一种根系图像处理方法技术

本说明书一个或多个实施例提供一种根系图像处理方法，包括获取根系图像，利用根系图像处理模型对根系图像进行处理，得到根系特征图像，基于根系特征图像，提取根系表型参数。利用本实施例的方法，能够快速、高效、准确的识别根系并提取出各项根系表型参数，大幅提升科研工作效率，为根系研究提供数据基础。为根系研究提供数据基础。为根系研究提供数据基础。

【技术实现步骤摘要】
一种根系图像处理方法


[0001]本说明书一个或多个实施例涉及图像处理
，尤其涉及一种根系图像处理方法。

技术介绍

[0002]根系观测是植物根系研究的重要基础，采用微根窗成像技术能够获得根系图像，但是根长、根尖数等重要的根系表型参数仍需要科研人员肉眼识别，效率低下，准确性不高。由此，如何利用图像处理技术自动提取根系表型参数，是本领域所需解决的问题。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本说明书一个或多个实施例的目的在于提出一种根系图像处理方法，能够自动提取根系表型参数。
[0004]基于上述目的，本说明书一个或多个实施例提供了一种根系图像处理方法，包括：
[0005]获取根系图像；
[0006]利用根系图像处理模型对所述根系图像进行处理，得到根系特征图像；
[0007]基于所述根系特征图像，提取根系表型参数。
[0008]可选的，所述根系特征图像为根系概率分布图；
[0009]基于所述根系特征图像，提取根系表型参数，包括：
[0010]对所述根系概率分布图进行二值化处理，得到根系二值图像；
[0011]基于所述根系二值图像，统计根系像素点数量；
[0012]根据所述根系像素点数量，计算投影面积。
[0013]可选的，基于所述根系特征图像，提取根系表型参数，还包括：
[0014]对所述根系二值图像进行骨架抽取处理，得到根系骨架图像；
[0015]基于所述根系骨架图像，提取根长、根直径和根尖数。
>[0016]可选的，基于所述根系骨架图像，提取根长，包括：
[0017]根据所述根系骨架图像，确定根系中心线；
[0018]统计所述根系中心线上的像素点数量作为总根长。
[0019]可选的，所述确定根系中心线之后，还包括：
[0020]确定所述根系中心线在所述根系图像中的位置，以所述根系中心线上的每个像素点为圆心，圆心到根系与土壤的边界点为半径做圆，将圆的直径作为该像素点对应的根系位置的根直径。
[0021]可选的，确定根直径之后，还包括：
[0022]根据所述根系中心线上不同像素点的根直径，划分根直径等级。
[0023]可选的，所述确定根系中心线之后，还包括；
[0024]统计所述根系中心线上的端点数；
[0025]根据所述端点数，确定所述根尖数。
[0026]可选的，所述提取根长、根直径和根尖数之后，还包括：
[0027]根据所述根长、根直径，计算根体积和根表面积。
[0028]可选的，所述提取根系表型参数之后，还包括：
[0029]按照预设的分辨率对应关系，对所述根系表型参数进行校准。
[0030]可选的，所述得到根系二值图像之后，还包括：
[0031]按照预设的过滤条件，过滤干扰像素点。
[0032]从上面所述可以看出，本说明书一个或多个实施例提供的根系图像处理方法，通过获取根系图像，利用根系图像处理模型对根系图像进行处理，得到根系特征图像，基于根系特征图像，提取根系表型参数，能够快速、高效、准确的识别根系并提取出各项根系表型参数，大幅提升科研工作效率，为根系研究提供数据基础。
附图说明
[0033]为了更清楚地说明本说明书一个或多个实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书一个或多个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0034]图1为本说明书一个或多个实施例的方法流程示意图；
[0035]图2为本说明书一个或多个实施例的根系二值图像；
[0036]图3为本说明书一个或多个实施例的根系骨架图像；
[0037]图4A
‑
4D分别为本说明书一个或多个实施例的根系表型参数校准实验结果图；
[0038]图5A为本说明书一个或多个实施例的肉眼识别的根系直径分级和自动识别的根系直径分级对比图；
[0039]图5B为本说明书一个或多个实施例的根系直径分级图；
[0040]图6A
‑
6C分别为本说明书一个或多个实施例的玉米根系根长、投影面积和平均直径的变化示意图；
[0041]图7A
‑
7D分别为本说明书一个或多个实施例的不同分辨率下提取出的根长、投影面积、平均直径和根尖数对比示意图；
[0042]图8为本说明书一个或多个实施例的装置结构示意图；
[0043]图9为本说明书一个或多个实施例的电子设备结构示意图。
具体实施方式
[0044]为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。
[0045]需要说明的是，除非另外定义，本说明书一个或多个实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本说明书一个或多个实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包
括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
[0046]如图1所示，本说明书实施例提供一种根系图像处理方法，包括：
[0047]S101：获取根系图像；
[0048]本实施例中，首先可利用微根窗成像技术获取根系图像，采用原位根系扫描设备无破坏地对植物根系进行原位扫描成像，持续监测并获取植物生长过程的根系图像。
[0049]为提高特征提取的准确性，所获取的根系图像为仅包括土壤和根系的图像，而且土壤没有明显的大裂痕，扫描设备没有明显的划痕、水雾、模糊等影响图像效果的干扰因素。
[0050]S102：利用根系图像处理模型对根系图像进行处理，得到根系特征图像；
[0051]本实施例中，将获取的根系图像输入预先训练的根系图像处理模型中，经过根系图像处理模型处理后，输出根系特征图像。其中，根系特征图像为根系概率分布图，根系概率分布图的每个像素值表示预测为根系的概率，例如，像素值取值范围为0
‑
255，像素值越大预测为根系的概率越大，像素值越小预测为根系的概率越小。
[0052]S103：基于根系特征图像，提取根系表型参数。
[0053]本实施例中，在获得根系特征图像之后，通过图像处理提取出根系表型参数，完成根系的自动识别与根系表型参数的自动提取。
[0054]本实施例提供的根系图像处本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种根系图像处理方法，其特征在于，包括：获取根系图像；利用根系图像处理模型对所述根系图像进行处理，得到根系特征图像；基于所述根系特征图像，提取根系表型参数。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根系特征图像为根系概率分布图；基于所述根系特征图像，提取根系表型参数，包括：对所述根系概率分布图进行二值化处理，得到根系二值图像；基于所述根系二值图像，统计根系像素点数量；根据所述根系像素点数量，计算投影面积。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述根系特征图像，提取根系表型参数，还包括：对所述根系二值图像进行骨架抽取处理，得到根系骨架图像；基于所述根系骨架图像，提取根长、根直径和根尖数。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，基于所述根系骨架图像，提取根长，包括：根据所述根系骨架图像，确定根系中心线；统计所述根系中心线上的像素点数量作为总根长。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述确定根系...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾庆宇，刘向培，谢艳兵，温日红，
申请(专利权)人：中国气象局沈阳大气环境研究所，
类型：发明
国别省市：