Analizador de tomate: una aplicación de software útiles para recopilar los datos morfológicos y colorimétrico precisa y detallada de objetos en dos dimensiones

Para utilizar el analizador de tomates, se preparan los frutos de tomate y se cortan para obtener imágenes digitalizadas. El fruto se coloca en el escáner con los lados cortados hacia abajo y se escanea para obtener una imagen JPEG.

A continuación, las imágenes se visualizan y analizan en el software analizador de tomates. Todas las mediciones de la forma del fruto se calculan en función de los límites del fruto reconocidos por el software, mientras que el módulo de prueba de color está diseñado para cuantificar los parámetros de color dentro de estos límites. Finalmente, los datos se exportan a un archivo de Excel en modo por lotes con más de 100 imágenes a la vez o como imágenes individuales.

Hola, soy Estevan Dena y soy profesor en el Departamento de Horticultura y Ciencia de Cultivos de la Universidad Estatal de Ohio. Soy Matthew Robbins del Laboratorio Francis en el Departamento de Horticultura y Ciencia de Cultivos de la Universidad Estatal de Ohio. Soy Gu Rodriguez del Laboratorio Francis. Hoy les mostraremos un procedimiento para recolectar y analizar los datos de forma, tamaño y color de frutos de tomate utilizando el analizador de tomate.

Utilizamos este procedimiento para estudiar la morfología y el color del fruto del tomate, así que comencemos. El analizador de tomate, abreviado como TA, es un programa informático que mide 37 atributos relacionados con la forma bidimensional y que también puede capturar datos de color en RGB y en el espacio de color universal L estrella, A estrella B estrella de la tabla CIE en forma semiautomática y reproducible. Aquí, el TA se utiliza con imágenes escaneadas de frutos de tomate.

Para comenzar este procedimiento, asegúrese de que la fruta esté limpia y seca. Si la fruta es carnosa, verifique que no esté demasiado madura, ya que el ablandamiento puede provocar deformación de la forma al cortarla. Para medir qué tan plana o alargada es una fruta y para todos los atributos excepto aquellos dentro de la categoría de sección latitudinal, use un cuchillo dentado o una cuchilla de afeitar nueva para cortar la fruta longitudinalmente por el centro, a fin de medir el grosor del pericarpio; para todos los atributos dentro de la categoría de sección latitudinal, así como algunos bajo mediciones básicas y morfocorte, corte la fruta transversalmente.

El análisis de color se puede aplicar a frutos cortados longitudinal o transversalmente, así como a otros cortes diseñados para resaltar características específicas. Finalmente, seque la parte interna del fruto presionando con papel absorbente o toallas de papel. Si el fruto es muy jugoso, el fruto cortado ya está listo para la recopilación de imágenes.

Para el análisis de alto rendimiento, es esencial escanear frutos de una sola planta o genotipo a la vez y escanear frutos que estén cortados longitudinal o transversalmente, pero no una mezcla de ambos en el mismo escaneo. Comience colocando el fruto cortado sobre el escáner con la cara cortada hacia abajo, cuidadosa y precisamente. Coloque los frutos sobre el escáner lo más juntos posible sin que se toquen.

Cuanto mejor estén alineados los objetos con espacios vacíos grandes mínimos entre ellos, menos ajuste manual con software de imágenes como Adobe Photoshop será necesario. Antes de analizar la fruta en ta, coloque una regla encima de la fruta para verificar que se ha seleccionado la resolución de escaneo correcta, lo cual es importante para la medición precisa de los atributos de la fruta. Coloque una etiqueta debajo de la fruta para verificar que el archivo tenga el nombre correcto.

Dado que el software de AT utiliza la resolución de la imagen para medir con precisión el tamaño, la selección adecuada de la resolución de escaneo es importante como regla para objetos entre uno y ocho centímetros. Escanee a 300 DPI para objetos mayores de ocho centímetros. Escanee a 100 DPI y, para objetos muy pequeños como semillas, escanee a 750 DPI o más.

Para el análisis por lotes en el que el tamaño de la fruta no varía mucho entre diferentes plantas, seleccione una configuración de resolución del escáner para todas las imágenes que se recopilarán en el mismo experimento. Además, configure el tamaño de la imagen de salida al número más alto de colores disponible en el software del escáner. Cree un fondo oscuro para los objetos colocando una caja de cartón encima o sobre la pantalla del escáner.

