JP5180772B2 - Method and apparatus for analyzing ear structure - Google Patents
Method and apparatus for analyzing ear structure Download PDFInfo
- Publication number
- JP5180772B2 JP5180772B2 JP2008272462A JP2008272462A JP5180772B2 JP 5180772 B2 JP5180772 B2 JP 5180772B2 JP 2008272462 A JP2008272462 A JP 2008272462A JP 2008272462 A JP2008272462 A JP 2008272462A JP 5180772 B2 JP5180772 B2 JP 5180772B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- branch
- point
- end point
- state
- image
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Image Processing (AREA)
- Information Retrieval, Db Structures And Fs Structures Therefor (AREA)
Description
本発明は、植物の穂の分岐構造の解析方法および装置に関する。 The present invention relates to a method and an apparatus for analyzing a branch structure of a plant ear.
稲などの作物を含む植物の育種において、植物の形態などの有用な性質を数値化し、遺伝子型と比較することで、その性質に関連する遺伝子が染色体内のどこにあるかを推定するQTL(Quantitative Trait Locus)解析という手法が利用されている。たとえば、稲のQTL解析には、稲穂の形態、籾の着粒数および出穂日などの性質がパラメータとして使用される。 In the breeding of plants including crops such as rice, QTL (Quantitative) that estimates the location of genes related to the properties in the chromosome by quantifying useful properties such as plant morphology and comparing them with genotypes Trait Locus) analysis is used. For example, in the QTL analysis of rice, properties such as the shape of the ear of rice, the number of grains of rice bran and the date of heading are used as parameters.
しかし、稲穂の形態は複雑であるので、従来、稲穂の形態をパラメータとして数値化するための測定は手作業で行う必要があった。具体的には、手作業で、一つの穂を展開し、枝の数、枝の分岐状態、枝の長さ、籾の数、籾の「稔」および「不稔」などを測定していた。このような作業は、非常に時間がかかり、また、熟練を要する作業であった。 However, since the shape of the rice ear is complicated, conventionally, measurement for quantifying the rice ear shape as a parameter had to be performed manually. Specifically, by manually expanding a single ear, the number of branches, the branching state of the branches, the length of the branches, the number of folds, the heels and sterility of the heels were measured. . Such work is very time consuming and requires skill.
近年、籾の形状を測定し、選別するする装置が開発されている(たとえば、特許文献1および特許文献2)。しかし、稲穂は、籾と異なり、立体的で複雑な構造を有する。立体的な構造を解析する方法としてX線CT(Computed Tomography)やMRI(Magnetic Resonance Imaging)を利用する方法もあるが、装置が大掛かりとなり、処理するデータ量も膨大となるため汎用的ではない。このように、枝の分岐状態を含む稲穂などの穂の構造を解析する汎用的な解析方法および解析装置は開発されていない。
したがって、稲穂などの穂の分岐構造を含む穂の形態を解析する汎用的な解析方法および解析装置に対するニーズがある。 Therefore, there is a need for a general-purpose analysis method and analysis device for analyzing the morphology of a spike including a branching structure of a spike such as a rice spike.
本発明による解析方法は、植物の穂の分岐構造を解析する解析方法であって、穂の画像を採取するステップと、該穂の画像から枝および籾を抽出するステップと、枝の分岐の状態を定めるステップと、を含む。該枝の分岐の状態を定めるステップは、該枝の分岐の状態を枝の分岐の状態に対応した木構造を有するデータファイルに格納することを含む。 The analysis method according to the present invention is an analysis method for analyzing the branch structure of a plant ear, the step of collecting an image of the ear, the step of extracting branches and wrinkles from the image of the ear, and the state of branching of the branch Defining the steps. The step of determining the branching state of the branch includes storing the branching state of the branch in a data file having a tree structure corresponding to the branching state of the branch.
本発明による解析装置は、植物の穂の分岐構造を解析する解析装置であって、穂の画像を採取する画像採取部と、該穂の画像から枝および籾を抽出する部分抽出部と、枝の分岐の状態を定める分岐状態決定部と、枝の分岐の状態に対応した木構造を有するデータファイルと、を含む。該分岐状態決定部は、該枝の分岐の状態を該データファイルに格納する。 An analysis apparatus according to the present invention is an analysis apparatus that analyzes a branch structure of a plant ear, an image collection unit that collects an image of the ear, a partial extraction unit that extracts branches and wrinkles from the image of the ear, A branch state determination unit for determining the branch state of the branch, and a data file having a tree structure corresponding to the branch state of the branch. The branch state determination unit stores the branch state of the branch in the data file.
本発明によれば、枝の分岐の状態に対応した木構造を有するデータファイルを使用するので、複雑なロジックを使用せずに穂の枝の分岐の状態を把握することが可能となる。したがって、本発明によれば、枝の分岐状態を含む稲穂などの穂の形態を解析する汎用的な解析方法および解析装置が提供される。 According to the present invention, since the data file having a tree structure corresponding to the branching state of the branch is used, it is possible to grasp the branching state of the ear branch without using complicated logic. Therefore, according to the present invention, there is provided a general-purpose analysis method and analysis apparatus for analyzing the morphology of ears such as rice ears including branching states of branches.
本発明の実施形態の特徴は以下のとおりである。 The features of the embodiment of the present invention are as follows.
本発明の実施形態の解析方法において、前記枝の分岐の状態を定めるステップは、穂の根元を上流とし、穂の根元付近の枝上に最初の始点を定め、該最初の始点の下流において該最初の始点に隣接する、枝の分岐点または籾をつける点である枝の端点を終点として該最初の始点から該終点までを枝成分とし、該終点が分岐点である場合には該終点を新たな始点として別の枝成分を定め、このようにして穂の枝全体を枝成分に分割することを含む。 In the analysis method according to the embodiment of the present invention, the step of determining the branching state of the branch sets the ear root at the upstream, defines an initial start point on the branch near the ear root, and downstream of the initial start point The end point of the branch adjacent to the first start point, which is the branching point of the branch or the point where the wrinkle is attached, is the end component from the first starting point to the end point, and when the end point is a branch point, the end point is Another branch component is defined as a new starting point, thus dividing the entire spike branch into branch components.
