注釋數(shù)據(jù)集的產(chǎn)生和可用性對(duì)于自動(dòng)化表型分析方法的訓(xùn)練和評(píng)估是必不可少的。由于基于3D視覺的表型分析技術(shù)的進(jìn)步以及難以完全注釋復(fù)雜的3D植物結(jié)構(gòu)，對(duì)具有器官級(jí)標(biāo)記的真實(shí)植物的完整3D模型的需求更加明顯。

本文介紹了用X射線斷層成像技術(shù)獲得的11個(gè)帶注釋的真實(shí)薔薇屬植物3D模型的ROSE-X數(shù)據(jù)集。手動(dòng)執(zhí)行注釋，以便以器官標(biāo)簽的形式為與植物莖相對(duì)應(yīng)的體素提供地面真實(shí)數(shù)據(jù)。此數(shù)據(jù)集既可作為執(zhí)行器官級(jí)分割的監(jiān)督學(xué)習(xí)方法的訓(xùn)練數(shù)據(jù)，也可作為評(píng)估其性能的基準(zhǔn)。數(shù)據(jù)集中的rosebush模型具有高質(zhì)量和復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，器官之間經(jīng)常互相重疊交叉對(duì)現(xiàn)有的植物器官分割方法提出了挑戰(zhàn)。作者報(bào)告了使用四種基線方法獲得的葉/莖分割結(jié)果。通過使用隨機(jī)森林分類器訓(xùn)練局部特征的體積方法可獲得最佳性能，葉子和莖類的聯(lián)合相交（IoU）值分別為97.93％和86.23％。

數(shù)據(jù)集中的rosebush模型示例。對(duì)原始的X射線體積進(jìn)行閾值處理和掩碼處理，得到如圖a所示的實(shí)體部分。體積中的每個(gè)體素被注釋為葉、莖、花、盆或標(biāo)簽，以獲得如b所示的地面真實(shí)分割。c中，只顯示了植物地上部分，不包括花盆和標(biāo)簽。d中顯示了只與莖類對(duì)應(yīng)的體素。

通過基線方法預(yù)測(cè)的玫瑰花灌木樣本的葉和莖標(biāo)簽。

通過基線方法預(yù)測(cè)的玫瑰花灌木樣本的莖標(biāo)簽。


紅色橢圓突出顯示的基線方法的錯(cuò)誤預(yù)測(cè)示例。

作者提供了11種薔薇屬植物的帶注釋3D數(shù)據(jù)集，用于器官分割方法的訓(xùn)練和評(píng)估。還報(bào)告了基線方法的葉/莖分割結(jié)果，這些結(jié)果有待改進(jìn)。該數(shù)據(jù)集與基線結(jié)果一起，有可能成為未來植物自動(dòng)表型研究的重要資源。

來源：Plant Methods.ROSE-X: an annotated data set for evaluation of 3D plant organ segmentation methods.Helin Dutagaci, Pejman Rasti, Gilles Galopin & David Rousseau.https://plantmethods.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13007-020-00573-w