植物根係掃描儀介紹

一、核心定義(yi) 與(yu) 成像原理

托普雲(yun) 農(nong) 根係掃描儀(yi) （如GXY係列）是基於(yu) 圖像識別技術的專(zhuan) 業(ye) 植物根係分析儀(yi) 器，主要用於(yu) 離體(ti) 洗根樣本或特定原位場景的數字化測量。其硬件核心通常采用高分辨率光學掃描麵板或高像素級高拍儀(yi) ，配合可調式背光透掃光源與(yu) 防反光壓板。該光學設計旨在消除細根成像時的陰影與(yu) 反光幹擾，確保獲取的二維根係圖像邊緣清晰、對比度高，為(wei) 後續算法分析提供高質量的底圖。

二、圖像分析與(yu) 算法處理

儀(yi) 器配套的分析軟件通過顏色閾值分割技術與(yu) AI深度學習(xi) 模型，對掃描圖像進行二值化處理與(yu) 語義(yi) 分割。算法能夠自動剔除土壤背景、雜質噪點及其他非根係幹擾物，精準勾勒根係輪廓。係統支持自動標定功能，將圖像像素直接轉換為(wei) 實際物理尺寸，並具備毛刺去除、連接修正、分叉合並等智能編輯工具，以修正重疊或斷裂根係帶來的分析偏差，保證形態學參數的客觀性與(yu) 準確性。

三、形態學參數測量體(ti) 係

該設備可一鍵自動提取多維度根係形態學指標。主要包括反映總量的根總長、總投影麵積、總表麵積及總體(ti) 積；反映精細結構的根尖數、分叉數、交疊數及連接點數；以及反映構型的參數如平均直徑、根長直徑分級分布等。此外，針對豆科作物等特殊研究對象，係統具備根瘤識別模塊，可分析根瘤數量、表麵積及體(ti) 積占比等共生固氮相關(guan) 參數。

四、核心功能

根係分析功能：

1、拓撲分析：能自動進行根係的拓撲分析，自動確定根的連接數、長度、體(ti) 積等參數，可自動區分側(ce) 根等級自動分析主根或任意一支側(ce) 根的參數等，根係等級分為(wei) 6級，使根係分析更加準確；

2、連接分析：可分析準確分析根係內(nei) 各根段的角度關(guan) 係；

3、分段測量：可通過直徑、投影麵積、表麵積、體(ti) 積和長度進行根係分段和分檔，並可自定義(yi) 進行分檔設置，自動測量各直徑段長度、投影麵積、表麵積、體(ti) 積等，及其分布參數，並輸出數據直方圖，實現數據可視化

4、智能校正，結果更精準：可對根係進行合並分叉、刪除連接、合並根尖、斷開連接、毛刺去除、主根修正、側(ce) 根修正、根粗修正等校正，可操作性強；

5、自動剔除雜點：通過設定像素值剔除雜點，凸顯目標根係輪廓；

6、自動標定：用戶輸入掃描像素後，軟件自動換算實際長度；

7、個(ge) 性化顯示，觀察更輕鬆：支持對圖片分析的參數進行勾選設置，可用不同顏色顯示出根係的端點、關(guan) 節點、連接線段、主根、1-6級側(ce) 根和低級側(ce) 根，便於(yu) 檢測中的直觀顯示與(yu) 區分；

8、圖片二值化：調整圖片灰度對比，更好分割根係和調整背景，使分析結果更準確；

9、還原至初始圖片：可將分析或操作後的圖片還原為(wei) 剛打開時的狀態；

10、目標區域分析：可手動選擇想要測定的目標區域，隻對選定的目標區域進行分析，分析更加靈活，增加數據準確性。

一鍵分析多項參數：一鍵操作，精準獲取根總數、根尖數量、根總長、根平均直徑、根總投影麵積、根總體(ti) 積、R/G/B、RHS、總連接點數、端點、關(guan) 節點、連接點數、分叉數、交疊數、盒維數等多項參數；

軟件加密、數據更安全：采用動態二維碼+密碼狗加密，登記具體(ti) 使用單位的信息，防止jia密狗的丟(diu) 失；

大批量全自動分析：單次可批量分析100張以上圖片，自動保存分析結果，省時省力；

數據自動保存：可隨時暫停或繼續分析數據，數據進度自動保存；

數據導出表格化：將圖片或數據導出至文件夾，數據可導出Excle格式追加至文件夾下方；

自帶指尖耕耘手機app與(yu) 雲(yun) 平台：多平台共享數據，可實時查看與(yu) 導出；多平台備份數據，長期保存不防丟(diu) 失

五、產(chan) 品序列與(yu) 應用定位

托普雲(yun) 農(nong) 針對不同的科研通量與(yu) 場景需求，規劃了差異化的產(chan) 品序列。例如GXY-A與(yu) GXY-B係列適用於(yu) 實驗室常規洗根樣本的精細分析；GXY-A Plus係列強化了根瘤與(yu) 特殊形態分析能力；另有高通量根係表型采集係統（如TPN-GXY係列）集成自動化旋轉定位與(yu) CIS線性掃描傳(chuan) 感器，適用於(yu) 育種過程中大規模種質資源的快速篩查。這些設備廣泛應用於(yu) 植物生理學、作物遺傳(chuan) 育種、生態恢複及土壤學等需要量化地下部表型的學科領域。

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