ДЕФЕКТОСКОПИЧЕСКАЯ СИСТЕМА, СПОСОБ ДЕФЕКТОСКОПИИ И ПРОГРАММА ДЕФЕКТОСКОПИИ ДЛЯ ДЕРЕВЯННОЙ ДОСКИ Российский патент 2022 года по МПК G01N21/898 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[0001] Настоящее изобретение относится к дефектоскопической системе, способу дефектоскопии и программе дефектоскопии для деревянной доски, и в частности надлежащим образом используется для системы обнаружения дефектов, присутствующих в деревянной доске, например, листе шпона или пиленом брусе, выпиленном из бревна и т.п.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Дефектоскопическое устройство, которое захватывает пиломатериал, например, шпон, средством захвата и использует распределение цветов в захваченном изображении для обнаружения дефектных участков на основании изменения цвета на поверхности пиломатериала, известно (см., например, патентный источник 1). Дефектоскопическое устройство, раскрытое в патентном источнике 1, излучает белый видимый свет из источника света для отраженного света, расположенного на передней стороне шпона, и излучает видимый свет, цвет которого отличается от цвета источника света для отраженного света (например, зеленого) из источника света для проходящего света, расположенного на задней стороне шпона. Затем раскрытое дефектоскопическое устройство обнаруживает такие дефекты, как, живые сучки, сухие сучки и участки, изменившие цвет под действием плесени, на основании захваченного изображения на основе отраженного света, и обнаруживает дефекты шпона, например, червоточины и трещины, на основании захваченного изображения на основе проходящего света.

[0003] заметим, что, например, в патентных источниках 2-4 раскрыто, что хотя шпон не обследуется на предмет дефектов, дефекты обнаруживаются с использованием проходящего света, когда инфракрасный свет излучается на объект обследования.

[0004]

Патентный источник 1: JP 2007-147442 A

Патентный источник 2: JP 2006-153633 A

Патентный источник 3: JP 2011-33449 A

Патентный источник 4: JP 2014-190797 A

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Техническая проблема

[0005] Однако проблема состоит в том, что некоторые дефекты трудно обнаруживать на основании только цветового различия (различия в цвете) в изображении, захватываемом во время излучения видимого света, как в случае дефектоскопического устройства, раскрытого в патентном источнике 1. Таким образом, трудно обнаружить, из захваченного изображения на основе отраженного света, такие дефекты, как живой сучок, сухой сучок и участок измененного цвета, который немного изменил цвет под действием красящих грибов и пр., которые имеют малое цветовое отличие от цвета нормального участка доски. Дополнительно, такие дефекты, как червоточина, которая не проходит через шпон от передней стороны шпона к задней стороне шпона в направлении излучения видимого света, червоточина, наполненная фекалиями, и трещина, которая не имеет отверстий, трудно обнаруживать на основании захваченного изображения на основе проходящего света.

[0006] Настоящее изобретение призвано решать эту проблему, и задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы дефекты, которые трудно обнаруживать на основании только цветового различия в захваченном изображении, можно было обнаруживать сравнительно легко.

Решение проблемы

[0007] Для решения вышеупомянутой проблемы, дефектоскопическая система для деревянной доски согласно настоящему изобретению включает в себя: источник света для видимого света, который излучает видимый свет для отраженного света на одну сторону деревянной доски; источник света для невидимого света, который излучает невидимый свет для проходящего света на другую сторону деревянной доски, противоположную одной стороне; устройство захвата, которое генерирует изображение путем захвата одной стороны деревянной доски; и устройство обработки изображений, которое обнаруживает множество видов дефектов деревянной доски путем анализа захваченного изображения, сгенерированного устройством захвата, причем дефектоскопическая система распознает множество видов дефектов деревянной доски на основании набора, который включает в себя по меньшей мере оттенки и формы в изображении на основе невидимого света, проходящего через деревянную доску, и цвета в изображении на основе видимого света, отраженного деревянной доской.

Полезные результаты изобретения

[0008] Согласно настоящему изобретению сконфигурированному, как описано выше, даже если дефект имеет малое цветовое отличие от цвета нормального участка доски в изображении, захватываемом во время излучения видимого света, различие между количеством невидимого света, проходящего через дефектный участок, и количеством невидимого света, проходящего через нормальный участок, позволяет различию в оттенке между дефектным участком и нормальным участком появляться в изображении, захватываемом во время излучения невидимого света. Это позволяет определить наличие дефекта на участке, где существует различие в оттенке. Дополнительно, возможный тип дефекта можно определить на основании набора из формы дефектного участка, который был определен в захваченном изображении на основе невидимого света, и цветов соответствующего участка в захваченном изображении на основе видимого света. В результате, дефекты, которые трудно обнаруживать на основании только цветового различия в захваченном изображении на основе видимого света становятся сравнительно легко обнаружимыми.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0009] фиг. 1 - схема, демонстрирующая пример конфигурации дефектоскопической системы для деревянной доски согласно настоящему варианту осуществления.

Фиг. 2 - блок-схема, демонстрирующая пример функциональной конфигурации устройства обработки изображений согласно настоящему варианту осуществления.

Фиг. 3 - блок-схема операций, демонстрирующая пример операций дефектоскопической системы для деревянной доски согласно настоящему варианту осуществления.

