基于G-MRF模型的玉米叶斑病害图像的分割

【目的】图像分割是作物病害自动识别系统实现的难点之一,前人研究大多采用基于阈值或聚类的分割算法,方法简单、易于实现,但分割精度较低。本文引入高斯模型的Markov随机场分割模型(G-MRF),对玉米叶部病斑图像进行分割试验,以期提高分割精度。【方法】在VC6.0下实现了G-MRF分割模型,G-MRF既利用了图像像素的灰度信息,又通过像素类别标记的Gibbs光滑先验概率引入了图像的空间信息,是能较好地分割含有噪声图像的算法。采用该算法对大斑病、小斑病、灰斑病和弯孢菌叶斑病等4种主要玉米叶部病害的图像进行了分割测试,并与基于阈值和基于Gauss模型的分割算法进行比较。【结果】基于G-MRF分割模型的分割,目标区域的一致性和边缘的清晰方面明显好于基于阈值和Gauss模型的分割算法,其平均正确分类率达96.35%,分别较基于阈值和基于Gauss模型的分割算法高出3.75%和4.03%,差异达到显著水平。【结论】基于G-MRF模型的分割算法鲁棒性高,能够有效地将病斑区域从叶片部分离,分割正确分类率达96.35%,可用于玉米叶斑类病害图像的分割。     

面向LED植物生长柜的叶脉特征提取

叶菜叶脉突出的形态特征能够较真实地体现出作物生长的状态。利用计算机图像处理技术提取叶脉形态特征,对于及时掌握蔬菜长势,实现植物生长柜环境智能控制等都具有重要的意义。对比了各通道的直方图分布后,选择利用颜色通道组合运算的方法对图像进行阈值分割,从而得到叶脉和叶片轮廓图像;然后采用数学形态学处理方法提取叶片整体边缘,再将二者相减实现叶脉的准确分割和提取。试验结果表明,利用叶肉与叶脉的颜色差异可以较好地实现叶脉提取。该方法能够为管理者衡量作物生长及后续决策处理创造条件,适合用于植物生长柜的智能监控。     

一种脑切片图像分割新法

针对脑切片的特点和普通分割方法的不足,提出一种基于改进的Otsu分割方法,在Otsu分类后的交叉区域,预先指定若干个前、背景点,再以这些关键点的阈值进行最小类间方差分割,同时用关键点的阈值建立等高线,根据相邻切片图像的组织阈值具有相似性,依次将单张切片的分割结果作为相邻切片分割的初始值,进而实现整个数据集中的组织连续自动分割。结果表明：该方法能准确从彩色人脑切片图像中分割提取出复杂的器官组织,克服了其它方法的缺陷和交互式方法的人工依赖,并提高了分割的精度。     

自然条件下茶叶嫩芽图像分割方法的研究

探讨茶叶嫩芽自动分割方法,为茶叶智能采摘提供技术支持。以自然环境下茶叶嫩芽图像为研究对象,比较了基于颜色的阈值分割与聚类分割方法对茶叶嫩芽自动分割的影响。首先,选择了R-B和b分量进行茶叶阈值分割;其次在Lab颜色模型下进行K-means聚类分割;最后,通过形态学处理实现茶叶嫩芽自动识别。基于聚类的茶叶分割方法不仅能够抑制颜色阈值分割受光照的影响,且实现了自然环境下茶叶嫩芽的有效分割。     

基于MATLAB获取甜菜冠层图像信息的研究

采用数字图像处理技术对作物进行氮素营养诊断已经成为主要技术之一。由于应用数字图像技术进行营养诊断需要前期数据支持,本文研究了基于MATLAB的图像预处理方法,图像分割方法,对原始RGB图像进行了有效的提取。使用MATLAB编程,首先对原RGB图像应用中值滤波法对原图像进行去噪处理,再进行后续图像分割工作,采用Otsu阈值分割方法去除阴影图像,利用HIS颜色模型中H通道图像选取特定阈值进行土壤分割,利用YCbYr颜色模型中Cb通道,选取Cb通道特定阈值进行白板阈值分割,最后得到只含有绿叶的RGB图像,再利用MATLAB编程统计得到绿叶所有像素点的R、G、B平均值,为后续甜菜营养诊断提供数据支持,创造了可行的前提条件。     

