Système portable d'imagerie phénotypique multispectrale des plantes

Le videometer Lite utilise un système de source stroboscopique LED qui combine efficacement 7 Mesures de longueur d'onde et génère une image spectrale fusionnée de la carte en un, chaque pixel correspondant à un spectre de réflexion différent. L'équipement comprend la lumière visible ainsi que la bande NIR proche infrarouge pour une détection précise et complète du phénotype des cultures, des maladies des plantes et bien plus encore. Ce portable videometer Lite peut être porté sur un support de chariot pour une utilisation sur le terrain ou à la main et est une plate - forme d'imagerie polyvalente.

Système portable d'imagerie phénotypique multispectrale des plantesFonctions principales

Combiner les avantages de l'imagerie visible et de l'imagerie spectrale

Imagerie des semences, phénotypes de maladies

Conception portable, pratique à apporter à la serre ou à l'utilisation sur le terrain

Fonction d'étalonnage standard, données reproductibles

Logiciel conçu par des experts expérimentés en fonction de l'expérience de l'application, facile à utiliser, résoudre les problèmes rencontrés dans les applications agricoles

Correction de couleur intégrée

Livré de série avec 7 bandes spectrales et constamment mis à jour

Système portable d'imagerie phénotypique multispectrale des plantesDescription du produit

Le système peut également effectuer des mesures d'imagerie à haut débit sur les bactéries, les champignons, les œufs d'insectes, etc., effectuer des études toxicologiques ou autres, effectuer des tests de qualité précis et complets sur les céréales alimentaires, les cultures, la viande, etc. Les images générées par le système videometer peuvent être analysées par d'autres systèmes d'analyse tels que MATLAB. Étant donné que le videometer Lite peut avoir besoin d'être amené fréquemment dans une serre, dans la nature ou ailleurs pour des mesures, il a été conçu dans un style portable.

Le logiciel de travail de videometerlab Lite a été développé par la puissante équipe de Bioinformatique et de logiciels de videometerlab, qui tient pleinement compte des besoins de l'application pratique, est simple à utiliser et puissant. Videometer est également constamment à la recherche, la mise à niveau de nouveaux algorithmes pour répondre à tous les besoins.

Le système d'imagerie multispectrale portable de phénotype de graine videometerlab Lite obtient des informations utiles en mesurant l'imagerie de la graine sous un flash de fréquence LED à 7 longueurs d'onde différentes (gamme de longueurs d'onde 405 - 850nm). Ces images peuvent être utilisées indépendamment analytiquement ou superposées pour composer des images couleur haute résolution. Module d'intégration de base avec système d'imagerie multispectrale à 7 bandes. Le logiciel peut effectuer l'étalonnage des couleurs, la reconnaissance des étiquettes, la conversion des graphiques en niveaux de gris, etc.

Applications de systèmes d'imagerie phénotypique multispectrale sur le terrain

Analyse / fouille des caractères phénotypiques, Association Génotype - Phénotype

Élevage agricole

Horticulture, informatique agricole

Analyse de la qualité des fruits

Études de pathologie végétale

Analyse de la biomasse

Études sur la germination des semences

Étude anti - inverse

Paramètres mesurés directement

taille

La forme

couleur

Texture morphologique

Structure de la masse spectrale

Composants spectraux liés à la chimie de surface

Comptage

Mesure ou calcul indirect

Pureté des semences

Pourcentage de germination

Taux de germination

Vitalité des semences

Santé des semences

Maturité des semences

Durée de vie des semences, etc.

Caractéristiques principales

Sphère intégrée pour un éclairage uniforme et diffus de la lumière

Imagerie spectrale et analyse quantitative en 10 - 15 secondes

7 différentes longueurs d'onde / sources lumineuses

3 mégapixels / longueur d'onde, fourni, résolution de 21 mégapixels / image

L'équipement standard comprend un étalonnage facile à utiliser de l'équipement

Fonction de mesure couleur * par rapport à la technologie RGB traditionnelle

Plage dynamique commutable automatiquement en fonction des besoins de l'application

Longue durée de vie de la source lumineuse, jusqu'à 100 000 heures

Amélioration de la stabilité technique des sources lumineuses LED

Puissant logiciel d'exploration pour la recherche

Outil de construction de recettes facile à utiliser pour les applications conventionnelles (modélisation)

Caractéristiques de l'imagerie

Tests rapides et non destructifs

Traitement de seulement 10 - 20 secondes par échantillon, traitement inclus

Combinaison avec d'autres technologies disruptives

Mesure de flexibilité élevée

Focus principal: répétabilité, traçabilité, durabilité, transférabilité

Paramètres techniques

Temps d'analyse complet 10 - 15 secondes / échantillon

Alimentation: 5 V DC 3 a

Consommation électrique 300 va

Fonctionnement à température ambiante: 5 - 40 ℃, stockage - 5 - 50 ℃

Humidité ambiante 20 - 90% RH humidité relative, sans condensation

Alternative logicielle: Image Processing Toolkit (IPT)

Boîte à outils d'imagerie spectrale (MSI)

Boîte à outils spot

Dimensions de l'équipement: 270 mm (h) * 240 mm (w) * 200 mm (d)

Poids: 1,1 kg

Applications de cas

Graines différenciées par chlorophylle / maturité

Les scientifiques du Royaume - Uni se sont concentrés sur l'évaluation des techniques d'imagerie avancées pour la détection fongique et la quantification précise de la colonisation des racines, en évaluant les effets sur la santé de la partie supérieure du sol par la mesure des paramètres photosynthétiques. Le système d'imagerie multispectrale videometerlab a été utilisé dans l'étude.

