基本信息
- 项目名称：
- 仿珍贵木材单板染色智能配色系统设计
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 本项目设计出一套木材染色配色的整套配色系统，该系统可以自动检测木材颜色及目标材颜色，结合木材本身的性质，通过对软件的训练即可完成对木材的智能配色，具有自学习、自决策能力。 该系统首次从木材本身的特性出发，运用模糊神经网络及学习算法开发的木材染色配色的系统，其具有根据木材本身性质建立与染料的数量关系模型的特点，具有比较广泛的应用价值及推广前景。
- 详细介绍：
- 1、作品功能 本系统可以结合木材本身的性质，通过对软件的训练即可完成对木材的智能配色，具有自学习、自决策能力。本系统包括硬件部分和软件部分。其中硬件部分包括摄像头和计算机接口，软件部分即配色软件，是本系统的核心，其完全利用模糊神经网络（即基于神经网络的模糊推理系统）来实现配色，采用已知颜色与目标颜色的色差作为输入，单个成员色素的浓度作为输出.通过模糊神经网络对已知的染色数据即训练样本进行训练，从而根据已知的色差预测每个成员颜色的色素浓度。用C语言编程实现上述功能。 2、系统主要特点 首先，利用接口技术实现木材图像采集系统与计算机的连接，提取颜色图像信息。其次，利用数字信号处理及图像处理技术，在MATLAB中对所采集的图像进行分析，分别求出已知颜色与目标颜色的lab值，并计算色差。然后，用C语言并基于模糊神经网络完成配色软件的设计。最后，用C语言将MATLAB中的色差值输入到配色软件中，输出即为颜色配方。 本木材染色智能配色系统具有操作简单、设备价格较低、配方精度高且速度快的特点，本系统首次将硬件（计算机接口、摄像头）和软件（配色软件）结合形成了用于木材染色配色的整套配色系统，且首次完成我国第一款专门用于木材染色配色的软件。在软件的设计中第一次将模糊神经网络及学习算法应用于木材染色计算机配色系统，其具有根据木材本身性质建立与染料的数量关系模型的特点。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 作品设计、发明目的： 为了提高木制品的装饰作用和产品价值，实现人工林木材的高效利用，在确定工艺的情况下，将计算机智能配色的方法用于木材染色配色过程中，极大地提高工作效率，节约成本。 基本思路： 首先，利用接口技术实现木材图像采集系统与计算机的连接，提取颜色图像信息。 其次，利用数字信号处理及图像处理技术，在MATLAB中对所采集的图像进行分析，并计算色差。 再次，用C语言并基于模糊神经网络完成配色软件的设计。 最后，将MATLAB中的色差值输入到配色软件中，输出即为颜色配方。 创新点： 本木材染色智能配色系统具有操作简单、设备价格较低、配方精度高且速度快的特点，本系统首次将硬件（计算机接口、摄像头）和软件（配色软件）结合形成了用于木材染色配色的整套配色系统，首次从木材本身的特性出发的针对木材染色的专有模型的木材染色配色的软件，准确率明显提高。在软件的设计中第一次将模糊神经网络及学习算法应用于木材染色计算机配色系统，其具有根据木材本身性质建立与染料的数量关系模型的特点。 技术关键和主要技术指标： （1）、接口技术实现木材图像采集系统与计算机的连接，提取颜色图像信息。 （2）、 利用数字信号处理及图像处理技术，在MATLAB中对所采集的图像进行分析，分别求出已知颜色与目标颜色的lab值，并计算色差。 （3）、用C语言并基于模糊神经网络完成配色软件的设计，并将MATLAB中的色差值输入到配色软件中，输出即为颜色配方
科学性、先进性
- 本系统首次将硬件（计算机接口、摄像头）和软件（配色软件）结合形成了用于木材染色配色的整套配色系统，首次从木材本身的特性出发的针对木材染色的专有模型的木材染色配色的软件，准确率明显提高。
获奖情况及鉴定结果
- [1] 大学生创新项目中评审结果为优秀 [2] 获东北林业大学第十二届“挑战杯”课外学术竞赛作品二等奖。 [3] 发表相关文章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，郭明辉. 樟子松单板染色工艺对表面材色影响的研究[J]. 木材加工机械, 2010(4) （5）郭明辉，管雪梅. 桦木单板仿珍贵材三刺激值配色技术研究[J]. 林业科学, 2010(9)
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 专利权转让
作品可展示的形式
- 实物、产品
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 使用说明： 在封闭的环境中用摄像头采集木材图片，将图片文件保存到任一文件下，并记下图片所在文件位置。在MATLAB中提取所采集的木材图片信息，得到lab值，并和目标颜色进行色差计算，将所得结果送入木材染色计算机自动配色软件。该系统主要由主菜单，系统参数设定界面，功能子菜单，运行情况界面，测试界面等几个界面构成。进入该系统马上就会进入主菜单，主菜单分为五部分，：软件说明(About)、帮助(Help)、重新开始训练(Run)、装入以前训练结果(Load)和退出(Exit)。 该作品的技术特点、优势、适应范围及推广前景： 本研究可指导各树种染色中的配色环节，对于家具加工、科技木制造、木材改性等工业都具有应用前景。其造价较低，可迅速为生产服务，推广前景较好。 市场分析和经济效益预测： 本木材染色智能配色系统适用于木材加工装饰行业，可实现人工林木材的高效利用，提高木制品的装饰作用和产品价值，满足人们对色彩多样性的要求，提高对劣质木材、人工林及小径级木材的利用率。
同类课题研究水平概述
- 此项研究虽然成果还不是很多，但我国学者走在了世界的前列。武林、于志明（2006）发表《计算机配色技术应用于木材染色初探》，介绍了计算机测色配色系统的原理，研究了建立木材染色基础数据库的方法，提出了注意事项，并分析了自动配色过程中产生色差的原因及解决方法。此课题组于2007发表《计算机配色技术在木材连缸染色中的应用研究》，提出为了解决木材染色过程中染色废水的污染问题，实现木材连缸染色。采用光谱光度仪(瑞士Datacolor公司)测量染色残液吸收光谱数据，从而计算各染料的补投量[62]。李春生、王金林、王志同、曲芳等（2006）发表《木材染色用计算机配色技术》，提出引进瑞士Datacolor公司的DC配色系统和颜色控制系统,根据木材染色的特点,开发出木材染色用计算机配色方法和技术。配色流程包括木材试样颜色的测定、确定染色组、基础色样的制备及测定、数据库建立、配方计算和修正等。该论文强调：计算速度快、准确度高，能够在保证配色精度的同时，计算出最经济的木材染色方案。
