2023 Fiscal Year Annual Research Report
Analysis of peropdocity and its modulation in plant organs based on Image segmentation techniques
Publicly Offered Research
| Project Area | Intrinsic periodicity of cellular systems and its modulation as the driving force behind plant development |
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| Project/Area Number |
22H04732
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| Research Institution | Osaka Metropolitan University |
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Principal Investigator |
内海 ゆづ子 大阪公立大学, 大学院情報学研究科, 講師 (80613489)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 画像セグメンテーション / 深層学習 / 植物計測 / 植物画像処理 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は，CTで撮影されたキクタニギクやツバキの花や，アリ植物のデータに対して画像処理を行い，形質データを獲得したり，得られたデータを元に器官の周期性を求めた．また，イチリンソウとその近縁種に関して，新たな花弁の配置推定手法を提案した．
まず，キクタニギクでは，花床と小花の接点を検出し，結果を3次元的に統合した．そして，花床上の3次元の接点の位置の周期性を解析した．接点検出では，CT データから縦断面のスライス画像を作成し，画像から花床のセグメンテーションと花床，小花の接点の検出を適用し，3次元的に統合することで，3次元空間上での接点の位置を推定した．この結果をもとに，接点同士の距離を計測して，花床と小花の生育時の周期の変調の解析を行っている．
ツバキの花のCT画像に対して，新たに花弁のセグメンテーション手法を提案した．ツバキの花の横断面の画像の花弁の様子は，現在の画像セグメンテーション手法の多くの対象物体とは形状の特徴が異なっており，画像にセグメンテーション手法をそのまま適用すると，精度が低下する．そこで，本研究では，画像を細く切り出した画像に対してセグメンテーション手法を適用することで，精度を向上させた．実験の結果，従来手法をそのまま適用するよりも高精度にセグメンテーションが可能となり，3次元統合により，個々の花弁を識別した状態で，3次元形状を復元できた．
アリ植物のデータでは，横断面画像に対して空洞部分の検出を行い，検出結果を統合して空洞の3次元形状を推定できた．空洞部分の検出では，閾値処理やモルフォロジー変換，凸包検出を用いた．
イチリンソウとその近縁種の花弁の配置推定では，画像を入力とし，出力を花弁の配置とするend-to-end での推定手法を新たに提案した．学習には，花弁の順序推定が既知である合成画像を用いた．実験の結果，合成画像に対して順序推定が一部可能となった．
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] CT画像を用いたキクタニギクの小花配列の推定2024
Author(s)
松本壮史, 内海ゆづ子, 小塚俊明, 岩村雅一, 黄瀬浩一, 中井朋則, 山内大輔, 唐原一郎, 峰雪芳宣, 星野真人, 上杉健太郎
Organizer
電子情報通信学会パターン認識・メディア理解研究会2024年3月研究会
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