技术特征：
1.一种植物细胞三维重构方法，其特征在于，所述方法包括：根据得到的目标植物组织细胞连续切片图像的分辨率和目标植物细胞的大小建立三维笛卡尔坐标系；根据目标植物细胞所需采集的数据信息和所需计算的参数，设计用于存储对应数据的数据结构；基于三维笛卡尔坐标系对目标植物细胞的连续切片图像进行采样，在每张切片图像中使用平行于x轴或y轴的等间距线对目标植物细胞细胞壁的内外两侧分别进行点采样，并按照点采样的顺序将采样点的xyz轴坐标值以及采样点的序号对应存入设计好的数据结构内部；利用采集和存入完成的数据结构分别计算目标植物细胞的表面积、重心、体积和细胞壁厚度参数。2.根据权利要求1所述的一种植物细胞三维重构方法，其特征在于，所述根据得到的目标植物组织细胞连续切片图像的分辨率和目标植物细胞的大小建立三维笛卡尔坐标系具体为：确定目标细胞从首次在切片图像中完整出现到完全消失的前一张所覆盖的n张切片图像，首张目标植物细胞切片图像的z轴坐标值为1
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l，目标植物细胞首次出现的切片图像的图像序号为1，再乘上比例值l，最后一张目标植物细胞切片图像的z轴坐标值为n
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l，即目标植物细胞在切片图像中完全消失的前一张切片图像的图像序号为n，再乘上比例值l；将起始切片图像放置于三维笛卡尔坐标系的第一象限中，得到的切片图像分辨率为w
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h，其中切片图像边长为w像素所对应的边与x轴平行且水平距离为1
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l，边长为h像素所对应的边与y轴平行且水平距离为1
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l。3.根据权利要求1所述的一种植物细胞三维重构方法，其特征在于，所述用于存储对应数据的数据结构为：一级字段信息：params_ovrl整体参数、array_pcells[]各植物细胞数据；其中一级字段的params_ovrl含有二级字段：name_ptype植物类别名称、num_total细胞总数量、name_ctypes[]细胞类别名称、num_ctypes[]每类细胞的数量、area_tar_ctypes[]每类细胞的目标表面积和volm_tar_ctypes[]每类细胞的目标体积，同时一级字段的array_pcells[]含有二级字段：nctpid细胞类别名称序号、area_cur当前细胞面积、volm_cur当前细胞体积、avethk_cellwall_cur当前细胞细胞壁平均厚度、cengra当前细胞重心点、outer细胞外侧数据和inner细胞内侧数据；其中二级字段的outer和inner均包含三级字段：points[]点、edges[]边和triaglfcs[]三角面，同时：三级字段points[]包含四级字段：ptid点的序号、cirid切片图像序号、xval、yval和zval；三级字段edges[]包含四级字段：edgid边序号、ptid1起点端点序号和ptid2末端端点序号；三级字段triaglfcs[]包含四级字段：trifclid三角面序号、edgid1-edgid3三角边的序号。4.根据权利要求1所述的一种植物细胞三维重构方法，其特征在于，所述在每张切片图像中使用平行于x轴或y轴的等间距线对目标植物细胞细胞壁的内外两侧分别进行采点具体为：根据目标植物细胞出现在其所覆盖的切片图像上的大小来确定等间距线方向应选取平行于x轴或y轴；
采集目标植物细胞的内外侧点的xy轴坐标值，等间距线的间距大小根据目标植物细胞在切片图像上表现的大小来调整；目标植物细胞与等间距线在细胞左上角处通过计算得到的第一个内或外侧点为1号采样点，按顺时针排序对目标细胞的内外侧进行点采样，下一张切片图像中目标植物细胞的第一个内或外侧点序号为上一张最后一个内或外侧点的序号值加1，并按顺时针排序对目标细胞的内外侧进行点采样；内侧点为等间距线与目标植物细胞的细胞壁内侧的交点，外侧点由两相邻细胞的内侧点来确定；分别采集并记录每个内外侧点的点序号、xyz轴数值，存入对应细胞内外侧数据的三级字段points[]中的四级字段：ptid、xval、yval和zval。5.根据权利要求1所述的一种植物细胞三维重构方法，其特征在于，所述按照采点顺序将所采点的xyz轴坐标值以及点的序号对应存入设计好的数据结构内部具体为：将得到的三角面和对应的三条边的数据信息分别存入数据结构的outer和inner内三级字段triaglfcs[]中的四级字段trifclid、edgid1、edgid2和edgid3；计算单个外侧三角面的面积，通过遍历操作计算目标植物细胞的外侧所有单个三角面的面积，将所有单个三角面的面积进行累加得到目标植物细胞外侧的表面积，并将得到的数据存入数据结构的二级字段area_cur中；使用数据结构中细胞外侧数据中四级字段xval、yval和zval的值分别进行求和操作，再对得到的xyz三轴坐标值各自进行取平均值操作，得到的三个结果分别对应着目标植物细胞外侧细胞重心点的xyz三轴坐标值；再使用细胞内侧数据中四级字段xval、yval和zval的值进行同样操作，得到目标植物细胞内细胞重心点的xyz三轴坐标值，对细胞外侧和内侧的两个细胞重心点的xyz三轴坐标值进行取平均值操作，将目标植物细胞划分为若干个四面体，并通过先计算单个四面体的体积再进行累加的方式得到目标植物细胞的体积。6.根据权利要求1所述的一种植物细胞三维重构方法，其特征在于，所述计算目标植物细胞的表面积、重心、体积和细胞壁厚度参数为：使用细胞外侧点所有四级字段xval、yval和zval的值和与重心点p
cg
的xyz三轴坐标值分别进行求点到点之间距离的计算操作，再对所有计算得到的值取平均值，得到的d
ot
值为目标植物细胞所有外侧点到该细胞重心点的平均距离；使用步骤细胞内侧点所有四级字段xval、yval和zval的值和与重心点的xyz三轴坐标值进行计算操作，再对所有计算得到的值取平均值，得到的d
in
值为目标植物细胞所有内侧点到该细胞重心点的平均距离；用目标植物细胞所有外侧点到该细胞重心点的平均距离减去目标植物细胞所有内侧点到该细胞重心点的平均距离，得到的d
cw
值为目标植物细胞细胞壁的平均厚度，并将得到的数据存入数据结构的avethk_cellwall_cur中。
技术总结
本发明公开了一种植物细胞三维重构方法，包括：根据得到的目标植物组织细胞连续切片图像的分辨率和目标植物细胞的大小建立三维笛卡尔坐标系；根据目标植物细胞所需采集的数据信息和所需计算的参数，设计用于存储对应数据的数据结构；基于三维笛卡尔坐标系对目标植物细胞的连续切片图像进行采样，在每张切片图像中使用平行于X轴或Y轴的等间距线对目标植物细胞细胞壁的内外两侧分别进行点采样，并按照点采样顺序将采样点的XYZ轴坐标值以及采样点的序号对应存入设计好的数据结构内部；利用采集和存入完成的数据结构分别计算目标植物细胞的表面积、重心、体积和细胞壁厚度参数。体积和细胞壁厚度参数。体积和细胞壁厚度参数。
技术研发人员：刘昌余 高湛凯 黄浩 程紫薇 杨煜林 裴嘉薇 郑晶晶 王瀚升 陆志颖 李文熹
受保护的技术使用者：华南农业大学
技术研发日：2022.11.16
技术公布日：2023/2/3