[发明专利]基于图像处理的植物愈伤组织繁殖量在线观测方法及系统

说明书

技术领域

本发明属于植物学观测领域，涉及一种植物愈伤组织繁殖量的观 测，尤其是一种基于图像处理的植物愈伤组织繁殖量的在线观测方法

背景技术

在植物学领域中，愈伤组织可帮助伤口愈合，在嫁接中，可促使 砧木与接穗愈合，并由新生的维管组织使砧木和接穗沟通；在扦插 中，从伤口愈伤组织可分化出不定根或不定芽，进而形成完整植株。 因此对愈伤组织的研究具有重要的意义。

在植物组培研究中，定量检测愈伤组织的增殖量是一相重要内容。 目前，对植物愈伤组织增殖量的检测，主要利用重量法，即在不同的培 养时间，取出愈伤组织，对其进行称重处理，记录其生长量。这种观 测方法由于多次接触样品，易造成污染，且所测数据的准确性较低， 试验工作量大，操作也比较繁琐，难以达到研究工作的要求。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种基于图像处 理法的植物愈伤组织繁殖量在线观测方法，该方法通过对愈伤组织进行 图像监测，采用图像处理的方式计算愈伤组织的繁殖量，从而使其具有 测量的非接触性、连续性、速度快的优点。

本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：

这种基于图像处理法的植物愈伤组织繁殖量在线观测方法，包括以 下步骤：

第一、用CCD成像设备对被观测对象所在区域进行成像，将获取 的图像通过图像采集卡输入计算机，获取原始图像；

第二、对原始图像进行滤波降噪处理，同时调整亮度和对比度，得 到处理后图像；

第三、将以上处理后图像中被观测对象的边界与背景区分开，得到 被观测对象的图像；

第四、利用矢量分析法对上述得到的被观测对象的图像中植物愈伤 组织区域进行边界跟踪；

第五、当边界跟踪完成后进行植物愈伤组织区域的面积和厚度计 算；

第六、重复以上步骤一至步骤五，根据处理所得到的面积及厚度值， 以面积为纵轴，时间为横轴，厚度值为纵轴，绘制植物愈伤组织的生长 曲线。

进一步：以上步骤三中：采用差分的方法对处理后图像进行二值法 处理从而将被观测对象的边界与背景区分开。

进一步：以上步骤四中，利用矢量分析法对被观测对象的图像中植 物愈伤组织区域进行边界跟踪，具体为：给边界点标号并记录边界点矢 量值；边界标号按逆时针方向重新排序；按排序将边界点根矢量值由小 到大逐点判断当前边界点右侧像素是否满足边界点内点的条件，若满足 则计算边界内像素，若不满足则继续判断下一个边界点；判断是否所有 边界点都判断完，若全部判断完，则边界跟踪完成，进行下一步，否则继 续判断。

以上步骤五中，进行植物愈伤组织区域的面积和厚度计算时，面积 计算公式为：D＝ε*N，

其中，D为被测对象的实际面积；N＝B/2+I为测得的被测对象物 体的像元数；ε＝S/M为系统的像素当量，B为物体的边界像素数，I为 物体边界内像素总数，S为标定物体的几何参数，M为测得的标定物体的 像元数；

厚度计算公式为：H＝ε×n，H为植物愈伤组织区域的厚度，n是被 测对象厚度方向的像素点数。

本发明还提供一种基于上述观测方法的观测系统，包括图像采集 卡、CCD成像设备和计算机，另外还包括有一密闭的培养容器，所述培 养容器内设有两台CCD成像设备，两台CCD成像设备分别设于培养器 的顶部和侧部，所述图像采集卡的输入端与分别于两台CCD成像设备 的输出端连接，所述图像采集卡的输出端与计算机连接。

上述培养容器内设有被观测对象。

本发明采用基于图像处理法观测植物愈伤组织的生长繁殖情况，该 观测方法通过电子光学系统对被测物的进行CCD成像，并将CCD成像设 备输出的图像送往计算机进行图像处理，计算机通过图像监测来计算植 物愈伤组织的繁殖量，以达到观测的目的。该方法能够实现在非接触环 境中及无人监控下对植物细胞的生长进行观测，具有高效率、非接触、 便于应用的特点。

附图说明

图1为本发明所涉及的观测系统结构示意图。

其中：1为培养容器；2为观测对象；3、4为CCD成像设备；5为 图像采集卡；6为计算机。

具体实施方式

本发明基于图像处理的植物愈伤组织繁殖量在线观测方法，具体包 括以下六个步骤：