Томатный Analyzer: Полезные Прикладное программное обеспечение для сбора точной и подробной Морфологические и колориметрических данных из двумерных объектов

Published 3/16/2010
7 Comments
  CITE THIS  SHARE 
Biology
 

Summary

Томатный Analyzer (ТА) количественные признаки двумерные формы и цвета в воспроизводимым и точным образом. Шаг за шагом процедуры получения высокого качества изображения оцифрованы томатного фрукты, морфологические и цвет анализ этих образов и несколько приложений, использующих данные, получаемые от этого программного обеспечения описаны.

Cite this Article

Copy Citation

Rodríguez, G. R., Moyseenko, J. B., Robbins, M. D., Huarachi Morejón, N., Francis, D. M., van der Knaap, E. Tomato Analyzer: A Useful Software Application to Collect Accurate and Detailed Morphological and Colorimetric Data from Two-dimensional Objects. J. Vis. Exp. (37), e1856, doi:10.3791/1856 (2010).

Please note that all translations are automatically generated through Google Translate.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

Измерение морфологии плодов и цвет черты овощных и плодовых культур в объективных и воспроизводимых пути имеет важное значение для подробного фенотипический анализ этих признаков. Томатный Analyzer (TA) это программное обеспечение, что меры, 37 атрибутов, связанных с двумерной формы в полуавтоматическом и воспроизводимым образом 1,2. Многие из этих атрибутов, таких как углы при дистальных и проксимальных концах фруктов и областей отступа, с трудом поддаются количественному вручную. Атрибуты из десяти категорий в рамках программ: Основные измерения, индекс Фрукты Shape, квадратиков, однородность, проксимальная форма Конец фрукты, Дистальная форма Конец фрукты, асимметрии, внутренние Эксцентриситет, Широтная секции и морфометрия. Последняя категория не требует ни знаний, ни до заданной понятия формы атрибутов, так морфометрического анализа предлагает объективный вариант, который может быть лучше адаптирована к высокой пропускной анализов чем атрибут анализа. ТП также предлагает применение цветовой тест, который был предназначен для сбора цветовых измерений из отсканированных изображений и позволяет выполнять сканирование устройств для калибровки с помощью цвета стандартов 3.

Т. предлагает несколько вариантов для экспорта и анализа формы атрибут, морфометрических и цвет данных. Данные могут быть экспортированы в файл Excel в пакетном режиме (более 100 изображений в одно время) или экспортированы в качестве отдельных изображений. Пользователь может выбирать между выходом, который отображает среднее для каждого атрибута для объектов в каждом изображении (в том числе стандартное отклонение), или выход, который отображает значения атрибутов для каждого объекта на изображении. Т. А. был ценным и эффективным инструментом для indentifying и подтверждения томатный фрукты форму Количественные Loci признака (QTL), а также выполнять углубленный анализ влияния ключевых фруктов формы генов морфологии растений. Кроме того, Т. могут быть использованы для объективной классификации фруктов в различных категориях формы. Наконец, форма плодов и цвет черты у других видов оборудования, а также других органов растения, такие как листья и семена могут быть оценены с ТП.

Protocol

Томатный Analyzer (ТА) программное обеспечение предназначено для распознавания объектов определенного размера и разрешения изображения, измеряется в точках (пикселях) на дюйм (DPI). Программа автоматически определяет границы фруктов в отсканированном изображении. Объект граница определяется путем отслеживания контура, в результате чего список соседних точек описания границ объектов на изображении. Все измерения фруктов формы рассчитываются на основе границ. Модуль цветовой тест "Томатный Analyzer цветовой тест» предназначен для количественного определения параметров цвета внутри границ признанных программного обеспечения. Цветовых измерений основаны на цветовом пространстве RGB: R (красный), G (зеленый) и B (синий). Средние значения RGB для каждого пикселя берется по цвету модуль тестирования, а затем переведены в пространство CIELAB цвет, который использует L *, *, Ь *, чтобы описать цвет таким образом, что приближает человека зрительного восприятия. Модуль цветовой тест вычисляет Хюэ и Chroma дескрипторов цвета на основе * и В *.

Шаг за шагом протокол описан для цифровизации плоды томатов и последующего полуавтоматического анализа морфологии и цветовых атрибутов с помощью пакета TA программного обеспечения. Протокол состоит из восьми этапов: 1) Подбор и подготовка растительного материала, 2) Изображение сбор, 3) Установка программного обеспечения, 4) анализ изображения и калибровки для испытаний Т. А. Цвет, 5) Ручная регулировка атрибуты, 6) User- Настройки, 7) Сохранение и экспорт данных, и 8) Примеры анализа данных.

1. Отбор и подготовка растительного материала

  1. Фрукты должны быть чистыми и сухими.
  2. Мясистые плоды не должны быть перезрелой потому что может привести к размягчению форма деформации при резке фруктов.
  3. Разрежьте фрукты с резким зазубренный нож или новое лезвие бритвы. В зависимости от типа анализа и атрибуты, которые будут оцениваться, фрукты следует разрезать продольно или поперечно через центр. Цвет анализ может быть применен к продольно или поперечно сократить фруктов, а также другие разделы предназначены для выделения специфических особенностей.
  4. Сухой внутренней части плода промокательной с тканью или бумажными полотенцами, если плод очень сочный.

