Summary
Tomate Analyzer (TA) quantifie les attributs de formes à deux dimensions et la couleur d'une manière reproductible et précise. Une procédure étape par étape pour obtenir des images de haute qualité digitalisée du fruit de tomate, les analyses morphologiques et la couleur de ces images et plusieurs applications en utilisant les données générées par ce logiciel sont décrites.
Abstract
Mesure la morphologie des fruits et des traits de couleur des cultures de légumes et de fruits, de façon objective et reproductible est important pour les analyses détaillées de ces traits phénotypiques. Tomate Analyzer (TA) est un logiciel qui mesure 37 attributs liés à deux dimensions forme dans un 1,2 de manière semi-automatique et reproductible. Beaucoup de ces attributs, tels que les angles aux extrémités distales et proximales des fruits et des zones de retrait, sont difficiles à quantifier manuellement. Les attributs sont organisés dans dix catégories dans le logiciel: Mesure de base, l'indice de la forme des fruits, blockiness, homogénéité, forme d'extrémité proximale de fruits, Distal forme d'extrémité de fruits, asymétrie, excentricité interne, la Section de latitude et de Morphologie. La dernière catégorie ne nécessite ni connaissances préalables, ni notions prédéterminées des attributs de forme, l'analyse morphométrique de sorte propose une option impartiale qui peuvent être mieux adaptés au haut débit d'analyses que l'analyse des attributs. TA propose aussi l'application de test de couleur qui a été conçu pour recueillir des mesures de couleur à partir d'images scannées et permettre la numérisation des dispositifs pour être calibré en utilisant les standards de couleur 3.
TA fournit plusieurs options pour l'exportation et d'analyser les attributs de forme, morphométriques, et les données de couleur. Les données peuvent être exportées vers un fichier Excel en mode batch (plus de 100 images en une seule fois) ou exporté sous forme d'images individuelles. L'utilisateur peut choisir entre la sortie qui affiche la moyenne pour chaque attribut pour les objets dans chaque image (y compris l'écart-type), ou une sortie qui affiche les valeurs des attributs pour chaque objet sur l'image. TA a été un outil précieux et efficace pour l'identification et la confirmation de tomates fruits Loci forme caractères quantitatifs (QTL), ainsi que l'exécution des analyses en profondeur de l'effet des gènes clés forme du fruit sur la morphologie des plantes. En outre, l'AT peut être utilisée pour classer les fruits objectivement dans des catégories différentes formes. Enfin, la forme des fruits et des traits de couleur dans les autres espèces végétales ainsi que les organes d'autres plantes telles que les feuilles et les graines peuvent être évaluées avec TA.
Protocol
Tomate Analyzer (TA) du logiciel est conçu pour reconnaître les objets d'une certaine taille et la résolution de l'image, mesurée en points (pixels) par pouce (ppp). Le logiciel détermine automatiquement les limites de fruits dans une image numérisée. La limite d'objet est déterminée grâce à un contour de traçage, qui aboutit à une liste de points adjacents décrivant la frontière d'un objet dans une image. Toutes les mesures forme du fruit sont calculés sur base des frontières. Le module de test de couleur "Tomate Couleur test de l'analyseur" est conçu pour quantifier les paramètres couleur à l'intérieur des limites reconnues par le logiciel. Les mesures de couleur sont basées sur l'espace couleur RVB: R (rouge), G (vert) et B (bleu). Les valeurs moyennes RVB pour chaque pixel est prise par le module de test des couleurs, puis traduit dans l'espace colorimétrique CIELAB, qui utilise L *, a *, b * pour décrire la couleur d'une manière qui se rapproche de la perception visuelle humaine. Le module de test des couleurs calcule Hue et les descripteurs de couleurs Chroma basé sur un * et b *.
Un protocole étape par étape est décrite pour la numérisation des fruits de tomate et ultérieures semi-automatique d'analyse de la morphologie et les attributs de couleur en utilisant le logiciel d'AT. Le protocole est divisé en huit étapes: l'analyse d'image d'installation du logiciel de collecte d'image 1) Sélection et préparation du matériel végétal, 2), 3), 4) et d'étalonnage pour le test des couleurs TA, 5) de réglage manuel des attributs, 6) par l'utilisateur paramètres définis, 7) Enregistrement et exportation des données, et 8) Exemples d'analyse de données.
1. Sélection et préparation du matériel végétal
- Les fruits doivent être propres et sèches.
- Fruits charnus ne doit pas être trop mûrs parce adoucissant peut provoquer une déformation de forme lors de la coupe du fruit.
- Couper les fruits avec un couteau pointu ou dentelée une lame de rasoir neuve. Selon le type d'analyse et les attributs pour être évalués, les fruits doivent être coupées longitudinalement ou transversalement à travers le centre. Analyse de la couleur peut être appliquée à longitudinalement ou transversalement couper les fruits ainsi que d'autres sections conçues pour mettre en évidence les caractéristiques spécifiques.
- Sécher la partie interne du fruit en tamponnant avec une serviette de tissu ou de papier, si le fruit est très juteux.
