(57)【要約】【課題】板材の特定した表面に対する年輪の対応状態で木表と木裏を判別することにより、定型板材の木表、木裏の自動判別ができるだけでなく、不定形板材の自動判別も同様に行える板材の木表、木裏の自動判別方法を提供する。【解決手段】板材１の木口面５からカメラ６で画像を取り込んで、画像処理システム７へ入力し、画像処理システム７で画像内の年輪を線または図形として抽出して、これら線または図形と板材の特定した表面１０との対応状態を検出させ、この対応状態で板材１の特定した表面１０が木表であるか、木裏であるかを判別させるようにしたこと。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板材の木口面からカメラで画像を取り込んで、画像処理システムへ入力し、
画像処理システムで画像内の年輪を線または図形として抽出し、これら線または図形と板材の特定した表面との対応状態を検出させ、
この対応状態から板材の特定した表面が木表であるか、木裏であるかを判別させるようにした
ことを特徴とする年輪による木表、木裏の判別方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、年輪から板材の木表と木裏を自動的に判別させる判別方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、板材の表裏を自動的に判別するには、傾斜で板材を移動させる板材保持面と、移動する板材を止めるストッパーとが交叉する部分の板材保持面側にセンサを設け、このセンサに板材の端縁が作用するか、作用しないかで、側面に木肌が残る不定形板の表裏を自動的に判別する方法が採用されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平５−１９３７２７号公報
【０００３】
しかしながら、上記従来の判別方法では、板の側面が表裏面と直角をなす定型板の場合は、表裏を判別することができない問題点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は前記問題点を解消し、板材の特定した表面に対する年輪の対応状態で木表と木裏を判別することにより、定型板材の木表、木裏の自動判別ができるだけでなく、不定形板材の木表、木裏の自動判別も同様に行える板材の木表、木裏の自動判別方法を提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するため、本発明に係る年輪による木表、木裏の判別方法は、下記の構成を採用することを特徴とする。
板材の木口面からカメラで画像を取り込んで、画像処理システムへ入力し、
画像処理システムで画像内の年輪を線または図形として抽出して、これら線または図形と板材の特定した表面との対応状態を検出させ、
この対応状態から板材の特定した表面側が木表であるか、木裏であるかを判別させるようにしたこと。
【発明の効果】
【０００６】
本発明に係る年輪で木表、木裏を判別する方法は、板材の木口面からカメラで画像を取り込んで、画像処理システムへ入力し、処理システムで板材の特定した表面に対する年輪の対応状態を検出させ、検出された対応状態から木表、木裏の判別を行わせるものである。従って、板材を処理ラインに移送するだけで自動的に判別を行わせて、作業の省力化と能率増進とを図り得る。
【０００７】
年輪に基づいて木表と木裏を判別するから、両側縁が直角をなしている定型板材だけでなく、両側縁が原木肌の残存により斜面をなしている背板と呼ばれる不定型板材も木表、木裏の判別ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に本発明に係る年輪による木表、木裏の自動判別方法の実施形態を説明する。
【０００９】
なお、本発明に係る判別方法の実施に用いる装置は、図１に示す通り板材１を移送する移送ライン２と、この移送ライン２の途中に設けた判別可能な板材１の処理手段３と、判別不能な板材１の別送ライン４と、移送ライン２を流れる板材１の木口面５に正対して、木口面５から画像を取り込むカメラ６と、カメラ６で取り込んだ画像を入力して画像処理を行い、その結果、木表、木裏を判別して判別信号を発する画像処理システム７とで構成される。
【００１０】
