(57)【要約】【課題】稲穂などの穂の分岐構造を含む穂の形態を解析する汎用的な解析装置を提供する。【解決手段】本発明による植物の穂の分岐構造を解析する解析装置は、穂の画像を採取する画像採取部（１０１）と、該穂の画像から枝および籾を抽出する部分抽出部（１０３）と、枝の分岐の状態を定める分岐状態決定部（１０５）と、枝の分岐の状態に対応した木構造を有するデータファイル（１１５）と、を含む。該分岐状態決定部は、該枝の分岐の状態を該データファイルに格納する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物の穂の分岐構造を解析する解析方法であって、
穂の画像を採取するステップと、
該穂の画像から枝および籾を抽出するステップと、
枝の分岐の状態を定めるステップと、を含み、
該枝の分岐の状態を定めるステップは、該枝の分岐の状態を枝の分岐の状態に対応した木構造を有するデータファイルに格納することを含む解析方法。
【請求項２】
前記枝の分岐の状態を定めるステップは、穂の根元を上流とし、穂の根元付近の枝上に最初の始点を定め、該最初の始点の下流において該最初の始点に隣接する、枝の分岐点または籾をつける点である枝の端点を終点として該最初の始点から該終点までを枝成分とし、該終点が分岐点である場合には該終点を新たな始点として別の枝成分を定め、このようにして穂の枝全体を枝成分に分割することを含む請求項１に記載の解析方法。
【請求項３】
前記データファイルが全ての分岐点および端点に対応するポイントタグを含み、分岐点に対応するポイントタグは、該分岐点を始点とする枝成分の終点に対応するポイントタグを子要素として備え、該全ての分岐点および端点に対応するポイントタグは、隣接する上流の分岐点からの長さの情報を含み、木構造を形成する請求項２に記載の解析方法。
【請求項４】
分岐点または端点に対応するポイントタグは、該分岐点または端点の情報および該分岐点または端点を終点とする枝成分の情報を有する請求項３に記載の解析方法。
【請求項５】
端点に対応するポイントタグは、子要素として籾の情報を有する請求項３に記載の解析方法。
【請求項６】
前記籾の情報は、子要素として籾の状態を表す形質情報を含む請求項５に記載の解析方法。
【請求項７】
前記枝の分岐の状態を定めるステップは、始点からの距離が最も長い端点と該始点とを結ぶ枝成分からなる枝を、該始点から下流の主枝とし、該主枝から分岐する枝を該主枝の分岐枝とすることを含む請求項２に記載の解析方法。
【請求項８】
前記データファイルが全ての分岐点および端点に対応するポイントタグを含み、分岐点に対応するポイントタグは、該分岐点を始点とする枝成分の終点に対応するポイントタグを子要素として備え、該分岐点または端点に対応するポイントタグは、該分岐点または端点の情報および該分岐点または端点を終点とする枝成分の情報を有し、該枝成分の情報は、該枝成分が主枝であるか分岐枝であるかの情報を含む請求項７に記載の解析方法。
【請求項９】
植物の穂の分岐構造を解析する解析装置であって、
穂の画像を採取する画像採取部と、
該穂の画像から枝および籾を抽出する部分抽出部と、
枝の分岐の状態を定める分岐状態決定部と、
枝の分岐の状態に対応した木構造を有するデータファイルと、を含み、
該分岐状態決定部は、該枝の分岐の状態を該データファイルに格納する解析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植物の穂の分岐構造の解析方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
稲などの作物を含む植物の育種において、植物の形態などの有用な性質を数値化し、遺伝子型と比較することで、その性質に関連する遺伝子が染色体内のどこにあるかを推定するＱＴＬ（Quantitative Trait Locus）解析という手法が利用されている。たとえば、稲のＱＴＬ解析には、稲穂の形態、籾の着粒数および出穂日などの性質がパラメータとして使用される。
【０００３】
しかし、稲穂の形態は複雑であるので、従来、稲穂の形態をパラメータとして数値化するための測定は手作業で行う必要があった。具体的には、手作業で、一つの穂を展開し、枝の数、枝の分岐状態、枝の長さ、籾の数、籾の「稔」および「不稔」などを測定していた。このような作業は、非常に時間がかかり、また、熟練を要する作業であった。
【０００４】
