计算机视觉技术在作物生长监测中的研究

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1、第!"卷第!期农业工程学报5-67!"8-7!!H该文从作物外部生长参数测量?果实成熟度检测?作物营养状态监测及作物形状描述与识别等几个方面介绍了国内外计算机视觉技术在作物生长监测中的研究进展:认为具有启发

2、式?智能化特点的彩色图像处理技术将会成为计算机视觉技术应用于设施农业领域的研究热点@关键词>计算机视觉A图像处理A生长监测中图分类号>%B!#!7C!A2C!D7DE文献标识码>3文章编号>E""!FCGE<;!""#="!F"!H

3、控技术@利用计算机视觉技术可机视觉在农业工程中的应用研究起步较晚:主要集中在以对温室作物的生长状态实现无损伤监测:而且测量结作物病害诊断P!:$Q?农产品品质检测P#:DQ?作物生长状态果准确?迅速:可以节省大量的人力物力并为设施环境监测PCIECQ等方面:与国外相比尚有较大差距:还需进一的调控提供可靠依据@步在深度?广度及实践方面做出努力@O计算机视觉技术在农业工程领域的应用R计算机视觉技术在作物生长状态监测中的研究状况在农业科研与生产的许多方面:大量的工作多是通过对农作物及产品外观的判断进行的:诸如果品和种子利用计算机视觉技术对植物生长进行监测具有无

4、等外观品质检测?果实成熟度判别?作物病虫害监测?生损?快速?实时等特点:它不仅可以检测设施内植物的叶长状态识别以及杂草辨别等等@这些过去主要依靠人类片面积?叶片周长?茎秆直径?叶柄夹角等外部生长参视觉的辨别与判断的工作:可以利用计算机视觉技术部数:还可以根据果实表面颜色及果实大小判别其成熟分地替代:从而提高生产效率:实现农业生产与管理的度:以及作物缺水缺肥等情况@自动化和智能化@R7O作物外部生长参数测量计算机视觉技术在农业中的应用程度远远落后于EE=经济效益>获

5、取作物图像的二维信息:利用由两个二维图像构造三利用光谱成像分析小麦生产潜力远没有以之寻找金矿维图像的坐标变换方程:对图像处理获取的特征点变换更具吸引力A!=生物多样性>没有两个完全相同的苹果:到三维坐标空间中@这样:在三维空间中就可以求取作也没有两个在形状?尺寸和颜色上完全相同的叶片或花物节点间距?叶柄长度?茎秆直径?叶片倾斜角等A对于朵@尽管如此:许多学者还是在农业领域中做了大量的叶片面积的测量采用三角形逼近的方法:即把叶片与叶技术应用研究工作@早期的计算机视觉应用主要是鉴别柄相连的一端为顶点:向叶片轮廓作射线将叶片进行细种子@进入!"世纪G"年代:研

6、究对象及应用领域逐步分:相邻两条射线与叶片边缘有两个交点:利用此三点扩大:图像处理从单纯的视觉模拟发展到取代?解释人可在三维空间中求取其对应三角形的面积:将所求得的的视觉信息:以及加速视觉信息采集等方面@另外随着所有三角形的面积相加即为所求叶片的近似面积@此外传感器技术的发展以及人们对农业物料特性认识的深文献中还利用土壤与植物图像对比度的差异作为土壤入:出现了红外?近红外图像处理应用的研究:使图像处干湿的判断依据@但对光源不均?叶片重叠并未给出很理从单纯的外观视觉:向识别物料的形状?组成?成分分好的分割方法A对于植物图像与土壤的分离:黑白图像布等内部特性

7、方向发展A同时:计算机图像处理在农业并不能完全区分作物和土壤:若采用光谱图像则成本较工程中的研究向实用化方向前进了一大步:从初始的作高@物图像特征提取与分析研究转化为以图像处理系统为叶面积是一项重要的作物生长参数:利用该参数可主导部件的检测分级机械?环境控制系统?动植物生长计算作物的用水量?蒸腾作用及产量等:也可分析植物的生长状况:并且建立植物生长模型@以往的叶面积测收稿日期>!""$F"!F!"修订日期>!""#F"EF"H量方法主要为有损测量:且费时费力@E<林开颜;E

8、0(%B等人PEGQ探索了利用图像处理方法测量理论与技万方数据术?数字图像处理等