Описание варианта осуществления

[0010] Далее вариант осуществления настоящего изобретения будет описан со ссылкой на чертежи. На фиг. 1 показана схема, демонстрирующая пример конфигурации дефектоскопической системы для деревянной доски согласно настоящему варианту осуществления. Как показано на фиг. 1, дефектоскопическая система согласно настоящему варианту осуществления включает в себя устройство 1 обработки изображений, источник 2 света для отраженного света, источник 3 света для проходящего света и камеру 4 с линейным сенсором и обнаруживает множество видов дефектов, которое существует в шпоне 6 транспортируемом конвейерными лентами 5a и 5b (далее просто именуемыми конвейерными лентами 5).

[0011] Источник 2 света для отраженного света включает в себя источник света для видимого света в формуле изобретения и излучает видимый свет для отраженного света на одну сторону (переднюю сторону) шпона 6. Например, в качестве источника света для видимого света используется источник белого света, например, светодиодный (LED). Далее, видимый свет, излучаемый источником 2 света для отраженного света, именуется "белым видимым светом". Источник 2 света для отраженного света проходит в виде линии в направлении, перпендикулярном направлению транспортировки шпона 6 (в направлении ширины шпона 6) и излучает белый видимый свет в ремнеобразной форме на шпон 6.

[0012] Источник 3 света для проходящего света включает в себя второй источник 31 света для видимого света и источник 32 света для невидимого света в формуле изобретения. Второй источник 31 света для видимого света излучает, на другую сторону (заднюю сторону), противоположную одной стороне шпона 6, видимый свет для проходящего света имеющий цвет, который легко отличить от цвета отраженного света, который исходит из источника света для видимого света, который является источником 2 света для отраженного света и отражается шпоном 6. Например, источник синего света или источник зеленого света, например LED, используется в качестве второго источника 31 света для видимого света. Далее, видимый свет, излучаемый вторым источником 31 света для видимого света источника 3 света для проходящего света, именуется "вторым видимым светом". Источник 32 света для невидимого света излучает невидимый свет для проходящего света на заднюю сторону шпона 6. Например, в качестве источника 32 света для невидимого света используется источник ближнего инфракрасного света, например, LED. Далее, невидимый свет, излучаемый источником 32 света для невидимого света источника 3 света для проходящего света, именуется "ближним инфракрасным светом". Источник 3 света для проходящего света (второй источник 31 света для видимого света и источник 32 света для невидимого света) также проходит в виде линии в направлении, перпендикулярном направлению транспортировки шпона 6 (в направлении ширины шпона 6) и излучает второй видимый свет и ближний инфракрасный свет в ремнеобразной форме на шпон 6.

[0013] При этом, в качестве диапазона длины волны ближнего инфракрасного света используется надлежащий диапазон длины волны, в котором ближний инфракрасный свет может проходить через шпон 6, в отношении толщины шпона 6. Предпочтительно, надлежащий диапазон длины волны также используется с учетом диапазона чувствительности камеры 4 с линейным сенсором. Например, если толщина шпона 6 составляет приблизительно 6 мм, можно использовать ближний инфракрасный свет с диапазоном длины волны от 750 до 1500 нм. Однако диапазон длины волны не ограничивается значениями от 750 до 1500 нм.

[0014] Источник 3 света для проходящего света (второй источник 31 света для видимого света и источник 32 света для невидимого света) располагается напротив промежутка между подающей конвейерной лентой 5a и отдающей конвейерной лентой 5b и излучает невидимый свет (ближний инфракрасный свет) и второй видимый свет на заднюю сторону шпона 6 с задней стороны конвейерных лент 5 через промежуток. С другой стороны, источник 2 света для отраженного света располагается в положении немного выше (или ниже) по ходу движения относительно промежутка между подающей конвейерной лентой 5a и отдающей конвейерной лентой 5b, и диагонально излучает белый видимый свет с передней стороны конвейерных лент 5 на область передней стороны, противоположную области задней стороны шпона 6, на которую излучаются ближний инфракрасный свет и второй видимый свет.

[0015] Камера 4 с линейным сенсором соответствует устройству захвата в формуле изобретения и генерирует изображения путем захвата передних сторон листов шпона 6 в цвете. Камера 4 с линейным сенсором располагается напротив источника 3 света для проходящего света по другую сторону промежутка между подающей конвейерной лентой 5a и отдающей конвейерной лентой 5b, проходит в направлении, перпендикулярном направлению транспортировки шпона 6 (в направлении ширины шпона 6), и захватывает изображение шпона 6 в форме линии. При транспортировке шпона 6 на конвейерных лентах 5 камера 4 с линейным сенсором неоднократно генерирует по одному линейному изображению с заранее определенной периодичностью от одного конца листа шпона 6 до другого конца листа шпона 6 в направлении транспортировки шпона 6 и последовательно выводит линейные изображения на устройство 1 обработки изображений.

[0016] Камера 4 с линейным сенсором включает в себя фотодатчик, чувствительный к белому видимому свету, излучаемому источником 2 света для отраженного света, и второму видимому свету, излучаемому вторым источником 31 света для видимого света источника 3 света для проходящего света, и фотодатчик, чувствительный к ближнему инфракрасному свету, излучаемому источником 32 света для невидимого света источника 3 света для проходящего света. Камера 4 с линейным сенсором принимает отраженный свет белого видимого света, излучаемого источником 2 света для отраженного света и отраженного шпоном 6, и проходящий свет ближнего инфракрасного света и второго видимого света, излучаемых источником 3 света для проходящего света (вторым источником 31 света для видимого света и источником 32 света для невидимого света) и проходящего через шпон 6. Камера 4 с линейным сенсором осуществляет фотоэлектрическое преобразование отраженного света и проходящего света для генерации одного захваченного линейного изображения шпона 6.

