«Всегда было сложно измерить площадь поверхности листьев, не повреждая растения и не проводя долгие часы в лаборатории, поэтому я решил попытаться написать программное обеспечение для автоматического измерения площади листа и чешуи по изображениям со смартфона», — объясняет Сянь Мин Ислон, исследователь из Калифорнийского университета в Дэвисе и один из разработчиков Easy Leaf Area. «Измерения площади листа необходимы для оценки урожайности, использования воды, поглощения питательных веществ, конкуренции растений и многих других аспектов роста».Цифровые изображения, которые он использует, сделаны с помощью Apple IPhone 4, но подойдет любая нынешняя камера смартфона или цифровая камера. После загрузки изображений в компьютер Easy Leaf Area может обрабатывать сотни изображений и сохранять результаты в готовом для электронной таблицы CSV-файле. Исполняемое программное обеспечение Windows можно загрузить бесплатно, и его можно изменить в соответствии с конкретными экспериментальными требованиями.
Полный отчет, включая ссылки на дополнительные ресурсы, доступен в недавнем выпуске Applications in Plant Sciences.Ислон вспоминает: «Наша лаборатория начала использовать цифровые камеры, когда я был аспирантом. Мы придумали, как использовать Photoshop для измерения областей цифровых изображений, но этот метод все еще требовал от человека до пяти минут ввода изображения человеком».Может показаться, что пять минут на изображение — не слишком много, но умножьте это на сотни растений — нормальный размер выборки — и эти минуты быстро растут.
Автоматизируя анализ данных, исследователи могут сэкономить бесчисленные часы ручного труда, повысить точность и согласованность своих результатов и уменьшить потенциальный ущерб для образцов растений.Ислон и его команда разработали Easy Leaf Area с использованием растений Arabidopsis, а также протестировали Easy Leaf Area на фотографиях выращиваемых в поле томатов и пшеницы, а также на фотографиях и сканированных изображениях отделившихся листьев мака обыкновенного, красного дерева калифорнийского, смородины чапараля, сосны Джеффри, и дуб долины. Ручные настройки автоматического алгоритма могут быть сохранены для различных растений и полевых условий, что делает его практическим инструментом для исследователей во многих областях растениеводства.Следующим шагом компании Easlon является разработка мобильной версии, чтобы измерения площади листьев можно было проводить на лету без ПК.
Он также планирует добавить в программу распознавание рукописного ввода или считывание штрих-кода. Это автоматически интерпретирует помеченные колышки растений и присваивает каждому изображению правильные имена файлов.«У большинства исследователей нет времени или знаний для разработки программного обеспечения для себя, поэтому научное использование смартфонов в основном ограничивается встроенными функциями. Вычислительная мощность, возможности подключения, встроенные датчики, емкость памяти и низкая цена дают смартфонам большой потенциал для замены множества одноцелевых устройств для сбора научных данных », — объясняет Ислон.
Расчет площади поверхности растений вскоре станет таким же простым, как с помощью Instagram.