本実施形態によれば、穂の枝全体を枝成分に分割することにより、枝の分岐状態を含む穂の構造の解析が容易となる。 According to the present embodiment, by dividing the entire branch of the spike into branch components, it becomes easy to analyze the structure of the spike including the branching state of the branch.
本発明の実施形態の解析方法において、前記データファイルが全ての分岐点および端点に対応するポイントタグを含み、分岐点に対応するポイントタグは、該分岐点を始点とする枝成分の終点に対応するポイントタグを子要素として備え、該全ての分岐点および端点に対応するポイントタグは、隣接する上流の分岐点からの長さの情報を含み、木構造を形成する。 In the analysis method according to the embodiment of the present invention, the data file includes point tags corresponding to all branch points and end points, and the point tag corresponding to the branch point corresponds to an end point of the branch component starting from the branch point. The point tag corresponding to all the branch points and end points includes length information from the adjacent upstream branch point, and forms a tree structure.
本実施形態によれば、分岐点および端点に対応するポイントタグを親子の関係、すなわち、親を上位とし子を下位とする階層関係で結合することにより、枝の分岐の状態に対応した木構造を有するデータファイルを容易に作成することができる。 According to the present embodiment, the point tag corresponding to the branch point and the end point is combined in a parent-child relationship, that is, a hierarchical relationship in which the parent is higher and the child is lower, so that the tree structure corresponding to the branch state of the branch is obtained. A data file can be easily created.
本発明の実施形態の解析方法において、分岐点または端点に対応するポイントタグは、該分岐点または端点の情報および該分岐点または端点を終点とする枝成分の情報を有する。 In the analysis method according to the embodiment of the present invention, a point tag corresponding to a branch point or an end point has information on the branch point or the end point and information on a branch component whose end point is the branch point or the end point.
本実施形態によれば、枝の情報を枝の分岐の状態に対応した木構造を有するデータファイルに容易に格納することができる。 According to the present embodiment, branch information can be easily stored in a data file having a tree structure corresponding to the branch branch state.
本発明の実施形態の解析方法において、端点に対応するポイントタグは、子要素として籾の情報を有する。 In the analysis method according to the embodiment of the present invention, the point tag corresponding to the end point has information on the eyelid as a child element.
本実施形態によれば、籾の情報を枝の分岐の状態に対応した木構造を有するデータファイルに容易に格納することができる。 According to the present embodiment, information on a cocoon can be easily stored in a data file having a tree structure corresponding to the branching state of the branches.
本発明の実施形態の解析方法において、前記籾の情報は、子要素として籾の状態を表す形質情報を含む。 In the analysis method according to the embodiment of the present invention, the cocoon information includes trait information representing the state of the cocoon as a child element.
本実施形態によれば、籾の状態を表す形質情報を、穂の構造に関する情報と組み合わせて活用することが可能となる。 According to the present embodiment, it is possible to utilize the trait information representing the state of the cocoon in combination with information related to the structure of the ear.
本発明の実施形態の解析方法において、前記枝の分岐の状態を定めるステップは、始点からの距離が最も長い端点と該始点とを結ぶ枝成分からなる枝を、該始点から下流の主枝とし、該主枝から分岐する枝を該主枝の分岐枝とすることを含む。 In the analysis method according to the embodiment of the present invention, the step of determining the branch state of the branch includes, as a main branch downstream from the start point, a branch composed of a branch component connecting the end point having the longest distance from the start point and the start point. , Including branching from the main branch as a branch of the main branch.
本実施形態によれば、主枝と分岐枝とを自動的に判別することが可能となる。 According to the present embodiment, it is possible to automatically determine the main branch and the branch branch.
本発明の実施形態の解析方法において、前記データファイルが全ての分岐点および端点に対応するポイントタグを含み、分岐点に対応するポイントタグは、該分岐点を始点とする枝成分の終点に対応するポイントタグを子要素として備え、該分岐点または端点に対応するポイントタグは、該分岐点または端点の情報および該分岐点または端点を終点とする枝成分の情報を有し、該枝成分の情報は、該枝成分が主枝であるか分岐枝であるかの情報を含む。 In the analysis method according to the embodiment of the present invention, the data file includes point tags corresponding to all branch points and end points, and the point tag corresponding to the branch point corresponds to an end point of the branch component starting from the branch point. The point tag corresponding to the branch point or the end point has information on the branch point or the end point and information on a branch component having the branch point or the end point as an end point. The information includes information on whether the branch component is a main branch or a branch branch.
本実施形態によれば、枝成分が主枝であるか分岐枝であるかの情報を、他の穂の構造に関する情報と組み合わせて活用することが可能となる。 According to the present embodiment, it is possible to utilize information regarding whether the branch component is a main branch or a branch branch in combination with information regarding the structure of other spikes.
