Analitzador PSI Morpho PlantScreen

Informació del producte

Especificacions

• Nom del producte: Morpho Analyzer
• Finalitat: Anàlisi morfològica i cromàtica d'imatges de plantes

Introducció

L'aplicació Morpho Analyzer està dissenyada per als usuaris que necessiten executar anàlisis morfològica i de color d'imatges de plantes emmagatzemades localment en una unitat de disc de l'ordinador. Normalment s'utilitza per a anàlisis addicionals o anàlisis de prova d'imatges de plantes exportades de la base de dades del sistema PlantScreenTM.

Disseny

La finestra de l'aplicació inclou un menú amb pestanyes horitzontals que mostra cada pestanya a través de la finestra quan es fa clic. Les pestanyes estan ordenades en seqüència per guiar els usuaris a través dels passos de l'anàlisi, des de la configuració inicial fins a l'anàlisi d'imatges.

Instruccions d'ús del producte

Carpeta font de dades

• Especifiqueu la carpeta que conté les imatges de la planta per a l'anàlisi.

Constructor de màscares

• La pestanya Creador de màscares permet als usuaris crear màscares per a l'anàlisi d'imatges. Els usuaris poden dibuixar àrees, copiar seleccions, enganxar contingut del porta-retalls, suprimir seleccions i alternar la visualització dels noms de les àrees. Els noms d'àrea han de ser únics dins de l'àmbit de la màscara.

Eina de màscara vegetal

• La pestanya Eina de màscara de plantes ofereix eines per definir màscares de plantes.
• Els usuaris poden introduir detalls de la màscara, utilitzar l'eina de selecció de color i utilitzar eines de detecció de màscares per a opcions de preprocessament com ara el filtre Gauss, l'operador Sobel, l'entropia i l'equalització d'histogrames.

Preguntes freqüents

• Q: Com puc seleccionar diverses àrees al Creador de màscares?
  • A: Per seleccionar diverses àrees, feu clic als elements individualment a la pestanya Àrees. Les àrees seleccionades es mostraran amb una línia de vora vermella view panell.
• Q: Quin és l'objectiu de l'equalització d'histogrames a les opcions de preprocessament?
  • A: L'equalització d'histograma ajusta el contrast de les imatges distribuint uniformement els nivells d'intensitat, millorant les característiques per a un millor reconeixement de patrons per part del model.

Si us plau, llegiu la guia abans d'utilitzar aquest producte

INTRODUCCIÓ

FINALITAT

L'aplicació Morpho Analyzer està dissenyada per als usuaris que necessiten executar anàlisis morfològica i de color d'imatges de plantes emmagatzemades localment en una unitat de disc de l'ordinador. L'ús típic és executar una anàlisi addicional o una anàlisi de prova en imatges de planta exportades a un emmagatzematge local des de la base de dades del sistema PlantScreenTM. Aquest manual descriu Morpho Analyzer versió 1.0.14.3.

DISPOSICIÓ

La finestra de l'aplicació es basa en un menú de pestanyes horitzontal, que mostra cada pestanya a tota la finestra quan es fa clic. El menú amb pestanyes s'organitza d'esquerra a dreta a mesura que els passos de l'anàlisi es processen gradualment. Les finestres inicials Mask Builder, Plant Mask Tool i Configuració s'utilitzen per a la configuració d'anàlisi. Les finestres finals Single Run i Batch Run s'utilitzen per analitzar imatges en funció de la configuració definida a la finestra Configuració.

ANALITZAR MORFO

CARPETA FONT DE DADES

L'aplicació Morpho Analyzer està dissenyada per processar dades emmagatzemades localment, que s'han de guardar en una carpeta separada. Quan s'obtenen imatges de planta amb mesura automàtica mitjançant sistemes PlantScreen, totes les dades s'emmagatzemen en una base de dades. Per crear una carpeta local que contingui imatges o màscara fileEls obtinguts amb el sistema PlantScreen utilitzen la part d'exportació de l'aplicació PlantScreen Data Analyzer. Les imatges només s'exporten en format PNG, que actualment és l'únic format d'imatge compatible amb MorphoAnalyzer. El file El format utilitzat per a la màscara de la safata i la màscara de la planta és XML, que també és compatible amb Morpho Analyzer.

CONSTRUCTOR DE MÀSCARES

ÚS DE LA MÀSCARA DE SAFATES

La finestra Mask Builder Fig. 1. permet dibuixar una o més àrees sotmeses a detecció de píxels específics de la planta. Per identificar les plantes, cada zona està marcada amb un nom únic. Normalment, s'utilitza una àrea per a la detecció d'un sol individu de planta. Una o més àrees designades per a la detecció de màscares vegetals s'anomenen "màscara de safata". Abans d'utilitzar la màscara de la safata, és essencial carregar una imatge de fons de plantilla al viewpanell d'ingrés. (Fig. 1-10). Feu clic al botó Carrega plantilla (Fig. 1-1) i seleccioneu una imatge per carregar des de la carpeta. A continuació, opcionalment es pot carregar una màscara de safata a la imatge fent clic al botó Carrega màscara (Fig. 1-2). Un cop carregada o dibuixada, la màscara es pot desar a un emmagatzematge local amb el botó Desa la màscara (Fig. 1-3). Carregueu la màscara actual a la finestra de configuració amb el botó Utilitza la màscara (Fig. 1-4) o a l'eina de màscara de planta amb el botó Utilitza l'eina de màscara de plantes (Fig. 1-5).

