Analyseur de tomate: Un logiciel d'application utile de recueillir des données précises et détaillées morphologiques et colorimétrique des objets en deux dimensions

Pour utiliser l'analyseur de tomates, des fruits de tomate sont préparés et coupés afin de collecter des images numérisées. Le fruit est placé sur le scanner avec les faces coupées vers le bas, puis numérisé pour obtenir une image au format JPEG.

Ensuite, les images sont visualisées et analysées à l'aide du logiciel tomato analyzer. Toutes les mesures de forme des fruits sont calculées à partir des contours des fruits reconnus par le logiciel, tandis que le module de test de couleur est conçu pour quantifier les paramètres de couleur à l'intérieur de ces contours. Enfin, les données sont exportées vers un fichier Excel en mode par lot, avec plus de 100 images à la fois, ou sous forme d'images individuelles.

Bonjour, je suis Estevan Dena et je fais partie du corps professoral du Département d'horticulture et de science des cultures à l'Université d'État de l'Ohio. Je suis Matthew Robbins du laboratoire Francis au Département d'horticulture et de science des cultures de l'Université d'État de l'Ohio. Je suis Gu Rodriguez du laboratoire Francis. Aujourd'hui, nous allons vous montrer une procédure permettant de collecter et d'analyser les données de forme, de taille et de couleur des fruits de tomate à l'aide de Tomato Analyzer.

Nous utilisons cette procédure pour étudier la morphologie et la couleur du fruit de tomate. Commençons donc. L'analyseur de tomate, abrégé en TA, est un programme informatique qui mesure 37 attributs liés à la forme bidimensionnelle et qui peut également capturer les données de couleur en RVB ainsi que dans l'espace colorimétrique universel L étoile, A étoile, B étoile de manière semi-automatique et reproductible. Ici, le TA est utilisé avec des images numérisées de fruits de tomate.

Pour commencer cette procédure, assurez-vous que le fruit est propre et sec. Si le fruit est charnu, vérifiez qu’il n’est pas trop mûr, car l’attendrissement pourrait provoquer une déformation de sa forme lors de la coupe. Afin de mesurer le degré de platitude ou d’allongement d’un fruit, ainsi que pour tous les attributs à l’exception de ceux relevant de la catégorie « section latitudinale », utilisez un couteau dentelé ou une lame de rasoir neuve pour couper le fruit longitudinalement par le centre afin de mesurer l’épaisseur du péricarpe ; pour tous les attributs relevant de la catégorie « section latitudinale », ainsi que pour certains relevant des mesures de base et de la morphologie, coupez le fruit transversalement.

L'analyse de la couleur peut être appliquée à des fruits coupés longitudinalement ou transversalement, ainsi qu'à d'autres sections conçues pour mettre en évidence des caractéristiques spécifiques. Enfin, séchez la partie interne du fruit en tamponnant avec un mouchoir en papier ou une serviette en papier. Si le fruit est très juteux, le fruit coupé est maintenant prêt à être photographié.

Pour une analyse à haut débit, il est essentiel de numériser les fruits provenant d'une seule plante ou d'un seul génotype à la fois, et de numériser des fruits coupés soit longitudinalement, soit transversalement, mais pas un mélange des deux sur une même numérisation. Commencez par placer les fruits coupés sur le scanner avec la face coupée vers le bas, soigneusement et précisément. Disposez les fruits sur le scanner proches les uns des autres, mais sans qu'ils se touchent.

Moins les objets sont bien alignés et présentent de grands espaces vides entre eux, plus d'ajustements manuels avec un logiciel d'imagerie tel qu'Adobe Photoshop seront nécessaires. Avant d'analyser le fruit dans ta, placez une règle au-dessus du fruit afin de vérifier que la résolution de numérisation correcte a été sélectionnée, ce qui est important pour la mesure précise des caractéristiques du fruit. Placez une étiquette sous le fruit pour vous assurer que le fichier est nommé correctement.

Étant donné que le logiciel TA utilise la résolution de l'image pour mesurer précisément les dimensions, le choix adéquat de la résolution de numérisation est important en règle générale pour les objets compris entre un et huit centimètres. Numérisez à 300 DPI pour les objets de plus de huit centimètres. Numérisez à 100 DPI et, pour les objets très petits tels que les graines, numérisez à 750 DPI ou plus.

Pour une analyse par lots lorsque la taille des fruits ne varie pas fortement entre différentes plantes, sélectionnez une seule résolution du scanner pour toutes les images à acquérir dans le cadre de la même expérience. Réglez également la taille des images de sortie sur le nombre maximal de couleurs disponible dans le logiciel du scanner. Créez un fond sombre pour les objets en plaçant une boîte en carton au-dessus ou par-dessus l'écran du scanner.