図1は、本発明の実施形態による解析装置の構成を示す図である。解析装置は、穂の画像を採取する画像採取部101と、穂の枝および籾を含む部分を抽出する部分抽出部103と、穂の枝の分岐状態を定める分岐状態決定部105と、処理後のデータを保存するデータ管理部107と、入出力処理を管理する入出力部109と、を備える。解析装置は、さらに、記憶装置として、ワークファイル記憶部111と、配列変数ファイル記憶部113と、形態データファイル記憶部115と、保存ファイル記憶部117と、を備える。画像採取部101は、スキャナーから構成してもよい。部分抽出部103、分岐状態決定部105、データ管理部107、入出力部109および各記憶部は、1台または複数台のパーソナルコンピュータなどのコンピュータから構成してもよい。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an analysis apparatus according to an embodiment of the present invention. The analysis apparatus includes an
図2は、本発明の実施形態による解析方法を示す流れ図である。図2のステップS010は、画像採取部101によって行われる。図2のステップS020乃至S100は、部分抽出部103によって行われる。図2のステップS110は、分岐状態決定部105によって行われる。図2のステップS120は、データ管理部107によって行われる。
FIG. 2 is a flowchart illustrating an analysis method according to an embodiment of the present invention. Step S010 in FIG. 2 is performed by the
図2のステップS010において、画像採取部101は、穂の画像を読み込む。穂の画像の読み込みに先立ち、穂を展開し、枝および籾が重ならないように人手により透明のフィルム上に貼り付ける。画像採取部101は、透過型のスキャナーからなる。スキャナーの解像度は、300乃至600dpi(dpiは、1インチ当たりの画素数)が好ましい。解像度をより高くすれば、測定分解能は向上するが、スキャン時間および解析時間が長くなりメモリ負荷が大きくなる。透過型のスキャナーを使用する理由は、反射型のスキャナーを使用すると、影が生じ、測定誤差や読み取りミスの原因となるからである。画像採取部101は、読み込んだ画像をワークファイル111に格納する。
In step S010 in FIG. 2, the
図2のステップS020において、部分抽出部103は、画像採取部101によって読み込まれた画像を2値化する。部分抽出部103は、2値化された画像をワークファイル111に格納する。
In step S020 in FIG. 2, the
図15は、2値化された穂の画像の一例を示す図である。 FIG. 15 is a diagram illustrating an example of a binarized ear image.
図3は、図2のステップS030の詳細処理を示す流れ図である。 FIG. 3 is a flowchart showing the detailed processing of step S030 in FIG.
図3のステップS03010において、部分抽出部103は、2値化された穂の画像において穂の籾部を枝部から分離する。穂の籾部を枝部から分離する処理は、市販の画像処理ソフトに含まれる分離処理機能を利用して実行してもよい。たとえば、収縮・膨張処理によって籾部を枝部から分離してもよい。収縮・膨張処理については、たとえば、穀粒選別を行う処理として特開2005−83775号公報に記載されている。
In step S03010 of FIG. 3, the
図3のステップS03020において、部分抽出部103は、籾部のサイズが所定の範囲内であるかどうか判断する。籾部のサイズが所定の範囲内であるかどうか判断するには、たとえば以下の方法を使用してもよい。それぞれの籾部の領域(リージョン)の外接円と内接円とを求める。ここで、外接円とは、籾部の領域をすべて含む最小の円とし、内接円とは,籾部の領域に含まれる最大の円とする。外接円の直径は籾の長さに相当する。内接円の直径は籾の幅に相当する。一例として、外接円の直径が10mm以下であり、内接円の直径が1mm以上のものを所定の範囲内であるとする。籾部のサイズが所定の範囲内であれば、ステップS03030に進む。籾部のサイズが所定の範囲内でなければ、ステップS03040に進む。
In step S03020 of FIG. 3, the
図3のステップS03030において、部分抽出部103が、籾部のデータを保存する。
In step S03030 of FIG. 3, the
図3のステップS03040において、部分抽出部103が、該籾部のデータを領域から消去する。
In step S03040 of FIG. 3, the
図16は、抽出された籾部の画像の一例を示す図である。部分抽出部103は、抽出された籾部の画像をワークファイル111に格納する。
FIG. 16 is a diagram illustrating an example of the extracted image of the buttock. The
図4は、図2のステップS040の詳細処理を示す流れ図である。 FIG. 4 is a flowchart showing the detailed process of step S040 of FIG.
図4のステップS04010において、部分抽出部103は、2値化された穂の画像から籾部を除去する。
In step S04010 of FIG. 4, the
図4のステップS04020において、部分抽出部103は、たとえば、枝の太さなどの枝サイズが所定の範囲内であるかどうか判断する。枝サイズが所定の範囲内であれば、ステップS04030に進む。枝サイズが所定の範囲内でなければ、ステップS04040に進む。
In step S04020 of FIG. 4, the
図4のステップS04030において、部分抽出部103が、枝部のデータを保存する。
In step S04030 of FIG. 4, the
図4のステップS04040において、部分抽出部103が、該枝部のデータを領域から消去する。
In step S04040 of FIG. 4, the
図4のステップS04050において、部分抽出部103は、保存された枝部のデータの丸め(平滑化)処理を行う。
In step S04050 of FIG. 4, the
図17は、抽出された枝部の画像の一例を示す図である。部分抽出部103は、抽出された枝部の画像をワークファイル111に格納する。
FIG. 17 is a diagram illustrating an example of the extracted branch image. The
図5は、図2のステップS050の詳細処理を示す流れ図である。 FIG. 5 is a flowchart showing the detailed process of step S050 of FIG.
図5のステップS05010において、部分抽出部103は、枝部の細線化を行う。細線化とは、枝部の太さの情報を無視し、所定の線で表すことをいう。
In step S05010 of FIG. 5, the
図5のステップS05020において、部分抽出部103は、枝の分岐点および端点を抽出する。ここで、分岐点とは枝が分岐している点であり、端点とは、枝の先端の籾がつくはずの点である。
In step S05020 in FIG. 5, the
図6は、図2のステップS060の詳細処理を示す流れ図である。 FIG. 6 is a flowchart showing the detailed processing of step S060 in FIG.
