【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ? ? ? ? ? ?i T i C iy t = m t m t 其中， CT?? 代表在it時(shí)間點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)處理和對(duì)照組具體參數(shù)獲得的平均值。提取參數(shù)的值從處理組在某個(gè)時(shí)間開(kāi)始以不同的控制點(diǎn)開(kāi)始。因此，分段回歸分析采用數(shù)據(jù)的差異，以確定 發(fā)病的應(yīng)激檢測(cè)。在此方法中，自變量（時(shí)間）被分成間隔，每個(gè)間隔有一條單獨(dú)的線段。變化點(diǎn)為Ct可估計(jì)斷點(diǎn)兩者之間的回歸方程，由： CCtttyttty????????當(dāng)當(dāng),1010???? 因此，通過(guò)最大限度地減少平方和，兩個(gè)回歸線適合盡可能吻合觀察的數(shù)據(jù)，所觀察到的數(shù)值（ y）和計(jì)算之間的差異因變量（?y）。 這是由 R 軟件實(shí)現(xiàn)，從 R項(xiàng)目起源的一個(gè)開(kāi)放的統(tǒng)計(jì) 計(jì)算和分析軟件（ .r ）。除了變化點(diǎn)的估計(jì)，變化點(diǎn)置信區(qū)間（ 95％）的確定可找出其發(fā)展的近似趨勢(shì)線。在一定的可信度下（例如， 95％），間隔越窄，估計(jì)的結(jié)果越準(zhǔn)確。 實(shí)驗(yàn)共進(jìn)行 15 天。處理第 6 天開(kāi)始，人類(lèi)視覺(jué)檢測(cè)干燒心發(fā)生在第 天。在實(shí)驗(yàn)時(shí)期每天平均溫度，晝夜溫差，日間 /夜間時(shí)間在研究溫室的相對(duì)濕度值分別為 177。 C0 ， 177。 C0 ， 177。 ％， ％和 177。 ％。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中平均光合有效輻射（ PAR） 177。 天// 2mmol ，平均二氧化碳濃度 350177。 PPM。測(cè)得的營(yíng)養(yǎng)區(qū)條件電氣電導(dǎo)率（ EC）和養(yǎng)分的溫度分別為 177。 mdSm/ 和 177。 C0 。 在研究過(guò)程中，處理組的植物因缺鈣出現(xiàn)淺綠色（黃化?。Ｈ~子的其他癥狀和小的，黑褐色斑點(diǎn)的邊緣壞死出現(xiàn)在葉緣附近。在檢測(cè)缺鈣生菜植物中，最值得一提的視覺(jué)標(biāo)志之一是 干燒心。植物在細(xì)胞壁的發(fā)展過(guò)程中使用鈣（ Nance， 1973年），由于細(xì)胞壁薄弱， laticier細(xì)胞在出現(xiàn)干燒心癥狀時(shí)發(fā)生爆裂，這種乳膠釋放到周?chē)M織（ Barta和 Tibbitts， 2021年）。鈣在木質(zhì)部移動(dòng)，這意味著營(yíng)養(yǎng)沿著蒸騰的方向流動(dòng)（ Atkinson等人， 1992年）。如果葉的區(qū)域不發(fā)生蒸騰，那么鈣就不能到達(dá)那些葉子部分。 圖 2說(shuō)明提取的植物特征（ TPCA，熵，能量，對(duì)比度和均勻度）的時(shí)間軸作為控制和處理組獲得的平均值。該植物監(jiān)控系統(tǒng)能夠確定整體冠層率，可由 TPCA特征（圖2a）代表。處理組和對(duì) 照組最初生長(zhǎng)在可控的營(yíng)養(yǎng)液，它們有類(lèi)似的預(yù)期趨勢(shì)。然而，隨著處理組出現(xiàn)鈣缺乏， TPCA值逐漸的不同可以從對(duì)照組看出，該組持續(xù)生長(zhǎng)，而處理組隨著時(shí)間的推移生長(zhǎng)速度下降。這一生長(zhǎng)差異可能是由于鈣缺乏，制約了細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)，禁止植物尺寸的擴(kuò)大。使用 TPCA相對(duì)變化系數(shù)水應(yīng)激檢測(cè)（ Kacira等人，2021年）指出植物應(yīng)激中有類(lèi)似 TPCA變化的影響。 在這項(xiàng)研究中紋理分析的關(guān)鍵假設(shè)為冠層圖像是冠層紋理變化和表面結(jié)構(gòu)是植物的內(nèi)部生理狀態(tài)的外部癥狀。在植物中的應(yīng)激引起表面，紋理和內(nèi)部葉片結(jié)構(gòu)變化（ Penuelas 和 Filella， 1998年），因此可以研究不同的共生矩陣的概率密度函數(shù)相對(duì)角度的結(jié)構(gòu)特征。 在紋理分析中，熵被定義為隨機(jī)性灰度級(jí)分布。作為對(duì)照組植物生長(zhǎng)在最佳條件下，葉片健康茂盛。這時(shí)在對(duì)照組的冠層檢測(cè)出更高水平的熵值（圖 2b），由于處理組逐漸缺鈣，減少表面結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性導(dǎo)致熵值減少。 圖 2 生菜經(jīng)驗(yàn)缺鈣引發(fā)干燒心與時(shí)間的關(guān)系（直線段代表從每組三個(gè)集裝箱獲得的平均偏差） 能量是代表灰度亮度水平的數(shù)值。作為對(duì)照組的健康植物成為深綠色，隨著時(shí)間的推移，能量值減少（圖 2c）。