水稻叶片几何参数无损测量方法研究

发布时间：2021-11-15 22:32

　　【目的】提出实现自然生长状态下的水稻叶片几何形态参数视觉无损测量,为实时监控水稻的生长状况提供准确的数据,也为农学研究者提供新的技术手段。【方法】类似曲线长度细线测量方法,在叶脉上通过手势交互绘制确定一组控制点,插值生成过控制点的3次B样条曲线,调整控制点使得B样条曲线逼近叶脉方式实现水稻叶片长度测量。在叶片最大叶宽处绘制1次B样条曲线实现水稻叶片最大叶宽测量。采用基于4个方向模板运算的距离变换算法对茎叶夹角图像进行骨架信息提取,并利用Hough变换对提取的骨架信息进行直线检测实现茎叶夹角计算。应用BP神经网络、支持向量机回归和随机森林回归算法对样本数据进行训练,以水稻叶片长度、叶片最大宽度作为输入变量对水稻叶面积进行估测。【结果】B样条曲线逼近方式计算的水稻叶长的平均绝对误差和平均相对误差分别为0.523 3 cm和2.33%,叶宽的平均绝对误差和平均相对误差分别为0.055 2 cm和6.66%。Hough变换计算的茎叶夹角平均绝对误差和平均相对误差分别为1.27°和2.46%;通过对金优458和中早35两个不同品种结果对比,相较于其他模型,发现BP神经网络模型对叶面积估测结果的均... 

【文章来源】：江西农业大学学报. 2020,42(02)北大核心CSCD

【文章页数】：12 页

【部分图文】：

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为第k段n次B样条曲线段（k=0,1，…，m），这些曲线段的全体称为n次B样条曲线，其顶点Di(i=0,1,2，…，m+n）所组成的多边形称为B样条曲线的特征多边形。其中基函数Gi,n(t）定义为：当n=3,3次B样条曲线的基函数如下：

B样条曲线绘制完成后，计算绘制的B样条曲线像素长度及参照物棋盘方格的长、宽方向平均像素长度，参照物实际长、宽已知，通过比例计算获取叶片真实长度和最大叶宽。叶长、叶宽计算公式如式（8）、（9）所示，系统本次测量计算结果如图4所示，图中红色箭头所指叶片为本次测量叶片样本。图4 水稻叶长宽计算结果

【参考文献】：
期刊论文
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[3]基于SVM的变电站保护室数显仪表数字识别方法[J]. 王晓东,魏成保,冯海荣,杨瑾.  电子测量技术. 2019(02)
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硕士论文
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本文编号：3497625