盆栽植物的三维表型管道基于神经辐射场和路径细分
Xinghui Zhu1, Zhongrui Huang2, Bin Li2
1College of Information and Intelligence, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China.
Plants (Basel, Switzerland)
|December 17, 2024
概括
一个新的三维 (3D) 表型管道使用神经辐射场和路径分析准确地捕捉了盆栽植物的特征. 这种方法克服了叶子封闭,使植物育种和栽培能够进行精确的非破坏性分析.
科学领域:
- 植物科学 植物科学
- 计算机视觉 计算机视觉
- 农业技术 农业技术
背景情况:
- 准确的盆栽植物特征获取对于植物育种和栽培至关重要.
- 二维 (2D) 成像方法遭受叶子封闭,限制表型信息.
- 活着的盆栽植物的非破坏性,全面的表型化仍然是一个挑战.
研究的目的:
- 为盆栽植物开发一个强大且低成本的三维 (3D) 现型管道.
- 为了克服2D成像的局限性,特别是叶子封闭,在表型分析.
- 为了从盆栽植物中精确,非破坏性地提取表型参数.
主要方法:
- 构建了一个室内系统,用于多视图图像序列采集.
- 从运动和神经辐射场 (SFM-NeRF) 中利用结构进行3D点云重建.
- 采用基于几何特征的路径分析和密度聚类来进行器官细分和参数提取.
主要成果:
- 在重建和手工测量的特征之间实现了高相关性 (R2值0.890.98).
- 在各种植物品种中证明了成功的3D重建质量和稳定性.
- 用开发的管道成功重建工厂的关键条件.
结论:
- 拟议的3D表型化管道为盆栽植物分析提供了低成本,有效的解决方案.
- 这种方法通过提供全面的,非破坏性的数据,显著提高了表型计算.
- 该管道满足了日常生产需求,并推动了植物表型学领域的发展.
