휴대용 다중 스펙트럼 식물 표형 영상 시스템

Videometer Lite는 7개의 파장 측정을 효과적으로 조합하고 픽셀마다 다른 반사 스펙트럼에 대응하는 스펙트럼 합일의 융합 스펙트럼 이미지를 생성하는 LED 주파수 플래시 광원 시스템을 사용합니다.이 장비에는 가시광선 및 NIR 근적외선 대역이 포함되어 있으며, 작물 표형, 식물 병해 등을 정확하고 전면적으로 검사하는 데 사용된다.이 휴대용 Videometer Lite는 수레 지지대에 탑재되어 논밭에서 사용할 수도 있고 손에 들고 사용할 수도 있는 다기능 이미징 플랫폼이다.

휴대용 다중 스펙트럼 식물 표형 영상 시스템주요 기능

가시광선과 스펙트럼 영상의 장점을 결합하다

씨앗, 병해 표형에 대한 영상

온실 또는 야외에서 사용하기 쉬운 휴대용 디자인

데이터 중복 가능한 표준 보정 기능

경험이 풍부한 전문가가 응용 경험에 근거하여 설계한 소프트웨어는 조작이 간단하여 농업 응용에서 부딪히는 문제를 해결한다

내부 색상 보정

7 개의 스펙트럼 주파수 대역을 표준으로 장착하고 지속적으로 업그레이드 중

휴대용 다중 스펙트럼 식물 표형 영상 시스템제품 설명

이 시스템은 또한 세균, 진균, 충란 등에 대해 고통량 영상 측정을 진행할 수 있으며, 독리학 또는 기타 연구를 진행할 수 있으며, 식품 곡물, 작물, 육류 등에 사용하여 정확하고 전면적인 품질 검사를 진행할 수 있다.Videometer 시스템 생성 이미지는 Matlab과 같은 다른 분석 시스템으로 분석할 수 있습니다.Videometer Lite는 항상 온실, 야외 또는 다른 곳으로 가져와 측정해야 할 수 있다는 점을 고려하여 휴대성이 뛰어난 스타일로 설계되었습니다.

VideometerLab Lite의 작업 소프트웨어는 Videometer사의 강력한 생물정보학 및 소프트웨어 팀이 개발하여 실제 응용에 대한 요구를 충분히 고려하여 조작이 간단하고 기능이 강하다.Videometer는 또한 다양한 요구에 적합한 새로운 알고리즘을 지속적으로 연구하고 업그레이드하고 있습니다.

VideometerLab Lite 휴대용 시드 표형 다중 스펙트럼 이미징 시스템은 7가지 다른 파장(파장 범위 405-850nm)의 LED 주파수 플래시에서 시드의 이미징을 측정하여 유용한 정보를 얻는다.이러한 이미지는 독립적으로 분석하거나 중첩하여 고해상도 색상 이미지를 작성할 수 있습니다.7개의 대역 멀티 스펙트럼 이미징 시스템을 포함하는 기본 통합 모듈색상 보정, 레이블 인식, 회색조 그래프 변환 등이 가능합니다.

논밭 다중 스펙트럼 표형 영상 시스템 응용

표형 성상 분석/발굴, 유전자형-표형 연관

농업육종

원예학, 농업정보학

과실 품질 분석

식물 병리 연구

생물량 분석

종자 맹발 연구

항역 연구

직접 측정 매개변수

치수

모양

색깔

형태 텍스쳐

스펙트럼 질량 구조

표면화학과 관련된 스펙트럼 성분

계산

간접 측정 또는 계산

종자 순도

발아율

발아율

씨앗 활력

종자 건강도

종자 성숙도

종자 수명 등

주요 특징

균일 및 분산 광선 조명을 위한 통합 구형

10-15초 이내에 스펙트럼 이미징 및 정량 분석

7 다른 파장 / 광원

3메가픽셀/파장, 제공, 2100만 픽셀/프레임 해상도

사용이 간편한 장치 교정을 포함하는 표준 장치

기존 RGB 기술에 비해 * 컬러 측정 기능

애플리케이션 요구 사항에 따라 동적 범위 자동 전환

광원 수명, 최대 10만 시간

LED 광원 기술 안정성 향상

연구용 강력한 탐색 소프트웨어

사용이 간편한 일반 응용프로그램 설계도 도구 (모델링)

이미지 특성

신속하고 무손실 검사

처리 포함 샘플당 10-20초 소요

기타 파괴적 기술과 조합

고유연성 측정

주요 집중 사항: 반복 세탁, 추적 가능성, 내구성, 전달 가능성

기술 매개변수

전체 분석 시간 10-15초 / 샘플

전원: 5 V DC 3 A

전력 소비량 300VA

환경 온도 조작: 5-40 ℃, 저장 -5-50 ℃

주변 습도 20-90% RH 상대 습도, 비응축

소프트웨어 대안: 이미지 처리 키트(IPT)

스펙트럼 이미징 도구 상자(MSI)

스펙클 도구 상자

장치 크기: 270mm(h)* 240mm(w)* 200mm(d)

무게: 1.1kg

사례 활용

엽록소/성숙도로 씨앗 구분

영국에서 온 과학자들은 뿌리 정식에 대한 진균 검사와 정밀 정량을 측정하고 광합성 파라미터를 측정하여 지상부 건강에 미치는 영향을 평가하기 위해 고급 영상 기술을 평가하는 데 중점을 두고 있다.연구에는 VideometerLab 다중 스펙트럼 이미징 시스템이 사용되었습니다.

