Tomaat Analyzer: Een Nuttige Software Toepassing op nauwkeurige en gedetailleerde morfologische en colorimetrische gegevens van twee-dimensionale objecten Collect

Voor het gebruik van de tomatenanalyser worden tomatenvruchten klaargemaakt en aangesneden om gedigitaliseerde beelden te verzamelen. De vrucht wordt met de aangesneden zijden naar beneden op de scanner geplaatst en gescand om een JPEG-afbeelding te verkrijgen.

Vervolgens worden de beelden bekeken en geanalyseerd in de tomato analyzer software. Alle metingen van de vruchtvorm worden berekend op basis van de door de software herkende vruchtgrenzen, terwijl de kleurtestmodule is ontworpen om de kleurparameters binnen deze grenzen te kwantificeren. Tot slot worden de gegevens in batchmodus geëxporteerd naar een Excel-bestand met meer dan 100 beelden tegelijk, of als individuele beelden.

Hoi, ik ben Estevan Dena en ik ben verbonden aan de faculteit van het Department of Horticulture and Crop Science aan de Ohio State University. Ik ben Matthew Robbins van het Francis Lab in het Department of Horticulture and Crop Science aan de Ohio State University. Ik ben Gu Rodriguez van de Today we will show you a procedure for collecting and analyzing the shape, size, and color data of tomato fruit using tomato analyzer. Vandaag laten we u een procedure zien voor het verzamelen en analyseren van gegevens over de vorm, grootte en kleur van tomatenvruchten met behulp van een tomatenanalyseapparaat.

We gebruiken deze procedure om de morfologie en kleur van tomatenvruchten te bestuderen, dus laten we beginnen. De Tomato Analyzer, afgekort TA, is een softwareprogramma dat 37 kenmerken meet die betrekking hebben op de tweedimensionale vorm en dat ook kleurgegevens kan vastleggen in RGB en de L*, a*, b* universele kleurruimte op een semi-automatische en reproduceerbare manier. Hier wordt TA gebruikt met gescande beelden van tomatenvruchten.

Om deze procedure te starten, dient u ervoor te zorgen dat de vrucht schoon en droog is. Als de vrucht vlezig is, moet u controleren of deze niet overrijp is, aangezien verzachting kan leiden tot vormvervorming bij het snijden van de vrucht. Om te meten hoe plat of langgerekt een vrucht is en voor alle kenmerken behalve die onder de categorie longitudinale doorsnede, gebruikt u een gekarteld mes of een nieuw scheermesje om de vrucht longitudinaal door het midden door te snijden om de dikte van het pericarp te meten; voor alle kenmerken onder de categorie transversale doorsnede, evenals sommige onder basismeting en morfologie, snijdt u de vrucht transversaal door.

Kleuranalyse kan worden toegepast op longitudinaal of transversaal gesneden fruit, evenals op andere secties die bedoeld zijn om specifieke kenmerken te accentueren. Droog tot slot het binnenste gedeelte van de vrucht door deze af te drogen met tissues of papieren handdoeken. Als de vrucht erg sappig is, is het gesneden fruit nu klaar voor de beeldverzameling.

Voor analyse met een hoge doorvoersnelheid is het essentieel om vruchten van slechts één plant of genotype tegelijk te scannen en vruchten te scannen die ofwel longitudinaal ofwel transversaal zijn doorgesneden, maar geen mengeling van beide in dezelfde scan. Begin met het zorgvuldig en nauwkeurig plaatsen van de doorgesneden vrucht op de scanner met de snijkant naar beneden. Plaats de vruchten dicht bij elkaar op de scanner, maar zorg dat ze elkaar niet raken.

Hoe beter de objecten zijn uitgelijnd met minimale grote lege ruimtes ertussen, des te minder handmatige aanpassingen met beeldbewerkingssoftware zoals Adobe Photoshop noodzakelijk zijn. Plaats vóór het analyseren van de vruchten in ta een liniaal boven de vruchten om te verifiëren dat de juiste scanresolutie is geselecteerd, wat essentieel is voor de nauwkeurige meting van de vruchtkenmerken. Plaats een label onder de vruchten om te controleren of het bestand correct is benoemd.

