摘要：植物叶片是植物进行光合作用合成有机物的重要器官，叶面积大小对农作物产量构成具有重要作用，是作物栽培和育种实践中常用的指标，因此快速、准确和无损害的测量植物叶面积在现代化农业生产实践中具有重要的意义。本文搜集了多种叶面积测量方法集中比较，有方格纸法、称质量法、抛物线法、系数法、回归方程法、图形分解法、叶面积仪法、求积仪法、图像处理法。基于图像处理技术的叶面积测量方法最优，可以快速、无损、高精度地测量植物叶面积。接着简述了近几十年来国内外在基于图像处理技术测量叶面积研究的情况。
关键词：图像处理；叶面积；图像分割提取
引言
叶片是植物光合作用的重要器官和介质。它不仅是植物生长和产量的重要指标，也是植物管理和病虫害防治的重要手段。叶片表面的精确测量是叶片表面检测的前提。因此，建立一种舒适、准确的叶片表面测量方法具有十分重要的意义。随着计算机成像技术的进步，图像处理技术在农林科技领域得到了广泛的应用。它具有实时操作、结果准确的特点，可以节省大量的人员、材料和时间，对植物叶面测定产生了推动性的发展 [1] 。
叶面积测定方法主要有:方格法[2], 复印称重法[3], 测定叶片长宽建立回归方程法[4]。这几种测定方法已经在传统农业研究中得到广泛应用, 但是它们具有测量精度低、测量范围小、仪器设备昂贵、操作烦琐的特点[5]。并且, 它们都需要从植物上采集大量的功能叶片, 进行破毁性测量, 这或多或少的对植物造成了一定程度的伤害[6], 进而会影响到农学试验的连续性。
2 研究现状
目前常用的叶面积测定方法主要有叶面积仪法、求积仪法、方格纸法、称质量法、抛物线法、系数法、回归方程法、图形分解法、图像处理法[7]。在这些方法中, 从精度上来说, 叶面积仪、求积仪、方格纸法测量精度最高, 其次是图像处理法、回归法, 然后是系数法、称质量法、图形分解法和抛物线法[8-9]。叶面积测量方法的选择除了减小误差、提高精度外, 还要求所选方法测量时间短、工作效率高、对所测叶片无破坏作用, 从对叶片本身破坏情况来看, 叶面积仪法、求积仪法、称质量法、方格纸法、传统图像处理法都要求离体测量, 不仅破坏叶子本身, 而且过程复杂；系数法、回归方程法、图像分解法、抛物线法虽然可以活体测量叶片, 但是由于其精度低, 误差大, 对于不同植物叶片无法普遍适用；叶面积仪法虽然有活体测量与离体测量2种类型, 而且精度较高, 速度较快, 但是仪器本身价格昂贵, 且仪器本身的稳定性较差, 误差也随着操作者的改变而波动。因此, 综合精度、无损、性价比来看, 图像法在众多叶面积测定方法中尤为适合。
图像处理法测量叶面积方法由于其精度高、对叶片无损伤、简单易操作的优点得到国内外广泛的关注和研究。
1992年，TrooienTP 等人在《Measurement And Simulation Of Potato Leaf area Using Image Processing》一文中首次将图像处理方法应用于测量马铃薯叶面积，他们分别从3个互相垂直的角度采集叶片图像，经过中值滤波、阈值分割后计算各个图像中的叶片面积，然后再将3幅图像计算出的叶面积在三维空间中合成为植物真正的叶面积；实验结果证明，采用数字图像处理方法计算马铃薯叶片面积具有较高的准确性[10]。
2002年,CFChien等人在《Leaf Area Measurement Of Selected Vegetable Seedlings Using Elliptieal Hough Transform》一文中指出利用椭圆霍夫变换来确定叶片在图像中的位置，并通过图像分割的方法来测量叶片的面积，该方法使用植物的俯视图，除了计算叶片的面积，还可以测量叶子的大致位置和方向[11]。
2006年，陈鼎才等在《基于机器视觉的现实叶片面积测量方法的研究》-文中提出根据基于参照物的叶面积测量方法，提出基于图像处理的叶面积测量方法；具体做法是利用数码相机获取图像，对图像进行中值滤波处理，采用直方图法进行图像分割，对目标进行几何校正，最后根据像素计算叶片面积[12]。
以上是毕业论文文献综述，课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
