根系圖像分析儀是一款現(xiàn)代植物生理研究的重要儀器,主要用于研究作物根系拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。通過(guò)該儀器,工作人員可以快速完成的根系的節(jié)點(diǎn)、長(zhǎng)度等多個(gè)參數(shù)測(cè)量的工作,大大簡(jiǎn)化了工作人員的測(cè)量工作,提升了工作效率,工作準(zhǔn)確度。因此,該根系圖像分析儀一上市就廣受農(nóng)業(yè)科研教學(xué)機(jī)構(gòu)喜愛(ài)。例如,就有學(xué)者使用根系圖像分析儀等儀器對(duì)水稻表層根系圖像分割算法研究。具體如下:
水稻根系形態(tài)特征的定量研究對(duì)于改進(jìn)農(nóng)田管理方式、水稻品種選育和遺傳改良等具有重要意義。近年來(lái),隨著表型組技術(shù)迅速發(fā)展,利用圖像處理技術(shù)對(duì)水稻根系生長(zhǎng)情況進(jìn)行測(cè)量和分析,同時(shí)配合施肥、灌溉、光照、溫控等環(huán)境監(jiān)控技術(shù)已成為水稻育種和功能基因組研究新型技術(shù)手段,而根系圖像分割技術(shù)是進(jìn)行后續(xù)表型組學(xué)分析的重要基礎(chǔ)之一。由于生長(zhǎng)在土壤中的水稻根系圖像具有對(duì)比度低、信噪比低、紋理復(fù)雜的特點(diǎn),分割十分困難。針對(duì)此問(wèn)題,研究了主干-分支連接算法、基于形態(tài)特征的局部閾值分割算法和基于形態(tài)特征的自適應(yīng)閾值分割算法,對(duì)生長(zhǎng)在土壤中水稻根系圖像進(jìn)行分割處理和比較。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,主干-分支連接算法雖然保留了大量細(xì)節(jié),但是受噪聲影響嚴(yán)重,其結(jié)構(gòu)略顯雜亂,毛刺現(xiàn)象嚴(yán)重;基于形態(tài)特征的局部閾值分割算法能保留更多根部的細(xì)節(jié),但輪廓斷裂的現(xiàn)象比較嚴(yán)重;自適應(yīng)閾值分割算法分割的圖像根系連續(xù)性較好,毛刺現(xiàn)象也得到了抑制,但是細(xì)小的須根無(wú)法保留。最終將兩種算法結(jié)合起來(lái),提出一種適用于水稻表層根系圖像分割的綜合算法,則可以獲得較為理想的分割結(jié)果,為后續(xù)水稻根系性狀提取奠定了重要基礎(chǔ)。