

4)在上述實施形態中，軌跡探查部13使探查過濾器42每次回轉特定角度θ，一次次回轉，計算合計值的分散σ Σ(i)，檢測該合計值的分散σ Σ(i)成為最大時的直線R(i)的法線方向，作為年輪44的法線方向，但是，本發明並不受此局限，也可以採用以下的方法：求取分散的合計值Σ σ(i)和合計值的分散σ Σ(i)，計算J(θ)=σ Σ(i)/Σ σ(i)，作為判斷值J(θ)。並且，檢測該判斷值J(θ)成為最大時的直線R(i)的法線方向，作為年輪44的法線方向。

5)在上述實施形態中，說明在設定的探查過濾器42內計算直線R(i)上的像素值的合計值及分散等求取年輪44的法線方向的例子，但是，本發明並不受此局限，也可以採用以下方法：在特定尺寸的探查過濾器(可以僅僅是特定探查範圍的框)中局部看到的年輪紋計算年輪44上切線，求取相對該切線的法線，求取年輪44的法線方向。

6)在上述實施形態中，求取16個從探查開始點41開始的移動軌跡43全部，從16個移動軌跡43交點檢測年輪中心45，但是，本發明並不受此局限。也可以指定k=1-3的三個探查開始點41，求得三個移動軌跡43後，判斷至少三個移動軌跡43是否交於一點。若為交於一點的狀態時，特定該交點作為年輪中心45，不進行此後移動軌跡43探查。這樣，能減輕涉及移動軌跡43探查的圖像處理器10的處理負荷。

7)在上述實施形態中，說明透過平行配置多條直線R(i)構成探查過濾器42的例子，但是，本發明並不局限於上述例子。也可以例如透過一根直線R構成探查過濾器42。若探查過濾器42設定在該一根直線R的方向和年輪方向最接近平行那樣的角度θ，則不管直線R配置在年輪44的濃淡圖樣哪處，直線R上的各像素值成為接近值，各像素值的分散σ變小。另一方面，直線R的方向越偏離年輪方向，直線R上的各像素值的分散σ變大。於是，軌跡探查部13使探查過濾器42每次回轉特定角度 θ，一次次回轉，計算分散σ，能檢測分散σ成為最小時的直線R的法線方向，作為年輪44的法線方向。

8)在上述實施形態中，說明將探查開始點41設定在透過邊緣檢測部11檢測得到的木材橫截面的外周邊緣上的例子，但是，本發明並不一定必須設定在外周邊緣上。例如，也可以將探查開始點41設定在以木材橫截面的重心位置G為中心的特定半徑(比原木200半徑小)的圓上。年輪44係由從年輪中心45向著外側，徑一點點變大的多個環狀濃淡圖樣形成，因此，不需要一定由木材橫截面的最外周開始移動軌跡43探查。即，即使從年輪中心45和木材橫截面的最外周之間的中途位置開始探查移動軌跡43，也可以使得探查過濾器42沿年輪44的法線方向移動，檢測年輪中心45。由此，能減輕涉及移動軌跡43探查的圖像處理器10的處理負荷。

9)在上述實施形態中，說明從原木200距離照明裝置2A、2B係為照明距離或一較短的距離，設置照明裝置2A、2B的例子，但是，本發明並不局限於此。例如，也可以使用指向性高的照明光以充分的明亮度僅僅照明原木200的木材橫截面附近。這個方式，適合具有各種各樣形狀的木材橫截面的形狀，僅僅對木材橫截面部分照明很困難，因此，可以僅僅對以木材橫截面的重心位置G(認為是重心位置G的部分)為中心特定範圍進行照明。因此，邊緣檢測部11不檢測木材橫截面的外周邊緣，而是檢測照明光照射區域的外周邊緣。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，仍可作些許的更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

1A、1B‧‧‧照相機(攝像裝置)