近年、籾の形状を測定し、選別するする装置が開発されている（たとえば、特許文献１および特許文献２）。しかし、稲穂は、籾と異なり、立体的で複雑な構造を有する。立体的な構造を解析する方法としてＸ線ＣＴ（Computed Tomography）やＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）を利用する方法もあるが、装置が大掛かりとなり、処理するデータ量も膨大となるため汎用的ではない。このように、枝の分岐状態を含む稲穂などの穂の構造を解析する汎用的な解析方法および解析装置は開発されていない。
【特許文献１】特開２００２-３１２７６２号公報
【特許文献２】特開２００５-５５２４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、稲穂などの穂の分岐構造を含む穂の形態を解析する汎用的な解析方法および解析装置に対するニーズがある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による解析方法は、植物の穂の分岐構造を解析する解析方法であって、穂の画像を採取するステップと、該穂の画像から枝および籾を抽出するステップと、枝の分岐の状態を定めるステップと、を含む。該枝の分岐の状態を定めるステップは、該枝の分岐の状態を枝の分岐の状態に対応した木構造を有するデータファイルに格納することを含む。
【０００７】
本発明による解析装置は、植物の穂の分岐構造を解析する解析装置であって、穂の画像を採取する画像採取部と、該穂の画像から枝および籾を抽出する部分抽出部と、枝の分岐の状態を定める分岐状態決定部と、枝の分岐の状態に対応した木構造を有するデータファイルと、を含む。該分岐状態決定部は、該枝の分岐の状態を該データファイルに格納する。
【０００８】
本発明によれば、枝の分岐の状態に対応した木構造を有するデータファイルを使用するので、複雑なロジックを使用せずに穂の枝の分岐の状態を把握することが可能となる。したがって、本発明によれば、枝の分岐状態を含む稲穂などの穂の形態を解析する汎用的な解析方法および解析装置が提供される。
【０００９】
本発明の実施形態の特徴は以下のとおりである。
【００１０】
本発明の実施形態の解析方法において、前記枝の分岐の状態を定めるステップは、穂の根元を上流とし、穂の根元付近の枝上に最初の始点を定め、該最初の始点の下流において該最初の始点に隣接する、枝の分岐点または籾をつける点である枝の端点を終点として該最初の始点から該終点までを枝成分とし、該終点が分岐点である場合には該終点を新たな始点として別の枝成分を定め、このようにして穂の枝全体を枝成分に分割することを含む。
【００１１】
本実施形態によれば、穂の枝全体を枝成分に分割することにより、枝の分岐状態を含む穂の構造の解析が容易となる。
【００１２】
本発明の実施形態の解析方法において、前記データファイルが全ての分岐点および端点に対応するポイントタグを含み、分岐点に対応するポイントタグは、該分岐点を始点とする枝成分の終点に対応するポイントタグを子要素として備え、該全ての分岐点および端点に対応するポイントタグは、隣接する上流の分岐点からの長さの情報を含み、木構造を形成する。
【００１３】
本実施形態によれば、分岐点および端点に対応するポイントタグを親子の関係、すなわち、親を上位とし子を下位とする階層関係で結合することにより、枝の分岐の状態に対応した木構造を有するデータファイルを容易に作成することができる。
【００１４】
本発明の実施形態の解析方法において、分岐点または端点に対応するポイントタグは、該分岐点または端点の情報および該分岐点または端点を終点とする枝成分の情報を有する。
【００１５】
本実施形態によれば、枝の情報を枝の分岐の状態に対応した木構造を有するデータファイルに容易に格納することができる。
【００１６】
本発明の実施形態の解析方法において、端点に対応するポイントタグは、子要素として籾の情報を有する。
【００１７】
本実施形態によれば、籾の情報を枝の分岐の状態に対応した木構造を有するデータファイルに容易に格納することができる。
【００１８】
本発明の実施形態の解析方法において、前記籾の情報は、子要素として籾の状態を表す形質情報を含む。
【００１９】
本実施形態によれば、籾の状態を表す形質情報を、穂の構造に関する情報と組み合わせて活用することが可能となる。
【００２０】
本発明の実施形態の解析方法において、前記枝の分岐の状態を定めるステップは、始点からの距離が最も長い端点と該始点とを結ぶ枝成分からなる枝を、該始点から下流の主枝とし、該主枝から分岐する枝を該主枝の分岐枝とすることを含む。
【００２１】
本実施形態によれば、主枝と分岐枝とを自動的に判別することが可能となる。
【００２２】
