옥수수 이삭 표현형 분석 자동화

옥수수(Zea mays L.)의 수확량 구성 형질 변이를 정량화하는 것은 식물 유전학 연구, 품종 개량 및 농업 기술 발전에 매우 중요합니다. 에이커당 곡물 수확량은 에이커당 식물 수, 식물당 이삭 수, 이삭당 알곡 수, 평균 알곡 무게의 함수입니다. 이삭당 알곡 수는 이삭당 알곡 줄 수와 줄당 알곡 수의 곱으로 결정됩니다. 기존의 수동 측정 방식은 시간이 많이 소요되어 데이터 수집 규모를 제한하며, 최근 이미지 처리 및 딥러닝을 활용한 자동화 노력은 높은 주석 비용과 다양한 유전자원에 대한 일반화의 어려움에 직면해 있습니다. 본 연구는 이러한 한계를 극복하기 위해 대규모 비전 모델을 활용한 제로샷(zero-shot), 무주석 옥수수 알곡 분할 방법을 탐색했습니다. 오픈 소스 대규모 비전 모델인 Segment Anything Model(SAM)을 사용하여 옥수수 이삭 이미지에서 개별 알곡을 분할하고, 그래프 기반 알고리즘을 구현하여 줄당 알곡 수를 계산했습니다. 이 접근 방식은 다양한 옥수수 이삭에서 줄당 알곡 수를 효과적으로 식별했습니다. 본 연구는 제로샷 기반 비전 모델과 이미지 처리 루틴의 결합이 농업 데이터 수집의 자동화를 향상하고 주관성을 줄일 수 있는 잠재력을 보여줍니다. 모든 코드는 오픈 소스로 공개되어 이러한 효율적인 표현형 분석 방법의 보급에 기여할 것입니다.