Digital Straight Segment Filter for Geometric Description

International audienceIn this paper, an algorithmic scheme is proposed to estimate different local characteristics of image structures using discrete geometry tools. The arithmetic properties of Digital Straight Lines and their link with the Farey sequences allow the introduction of a new directional filter. In an incremental process, it provides local geometric information at each point in an image, such as the length, orientation and thickness of the longest Digital Straight Segment passing through that point. Experiments on binary and grayscale images are proposed and show the interest of this tool. Comparisons to a well-known morphological filter for grayscale images are also presented

Pith Estimation on Tree Log End Images

International audienceIn this paper, we present an algorithm for pith estimation from digital images of wood cross-sections. The method is based on a probabilistic approach, namely ant colony optimization (ACO). After introducing the approach, we describe the implementation and the reproduction of the method linking to an online demonstration. Results show that the approach performs as well as state-of-the-art methods. The estimated pith is below 5mm from the ground truth. It is a fast method that could be used in real-time environment. This paper also gives the details about the intern parameter choice and shows how to use the C++ source code for testing, as well as provides limit cases of the proposed method and future improvements

Détection automatique de la moelle sur des images d'extrémités de grumes de Douglas brutes de sciage

National audienc

A new algorithm to automatically detect the pith on rough log-end images

International audienceX-ray computer tomography has proved to be efficient for measuring internal and external characteristics of logs that are relevant for estimating wood quality at the sawmill. However, this technology remains expensive (two sawmills in France are equipped) and there is a need to provide low-cost tools for smaller sawmills. It could help them become more competitive. There is also a need for new tools available everywhere , for example to estimate wood quality on the harvester, at the road side, or on the log yard (e.g. with mobile-phone cameras). Contrary to X-ray scans, low-cost cameras provide very different images. Moreover few works have been done on such cameras so far. The pith in log end images is an important feature. It is usually required to detect other wood characteristics (for example annual rings) and to process further toward wood quality estimation. The pith's location is a real challenging problem for untreated log ends. In this context, we propose a robust and efficient algorithm to address this challenge. It consists of a mixture between Hough Transform and an approach based on state-of-the-art algorithms, known as Hough-based algorithms. We validated the proposed method on RGB images of Douglas fir taken with a digital camera after harvesting wood in the forest. The obtained results show a better detection of the pith on rough log end images than some state-of-the-art algorithms. The algorithm may process images in real-time which is compatible with sawmill requirements

Knot Detection in X-Ray CT Images of Wood

International audienceThis paper presents an original problem of knot detection in 3D X-ray Computer Tomography images of wood stems. This image type is very different from classical medical images and presents specific geometric structures. These ones are characteristic of wood stems na- ture. The contribution of this work is to exploit the original geometric structures in a simple and fast algorithm to automatically detect and analyze the wood knots. The proposed approach is robust to different wood qualities, like moisture or noise, and more simple to implement than classical deformable models approaches

Segmentation robuste de nœuds à partir de coupes tangentielles issues d'images tomographiques de bois

National audienceCet article présente une méthode rapide, précise et automatique pour segmenter les nœuds de bois à partir d'images volumiques de troncs d'arbres obtenues par scanner à rayons X. La segmentation des nœuds est un probléme récurrent où les techniques classiques produisent des résultats non satisfaisants. Un premier travail nous a permis de développer une méthode capable d'isoler chaque nœud. Quelques approches ont été proposées pour la segmentation de ces nœuds isolés mais elles ne sont pas entièrement satisfaisantes en présence de zones humides. Nous présentons ici une nouvelle approche pour répondre à ce probléme, basée sur l'idée originale de coupes tangentes aux cernes. Elles permettent de suivre la trajectoire du nœud de la moelle du tronc jusqu'à l'écorce. Les nœuds sont segmentés par détection d'ellipses discrètes dans chaque coupe tangentielle. Une implémentation complète de la méthode est proposée dans le logiciel TKDetection, disponible librement

Automatic knot detection and measurements from X-ray CT images of wood: A review and validation of an improved algorithm on softwood samples

International audienceAn algorithm to automatically detect and measure knots in CT images of softwood beams was developed. The algorithm is based on the use of 3D con- nex components and a 3D distance transform constituting a new approach for knot diameter measurements. The present work was undertaken with the objective to automatically and non-destructively extract the distributions of knot characteristics within trees. These data are valuable for further studies related to tree development and tree architecture, and could even contribute to satisfying the current demand for automatic species identification on the basis of CT images. A review of the literature about automatic knot detection in X-ray CT images is provided. Relatively few references give quantitatively accurate results of knot measurements (i.e., not only knot localisation but knot size and incli- nation as well). The method was tested on a set of seven beams of Norway spruce and silver fir. The outputs were compared with manual measurements of knots performed on the same images. The results obtained are promising, with detection rates varying from 71 to 100%, depending on the beams, and no false alarms were reported. Particular attention was paid to the accuracy obtained for automatic measurements of knot size and inclination. Comparison with manual measurements led to a mean R2 of 0.86, 0.87, 0.59 and 0.86 for inclination, maximum diameter, length and volume, respectively

