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[期刊] 林业科学
[作者]
胡天翔 郑加强 周宏平 丛静华
针对智能对靶喷雾技术领域中动态树木图像分割处理速度的提高方法进行研究。对整个系统程序设计进行调整,采用四叉树的数据结构进行图像存储,并将基于相对色彩因子的图像处理算法应用在系统中,根据光线强弱自动调节图像分割阈值,提高了识别率;在此基础上减少了系统处理树木图像的时间。通过试验验证系统的运行情况,将图像分割处理的速度提高到小于0.1s.f-1,进一步提升智能对靶喷雾的实时性。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
阚江明 李文彬
该文针对智能整枝机视觉系统的需要提出一种以数学形态学为主的图像分割方法,解决了智能整枝机视觉系统中背景复杂下树木图像分割困难的问题.该方法分成5个步骤:①利用小波变换将图像进行压缩;②亮度矫正;③用分水岭算法对图像进行分割;④用区域合并法解决分水岭算法中的过度分割问题;⑤用中值滤波器滤除分割过程产生的孤立点.结果表明:该方法比Roberts算子、Sobel算子及Prewitt算子对树木图像的分割效果好,为立木整枝机视觉系统的深入研究打下了基础.
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
王晓松 杨刚
【目的】结合树木图像颜色和纹理特征,融合聚类和分类算法对树木图像进行多目标优化分割,从而提高自然背景下树木图像分割的准确性。【方法】首先,利用MSCC框架理论,解决聚类和分类目标函数同时依赖于聚类中心的问题。然后,分别选定聚类性能评价指标函数和分类性能评价指标函数。最后,采用多目标进化优化方法——NSGA-Ⅱ算法进行优化,得到Pareto前端最优解集,并通过计算聚类有效性指数I的最大值,寻找最优解决方案。选择具有代表性的法国梧桐、侧柏、松树和杏树等自然背景下拍摄的4幅图像作为样本。分别采用Kmeans、Fuzzy C-means、对聚类目标函数进行单目标优化,采用MOPSO方法进行多目标优化,以及NSGA-Ⅱ方法进行多目标优化等5种方法对样本图像进行分割比较。【结果】在聚类中心数量相同、种群大小相同、遗传代数相同的条件下,指数I的值表明本文提出的分割方法优势显著。对于4类不同样本图像分割的指数I值进行对比可知,以HF指数为单目标函数进行遗传优化的结果优于单一使用K-means和FCM算法; MOPSO多目标优化方法分割结果优于单目标优化结果;基于NSGA-Ⅱ优化的多目标函数分割结果又优于MOPSO多目标优化结果。【结论】融合聚类和分类算法构建聚类性能评价指标函数和分类评价性能指标函数,并采用非支配排序遗传算法对多目标函数进行优化,能更好地保留树木图像的颜色和纹理特征,分割准确率显著提高。
关键词：
多目标优化 树木图像 NSGA-Ⅱ
[期刊] 南京农业大学学报
[作者]
刘超 卜鑫荣 刘慧 杨官学 沈跃 徐婕
[目的] 目标分割是通过为果园喷雾机提供树木的表征信息，使喷雾机能够实现精准喷雾的一项基本视觉任务。在分割过程中，对苗圃中的树冠、树干等不同部位进行分割，可以帮助喷雾机对喷雾部分的对靶，实现在果园或苗圃景观中无需人工干预的自动导航以及精准喷药等操作。与图片相比，点云能够更好地表征树木的三维结构并且受照明条件影响小，因此针对点云树木设计分割算法更适合应用在果园、苗圃等室外环境中工作的农业机械上。[方法] 本文介绍了一种分割精度准确、参数量小的点云分割网络，TSNet，它可以很容易地被部署在果园喷雾机上。该网络主要具有以下特点：1）该网络基于DGCNN改进，可以更好地实现点云分割任务；2)网络引入了连续递归门控卷积模块 （g~(n)Conv），可以提高树木分割的准确率；3）为了避免全局信息损失并增加信息传递效率，我们设计了权重通道用于特征传递。[结果] TSNet分割树木的mIoU达到了90.08%，模型大小为0.72 M，优于常用的点云分割算法，PointNet、PointNet++、DGCNN、CurveNet、PointMLP和D-PointNet++。[结论] 所提方法能够为苗圃树木检测识别和农业机器人作业提供更准确地感知信息。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
王晓松 黄心渊
