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1.
基于点云配准的果树快速三维重建 总被引：1，自引：2，他引：1
旨在为果园生产管理提供果树三维可视化基础数据,该文提出了一种基于点云配准的自然光照环境下的果树三维重构方法。首先,利用RGB-D相机采集不同视角下的果树彩色图像和深度图像,并通过信息融合获取相应视角下果树的三维点云数据;第二,对果树原始点云进行去背景和滤波等预处理,利用归一化对齐径向特征NARF(Normal Aligned Radial Feature)算法计算每片点云中的关键点,并在关键点初运用快速点特征直方图FPFH(Fast Point Feature Histograms)描述子得到关键点的特征向量。通过计算比较两片点云的FPFH特征,寻找两片相邻点云之间的空间映射关系,利用随机抽样一致性RANSAC(RANdomSAmple Consensus)算法提纯映射关系并完成相邻两片点云的初始配准;第三,在初始配准的基础上,利用迭代最近点ICP(Iterative Closest Point)算法完成点云的精确配准;最后,利用上述点云初始配准和精确配准方法对果树多片点云进行全局配准并完整重构果树的三维点云图像。针对配准过程中时间消耗过大的问题,该文提出了基于OpenMP技术对配准进行加速的方法。结果表明,该文所提出的果树三维重构方法具有较高的准确性,配准的平均距离误差为0.0068 m;同时,在不影响配准精度和稳定性的前提下大幅提高了果树三维重建的效率。 相似文献
2.
《农业工程学报》2015,(Z2)
旨在为果园生产管理提供果树三维可视化基础数据,该文提出了一种基于点云配准的自然光照环境下的果树三维重构方法。首先,利用RGB-D相机采集不同视角下的果树彩色图像和深度图像,并通过信息融合获取相应视角下果树的三维点云数据;第二,对果树原始点云进行去背景和滤波等预处理,利用归一化对齐径向特征NARF(Normal Aligned Radial Feature)算法计算每片点云中的关键点,并在关键点初运用快速点特征直方图FPFH(Fast Point Feature Histograms)描述子得到关键点的特征向量。通过计算比较两片点云的FPFH特征,寻找两片相邻点云之间的空间映射关系,利用随机抽样一致性RANSAC(RANdom SAmple Consensus)算法提纯映射关系并完成相邻两片点云的初始配准;第三,在初始配准的基础上,利用迭代最近点ICP(Iterative Closest Point)算法完成点云的精确配准;最后,利用上述点云初始配准和精确配准方法对果树多片点云进行全局配准并完整重构果树的三维点云图像。针对配准过程中时间消耗过大的问题,该文提出了基于OpenMP技术对配准进行加速的方法。结果表明,该文所提出的果树三维重构方法具有较高的准确性,配准的平均距离误差为0.0068 m;同时,在不影响配准精度和稳定性的前提下大幅提高了果树三维重建的效率。 相似文献
3.
基于射线轮廓点匹配的生猪红外与可见光图像自动配准 总被引：3，自引：3，他引：0
为研究生猪多源图像特征提取方法及生猪体表温度与生猪异常的关系特征,该文提出一种基于射线轮廓特征点匹配的红外与可见光图像自动配准方法。采用红外热像仪,同时采集相同猪舍场景的可见光图像和红外热图像,以红外热图像中生猪区域质心为中心间隔均匀角度构建辅助射线,提取射线与边缘轮廓交点构建匹配特征点集,通过计算不同尺度变换因子下特征点集间的加权部分Hausdorff距离作为测度,引入RPROP算法进行迭代加速,实现了可见光图像和红外热图像的快速自动配准。试验中,应用该文算法对50对红外和光学图像进行了测试,所提出自动配准方法配准成功率达到94%,平均配准误差小于1像素,试验结果表明自动配准效果达到或超过手动配准的效果,为进一步研究生猪多源图像异常特征提取奠定基础。 相似文献
4.
