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葉面積測定方法

2012/04/17 筑波大学 野田響

葉面積の測定方法としては,LI-3100やLI-3000のような葉面積計を使う方法が一般的である。しかし,以下のようにスキャナで葉の画像を取り込み,その画像を解析することで簡単に測定することができる。

スキャナでの葉の画像の取り込み

面積を測定したい葉をスキャナに置いて読み込む。この際,必ずdpiの指定を行う。

dpiは,1インチの幅の中に表現するドット数を表しており,画像から面積を算出する際に必要になる。

画像の解析による面積の推定

LIA32を使う方法(windows専用)

フリーソフトlia32を用いれば上記の葉のスキャンイメージから葉面積を測定することができる。

ただし,緑葉にしか使えなかったり,葉以外のものも「葉」と判別してしまうことがあり,そのような場合には他の画像編集ソフトウェアで予め画像を処理しておくことが必要である。

GRASSでの面積推定

ここにある”leaf.png”を例にとって説明する(クスノキの若い葉,300dpiで取り込んだもの。葉の丸い穴は色素定量に使ったleaf discである)。

GRASSを開いて,対象となる画像を取り込んでRGBに分ける。

GRASS> r.in.gdal input=leaf.png output=leaf

これで,"leaf.red", "leaf.green", "leaf.blue"の3つが作られる。 まず,regionを対象の図に合わせる。

GRASS> g.region rast=leaf.red

次に,RGBの値を元に,画像の「葉」とその他の部分のピクセルを分ける。 緑葉は,比較的greenとredの値が高く,blueの値が低いことを利用して,葉の部分を1,葉でない部分をnullに分ける。

GRASS> r.mapcalc "LA=if((leaf.green*2+leaf.red)-(leaf.blue*3) >45, 1, null())"

葉の色によっては,うまく判別できていないこともある。そこで,対象となる画像から,葉が正しく識別されているかを確認する。

GRASS> d. mon x0
GRASS> d.rast LA

http://pen.agbi.tsukuba.ac.jp/~RStiger/photo/experiment/leaf_grass.jpg

このように表示されればよい。もし,うまく識別できなければ,上のr.mapcalcの式の数字を調整する。

この画像から,”1(=葉のある部分)”のピクセル数を出す。

GRASS> r.stats input=LA -a

すると,以下のような数字が端末に表示される。

1 600582.000000
* 928512.000000

1行目の1の右側に表示された数字が葉のある部分のピクセル数である。

次に,ピクセル数を面積に換算する。たとえば,300dpiでスキャンした画像であれば,以下で計算できる。

葉面積(cm2)= ピクセル数/(300 x 300) x 2.54 x 2.54

                (1インチ = 2.54 cm)