Un fondo negro o muy oscuro evita sombras que interfieran con el análisis. Un fondo blanco hará que el TA se bloquee, ya que está optimizado para el uso de un fondo oscuro. La reflexión de la luz y el fondo también pueden ser reconocidos por el escaneo del software.

La fruta, tras el escaneo inicial, recortó la imagen antes de guardarla para evitar grandes espacios vacíos. Si la imagen no se recorta en esta etapa, debe recortarse utilizando un software de imágenes como Adobe Photoshop antes del análisis con ta. Guarde la imagen escaneada como un archivo JPEG para el análisis de color, que implica la conversión de los valores RGB a los parámetros L estrella, A estrella y B estrella; calibre el escáner utilizando un control de color previamente preparado.

Aquí se utiliza un controlador de color personalizado que representa el rango de colores en las imágenes de interés. También se puede utilizar un controlador de color estándar. Escanee el controlador de color durante el escaneo de las frutas.

Guarde el escaneo del controlador de color en la misma carpeta que las imágenes de las frutas escaneadas. La calibración es necesaria porque los escáneres pueden diferir en la forma en que capturan e interpretan los colores. La calibración del color RGB permite convertir los datos a un espacio de color universal antes de proceder al análisis de la imagen.

La versión 2.200 del analizador de tomates requiere un sistema operativo Windows versión 2000 o superior y se puede descargar desde nuestro sitio web. También están disponibles en el mismo sitio web un manual de usuario y un manual de prueba de color para asegurarse de que las imágenes originales se guarden en la misma carpeta que las imágenes ajustadas generadas por la aplicación TA. Coloque la carpeta con las imágenes originales en el disco duro y no en la carpeta Mis documentos ni en un servidor remoto.

Inicie el programa TA. Primero, establezca los PPP y las unidades de medición en el menú de configuración seleccionando los PPP del escáner. La configuración de PPP debe coincidir con la de los archivos de imagen para que las mediciones de tamaño sean precisas.

Las unidades utilizadas en el cuadro de diálogo determinan las unidades para la salida de datos. En el mismo cuadro de diálogo, ajuste el brillo si es necesario cuando los objetos son relativamente oscuros. A continuación, seleccione los atributos que se medirán desde el menú de configuración seleccionando la medición guardada.

Los atributos se agrupan en 10 categorías, desde mediciones básicas hasta morfométricas. Se puede seleccionar o deseleccionar atributos individuales o un grupo completo de mediciones haciendo clic en el grupo o atributo. Todos los atributos de un grupo de mediciones pueden mostrarse haciendo clic en el signo más.

Los atributos seleccionados se muestran por categoría en la ventana situada en la esquina inferior derecha de la pantalla. Después de establecer la resolución de entrada, las unidades de salida y seleccionar los atributos que se analizarán, haga clic en el botón de imagen abierta y seleccione el archivo de imagen. A partir del cuadro de diálogo emergente, la imagen seleccionada se mostrará en la ventana izquierda.

Para analizar la imagen abierta, haga clic en el botón de análisis. Cuando finalice, el perímetro de cada fruto se resalta con la línea amarilla y los datos se muestran en la ventana de datos situada en la parte inferior derecha. Tenga en cuenta que los datos sobre el color no se muestran en esta ventana.

El software deselecciona automáticamente objetos muy grandes o pequeños, como una regla o una etiqueta. Los objetos deseleccionados se resaltan con una línea azul. Utilice la regla para asegurarse de que las unidades y la resolución se hayan seleccionado correctamente.

Al comparar con las mediciones de altura y anchura, se pueden deseleccionar frutas adicionales haciendo clic derecho solo en su imagen. Los elementos resaltados en amarillo se muestran en la ventana de datos y los elementos exportados resaltados en azul no se incluyen en los análisis. Los objetos individuales se pueden visualizar en la ventana superior derecha haciendo clic izquierdo sobre ellos con el ratón.

Los datos en la ventana de datos inferior derecha corresponden a un objeto particular en la imagen y se muestran en el mismo orden que los objetos en la imagen. La primera fila muestra los valores para el objeto en la esquina superior izquierda y la última fila de datos muestra los valores para el objeto en la esquina inferior derecha de la imagen. Además de hacer clic en una fruta para resaltar la fila de datos correspondiente, se puede hacer clic en una fila para mostrar la fruta correspondiente en la ventana superior derecha.

