JPH0159616B2 - - Google Patents

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JPH0159616B2
JPH0159616B2 JP56155723A JP15572381A JPH0159616B2 JP H0159616 B2 JPH0159616 B2 JP H0159616B2 JP 56155723 A JP56155723 A JP 56155723A JP 15572381 A JP15572381 A JP 15572381A JP H0159616 B2 JPH0159616 B2 JP H0159616B2
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JP
Japan
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memory
image
density
value
pixel
Prior art date
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Expired
Application number
JP56155723A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5856588A (en
Inventor
Keiji Taniguchi
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Sysmex Corp
Original Assignee
Sysmex Corp
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Publication date
Application filed by Sysmex Corp filed Critical Sysmex Corp
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Publication of JPS5856588A publication Critical patent/JPS5856588A/en
Publication of JPH0159616B2 publication Critical patent/JPH0159616B2/ja
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  • Closed-Circuit Television Systems (AREA)
  • Image Analysis (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
  • Image Processing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光学的な視野中に得られる血球や尿
沈渣物などの分析対象物の中で、背景との差異が
明確でない画像の背景と対象物との差異を的確に
判断し、かつ従来法よりもはるかに高速の処理を
可能とする方法およびその装置に関するもので、
とくに顕微鏡画像の被測定物体の領域分割を高速
で行うための画像分析方法およびその装置を提供
せんとするものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention is applicable to the analysis of the background of an image in which the difference from the background is not clear among the objects to be analyzed such as blood cells and urine sediment obtained during an optical field of view. This relates to a method and device that accurately determines the difference between the object and the object, and that enables much faster processing than conventional methods.
In particular, it is an object of the present invention to provide an image analysis method and apparatus for performing region segmentation of an object to be measured in a microscopic image at high speed.

〔従来の技術〕 従来、白血球分類などのように、塗抹標本にお
ける白血球などの対象物を形態学的な差異または
サイズ、濃淡などの相異により分類し計数して、
臨床上のデータとして提供する際には、顕微鏡画
像を種々のアルゴリズムによつて分析し、分類計
数を行つている。
[Prior art] Conventionally, as in white blood cell classification, objects such as white blood cells in a smear sample are classified and counted based on morphological differences or differences in size, density, etc.
When providing clinical data, microscopic images are analyzed using various algorithms and classified and counted.

また、特開昭49―93095号公報には、第1波長
帯と第2波長帯の信号を代数的に結合して区域を
分類する、色代数と像処理技術を用いる分析方法
および装置が記載されている。しかし、この公報
には、本発明におけるようにして、しきい値を得
ることについては、何ら記載されていない。
Furthermore, Japanese Patent Application Laid-Open No. 49-93095 describes an analysis method and apparatus using color algebra and image processing technology, which algebraically combines signals in a first wavelength band and a second wavelength band to classify areas. has been done. However, this publication does not describe anything about obtaining a threshold value as in the present invention.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

比較的高濃度に染色される白血球細胞などの場
合においては、細胞と背景との光学的な差異が明
確であるのに対し、尿沈渣物などのような透明に
近い物質を含むものの分類計数に際しては、被測
定対象物と背景との差異が殆どなく、予め設定さ
れた固定のしきい値で、すべての画像を分析する
ことは困難であつた。とくに分類計数を行う場合
におては、背景と対象物、対象物中の核などの比
較的高濃度の部分、原形質などのような低濃度の
部分などのように領域の分割を行う際には、たと
えば染色の度合、塗抹のでき具合、光学系のドリ
フト、塗抹標本上の位置によつて得られる画像1
枚ごとに、領域の濃度が異なつて検出されるの
で、各画像ごとに最適のしきい値を求めて設定す
る必要が生じている。したがつて画像の各画素に
対応するメモリの番地内に、各画素の濃度情報を
取り込み、しかる後に各画素の濃度情報をコンピ
ユータなどを用いて濃度ヒストグラムを作成した
り、あるいは類似した各画素を連結させ、特徴の
連続性に着目した領域分割を行うための最適なし
きい値を演算、すなわちコンピユータのソフトウ
エアによつて求めていた。いずれにしても、最適
値を得るためには同一画像について条件を少しず
つ変えて演算処理を行うために、計算のための時
間が非常にかかりすぎるという欠点があつた。す
なわち、一度コンピユータのメモリに情報を入力
させ、分析のためのしきい値を演算によつて求め
る方法は、予め固定したしきい値を利用する方法
と比較して、はるかに高精度の分析が可能であ
り、緻密な補正演算などを付加することができる
という反面、演算処理に相当の時間を要し、した
がつて1件体当りの分析スピードが、きわめて緩
やかになつてしまい、多検体の高速処理を必要と
する病院の検査室などで用いるには実用的ではな
かつた。
In cases such as white blood cells that are stained at relatively high concentrations, there is a clear optical difference between the cells and the background, whereas when classifying and counting substances that contain nearly transparent substances such as urine sediment, Since there is almost no difference between the object to be measured and the background, it is difficult to analyze all images using a fixed threshold set in advance. Particularly when performing classification and counting, when dividing regions into areas such as the background and the object, parts of the object with relatively high concentration such as the nucleus, and parts with low concentration such as protoplasm. For example, the image 1 obtained depending on the degree of staining, the quality of the smear, the drift of the optical system, and the position on the smear.
Since the density of the area is detected differently for each image, it is necessary to find and set an optimal threshold value for each image. Therefore, the density information of each pixel is captured into the memory address corresponding to each pixel of the image, and then a density histogram is created using a computer or the like, or similar pixels are The optimal threshold value for performing region segmentation focusing on the continuity of features was determined by calculation, that is, by computer software. In any case, in order to obtain the optimum value, arithmetic processing is performed by changing the conditions little by little for the same image, which has the disadvantage that the calculation takes an extremely long time. In other words, the method of inputting information into a computer's memory and calculating the threshold value for analysis allows for much more accurate analysis than the method of using a pre-fixed threshold value. Although it is possible to add precise correction calculations, etc., it takes a considerable amount of time to process the calculations, and the analysis speed per sample becomes extremely slow. It was not practical for use in hospital laboratories that require processing.

