Analisador de tomate: uma aplicação de software úteis para coletar dados precisos e detalhados da morfologia e Colorimétrico de objetos bidimensionais

Para utilizar o analisador de tomate. Frutos de tomate são preparados e cortados para coletar imagens digitalizadas. O fruto é colocado no scanner com os lados cortados voltados para baixo e escaneado para obter uma imagem JPEG.

Em seguida, as imagens são visualizadas e analisadas no software tomato analyzer. Todas as medições de forma do fruto são calculadas com base nos contornos do fruto reconhecidos pelo software, enquanto o módulo de teste de cor é projetado para quantificar os parâmetros de cor dentro dos contornos. Por fim, os dados são exportados para um arquivo Excel em modo de lote com mais de 100 imagens de uma vez ou como imagens individuais.

Olá, sou Estevan Dena e faço parte do corpo docente do Departamento de Horticultura e Ciência de Cultivos da Universidade Estadual de Ohio. Sou Matthew Robbins do Laboratório Francis no Departamento de Horticultura e Ciência de Cultivos da Universidade Estadual de Ohio. Sou Gu Rodriguez do Laboratório Francis. Hoje vamos mostrar a vocês um procedimento para coletar e analisar dados de forma, tamanho e cor de frutos de tomate utilizando o analisador de tomate.

Utilizamos este procedimento para estudar a morfologia e a cor do fruto do tomateiro; então, vamos começar. O analisador de tomate, abreviado como TA, é um programa de software que mede 37 atributos relacionados à forma bidimensional e também pode capturar dados de cor nos espaços RGB e L*, a*, b* do sistema de cor universal CIELAB de maneira semiautomática e reprodutível. Aqui, o TA é utilizado com imagens digitalizadas de frutos de tomate.

Para iniciar este procedimento, certifique-se de que o fruto está limpo e seco. Se o fruto for carnoso, certifique-se de que não está muito maduro, pois o amolecimento pode causar deformação da forma ao cortar o fruto. Para medir o quão achatado ou alongado é um fruto e para todos os atributos, exceto aqueles na categoria de corte longitudinal, use uma faca serra ou uma lâmina de barbear nova para cortar o fruto longitudinalmente pelo centro, a fim de medir a espessura do pericarpo; para todos os atributos na categoria de corte transversal, bem como alguns sob medição básica e corte morfológico, corte o fruto transversalmente.

A análise de cor pode ser aplicada a frutos cortados longitudinal ou transversalmente, bem como a outras seções projetadas para destacar características específicas. Por fim, seque a parte interna do fruto pressionando com papel absorvente ou toalhas de papel. Se o fruto for muito suculento, o fruto cortado já está pronto para a coleta de imagens.

Para análise de alto rendimento, é essencial escanear frutos de apenas uma planta ou genótipo por vez e escanear frutos cortados longitudinal ou transversalmente, mas não uma mistura de ambos no mesmo escaneamento. Comece colocando o fruto cortado no scanner com o lado cortado voltado para baixo, cuidadosa e precisamente. Posicione os frutos no scanner próximos uns dos outros, mas sem se tocarem.

Quanto melhor os objetos estiverem alinhados, com espaços vazios grandes mínimos entre eles, menos ajuste manual com softwares de imagem, como o Adobe Photoshop, será necessário. Antes de analisar a fruta em ta, coloque uma régua acima da fruta para verificar se a resolução de digitalização correta foi selecionada, o que é importante para a medição precisa dos atributos da fruta. Coloque uma etiqueta abaixo da fruta para verificar se o arquivo foi nomeado corretamente.

Como o software de TA utiliza a resolução da imagem para medir com precisão o tamanho, a seleção adequada da resolução de digitalização é importante como regra para objetos entre um e oito centímetros. Digitalize a 300 DPI para objetos maiores que oito centímetros. Digitalize a 100 DPI e, para objetos muito pequenos, como sementes, digitalize a 750 DPI ou mais.

Para análises em lote em que o tamanho dos frutos não varia muito entre diferentes plantas, selecione uma única configuração de resolução do scanner para todas as imagens a serem coletadas no mesmo experimento. Também defina o tamanho da imagem de saída com o maior número de cores disponível no software do scanner. Crie um fundo escuro para os objetos colocando uma caixa de papelão sobre a tela do scanner.

