46、多领域图像分析技术的应用与成果

多领域图像分析技术的应用与成果

在现代科研中，图像分析技术在多个领域发挥着至关重要的作用。下面将为大家详细介绍几种不同领域的图像分析技术及其应用成果。

1. 光学叶片生长分析

植物生长是其重要特征之一，植物生长以模块化方式进行，能使植物架构和功能适应环境，同时协调各部分功能。叶片生长分析对评估植物功能及其与环境的相互作用至关重要，且需同时考虑时空因素。

1.1 所用算法

• 利用重型支架搭建装置（如图 A.43 a），捕捉生长叶片的延时序列图像（如图 A.43 b）。
• 采用结构张量技术分析这些图像，得到叶片表面的位移矢量场（DVF，如图 A.44 a）。
• 通过归一化卷积对 DVF 进行正则化和插值处理（如图 A.44 b）。
• DVF 的散度即为叶片生长图（如图 A.45 a）。速度估计误差为每帧 0.01 像素时，误差传播可实现 5 分钟的时间分辨率和 100×80 毫米视野内 5×5 毫米的空间分辨率。

graph LR
    A[捕捉叶片延时序列图像] --> B[结构张量技术分析]
    B --> C[得到 DVF]
    C --> D[归一化卷积处理]
    D --> E[计算 DVF 散度得到生长图]

1.2 成果

• 验证了植物叶片仅在一天的有限时间内在叶基部生长的推测。
• 生长分布图揭示了从叶基到叶尖的向基梯度（如图 A.45 a 和