[0017] При этом, камера 4 с линейным сенсором генерирует изображение на основе отраженного света белого видимого света и проходящего света второго видимого света (далее именуемое изображением в видимом свете), и изображение на основе проходящего света ближнего инфракрасного света (далее именуемое изображением в проходящем инфракрасном свете). Если шпон 6 имеет отверстие, которое проходит через по существу вертикально от задней стороны к передней стороне, второй видимый свет проходит через сквозное отверстие, и второй видимый свет, проходящий через сквозное отверстие, формирует изображение как часть изображения в видимом свете. С другой стороны, ближний инфракрасный свет проходит через весь шпон 6, в том числе участок, который включает в себя вышеописанное сквозное отверстие, и участок, который не включает в себя сквозное отверстие, и ближний инфракрасный свет формирует изображение в проходящем инфракрасном свете. При этом участок шпона 6, отличающийся толщиной, плотностью волокон, направлением волокон и пр. от своего окружения, выглядит белым или черным.

[0018] Заметим, что далее участок изображения в видимом свете на основе проходящего света второго видимого света именуется вторым изображением в видимом свете, и другой участок изображения в видимом свете на основе отраженного света белого видимого света именуется изображением в белом отраженном свете. Строго говоря, белый видимый свет может отражаться в камеру 4 с линейным сенсором участком, который пропускает второй видимый свет. Однако, для удобства объяснения, участок изображения, который не включает в себя второе изображение в видимом свете (участок, который не пропускает второй видимый свет) именуется изображением в белом отраженном свете.

[0019] Устройство 1 обработки изображений синтезирует (объединяет) множество захваченных линейных изображений, последовательно выводимых из камеры 4 с линейным сенсором с заранее определенной периодичностью для генерации изображения в видимом свете всего шпона 6 и изображения в проходящем инфракрасном свете всего шпона 6. Затем устройство 1 обработки изображений анализирует сгенерированные изображение в видимом свете и изображение в проходящем инфракрасном свете. В результате, устройство 1 обработки изображений обнаруживает множество видов дефектов, которое существует в шпоне 6.

[0020] На фиг. 2 показана блок-схема, демонстрирующая пример функциональной конфигурации устройства 1 обработки изображений. Как показано на фиг. 2, устройство 1 обработки изображений включает в себя, в качестве функциональной конфигурации, блок 11 получения строчного изображения, блок 12 генерации полного изображения и блок 13 анализа изображения. Каждый из этих функциональных блоков 11-13 может быть сконфигурирован оборудованием, цифровым сигнальным процессором (DSP) или программным обеспечением. Если каждый из функциональных блоков 11-13 сконфигурирован, например, программным обеспечением, каждый из функциональных блоков 11-13 сконфигурирован центральным процессором (CPU), оперативной памятью (RAM), постоянной памятью (ROM) и пр. компьютера, и реализуется путем выполнения программ, хранящихся на носителе данных, например, в RAM, ROM, на жестком диске, или в полупроводниковой памяти.

[0021] Блок 11 получения строчного изображения последовательно получает по одному захваченному линейному изображению, сгенерированному камерой 4 с линейным сенсором с заранее определенной периодичностью. Блок 12 генерации полного изображения генерирует изображение всего шпона 6, синтезируя (объединяя) множество захваченных линейных изображений, полученных блоком 11 получения строчного изображения. При этом блок 12 генерации полного изображения генерирует изображение в видимом свете, включающее в себя изображение в белом отраженном свете и второе изображение в видимом свете, и генерирует изображение в проходящем инфракрасном свете.

[0022] Блок 13 анализа изображения анализирует изображения всего шпона 6, сгенерированные блоком 12 генерации полного изображения, и, таким образом, обнаруживает множество видов дефектов шпона 6. При этом блок 13 анализа изображения распознает множество видов дефектов шпона 6 на основании набора цветов, форм и узоров в изображении в белом отраженном свете, цветов и форм во втором изображении в видимом свете и оттенков и форм в изображении в проходящем инфракрасном свете. Блок 13 анализа изображения обнаруживает дефекты шпона 6, например, червоточину, живой сучок, сухой сучок, раскрытую трещину, нераскрытую трещину, прорость, смоляной кармашек, креневую древесину, участок, изменивший цвет под действием красящих грибов, и пр. и режущий край. участок, изменивший цвет под действием красящих грибов, и пр. это принцип, включающий в себя участок, который изменил цвет под действием красящих грибов, например, участок древесины, которая изменила цвет под действием красящих грибов, и участок, к которому прилипают красящие грибы. участок, изменивший цвет под действием красящих грибов, и пр. является, например, участком древесины, которая изменила цвет на голубой до черный под действием голубой плесени или черной плесени, обусловленной голубыми красящими грибами. Далее участок, изменивший цвет под действием красящих грибов, и пр., именуется "участком измененного цвета".

