實(shi)驗(yan)室(shi)植(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)表(biao)型(xing)(xing)成(cheng)像系(xi)統——PhenoChamber 是英國Anglia A.I.公司開發(fa)的針對植(zhi)(zhi)株表(biao)型(xing)(xing)研(yan)究(jiu)的實(shi)驗(yan)室(shi)型(xing)(xing)成(cheng)像系(xi)統。PhenoChamber配備(bei)有頂部可(ke)(ke)(ke)見光(guang)成(cheng)像單(dan)元、側面可(ke)(ke)(ke)見光(guang)成(cheng)像單(dan)元和斜75度角(jiao)可(ke)(ke)(ke)見光(guang)成(cheng)像單(dan)元,共計(ji)三組(zu)成(cheng)像單(dan)元。PhenoChamber可(ke)(ke)(ke)用(yong)于各(ge)種生(sheng)物(wu)(wu)(wu)學研(yan)究(jiu)中的多(duo)種植(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)性狀(zhuang)的高通量(liang)測量(liang);該系(xi)統不僅(jin)可(ke)(ke)(ke)以(yi)提取二維特(te)征,還可(ke)(ke)(ke)以(yi)創(chuang)建一(yi)個(ge)3D點云來更好地(di)建模和了(le)解(jie)樣本的三維形(xing)態;通過簡(jian)單(dan)地(di)使用(yong)嵌入(ru)在(zai)QR碼中的項目和實(shi)驗(yan)描述符來組(zu)織數(shu)據以(yi)用(yong)于圖像拍(pai)攝和管理,從(cong)而適合大(da)多(duo)數(shu)植(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)研(yan)究(jiu)實(shi)驗(yan)。PhenoChamber是一(yi)個(ge)多(duo)功能的成(cheng)像柜(ju),設計(ji)用(yong)于植(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)和小(xiao)型(xing)(xing)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)體的低(di)成(cheng)本表(biao)型(xing)(xing)分析,可(ke)(ke)(ke)對小(xiao)盆植(zhi)(zhi)株、用(yong)多(duo)孔板培(pei)養的植(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)、多(duo)孔板里的葉(xie)圓片(pian)、植(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)的種子,也可(ke)(ke)(ke)以(yi)對細菌、小(xiao)型(xing)(xing)動物(wu)(wu)(wu)、蟲卵等進行(xing)表(biao)型(xing)(xing)成(cheng)像測量(liang),進行(xing)各(ge)種研(yan)究(jiu)。
PhenoChamber的硬件及(ji)軟件
PhenoChamber特點
多成像視角
PhenoChamber 使用(yong)3個高分辨率(HD)RGB相機,通(tong)過三個視(shi)角即頂視(shi)圖,75度和側視(shi)圖,能(neng)夠從(cong)24個視(shi)點對植物進行成像。 基于(yu)服務器或云的分析軟(ruan)件可測量植物高度、葉(xie)片大小、冠層信息、3D點云等。
板載數(shu)據(ju)管理
使(shi)用基(ji)于QR碼的(de)識別來(lai)管理多個項目、實(shi)驗進程和不同基(ji)因型的(de)植物(wu)/物(wu)種。 數據(ju)可以(yi)直接輕松下載到USB或使(shi)用簡單的(de)RESTful API以(yi)編程方式提取,以(yi)便與現(xian)有(you)工(gong)作流程輕松集成(cheng),即(ji)通(tong)過內部網Intranet。
簡單易用的(de)觸摸屏界面
使用戶能夠(gou)通過動態圖(tu)像預覽更輕松地進(jin)行(xing)實(shi)驗管理(li)(li)、圖(tu)像拍攝參(can)數設置和數據(ju)管理(li)(li)(允許三(san)個高(gao)度)。
PhenoChamber應用
PhenoChamber可(ke)用于測量各種(zhong)生物(wu)學研究中的許多植(zhi)物(wu)性狀。可(ke)以(yi)高通(tong)量方式進行植(zhi)物(wu)高度(du)、綠度(du)、葉面積(ji)等(deng)參數分(fen)析(xi)(xi)。重要(yao)的是,通(tong)過在成(cheng)像室內(nei)以(yi)標準(zhun)化方式進行植(zhi)物(wu)表型(xing)的overnight分(fen)析(xi)(xi),即以(yi)每(mei)小(xiao)時處理> 70株植(zhi)物(wu)的效率,并自(zi)動轉移數據。