作为DNA序列的重要组成特征,基因组寡核苷酸使用模式及其偏倚的研究已被广泛应用于原核生物基因组的分析.然而,关于寡核苷酸使用模式的偏倚是否具有种群特异性并反映种群的功能这一问题,尚未阐明.我们基于一阶马尔可夫链模型,提出了一个度量寡核苷酸使用模式偏倚的新指标--基因组三核苷酸（trinucleotide;tri-）转移概率偏倚（transition probability bias;TPB）特征向量,或称之为三核苷酸转移概率最大偏倚分布,并分析比较了727条有代表性的原核生物基因组序列tri-TPB特征向量.结果表明,基因组tri-TPB特征向量具有物种特异性,亲缘关系越近的物种,它们的tri-TPB特征向量越相似;同种内的不同菌株具有几乎完全相同的tri-TPB特征向量,并且不依赖于基因组的GC含量;此外,基因组tri-TPB特征向量的相似性与菌株的致病性特征相关.本研究结果为基于全基因组寡核苷酸组成和分布信息的物种及其致病性进化分析提供了新的思路和方法. 相似文献
5.
基于点特征检测的农业航空遥感图像配准算法 总被引：1，自引：1，他引：0
针对当前无人机遥感图像配准算法普遍存在匹配精度差与配准速度慢等问题,该文以点特征检测方法为基础,结合矩阵降维处理方法,提出一种适用于农业航空遥感图像配准的改进算法—SNS(scale-invariant feature transform and singular value decomposition)算法。SNS算法以高斯函数同步检测尺度空间极值点的坐标和特征尺度,利用海森矩阵消除伪特征点,获取特征点精准定位,在求取特征点的模值与方向基础上,采用奇异值分解方法进行矩阵优化,实现数据降维再重构。试验结果表明,SNS算法与经典算法相比,配准速度平均提高5.01%,配准精度均方根误差平均降低10.48%,说明SNS算法在压缩数据量的同时,提高了整体配准精度,具有配准速度较快和鲁棒性较好的特点。研究结果可为农业航空遥感图像快速配准提供参考。 相似文献
6.
苹果采摘机器人中的图像配准技术 总被引：3，自引：8，他引：3
为了减少自然环境下的光线干扰,采用一个彩色相机和一个深度相机获取目标物的图像,利用多源传感器信息融合与互补方法,实现多目标图像的精确配准。基于TOF（time of flight）技术的PMD（polarization mode dispersion）相机,能实时获得强度图像和深度信息。以苹果树为研究对象,采用Harris检测提取特征点,在归一化互相关系数法的基础上运用邻域的支持强度实现了PMD图像与彩色图像的同名点配准。对自然场景中共50组图片进行试验验证,该方法顺光条件下正确匹配率达到85.75%,逆光条件下的匹配率是79.57%,能满足光线变化的图像精确配准的要求。 相似文献
7.
基于叶片图像的植物分类与识别方法研究在保护植物物种和生态环境等方面发挥着重要的作用。由于叶片图像的复杂多样性以及同类叶片图像之间的差异性较大等特点,使得很多基于叶片颜色、形状和纹理的特征提取和识别方法不能满足植物自动识别系统的需要。在分类概率和局部保持映射(locality preserving projections,LPP)的基础上,提出了一种概率局部判别映射(probability locality preserving discriminant projections,PLPDP)方法,并应用于植物分类。首先计算每个样本的分类概率,由样本的局部信息、分类概率和类别信息定义权重矩阵,然后构建目标函数。通过最小化目标函数寻求最佳投影矩阵,使得原始高维样本经投影后,在低维特征空间保持了样本的局部信息、分布信息和类别信息。与判别LPP和监督LPP相比,PLPDP充分利用了样本的局部信息、分类概率和类别信息,算法的分类能力得到了较大提高。在公开的植物叶片图像数据库上对20类植物叶片图像进行了分类试验,识别率高达90%以上。试验结果表明,该方法是有效可行的。 相似文献
8.