本発明の実施形態の解析方法において、前記データファイルが全ての分岐点および端点に対応するポイントタグを含み、分岐点に対応するポイントタグは、該分岐点を始点とする枝成分の終点に対応するポイントタグを子要素として備え、該分岐点または端点に対応するポイントタグは、該分岐点または端点の情報および該分岐点または端点を終点とする枝成分の情報を有し、該枝成分の情報は、該枝成分が主枝であるか分岐枝であるかの情報を含む。
【００２３】
本実施形態によれば、枝成分が主枝であるか分岐枝であるかの情報を、他の穂の構造に関する情報と組み合わせて活用することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１は、本発明の実施形態による解析装置の構成を示す図である。解析装置は、穂の画像を採取する画像採取部１０１と、穂の枝および籾を含む部分を抽出する部分抽出部１０３と、穂の枝の分岐状態を定める分岐状態決定部１０５と、処理後のデータを保存するデータ管理部１０７と、入出力処理を管理する入出力部１０９と、を備える。解析装置は、さらに、記憶装置として、ワークファイル記憶部１１１と、配列変数ファイル記憶部１１３と、形態データファイル記憶部１１５と、保存ファイル記憶部１１７と、を備える。画像採取部１０１は、スキャナーから構成してもよい。部分抽出部１０３、分岐状態決定部１０５、データ管理部１０７、入出力部１０９および各記憶部は、１台または複数台のパーソナルコンピュータなどのコンピュータから構成してもよい。
【００２５】
図２は、本発明の実施形態による解析方法を示す流れ図である。図２のステップＳ０１０は、画像採取部１０１によって行われる。図２のステップＳ０２０乃至Ｓ１００は、部分抽出部１０３によって行われる。図２のステップＳ１１０は、分岐状態決定部１０５によって行われる。図２のステップＳ１２０は、データ管理部１０７によって行われる。
【００２６】
図２のステップＳ０１０において、画像採取部１０１は、穂の画像を読み込む。穂の画像の読み込みに先立ち、穂を展開し、枝および籾が重ならないように人手により透明のフィルム上に貼り付ける。画像採取部１０１は、透過型のスキャナーからなる。スキャナーの解像度は、３００乃至６００ｄｐｉ（ｄｐｉは、１インチ当たりの画素数）が好ましい。解像度をより高くすれば、測定分解能は向上するが、スキャン時間および解析時間が長くなりメモリ負荷が大きくなる。透過型のスキャナーを使用する理由は、反射型のスキャナーを使用すると、影が生じ、測定誤差や読み取りミスの原因となるからである。画像採取部１０１は、読み込んだ画像をワークファイル１１１に格納する。
【００２７】
図２のステップＳ０２０において、部分抽出部１０３は、画像採取部１０１によって読み込まれた画像を２値化する。部分抽出部１０３は、２値化された画像をワークファイル１１１に格納する。
【００２８】
図１５は、２値化された穂の画像の一例を示す図である。
【００２９】
図３は、図２のステップＳ０３０の詳細処理を示す流れ図である。
【００３０】
図３のステップＳ０３０１０において、部分抽出部１０３は、２値化された穂の画像において穂の籾部を枝部から分離する。穂の籾部を枝部から分離する処理は、市販の画像処理ソフトに含まれる分離処理機能を利用して実行してもよい。たとえば、収縮・膨張処理によって籾部を枝部から分離してもよい。収縮・膨張処理については、たとえば、穀粒選別を行う処理として特開２００５−８３７７５号公報に記載されている。
【００３１】
図３のステップＳ０３０２０において、部分抽出部１０３は、籾部のサイズが所定の範囲内であるかどうか判断する。籾部のサイズが所定の範囲内であるかどうか判断するには、たとえば以下の方法を使用してもよい。それぞれの籾部の領域（リージョン）の外接円と内接円とを求める。ここで、外接円とは、籾部の領域をすべて含む最小の円とし、内接円とは，籾部の領域に含まれる最大の円とする。外接円の直径は籾の長さに相当する。内接円の直径は籾の幅に相当する。一例として、外接円の直径が１０ｍｍ以下であり、内接円の直径が１ｍｍ以上のものを所定の範囲内であるとする。籾部のサイズが所定の範囲内であれば、ステップＳ０３０３０に進む。籾部のサイズが所定の範囲内でなければ、ステップＳ０３０４０に進む。
【００３２】
図３のステップＳ０３０３０において、部分抽出部１０３が、籾部のデータを保存する。
【００３３】
図３のステップＳ０３０４０において、部分抽出部１０３が、該籾部のデータを領域から消去する。
【００３４】
図１６は、抽出された籾部の画像の一例を示す図である。部分抽出部１０３は、抽出された籾部の画像をワークファイル１１１に格納する。