在自然场景中拍摄的树木图像包含了丰富的信息,并受环境、光照、天气、噪声等的干扰,树木本身及其周围景物的多样性使得自然场景中的树木图像提取成为一项复杂的、探索性很强的工作。本文采用自然图像抠图技术进行树木图像的提取,较好地解决了树木图像内部存在大量空洞和透明现象的问题;提出了关注区域的概念,并引入区域生长的方法,从简化三分图划分、尽可能多地确定前景像素点和减少未知区域待运算像素数目3个方面对基于马尔可夫随机场(MRF)的抠图方法进行了改进。实验结果表明:改进的基于MRF的树木图像抠图算法能够有效地提取树木图像,并简化了人机交互过程,增强了颜色的准确性,同时使运算速度大幅度提高。
关键词：
图像提取 自然图像抠图 马尔可夫随机场
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
冯静静 张晓丽 刘会玲
树冠是树木的重要组成部分,基于遥感影像的树冠提取对于森林资源调查监测具有重要意义,但准确获得树冠的形状和边界比较困难。高分辨率影像具有丰富的纹理和光谱信息,基于高分辨率影像单木树冠勾勒技术为森林资源调查提供了一种快速有效的测树途径。但是,由于高分影像信息冗杂,面向对象的分割方法数据计算量大,并且需要人工设置光谱或纹理阈值才可以实现单木分割,导致工作效率下降,鲁棒性差。图像增强通过改变原始图像的结构关系,有选择地突出或者抑制图像中的某些特征,有效的图像增强有益于提高单木树冠分割的准确程度。因此,本文提出一种
关键词：
冠幅 数学形态学 面向对象 多尺度分割
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
李晓冬 王雪峰 贺鹏
现代林业研究中,有效的提取并分析图像数据中树木信息,对树木深层信息挖掘起着很重要的作用。实际上,从复杂的林业图像中准确的分割出目标植物是很多后续图像研究的关键问题之一。大津法是目前使用最为广泛的图像分割算法之一,但是由于树木图像的自然性,该方法对冠层图像临界处分割往往存在较大误差。为解决该问题,本文结合类间方差及类内聚度这两个度量值,改进大津法阈值选取目标函数,并且以银杏冠层图像为例进行分割,结果表明:(1)对于郁闭度较小的冠层图像,两种分割方法得到的分割效果较为相近;(2)对于郁闭度较大的冠层图像,本文改进方法较传统大津法可得到更好的分割效果。(3)改进法分割冠层图像是可行的。
[期刊] 林业科学
[作者]
郑加强 贾志成 周博 周宏平 Zhu Heping
在为高大林木防治病虫害和减少农药使用量而开发对靶喷雾机时,需要拼接树木图像和测量目标树木的深度信息,本文搭建双摄像头硬件平台和三维几何算法模型开发了树木图像采集和拼接系统来处理动态树木图像序列和计算目标树木与摄像头之间的距离信息,建立起摄像机视野范围、光轴夹角、焦点距离和拼接图像重叠系数等与目标树木距离信息之间的几何算法函数关系。算法试验验证显示:本文树木图像采集和拼接系统能准确测量远至6.5 m的树木距离,而其最大测量误差仅为0.27 m或7.5%。本文图像拼接系统可用来开发基于有无目标树木和距离信息进行定量喷雾的精确喷雾机。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
唐守正 胥辉 张会儒
应用３种模型对人工落叶松林各器官（或分量）干物质率进行计算，并用哑变量方法分析各器官干物质率在树木不同部位上和不同龄组中的差异．结果表明：模型（Ⅰ）能较理想地得到各器官干物质率，同时给出较小的误差估计；各器官干物质率在不同状态下存在着不同程度的差异．
关键词：
干物质率,模型,哑变量
[期刊] 林业科学
[作者]
向海涛 郑加强 周宏平
研究了树木图像的实时采集与识别技术 ,以及树木图像处理及分析软件系统的开发 ,并自行设计制作了室内模拟实验系统。树木图像处理技术包括图像的获取、图像的增强、图像边缘检测、图像分割和图像的特征提取与识别。本文的研究能够为分离施药目标与非施药目标提供依据 ,有助于精确农药喷雾的实现。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
王晓松 黄心渊 付慧
树木图像提取是将树木地面摄影图像中的单株树木与其周围景物分离的技术,为计算机技术在林业中的应用提供基础数据和技术支撑。在自然场景中拍摄的背景具有不确定性的树木图像,其提取是一项探索性很强的工作,具有重要的实用价值和现实意义。本文分析了复杂背景下树木图像的特点和提取的难点等问题;把近年来出现的树木图像提取方法按照图像分割和自然图像抠图分成两大类,并分别对每种方法中的典型算法进行了详细阐述。在此基础上,对图像分割与自然图像抠图技术在树木图像提取应用中的优势和局限性进行了分析和比较,提出把图像分割和自然图像抠图技术合理结合,针对树木图像特征,设计出准确、快速、实时的树木图像提取技术是未来研究的重点和...