PhenoChamber不僅(jin)可以提(ti)取植(zhi)物(wu)2D特征,還可以創(chuang)建一個3D點云來更好地建模和(he)(he)理解植(zhi)物(wu)的(de)3D形(xing)態。PhenoChamber通過使(shi)用嵌入在QR碼中的(de)項(xiang)目(mu)和(he)(he)實驗描述符來組織(zhi)數據,以用于數據獲取和(he)(he)管理,從而(er)適合(he)大(da)多數植(zhi)物(wu)研究實驗。
自(zi)動表型(xing)分析(xi)平臺(在.exe中(zhong)用于(yu)Windows,或.app用于(yu)Mac或Linux)的設計,用于(yu)提取(qu)植物(wu)(wu)表型(xing)特征(zheng),如(ru)葉片(pian)數(shu)目、綠度和其他植被(bei)指(zhi)數(shu)、投影(ying)葉面積(ji)(2D)、周長、盆(pen)中(zhong)植物(wu)(wu)的凸包 (convex hull)、冠層緊密(mi)度、VARI等。
基于CSV的導出文件(jian)和已處理的圖像;
用(yong)于表型分析的GUI(圖(tu)形(xing)用(yong)戶界(jie)面),得到植物高(gao)度等參數。
PhenoChamber不同成像角度(du)
PhenoChamber測量參數
植物高度:2D/3D 葉面(mian)積
葉片數目:植被指(zhi)(zhi)數(超綠色(se)指(zhi)(zhi)標(biao)、超紅色(se)指(zhi)(zhi)標(biao)、可見光大氣(qi)阻(zu)抗(kang)指(zhi)(zhi)數VARI)等
周長:植物(wu)凸包面積, 植物(wu)密(mi)(mi)度, 緊密(mi)(mi)度等
3D 點云(yun):3D性(xing)狀(根據于用(yong)戶需求提供)
PhenoChamber的高通(tong)量表型分析
PhenoChamber技(ji)術參數(shu)
1. PhenoChamber硬件系統:
1.1 相機:3臺高清自動對(dui)焦相機(1800 ~ 2400萬像素),分(fen)別位于頂部、側面和75度角
1.2 箱(xiang)體尺寸(外形):高(gao)2.2米,寬2米,深55厘米(針對不同尺寸植物,箱(xiang)體外部尺寸可變)
1.3 箱(xiang)體(ti)尺(chi)(chi)寸(內部(bu)):高(gao)度2米(mi),寬度1.8米(mi),深度50厘米(mi)(針對(dui)不同尺(chi)(chi)寸植物,箱(xiang)體(ti)內部(bu)尺(chi)(chi)寸可變(bian))
1.4 箱體(ti)結構:鋁型材框(kuang)架
1.5 連接:RJ45以太(tai)網,Wi-Fi
1.6 界面:7寸電容觸摸(mo)屏
1.7 電源要求:220~240V交(jiao)流
1.8 花盆(pen)適應性:7cm或9cm方形花盆(pen),可種(zhong)植(zhi)1.5米高的植(zhi)物(可定制化(hua)其他尺(chi)寸)
1.9 測量方式:24個(ge)不同類型的植物視(shi)點(dian),分別為0.5米(mi)、1米(mi)和1.5米(mi)(包(bao)括俯視(shi)圖(tu)、75度(du)和側(ce)視(shi)圖(tu),每個(ge)視(shi)圖(tu)4~8張圖(tu)片)。
1.10 旋(xuan)轉臺:系(xi)統內置旋(xuan)轉臺,可轉動不同角度獲取不同圖片(pian)
2. PhenoChamber控制軟件:
2.1 用于二維碼生(sheng)成和識別技(ji)術(shu)的服(fu)務器(qi)或基(ji)于云的控制(zhi)軟件(jian)
2.2 自動管理多個項目(mu)、實驗(yan)、植(zhi)物(wu)基因型和物(wu)種
2.3 數據可以(yi)下載到(dao)USB存儲器(qi)或以(yi)編程方式提取(qu)(RESTful API)用(yong)于(yu)工作(zuo)流集(ji)成
2.4 采用7英寸觸摸屏界面控制
3. PhenoChamber分析軟件:
3.1 基于python的表現型分(fen)析平臺(tai).exe (Windows)或.app (Mac)格(ge)式
3.2 用于形(xing)態特征的GUI(圖形(xing)用戶界面):株高、葉(xie)片數量、投影葉(xie)面積 (2D)、葉(xie)片大小、冠層信息(凸包convex hull)、植物(wu)密度、密實(shi)度、堅實(shi)度等(其他(ta)參數可定制化生成(cheng)算(suan)法(fa))。
3.3 用(yong)于(yu)光(guang)譜特征的(de)GUI(圖形(xing)用(yong)戶界面):過(guo)剩(sheng)的(de)綠(lv)色(se),過(guo)剩(sheng)的(de)紅色(se),VARI(可見大氣阻抗(kang)指數),綠(lv)色(se),任何(he)基于(yu)RGB的(de)營養(yang)指數。
3.4 多光譜(pu)(pu)測量:可(ke)選配多光譜(pu)(pu)相機進(jin)行多光譜(pu)(pu)評估,需要(yao)不(bu)同的相機設置。
3.5 可(ke)以生(sheng)成(cheng)3D點(dian)云(yun),根據客戶需求(qiu)提供3D特(te)性(xing)分析
3.6 基于csv的量化文(wen)件和處理過的圖(tu)像(xiang) (.jpg)。
產地:英國(guo)Anglia A.I.