MÀSCARA DE SAFATES DE DIBUIX

El mode de dibuix s'activa seleccionant un botó de forma d'àrea (Fig. 1-6) i marcat amb una cinta vermella a la part superior del view panell. Després de triar un tipus de forma adequat fent clic a rectangle la forma es dibuixa arrossegant el ratolí mentre manteniu premut el clic esquerre. Per seleccionar diverses plantes a la imatge, cal crear múltiples àrees no solapades, tal com es mostra a la figura 1.

La forma del polígon es dibuixa de manera diferent. La selecció del botó del polígon activa un mode, on el clic amb el botó esquerre del ratolí afegeix punts únics a una forma creada recentment. Quan la forma conté almenys tres punts, el dibuix es pot acabar fent clic amb el botó dret del ratolí connectant l'últim punt amb el primer. Si hi ha menys de tres punts, el clic dret descarta la forma i el mode de dibuix es cancel·la.

El mode de dibuix es desactiva automàticament després de dibuixar una forma. Després de la desactivació, el clic esquerre del ratolí selecciona una àrea i quan es manté premuda la tecla Maj, el clic esquerre del ratolí en una altra àrea selecciona diverses àrees. Si se seleccionen diverses àrees, cadascuna de les operacions següents s'aplica a tots els elements. Per moure àrees, col·loqueu el cursor a la part interior de l'àrea seleccionada i manteniu premut el clic esquerre del ratolí mentre arrossegueu el ratolí. Per canviar la mida de l'àrea, col·loqueu el cursor a la línia de la vora i manteniu premut el clic esquerre del ratolí mentre moveu el ratolí. Per aconseguir la forma simètrica d'un quadrat o d'un cercle, premeu la tecla Ctrl mentre canvieu la mida. Es poden activar altres eines amb els botons següents (Fig. 1-7): copiar la selecció al porta-retalls, enganxeu el contingut del porta-retalls a la imatge, suprimir la selecció, alterna la visualització de noms d'àrea, amplia la imatge.

Totes les àrees dibuixades es mostren a la pestanya Àrees (Fig. 1-9). Per seleccionar una àrea, feu clic esquerre a l'element de la llista. Es poden seleccionar diverses àrees fent clic als elements individualment. Les àrees enumerades es mostren a view panell (Fig. 1-10), ja sigui amb una línia de vora vermella quan està seleccionada, o una línia de vora verda quan no s'ha seleccionat. El panell Element seleccionat (Fig. 1-8) es pot utilitzar per editar el nom o la posició de l'àrea escrivint nous valors als quadres de text. Tots els canvis s'han de confirmar amb la tecla Enter.

Informació: Quan se seleccionen diverses àrees, només es mostren els paràmetres comuns per a totes les àrees seleccionades a la pestanya Element seleccionat.

El nom de l'àrea ha de ser únic dins de l'abast de la màscara. Si no es compleix la condició, els noms duplicats es seleccionen amb un diàleg d'avís després de fer clic al botó Desa la màscara o Utilitza la màscara.

EINA MÀSCARA PLANTA

La màscara de safata conté la definició d'una o més àrees, que s'utilitzen per a l'emmascarament de plantes. Això implica la identificació de plantes individuals o múltiples presents en una safata. La identificació d'un objecte emmascarat amb una planta dins d'una àrea designada de la màscara de la safata s'aconsegueix mitjançant una avaluació píxel per píxel de fórmules de color o una classificació binària de cada píxel mitjançant un model de bosc aleatori. A més, es poden seleccionar altres tècniques opcionals, que tornen a seleccionar i reagrupen els píxels seleccionats dins d'una àrea. Els usuaris tenen la flexibilitat d'utilitzar el mètode de la fórmula del color o el mètode del bosc aleatori a la pestanya Eina de màscara de plantes.

ENTRADA

Per començar a utilitzar Plant Mask Tool, carregueu sample imatges i després una màscara de safata a la view(Fig. 2-4) fent clic als botons Carrega imatges i Carrega màscara de la safata (Fig. 2-1).

Sampimatges: a la pestanya Plant Mask Tool, els usuaris poden pujar qualsevol nombre d'imatges. Tanmateix, és important tenir en compte que el temps de processament i els costos computacionals augmenten amb cada imatge addicional. En fer clic al botó Carrega imatges, totes les imatges obertes actualment es tanquen automàticament i es poden seleccionar noves imatges d'una carpeta designada. Per mostrar una imatge específica al viewpanell, només cal que feu clic al seu nom corresponent dins de la barra d'imatge. Per navegar entre imatges que actualment no són visibles, utilitzeu les fletxes per canviar entre els seus noms (Fig. 2-3).

