Tomato Analyzer: A Useful Software-Anwendung, um genaue und detaillierte morphologische und farbmetrischen Daten von zweidimensionalen Objekten sammeln

Zur Verwendung des Tomatenanalysators. Tomatenfrüchte werden vorbereitet und geschnitten, um digitalisierte Bilder zu sammeln. Die Früchte werden mit der Schnittseite nach unten auf den Scanner gelegt und gescannt, um ein JPEG-Bild zu erhalten.

Als nächstes werden die Bilder in der Tomatenanalysator-Software betrachtet und analysiert. Alle Messungen der Fruchtform werden auf der Grundlage der von der Software erkannten Fruchtgrenzen berechnet, während das Farbtestmodul darauf ausgelegt ist, die Farbparameter innerhalb der Grenzen zu quantifizieren. Abschließend werden die Daten im Batch-Modus in eine Excel-Datei mit mehr als 100 Bildern gleichzeitig oder als einzelne Bilder exportiert.

Hallo, ich bin Estevan Dena und ich bin Mitglied der Fakultät für Gartenbau und Pflanzenwissenschaften an der Ohio State University. Ich bin Matthew Robbins im Francis Lab in der Abteilung für Gartenbau und Pflanzenwissenschaften an der Ohio State University. Ich bin Gu Rodriguez von der Heute zeigen wir Ihnen ein Verfahren zum Sammeln und Analysieren von Form-, Größen- und Farbdaten von Tomatenfrüchten mit dem Tomatenanalysator.

Wir verwenden dieses Verfahren, um die Morphologie und Farbe von Tomatenfrüchten zu untersuchen, also fangen wir an. Tomato Analyzer, abgekürzt TA, ist ein Softwareprogramm, das 37 Attribute im Zusammenhang mit der zweidimensionalen Form misst und auch Farbdaten in RGB und dem universellen Farbraum des L-Sterns, des A-Sterns, des B-Sterns, halbautomatisch und reproduzierbar erfassen kann. Hier wird TA mit gescannten Bildern von Tomatenfrüchten verwendet.

Um diesen Vorgang zu starten, stellen Sie sicher, dass die Früchte sauber und trocken sind. Wenn die Früchte fleischig sind, stellen Sie sicher, dass sie nicht überreif sind, da das Aufweichen beim Schneiden der Früchte zu Formverformungen führen kann. Um zu messen, wie flach oder länglich eine Frucht ist, und für alle Attribute mit Ausnahme derjenigen, die in die Kategorie des Breitenschnitts fallen, wird die Frucht mit einem gezackten Messer oder einer neuen Rasierklinge in Längsrichtung durch die Mitte geschnitten, um die Dicke des Karpfens zu messen, und für alle Attribute der Kategorie des Breitenschnitts; sowie einige unter Grundmessung und Morph schneiden die Früchte quer.

Die Farbanalyse kann auf längs oder quer geschnittene Früchte sowie auf andere Schnitte angewendet werden, die bestimmte Merkmale hervorheben sollen. Zum Schluss trocknen Sie das Innere der Frucht, indem Sie sie mit einem Taschentuch oder Papiertüchern abtupfen. Ist die Frucht sehr saftig, steht die geschnittene Frucht nun für die Bildsammlung bereit.

Für die Hochdurchsatz-Analyse ist es unerlässlich, Früchte von jeweils nur einer Pflanze oder einem Genotyp zu scannen und Früchte zu scannen, die entweder längs oder quer geschnitten sind, aber nicht eine Mischung aus beidem auf demselben Scan. Beginnen Sie damit, die geschnittenen Früchte vorsichtig und präzise mit der Schnittseite nach unten auf den Scanner zu legen. Legen Sie die Früchte dicht beieinander, aber nicht berührend auf den Scanner.

Je besser die Objekte mit minimalen großen Leerräumen zwischen ihnen ausgerichtet sind, desto weniger ist eine manuelle Anpassung mit Imaging-Software wie Adobe Photoshop erforderlich. Platzieren Sie vor der Analyse der Frucht in ta ein Lineal über der verwendeten Frucht, um zu überprüfen, ob die richtige Scanauflösung ausgewählt wurde, was für die genaue Messung von Fruchtattributen wichtig ist. Platzieren Sie ein Etikett unter der Frucht, um zu überprüfen, ob die Datei richtig benannt ist.