[0023] Среди различных дефектов, раскрытая трещина, прорость, смоляной кармашек и режущий край могут распознаваться до некоторой степени, без изображения в проходящем инфракрасном свете, на основании цветов, форм, узоров и пр. в изображении в видимом свете (изображении в белом отраженном свете и второго изображения в видимом свете).

[0024] Раскрытой трещиной называется трещина, которая проходит через шпон 6 от задней стороны шпона 6 к передней стороне шпона 6 вдоль оптической оси второго видимого света в направлении толщины и имеет отверстия. Раскрытая трещина пропускает второй видимый свет, излучаемый вторым источником 31 света для видимого света источника 3 света для проходящего света. Поэтому цветовое различие между дефектным участком раскрытой трещины (вторым изображением в видимом свете) и нормальным участком периферийной древесины (изображением в белом отраженном свете) велико, и цветовое различие позволяет обнаруживать наличие дефекта. Дополнительно, определяется, что дефект является “трещиной” на основании формы дефектного участка, который генерирует цветовое различие.

[0025] Прорость - это дефект, обычно имеющий темно-коричневый или черный цвет. Поэтому, если цветовое различие между дефектным участком прорости и нормальным участком периферийной древесины велико в изображении в белом отраженном свете на основе белого видимого света, излучаемого источником 2 света для отраженного света, цветовое различие позволяет обнаруживать наличие дефекта. Дополнительно, если узор, например, направление волокон дефектного участка, который генерирует цветовое различие, является характеристикой прорости, определяется, что дефект является “проростью”.

[0026] Смоляной кармашек - это дефект отверстия, которое содержит смолу. Смоляной кармашек часто является почернением. Поэтому, если цветовое различие между дефектным участком смоляного кармашка и нормальным участком периферийной древесины велико в изображении в белом отраженном свете, цветовое различие позволяет обнаруживать наличие дефекта. Дополнительно, если смоляной кармашек проходит в направлении толщины, смоляной кармашек пропускает второй видимый свет, излучаемый вторым источником 31 света для видимого света источника 3 света для проходящего света. При этом, если цветовое различие между дефектным участком (вторым изображением в видимом свете) и нормальным участком периферийной древесины (изображением в белом отраженном свете) велико (если участок вокруг отверстия не почернел), цветовое различие позволяет обнаруживать наличие дефекта. Дополнительно, определяется, что дефект может быть “смоляным кармашком”, “проростью” или черным “сучком” на основании цвета дефектного участка, который генерирует цветовое различие.

[0027] Режущий край - это дефект, где толщина доски отличается от толщины доски вокруг режущего края, и нарушается непрерывность узора направлений волокон. Поэтому, если наблюдается нарушение непрерывности узора направлений волокон в изображении в белом отраженном свете на основе белого видимого света, излучаемого источником 2 света для отраженного света, определяется наличие дефекта “режущий край”.

[0028] В отличие от вышеперечисленных дефектов, для червоточины, живого сучка, сухого сучка, нераскрытой трещины, креневой древесины и участка измененного цвета, блок 13 анализа изображения распознает множество видов дефектов шпона 6 на основании набора из оттенков и форм в изображении в проходящем инфракрасном свете на основе проходящего света ближнего инфракрасного света, излучаемого из источника 32 света для невидимого света источника 3 света для проходящего света, и цветов в изображении в белом отраженном свете на основе отраженного света белого видимого света, излучаемый из источника 2 света для отраженного света.

[0029] Червоточина - это отверстие, образованное повреждением, вызванным червями. Червоточина может быть сквозным отверстием, которое проходит через шпон 6 в направлении толщины, или глухим отверстием, которое не проходит через шпон 6 в направлении толщины. Если червоточина является глухим отверстием, червоточина не пропускает второй видимый свет из второго источника 31 света для видимого света источника 3 света для проходящего света, червоточина не обнаруживается на основании второго изображения в видимом свете. Дополнительно, червоточину трудно обнаружить на основании только изображения в белом отраженном свете на основе белого видимого света из источника 2 света для отраженного света, если изменение цвета выеденного червем участка, например, не приводит к видимому различию между цветом выеденного червем участка и цветом периферийной древесины. Червоточина, наполненная фекалиями червя труднее обнаруживать.

[0030] Ближний инфракрасный свет, излучаемый источником 32 света для невидимого света источника 3 света для проходящего света, проходит с задней стороны к передней стороне шпона 6, включающего в себя нормальный участок и, наоборот, дефектный участок. При этом, червоточина, которая является глухим отверстием, или червоточина, забитая фекалиями, вероятно будет белой в изображении в проходящем инфракрасном свете вследствие различия в величине пропускания ближнего инфракрасного света от нормального участка периферийной древесины. Поэтому блок 13 анализа изображения может обнаруживать наличие дефекта на белом участке в изображении в проходящем инфракрасном свете. Дополнительно, если форма белого участка является неправильным удлиненным отверстием или удлиненным отверстием, перпендикулярным волокнам, определяется, что дефект является “червоточиной”. Если белый участок имеет форму, близкую к кругу, блок 13 анализа изображения может определять, является ли белый участок червоточиной, выпадающим сучком или мелкой червоточиной с учетом цвета и формы участка изображения в белом отраженном свете, который соответствует белому участку. Заметим, что некоторые черви имеют характеристику генерации плесень вокруг участка, поврежденного червями. В этом случае плесень растет вокруг червоточины, и участок плесени, вероятно, будет черным в изображении в проходящем инфракрасном свете. Поэтому определение, является ли отверстие червоточиной, производится путем обнаружения такого состояния.