Aangezien de TA-software de beeldresolutie gebruikt om de grootte nauwkeurig te meten, is een juiste selectie van de scanresolutie belangrijk; als algemene regel geldt 300 DPI voor objecten tussen één en acht centimeter. Scan objecten groter dan acht centimeter op 100 DPI en scan zeer kleine objecten, zoals zaden, op 750 DPI of hoger.

Voor batchanalyse waarbij de fruitgrootte niet sterk varieert tussen verschillende planten, selecteert u één scannerresolutie-instelling voor alle afbeeldingen die voor hetzelfde experiment worden verzameld. Stel daarnaast de uitvoerformaat van de afbeelding in op het hoogste aantal beschikbare kleuren in de scanner-software. Creëer een donkere achtergrond voor de objecten door een kartonnen doos bovenop of over het scannerscherm te plaatsen.

Een zwarte of zeer donkere achtergrond voorkomt schaduwen die de analyse kunnen beïnvloeden. Een witte achtergrond zal ervoor zorgen dat de TA vastloopt, aangezien deze is geoptimaliseerd voor gebruik met een donkere achtergrond. Lichtreflectie en de achtergrond kunnen mogelijk ook door de softwarescan worden herkend.

De vrucht na de initiële scan werd bijgesneden voordat deze werd opgeslagen om grote lege ruimtes te vermijden. Als het beeld in deze fase niet is bijgesneden, moet dit voorafgaand aan de analyse met ta gebeuren met behulp van beeldbewerkingssoftware zoals Adobe Photoshop. Sla het gescande beeld op als een JPEG-bestand voor kleuranalyse, waarbij de RGB-waarden worden vertaald naar L*, a* en b*-parameters; kalibreer de scanner met een vooraf voorbereide color checker.

Hier wordt een aangepaste kleurcontrolekaart gebruikt die het kleurenbereik in de betreffende afbeeldingen representeert. Een standaard kleurcontrolekaart kan eveneens worden gebruikt. Scan de kleurcontrolekaart tijdens het scannen van de vruchten.

Sla de scan van de kleurcontrolekaart op in dezelfde map als de scans van de vruchten. Kalibratie is noodzakelijk omdat scanners kunnen verschillen in de manier waarop ze beelden vastleggen en interpreteren. RGB-kleurkalibratie maakt de conversie naar een universele kleurruimte mogelijk om vervolgens over te gaan tot beeldanalyse.

Tomato analyzer versie 2.200 vereist een Windows-besturingssysteem versie 2000 of hoger en kan worden gedownload via onze website. Een gebruikershandleiding en de handleiding voor de kleurtest zijn eveneens beschikbaar op dezelfde website om ervoor te zorgen dat de originele afbeeldingen in dezelfde map worden opgeslagen als de door de TA-applicatie aangepaste afbeeldingen. Plaats de map met de originele afbeeldingen op de harde schijf en niet in de map Mijn Documenten of op een externe server.

Start het TA-programma. Stel eerst de DPI en de maateenheden in via het instellingenmenu door de scanner-DPI te selecteren. De DPI-instelling moet overeenkomen met die van de afbeeldingsbestanden, zodat de afmetingen nauwkeurig worden gemeten.

De eenheden die in het dialoogvenster worden gebruikt, bepalen de eenheden voor de data-output. Pas in hetzelfde dialoogvenster de helderheid aan indien nodig wanneer de objecten relatief donker zijn. Selecteer vervolgens de te meten attributen in het instellingenmenu door 'measurement saved' te selecteren.

De attributen zijn onderverdeeld in 10 categorieën, van basismetingen tot morfometrie. Men kan individuele attributen of een volledige meetgroep selecteren of deselecteren door op de groep of het attribuut te klikken. Alle attributen van een meetgroep kunnen worden weergegeven door op het plusteken te klikken.

