根系是植物的重要组成部分,是植物生长发育、新陈代谢的主要营养器官。而根系形态参数是反映根系生长情况的主要因素之一,通过定期测量和分析植物根系形态参数对于了解、研究植物的生长发育情况以及防治病虫灾害均具有重要意义。但由于根系生长在地下,准确取样、测定、观察存在一定困难,而目前现有的采样方法采样破坏性大、工作量大,阻碍了根系研究的深入开展。随着视频技术(包括视频信号的压缩、传输及存储)以及大规模集成电路的飞速发展,视频监控系统的应用越来越广泛。作为其核心,视频采集技术也日趋成熟,可用于视频采集卡设计的集成芯片种类繁多。其中基于PC总线的视频采集卡以其强大而灵活的功能和低廉的价格而成为目前市场上的主流产品。本论文是将计算机视觉技术应用于植物根系形态监测系统。以图像采集机械装置、图像采集控制卡、计算机以及根系形态监测软件为主体建立的植物根系图像监测系统。实现了对根系形态参数的快速准确监测,为研究植物根系提供一种全新、直观、高效、可靠的研究手段。论文的主要内容包括:首先介绍了图像采集机械装置的组成及原理。植物根系图像采集机械装置包括透明管、机械传动部分、光学照明、CCD摄像部分等;然后分析了图像采集控制卡系统的整体方案,仔细分析了系统工作原理和芯片的特点,设计出原理图。具体论述了音视频解码芯片SAA7134的功能及设计,数字信号处理芯片TMS320C6205的功能及设计,PCI桥接芯片PI7C8150B的功能及设计;最后介绍了如何利用WinDriver开发该图像采集控制卡的驱动程序。并用Delphi7.0软件开发了根系图像采集系统监控的PC机程序。植物根系形态监测系统视频采集的主要流程是先由计算机通过视频采集控制卡控制图像采集机械装置,确定图像采集的位置,通过CCD摄像机完成模拟视频采集,然后把模拟视频信号送入视频采集控制卡转换为数字视频信号,最后通过计算机PCI总线将采集到的数字视频信号传送到计算机上进行处理和存储以完成根系形态监测采集过程。