在不损坏原木表面和结构的前提下，准确地检测出原木内部缺陷，是充分利用森林资源的重要手段，对科学用材、合理选材，有着重要的意义。本文采用X射线方法作为检测手段，根据射线透过木材后强度的差异，得到原木图像。运用分形理论建立原木X射线成像数学模型对采集到的原木图像进行处理和分析，判断被检测原木内部是否存在缺陷和检测缺陷细节。本文的研究对象为两种常见的原木缺陷——空心和漏节。本文应用两种分形方法进行研究：一种方法是采用计算盒子维数法，将原木图像分割成小的子区域，计算每个子区域的盒子维数，研究表明背景部分与边缘部分的分形维数存在一定程度的差别，提取奇异性的分维数值，他们的集合即是缺陷边缘所在。另一种方法是采用分形布朗函数法，分形理论中的分形布朗随机场是描述自然景物的有效方法，原木图像可以被认为是随机运动形成的灰度不同的分形布朗运动图。当图像分形参数值大于1时，则图像灰度表面的分形维数小于2，小于物体灰度表面的拓扑维数，因而是不可能的，即分形参数发生了奇异。这些分形参数发生奇异的地方就是不同纹理的边缘，故认为分形参数等于1即为阈值，分形参数大于1的部分被判为边缘，小于1的部分为背景区域，再由此计算对应位置的分形维数，分形维数发生奇异的地方即为缺陷的边缘或交界处。本文首先对原木图像进行直方图均衡、滤波、图像增强等预处理，使得处理后的图像分形特征更加明显，更适合后续的处理和分析。从预处理后的X射线图像数据中提取缺陷部分所隐含的特征信息，用分形维数的大小来定量描述原木图像的不规则程度。本文对采集的100个原木样本图片进行实验研究，上述两种方法检测原木内部缺陷的有效率均达到95％，实验结果证明此方法检测原木内部缺陷效果明显。该方法同样适用于原木其他内部缺陷的检测。本文的研究对推进分形理论的应用有重要意义，同时也为数字图像处理和边缘检测提供了一条新途径。