枇杷种质资源图像采集与共享

福建果树2009(2):68～70Fujian Fruits枇杷种质资源图像采集与共享陈志峰　邓朝军　张泽煌　许奇志　郑少泉3(福建省农业科学院果树研究所,福建省龙眼枇杷工程技术研究中心,福建福州350013)摘　要　通过对国家果树种质福州龙眼枇杷圃内收集保存的国内外枇杷种质资源进行图像采集、鉴定评价等方面的研究,建立枇杷种质资源植株形态、果实性状、解剖性状等图像库及鉴定评价数据信息库,进而建立共享体系;通过国家e平台向社会提供信息共享,实现种质资源的智能化管理与网络化共享,提高种质资源在育种和基础研究方面的共享效率和水平。

关键词　枇杷;种质资源;图像;共享体系I mage Acqu isiti on and Shar i n g of L oqua t Ger m pl a s m ResourcesCHE N Zhi-feng　DENG Chao-jun　ZHANG Ze-huang　XU Q i-zhi　ZHENG Shao-quan3(Fruit Research Institute,Fujian A cade m y of A gricultural Science,Fujian F ruit B reeding Engineering Technology Re2 search Center for L ongan&L oquat,Fuzhou350013,Fujian China)Abstract　Thr ough i m age acquisiti on,identificati on and evaluati on of domestic and foreign l oquatger mp las m accessi ons collected in Loquat Res ource Nursery of Fuzhou Nati onal Fruit Gene-pool,thei m age library f or p lant mor phol ogy,fruit traits and anat om ical features of l oquat ger mp las m and the i2dentificati on and evaluati on database were established in order t o build the sharing syste m of l oquatger mp las m res ources.The system,serving as a nati onal E-p latf or m f or inf or mati on sharing,wouldrealize intelligent manage ment and net w ork sharing of l oquat ger mp las m res ources,and i m p r ove its ef2 ficiency and service level in breeding and basic researches.Key words　Loquat;Ger mp las m res ources;I m age;Sharing syste m植物种质资源是人类生存和发展最有价值的宝贵财富,是国家重要的战略性资源,是作物育种、生物科学研究和农业生产的物质基础。

大多数自然科技资源的外体表征携带了十分有价值的科研或科普信息,而外体表征的形象信息并不能完全通过文字描述来揭示,因此,自然科技资源较其他科技资源(科学数据,科技文献等)而言具有特殊的形象信息揭示意义。

近年来,随着计算机技术的发展和多媒体技术的日趋成熟,图像分析已在各领域广泛应用,建立的农作物形态图像库既可处理数据型数据,又能处理图像和分析图像,可在室内迅速、准确和直观地研究种质资源的数量及形态特征等全部信息,为种质资源的鉴定评价和进一步利用提供科学依据,对实现现代化、自动化、信息化管理,对科普教学、科研生产,均具有重要意义。

本文通过对国家果树种质福州龙眼枇杷圃内收集保存的国内外枇杷种质资源进行图像采集、鉴定评价等方面的研究,建立枇杷种质资源植株形态、果实性状、解剖性状等图像库及鉴定评价数据信息库,进而建立共享体系,为枇杷种质资源的共享利用提供坚实的基础条件,通过国家e平台向社会提收稿日期:2009-03-18　修回日期:2009-06-12基金项目:国家科技基础条件平台项目(2005DK A21002227)、福建省财政专项(STI F2Y06)、国家科技支撑计划(2007BAD07B0122)、作物种质资源保护项目(NB0822130135208)、福建省科技厅重点项目(2007Y1002,2008Y0022)和福建省公益类科研院所基本科研经费专项(2009-2010)。

作者简介:陈志峰(1963-),男,农艺师,从事果树育种与栽培研究3为通讯作者供信息共享。

1　枇杷种质资源图像采集111　图像采集科研照片与艺术照片不同,科研照片主要反映事物的本质,强调其真实性。

为完善枇杷种质资源的数字化信息,以易于为人们所理解和感受的模式提供可靠、新颖和有用的信息,促进资源信息交流与共享,建立了枇杷种质资源图像采集和数据库。

资源图像采集的图片要求形象逼真、色彩自然、主题突出,拍摄时需要一定的技巧。

根据《枇杷种质资源描述规范和数据标准》和《农作物种质资源鉴定技术规程枇杷》中枇杷种质资源的描述,图像采集主要分为室外、室内两个方面。

11111　室外拍摄室外拍摄环境受自然环境条件影响很大,易使被摄物形成强烈的反差。

枇杷种质资源的植株形态、花穗、叶片、果穗等无法在室内进行采集的图像都是在田间采集的。

室外的最佳拍摄时机是带有薄云的晴天,光线柔和,被摄体的饱和度与层次都处于最佳状态。

若遇强烈的阳光,会在果实等物体上造成浓重的阴影,导致图像的反差过大。

我们使用硫酸纸遮挡太阳直射光,使透过的光线变得柔和,被摄体的颜色还原和层次展现就更加出色;还可利用反光板对其暗部进行补光,使其层次感更加丰富。

11112　室内拍摄室内拍摄主要是进行果实、种子等性状的图像采集。

将玻璃板放在两个支撑物之间,中间悬空,距离玻璃板30㎝以外的位置放一张背景纸,用三脚架固定相机,以防手震造成图像模糊;利用专业补光灯(5000K 太阳灯)进行主光照明,利用反光板形成反射光表现物体的暗部,以突出暗部细节。