为实现温室番茄植株多模态三维重建,解决多光谱反射率配准和多视角点云三维重建问题,基于相位相关原理将多光谱反射率配准至RGB-D图像坐标系中,建立了基于Kinect传感器测量位姿自主标定的多视角RGB-D图像三维重建方法,实现植株RGB三维点云模型和多光谱反射率点云模型重建,通过归一化灰度相似系数、配准区域光谱重叠率、互信息值3个指标客观评价二维多光谱图像配准质量,采用豪斯多夫距离客观评价植株三维点云重建精度。结果表明:30株温室番茄,每株4个重建视角,视角间隔为90°,配准区域光谱重叠率和归一化灰度相似系数的平均值分别为0.920 6和0.908 5,异源图像配准后互信息值比配准前互信息值平均提升了9.81%,植株冠层多光谱图像能够准确配准至深度坐标系,番茄植株三维重建点云距离集小于0.6 cm的比例为78.39%,小于1.0 cm的比例为91.13%,番茄距离集均值的平均值为0.37 cm,表明植株三维点云模型重建精度较高,能够应用于温室番茄植株多模态三维重建。植株多模态三维模型是实现三维形态测量与生理诊断的关键要素,为高通量植株表型测量提供高效精准的测量方法,对植物表型组学等研究领域的发展具有重要的意义。 相似文献
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正交全局-局部判别映射应用于植物叶片分类 总被引：2，自引：2，他引：0
提出了一种正交全局-局部判别映射的维数约简方法,并应用于植物叶片分类中。对于给定点的邻域点集,首先建立能够描述数据点之间关系的权重矩阵;然后,充分利用数据的类别信息和局部信息来构建类间散度矩阵和局部结构矩阵,使得映射后类内数据点之间的距离减小,而类间数据点之间的距离增大,这一性质有利于数据分类;最后,构造正交优化目标函数,通过Lagrange数乘法求解该目标函数。植物叶片图像分类的试验结果表明,该方法是有效、可行的。 相似文献
10.
基于小波分解的油菜多光谱图像与深度图像数据融合方法 总被引：2，自引：2，他引：0
将多源数据融合分析可以降低单一图像造成的误判读,利用多源数据之间的冗余部分进行配准,利用互补信息完成融合,能够提高数据的信息量和可靠性。该文利用近地面遥感模拟平台分别获取油菜的多光谱图像和深度图像,将2种图像进行配准和融合。该文分别针对多光谱图像和光程差深度图像的成像特点,进行相机内外参计算与图像矫正。采用 SIFT（scale invariant feature transform）算法计算2源图像上的 SIFT 点,并依据关键点描述子进行匹配,之后通过关键点位置计算仿射变换矩阵对图像进行缩放、平移和旋转,从而实现变换后图像的配准。分别对 harr,Db2,Db4,Sym2, Sym4,Bior2.2,Bior2.4,Coif2,Coif 等9种小波基融合后的结果计算其相应的交叉熵、峰值信噪比和互信息量等5个参量进行评价,得出小波基 harr 和 sym4融合效果较好,各项指标均衡性较好。用 haar 小波基对配准后图像在3、4、5、6层分解融合,通过观察得出在多光谱与深度图像融合中第3层小波分解和第4层分解的融合效果较好。最终将深度图像的高程数据归一化之后进行植株三维构建,得到三维点云并进行可视化。 相似文献
11.
基于对比度受限直方图均衡化的水下海参图像增强方法 总被引：2，自引：3，他引：2
针对水下图像受到水下复杂光照的影响导致图像对比度差的现象,采用对比度受限自适应直方图均衡化方法(contrast-limited adaptive histogram equalization,CLAHE)对水下海参图像进行增强处理,算法首先将原始图像分割成若干个子区域并且大小相同,再选取特定值对每个子区域的直方图进行截取,并将截取下的像素均匀分配到每个灰度级,最终得到限定对比度直方图。并通过研究算法中的相关参数,得到适用于水下海参图像增强的参数值,取得了更好的增强效果。通过评价函数均方差(mean squared error,MSE),峰值信噪比(peak signal to noise rate,PSNR)和信息熵(information entropy)对比CLAHE方法和其他一些方法,结果显示CLAHE算法在水下海参图像提高质量和保持图像细节方面表现出更好的性能,为以后水下机器人的识别定位提供了方便。 相似文献
12.
