Sistema portátil de imágenes de fenotipos vegetales multiespectrales

Videometer Lite utiliza un sistema de fuente de luz Flash led, que combina eficazmente siete mediciones de longitud de onda y genera una imagen espectral de fusión de mapas en uno, cada píxel corresponde a un espectro de reflexión diferente. El equipo incluye la luz visible y la banda NIR cercana, que se utiliza para la detección precisa y completa de fenotipos de cultivos, enfermedades vegetales, etc. El videometer Lite portátil, que se puede llevar al soporte del carrito, se puede usar en el campo o en la mano, es una plataforma de imágenes multifuncional.

Sistema portátil de imágenes de fenotipos vegetales multiespectralesFunciones principales

Combinando las ventajas de la imagen de luz visible y la imagen espectral

Imagen del fenotipo de semillas y enfermedades

Diseño portátil para facilitar su transporte a invernaderos o campos

Función de calibración estándar, los datos se pueden repetir

El software diseñado por expertos experimentados de acuerdo con la experiencia de la aplicación es fácil de operar y resolver los problemas encontrados en la aplicación agrícola.

Corrección de color incorporada

Equipado con 7 bandas espectrales estándar y en actualización continua

Sistema portátil de imágenes de fenotipos vegetales multiespectralesDescripción del producto

El sistema también puede realizar mediciones de imágenes de alto rendimiento de bacterias, hongos, huevos, etc., realizar estudios toxicológicos u otros estudios para pruebas de calidad precisas y completas en alimentos, cereales, cultivos, carne, etc. Las imágenes generadas por el sistema videometer se pueden analizar con otros sistemas de análisis, como matlab. Teniendo en cuenta que videometer Lite puede tener que ser llevado con frecuencia a invernaderos, campos u otros lugares para la medición, está diseñado para ser portátil.

El software de trabajo de videometer Lab Lite es desarrollado por el poderoso equipo de bioinformática y software de videometer, teniendo plenamente en cuenta las necesidades de la aplicación práctica, la operación es simple y potente. Videometer sigue estudiando y actualizando nuevos algoritmos para satisfacer diversas necesidades.

El sistema portátil de imágenes multiespectrales del fenotipo de semillas videometer Lab Lite obtiene información útil midiendo las imágenes de las semillas bajo destellos de frecuencia LED en siete longitudes de onda diferentes (rango de longitud de onda 405 - 850 nm). Estas imágenes se pueden analizar y utilizar de forma independiente, o se pueden superponer para sintetizar imágenes de color de alta resolución. El módulo de integración básica incluye un sistema de imágenes multiespectrales de siete bandas. El software puede realizar calibración de color, reconocimiento de etiquetas, conversión de escala de grises, etc.

Aplicación del sistema de imágenes fenotípicas multiespectrales de campo

Análisis / excavación de rasgos fenotípicos, Asociación genotipo - Fenotipo

Cría agrícola

Horticultura, informática agrícola

Análisis de la calidad de los frutos

Estudio de patología vegetal

Análisis de la biomasa

Estudio sobre la germinación de semillas

Estudio de resistencia al estrés

Parámetros medidos directamente

tamaño

forma

color

Textura morfológica

Textura espectral

Componentes espectrales relacionados con la química superficial

contar

Medición o cálculo indirecto

Pureza de las semillas

Porcentaje de germinación

Tasa de germinación

Vitalidad de las semillas

Salud de las semillas

Madurez de las semillas

Vida útil de las semillas, etc.

Características principales

La esfera integrada proporciona una iluminación uniforme y dispersa de la luz

Imagen espectral y análisis cuantitativo en 10 - 15 segundos

7 diferentes longitudes de onda / fuentes de luz

3 megapíxeles / longitud de onda, disponible, 21 millones de píxeles / resolución de fotogramas

Los equipos estándar incluyen calibraciones de equipos fáciles de usar

Tiene una función de medición de color * En comparación con la tecnología RGB tradicional

El rango dinámico se puede cambiar automáticamente de acuerdo con los requisitos de la Aplicación.

La fuente de luz tiene una larga vida útil y puede alcanzar las 100.000 horas.

Mejora de la estabilidad de la tecnología de fuente de Luz LED

Software de exploración potente para la investigación

Herramientas de construcción de fórmulas de aplicación convencionales fáciles de usar (modelado)

Características de la imagen

Pruebas rápidas y no destructivas

Solo se necesitan 10 - 20 segundos por muestra, incluido el tratamiento.

Con otras combinaciones tecnológicas destructivas

Medición de alta flexibilidad

Enfoque principal: lavado repetible, trazabilidad, durabilidad, transmisibilidad

Parámetros técnicos

Tiempo de análisis completo 10 - 15 segundos / muestra

Fuente de alimentación: 5 V DC 3 a

Consumo de energía 300 va

Operación de temperatura ambiente: 5 - 40 ° c, almacenamiento - 5 - 50 ° C

Humedad ambiente 20 - 90% humedad relativa rh, no condensada

Alternativa de software: kit de procesamiento de imágenes (ipt)

Caja de herramientas de imagen espectral (msi)

Caja de herramientas manchada

Tamaño del equipo: 270 mm (h) * 240 mm (w) * 200 mm (d)

Peso: 1,1 kg

Aplicación de casos

Distinguir las semillas por clorofila / madurez

La investigación de científicos del Reino Unido se centra en la evaluación de técnicas avanzadas de imagen para la detección de hongos y la cuantificación precisa de la colonización de raíces, y en la evaluación de los efectos en la salud aérea mediante la medición de parámetros fotosintéticos. En el estudio se utilizó el sistema de imágenes multiespectrales videometer lab.

