一种基于Image J软件的植物叶片表型参数测量方法

doi:10.12190/j.issn.2096-1197.2022.06.17

北方农业学报 ›› 2022, Vol. 50 ›› Issue (6): 128-134.doi: 10.12190/j.issn.2096-1197.2022.06.17

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一种基于Image J软件的植物叶片表型参数测量方法

杨文源¹, 俞玉¹, 张世媛¹, 张娟¹, 玛伊努尔·图尔荪¹, 杨涛², 徐丽萍¹^,³

1.伊犁师范大学生物与地理科学学院，新疆伊宁 835000
2.兰州城市学院信息工程学院，甘肃兰州 730000
3.伊犁师范大学资源与生态研究所，新疆伊宁 835000

收稿日期:2022-09-16 出版日期:2022-12-20 发布日期:2023-03-24
通讯作者: 徐丽萍
作者简介:徐丽萍（1970—），女，教授，博士，主要从事生物学教学、植物资源开发与利用及苗木培育的研究工作。
杨文源（2000—），男，本科生，专业为生物科学。俞玉（1998—），女，学士，专业为生物科学。第一联系人：
杨文源和俞玉为同等贡献作者。
基金资助:
2021年度国家级大学生创新创业训练计划项目(202110764002)

A method of measuring plant leaves phenotypic parameters based on Image J software

YANG Wenyuan¹, YU Yu¹, ZHANG Shiyuan¹, ZHANG Juan¹, Maynur Tursun¹, YANG Tao², XU Liping¹^,³

1. College of Biology and Geographical Sciences，Yili Normal University，Yining 835000，China
2. School of Information Engineering，Lanzhou City University，Lanzhou 730000，China
3. Institute of Resources and Ecology，Yili Normal University，Yining 835000，China

Received:2022-09-16 Online:2022-12-20 Published:2023-03-24
Contact: XU Liping

摘要/Abstract

摘要：

【目的】探究一种简便、快捷、低成本的植物叶片表型参数获取方法。【方法】以香瓜茄（Solanum muricatum）为例，采用扫描仪获取离体叶片数字图像，用Image J软件对其表型参数进行测量，并把结果与使用Digimizer软件测量得到的结果进行比较，以此验证方法的可靠性，同时分析了图像质量（图像格式与分辨率）对软件测量结果的影响。【结果】两种软件对香瓜茄叶面积、叶周长、叶长和叶宽测量结果的标准均方根误差（NRMSE）分别为0.471%、1.103%、0.391%和1.662%，相关系数均大于0.97。图像质量会对Image J软件的测量结果有一定影响，对灰度格式或低分辨率图像的影响要小于彩色格式或高分辨率图像，但两种因素叠加会加剧这种影响。【结论】经改进后的扫描仪结合Image J软件测量植物叶片表型参数的方法，具有低成本、半自动、快速、精确、批量等优点，可以为植物叶片表型参数的测量提供一定参考。

关键词: 香瓜茄, 叶片表型参数, Image J软件, Digimizer软件, 扫描仪

Abstract:

【Objective】To seek for a simple，rapid and low-cost method of obtaining the phenotypic parameters of plant leaves.【Methods】Taking Solanum muricatum as an example，digital images of detached leaves were taken by scanner，and Image J software was used to measure phenotypic parameters. The results were compared to those obtained using the Digimizer software to verify the reliability of the method. Additionally the impact of image quality（image format and resolution）on software measurement results was also analyzed.【Results】In measuring the leaf area，leaf circumference，leaf length，and leaf width of Solanum muricatum，the standard root mean square errors（NRMSE） of the two software were 0.471%，1.103%，0.391% and 1.662%，respectively. The correlation coefficients were higher than 0.97. The measuring outcomes of the Image J software were somewhat impacted by the image quality. The impact on grayscale format or low resolution images was smaller than that on color format or high resolution images，but the superposition of the two factors will aggravate the impact.【Conclusion】The improved method by using scanner combined with Image J software to measure phenotypic parameters of plant leaves has the advantages of low cost，semi-automatic，quick and accurate as well as batch processing，which provided references for the measurement of phenotypic parameters of plant leaves.

Key words: Solanum muricatum, Leaf phenotypic parameters, Image J software, Digimizer software, Scanner

中图分类号:

TP391.41

杨文源, 俞玉, 张世媛, 张娟, 玛伊努尔·图尔荪, 杨涛, 徐丽萍. 一种基于Image J软件的植物叶片表型参数测量方法[J]. 北方农业学报, 2022, 50(6): 128-134.

YANG Wenyuan, YU Yu, ZHANG Shiyuan, ZHANG Juan, Maynur Tursun, YANG Tao, XU Liping. A method of measuring plant leaves phenotypic parameters based on Image J software[J]. Journal of Northern Agriculture, 2022, 50(6): 128-134.

图/表 4

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A method of measuring plant leaves phenotypic parameters based on Image J software

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