农业机械学报

作者：徐胜勇，胡世灵，郭正晓，吴思霄，别之龙，胡甲魁，黄远

单位：华中农业大学,华中农业大学,华中农业大学,华中农业大学,华中农业大学,西藏德堂农牧产业发展有限公司,华中农业大学,

关键词：南瓜幼苗;种苗;叶面积测量;遮挡补全;深度图补全;Cycle GAN

基金：华中农业大学交叉科学研究专项项目（2662024JC004）、国家西甜瓜产业技术体系项目（CARS-25）、西藏山南市本级科技计划项目（SNSBJKJJHXM2023004）、湖北省重点研发计划项目（2023BBB033）和华中农业大学自主科技创新基金项目（2662024JC004）

叶面积无损检测中，难以避免的遮挡可能导致严重的测量误差。全三维重建或单视角补全是解决遮挡问题的有效方法。提出了一种基于D-Cycle GAN网络的叶片遮挡补全及叶面积无损测量方法。设计了基于Azure Kinect相机的图像采集装置与软件，用于拍摄高分辨率的D-RGB对齐图像。运用Mask R-CNN网络对RGB图像进行实例分割获取子叶、真叶的掩膜，以此在D-RGB对齐图像中分割单个叶片的16位深度图。对Cycle GAN网络进行改进，通过添加独特的输入输出模块，使其可以补全16位的叶片深度图像。此外，采用ROI区域裁剪方法，有效避免了图像缩放时叶片尺寸过小造成的分辨率损失。补全后的叶片深度图像经点云生成、预处理及三角化后，可用于计算叶面积。实验结果显示，与人工测量、点云补全、RGB补全等方法相比，本文方法在不同生长期种苗的叶面积检测中兼具高精度（R2=0.968）和高速度（3.63s/株），在精度和通量上达成了很好的平衡，具有最好的综合性能，具有良好的应用潜力。

来源：2025年第10期

《农业机械学报》期刊编辑部

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