Da die TA-Software die Bildauflösung verwendet, um die Größe genau zu messen, ist die richtige Auswahl der Scanauflösung in der Regel für Objekte zwischen einem und acht Zentimetern wichtig. Scannen Sie mit 300 DPI nach Objekten, die größer als acht Zentimeter sind. Scannen Sie mit 100 DPI und bei sehr kleinen Objekten wie Samen mit 750 DPI oder höher.

Für die Chargenanalyse, bei der die Fruchtgröße bei verschiedenen Pflanzen nicht stark variiert, wählen Sie eine Einstellung für die Scannerauflösung für alle Bilder, die für dasselbe Experiment gesammelt werden sollen. Stellen Sie außerdem die Ausgabebildgröße auf die höchste Anzahl von Farben ein, die in der Scannersoftware verfügbar ist. Erstellen Sie einen dunklen Hintergrund für die Objekte, indem Sie einen Karton auf oder über den Scannerbildschirm legen.

Ein schwarzer oder sehr dunkler Hintergrund verhindert Schatten, die die Analyse beeinträchtigen. Ein weißer Hintergrund führt zum Absturz des TA, da er für die Verwendung eines dunklen Hintergrunds optimiert ist. Auch Lichtreflexion und Hintergrund können durch den Software-Scan erkannt werden.

Die Frucht hat das Bild nach dem ersten Scan vor dem Speichern beschnitten, um große Leerräume zu vermeiden. Wenn das Bild zu diesem Zeitpunkt nicht zugeschnitten ist, muss es vor der Analyse mit ta mit einer Imaging-Software wie Adobe Photoshop zugeschnitten werden. Speichern Sie das gescannte Bild als JPEG-Datei für die Farbanalyse, was die Übersetzung der RGB-Werte in die Parameter L-Stern, A-Stern und B-Stern beinhaltet, um den Scanner mit einem zuvor vorbereiteten Farbprüfer zu kalibrieren.

Hier wird ein benutzerdefinierter Farbprüfer verwendet, der den Farbbereich in den Bildern von Interesse darstellt. Ein Standard-Farbprüfer kann ebenfalls verwendet werden. Scannen Sie den Color Checker während des Scannens der Früchte.

Speichern Sie den Color Checker-Scan im selben Ordner wie den Scanner für Fruchtbilder. Eine Kalibrierung ist erforderlich, da sich Scanner in der Art und Weise, wie sie erfassen und interpretieren, unterscheiden können. Die RGB-Farbkalibrierung ermöglicht die Konvertierung in den universellen Farbraum, die mit der Bildanalyse fortfährt.

Tomato Analyzer Version 2.200 erfordert ein Windows-Betriebssystem Version 2000 oder höher und kann von unserer Website heruntergeladen werden. Ein Benutzerhandbuch und ein Farbtesthandbuch sind ebenfalls auf derselben Website verfügbar, um sicherzustellen, dass die Originalbilder im selben Ordner gespeichert werden wie die angepassten Bilder, die von der TA-Anwendung erstellt wurden. Platzieren Sie den Ordner mit den Originalbildern auf der Festplatte und nicht im Ordner Eigene Dateien oder auf einem Remote-Server.

Starten Sie das TA-Programm. Stellen Sie zunächst die DPI und die Maßeinheiten im Einstellungsmenü ein, indem Sie Scanner-DPI auswählen. Die DPI-Einstellung muss mit der der Bilddateien identisch sein, damit die Größenmaße genau sind.

Die im Dialogfeld verwendeten Einheiten bestimmen die Einheiten für die Datenausgabe. Passen Sie im selben Dialogfeld bei Bedarf die Helligkeit an, wenn die Objekte relativ dunkel sind. Wählen Sie anschließend die zu messenden Attribute aus dem Einstellungsmenü aus, indem Sie Messung gespeichert auswählen.

Die Attribute sind in 10 Kategorien gruppiert, von der Basismessung bis hin zu Morpho-Metriken. Man kann einzelne Attribute oder eine ganze Messgruppe an- oder abwählen, indem man auf die Gruppe oder das Attribut klickt. Alle Attribute einer Messgruppe können mit einem Klick auf das Pluszeichen angezeigt werden.