La imatge que es visualitza actualment es ressalta amb lletres en negreta dins de la barra d'imatge per facilitar la identificació. A la secció Opcions de pestanya (Fig. 2-2), hi ha el botó Afegeix imatge que permet afegir més imatges a la selecció existent. A més, el botó Tanca la pestanya actual està disponible per tancar ràpidament la visualització de la imatge actual. Si voleu tancar totes les imatges carregades alhora, simplement premeu el botó Tanca-ho tot. Màscara de safata: la màscara de safata es pot carregar des del file utilitzant el botó Carrega la màscara de la safata. La màscara de la safata també es pot carregar des de la finestra Creador de màscares – Pestanya Constructor de màscares – Utilitza el botó de l'eina de màscara de planta (vegeu el capítol anterior). S'utilitza la mateixa màscara de safata per a totes les imatges penjades.

Per millorar la visibilitat, redissenyeu la línia de vora de la màscara de la safata. Al tauler d'emmascarament (Fig. 2-9), el número representa el gruix real de la línia i el rectangle de colors de la dreta representa el color real de la línia. Per canviar el color, apareixerà la finestra de selecció de color després de fer clic amb el botó dret al rectangle de color.

EINA PICKADOR DE COLORS

Quan la imatge i la màscara de la safata es carreguin i es mostrin, comenceu creant un conjunt de dades de color que inclou tant els colors desitjats, que representen els píxels de la planta, com els colors no desitjats, que representen els píxels de fons. Activeu l'eina de selecció de colors marcant la casella de selecció Mode de selecció o Mode de dibuix (Fig. 3-1). A continuació, seleccioneu diversos punts de color (és a dir, píxels) o dibuixeu una o més formes fent clic amb el botó esquerre del ratolí o movent el ratolí amb el botó esquerre a l'àrea per afegir colors a la llista de pestanyes Colors desitjats o Colors no desitjats corresponent (Fig. 2-5, Fig. 2-8).

En qualsevol dels dos modes de selecció, cal seleccionar amb cura només els píxels corresponents a la planta al tauler Colors desitjats i només els píxels corresponents al fons dins de l'àrea al tauler Colors no desitjats. En seleccionar colors, pot ser útil activar l'eina de zoom (Fig. 2-11) desmarcant la casella Ajust. Mou el control lliscant d'esquerra a dreta a través de les posicions prescrites corresponents al zoom del 50, 100, 200 o 400%. Utilitzeu les barres de desplaçament situades a view panell (Fig. 2-4) per navegar per la imatge.
Fig. 3

La creació de conjunts de dades és un pas crucial. Un nombre elevat de colors seleccionats augmenta el temps de càlcul per als dos mètodes de segmentació. Per al càlcul de fórmules de color, es recomana utilitzar l'agrupació K-means per reduir la mida del conjunt de dades. Tanmateix, aquest enfocament no és adequat per al mètode del bosc aleatori perquè la agrupació K-means no conserva les coordenades de píxels, que són essencials per a la seva funcionalitat. Per al mètode del bosc aleatori, és recomanable utilitzar conjunts de dades que continguin fins a 500,000 píxels per entrenar un model de manera eficaç.

El fet de fer clic amb el botó dret a la taula de colors seleccionats permet als usuaris suprimir el píxel seleccionat actualment del conjunt de dades (això també es pot fer prement la tecla suprimir), esborrar la llista de colors o aplicar l'agrupació K-means per reduir el nombre de colors. Per utilitzar l'agrupació de K-means, passeu el cursor per sobre de l'opció Aplicar K-means i seleccioneu el nombre desitjat de grups de colors al menú desplegable amb el botó esquerre del ratolí. (Fig. 3-2).

Abans de començar a formular qualsevol estratègia de segmentació, és important tenir en compte l'equilibri entre els vostres conjunts de dades de colors desitjats i no desitjats. És recomanable assegurar-se que aquests conjunts de dades siguin de mida similar (equilibrats) per facilitar un rendiment òptim de segmentació. Quan s'intenta la segmentació, el programari avalua l'equilibri entre els conjunts de dades de colors desitjats i no desitjats calculant la proporció de les seves mides. Si aquesta relació es troba dins del rang de 0.7 a 1.3, els conjunts de dades es consideren equilibrats i la segmentació continua. Si la proporció cau fora d'aquest interval, es mostra un missatge d'advertència per indicar que els conjunts de dades no estan equilibrats i poden afectar la qualitat de la segmentació.

Eines de detecció de màscares

Les eines de detecció de màscares (Fig. 2-6) inclouen dos mètodes per a la creació de màscares de plantes, accessibles des d'un menú de pestanya horitzontal (Fig. 4-1). La primera pàgina de pestanya, anomenada RGB Formula Computation, utilitza un mètode bàsic de segmentació de llindars. S'utilitza per generar fórmules de múltiples colors, calcular el llindar òptim i puntuar la precisió per a qualsevol fórmula d'interès.