[期刊] 林业科学
[作者]
王雪峰 张超 唐守正
介绍由摄像机图像抽取林木直径的方法、步骤 ,将度量误差模型算法应用到参数的求解当中 ,提出适合于林业野外作业的内、外参数分离策略 ,最后对文中算法、策略进行实际验证。结果表明 :1)从图像中重构林木直径是可行的 ;2 )由度量误差模型算法求解参数是一种很好的算法 ;3)将摄像机、内外参数分离 ,不仅减轻了繁重的林业野外作业 ,同时保证了三维重建精度 ;4 )单独考虑摄像机焦距 ,增加了实际操作上的灵活性
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
刘光林 李光辉 孙晔 方益明
为了提高应力波技术在活立木无损检测应用领域的可行性,分析了应力波在健康树木中的传播规律,并建立了应力波传播速度数学模型。针对银杏Ginkgo biloba等不同树种的健康树木进行了多组实验,并利用树木断层成像技术对提出的应力波传播速度模型进行验证。结果表明:在健康树木中,方向角θ与传播方向速度vT和径向速度vR比值之间的关系为vT/vR≈-0.2θ2+1,与所提出的理论模型吻合,方向角θ与应力波传播速度之间的线性回归模型拟合度较高,决定系数高于0.95。提出的应力波传播速度模型不受树种变化影响。
[期刊] 林业科学
[作者]
翁翔 李光辉 冯海林 杜晓晨 陈方翔
【目的】研究应力波在不同树木径切面内传播速度的变化情况，建立传播速度模型，以期进一步认识应力波在树木径切面内的传播规律及其影响因素，为树木内部缺陷的三维成像技术提供理论依据。【方法】首先通过理论分析，建立应力波在树木径切面内的传播速度模型；然后以浙江农林大学植物园内８类有代表性的树种（香樟、枫香、乐昌含笑、鹅掌楸、响叶杨、悬铃木、松树、白杨）为试验材料，在样本径切面上，采用Ａｒｂｏｔｏｍ应力波木材无损检测仪测量与径向成不同角度方向的应力波传播时间，计算不同角度方向上的应力波传播速度，并对健康样本径切面内沿方向角θ的应力波速度ｖθ和径向应力波速度ｖ０的比值ｖθ／ｖ０与方向角θ之间的关系进行回归分．．．
关键词：
应力波 径切面 传播速度 无损检测 树木
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
张林 王广杰 易先鹏 黄新宇 刘辉
医学图像的处理是图像处理的重要应用领域。该文针对核型分析中重叠染色体的分割问题，进行了综合性教学实验设计。引入多层空洞卷积MAC和同步长池化技术SSP，实现了对不同大小分割区域的检测及多尺度特征提取。MAC根据染色体重叠区域普遍偏小的特点组合具有连续较小空洞率的空洞卷积，以实现多尺度特征的有效提取；SSP组合池化尺寸不同但池化步长固定的池化操作，有利于减少上采样中语义信息的丢失；在编、解码器间引入残差块连接，缓解了语义信息差异。实验结果表明，该实验设计网络在染色体重叠部分的分割性能明显提升，且噪声鲁棒性更强。
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