塊莖監(jiān)測圖像重建算法及CCD檢測驗證研究.pdf

1、植物塊莖監(jiān)測系統(tǒng)采用非侵入式電阻層析成像(ERT)技術(shù)，它可以對生長在土壤中的塊莖大小、位置進行監(jiān)測，從而監(jiān)測植物塊莖的生長狀態(tài)。植物塊莖電阻成像系統(tǒng)首先獲取塊莖斷層輪廓信息，生成塊莖斷層切片的二維圖像，但二維圖像能夠體現(xiàn)出的塊莖信息十分有限，無法將塊莖的生長姿態(tài)、體積、分布情況等信息表達出來。因此，研究基于ERT技術(shù)截面成像的三維圖像重建算法就尤其顯得重要和有意義。
　　本文著重對塊莖成像的三維圖像重建算法進行了深入研究，并設(shè)計

2、了基于CCD圖像傳感器獲取二維截面圖像并提取輪廓，從而對重建算法進行驗證的實驗研究。本論文主要工作包括:
　　(1)塊莖成像三維重建方法學習與研究。對三維圖像重建算法，尤其對三維重建算法中面繪制和體繪制算法的優(yōu)劣進行對比研究，選擇適用于本系統(tǒng)的面繪制方法實現(xiàn)塊莖的三維重建，利用有關(guān)圖像消隱的算法，使得到塊莖三維模型更加真實，且符合系統(tǒng)要求。
　　(2)二維圖像預處理研究。利用CCD圖像傳感器獲取植物塊莖的切片圖像序列，采用二

3、值化方法、數(shù)學形態(tài)學原理等圖像處理算法對二維圖像進行預處理，濾除圖像中存在的噪聲影響，增加圖像中的輪廓邊緣信息。
　　(3)輪廓提取和輪廓點采樣。利用輪廓提取算法將切片輪廓提取出來，利用角點檢測和歸一化互相關(guān)算法進行輪廓點采樣，為后續(xù)三維圖像重建做好準備。
　　(4)三維圖像重建比較研究。在深入研究各種三維圖像算法后，選擇輪廓表面拼接算法重建塊莖的三維模型。由于單獨使用輪廓表面拼接算法得到的塊莖三維模型無法滿足系統(tǒng)要求精度，