Càlcul de la fórmula RGB

Per calcular ràpidament un conjunt de definicions de fórmules de color, feu clic a Suggereix una fórmula més ràpidament. Per a un càlcul més precís amb una puntuació de precisió més alta, utilitzeu el botó Suggereix una fórmula millor (Fig. 4-2). Cada nom de fórmula de la llista de definicions de fórmules de color suggerides conté addicions entre parèntesis darrere de la fórmula, que marca si la imatge s'ha preprocessat per obtenir un millor rendiment amb reducció de reflexió (RR). Si només s'ha utilitzat el càlcul estàndard de la fórmula del color (és a dir, sense RR), llavors l'element es marca amb l'addició (std) (Fig. 4-3).

Després de seleccionar una fórmula de color fent clic amb el botó esquerre del ratolí, afegiu la fórmula al quadre de fórmula (Fig. 4-4) fent clic amb el botó dret a qualsevol lloc de la taula per mostrar un menú desplegable amb l'opció Afegeix la fórmula seleccionada. Si la fórmula utilitza la reducció de reflex, la casella de selecció Utilitza la reducció de reflex es marca automàticament. L'opció Mostra al menú desplegable es pot utilitzar per ajustar el nombre màxim de fórmules que es mostren a la llista. Per eliminar un únic element de fórmula, feu clic al botó menys (-). També és possible escriure una nova definició de fórmula directament al quadre de text superior i afegir-la al quadre de fórmula amb el botó més (+) (Fig. 4-4).

El llindar òptim per a cada fórmula de color es calcula mitjançant l'eina de llindar automàtic. Després d'afegir la fórmula al quadre de fórmula, feu clic al botó Calcula per obtenir la línia de llindar per a condicions de reflexió estàndard i reduïdes. El botó Mostra el gràfic (Fig. 4-5) obre gràfics de valors de color individuals calculats dividits per la línia de llindar (Fig. 5).

Per carregar la fórmula de color seleccionada amb el llindar a la pestanya de configuració de la màscara de la planta (Fig. 2-7), feu clic al botó Utilitza la fórmula seleccionada situat a la part inferior del panell Eines de detecció de màscares (Fig. 4-6).

Càlcul d'aprenentatge automàtic

La pestanya de la segona pàgina de la secció Eines de detecció de màscares, Machine Learning Computation (Fig. 6), adopta un enfocament més avançat mitjançant l'ús d'un model d'aprenentatge automàtic per analitzar imatges més complexes. Aquesta pestanya inclou una classificació binària de píxels mitjançant l'ús d'un model de bosc aleatori.

Aquest mètode utilitza quatre enfocaments de preprocessament, tres dels quals poden ser ajustats per l'usuari. En fer clic al botó Opcions de preprocessament (Fig. 6-1), apareix una nova finestra (Fig. 7), on es pot seleccionar la mida d'aquestes tres característiques. El propòsit de cada característica es detalla a la pestanya. 1. Tots tres incorporen matrius amb mides que es poden modificar a la finestra Opcions de preprocessament (Fig. 7-1, Fig. 7-2, Fig. 7-3). Després d'escollir les mides preferides, confirmeu les vostres seleccions fent clic al botó D'acord (Fig. 7-4).

Aquests enfocaments, quan s'integren com a característiques en el model de bosc aleatori, no només milloren el seu rendiment, sinó que també milloren significativament la qualitat de la segmentació permetent una diferenciació més precisa entre les regions de la imatge. Això condueix a resultats de segmentació més precisos i valuosos.

Tab. 1 Breu descripció de les opcions de preprocessament que representen les característiques del model Random Forest

Nom de la característica	Descripció
Filtre Gauss	El filtre Gauss, també conegut com el borrós gaussià, és una tècnica de suavització utilitzada en el processament d'imatges per reduir el soroll. Això resulta en un efecte suavitzant, el que el fa útil per difuminar imatges, millorant la qualitat de la imatge. Interval vàlid: 4 – 25. Establiu a 0 i aquesta funció no s'utilitzarà.
Operador Sobel	Sobel Operator utilitza la detecció de vores, un mètode basat en gradients utilitzat en el processament d'imatges per identificar les vores dels objectes dins d'una imatge mitjançant la detecció de canvis en la brillantor. Interval vàlid: 3 – 15. Establiu a 0 i aquesta funció no s'utilitzarà.
Entropia	En el context de l'anàlisi de la textura d'una imatge, l'entropia mesura l'aleatorietat o la complexitat de la textura d'una imatge, quantificant la quantitat d'informació o la variabilitat en els patrons d'intensitat. Aquesta mètrica s'utilitza per diferenciar entre àrees d'una imatge amb diferents nivells de detall o textura, amb valors d'entropia més alts que indiquen textures més complexes i riques en informació. Interval vàlid: 1 – 25. Establiu a 0 i aquesta funció no s'utilitzarà.
Equalització d'histograma	L'equalització d'histogrames és una tècnica per ajustar el contrast de les imatges, millorant les característiques distribuint uniformement els nivells d'intensitat. Aquest pas de preprocessament pot millorar la capacitat del model per reconèixer patrons i distincions dins de les dades. Aquesta característica es crea a partir de la imatge borrosa amb el filtre Gauss, per tant depèn del seu rang de valors.