[0031] Живой сучок представляет собой тип сучка, в котором периферийная древесина и волокна являются непрерывными. Поскольку цвет живого сучка аналогичен цвету древесины шпона 6, граница часто бывает неразличимой, и живой сучок часто бывает трудно обнаружить на основании только изображения в видимом свете. Участок, где существует живой сучок, наоборот, является белым в изображении в проходящем инфракрасном свете. Поэтому блок 13 анализа изображения может обнаруживать наличие дефекта на белом участке в изображении в проходящем инфракрасном свете. Если белый участок является живым сучком, белый участок имеет форму, близкую к кругу. Поэтому блок 13 анализа изображения определяет, является ли белый участок червоточиной или живым сучком с учетом цвета и формы участка изображения в белом отраженном свете, который соответствует белому участку.

[0032] Сухой сучок представляет собой тип сучка, в котором периферийная древесина и волокна не являются непрерывными, и с большей вероятностью является черным, чем живой сучок. Поэтому, во многих случаях, граница между сухим сучком и периферийной древесиной сравнительно более заметна, чем граница между живым сучком и периферийной древесиной, и сухой сучок можно обнаруживать на основании изображения в видимом свете. Однако сухой сучок трудно обнаружить, если различие в цвете между сухим сучком и периферийной древесиной мало, например, в случае шпона 6, выполненного из полностью черноватой древесины. Участок, где присутствует сухой сучок, наоборот, является белым в изображении в проходящем инфракрасном свете. Поэтому блок 13 анализа изображения может обнаруживать наличие дефекта на белом участке в изображении в проходящем инфракрасном свете. Сухой сучок также имеет форму, близкую к кругу. Однако, поскольку сухой сучок часто является черным в изображении в белом отраженном свете, сухой сучок можно определить на основании цвета.

[0033] Нераскрытая трещина - это трещина, которая проходит через шпон 6 от задней стороны к передней стороне, но не открывается вдоль оптической оси второго видимого света, или трещина, которая не проникают через шпон 6 от задней стороны к передней стороне. Нераскрытая трещина не пропускает второй видимый свет из второго источника 31 света для видимого света источника 3 света для проходящего света. Поэтому нераскрытая трещина не обнаруживается на основании второго изображения в видимом свете. Дополнительно, нераскрытая трещина мало отличается от нормального участка периферийной древесины как по цвету, так и по узору цвета (например, узору направлений волокон). Поэтому нераскрытую трещину трудно обнаружить на основании только изображения в белом отраженном свете. Участок, где присутствует нераскрытая трещина, является, наоборот, белым в изображении в проходящем инфракрасном свете благодаря влиянию недостаточной толщины расколотой доски и благодаря влиянию света, который просачивается из пространства, где высока вероятность рассеяния ближнего инфракрасного света на трещине. Поэтому блок 13 анализа изображения может обнаруживать наличие дефекта на белом участке в изображении в проходящем инфракрасном свете. Дополнительно, определяется, что дефект является “трещиной” на основании формы белого участка.

[0034] Креневая древесина является прочным участком с высокой плотностью волокон древесины. Малые трещины могут генерироваться, поскольку плотность креневой древесины отличается от плотности периферийной нормальной древесины. Однако поскольку креневая древесина не имеет характерного цвета, креневую древесину часто бывает трудно обнаруживать на основании только изображения в видимом свете. В изображении в проходящем инфракрасном свете, наоборот, креневая древесина является черной, если плотность волокон древесины просто высока. Поэтому блок 13 анализа изображения может обнаруживать наличие дефекта на черном участке в изображении в проходящем инфракрасном свете. Дополнительно, на основании формы черного участка и цвета участка, который соответствует черного участка в изображении в белом отраженном свете, черный участок может распознаваться из участка измененного цвета (в порядке примера, участок, который изменил цвет на черный под действием голубой плесени или черной плесени), который также является черным в изображении в проходящем инфракрасном свете, и это позволяет определить, что дефект является “креневой древесиной”. Заметим, что участок, который имеет режущий край, может быть черным в изображении в проходящем инфракрасном свете. Однако режущий край может распознаваться из креневой древесины на основании формы участка и цвета в изображении в белом отраженном свете.

[0035] Участок измененного цвета не имеет характерной формы. Участок измененного цвета был обнаружен как изменение цвета в изображении в белом отраженном свете. Однако голубая плесень имеет цвет, например, от черного до голубого, и ее трудно отличить от пятна. Если шпон 6 выполнен из материала, который имеет оттенок черного, наличие голубой плесени трудно обнаружить. Дополнительно, светлый участок измененного цвета также трудно обнаруживать из изображения в белом отраженном свете. Участок, который имеет участок измененного цвета, наоборот, является черным в изображении в проходящем инфракрасном свете. Поэтому блок 13 анализа изображения может обнаруживать наличие дефекта на черном участке в изображении в проходящем инфракрасном свете. Дополнительно, определяется, что дефект является “участок измененного цвета” на основании формы черного участка, которая не является формой, характерной для креневой древесины или режущего края, или на основании цвета соответствующего участка в изображении в белом отраженном свете.