2. Collection d'images
- Couper les fruits et les placer sur le scanner avec le côté coupé vers le bas. Placez une règle ci-dessus et une étiquette en dessous du fruit. La règle est utilisée pour vérifier que la résolution de numérisation correcte a été choisie, et elle est importante pour la mesure précise des attributs de fruits. Pour analyse à haut débit des données, il est essentiel d'analyser les fruits d'un seul des plantes (ou génotype) à une époque et à numériser les fruits qui sont soit longitudinalement ou transversalement coupé, mais pas un mélange des deux sur la même numérisation. Placer les fruits serrés, mais éviter d'avoir touché les fruits adjacents. Évitez également de grands espaces vides entre les fruits sur le scanner. Si les objets sont trop éloignés les uns des autres, l'image doit être manipulé à l'aide de logiciels d'imagerie comme Adobe Photoshop ou GIMP avant l'analyse avec TA.
- Puisque le logiciel AT utilise une résolution d'image pour mesurer avec précision la taille, une sélection appropriée de la résolution de numérisation est important pour une analyse ultérieure.
- En règle générale, si les objets sont entre 1 et 8 cm, numérisation à 200 ou 300 dpi (pixels / pouce). Si les objets sont> 8 cm, numérisation à 100 dpi. Pour les objets très petits (<1 cm) tels que les semences, la numérisation à 750 dpi ou plus. Lorsque l'analyse par lots est prévue (voir ci-dessous) et la taille du fruit n'est pas très variable parmi les différentes plantes, il est commode de choisir un réglage de la résolution du scanner pour toutes les images à percevoir pour la même expérience.
- Pour le test de couleur, régler la résolution du scanner à 200 dpi si les fruits sont <8 cm. Si les fruits sont> 8 cm, numérisation à 100 dpi. En outre, définir la taille d'image de sortie au plus grand nombre de couleurs disponibles dans le scanner.
- Les objets doivent être numérisés avec un fond noir ou très sombre pour éviter les ombres qui vont interférer avec l'analyse. Un fond sombre peut être obtenue en plaçant une boîte en carton sur le scanner de sorte que toute la lumière est limitée de l'écran. Si un fond blanc est utilisé, TA va échouer de fonctionner car l'application est optimisée pour l'utilisation d'un fond sombre.
- L'image doit être recadrée après l'IRM initiale (avant d'enregistrer l'image) pour éviter de grands espaces vides. Si l'image n'est pas recadrée à ce stade, il doit être recadrée en utilisant un logiciel d'imagerie comme Adobe Photoshop ou GIMP avant l'analyse avec TA.
- Pour les analyses des couleurs, le scanner va être nécessaire de calibrer si l'utilisateur a l'intention de traduire les valeurs RVB de la L universelle *, a * et b * échelle. Le balayage de la vérification des couleurs (figure 1) devrait intervenir avant ou pendant le balayage des fruits. Le vérificateur couleur numérisés doivent être enregistrés dans le même dossier que les images de fruits. L'étalonnage du scanner est nécessaire car les scanners diffèrent dans leur façon de capter la couleur dATA et la source de lumière peut changer au fil du temps avec un usage répété.
- Obtention des normes de couleur et de numérisation. Couleur normes devraient être choisis en fonction de la vaste gamme de couleurs observées dans les cultures d'intérêt. Pour cet exemple, nous avons choisi un tableau interprétation standard de 24 couleurs (ColorChecker, X-Rite, Grand Rapids, Michigan, figure 1). Analyser le correcteur de couleur comme vous le feriez numériser les fruits. L'étalonnage du scanner est expliqué dans la section 4.7.
- Enregistrez l'image numérisée dans un fichier JPEG.
Remarque: Soyez prudent et précis où placer les objets sur le scanner pendant l'étape de collecte de l'image. La meilleure des objets sont alignés, l'ajustement manuel sera moins nécessaire lorsque l'analyse des fruits dans l'AT. Exemples d'images de qualité haute et basse sont présentés dans la figure 2.
3. L'installation du logiciel
- Tomate Analyzer (TA) version 2.2.0.0 peut être téléchargé à partir http://www.oardc.osu.edu/vanderknaap/tomato_analyzer.htm . Le Manuel de l'utilisateur tomate Analyzer et l'analyseur de tomates essai manuelle des couleurs sont également disponibles sur ce site.
- TA exige un système d'exploitation Windows (version 2000 ou supérieure).
4. L'analyse d'images et de calibration pour le test des couleurs TA
- Le dossier avec les images doivent être placées sur le disque dur et non dans le dossier "Mes documents" ou sur un serveur distant. Sinon, l'AT ne sera pas enregistrer les images ajustée dans le même dossier que les images originales. Assurez-vous que les images ajustées avec l'extension. Tmt sont dans le même dossier que l'original. Jpg (voir étape 6.1.1).
- Lancez le programme TA comme vous le feriez toute autre application en double-cliquant sur l'icône.
- L'utilisateur doit régler le dpi et des unités de mesure pour les paramètres appropriés en sélectionnant "Scanner DPI" du menu "Paramètres". Le réglage ppp doit être le même que le fichier image afin que les mesures de la taille (hauteur, largeur, périmètre, surface) sont exacts. Les «unités utilisées" dans la boîte de dialogue détermine les unités (cm, mm, ou pixel) pour la sortie de données. Dans la même boîte de dialogue, la luminosité peut être nécessaire d'ajuster lorsque les objets sont relativement sombres.
