基于超体素聚类和局部特征的玉米植株点云雄穗分割

针对当前三维点云处理方法在玉米植株点云中识别雄穗相对困难的问题，提出一种基于超体素聚 类和局部特征的玉米植株点云雄穗分割方法。首先通过边连接操作建立玉米植株点云无向图，利用法向量 差异计算边权值，并采用谱聚类方法将植株点云分解为多个超体素子区域; 随后结合主成分分析方法和点 云直线特征提取植株顶部的子区域; 最后利用玉米植株点云的平面局部特征在顶部子区域中识别雄穗点云。 对3种点云密度的15株成熟期玉米植株点云进行测试，采用F1分数作为分割精度判别指标，试验结果与手 动分割真值相比，当点云密度为0.8、1.3和1.9个点/cm时，雄穗点云分割的平均F1分数分别为0.763、0.875 和0.889，分割精度随点云密度增加而增高。结果表明，本研究提出的基于超体素聚类和局部特征的玉米植 株点云雄穗分割方法具备在玉米植株点云中提取雄穗的能力，可为玉米高通量表型检测、玉米三维重建等 研究和应用提供技术支持。