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基于相对叶绿素含量的黄瓜叶色仿真

农业机械学报 2014年第3期45卷 250-254,249页

作者：陆声链汪丽萍何火娇郭新宇北京农业信息技术研究中心北京100097 江西农业大学计算机与信息工程学院南昌330045

提出了一种基于相对叶绿素含量的植物叶片颜色仿真方法，通过连续对正常生长状态下的黄瓜叶片图像采集及相对叶绿素含量SPAD值测定，建立了黄瓜叶片颜色分量与SPAD值的数学关系模型，并采用均方根误差（RMSE）对模型进行验证，结果显示... 详细信息

提出了一种基于相对叶绿素含量的植物叶片颜色仿真方法，通过连续对正常生长状态下的黄瓜叶片图像采集及相对叶绿素含量SPAD值测定，建立了黄瓜叶片颜色分量与SPAD值的数学关系模型，并采用均方根误差（RMSE）对模型进行验证，结果显示叶片的3个颜色分量R、G、B的实测值与模拟值之间的RMSE为13．43％、8．47％、7．42％，模拟效果较好。通过结合叶片色素浓度分布图对叶色空间分布进行仿真，并采用高级着色器语言实现了黄瓜叶片表观颜色变化过程的可视化模拟，获得了较好的真实感效果。

关键词：黄瓜叶片叶色仿真相对叶绿素含量真实感绘制

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基于立体视觉的玉米植株三维骨架重建

农业机械学报 2010年第4期41卷 157-162页

作者：赵春江杨亮郭新宇陆声链肖伯祥国家农业信息化工程技术研究中心北京100097

提出了一种基于立体视觉原理的玉米植株三维骨架提取和重构方法,从两幅由特定角度拍摄的图像提取植株二维骨架信息,通过极线约束算法和设定合理的匹配准则,实现骨架特征匹配,获得三维骨架的点云信息并降噪,最终通过样条曲线拟合产生三... 详细信息

提出了一种基于立体视觉原理的玉米植株三维骨架提取和重构方法,从两幅由特定角度拍摄的图像提取植株二维骨架信息,通过极线约束算法和设定合理的匹配准则,实现骨架特征匹配,获得三维骨架的点云信息并降噪,最终通过样条曲线拟合产生三维骨架模型。在该骨架模型基础上,能够进行叶长、茎叶角等作物重要参数的计算。试验结果表明,该方法可以快捷地重建玉米植株的骨架模型,且误差不超过2%。

关键词：玉米立体视觉骨架提取三维模型

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基于距离的孤立点检测研究

计算机工程与应用 2004年第33期40卷 73-75,94页

作者：陆声链林士敏广西师范大学数学与计算机科学学院桂林541004

孤立点检测是一个重要的知识发现任务,在分析基于距离的孤立点及其检测算法的基础上,文章提出了一个判定孤立点的新定义,并设计了基于抽样的近似检测算法,用实际数据进行了实验。实验结果表明,新的定义不仅与DB(p,d)孤立点定义有着相同... 详细信息

孤立点检测是一个重要的知识发现任务,在分析基于距离的孤立点及其检测算法的基础上,文章提出了一个判定孤立点的新定义,并设计了基于抽样的近似检测算法,用实际数据进行了实验。实验结果表明,新的定义不仅与DB(p,d)孤立点定义有着相同的结果,而且简化了孤立点检测对用户的要求,同时给出了数据对象在数据集中的孤立程度。

关键词：孤立点检测孤立点数据采掘抽样

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基于语义驱动的日光温室图纸三维建模方法

农业工程学报 2013年第A01期29卷 190-196页

作者：杜建军郭新宇陆声链温维亮肖伯祥北京农业信息技术研究中心北京100097

为了从日光温室施工图纸中重建出温室结构三维模型,提出基于语义映射的施工图纸三维重建方法。首先解析和分类日光温室施工图纸DXF文件,从中识别和理解主要特征构件,建立日光温室构件语义模型并生成分层控制参数,进而基于参数化驱动日... 详细信息

为了从日光温室施工图纸中重建出温室结构三维模型,提出基于语义映射的施工图纸三维重建方法。首先解析和分类日光温室施工图纸DXF文件,从中识别和理解主要特征构件,建立日光温室构件语义模型并生成分层控制参数,进而基于参数化驱动日光温室三维建模,最后对日光温室三维模型进行真实感渲染。该方法整合CAD制图与三维建模技术,有利于提高日光温室施工图纸的读图效率,建立的三维温室模型具有保真性、交互性和真实感等特性,可用于工程量和造价计算、温室结构优化以及虚拟展示。