2. Изображение коллекции

  1. Вырезать фрукты и положите на сканер с разрезанной стороной вниз. Место правителя выше, и подпись под фруктов. Правитель используется для проверки того, что правильное разрешение сканирования был выбран, и имеет важное значение для точного измерения фруктов атрибуты. Для высокой пропускной способностью анализа данных, она имеет важное значение для сканирования фрукты только с одного растения (или генотип) за один раз и для сканирования фрукты, которые либо продольно или поперечно сократить, но не смесь того и другого на том же сканирование. Место фруктов близко друг к другу, но избежать смежных трогательные плоды. Также избегайте большого пустого пространства между плодами на сканере. Если объекты находятся слишком далеко друг от друга, изображение должно быть манипулировать, используя для обработки изображений, такие как Adobe Photoshop или GIMP до анализа с ТП.
  2. С ТА программное обеспечение использует разрешение изображения для точного измерения размера, правильного выбора разрешения сканирования важно для последующего анализа.
    1. Как правило, если объекты от 1 до 8 см, сканирование с разрешением 200 или 300 точек на дюйм (точек / дюйм). Если объекты> 8 см, сканирование с разрешением 100 точек на дюйм. Для очень малых (<1 см) объектов, таких как семена, сканирование с разрешением 750 точек на дюйм и выше. Когда пакетный анализ планируется (см. ниже) и фрукты размер не сильно варьирует у разных растений, это удобно для выбора одного сканера разрешение для всех изображений должны быть собраны за тот же эксперимент.
    2. Для цветовой тест, установить разрешение сканера 200 точек на дюйм, если плоды <8 см. Если плоды> 8 см, сканирование с разрешением 100 точек на дюйм. Кроме того, установить размер выходного изображения на самое большое количество цветов доступных в сканер.
  3. Объекты должны быть отсканированы с черными или очень темный фон, чтобы предотвратить тени, которые будут мешать анализу. Темный фон можно получить, поставив картонную коробку за сканер так, чтобы весь свет ограничен с экрана. Если белый фон используется, Т. не сможет функционировать, так как приложение оптимизировано для использования на темном фоне.
  4. Изображение должно быть обрезаны после первоначального сканирования (перед сохранением изображения), чтобы избежать больших пустых пространств. Если изображение не обрезается на данном этапе, она должна быть обрезана использовании для обработки изображений, такие как Adobe Photoshop или GIMP до анализа с ТП.
  5. Для цвета анализов, сканер должна быть тщательно выверена, если пользователь намерен перевести RGB значения универсальных L *, * и * б масштабе. Сканирование цвета проверки (рис. 1) должно произойти до или во время сканирования фруктов. Отсканированные цвет проверки должны быть сохранены в одной папке с фруктами изображений. Сканер калибровки необходимо потому, что сканеры отличаются тем, как они захватывают цвет гата и источника света может изменяться с течением времени при многократном использовании.
    1. Получение цвета стандартов и сканирования. Цвет стандарты должны быть выбраны на основе широкого спектра цветов наблюдается в урожай интерес. Для этого примера мы выбрали стандартные 24-цветопередачи графике (ColorChecker, X-Rite, Гранд-Рапидс, Мичиган, рисунок 1). Сканирование цвета проверки так же, как сканирование фруктов. Сканер калибровки объясняется в разделе 4.7.
  6. Сохраните отсканированное изображение в виде файла JPEG.
    Примечание: Будьте осторожны и точным при размещении объектов на сканер на этапе коллекции изображений. Лучшие объекты выравниваются, тем меньше ручной настройки необходимо при анализе фруктов в ТП. Примеры стран с низким и высоким качеством изображения, показаны на рисунке 2.

3. Установка программного обеспечения

  1. Томатный анализатор (ТА) версии 2.2.0.0 можно загрузить с http://www.oardc.osu.edu/vanderknaap/tomato_analyzer.htm . Пользователь Томатный Руководство анализатор и анализатор Цвет Томатный испытаний руководство также доступны на этом сайте.
  2. Т. требует операционной системы Windows (версии 2000 и выше).

