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2022 年度 実績報告書

ハイスループットフェノタイピングに向けた植物群落ファンクショナルイメージング

研究課題

研究課題/領域番号 19H03081
研究機関山口大学

研究代表者

荊木 康臣  山口大学, 大学院創成科学研究科, 教授 (50242160)

研究分担者 佐合 悠貴  山口大学, 大学院創成科学研究科, 准教授 (20648852)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワードPSII量子 / PRI / ETR / クロロフィル蛍光
研究実績の概要

本研究では、植物の表現型解析(フェノタイピング)において、植物の機能形質の評価を可能にする、群落を対象とした画像解析手法を開発することを目的とし、安価な計測・撮影機器を利用して、植物の機能形質に関する大量な情報を高速に取得することで、育種分野や栽培管理において有用となる手法の開発をめざす。
2022年度は、まず、これまでに確立したPS2量子収率の群落表面マッピング手法と群落表面光強度分布画像計測手法を組み合わせ、PS2量子収率画像と葉面PPFD画像を画像間演算により乗じることで光合成電子伝達速度ETRを群落表面(イチゴ数個体)にマッピングする手法を開発した。さらに、この手法の有効性の評価を目的に、実測したETRとの比較を行い、概ね、適当なETRをマッピングできることを確認した。
さらに、これまでに開発した光化学分光反射指数PRIの簡便な画像化法の精度向上に向け実験を重ね、光学フィルタの特性(入射角依存性)に基づき起こる誤差を明らかにし、その対処法を考案すると同時に、温室で栽培されているイチゴ群落に対して自然光下において、PRIの変化量、PSII量子収率、葉面PPFDの関係を調べ、開発したPRI画像計測システムにより、広範なPSII量子収率分布を推定できる可能性を示した。
さらに、植物ファンクショナルイメージングにおいて必要となる画像中の植物葉部分の抽出に関しては、ディープラーニング(DeepLab)によるセグメンテーション法の実用性を確認した。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (1件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] 作物ファンクショナルイメージングに関する研究 ー葉面光強度分布画像解析の活用ー2022

    • 著者名/発表者名
      佐伯知範・荊木康臣
    • 雑誌名

      中国四国の農業気象

      巻: 35 ページ: 4-5

  • [学会発表] AI画像解析の園芸作物生産での活用2023

    • 著者名/発表者名
      荊木康臣
    • 学会等名
      日本農業気象学会2023年全国大会OS
    • 招待講演
  • [学会発表] 作物ファンクショナルイメージングに関する研究 ー画像計測による電子伝達速度ETRの妥当性の検討ー2023

    • 著者名/発表者名
      佐伯知範、荊木康臣
    • 学会等名
      日本農業気象学会2023年全国大会
  • [学会発表] 深層学習を用いた画像からのLAI推定 -ハウス栽培イチゴへの応用-2023

    • 著者名/発表者名
      竹内廉、荊木康臣、原田浩介、重藤祐司
    • 学会等名
      日本農業気象学会2023年全国大会
  • [学会発表] 光化学分光反射指数PRI画像計測による面的な光合成評価に向けた基礎的研究2022

    • 著者名/発表者名
      佐伯知範、荊木康臣
    • 学会等名
      日本生物環境工学会2022年福岡大会
  • [学会発表] AIを活用した画像解析技術の花き生産への活用2022

    • 著者名/発表者名
      荊木康臣
    • 学会等名
      農研機構西日本農業研究センター問題別研究会
    • 招待講演

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公開日: 2023-12-25  

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