丹麦Videometer种质资源库种子表型分析

新型种子表型与品质评估技术-多光谱成像技术已经得到广泛应用。该技术采用光谱成像技术，同时结合了高级图像分析技术用以凸显种子性状并区分种子样品中的其它材料。系统可单独对种子目标进行分析，提取一级参数如颜色、性状以及纹理等，之后将这些参数用于获取二级特征如种子分类或性状定量测量。

该技术采用了震动单元以及传输带将样品送至VideometerLab多光谱成像系统，系统将样品图分割为独立个体。该技术用数据库来训练和维护种子品种的表型差异。经过进一步研发，有可能从数据库下载表型模型，也可将错误分类种子或系统未识别种子数据上载到数据库，持续改进表型成像系统。该表型成像系统的应用案例之一是用来测量菠菜样品的纯度，测量规程与丹麦2个著名种子生产商一起开发。应用该系统对许多种子品系进行了分类并将未知材料划分几类。研究结果将用于生产线来调整清洁设备参数。目前研究进展主要聚焦于菠菜研究，特别介绍了该多光谱表型成像系统在检测系统维护和更新领域应用。

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丹麦Videometer种质资源库种子表型分析原理

多光谱成像技术是基于成像学和光谱学发展起来的一门新兴技术，它作为一种分析工具，可应用于包括生物医学在内的很多不同的研究领域。多种荧光同时标记时，经过单色光的激发，其多种荧光信号混杂在一起，通过液晶可调谐滤光片对所需波长光进行滤过和电荷藕合元件的采集，然后经信号解混系统将采集到的多种混杂的光解混，经过信号输出和显示，可直观地观察到不同颜色标记的生物样品的不同的成分或定位。多光谱成像和普通成像技术的大不同之处，能获得每张图像每个像素点的高分辨率的光谱，而不是肉眼所见的红、蓝、绿三色图像。

研究生物体内复杂的生物过程，直观的方法就是成像技术，如免疫组化、荧光原位杂交技术、细胞成像技术以及活体动物体内成像技术等。由于自发荧光以及光谱重叠的干扰，这些成像方法都只能用一种染料标记特定分子进行成像，即便通过荧光共振能量转移来研究分子问的相互作用，也只能同时有两种染料标记，且无法消除光谱重叠的干扰。生物体内过程的复杂性决定了单色成像用于生物医学研究的局限性，特别是人类基因组计划完成后，研究进入后基因组时代，更加注重基因表达和蛋白质功能信号通路的研究，这些核酸和蛋白质复杂多样在体内行使着多种多样的功能。随着成像学和光谱学的发展，使得图像被解混成为可能，多种染料标记不同的生物分子，即使存在非常明显的光谱重叠，通过光谱解混也能将每种光学信号彼此分离开。

多光谱成像系统的功能

多光谱成像系统、结合可见光成像和光谱成像优点

对种子的表型成像

便携设计，方便带到温室或野外使用

标准光照环境，数据可重复

经验丰富的专家根据应用经验设计的软件，操作简单，解决农业应用中遇到的问题

内置颜色校正和读取电子标签的程序

可选一系列的功能程序模块，并不断升级中

多光谱成像系统产品说明

该系统也可以对细菌、小型动物、虫卵等进行高通量成像测量，进行毒理学或其它研究。Videometer系统目前正在开发提供API（Application Programming Interface,应用程序编程接口）接口。对于高级用户而言，通过API接口可以允许用户做自己*的特定分析。考虑到VideometerLab 4 portable可能需要经常带到温室、野外或其它地方进行测量，因此它被设计成可快速打包的样式。

Videometer Lab 4 portable的工作软件由Videometer公司强大的生物信息学和软件团队开发，充分考虑在实际应用的需求，操作简单，功能强大。Videometer还在不断研究新算法，适合各种需求。

Videometer Lab 4 portable便携式种子表型成像多光谱测量系统通过测量种子在19种不同波长的LED频闪光下的成像来获取有用的信息。这些图像可以独立分析使用，也可以叠加起来合成高分辨率的颜色图像。基础模块包括可见光成像、UV紫外成像以及NIR成像。可固定摄像头或移动摄像头，可实现较高通量成像。VideometerLab 4 portable工作模块包括：基础整合模块，含19个波段多光谱成像系统。内置在软件中，是软件的基本组成部分。可进行颜色校准，标签识别，灰度图转换等。选配模块，功能强大，针对应用的每个算法是一个模块，客户可以根据需求选配，参数包括生物量测量、形态大小测量，种子萌发测量等等。

无损检测技术无损检测技术是近年快速发展的新兴检测技术，样品检测后仍然可以销售和食用，不损害生产者的经济利益，具有极大的商业化实用价值。在食品工业中，无损检测是食品行业发展*的有效工具，在一定程度上反映了一个国家的食品工业发展水平，其对食品品质和安全的重要性已得到普遍*。无损检测技术通常是指对检测对象不进行物理的或化学的处理、不改变物质的组织、形状、功能的分析和测量技术。它是在物理学、电子学、计算机科学、信息技术以及人工智能等学科的基础上发展起来的一门新兴的综合性应用技术。

作为光谱学和成像技术集成，光谱成像模块是用以解决食品和农业领域评估的难题，提供了多种有效、实际的设计。因具有在宽范围内获取系列电磁波谱内的空间光谱数据获取优势，该*多光谱成像技术结合不同变量分析场景广泛应用于食品质量、安全控制目的以及面临苛刻研究挑战的种子科学技术领域。本文为系统基本配置提供了一种思路并综述了在种子质量评估以及种子表型不同应用领域所有近期获取、处理、生成多光谱图像的方法。本综述始于前期综述结束之时，仅聚焦于不同批次种子品质评估的全操作多光谱成像系统。本综述全面重点介绍了真正全操作型多光谱成像系统进行的切实可行研究，并未考虑仅用高光谱数据分析中的几个主要提取波段（即未构建独立多光谱成像系统）的研究。本文是*次尝试对所有出版的在种子表型和品质监控领域进行综述的文章，提供了鉴别生理化学品质性状、预测生理参数、检测缺陷、虫害以及种子健康检测。