4. Анализ изображения и калибровки для испытаний Цвет TA

  1. Папки с изображениями должны быть размещены на жестком диске, а не в "Мои документы" или на удаленном сервере. В противном случае, Т. не спасет регулировать изображение в той же папке, что и оригинальные образы. Убедитесь, что регулируется изображений с расширением. TMT находятся в той же папке, что и оригинал. JPG изображений (см. шаг 6.1.1).
  2. Запуск программы Т. А., как и любой другой прикладного программного обеспечения, дважды щелкнув по значку.
  3. Пользователь должен установить точек на дюйм и единицы измерения в соответствующие настройки, выбрав "Сканер DPI" из меню "Настройки". Точек на дюйм должно быть таким же, как файл изображения так, чтобы размер измерений (высота, ширина, периметр, площадь) являются точными. "Единицы использоваться" в диалоговом окне определяет единицы измерения (см, мм, в, или пикселей) для вывода данных. В том же диалоговом окне, яркость может нуждаться в корректировке, когда объекты относительно темными.
    Примечание: DPI и единицы также может быть скорректирована после внесения корректировки вручную или после анализа изображений.
  4. Пользователь может выбрать атрибуты, которые будут измеряться, выбрав "Измерение Сохраненные" от "Настройка" меню. Это можно сделать в любой момент во время или после анализа. Атрибуты сгруппированы в десяти категориях (например, основные измерения, индекс Фрукты Shape, квадратиков, однородность, проксимальная форма Конец фрукты, Дистальная форма Конец фрукты, асимметрии, внутренние Эксцентриситет, Широтная секции и морфометрия). Индивидуальные атрибуты или всей группы измерений может быть выбран или выбран, нажав на группы или атрибута. Все атрибуты измерения группы можно показать, нажав на «+». Выбранные атрибуты отображаются по категориям в окне в правом нижнем углу экрана, как показано на рисунке 3.
  5. Чтобы начать, нажмите на кнопку "Открыть изображение" и выберите файл изображения из всплывающее диалоговое окно. Выбранное изображение будет отображаться в левом окне.
  6. Для анализа открыли изображение, нажмите кнопку "Анализ" кнопку. Когда закончите, периметр каждого фрукта будут выделены желтой линией, и данные будут отображаться в правом нижнем окне данных. Программное обеспечение будет автоматически отменить очень больших или малых объектов, таких как правитель или этикетку. Выбранного объекта будут выделены синей линией. Дополнительная фруктов может быть отменено, щелкнув правой кнопкой на их изображения. Только те пункты, изложенные в желтый будет отображаться в окне данных и экспорт (рис. 3). Элементы, изложенные в синем, не будут включены в анализ. Отдельные объекты отображаются в верхнем правом окне, щелкнув по ним мышью.
    Примечание: данные модуля тест цвета не отображаются в нижнем окне нужные данные.
  7. Анализ цвета для проверки цвета анализа.
    1. Проверка цвета и сбора L *, *, Ь * ценностей. Откройте отсканированное изображение проверки цвета и анализировать, как описано для плода. Убедитесь, Т. А. признается каждый патч в качестве объекта для анализа (желтая граница). Если вы используете стандартные проверки цвета, программное обеспечение не может быть в состоянии признать темные валков. Эти цвета не будут включены в калибровке. В меню Настройки, выберите "Color Test". Появится диалоговое окно. Убедитесь, что коррекция значения установлены в 1 для склона (слева ящики) и 0 для у-перехват (справа коробки). Минимальное значение синего должен быть установлен в 0, и параметры 1 и 2 могут быть проигнорированы. Нажмите на кнопку Анализ в диалоговом окне тест цвета. Появится новое окно для сохранения гоэлектронная продукция, как "CSV" документ, который может быть открыт в EXCEL. Укажите имя и каталог для файлов данных. Выходной файл данных будет содержать RGB значения, L *, *, Ь * ценностей и расчетов для оттенка и цветности для каждого цветового пятна.
    2. Определение значения коррекции для калибровки. Участок L *, *, Ь * значения для каждого цветового пятна от колориметр значения L *, *, б *, которые можно приобрести у производителей цвета проверки или в таблице 1. Определить уравнение регрессии и записывать склоне и у-перехват для каждого параметра. В диалоговом окне введите обратный наклон и обратный знак у-перехват значение L *, * и В *. Эти значения используются в качестве значения коррекции для "Color Test" настройки.
  8. Цвет тест позволяет пользователю определить два параметра, что в докладе доля (%) пикселей, которые попадают в указанный диапазон оттенков значения выбраны. Для анализа помидор, например, нижнего и верхнего значения параметра 1, 70 и 100 соответственно, что соответствует нежелательные желтые и зелено-желтой мякотью цвета. Нижнего и верхнего значения для параметра 2, 0 и 50 и соответствуют желаемой красный цвет. Сохранить настройки для этих значений. Эти значения будут применяться ко всем изображениям, что в настоящее время анализируются, пока программа не закрыта. Для отсканированные изображения, выберите "Источник света C 2 °" вариант. "Света D65 10 °" вариант применяется только для изображений, полученных в естественном свете.
  9. Результаты визуализации (см. Рисунок 3): В каждой строке данных в нижнем правом окне данных соответствует определенному объекту на изображении. Данные отображаются в том же порядке, как объектов на изображении. Первая строка отображает значения для объекта в верхнем левом углу, а последний ряд данных показывает значения для объекта в правом нижнем углу изображения. Нажмите на строку для отображения соответствующие плоды в верхнем окне справа. Также, на фрукты и соответствующая строка данных будет выделен. При нажатии на вкладке атрибутов в нижнем правом окне можно увидеть, как атрибут измеряется для каждого конкретного плода. Например, нажав на дистальный угол конца, угол, измеренный с помощью программного обеспечения на плод в левой части окна будут показаны. Эта функция очень полезна при идентификации объектов, которые требуют ручной настройки для более точного измерения.
    Рисунок 4 показывает изображение, чтобы проанализировать с цветом модуль тестирования. Тем не менее, результаты не видны в окне данных. Данные могут быть доступны только в файле Excel после анализа сохраняется.

5. Ручная настройка атрибутов

Иногда граница фруктов и проксимальных и дистальных концов не найдены правильно ТП. Кроме того, если плоды помещают в угол на сканер, образ должен быть отрегулирован для получения корректных измерений. Эти и другие функции могут быть устранены с помощью ручной настройки изображений после первоначального анализа. Регулировок появляются под "пересмотреть" кнопки меню и включают в себя: Поворот, Граница, проксимальный конец, дистального конца, Автоповорот, Настройка Ellipse, Настройка Дистальная выступ, отрегулируйте Околоплодник границы, Default Околоплодник границы.

Примечание: Если корректировки должны быть сделаны, сначала необходимо настроить границы, а затем вращением. Все остальные поправки могут быть сделаны в любом порядке следующие два изменения. Корректировка выбранного под Пересмотреть меню остается выбранным до различных регулировки выбирается. Это позволяет пользователю выполнять те же настройки на последовательность ломтиками, нажав на срезе изображение и нажав кнопку Пересмотреть. Ниже, ручные настройки на различные атрибуты фруктов подробно.

