浙江托普云農(nóng)科技股份有限公司研制的水稻整穗考種測量系統(tǒng)（典型型號(hào)TPDS-X-1 plus），是一套集成均勻透射背光成像、深度學(xué)習(xí)視覺分割與穗部拓?fù)浣馕鏊惴ǖ膰a(chǎn)科研級(jí)表型分析裝備，可在不脫粒、不破壞樣本的前提下，對(duì)水稻整穗穗部形態(tài)學(xué)參數(shù)與枝梗結(jié)構(gòu)性狀進(jìn)行定量提取，服務(wù)于水稻遺傳育種、品種區(qū)試及穗型構(gòu)型研究。

一、系統(tǒng)構(gòu)成與工作原理

硬件組成

均勻透射背光板：超薄LED背光光源裝置，提供無陰影透射光照，使稻穗籽粒與背景形成高對(duì)比度二值化圖像。

成像與終端：兼容高清數(shù)碼相機(jī)或智能移動(dòng)終端（Android系統(tǒng)），內(nèi)置自動(dòng)像素標(biāo)定標(biāo)尺，支持任意高度與角度拍攝后的幾何畸變校正。

承載與暗箱：磨砂黑底承托面板，抑制環(huán)境雜散光反射干擾，確保穗軸與一次/二次枝梗輪廓清晰可辨。

測量原理

將完整水稻穗子平鋪于背光板上，移動(dòng)終端采集整穗俯視圖像；軟件基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN）與計(jì)算機(jī)視覺算法，自動(dòng)識(shí)別穗軸主軸、一次枝梗、二次枝梗及著生籽粒輪廓，通過像素—物理尺寸標(biāo)定換算實(shí)際長度與數(shù)量，并按分枝序列對(duì)各枝梗獨(dú)立解算著粒數(shù)與長度，實(shí)現(xiàn)整穗無損數(shù)字化重建。

二、核心分析功能

1、多參數(shù)批量分析：一鍵化自動(dòng)分析各枝梗穗粒數(shù)、一次枝梗長度和對(duì)應(yīng)穗粒數(shù)、二次枝梗長度和對(duì)應(yīng)穗粒數(shù)、枝梗著粒密度、穗著粒密度以及平均值等，共測量23個(gè)參數(shù)指標(biāo)。

2、枝?？烧w或者分步分析：一次枝梗和二次枝?？蓡为?dú)分析，也可同時(shí)分析。

3、LED 背光光源裝置：能夠去除種子陰影和雜質(zhì)，背光清晰

4、自動(dòng)換成千粒重：可通過識(shí)別的種子粒數(shù)，輸入重量，可自動(dòng)換算出千粒重。

5、數(shù)據(jù)采集方式：可多點(diǎn)快速取樣，數(shù)據(jù)可批量分析并獲取平均值。

6、比例尺自動(dòng)矯正：任意手機(jī)可拍照，且拍攝成像視角可以被自動(dòng)矯正，避免了拍照變形誤差。

7、智能修正：動(dòng)觸摸屏幕進(jìn)行修正，使結(jié)果更精準(zhǔn)，可達(dá)*。

8、數(shù)據(jù)查看：數(shù)據(jù)查看多樣化，拍照分析后即可查看結(jié)果，也可在歷史記錄中查看數(shù)據(jù)報(bào)表。

9、數(shù)據(jù)導(dǎo)出和共享：支持?jǐn)?shù)據(jù)修正、查詢、編輯和導(dǎo)出，數(shù)據(jù)可導(dǎo)出Excel格式，并可分享至微信、QQ或者釘釘，便于多應(yīng)用方式查看數(shù)據(jù)。

10、動(dòng)態(tài)加密：可通過驗(yàn)證碼進(jìn)行加密，一個(gè)賬號(hào)可在多個(gè)手機(jī)上使用，但不能同時(shí)使用。

三、典型應(yīng)用領(lǐng)域

水稻遺傳育種：大批量育種材料穗部性狀（穗長、一次/二次枝梗數(shù)及長度、著粒密度、粒數(shù)）高通量篩選，為理想株型育種與QTL定位提供數(shù)字化表型數(shù)據(jù)。

品種區(qū)域試驗(yàn)與DUS測試：為品種比較試驗(yàn)及特異性—一致性—穩(wěn)定性測試提供可重復(fù)量化的穗部性狀證據(jù)。

產(chǎn)量構(gòu)成解析：結(jié)合單位面積穗數(shù)，輔助理論產(chǎn)量估算與高產(chǎn)親本選配。

栽培與脅迫研究：不同播期、密度、肥力或逆境條件下穗部構(gòu)型及結(jié)實(shí)性狀變化的定量評(píng)估。

四、學(xué)術(shù)價(jià)值評(píng)述

該系統(tǒng)以國產(chǎn)無損成像解析方案取代傳統(tǒng)人工脫粒數(shù)粒與直尺測量，克服了人工考種效率低、主觀誤差大、穗部枝梗結(jié)構(gòu)性狀難以量化的局限，使水稻穗部表型從經(jīng)驗(yàn)描述升級(jí)為具拓?fù)湫蛄行畔⒌臄?shù)字化參數(shù)，是水稻育種與表型組學(xué)研究中具代表性的本土化考種裝備。

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