LemnaTec軟件軟件包分為不同部分：LemnaLauncher作為切入點(diǎn)，快速地評估測量；LemnaControl軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)成像設(shè)置和儀器的控制；LemnaBase提供數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)設(shè)施，用于存儲和訪問圖像；LemnaGrid是綜合性的圖像分析工具箱；LemnaMiner進(jìn)行基本數(shù)據(jù)分析，并具有所有標(biāo)準(zhǔn)格式的全面導(dǎo)出功能。

LemnaTec的所有軟件都在不斷改進(jìn)，以適應(yīng)日益增長的智能圖像和數(shù)據(jù)分析需求

1. LemnaLauncher

LemnaLauncher是允許訪問整個(gè)產(chǎn)品范圍內(nèi)的所有LemnaTec軟件產(chǎn)品的主要框架。所有研究圖像，分析結(jié)果和元數(shù)據(jù)均可在LemnaLauncher中訪問，并直接與研究者的產(chǎn)品配置和圖像分析配置設(shè)置相關(guān)聯(lián)。這提供了完整的數(shù)據(jù)管理和衡量質(zhì)量的保證。所有軟件模塊的集成可為研究者提供了一個(gè)完整的數(shù)字表型工作流程 - 從數(shù)據(jù)采集，圖像分析到LemnaMiner的統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示。另外，連續(xù)的工作過程可以加速結(jié)果生成和分析，而無需人為干擾，很大程度的保證數(shù)據(jù)完整性。

對于從開始準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)，到控制實(shí)驗(yàn)運(yùn)行到分析所有任務(wù)，LemnaLauncher為這些任務(wù)提供了初始界面，同時(shí)為研究人員提供了補(bǔ)充功能和選項(xiàng)。

在實(shí)驗(yàn)期間，特色的數(shù)據(jù)監(jiān)視查看器使研究人員能夠不斷更新有關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。使用概覽圖塊查看器，用戶可以訪問所獲取的圖像和附加的元數(shù)據(jù)，例如。圖像分析結(jié)果由LemnaGrid提供，附加信息，如位置，PAR，RH和附加到Scanalyzer^Field的其他天氣數(shù)據(jù)。

圖1：LemnaLauncher樹視圖

為了監(jiān)控所有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，LemnaLauncher介紹了快照概念，將所有圖像和分析結(jié)果組織成為一個(gè)方便的概述格式—由代表實(shí)驗(yàn)的ID標(biāo)簽和獲取快照的時(shí)間定義。通過常見的測量標(biāo)記后，快照被分好組，用于對同一實(shí)驗(yàn)的group assays。

為了全面了解快照信息，研究人員可以選擇一個(gè)測試圖像，并將其與所有可用圖像進(jìn)行比較，將視圖分割成多個(gè)顯示這樣可以給到研究者更快速和更詳細(xì)的印象。例如對照和處理組植株的生長速率測量與分析。同事，研究者有機(jī)會同時(shí)查看所有可用的圖像模式，以檢測早期跡象實(shí)驗(yàn)條件，并檢測處理組和對照組之間的細(xì)微差異。

實(shí)驗(yàn)完成后，數(shù)據(jù)準(zhǔn)備進(jìn)行分析，并且在快速查看圖像后，研究人員可以直接訪問統(tǒng)計(jì)工具箱LemnaMiner而不需要離開LemnaLauncher。

特征：

 - 系統(tǒng)用戶的創(chuàng)建和管理

 - 提供主屏幕并授予對LemnaTec軟件模塊的訪問權(quán)限：

?LemnaBase，數(shù)據(jù)庫管理

?LemnaControl控制連接的硬件（鏈接到Control和硬件）

? LemnaGrid圖像分析工具箱

?LemnaMiner顯示和過濾實(shí)驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)相關(guān)數(shù)據(jù)

 - 樹視圖，全面了解所有獲取的圖像和附加的元數(shù)據(jù)，如圖像分析，重量，澆水量

?過濾所顯示項(xiàng)目的選項(xiàng)，這將有助于您跟蹤數(shù)據(jù)，即使是存儲在數(shù)據(jù)庫中的數(shù)千張圖像    

 - 按快照過濾，例如顯示有關(guān)特定特征或單個(gè)地塊的所有信息

 - 僅顯示特定實(shí)驗(yàn)或研究人員的圖像和結(jié)果

 - 在特定時(shí)間范圍內(nèi)僅顯示快照

?排序選項(xiàng)，使得查找的效率更高。

-   按時(shí)間

 - 快照ID

 - 實(shí)驗(yàn)

 - 研究員

 - 等等

?查看模式，快速查看和手工調(diào)查您的表型數(shù)據(jù)。

 - 單一查看，詳細(xì)檢查

?查看獲取的單個(gè)圖像（RGB，熒光等）（鏈接到相機(jī)）

?圖像分析結(jié)果

?附加元數(shù)據(jù)