一种面向服务的云计算数字化校园架构模型

针对当前高校数字化校园各应用系统独立建设、系统管理难度高、资源使用效率低且系统能耗高等问题,采用SOA的架构特点和云计算的资源部署模式对数字化校园的建设模型进行重新规划,构建了一种面向服务的云计算数字化校园架构模型,试验验证模型具有可行性和优越性,模型的整体架构思想为数字化校园建设和发展提供了新的解决思路。     

基于二维阈值向量的木材表面缺陷分割方法

根据木材表面缺陷图像的自身特点,提出了基于灰度—梯度二维阈值向量的缺陷区域分割方法。该方法以灰度—梯度共生矩阵为模型,通过计算基于灰度—梯度共生矩阵的二维熵并使边缘区域的熵最大化来选择二维阈值向量。该方法不仅利用了图像的灰度信息,也利用了图像的梯度信息。采用形态学运算对分割后的二值图像进行分割后处理,试验表明,分割效果良好。     

基于朴素贝叶斯分类的柑橘叶片溃疡病诊断

为实现准确、快速地识别柑橘叶片溃疡病,提出一种基于朴素贝叶斯分类的柑橘叶片溃疡病诊断方法。基于不同病害程度的叶片数码图像,根据颜色空间特征,构建基于朴素贝叶斯的柑橘叶片溃疡病斑识别模型,并对比分析朴素贝叶斯分类、固定阈值分割、自适应阈值分割、支持向量机分割对柑橘叶片溃疡病的诊断能力。结果表明:基于朴素贝叶斯分类的柑橘叶片溃疡病斑分割效果较好,误分割率仅为3.58%,远远优于阈值法和支持向量机。在运行效率方面,4种算法耗时排序为固定阈值法自适应阈值法朴素贝叶斯法支持向量机法,但均在较合理的范围内;结合前期准备时间,朴素贝叶斯法的运行效率最佳。综上所述,朴素贝叶斯分类算法在柑橘叶片溃疡病诊断方面具有快速、精准的应用能力,可以为果树从业者精确诊断果树病害严重度提供新思路。     

基于改进UNet++模型的葡萄黑腐病病斑分割和病害程度分级

为了解决葡萄病害图像边缘分割模糊和发病初期分割难的问题，基于PlantVillage数据集中的葡萄黑腐病图像，提出一种基于改进UNet++的葡萄黑腐病病斑分割模型。该模型在提取图像特征时：一方面，采用自适应软阈值化方法消除噪声影响，提高葡萄病斑边缘的分割精度；另一方面，采用长、短连接结合的方式构建UNet++中的跳跃式连接结构，降低模型的计算复杂度。同时，在模型的横向输出层中融合多尺度特征，增强病斑的语义信息，进一步提高目标分割精度。在该模型的损失函数中，将Dice损失函数和交叉熵损失函数进行线性加权组合，以解决病斑像素面积与叶片面积不平衡的问题。采用五折交叉验证进行模型训练与测试。结果显示，本文模型的像素准确率达到98.433%,平均交并比达到92.056%,病斑交并比为81.230%,Dice系数为0.941,均优于传统的UNet++模型。采用病斑占叶面积的比例对病害程度进行分级。结果表明，本文模型对病害等级的划分准确率达97.41%。该模型能精确实现对葡萄黑腐病病斑边缘和小病斑的分割，以及病害程度分级，具有良好的稳健性。     

