庞丁玮,王军,原阳晨,于海涛,左树峰,王进茂
(1 河北农业大学 林学院,河北 保定 071000; 2 河北雾灵山国家级自然保护区管理中心,河北 兴隆 067300; 3 河北省洪崖山国有林场管理局,河北 易县 074200)
对植物进行分类是研究植物不同类群起源、亲缘关系及其进化规律的第一步[1]。叶片作为植物最重要的器官之一,是植物进行光合及蒸腾作用的主要场所,其多样性极为丰富且易采集,可以分为叶尖、叶基、叶缘等部分,故常作为植物分类最直接的依据[2]。最传统的植物分类方法是通过形态学观察和手工测量,这种方法容易使人陷入主观判断,缺乏准确性和精度[3]。
近年来,随着计算机技术的逐渐成熟,利用图像处理与识别对叶形进行分析的方法得到了广泛应用。刘骥等使用阈值分割对叶片进行二值化处理,从二值图像上提取了 8 种描述叶片形状的特征,实现了15种植物叶片识别[4]。王丽君等在形状、纹理特征的基础上提取了叶片图像的颜色,对50种观叶植物叶片图像进行识别,识别率达到了91.41%[5]。Bylesjo M等开发了一种用于自动分析叶片图像的新工具 Lamina 软件,经处理后可有效测量叶面积、叶周长等叶片性状[6]。上述研究均是在传统方法基础上利用计算机辅助对叶片进行的识别,大多分为叶片图像获取、对图像进行预处理、阈值分割及叶片特征参数的提取几个步骤,在一定程度上可以实现对植物叶片的快速识别。但是,上述方法依然存在一些不足:一是叶形变异较难量化,仅通过数量形态性状不能直观描述叶片形态的变异[7];……