本発明は上記の諸点に鑑みなされたもので、画
像中の対象物と背景との差が明確でないもの、た
とえば尿沈渣におけるガラス円柱などにおいて
も、最適のしきい値を決定し、かつ画像をメモリ
内に取り込むのとほぼ同時に処理してしまうこと
ができ、従来同等の精度を上げるために数分から
数十分要していた時間を、1/60〜1/30秒程度
にまで大幅な短縮を行える画像分析方法およびそ
の装置を提供することを目的とするものである。
The present invention has been developed in view of the above points, and it is possible to determine the optimal threshold value and improve the image quality even when the difference between the object in the image and the background is not clear, such as a glass cylinder in urine sediment. Processing can be done almost simultaneously when it is imported into memory, significantly reducing the time required from several minutes to several tens of minutes to achieve the same level of accuracy to about 1/60 to 1/30 seconds. The object of the present invention is to provide an image analysis method and an apparatus for the same.

〔課題を解決するための手段および作用〕[Means and actions for solving the problem]

上記の目的を達成するために、本発明の画像分
析方法は、撮像装置で得られる画像の各画素と前
回測定の画素との濃度差分値を求めて、所定の値
以下の濃度差分値を有する画素の濃度ヒストグラ
ムを得、この濃度ヒストグラムの谷の位置を検出
し、この谷の位置の濃度値を新しいしきい値とし
て画像を分析し領域を分割することを特徴として
いる。
In order to achieve the above object, the image analysis method of the present invention calculates a density difference value between each pixel of an image obtained by an imaging device and a previously measured pixel, and has a density difference value that is less than or equal to a predetermined value. The method is characterized in that a density histogram of pixels is obtained, the position of a valley in this density histogram is detected, and the image is analyzed using the density value at the position of this valley as a new threshold value to divide the image into regions.

また、本発明の画像分析装置は、第7図を参照
して説明すれば、画像の画素の濃度に対応するア
ナログ信号と画素の位置を示すために必要な水平
同期パルス信号および垂直同期パルス信号を発生
する撮像装置1と、この撮像装置に接続され画像
の位置によつて出力信号補正するための補正信号
を撮像装置に送り本来あるべき信号を出力するよ
うに補正するシエーデイング補正回路2と、撮像
装置からの水平同期パルス信号を受けて画素1個
ずつに対応するサンプリングパルスを発生するサ
ンプリングパルス発生部3と、このサンプリング
パルスによつて各画素の濃度をAD変換し濃度を
表わす論理値を出力するAD変換器4と、この
AD変換器に第1メモリアドレスレジスタ5を介
して接続されたリードアクセスメモリ6と、AD
変換器4に第1メモリデータレジスタ7を介して
接続された画像メモリ8と、AD変換器4に接続
された2個のレジスタ10,11と、これらのレ
ジスタに接続され2個のレジスタのデータを比較
し引算を行つて濃度差分値を求めるための減算器
12と、この濃度差分値を予め設定されたしきい
値と比較ししきい値以下のものだけを通過させし
きい値以上のものを除去するデイジタル比較器1
3と、このデイジタル比較器およびリードアクセ
スメモリ6に第2メモリデータレジスタ14を介
して接続され予め第1メモリアドレスレジスタ5
の番地指定の論理値によつてすでにリードアクセ
スメモリ6に書き込まれた個数を読み出しておき
その値に1を加えて再びリードアクセスメモリ6
に書き込むためのデイジタル加算器15と、第2
メモリデータレジスタ14に接続されかつ前記画
像メモリ8に第1メモリデータレジスタ7を介し
て接続された計算機16と、前記撮像装置1と画
像メモリ8との間に設けられたXカウンタ17、
Yカウンタ18および第2メモリアドレスレジス
タ20とを包含するものである。
Further, the image analysis device of the present invention will be described with reference to FIG. 7, and will be described with reference to FIG. 7. an imaging device 1 that generates an image; a shading correction circuit 2 that is connected to the imaging device and sends a correction signal to the imaging device to correct the output signal according to the position of the image, and corrects it so that it outputs the original signal; A sampling pulse generator 3 receives a horizontal synchronizing pulse signal from an imaging device and generates sampling pulses corresponding to each pixel, and AD converts the density of each pixel using this sampling pulse to generate a logical value representing the density. The output AD converter 4 and this
A read access memory 6 connected to an AD converter via a first memory address register 5, and an AD
An image memory 8 connected to the converter 4 via the first memory data register 7, two registers 10 and 11 connected to the AD converter 4, and data in the two registers connected to these registers. a subtracter 12 for calculating a density difference value by comparing and subtracting the density difference values; Digital comparator 1 that removes things
3, and is connected to this digital comparator and read access memory 6 via a second memory data register 14, and is preset to a first memory address register 5.
The number already written in the read access memory 6 is read out using the logical value specified by the address, 1 is added to that value, and the number is read out again in the read access memory 6.
a digital adder 15 for writing to the second
a computer 16 connected to the memory data register 14 and the image memory 8 via the first memory data register 7; an X counter 17 provided between the image pickup device 1 and the image memory 8;
It includes a Y counter 18 and a second memory address register 20.