【００３５】
図４は、図２のステップＳ０４０の詳細処理を示す流れ図である。
【００３６】
図４のステップＳ０４０１０において、部分抽出部１０３は、２値化された穂の画像から籾部を除去する。
【００３７】
図４のステップＳ０４０２０において、部分抽出部１０３は、たとえば、枝の太さなどの枝サイズが所定の範囲内であるかどうか判断する。枝サイズが所定の範囲内であれば、ステップＳ０４０３０に進む。枝サイズが所定の範囲内でなければ、ステップＳ０４０４０に進む。
【００３８】
図４のステップＳ０４０３０において、部分抽出部１０３が、枝部のデータを保存する。
【００３９】
図４のステップＳ０４０４０において、部分抽出部１０３が、該枝部のデータを領域から消去する。
【００４０】
図４のステップＳ０４０５０において、部分抽出部１０３は、保存された枝部のデータの丸め（平滑化）処理を行う。
【００４１】
図１７は、抽出された枝部の画像の一例を示す図である。部分抽出部１０３は、抽出された枝部の画像をワークファイル１１１に格納する。
【００４２】
図５は、図２のステップＳ０５０の詳細処理を示す流れ図である。
【００４３】
図５のステップＳ０５０１０において、部分抽出部１０３は、枝部の細線化を行う。細線化とは、枝部の太さの情報を無視し、所定の線で表すことをいう。
【００４４】
図５のステップＳ０５０２０において、部分抽出部１０３は、枝の分岐点および端点を抽出する。ここで、分岐点とは枝が分岐している点であり、端点とは、枝の先端の籾がつくはずの点である。
【００４５】
図６は、図２のステップＳ０６０の詳細処理を示す流れ図である。
【００４６】
図６のステップＳ０６０１０において、部分抽出部１０３は、枝部から分岐点を除き、枝部を各枝成分に分割する。ここで、枝成分とは、隣接する２個の分岐点または隣接する分岐点と端点を両端とする枝の区間である。
【００４７】
図６のステップＳ０６０２０において、部分抽出部１０３は、画素の大きさを基準として各枝成分の長さを測定する。
【００４８】
図６のステップＳ０６０３０において、部分抽出部１０３は、各枝成分の番号、両端の点の座標および長さを配列変数ファイル１１３に格納する。
【００４９】
図２のステップＳ０７０において、入出力部１０９は、オペレータがワークファイル１１１に格納された画像データを編集するのを支援する。編集作業は、点の削除、点の追加、線の削除、線の追加、籾の削除、籾の追加、分岐点から端点への変更および端点から分岐点への変更を含む。具体的に、入出力部１０９は、ワークファイル１１１に格納された画像を表示する機能および表示された画像を使用したオペレータの編集作業を支援する機能を備える。より具体的に、たとえば、該画像を表示する画面上でそれぞれの編集支援機能を示すアイコンと編集対象とをマウスでクリックすることにより編集処理を行うようにしてもよい。入出力部１０９を経由したオペレータの指示により、部分抽出部１０３および分岐状態決定部１０５は、再計算、再描画などの再処理を行う。
【００５０】
図２のステップＳ０８０において、入出力部１０９は、オペレータが穂頂および穂首を指定するのを支援する。ここで、穂頂とは、穂の先端部分における、枝成分の境界点である。穂首とは、穂の根元の枝成分の境界点であり、後で説明するように穂の構造解析の起点となる点である。穂首から穂頂までを穂軸と呼ぶ。穂頂および穂首は、枝の径がやや太くなっているので、画像処理によって自動的に特定してもよいが、本実施形態においては、オペレータが指定することができるような構成とした。具体的に、入出力部１０９は、たとえば、ワークファイル１１１に格納された、枝部を抽出した画像を表示して、オペレータが該画像上で穂頂および穂首を示す点を、マウスをクリックすることにより指定できるようにしてもよい。入出力部１０９は、オペレータによって指定された穂頂および穂首の位置データを配列変数ファイル１１３に格納する。
【００５１】
図７は、図２のステップＳ０９０の詳細処理を示す流れ図である。
【００５２】
図７のステップＳ０９０１０において、部分抽出部１０３は、端点近傍の籾を検出する。
【００５３】
図７のステップＳ０９０２０において、部分抽出部１０３は、端点と籾との距離が所定の範囲内であるかどうか判断する。端点と籾との距離が所定の範囲内であれば、ステップＳ０９０３０に進む。端点と籾との距離が所定の範囲内でなければ、ステップＳ０９０４０に進む。
【００５４】
図７のステップＳ０９０３０において、部分抽出部１０３は、該端点と該籾とを結合する。
【００５５】