上記装置により木表と木裏の判別を行う板材１は、原木を製材して得たものであって、図２（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す通り、木口面５に円弧状若しくは湾曲状等をなす年輪８が存在して、この年輪８は、図２（ｂ）に示す芯持ち板材１や、図２（ｃ）に示す柾目板材１では、表面と裏面に同じような形に表れる。しかし、その他の多くは、図２（ａ）に示す板目板１であって、表面と裏面に現われる年輪８の形が相違し、これに伴って特性も相違する木表と木裏が生じて、この木表と木裏の判別を行う必要がある。
【００１１】
上記装置における板材１の移送ライン２は、図１のように水平に設けて板材１を平に乗せる場合が多い。しかし、垂直に設けて板材１を立てて支持させたり、移送ライン２を傾斜状に設けて斜めに乗せたりする場合もある。
【００１２】
判別可能な板材１の処理手段３は、図１のように木表、木裏の判別が不能な芯持ち板材１や柾目板材１を移送ライン１の外へ排出する部材ａと、木表と木裏を判別された板目材１を木表が一方へ揃うようにするか、木表と木裏が交互に反対となるようにするため、板材１を反転させる部材ｂ等を適宜に設置するものであって、判別した板材１の処理が更に煩雑になる場合は、その状況に応じて処理機構等を付加し、希望通りの処理が行われるようにする。
【００１３】
カメラ６は、板材１の木口面５から画像を取り込むものであり、取り込んだアナログ画像をデジタル信号として出力するデジタルカメラ、または、取り込んだアナログ画像をアナログで出力し、画像処理システムの入力部でデジタル信号に変換するアナログカメラを用いる。そして、照明が取り込み画像に大きな影響を及ぼすため、適切で安定した照明が行えるような照明設備を設置する。
【００１４】
画像処理システム７は、一般のコンピュータへ、例えば「画像処理ボード」等のハードウエアと、例えば「画像処理ライブラリ」等のソフトウエアとを組み込んで構成するか、あるいは、予め画像処理用のハードウエア及びソフトウエアが組み込まれているコンピュータ等を用いる。
【００１５】
以下に上記装置を用いた年輪による木表、木裏の判別方法の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１６】
移送ライン２へ平に乗せる板材１の上面が特定した表面１０となるように処理システム７を設定して、移送ライン２で板材１を移送する。すると、カメラ６が板材１の木口面５から図３に示す画像１１を取り込んで画像処理システム７へ入力する。
【００１７】
画像を入力された画像処理システム７は、入力された画像１１を、年輪８を直線として抽出するのに適した数、例えば、１０個に区分する処理を行って、その結果の画像１２を図４のように表示し、区分（１）の年輪８には、図５（ａ）に示す通りイ、ロ、ハの符号を、区分（２）の年輪８には、図５（ｂ）に示す通りニ、ホ、へ、トの符号を、区分（３）の年輪８には、図５（ｃ）に示す通りチ、リ、ヌ、ルの符号を付けるラベリングを行う。
【００１８】
ラベリングされた年輪イ、ロ、ハは、その各点に対する最小二乗法によって直線（イ）、（ロ）、（ハ）を求め、次に、直線（イ）、（ロ）、（ハ）の特定した表面１０に対する傾斜を計算により求める処理を行い、この処理を区分（２）以降についても同様に行い、各区分の直線の特定した表面１０に対する傾斜を検出する。
【００１９】
検出した傾斜が特定した表面１０に対して外側上りに傾く場合は、画像処理システム７は、特定した表面１０側に木表があることを判別して木表の判別信号を発し、傾斜が特定した表面１０に対して内側上がりに傾く場合は、特定した表面１０側が木裏であると判別して木裏の判別信号を発し、芯持ち板材や柾目板材のような判別不能の板材１については、判別不能の信号を発するように動作する。
【００２０】
上記の通り判別信号が発しられると、判別板材の処理手段３がこれを受けて作動し、判別不能の板材１は別送ライン４へ排出し、判別された板材１は移送ライン２へ木表が一方へ揃うように並べられたり、木表と木裏が交互に反対になるように並べられたりする操作を自動的に施す。
【００２１】
前記のように板材の年輪を傾きを有する直線として抽出し、この直線が板材の特定した表面へどのように対応するかによって、板材の特定した表面が木表であるか木裏であるかを判別させる判別方法は、木口面全体の色の変化が大きい場合でも、これに影響されず判別を行うことが可能であって、抽出される年輪の数が非常に少ない状態においても確実な判別ができる。
【実施例２】
【００２２】