本発明は以下のような方法で行われる。まずプ
レパラート上に作成された尿などの塗抹標本は、
顕微鏡カメラなどにより光電変換されて、光の濃
度が電気信号として取り出される。これらの電気
信号は画素、すなわち光電変換面の各ドツトに対
応するパルス信号であり、このパルス信号の高さ
は光の強弱に比例する。第1図に示す画像の各
点、すなわち画素の濃度をfi、jとすると、この
面の走査はi方向へ1→mまで進むと、j方向へ
1進み、再びi方向に1→mと進み、合計m×n
個の画素についての信号を得ることができる。一
般のテレビカメラを用いた場合においては、m×
n個の情報を得るための時間、すなわち面を1回
スキヤニングする時間は約1/6秒程度である。
こうして得られた電気信号は各画素のパルス信号
に対し、AD変換が行われデイジタルの論理値に
変換される。従来はこの論理値を直接メモリに記
憶させ、コンピユータで各番地を読み出して、す
べての演算処理を行つていたために、非常に時間
がかかつたが、本発明においては下記のようにし
てスピードアツプを図つた。すなわち画像の各点
である画素が背景に属するのか、原形質に属する
のか、あるいは核に属するのかは所定のしきい値
を設けて分割すれば良いのであるが、前述のよう
に、このしきい値は画像ごとに設定する必要があ
り、従来はこれもすべてコンピユータで演算して
求め、それからメモリ内の情報を分割するという
と二度手間を行つていた。
The present invention is carried out in the following manner. First, a smear such as urine created on a slide is
Photoelectric conversion is performed using a microscope camera or the like, and the density of the light is extracted as an electrical signal. These electrical signals are pulse signals corresponding to each pixel, that is, each dot on the photoelectric conversion surface, and the height of this pulse signal is proportional to the intensity of light. Assuming that the density of each point, that is, the pixel, of the image shown in Figure 1 is fi, j, the scanning of this plane advances in the i direction from 1 to m, advances by 1 in the j direction, and then again in the i direction from 1 to m. Proceed, total m×n
signals for each pixel can be obtained. When using a general television camera, m×
The time to obtain n pieces of information, that is, the time to scan a surface once, is about 1/6 second.
The electrical signal thus obtained is converted into a digital logical value by performing AD conversion on the pulse signal of each pixel. Conventionally, this logical value was stored directly in memory, and the computer read each address and performed all arithmetic processing, which took a very long time, but the present invention speeds up the process as described below. I tried to increase my popularity. In other words, whether each pixel in an image belongs to the background, the protoplasm, or the nucleus can be determined by setting a predetermined threshold, but as mentioned above, this threshold Values had to be set for each image, and in the past, all of this had to be computed on a computer, and then the information in memory had to be divided, which required twice the effort.