Remarque: Le DPI et unités peuvent également être ajustés après avoir fait des ajustements manuels ou après l'analyse d'image. - L'utilisateur peut sélectionner les attributs à mesurer en sélectionnant "Mesure Saved" du menu «Paramètres». Cela peut être fait à n'importe quel moment pendant ou après l'analyse. Les attributs sont regroupés en dix catégories (à savoir la mesure de base, l'indice de la forme des fruits, blockiness, homogénéité, forme d'extrémité proximale de fruits, Distal forme d'extrémité de fruits, asymétrie, excentricité interne, la Section de latitude et de Morphologie). Attributs individuels ou un groupe de mesure complet peut être activé ou désactivé en cliquant sur le groupe ou l'attribut. Tous les attributs d'un groupe de mesure peut être montré en cliquant sur le "+". Les attributs choisis sont affichés par catégorie dans la fenêtre dans le coin en bas à droite de l'écran comme dans la Figure 3.
- Pour commencer, cliquez sur "Ouvrir l'image" et sélectionnez le fichier image de la boîte de dialogue pop-up. 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 sera souligné par une ligne jaune et les données seront affichées dans la fenêtre en bas à droite des données. Le logiciel va automatiquement désélectionner des objets très petits ou grands, comme une règle ou l'étiquette. Les objets désélectionné sera souligné par une ligne bleue. Les fruits supplémentaires peuvent être désélectionné par un clic droit sur leur image. Seuls les éléments décrits en jaune sera affiché dans la fenêtre de données et exportés (figure 3). Articles en bleu ne sera pas inclus dans les analyses. Les objets individuels sont affichés dans la fenêtre en haut à droite par un clic gauche sur eux avec la souris.
Note: Les données du module de test des couleurs ne sont pas représentés dans la droite inférieure de la fenêtre de données. - Analyser le correcteur de couleur pour l'analyse des couleurs.
- Vérification des couleurs et la collecte de L *, a *, b *. Ouvrez l'image couleur numérisés checker et analyser comme décrit pour les fruits. Assurez-TA reconnaît chaque patch comme un objet à analyser (limite jaune). Si vous utilisez un correcteur de couleur standard, le logiciel peut ne pas être capable de reconnaître les andains plus sombre. Ces couleurs ne seront pas inclus dans l'étalonnage. Dans le menu Paramètres, sélectionnez "Test couleur". La boîte de dialogue apparaîtra. Assurez-vous que les valeurs de correction sont mis à 1 pour la pente (boîtes à gauche) et 0 pour l'ordonnée (boîtes à droite). Valeur minimale bleue devrait être fixé à 0, et les paramètres 1 et 2 peuvent être ignorés. Cliquez sur le bouton Analyser dans la boîte de dialogue de couleur de test. Une nouvelle fenêtre apparaît pour sauver èmeSortie e comme un "CSV" document qui peut être ouvert dans Excel. Indiquez le nom et le répertoire pour le fichier de données. Le fichier de données de sortie contiendra les valeurs RVB; L *, a *, b * et calculs pour la teinte et la saturation de couleur pour chaque patch.
- Déterminer les valeurs de correction pour l'étalonnage. Parcelle L * a * b * pour chaque patch de couleur par rapport aux valeurs colorimètre pour L *, a *, b * et qui sont disponibles auprès du fabricant du correcteur de couleur ou dans le tableau 1. Déterminer l'équation de régression et d'enregistrer la pente et ordonnée à l'origine pour chaque paramètre. Dans la boîte de dialogue, entrez l'inverse de la pente et l'inverse du signe de la valeur ordonnée à l'origine pour les L * a * et b *. Ces valeurs sont utilisées comme valeurs de correction pour la «Color Test" réglages.
- Test des couleurs permet à l'utilisateur de définir deux paramètres que le rapport de la proportion (%) de pixels qui tombent dans des gammes spécifiées valeurs de teinte choisie. Pour l'analyse de la tomate, par exemple, les valeurs inférieure et supérieure pour le paramètre 1 est de 70 et 100 respectivement, ce qui correspond à la couleur de chair indésirables jaune et vert-jaune. Les valeurs inférieures et supérieures pour le paramètre 2 sont 0 et 50 et correspondent à la couleur désirée rouge. Enregistrer les paramètres de ces valeurs. Ces valeurs seront appliquées à toutes les images qui sont en cours d'analyse jusqu'à ce que le programme est fermé. Pour les images scannées, sélectionnez l'option "Illuminant C 2 °» option. Le «illuminant D65 10 °" option est appliquée uniquement pour les images acquises par la lumière naturelle.
- Visualisation des résultats (voir Figure 3): Chaque ligne de données dans la fenêtre en bas à droite des données correspond à un objet particulier dans l'image. Les données sont affichées dans le même ordre que les objets dans l'image. La première ligne affiche les valeurs de l'objet dans le coin supérieur gauche et la ligne de données affiche les dernières valeurs de l'objet dans le coin inférieur droit de l'image. Cliquez sur une ligne pour afficher le fruit correspondant dans la fenêtre en haut à droite. Sinon, cliquez sur un fruit et la ligne correspondante de données sera en surbrillance. En cliquant sur l'onglet attribut dans la fenêtre en bas à droite, il est possible de voir comment l'attribut est mesuré pour chaque fruit en particulier. Par exemple, en cliquant sur l'angle extrémité distale, l'angle mesuré par le logiciel sur les fruits de la fenêtre de gauche sera affichée. Cette fonctionnalité est très utile lors de l'identification des objets qui nécessitent un réglage manuel pour la mesure précise de plus.
La figure 4 montre une image d'analyser avec le module de test des couleurs. Cependant, les résultats ne sont pas vus dans la fenêtre de données. Les données ne sont accessibles que dans un fichier Excel après l'analyse est sauvé.