図７のステップＳ０９０５０において、部分抽出部１０３は、結合の結果を配列変数ファイル１１３に格納する。具体的に、配列変数ファイル１１３において籾の番号および座標を枝成分の番号と関連付ける。
【００５６】
図７のステップＳ０９０４０において、籾の設定を行わない。
【００５７】
図７のステップＳ０９０６０において、部分抽出部１０３は、未処理の端点がないかどうか判断する。未処理の端点がなければ、ステップＳ０９０７０に進む。未処理の端点があれば、ステップＳ０９０１０に戻る。
【００５８】
図７のステップＳ０９０７０において、部分抽出部１０３は、全ての籾部エリアについて、籾部エリアのグレースケール値の全画素平均値を求める。
【００５９】
図７のステップＳ０９０８０において、部分抽出部１０３は、判別分析法により、全画素平均値の閾値を求める。上記の閾値は、上記の閾値により籾部を二つのクラスに分類した際に、二つのクラス間分散を最大にするように求める。判別分析法については、たとえば、http://www.mm.media.kyoto-u.ac.jp/education/DIP/WEBPAGE_SECTION/section7/node2.htmlおよび特許４１２９５９８号公報（第３８乃至第４２３段落および第６５段落）に記載されている。
【００６０】
図７のステップＳ０９０９０において、部分抽出部１０３は、籾部エリアのグレースケール値の全画素平均値が閾値を超えるなら、該籾を「稔」、籾部エリアのグレースケール値の全画素平均値が閾値以下であれば、該籾を「不稔」とする。籾の「稔」状態は、籾殻の中に実が存在する状態を指し、「不稔」状態は、籾殻の中に実が存在しない状態を指す。
【００６１】
図７のステップＳ０９１００において、部分抽出部１０３は、「稔」または「不稔」の結果を配列変数ファイル１１３に格納する。
【００６２】
図８は、図２のステップＳ１００の詳細処理を示す流れ図である。
【００６３】
図８のステップＳ１００１０において、部分抽出部１０３は、枝成分の両端近傍の分岐点または端点を検出する。
【００６４】
図８のステップＳ１００２０において、部分抽出部１０３は、枝成分と分岐点または端点を結合する。
【００６５】
図８のステップＳ１００３０において、部分抽出部１０３は、結合の結果を配列変数ファイル１１３に格納する。具体的に、配列変数ファイル１１３において分岐点または端点の番号および座標を枝成分の番号と関連付ける。
【００６６】
図８のステップＳ１００４０において、部分抽出部１０３は、未処理の枝成分がないか判断する。未処理の枝成分がなければ処理を終了する。未処理の枝成分があれば、ステップＳ１００１０に戻る。
【００６７】
図９乃至図１１は、図２のステップＳ１１０の詳細処理を示す流れ図である。
【００６８】
図９のステップＳ１１０１０において、分岐状態決定部１０５は、形態データファイル１１５のファイル名を指定する。分岐状態決定部１０５は、部分抽出部１０３によって作成された配列変数ファイル１１３のデータを使用して処理を行い、形態データファイル１１５を作成する。形態データファイル１１５は、分岐点および端点に対応するポイントタグを構成要素として含み、ポイントタグは相互に関連付けられる。それぞれのポイントタグは、情報を有する。形態データファイル１１５は、ＸＭＬファイルで作成するのが好ましい。ＸＭＬファイルは、木構造のデータファイルである。ＸＭＬファイルについては、たとえば、特許第３４９２２４７号公報に記載されている。
【００６９】
図９のステップＳ１１０２０において、分岐状態決定部１０５は、穂首を起点とする。ここで、起点とは、穂の解析処理を開始する点である。起点を最上流点とし、起点から遠ざかる方向を下流方向とする。
【００７０】
図９のステップＳ１１０３０において、分岐状態決定部１０５は、起点を始点Ａとし、始点Ａのポイントタグを作成する。ここで、始点とは、枝成分の上流側の端の点である。分岐状態決定部１０５は、始点Ａのポイントタグに、始点Ａの属性値を加える。属性値は始点Ａの座標を含む。属性値のデータは、配列変数ファイル１１３から取得することができる。
【００７１】
図９のステップＳ１１０４０において、分岐状態決定部１０５は、始点Ａを含み、始点Ａから下流に位置する全ての枝成分を定める。
【００７２】
図９のステップＳ１１０５０において、分岐状態決定部１０５は、各枝成分の始点Ａ以外の端の点を終点Ｂ（Ｂ１、Ｂ２、・・・Ｂｎ）とする。ここで、ｎは、始点Ａを含み、始点Ａから下流に位置する全ての枝成分の数である。
【００７３】
図９のステップＳ１１０６０において、分岐状態決定部１０５は、始点Ａおよび終点Ｂ（Ｂ１、Ｂ２、・・・Ｂｎ）の枝成分を定める。
【００７４】
