Analizator pomidorów: przydatna aplikacja do zbierania dokładnych i szczegółowych danych morfologicznych i kolorymetrycznych z obiektów dwuwymiarowych

Aby użyć analizatora pomidorów. Owoce pomidorów są przygotowywane i krojone w celu zebrania zdigitalizowanych obrazów. Owoc umieszcza się na skanerze ściętymi bokami do dołu i skanuje w celu uzyskania obrazu JPEG.

Następnie obrazy są przeglądane i analizowane w oprogramowaniu do analizatora pomidorów. Wszystkie pomiary kształtu owoców są obliczane na podstawie granic owoców rozpoznawanych przez oprogramowanie, podczas gdy moduł testu koloru ma na celu ilościowe określenie parametrów koloru wewnątrz granic. Na koniec dane są eksportowane do pliku Excel w trybie wsadowym z ponad 100 obrazami jednocześnie lub jako pojedyncze obrazy.

Cześć, nazywam się Estevan Dena i jestem wykładowcą na Wydziale Ogrodnictwa i Nauk o Uprawach na Uniwersytecie Stanowym Ohio. Nazywam się Matthew Robbins i pracuję w Francis Lab na Wydziale Ogrodnictwa i Nauk o Uprawach na Uniwersytecie Stanowym Ohio. Nazywam się Gu Rodriguez z Dzisiaj pokażemy Ci procedurę zbierania i analizowania danych o kształcie, rozmiarze i kolorze owoców pomidora za pomocą analizatora pomidorów.

Używamy tej procedury do badania morfologii i koloru owoców pomidora, więc zacznijmy. Analizator pomidorów, w skrócie TA to program, który mierzy 37 atrybutów związanych z dwuwymiarowym kształtem, a także może przechwytywać dane o kolorach w RGB i gwieździe L, gwieździe B uniwersalnej przestrzeni kolorów płyty w sposób półautomatyczny i powtarzalny. W tym przypadku TA jest używana z zeskanowanymi obrazami owoców pomidora.

Aby rozpocząć tę procedurę, upewnij się, że owoce są czyste i suche. Jeśli owoc jest mięsisty, upewnij się, że nie jest zbyt dojrzały, ponieważ zmiękczenie może spowodować deformację kształtu podczas krojenia owocu. W celu zmierzenia, jak płaski lub wydłużony jest owoc i dla wszystkich atrybutów, z wyjątkiem tych należących do kategorii przekroju równoleżnikowego, należy użyć ząbkowanego noża lub nowej żyletki, aby przeciąć owoc wzdłużnie przez środek, aby zmierzyć grubość okołoskórego karpia i dla wszystkich atrybutów w kategorii przekroju równoleżnikowego, a także niektóre pod podstawowym pomiarem i morfować owoce poprzecznie.

Analizę kolorystyczną można zastosować do owoców ciętych wzdłużnie lub poprzecznie, a także innych sekcji mających na celu podkreślenie określonych cech. Na koniec osusz wewnętrzną część owocu, osuszając go chusteczką lub ręcznikami papierowymi. Jeśli owoc jest bardzo soczysty, pokrojony owoc jest teraz gotowy do zebrania obrazu.

W celu przeprowadzenia analizy o wysokiej przepustowości konieczne jest skanowanie owoców tylko z jednej rośliny lub genotypu na raz oraz skanowanie owoców, które są cięte wzdłużnie lub poprzecznie, ale nie są mieszanką obu tych elementów na tym samym skanie. Zacznij od umieszczenia pokrojonego owocu na skanerze ściętą stroną do dołu. Umieść owoce na skanerze blisko siebie, ale nie dotykając się.

Im lepiej obiekty są wyrównane z minimalnymi dużymi pustymi przestrzeniami między nimi, tym mniej wymagana jest ręczna regulacja za pomocą oprogramowania do obrazowania, takiego jak Adobe Photoshop. Przed analizą owocu w ta umieść linijkę nad owocem, aby sprawdzić, czy wybrano prawidłową rozdzielczość skanowania, co jest ważne dla dokładnego pomiaru atrybutów owoców. Umieść etykietę pod owocem, aby sprawdzić, czy plik ma poprawną nazwę.