La figure montre des semis de blé infectés par "take all". À gauche, l'image originale avec des flèches rouges indiquant la perte "take all", notée à la main; La photo de droite montre la même image analysée par le ‘videometerlab’, qui classe le tissu racinaire comme sensible (bleu) et sain (orange / jaune).

Imagerie du mildiou du quinoa avec le système d'imagerie multispectrale videometer

Le quinoa (Chenopodium quinoa) est une culture riche en nutriments et largement cultivée dans plusieurs pays. Les maladies fongiques telles que le mildiou du givre limitent la production céréalière et la culture de souches résistantes telles que les souches résistantes au mildiou du givre est un objectif central de la sélection du quinoa.

La mesure de la réponse phénotypique du quinoa au mildiou (peronospora variabilis) à l'aide de l'imagerie RGB conventionnelle est difficile en raison de la présence de différentes taches vertes et rouges sur les feuilles provenant de différents génotypes de quinoa interférant, voir figures 1 et 2.

Développer des protocoles d'analyse d'images pour différencier les tissus foliaires sains de quinoa ainsi que les tissus foliaires de quinoa infectés par le mildiou du givre. Études l'étude du phénotype de sévérité et de la sporulation a été réalisée à l'aide du système d'imagerie multispectrale videometer.

La gravité est la surface de la lésion frontale de la feuille en pourcentage de la surface totale de la feuille. Selon le génotype, la couleur peut être orange, jaune ou rouge.

La sporulation est la quantité de spores au - dessus de la lésion, mesurée en pourcentage, évaluée en mesurant la face avant de la feuille.

Figure 1 symptômes de gravité frontale foliaire

Figure 2 sporulation frontale des feuilles

Analyse d'images multispectrales

Les chercheurs ont utilisé le système d'imagerie multispectrale videometerlab 4 pour l'imagerie multispectrale, avec des sphères d'intégration assurant un éclairage uniforme de l'échantillon (Figure 3). Chaque couche d'image acquise est composée de 19 bandes d'images différentes, avec des longueurs d'onde allant de 365 nm (UVA) à 970 nm (NIR). Chaque pixel de l'image a une résolution de ~ 41 µm. Chaque couche d'image a une résolution de 2192x2192 pixels.

Modèle de gravité d'analyse d'image

Le phénomène de chlorose (A) est clairement visible de la face avant de la lame de génotype G9 (Figure 4), où des images RVB (caméra conventionnelle, bande visible de l'œil humain) ont été prises. (b) et (c) montrent 2 bandes dans la couche multispectrale, la lumière bleue 490 nm (b) et la lumière jaune 570 nm (c). Le marquage initial des tissus végétaux sains et la délimitation de la chlorose ont été effectués, et la transformation a établi un modèle (d) qui a converti 19 bandes d'information (plusieurs couches dans l'image) par une analyse discriminante type normalisée (ncda) pour représenter des valeurs de plage de pixels pour l'ensemble de la couche. Après la coupe (E et f), qui peut être utilisé pour toutes les images - toutes les lignées et génotypes, obtenir une analyse quantitative du pourcentage de tissu chloronisé (e jaune) avec cette proportion spécifique de feuilles de 68,0%, ou inclure la Spore rouge couverte (f) avec une proportion de 18,9%, le jaune (jaune) 68%, la Spore et la zone chloronisée combinée avec une proportion de 75,8%.

Analyse d'image sporulation

Sur la face avant de la feuille (en bas), les images de sporulation sont clairement visibles pour le génotype G9 dans les images rgb (agrandissement inférieur a et b). Bien qu'il soit difficile de détecter une seule bande dans la bande visible, la bande de lumière bleue (490 nm) (c) est particulièrement marquée ici. En entrant dans la bande NIR (780 nm) (amplification D et e en bas à gauche), les spores ont été clairement vues. L'utilisation de cette information (qui identifie uniquement les spores gris - noir) nous aide à différencier les pixels de spores coupées (f) et à quantifier cette zone avec une proportion de spores foliaires de 12,5% (indiquée en jaune), à l'exclusion de la zone de la partie jaunâtre.

De plus, l'identification des spores est plus conservatrice en termes d'analyse d'image positive. La partie des pixels de la zone non grise noire couverte (les pixels sont plus grands que les spores individuelles) a été estimée à environ 23% de spores (non représentées ici).

Figure4 (A) Image srgb. (b), 490 nm (lumière bleue), (c), 570 nm (jaune), (d) Conversion, (e) et (f), 2 types de segmentation quantitative.

Figure 5 (A) Image srgb, (b) 490 nm (lumière bleue), (c) 570 nm (jaune), (d) Conversion, (e) segmentation quantitative.

résultat

Figure 6: gravité moyenne (%) distribution des 133 génotypes

Tableau 1 interactions manuelles et basées sur l'imagerie phénotypique multispectrale pour le mildiou du quinoa