Um fundo preto ou muito escuro evita sombras que interferem na análise. Um fundo branco fará com que o TA pare, pois ele é otimizado para o uso de um fundo escuro. Reflexos de luz e o fundo também podem ser reconhecidos pela varredura do software.

A fruta, após a varredura inicial, recortou a imagem antes de salvá-la para evitar grandes espaços vazios. Se a imagem não for recortada nesta etapa, ela deverá ser recortada usando um software de processamento de imagens, como o Adobe Photoshop, antes da análise com ta. Salve a imagem escaneada como um arquivo JPEG para análise de cor, que envolve a conversão dos valores RGB para os parâmetros L estrela, A estrela e B estrela, calibrando previamente o scanner com um cartão de cores previamente preparado.

Aqui é usado um quadro de controle de cores personalizado que representa a gama de cores nas imagens de interesse. Um quadro de controle de cores padrão também pode ser utilizado. Digitalize o quadro de controle de cores durante a digitalização das frutas.

Salve a digitalização do quadro de cores na mesma pasta das imagens de frutas digitalizadas. A calibração é necessária porque os scanners podem diferir na forma como capturam e interpretam. A calibração de cor RGB permite a conversão para um espaço de cor universal e a subsequente análise de imagens.

A versão 2.200 do Tomato Analyzer requer um sistema operacional Windows versão 2000 ou superior e pode ser baixada em nosso site. Um manual do usuário e o manual de teste de cor também estão disponíveis no mesmo site para garantir que as imagens originais sejam salvas na mesma pasta que as imagens ajustadas geradas pelo aplicativo TA. Coloque a pasta com as imagens originais no disco rígido e não na pasta Meus Documentos ou em um servidor remoto.

Inicie o programa TA. Primeiro, defina a DPI e as unidades de medida no menu de configurações, selecionando a DPI do scanner. A configuração de DPI deve ser a mesma dos arquivos de imagem para que as medições de tamanho sejam precisas.

As unidades utilizadas na caixa de diálogo determinam as unidades para a saída de dados. Na mesma caixa de diálogo, ajuste o brilho, se necessário, quando os objetos forem relativamente escuros. Em seguida, selecione os atributos a serem medidos no menu de configurações, selecionando a medição salva.

Os atributos são agrupados em 10 categorias, desde medições básicas até morfometrias. Pode-se selecionar ou desmarcar atributos individuais ou um grupo inteiro de medições clicando no grupo ou no atributo. Todos os atributos de um grupo de medições podem ser exibidos clicando no sinal de adição.

Os atributos selecionados são exibidos por categoria na janela no canto inferior direito da tela. Após definir a resolução de entrada, as unidades de saída e selecionar os atributos a serem analisados, clique no botão abrir imagem e selecione o arquivo de imagem. A partir da caixa de diálogo pop-up, a imagem selecionada será exibida na janela esquerda.

Para analisar a imagem aberta, clique no botão analisar. Ao concluir, o perímetro de cada fruto é destacado com a linha amarela e os dados são exibidos na janela de dados no canto inferior direito. Observe que os dados de cor não são mostrados nesta janela.

O software desmarca automaticamente objetos muito grandes ou pequenos, como uma régua ou rótulo. Os objetos desmarcados são destacados com uma linha azul. Utilize a régua para garantir que as unidades e a resolução foram selecionadas corretamente.

Comparando com as medidas de altura e largura, frutos adicionais podem ser desmarcados clicando com o botão direito do mouse apenas na sua imagem. Os itens destacados em amarelo são exibidos na janela de dados, enquanto os itens exportados destacados em azul não são incluídos nas análises. Objetos individuais podem ser exibidos na janela superior direita clicando sobre eles com o botão esquerdo do mouse.

Os dados na janela inferior direita correspondem a um objeto específico na imagem e são exibidos na mesma ordem dos objetos na imagem. A primeira linha exibe os valores do objeto no canto superior esquerdo, e a última linha de dados exibe os valores do objeto no canto inferior direito da imagem. Além de clicar em uma fruta para destacar a linha de dados correspondente, pode-se clicar em uma linha para exibir a fruta correspondente na janela superior da direita.

