Тульские ученые создали программу для обработки изображений листьев растений
Ученые Тульского государственного университета (ТулГУ) совместно с коллегами из Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН создали программу для точной сегментации сканированных изображений листьев растений.
Из-за внутривидового полиморфизма морфологические характеристики листьев одного и того же вида могут варьироваться в зависимости от места произрастания и условий окружающей среды. Это делает листья отличными биоиндикаторами, позволяющими интегрально оценивать влияние неблагоприятных факторов на экосистему и выстраивать систему мониторинга окружающей среды, основанную на анализе больших цифровых коллекций прижизненных изображений листьев растений.
Однако при сканировании листьев на изображениях могут появляться тени и другие артефакты, затрудняющие выделение самого листа растения и его зубчатой кромки, что имеет решающее значение для определения морфометрических показателей.
Новый алгоритм основывается на параметрическом представлении теней и фона в цветовом пространстве, с применением опорных векторов и методов фильтрации. Эта комбинация технологий позволяет эффективно учитывать как цветовую информацию, так и резкие изменения интенсивности изображения, что существенно помогает в определении границ листа в особенности в присутствии цветной тени, характерной для сканированных изображений.
Помимо решения конкретных задач экологического мониторинга, данный подход позволяет оценить, какие именно параметры листьев изменяются в различных условиях произрастания. Также он дает возможность определить глубину и масштаб вариаций первичных морфологических признаков изучаемых листьев деревьев, что может быть полезно для анализа внутривидового биоразнообразия при сравнении листьев деревьев из различных регионов ареала распространения данного вида.
На программу точной сегментации изображений листьев растений получено свидетельство о государственной регистрации.
Разработка выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки России в рамках госзадания.