基于三维微聚焦X射线CT技术的水稻穗部性状表征方法

来源：江苏农业科学杂志2025年第第20期北京时间：

作者：李旭茹;李富忠

单位：山西农业大学软件学院，山西太谷 030801

摘要：水稻穗部穗粒数、结实率的表征对于评估水稻产量以及高品质育种至关重要。在现有的表征方法中，必须通过人工展开穗部来统计穗粒数与结实率，不仅破坏穗部结构，还降低了检测的效率与准确性。针对此问题，利用X射线计算机断层成像技术(Computed Tomography，简称CT)无损检测物体内部结构的优点，开展基于CT技术的水稻穗部无损检测表征。本研究采用微聚焦CT系统对水稻进行不同角度的扫描，利用FDK算法对获取的投影图像进行三维重建；对重建的水稻CT序列图像使用改进型分水岭算法和局部自适应阈值算法来提取和分割稻谷，进而基于三维连通域算法识别并统计稻谷数目，从而实现穗粒数与结实率的测定；通过8个不同品种的稻穗样本试验，来验证穗粒数和结实率计算的准确性。结果表明，所提方法能有效实现穗粒数和结实率的表征，结穗率的准确率达到98%以上，结实率的准确率达到95%以上。

关键词：水稻;结穗率;结实率;X射线成像;CT重建