基于图像分割和深度学习的人造板表面缺陷检测

【目的】针对板式家具零件表面缺陷人工检测过程存在的检测效率低、准确率低、检测结果无法数字化存储等问题,提出了一种基于图像分割和深度学习算法的饰面人造板表面缺陷的检测方法。【方法】利用工业相机采集人造板图像,构建缺陷数据集,采用全局阈值和局部动态阈值算法分割表面缺陷与图像截取,通过将ReLU6非线性激活函数替代ReLU函数,并引入倒残差结构的方法,优化MobileNetv 2深度学习网络,进行缺陷识别与分类。【结果】该方法对饰面人造板表面崩边和划痕缺陷的检测精确率分别达到了93.1%和97.5%,召回率分别为95.3%和97.6%,单张板件平均检测用时为163 ms。【结论】本研究提出的方法具有较高精度与稳定性,可解决传统人工检测方法的准确率低、效率低等问题,为家具板材表面缺陷的自动化检测提供新思路。图6表3参21     

喀什霸王叶片的形态解剖学研究

通过石蜡切片法和光学显微镜观察,研究喀什霸王（Sarcozygium kaschgaricum Boriss）叶片的解剖结构。结果表明：喀什霸王叶片有栅栏组织和海绵组织的分化,但栅栏组织分布于叶片的上下表皮内方,为等面叶。从叶片横切面上看,表皮由一层排列紧密的形状不规则的表皮细胞组成,细胞外壁角质层较厚,上表皮角质层较下表皮的厚,气孔类型为无规则型,仅分布在下表皮上,微下陷;叶肉组织发达,栅栏组织由1~2层圆柱形细胞组成,其外层细胞转化为异细胞,栅栏组织与海绵组织厚度之比约为1∶2,海绵组织位于叶片中央,细胞呈凌乱分布下表皮内具有1~2层由异细胞组成的下皮层;主脉发达。以上特征均反映出植物结构与环境的统一性。     

马蹄静脉构型的研究

用血管铸型法研究了马蹄静脉构型。结果是:马蹄静脉分为真皮外静脉系和真皮内静脉系。真皮外静脉系分为深浅两组。深组有轴平行静脉、终端静脉、蹄软骨内侧静脉网和指固有静脉后部吻合支;浅组有独立浅静脉、蹄冠静脉、蹄冠下静脉和蹄后静脉。真皮内静脉系:肉冠、肉壁近侧部有双层静脉网;肉壁远侧部、肉底、肉叉为单层静脉网。肉底静脉网呈多边形小环,靠近蹄匣增殖区静脉较粗。全部蹄静脉互相吻合成完整的立体网。大部静脉内缺乏瓣膜。蹄踵部静脉血有双重输出路线。蹄的震动和负重力是蹄静脉血回流的一种有效力。     

裸果木叶片的解剖结构与生态适应性

[目的]探讨裸果木适应旱生环境的结构特征,为裸果木的研究提供基础资料。[方法]应用石蜡切片法对2个不同生境的裸果木进行叶片解剖学研究。[结果]与生长在水分条件较好的裸果木相比较,生长在干旱生境的裸果木叶片解剖结构具有以下特征：①叶面积显著减少;②叶表皮细胞厚度和角质层厚度均增加,后者不显著;③栅栏组织细胞排列更紧密;④主脉维管束的面积及其在叶片组织结构中的比例增加。[结论]裸果木旱生环境的解剖特征使其可以更好地适应旱生环境。     