De geselecteerde attributen worden per categorie weergegeven in het venster rechtsonder op het scherm. Nadat de inputresolutie en de outputeenheden zijn ingesteld en de te analyseren attributen zijn geselecteerd, klikt u op de knop om een afbeelding te openen en selecteert u het afbeeldingsbestand. De geselecteerde afbeelding wordt vervolgens vanuit het pop-updialoogvenster in het linker venster weergegeven.

Klik op de analyseknop om de geopende afbeelding te analyseren. Wanneer dit voltooid is, wordt de omtrek van elke vrucht gemarkeerd met de gele lijn en worden de gegevens weergegeven in het gegevensvenster rechtsonder. Let op dat de kleurgegevens niet in dit venster worden getoond.

De software selecteert automatisch zeer grote of kleine objecten, zoals een liniaal of label, af. De gedeselecteerde objecten worden gemarkeerd met een blauwe lijn. Gebruik de liniaal om te controleren of de eenheden en resolutie correct zijn geselecteerd.

Door vergelijking met de hoogte- en breedtemetingen kunnen extra vruchten worden gedeselecteerd door uitsluitend met de rechtermuisknop op hun afbeelding te klikken. Items met een gele omlijning worden in het datavenster weergegeven en geëxporteerde items met een blauwe omlijning zijn niet opgenomen in de analyses. Individuele objecten kunnen in het venster rechtsboven worden weergegeven door er met de linkermuisknop op te klikken.

De gegevens in het gegevensvenster rechtsonder komen overeen met een specifiek object in de afbeelding en worden weergegeven in dezelfde volgorde als de objecten in de afbeelding. De eerste rij toont de waarden voor het object in de linkerbovenhoek en de laatste gegevensrij toont de waarden voor het object in de rechterbenedenhoek van de afbeelding. Naast het klikken op een vrucht om de overeenkomstige gegevensrij te markeren, kan men op een rij klikken om de bijbehorende vrucht in het bovenste venster aan de rechterkant weer te geven.

Door op het tabblad kenmerken in het venster rechtsonder te klikken, is het mogelijk om te zien hoe het kenmerk voor elk specifiek stuk fruit wordt gemeten. Wanneer u bijvoorbeeld op distale uiteindhoek klikt, worden de hoeken op de vrucht in het linker venster die door de software gemeten zullen worden, weergegeven. Deze functie is zeer nuttig bij het identificeren van objecten die een handmatige aanpassing vereisen.

Voor nauwkeurigere metingen toont een klik op de herziene knop de handmatige aanpassingen die in de applicatie kunnen worden gemaakt. Hier volgen enkele van de meest gebruikte handmatige aanpassingen. Klik eerst met de linkermuisknop op een object in de afbeelding van het linkervenster als dit handmatige aanpassing behoeft.

Als de begrenzing moet worden aangepast, pas dan eerst deze functie aan door de begrenzing te selecteren. Selecteer in het vervolgkeuzemenu van de knop 'revised' de te wijzigen locatie van de begrenzing door met de linkermuisknop op het startpunt en het eindpunt van de onjuiste begrenzing te klikken. Als resultaat zal de afgebakende begrenzing worden verwijderd.

Om een nieuwe begrenzing toe te voegen, klikt u met de linkermuisknop vanaf het startpunt in de richting van het eindpunt en klikt u verder om de gewenste contour te volgen. Druk op de entertoets om de nieuwe begrenzing te bevestigen. Druk anders op de esc-toets om deze bewerking te annuleren.

Objecten die geroteerd moeten worden, dienen na het bepalen van de begrenzing maar vóór de overige handmatige aanpassingen te worden bijgesteld. Klik op de betreffende vrucht in het linkervenster. Klik op de pijl naast de knop 'revised', selecteer 'rotate' uit de vervolgkeuzelijst, waarna de as in het rechterbovenvenster wordt weergegeven. Sleep het groene vierkant aan het uiteinde van de as om de vrucht dienovereenkomstig te roteren.

