[發明專利]一種植物胚表面積測量裝置及方法

在審

• 申請號: 201910692905.2
• 申請日: 2019-07-30
• 公開（公告）號: CN110345886A
• 公開（公告）日: 2019-10-18
• 發明（設計）人: 孫鑫;蘆盼盼;董軍宇
• 申請（專利權）人: 中國海洋大學
• 主分類號: G01B11/28
• 分類號: G01B11/28;G06T7/136;G06T7/62
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種植物胚表面積測量裝置，其特征在于：包括LED燈組、CCD相機、觀測面板和正方體機箱，所述LED燈組分布在正方體機箱的內角和支架處，所述CCD相機固定在機箱正上方，所述正方體機箱內部附有漫反射材料，使LED燈組發出的光線均勻的照射在被測植物胚表面，所述觀測面板位于CCD相機正下方。

2.根據權利要求1所述的植物胚表面積測量裝置，其特征在于，利用所述正方體機箱提供一個遮光的測量環境，所述CCD相機與所述觀測面板位置固定，初次使用需要進行校準操作，獲取所述實際觀測平面的表面積S，以及獲得所述實際觀測平面在所述CCD相機拍攝的圖像中的像素數P。

3.根據權利要求1所述的植物胚表面積測量裝置，其特征在于，所述LED燈組所發射的光線均勻地照射到所述觀測面板，所述觀測面板為黑色的漫反射材質，使被測植物胚與背景形成鮮明對比度。

4.一種植物胚表面積測量方法，其特征在于，利用基于閾值的圖像分割方法分割出整株植物胚；其中，所述基于閾值的圖像分割方法中閾值的選擇采用直方圖雙峰法，具體地是先將圖像轉化成灰度圖像，灰度圖像的灰度直方圖是呈現雙峰分布的，一個峰值代表著背景，一個峰值代表植物胚，選擇雙峰之間的谷值作為閾值，閾值設置的最佳范圍是[80,100]，低于閾值的像素判定為背景，高于閾值的像素判定為植物胚，進而計算植物胚在圖像中的像素數P_x。

5.根據權利要求4所述的植物胚表面積測量方法，其特征在于，在從背景中分割出植物胚的基礎上，利用基于深度學習的分割模型來分割植物胚的各個部位：胚芽、胚軸和胚根，并分別計算胚芽，胚軸和胚根在圖像中所占像素數P_a、P_b和P_c，其中，所述基于深度學習的分割模型預先根據標識了植物胚各個部位的植物胚圖像數據集對深度神經網絡進行訓練獲得。

6.根據權利要求5所述的植物胚表面積測量方法，其特征在于，所述基于深度學習的分割模型，采用的是語義分割模型來進行圖像分割，以準確地識別出每株植物胚相應的各個部位：胚芽，胚軸和胚根。

7.根據權利要求6所述的植物胚表面積測量方法，其特征在于，所述語義分割模型可以是全卷積深度神經網絡，尤其可以使用預訓練好的網絡模型，通過所述植物胚圖像數據集對網絡進行微調，使得全卷積深度神經網絡學習到植物胚各個部分的表征，用于對整株植物胚的分割。

8.根據權利要求4所述的植物胚表面積測量方法，其特征在于，表面積測量模塊實現植物胚表面積的計算，尤其實現植物胚各個部分的表面積計算，植物胚表面積S_x的計算公式是：S_x=(P_x/P)×S；胚芽表面積的計算公式是S_a=(P_a/P)×S，胚軸表面積的計算公式是S_b=(P_b/P)×S，胚根表面積的計算公式是S_c=(P_c/P)×S。

9.一種計算機設備，其特征在于，所述計算機設備與本發明所述的一種植物胚表面積測量裝置相連接，所述計算機設備包括存儲器以及處理器，所述存儲器用于存儲計算機程序，所述處理器運行所述計算機程序以使所述計算機設備執行本發明所述的一種植物胚表面積測量方法。