基于叶绿素相对值的植物叶片颜色模拟方法

作     者：苗腾 赵春江 郭新宇 陆声链 温维亮 Miao Teng;Zhao Chunjiang;Guo Xinyu;Lu Shenglian;Wen Weiliang

作者机构：北京农业信息技术研究中心北京100097 

出 版 物：《农业机械学报》 (Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery)

年 卷 期：2014年第45卷第8期

页      面：282-287页

核心收录：

学科分类：0710[理学-生物学] 1305[艺术学-设计学（可授艺术学、工学学位）] 13[艺术学] 08[工学] 081104[工学-模式识别与智能系统] 0804[工学-仪器科学与技术] 0802[工学-机械工程] 081101[工学-控制理论与控制工程] 0811[工学-控制科学与工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家高技术研究发展计划(863计划)资助项目(2013AA102305) '十二五'国家科技支撑计划资助项目(2012BAD35B01) 北京市农林科学院自主创新专项(KJCX201104011) 

主　　题：植物叶片 颜色模拟 SPAD值 数字植物 

摘      要：提出了一种基于叶绿素相对值(SPAD)的植物叶色模拟方法。首先利用自制的叶色数据采集装置,在外部环境恒定的条件下采集叶色数据,跟踪监测叶片不同生理时期的叶色变化。再基于数据对叶色进行分析,构建SPAD值与特定光环境下叶片颜色值的关系函数,并利用该函数推导出叶片的漫反射计算公式;最后采用基于SPAD纹理的方法对叶片表面的颜色差异以及随着时间发生的老化现象进行模拟。结果显示在确定的恒定外部环境下,SPAD值与叶片漫反射红绿蓝三通道关系函数呈指数关系,决定系数分别为0.972、0.968、0.509,表明SPAD与叶片漫反射颜色之间存在相关性,因此可利用SPAD作为驱动因子进行叶色仿真。同时,从视觉角度加以分析,基于SPAD的叶色模拟结果与真实图像对比,叶色的变化趋势一致,结果较真实。