РОЗРОБКА ПРОГРАМНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ДЛЯ ЗБИРАННЯ ФЕНОТИПІЧНИХ ДАНИХ НАСІННЯ СОНЯШНИКУ
DOI:
https://doi.org/10.32782/IT/2024-4-7Ключові слова:
фотозображення, насіння, програмне забезпечення, розпізнавання, фенотипування.Анотація
Головним напрямком в селекції соняшнику є підвищення якості насіння й промислових характеристик, що є важливими для споживача. Для оцінки якості насінини може бути використано оцінку за фенотипом. Фенотипування дозволяє створити формалізований підхід до оцінювання, що включає перелік ознак, форму точного опису та засоби для вимірювання цих характеристик. Метою представленого дослідження є розробка програмного забезпечення вивчення морфологічних ознак насінини соняшнику за фотозображеннями, а саме метричних характеристик, форми та забарвлення насінини. Методологія. Розроблені програми базуються на точному математичному обрахунку, що забезпечує точність створених описів. Програмні продукти аналізу зображень розроблено зі застосуванням мови програмування Python. Програма розрахунків розроблена в середовищі PyCharm Community Editor 2022.2.4 з використанням бібліотек: os, cv2, imutils, numpy, time, Pool. Cv2-для обробки зображення. Дослідження проводилося на колекції фотозображень насінини соняшнику, що містить 3000 фотографій 250 ліній соняшнику та створена фахівцями Інституту олійних культур Національної Академії Аграрних Наук України. Наукова новизна полягає в тому що вперше було розроблено програми для аналізу зображення насіння соняшнику з урахуванням біологічного різноманіття насіння. Вони вперше дали змогу описати досі якісні ознаки насіння у якості таблиць кількісних показників. Висновки. У результаті проведеного дослідження розроблено модель для вимірювання метричних характеристик та форми насінини, а також програмне забезпечення, яке складається з програм розпізнавання метричних характеристик насіння, форми та смугастого забарвлення насінини. Розробки можуть бути використані для аналізу фотозображень насінини, яке зроблено на стаціонарному приладі з детермінованими параметрами в умовах лабораторії. Отриманні результати є важливою складовою для селекційної роботи по створенню нових високопродуктивних гібридів, сортів та ліній соняшнику. Зараз розробка використовується селекціонерами та генетиками Інституту олійних культур Національної Академії Аграрних Наук України в ході наукової селекційної роботи.
Посилання
Алієв Е. Б. Автоматичне фенотипування насіннєвого матеріалу соняшнику: монографія/ Алієв Е. Б. Київ: Аграрна наука, 2022. 104 с.
Алієв Е. Б. Розробка пристрою для автоматичного фенотипування насіннєвого матеріалу соняшнику. Machinery & Energetics. Journal of Rural Production Research, 2019. Вип.10. № 1. С. 11–17. DOI: 10.31548/machenergy.2019.01.011-017
Ведмедєва К. В. Маркерні морфологічні ознаки соняшнику: ідентифікація, успадкування та ефекти алелів генів: монографія/ Ведмедєва К. В. Аграрна наука, Київ. 2023. 240 с. ISBN 978-966-540-572-6. DOI: 10.31073/978-966-540-572-6.
Гетьман І., Держевецька М., Бауліна Т., Кухтік Т., Соломко Т. Проект програмного комплексу для реалізації додатку для розпізнавання лікарських рослин. ITSynergy, 2022. № 1. С. 6–25. https://doi.org/10.53920/ITS-2022-1-1
ДСТУ 8836:2019 Насіння олійних культур. Методи визначення вмісту лушпиння [Чинний від 2019- 26-11]. Нац. Стандарт України. Кіїв: Держспоживстандарт України. 2019: 7. http://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page?id_doc=82148 (In Ukrainian)
Махова Т. В., Ведмедєв С. Р., Поляков О. І. Створення баз даних фенотипових ознак та добір ліній соняшнику особливого призначення. Науково-технічний бюлетень Інституту олійних культур НААН. 2023. № 35, Р.51–62. DOI: 10.36710/IOC-2023-35-05.