关键词：日光温室计算机辅助设计三维建模语义映射参数驱动

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孤立点挖掘及其内涵知识发现的研究与应用

孤立点挖掘及其内涵知识发现的研究与应用

作者：陆声链广西师范大学

学位级别：硕士

孤立点挖掘又称孤立点分析、异常检测、例外挖掘、小事件检测、挖掘极小类、偏差检测。孤立点可能是“脏数据”,也可能是与实际对应的有意义的事件。从知识发现的角度看,在某些应用里,那些很少发生的事件往往比经常发生的事件更有趣、... 详细信息

孤立点挖掘又称孤立点分析、异常检测、例外挖掘、小事件检测、挖掘极小类、偏差检测。孤立点可能是“脏数据”,也可能是与实际对应的有意义的事件。从知识发现的角度看,在某些应用里,那些很少发生的事件往往比经常发生的事件更有趣、也更有研究价值。因此,异常数据的检测和分析是一项重要且有意义的研究工作。本文的主要工作可以概括为以下五个方面: (1)从孤立点挖掘的现实意义、算法、应用领域、挖掘工具、算法的评价等各个方面对孤立点挖掘问题进行了综述。(2)针对基于距离的方法需要设置阈值的不足,本文提出了一个新的孤立点定义,通过对象与数据集中所有其它对象的距离之和来判别异常,从而有效解决了算法需要设置最近邻参数p 或者k 的问题。为提高算法的效率,设计了基于抽样的近似检测算法。真实数据集上的实验表明该定义与DB(p,d)孤立点定义有相同的结果,同时给出了数据对象在数据集中的孤立程度,降低了阈值设置对用户的要求。(3)对分类、多维数据中的局部异常检测问题进行了研究,基于属性值的频数差异性理论给出了一个新的异常定义,并提出了判断异常显著性的异常存在判别准则,实验结果表明,该判别准则可有效去除大量异常程度并不显著的对象。文章从检测结果的有趣性、与同类算法的比较、对提高分类准确率的贡献和检测小类的能力四个方面对算法的有效性进行了评价。(4)实现了一个异常检测实验平台SOD(Smart Outlier Detection),其中集成了所提出或改进的算法,为异常检测提供了一个分析工具。所提供的数据接口能够从多个外部数据源获取数据,增强了平台的实用性,现已集成到某高校的教务管理系统中进行测试。(5)结合教务管理系统的特点,探讨了在教务管理系统中使用异常检测的必要性,并就实际需求给出了应用实例。本文的研究目的是构建一个从真实数据中检测异常数据及发现其内涵知识的实验平台,主要包括有机结合的五个方面:消除阈值设置的基于距离和的近似算法;针对分类数据、高维数据的异常检测算法;为有效发现异常中的内涵知识的例外规则挖掘算法;针对子序列长度相等的静态时间序列数据中的异常挖掘算法;集成了以上几种算法的实验平台。异常检测的最终目的在于应用,本文对异常挖掘在教务管理系统中的应用进行了有益的探索。

关键词：孤立点异常挖掘频繁项集例外规则教务管理系统

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融合生理因子的植物叶片表观建模

计算机辅助设计与图形学学报 2014年第4期26卷 597-608页

作者：赵春江苗腾郭新宇陆声链北京农业信息技术研究中心农业部农业信息技术重点开放实验室北京100097

植物叶片具有复杂的内部结构、生理过程和光学特性,使得在计算机上准确模拟叶片的表观十分困难.为此提出一种基于生理因子的植物叶片表观材质模型.首先考虑单双子叶植物在结构上的差别,利用单N层板和双N层板抽象叶片内部结构;然后基于PR... 详细信息

植物叶片具有复杂的内部结构、生理过程和光学特性,使得在计算机上准确模拟叶片的表观十分困难.为此提出一种基于生理因子的植物叶片表观材质模型.首先考虑单双子叶植物在结构上的差别,利用单N层板和双N层板抽象叶片内部结构;然后基于PROSEPCT模型推导得到叶片材质模型的漫反射和透射项,并采用CookTorrance模型作为高光反射项,形成BRDF+BTDF形式的参数化材质模型;最后采用一种叶色变化算法将模型扩展为时间-空间变化的叶片参数化材质模型.实验结果表明,该模型可以通过控制叶绿素、胡萝卜素和叶片结构参数等生理因子来实时地调整叶片的表观,实现空间变化、时间变化的叶片老化模拟,具有较好的真实感效果和绘制速度,能够满足实时交互的需要.