Identification des critères de qualité déterminant les aptitudes à l'emploi de grumes de hêtre (Fagus sylvatica L.) par un panel de professionnels

Cette étude a été réalisée en vue d’identifier les critères de qualité conditionnant l’acceptation ou le refus du bois de Hêtre dans des utilisations de valorisations diverses. Pour ce faire, nous avons construit une enquête que nous avons menée auprès d’un panel de douze professionnels du bois. Le travail de stage a consisté dans un premier temps à rédiger un formulaire d’enquête adapté au problème posé, et à mettre en place le plan d’expérience associé. Dans un deuxième temps, nous avons analysé les données ainsi collectées et nous avons cherché à mettre en place des modèles statistiques afin de prédire l’aptitude à l’emploi de grumes de Hêtre à partir de défauts observables sur des photos de sections de grumes. Pour cela nous avons essentiellement effectué la régression logistique des variables « défauts » sur les variables « acceptation/refus ». L’enquête se situe dans le contexte de la tempête de Décembre 1999. Le marché actuel du bois est donc tout à fait particulier et a nécessairement influé sur les réponses des professionnels.This study has been carried out with the aim of identifying the criteria of quality influencing the acceptance or rejection of Beech wood in uses of diverse values. For this purpose we have designed a questionnaire that we have addressed to a panel of wood professionals. At first the work was to prepare a survey form adapted to problem posed, and to create the associated experimental design. Secondly, we have analysed the data thus collected and we have tried to establish some statistical models in order to predict the ability to use the Beech woods logs from some observable imperfections of photos of sections of the logs. The survey occurs in the context of the storm of December 1999, the present market of wood is very particular, and has necessarily had an effect on the answers of the professionals

Détection et analyse non destructive de caractéristiques internes de billons d'Epicéa commun (Picea abies (L.) Karst.) par tomographie à rayons X

Domputerized tomography allows a direct access to internal characteristics of scanned logs on the basis of density and moisture content variations. The objective of this work is to assess the feasibility of an automatic detection of internal characteristics with the final aim of conducting scientific analyses. The database is constituted by CT images of 24 spruces (Picea abies (L.) Karst.) obtained with a medical CT scanner. Studied trees are representative of several social status and are coming from four stands located in North-Eastern France, themselves are representative of several age, density and fertility classes. The automatic processing developed are the following: - pith detection in logs dealing with the problem of knot presence and ring eccentricity. The accuracy of the localisation was less than one mm; - detection of the sapwood/heartwood limit in logs dealing with the problem of knot presence (main source of difficulty). The error on the diameter was 1.8mm which corresponds to a relative error of 1.3%; - detection of the whorls location and comparison with an optical method; - detection of individualised knots. This process allows to count knots and to locate them in a log (longitudinal position and azimuth); however, the validation of the method and extraction of branch diameter and inclination are still to be developed. An application of this work was a variability analysis of the sapwood content in the trunk: at the within-tree level, the sapwood width was found to be constant under the living crown; at the between-tree level, a strong correlation was found with the amount of living branches. A great number of analyses are possible from our work...La tomographie par rayons X permet un accès direct aux caractéristiques internes des billons scannés par l'intermédiaire des variations de densité et de teneur en eau. L'objectif de ce travail est de démontrer la faisabilité de la détection automatique de caractéristiques dans des billons à des fins d'analyses scientifiques. Nous disposons pour cela d'une base d'images tomographiques de 24 épicéas communs (Picea abies (L.) Karst.) obtenues avec un scanner médical. Les arbres sont représentatifs de différents statuts sociaux et proviennent de quatre peuplements du nord-est de la France, eux-mêmes sont représentatifs de plusieurs classes d'âge, de densité et de fertilité. Les procédures de détection développées sont les suivantes : - détection de la moelle dans les billons, y compris en présence de nœuds et/ou d'excentricité des cernes. La précision de la localisation est inférieure au millimètre ; - détection de la limite aubier/duramen dans les billons, y compris en présence des nœuds (principale source de difficulté). L'erreur sur le diamètre du duramen est de 1.8mm soit une erreur relative de 1.3%. ; - détection de la localisation des verticilles et une comparaison à une méthode optique ; - détection des nœuds individualisés. Cette procédure permet de compter les nœuds dans un billon et de les localiser (hauteur dans le billon et azimut); cependant, la validation de la méthode et l'extraction du diamètre et de l'inclinaison des branches reste à effectuer. Une application de ce travail a été l'analyse de la variabilité de la quantité d'aubier dans le tronc: en intra-arbre, la largeur d'aubier était constante sous la base du houppier; en inter-arbre, une forte corrélation avec la quantité de branches vivantes a notamment été mise en évidence. De nombreuses analyses sont envisageables à partir des résultats de notre travail, parmi lesquelles: l'étude architecturale des arbres avec le suivi de la moelle dans les billons et l'occurrence des prises de relais sur l'axe principal, l'analyse des variations radiales de la forme du duramen, l'analyse de la distribution des nœuds dans les billons