对于近距离拍摄,尽量采用小光圈来获得较大的景深,以保证还原细节。

112　图片拍摄注意事项11211　正确设置相机相机设置正确与否直接关系到图片的质量,如色彩的还原、图片的清晰等,因此在使用之前一定要设置好感光度、白平衡、拍摄模式,还要进行测光。

11212　保持相机的稳定由于相机的震动会导致相片的模糊(在放大图片时更为明显),因此保持相机的稳定至关重要。

最好使用牢固的三脚架,在不便于使用三脚架时,在按动快门的刹那间要屏住呼吸,尽量利用一切可以利用的支撑,固定拍摄姿势。

在可能的条件下,应尽量提高快门的速度,防止相机微动。

11213　防止反光和耀斑在拍摄表面光滑的物体(尤其是枇杷种子,表面具有粘液,光滑反光)时,要注意调整拍摄角度,以消除不应有的反光和耀斑;特别是在翻拍照片、文件、图表等平面物体时,最好不要使用玻璃压住,以免产生反光。

11214　防止被摄体明显畸形透视感的大小,取决于视点的远近,视点过近便会出现畸形。

特别是近摄平面物体时,被摄体的中心应与镜头的光轴应在一条直线上,并使被摄体与镜头平行。

2　枇杷种质资源图像整理枇杷种质资源采集的图片虽有很大一部分能够直接利用,但为了能更加清晰地表达所需要的含义,往往需要进行加工处理。

图片的后期整理包括色阶、亮度、对比度、色彩平衡、饱和度等方面,图像的调整程序为:审查样稿找出毛病,提出调整的方案,处理,再次评价调整后的水平。

评价相片主要从以下4个方面进行。

96第2期陈志峰,等:枇杷种质资源图像采集与共享07福建果树 2009年211　黑白场看黑白场主要是看相片的直方图,直方图是用图形表示图像的每种颜色亮度级别的像素数量,并展示像素在图像中分布情况的一种信息显示方式。

它可以展示图像在暗调(显示在直方图的左边部分)、中间调(显示在中间部分)和高光(显示在右边部分)中是否包含足够的细节,以便进行更好的校正。

直方图的横轴从左到右代表照片中从暗部到亮部的像素数量,而直方图的纵轴则表示相应部分所占画面的面积,峰值越高说明该明暗值的像素数量越多。

总的来讲,一幅曝光准确的图片应该明暗细节都有,即在直方图横轴上从左到右都有像素分布,且直方图的两侧不会有像素溢出;还要看直方图两边是否到位,好的相片至少有一边会到顶。

212　清晰度清晰度主要取决于画面的分辨率、CCD的尺寸大小、镜头总体素质和图像处理器性能。

看一张相片是否清晰,主要看分辨率和锐度,细节是否充分,轮廓是否鲜明。

当增加清晰度的调整范围时,图像变得更加鲜艳和清晰。

调节清晰度也存在着负面影响,较高的清晰度可能会产生噪音因素(“边缘噪音”)。

最佳的调整范围取决于拍摄者的偏好或最终需要输出的图像质量。

但是,原始图像添加一个大的调整范围时,由于“边缘噪音”而损失的所有图像质量将永远无法恢复。

如果没有对记录的图像做任何修饰,所看到的图像将既不十分清晰也不会有足够的对比度。

在这种情况下,可使用修饰软件按照自己的偏好对图像进行锐化。

而且,在将图像记录为JPEG文件之前,通过更改相机的处理参数也可以调节清晰度。

213　层次看一张图片的层次感,首先注意主体的层次,其次要注意亮、暗区的层次,主要体现在亮度和反差上。

在照相过程中,我们都会看到较亮的和较暗的部份,但如果用光处理不当,很容易造成太亮部分没有层次,暗的地方看不出细节。

处理照片中调节亮度时也很容易出现这样的问题:明明一张曝光很正常的照片,如果过分调高对比度,也会造成高光部分失去层次,暗部没有了细节。

214　色相色相,即各类色彩的相貌,是色彩的最大特征,是指能够比较确切地表示某种颜色色别的名称,是区别各种不同色彩的最准确的标准。

色彩的成分越多,色相越不鲜明。

事实上任何黑白灰以外的颜色都有色相的属性,而色相也就是由原色、间色和复色来构成的。

评价相片的色相就是看颜色是否与正常颜色一样,有没有偏色。

3　共享应用枇杷种质资源的植株、花、果实、特异性状等特征图像拍摄好后,按照编目中的全国统一编号进行图像的整理及命名,图像的文件名由统一编号加半连号“-”、序号及“.j pg”组成。

把枇杷种质资源鉴定性状(另文报导)和重新命名后的植株形态、果实性状、解剖性状等图像信息提交国家e-平台以供共享应用,实现种质资源的智能化管理和网络化共享,提高种质资源在育种和基础研究上的共享效率和水平。