本発明においては、画像の信号のAD変換値を
メモリ内に取り込むと同時に、別のメモリに各画
素間の濃度の差分をヒストグラムとして記憶させ
る。すなわち画像のある点の濃度をfi,jとする
と、Δfi、j=fi、j−fi、1、jで求まる差分Δfi、
jを求め、メモリのΔfi、jに該当するメモリの
番地と、濃度fi、jが該当する番地との交差する
番地に記憶された固数を読み出し、1を加えて再
び同番地に記憶させる。このため第1番目のメモ
リには画像1面に対応する単なる濃度の情報が、
第2番目のメモリには画像の各点の濃度と差分値
のヒストグラム情報が記憶される。したがつて第
1のメモリの番地は画像の2次元面に対応する番
地であるが、第2のメモリの番地は画像の2次元
面とは何ら対応せず、一度変換された濃度分布情
報に関する番地である。この第2のメモリ内に記
憶される内容は、第2図に示すようなものであ
り、所定の濃度値および濃度差分値に対応する画
素がいくつあるかを示すものである。なお第2図
における数字は度数を示している。差分値がゼロ
ということは、隣りの画素との間に濃度差がない
ことを示し、たとえば均一な背景あるいは細胞の
内部において生じる。第2図において、ほぼ中央
部の右に片寄つた部分は、細胞と背景との境界上
の画素に相当するものであり、単なる濃度の分布
のヒストグラムでは得られなかつた顕著なヒスト
グラムを得ることができる。さらに第2図におい
て、予め濃度差分値にしきい値を設けてやつて、
所定の値以上の差分値、すなわち濃度勾配を有す
る画素を除去してやると、しきい値dh以下の画
素についてのヒストグラムが得られる。これによ
り背景と対象物とを明確に区別することができ
る。
In the present invention, at the same time as the AD conversion value of the image signal is taken into the memory, the difference in density between each pixel is stored in another memory as a histogram. In other words, if the density of a certain point in the image is fi,j, then the difference Δfi, determined by j=fi, j−fi, 1 and j, is
j is determined, and the fixed number stored at the intersection of the memory address corresponding to Δfi,j and the address corresponding to the concentration fi,j is read out, 1 is added thereto, and the fixed number is stored at the same address again. Therefore, the first memory contains mere density information corresponding to one side of the image.
The second memory stores histogram information of the density and difference value of each point of the image. Therefore, the address of the first memory corresponds to the two-dimensional plane of the image, but the address of the second memory does not correspond to the two-dimensional plane of the image at all, but is related to the density distribution information once converted. It is a street address. The contents stored in this second memory are as shown in FIG. 2, and indicate how many pixels there are corresponding to a predetermined density value and density difference value. Note that the numbers in FIG. 2 indicate degrees. A difference value of zero indicates that there is no density difference between adjacent pixels, which occurs, for example, on a uniform background or inside a cell. In Figure 2, the part near the center that is shifted to the right corresponds to pixels on the boundary between the cell and the background, and it is possible to obtain a remarkable histogram that could not be obtained with a simple histogram of concentration distribution. can. Furthermore, in FIG. 2, by setting a threshold value for the density difference value in advance,
By removing pixels having a difference value greater than a predetermined value, that is, a density gradient, a histogram for pixels less than the threshold value dh can be obtained. This allows the background and the object to be clearly distinguished.

第3図はしきい値dh以下の画素についての濃
度値に対する分布曲線を求めたものであり、濃度
fv(=30)という値が背景と対象物との間の安定
な境界レベルである。この求められた境界レベ
ル、すなわち濃度fvを新しいしきい値とし、すで
に第1のメモリに取り込まれた画像の濃度を2値
化(0または1)させれば、背景と対象物とが分
離される。画像が3種の濃度(たとえば背景、原
形質、核)に分けられる場合について示した例が
第4図であり、これによつて求められた濃度ヒス
トグラムを第5図に示す。なお試料は2核の移行
上皮細胞である。第4図において各数字および
A,B,C,Dは各濃度および差分値に該当する
画素が、画像中に何個ずつ含まれているかを示す
もので、1〜9とAは10、Bは11、Cは12、Dは
13個を示している。なおしきい値dhは、予め背
景と対象物の安定領域が含まれるように設定して
いる。すなわち、しきい値dhをあまり大きな値
にしておくと、ノイズ成分(ごみなどによる情
報)まで拾つてしまい、また小さすぎると主要な
背景および対象物の情報までも拾ててしまうの
で、fvの設定が困難となる。また濃度ヒストグラ
ムを得るための処理として、平均化が重要な要素
となる。すなわち第4図のしきい値dh以下の各
個数を、各濃度について累積すると、第4図の下
部に記入された1番上の数字(しきい値の和)の
ように凹凸がはげしいが、隣り合う累積値を加え
合うことを2回繰り返して行う(平均化)ことに
より、比較的なだらかな第5図に示すような濃度
ヒストグラムが得られる。第5図において、左側
が背景の濃度のグループであり、右側が対象物の
濃度のグループである。右側のカーブの谷は濃度
差の境界値である。
Figure 3 shows the distribution curve for density values for pixels below the threshold dh.
The value fv (=30) is a stable boundary level between the background and the object. If this determined boundary level, that is, density fv, is used as a new threshold and the density of the image already captured in the first memory is binarized (to 0 or 1), the background and object can be separated. Ru. FIG. 4 shows an example of a case where an image is divided into three types of density (for example, background, protoplasm, and nucleus), and FIG. 5 shows a density histogram obtained from this. Note that the sample is a binuclear transitional epithelial cell. In Figure 4, each number and A, B, C, and D indicate how many pixels corresponding to each density and difference value are included in the image; 1 to 9 and A are 10, and B is 11, C is 12, D is
Showing 13 pieces. Note that the threshold value dh is set in advance so that the stable region of the background and the object is included. In other words, if the threshold value dh is set too large, noise components (information due to dust, etc.) will be picked up, and if it is too small, even the main background and object information will be picked up. Setting is difficult. Furthermore, averaging is an important element in processing for obtaining a density histogram. That is, when the numbers below the threshold value dh in Figure 4 are accumulated for each concentration, the unevenness is severe as shown in the top number (sum of threshold values) written at the bottom of Figure 4; By repeating the addition of adjacent cumulative values twice (averaging), a relatively smooth density histogram as shown in FIG. 5 can be obtained. In FIG. 5, the left side is a group of background densities, and the right side is a group of object densities. The valley of the right curve is the boundary value of the concentration difference.

