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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 仿珍貴木材單板染色智能配色系統(tǒng)設(shè)計(jì)
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡(jiǎn)介：
- 本項(xiàng)目設(shè)計(jì)出一套木材染色配色的整套配色系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以自動(dòng)檢測(cè)木材顏色及目標(biāo)材顏色，結(jié)合木材本身的性質(zhì)，通過對(duì)軟件的訓(xùn)練即可完成對(duì)木材的智能配色，具有自學(xué)習(xí)、自決策能力。 該系統(tǒng)首次從木材本身的特性出發(fā)，運(yùn)用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及學(xué)習(xí)算法開發(fā)的木材染色配色的系統(tǒng)，其具有根據(jù)木材本身性質(zhì)建立與染料的數(shù)量關(guān)系模型的特點(diǎn)，具有比較廣泛的應(yīng)用價(jià)值及推廣前景。
- 詳細(xì)介紹：
- 1、作品功能 本系統(tǒng)可以結(jié)合木材本身的性質(zhì)，通過對(duì)軟件的訓(xùn)練即可完成對(duì)木材的智能配色，具有自學(xué)習(xí)、自決策能力。本系統(tǒng)包括硬件部分和軟件部分。其中硬件部分包括攝像頭和計(jì)算機(jī)接口，軟件部分即配色軟件，是本系統(tǒng)的核心，其完全利用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（即基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模糊推理系統(tǒng)）來實(shí)現(xiàn)配色，采用已知顏色與目標(biāo)顏色的色差作為輸入，單個(gè)成員色素的濃度作為輸出.通過模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)已知的染色數(shù)據(jù)即訓(xùn)練樣本進(jìn)行訓(xùn)練，從而根據(jù)已知的色差預(yù)測(cè)每個(gè)成員顏色的色素濃度。用C語言編程實(shí)現(xiàn)上述功能。 2、系統(tǒng)主要特點(diǎn) 首先，利用接口技術(shù)實(shí)現(xiàn)木材圖像采集系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)的連接，提取顏色圖像信息。其次，利用數(shù)字信號(hào)處理及圖像處理技術(shù)，在MATLAB中對(duì)所采集的圖像進(jìn)行分析，分別求出已知顏色與目標(biāo)顏色的lab值，并計(jì)算色差。然后，用C語言并基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)完成配色軟件的設(shè)計(jì)。最后，用C語言將MATLAB中的色差值輸入到配色軟件中，輸出即為顏色配方。 本木材染色智能配色系統(tǒng)具有操作簡(jiǎn)單、設(shè)備價(jià)格較低、配方精度高且速度快的特點(diǎn)，本系統(tǒng)首次將硬件（計(jì)算機(jī)接口、攝像頭）和軟件（配色軟件）結(jié)合形成了用于木材染色配色的整套配色系統(tǒng)，且首次完成我國(guó)第一款專門用于木材染色配色的軟件。在軟件的設(shè)計(jì)中第一次將模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及學(xué)習(xí)算法應(yīng)用于木材染色計(jì)算機(jī)配色系統(tǒng)，其具有根據(jù)木材本身性質(zhì)建立與染料的數(shù)量關(guān)系模型的特點(diǎn)。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 作品設(shè)計(jì)、發(fā)明目的： 為了提高木制品的裝飾作用和產(chǎn)品價(jià)值，實(shí)現(xiàn)人工林木材的高效利用，在確定工藝的情況下，將計(jì)算機(jī)智能配色的方法用于木材染色配色過程中，極大地提高工作效率，節(jié)約成本。 基本思路： 首先，利用接口技術(shù)實(shí)現(xiàn)木材圖像采集系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)的連接，提取顏色圖像信息。 其次，利用數(shù)字信號(hào)處理及圖像處理技術(shù)，在MATLAB中對(duì)所采集的圖像進(jìn)行分析，并計(jì)算色差。 再次，用C語言并基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)完成配色軟件的設(shè)計(jì)。 最后，將MATLAB中的色差值輸入到配色軟件中，輸出即為顏色配方。 創(chuàng)新點(diǎn)： 本木材染色智能配色系統(tǒng)具有操作簡(jiǎn)單、設(shè)備價(jià)格較低、配方精度高且速度快的特點(diǎn)，本系統(tǒng)首次將硬件（計(jì)算機(jī)接口、攝像頭）和軟件（配色軟件）結(jié)合形成了用于木材染色配色的整套配色系統(tǒng)，首次從木材本身的特性出發(fā)的針對(duì)木材染色的專有模型的木材染色配色的軟件，準(zhǔn)確率明顯提高。在軟件的設(shè)計(jì)中第一次將模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及學(xué)習(xí)算法應(yīng)用于木材染色計(jì)算機(jī)配色系統(tǒng)，其具有根據(jù)木材本身性質(zhì)建立與染料的數(shù)量關(guān)系模型的特點(diǎn)。 技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)： （1）、接口技術(shù)實(shí)現(xiàn)木材圖像采集系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)的連接，提取顏色圖像信息。 （2）、 利用數(shù)字信號(hào)處理及圖像處理技術(shù)，在MATLAB中對(duì)所采集的圖像進(jìn)行分析，分別求出已知顏色與目標(biāo)顏色的lab值，并計(jì)算色差。 （3）、用C語言并基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)完成配色軟件的設(shè)計(jì)，并將MATLAB中的色差值輸入到配色軟件中，輸出即為顏色配方