[0036] Как описано выше, раскрытая трещина, прорость, смоляной кармашек и режущий край могут распознаваться до некоторой степени, без изображения в проходящем инфракрасном свете, на основании цветов, форм, узоров и пр. в изображении в видимом свете. Однако эти дефектные участки выглядят белыми или черными в изображении в проходящем инфракрасном свете. Таким образом, участки, которые выглядят белыми или черными, могут извлекаться путем анализа изображения в проходящем инфракрасном свете, и затем типы дефектов могут распознаваться путем анализа цветов, форм, узоров и пр. соответствующих участков в изображении в видимом свете.

[0037] Смоляной кармашек может быть особенно трудно обнаруживать путем анализа только изображения в видимом свете, если смоляной кармашек содержит много смолы, является только изменением цвета и является глухим отверстием. Режущий край также может быть трудно обнаруживать путем анализа только изображения в видимом свете, если цвет режущего края не слишком отличается от цвета участка вокруг режущего края. В изображении в проходящем инфракрасном свете, участок, где существует смоляной кармашек, является белым, и участок, где существует режущий край, является белым или наоборот, черным. Поэтому, наличие этих дефектов можно обнаруживать. Дополнительно, типы дефектов могут распознаваться на основании формы белого или черного участка и цветов соответствующих участков в изображении в видимом свете.

[0038] На фиг. 3 показана блок-схема операций, демонстрирующая пример операций дефектоскопической системы для шпона согласно настоящему варианту осуществления, образованного как описано выше. Блок-схема операций, представленная на фиг. 3, начинается с того, что дефектоскопической системе дают команду начать работу.

Заметим, что если дефектоскопическая система получает команду начать работу, множество листов шпона 6 последовательно транспортируется на конвейерных лентах 5, и каждый из листов шпона 6 последовательно обследуется для обнаружения дефектов. Однако фиг. 3 демонстрирует пример операций с одним листом шпона 6.

[0039] Сначала камера 4 с линейным сенсором захватывает одно линейное изображение участка шпона 6 в направлении ширины шпона 6, когда белый видимый свет излучается на переднюю сторону шпона 6 из источника 2 света для отраженного света, и второй видимый свет и ближний инфракрасный свет излучаются на заднюю сторону шпона 6 из источника 3 света для проходящего света (второй источник 31 света для видимого света и источник 32 света для невидимого света). Камера 4 с линейным сенсором выводит полученное захваченное изображение (изображение в видимом свете и изображение в проходящем инфракрасном свете) на устройство 1 обработки изображений (этап S1).

[0040] Блок 11 получения строчного изображения устройства 1 обработки изображений получает одно захваченное линейное изображение, выводимое из камеры 4 с линейным сенсором (этап S2). Дополнительно, блок 12 генерации полного изображения дополнительно объединяет одно захваченное линейное изображение полученный блоком 11 получения строчного изображения с захваченным изображением, которое было сгенерировано ранее, путем синтеза (объединения) (этап S3). Затем блок 12 генерации полного изображения определяет, было ли сгенерировано изображение всего шпона 6 (этап S4).

[0041] Например, если обнаруживается линейный край вследствие видимого различия в цвете в направлении ширины шпона 6 в синтезированном захваченном изображении, определяется, что было сгенерировано изображение всего шпона 6. Если изображение всего шпона 6 не было сгенерировано, процесс возвращается к этапу S1. Затем процесс этапов S1 - S4 повторяется с заранее определенной периодичностью.

[0042] С другой стороны, если блок 12 генерации полного изображения определяет, что изображение всего шпона 6 было сгенерировано, блок 13 анализа изображения анализирует изображение всего шпона 6, сгенерированное блоком 12 генерации полного изображения (этап S5). При этом блок 13 анализа изображения анализирует цвета, формы и узоры в изображении в белом отраженном свете, цвета и формы во втором изображении в видимом свете и оттенки и формы в изображении в проходящем инфракрасном свете. В результате, обнаруживается множество видов дефектов, которое существует в шпоне 6 (этап S6). Результат отображается на экране дефектоскопической системы.

[0043] Как подробно описано выше, в настоящем варианте осуществления предусмотрены источник света для видимого света (источник 2 света для отраженного света), который излучает белый видимый свет для отраженного света на переднюю сторону шпона 6, источник 32 света для невидимого света (участок источника 3 света для проходящего света), который излучает ближний инфракрасный свет для проходящего света на заднюю сторону шпона 6, камера 4 с линейным сенсором, которая генерирует изображение путем захвата передней стороны шпона 6, и устройство 1 обработки изображений (блок 13 анализа изображения), которое обнаруживает множество видов дефектов шпона 6 путем анализа захваченного изображения, сгенерированного камерой 4 с линейным сенсором. В настоящем варианте осуществления, такие дефекты, как червоточина, живой сучок, сухой сучок, нераскрытая трещина, креневая древесина, участок, изменивший цвет под действием красящих грибов, и пр., распознаются на основании набора из оттенков и форм в изображении в проходящем инфракрасном свете на основе проходящего света, и цветов в изображении в белом отраженном свете на основе отраженного света.