図９のステップＳ１１０７０において、分岐状態決定部１０５は、形態データファイル１１５において、始点Ａのポイントタグの子要素として終点Ｂ（Ｂ１、Ｂ２・・・Ｂｎ）のポイントタグを作成する。
【００７５】
図９のステップＳ１１０８０において、分岐状態決定部１０５は、終点Ｂ（Ｂ１、Ｂ２、・・・Ｂｎ）のポイントタグに、終点Ｂおよび枝成分ＡＢの属性値を加える。属性値は、終点Ｂの座標、枝成分ＡＢの長さを含む。属性値のデータは、配列変数ファイル１１３から取得することができる。
【００７６】
図９のステップＳ１１０９０において、分岐状態決定部１０５は、終点Ｂ（Ｂ１、Ｂ２、・・・Ｂｎ）が端点であるかどうか判断する。終点Ｂが端点であれば、ステップＳ１１１１０に進む。終点Ｂが端点でなければ、ステップＳ１１１００に進む。
【００７７】
図９のステップＳ１１１００において、分岐状態決定部１０５は、終点Ｂを次の始点ＡとしてステップＳ１１０４０に進む。
【００７８】
図９のステップＳ１１１１０において、分岐状態決定部１０５は、終点Ｂのポイントタグに端点の情報を加える。
【００７９】
以上の処理により、形態データファイル１１５において起点から端点までの全ての枝成分のポイントタグが作成される。
【００８０】
図９のステップＳ１１１２０において、分岐状態決定部１０５は、終点Ｂを次の始点ＡとしてステップＳ１１１３０に進む。
【００８１】
図１０のステップＳ１１１３０において、分岐状態決定部１０５は、端点である始点Ａにつながる籾を検索する。
【００８２】
図１０のステップＳ１１１４０において、分岐状態決定部１０５は、籾が別の枝成分につながるかどうか判断する。籾が別の枝成分につながれば、ステップＳ１１１６０に進む。籾が別の枝成分につながらなければ、ステップＳ１１１５０に進む。
【００８３】
図１０のステップＳ１１１６０において、分岐状態決定部１０５は、始点Ａのポイントタグの子要素としてブランチタグを作成する。ここで、ブランチタグとは、枝部分を表す別のファイルのファイル名を指定するタグである。穂の枝分かれが多く、穂の分岐構造を一枚のシートに展開できない場合、穂軸から１次枝梗を切り離して別途解析（計測）し、解析結果を別のファイル（形態データファイル）に格納する。その際にブランチタグを使用する。
【００８４】
図１０のステップＳ１１１５０において、分岐状態決定部１０５は、始点Ａのポイントタグの子要素としてグレインタグを作成する。グレインタグとは、端点のポイントタグの子要素であり、籾の情報を有するタグである。
【００８５】
図１０のステップＳ１１１７０において、分岐状態決定部１０５は、籾があるかどうか判断する。籾があれば、ステップＳ１１１９０に進む。籾がなければ、ステップＳ１１１８０に進む。
【００８６】
図１０のステップＳ１１１８０において、分岐状態決定部１０５は、籾がないことを示すように、脱粒タグ＝１とする。脱粒とは、穂から籾が落ちている状態を指す。その後、ステップＳ１１１９０に進む。
【００８７】
図１０のステップＳ１１１９０において、分岐状態決定部１０５は、グレインタグに各属性値を加える。各属性値は、籾の状態を表す形質情報であり、籾の粒サイズ、籾の「稔」または「不稔」状態および退化穎花の情報を含む。籾の粒サイズは、長さおよび幅を含む。籾部の長さおよび幅の計測については、図３のステップＳ３０２０の説明で記載した。上記のとおり、籾の「稔」状態は、籾殻の中に実が存在する状態を指し、「不稔」状態は、籾殻の中に実が存在しない状態を指す。「稔」状態または「不稔」状態の判定については、図７のステップＳ０９０７０乃至Ｓ０９１００の説明で記載した。退化穎花とは、花が実を結ばない状態を指す。退化穎花の情報は、図２のステップＳ０７０において、オペレータが入力するようにしてもよい。
【００８８】
以上の処理により、形態データファイル１１５において全ての端点のグレインタグまたはブランチタグが作成される。
【００８９】
図１１のステップＳ１１２００において、分岐状態決定部１０５は、穂首を起点とする。
【００９０】
図１１のステップＳ１１２１０において、分岐状態決定部１０５は、形態データファイル１１５を使用して起点から全ての端点までの経路を定める。
【００９１】
図１１のステップＳ１１２２０において、分岐状態決定部１０５は、形態データファイル１１５を使用して全ての経路の距離を計算する。
【００９２】
図１１のステップＳ１１２３０において、分岐状態決定部１０５は、形態データファイル１１５において起点を含む最長の経路上にある分岐点および端点を主枝の分岐点および端点とする。穂首である起点を含む主枝は穂軸である。穂軸から分岐した分岐枝を１次枝梗、１次枝梗から分岐した分岐枝を２次枝梗、２次枝梗から分岐した分岐枝を３次枝梗と呼称する。なお、穂頂が指定されている場合には、穂首と穂頂を結ぶ枝を穂軸としてもよい。