Exampfitxers de diferents valors de mida d'Opcions de preprocessament:

Després de seleccionar les Opcions de preprocessament, l'entrenament del model s'inicia fent clic al botó Train Model (Fig. 6-2). El temps de càlcul d'aquesta operació depèn del nombre d'imatges carregades, de les àrees de màscara de la safata i de la mida del conjunt de dades de color. La formació utilitza el 80% del conjunt de dades, mentre que el 20% restant es reserva per a l'avaluació del model. Els resultats d'aquesta avaluació es mostren en una taula (Fig. 6-3), que inclou el nom del model, la seva precisió (la proporció de resultats reals entre el nombre total de casos examinats), AUC (Àrea sota la corba ROC, que mesura la capacitat del model per distingir entre classes), puntuació F1 (una mitjana harmònica de precisió i record, que indica l'equilibri entre la precisió i el temps que va prendre el model per a la seva integritat), mil·lisegons.

El nom del model entrenat apareix a la llista desplegable següent, des de la qual podeu seleccionar el model triat que s'utilitzarà per a la segmentació. Aquesta llista també inclou els models afegits quan feu clic al botó Carrega model (Fig. 6-4). Els models entrenats es poden desar com a ZIP file a qualsevol directori fent clic al botó Desa el model (Fig. 6-5).

Per dur a terme la segmentació i generar la màscara de la planta, feu clic al botó Calcula la màscara de la planta amb el model escollit (Fig. 6-6). Aquesta acció aplica el model seleccionat a la llista desplegable, anomenada Model Triat, a tots els píxels de les àrees de la màscara de la safata, creant així la màscara de la planta. A continuació, el nom del model es transfereix a la secció de configuració de la màscara de la planta, on s'aplica un postprocessament i un filtratge addicionals a la màscara de planta creada.

Configuració de la màscara de la planta

L'anàlisi d'imatges es pot millorar opcionalment amb altres tècniques que es mostren al tauler Configuració de la màscara de la planta. La configuració es pot desar o carregar amb els botons Carrega o Desa situats a la part inferior de la pestanya Configuració de la màscara de la planta (Fig.8-2).
Depenent del mètode de segmentació escollit, hi ha dues configuracions per a la configuració de la màscara de la planta. Per al mètode bàsic, conegut com RGB Formula Computation, els paràmetres es mostren visualment a la figura 8, mentre que per al mètode més avançat de Machine Learning Computation, els paràmetres es mostren a la figura 9. A la taula 2 es pot trobar una breu descripció de tots els paràmetres disponibles per a cada mètode.

Tab. 2 Resum dels paràmetres d'anàlisi d'imatges

Càlcul de la fórmula RGB
Nom del paràmetre	Descripció
Fórmula	Definició de la fórmula del color. Utilitzeu nombres sencers (1, 2, 3, etc.), operadors (+, -, *, /, min, max, ln, log, sqrt, ^) i les variables d'intensitat de color dels píxels (R, G, B).
Llindar	La limitació del valor de la fórmula del color calculada s'utilitza per distingir entre píxels que contenen plantes (per sobre del llindar) i el fons (per sota del llindar).
Mida mitjana del filtre	El filtre 2D mitjà s'utilitza per reduir el soroll filtrant amb una finestra de píxels n x n. Quan les plantes són clares visibles, es poden utilitzar valors n més alts per augmentar l'eficiència.
Mida mínima	Estableix el valor de la mida mínima d'una sola àrea de màscara de planta seleccionada [px].
Mida mínima del forat	Mida mínima dels forats als objectes de la màscara en píxels, normalment desenes de píxels. Els forats més petits que això es tanquen i es prenen als píxels de l'objecte. [px]
Retalla l'objecte a les vores	Marca la casella de selecció per retallar sortints o objectes no relacionats (per exemple, fulles d'altres plantes) que apareixen a les vores de la màscara de la safata.
CropObjectsOnBordersMinim PreserveSize [px]	Mida mínima dels objectes que no s'eliminaran encara que estiguin a la vora de l'àrea especificada per la màscara de la safata (els objectes més petits que aquest valor es retallaran a les vores si l'opció CropObjectsOnBorders està definida com a true)
Utilitzeu la reducció de reflexió	Opció de normalització dels valors RGB a cada píxel (a continuació es considera la relació entre canals per al llindar en lloc dels valors de píxels absoluts). Útil per a condicions d'imatge dures, per exemple, llum reflex de les plaques de Petri.
Omet els punts mal exposats	Marqueu la casella de selecció per retallar els píxels mal exposats de la màscara de la planta. Els píxels mal exposats tenen a almenys un color al valor mínim o màxim.
Computació d'aprenentatge automàtic
Nom del paràmetre	Descripció
Model escollit	Nom d'un model seleccionat per a la segmentació; entrenat o carregat.
Estableix el llindar de decisió	El model de bosc aleatori assigna a cada píxel una certa probabilitat de pertànyer a una d'aquestes dues categories: planta o fons. El llindar per defecte per a la classificació està establert en 0.5, però es pot ajustar.
Dilatació	Augmenta la mida de les zones de la planta aplicant un disc d'una mida específica i ajustable; potencialment connectant plantes properes i omplint petits buits dins de les formes de les plantes.
Erosió	Redueix la mida de les àrees de la planta en una màscara vegetal mitjançant l'ús d'un disc d'una mida específica i ajustable; ajudant a eliminar petits pegats aïllats identificats erròniament com a plantes i afinant els límits entre les plantes i el fons.
Obertura	Es realitza aplicant primer l'erosió i després la dilatació amb un disc d'una mida específica i ajustable; separa les plantes properes en una màscara vegetal eliminant petites connexions entre elles i eliminant-les petites taques o soroll, aclarint les formes individuals de les plantes.
Tancament	Es realitza aplicant primer una dilatació seguida de l'erosió mitjançant un disc d'una mida específica i ajustable; suavitza les vores de les formes de les plantes en una màscara de plantes, tanca petits forats i connecta parts properes, fent que les zones de les plantes semblin més cohesionades.

