作者:王昊昊 袁浩燃 来源: 中国科学报 发布时间:2025-8-27
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中南林业科技大学等
研发石细胞高精度图像分割新模型

 

本报讯(记者王昊昊 实习生袁浩燃)近日,中南林业科技大学教授周国雄团队与中国热带农业科学院橡胶研究所副研究员张源源团队,提出了一种名为CGWO-LWNet的新模型,可有效分割橡胶树树皮石细胞。相关研究成果发表于《植物杂志》。

石细胞是树皮中具有代表性的机械组织。分割技术对准确识别石细胞并提取结构参数具有重要意义,当前橡胶树树皮石细胞的图像分割任务仍面临挑战。

CGWO-LWNet模型有3个创新。首先提出低秩可加核网络模块,用于学习输入与输出数据的复杂映射关系。该模块通过可学习的权重与偏置自适应调节,显著提升对石细胞复杂边缘结构的建模能力。其次引入小波增强注意力机制,在空间与通道两个维度上对图像进行高低频分解,实现多分辨率特征表达。最后设计约束灰狼优化算法,在提高训练收敛速度的同时增强模型稳定性,有效避免陷入局部最优。

研究团队基于中国热带农业科学院采集的石细胞切片图像,构建了一个包含1084张橡胶树树皮石细胞图像的高质量数据集,并在此基础上开展建模与评估实验。结果表明,CGWO-LWNet模型对图像分割准确度达到了较高水平,平均有69.1%的区域和真实结果完全重合,形状匹配程度达到81.7%,找出的目标占实际目标的80.4%,总体效果比目前常用的分割方法好。在石细胞识别准确率方面,CGWO-LWNet模型达到97.8%,表现出更高的精度和鲁棒性。

该模型可作为石细胞高精度图像分割的有效工具,支持大规模、自动化的橡胶树性状提取与分析,有助于深入开展石细胞形成机制、乳胶产量影响及对树皮结构稳定性与胁迫响应能力的研究。

相关论文信息:

https://doi.org/10.1111/tpj.70371

《中国科学报》 (2025-08-27 第4版 综合)
 
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