Al hacer clic en la pestaña de atributos en la ventana inferior derecha, es posible ver cómo se mide el atributo para cada fruto en particular. Por ejemplo, al hacer clic en ángulo del extremo distal, se mostrarán en la ventana izquierda los ángulos del fruto que serán medidos por el software. Esta función es muy útil al identificar objetos que requieren ajuste manual.

Para mediciones más precisas, hacer clic en el botón revisado muestra los ajustes manuales que se pueden realizar en la aplicación. A continuación se indican algunos de los ajustes manuales utilizados con mayor frecuencia. Primero, haga clic con el botón izquierdo en un objeto de la imagen de la ventana izquierda si necesita un ajuste manual.

Si es necesario ajustar el límite, primero seleccione esta característica: límite. En el menú desplegable del botón revisado, seleccione la ubicación del límite que se modificará haciendo clic izquierdo en el punto inicial y el punto final del límite incorrecto. Como resultado, el límite delimitado será eliminado.

Para agregar un nuevo límite, haga clic con el botón izquierdo desde el punto inicial hacia el punto final; continúe haciendo clic para seguir el contorno deseado. Para confirmar el nuevo límite, presione la tecla Intro. De lo contrario, presione la tecla Esc para cancelar esta operación.

Los objetos que requieran rotación deberán ajustarse después del límite, pero antes de los ajustes manuales restantes; haga clic en la fruta correspondiente en la ventana izquierda. Haga clic en la flecha junto al botón revisado y seleccione rotar en la lista desplegable, y el acceso se mostrará en la ventana superior derecha. Arrastre el cuadrado verde al final del eje y la fruta rotará en consecuencia.

Pulse la tecla Intro para finalizar este ajuste. Hay disponibles otros ajustes manuales. Las instrucciones se encuentran en el protocolo escrito adjunto.

Para ciertos atributos como ángulos y grado de cuadratura, seleccione la configuración en la que se debe realizar la medición. Los ángulos pueden calcularse en varias posiciones desde los extremos del fruto. Esta configuración puede elegirse en el menú de ajustes.

La cuadrosidad se calcula como la relación entre el ancho en una proporción del alto seleccionada por el usuario, más cercana al extremo distal o proximal del fruto, y el ancho medio. Para la prueba de color, es necesario calibrar el escáner. Primero, abra la imagen escaneada del control de color y analícela de la misma manera que se mostró para el fruto.

Para recopilar los valores L estrella, A estrella y B estrella, asegúrese de que el TA reconozca cada parche como un objeto para analizar, marcado por el límite amarillo. Si se utiliza un controlador de color estándar, es posible que el software no pueda reconocer los tonos más oscuros. Estos colores no se incluirán en la calibración.

El reconocimiento de barridos puede mejorarse ajustando el brillo bajo el DPI del escáner desde el menú de configuración. Luego, en el menú de configuración, seleccione la prueba de color para la calibración. Deben utilizarse los ajustes predeterminados cuando aparezca el cuadro de diálogo.

Asegúrese de que los valores de corrección estén ajustados a uno para la pendiente en los cuadros izquierdos y a cero para la intersección en y en los cuadros derechos. El valor azul mínimo debe establecerse en cero, y los parámetros uno y dos pueden ignorarse. Ahora haga clic en el botón analizar dentro del cuadro de diálogo de prueba de color.

Aparece una nueva ventana para guardar la salida en un documento de Excel. Especifique el nombre y el directorio para el archivo de datos. El archivo de datos de salida contendrá los valores RGB, los valores ASTAR B y los cálculos para HU y croma.

Para cada parche de color, grafique los valores L*, a* y b* de cada parche de color frente a los valores del fabricante para L*, a* y b*, que están disponibles en el fabricante del control de color o en el protocolo escrito adjunto. Determine la ecuación de regresión y registre la pendiente y la intersección en y para cada parámetro. En el cuadro de diálogo de prueba de color, ingrese la inversa de la pendiente y el signo opuesto del valor de la intersección en y.

Para L estrella, A estrella y B estrella, estos valores se utilizarán como valores de corrección. Para la configuración de la prueba de color. En este cuadro de diálogo, establezca el valor mínimo de azul en 30 para el fruto del tomate.