MASCARAT

Si feu clic al botó Recalcula la màscara de la planta (Fig. 2-8, Fig. 8-3) en cas de càlcul de la fórmula RGB, es genera una màscara de planta. La fórmula del color i el llindar òptim es calculen per a cada píxel de la imatge i s'apliquen altres tècniques d'anàlisi d'imatges opcionals que figuren a la configuració de la màscara de la planta. D'altra banda, en el cas del càlcul d'aprenentatge automàtic, el botó Recalcular Plant Mask (Fig. 9-3) serveix per filtrar la Plant Mask existent segons els paràmetres establerts a Plant Mask Settings.

Aleshores, el view El panell (Fig. 11-2) s'actualitza amb la imatge emmascarada resultant. La imatge pot ser viewed amb la línia de vora de la màscara vegetal col·locada a la part superior de la imatge i/o en combinació amb la línia de vora de la màscara de la safata i amb o sense fons. El view les opcions es defineixen marcant les caselles de selecció a la pestanya Enmascarament (Fig. 10). Les línies de vora es poden redissenyar per les opcions de gruix i color. El gruix ve determinat pel nombre del quadre de text i el color es pot definir fent clic al rectangle de color i seleccionant un color a la finestra emergent Color.

Informació: Si l'anàlisi dóna resultats insatisfactoris, considereu afegir nous colors a la llista existent a l'eina de selecció de colors (Fig. 11-1) i calcular un nou conjunt de fórmules, o entrenar un model nou. Alternativament, podeu seleccionar una configuració diferent dels paràmetres de filtratge a la configuració de la màscara de la planta (Fig. 8).

Al final, els paràmetres, que donen el resultat d'emmascarament més precís, s'envien a la finestra Configuració fent clic al botó Utilitza la configuració de la màscara de la planta (Fig. 11-3). També es recomana desar el file per separat a un emmagatzematge local per al seu ús o referència posterior (Fig. 8-3, Fig. 9-3, botó Desa).

CONFIGURACIÓ

La finestra Configuració mostra la configuració de l'anàlisi final, que després s'utilitza a les finestres d'execució única i d'execució per lots. L'aplicació emmagatzema la configuració automàticament quan es tanca i la restaura després del reinici.

OPCIONS DE PREPROCESSAMENT

Si se selecciona el mètode avançat de càlcul d'aprenentatge automàtic a la pestanya Plant Mask Tools, la configuració d'Opcions de preprocessament (Fig. 12-1) es fa visible. Aquí, la configuració es transmet i es pot canviar.

Configuració de la màscara de la planta

La pestanya Configuració de la màscara de la planta (Fig. 12-2) conté paràmetres de correcció per a la distorsió de la lent de barril i la detecció de la màscara de la planta. Per corregir la distorsió de barril (ull de peix), especifiqueu un grau de correcció amb un número de -1 a 1. La casella de selecció x-fixed o y-fixed omet la correcció en l'eix x o y quan es marca, cosa que és útil per corregir les imatges adquirides en mode d'exploració de línia on la distorsió només es produeix en una direcció. Quan les caselles de selecció dels dos eixos estan marcades, no es fa cap correcció. El centratge de la correcció d'imatge es pot fer després de marcar la casella de selecció Canvia el centre de l'ull de peix i omplir nous valors de l'eix x o y.

MÀSCARA DE SAFATES

El botó Carrega la màscara de la safata al panell de la màscara de la safata (Fig. 12-3) s'utilitza per seleccionar i carregar una màscara de safata per utilitzar-la en l'anàlisi. En els passos d'anàlisi processats gradualment que s'inicien a la finestra del Creador de màscares, la màscara de la safata ja s'hauria d'afegir a la finestra de configuració, que s'indica amb el botó de color verd Carrega la màscara de la safata. Si el botó continua gris, la màscara de la safata s'ha de carregar fent clic al botó Carrega la màscara de la safata i seleccionant la màscara. file a la finestra Obre. La màscara de la safata també es pot afegir amb el botó Utilitza la màscara (Fig. 1-4) a la finestra del Creador de màscares. Aleshores, preview la màscara d'una imatge seleccionada després de fer clic al botó Mostra la màscara de la safata (Fig. 12-3).