Ponieważ oprogramowanie TA wykorzystuje rozdzielczość obrazu do dokładnego pomiaru rozmiaru, właściwy wybór rozdzielczości skanowania jest z reguły ważny dla obiektów o długości od jednego do ośmiu centymetrów. Skanuj w rozdzielczości 300 DPI w poszukiwaniu obiektów większych niż osiem centymetrów. Skanuj w rozdzielczości 100 DPI, a w przypadku bardzo małych obiektów, takich jak nasiona, skanuj w rozdzielczości 750 DPI lub wyższej.

W przypadku analizy wsadowej, w której wielkość owoców nie jest bardzo zmienna między różnymi roślinami, wybierz jedno ustawienie rozdzielczości skanera dla wszystkich obrazów, które mają być zbierane w tym samym eksperymencie. Ustaw również rozmiar obrazu wyjściowego na największą liczbę kolorów dostępną w oprogramowaniu skanera. Utwórz ciemne tło dla obiektów, umieszczając kartonowe pudełko na ekranie skanera lub nad nim.

Czarne lub bardzo ciemne tło zapobiega powstawaniu cieni, które zakłócają analizę. Białe tło spowoduje awarię TA, ponieważ jest zoptymalizowane pod kątem użycia ciemnego tła. Odbicie światła i tło mogą być również rozpoznawane przez skanowanie oprogramowania.

Owoc po wstępnym skanowaniu przyciął obraz przed jego zapisaniem, aby uniknąć dużych pustych przestrzeni. Jeśli obraz nie zostanie przycięty na tym etapie, należy go przyciąć za pomocą oprogramowania do obrazowania, takiego jak Adobe Photoshop, przed analizą za pomocą ta. Zapisz zeskanowany obraz jako plik JPEG do analizy kolorystycznej, która polega na przeliczeniu wartości RGB na parametry gwiazdki L, gwiazdki A i gwiazdki B i kalibracji skanera za pomocą wcześniej przygotowanego wzornika kolorów.

W tym przypadku używany jest niestandardowy kontroler kolorów, który reprezentuje zakres kolorów na interesujących Cię obrazach. Można również użyć standardowego wzornika kolorów. Zeskanuj wzornik kolorów podczas skanowania owoców.

Zapisz skan wzornika kolorów w tym samym folderze, co skaner obrazów owoców. Kalibracja jest konieczna, ponieważ skanery mogą różnić się sposobem przechwytywania i interpretacji. Kalibracja kolorów RGB umożliwia konwersję do uniwersalnej przestrzeni kolorów i przejście do analizy obrazu.

Analizator pomidorów w wersji 2.200 wymaga systemu operacyjnego Windows w wersji 2000 lub nowszej i można go pobrać z naszej strony internetowej. Na tej samej stronie internetowej dostępna jest również instrukcja obsługi i instrukcja testu kolorów, aby upewnić się, że oryginalne obrazy są zapisane w tym samym folderze, co dostosowane obrazy utworzone przez aplikację TA. Umieść folder z oryginalnymi obrazami na dysku twardym, a nie w folderze Moje dokumenty lub na serwerze zdalnym.

Uruchom program TA. Najpierw ustaw DPI i jednostki miary w menu ustawień, wybierając DPI skanera. Ustawienie DPI musi być takie samo jak w przypadku plików obrazów, aby pomiary rozmiaru były dokładne.

Jednostki używane w oknie dialogowym określają, jakie jednostki mają być wyprowadzane w danym momencie. W tym samym oknie dialogowym dostosuj jasność, jeśli jest to wymagane, gdy obiekty są stosunkowo ciemne. Następnie wybierz atrybuty, które mają być mierzone z menu ustawień, wybierając pomiar zapisany.

Atrybuty są pogrupowane w 10 kategorii, od podstawowych pomiarów po metryki morfologiczne. Można zaznaczyć lub odznaczyć poszczególne atrybuty lub całą grupę pomiarów, klikając grupę lub atrybut. Wszystkie atrybuty grupy miar można wyświetlić, klikając znak plus.