5. Le réglage manuel des attributs
Parfois, la frontière du fruit et les extrémités proximales et distales ne sont pas trouvés correctement par TA. Aussi, si les fruits sont placés à un angle sur le scanner, l'image doit être ajustée pour obtenir des mesures correctes. Ces caractéristiques et d'autres peuvent être corrigés par un ajustement manuel des images après l'analyse initiale. Les réglages disponibles apparaissent sous la rubrique "Réviser" bouton de menu et comprennent: Rotation, Boundary, extrémité proximale, l'extrémité distale, Auto-pivoter, ajuster Ellipse, Ajuster saillie distale, Ajuster Boundary péricarpe, par défaut Péricarpe Boundary.
Remarque: Si des ajustements sont à faire, d'abord régler la frontière, suivie par la rotation. Tous les autres ajustements peuvent être faits dans n'importe quel ordre suivant ces deux ajustements. Un ajustement sélectionnée dans le menu Réviser reste sélectionné jusqu'à ce qu'un ajustement différent est choisi. Cela permet à l'utilisateur d'effectuer le même réglage sur une séquence de tranches en cliquant sur l'image et la tranche de cliquer sur le bouton Réviser. Ci-dessous, des ajustements manuels sur les attributs de fruits différents sont détaillées.
- Limites
- Un clic gauche sur le fruit dans la fenêtre de gauche. Il apparaîtra dans la fenêtre supérieure droite.
- Cliquez sur la flèche à côté de la «réviser» et sélectionnez «frontière» de la liste déroulante dans la fenêtre en haut à droite. Sélectionnez l'emplacement de la limite d'être modifié par un clic gauche sur le point de départ et le point final de la frontière incorrecte. En conséquence, la frontière délimitée sera supprimé.
- Pour ajouter une nouvelle frontière, clic gauche du point de départ vers le point final. Continuez de cliquer pour suivre le contour désiré. Un clic droit permet d'annuler une modification précédente. Multiples modifications peuvent être annulées par la suite le clic droit.
- Pour confirmer la nouvelle frontière, appuyez sur la touche "Entrée". Sinon, appuyez sur la touche "Echap" pour annuler cette opération.
- Cliquez sur "Boundary Reset" pour retourner à la détermination des limites d'origine.
- Rotation. Cette fonctionnalité est utilisée quand un objet n'est pas complètement vertical.
- Cliquez sur le fruit appropriée dans la fenêtre de gauche. Il apparaîtra dans la fenêtre en haut à droite.
- Cliquez sur la flèche à côté de la «réviser» le bouton et sélectionner "Rotation"à partir de la liste déroulante.
- Un axe sera affiché dans la fenêtre en haut à droite. Faites glisser le carré vert à l'extrémité de l'axe et le fruit va tourner en conséquence.
- Double-cliquez dans la fenêtre ou appuyez sur la touche "Entrée" pour terminer.
- Cliquez sur "Rotation Reset» pour revenir à l'alignement original.
- Ajustez l'extrémité proximale. S'il ya une erreur dans la position de l'extrémité proximale, les mesures découlant de cette fonctionnalité sera incorrecte. Sélectionnez un fruit qui nécessite des ajustements de sorte qu'il apparaisse dans la fenêtre sur la droite. Ensuite, sélectionnez l'option "extrémité proximale forme du fruit" onglet et «l'angle proximale micro ou macro" dans la section de sortie des données ci-dessous le fruit choisi. Les angles proximales vont maintenant être affichés pour chaque fruit dans l'image sur la gauche. De cette façon, les angles qui semblent inhabituels peuvent être identifiés. Pour changer la position de l'extrémité proximale, procédez comme suit:
- Cliquez sur le fruit désiré dans la fenêtre de gauche. Il apparaîtra dans la fenêtre supérieure droite.
- Cliquez sur la flèche à côté de la «réviser» le bouton et sélectionnez "extrémité proximale" de la liste déroulante.
- Dans la fenêtre en haut à droite, cliquer et faire glisser l'indicateur de vertex à la position correcte.
- Double-cliquez ou appuyez sur la touche "Entrée" pour terminer.
- Ajustez l'extrémité distale. La position de l'extrémité distale de l'objet peut également être modifié manuellement. Pour trouver efficacement les fruits qui ont besoin d'ajustements extrémité distale, suivez la même procédure que pour l'extrémité proximale.
- Cliquez sur le fruit désiré dans la fenêtre de gauche. Elle apparaîtra dans le coin supérieur droit.
Cliquez sur la flèche à côté de la «réviser» et sélectionnez «extrémité distale» de la liste déroulante. - Dans la fenêtre en haut à droite, cliquer et faire glisser l'indicateur de vertex à la position correcte.
- Double-cliquez ou appuyez sur la touche "Entrée" pour terminer.
- Cliquez sur le fruit désiré dans la fenêtre de gauche. Elle apparaîtra dans le coin supérieur droit.
- Protubérance extrémité distale. Cette fonction permet à l'utilisateur de définir les points de terminaison sur la frontière de la pointe.
- Sous la rubrique «Fin de fruits de forme distale", sélectionnez la colonne intitulée «Protrusion extrémité distale" et sélectionnez l'objet à ajuster.
- Cliquez sur la flèche à côté de la «réviser» et sélectionnez «Ajuster saillie distale" du menu déroulant.