図6のステップS06010において、部分抽出部103は、枝部から分岐点を除き、枝部を各枝成分に分割する。ここで、枝成分とは、隣接する2個の分岐点または隣接する分岐点と端点を両端とする枝の区間である。
In step S06010 of FIG. 6, the
図6のステップS06020において、部分抽出部103は、画素の大きさを基準として各枝成分の長さを測定する。
In step S06020 in FIG. 6, the
図6のステップS06030において、部分抽出部103は、各枝成分の番号、両端の点の座標および長さを配列変数ファイル113に格納する。
In step S06030 of FIG. 6, the
図2のステップS070において、入出力部109は、オペレータがワークファイル111に格納された画像データを編集するのを支援する。編集作業は、点の削除、点の追加、線の削除、線の追加、籾の削除、籾の追加、分岐点から端点への変更および端点から分岐点への変更を含む。具体的に、入出力部109は、ワークファイル111に格納された画像を表示する機能および表示された画像を使用したオペレータの編集作業を支援する機能を備える。より具体的に、たとえば、該画像を表示する画面上でそれぞれの編集支援機能を示すアイコンと編集対象とをマウスでクリックすることにより編集処理を行うようにしてもよい。入出力部109を経由したオペレータの指示により、部分抽出部103および分岐状態決定部105は、再計算、再描画などの再処理を行う。
In step S070 in FIG. 2, the input /
図2のステップS080において、入出力部109は、オペレータが穂頂および穂首を指定するのを支援する。ここで、穂頂とは、穂の先端部分における、枝成分の境界点である。穂首とは、穂の根元の枝成分の境界点であり、後で説明するように穂の構造解析の起点となる点である。穂首から穂頂までを穂軸と呼ぶ。穂頂および穂首は、枝の径がやや太くなっているので、画像処理によって自動的に特定してもよいが、本実施形態においては、オペレータが指定することができるような構成とした。具体的に、入出力部109は、たとえば、ワークファイル111に格納された、枝部を抽出した画像を表示して、オペレータが該画像上で穂頂および穂首を示す点を、マウスをクリックすることにより指定できるようにしてもよい。入出力部109は、オペレータによって指定された穂頂および穂首の位置データを配列変数ファイル113に格納する。
In step S080 of FIG. 2, the input /
図7は、図2のステップS090の詳細処理を示す流れ図である。 FIG. 7 is a flowchart showing the detailed process of step S090 of FIG.
図7のステップS09010において、部分抽出部103は、端点近傍の籾を検出する。
In step S09010 of FIG. 7, the
図7のステップS09020において、部分抽出部103は、端点と籾との距離が所定の範囲内であるかどうか判断する。端点と籾との距離が所定の範囲内であれば、ステップS09030に進む。端点と籾との距離が所定の範囲内でなければ、ステップS09040に進む。
In step S09020 of FIG. 7, the
図7のステップS09030において、部分抽出部103は、該端点と該籾とを結合する。
In step S09030 of FIG. 7, the
図7のステップS09050において、部分抽出部103は、結合の結果を配列変数ファイル113に格納する。具体的に、配列変数ファイル113において籾の番号および座標を枝成分の番号と関連付ける。
In step S09050 of FIG. 7, the
図7のステップS09040において、籾の設定を行わない。 In step S09040 in FIG.
図7のステップS09060において、部分抽出部103は、未処理の端点がないかどうか判断する。未処理の端点がなければ、ステップS09070に進む。未処理の端点があれば、ステップS09010に戻る。
In step S09060 in FIG. 7, the
図7のステップS09070において、部分抽出部103は、全ての籾部エリアについて、籾部エリアのグレースケール値の全画素平均値を求める。
In step S09070 in FIG. 7, the
図7のステップS09080において、部分抽出部103は、判別分析法により、全画素平均値の閾値を求める。上記の閾値は、上記の閾値により籾部を二つのクラスに分類した際に、二つのクラス間分散を最大にするように求める。判別分析法については、たとえば、http://www.mm.media.kyoto-u.ac.jp/education/DIP/WEBPAGE_SECTION/section7/node2.htmlおよび特許4129598号公報(第38乃至第423段落および第65段落)に記載されている。
In step S09080 in FIG. 7, the
図7のステップS09090において、部分抽出部103は、籾部エリアのグレースケール値の全画素平均値が閾値を超えるなら、該籾を「稔」、籾部エリアのグレースケール値の全画素平均値が閾値以下であれば、該籾を「不稔」とする。籾の「稔」状態は、籾殻の中に実が存在する状態を指し、「不稔」状態は、籾殻の中に実が存在しない状態を指す。
In step S09090 of FIG. 7, if the average value of all pixels of the gray scale value in the buttock area exceeds the threshold value, the
図7のステップS09100において、部分抽出部103は、「稔」または「不稔」の結果を配列変数ファイル113に格納する。
In step S09100 in FIG. 7, the
図8は、図2のステップS100の詳細処理を示す流れ図である。 FIG. 8 is a flowchart showing the detailed process of step S100 of FIG.
図8のステップS10010において、部分抽出部103は、枝成分の両端近傍の分岐点または端点を検出する。
In step S10010 of FIG. 8, the
図8のステップS10020において、部分抽出部103は、枝成分と分岐点または端点を結合する。
In step S10020 of FIG. 8, the
図8のステップS10030において、部分抽出部103は、結合の結果を配列変数ファイル113に格納する。具体的に、配列変数ファイル113において分岐点または端点の番号および座標を枝成分の番号と関連付ける。
In step S10030 of FIG. 8, the
図8のステップS10040において、部分抽出部103は、未処理の枝成分がないか判断する。未処理の枝成分がなければ処理を終了する。未処理の枝成分があれば、ステップS10010に戻る。
In step S10040 of FIG. 8, the
図9乃至図11は、図2のステップS110の詳細処理を示す流れ図である。 9 to 11 are flowcharts showing the detailed processing of step S110 of FIG.