Wybrane atrybuty są wyświetlane według kategorii w oknie w prawym dolnym rogu ekranu. Po ustawieniu rozdzielczości wejściowej i jednostek wyjściowych oraz wybraniu atrybutów do analizy, kliknij przycisk otwórz obraz i wybierz plik obrazu. W wyskakującym oknie dialogowym wybrany obraz zostanie wyświetlony w lewym oknie.

Aby przeanalizować otwarty obraz, kliknij przycisk analizy. Po zakończeniu obwód każdego owocu jest podświetlony żółtą linią, a dane są wyświetlane w prawym dolnym oknie danych. Należy pamiętać, że dane dotyczące koloru nie są wyświetlane w tym oknie.

Oprogramowanie automatycznie odznacza bardzo duże lub małe obiekty, takie jak linijka lub etykieta. Odznaczone obiekty są podświetlone niebieską linią. Użyj linijki, aby upewnić się, że jednostki i rozdzielczość zostały wybrane poprawnie.

Porównując z wymiarami wysokości i szerokości, dodatkowe owoce można odznaczyć, klikając prawym przyciskiem myszy tylko na ich obrazie. Elementy oznaczone kolorem żółtym są wyświetlane w oknie danych, a wyeksportowane elementy oznaczone kolorem niebieskim nie są uwzględniane w analizach. Poszczególne obiekty można wyświetlić w prawym górnym oknie, klikając na nie lewym przyciskiem myszy.

Dane w prawym dolnym oknie danych odpowiadają konkretnemu obiektowi na obrazie i są wyświetlane w tej samej kolejności, co obiekty na obrazie. W pierwszym wierszu wartości obiektu są wyświetlane w lewym górnym rogu, a w ostatnim wierszu danych wartości obiektu znajdują się w prawym dolnym rogu obrazu. Oprócz kliknięcia na owoc, aby podświetlić odpowiedni wiersz danych, można kliknąć wiersz, aby wyświetlić odpowiedni owoc w górnym oknie po prawej stronie.

Klikając na zakładkę atrybutów w prawym dolnym oknie, można zobaczyć, w jaki sposób atrybut jest mierzony dla każdego konkretnego owocu. Na przykład, klikając dystalny kąt końca, zostaną pokazane kąty na owocu w lewym oknie, które zostaną zmierzone przez oprogramowanie. Ta funkcja jest bardzo przydatna podczas identyfikowania obiektów, które wymagają ręcznej regulacji.

Aby uzyskać dokładniejsze pomiary, kliknięcie poprawionego przycisku pokazuje ręczne regulacje, których można dokonać w aplikacji. Poniżej znajdują się niektóre z najczęściej używanych regulacji ręcznych. Najpierw kliknij lewym przyciskiem myszy obiekt na obrazie w lewym oknie, jeśli wymaga on ręcznej regulacji.

Jeśli obwiednia wymaga korekty, dostosuj tę funkcję, najpierw wybierz obwiednię. Z menu rozwijanego poprawionego przycisku wybierz lokalizację obwiedni, która ma zostać zmodyfikowana, klikając lewym przyciskiem myszy punkt początkowy i końcowy niewłaściwej granicy. W związku z tym granica graniczna zostanie usunięta.

Aby dodać nową obwiednię, kliknij lewym przyciskiem myszy od punktu początkowego w kierunku punktu końcowego, kontynuuj klikanie, aby podążać za żądanym konturem. Aby potwierdzić nową granicę, naciśnij Enter. W przeciwnym razie naciśnij Escape, aby anulować tę operację.

Obiekty, które wymagają obrotu, będą musiały zostać dostosowane po granicy, ale przed pozostałymi ręcznymi korektami kliknij odpowiedni owoc w lewym oknie. Kliknij strzałkę obok poprawionego przycisku i wybierz obróć z listy rozwijanej, a dostęp zostanie wyświetlony w prawym górnym oknie. Przeciągnij zielony kwadrat na końcu osi, a owoc odpowiednio się obróci.

