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2023 年度 実績報告書

植物器官の周期的出現パタンとその変調による個体の「かたち」の多様性の統合的理解

公募研究

研究領域細胞システムの自律周期とその変調が駆動する植物の発生
研究課題/領域番号 22H04727
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) 2022-04-01 – 2024-03-31
キーワード形態測定学 / 植物フェノタイピング / 機械学習 / 画像解析
研究実績の概要

植物器官の3次元空間における周期的出現パタンとその変調が生み出す植物個体の「かたち」の多様性の統合的理解を目指し,3次元的な器官の配置,サイズ,形状の定量化と,その統合による「かたち」の評価方法の開発に取り組んだ.
植物個体の3次元的「かたち」の例として,昨年度に引き続きダイズを対象に3次元データの蓄積を進めた.簡易的な写真測量スタジオを用いた多視点画像の取得,得られた多視点画像に対するアノテーション,アノテーションデータを利用したマスク画像生成とそのための機械学習モデルの作成をおこない,Structure from Motion(SfM)とmulti-view stereo(MVS)による点ベースの3次元再構築により点群データを取得した.これら多視点画像データ,アノテーションデータ,点群データを合わせて蓄積している.現在これらのデータの公開準備をおこなっている.
また,複数器官からなる構造の定量化のために三次元空間中に植物の解剖学的な情報をマッピングする手法の開発を進めた.具体的には,二次元画像の解析と三次元再構築を組み合わせた葉縁再構築手法の開発,マスク画像を利用したSfM/MVSパイプラインの最適化,に取り組んだ.マスク画像を利用したSfM/MVSパイプラインの最適化では,深層学習によるマスク画像の作成,SfM/MVSの際のマスク画像の設定タイミング,特定の形質値を推定するための形態モデルの種類についての定量的な比較をおこない,ダイズ個体を対象とした計測における最適なシナリオを提案した.

現在までの達成度 (段落)

令和5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5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 2024 2023

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Three-dimensional leaf edge reconstruction combining two- and three-dimensional approaches2024

    • 著者名/発表者名
      Murata Hidekazu、Noshita Koji
    • 雑誌名

      Plant Phenomics

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.34133/plantphenomics.0181

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A comparative study of plant phenotyping workflows based on three-dimensional reconstruction from multi-view images2024

    • 著者名/発表者名
      Daiki Someno、Noshita Koji
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1101/2024.03.21.586185

    • オープンアクセス
  • [学会発表] ktch: モデルベース形態測定学向けPythonパッケージ2024

    • 著者名/発表者名
      野下 浩司
    • 学会等名
      生態学会
  • [学会発表] ktch: モデルベース形態測定学向けPythonパッケージ2023

    • 著者名/発表者名
      野下 浩司.
    • 学会等名
      数理生物学会
  • [学会発表] Plant phenotyping methods using image analysis, machine learning, mathematics, and morphometrics2023

    • 著者名/発表者名
      Noshita, K.
    • 学会等名
      ICIAM WIS2023
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Three-dimensional leaf edge reconstruction using a combination of two- and three-dimensional phenotyping approaches2023

    • 著者名/発表者名
      Noshita, K.
    • 学会等名
      Summit on the Frontiers of Plant Phenomics
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2024-12-25  

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