図9のステップS11010において、分岐状態決定部105は、形態データファイル115のファイル名を指定する。分岐状態決定部105は、部分抽出部103によって作成された配列変数ファイル113のデータを使用して処理を行い、形態データファイル115を作成する。形態データファイル115は、分岐点および端点に対応するポイントタグを構成要素として含み、ポイントタグは相互に関連付けられる。それぞれのポイントタグは、情報を有する。形態データファイル115は、XMLファイルで作成するのが好ましい。XMLファイルは、木構造のデータファイルである。XMLファイルについては、たとえば、特許第3492247号公報に記載されている。
In step S11010 of FIG. 9, the branch
図9のステップS11020において、分岐状態決定部105は、穂首を起点とする。ここで、起点とは、穂の解析処理を開始する点である。起点を最上流点とし、起点から遠ざかる方向を下流方向とする。
In step S11020 of FIG. 9, the branch
図9のステップS11030において、分岐状態決定部105は、起点を始点Aとし、始点Aのポイントタグを作成する。ここで、始点とは、枝成分の上流側の端の点である。分岐状態決定部105は、始点Aのポイントタグに、始点Aの属性値を加える。属性値は始点Aの座標を含む。属性値のデータは、配列変数ファイル113から取得することができる。
In step S11030 of FIG. 9, the branching
図9のステップS11040において、分岐状態決定部105は、始点Aを含み、始点Aから下流に位置する全ての枝成分を定める。
In step S11040 of FIG. 9, the branch
図9のステップS11050において、分岐状態決定部105は、各枝成分の始点A以外の端の点を終点B(B1、B2、・・・Bn)とする。ここで、nは、始点Aを含み、始点Aから下流に位置する全ての枝成分の数である。
In step S11050 of FIG. 9, the branch
図9のステップS11060において、分岐状態決定部105は、始点Aおよび終点B(B1、B2、・・・Bn)の枝成分を定める。
In step S11060 of FIG. 9, the branch
図9のステップS11070において、分岐状態決定部105は、形態データファイル115において、始点Aのポイントタグの子要素として終点B(B1、B2・・・Bn)のポイントタグを作成する。
In step S11070 of FIG. 9, the branch
図9のステップS11080において、分岐状態決定部105は、終点B(B1、B2、・・・Bn)のポイントタグに、終点Bおよび枝成分ABの属性値を加える。属性値は、終点Bの座標、枝成分ABの長さを含む。属性値のデータは、配列変数ファイル113から取得することができる。
In step S11080 of FIG. 9, the branch
図9のステップS11090において、分岐状態決定部105は、終点B(B1、B2、・・・Bn)が端点であるかどうか判断する。終点Bが端点であれば、ステップS11110に進む。終点Bが端点でなければ、ステップS11100に進む。
In step S11090 of FIG. 9, the branch
図9のステップS11100において、分岐状態決定部105は、終点Bを次の始点AとしてステップS11040に進む。
In step S11100 of FIG. 9, the branch
図9のステップS11110において、分岐状態決定部105は、終点Bのポイントタグに端点の情報を加える。
In step S11110 of FIG. 9, the branch
以上の処理により、形態データファイル115において起点から端点までの全ての枝成分のポイントタグが作成される。 Through the above processing, point tags of all branch components from the starting point to the end point are created in the configuration data file 115.
図9のステップS11120において、分岐状態決定部105は、終点Bを次の始点AとしてステップS11130に進む。
In step S11120 of FIG. 9, the branch
図10のステップS11130において、分岐状態決定部105は、端点である始点Aにつながる籾を検索する。
In step S11130 of FIG. 10, the branch
図10のステップS11140において、分岐状態決定部105は、籾が別の枝成分につながるかどうか判断する。籾が別の枝成分につながれば、ステップS11160に進む。籾が別の枝成分につながらなければ、ステップS11150に進む。
In step S11140 of FIG. 10, the branch
図10のステップS11160において、分岐状態決定部105は、始点Aのポイントタグの子要素としてブランチタグを作成する。ここで、ブランチタグとは、枝部分を表す別のファイルのファイル名を指定するタグである。穂の枝分かれが多く、穂の分岐構造を一枚のシートに展開できない場合、穂軸から1次枝梗を切り離して別途解析(計測)し、解析結果を別のファイル(形態データファイル)に格納する。その際にブランチタグを使用する。
In step S11160 of FIG. 10, the branch
図10のステップS11150において、分岐状態決定部105は、始点Aのポイントタグの子要素としてグレインタグを作成する。グレインタグとは、端点のポイントタグの子要素であり、籾の情報を有するタグである。
In step S11150 of FIG. 10, the branch
図10のステップS11170において、分岐状態決定部105は、籾があるかどうか判断する。籾があれば、ステップS11190に進む。籾がなければ、ステップS11180に進む。
In step S11170 of FIG. 10, the branch
図10のステップS11180において、分岐状態決定部105は、籾がないことを示すように、脱粒タグ=1とする。脱粒とは、穂から籾が落ちている状態を指す。その後、ステップS11190に進む。
In step S11180 of FIG. 10, the branching
図10のステップS11190において、分岐状態決定部105は、グレインタグに各属性値を加える。各属性値は、籾の状態を表す形質情報であり、籾の粒サイズ、籾の「稔」または「不稔」状態および退化穎花の情報を含む。籾の粒サイズは、長さおよび幅を含む。籾部の長さおよび幅の計測については、図3のステップS3020の説明で記載した。上記のとおり、籾の「稔」状態は、籾殻の中に実が存在する状態を指し、「不稔」状態は、籾殻の中に実が存在しない状態を指す。「稔」状態または「不稔」状態の判定については、図7のステップS09070乃至S09100の説明で記載した。退化穎花とは、花が実を結ばない状態を指す。退化穎花の情報は、図2のステップS070において、オペレータが入力するようにしてもよい。
In step S11190 of FIG. 10, the branch
以上の処理により、形態データファイル115において全ての端点のグレインタグまたはブランチタグが作成される。 Through the above processing, grain tags or branch tags for all end points are created in the configuration data file 115.