以上のようにして得られた谷の中央値を、次の
画像分析のためのしきい値とし、すでに第1のメ
モリ内に記憶された1画面分について処理を行つ
た結果の例を第6図に示す。第6図において、背
景を無印字、細胞質を+印、核を*印として表示
している。このようにして領域を分割してしまう
と、分類のための処理は容易である。たとえば面
積による分類において、画質が染色状況などによ
つて多少変動しても、上記処理によつて、常に一
定のしきい値を得ることができるために、正確な
面積を得ることができる。さらに核が存在するか
否かによる特徴抽出においては、核以外の高濃度
のごみや傷による情報は、上記しきい値の決定に
おいては除外され(差分値がしきい値dhを越え
てしまうため)連続する2画素以上の連続した情
報のみが、しきい値決定のための情報として利用
されるため、正確に核を判定し、領域を分割させ
ることができ、このため核の面積までを常に正確
に得ることができる。また尿沈渣中のガラス円柱
のように半透明か透明に近いもので、染色によつ
て顕著な差異が生じなく、背景の濃度によつてし
きい値の設定が困難なものにおいても、上記方法
によれば、境界の不安定な部分やノイズ成分を除
去した有効な情報のみによつて、しきい値が決定
されるので、領域の分割を確実に行うことができ
る。以降の処理は、従来から行われているパター
ン認識またはその他の特徴抽出の手法によつて判
定が行われ、分数計数される。
The median value of the valley obtained in the above manner is used as the threshold for the next image analysis, and an example of the result obtained by processing one screen already stored in the first memory is shown in the sixth example. As shown in the figure. In FIG. 6, the background is shown as blank, the cytoplasm is shown as +, and the nucleus is shown as *. Once the regions are divided in this way, the processing for classification is easy. For example, in classification based on area, even if the image quality varies somewhat depending on the staining situation, the above processing can always obtain a constant threshold value, so accurate area can be obtained. Furthermore, in feature extraction based on the presence or absence of a nucleus, information from high-concentration dust and scratches other than the nucleus is excluded when determining the above threshold (because the difference value exceeds the threshold dh). ) Since only continuous information of two or more consecutive pixels is used as information for threshold determination, it is possible to accurately determine the nucleus and divide the area. can be obtained accurately. The above method can also be applied to objects that are semitransparent or nearly transparent, such as glass cylinders in urine sediment, where there is no noticeable difference in staining, and where it is difficult to set a threshold value depending on the background density. According to the method, the threshold value is determined only based on valid information from which unstable portions of boundaries and noise components are removed, so that it is possible to reliably divide regions. In the subsequent processing, determination is performed using conventional pattern recognition or other feature extraction techniques, and fractional counting is performed.

