本報(bào)訊 記者王建蘭報(bào)道 6月2日，中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院木材工業(yè)研究所木材解剖學(xué)團(tuán)隊(duì)何拓博士、殷亞方研究員分別以第一作者和通訊作者，在國(guó)際木材科學(xué)領(lǐng)域頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊Holzforschung在線發(fā)表了木材計(jì)算機(jī)視覺(jué)識(shí)別研究標(biāo)志性突破成果。本研究開(kāi)發(fā)了基于構(gòu)造圖像的木材識(shí)別新方法，首次實(shí)現(xiàn)了深度學(xué)習(xí)模型自動(dòng)提取的木材圖像特征可視化，揭示了模型提取的黃檀屬和紫檀屬木材構(gòu)造關(guān)鍵特征分別為管孔和軸向薄壁組織。

    瞄準(zhǔn)木材精準(zhǔn)識(shí)別這一世界性科技難題，該研究從417份木材標(biāo)本（含黃檀屬15種、紫檀屬11種）中，共采集10237張橫切面精細(xì)構(gòu)造圖像。在木材圖像數(shù)據(jù)集的基礎(chǔ)上，通過(guò)構(gòu)建深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN）對(duì)圖像大數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練學(xué)習(xí)，針對(duì)15種黃檀屬、11種紫檀屬，以及所有26個(gè)樹(shù)種分別構(gòu)建了3種不同的木材識(shí)別深度學(xué)習(xí)模型。通過(guò)解析標(biāo)本/圖像數(shù)量、圖像質(zhì)量及圖像塊大小對(duì)模型精度的影響機(jī)制，確定了模型最優(yōu)參數(shù)體系，完成了木材圖像識(shí)別特征的自動(dòng)化提取，實(shí)現(xiàn)對(duì)口岸現(xiàn)場(chǎng)黃檀屬和紫檀屬等常見(jiàn)貿(mào)易瀕危珍貴木材的快速精準(zhǔn)識(shí)別。為我國(guó)保護(hù)森林樹(shù)種生物多樣性、打擊野生植物物種非法貿(mào)易、提高瀕危野生動(dòng)植物種國(guó)際貿(mào)易公約（CITES）履約執(zhí)法和木材產(chǎn)業(yè)鏈監(jiān)管水平提供了強(qiáng)有力的科技支撐。構(gòu)建的深度學(xué)習(xí)模型，在木材“種”水平上的識(shí)別精度分別達(dá)88.4%、93.7%和99.3%。相較而言，針對(duì)相同樣本在“屬”水平的識(shí)別，國(guó)內(nèi)外木材鑒別專家的識(shí)別精度僅為78.2%，且無(wú)法實(shí)現(xiàn)“種”水平的識(shí)別。

    近年來(lái)，木材解剖學(xué)團(tuán)隊(duì)在木材精準(zhǔn)識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域取得了一系列創(chuàng)新性成果，開(kāi)發(fā)了適用于木材貿(mào)易、流通和生產(chǎn)加工等環(huán)節(jié)的快速精準(zhǔn)識(shí)別新技術(shù)并推廣應(yīng)用，除木材計(jì)算機(jī)視覺(jué)識(shí)別技術(shù)外，還形成了包括木材標(biāo)本庫(kù)和木材多源數(shù)據(jù)分類(lèi)特征庫(kù)，iWood木材識(shí)別系統(tǒng)、新型木材構(gòu)造圖像采集裝置、木材DNA靶向提取、木材DNA條形碼識(shí)別以及特征化合物識(shí)別等多項(xiàng)技術(shù)成果。

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