그림에는"Take-all"이 밀의 새싹에 감염되였음을 보여준다.왼쪽은 원본 이미지로 빨간색 화살표가"take-all"손실을 표시하고 수동으로 점수를 매깁니다.오른쪽 그림은 같은 이미지가'VideometerLab'분석을 통해 뿌리 조직을 감병(파란색)과 건강(오렌지/노란색)으로 분류한 것이다.

Videometer 멀티 스펙트럼 이미징 시스템을 이용하여 명아주 곰팡이병 이미징

퀴노포디움 퀴노아 (Chenopodium quinoa) 는 영양이 풍부하고 여러 나라에서 널리 재배되는 작물이다.곰팡이병과 같은 진균병은 곡물 생산량을 제한하고, 항성 품종을 재배한다. 예를 들어 항상 곰팡이병 품종은 명아주 육종의 중심 목표이다.

일반적인 RGB 영상을 이용하여 서리곰팡이병에 대한 명아주의 표형반응 (Peronospora variabilis) 측정을 측정하는 것은 비교적 어렵다. 그 이유는 서로 다른 명아주의 유전자형이 잎에 서로 다른 녹색과 붉은 반점이 있어 방해하기 때문이다. 그림 1과 그림 2 참조.

건강한 명아주 잎사귀 조직과 서리곰팡이병에 감염된 명아주 잎사귀 조직을 구분하기 위한 이미지 분석 규정을 개발한다.연구는 Videometer 다중 스펙트럼 영상 시스템을 이용하여 심각도 정도 표형과 포자 형성을 연구한다.

심각한 정도는 잎사귀의 정면 손상 면적이 전체 잎사귀 면적의 백분율을 차지한다.유전자형에 따라 색깔은 오렌지색, 노란색 또는 빨간색일 수 있다.

포자형성은 손상부 위쪽 포자량으로 백분율로 측정하며 날개 앞면을 측정해 평가한다.

그림 1 날개 정면 심각도 증상

그림2 엽편 정면 포자 형성

다중 스펙트럼 이미지 분석

연구진은 VideometerLab 4 다중 스펙트럼 이미징 시스템을 이용하여 다중 스펙트럼 이미징을 진행하고, 포인트 볼은 샘플에 대한 균일한 조명을 확보한다 (그림 3).각 가져온 이미지 레이어는 365nm(UVA)부터 970nm(NIR)까지 19개의 다양한 이미지 밴드로 구성됩니다.이미지의 픽셀당 해상도는 ~41µm입니다. 이미지 레이어당 해상도는 2192X2192픽셀입니다.

이미지 분석 심각도 모델

G9 유전자형 날개 앞면(그림 4)에서 황화 현상(A)이 선명하게 보이고, RGB 이미지(일반 카메라, 사람의 눈 가시광선 대역을 촬영했다. (B)와 (C)는 다중 스펙트럼 도면층의 2개 대역, 블루라이트 490nm(B), 옐로라이트 570nm(C)를 보여준다.건강한 식물 조직과 황화 정의에 대한 초기 표시, 변환은 모델(D)을 구축하고 nCDA(귀일화 일반 판별 분석을 통해 19개의 주파수 대역 정보(이미지의 여러 레이어)를 전체 레이어의 대표 픽셀 범위 값으로 변환한다.이후 절단(E와 F)하여 모든 이미지-모든 품계와 유전자형에 사용할 수 있으며, 황화조직(E황색) 백분율 정량 분석을 획득할 수 있으며, 이 특정 날개 비율은 68.0% 또는 적색 피복 포자구역(F)을 포함하여 비율은 18,9%, 황화(황색) 비율은 68%, 포자와 황화구 종합면적은 75.8% 를 차지한다.

이미지 분석 포자 형성

날개 정면 (아래쪽) 에서 RGB 이미지의 G9 유전자형은 포자 형성 이미지 (아래 아래쪽 A와 B 확대) 로 선명하게 보인다.가시광선 대역에서는 단일 대역을 감지하기 어렵지만 여기에는 특히 Blu-ray 대역 (490nm) (C) 이 표시됩니다.NIR(780nm) 대역(아래 왼쪽의 D와 E 증폭)에 들어가면 포자가 선명하게 보인다.이 정보 (흑회색 포자만 표시) 를 사용하면 절단 포자 픽셀 (F) 을 구분하고 이 면적을 정량할 수 있습니다. 이 엽편 포자 비율은 12.5% (노란색 표시) 이며 황화 부분 면적은 포함되지 않습니다.

또한 이곳의 포자 표지와 정면 이미지 분석은 더욱 보수적이다.덮인 비흑회색 영역의 픽셀 부분 (픽셀이 단일 포자보다 큼) 은 포자 비율이 ~23% (여기에 표시되지 않음) 로 추정됩니다.

그림4(A) sRGB 이미지.(B), 490nm(블루레이), (C), 570nm(옐로우), (D) 변환, (E) 및 (F), 2가지 유형의 정량 분할.

그림 5 (A) sRGB 이미지, (B) 490nm (블루레이), (C) 570nm (옐로우), (D) 변환, (E) 정량 분할.

결과

그림 6: 133개 유전자형의 평균 심각도(%) 분포

표1 수공 및 다중 스펙트럼 표형 영상을 기반으로 한 명아주서리곰팡이병 상호작용