面向工程仿生的介观尺度动物肢体量化分析方法
A bionic oriented method for quantitative analysis of geometrical structure of animal organs in meso-scale作者机构：昆明理工大学现代农业工程学院云南昆明650500 美国农业部农业应用技术研究中心俄亥俄州伍斯特44691 昆明理工大学信息工程与自动化学院云南昆明650500 吉林大学工程仿生教育部重点实验室吉林长春130025 国际田间水土资源可持续利用公司印第安纳州塞勒姆47167
出 版 物：《江苏大学学报（自然科学版）》 (Journal of Jiangsu University：Natural Science Edition)
年 卷 期：2018年第39卷第1期
页 面：49-56页
学科分类：0710[理学-生物学] 0810[工学-信息与通信工程] 07[理学] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0836[工学-生物工程] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）]
基 金：国家自然科学青年基金资助项目(51605210) 云南省科技计划青年项目(2015FD011) 云南省教育厅科学研究基金资助项目(2015Y079) 昆明理工大学引进人才科研启动基金资助项目(14118940) 昆明理工大学分析测试基金资助项目(2016T20140038,2017M20162214015) 昆明理工大学大学生创新创业训练计划项目(201610674069)
摘 要：为了量化分析介观尺度(0.1~1.0 mm)动物肢体的几何结构特征,使用计算机视觉技术代替人的视觉鉴别过程,本研究将具有介观尺度几何特征的典型臭蜣螂(Copris ochus Motschulsky)前足胫节端齿选为研究对象,提出了一种量化分析方法.该方法使用数码体视显微镜获取数字图像,使用软件Matlab作为程序的设计平台,设计程序排除数字图像中的干扰和噪声,并从图像中识别、检测,提取出臭蜣螂前足胫节端齿的外缘轮廓二维点云,以量化分析动物肢体的几何特征,最后验证该方法的准确性和可重复性.对于669×727像素的体视显微镜数字图像,对端齿外缘轮廓进行提取后,可获得约1 500外缘轮廓点,而且在灰度直方图示出的范围内选择不同的阈值没有明显改变曲线拟合的结果,证实了相对于传统方法,数字图像处理和计算机视觉分析方法能够准确有效地反映臭蜣螂的前足胫节端齿的外缘轮廓几何特征.
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