Цифровой прорыв в экологии: в ТулГУ совершенствуют мониторинг экосистемы с помощью нового алгоритма

Ученые Тульского государственного университета (ТулГУ) совместно с коллегами из Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН создали инновационную программу для точной сегментации сканированных изображений листьев растений. Новый алгоритм, основанный на параметрическом представлении теней и фона в цветовом пространстве, а также на применении опорных векторов и фильтрации на основе нормальной-гамма модели, позволяет эффективно учитывать как цветовую информацию, так и резкие изменения интенсивности изображения. Это особенно важно для определения границ листьев при наличии цветных теней на сканированных изображениях.

Морфологические характеристики листьев могут варьироваться в зависимости от условий произрастания, делая их отличными биоиндикаторами для оценки влияния неблагоприятных факторов на экосистему. Экологический мониторинг с использованием цифровой биологии основывается на анализе больших коллекций изображений листьев, где точное выделение листовой пластины играет критическую роль. Стандартные методы не всегда справляются с задачей сегментации из-за теней и артефактов на изображениях.

Разработанный алгоритм сегментации был создан в лаборатории когнитивных технологий и симуляционных систем ТулГУ в сотрудничестве с ИТЭБ РАН. Он позволяет оценивать изменения параметров листьев в различных условиях и определять масштаб вариаций морфологических признаков, что важно для анализа биоразнообразия. Программа получила свидетельство о государственной регистрации.

Проект финансируется Министерством науки и высшего образования РФ в рамках государственного задания.

Источник: Минобрнауки РФ