  1. Граница
    1. Щелкните левой кнопкой мыши на фрукты в левом окне. Он появится в правом верхнем углу окна.
    2. Нажмите стрелку рядом с "Пересмотр" и выберите "Граница" из выпадающего списка в правом верхнем окне. Выберите границу место проведения будет изменено левой кнопкой мыши на начальную точку и конечную точку неправильные границы. В результате, определение границы, будут удалены.
    3. Чтобы добавить новую границу, щелкните левой кнопкой мыши от начальной точки к конечной точке. Продолжить нажав следовать желаемого контура. Щелчок правой кнопкой мыши отменяет предыдущие модификации. Множественные изменения могут быть отменены последовательными право кликов.
    4. Для подтверждения новой границы, нажмите клавишу "Ввод". В противном случае нажмите "Esc", чтобы отменить эту операцию.
    5. Нажмите на кнопку "Сброс границы", чтобы вернуться к прежним настройкам за границей.
  2. Повернуть. Эта функция используется, когда объект не полностью вертикально.
    1. Нажмите на соответствующие плоды в левом окне. Он появится в правом верхнем окне.
    2. Нажмите стрелку рядом с "Пересмотр" и выберите "Поворот"из выпадающего списка.
    3. Оси будет отображаться в правом верхнем окне. Перетащите зеленый квадрат в конце оси и фруктов будет вращаться соответственно.
    4. Дважды щелкните в окне или нажмите "Enter", чтобы закончить.
    5. Нажмите на кнопку "Сброс вращения", чтобы вернуться к первоначальному выравнивания.
  3. Отрегулируйте проксимального конца. Если есть ошибки в положение проксимального конца, измерения производных от этой функции будет некорректным. Выберите фрукты, которые требуют корректировки, чтобы он появился в окне справа. Далее, выберите "Проксимальная фруктов конце формы" на вкладке и "Проксимальный угол микро-и макро" в разделе выходных данных ниже выбранный фрукт. Проксимальных углы теперь будет показано для каждого плода в изображении слева. Таким образом, углы, которые кажутся необычными могут быть идентифицированы. Для изменения положения проксимального конца, выполните следующие действия:
    1. Нажмите на желаемые плоды в левом окне. Он появится в правом верхнем углу окна.
    2. Нажмите стрелку рядом с "Пересмотр" и выберите "проксимальный конец" из выпадающего списка.
    3. В верхнем правом окне, щелкните и перетащите вершины индикатора в правильное положение.
    4. Дважды щелкните или нажмите клавишу "Ввод", чтобы закончить.
  4. Отрегулируйте дистального конца. Положение дистального конца объект может быть изменен вручную. Чтобы эффективно находить фруктов, которые должны дистального конца корректировки, следовать той же процедуре, что и для проксимального конца.
    1. Нажмите на желаемые плоды в левом окне. Он появится в правом верхнем углу.
      Нажмите стрелку рядом с "Пересмотр" и выберите "дистального конца" из выпадающего списка.
    2. В верхнем правом окне, щелкните и перетащите вершины индикатора в правильное положение.
    3. Дважды щелкните или нажмите клавишу "Ввод", чтобы закончить.
  5. Дистального конца выступа. Эта функция позволяет пользователю определить конечные точки на границе чаевые.
    1. Под "Дистальная фруктов Конец формы", выберите столбец, озаглавленный "Дистальная Протрузия End" и выберите объект для настройки.
    2. Нажмите стрелку рядом с "Пересмотр" и выберите "Настройка Дистальная Протрузия" из выпадающего меню.
    3. Перетащите точки, которые появляются в желаемых местах вдоль границы.
    4. Нажмите клавишу ввода, чтобы закончить. Появится линия показывает обрезанию области кончика и пересчитать чаевые области. Результаты появятся в дистальных колонке Протрузия End. Если кончик область не находится в нужном положении, выбрав пункт "Сброс Дистальная Протрузия" под "пересмотреть" кнопка сброса указывает на их исходные позиции. Если кончик области найден, но не должно существовать, выбрав пункт "Ликвидация Дистальная Протрузия" от "пересмотреть" кнопки перемещения точки к нижней части плода, в результате чего значение 0.0 для "дистального конца выступа" колонки.
  6. Автоматический поворот. Эта функция специально разработана для томатного семени, чтобы они могли быть автоматически приведены в соответствие с заостренным концом смотрят в одном направлении. В это время автоматического поворота функция не работает на других объектах, таких как фрукты.
  7. Отрегулируйте эллипса. Эта функция позволяет пользователю изменять размер и / или переместить внутреннюю эллипса для определения внутренних областей фруктов. Этот атрибут используется для внутренней функции эксцентриситета и фрукты Форма Индекс внутренних атрибут ТП.
    1. Выберите вкладку Внутренние Эксцентриситет, а затем выбрать любой из столбцов в табл. Выберите "По умолчанию эллипс размером" из меню "Настройки".
    2. Выберите объект и нажмите на кнопку "пересмотреть" кнопку. Выберите "Настройка Эллипс" из выпадающего меню.
    3. Две точки появятся представляющая верхней и левой точки эллипса. Перемещение их обоих изменяет размеры и повторно центров эллипса в отношении двух новых точек.
    4. Как только эти точки были установлены в свои желаемые позиции, нажмите клавишу ввода. Эллипс будет перерисовывается. Если позиция приемлема, нажмите клавишу ВВОД снова и значения в столбцах будут обновлены.
    5. Если внутренний эллипс должен быть перемещен без изменена, нажмите на центр объекта, где моменты были. Две линии и три зеленые точки появится. Перемещение точки расположены примерно в центре плода на новое место, чтобы переместить эллипс, не уменьшив его.
    6. Нажмите клавишу Enter, чтобы закончить.
  8. Отрегулируйте околоплодника границы. Эта функция позволяет пользователю определить область околоплодника и нуждается в корректировке, когда Околоплодник области "и" Околоплодник толщины "подобраны" Широтная разделе "на вкладке.
    Примечание: для фруктов, перезрелые, это может быть трудно или невозможно отличить околоплодником от остальной части плода.
    1. Выберите объект и нажмите на кнопку "пересмотреть" выпадающего меняимя неизвестно Выберите "По умолчанию околоплодника границы" и установить по умолчанию, который наилучшим образом соответствует околоплодником.
    2. Для дальнейших настроек, выберите пункт "Настройка околоплодника границу" от "пересмотреть" выпадающего меню.
    3. В правом верхнем окне выберите место околоплодника границы, которая должна быть изменена. Это достигается за счет левой кнопкой мыши на начальную точку и конечную точку неправильные границы. В результате, определение границы, будут удалены. Для достижения наилучшего результата, наименьшего возможного раздела граница должна быть выбрана в любой момент времени.
    4. Чтобы добавить новую границу, щелкните левой кнопкой мыши из второй точки к первой точке. Продолжить нажав следовать желаемого контура. Щелчок правой кнопкой мыши отменяет предыдущие модификации. Множественные изменения могут быть отменены последовательными право кликов.
      Примечание: Слишком много модификаций околоплодника границы может привести сбой программы.
    5. Для подтверждения новой границы, нажмите клавишу "Ввод". В противном случае нажмите "Esc", чтобы отменить эту операцию.
    6. Выберите "Сброс границы Околоплодник", чтобы вернуться границы в исходное положение.
  9. Для цвета анализа, когда границы плоти, не есть на краю изображения фруктов (например, поперечный разрез на фрукты плечо, показывая кожу плода выше поперечный разрез, как показано на рисунке 4), пользователь необходимо открыть "Color Test" в диалоговом окне "Настройки" меню. В этом диалоговом окне, минимальное значение синего должно быть установлено до 30 и спасены. Если плоды <3 см, установите минимальное значение синего до 20. Это значение, возможно, потребуется быть уточнена, если ТА имеет проблемы с поиском правильных границ.

