隨著(zhù)植物表型組學(xué)的發(fā)展，很多植物表型研究的圖像處理分析方法廣泛應用到了植物病害表型研究、診斷和指紋圖譜建設中，在所有的技術(shù)中，基于機器視覺(jué)的多光譜表型成像技術(shù)已經(jīng)成為熱點(diǎn)，其中丹麥Videometer公司開(kāi)發(fā)的Videometer多光譜成像系統代表了植物病害表型研究標準之一。

植物病害阻礙植物正常生長(cháng),對蔬菜產(chǎn)品品質(zhì)安全造成威脅,病害檢測可以有效控制植物病害發(fā)展,是提高果蔬品質(zhì)安全和可持續生產(chǎn)能力的一個(gè)重要途徑。所有的綠色植物在受到紫外光或可見(jiàn)光激發(fā)時(shí),都會(huì )發(fā)出可見(jiàn)光波段的熒光。基于植物熒光的成像技術(shù),是利用計算機模擬人眼的視覺(jué)功能,在不破壞植株外觀(guān)且不影響其生長(cháng)的情況下,獲取植物的熒光圖像,并通過(guò)圖像處理算法,對植物的健康狀況做出判斷。

Videometer公司開(kāi)發(fā)出的VideometerLab多光譜熒光成像系統可獲取植物內部信息、外部表型信息，受溫濕度影響小、不局限于晴天采集等優(yōu)點(diǎn)，系統配有19波段，設計采用了光照均勻的積分球混合光源照明，是一款利用標準觀(guān)測環(huán)境的適時(shí)、無(wú)損檢測的多光譜成像系統，經(jīng)過(guò)驗證，這種多光譜成像系統能夠準確、穩定地重建出目標的光譜信息和顏色信息。利用該系統還可實(shí)現植物病害圖譜建設。準確重建被測目標的顏色信息對實(shí)現可靠的植物病蟲(chóng)害診斷具有十分重要的意義。國內外已經(jīng)有專(zhuān)家把多光譜成像技術(shù)應用于植物病蟲(chóng)害診斷,所采集的多光譜圖像可以從光譜維和圖像維反映被測目標的特征信息。多年研究和實(shí)踐證明這種多光譜成像系統能夠準確、穩定地重建出目標的光譜信息和顏色信息，該顏色重建符合CIE色域空間標準；除了常規的葉片以及病斑分析，針對植物病害比較微觀(guān)的特點(diǎn)，Videometer還開(kāi)發(fā)出了VideometerMic多光譜顯微表型測量系統，對植物病害如真菌孢子等，進(jìn)行顯微角度多光譜測量。

種子病害研究

歐洲法律了特點(diǎn)的污染物，如來(lái)源于真菌Maxiumgehalten的霉菌毒素。該立法的目的是確保更好的保護公眾健康。產(chǎn)生毒素的鐮刀菌通常可在谷物上找到，人體每日允許攝入量?jì)H為1 Μ g/kg體重。傳統的真菌鑒別法耗時(shí)、耗力、昂貴。在傳統方法中，通過(guò)測量生成毒素來(lái)檢測真菌。通常需要在梯度溫度和濕度水準下進(jìn)行無(wú)氧培養。Videometerlab使用了可見(jiàn)光和近紅外NIR波段（360-1050nm）多光成像技術(shù)，可直接測量真菌量。利用VideometerLab'多光譜測量系統，可以介紹成本，高效率測量真菌，省去培養時(shí)間。結合鐮刀菌真菌校準方法，可在10秒內檢測出谷物真菌。

無(wú)污染      鐮刀菌感染

當然Videometerlab也可校準用于其它真菌。很顯然該設備極為適合對谷物、咖啡、奶酪以及其它食品的等進(jìn)行品質(zhì)監控。另外，該設備還可用微生物學(xué)研究，可在培養皿中對菌落計數。

在種子工業(yè)領(lǐng)域使用快速、省時(shí)的健康診斷和鑒別技術(shù)將極大加速分析、特征描述以及新品系應用。研究人員利用多光譜成像技術(shù)以及單粒近紅外光譜分析法 (SKNIR) 來(lái)測量冬小麥健康以及區分冬小麥品系 (Triticum aestivum L.) 以及冬小黑麥。

使用VideometerLab多光譜成像系統（(405–970 nm 波長(cháng))可區分鐮刀菌（Fusarium sp.）以及黑點(diǎn)病感染的種子表面。另外可結合SKNIR法來(lái)基于光譜特征不同來(lái)區分36個(gè)品系。

健康種子與感染種子的比較圖像比較

圖中種子被黑點(diǎn)病(Alternaria sp.) 和鐮刀菌感染（Fusarium sp.）(A) RGB-圖像(B) nCDA-轉換圖(C) 種子培養后RGB圖像，

植物病害研究

歌本哈根大學(xué)利用高通量多光譜植物表型平臺進(jìn)行大麥白粉病的研究。

該VideometerLab 4多光譜成像系統廣泛應用于植物病害研究，例如10秒內完成對鐮刀菌感染的掃描。

該多光譜成像系統未采用傳統的耗時(shí)的樣品制備過(guò)程，避免使用化學(xué)品以及昂貴耗材。鐮刀菌是一種真菌疾病，通常感染小麥、大麥、燕麥、黑小麥的種子、芽、整個(gè)植株等。鐮刀菌真菌導致的癥狀通常稱(chēng)為穗枯病。穗枯病常導致減產(chǎn)，但主要的是在種子里生成霉菌毒素。霉菌毒素對人和動(dòng)物都有害，在歐盟，強制要求對作物鐮刀菌進(jìn)行限制。為省時(shí)省力，專(zhuān)門(mén)設計的VideometerLab 4非常易于操作。對作物樣品鐮刀菌分析可分為3步。提取代表樣品并將其放置在培養皿中，將培養皿插到VideometerLab 4支架上，啟動(dòng)測量。

利用頻閃LED技術(shù)，VideometerLab 4將同時(shí)拍攝19個(gè)波段的照片365 nm - NIR 970 nm)。10秒內，鐮刀菌感病程度將直接以假彩圖顯示，桔色或紅色區域來(lái)指示感染程度。系統可計算總體感染率。

系統可高精度檢測葉斑感染，例如可從接種12天開(kāi)始以及在出現明顯癥狀前12天對整個(gè)油菜植物進(jìn)行成像。研究中可利用假彩色光譜植被指數來(lái)對疾病程度進(jìn)行定量、顯示分布。另外，可對植物結構進(jìn)行光學(xué)檢測。另外還可利用其它相機重建葉片角度以及表型紋理。

多光譜成像系統可高精度檢測葉斑病，該多光譜成像系統可廣泛用于植物育種領(lǐng)域來(lái)選擇抗性品系。

除了較宏觀(guān)角度多光譜成像系統，VideometerMic可以對微觀(guān)層面真菌、細菌等進(jìn)行研究，實(shí)現顯微多光譜成像。

北京博普特科技有限公司是丹麥Videometer公司中國區總代理，全面負責其系列產(chǎn)品在中國的市場(chǎng)推廣、銷(xiāo)售和售后服務(wù)。

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