关键词：自然现象模拟叶片表观建模真实感绘制叶片散射模型

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植物叶片萎蔫过程的物理表示方法

农业机械学报 2014年第5期45卷 253-258页

作者：苗腾郭新宇温维亮陆声链沈阳农业大学信息与电气工程学院沈阳110866 北京农业信息技术研究中心农业部农业信息技术重点开放实验室北京100097

为定量化描述植物叶片萎蔫的动态过程,提出一种基于物理模型的描述方法。首先基于植物叶片的三维模型构造体素结构用以抽象植物的细胞结构,在此基础上利用质点弹簧模型表示细胞之间的受力关系,然后根据欧拉-拉格朗日方程描述细胞的运动... 详细信息

为定量化描述植物叶片萎蔫的动态过程,提出一种基于物理模型的描述方法。首先基于植物叶片的三维模型构造体素结构用以抽象植物的细胞结构,在此基础上利用质点弹簧模型表示细胞之间的受力关系,然后根据欧拉-拉格朗日方程描述细胞的运动过程,最后采用隐式纽马克积分法对方程求解进而得到细胞的三维位置变化。以萎蔫状态下叶尖在几何空间的变化轨迹作为参考属性进行数据验证,模拟的叶尖运动方向与实测值相差19°,实测的叶尖三维空间位置与模拟结果的距离差值在0.68 cm至3.0 cm之间,数据表明所提算法得到的叶尖变化轨迹与真实叶尖变化轨迹接近;其次,从视觉角度评价,也可逼真地模拟萎蔫状态下叶片三维形态的变化过程。

关键词：植物叶片萎蔫过程计算机模拟物理建模

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三维植物叶片萎蔫变化实时模拟

计算机辅助设计与图形学学报 2013年第11期25卷 1643-1650页

作者：唐勇曹园园陆声链郭新宇燕山大学信息科学与工程学院秦皇岛066004 燕山大学河北省计算机虚拟技术与系统集成重点实验室秦皇岛066004 北京农业信息技术研究中心北京100097

为了真实模拟在缺水、高温等条件下植物叶片的萎蔫变形过程,结合植物叶片生理特征和物理特征,采用改进的单层质点-弹簧结构实时模拟了植物叶片萎蔫变形,较好地实现多种具有不同叶脉结构的植物叶片在三维空间中的动态萎蔫变形过程.首先... 详细信息

为了真实模拟在缺水、高温等条件下植物叶片的萎蔫变形过程,结合植物叶片生理特征和物理特征,采用改进的单层质点-弹簧结构实时模拟了植物叶片萎蔫变形,较好地实现多种具有不同叶脉结构的植物叶片在三维空间中的动态萎蔫变形过程.首先从真实植物叶片的数字图像中提取叶片的边缘轮廓和叶脉,并在此基础上建立叶片的曲面网格模型;然后通过叶片曲面网格建立叶片的质点-弹簧变形模型,考虑到叶肉和叶脉结构在植物叶片萎蔫变形中具有不同的作用,将质点-弹簧模型中的质点分为叶脉质点、叶缘特征点和普通质点3类,同时设置不同的受力约束使不同类型的质点具有不同的运动方式;最后对叶脉位置上的弹簧和其他弹簧设置不同的收缩强度,以突出叶脉对叶片形变的主导作用.实验结果表明,该方法能够较好地模拟不同形态结构的植物叶片的萎蔫变形过程,满足实时交互的需要.

关键词：植物叶片形态建模 Delaunay三角化物理模拟质点-弹簧模型叶片变形

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基于多幅图像的黄瓜叶片形态三维重建

农业工程学报 2009年第2期25卷 141-144页

作者：杨亮郭新宇陆声链赵春江国家农业信息化工程技术研究中心北京100097 首都师范大学信息工程学院北京100097

为了更加快速、便捷、精确和逼真地重构出植物叶片的三维形态,提出了基于多幅图像的黄瓜叶片建模方法。首先利用角点检测算法提取叶片边缘及主脉的特征点,通过结合极线约束和SIFT特征描述算子对特征点进行匹配,进而得到特征点的三维坐标... 详细信息

为了更加快速、便捷、精确和逼真地重构出植物叶片的三维形态,提出了基于多幅图像的黄瓜叶片建模方法。首先利用角点检测算法提取叶片边缘及主脉的特征点,通过结合极线约束和SIFT特征描述算子对特征点进行匹配,进而得到特征点的三维坐标;然后利用B样条曲线连接这些特征点,对叶片边缘和中脉进行拟合,再利用Delaunay三角化方法对叶片进行三角网格化;最后通过纹理映射增加模型的真实感。试验结果表明,通过该方法可以精确、快捷地重构出黄瓜叶片的三维形态,具有较强的真实感效果。

关键词：图像处理叶片形态基于图像建模三维重建 Delaunay SIFT特征算子