Die ausgewählten Attribute werden nach Kategorien im Fenster in der unteren rechten Ecke des Bildschirms angezeigt. Nachdem Sie die Eingabeauflösung und die Ausgabeeinheiten eingestellt und die zu analysierenden Attribute ausgewählt haben, klicken Sie auf die Schaltfläche Bild öffnen und wählen Sie die Bilddatei aus. Im Popup-Dialogfeld wird das ausgewählte Bild im linken Fenster angezeigt.

Um das geöffnete Bild zu analysieren, klicken Sie auf die Schaltfläche Analysieren. Wenn Sie fertig sind, wird der Umfang jeder Frucht mit der gelben Linie hervorgehoben und die Daten werden im Datenfenster unten rechts angezeigt. Beachten Sie, dass die Daten für die Farbe in diesem Fenster nicht angezeigt werden.

Die Software hebt automatisch die Auswahl von sehr großen oder kleinen Objekten wie einem Lineal oder Etikett auf. Die nicht markierten Objekte werden mit einer blauen Linie hervorgehoben. Verwenden Sie das Lineal, um sicherzustellen, dass die Einheiten und die Auflösung richtig ausgewählt wurden.

Durch den Vergleich mit den Höhen- und Breitenmaßen können zusätzliche Früchte nur durch einen Rechtsklick auf ihr Bild abgewählt werden. Gelb umrandete Elemente werden im Datenfenster angezeigt, und exportierte Elemente, die blau umrandet sind, werden nicht in die Analysen einbezogen. Einzelne Objekte können im oberen rechten Fenster angezeigt werden, indem Sie mit der linken Maustaste darauf klicken.

Die Daten im Datenfenster unten rechts entsprechen einem bestimmten Objekt im Bild und werden in der gleichen Reihenfolge wie die Objekte im Bild angezeigt. In der ersten Zeile werden die Werte für das Objekt in der oberen linken Ecke und in der letzten Datenzeile die Werte für das Objekt in der unteren rechten Ecke des Bildes angezeigt. Neben dem Klick auf eine Frucht, um die entsprechende Datenzeile hervorzuheben, kann man auf eine Zeile klicken, um die entsprechende Frucht im oberen Fenster rechts anzuzeigen.

Wenn Sie auf die Registerkarte "Attribut" im unteren rechten Fenster klicken, können Sie sehen, wie das Attribut für jede einzelne Frucht gemessen wird. Wenn Sie beispielsweise auf den distalen Endwinkel klicken, werden die Winkel an der Frucht im linken Fenster angezeigt, die von der Software gemessen werden. Diese Funktion ist sehr nützlich bei der Identifizierung von Objekten, die eine manuelle Anpassung erfordern.

Für genauere Messungen zeigt ein Klick auf die überarbeitete Schaltfläche die manuellen Einstellungen an, die in der Anwendung vorgenommen werden können. Im Folgenden finden Sie einige der am häufigsten verwendeten manuellen Anpassungen. Klicken Sie zuerst mit der linken Maustaste auf ein Objekt im linken Fensterbild, wenn es manuell angepasst werden muss.

Wenn die Begrenzung angepasst werden muss, passen Sie diese Funktion zuerst an, indem Sie die Begrenzung auswählen. Wählen Sie aus dem Dropdown-Menü der überarbeiteten Schaltfläche die zu ändernde Grenzposition aus, indem Sie mit der linken Maustaste auf den Start- und Endpunkt der falschen Begrenzung klicken. Infolgedessen wird die durch Trennzeichen getrennte Grenze entfernt.

Um eine neue Begrenzung hinzuzufügen, klicken Sie mit der linken Maustaste vom Startpunkt zum Endpunkt, klicken Sie weiter, um der gewünschten Kontur zu folgen. Um die neue Begrenzung zu bestätigen, drücken Sie die Eingabetaste. Andernfalls drücken Sie die Esc-Taste, um diesen Vorgang abzubrechen.

Objekte, die gedreht werden müssen, müssen nach der Begrenzung angepasst werden, aber vor den restlichen manuellen Anpassungen klicken Sie auf die entsprechende Frucht im linken Fenster. Klicken Sie auf den Pfeil neben der überarbeiteten Schaltfläche und wählen Sie Drehen aus der Dropdown-Liste aus, und der Zugriff wird im oberen rechten Fenster angezeigt. Ziehen Sie das grüne Quadrat am Ende der Achse und die Frucht dreht sich entsprechend.

Drücken Sie die Eingabetaste, um diese Einstellung abzuschließen. Weitere manuelle Einstellungen sind möglich. Die Anweisungen finden Sie im beigefügten schriftlichen Protokoll.