Si los frutos son más pequeños que tres centímetros, establezca el valor mínimo de azul en 20. Este valor podría necesitar ajustes si TA tiene dificultades para encontrar los límites correctos o si se analizan objetos distintos del fruto de tomate. La prueba de color también permite al usuario definir dos parámetros que indican el porcentaje de píxeles que caen dentro de rangos especificados.

Algunos valores para el análisis del tomate establecen los valores inferior y superior del parámetro uno en 70 y 100 respectivamente, lo que corresponde a amarillo y verde indeseables. Color de pulpa amarillo. Establezca los valores inferior y superior del parámetro dos en cero y 50 respectivamente.

Estos corresponden al color rojo deseado. Guarde la configuración para estos valores. Estos valores se aplican luego a todas las imágenes que se analicen hasta que se cierre el programa.

Para imágenes escaneadas, seleccione la opción Illuminate C de dos grados y no la opción Illuminate D65 de diez grados, que solo se aplica para imágenes adquiridas en luz natural después de la calibración. Analice las imágenes de la fruta para evaluar el color tras realizar ajustes manuales de la imagen y el análisis de imagen mediante TA, detallados en el protocolo escrito adjunto. Haga clic en el botón guardar fruta.

Toda la información actual, incluidos los ajustes manuales y los objetos deseleccionados, se guarda en un nuevo archivo con el mismo nombre que el de la imagen original. Pero con la extensión TMT; para volver al archivo de imagen original sin ninguno de los ajustes, simplemente elimine el archivo TMT asociado. Alternativamente, seleccione analizar y vuelva a analizar la imagen original.

Sin embargo, tenga en cuenta que cualquier archivo TMT con el mismo nombre que la imagen escaneada permanece asociado con la imagen original, a menos que se sobrescriba para guardar los cambios. Exporte los datos seleccionando el botón de exportación; los datos se exportan a un archivo de Excel. Se muestran los valores de los atributos para cada fruta, así como el promedio y la desviación estándar.

La función de análisis por lotes permite exportar valores de atributos de dos o más imágenes. Inicie el análisis por lotes haciendo clic en el botón de imagen abierta. Seleccione los archivos de imagen que se analizarán por lotes.

Se seleccionan varios archivos utilizando la tecla Mayús o Control mientras se seleccionan archivos adicionales. Después de seleccionar los archivos, haga clic en la tecla Abrir; luego se puede seleccionar el tipo de salida del análisis por lotes: promedio únicamente, promedio y desviación estándar, o mediciones individuales por imagen.

Elige un nombre para el archivo de Excel que se creará y haz clic en la tecla guardar. El software abre automáticamente los archivos e inicia el análisis por lotes. Si los archivos de imagen ya han sido analizados y guardados previamente mediante ta, se abrirán los archivos TMT guardados para el análisis por lotes.

Si los archivos no se han analizado previamente, el software realiza el análisis de las imágenes sin ajustes manuales ni selecciones de DES; TA puede realizar un análisis por lotes de al menos 100 imágenes a 600 DPI. El análisis por lotes también puede utilizarse para la prueba de color, y hasta 100 imágenes de frutas pueden analizarse en lote, dependiendo del hardware del ordenador. Abra la opción de prueba de color en el menú de configuración.

Revise el análisis del lote y haga clic en analizar. Aparece una nueva ventana para seleccionar las imágenes que se analizarán. En la siguiente ventana, especifique el nombre y el directorio para el archivo de datos.

Haga clic en guardar y comenzará el análisis por lotes de la prueba de color. A continuación se muestran los resultados de forma y color para dos imágenes que representan la variación en tomate. Los archivos de salida de ambas imágenes están a la derecha, mostrando los valores de varios atributos de forma y color para cada fruto.

Los resultados del análisis por lotes se muestran en este archivo de salida, que presenta los valores promedio de las formas de los atributos y la desviación estándar para 10 variedades de tomate. La salida del análisis de color del análisis por lotes contiene los valores promedio de color para cada fruto, así como otros parámetros. Acabamos de mostrarle cómo recolectar imágenes de frutos de tomate y analizarlas utilizando las características más comúnmente usadas disponibles en el analizador de tomate.

Aunque este software fue desarrollado para analizar frutos de tomate, también puede utilizarse para analizar otros órganos vegetales, incluyendo hojas y semillas de tomate y de otras especies vegetales. Eso es todo. Gracias por su atención y mucha suerte con su experimento.