La imagen muestra que "take - all" infecta las plántulas de trigo. A la izquierda se encuentra la imagen original, con una Flecha Roja que indica la pérdida de "take - all", puntuada manualmente; La imagen de la derecha muestra la misma imagen, analizada por 'videometer lab', clasificando el tejido radicular como susceptible (azul) y saludable (naranja / amarillo).

Imagen del moho de la quinua con el sistema de imágenes multiespectrales de videometer

La quinua es un cultivo rico en nutrientes y ampliamente cultivado en varios países. Las enfermedades fúngicas como el moho escarpado limitan la producción de cereales y el cultivo de líneas resistentes, como las líneas resistentes al moho escarpado, es el objetivo central de la cría de quinua.

La medición de la respuesta fenotípica de la quinua al moho (peronospora variabilis) utilizando imágenes RGB convencionales es más difícil debido a la interferencia de diferentes genotipos de quinua con diferentes manchas verdes y rojas en las hojas, ver figuras 1 y 2.

Desarrollar protocolos de análisis de imágenes para distinguir el tejido de las hojas de quinua sanas del tejido de las hojas de quinua infectadas con moho. El estudio utilizó el sistema de imágenes multiespectrales videometer para estudiar el fenotipo de gravedad y la formación de esporas.

La gravedad es el porcentaje del área de daño frontal de la hoja en el área total de la hoja. Según el genotipo, el color puede ser naranja, amarillo o rojo.

La formación de esporas es la cantidad de esporas por encima de la parte dañada, medida en porcentaje y evaluada midiendo la parte delantera de la hoja.

Figura 1 síntomas de gravedad positiva de las hojas

Figura 2 formación de esporas frontales en las hojas

Análisis de imágenes multiespectrales

Los investigadores utilizaron el sistema de imágenes multiespectrales videometer Lab 4 para imágenes multiespectrales, y la bola de integración garantizó una iluminación uniforme de la muestra (figura 3). Cada capa de imagen adquirida consta de 19 bandas de imagen diferentes, con longitudes de onda que cubren entre 365 nm (uva) y 970 nm (nir). La resolución de cada píxel de la imagen es de ~ 41micras M. la resolución de cada capa de imagen es de 2192x2192 píxeles.

Modelo de gravedad del análisis de imágenes

El fenómeno de amarillamiento (a) se vio claramente desde la parte delantera de la hoja del genotipo G9 (figura 4), y se tomaron imágenes rgb (cámara convencional, banda visible para el ojo humano. (b) y (c) mostraron dos bandas en la capa multiespectral, 490 nm (b) de luz azul y 570 nm (c) de luz amarilla. Se marcó inicialmente el tejido vegetal saludable y la definición de amarillamiento, se transformó para establecer el modelo (d) y se transformó la información de 19 bandas (varias capas en la imagen) en valores representativos de rango de píxeles de toda la capa a través de ncda (análisis discriminante típico normalizado). Después del Corte (e y f), disponible para todas las imágenes - todas las líneas y genotipos - se obtiene un análisis cuantitativo porcentual de tejido amarillento (e amarillo), con un porcentaje específico de hojas del 68,0%, o incluyendo la zona de esporas cubiertas de rojo (f), con un porcentaje del 18,9%, la proporción de amarillamiento (amarillo) del 68% y la superficie combinada de esporas y zonas amarillas del 75,8%.

Análisis de imágenes formación de esporas

En la parte delantera (inferior) de la hoja, el genotipo G9 en la imagen RGB es claramente visible en la imagen de formación de esporas (ampliación a y B en la parte inferior inferior inferior). Aunque es difícil detectar una sola banda en la banda visible, aquí se marca especialmente la banda azul (490 nm) (c). Entrando en la banda NIR (780 nm) (ampliación D y e en la parte inferior izquierda), se ven claramente las esporas. El uso de esta información (que solo identifica esporas negras y grises) nos ayuda a distinguir los píxeles de esporas cortadas (f) y cuantificar el área, con una proporción de esporas de hoja del 12,5% (mostrada en amarillo), excluyendo la parte amarillenta del área.

Además, la identificación de esporas aquí es más conservadora en comparación con el análisis de imágenes positivas. La parte de píxeles (píxeles más grandes que una sola espora) de la zona gris no negra cubierta se estima en una proporción de esporas de entre el 23% (no se muestra aquí).

Imagen4 (a) imagen srgb. (b), 490 nm (luz azul), (c), 570 nm (amarillo), (d) conversión, (e) y (f), dos tipos de segmentación cuantitativa.

Figura 5 (a) imagen srgb, (b) 490 nm (luz azul), (c) 570 nm (amarillo), (d) conversión, (e) segmentación cuantitativa.

Resultados

Figura 6: distribución de la gravedad media (%) de 133 genotipos

Tabla 1 interacción manual y de moho de quinua basada en imágenes fenotípicas multiespectrales