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Videometer Lite便攜式多光譜成像系統(tǒng)通過測量種子在10種不同波長（波長范圍405-850nm）的LED頻閃光下的成像來獲取有用的信息。這些圖像可以獨(dú)立分析使用，也可以疊加起來合成高分辨率的顏色圖像?；A(chǔ)整合模塊，含10 個(gè)波段多光譜成像系統(tǒng)。軟件可進(jìn)行顏色校準(zhǔn)，標(biāo)簽識(shí)別，灰度圖轉(zhuǎn)換等。

該系統(tǒng)也可以對(duì)細(xì)菌、真菌、蟲卵等進(jìn)行高通量成像測量，進(jìn)行毒理學(xué)或其它研究，用于食品谷物、作物、肉品等等進(jìn)行精確、全面品質(zhì)檢測。Videometer系統(tǒng)生成圖片可用其它分析系統(tǒng)進(jìn)行分析，如Matlab等。考慮到Videometer Lite可能需要經(jīng)常帶到溫室、野外或其它地方進(jìn)行測量，因此它被設(shè)計(jì)成可便攜攜帶的樣式。

Videometer Lite的工作軟件由Videometer公司強(qiáng)大的生物信息學(xué)和軟件團(tuán)隊(duì)開發(fā)，充分考慮在實(shí)際應(yīng)用的需求， 操作簡單，功能強(qiáng)大。Videometer還在不斷研究、升級(jí)新算法，適合各種需求。

案例應(yīng)用

利用Videometer多光譜成像系統(tǒng)對(duì)藜麥霜霉病成像

藜麥(Chenopodium quinoa)是一種作物，營養(yǎng)豐富，在多個(gè)國家廣有種植。真菌病如霜霉病限制了谷物產(chǎn)量，培育抗性品系，如抗霜霉病品系是藜麥育種的中心目標(biāo)。

利用常規(guī)RGB成像來測量藜麥對(duì)霜霉病的表型反應(yīng)(Peronospora variabilis ) 測量比較困難，原因在于來自不同藜麥基因型在葉片上有不同綠色和紅色斑點(diǎn)進(jìn)行干擾，參見圖1和圖2。 

開發(fā)圖像分析規(guī)程來區(qū)分健康藜麥葉片組織以及感染霜霉病的藜麥葉片組織。研究利用Videometer多光譜成像系統(tǒng)對(duì)嚴(yán)重度程度表型和孢子形成進(jìn)行研究。

嚴(yán)重程度是葉片正面損傷的面積占整個(gè)葉片面積的百分比。依基因型不同，顏色可為桔色、黃色或紅色。

孢子形成是損傷部上方孢子量，以百分比測量，通過測量葉片正面進(jìn)行評(píng)估。 

圖1 葉片正面嚴(yán)重度癥狀

圖2 葉片正面孢子形成

多光譜圖像分析

研究人員利用VideometerLab 4多光譜成像系統(tǒng)進(jìn)行多光譜成像，積分球確保對(duì)樣品的均一照明(圖3)。每個(gè)獲取的圖像層由19個(gè)不同圖像波段組成，波長涵蓋365nm（UVA）到970nm（NIR）。圖像的每個(gè)像素分辨率為~41 μm。每個(gè)圖像層的分辨率為2192X2192像素。

圖像分析嚴(yán)重度模型

從G9基因型葉片正面(圖4)清楚看到了黃化現(xiàn)象(A)，拍攝了RGB圖像（常規(guī)相機(jī)，人眼可見光波段。(B)和(C)顯示了多光譜圖層中的2個(gè)波段，藍(lán)光490nm(B)和黃光570nm(C)。對(duì)健康植物組織和黃化界定進(jìn)行了初始標(biāo)記，轉(zhuǎn)換建立了模型(D)，通過nCDA（歸一化典型判別分析將19個(gè)波段信息（圖像中多個(gè)圖層），轉(zhuǎn)換為了整個(gè)圖層的代表像素范圍值。之后切割(E和F)，可用于所有圖像-所有品系和基因型，獲取有黃化組織（E黃色）百分比定量分析，該特定葉片比例為68.0%，或者包括紅色覆蓋孢子區(qū)(F)，比例為18,9%，黃化（黃色）比例68%，孢子和黃化區(qū)綜合面積占比75.8%。 

圖像分析孢子形成

在葉片正面（底部），RGB圖像中的G9基因型清晰可見到孢子形成圖像（下底部A和B放大）。盡管在可見光波段很難檢測到單個(gè)波段，這里特別標(biāo)出了藍(lán)光波段（490nm）（C）。進(jìn)入NIR（780nm）波段（下左部的D和E放大），清晰看見了孢子。使用該信息（僅標(biāo)識(shí)黑灰色孢子）可幫助我們區(qū)分切割孢子像素（F），并將該面積定量，該葉片孢子比例為12.5% （黃色顯示），不包括黃化部分面積。

另外，此處的孢子標(biāo)識(shí)與正面圖像分析而言更加保守。 覆蓋的非黑灰區(qū)的像素部分 (像素比單個(gè)孢子要大）估計(jì)，孢子比例為~23%（此處未予以顯示)。

圖4(A) sRGB圖像。(B)，490nm(藍(lán)光)，(C)，570nm(黃色)，(D) 轉(zhuǎn)換，(E)和(F)，2種類型定量分割。

圖5(A) sRGB 圖像，(B)490nm(藍(lán)光)，(C) 570nm(黃色)，(D)轉(zhuǎn)換，(E)定量分割。

結(jié)果

圖6:133個(gè)基因型的平均嚴(yán)重程度（%）分布

表1手工以及基于多光譜表型成像的藜麥霜霉病互作