Олешко Т. І., Квашук Д. М., Якименко А. М. Сучасні підходи до аналізу зображень в системах ідентифікації захворювань рослин із застосуванням детектору FAST. Наукоємні технології. 2020. № 1(45). С. 85–91.
Старчак О. В., Коротєєва Т. О. Класифікація якості насіння соняшника за його зображеннями із використанням нейронних мереж. Науковий вісник НЛТУ України. 2023. № 33(6), С. 69–75.
Bakurova A., Vedmedeva K., Vedmedev S., Tereschenko E. Ontological Model of Helianthus Cultivation in Ukrainian Conditions. CEUR Workshop Proceedings This link is disabled. 2023. № 3396, Р. 130–140.
Borges L. M., Reis V. C., Izbicki R. Schrodinger’s phenotypes: Herbarium specimens show twodimensional images are both good and (not so) bad sources of morphological data. Methods in Ecology and Evolution, 2020. 11(10), Р. 1296–1308. doi:10.1111/2041-210x.13450.
Алієв Е. Б. Автоматичне фенотипування насіннєвого матеріалу соняшнику: монографія/ Алієв Е. Б. Київ: Аграрна наука, 2022. 104 с.
Алієв Е. Б. Розробка пристрою для автоматичного фенотипування насіннєвого матеріалу соняшнику. Machinery & Energetics. Journal of Rural Production Research, 2019. Вип.10. № 1. С. 11–17. DOI: 10.31548/machenergy.2019.01.011-017
Ведмедєва К. В. Маркерні морфологічні ознаки соняшнику: ідентифікація, успадкування та ефекти алелів генів: монографія/ Ведмедєва К. В. Аграрна наука, Київ. 2023. 240 с. ISBN 978-966-540-572-6. DOI: 10.31073/978-966-540-572-6.
Гетьман І., Держевецька М., Бауліна Т., Кухтік Т., Соломко Т. Проект програмного комплексу для реалізації додатку для розпізнавання лікарських рослин. ITSynergy, 2022. № 1. С. 6–25. https://doi.org/10.53920/ITS-2022-1-1
ДСТУ 8836:2019 Насіння олійних культур. Методи визначення вмісту лушпиння [Чинний від 2019-26-11]. Нац. Стандарт України. Кіїв: Держспоживстандарт України. 2019: 7. http://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page?id_doc=82148 (In Ukrainian)
Махова Т. В., Ведмедєв С. Р., Поляков О. І. Створення баз даних фенотипових ознак та добір ліній соняшнику особливого призначення. Науково-технічний бюлетень Інституту олійних культур НААН. 2023. № 35, Р.51–62. DOI: 10.36710/IOC-2023-35-05.
Олешко Т. І., Квашук Д. М., Якименко А. М. Сучасні підходи до аналізу зображень в системах ідентифікації захворювань рослин із застосуванням детектору FAST. Наукоємні технології. 2020. № 1(45). С. 85–91.
Старчак О. В., Коротєєва Т. О. Класифікація якості насіння соняшника за його зображеннями із використанням нейронних мереж. Науковий вісник НЛТУ України. 2023. № 33(6), С. 69–75.
Bakurova A., Vedmedeva K., Vedmedev S., Tereschenko E. Ontological Model of Helianthus Cultivation in Ukrainian Conditions. CEUR Workshop Proceedings This link is disabled. 2023. № 3396, Р. 130–140.
Borges L. M., Reis V. C., Izbicki R. Schrodinger’s phenotypes: Herbarium specimens show twodimensional images are both good and (not so) bad sources of morphological data. Methods in Ecology and Evolution, 2020. 11(10), Р. 1296–1308. doi:10.1111/2041-210x.13450.