6. Настройки пользователя

Для некоторых атрибутов, пользователю необходимо выбрать параметры, при которых измерения должны быть приняты. Это может быть сделано до или после анализа и будет зависеть ли эксперимент повторяется на те же параметры, которые использовались ранее, или же пользователь хочет сделать разведочный анализ, чтобы определить соответствующие настройки для нового анализа.

  1. Установка дистального и проксимального конца квадратиков. Квадратиков, рассчитывается как отношение ширины на выбранных пользователем доля высоты ближайшей к дистальной / проксимальный конец плода до середины ширины (рис. 5А). Это позволяет пользователю выбирать или изменять местоположение на объекте, где измерение. Верхние и нижние позиции квадратиков может быть изменен путем ввода нового значения в "квадратиков позицию" в разделе "Настройка" кнопку.
  2. Установка микро-и макро углов. Эти параметры используются для расчета углов при различных должностях от концов фруктов (рис. 5B). Макро установки обычно используется для углов от 5 до 40% вдоль границы и микро настройка используется от 2 до 10% вдоль границы.
  3. Количество морфометрических точек. Эта функция находит точках вдоль границы каждого объекта в загруженного изображения. Дистальный и проксимальный концы используются как ориентир точки для каждого объекта на изображении. Число точек, измеренных вдоль границы могут быть выбраны "# морфометрических точки" под меню "Настройки". С 4 по 30 баллов могут быть выбраны. Программное обеспечение автоматически разделить количество точек, выбранных в два раза и равномерно распределить их по обе стороны от фруктов между дистальным и проксимальным концами.

