Multi-scale Space-time Registration of Growing Plants

Autor: Haolin Pan, Franck Hétroy Wheeler, Julie Charlaix, David Colliaux
Přispěvatelé: Sony Computer Science Laboratory Paris (SONY CSL-Paris), Sony France SA, Shanghai Jiao Tong University [Shanghai], Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (ICube), École Nationale du Génie de l'Eau et de l'Environnement de Strasbourg (ENGEES)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National des Sciences Appliquées - Strasbourg (INSA Strasbourg), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Les Hôpitaux Universitaires de Strasbourg (HUS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Reproduction et développement des plantes (RDP), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), European Project: 773875,H2020,ROMI(2017), univOAK, Archive ouverte, RObotics for MIcrofarms - ROMI - - H20202017-11-01 - 2022-04-30 - 773875 - VALID, Institut National des Sciences Appliquées - Strasbourg (INSA Strasbourg), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale du Génie de l'Eau et de l'Environnement de Strasbourg (ENGEES)-Réseau nanophotonique et optique, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Matériaux et nanosciences d'Alsace (FMNGE), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Rok vydání: 2021
Předmět:
Zdroj: The 9th International Conference on 3D Vision (3DV)
The 9th International Conference on 3D Vision (3DV), Dec 2021, Londres, United Kingdom
HAL
International Conference on 3D Vision (3DV)
International Conference on 3D Vision (3DV), Dec 2021, Londres, United Kingdom
DOI: 10.1109/3dv53792.2021.00041
Popis: In this paper, we introduce a new method for the space-time registration of a growing plant that is based on matching the plant at different geometric scales. The proposed method starts with the creation of a topological skeleton of the plant at each time step. This skeleton is then used to segment the plant into parts that we call branches. Then these branches are further divided into smaller segments that possess a simple geometric structure. These segments are matched between two time steps using a random forest classifier based on their topological and geometric features. Then, for each pair of segments matched, a point-wise reg- istration is devised using a non-rigid registration method based on a local ICP. We applied our method to various types of plants, including arabidopsis, tomato plant and maize. We established three different metrics for 3D point-wise shape correspondence to test the accuracy, continuity, and cycle consistency of the mapping. We then compared our method with the state-of-the-art. Our results show that our approach achieves better or similar results with a shorter running time.
Databáze: OpenAIRE
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