移送ライン２へ板材１を移送して、カメラ６で板材１の木口面５から図３に示す画像１１を取り込んで画像処理システム７へ入力する。すると、画像処理システム７は、年輪８を円、または楕円として抽出するのに適した状態に画像処理して、図６に示す処理画像１３が得られる。
【００２３】
得られた処理画像１３の中の年輪８には、図５に示す通りイ、ロ、ハの符号を付けるラベリングを行い、ラベリングされた年輪のそれぞれの点に対して、最小二乗法によるか、任意の三点による方法で、年輪を一部分とする円または楕円（１）（２）（３）を抽出する。
【００２４】
次に、抽出した円または楕円（１）（２）（３）の中心の位置Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を計算によって検出し、これらの中心が特定した表面１０とは反対側の表面１０’側にある場合は、特定した表面１０側が木表であると判別して、木表の判別信号を発し、中心が特定した表面１０側にある場合は、特定した表面１０側が木裏であると判別して、木裏の判別信号を発し、芯持ち板や柾目板のような判別不能の板材については判別不能の信号を発する。
【００２５】
前記のように板材の年輪を円または楕円と抽出し、この円または楕円の中心位置が板材の特定した表面にどのように対応するかによって、板材の特定した表面が木表であるか木裏であるかを判別させる判別方法は、原木の殆どが円断面か楕円断面をなして、建築材や構造材の主流をなす針葉樹より得た板材の木表、木裏の判別に好適であって精度の高い判別ができる。
【実施例３】
【００２６】
移送ライン２へ板材１を移送して、カメラ６で板材１の木口面５から図３に示す画像１１を取り込んで画像処理システム７へ入力する。すると、画像処理システム７は、入力された画像１１を、年輪８を曲線として抽出するのに適した状態に処理して、図７に示す通りの処理画像１４を表示する。
【００２７】
表示された画像１４の中の年輪８には、図６に示す通りイ、ロ、ハの符号を付けるラベリングを行い、ラベリングされた年輪のそれぞれの点に対して、最小二乗法によるか、任意の三点による方法で、年輪を一部分とする曲線（１）（２）（３）を抽出する。
【００２８】
抽出された曲線（１）（２）（３）は、その凸の向きを計算により検出する。そして、凸が特定した表面１０側に向いている場合は、特定した表面１０側が木表であると判別して木表の判別信号を発し、凸が特定した表面１０とは反対側の表面１０’側にある場合は、特定した表面１０側が木裏であると判別して、木裏の判別信号を発し、芯持ち板や柾目板のような判別不能の板材については判別不能の信号を発する。
【００２９】
前記のように板材の年輪を曲線として抽出し、この曲線の凸が板材の特定した表面にどのように対応するかによって、板材の特定した表面が木表であるか木裏であるかを判別させる判別方法は、年輪を円又は楕円として検出するのに近い判別ができて、凸の算出は円または楕円の中心を求めるよりも簡便な計算でできるため、判別の処理スピードが向上する。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
木材業界で材料の加工、接合等を行う際、材料の木表と木裏を自動判別するのに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の年輪による木表、木裏の判別方法に使用した装置の概念図である。
【図２】（ａ）（ｂ）（ｃ）は、判別対象となる板材の各例を示す木口図である。
【図３】板材の木口面から取り込んだ画像図である。
【図４】年輪を直線として抽出するため所要数に等分割処理した画像図である。
【図５】（ａ）（ｂ）（ｃ）は、分割処理した各区画のラベリング状態を示す拡大画像図である。
【図６】年輪を円として抽出し、その中心を求めた画像図である。
【図７】年輪を曲線として抽出し、その凸を求めた画像図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  板材
５  木口面
６  カメラ
７  画像処理システム
１０  板材の特定表面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2005044171.tif 000007
【図６】
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【図７】
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