植物表型是現(xiàn)代植物研究中的重要的方向之一,主要是研究植物外在表型與遺傳因子之間的關(guān)系等。通過(guò)對(duì)不同植物的外在表型研究植物與環(huán)境與遺傳之間的關(guān)系是現(xiàn)代的植物研究、農(nóng)業(yè)研究中的重要的方式之一。且,隨著現(xiàn)代大數(shù)據(jù)分析技術(shù)、與圖像分析技術(shù)的提升,讓植物表型的研究的越來(lái)越高效便捷。因此,近年來(lái)植物表型研究在植物、生物、農(nóng)業(yè)等研究領(lǐng)域大受歡迎。下面是托普云農(nóng)整理的關(guān)于現(xiàn)代植物表型研究學(xué)習(xí)的的內(nèi)容。
植物表型是指植物可測(cè)量的特征和性狀,是植物受自身基因表達(dá)、環(huán)境影響相互作用的結(jié)果,也是決定農(nóng)作物產(chǎn)量、品質(zhì)和抗逆性等性狀的重要因素。大多數(shù)植物表型信息可通過(guò)數(shù)字圖像處理的方法獲取和分析。
隨著基因組學(xué)研究的快速發(fā)展,傳統(tǒng)植物表型研究方法在諸多方面已無(wú)法滿足進(jìn)一步研究的需要,高精度、高通量的植物表型獲取技術(shù)成為植物表型研究的新興熱點(diǎn)方向。近年來(lái)深度學(xué)習(xí)在數(shù)字圖像處理領(lǐng)域取得了突破性進(jìn)展,在物體識(shí)別、分割等應(yīng)用上,基于深度學(xué)習(xí)的圖像處理在技術(shù)表現(xiàn)上遠(yuǎn)好于傳統(tǒng)方法。
在植物表型研究領(lǐng)域,如何使用深度學(xué)習(xí)技術(shù)研究植物表型已成為研究人員十分關(guān)注的一項(xiàng)研究問(wèn)題。本綜述從植物株型與生理參數(shù)獲取、植物識(shí)別與雜草檢測(cè)、病蟲害檢測(cè)以及產(chǎn)量預(yù)測(cè)四個(gè)方面,對(duì)近幾年基于深度學(xué)習(xí)的植物表型檢測(cè)方法進(jìn)行概述,同時(shí)還分析了這些方法和傳統(tǒng)機(jī)器學(xué)習(xí)方法的優(yōu)劣,最后對(duì)基于深度學(xué)習(xí)的植物表型研究的未來(lái)趨勢(shì)進(jìn)行分析和展望。以下就是基于視覺(jué)三維重建的作物表型分析技術(shù)。
采用基于圖像序列的三維重建技術(shù)對(duì)作物小麥進(jìn)行三維重建,通過(guò)對(duì)比不同處理下的三維點(diǎn)云,選擇合適的處理方式對(duì)同一品種的不同植株進(jìn)行三維重建;最后通過(guò)獲取的作物三維模型對(duì)其進(jìn)行表型測(cè)量。結(jié)果表明,重建出的三維模型在一定程度上可以還原作物的真實(shí)結(jié)構(gòu),說(shuō)明利用計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)對(duì)作物進(jìn)行表型測(cè)量是切實(shí)可行的,利用三維模型測(cè)量作物的表型對(duì)于育種是省時(shí)有效的。