Ao clicar na aba de atributo na janela inferior direita, é possível visualizar como o atributo está sendo medido para cada fruto específico. Por exemplo, ao clicar no ângulo da extremidade distal, os ângulos no fruto na janela esquerda que serão medidos pelo software serão exibidos. Este recurso é muito útil ao identificar objetos que exigem ajuste manual.

Para medições mais precisas, um clique no botão revisado mostra os ajustes manuais que podem ser feitos no aplicativo. A seguir estão alguns dos ajustes manuais mais frequentemente utilizados. Primeiro, clique com o botão esquerdo em um objeto na imagem da janela esquerda se ele precisar de ajuste manual.

Se for necessário ajustar o limite, ajuste primeiro este recurso selecionando o limite. No menu suspenso do botão revisado, selecione a localização do limite a ser modificada clicando com o botão esquerdo no ponto inicial e no ponto final do limite incorreto. Como resultado, o limite delimitado será removido.

Para adicionar um novo limite, clique com o botão esquerdo do mouse do ponto inicial até o ponto final; continue clicando para seguir o contorno desejado. Para confirmar o novo limite, pressione a tecla Enter. Caso contrário, pressione a tecla Esc para cancelar esta operação.

Objetos que exigem rotação precisarão ser ajustados após o contorno, mas antes dos demais ajustes manuais; clique na fruta apropriada na janela esquerda. Clique na seta ao lado do botão revisado e selecione girar na lista suspensa, e o acesso será exibido na janela superior direita. Arraste o quadrado verde na extremidade do eixo e a fruta girará conforme necessário.

Pressione a tecla Enter para concluir este ajuste. Outros ajustes manuais estão disponíveis. As instruções encontram-se no protocolo escrito que acompanha.

Para alguns atributos, como ângulos e irregularidade, selecione as configurações nas quais a medição deve ser realizada. Os ângulos podem ser calculados em várias posições a partir das extremidades do fruto. Essas configurações podem ser escolhidas no menu de configurações.

A quadricidade é calculada como a razão entre a largura em uma proporção da altura escolhida pelo usuário, mais próxima da extremidade distal ou proximal do fruto, e a largura média. Para o teste de cor, o scanner precisa ser calibrado. Primeiro, abra a imagem do cartão de cores escaneada e analise-a da mesma maneira que foi demonstrada para o fruto.

Para coletar os valores L estrela, A estrela B estrela, certifique-se de que o TA reconheça cada retângulo como um objeto a ser analisado, marcado pelo contorno amarelo. Se estiver usando um cartão de cores padrão, o software pode não ser capaz de reconhecer as faixas mais escuras. Essas cores não serão incluídas na calibração.

O reconhecimento de faixas pode ser melhorado alterando o brilho no DPI do scanner por meio do menu de configurações. Em seguida, no menu de configurações, selecione o teste de cor para calibração. As configurações padrão devem ser usadas quando a caixa de diálogo aparecer.

Certifique-se de que os valores de correção estejam definidos como um para a inclinação nas caixas à esquerda e zero para o intercepto y nas caixas à direita. O valor mínimo de azul deve ser definido como zero, e os parâmetros um e dois podem ser ignorados. Agora, clique no botão analisar dentro da caixa de diálogo do teste de cor.

Uma nova janela aparece para salvar a saída em um documento Excel. Especifique o nome e o diretório para o arquivo de dados. O arquivo de dados de saída conterá os valores RGB, os valores ASTAR B estrela e os cálculos para HU e croma.

Para cada campo de cor, plote os valores L*, a* e b* de cada campo de cor contra os valores de referência para L*, a* e b*, fornecidos pelo fabricante do color checker ou no protocolo escrito que o acompanha. Determine a equação de regressão e registre a inclinação e o intercepto y para cada parâmetro. Na caixa de diálogo do teste de cor, insira o inverso da inclinação e o sinal oposto do valor do intercepto y.

Para L estrela, A estrela e B estrela, esses valores serão usados como valores de correção. Para as configurações do teste de cor. Nesta caixa de diálogo, defina o valor mínimo de azul para 30 para o fruto do tomate.