西番莲解剖结构特征及低温胁迫下叶片结构与抗寒性的关系

低温胁迫是影响西南喀斯特地区植物生长发育及产量效益的重要因素。为探明西番莲不同品种在生理结构上是否存在差异以及它们在低温胁迫下适应性存在差别的原因,以2个品种及4个基因型的一年生西番莲扦插苗标准株为研究对象,常温下解剖根、茎、叶、花、果实及种子,观察形态结构;并观察2个品种西番莲叶片在不同低温胁迫下的解剖结构,研究叶片形态结构与其抗寒性的关系。结果表明:抗寒品种(平塘1号)及抗寒基因型(黔乡香1、2、3、4号)和不抗寒品种(紫香1号)的解剖结构只在叶片木质部维管束的形态构造上存在明显区别。不同梯度(5.0、2.5、0、-2.5 ℃)低温胁迫处理后,紫香1号的叶片在未受到冻害损伤前(-2.5 ℃处理下紫香1号叶片损伤明显),其长度、宽度和厚度均显著大于平塘1号;紫香1号未明显损伤的低温胁迫处理下,2个品种的蜡质层厚度十分接近,无显著性差异;2个品种的叶脉维管束长度及宽度无明显变化;紫香1号可承受的低温(5.0 ℃)处理下,2个品种叶脉厚度及栅栏组织长度无显著差异,但在紫香1号受冷害的低温(2.5 ℃)及更低的冻害温度(0 ℃和-2.5 ℃)下,平塘1号的叶脉厚度和栅栏组织长度极显著大于紫香1号;2个品种的海绵组织厚度均随着温度的降低不断增加,平塘1号的海绵组织厚度始终小于紫香1号;2个品种的组织结构紧密度及叶脉突起度均呈显著或极显著差异,随着胁迫温度的不断降低,平塘1号的组织结构紧密度及叶脉突起度的增大比例大于紫香1号;2个品种的组织结构疏松度在紫香1号明显受冻害前呈显著或极显著差异,受叶片本身大小及厚度影响,平塘1号的组织结构疏松度大于紫香1号。综上所述,抗寒性较强的平塘1号的叶片长、宽较小,叶片较薄而叶脉厚,栅/海比较高,组织结构紧密度及叶脉突起度大;不抗寒品种紫香1号则反之。     

银州柴胡茎叶的发育解剖学研究

以伞形科柴胡属植物银州柴胡(Bupleurum yinchowense)为研究对象,采用石蜡切片结合组织透明法对银州柴胡茎和叶的结构发育进行研究,以期为柴胡属植物的分类和鉴定提供科学依据。结果显示,银州柴胡茎的发育可分为原分生组织、初生分生组织、初生生长以及次生生长4个阶段,茎尖顶端分生组织分为原套和原体;茎的初生分生组织包括原表皮、基本分生组织和原形成层,原表皮发育为表皮,基本分生组织发育为皮层、髓射线和髓,原形成层发育为维管束(由初生韧皮部、形成层和初生木质部组成);茎的初生结构包括表皮、皮层和维管柱,维管柱包括维管束、髓射线和髓;银州柴胡茎有微弱的次生生长,髓射线位置细胞的细胞壁常明显加厚。叶的发育分为原分生组织、初生分生组织和初生生长3个阶段;叶为异面叶,上下表皮由一层细胞组成,有气孔分布,为无规则型;栅栏组织由1层细胞组成,海绵组织由6～8层细胞组成;叶脉维管束为外韧维管束,其上下方均未观察到纤维分布;茎棱角的皮层、初生韧皮部、髓周围以及叶脉韧皮部均分布有分泌道;叶脉维管束木质部上方的组织中,分泌道有或无;银州柴胡茎和叶分泌道均为裂生型。结果表明,银州柴胡茎和叶的结构特点明显...     

橄榄种质资源叶片解剖结构的研究

采用石蜡切片法,研究了14个橄榄种质的叶片解剖结构。结果表明,橄榄叶为典型的异面叶,上表皮由1~2层排列紧密的形状不规则细胞组成,上表皮厚度大于下表皮厚度,叶脉突起,栅栏组织由1~2层长柱形细胞组成,排列紧密;海绵组织细胞较短,排列较疏松,细胞间隙较大。不同种质在叶片厚度、表皮厚度、气孔密度、栅栏组织厚度等方面存在差异,但同一品种的叶脉突起度和细胞结构紧密度变化相对较小。据此探讨了橄榄叶片结构与其生态适应性及抗寒性的关系。     