[0044] Согласно настоящему варианту осуществления сконфигурированному, как описано выше, даже если дефект имеет малое цветовое отличие от цвета нормального участка доски в изображении в белом отраженном свете, захваченном при излучении белого видимого света, различие между количеством ближнего инфракрасного света, проходящего через дефектный участок, и количеством ближнего инфракрасного света, проходящего через нормальный участок, позволяет различию в оттенке между дефектным участком и нормальным участком появляться в изображении в проходящем инфракрасном свете. Это позволяет определить наличие дефекта на участке, где существует различие в оттенке. Дополнительно, возможный тип дефекта можно определить на основании набора из формы дефектного участка, который был определен в изображении в проходящем инфракрасном свете, и цветов соответствующего участка в изображении в белом отраженном свете. В результате, дефекты, которые трудно обнаруживать на основании только цветового различия в изображении в белом отраженном свете становятся сравнительно легко обнаружимыми. В особенности облегчается обнаружение таких дефектов, как червоточина, живой сучок, сухой сучок, нераскрытая трещина, креневая древесина и участок, изменивший цвет под действием красящих грибов, и пр.

[0045] Дополнительно, в настоящем варианте осуществления, предусмотрен также второй источник 31 света для видимого света (участок источника 3 света для проходящего света), который излучает второй видимый свет для проходящего света на заднюю сторону шпона 6, что позволяет распознавать множество видов дефектов шпона 6 на основании набора цветов, форм и узоров в изображении в белом отраженном свете, цветов и форм во втором изображении в видимом свете и оттенков и форм в изображении в проходящем инфракрасном свете. В результате, можно легко обнаруживать множество видов дефектов, например, червоточину, живой сучок, сухой сучок, раскрытую трещину, нераскрытую трещину, прорость, смоляной кармашек, креневую древесину, участок, изменивший цвет под действием красящих грибов, и пр., и режущий край, включающий в себя дефекты, которые можно обнаруживать на основании только изображения в видимом свете. Дефект, который можно обнаруживать без второго изображения в видимом свете, также можно легче обнаруживать путем анализа второго изображения в видимом свете, если дефект проходит через шпон 6 от задней стороны к передней стороне по существу вертикально.

[0046] Заметим, что согласно вышеописанному варианту осуществления, описан пример, в котором в качестве устройства захвата используется камера 4 с линейным сенсором, причем камера 4 с линейным сенсором включает в себя фотодатчик, чувствительный к видимому свету, и фотодатчик, чувствительный к ближнему инфракрасному свету, и изображение в видимом свете и изображение в проходящем инфракрасном свете генерируются по отдельности. Однако настоящее изобретение не ограничивается примером. Например, устройство захвата, которое включает в себя фотодатчик, чувствительный к видимому диапазону до ближнего инфракрасного диапазон можно использовать для генерации захваченного изображения, и захваченное изображение может делиться на изображение в видимом свете и изображение в проходящем инфракрасном свете.

[0047] Дополнительно, согласно вышеописанному варианту осуществления, описан пример, в котором анализируется изображение в видимом свете, которое включает в себя изображение в белом отраженном свете и второе изображение в видимом свете. Однако настоящее изобретение не ограничивается примером.

Например, изображение в белом отраженном свете и второе изображение в видимом свете можно выделять из изображения в видимом свете. Изображение в белом отраженном свете и второе изображение в видимом свете можно анализировать по отдельности.

[0048] Дополнительно, согласно вышеописанному варианту осуществления, описан пример, в котором в качестве устройства захвата используется камера 4 с линейным сенсором. Однако настоящее изобретение не ограничивается примером. Например, можно использовать камеру с площадным сенсором, которая может захватывать весь шпон 6 в одном изображении. В этом случае, источник 2 света для отраженного света и источник 3 света для проходящего света (второй источник 31 света для видимого света и источник 32 света для невидимого света) излучают белый видимый свет, второй видимый свет и ближний инфракрасный свет, охватывая площадь всего шпона 6.

[0049] Дополнительно, согласно вышеописанному варианту осуществления, описан пример, в котором источник белого света используется в качестве источника света для видимого света, и источник синего света или источник зеленого света используется в качестве второго источника 31 света для видимого света. Однако настоящее изобретение не ограничивается примером. Если цвет источника света для отраженного света и цвет источника света для проходящего света отличаются друг от друга, можно использовать другой набор цветов.

[0050] Дополнительно, согласно вышеописанному варианту осуществления, описан пример, в котором предусмотрен второй источник 31 света для видимого света, который излучает второй видимый свет для проходящего света. Однако второй источник 31 света для видимого света можно упразднить. Даже если второй источник 31 света для видимого света упразднен, такие дефекты, как червоточина, живой сучок, сухой сучок, нераскрытая трещина, креневая древесина и участок, изменивший цвет под действием красящих грибов, и пр., которые трудно обнаруживать на основании только цветового различия в изображении в видимом свете, становятся сравнительно легко обнаружимыми.

[0051] Дополнительно, согласно вышеописанному варианту осуществления, описан пример, в котором источник ближнего инфракрасного света используется в качестве источника 32 света для невидимого света. Однако настоящее изобретение не ограничивается примером. Можно использовать диапазон длины волны света, который проходит через шпон 6, и регистрируется фотодатчиком камеры 4 с линейным сенсором. Например, можно использовать средний инфракрасный свет, дальний инфракрасный свет, терагерцовое излучение, ультрафиолетовый свет и рентген.

[0052] Дополнительно, согласно вышеописанному варианту осуществления, описан пример, в котором обнаруживаются дефекты, присутствующие в шпоне 6. Однако настоящее изобретение не ограничивается примером. Например, можно обнаруживать дефекты других деревянных досок, например, пиленого бруса.