Un fond noir ou très sombre empêche les ombres qui interfèrent avec l'analyse. Un fond blanc provoquera un arrêt inattendu du TA, car celui-ci est optimisé pour l'utilisation d'un fond sombre. La réflexion de la lumière et le fond peuvent également être détectés par l'analyse logicielle.

Le fruit, après le balayage initial, a permis de rogner l'image avant de l'enregistrer afin d'éviter de grandes zones vides. Si l'image n'est pas rognée à ce stade, elle devra être rognée à l'aide d'un logiciel d'imagerie tel qu'Adobe Photoshop avant l'analyse avec ta. Enregistrez l'image scannée au format JPEG pour l'analyse de la couleur, qui consiste à traduire les valeurs RVB en paramètres L étoile, A étoile et B étoile, en étalonnant préalablement le scanner à l'aide d'un nuancier préparé au préalable.

Ici, un nuancier personnalisé est utilisé, représentant la gamme de couleurs présente dans les images d'intérêt. Un nuancier standard peut également être utilisé. Numérisez le nuancier pendant la numérisation des fruits.

Enregistrez la numérisation du color checker dans le même dossier que les images de fruits numérisées. L'étalonnage est nécessaire car les scanners peuvent différer dans la manière dont ils capturent et interprètent les couleurs. L'étalonnage des couleurs RVB permet la conversion vers un espace colorimétrique universel avant de procéder à l'analyse d'image.

La version 2.200 de Tomato Analyzer nécessite un système d'exploitation Windows version 2000 ou ultérieure et peut être téléchargée depuis notre site web. Un manuel utilisateur et un manuel de test de couleur sont également disponibles sur ce même site afin de s'assurer que les images originales sont enregistrées dans le même dossier que les images ajustées produites par l'application TA. Placez le dossier contenant les images originales sur le disque dur et non dans le dossier Mes documents ou sur un serveur distant.

Lancez le programme TA. Commencez par régler le DPI et les unités de mesure dans le menu des paramètres en sélectionnant le DPI du scanner. Le paramètre DPI doit être identique à celui des fichiers image afin que les mesures de taille soient précises.

Les unités utilisées dans la boîte de dialogue déterminent les unités de la sortie des données. Dans la même boîte de dialogue, ajustez la luminosité si nécessaire lorsque les objets sont relativement sombres. Ensuite, sélectionnez les attributs à mesurer depuis le menu des paramètres en choisissant la mesure enregistrée.

Les attributs sont regroupés en 10 catégories, allant des mesures de base aux morphométriques. On peut sélectionner ou désélectionner des attributs individuels ou un groupe entier de mesures en cliquant sur le groupe ou l'attribut. Tous les attributs d'un groupe de mesures peuvent être affichés en cliquant sur le signe plus.

Les attributs sélectionnés sont affichés par catégorie dans la fenêtre située en bas à droite de l'écran. Après avoir défini la résolution d'entrée et les unités de sortie, et sélectionné les attributs à analyser, cliquez sur le bouton ouvrir l'image et choisissez le fichier image. À partir de la boîte de dialogue contextuelle, l'image sélectionnée sera affichée dans la fenêtre de gauche.

Pour analyser l'image ouverte, cliquez sur le bouton analyser. Une fois terminé, le périmètre de chaque fruit est mis en évidence par une ligne jaune et les données s'affichent dans la fenêtre de données en bas à droite. Notez que les données relatives à la couleur ne sont pas affichées dans cette fenêtre.

Le logiciel désélectionne automatiquement les objets très grands ou très petits, comme une règle ou une étiquette. Les objets désélectionnés sont surlignés avec une ligne bleue. Utilisez la règle pour vous assurer que les unités et la résolution ont été sélectionnées correctement.

En comparant avec les mesures de hauteur et de largeur, des fruits supplémentaires peuvent être désélectionnés en cliquant avec le bouton droit de la souris uniquement sur leur image. Les éléments encadrés en jaune sont affichés dans la fenêtre de données, tandis que les éléments exportés encadrés en bleu ne sont pas inclus dans les analyses. Les objets individuels peuvent être affichés dans la fenêtre en haut à droite en cliquant dessus avec le bouton gauche de la souris.

Les données dans la fenêtre inférieure droite correspondent à un objet particulier de l'image et sont affichées dans le même ordre que les objets présents sur l'image. La première ligne affiche les valeurs de l'objet situé dans le coin supérieur gauche, tandis que la dernière ligne de données affiche les valeurs de l'objet situé dans le coin inférieur droit de l'image. En plus de cliquer sur un fruit pour mettre en surbrillance la ligne de données correspondante, on peut cliquer sur une ligne de données pour afficher le fruit correspondant dans la fenêtre supérieure de droite.