 - 多視圖，所有信息一目了然或比較不同的結(jié)果，一次最多16張圖像

?一次查看單個(gè)圖片的所有獲取圖像，以便輕松檢查內(nèi)部的相關(guān)性或差異

- 數(shù)據(jù)監(jiān)視器，跟蹤您的硬件

?所有當(dāng)前和計(jì)劃任務(wù)的概述

 - 分析作業(yè)，已分析的圖像以及服務(wù)器仍需要分析的內(nèi)容

 - 維護(hù)，這將有助于您安排所有必要的維護(hù)工作在您的硬件

 - 提前通知，編輯并查看每個(gè)植株的計(jì)劃成像方案。例如。將您的對照組僅進(jìn)行VIS成像，而處理組中使用所有可用的攝像機(jī)成像。

 - 系統(tǒng)作業(yè)概述了預(yù)定的任務(wù)，如澆水和成像作業(yè)。

2. LemnaControl

LemnaTec 會充分考慮到客戶在開發(fā)和改進(jìn)過程中軟件的需求。 每個(gè)試驗(yàn)以前，會教給客戶怎么識別苗圃的位置，客戶可以使用手動(dòng)操作，工業(yè)裝置用來將 Field Scanalyzer ^Field系統(tǒng)的 X 和 Y 軸方向精確的設(shè)置，可以 保證所有的圖片都可以正確的采集，即使在播種時(shí)存在差異也是可以的。 在控制軟件界面，客戶可以根據(jù)試驗(yàn)計(jì)劃安排成像工作。 成像工作包括相機(jī)的選擇、成像區(qū)域、高度選擇和成像時(shí)間等。

圖 2：    LemnaControl:左邊可以看到田間布局，中間部分允許用戶選擇不同的成像模式，右邊顯示工作計(jì)劃。

如下圖所示，包括作業(yè)的時(shí)間長短將出現(xiàn)在工作日歷中。隨時(shí)間變化，系統(tǒng)將創(chuàng)建一個(gè)統(tǒng)計(jì)量為每個(gè)重 復(fù)執(zhí)行作業(yè)，允許用戶各個(gè)作業(yè)的長度的精確的預(yù)測。時(shí)間表功能還允許設(shè)置的時(shí)間窗口為每個(gè)作業(yè)選 擇開始和結(jié)束。

圖 3：LemnaCotrol 中的試驗(yàn)計(jì)劃

3. LemnaGrid

該系統(tǒng)利用圖形化編程語言（類似于 Labview 或微軟的 Robotics Studio），它可以建立不同算法的連接，形成圖像處理直觀圖形化。創(chuàng)建一個(gè)圖像處理的流 程線路，可從原始圖像中提取所需的屬性。 為實(shí)現(xiàn)高通量的圖像處理，可先建立一個(gè)圖像處理程序（Grid），并可將此 Grid 應(yīng)用于所有的圖像處理。

圖 4：Lemna Grid 軟件界面

可用實(shí)施和測試裝備的一個(gè)子集：

·    不同的顏色空間：RGB、HIS、LAB 和 LUV；

·    邊緣濾波片 (檢測圖片的邊緣，比如植物的邊緣)；

·    形態(tài)學(xué)運(yùn)算；

·    分割；

·    閾值；

·    未變形；

·    分類；

由 LemnaTec 提供的充分開發(fā)的算法，洛桑研究所將整合使用插件設(shè)備的任何定制開發(fā)的圖像分析工具的可能性。這個(gè)插件裝置可用于與任何.exe 文件（或者用 Matlab 創(chuàng)建）。 這將確保獲得了在其他領(lǐng)域可以的 LemnaTec 算法的強(qiáng)度結(jié)合，用于現(xiàn)有的程序進(jìn)行圖像分析。

4. Data Base – LemnaBase

LemnaBase 作為中央數(shù)據(jù)庫，為所有 LemnaTec 的軟件模塊提供界面，根據(jù) 實(shí)驗(yàn)通量和 LemnaTec 系統(tǒng)的復(fù)雜程度，LemnaBase 需要專門的服務(wù)器或者本地 工作站。也就是說 LemnaTec 數(shù)據(jù)庫通過服務(wù)器以 FTP 形式管理圖片，通過 SQL 管理其他實(shí)驗(yàn)以及不同實(shí)驗(yàn)的元數(shù)據(jù)。為迅速的處理大批量數(shù)據(jù)，LemnaBase 提供特定的管理功能，如：

·           對不同實(shí)驗(yàn)或者不同工作組的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行細(xì)分

·           數(shù)據(jù)庫可復(fù)制，也可共享圖像或結(jié)果

·           數(shù)據(jù)保護(hù)功能，避免覆蓋

·           對某些數(shù)據(jù)設(shè)置限制訪問

·           設(shè)定不同級別的用戶不同的權(quán)限

圖 5：數(shù)據(jù)庫布局的簡單概述

5. Data Mining – LemnaMiner

LemnaMiner 從 LemnaTec 數(shù)據(jù)庫里面提取數(shù)據(jù)并分析，將圖像分析數(shù)據(jù)與其他實(shí) 驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果轉(zhuǎn)化成生物相關(guān)的信息，并進(jìn)行后續(xù)的統(tǒng)計(jì)分析。數(shù)據(jù)管理工具欄提供 LemnaMiner 軟件協(xié)議。

標(biāo)準(zhǔn)查詢：樣品標(biāo)號或測試系統(tǒng)或用戶等；整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程的控制數(shù)據(jù)；一次實(shí)驗(yàn)的所有結(jié)果；一個(gè)用戶的所有實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

基于 SQL 協(xié)議，對圖片的數(shù)據(jù)進(jìn)行再分析：

·           可自定義新的分析參數(shù)

·           手動(dòng)校正，并進(jìn)行備注，所有操作過程將自動(dòng)記錄

·           可辨別顏色的微變化

·           可自動(dòng)選擇

·           可自定義標(biāo)準(zhǔn)

·           可通過相對值或絕對值來評估性狀

6. Lemna-R               

?   方便地訪問所有數(shù)據(jù)和繪圖功能

?   與R統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)無縫集成

?   可配置的數(shù)據(jù)處理功能

?   可視化的數(shù)據(jù)和圖片

?   報(bào)告生成器