- Faites glisser les points qui apparaissent à la position désirée le long de la frontière.
- Appuyez sur la touche Entrée pour terminer. Une ligne apparaîtra montrant la coupure de la zone de la pointe et recalculer la zone pointe. Les résultats apparaîtront dans la colonne Protrusion extrémité distale. Si la zone pointe n'est pas dans la position souhaitée, en sélectionnant "Réinitialiser saillie distale" sous le "réviser" bouton de réinitialisation des points à leurs positions initiales. Si une zone de la pointe est trouvé mais ne devrait pas exister, en sélectionnant «Éliminer saillie distale» de la «réviser» le bouton se déplace des points à la partie inférieure du fruit, résultant en une valeur de 0,0 pour la "saillie extrémité distale" colonne.
- Auto-rotation. Cette fonction est spécialement développé pour les semences de tomate afin qu'ils puissent être automatiquement alignée avec l'extrémité pointue vers la même direction. A cette époque, l'auto-rotation ne fonctionne pas sur d'autres objets tels que des fruits.
- Ajustez ellipse. Cette fonction permet à l'utilisateur de redimensionner et / ou déplacer l'ellipse interne pour définir les zones interne du fruit. Cet attribut est utilisé pour la fonction de l'excentricité d'attributs internes et indice des fruits forme interne de l'AT.
- Sélectionnez l'onglet Excentricité interne, puis sélectionnez l'une des colonnes dans l'onglet. Sélectionnez une "taille par défaut ellipse" du menu "Paramètres".
- Sélectionnez un objet et cliquez sur "Revoir" bouton. Sélectionnez "Ajuster Ellipse" du menu déroulant.
- Deux points apparaissent représentant les points haut et à gauche de l'ellipse. Moving les deux redimensionne et re-centres de l'ellipse à l'égard de ces deux nouveaux points.
- Une fois ces points ont été mis à leur position souhaitée, appuyez sur la touche Entrée. L'ellipse sera redessinée. Si la position est acceptable, appuyez de nouveau sur Entrée, et les valeurs dans les colonnes seront mises à jour.
- Si l'ellipse interne doit être déplacé sans être remodelé, cliquez sur le centre des objets, où les points ont été. Deux lignes et trois points verts apparaissent. Déplacez le point positionné approximativement au centre du fruit d'un nouvel emplacement pour déplacer l'ellipse, sans le redimensionner.
- Appuyez sur Entrée pour terminer.
- Ajustez frontière péricarpe. Cette fonction permet à l'utilisateur de définir la région péricarpe et doit être ajusté lorsque la superficie Péricarpe "et" épaisseur du péricarpe "sont sélectionnés dans la« section »onglet latitudinale.
Remarque: pour les fruits qui sont trop mûres, il peut être difficile, voire impossible, de distinguer le péricarpe du reste du fruit.- Sélectionnez un objet et cliquez sur "Revoir" déroulant moiNu. Sélectionnez "Default péricarpe frontière» et mettre la valeur par défaut qui correspond le mieux le péricarpe.
- Pour des réglages supplémentaires, sélectionnez "Ajuster frontière péricarpe» de la «réviser» le menu déroulant.
- Dans la fenêtre en haut à droite, sélectionnez l'emplacement de la limite de péricarpe qui doit être modifié. Ceci est accompli par un clic gauche sur le point de départ et le point final de la frontière incorrecte. En conséquence, la frontière délimitée sera supprimé. Pour le meilleur résultat, la section la plus petite possible de la frontière devrait être choisi à un moment donné.
- Pour ajouter une nouvelle frontière, un clic gauche à partir du second point de retour au premier point. Continuez de cliquer pour suivre le contour désiré. Un clic droit permet d'annuler une modification précédente. Multiples modifications peuvent être annulées par la suite le clic droit.
Remarque: Trop de modification des limites péricarpe peut entraîner des collisions de ce programme. - Pour confirmer la nouvelle limite, appuyez sur la touche "Entrée". Sinon, appuyez sur la touche "Echap" pour annuler cette opération.
- Sélectionnez "Réinitialiser Péricarpe Boundary» pour retourner la frontière à sa position initiale.
- Pour l'analyse de la couleur, lorsque la limite de la chair n'est pas au bord de l'image des fruits (par exemple, une coupe transversale à l'épaule de fruits, montrant la peau du fruit au-dessus du coupe transversale comme le montre la figure 4), l'utilisateur a besoin d'ouvrir le "test couleur" boîte de dialogue sous le menu "Paramètres". Dans cette boîte de dialogue, la valeur minimale bleue doit être réglé sur 30 et sauvé. Si les fruits sont <3 cm, définissez la valeur minimale de 20 bleus. Cette valeur peut être encore besoin d'ajuster, si TA a du mal à trouver les limites correctes.
6. Les paramètres définis par
Pour certains attributs, l'utilisateur doit sélectionner les paramètres à laquelle la mesure doit être prise. Cela peut être fait avant ou après l'analyse et dépendra si une expérience doit être répétée avec les mêmes paramètres que ceux utilisés auparavant ou si l'utilisateur veut faire des analyses exploratoires en vue de définir le cadre approprié pour la nouvelle analyse.