同樣，處理組開(kāi)始表現(xiàn)出缺鈣的跡象，黃化病的葉片導(dǎo)致在冠層出現(xiàn)較輕的顏色，這提升了處理組植物在圖像的能量水平。 對(duì)比度是衡量圖像中的局部變化。對(duì)照組植物較深，但顏色更加鮮艷，與處理組植物較淺，但顏色更均勻相比，導(dǎo)致了對(duì)比度值增加（圖 2d）。我們預(yù)計(jì)如果圖像具有高的區(qū)域變化，對(duì)比度值將升高。 Ushada等人報(bào)告了類(lèi)似現(xiàn)象（ 2021年）。 Ondimu和 Muras（ 2021年）指出當(dāng)一個(gè) sunagoke苔蘚冠層變得干 燥和具有不同顏色時(shí)，對(duì)比度值會(huì)增加。 同質(zhì)化是相關(guān)的灰度級(jí)像素在冠層圖像周?chē)袼胤植贾g的決定因素。由于對(duì)照組變得豐富多彩，深淺不同的綠色，相關(guān)的灰度級(jí)的像素分布隨著時(shí)間下降。相反，處理組中更統(tǒng)一顏色，由于缺鈣，因此有更高的灰度級(jí)的像素分布值（圖 2e）。 圖（ 3）生菜鈣缺乏引起發(fā)病應(yīng)激的四個(gè)紋理參數(shù)不同的分布和分段回歸結(jié)果 我們感興趣的是為機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)建立一種方案，以盡早確定發(fā)病的應(yīng)激檢測(cè)。這是通過(guò)統(tǒng)計(jì)計(jì)算采用雙分段回歸分析實(shí)現(xiàn)。對(duì)于每個(gè)收集參數(shù)，估計(jì)變化點(diǎn)和回歸線。其中的植物特性分析， TPCA和 3個(gè) 紋理參數(shù)（熵，能量和同質(zhì)化）能比人類(lèi)的視覺(jué)檢測(cè)更早確定鈣缺乏。 估計(jì)四個(gè)參數(shù)中的三個(gè)的變化點(diǎn)是第 （ 95％的置信區(qū)間[， ]和 R2 = ）（圖 3a， b和 d）。能量的變化點(diǎn)出現(xiàn)在第 （圖 3c）。 雖然對(duì)比度參數(shù)表示的變化點(diǎn)在第 （數(shù)據(jù)未顯示），觀察到寬置信區(qū)間為（ ， ），但其作為即時(shí)應(yīng)激檢測(cè)參數(shù)的可靠性令人懷疑。在統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)上，四個(gè)參數(shù)（ TPCA，熵，能量和同質(zhì)化）作為一個(gè)可發(fā)展的由于缺鈣的早期應(yīng)激預(yù)報(bào)，表現(xiàn)為處理 組和對(duì)照組之間可測(cè)量的差異。從上述四個(gè)參數(shù)和統(tǒng)計(jì)采用的方法，機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)可以在第 10天檢測(cè)出由于缺鈣的發(fā)?。刺幚斫M植物和對(duì)照組的一個(gè)偏差）。這比人的視覺(jué)檢測(cè)生菜由于缺鈣引起的干燒心癥狀要早一天。 植物的反應(yīng)可以通過(guò)傳感器測(cè)量，以確定其身體條件和需要。為了優(yōu)化植物生長(zhǎng)過(guò)程，植物的生理狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)是必要的，這個(gè)信息可以包含在控制過(guò)程中。這種方法可以幫助提高在控制環(huán)境的資源利用效率作物生產(chǎn)系統(tǒng)。 在這項(xiàng)研究中，我們成功地開(kāi)發(fā)一個(gè)機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)，自動(dòng)實(shí)時(shí)地監(jiān)控生菜植物的健康和在可控環(huán)境的植物生長(zhǎng)。監(jiān)控系 統(tǒng)能夠提取植物形態(tài)，質(zhì)地和時(shí)間的特征。開(kāi)發(fā)的方法比人類(lèi)視覺(jué)的視覺(jué)應(yīng)激檢測(cè)早一天識(shí)別生菜植物鈣缺乏。其中提取的植物特征， TPCA，能量，熵，和同質(zhì)化是在及時(shí)發(fā)現(xiàn)生菜作物的鈣缺乏癥狀中最有方向的標(biāo)記。盡管依靠單一的標(biāo)記是不可行的，使用多個(gè)標(biāo)記檢測(cè)的方法更可靠。機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)測(cè)量植物的應(yīng)激和健康的方法，可以提高從根區(qū)，植物冠層和空中環(huán)境作為一個(gè)統(tǒng)一體相結(jié)合的監(jiān)測(cè)參數(shù)的能力。這項(xiàng)研究主要集中在使對(duì)照組和處理組集裝箱保持統(tǒng)一的環(huán)境條件下，且只有通過(guò)鈣缺乏引發(fā)干燒心。重要的是，分析數(shù)據(jù)顯示出植物應(yīng)激的其他特征有類(lèi)似的趨勢(shì) 。從特殊的植物應(yīng)激檢測(cè)，開(kāi)發(fā)工具識(shí)別不同的植物應(yīng)激將更有用途。 在這項(xiàng)研究中，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行圖像處理，以確定哪些類(lèi)型的標(biāo)記可以利用植物應(yīng)