図11のステップS11200において、分岐状態決定部105は、穂首を起点とする。
In step S11200 of FIG. 11, the branch
図11のステップS11210において、分岐状態決定部105は、形態データファイル115を使用して起点から全ての端点までの経路を定める。
In step S11210 of FIG. 11, the branch
図11のステップS11220において、分岐状態決定部105は、形態データファイル115を使用して全ての経路の距離を計算する。
In step S11220 in FIG. 11, the branch
図11のステップS11230において、分岐状態決定部105は、形態データファイル115において起点を含む最長の経路上にある分岐点および端点を主枝の分岐点および端点とする。穂首である起点を含む主枝は穂軸である。穂軸から分岐した分岐枝を1次枝梗、1次枝梗から分岐した分岐枝を2次枝梗、2次枝梗から分岐した分岐枝を3次枝梗と呼称する。なお、穂頂が指定されている場合には、穂首と穂頂を結ぶ枝を穂軸としてもよい。
In step S11230 of FIG. 11, the branch
図11のステップS11240において、分岐状態決定部105は、形態データファイル115において、主枝とされた分岐点および端点のポイントタグが備える主枝のフラグを立てる。ポイントタグが備える主枝のフラグは、ポイントタグに対応する分岐点または端点が主枝上に位置するときに立てられる。
In step S11240 in FIG. 11, the branch
図11のステップS11250において、分岐状態決定部105は、形態データファイル115において、主枝上に未処理の分岐点が有るかどうか判断する。未処理の分岐点とは、経路の距離が計算されていない下流の分岐枝につながる分岐点である。主枝上に未処理の分岐点がなければ処理を終了する。主枝上に未処理の分岐点が有れば、ステップS11260に進む。
In step S11250 of FIG. 11, the branch
図11のステップS11260において、分岐状態決定部105は、未処理の分岐点につながるもう一方の分岐点を起点とし、ステップS11210に進む。
In step S11260 of FIG. 11, the branch
ここで、形態データファイル115の構成を枝の分岐状態と対応して説明する。 Here, the configuration of the configuration data file 115 will be described in correspondence with the branching state of the branches.
図13は、枝の分岐状態の一例を示す図である。図13において、T1は起点、T2は端点を表す。D1、D2およびD3は、分岐点を表す。 FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a branching state of branches. In FIG. 13, T1 represents a starting point and T2 represents an end point. D1, D2 and D3 represent branch points.
図14は、図13に示された枝の分岐状態に対応する形態データファイルの構成を示す図である。形態データファイルは、起点、端点および分岐点に対応するポイントタグを構成要素とする木構造をなす。起点のポイントタグを除くポイントタグは、他のポイントタグの子要素となる。このように全てのポイントタグは、親子の関係、すなわち、親を上位とし子を下位とする階層関係によって関連付けられる。それぞれのポイントタグは、対応する分岐点などの情報および枝成分の情報を含む。 FIG. 14 is a diagram showing the configuration of the form data file corresponding to the branch state of the branch shown in FIG. The form data file has a tree structure having point tags corresponding to the start point, end point, and branch point as components. The point tags excluding the starting point tag are child elements of other point tags. In this way, all point tags are related by a parent-child relationship, that is, a hierarchical relationship in which the parent is higher and the child is lower. Each point tag includes information such as a corresponding branch point and branch component information.
図14において、具体的に、T1およびD1は、起点T1および分岐点D1に対応するポイントタグを表す。ポイントタグT1は、子要素としてポイントタグD1を有し、ポイントタグD1は、子要素としてポイントタグD2およびD3を有し、ポイントタグD3は、子要素としてポイントタグT2およびT3を有する。ポイントタグD2の子要素は図示していない。図14において、(主)および(分)は、それぞれ、主枝のフラグが立っていることおよび立っていないことを表す。たとえば、D2が(主)であることは、D1を基準として、枝成分D1−D2が主枝であることを表す。これに対して、D3は、(分)であるので、D1を基準として、枝成分D1−D3は分岐枝である。枝成分T1−D1が穂軸であるとすると、枝成分D1−D3は、1次枝梗であり、枝成分D3−T3は、2次枝梗である。このように、起点から問題とする点までの経路における、立っていない主枝のフラグの数により、問題とする点を含む枝梗の次数を判断することができる。 In FIG. 14, specifically, T1 and D1 represent point tags corresponding to the start point T1 and the branch point D1. The point tag T1 has a point tag D1 as a child element, the point tag D1 has point tags D2 and D3 as child elements, and the point tag D3 has point tags T2 and T3 as child elements. Child elements of the point tag D2 are not shown. In FIG. 14, (main) and (minute) represent that the flag of the main branch is set and that the flag is not set, respectively. For example, D2 being (main) indicates that the branch component D1-D2 is the main branch on the basis of D1. On the other hand, since D3 is (minutes), the branch components D1-D3 are branch branches on the basis of D1. Assuming that the branch component T1-D1 is a cob, the branch component D1-D3 is a primary branch, and the branch component D3-T3 is a secondary branch. As described above, the order of the branch infarct including the point in question can be determined based on the number of flags of the main branches that are not standing on the route from the starting point to the point in question.
図18乃至23は、形態データファイル115の情報のみを利用して、分岐状態決定部105によって作成された穂型図の一例を示す図である。
FIGS. 18 to 23 are diagrams showing examples of spike diagrams created by the branch
図18は、枝成分の位置情報を使用した穂型図の一例を示す図である。 FIG. 18 is a diagram illustrating an example of a panicle diagram using position information of branch components.
図19は、枝成分の位置情報および長さ情報を使用せずに、模式化した穂型図の一例を示す図である。枝成分の長さは、枝梗の次数などにしたがって定めた所定値としている。 FIG. 19 is a diagram illustrating an example of a spike-shaped diagram schematically used without using position information and length information of branch components. The length of the branch component is set to a predetermined value determined according to the order of the branch infarct.
図20は、図19の穂型図から籾を除去し枝のみを残した、模式化した穂型図の一例を示す図である。 FIG. 20 is a diagram showing an example of a schematic spike diagram in which the wrinkles are removed from the spike diagram of FIG. 19 and only the branches are left.
図21は、枝成分の長さ情報を使用し、籾を除去し枝のみを残した、模式化した穂型図の一例を示す図である。 FIG. 21 is a diagram showing an example of a schematic panicle diagram in which the length information of the branch component is used to remove the wrinkles and leave only the branches.