Druk op de entertoets om deze afstelling te voltooien. Andere handmatige afstellingen zijn mogelijk. Instructies zijn te vinden in het bijbehorende geschreven protocol.

Selecteer voor bepaalde kenmerken, zoals hoeken en blokvormigheid, de instellingen waarbij de meting moet worden uitgevoerd. De hoeken kunnen op verschillende posities vanaf de uiteinden van de vrucht worden berekend. Deze instellingen kunnen worden gekozen in het instellingenmenu.

Blokvormigheid wordt berekend als de verhouding tussen de breedte bij een door de gebruiker gekozen proportie van de hoogte, het dichtst bij het distale of proximale uiteinde van de vrucht, en de breedte in het midden. Voor de kleurtest moet de scanner worden gekalibreerd. Open eerst de gescande afbeelding van de kleurchecker en analyseer deze op dezelfde manier als gedemonstreerd voor de vrucht.

Om de L*-A*-B*-waarden te verzamelen, moet u ervoor zorgen dat TA elk vlak herkent als een te analyseren object, aangegeven door de gele begrenzing. Bij gebruik van een standaard kleurchecker kan de software mogelijk de donkere vlakken niet herkennen. Deze kleuren worden niet meegenomen in de kalibratie.

De herkenning van het scanbereik kan worden verbeterd door de helderheid onder de scanner DPI in het instellingenmenu aan te passen. Selecteer vervolgens in het instellingenmenu de kleurtest voor kalibratie. Gebruik de standaardinstellingen wanneer het dialoogvenster verschijnt.

Zorg ervoor dat de correctiewaarden voor de helling in de linker vakken op één zijn ingesteld en voor het y-intercept in de rechter vakken op nul. De minimale blauwe waarde moet op nul worden ingesteld, en parameters één en twee kunnen worden genegeerd. Klik nu op de analyseknop in het dialoogvenster voor de kleurtest.

Er verschijnt een nieuw venster om de output op te slaan in een Excel-document. Specificeer de naam en de map voor het gegevensbestand. Het outputbestand bevat de RGB-waarden, ster ASTAR B-waarden en berekeningen voor HU en chroma.

Zet voor elk kleurenvlak de L*, a*, b*-waarden uit tegen de referentiewaarden voor L*, a* en b*, welke beschikbaar zijn via de fabrikant van de color checker of in het bijbehorende schriftelijke protocol. Bepaal de regressievergelijking en noteer de helling en het y-intercept voor elke parameter. Voer in het dialoogvenster voor de kleurtest de inverse van de helling en het omgekeerde teken van de waarde van het y-intercept in.

Voor L*, A* en B* zullen deze waarden als correctiewaarden worden gebruikt voor de instellingen van de kleurtest. Stel in dit dialoogvenster de minimale blauwe waarde in op 30 voor tomatenvruchten.

Als de vruchten kleiner zijn dan drie centimeter, stel de minimale blauwe waarde dan in op 20. Deze waarde moet mogelijk worden aangepast als TA problemen heeft bij het vinden van de juiste grenzen of bij het analyseren van objecten anders dan tomatenvruchten. De kleurtest stelt de gebruiker ook in staat om twee parameters te definiëren die het percentage pixels rapporteren dat binnen gespecificeerde bereiken valt.

Stel voor de analyse van tomaten enkele waarden in waarbij de onder- en bovengrens voor parameter één respectievelijk op 70 en 100 worden gezet, wat overeenkomt met ongewenste gele en groene vleeskleur. Stel de onder- en bovengrens voor parameter twee respectievelijk in op 0 en 50.

Deze komen overeen met de gewenste rode kleur. Sla de instellingen voor deze waarden op. Deze waarden worden vervolgens toegepast op alle beelden die worden geanalyseerd totdat het programma wordt gesloten.

Selecteer bij gescande afbeeldingen de optie Illuminate C twee graden en niet de optie Illuminate D 65 10 graden, die alleen wordt toegepast op afbeeldingen die na kalibratie in natuurlijk licht zijn verkregen. Analyseer de vruchtenafbeeldingen op kleur na handmatige aanpassingen van een afbeelding en beeldanalyse door TA, zoals beschreven in het bijbehorende schriftelijke protocol. Klik op de knop save fruit.