[0053] Каждый из вышеописанных вариантов осуществления демонстрирует лишь один конкретный пример реализации настоящего изобретения, и технический объем настоящего изобретения не следует интерпретировать как ограниченный примером. Таким образом, настоящее изобретение можно реализовать в различных формах, не выходящих за рамки сущности настоящего изобретения или основных характеристик настоящего изобретения.

ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ

[0054]

1 устройство обработки изображений

2 источник света для отраженного света (источник света для видимого света)

3 источник света для проходящего света

31 второй источник света для видимого света

32 источник света для невидимого света

4 камера с линейным сенсором (устройство захвата)

11 блок получения строчного изображения

12 блок генерации полного изображения

13 блок анализа изображения

Использование: для обнаружения дефектов, присутствующих в деревянной доске. Сущность изобретения заключается в том, что генерируют изображение путем захвата одной стороны деревянной доски устройством захвата с одновременным излучением видимого света для отраженного света на одну сторону деревянной доски из источника света для видимого света и излучением невидимого света для проходящего света на другую сторону деревянной доски, противоположную одной стороне из источника света для невидимого света; и обнаруживают множество видов дефектов деревянной доски с использованием устройства обработки изображений для анализа захваченного изображения, сгенерированного устройством захвата, причем устройство обработки изображений распознает множество видов дефектов деревянной доски на основании набора, который включает в себя по меньшей мере оттенки и формы в изображении на основе невидимого света, проходящего через деревянную доску, и цвета в изображении на основе видимого света, отраженного деревянной доской. Технический результат: обеспечение возможности достоверного обнаружения дефектов, которые трудно обнаружить на основании только цветового различия в изображении в видимом свете. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Дефектоскопическая система для деревянной доски, причем дефектоскопическая система содержит:

источник света для видимого света, который излучает видимый свет для отраженного света на одну сторону деревянной доски;

источник света для невидимого света, который излучает невидимый свет для проходящего света на другую сторону деревянной доски, противоположную одной стороне;

устройство захвата, которое генерирует изображение путем захвата одной стороны деревянной доски; и

устройство обработки изображений, которое обнаруживает множество видов дефектов деревянной доски путем анализа захваченного изображения, сгенерированного устройством захвата, в котором

устройство обработки изображений распознает множество видов дефектов деревянной доски на основании набора, который включает в себя по меньшей мере оттенки и формы в изображении на основе невидимого света, проходящего через деревянную доску, и цвета в изображении на основе видимого света, отраженного деревянной доской.

2. Дефектоскопическая система для деревянной доски по п. 1, в которой источник света для видимого света включает в себя источник белого света и источник света для невидимого света включает в себя источник ближнего инфракрасного света.

3. Дефектоскопическая система для деревянной доски по п. 1, дополнительно содержащая второй источник света для видимого света, который излучает видимый свет для проходящего света на другую сторону деревянной доски, причем видимый свет для проходящего света имеет цвет, который легко отличить от цвета отраженного света, который исходит из источника света для видимого света и отражается деревянной доской.

4. Дефектоскопическая система для деревянной доски по п. 3, в которой источник света для видимого света включает в себя источник белого света, причем источник света для невидимого света включает в себя источник ближнего инфракрасного света, и второй источник света для видимого света включает в себя источник света, цвет которого отличается от цвета источника белого света.

5. Способ дефектоскопии для деревянной доски, причем способ содержит этапы, на которых:

генерируют изображение путем захвата одной стороны деревянной доски устройством захвата с одновременным излучением видимого света для отраженного света на одну сторону деревянной доски из источника света для видимого света и излучением невидимого света для проходящего света на другую сторону деревянной доски, противоположную одной стороне из источника света для невидимого света; и

обнаруживают множество видов дефектов деревянной доски с использованием устройства обработки изображений для анализа захваченного изображения, сгенерированного устройством захвата, причем

устройство обработки изображений распознает множество видов дефектов деревянной доски на основании набора, который включает в себя по меньшей мере оттенки и формы в изображении на основе невидимого света, проходящего через деревянную доску, и цвета в изображении на основе видимого света, отраженного деревянной доской.

6. Способ дефектоскопии для деревянной доски по п. 5, в котором источник света для невидимого света включает в себя источник ближнего инфракрасного света.

7. Носитель данных, хранящий программу дефектоскопии для деревянной доски, причем программа установлена на устройстве обработки изображений и позволяет компьютеру устройства обработки изображений функционировать как:

средство для получения захваченного изображения, сгенерированного путем захвата одной стороны деревянной доски, в то время как видимый свет для отраженного света излучается на одну сторону деревянной доски из источника света для видимого света и невидимый свет для проходящего света излучается на другую сторону деревянной доски, противоположную одной стороне из источника света для невидимого света; и

средство для анализа захваченного изображения, распознающее множество видов дефектов деревянной доски на основании набора, который включает в себя по меньшей мере оттенки и формы в изображении на основе невидимого света, проходящего через деревянную доску, и цвета в изображении на основе видимого света, отраженного деревянной доской, и таким образом обнаруживающее множество видов дефектов деревянной доски.

8. Носитель данных, хранящий программу дефектоскопии для деревянной доски по п. 7, в которой источник света для невидимого света включает в себя источник ближнего инфракрасного света.