Wählen Sie für einige Attribute wie Winkel und Blockfestigkeit die Einstellungen aus, mit denen die Messung durchgeführt werden soll. Die Winkel können an verschiedenen Positionen von den Enden der Frucht aus berechnet werden. Diese Einstellungen können im Einstellungsmenü ausgewählt werden.

Die Blockfestigkeit wird berechnet als das Verhältnis der Breite bei einem vom Benutzer gewählten Verhältnis der Höhe, die dem distalen oder proximalen Ende der Frucht am nächsten liegt, zur mittleren Breite. Für den Farbtest muss der Scanner kalibriert werden. Öffnen Sie zunächst das gescannte Farbprüfbild und analysieren Sie es auf die gleiche Weise, wie es für die Frucht demonstriert wurde.

Um die Werte für L-Stern, A-Stern und B-Stern zu erfassen, stellen Sie sicher, dass TA jedes Feld als ein zu analysierendes Objekt erkennt, das durch die gelbe Begrenzung markiert ist. Wenn Sie einen Standard-Farbprüfer verwenden, kann die Software die dunkleren Schwaden möglicherweise nicht erkennen. Diese Farben werden nicht in die Kalibrierung einbezogen.

Schwaderkennung kann verbessert werden, indem die Helligkeit unter dem DPI-Wert des Scanners über das Einstellungsmenü geändert wird. Wählen Sie dann im Einstellungsmenü die Option Farbtest für die Kalibrierung aus. Wenn das Dialogfeld angezeigt wird, sollten die Standardeinstellungen verwendet werden.

Stellen Sie sicher, dass die Korrekturwerte in den linken Feldern auf eins für die Steigung und in den rechten Feldern auf null für den y-Schnittpunkt festgelegt sind. Der minimale Blauwert sollte auf Null gesetzt werden, und die Parameter eins und zwei können ignoriert werden. Klicken Sie nun auf die Schaltfläche "Analysieren" im Dialogfeld für den Farbtest.

Es erscheint ein neues Fenster zum Speichern der Ausgabe in einem Excel-Dokument. Geben Sie den Namen und das Verzeichnis für die Datendatei an. Die Ausgabedatendatei enthält die RGB-Werte, die Stern-ASTAR B-Werte und die Berechnungen für HU und Chroma.

Plotten Sie für jedes Farbfeld die L-Stern-, ASTAR-B-Werte für jedes Farbfeld gegen die Farbgeberwerte für L-Stern, A-Stern und B-Stern, die beim Hersteller des Farbprüfers oder im beigefügten schriftlichen Protokoll erhältlich sind. Bestimmen Sie die Regressionsgleichung, und notieren Sie die Steigung und den y-Schnittpunkt für jeden Parameter. Geben Sie im Dialogfeld für den Farbtest den Kehrwert der Steigung und den Kehrwert des Vorzeichens des y-Achsenabschnitts ein.

Für L-Stern, A-Stern und B-Stern werden diese Werte als Korrekturwerte verwendet. Für die Einstellungen des Farbtests. Legen Sie in diesem Dialogfeld den minimalen blauen Wert für Tomatenfrüchte auf 30 fest.

Wenn die Früchte kleiner als drei Zentimeter sind, stellen Sie den minimalen Blauwert auf 20 ein. Dieser Wert muss möglicherweise angepasst werden, wenn TA Schwierigkeiten hat, die richtigen Grenzen zu finden, oder wenn andere Objekte als Tomatenfrüchte analysiert werden. Der Farbtest ermöglicht es dem Benutzer auch, zwei Parameter zu definieren, die den Prozentsatz der Pixel angeben, die in bestimmte Bereiche fallen.

Einige wenige Werte für die Analyse von Tomaten setzen die unteren und oberen Werte für Parameter eins auf 70 bzw. 100, was unerwünschtem Gelb und Grün entspricht. Gelbe Fleischfarbe. Legen Sie den unteren und oberen Wert für Parameter zwei auf null bzw. 50 fest.

Diese entsprechen der gewünschten roten Farbe. Speichern Sie die Einstellungen für diese Werte. Diese Werte werden dann auf alle Bilder angewendet, die bis zum Schließen des Programms analysiert werden.