Alle huidige informatie, inclusief handmatige aanpassingen en gedeselecteerde objecten, wordt opgeslagen in een nieuw bestand met dezelfde naam als die van het originele beeld, maar met de extensie TMT. Om terug te keren naar het originele beeldbestand zonder enige van de aanpassingen, verwijdert u simpelweg het bijbehorende TMT-bestand. Selecteer alternatief 'analyze' en analyseer het originele beeld opnieuw.

Let echter op dat elk TMT-bestand met dezelfde naam als de gescande afbeelding geassocieerd blijft met de oorspronkelijke afbeelding, tenzij men deze overschrijft om wijzigingen op te slaan. Exporteer de gegevens door op de exportknop te klikken; de gegevens worden geëxporteerd naar een Excel-bestand. De attribuutwaarden voor elke vrucht, het gemiddelde en de standaarddeviatie worden weergegeven.

De functie voor batchanalyse maakt het mogelijk om attribuutwaarden uit twee of meer afbeeldingen te exporteren. Start de batchanalyse door op de knop voor het openen van afbeeldingen te klikken. Selecteer de afbeeldingsbestanden die in batch geanalyseerd moeten worden.

Select meerdere bestanden door de shift- of ctrl-toets ingedrukt te houden tijdens het selecteren van aanvullende bestanden. Nadat de bestanden zijn geselecteerd, klikt u op de open-toets; vervolgens kan men het type batchanalyse-output selecteren: uitsluitend het gemiddelde, het gemiddelde en de standaarddeviatie, of individuele metingen per afbeelding.

Kies een naam voor het te maken Excel-bestand en klik op de opslagtoets. De software opent automatisch de bestanden en start de batchanalyse. Als de afbeeldingsbestanden eerder zijn geanalyseerd en opgeslagen door ta, worden de opgeslagen TMT-bestanden geopend voor de batchanalyse.

Indien de bestanden nog niet eerder zijn geanalyseerd, voert de software de analyse van de afbeeldingen uit zonder handmatige aanpassingen en DES-selecties; TA kan een batchanalyse uitvoeren van ten minste 100 afbeeldingen bij 600 DPI. Batchanalyse kan ook worden gebruikt voor de kleurtest; afhankelijk van de hardware van de computer kunnen tot 100 vruchtenafbeeldingen in batch worden geanalyseerd. Open de optie voor de kleurtest in het instellingenmenu.

Controleer de batchanalyse en klik op analyze. Er verschijnt een nieuw venster om de te analyseren afbeeldingen te selecteren. Specificeer in het volgende venster de naam en de map voor het gegevensbestand.

Klik op opslaan en de batchanalyse van de kleurtest begint. Hier zijn de vorm- en kleurresultaten voor twee afbeeldingen die variatie in tomaten vertegenwoordigen. De outputbestanden van beide afbeeldingen staan rechts en tonen de waarden van verschillende vorm- en kleureigenschappen voor elke vrucht.

De resultaten van de batchanalyse worden weergegeven in dit uitvoerbestand, waarin de gemiddelde waarden voor de vormkenmerken en de standaarddeviatie voor 10 tomatenvariëteiten worden getoond. De uitvoer van de kleuranalyse bij de batchanalyse bevat de gemiddelde kleurwaarden voor elk fruit, evenals andere parameters. We hebben u zojuist laten zien hoe u afbeeldingen van tomatenvruchten verzamelt en deze analyseert met behulp van de meest gebruikte kenmerken die beschikbaar zijn in de tomato analyzer.

Hoewel deze software is ontwikkeld voor de analyse van tomatenvruchten, kan deze ook worden gebruikt voor de analyse van andere plantorganen, waaronder bladeren en zaden, en voor tomaten en andere plantensoorten. Dat is alles. Bedankt voor het kijken en veel succes met uw experiment.