〔実施例〕〔Example〕

つぎに以上の方法を実際の回路に応用した実施
例を第7図に示す。第7図に示す画像分析装置
は、テレビカメラなどからなる撮像装置1と、こ
の撮像装置1に接続されたシユーデイング補正回
路2と、撮像装置1からの水平同期パルス信号を
受けて画素1個ずつに対応するサンプリングパル
スを発生するサンプリングパルス発生器3と、こ
のサンプリングパルスによつて各画素の濃度を
AD変換し濃度を表わす論理値を出力するAD変
換器4と、このAD変換器4に第1メモリアドレ
スレジスタ5を介して接続されたリードアクセス
メモリ6と、AD変換器4に第1メモリデータレ
ジスタ7を介して接続された画像メモリ8と、
AD変換器4に接続された2個のレジスタ10,
11と、これらのレジスタ10,11に接続され
2個のレジスタのデータを比較し引算を行つて濃
度差分値を求めるための減算器12と、この濃度
差分値を予め設定されたしきい値と比較ししきい
値以下のものだけを通過させしきい値以上のもの
を除去するデイジタル比較器13と、このデイジ
タル比較器13およびリードアクセスメモリ6に
第2メモリデータレジスタ14を介して接続され
たデイジタル加算器15と、第2メモリデータレ
ジスタ14に接続されかつ前記画像メモリ8に第
1メモリデータレジスタ7を介して接続された計
算機16と、前記撮像装置1と画像メモリ8との
間に設けられたXカウンタ17、Yカウンタ18
および第2メモリアドレスレジスタ20とからな
つている。
Next, FIG. 7 shows an example in which the above method is applied to an actual circuit. The image analysis device shown in FIG. 7 includes an imaging device 1 such as a television camera, a shuddering correction circuit 2 connected to the imaging device 1, and a pixel-by-pixel unit that receives a horizontal synchronization pulse signal from the imaging device 1. A sampling pulse generator 3 generates a sampling pulse corresponding to
An AD converter 4 that performs AD conversion and outputs a logical value representing concentration; a read access memory 6 connected to this AD converter 4 via a first memory address register 5; an image memory 8 connected via a register 7;
two registers 10 connected to the AD converter 4,
11, a subtractor 12 connected to these registers 10 and 11 for comparing and subtracting the data in the two registers to obtain a density difference value, and a subtractor 12 that is connected to these registers 10 and 11 to obtain a density difference value by comparing the data of the two registers and performing subtraction, and A digital comparator 13 is connected to the digital comparator 13 and the read access memory 6 via a second memory data register 14, and is connected to the digital comparator 13 and the read access memory 6 through a second memory data register 14. a digital adder 15 connected to the second memory data register 14 and a computer 16 connected to the image memory 8 via the first memory data register 7; X counter 17 and Y counter 18 provided
and a second memory address register 20.