- Réglage de blockiness extrémité distale et proximale. Blockiness est calculé comme le rapport de la largeur à une proportion choisie par l'utilisateur de la hauteur proche de l'extrémité distale / proximale du fruit à la largeur à mi-(figure 5A). Cela permet à l'utilisateur de sélectionner ou de modifier l'emplacement de l'objet où la mesure est prise. Les positions de blocs supérieures et inférieures peut être modifié en entrant une nouvelle valeur dans la "position blockiness" sous la "Configuration" bouton.
- Réglage des angles de micro et macro. Ces paramètres sont utilisés pour calculer les angles à différentes positions des extrémités du fruit (figure 5B). Le réglage macro est généralement utilisé pour des angles de 5 à 40% le long de la frontière et la mise en micro est utilisé pour 2 à 10% le long de la frontière.
- Nombre de points morphométriques. Cette fonction trouve des points le long de la frontière de chaque objet dans l'image chargée. Les extrémités distales et proximales sont utilisées comme points de repère pour chaque objet dans l'image. Le nombre de points mesurés le long de la frontière peut être sélectionné par "# de points morphométriques» sous le menu "Paramètres". Entre 4 et 30 points peuvent être sélectionnés. Le logiciel va automatiquement diviser le nombre de points sélectionnés dans la moitié et les distribuer équitablement de chaque côté du fruit entre les extrémités distales et proximales.
7. Enregistrement et exportation des données
- Sauvegarder les données
- Après le réglage manuel de l'analyse d'image et l'image par TA, cliquez sur le «Fruit Enregistrer". Toutes les informations actuelles, y compris des ajustements manuels et des objets désélectionnée, seront enregistrées dans un nouveau fichier avec le même nom que de l'image originale et une extension de TMT. Chaque fois qu'un fichier est sélectionné, le fichier sauvegardé tmt avec le même nom sera automatiquement ouvert car il est lié au fichier d'origine. Toutefois, le fichier tmt doivent être stockés dans le même dossier que le fichier image jpg (voir section 4.1). Si le logiciel ne stocke pas les fichiers jpg TMT et dans le même dossier, déplacez le dossier image sur le disque C.
- Pour revenir au fichier d'image originale, sans aucune des ajustements, il suffit de supprimer le fichier associé TMT. Une alternative est de sélectionner "Analyser" et réanalyser l'image originale. Toutefois, soyez conscient que toute tmt avec le même nom que l'image sera toujours associé à l'image, la prochaine fois que le fichier est ouvert, sauf, bien sûr, des ajustements sont enregistrés sur le fichier tmt.
- Exporter des données
- L'utilisateur peut exporter les données d'une image individuelle en sélectionnant le bouton "Exporter". Les données seront exportées vers un fichier Excel et afficher les valeurs d'attribut pour chaque fruit, la moyenne et la déviation standard.
- L'application AT pouvez également exporter les valeurs d'attribut à partir de deux images ou plus («Analyse par lots" de fonction).
- À STArt jusqu'à l'analyse de lots, cliquez sur "Ouvrir une image" bouton.
- Sélectionnez les fichiers image à lots analysés. Plusieurs fichiers sont sélectionnés en utilisant la touche "Shift" ou "Ctrl" enfoncée tout en sélectionnant des fichiers supplémentaires. Une fois les fichiers sélectionnés, cliquez sur «Ouvrir» clés.
- L'utilisateur sera invité à sélectionner le type de sortie d'analyse des lots: "en moyenne seulement», «moyenne et écart type» ou «mesures individuelles par image». Un exemple de deux modes d'exportation est montré dans la figure 6.
- Choisir un nom pour le fichier Excel qui va être créé et cliquez sur "Enregistrer" clés. Le logiciel va automatiquement ouvrir les fichiers et de commencer l'analyse des lots. Si les fichiers d'image ont déjà été analysés et enregistrés par TA, les fichiers sauvegardés. Tmt sera ouvert pour l'analyse des lots. Si les fichiers n'ont pas été analysés précédemment, le logiciel va effectuer l'analyse d'images sans réglages manuels et désélections. TA peut effectuer une analyse des lots d'au moins 100 images à 600 dpi.
- Analyse de lots pour l'analyse de la couleur. Ouvrez le "test des couleurs» sous menu de réglage. Vérifiez l'analyse de lots et cliquez sur Analyser. Une nouvelle fenêtre apparaît pour sélectionner les images à analyser. Dans la fenêtre suivante spécifier le nom et le répertoire pour le fichier de données. Cliquez sur Enregistrer. Le fichier de sortie contiendra le nom de chaque image (basé sur le nom du fichier) et les valeurs de couleur moyenne pour chaque fruit sur l'image. Les paramètres inclus dans la sortie sont: le paramètre 1, paramètre 2, R, G, et les valeurs B, la luminosité, L *, a * et b *, ainsi que les valeurs de teinte et de saturation. Module de test de couleur peut faire une analyse lot de 100 images de fruits selon le matériel de l'ordinateur s.
8. Exemples d'analyse de données
La sortie générée par l'AT peut être utilisé pour de nombreuses applications. Dans les études génétiques, la sortie est utilisée pour détecter la forme des fruits des QTL (Quantitative Trait Loci) dans plusieurs populations en ségrégation issue de croisements entre différentes variétés de tomates cultivées (S. Lycopersicum) et les espèces sauvages S. adhésion pimpinellifolium LA1589 1,4,5. TA peuvent aussi être utilisées pour classer les fruits en forme de catégories 6 et analyser la décoloration de couleur tomate fruits à cause de ce trouble physiologique "l'épaule jaune" 3. Par ailleurs, le logiciel a été utilisé pour analyser d'autres organes de la plante comme les feuilles et les graines de 8,9 7.
