實(shí)驗(yàn)室植物表型成像系統(tǒng)——PhenoChamber 是英國Anglia A.I.公司開發(fā)的針對植株表型研究的實(shí)驗(yàn)室型成像系統(tǒng)。PhenoChamber配備有頂部可見光成像單元、側(cè)面可見光成像單元和斜75度角可見光成像單元,共計(jì)三組成像單元。PhenoChamber可用于各種生物學(xué)研究中的多種植物性狀的高通量測量;該系統(tǒng)不僅可以提取二維特征,還可以創(chuàng)建一個(gè)3D點(diǎn)云來更好地建模和了解樣本的三維形態(tài);通過簡單地使用嵌入在QR碼中的項(xiàng)目和實(shí)驗(yàn)描述符來組織數(shù)據(jù)以用于圖像拍攝和管理,從而適合大多數(shù)植物研究實(shí)驗(yàn)。PhenoChamber是一個(gè)多功能的成像柜,設(shè)計(jì)用于植物和小型生物體的低成本表型分析,可對小盆植株、用多孔板培養(yǎng)的植物、多孔板里的葉圓片、植物的種子,也可以對細(xì)菌、小型動(dòng)物、蟲卵等進(jìn)行表型成像測量,進(jìn)行各種研究。
PhenoChamber的硬件及軟件
PhenoChamber特點(diǎn)
多成像視角
PhenoChamber 使用3個(gè)高分辨率(HD)RGB相機(jī),通過三個(gè)視角即頂視圖,75度和側(cè)視圖,能夠從24個(gè)視點(diǎn)對植物進(jìn)行成像。 基于服務(wù)器或云的分析軟件可測量植物高度、葉片大小、冠層信息、3D點(diǎn)云等。
板載數(shù)據(jù)管理
使用基于QR碼的識別來管理多個(gè)項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)進(jìn)程和不同基因型的植物/物種。 數(shù)據(jù)可以直接輕松下載到USB或使用簡單的RESTful API以編程方式提取,以便與現(xiàn)有工作流程輕松集成,即通過內(nèi)部網(wǎng)Intranet。
簡單易用的觸摸屏界面
使用戶能夠通過動(dòng)態(tài)圖像預(yù)覽更輕松地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)管理、圖像拍攝參數(shù)設(shè)置和數(shù)據(jù)管理(允許三個(gè)高度)。
PhenoChamber應(yīng)用
PhenoChamber可用于測量各種生物學(xué)研究中的許多植物性狀??梢愿咄糠绞竭M(jìn)行植物高度、綠度、葉面積等參數(shù)分析。重要的是,通過在成像室內(nèi)以標(biāo)準(zhǔn)化方式進(jìn)行植物表型的overnight分析,即以每小時(shí)處理> 70株植物的效率,并自動(dòng)轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)。
PhenoChamber不僅可以提取植物2D特征,還可以創(chuàng)建一個(gè)3D點(diǎn)云來更好地建模和理解植物的3D形態(tài)。PhenoChamber通過使用嵌入在QR碼中的項(xiàng)目和實(shí)驗(yàn)描述符來組織數(shù)據(jù),以用于數(shù)據(jù)獲取和管理,從而適合大多數(shù)植物研究實(shí)驗(yàn)。
自動(dòng)表型分析平臺(在.exe中用于Windows,或.app用于Mac或Linux)的設(shè)計(jì),用于提取植物表型特征,如葉片數(shù)目、綠度和其他植被指數(shù)、投影葉面積(2D)、周長、盆中植物的凸包 (convex hull)、冠層緊密度、VARI等。
基于CSV的導(dǎo)出文件和已處理的圖像;
用于表型分析的GUI(圖形用戶界面),得到植物高度等參數(shù)。
PhenoChamber不同成像角度
PhenoChamber測量參數(shù)
植物高度:2D/3D 葉面積
葉片數(shù)目:植被指數(shù)(超綠色指標(biāo)、超紅色指標(biāo)、可見光大氣阻抗指數(shù)VARI)等
周長:植物凸包面積, 植物密度, 緊密度等
3D 點(diǎn)云:3D性狀(根據(jù)于用戶需求提供)
PhenoChamber的高通量表型分析
PhenoChamber技術(shù)參數(shù)
1. PhenoChamber硬件系統(tǒng):
1.1 相機(jī):3臺高清自動(dòng)對焦相機(jī)(1800 ~ 2400萬像素),分別位于頂部、側(cè)面和75度角
1.2 箱體尺寸(外形):高2.2米,寬2米,深55厘米(針對不同尺寸植物,箱體外部尺寸可變)
1.3 箱體尺寸(內(nèi)部):高度2米,寬度1.8米,深度50厘米(針對不同尺寸植物,箱體內(nèi)部尺寸可變)
1.4 箱體結(jié)構(gòu):鋁型材框架
1.5 連接:RJ45以太網(wǎng),Wi-Fi
1.6 界面:7寸電容觸摸屏
1.7 電源要求:220~240V交流
1.8 花盆適應(yīng)性:7cm或9cm方形花盆,可種植1.5米高的植物(可定制化其他尺寸)
1.9 測量方式:24個(gè)不同類型的植物視點(diǎn),分別為0.5米、1米和1.5米(包括俯視圖、75度和側(cè)視圖,每個(gè)視圖4~8張圖片)。
1.10 旋轉(zhuǎn)臺:系統(tǒng)內(nèi)置旋轉(zhuǎn)臺,可轉(zhuǎn)動(dòng)不同角度獲取不同圖片
2. PhenoChamber控制軟件:
2.1 用于二維碼生成和識別技術(shù)的服務(wù)器或基于云的控制軟件
2.2 自動(dòng)管理多個(gè)項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)、植物基因型和物種
2.3 數(shù)據(jù)可以下載到USB存儲器或以編程方式提取(RESTful API)用于工作流集成
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(xiàn)型分析平臺.exe (Windows)或.app (Mac)格式
3.2 用于形態(tài)特征的GUI(圖形用戶界面):株高、葉片數(shù)量、投影葉面積 (2D)、葉片大小、冠層信息(凸包c(diǎn)onvex hull)、植物密度、密實(shí)度、堅(jiān)實(shí)度等(其他參數(shù)可定制化生成算法)。
3.3 用于光譜特征的GUI(圖形用戶界面):過剩的綠色,過剩的紅色,VARI(可見大氣阻抗指數(shù)),綠色,任何基于RGB的營養(yǎng)指數(shù)。
3.4 多光譜測量:可選配多光譜相機(jī)進(jìn)行多光譜評估,需要不同的相機(jī)設(shè)置。
3.5 可以生成3D點(diǎn)云,根據(jù)客戶需求提供3D特性分析
3.6 基于csv的量化文件和處理過的圖像 (.jpg)。
產(chǎn)地:英國Anglia A.I.