高通量植物分蘗測量系統用于測量溫室盆栽的禾本科植物的分蘗數、分蘗角度、分蘗大小、分蘗形狀等分蘗參數；以及株高、株型、顏色、生物量等植株性狀參數。以微型CT和RGB成像為基礎，結合農業應用實踐重新設計，主要包括自動傳送系統、X-射線發射器、X-射線檢測器、自動旋轉平臺、伺服電機控制器和電腦工作站。測量時利用傳送系統將被測植株傳送至旋轉平臺，通過電腦工作站對伺服電機控制器進行調控，使之穩定勻速驅動旋轉平臺進行360°自動旋轉，圖像自動獲取、存儲和分析，整個測量過程大約3分鐘完成。

系統配置參數

Micro-CT成像單元主要技術參數:

視野面積：25 x 20 cm

最小焦點尺寸：約0.035 mm

實際工作電壓（kV）：40

實際工作電流（mA）：1

劑量當量率：0.06 μSv/h


RGB成像單元主要技術參數:

視野面積：1607 mm (height) x 1347 mm (width)

分辨率：2452 (height) × 2056 (width)

鏡頭焦距：8 mm

每株水稻拍攝圖像幀數：20

物距：1520 mm


系統結構圖



圖(a)高通量植物分蘗測量系統整體結構圖，圖(b)x-ray單元及RGB單元布局設計，圖(C)不同角度的水稻樣品，圖(d)不同角度的x-ray投影圖像采集，圖(e)正弦圖獲取，圖(f)重建投影圖，圖(g)圖像分割處理，(h)分蘗數、分蘗大小、分蘗形形狀提取，（i）分蘗角度計算，圖(j)水稻植株表型和分蘗表型性狀。



系統自動測量結果與人工測量值相關性分析，分蘗數量、分蘗直徑、莖壁厚與人工測量值之間的相關性達到0.857、0.959、0.995.



水稻分蘗和拔節期動態分析結果，圖(a-i)是水稻在9個不同的生長點下RGB圖像和CT重建圖像，圖(j-m)總的分蘗面積、拔節初期樣品數量、綠色值以及平均分蘗角度與其各自對應的一階導數在9個不同生長點的分析。



在分蘗盛期總分蘗面積的絕對增長率(AGRTTA_5)、分蘗總面積(TTA_5)、分蘗數量性狀GWAS分析結果。



在9個不同的時期，平均分蘗角度(MEANTA)的GWAS分析結果。