2A、2B‧‧‧照明裝置

4‧‧‧電腦

10‧‧‧圖像處理器

11‧‧‧邊緣檢測部

12‧‧‧探查開始點設定部

13‧‧‧軌跡探查部

14‧‧‧年輪中心特定部

20‧‧‧圖像記憶體

30‧‧‧ROM

200‧‧‧原木

第1圖表示本實施形態的原木的年輪中心檢測裝置的整體構成例。

第2圖表示本實施形態的年輪中心檢測裝置設有的電腦的功能構成例。

第3圖表示透過本實施形態的探查開始點設定部設定的探查開始點的例。

第4圖用於說明本實施形態的軌跡探查部的處理。

第5圖表示本實施形態的探查過濾器的構成例。

第6圖是簡略化表示構成本實施形態的探查過濾器的直線方向和年輪方向關係的模式圖。

第7圖是表示本實施形態的年輪中心檢測裝置的動作例的流程圖。

第8圖表示薄木片車床的概略構成。

第9圖表示原木的橫截面形狀及年輪狀態一例。

第10圖表示被切削的單板的放射組織的傾斜狀態。

G‧‧‧重心位置

41‧‧‧探查開始點

42‧‧‧探查過濾器

43‧‧‧探查過濾器42的移動軌跡

44‧‧‧年輪

45‧‧‧年輪中心

Claims (2)

1. 一種原木的年輪中心檢測裝置，其包括：攝像裝置，係對原木的木材橫截面進行攝像；探查開始點設定部，係在上述攝像裝置所攝像的圖像上，於上述木材橫截面的區域內設定多個探查開始點；軌跡探查部，係在上述攝像裝置所攝像的圖像上，於上述木材橫截面的區域內，以比一層年輪寬度短的間隔設定由特定長度的多條平行直線所形成的線狀過濾器，計算表示構成上述線狀過濾器的各直線上的各像素值的分佈分離程度的分離程度值，計算所算出之多個分離程度值的合計值或平均值，檢測使得上述線狀過濾器以特定角度一次次回轉而所算出之上述分離程度值的合計值或平均值成為最少時的上述直線的法線方向，並作為上述年輪的法線方向，藉由從上述探查開始點向著重心G方向來使得上述線狀過濾器沿上述法線方向移動，以分別取得上述線狀過濾器從上述複數個探查開始點的移動軌跡；以及年輪中心特定部，係藉由上述軌跡探查部所求得的多個移動軌跡的交點，確定出上述年輪中心；其中，當由上述軌跡探查部所求得的多個移動軌跡的交點為一個的場合，上述年輪中心特定部將該交點確定為上述年輪中心；另一方面，當由上述軌跡探查部所求得的多個移動軌跡的交點為多個場合，上述年輪中心特定部將該多個交點的重心特定為上述年輪中心。
2. 一種原木的年輪中心檢測裝置，其包括： 攝像裝置，係對原木的木材橫截面進行攝像；探查開始點設定部，係在上述攝像裝置所攝像的圖像上，於上述木材橫截面的區域內設定多個探查開始點；軌跡探查部，係在上述攝像裝置所攝像的圖像上，於上述木材橫截面的區域內，以比一層年輪寬度短的間隔設定由特定長度的多條平行直線所形成的線狀過濾器，對於多條直線的每一條求取構成上述線狀過濾器的直線上的各像素值的合計值或平均值，計算表示所求出之多個合計值或平均值的分佈分離程度的分離程度值，檢測表示使得上述線狀過濾器以特定角度一次次回轉而所算出的多個合計值或平均值的分佈分離程度之分離程度值成為最大時的上述直線的法線方向，作為上述年輪的法線方向，藉由從上述探查開始點向著重心G方向來使得上述線狀過濾器沿上述法線方向移動，以分別取得上述線狀過濾器從上述複數個探查開始點的移動軌跡；以及年輪中心特定部，係藉由上述軌跡探查部所求得的多個移動軌跡的交點，確定出上述年輪中心；其中，當由上述軌跡探查部所求得的多個移動軌跡的交點為一個的場合，上述年輪中心特定部將該交點確定為上述年輪中心；另一方面，當由上述軌跡探查部所求得的多個移動軌跡的交點為多個場合，上述年輪中心特定部將該多個交點的重心特定為上述年輪中心。