黄晓然，钟伟钊，徐小红，杜志发，朱同林

(华南农业大学 数学与信息学院，广东 广州 510642)

基于哈夫变换的根系分布率计算

黄晓然，钟伟钊，徐小红，杜志发，朱同林

(华南农业大学 数学与信息学院，广东 广州 510642)

通过数码摄像机绕拍摄植物根系一周得到多幅二维图像，定量分析植物根系的三维构型。通过拍摄所得的三维图像，利用图像分割算法和骨架抽取算法，提取根系细化后的拓扑结构，然后根据广义哈夫变换，计算出根系各点旋转所得的椭圆的相关参数，再利用椭圆的右端点，计算得到根系在不同介质层和介质方向的分布情况，并在此基础上，提出一种改进的方法快速确定椭圆参数空间，大幅提升椭圆检测的速度，使得根系的三维构型定量分析可以真正应用于农业领域研究中，为农学家进一步研究植物根系及植物间作套种提供技术支撑。

根系；椭圆检测；哈夫变换；参数空间；三维构型

根系是作物获取水分和养分的重要器官，由于土壤的观测阻碍，根系三维形态的认知与表达成为作物根系深入研究的瓶颈。三维数字化、可视化是研究和认知作物形态结构的重要方法，研究具有表征根系长相长势及土壤中水分、养分等物质对作物根系构型的影响具有重要意义。

20世纪初期，Cannon在关于植物根系为适应荒漠环境而导致的根系形态结构变异的研究中，首次提出根构型(root architecture)一词，之后许多研究根系的文章开始沿用该词[1]。目前，尚无用于定量描述植物根系三维立体几何构型的综合指标。……