9. Les résultats représentatifs
La sortie de l'AT a été utilisé pour des applications très variées. Dans les études forme des fruits de QTL, les images de fruits (8 à 10 fruits par plante en une seule image) ont été collectées sur un total de 96 à 130 plantes dans chaque population. Par la suite, ces images ont été analysées par TA 4,5. Pour détecter l'association entre les phénotypes et les génotypes, les analyses QTL ont été effectuées en utilisant la cartographie d'intervalle composite 10,11 et par la cartographie d'intervalle multitrait composites pour des sous-ensembles d'attributs dans chaque population de 12. En conséquence, de nombreuses régions du génome forme de tomate fruits contrôle ont été identifiées. Certaines de ces régions étaient présents dans plusieurs populations, alors que d'autres étaient uniques à une population. Alors que certains QTLs la forme des fruits (comme les ovales, soleil, et fs8.1) étaient connus depuis les études de cartographie précédentes, plusieurs autres loci ont été récemment découverts. Au total, 17 à 36 QTL contrôlant la forme des fruits attributs ont été détectés dans les trois populations en ségrégation 2,4.
Les données générées par l'AT a également été analysées en utilisant l'analyse en composantes principales (ACP). Dans une étude, quinze attributs de forme ont été soumis à l'ACP, et les trois premières composantes principales (PC) ont ensuite été cartographiées comme des traits. Les données montrent que QTL PC se chevauchent avec des QTLs attribut qui ont contribué à la composante 4. Populations en ségrégation ont également été utilisés pour comparer les QTL identifiés par morphométrie au QTL identifiés avec les attributs de forme. Là encore, la morphométrie QTL ont été montrés pour coïncider avec la forme des fruits des QTL contrôlant la taille et les attributs dans 93% des cas 2. Ces résultats montrent clairement la validité et la reproductibilité des données produites par TA dans l'analyse de la morphologie des fruits.
Une autre application de l'AT est la création d'un système de classification des fruits de forme pour identifier les cultivars de tomates basée sur des données objectives mesures forme du fruit. Une collection de germoplasme de ~ 350 accessions de tomate d'origine diverse et la morphologie des fruits a été évaluée. Environ huit fruits de chaque plante ont été numérisés et analysés avec TA. Deux systèmes de classification existants, l'IPGRI et l'UPOV 13 14, ont été évaluées et comparées en utilisant des comparaisons visuelles des images de fruits dans notre collection. Nous avons modifié la classification morphologique de ces deux systèmes, en combinant plusieurs catégories et en créant deux nouvelles 6. Le prcatégories oposed sont à plat, rond, long, rectangulaire, obovoïdes, ellipsoïde, le cœur et cœur de bœuf. Les huit nouvelles catégories adapté de l'IPGRI et l'UPOV 13 14 systèmes sont plus distinguables visuellement, et ont été testées en utilisant des mesures d'assistance technique. La sortie TA de 37 attributs de chaque adhésion a été soumis à l'ACP et l'analyse discriminante linéaire (LDA) afin d'identifier les mesures qui définissent le mieux chaque catégorie de forme de fruits, et aussi d'évaluer la précision des attributs discriminateur expliquer la classification visuelle de chaque adhésion. Une application possible de ce système de classification des fruits de forme serait d'utiliser la sortie de l'assistance technique aux adhésions cluster basé sur des données phénotypiques, et d'identifier les associations entre les différentes catégories de la forme des fruits.
Le module de test des couleurs dans l'AT a été comparé à des mesures de couleur prises avec un colorimètre (CR300) dans une consanguines rétrocroisement (IBC) de la population issue de croisements entre S. cultivars de traitement lycopersicum 3. L * a * et b * du colorimètre sont comparables aux valeurs de couleur obtenue à partir de trois différents scanners avec TA. Toutefois, les différences entre les trois scanners ont été observées en raison de matériel, de logiciels, ou non standardisées valeurs RVB. Par conséquent, une option pour entrer les valeurs de correction a été mis en test couleur pour permettre l'étalonnage du scanner. Dans une étude génétique à l'aide du test des couleurs TA, la variance génétique pour la couleur et l'uniformité des couleurs a été significativement plus élevé que lorsque ces valeurs ont été obtenues à partir d'un colorimètre. Ces différences sont dues à des paramètres de mesure de la couleur de la TA toute une surface alors que le colorimètre analyses seulement quelques points sur la surface. Enfin, l'AT a été testé et a été en mesure d'analyser la couleur et l'uniformité des couleurs dans d'autres cultures comme la pomme de terre, concombres, melons, fraises et 3.
Figure 1. Correcteur de couleur standard pour le module de test des couleurs pour étalonner les valeurs des couleurs obtenues à partir de scanners différents et à différentes époques.
Figure 2. Numérisé des images de haute qualité sont nécessaires pour le bon fonctionnement de l'AT. A) Un exemple d'une image de faible qualité. TA va tenter de trouver des objets à travers l'image. Quand il ya de grands espaces vides, comme montré ici, TA peut ne pas fonctionner correctement ou de collision. Certains fruits ne sont pas effacés à sec, et le jus sur l'écran du scanner permettra d'éviter TA de reconnaître la frontière de fruits correct. Aussi, quand la plupart des fruits sont mal orientées verticalement, de nombreux attributs ne sera pas calculée correctement. Ces images de mauvaise qualité sera considérablement ralentir l'analyse de la forme du fruit, car de vastes ajustements manuels qui devra être faite avant l'analyse. B) Un exemple d'une image de haute qualité. Les fruits sont orientés verticalement correcte, proche espacées sans toucher l'autre et effacé sec.