撮像装置1で得られる画像は、通常シエーデイ
ング特性を有し、画像の明るさが一様でないため
に、得られた画像は周辺部で暗くなり中央部で明
るいといつた現象が生ずる。したがつて画像の位
置によつて出力信号を補正するための補正信号を
撮像装置1に送り、本来あるべき信号を出力する
ように補正するための回路が、シエーデイング補
正回路2である。一般には対象物のない状態での
1画面分の出力信号を記憶しておき、あとで得ら
れた画像信号をコンピユータで補正して出力する
方法が用いられるが、この方法ではスピードの面
で問題があり、撮像装置1の走査時間に同期さ
せ、補正を行つた方がスピードアツプされる。撮
像装置1からは、画像の画素の濃度に対応するア
ナログ信号と、画素の位置を示すために必要な水
平同期パルス信号および垂直同期パルス信号とが
出力される。水平同期パルス信号を受けて、サン
プリングパルス発生器3は、第8図に示すような
画素1個ずつに対応するサンプリングパルスを発
生する。このサンプリングパルスによつて各画素
の濃度がAD変換され、濃度を表わす論理値fが
AD変換器4から出力される。AD変換器4の出
力fは、画像メモリ8に送られるともに、前述の
領域分割のしきい値設定を行うために、リードア
クセスメモリ6およびレジスタ10に送られる。
前述の方法においては、説明をわかり易くするた
めに、第2図および第4図に示すような差分値を
含むヒストグラムを示し、これに基づいて第3図
および第5図に示すような濃度に対する個数を表
示する濃度ヒストグラムを求める方法について説
明したが、結果として差分値の大きすぎる部分を
カツトし、主要部分のみによる濃度ヒストグラム
だけで良いので、実際の回路ではその部分が省略
できる。なお第1メモリアドレスレジスタ5、第
2メモリアドレスレジスタ20はメモリ内の番地
を指定するための一時記憶素子であり、前者にお
いては濃度に対応する番地を、後者においては画
素の位置に対応するメモリ内の番地を指定する。
一方、第2メモリデータレジスタ14、第1メモ
リデータレジスタ7はメモリ内に書き込む情報の
一時記憶素子であり、アドレスレジスタとデータ
レジスタへの信号が揃つた時点で書き込みが行わ
れる。レジスタ10,11は、いわゆるデータが
転送されるレジスタであり、今回のデータが入力
されると、前回のデータがレジスタ10からレジ
スタ11へ転送され、次々と記憶内容が変化して
いく。このタイミングはサンプリングパルス発生
器のパルスによつて行われる。レジスタ11には
前回のデータが記憶されており、したがつてレジ
スタ10,11内のデータを比較し、減算器12
で引算をすれば、差分値Δfが求まる。この差分
値Δfをデイジタル比較器13で、予め設定され
たしきい値dhと比較し、しきい値以下のものだ
けを通過させ、しきい値dh以上のものを除去す
る。すなわちしきい値dh以下を1、しきい値dh
以上をゼロとする。次のデイジタル加算器15
は、予めメモリアドレスレジスタ5の番地指定の
論理値によつて、すでにリードアクセスメモリ6
に書き込まれた個数を読み出しておき、その値に
1を加え、再びリードアクセスメモリ6に書き込
むためのものである。したがつて差分値Δfがし
きい値dhよりも大きいときは、ゼロであるから、
リードアクセスメモリ6の内容は変らない。すな
わちもとの記憶内容のままである。一方、画像メ
モリ8には、Xカウンタ17、Yカウンタ18で
数えられた指定の番地、すなわち画像の画素の位
置に対応するv、y座標のデータが第2メモリア
ドレスレジスタ20を介して送られ、一方、AD
変換器4の出力fが第1メモリデータレジスタ7
に送られ、画像メモリ内に濃度情報として記憶さ
れる。
The image obtained by the imaging device 1 usually has a shading characteristic, and since the brightness of the image is not uniform, a phenomenon occurs in which the obtained image is dark at the periphery and bright at the center. Therefore, the shading correction circuit 2 is a circuit that sends a correction signal for correcting the output signal according to the position of the image to the imaging device 1, and performs correction so that the original signal is output. Generally, a method is used in which the output signal for one screen without an object is stored, and the image signal obtained later is corrected by a computer and output, but this method has problems in terms of speed. Therefore, if the correction is performed in synchronization with the scanning time of the imaging device 1, the speed will be increased. The imaging device 1 outputs an analog signal corresponding to the density of a pixel of an image, and a horizontal synchronization pulse signal and a vertical synchronization pulse signal necessary for indicating the position of the pixel. In response to the horizontal synchronizing pulse signal, the sampling pulse generator 3 generates sampling pulses corresponding to each pixel as shown in FIG. 8. The density of each pixel is AD converted by this sampling pulse, and the logical value f representing the density is
It is output from the AD converter 4. The output f of the AD converter 4 is sent to the image memory 8, and also to the read access memory 6 and the register 10 in order to perform the above-mentioned area division threshold setting.
In the above-mentioned method, in order to make the explanation easier to understand, a histogram including the difference values as shown in FIGS. 2 and 4 is shown, and based on this, the number of particles is calculated for the concentration as shown in FIGS. 3 and 5. We have explained how to obtain a density histogram that displays the difference value, but as a result, it is sufficient to cut out the part where the difference value is too large and create a density histogram of only the main part, so that part can be omitted in the actual circuit. Note that the first memory address register 5 and the second memory address register 20 are temporary storage elements for specifying an address in the memory, and the former specifies the address corresponding to the density, and the latter specifies the memory address corresponding to the pixel position. Specify the address within.
On the other hand, the second memory data register 14 and the first memory data register 7 are temporary storage elements for information to be written into the memory, and writing is performed when signals to the address register and data register are aligned. Registers 10 and 11 are so-called registers to which data is transferred, and when current data is input, previous data is transferred from register 10 to register 11, and the stored contents change one after another. This timing is provided by the pulses of the sampling pulse generator. The previous data is stored in the register 11, so the data in the registers 10 and 11 are compared, and the subtracter 12
By performing subtraction, the difference value Δf can be found. This difference value Δf is compared with a preset threshold value dh by a digital comparator 13, and only those below the threshold value are passed, and those above the threshold value dh are removed. In other words, below the threshold dh is 1, and the threshold dh is
The above shall be set as zero. Next digital adder 15
has already been accessed in the read access memory 6 by the logical value of the address specification in the memory address register 5.
This is to read out the number written in , add 1 to that value, and write it into the read access memory 6 again. Therefore, when the difference value Δf is larger than the threshold value dh, it is zero, so
The contents of read access memory 6 remain unchanged. In other words, the original memory contents remain the same. On the other hand, the specified address counted by the X counter 17 and Y counter 18, that is, the v, y coordinate data corresponding to the pixel position of the image, is sent to the image memory 8 via the second memory address register 20. , while A.D.
The output f of the converter 4 is sent to the first memory data register 7
and stored as density information in the image memory.