Strains of bacteria with differing degrees of overall (phenetic) similarity have been paired and grown together and separately in both acid and alkaline soils from a pine forest. A decrease in yield of an organism when grown in the presence of a second organism was taken as evidence of competition. It was shown that, contrary to expectations, pairs of organisms with different degrees of similarity might have similar competitive interactions. It is postulated that this is because one key property could result in a marked change in competitive ability while not markedly altering the taxonomic relationships of the organisms. The possibility that spatial separation of organisms can result in two or more organisms with identical functions becoming established in soil is discussed. 相似文献
13.
直方图是数字图像的重要特征之一,直方图相似度代表了两幅图像特征分布之间的相似程度。该文对土壤侵蚀强度的空间分布直方图与地貌海拔、坡度以及坡向分布直方图进行了相似度计算。研究表明：坡度和坡向的空间分布与土壤侵蚀强度的空间分布较一致;土壤侵蚀微度、轻度和中度与海拔空间分布较一致;土壤侵蚀强烈及以上空间分布与海拔空间分布不一致;土壤侵蚀海拔特征空间分布反映了土壤侵蚀的特有性质,坡度能部分反映侵蚀特征,而坡向特征几乎是地貌自身性质的反映。研究成果可为更深入地认识土壤侵蚀空间分布规律提供参考。 相似文献
14.
We implemented a regression-based method between pairwise relatedness estimated from markers and phenotypic similarity to
estimate heritability of traits related to leaf size and morphology in a wild tree population (Vitellaria paradoxa C.F. Gaertn.: shea tree). We then compared the results with heritability estimated with a classical pedigree-based method.
We tested both approaches in an agroforestry population of this tree species, a very important one and abundant in the Sudano-Sahelian
zone of Africa. Twelve microsatellite loci were used to estimate pairwise relatedness after selection of estimator coefficients
based on Monte Carlo simulation. The regression-based method applied to 200 individuals did not display a significant trend
with physical distance between trees for relatedness as well as for actual variance of relatedness. In consequence, estimates
of narrow-sense heritability of traits related to leaf size were not significant. The pedigree-based method using a progeny
test with 39 families and 15 individuals per family from the same population showed high and significant estimates of narrow-sense
heritability for the same traits (h2 = 0.36–0.95), demonstrating a marked genetic variation within the population. This discrepancy between methods stresses the
poor performance of the molecular marker-based method. This can be explained by the absence of fine-scale structure within
the agroforestry population of shea trees, other parameters being consistent with recommended values. The regression-based
method does not seem well adapted to the agroforestry tree population. New experiments in tree populations and theoretical
approaches are needed to evaluate the real potential of the marker-based methods. 相似文献
15.
土壤微生物功能群及其研究进展 总被引：4，自引：1，他引：3
功能群研究最早应用于植物生态学,后应用到微生物生态学中。微生物功能群指在物质流中具有特定生物学功能的微生物集合体,这种分类与生物分类学原则无关,只是指它的生物学功能相同或相近,如固氮微生物功能群、溶磷微生物功能群、氨化微生物功能群及纤维素降解微生物功能群等。国内外有关微生物功能群的研究报道主要涉及到草地、农田及森林等生态系统;研究微生物功能群的方法有应用选择性培养基进行分离培养,也有在新鲜土壤中接种特定底物并连续记录底物的利用情况,从而评价土壤原位具有特殊代谢功能的微生物生物量或利用分子生物学技术进行研究。微生物功能群的研究在工业、农业、环境治理、医学及基因工程方面均有重要的现实意义。笔者认为将有更多的学者将目光投向微生物功能群的研究。 相似文献
16.