【００９３】
図１１のステップＳ１１２４０において、分岐状態決定部１０５は、形態データファイル１１５において、主枝とされた分岐点および端点のポイントタグが備える主枝のフラグを立てる。ポイントタグが備える主枝のフラグは、ポイントタグに対応する分岐点または端点が主枝上に位置するときに立てられる。
【００９４】
図１１のステップＳ１１２５０において、分岐状態決定部１０５は、形態データファイル１１５において、主枝上に未処理の分岐点が有るかどうか判断する。未処理の分岐点とは、経路の距離が計算されていない下流の分岐枝につながる分岐点である。主枝上に未処理の分岐点がなければ処理を終了する。主枝上に未処理の分岐点が有れば、ステップＳ１１２６０に進む。
【００９５】
図１１のステップＳ１１２６０において、分岐状態決定部１０５は、未処理の分岐点につながるもう一方の分岐点を起点とし、ステップＳ１１２１０に進む。
【００９６】
ここで、形態データファイル１１５の構成を枝の分岐状態と対応して説明する。
【００９７】
図１３は、枝の分岐状態の一例を示す図である。図１３において、Ｔ１は起点、Ｔ２は端点を表す。Ｄ１、Ｄ２およびＤ３は、分岐点を表す。
【００９８】
図１４は、図１３に示された枝の分岐状態に対応する形態データファイルの構成を示す図である。形態データファイルは、起点、端点および分岐点に対応するポイントタグを構成要素とする木構造をなす。起点のポイントタグを除くポイントタグは、他のポイントタグの子要素となる。このように全てのポイントタグは、親子の関係、すなわち、親を上位とし子を下位とする階層関係によって関連付けられる。それぞれのポイントタグは、対応する分岐点などの情報および枝成分の情報を含む。
【００９９】
図１４において、具体的に、Ｔ１およびＤ１は、起点Ｔ１および分岐点Ｄ１に対応するポイントタグを表す。ポイントタグＴ１は、子要素としてポイントタグＤ１を有し、ポイントタグＤ１は、子要素としてポイントタグＤ２およびＤ３を有し、ポイントタグＤ３は、子要素としてポイントタグＴ２およびＴ３を有する。ポイントタグＤ２の子要素は図示していない。図１４において、（主）および（分）は、それぞれ、主枝のフラグが立っていることおよび立っていないことを表す。たとえば、Ｄ２が（主）であることは、Ｄ１を基準として、枝成分Ｄ１−Ｄ２が主枝であることを表す。これに対して、Ｄ３は、（分）であるので、Ｄ１を基準として、枝成分Ｄ１−Ｄ３は分岐枝である。枝成分Ｔ１−Ｄ１が穂軸であるとすると、枝成分Ｄ１−Ｄ３は、１次枝梗であり、枝成分Ｄ３−Ｔ３は、２次枝梗である。このように、起点から問題とする点までの経路における、立っていない主枝のフラグの数により、問題とする点を含む枝梗の次数を判断することができる。
【０１００】
図１８乃至２３は、形態データファイル１１５の情報のみを利用して、分岐状態決定部１０５によって作成された穂型図の一例を示す図である。
【０１０１】
図１８は、枝成分の位置情報を使用した穂型図の一例を示す図である。
【０１０２】
図１９は、枝成分の位置情報および長さ情報を使用せずに、模式化した穂型図の一例を示す図である。枝成分の長さは、枝梗の次数などにしたがって定めた所定値としている。
【０１０３】
図２０は、図１９の穂型図から籾を除去し枝のみを残した、模式化した穂型図の一例を示す図である。
【０１０４】
図２１は、枝成分の長さ情報を使用し、籾を除去し枝のみを残した、模式化した穂型図の一例を示す図である。
【０１０５】
図２２は、枝成分の長さ情報を使用し、立体的（３次元）に模式化した穂型図の一例を示す図である。立体的に模式化した穂型図を作成する際に、分岐枝と主枝との角度、分岐枝の伸びる方向などは、所定の固定値を使用する。
【０１０６】
図２３は、枝成分の長さ情報を使用し、籾を除去し枝のみを残した、立体的に模式化した穂型図の一例を示す図である。
【０１０７】
図１２は、図２のステップＳ１２０の詳細処理を示す流れ図である。
【０１０８】
図１２のステップＳ１２０１０において、データ管理部１０７は、分岐点領域を保存ファイル１１７に保存する。
【０１０９】
図１２のステップＳ１２０２０において、データ管理部１０７は、端点領域を保存ファイル１１７に保存する。
【０１１０】
図１２のステップＳ１２０３０において、データ管理部１０７は、枝領域を保存ファイル１１７に保存する。
【０１１１】
図１２のステップＳ１２０４０において、データ管理部１０７は、籾領域を保存ファイル１１７に保存する。
