Traitement d’Images Racinaires sur Fond Bruité
Contexte : L’utilisation des scanners circulaires (minirhizotrons), ou scanners à plat (rhizotrons), ou appareil photo ou caméra (rhizotrons) s’est considérablement démocratisée ces derniers temps pour observer et caractériser le développement racinaire in situ au champ ou en laboratoire, sur du sol plus ou moins remanié. Ces techniques génèrent des centaines voire des milliers d’images qu’il revient à analyser in fine, généralement de façon manuelle. Cette étape dans la chaine de traitement de l’information est excessivement chronophage avec les outils informatiques actuels et nécessite l’œil expert de l’expérimentateur car aucun logiciel n’est capable d’extraire automatiquement les racines du sol sur chaque image.
Objectif de l’atelier : Tester plusieurs outils disponibles sur le Net ou le marché pour extraire/segmenter/analyser l’information racinaire sur des images à fond bruité (particules de sol) et décider collectivement du meilleur outil en fonction des objectifs initiaux fixés (étude de la dynamique racinaire, phénologie, architecture, morphologie des poils absorbants…). Une ouverture sur d’autres outils de traitement du signal ou d’autres systèmes d’acquisition de signal capables de détecter les racines sur fond bruité sera proposée.
Remarque : Cet atelier ne vise pas à traiter les images issues des scanners bi-tubes (images binaires, fond uniforme généralement blanc, racines noires, ombres absentes) mais un rappel des outils disponibles sera fait en préambule à la journée.
Organisation de l’atelier : L’idée de cet atelier est, dans un premier temps, de faire le tour des outils disponibles, gratuits ou payants, connus pour leur efficacité à saisir, digitaliser, détecter…, de façon semi-automatique ou non, les segments de racines visibles sur chaque image. Un set d’images issues de scanners circulaires ou à plat sera envoyé aux participants qui présenteront les logiciels qu’ils maitrisent et qui donneront les résultats ainsi que le temps approximatif d’analyse. Dans un deuxième temps, une discussion sera engagée pour décider collectivement de l’outil le mieux adapté à chaque problématique. Enfin, un focus sera fait sur d’autres outils de traitement du signal qui pourraient déboucher sur la reconnaissance automatique des racines sur image à fond bruité ainsi qu’à l’utilisation d’autres systèmes d’acquisition du signal (moyen ou proche infrarouge, fluorescence, rayons X…) pour leur côté discriminant des structures biologiques. Enfin, une synthèse sera faite pour une lancer la réflexion sur une suite à donner au projet RHIZOPOLIS (Agropolis Fondation) avec la question du traitement des informations racinaires sur images à fond bruité.
Programme de l’atelier TIR
9h00-9h10 – Christophe Jourdan CIRAD-ECO&SOLS: Présentation de l’atelier, contexte et objectifs
Analyse d’images binaires issues de scanner bi-tube à plat (exposés de 10-15 mn + discussion) :
9h10-9h30 – Etienne-Pascal Journet CNRS-AGIR/ C. Jourdan : présentation, avantages, inconvénients de Winrhizo (http://www.plant-image-analysis.org/software/winrhizo)
9h30-9h50 – Alain Pierret /Jean Luc Maeght IRD-BIOEMCO : IJ_Rhizo: an open-source resource to measure scanned images of root samples (http://www.plant-image-analysis.org/software/IJ_Rhizo)
9h50-10h10 – Philippe Borianne CIRAD-AMAP : X-Root: module de mesure longueur/diamètre racinaire
10h10-10h40 – Julien Diener/P. Nacry INRIA/INRA : Automated image-processing pipeline for high-throughput analysis of root architecture in OpenAlea
10h40-10h55 – Pause-café
Analyse d’images sur fond bruité ((mini)rhizotron) issues de scanner ou caméra (exposés de 15-20 mn):
10h55-11h15 – François Postic INRA-EMMAH: présentation, avantages, inconvénients de Root Fly (http://www.plant-image-analysis.org/software/rootfly)
11h15-11h35 – Beatriz Moreno Ortega INRA-LEPSE : présentation, avantages, inconvénients de SmartRoot (http://www.plant-image-analysis.org/software/smartroot)
11h35-11h55 – Loïc Pagès INRA-PSH : présentation, avantages, inconvénients de DART : a software to analyse root system architecture and development from captured images (http://www.plant-image-analysis.org/software/dart)
11h55-12h15 – Catherine Picon-Cochard INRA-UREP: présentation, avantages, inconvénients de Winrhizotron (http://www.plant-image-analysis.org/software/winrhizotron)
12h15-12h35 – Etienne-Pascal Journet CNRS-AGIR : Utilisation de Winrhizo pour traiter les images racinaires sur fond bruité
12h35-14h00 – Pause déjeuner (cantine CIRAD-Lavalette)
14h00-14h20 – Sixtine Passot/Laurent Laplaze IRD-DIA-PC: présentation, avantages, inconvénients de RootNav (http://www.plant-image-analysis.org/software/rootnav)
14h20-14h40 – Christophe Jourdan CIRAD-ECO&SOLS : présentation, avantages, inconvénients de RootSnap! (http://www.plant-image-analysis.org/software/rootsnap)
14h40-15h30 – Discussion sur la comparaison des logiciels autour d’un café
Les pistes de développement : traitement du signal, imagerie hyperspectrale, NIRS, MIRS… (exposés de 10-15 mn + discussion)
15h30-15h50 – Frédéric Cointault/Simeng Han (INRA-Agroécologie) : Automatisation de la prise d’image et analyse sur plateforme phénotypage haut débit
15h50-16h15 – Arezki Aberkane/Baptiste Magnier (EERIE-Ecole des Mines d’Alès) : présentation, avantages, inconvénients de D-Root: module de reconnaissance automatique des racines sur fond bruité
16h15-16h30 – Nathalie Gorretta (IRSTEA)/Tiphaine Chevallier (IRD) : Potentialité de l’imagerie hyperspectrale pour caractériser l’hétérogénéité de l’activité biologique de la surface d’un sol.
Exemple de la respiration du sol, premiers pas pour repérer les racines sur le sol.
16h30-17h00 – Discussion sur les pistes de développement
17h00-18h00 – Hervé Sentenac INRA-BMPC et C. Jourdan : Discussion générale et Perspectives