Naciśnij Enter, aby zakończyć tę regulację. Dostępne są inne regulacje ręczne. Instrukcje znajdują się w dołączonym pisemnym protokole.

W przypadku niektórych atrybutów, takich jak kąty i blokowość, wybierz ustawienia, przy których ma być wykonywany pomiar. Kąty można obliczyć w różnych pozycjach od końców owocu. Ustawienia te można wybrać w menu ustawień.

Blokowość oblicza się jako stosunek szerokości w wybranej przez użytkownika proporcji wysokości najbliższej dystalnemu lub bliższemu końcowi owocu do środkowej szerokości. W celu przeprowadzenia testu kolorystycznego skaner należy skalibrować. Najpierw otwórz zeskanowany obraz wzornika kolorów i przeanalizuj go w taki sam sposób, jak pokazano dla owocu.

Aby zebrać wartości gwiazdek L, gwiazdek A B, upewnij się, że TA rozpoznaje każdą łatkę jako obiekt do analizy oznaczony żółtą granicą. W przypadku korzystania ze standardowego wzornika kolorów oprogramowanie może nie być w stanie rozpoznać ciemniejszych pasów. Te kolory nie zostaną uwzględnione w kalibracji.

Rozpoznawanie pokosu można poprawić, zmieniając jasność pod DPI skanera w menu ustawień. Następnie w menu ustawień wybierz test koloru do kalibracji. Po wyświetleniu okna dialogowego należy użyć ustawień domyślnych.

Upewnij się, że wartości korekcji są ustawione na jeden dla nachylenia w lewych polach i zero dla punktu przecięcia z osią y w prawych polach. Minimalna wartość koloru niebieskiego powinna być ustawiona na zero, a parametry pierwszy i drugi można zignorować. Teraz kliknij przycisk analizy w oknie dialogowym testu kolorów.

Pojawi się nowe okno do zapisania danych wyjściowych w dokumencie programu Excel. Określ nazwę i katalog pliku danych. Plik danych wyjściowych będzie zawierał wartości RGB, wartości gwiazdki ASTAR B oraz obliczenia dla HU i chroma.

Dla każdej łaty koloru należy wykreślić wartości ASTAR B gwiazdy L dla każdej łaty koloru z wartościami kolorera dla gwiazdy L, gwiazdy A i gwiazdy B, które są dostępne u producenta wzornika kolorów lub w dołączonym pisemnym protokole. Określ równanie regresji i zapisz nachylenie oraz punkt przecięcia z osią y dla każdego parametru. W oknie dialogowym testu koloru wprowadź odwrotność nachylenia i odwrotność znaku wartości punktu przecięcia z osią y.

W przypadku gwiazdki L, gwiazdki A i gwiazdki B wartości te zostaną użyte jako wartości korygujące. Dla ustawień testu kolorów. W tym oknie dialogowym ustaw minimalną wartość koloru niebieskiego na 30 dla owoców pomidora.

Jeśli owoce są mniejsze niż trzy centymetry, ustaw minimalną wartość niebieskiego na 20. Ta wartość może wymagać korekty, jeśli TA ma problemy ze znalezieniem prawidłowych granic lub jeśli analizuje obiekty inne niż owoce pomidora. Test kolorów pozwala również użytkownikowi na zdefiniowanie dwóch parametrów, które informują o procencie pikseli, które mieszczą się w określonych zakresach.

Kilka wartości do analizy pomidora ustawia dolne i górne wartości parametru pierwszego odpowiednio na 70 i 100, które odpowiadają niepożądanemu żółtemu i zielonemu. Żółty kolor miąższu. Ustaw dolną i górną wartość parametru drugiego odpowiednio na zero i 50.

Odpowiadają one pożądanemu kolorowi czerwonemu. Zapisz ustawienia dla tych wartości. Wartości te są następnie stosowane do wszystkich obrazów, które są analizowane do momentu zamknięcia programu.

