陈 辉 王婷婷 代作晓 黄云峰

(1.上海电力大学自动化工程学院, 上海 200090； 2.中国科学院上海技术物理研究所, 上海 200083)

0 引言

叶片是植物进行光合作用、制造氧气、合成营养物质的主要器官，是进行蒸腾作用进而为根提供从外界吸收和运输水分动力的主要途径[1-2]，在植物生长过程中不可或缺。叶片面积影响光截获[3]、表面蒸发以及生长量等，是研究植物生长最常用的指标之一，快速、准确、无损伤的植物叶片面积三维测量对指导现代农业生产具有重要意义。传统的植物叶片面积测量方法一般基于单个叶片进行接触式面积测量，如方格作图法、称纸重法、打孔称重法、回归方程法和数字图像处理法等[4-5]，这些方法易对叶片表面造成损伤，影响三维测量结果。文献[6]提出一种基于Android手机的植物叶片面积快速无损测量系统，该系统可测量多种不同形状的植物叶片面积，由于生长形态和变形等因素使叶片不可能是一个绝对的平面，直接采用二维图像进行测量，其叶片卷曲部分将会导致测量误差。文献[7]利用不同方位光源照射下的图像明暗特征来拟合叶片空间平面，恢复叶片空间倾斜信息，虽然该方法利用了叶片在三维空间中的形态特征，但仅对于叶片无遮挡条件下的测量精度较高。文献[8]利用超体素分割和KD-tree纹理映射的贪婪投影三角化算法结合三维激光扫描点云对树木枝叶进行分割和三维重建，但三维激光扫描点云数量巨大，数据处理复杂，且所需成本高。……