基于图像处理的植物叶片几何形态数据获取方法的研究

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1、东北农业大学硕士学位论文基于图像处理的植物叶片几何形态数据获取方法的研究姓名：李彦锋申请学位级别：硕士专业：农业电气化与自动化指导教师：孟繁疆20060620摘要虚拟植物是随着计算机软、硬件技术及信息技术的进步而迅速发展起来的新兴研究领域它是以计算机为基础，利用虚拟现实技术在计算机上模拟植物在三维空间中的结构发育及生长过程，具有三维化效果和可视化功能。利用虚拟植物技术可以精确反映现实植物的形态结构、生长状况及对周围环境的影响，这对作物产量预测、土地生产力评价、资源环境分析、作物栽培指导、作物生

2、夤机理研究、调控作物生长发育及农业科技推广领

3、域都有着十分重要的意义。在虚拟植物技术的研究中，植物几何形态数据的获取及测量是一项基础而重要的工作，只有获得准确的几何形态数据，计算机才能将现实中的植物在虚拟环境下模拟的更真实，这项技术才更具实用价值。传统的植物几何形态数据测量方法主要用尺测量叶片长度，用量角器测量植株分枝的方位角和夹角等，这种手工方法由于受人为、自然等因素的影响较多，导致测量精度差、测量结果不理想，基本上已经淘汰，而现在常用的方法是利用三维数字化仪来测量，虽然数据精确，测量效果较好，但由于价格较高、操作相对复杂，对其推广使用也产生了一定影响。本文将从植物的叶片入手，探讨

4、一种比较理想的无接触的植物叶片几何形态数据获取方法，首先利用CCD摄像机、数码照相机等图像采集设备将高清晰植物叶片照片采集到计算机上，然后通过一系列图像处理技术从照片中提取出植物叶片边缘及叶脉等几何形态特征图像，再将特征图像矢量化后转换为DXF矢量图形文件格式，最后用AutoCAD等软件读取矢量图形文Y-I：HR可获得植物叶片几何形态特征的原始数据。关键词：虚拟植物：矢量化：DXF文件格式VStudiesonMethodofGettingGeometricalShapeDataofVegetalLeafsBasedonImageProce

5、ssingAbstractVirtualPlantisnewlyrisenstudyfieldwithrapiddevelopmentofsoftwareandhardwareofcomputerandadvancementinformationtechnology．Itisbasedoncomputezandcansimulatethecourseofdevelopmentandupgrowthofplantsinthree-dimensionbyVirtualReality,andpossessofthree-dimensionala

6、ndvisualeffect．ByVirtualPlanttechnology,weeanacquirepreciseshapestructure，growthstatesandaffecttoenvironmentofrealplants，whichissignificantfordopingouttheoutputofcrops，estimatingtheproductivityofsoil，analyzingresourceandenvironment，coachingcropsplanting，researchingonthegr

7、owththeoryofcrops，controlingcropsgrowthandextendingagriculturalscienceandtechnology．OnthefieldofVirtualPlant，itisbasalandimportanttomeasureandgetthedatasofgeometricalshapeofleafs．Onlygettingprecisegeometricalshapedatas，computejlastcansimulaterealplantsmuchmorereallyandVir

8、tualPlanttechnologyismuchmoreapplied．Thetraditionalmethodofmeasuringgeometricalshapedatasofplantsisartificial，whichmeasurethelengthofleafswithrulerandtheramusazimuthangleofplantswithprotractor．Buttheresultsbythiswayareinaccurateandnotperfectbecauseoftheeffectofartificiala

9、ndnaturalfactors，sothemethodhasbeenwashedout．Nowwealwaysusethree-dimensionaldigitalapparatustodo