Figure 3. Capture d'écran du logiciel TA. La fenêtre du haut affiche les boutons de plusieurs outils disponibles (à savoir, l'image ouverte, sauf les fruits, les données d'exportation, de la taille en forme, analyser et réviser). L'objet dans la fenêtre en haut à droite a été sélectionnée pour des réglages manuels et les données sont affichées dans la fenêtre en bas à droite. Les valeurs de ce fruit sont surlignés en gris dans la fenêtre inférieure bonnes données. Les objets en jaune dans la fenêtre de gauche sera inclus dans les analyses alors que les objets en bleu ne sera pas inclus dans les analyses.
Figure 4. Une image utilisée pour l'analyseur de tomate - l'application de test des couleurs.
Figure 5. Défini par l'utilisateur des paramètres. A) les attributs de blocs. La position haute est utilisée pour calculer blockiness extrémité proximale et attributs triangle. Le réglage de la position de la Haute détermine où X est mesurée (= 10% dans la figure). La position basse est utilisée pour calculer blockiness extrémité distale et attributs triangle. Le réglage de la position inférieure détermine où Y est mesurée (= 90% dans la figure). Les valeurs de ces positions égal au pourcentage de la hauteur du sommet du fruit. B) les attributs d'angle macro. Les lignes vertes représentent le pourcentage (= 20% dans la figure) le long de la frontière depuis la fin (carré noir sur la figure) où l'angle sera mesuré. Le logiciel va déterminer la pente avec + / - 5% de la valeur sélectionnée. Pour les angles micro le logiciel calcule la pente à l'aide + / - 2% de la valeur sélectionnée.
Figure 6. Un exemple des données de sortie obtenues avec l'outil d'exportation de l'image montre la figure 3. A) Sortie affichage des valeurs d'attribut pour chaque fruit, la moyenne et la déviation standard. B) Sortie affiche les valeurs d'attribut moyenne et l'écart type de 10 variétés de tomates.
| * L | une * | b * | |
| 1 | 37.986 | 13.555 | 14.059 |
| 2 | 65.711 | 18,13 | 17,81 |
| 3 | 49.927 | -4,88 | -21,925 |
| 4 | 43.139 | -13,095 | 21.905 |
| 5 | 55.112 | 8,844 | -25,399 |
| 6 | 70.719 | -33,397 | -0.199 |
| 7 | 62.661 | 36.067 | 57.096 |
| 8 | 40,02 | 10,41 | -45,964 |
| 9 | 51.124 | 48.239 | 16.248 |
| 10 | 30.325 | 22.976 | -21,587 |
| 11 | 72.532 | -23,709 | 57.255 |
| 12 | 71.941 | 19.363 | 67.857 |
| 13 | 28.778 | 14.179 | -50,297 |
| 14 | 55.261 | -38,342 | 31,37 |
| 15 | 42.101 | 53.378 | 28,19 |
| 16 | 81.733 | 4,039 | 79.819 |
| 17 | 51.935 | 49.986 | -14,574 |
| 18 | 51.038 | -28,631 | -28,638 |
| 19 | 96.539 | -0.425 | 1,186 |
| 20 | 81.257 | -0.638 | -0.335 |
| 21 | 66.766 | -0.734 | -0.504 |
| 22 | 50.867 | -0.153 | -0,27 |
| 23 | 35.656 | -0.421 | -1.231 |
| 24 | 20.461 | -0.079 | -0.973 |
Tableau 1. L *, a *, b * pour chaque patch de la vérification des couleurs (voir Figure 1). La source de l'illuminant D50 et a été l'angle d'observation a été de 2 °.
Discussion
D'évaluation à haut débit et précise de la morphologie d'organes et la couleur est difficile en raison de sa nature quantitative et la quantification souvent subjective. TA fournit des mesures objectives et précises sur les traits morphologiques de plusieurs fruits et colorimétriques de façon à haut débit et semi-automatiques. L'utilité de l'AT a été démontrée dans des études qui ont conduit à l'identification de la forme des fruits de tomate QTL 2,4,5. En outre, la classification des cultivars6 et la taxonomie d'un groupe d'espèces a été évaluée en utilisant la sortie de la TA 15,16. Une expression élevée de fruits de tomate les résultats de gènes dans la forme dim. 17 fruits allongés. En utilisant la forme d'assistance technique, des feuilles et des cotylédons a été déterminée dans lignées exprimant dim. à un haut niveau 7, ce qui démontre que l'application peut être utilisée efficacement pour mesurer la morphologie des organes de la plante ainsi que d'autres. Par ailleurs, AT a été très important dans l'identification des bases génétiques de la taille des graines de tomate et le tournesol 8,9. Enfin, le module de test des couleurs mises en œuvre dans l'AT est plus précise et exacte, et moins coûteux que d'autres méthodes pour analyser la couleur des fruits de la tomate. En résumé, l'AT est devenu un outil clé pour l'évaluation objective et fiable de la morphologie et la variation de couleur des organes de la plante.
Acknowledgments
Cette recherche a été soutenue par la National Science Foundation (DBI 0227541).
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