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 本系統(tǒng)首次將硬件（計(jì)算機(jī)接口、攝像頭）和軟件（配色軟件）結(jié)合形成了用于木材染色配色的整套配色系統(tǒng)，首次從木材本身的特性出發(fā)的針對(duì)木材染色的專有模型的木材染色配色的軟件，準(zhǔn)確率明顯提高。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- [1] 大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目中評(píng)審結(jié)果為優(yōu)秀 [2] 獲東北林業(yè)大學(xué)第十二屆“挑戰(zhàn)杯”課外學(xué)術(shù)競(jìng)賽作品二等獎(jiǎng)。 [3] 發(fā)表相關(guān)文章6篇 （1）Xuemei Guan,Minghui Guo. Study of the Influence of Anatomical Characteristics on Dyeing Effects of Plantation Pinus Sylvestnis Var. Mongolica Litv.Veneer[J]. EMEM, 2010(7).( EI：20110113548756)：1147-1152 （2）Xuemei Guan,Minghui Guo. Study on the Relationship between Surface Color of Veneer and Dyeing Technique for Pinus sylvest var. mongolica[J]. EMEM, 2010(7). ( EI： 20110113548780)：:1270-1274 （3） Xuemei Guan,Minghui Guo,Jun Cao. Design of Wood Dyeing Computer Automatic Color Matching System[J]. 2010 3rd International Conference on Computer Engineering and Technology,2010(4).( EI：20104313316985):428-431 （4）管雪梅，郭明輝. 樟子松單板染色工藝對(duì)表面材色影響的研究[J]. 木材加工機(jī)械, 2010(4) （5）郭明輝，管雪梅. 樺木單板仿珍貴材三刺激值配色技術(shù)研究[J]. 林業(yè)科學(xué), 2010(9)
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 專利權(quán)轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 實(shí)物、產(chǎn)品
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 使用說明： 在封閉的環(huán)境中用攝像頭采集木材圖片，將圖片文件保存到任一文件下，并記下圖片所在文件位置。在MATLAB中提取所采集的木材圖片信息，得到lab值，并和目標(biāo)顏色進(jìn)行色差計(jì)算，將所得結(jié)果送入木材染色計(jì)算機(jī)自動(dòng)配色軟件。該系統(tǒng)主要由主菜單，系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定界面，功能子菜單，運(yùn)行情況界面，測(cè)試界面等幾個(gè)界面構(gòu)成。進(jìn)入該系統(tǒng)馬上就會(huì)進(jìn)入主菜單，主菜單分為五部分，：軟件說明(About)、幫助(Help)、重新開始訓(xùn)練(Run)、裝入以前訓(xùn)練結(jié)果(Load)和退出(Exit)。 該作品的技術(shù)特點(diǎn)、優(yōu)勢(shì)、適應(yīng)范圍及推廣前景： 本研究可指導(dǎo)各樹種染色中的配色環(huán)節(jié)，對(duì)于家具加工、科技木制造、木材改性等工業(yè)都具有應(yīng)用前景。其造價(jià)較低，可迅速為生產(chǎn)服務(wù)，推廣前景較好。 市場(chǎng)分析和經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)： 本木材染色智能配色系統(tǒng)適用于木材加工裝飾行業(yè)，可實(shí)現(xiàn)人工林木材的高效利用，提高木制品的裝飾作用和產(chǎn)品價(jià)值，滿足人們對(duì)色彩多樣性的要求，提高對(duì)劣質(zhì)木材、人工林及小徑級(jí)木材的利用率。
同類課題研究水平概述
- 此項(xiàng)研究雖然成果還不是很多，但我國(guó)學(xué)者走在了世界的前列。武林、于志明（2006）發(fā)表《計(jì)算機(jī)配色技術(shù)應(yīng)用于木材染色初探》，介紹了計(jì)算機(jī)測(cè)色配色系統(tǒng)的原理，研究了建立木材染色基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)的方法，提出了注意事項(xiàng)，并分析了自動(dòng)配色過程中產(chǎn)生色差的原因及解決方法。此課題組于2007發(fā)表《計(jì)算機(jī)配色技術(shù)在木材連缸染色中的應(yīng)用研究》，提出為了解決木材染色過程中染色廢水的污染問題，實(shí)現(xiàn)木材連缸染色。采用光譜光度儀(瑞士Datacolor公司)測(cè)量染色殘液吸收光譜數(shù)據(jù)，從而計(jì)算各染料的補(bǔ)投量[62]。李春生、王金林、王志同、曲芳等（2006）發(fā)表《木材染色用計(jì)算機(jī)配色技術(shù)》，提出引進(jìn)瑞士Datacolor公司的DC配色系統(tǒng)和顏色控制系統(tǒng),根據(jù)木材染色的特點(diǎn),開發(fā)出木材染色用計(jì)算機(jī)配色方法和技術(shù)。配色流程包括木材試樣顏色的測(cè)定、確定染色組、基礎(chǔ)色樣的制備及測(cè)定、數(shù)據(jù)庫(kù)建立、配方計(jì)算和修正等。該論文強(qiáng)調(diào)：計(jì)算速度快、準(zhǔn)確度高，能夠在保證配色精度的同時(shí)，計(jì)算出最經(jīng)濟(jì)的木材染色方案。