PARÀMETRES CALCULATS

• Els paràmetres de morfologia es seleccionen al panell Paràmetres computats (Fig. 12-4).
• Fent clic al botó Lateral View o Top View Paràmetres marca automàticament un conjunt de paràmetres rellevants. Tots els paràmetres de morfologia s'enumeren i es descriuen breument a la pestanya. 3.

Tab. 3 Descripció dels paràmetres de la morfologia

Paràmetre	Descripció
AREA_PX	Superfície total coberta de planta. Unitat: píxel
PERÍMETRE_PX	Longitud del perímetre de la planta. Unitat: píxel
RODONOSITAT Fórmula:	Relació entre l'àrea i el perímetre de la superfície vegetal. 4 * PI * Àrea / Perímetre²
RODONOSITAT 2 Fórmula:	Relació entre l'àrea i el perímetre del casc convex de la planta. 4 * PI * Convex_Hull_Area / Convex_Hull_Perimeter²
ISOTROPIA   Fórmula:	Isotropia de l'objecte, calculada com a relació entre l'àrea i el perímetre del polígon creat pels vèrtexs de l'objecte. 4 * PI * Polygon_Area / Polygon_Perimeter²
COMPACTITAT   Fórmula:	Relació entre l'àrea i la superfície del casc convex que envolta la planta concreta. Plantes més “compactes”. solen tenir pecíols més curts i fulles massives. Àrea / Àrea_casc_convex
EXCENTRICITAT   Fórmula:	Paràmetre que descriu el grau de diferència entre l'àrea del casc convex i el cercle, que té el centre en el centroide de la planta. {Àrea (només cercle) + Àrea (només casc convex)}/Àrea (intersecció)
RMS   Fórmula:	Simetria de masses rotacional, basada en l'ajustament de l'el·lipse amb el segon moment central idèntic que l'objecte analitzat. 2 * {sqrt ((1/2 * Longitud de l'eix_major)² - (1/2 * Longitud de l'eix_menor)²)} / Longitud de l'eix_major
SOL Fórmula:	Esveltesa de les fulles. Perímetre de l'esquelet² / Àrea
WIDTH_PX	Amplada de la planta envoltant del quadre delimitador. Unitat: píxel

HEIGHT_PX

Alçada de la planta envoltant del quadre delimitador. Unitat: píxel

SEGMENTACIÓ DEL COLOR

Després d'emmascarar la imatge, la segmentació de color es pot utilitzar per classificar la representació de color píxel per píxel de l'objecte emmascarat. En la segmentació de colors, el nombre de colors es redueix mitjançant la tècnica de agrupació de k-means, que classifica els colors en funció de la similitud. Cada classe comparteix propietats similars a un color definit com a representatiu.

La llista Definicions de color de la pestanya Segmentació de color (Fig. 12-5) s'utilitza per definir colors representatius. Els botons Afegeix i Suprimeix permeten afegir o eliminar una definició de color seleccionada a/de la llista. Podeu editar els valors RGB de qualsevol color representatiu de la llista seleccionant i fent doble clic a l'element. A la finestra emergent Color, seleccioneu una definició a la part Colors bàsics o definiu un color personalitzat a la part Colors personalitzats.

La pestanya Generació de color (Fig. 12-6) és una eina per a la generació automàtica de classes de color de plantes emmascarades segons la definició de configuració a la finestra de configuració (Fig. 12-1 i Fig. 12-2).

Per establir el nombre de clústers per a l'algorisme K-means, podeu especificar el nombre manualment o seleccionar la casella de selecció Auto-Detect Cluster Count. Aleshores, el programari utilitzarà el mètode Silhouette per avaluar l'efectivitat de la agrupació amb 2 a 20 grups, escollint el nombre que obtingui la puntuació més alta.

A continuació, feu clic al botó Genera colors. A l'Obert file finestra emergent selecciona una carpeta d'imatges d'origen utilitzades per a l'emmascarament i la definició automàtica del color. Les barres de progrés de la pestanya Generació de colors (Fig. 13-1) mostren com avança el generador de colors. Quan s'hagi acabat, apareix a la barra superior (Fig. 13-2).

Les definicions de color es poden exportar com a TXT file amb el botó Emmagatzema definicions o carregat amb el botó Carrega definicions al panell Segmentació de color (Fig. 12-5). L'exportat file que conté les definicions de to de color, es pot importar posteriorment a la secció d'anàlisi local del programari PlantData Analyzer. Això permet utilitzar els canals de color generats per executar la segmentació de color a les dades emmagatzemades a la base de dades.
El resultat de l'anàlisi de la segmentació del color es formula com un nombre de píxels en cada classe de color per a cada objecte de màscara vegetal seleccionat.

CARRERA ÚNICA

• Després de configurar l'anàlisi a la pestanya Configuració, feu clic al botó Mostra la màscara de la safata o seleccioneu la finestra Execució única al menú de pestanyes horitzontal.
• La finestra Single Run (Fig. 14) s'utilitza per analitzar i preview un sol sampimatge per verificar la configuració de l'anàlisi.