7. Сохранение и экспорт данных

  1. Сохранить данные
    1. После ручной корректировки изображений и анализа Т.А., нажмите на кнопку "Сохранить Фрукты" кнопку. Вся текущая информация, в том числе ручные настройки и выбранного объектов, будут сохранены в новом файле с тем же именем, как из исходного изображения и TMT расширение. Каждый раз, когда выбран файл, сохраненный TMT файл с таким же именем автоматически откроется, потому что это связано с исходным файлом. Тем не менее, файл TMT должны храниться в той же папке, JPG файл изображения (см. раздел 4.1). Если программа не сохраняет TMT и JPG файлы в той же папке, перемещать изображение папки на диске С:.
    2. Чтобы вернуться к исходному файлу изображения, без каких-либо корректировок, просто удалите связанные TMT файл. В качестве альтернативы можно выбрать "Анализ" и повторный анализ исходного изображения. Однако следует помнить, что любой TMT с тем же именем, как изображение будет связан с изображением следующий раз, когда файл открывается, если, конечно, корректировки сохраняются за TMT файл.
  2. Экспорт данных
    1. Пользователь имеет возможность экспортировать данные для отдельного изображения, выбрав кнопку "Экспорт". Данные будут экспортированы в файл Excel и отображение значений атрибутов для каждого плода, среднего и стандартного отклонения.
    2. Т. А. Приложение может также экспортировать значения атрибутов из двух и более изображений ("Пакетный анализ" функции).
      1. Для станцийг до пакетный анализ, нажмите на кнопку "Открыть изображение" кнопку.
      2. Выберите файлы изображений должны быть проанализированы партии. Несколько файлов выбираются с помощью "Shift" или "Ctrl" ключевым при выборе дополнительных файлов. После того как файлы выбраны, нажмите на кнопку "Открыть" ключ.
      3. Пользователю будет предложено выбрать тип пакетного выходной анализа: "Среднее Only", "Среднее значение и стандартное отклонение» или «отдельных измерений в образ". Пример из двух режимов экспортного показано на рисунке 6.
      4. Выберите имя файла Excel, который будет создан и нажмите на кнопку «Сохранить» ключ. Программное обеспечение будет автоматически открывать файлы и начать пакетный анализ. Если файлы изображений были предварительно проанализированы и спас Т.А., спасены. TMT файлы будут открываться для пакетного анализа. Если файлы не были предварительно проанализированы, программное обеспечение будет по анализу изображений без ручной настройки и deselections. Т. может выполнять пакетный анализ, по крайней мере 100 изображений в 600 точек на дюйм.
      5. Пакетный анализ для анализа цвета. Откройте окно "Цвет Тест" вариант под меню настроек. Проверьте Пакетный анализ и нажмите кнопку Анализ. Появится новое окно для выбора изображения для анализа. В следующем окне укажите имя и каталог для файлов данных. Нажмите кнопку Сохранить. Выходной файл будет содержать имя каждого изображения (основанный на имени файла) и среднее значение цвета для каждого плода на изображении. Параметров, включенных в выход: параметр 1, параметр 2, R, G, B и ценностей, светимость, L *, *, б * значения, а также оттенок и цветность значения. Модуль Цвет теста можно сделать пакетный анализ до 100 изображений фруктов в зависимости от аппаратного обеспечения компьютера с.

8. Примеры анализа данных

Вывод, генерируемый TA может быть использована для многих приложений. В генетических исследованиях, выход используется для обнаружения фруктов форму QTL (локусов количественных признаков) в нескольких сегрегации населения производные от скрещивания различных культурных сортов томата (S. Lycopersicum) и диких видов S. pimpinellifolium присоединения LA1589 1,4,5. Т. А. также может быть использован для классификации плоды в форме категорий 6 и анализировать томатный фрукты цвета цвета из-за физиологических расстройств "желтой плечо" 3. Более того, программное обеспечение было использовано для анализа других органов растения, такие как листья и семена 7 8,9.

9. Представитель Результаты

Выход Т. был использован для широкого разнообразных приложений. В плодах форму QTL исследования, фрукты изображений (от 8 до 10 плодов на одном растении в одно изображение) было собрано в общей сложности от 96 до 130 растений в каждой популяции. Впоследствии эти снимки были проанализированы Т. 4,5. Чтобы обнаружить связь между фенотипами и генотипами, QTL анализ проводили с использованием композитных отображение интервала 10,11 и multitrait сквозное отображение интервала для подмножеств признаков в каждой популяции 12. Как результат, многие регионы томатный геном управления формой плода не выявлено. Некоторые из этих регионов были представлены в нескольких популяций, тогда как другие были уникальны для одной популяции. Хотя некоторые плоды форму QTLs (например, яйцевидные, солнце, и fs8.1) было известно из предыдущих исследований, отображение, несколько других локусов были впервые обнаружены. В общей сложности от 17 до 36 QTLs управления атрибутами фруктов формы были обнаружены в трех сегрегации населения 2,4.

Данные, полученные в ТА также проанализированы с помощью анализа главных компонент (PCA). В одном из исследований, пятнадцать атрибутов формы подвергались СПС, и первых трех главных компонент (PC) были впоследствии отображается, как черт. Данные показывают, что ПК QTLs перекрывается атрибутом QTLs которые вносят свой ​​вклад в компоненту 4. Сегрегации населения были также использованы для сравнения QTL отождествляется с морфометрии к QTL отождествляется с формой атрибутов. Опять же, морфометрии QTL было показано, совпадают с QTL управления формой и размером плодов атрибуты в 93% случаев 2. Эти результаты ясно показывают, достоверность и воспроизводимость данных, полученных при анализе Т. А. фруктов морфологии.

Другое применение ТП создание классификации плодов форму системы для выявления помидор сорта на основе объективных измерений форму плодов. Зародышевой плазмы коллекции ~ 350 томатный присоединениях различного происхождения и фруктами морфологии была оценена. Примерно восемь плодов с каждого растения были оцифрованы и проанализированы с помощью ТП. Два существующих систем классификации, МИГРР 13 и УПОВ 14, были оценены и сопоставлены с помощью визуальных сравнений с фруктами изображений в нашей коллекции. Мы изменили морфологическая классификация этих двух систем путем объединения нескольких категориях и, создав два новых 6. Пр.oposed категории плоские, круглые, длинные, прямоугольные, обратно-яйцевидные, эллиптические, сердце и oxheart. Восемь новых категорий адаптировано из МИГРР 13 и 14 УПОВ системы более визуально различимы, и были протестированы с использованием TA измерений. Т. А. выходе из 37 атрибутов друг от присоединения подвергался СПС и линейный дискриминантный анализ (ЛДА) для определения измерений, которые наилучшим образом определить каждую категорию фруктов формы, а также оценить, насколько точно дискриминатора атрибуты объяснить визуального классификации каждого присоединения. Одно из возможных применений этой системе классификации форму плодов было бы использовать выход ТП кластера присоединении на основе фенотипических данных, и выявить связи между различными категориями форму плодов.

