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2020 年度 実績報告書

作物3D形態ベンチマークデータセットの構築による植物フェノタイピング研究の加速

研究課題

研究課題/領域番号 19K15946
研究機関九州大学

研究代表者

野下 浩司  九州大学, 理学研究院, 助教 (10758494)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2021-03-31
キーワード植物フェノタイピング / 数理モデル / 形態測定学
研究実績の概要

本年度は,植物体地上部の3次元形態データセット作成に向けて,3次元形態データの収集,アノテーションデータの作成,複雑な表現型を表現するための数理モデルの改良,を引き続き実施した.得られた結果から,3次元形態データのデータセット構築,機械学習用ラベルデータの作成,従来取得が難しかった形態情報の推定ができた.
具体的には,植物フェノタイピングのためのベンチマークデータセット作成に向けて,アノテーションデータの作成,深層学習を利用した画像解析の適用,3次元形態データの収集の実施に加え,多視点画像を利用した輪郭情報抽出について可能性を検討した.アノテーションデータとして,特にダイズを対象に,各個体あるいは各小葉等をインスタンスとしてラベリングをおこない,Mask R-CNNによるインスタンスセグメンテーションの学習データとして活用した.同時にSfM及びMVSによる3次元再構築をおこない,点群データの収集も進めた.これらの点群データは開発済みのパイプラインを用いて,形態情報の抽出をおこないデータとして蓄積した.ここでは基本的な面積や角度,位置などの情報の取得をおこなっている.さらに多視点画像を活用し,3次元空間中の葉の輪郭情報を精度良く抽出するためのパイプライン開発も進めた.こちらの結果についてはシミュレーションデータによる検証を進めている.
現在,蓄積したデータをデータセットとして整理を進めており,終了次第,公開する.

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (4件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Climate-smart crops: key root anatomical traits that confer flooding tolerance2021

    • 著者名/発表者名
      Yamauchi Takaki、Noshita Koji、Tsutsumi Nobuhiro
    • 雑誌名

      Breeding Science

      巻: 71 ページ: 51~61

    • DOI

      10.1270/jsbbs.20119

  • [雑誌論文] Field‐based individual plant phenotyping of herbaceous species by unmanned aerial vehicle2020

    • 著者名/発表者名
      Guo Wei、Fukano Yuya、Noshita Koji、Ninomiya Seishi
    • 雑誌名

      Ecology and Evolution

      巻: 10 ページ: 12318~12326

    • DOI

      10.1002/ece3.6861

  • [雑誌論文] A theoretical morphological model for quantitative description of the three-dimensional floral morphology in water lily (Nymphaea)2020

    • 著者名/発表者名
      Kirie Shiryu、Iwasaki Hideo、Noshita Koji、Iwata Hiroyoshi
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 15 ページ: e0239781

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0239781

  • [雑誌論文] 植物科学の「人工知能」との関わり方を考える2020

    • 著者名/発表者名
      大倉 史生、水谷 未耶、野下 浩司、戸田 陽介
    • 雑誌名

      植物科学の最前線

      巻: 11 ページ: 185~206

    • DOI

      10.24480/bsj-review.11c2.00191

  • [学会発表] 3次元空間における植物葉面再構築と輪郭形状解析2021

    • 著者名/発表者名
      野下 浩司
    • 学会等名
      日本生態学会第68回全国大会

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公開日: 2021-12-27  

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