W przypadku zeskanowanych obrazów należy wybrać opcję Illuminate C two degree, a nie opcję Illuminate D 65 10 stopni, która jest stosowana tylko w przypadku obrazów uzyskanych w naturalnym świetle po kalibracji. Analizuj obrazy owoców pod kątem koloru po ręcznej regulacji obrazu i analizie obrazu przez TA szczegółowo opisanej w dołączonym pisemnym protokole. Kliknij przycisk Zapisz owoc.

Wszystkie bieżące informacje, w tym ręczne dopasowania i odznaczone obiekty, są zapisywane w nowym pliku o tej samej nazwie, co oryginalny obraz. Ale dzięki rozszerzeniu TMT, aby powrócić do oryginalnego pliku obrazu bez żadnych zmian, po prostu usuń powiązany plik TMT. Alternatywnie wybierz opcję Analizuj i ponownie przeanalizuj oryginalny obraz.

Należy jednak pamiętać, że każdy plik TMT o tej samej nazwie co zeskanowany obraz pozostaje powiązany z oryginalnym obrazem, chyba że zostanie on nadpisany w celu zapisania zmian. Eksportuj dane, wybierając przycisk eksportuj, dane są eksportowane do pliku Excel. Wyświetlane są wartości atrybutów dla każdego owocu, średnia i odchylenie standardowe.

Funkcja analizy wsadowej umożliwia eksport wartości atrybutów z dwóch lub więcej obrazów. Rozpocznij analizę wsadową, klikając przycisk otwierania obrazu. Wybierz pliki obrazów, które mają zostać przeanalizowane wsadowo.

Wiele plików jest wybieranych za pomocą Shift lub Control podczas wybierania dodatkowych plików. Po wybraniu plików kliknij otwierania, aby wybrać tylko typ średniej wyników analizy wsadowej. Średnia i odchylenie standardowe lub indywidualne pomiary na obraz.

Wybierz nazwę pliku Excel, który zostanie utworzony, i kliknij klucz zapisu. Oprogramowanie automatycznie otwiera pliki i rozpoczyna analizę wsadową. Jeśli pliki obrazów zostały wcześniej przeanalizowane i zapisane przez ta, zapisane pliki TMT zostaną otwarte do analizy wsadowej.

Jeśli pliki nie były wcześniej analizowane, oprogramowanie wykonuje analizę obrazów bez ręcznych korekt i wyborów DES, TA może wykonać analizę wsadową co najmniej 100 obrazów w rozdzielczości 600 DPI. Analiza wsadowa może być również wykorzystana do testu koloru, w zależności od sprzętu komputera można przeanalizować do 100 obrazów owoców w partii. Otwórz opcję testu koloru w menu ustawień.

Sprawdź analizę wsadową i kliknij przycisk analizuj. Pojawi się nowe okno, w którym można wybrać obrazy do analizy. W następnym oknie określ nazwę i katalog pliku danych.

Kliknij przycisk Zapisz, aby rozpocząć analizę wsadową testu kolorów. Oto wyniki kształtu i koloru dla dwóch obrazów reprezentujących różnorodność pomidora. Pliki wyjściowe obu obrazów znajdują się po prawej stronie, wyświetlając wartości kilku atrybutów kształtu i koloru dla każdego owocu.

Wyniki analizy partii są wyświetlane w tym pliku wyjściowym, pokazując średnie wartości kształtu atrybutów i odchylenie standardowe dla 10 odmian pomidorów. Dane wyjściowe analizy kolorów analizy wsadowej zawierają średnie wartości kolorów dla każdego owocu, a także inne parametry. Właśnie pokazaliśmy, jak zbierać obrazy owoców pomidorów i analizować je za pomocą najczęściej używanych funkcji dostępnych w analizatorze pomidorów.

Chociaż to oprogramowanie zostało opracowane do analizy owoców pomidorów, może być również używane do analizy innych organów roślinnych, w tym liści i nasion oraz pomidorów i innych gatunków roślin. Więc to wszystko. Dzięki za umycie i powodzenia w eksperymencie.