华扁穗草叶片的形态解剖结构观察

利用光学显微镜研究了华扁穗草叶的形态解剖结构.结果表明,华扁穗草叶着生于秆中部以下,叶条形,平行脉序.上下表皮外切向壁上均有角质膜.正面观上,上下表皮细胞的细胞壁均呈不同程度的波浪状.上表皮细胞从叶缘至中部有5种类型,主脉正上方凹陷处有13-15个泡状细胞.下表皮细胞有3种类型,为脉正上方的长、短细胞和脉间的细胞;气孔器仅分布于下表皮,密度较大.栅栏组织发达;叶肉组织中有分布较广的异化细胞.相邻维管束之间有发达的气腔,其面积约占总叶片面积的60%.叶脉稠密,维管束鞘两层,外层为较大型薄壁细胞,内层为较小的厚壁细胞.机械组织成片存在于主脉和较大侧脉靠下表皮侧.华扁穗草叶片的特殊结构是其与高寒环境长期适应的结果,这种生态适应性可为该植物的进一步开发利用提供解剖学依据.     

园艺观赏植物金心吊兰的叶片解剖结构

通过石蜡切片显微观察,研究园艺观赏植物金心吊兰叶片的解剖结构。结果表明:①金心吊兰的叶片为等面型叶,表皮由一层排列紧密的表皮细胞组成,上表皮厚度约为下表皮的2倍,气孔分布于下表皮,叶肉没有栅栏组织和海绵组织之分,叶脉结构简单,由木质部、韧皮部和机械组织组成;②园艺栽培变种金心吊兰的叶片更厚,主要叶细胞更大,不同于叶片全绿的原变种宽叶吊兰;③金心吊兰叶绿素的生物合成和叶绿体的发育对叶表皮和叶肉组织的发育起着一定的抑制作用,其黄色条纹区叶细胞明显较绿色条纹区大。     

烤烟不同部位叶片超微结构与常规化学成分的关系

采用数字量化图像方法对烤烟不同部位叶片细胞超微结构进行量化,分析细胞面积、细胞周长、细胞形状因子、液泡面积、细胞壁厚度、液泡面积与细胞面积比值与烤烟化学成分的关系。结果表明:烤烟叶片表面细胞轮廓清晰,细胞壁内侧均有细胞核、叶绿体、线粒体等贴壁分布,中央大液泡填充于细胞中间;烤烟上部叶细胞面积、液泡面积、周长较小,细胞壁厚度较大;中部叶细胞面积、液泡面积、周长、细胞壁厚度较小;下部叶液泡面积、细胞壁厚度、液泡面积与细胞面积比值较大;烤烟叶片细胞壁厚度与蛋白质、氯含量呈正相关,与总糖含量呈负相关;细胞面积、细胞周长、细胞形状因子与烟碱、总氮含量呈正相关;细胞面积、液泡面积与还原糖含量呈正相关;细胞形状因子、液泡面积与细胞面积比值和蛋白质含量呈负相关。     

西藏半干旱区5种灌木叶片结构的抗旱特征研究

采用生物显微制片技术,对西藏半干旱区5种抗旱灌木叶片的解剖结构进行了观察,测定了其叶片厚度、上下表皮厚度、角质层厚度、气孔密度、气孔长度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、叶片组织结构紧密度和主脉维管束直径等10个旱性结构指标,并进行了方差分析和主成分分析,采用隶属函数对种间抗旱性进行了综合评价。结果表明:研究的灌木叶片具有典型的旱生结构,这是植物长期适应高原干旱环境的结果;10个指标在各灌木树种间的差异极显著;筛选出了3项具有代表性的旱性结构指标——叶片厚度、上表皮厚度和气孔长度。5种灌木的抗旱性大小顺序为:砂生槐>拉萨小檗>白刺花>江孜沙棘>矮锦鸡儿。