図22は、枝成分の長さ情報を使用し、立体的(3次元)に模式化した穂型図の一例を示す図である。立体的に模式化した穂型図を作成する際に、分岐枝と主枝との角度、分岐枝の伸びる方向などは、所定の固定値を使用する。 FIG. 22 is a diagram illustrating an example of a spike diagram schematically represented three-dimensionally (three-dimensionally) using branch component length information. When creating a three-dimensionally modeled panicle diagram, predetermined fixed values are used for the angle between the branch branch and the main branch, the direction in which the branch branch extends, and the like.
図23は、枝成分の長さ情報を使用し、籾を除去し枝のみを残した、立体的に模式化した穂型図の一例を示す図である。 FIG. 23 is a diagram illustrating an example of a three-dimensionally modeled panicle diagram in which the length information of the branch component is used to remove the wrinkles and leave only the branches.
図12は、図2のステップS120の詳細処理を示す流れ図である。 FIG. 12 is a flowchart showing the detailed process of step S120 of FIG.
図12のステップS12010において、データ管理部107は、分岐点領域を保存ファイル117に保存する。
In step S <b> 12010 of FIG. 12, the
図12のステップS12020において、データ管理部107は、端点領域を保存ファイル117に保存する。
In step S <b> 12020 of FIG. 12, the
図12のステップS12030において、データ管理部107は、枝領域を保存ファイル117に保存する。
In step S12030 of FIG. 12, the
図12のステップS12040において、データ管理部107は、籾領域を保存ファイル117に保存する。
In step S12040 of FIG. 12, the
図12のステップS12050において、データ管理部107は、設定パラメータを保存ファイル117に保存する。設定パラメータとは,籾サイズおよび枝サイズの所定範囲の上下限値などである。
In step S12050 of FIG. 12, the
図12のステップS12060において、データ管理部107は、穂首位置が設定されているかどうか判断する。穂首位置が設定されていれば、ステップS12070に進む。穂首位置が設定されていなければ、ステップS12080に進む。
In step S12060 of FIG. 12, the
図12のステップS12070において、データ管理部107は、穂首位置を保存ファイル117に保存する。
In step S12070 of FIG. 12, the
図12のステップS12080において、データ管理部107は、穂頂位置が設定されているかどうか判断する。穂頂位置が設定されていれば、ステップS12090に進む。穂頂位置が設定されていなければ処理を終了する。
In step S12080 of FIG. 12, the
図12のステップS12090において、データ管理部107は、穂頂位置を保存ファイル117に保存する。
In step S12090 of FIG. 12, the
上記のように編集状態を保存することにより、作業を中断した後に容易に再開することができる。 By saving the editing state as described above, it can be easily resumed after the work is interrupted.
上記の実施形態によれば、穂の形態を数値化するための作業が大幅に低減でき、熟練を要する作業も必要がなくなる。また、手作業では測定が困難な曲線状の枝の長さも測定することができる。さらに、多粒のために一度に展開できないような穂については、穂軸と1次枝梗とを分割して解析(測定)することもできる。 According to the above embodiment, the work for digitizing the shape of the ear can be greatly reduced, and the work requiring skill is not necessary. In addition, the length of a curved branch that is difficult to measure manually can be measured. Furthermore, for a panicle that cannot be expanded at once due to multiple grains, it is possible to analyze (measure) by dividing the cob and the primary branch rachis.
上記の実施形態によれば、穂の形態についてのパラメータが形態データファイル115にまとめられている。したがって、穂の形態について性質を解析する場合、穂の形態の測定をやり直すことなく、形態データファイル115を繰り返し利用することができるので便利である。また、形態データファイル115から、図20乃至図23に示したような、種々の2次元および3次元の穂型図を作成することができるので、穂の形態の把握がより容易となる。 According to the above-described embodiment, the parameters regarding the form of the ear are collected in the form data file 115. Therefore, when analyzing the properties of the morphology of the ear, it is convenient because the configuration data file 115 can be used repeatedly without re-measuring the morphology of the ear. Further, since various two-dimensional and three-dimensional spike diagrams as shown in FIGS. 20 to 23 can be created from the shape data file 115, it becomes easier to grasp the shape of the spike.
上記の実施形態は、稲の穂を例として説明した。しかし、本発明の解析方法および解析装置は、稲以外の穀物(植物)の穂に適用することもできる。 The above embodiments have been described using rice spikelets as an example. However, the analysis method and analysis apparatus of the present invention can also be applied to the ears of grains (plants) other than rice.
101…画像採取部、103…部分抽出部、105…分岐状態決定部、107…データ管理部、109…入出力部、115…形態データファイル
DESCRIPTION OF
Claims (9)
穂の画像を取得するステップと、
前記穂の画像を処理して枝および籾の画像を抽出するステップと、
前記抽出された枝の画像から枝の分岐の状態を特定するステップと、
を含み、
前記枝の分岐の状態を特定するステップは、前記特定した枝の分岐の状態を、当該枝の分岐の状態に対応した木構造を有するデータファイルとして記憶装置に記憶させることを含む解析方法。 An analysis method for analyzing a branch structure of a plant ear , executed by a computer ,
Acquiring a panicle image;
Extracting branches and paddy image by processing the image of the ear,
Identifying a branch state of the branch from the extracted branch image ;
Including
Step, the state of a branch of the branches identified, analyzed method comprising in the storage device as a data file having a tree structure corresponding to the state of the branches of the branch to determine the status of the branch of the branch.
前記分岐点に対応するポイントタグは、当該分岐点を始点とする前記枝成分の終点に対応するポイントタグを子要素として備え、
前記終点に対応するポイントタグは、当該始点から当該終点までの前記枝成分の長さの情報を含む、請求項2に記載の解析方法。 Wherein the data file includes a point tags corresponding to the point tags and end points corresponding to the branch point,
Points tag corresponding to the branch point is provided with a point tag corresponding to the end point of the branch component whose starting point is the branch point as a child element,
It said point tag corresponding to the end point, the length of the information including the branch component from the start point to the end point, the analysis method according to 請 Motomeko 2.