缺素叶片彩色图像颜色特征提取的研究 总被引：37，自引：3，他引：37
在提取无土栽培番茄营养元素亏缺叶片彩色图像的颜色特征时，为了使颜色特征有效性不受叶片大小、形状和叶片背景噪声影响，对由几种常用颜色系统表示的叶片图像进行了统计算法、相关系数算法提取叶片颜色特征的研究，以上的方法未能获得很有效的颜色特征。最后，提出了百分率直方图法提取缺素叶片图像颜色特征，进行了除去图像中白色背景影响的研究，用百分率直方图取代一般直方图以解决叶片大小对颜色特征提取影响的研究，以及如何确定提取颜色值区域的研究，此方法提取的颜色特征能理想地识别缺素番茄叶片，准确率在70%以上。 相似文献
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DEM尺度变换中直方图相似度计算与应用 总被引：2，自引：1，他引：2
基于DEM尺度变换生成的不同栅格尺寸DEM分辨率确定的需求,采用直方图相似度计算方法,将不同栅格尺寸DEM同不同比例尺地形图对应分辨率的DEM进行对比,从而确定尺度变换生成DEM的分辨率。采用了4种不同的相似度计算方法,L1距离,L2距离,χ2距离和直方图的交,实验结果表明直方图的相似度计算可以有效地确定相似的DEM数据,从而确定DEM的分辨率。4种计算方法,L1距离比直方图的交有更广的适用范围,比L2距离、χ2距离更加直观。 相似文献
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Microbial community development and unseen diversity recovery in inoculated sterile soil 总被引：1，自引：0，他引：1
Tom O. Delmont Davide Francioli Sophie Jacquesson Sandra Laoudi Alban Mathieu Joseph Nesme Maria Teresa Ceccherini Paolo Nannipieri Pascal Simonet Timothy M. Vogel 《Biology and Fertility of Soils》2014,50(7):1069-1076
Soil is considered as one of the most biodiverse environments on Earth; yet, the taxonomy, occurrence, and role of its different microbial populations are largely unknown. Here, two sterilized soils (from England and Italy) were inoculated with a subsample of their initial microbial communities and/or those from the other soil to study their microbial community evolution. This approach compared two driving factors (original community and soil physico-chemical characteristics) for microbial community definition. After 2 months of incubation and based on metagenomic datasets, the two inoculated communities (from an English grassland and an Italian forest) possessed similar functional and taxonomical structures when inoculated in the same sterile soil. For example, the newly colonized Italian soil was dominated by Actinobacteria related organisms (>66 % of the detected community) with a functional distribution independent of the inoculated soil origin. In addition, some of the organisms that dominated the different inoculated communities after 2 months were similar for a given sterile soil whether they came from the English grassland or the Italian forest, and they had not been detected in the original microbial community from either soil. Thus, similar microorganisms with low representation from the two distinct communities emerged in each sterilized soil, thus increasing the microbial diversity recovered from the microbial community of the donor soil. So far, these observations support the idea that different temperate soil microbial communities have different evenness due to environmental physico-chemical variations, yet have similar community composition (richness), and thus develop similarly when colonizing the same habitat. 相似文献
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水稻遥感估产中AVHRR通道1和通道2的大气影响校正 总被引：4，自引：0，他引：4
NOAA/AVHRR通道1和通道2的大气校正可简化为加法因子天空反照率和乘法因子透过率的计算。研究发现,传统的用黑色目标扣除法确定天空反照率值,主观性很强,而且直方图横坐标并非实际的反照率值,而是反照率分组值,因此简单地用直方图并不能真正确定黑色物体的反照率。改进方法首先计算NOAA/AVHRR数据的统计量,采用ENVI的选择感兴趣区功能,将统计计算得出的头几个值作为利用图像定义感兴趣区的阈值,然后在影像中判断其是否符合要求,来确定天空反照率值。用改进的方法对57幅NOAA/AVHRR数据进行计算,结果表明,简单的直方图法和统计计算结果加上影像判读的结果是有差异的,后者才能找到真正的像元最低点的值。然后再用能见度进行透射率订正,取得较好的结果 相似文献