Модуль цветовой тест в ТП по сравнению с цветом измерений, сделанных с колориметр (CR300) в инбредных обратного скрещивания (МКБ) населения производные от скрещивания S. Lycopersicum обработки сортов 3. L *, *, б * значения из колориметр были сопоставимы с цветом значения, полученные из трех сканеров с ТП. Однако различия между тремя сканерами наблюдались из-за аппаратного, программного обеспечения или ненормированные значения RGB. Следовательно, возможность ввести значения коррекции была реализована в цветовой тест, чтобы калибровки сканера. В генетическом исследовании с использованием цветовой тест из Т.А., генетические отклонения по цвету и однородность цвета было значительно выше, чем тогда, когда эти ценности были получены из колориметра. Эти различия обусловлены TA измерения параметров цвет всей поверхности, тогда как колориметр анализы только несколько точек на поверхности. Наконец, Т. был проверен и был в состоянии проанализировать цвета и однородность цвета в других культур, таких как картофель, огурец, muskmelon, и клубники 3.

Рисунок 1
Рисунок 1. Стандартные цвета для проверки цветовой тест модуль для калибровки цвета значения, полученные из разных сканеров и в разное время.

Рисунок 2
Рисунок 2. Высокое качество оцифрованных изображений, необходимых для надлежащего функционирования ТП. ) Пример низкого качества изображения. ТС будет пытаться найти объекты по всему изображению. Когда Есть большие пустые пространства, такие, как показано здесь, TA может работать неправильно или аварии. Некоторые фрукты не были уничтожены сухой, и сок на экране сканера позволит предотвратить TA от признания правильной границей фруктов. Кроме того, когда большая часть фруктов неправильно вертикально ориентированных, многие атрибуты не будут рассчитаны правильно. Эти бедные качество изображения будет значительно замедлить анализ фруктов форму из-за обширной ручной настройки, которые должны быть сделаны до начала анализа. Б) пример высокого качества изображения. Фрукты вертикально ориентированных правильно, расположенные близко хотя и не соприкасаются друг с другом и смыл сухой.

Рисунок 3
Рисунок 3. Снимок экрана с программным обеспечением ТП. Верхнее окно показывает кнопки в течение нескольких доступных инструментов (например, открыть изображение, за исключением фруктов, экспорт данных, соответствуют размерам, проанализировать и пересмотреть). Объекта в верхнем правом окне была выбрана для ручной настройки и данные выводятся в правом нижнем окне. Значений для этого фрукта выделены серым цветом в нижнем правом окне данных. Объекты, изложенные в желтый в левом окне будут включены в анализ в то время как объекты, изложенные в синем, не будут включены в анализ.

Рисунок 4
Рисунок 4. Изображение, используемое для Томатный Analyzer - приложение Цвет теста.

Рисунок 5
Рисунок 5. Пользовательские настройки. ) Квадратиков атрибуты. Верхнее положение используется для расчета проксимальном конце квадратиков и треугольников атрибуты. Настройка для верхнего положения определяет, где X измеряется (= 10% на рисунке). Нижнее положение используется для расчета дистального конца квадратиков и треугольников атрибуты. Установка для Нижнее расположение определяет, где Y измеряется (= 90% на рисунке). Значения этих позиций равных процентах от высоты от вершины плода. Б) атрибуты Макрос углом. Зеленые линии представляют собой процент (= 20% на рисунке) вдоль границы с конца (черный квадрат на рисунке), где угол будет измеряться. Программное обеспечение будет определять наклон с помощью + / - 5% от выбранного значения. Для микро углами программное обеспечение будет определять наклон с помощью + / - 2% от выбранного значения.

Рисунок 6
Рисунок 6. Пример выходных данных, полученных с экспорта инструмент из изображений показал, на рисунке 3. ) Выход отображение значений атрибутов для каждого плода, среднего и стандартного отклонения. Б) Выход отображение средних значений атрибутов и стандартное отклонение для 10 сортов помидоров.

  L * * б *
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

Таблица 1. L *, *, Ь * значения для каждого пятна цвета проверки (см. Рисунок 1). Источник источник света был D50 и наблюдателем угол на 2 °.

Discussion

Высокая пропускная способность и точной оценки морфологии растений органа и цвета очень трудно из-за его количественный характер и часто субъективны количественной оценке. TA предоставляет объективные и точные измерения из нескольких фруктов морфологические и колориметрические черты высокой пропускной способностью и полуавтоматические образом. Полезность Т.А. была продемонстрирована в исследованиях, которые привели к идентификации томатный фрукты форму QTL 2,4,5. Кроме того, классификация cultivars6 и таксономии группы видов были оценены с использованием выхода TA 15,16. Высокая экспрессия томатный фрукты форма гена ВС приводит к удлиненной 17 плодов. Использование Т.А., листьев и семядолей форма была определена в линии, экспрессирующие ВС на высоком уровне 7, демонстрируя, что приложение может быть эффективно использован для измерения морфологии других органов растения, а также. Кроме того, Т. был критически важным в определении генетической основе величины семян в томатном и подсолнечника 8,9. Наконец, модуль цветовой тест реализован в ТА более точной и достоверной, и дешевле, чем другие методы для анализа фруктов цвет помидоров. Таким образом, Т. стал ключевым инструментом для объективной и достоверной оценки морфологии и цветовых вариаций органов растений.

Acknowledgements

Это исследование было поддержано Национальным научным фондом (DBI 0227541).