請求項3に記載の解析方法。 Points tag corresponding to the branch point has the information of the branch point and the information of the branch component whose starting point is the branch point,
The analysis method according to claim 3.
前記分岐点に対応するポイントタグは、当該分岐点を始点とする前記枝成分の終点に対応するポイントタグを子要素として備え、
前記終点に対応するポイントタグは、当該始点から当該終点までの前記枝成分の情報を有し、
前記枝成分の情報は、当該枝成分が主枝であるか分岐枝であるかの情報を含む、
請求項7に記載の解析方法。 Wherein the data file includes a point tags corresponding to the point tags and end points corresponding to the branch point,
Points tag corresponding to the branch point is provided with a point tag corresponding to the end point of the branch component whose starting point is the branch point as a child element,
The point tag corresponding to the end point has information on the branch component from the start point to the end point ,
The branch component information includes information on whether the branch component is a main branch or a branch branch .
The analysis method according to claim 7.
穂の画像を取得する画像採取部と、
前記穂の画像を処理して枝および籾の画像を抽出する部分抽出部と、
前記抽出された枝の画像から枝の分岐の状態を特定する分岐状態決定部と、
を含み、
前記分岐状態決定部は、前記特定した枝の分岐の状態を、当該枝の分岐の状態に対応した木構造を有するデータファイルとして記憶装置に記憶させる、
解析装置。 An analysis device for analyzing the branching structure of a plant ear,
An image collection unit for acquiring an image of the ear;
A portion extraction unit for extracting a branch and rice image by processing the image of the ear,
A branch state determination unit that identifies a branch state of the branch from the extracted branch image ;
Including
The branch state determination unit stores the branch state of the specified branch in a storage device as a data file having a tree structure corresponding to the branch state of the branch .
Analysis device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US12/571,705 US8355900B2 (en) | 2008-10-03 | 2009-10-01 | Method and apparatus for analyzing panicle structure |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US13678608P | 2008-10-03 | 2008-10-03 | |
US61/136,786 | 2008-10-03 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010088407A JP2010088407A (en) | 2010-04-22 |
JP5180772B2 true JP5180772B2 (en) | 2013-04-10 |
Family
ID=42251781
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008272462A Expired - Fee Related JP5180772B2 (en) | 2008-10-03 | 2008-10-22 | Method and apparatus for analyzing ear structure |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5180772B2 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101956158B1 (en) * | 2017-08-22 | 2019-03-08 | 한국과학기술연구원 | System and method for plant leaf identification |
CN107886497A (en) * | 2017-10-05 | 2018-04-06 | 北京林业大学 | A kind of wheat flag leaf automatic nondestructive detection and measuring method based on image |
CN115375694A (en) * | 2022-10-27 | 2022-11-22 | 浙江托普云农科技股份有限公司 | Portable rice whole ear measuring method based on image recognition and application thereof |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3107522B2 (en) * | 1996-11-13 | 2000-11-13 | 株式会社山本製作所 | Rice crop inspection system and inspection data processing system |
JP3492247B2 (en) * | 1999-07-16 | 2004-02-03 | 富士通株式会社 | XML data search system |
JP3548152B2 (en) * | 2001-11-15 | 2004-07-28 | 名古屋大学長 | Method for measuring three-dimensional structure of plant or plant group |
EP1820391A1 (en) * | 2006-02-17 | 2007-08-22 | CropDesign N.V. | Method and apparatus to determine the start of flowering in plants |
-
2008
- 2008-10-22 JP JP2008272462A patent/JP5180772B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2010088407A (en) | 2010-04-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Elnashef et al. | Tensor-based classification and segmentation of three-dimensional point clouds for organ-level plant phenotyping and growth analysis | |
US8311299B2 (en) | Method and system for intelligent qualitative and quantitative analysis of digital radiography softcopy reading | |
US10405796B2 (en) | Estimating and predicting tooth wear using intra-oral 3D scans | |
US8761493B2 (en) | Method and system for tooth segmentation in dental images | |
CN111344738B (en) | Apparatus, method for collecting breeding data and analyzing breeding characteristics in farm | |
US10679096B2 (en) | System and method for plant leaf identification | |
CN111918547B (en) | Crown recognition device, crown recognition method, program, and recording medium | |
CN112435214A (en) | Pollen detection method and device based on prior frame linear scaling and electronic equipment | |
JP5180772B2 (en) | Method and apparatus for analyzing ear structure | |
Klein et al. | Comprehensive methods for leaf geometric morphometric analyses | |
Helmholz et al. | Semi-automatic verification of cropland and grassland using very high resolution mono-temporal satellite images | |
US8355900B2 (en) | Method and apparatus for analyzing panicle structure | |
CN112614573A (en) | Deep learning model training method and device based on pathological image labeling tool | |
Chan et al. | A high-throughput multispectral imaging system for museum specimens | |
EP3381010A1 (en) | Process for processing medical images of a face for recognition of facial dysmorphisms | |
Gallo et al. | Content extraction from marketing flyers | |
JP2008259710A (en) | Image processing method, system and program | |
Guo et al. | Updating land cover map based on change detection of high-resolution remote sensing images | |
Hall | An Automated Approach to Bee Identi cation from Wing Venation | |
Cassity et al. | Root segmentation of horticultural plants in X-Ray CT images by integrating 2D instance segmentation with 3D point cloud clustering | |
US20240013398A1 (en) | Processing a medical image | |
CN117710432A (en) | Ultrasonic image processing method, ultrasonic image processing device, computer equipment and storage medium | |
Porter et al. | Historic land cover change in the agricultural Midwest using an object-based approach for classification of high-resolution imagery | |
Yang et al. | An Overview of High-Throughput Crop Phenotyping: Platform, Image Analysis, Data Mining, and Data Management | |
CN114202571A (en) | Method, device, apparatus and storage medium for weight estimation of pigs only |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20101126 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120315 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120911 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20121109 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20121218 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130111 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5180772 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |