利用ImageJ图像处理软件进行小麦籽粒计数的方法,本文是处理软件方面有关论文如何写与小麦和ImageJ和图像处理方面论文范文集.
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摘 要：作物的籽粒数目是作物的重要产量要素之一.小麦育种、栽培过程中,单株、单穗和群体籽粒数的计量是基础数据.在实际工作中,小麦籽粒计数的样品众多,工作量巨大,一般采用人工方式,耗时长,错误率高.本研究的目的是利用开放式图像处理软件ImageJ,快速测定小麦籽粒数目.本研究利用不同来源的小麦单穗、单株和群体籽粒,通过规模化成像、下载安装软件、标准化参数设置和批量数据输出,进行籽粒计量.结果表明,本方法能准确地计量不同来源的籽粒数目,卡方结果表明,与人工计量相比,差异极小,能够替代人工计量.此外,本系统所利用ImageJ软件具备较多功能,在进行籽粒计数的基础上,还可以提供籽粒大小等数据；通过改变参数,还可以将本方法应用于玉米、水稻、花生等作物的籽粒计数.本文研究的方法简化了小麦籽粒的测定方式,减少了人为的误差,在实际工作中具有一定应用价值.
关键词：ImageJ软件；图形处理；籽粒计数；小麦作物籽粒数目是作物产量的基本要素,也是作物农艺性状的基本数据.在小麦的育种、栽培过程中,需要用到小麦单穗、单株、品系群体以及小区的籽粒数据,作为考察品系产量潜力的基本数据：也是考察栽培措施效果和实用性的基本数据.在实践中,一般采用人工籽粒计数方法,耗时长、工作内容枯燥,在计量过程中容易出错.
随着计算机的发展和人类对于视觉、图像等认知的深入,数字图像技术更多应用于实际工作.当前许多研究者发展了数字图像处理技术的基础理论和算法,分析由数码相机采集的图像的特征,根据分析结果对图像分别进行灰度化、二值化、差影等处理,对特定条件下的目标进行统计计数；此外,还有许多研究利用实用的常用软件工具,如使用photoshop进行计数,在调整合适参数的情况下,也获得了较好的计量效果.
Imagej是一款功能强大的开源性图像分析软件.在生物学中,可广泛应用于细胞计数、区域面积计算、多维图像分析及其可视化等形态学分析.Imagej是一个免费软件,不受电脑系统限制,有配合windows、linux及mac等不同操作系统的软件,软件内存小（不到100M）；界面友好,高度人性化、通俗易学,便于入门；Imagej在其上有上百种非常实用的免费插件,根据个性化的研究目的,使图像分析更加简单、便捷,非常适合于各类科研人员使用.
为获得更快捷的小麦籽粒计数结果、进一步分析奠定基础,本研究利用ImageJ软件,通过成像、下载安装软件、功能调试、批量输出,进行小麦不同来源的籽粒计数研究,同时探讨了利用各种插件进行后续分析的可能性.
一、材料与方法
(一)材料
小麦品系6个,包括山农18号、山农22号、山农23号、山农24号、SN055525、WH04-280它们在籽粒大小、形态有显著差异,由山东农业大学农学院小麦遗传育种课题组提供.其中每个品系取单穗10个（10个样品）,小麦单穗籽粒数一般为40—70粒／样品；单株6个,每个单株2~4个单穗；群体籽粒每个品系取4个样品,约每个>1000粒.
(二)利用ImageJ图像统计小麦籽粒数
1图像采集
使用普通相机,将小麦籽粒匀铺放于白纸上.在日常光线,正上方固定高度,避免出现阴影,连续成像,记录图片顺序号,与小麦材料对应.将图片输入计算机,顺序编号.
2小麦籽粒的图像处理统计
(1)软件下载：通过搜索引擎搜索Imagej或直接输入*,进入软件主页（图1．A）,点击Download,进入下载页面（图1．B）.下载页面中有多个版本,包括不依赖于电脑操作系统得版本和分别依赖于windows,linux以及mac操作系统的版本,方便使用者灵活安装.如果不了解个人电脑配置,可以尝试下载、打开,与计算机不匹配的版本下载后不能打开.一般使用者多用Windows系统.
将软件直接下载至本地,解压缩,打开可执行文件Imagej.exe,即打开软件界面（图1．C）,分为标题栏、菜单栏（文件、编辑、图像、加工、分析、插件等）和工具栏.
(2)软件的基本操作、设置和优化：打开处理图片：File->Open->需分析的图片；灰度转换：小麦籽粒彩转换8-bit灰度图片,依次点击Image->Type->8-bit（图2）.
选择阈值：依次点击,Image->Adjust->Threshold,图片进入Red模式,红色代表选中的要处理小麦籽粒.阈值选择依据是依据下图的灰度直方图,处理小麦籽粒是一般不用进行调整（图3）.在颗粒极不规则,大小差异过大,图片模糊,灰度直方图会有两个明显的峰,两峰之间谷点,一般谷点即为阈值,谷点左侧为目标颗粒,右侧为背景.一般将阈值设置在谷点.阈值假设设置不合理会导致颗粒过大或相对应的缩小,导致后续分析面积、周长等参数的不准确.小麦籽粒图片没有明显的左边峰,说明背景清晰.
籽粒计数：依次点击Analyze->Analyzeparticles.在进行小麦籽粒计数时,主要参数是两个,Size（Pixe12,像素平方）：O-Infinity表示需要分析的籽粒的大小范围,作用是除去过小的杂质粒子.小麦籽粒测定,取50或者是100均可.Circularity：0—1圆度,默认范围是0—1,在此不需要选择或选择0.5~1.
其他参数：Show：选择Outlines显示计数轮廓和计得编号,还有其他选择；下面勾选的是Displayresults,显示结果.ClearResults,重复测量之前被测量的结果将被清除.Summarize,对结果做总结.
另外一些参数不能用到.
在此,选择Size(cm2)：50-lnfinity；Summarize,点击OK.最后得到籽粒的诸多参数以及数量等（图4）.总结果中显示籽粒数目.结果输出：直接输出到excel表中,可以进行排序、计算等下一步分析.
图4ImageJ软件处理输出的籽粒相关数据列表(A)和籽粒计量总表(B)
3小麦籽粒计数
按照上述程序,对每张照片,进行图片打开、转换、阈值选择、计数处理、结果输出.处理方式一致,参数不需要重复设置,可以快速获得数据的结果.同时对每个样品进行两次人工计数,用以对比图像处理效果.
4计量结果的统计分析
利用Imagej软件对6个小麦品种、单穗、单株和群体三个不同籽粒来源进行计数,分别与人工计数进行对比.计算单穗、单株和群体情况下,图像计数与人工计数的线性回归关系.
同时,针对6个小麦品种、单穗、单株和群体三个不同籽粒来源,进行图像计数与人工计数的符合度检验,公式：X2等于∑[(A-B)2/B],其中A和B分别为图像测定值和人工测定值.
二、结果与讨论
(一)利用Imagej软件对6个小麦品种不同籽粒来源的计数结果
实验选取6个小麦品系籽粒大中小并不相同,籽粒的形状、颜色也有差异.6个小麦品种籽粒分别来自单穗、单株和群体,进行图像处理计数,与人工计数的结果对比见表1.从表中可以看出,单穗的误差在0.51%—1.94%之间,单株的误差在1.33%~2.59%,而群体计数的差距比较大,最大的到了3.08%0差距是单穗>单株>混合群体,这是因为籽粒数目在单穗中最少,单株包括2—4个单穗,而群体计数一般在1000粒左右,该数据将来用于计算千粒重.结果表明待测籽粒数目越多,越容易出现误差.此外,群体计数中,籽粒较多,分散性差,会出现图像处理计量小于人工计数的情况,因为籽粒数目越多,越容易黏连,出现图像计量数目减少.
(二)图像分析与人工计量小麦品种籽粒数目的相关分析
以人工方法的计数结果为自变量(x),对图像计数的标准结果(y)进行线|生回归（表2）,结果分别为：
单穗,y等于0.960X+1.105,R2等于0.999
单株y等于1.003X+3.586,R2等于0.998
群体y等于0.665X+366.4,R2等于0.86
相关系数均大于R0.01,说明相关性极显著,两种测定方法结果具有一致性.
(三)利用Imagej软件的小麦计量结果与真实性结果的符合度检验
为了进一步确定图像处理方法适用于小麦籽粒计数,进行了单穗、单株和群体的图像计数与人工计数符合度的卡方检验,即检验单穗、单株和群体的图像计数符合与人工计数,它们之间的差异是否为随机误差造成的.卡方值结果见表3.在6个品种,3种来源的籽粒计数中,其自由度分别为9,5和3,结果显示X2值最小分别为0.946,0.863和0.765,P值远大于0.050说明图像计数结果与人工计数结果非常一致,图像分析方法可以代工方法.
三、讨论
结果表明,采用Imagej图像处理方法,在清点小麦单穗籽粒、单株籽粒和群体籽粒时,可以获得准确的小麦籽粒数目.准确度达到作物考种的要求.在利用该图像进行小麦籽粒计数的时候,应该注意两个问题.
(1)准确度问题.利用图像进行籽粒计数,照片质量要好,小麦籽粒淡,可用白纸作为背景,其他颜色背景（如绿色）可能更好,但是白纸易得；照相时光线要强,白天正常日光即可,如果光线暗,则照片不清晰,计数出现误差.照相时,籽粒尽可能分开.一般地,对于群体籽粒（>1000粒）,可以在15×15cm区域内平铺的区分度即可满足要求.计算机参数设置,可以依照按本文提供的参数.如果要求进一步的结果准确度,在获得一致的批量图片效果的基础上,通过预备试验调节阈值、圆度,进行校正.
(2)大量处理问题.进行批量处理时,主要通过批量、程序化操作,批量获取图像.通过固定光强、照相机位置,取景范围和自动拍照,获得大量图片后进行编号,统一在计算机中处理,结果通过excel表格批量输出,便于进一步统计操作.
(3)图像处理软件的进一步开发利用：本研究仅提供了小麦籽粒不同来源的计数分析,鉴于该软件功能较多,可以通过调整参数,可以完成籽粒大小、籽粒特征分类等功能；此外,通过调整选择阈值、大小圆度等参数,可以进行其他作物不同大小籽粒的计数,如芝麻、玉米、花生等作物的籽粒计数.本文提供了一种利用Imagej图像处理软件进行小麦籽粒计数的方法,实践表明效果很好,达到了考种要求.与目前普遍使用的人工计数和仪器计数相比,用时少,效率高.本文仅就小麦籽粒进行分析,在以后的工作中可以进一步开发利用该软件,提供作物育种、栽培种的工作效率.
本文获得山东省科技厅农业成果转化项目“小麦新品种山农23号高产高效原种生产及栽培技术体系研究与示范推广”：山东省自然科学基金项目“小麦BNS雄性不育系花药发育的ABA调控生理作用和分子机制研究,山东省自然科学基金重点项目”（编号：ZR2013CZO01）支持
作者简介：张世刚（1999-）,山东省泰安市第一中学,信息与实践课程组,研究方向：信息自动化与应用
参考文献
【1】王月,董星光．棉花图像处理中的位图数据解析㈨．农业网络信息,2017,21(2)：40-42.
【2】邱白晶,王天波,李娟娟,等．黄瓜蚜虫的图像识别与计数方法【J】．农业机械学报,2010,41(8)：151-155．
【3】张哲,杨峰,李新圃,等．基于Photoshop和计数软件精准计数平板上菌落的新方法【J】微生物学通报,2016(4)：96.
【4】陈家树．浅谈在ImageJ下的数字图像处理【J】．广西轻工业,2006(97)：96-97.
【5】刘涛,孙成明,王力坚,等．基于图像处理技术的大田麦穗计数【J】．农业机械学报,2014,(45)：282-290.
【6】张恒敢,杨四军,顾克军,等．基于计算机视觉的小麦籽粒计数系统【J】．数据采集与处理,2010(25)：80-83.
【7]贾鹏,李永奎,赵萍．基于Matlab图像处理的谷物颗粒计数方法研究【J】．农机化研究,2009(1)：152-153,156.
【8】徐军,陈东．基于ImageJ的图片格式批量转换软件的设计与实现【J】．天文研究与技术,2008,5(3)：270-274.
【9】李茉莉,乔琨．一种快捷的单细胞藻类计数方法——运用Photoshop软件分析细胞显微图像轮廓【J]．渔业研究,2016,38(3)：236-243．
上文结论，本文是关于小麦和ImageJ和图像处理方面的相关大学硕士和处理软件本科毕业论文以及相关处理软件论文开题报告范文和职称论文写作参考文献资料.
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