采用热红外和可见光图像无损测定棉花苗期叶面积

作者：陈家乐; 吴沣槭; 韩迎春; 李小飞; 王占彪; 冯璐; 王国平; 雷亚平; 杨北方; 辛明华; 李亚兵^*

来源：农业工程学报, 2022, 38(15): 179-185.

• 叶面积
• 棉花
• 热红外图像
• GrabCut
• Hough圆检测

叶面积是影响植物光合作用、蒸腾作用、呼吸作用及产量形成的重要形态指标之一，为实现作物叶面积准确、稳定和无损化测量，该研究基于红外线成像设备，提供了一种利用热红外和可见光图像测定棉花叶片面积的方法。以苗期棉花作为研究对象，通过红外成像相机T660获取棉花的热红外和可见光波段的图像，分别使用GrabCut算法和Hough圆检测提取红外图像中叶片和可见光图像中已知实际面积的圆状参照物（五角硬币）的像素面积，进而根据叶片区域和圆状参照物区域的像素倍数关系计算棉花的真实叶面积，将通过该研究所提方法计算的叶面积结果与传统的剪纸称重法、Image Pro Plus软件图像法进行皮尔逊相关性分析，检验该方法的可行性。分析表明，基于所提方法的测量值与剪纸称重法、Image Pro Plus软件图像法的结果之间均存在显著的线性相关关系（P<0.01）（相关系数分别为0.992,0.996）。3种方法对5盆棉花进行8次测量，结果显示，该研究所提方法测量值的平均变异系数为0.78%，在测量工作中表现稳定，为快速获取棉花苗期叶面积提供了一种准确稳健的理论方法。

• 单位
  中国农业科学院棉花研究所; 郑州大学; 棉花生物学国家重点实验室