References

  1. Brewer, M. T. Development of a controlled vocabulary and software application to analyze fruit shape variation in tomato and other plant species. Plant Physiol. 141, (1), 15-25 (2006).
  2. Gonzalo, M. J. Tomato Fruit Shape Analysis Using Morphometric and Morphology Attributes Implemented in Tomato Analyzer Software Program. Journal of the American Society for Horticultural Science. 134, (1), 77-87 (2009).
  3. Darrigues, A. Tomato analyzer-color test: A new tool for efficient digital phenotyping. Journal of the American Society for Horticultural Science. 133, (4), 579-586 (2008).
  4. Brewer, M. T., Moyseenko, J. B., Monforte, A. J., van der Knaap, E. Morphological variation in tomato: a comprehensive study of quantitative trait loci controlling fruit shape and development. J Exp Bot. 58, (6), 1339-1349 (2007).
  5. Gonzalo, M. J., Knaap, E. vander A comparative analysis into the genetic bases of morphology in tomato varieties exhibiting elongated fruit shape. Theor Appl Genet. 116, (5), 647-656 (2008).
  6. Rodríguez, G. R. Diversity of SUN, OVATE and FAS in the tomato germplasm and their effect on fruit morphology (in preparation. Forth Coming Forthcoming.
  7. Wu, S. Masters Thesis. The Ohio State University. (2009).
  8. Orsi, C. H., Tanksley, S. D. Natural variation in an ABC transporter gene associated with seed size evolution in tomato species. PLoS Genet. 5, (1), e1000347-e1000347 (2009).
  9. Yue, B., Cai, X., Yuan, W., Vick, B., Hu, J. Mapping quantitative trait loci (QTL) controlling seed morphology and disk diameter in sunflower (Helianthus annuus L). Helia. 32, 17-35 (2009).
  10. Zeng, Z. B. Theoretical Basis for Separation of Multiple Linked Gene Effects in Mapping Quantitative Trait Loci. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 90, (23), 10972-10976 (1993).
  11. Zeng, Z. B. Precision Mapping of Quantitative Trait Loci. Genetics. 136, (4), 1457-1468 (1994).
  12. Jiang, C. J., Zeng, Z. B. Multiple-Trait Analysis of Genetic-Mapping for Quantitative Trait Loci. Genetics. 140, (3), 1111-1127 (1995).
  13. International Plant Genetic Resources Institute. IPGRI Descriptors for Tomato (Lycopersicon spp.). Roma, Italy. 47-47 (1996).
  14. International Union for the Protection of New Varieties of Plants. UPOV Guidelines for the Conduct of Tests for Distinctness, Uniformity, and Stability. TOMATO (Lycopersicon Lycopersicum (L.) Karsten Ex Farw.). Geneva. 51-51 (2001).
  15. Depypere, L., Chaerle, P., Mijnsbrugge, K. V., Goetghebeur, P. Stony endocarp dimension and shape variation in Prunus section Prunus. Annals of Botany. 100, (7), 1585-1597 (2007).
  16. Depypere, L., Chaerle, P., Breyne, P., Mijnsbrugge, K. V., Goetghebeur, P., P, A combined morphometric and AFLP based diversity study challenges the taxonomy of the European members of the complex Prunus L. section Prunus. Plant systematics and evolution. 279, (1-4), 219-231 (2009).
  17. Xiao, H., Jiang, N., Schaffner, E., Stockinger, E. J., van der Knaap, E. A retrotransposon-mediated gene duplication underlies morphological variation of tomato fruit. Science. 319, (5869), 1527-1530 (2008).

Comments

7 Comments

  1. pleas tell me a bout can we use digital camera or scanner only ?

    Reply
    Posted by: Anonymous
    July 5, 2010 - 9:06 AM
  2. It is best to use scanned images. However, you can use images taken by a digital camera. The background needs to be black and without shadows. Be aware that all the values for size (length, width, area etc) will be wrong.

    Reply
    Posted by: Esther v.
    July 6, 2010 - 10:56 AM
  3. is there any organization that start to use this software?

    Reply
    Posted by: Yung Yung C.
    August 19, 2010 - 3:45 AM
  4. How can I get the Standard color checker for Color Test module, and the reference values of L,a and b? I´m participating on a research about morpholgical diversity of tomato (Solanum betacea) and I´d like to use this tool. ¿Can I use this software as a colorimeter? ¿What are the limitations of doing so? Thanks for your answers.

    Reply
    Posted by: Anonymous
    December 13, 2010 - 10:11 PM
  5. How can I get the standard color checker for Color Test module, and the reference values of L,a and b? The color checker can be purchased through:


    www.xrite.com/home.aspx (X-Rite now owns Gretag Macbeth Color).


    Can I use this software as a colorimeter?
    The values estimated with TomatoAnalyzer Color Test will show good-excellent linear correlations to values from a colorimeter.


    ¿What are the limitations of doing so?
    Limitations relate to the fact that scanners and computers interpret color with different versions of RGB color space. Also, RGB is a non-linear color space to begin with. Using the calibration functions will avoid some of the limitations.

    Reply
    Posted by: Esther v.
    December 20, 2010 - 11:01 AM
  6. i need a color chart to use with y analyzer. can someone help

    Reply
    Posted by: Anonymous
    September 8, 2011 - 3:17 AM
  7. sir, please suggest me from where i can purchase the color chart. thanks.

    Reply
    Posted by: senjam s.
    January 21, 2014 - 8:49 AM

Post a Question / Comment / Request

You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

Video Stats