A la pestanya Single Run finestra carrega comampla imatge amb el botó Carrega imatge (Fig. 14-1). Feu clic al botó Executar anàlisi (Fig. 14-2) per iniciar l'anàlisi mitjançant el càlcul bàsic de fórmula RGB. Si voleu executar la computació avançada d'aprenentatge automàtic, feu clic al botó Executar anàlisi ML (Fig. 14-3). Un cop finalitzada l'anàlisi, apareix una taula amb els resultats calculats view panell (Fig. 14-4).

Informació: Els valors que es mostren a la taula de resultats es poden seleccionar fent clic al tauler de la taula i seleccionant les cel·les necessàries. Aleshores, les cel·les es poden copiar al porta-retalls i inserir-les en un editor de text o full de càlcul.

La imatge emmascarada resultant es mostra al fitxer view panell (Fig. 14-6). Al tauler Mostra imatge (Fig. 14-5), trieu una de tres viewModes d'imatge: original, emmascarat i segmentat en color per visualitzar el resultat de l'emmascarament i la segmentació del color. Per desar la màscara de la planta o la imatge, feu clic al botó Desa la màscara de la planta o Desa la imatge (Fig. 14-7).

EXCURSIÓ PER LOTS

La pestanya Batch Run (Fig. 15) s'utilitza per analitzar un conjunt d'imatges emmagatzemades en una carpeta d'emmagatzematge local.

Després de verificar la configuració correcta de l'anàlisi a la pestanya Execució única, carregueu tot un conjunt d'imatges d'entrada a la pestanya Execució per lots. Feu clic al botó Selecciona la carpeta d'imatges (Fig. 15-1) i seleccioneu la carpeta d'imatge a la finestra emergent Cerca la carpeta. Al quadre de text Storing Path (Fig. 15-2) definiu un camí per emmagatzemar el resultat de l'anàlisi. Feu clic al botó Selecciona el camí (Fig. 15-2) per crear i seleccionar la carpeta a la finestra emergent Cerca carpeta.

A continuació, feu clic a Executar anàlisi (Fig. 15-3) i s'inicia l'anàlisi d'imatges de càlcul de fórmula RGB bàsica. Si voleu executar la computació avançada d'aprenentatge automàtic, feu clic al botó Executar anàlisi ML (Fig. 15-4).

Durant l'anàlisi, el resultat s'actualitza contínuament a la taula view panell (Fig. 15-5) i a la imatge view panell (Fig. 15-6), es mostra la darrera imatge processada. Els resultats de l'anàlisi s'estan exportant a la carpeta de sortida definida a la ruta d'emmagatzematge (Fig. 15-2). La carpeta conté una taula de resultats, la màscara de la planta utilitzada i tres conjunts d'imatges: corregida a ull de peix, emmascarada i segmentada en color.

• resultats.csv: Això file conté valors separats per comes dels paràmetres definits a la configuració d'anàlisi. El file El format és compatible amb la majoria dels editors de fulls de càlcul de text.
• PlantMask_originalfilename.xsel: Definició de màscara vegetal file.

INFORMACIÓ: A més de la definició de la forma, les màscares de safata utilitzades als sistemes PlantScreen també contenen informació sobre la mida dels píxels. Quan el valor de mida de píxel definit a la màscara de la safata no és igual a zero, també es calculen diversos paràmetres morfològics amb unitats de píxels amb unitats mil·límetres. Aquests paràmetres, com ara Àrea (mm2), Perímetre (mm), Amplada (mm) i Alçada (mm), s'inclouen automàticament a la taula de resultats (Tab. 4).

Tab. 4 Taula de resultats

INFORME D'ERRORS

Tot i que estem provant àmpliament cada versió publicada del programari, alguns errors encara poden passar el nostre procés de prova. Penseu en informar d'errors per millorar aquest programari. Si trobeu un error o un bloqueig de l'aplicació, envieu un correu amb el text "Morpho Analyzer error" a l'assumpte a suport@psi.cz. Al cos del missatge, descriu la seqüència dels passos que han conduït a l'error.

MÉS INFORMACIÓ

Versió manual: 2024/02

© PSI (Photon Systems Instruments), spol. s ro
www.psi.cz

Aquest document i les seves parts es poden copiar o proporcionar a un tercer només amb el permís exprés de PSI.
S'ha verificat que el contingut d'aquest manual correspon a les especificacions del dispositiu. No obstant això, no es poden descartar desviacions. Per tant, no es pot garantir una correspondència completa entre el manual i el dispositiu real. La informació d'aquest manual es revisa periòdicament i es poden fer correccions en versions posteriors.

Les visualitzacions que es mostren en aquest manual són només il·lustratives.
Aquest manual forma part integrant de la compra i lliurament d'equips i els seus accessoris i ambdues parts l'han de complir.

Documents/Recursos

Analitzador PSI Morpho PlantScreen [pdfGuia de l'usuari Morpho PlantScreen Analyzer, PlantScreen Analyzer, Analitzador

Referències

• Manual d'usuari