【０１１２】
図１２のステップＳ１２０５０において、データ管理部１０７は、設定パラメータを保存ファイル１１７に保存する。設定パラメータとは，籾サイズおよび枝サイズの所定範囲の上下限値などである。
【０１１３】
図１２のステップＳ１２０６０において、データ管理部１０７は、穂首位置が設定されているかどうか判断する。穂首位置が設定されていれば、ステップＳ１２０７０に進む。穂首位置が設定されていなければ、ステップＳ１２０８０に進む。
【０１１４】
図１２のステップＳ１２０７０において、データ管理部１０７は、穂首位置を保存ファイル１１７に保存する。
【０１１５】
図１２のステップＳ１２０８０において、データ管理部１０７は、穂頂位置が設定されているかどうか判断する。穂頂位置が設定されていれば、ステップＳ１２０９０に進む。穂頂位置が設定されていなければ処理を終了する。
【０１１６】
図１２のステップＳ１２０９０において、データ管理部１０７は、穂頂位置を保存ファイル１１７に保存する。
【０１１７】
上記のように編集状態を保存することにより、作業を中断した後に容易に再開することができる。
【０１１８】
上記の実施形態によれば、穂の形態を数値化するための作業が大幅に低減でき、熟練を要する作業も必要がなくなる。また、手作業では測定が困難な曲線状の枝の長さも測定することができる。さらに、多粒のために一度に展開できないような穂については、穂軸と１次枝梗とを分割して解析（測定）することもできる。
【０１１９】
上記の実施形態によれば、穂の形態についてのパラメータが形態データファイル１１５にまとめられている。したがって、穂の形態について性質を解析する場合、穂の形態の測定をやり直すことなく、形態データファイル１１５を繰り返し利用することができるので便利である。また、形態データファイル１１５から、図２０乃至図２３に示したような、種々の２次元および３次元の穂型図を作成することができるので、穂の形態の把握がより容易となる。
【０１２０】
上記の実施形態は、稲の穂を例として説明した。しかし、本発明の解析方法および解析装置は、稲以外の穀物（植物）の穂に適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１２１】
【図１】本発明の実施形態による解析装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態による解析方法を示す流れ図である。
【図３】図２のステップＳ０３０の詳細処理を示す流れ図である。
【図４】図２のステップＳ０４０の詳細処理を示す流れ図である。
【図５】図２のステップＳ０５０の詳細処理を示す流れ図である。
【図６】図２のステップＳ０６０の詳細処理を示す流れ図である。
【図７】図２のステップＳ０９０の詳細処理を示す流れ図である。
【図８】図２のステップＳ１００の詳細処理を示す流れ図である。
【図９】図２のステップＳ１１０の詳細処理を示す流れ図である。
【図１０】図２のステップＳ１１０の詳細処理を示す流れ図である。
【図１１】図２のステップＳ１１０の詳細処理を示す流れ図である。
【図１２】図２のステップＳ１２０の詳細処理を示す流れ図である。
【図１３】枝の分岐状態の一例を示す図である。
【図１４】図１３に示された枝の分岐状態に対応する形態データファイルの構成を示す図である。
【図１５】２値化された穂の画像の一例を示す図である。
【図１６】抽出された籾部の画像の一例を示す図である。
【図１７】抽出された枝部の画像の一例を示す図である。
【図１８】枝成分の位置情報を使用した穂型図の一例を示す図である。
【図１９】枝成分の位置情報および長さ情報を使用せずに、模式化した穂型図の一例を示す図である。
【図２０】図１９の穂型図から籾を除去し枝のみを残した、模式化した穂型図の一例を示す図である。
【図２１】枝成分の長さ情報を使用し、籾を除去し枝のみを残した、模式化した穂型図の一例を示す図である。
【図２２】枝成分の長さ情報を使用し、立体的に模式化した穂型図の一例を示す図である。
【図２３】枝成分の長さ情報を使用し、籾を除去し枝のみを残した、立体的に模式化した穂型図の一例を示す図である。
【符号の説明】
【０１２２】
１０１…画像採取部、１０３…部分抽出部、１０５…分岐状態決定部、１０７…データ管理部、１０９…入出力部、１１５…形態データファイル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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