En cliquant sur l'onglet attribut dans la fenêtre inférieure droite, il est possible de visualiser la manière dont l'attribut est mesuré pour chaque fruit particulier. Par exemple, en cliquant sur l'angle de l'extrémité distale, les angles sur le fruit dans la fenêtre de gauche qui seront mesurés par le logiciel seront affichés. Cette fonction est très utile pour identifier les objets nécessitant un ajustement manuel.

Pour des mesures plus précises, un clic sur le bouton révisé affiche les ajustements manuels qui peuvent être effectués dans l'application. Voici quelques-uns des ajustements manuels les plus fréquemment utilisés. Cliquez d'abord avec le bouton gauche sur un objet dans l'image de la fenêtre de gauche s'il nécessite un ajustement manuel.

Si la limite nécessite un ajustement, ajustez d'abord cette fonctionnalité en sélectionnant la limite. Dans le menu déroulant du bouton modifié, sélectionnez l'emplacement de la limite à modifier en cliquant sur le point de départ et le point final de la limite incorrecte. En conséquence, la limite délimitée sera supprimée.

Pour ajouter une nouvelle limite, cliquez avec le bouton gauche en partant du point de départ vers le point d'arrivée, puis continuez à cliquer pour suivre le contour souhaité. Pour confirmer la nouvelle limite, appuyez sur la touche Entrée. Sinon, appuyez sur la touche Échap pour annuler cette opération.

Les objets nécessitant une rotation devront être ajustés après le délimitage, mais avant les autres réglages manuels : cliquez sur le fruit approprié dans la fenêtre de gauche. Cliquez sur la flèche à côté du bouton révisé et sélectionnez « rotate » dans la liste déroulante ; l'option d'accès s'affichera alors dans la fenêtre en haut à droite. Faites glisser le carré vert à l'extrémité de l'axe et le fruit tournera en conséquence.

Appuyez sur la touche Entrée pour terminer ce réglage. D'autres réglages manuels sont disponibles. Les instructions se trouvent dans le protocole écrit accompagnant.

Pour certains attributs tels que les angles et le degré de rectangulosité, sélectionnez les paramètres selon lesquels la mesure doit être effectuée. Les angles peuvent être calculés à différentes positions à partir des extrémités du fruit. Ces paramètres peuvent être choisis dans le menu des réglages.

Le degré de rectangulosité est calculé comme le rapport entre la largeur à une proportion de la hauteur choisie par l'utilisateur, la plus proche de l'extrémité distale ou proximale du fruit, et la largeur médiane. Pour le test de couleur, il est nécessaire d'étalonner le scanner. Ouvrez d'abord l'image numérisée du nuancier et analysez-la de la même manière que celle qui a été démontrée pour le fruit.

Pour recueillir les valeurs L étoile, A étoile, B étoile, assurez-vous que le logiciel TA reconnaît chaque nuance comme un objet à analyser, marqué par la limite jaune. Si vous utilisez un nuancier standard, le logiciel pourrait ne pas être en mesure de reconnaître les teintes plus foncées. Ces couleurs ne seront pas incluses dans l'étalonnage.

La reconnaissance des bandes peut être améliorée en modifiant la luminosité sous le DPI du scanner depuis le menu des paramètres. Ensuite, dans le menu des paramètres, sélectionnez le test de couleur pour l'étalonnage. Les paramètres par défaut doivent être utilisés lorsque la boîte de dialogue apparaît.

Vérifiez que les valeurs de correction sont réglées à un pour la pente dans les cases de gauche et à zéro pour l'ordonnée à l'origine dans les cases de droite. La valeur bleue minimale doit être réglée à zéro, et les paramètres un et deux peuvent être ignorés. Cliquez maintenant sur le bouton analyser dans la boîte de dialogue du test de couleur.

Une nouvelle fenêtre apparaît pour enregistrer le résultat dans un document Excel. Spécifiez le nom et le répertoire du fichier de données. Le fichier de données de sortie contiendra les valeurs RVB, les valeurs ASTER A et B, ainsi que les calculs pour la teinte (HU) et la chroma.

Pour chaque teinte, tracez les valeurs L*, a* et b* de chaque teinte par rapport aux valeurs du fabricant pour L*, a* et b*, disponibles auprès du fabricant du color checker ou dans le protocole écrit joint. Déterminez l'équation de régression et notez la pente et l'ordonnée à l'origine pour chaque paramètre. Dans la boîte de dialogue du test de couleur, saisissez l'inverse de la pente et l'opposé du signe de la valeur de l'ordonnée à l'origine.

Pour L étoile, A étoile et B étoile, ces valeurs seront utilisées comme valeurs de correction. Pour les paramètres du test de couleur. Dans cette boîte de dialogue, réglez la valeur bleue minimale à 30 pour le fruit de la tomate.