Wählen Sie für gescannte Bilder die Option C um zwei Grad beleuchten und nicht die Option D 65 10 Grad beleuchten, die nur für Bilder angewendet wird, die nach der Kalibrierung bei natürlichem Licht aufgenommen wurden. Analysieren Sie die Fruchtbilder auf Farbe nach manuellen Anpassungen eines Bildes und der Bildanalyse durch TA, die im begleitenden schriftlichen Protokoll detailliert beschrieben sind. Klicken Sie auf die Schaltfläche Obst speichern.

Alle aktuellen Informationen, einschließlich manueller Anpassungen und abgewählter Objekte, werden in einer neuen Datei mit dem gleichen Namen wie das Originalbild gespeichert. Mit der TMT-Erweiterung, um ohne Anpassungen zur ursprünglichen Bilddatei zurückzukehren, löschen Sie einfach die zugehörige TMT-Datei. Alternativ können Sie das Originalbild analysieren und erneut analysieren.

Beachten Sie jedoch, dass jede TMT-Datei mit demselben Namen wie das gescannte Bild mit dem Originalbild verknüpft bleibt, es sei denn, sie wird überschrieben, um die Änderungen zu speichern. Daten exportieren Wenn Sie auf die Schaltfläche Exportieren klicken, werden die Daten in eine Excel-Datei exportiert. Es werden die Attributwerte für jede Frucht, der Durchschnitt und die Standardabweichung angezeigt.

Die Batch-Analyse-Funktion ermöglicht den Export von Attributwerten aus zwei oder mehr Bildern. Starten Sie die Batch-Analyse, indem Sie auf die Schaltfläche Bild öffnen klicken. Wählen Sie die Bilddateien aus, die im Stapel analysiert werden sollen.

Mehrere Dateien werden mit der Umschalttaste oder der Strg-Taste ausgewählt, während weitere Dateien ausgewählt werden. Nachdem die Dateien ausgewählt wurden, klicken Sie auf die Öffnen-Taste, um dann nur die Art der Batch-Analyseausgabe auszuwählen. Durchschnitt und Standardabweichung oder Einzelmessungen pro Bild.

Wählen Sie einen Namen für die Excel-Datei, die erstellt werden soll, und klicken Sie auf den Speicherschlüssel. Die Software öffnet die Dateien automatisch und beginnt mit der Batch-Analyse. Wenn die Bilddateien zuvor von ta analysiert und gespeichert wurden, werden die gespeicherten TMT-Dateien für die Batch-Analyse geöffnet.

Wenn die Dateien nicht zuvor analysiert wurden, führt die Software die Analyse der Bilder ohne manuelle Anpassungen und DES-Auswahlen durch, TA kann eine Stapelanalyse von mindestens 100 Bildern bei 600 DPI durchführen. Die Batch-Analyse kann auch für den Farbtest verwendet werden, je nach Hardware des Computers können bis zu 100 Fruchtbilder im Batch analysiert werden. Öffnen Sie die Option Farbtest im Einstellungsmenü.

Überprüfen Sie die Batch-Analyse und klicken Sie auf Analysieren. Es erscheint ein neues Fenster, in dem Sie die zu analysierenden Bilder auswählen können. Geben Sie im nächsten Fenster den Namen und das Verzeichnis für die Datendatei an.

Klicken Sie auf Speichern und die Chargenanalyse des Farbtests beginnt. Hier sind die Form- und Farbergebnisse für zwei Bilder, die die Variation der Tomate darstellen. Die Ausgabedateien beider Bilder befinden sich auf der rechten Seite und zeigen die Werte verschiedener Form- und Farbattribute für jede Frucht an.

Die Ergebnisse der Chargenanalyse werden in dieser Ausgabedatei angezeigt, in der die durchschnittlichen Attributformwerte und die Standardabweichung für 10 Tomatensorten angezeigt werden. Die Farbanalyseausgabe der Batch-Analyse enthält durchschnittliche Farbwerte für jede Frucht sowie andere Parameter. Wir haben Ihnen gerade gezeigt, wie Sie Bilder von Tomatenfrüchten sammeln und sie mit den am häufigsten verwendeten Funktionen von Tomato Analyzer analysieren können.

Obwohl diese Software für die Analyse von Tomatenfrüchten entwickelt wurde, kann sie auch zur Analyse anderer Pflanzenorgane verwendet werden, einschließlich Blätter und Samen sowie Tomaten und andere Pflanzenarten. Das war's also. Vielen Dank fürs Waschen und viel Glück bei Ihrem Experiment.