Se os frutos forem menores que três centímetros, defina o valor mínimo de azul como 20. Esse valor pode precisar ser ajustado se o TA tiver dificuldade em encontrar os limites corretos ou se estiver analisando objetos diferentes de frutos de tomate. O teste de cor também permite ao usuário definir dois parâmetros que informam a porcentagem de pixels que se enquadram em faixas especificadas.

Alguns valores para a análise de tomate definem os limites inferior e superior do parâmetro um em 70 e 100, respectivamente, o que corresponde às cores amarela e verde indesejáveis. Cor da polpa amarela. Defina os limites inferior e superior do parâmetro dois em zero e 50, respectivamente.

Esses valores correspondem à cor vermelha desejada. Salve as configurações para esses valores. Esses valores são então aplicados a todas as imagens que forem analisadas até que o programa seja fechado.

Para imagens digitalizadas, selecione a opção Illuminate C de dois graus e não a opção Illuminate D65 de dez graus, que é aplicada apenas para imagens adquiridas em luz natural após a calibração. Analise as imagens das frutas quanto à cor após ajustes manuais da imagem e análise de imagem por TA detalhados no protocolo escrito acompanhante. Clique no botão salvar fruta.

Todas as informações atuais, incluindo ajustes manuais e objetos desmarcados, são salvas em um novo arquivo com o mesmo nome do arquivo de imagem original, mas com a extensão TMT. Para retornar ao arquivo de imagem original sem nenhum dos ajustes, basta excluir o arquivo TMT associado. Alternativamente, selecione analisar e reanalise a imagem original.

No entanto, observe que qualquer arquivo TMT com o mesmo nome da imagem escaneada permanece associado à imagem original, a menos que se sobrescreva para salvar as alterações. Exporte os dados selecionando o botão de exportação; os dados são exportados para um arquivo Excel. Os valores de atributos para cada fruta, a média e o desvio padrão são exibidos.

A função de análise em lote permite exportar valores de atributos de duas ou mais imagens. Inicie a análise em lote clicando no botão de imagem aberta. Selecione os arquivos de imagem a serem analisados em lote.

Vários arquivos são selecionados utilizando a tecla shift ou control enquanto se selecionam arquivos adicionais. Após a seleção dos arquivos, clique na tecla abrir para então escolher o tipo de saída de análise em lote: média apenas, média e desvio padrão ou medições individuais por imagem.

Escolha um nome para o arquivo Excel que será criado e clique na tecla salvar. O software abre automaticamente os arquivos e inicia a análise em lote. Se os arquivos de imagem já tiverem sido analisados e salvos pelo ta, os arquivos TMT salvos serão abertos para a análise em lote.

Se os arquivos ainda não tiverem sido analisados anteriormente, o software realiza a análise das imagens sem ajustes manuais e seleções de DES; o TA pode executar uma análise em lote de pelo menos 100 imagens a 600 DPI. A análise em lote também pode ser utilizada para o teste de cor, podendo-se analisar até 100 imagens de frutas em lote, dependendo do hardware do computador. Abra a opção de teste de cor no menu de configurações.

Verifique a análise do lote e clique em analisar. Uma nova janela aparece para selecionar as imagens a serem analisadas. Na janela seguinte, especifique o nome e o diretório para o arquivo de dados.

Clique em salvar e a análise em lote do teste de cor começa. Abaixo estão os resultados de forma e cor de duas imagens que representam a variação no tomate. Os arquivos de saída de ambas as imagens estão à direita, exibindo os valores de diversos atributos de forma e cor para cada fruto.

Os resultados da análise em lote são exibidos neste arquivo de saída, mostrando os valores médios de atributos de forma e o desvio padrão para 10 variedades de tomate. A saída da análise de cor da análise em lote contém os valores médios de cor para cada fruto, bem como outros parâmetros. Acabamos de mostrar como coletar imagens de frutos de tomate e analisá-las utilizando as características mais comumente usadas disponíveis no analisador de tomate.

Embora este software tenha sido desenvolvido para analisar frutos de tomate, ele também pode ser usado para analisar outros órgãos vegetais, incluindo folhas e sementes de tomate e de outras espécies vegetais. É isso aí. Obrigado por assistir e boa sorte com seu experimento.