Si les fruits ont une taille inférieure à trois centimètres, réglez la valeur bleue minimale à 20. Cette valeur peut nécessiter un ajustement si TA éprouve des difficultés à détecter les limites correctes ou si l'analyse porte sur des objets autres que des fruits de tomate. Le test de couleur permet également à l'utilisateur de définir deux paramètres indiquant le pourcentage de pixels qui se situent dans des plages spécifiées.

Quelques valeurs pour l'analyse de la tomate fixent les valeurs inférieure et supérieure du paramètre un à 70 et 100 respectivement, ce qui correspond au jaune et au vert indésirables. Couleur de pulpe jaune. Réglez les valeurs inférieure et supérieure du paramètre deux à zéro et 50 respectivement.

Elles correspondent à la couleur rouge souhaitée. Enregistrez les paramètres pour ces valeurs. Ces valeurs sont ensuite appliquées à toutes les images analysées jusqu'à la fermeture du programme.

Pour les images numérisées, sélectionnez l'option Illuminate C deux degrés et non l'option Illuminate D 65 dix degrés, qui n'est utilisée que pour les images acquises en lumière naturelle après étalonnage. Analysez les images de fruits pour la couleur après les ajustements manuels d'une image et l'analyse d'image par TA décrits dans le protocole écrit accompagnant. Cliquez sur le bouton enregistrer le fruit.

Toutes les informations actuelles, y compris les ajustements manuels et les objets désélectionnés, sont enregistrées dans un nouveau fichier portant le même nom que celui de l'image d'origine, mais avec l'extension TMT. Pour revenir au fichier image d'origine sans aucun des ajustements, il suffit de supprimer le fichier TMT associé. Sinon, sélectionnez analyser et réanalysez l'image d'origine.

Cependant, notez que tout fichier TMT portant le même nom que l'image scannée reste associé à l'image d'origine, sauf si l'on écrase ce fichier pour enregistrer les modifications. Exportez les données en sélectionnant le bouton d'exportation ; les données sont exportées vers un fichier Excel. Les valeurs d'attribut pour chaque fruit, ainsi que la moyenne et l'écart type, sont affichées.

La fonction d'analyse par lot permet d'exporter les valeurs d'attributs à partir de deux images ou plus. Lancez l'analyse par lot en cliquant sur le bouton d'ouverture d'image. Sélectionnez les fichiers d'image à analyser par lot.

Sélectionnez plusieurs fichiers à l’aide de la touche Maj ou Ctrl tout en choisissant des fichiers supplémentaires. Une fois les fichiers sélectionnés, cliquez sur la touche « ouvrir », puis sélectionnez le type de sortie d’analyse par lot souhaité : moyenne uniquement, moyenne et écart type, ou mesures individuelles par image.

Choisissez un nom pour le fichier Excel qui sera créé et cliquez sur la touche enregistrer. Le logiciel ouvre automatiquement les fichiers et commence l'analyse en lot. Si les fichiers d'image ont été précédemment analysés et enregistrés par ta, les fichiers TMT enregistrés seront ouverts pour l'analyse en lot.

Si les fichiers n'ont pas été analysés auparavant, le logiciel effectue l'analyse des images sans ajustements manuels ni sélections de DES ; TA peut réaliser une analyse en lot d'au moins 100 images à 600 DPI. L'analyse en lot peut également être utilisée pour le test de couleur : jusqu'à 100 images de fruits peuvent être analysées en lot, selon le matériel informatique. Ouvrez l'option de test de couleur dans le menu des paramètres.

Vérifiez l'analyse par lot et cliquez sur analyser. Une nouvelle fenêtre apparaît pour sélectionner les images à analyser. Dans la fenêtre suivante, indiquez le nom et le répertoire du fichier de données.

Cliquez sur enregistrer et l'analyse par lots du test de couleur commence. Voici les résultats de forme et de couleur pour deux images représentant une variation chez la tomate. Les fichiers de sortie des deux images se trouvent à droite, affichant les valeurs de plusieurs attributs de forme et de couleur pour chaque fruit.

Les résultats de l'analyse par lots sont affichés dans ce fichier de sortie, montrant les valeurs moyennes des formes d'attributs et l'écart type pour 10 variétés de tomates. La sortie d'analyse de couleur de l'analyse par lots contient les valeurs moyennes de couleur pour chaque fruit, ainsi que d'autres paramètres. Nous venons de vous montrer comment collecter des images de fruits de tomate et les analyser à l'aide des fonctionnalités les plus couramment utilisées disponibles dans Tomato Analyzer.

Bien que ce logiciel ait été développé pour analyser les fruits de tomate, il peut également être utilisé pour analyser d'autres organes végétaux, notamment les feuilles et les graines de tomate ainsi que d'autres espèces végétales. Voilà, c'est tout. Merci d'avoir regardé et bonne chance avec votre expérience.