以上のようにして、画像メモリ8には画像の情
報が、一方、リードアクセスメモリ6にはしきい
値dh以下の差分値を有する画素の濃度ヒストグ
ラム情報が記憶され、両者の記憶は数十分の1秒
の高速で1画像につき処理される。1画像につい
てのメモリ書込みが終ると、前述のように濃度ヒ
ストグラムの平均化が行われ、さらに谷の位置の
検出が、計算機内蔵の主プログラムに従つて行わ
れ、続いて谷の位置を新しいしきい値とし、画像
メモリ8に記憶された画素の濃度を新しいしきい
値によつて処理し、0か1の2値化または0、+、
*などの3値化などのような多値化を行い、領域
の決定が行われる。この処理によつて得られた出
力の例は、第6図に示すようなものであり、これ
以降の分類などの処理も計算機16に記憶された
プログラムに従つて行われる。従来のこの種の分
類計数装置においては、前述のような方法や装置
を用いずにコンピユータのソフトプログラムによ
つて領域を決定したり、または固定のしきい値で
すべて処理していたために、前者は時間がかかり
すぎ、一方、後者では精度が得られなかつたが、
本発明の方法および装置によれば、精度が上がる
とともに、大幅な時間の短縮化がなされるように
なり、多検体の多画面の処理が短時間で実施で
き、白血球分類装置、尿沈渣分類計数装置などの
処理能力を大幅に向上させることができる。
As described above, image information is stored in the image memory 8, while density histogram information of pixels having a difference value below the threshold value dh is stored in the read access memory 6. Each image is processed at a high speed of 1 second. When memory writing for one image is completed, the density histogram is averaged as described above, the valley position is detected according to the main program built into the computer, and then the valley position is updated. The density of the pixel stored in the image memory 8 is processed using a new threshold value, and is converted into a binary value of 0 or 1 or 0, +,
The region is determined by performing multivalue conversion such as ternary conversion such as *. An example of the output obtained by this process is as shown in FIG. 6, and subsequent processes such as classification are also performed according to the program stored in the computer 16. In conventional classification and counting devices of this type, areas were determined by computer software programs without using the methods and devices described above, or all processing was done using fixed thresholds. The latter took too much time, while the latter did not provide accuracy.
According to the method and device of the present invention, accuracy is improved and time is significantly shortened, and multi-screen processing of multiple samples can be performed in a short time. The processing capacity of devices, etc. can be significantly improved.

〔発明の効果〕 本発明の方法および装置においては、均一な背
景あるいは細胞の内部であるか、細胞と背景との
境界であるか等、従来の濃度ヒストグラムでは得
られなかつた顕著なヒストグラムを得ることがで
きる。また、所定値を越える濃度差分値を有する
画素を除去したヒストグラムを得ることができる
ので、高濃度のごみ等のノイズの影響を除去する
ことができる。
[Effects of the Invention] In the method and apparatus of the present invention, remarkable histograms that cannot be obtained with conventional density histograms, such as a uniform background, the inside of a cell, or the boundary between a cell and a background, can be obtained. be able to. Further, since it is possible to obtain a histogram in which pixels having a density difference value exceeding a predetermined value are removed, the influence of noise such as high density dust can be removed.

このため、画像中の対象物と背景との差が明確
でないもの(例えば尿沈渣物などのような透明に
近い物質を含んでいる場合)や、ノイズのある場
合において、最適のしきい値を決定できるという
効果を有する。
Therefore, when the difference between the object and the background in the image is not clear (for example, when the image contains near-transparent substances such as urine sediment), or when there is noise, the optimal threshold value cannot be set. It has the effect of being able to make decisions.

また、本発明の装置においては、画像の信号の
AD変換値を画像メモリに取り込むと同時に、リ
ードアクセスメモリに各画素の濃度の差分をヒス
トグラムとして記憶させている。さらに、デイジ
タル比較器により所定値を越える濃度差分値のデ
ータをリードアクセスメモリへの記憶対象からは
ずしている。これらのことにより処理時間が短縮
される。
Furthermore, in the device of the present invention, the image signal
At the same time as the AD conversion value is taken into the image memory, the difference in density of each pixel is stored as a histogram in the read access memory. Further, a digital comparator excludes data with density difference values exceeding a predetermined value from being stored in the read access memory. These things shorten processing time.

このように、従来ソフトウエアで行つていた領
域分割のためのしきい値の設定を、ハードウエア
で行うことにより、処理時間を大幅に短縮するこ
とができる。
In this way, the processing time can be significantly reduced by setting thresholds for region division, which was conventionally done by software, by using hardware.

以上説明したように、本発明によれば、従来ソ
フトウエア(コンピユータのプログラム)で行わ
れた被測定物体の領域分割のためのしきい値の設
定が、ハードウエア(回路)で行えるようにな
り、このため従来数分から数十分かかつていたも
のが、1/60秒から1/30秒程度で行えるように
なり、時間を大幅に短縮することができる。また
従来のスピードが速かつた固定式のしきい値を用
いた方法は、サンプルが変わつたり、半透明の物
体の処理においては精度が得られなかつたが、本
発明の方法および装置を用いると、スピードが変
わらず高精度の処理がサンプルの濃度に応じて行
われ、かつごみや傷などのノイズ成分の影響を受
け難いなどの効果を奏する。
As explained above, according to the present invention, threshold settings for dividing the object to be measured, which were conventionally done using software (computer programs), can now be done using hardware (circuits). Therefore, what used to take several minutes to several tens of minutes can now be done in about 1/60 to 1/30 seconds, significantly reducing the time. In addition, conventional methods using fixed thresholds, which are fast, do not have accuracy when processing samples that change or translucent objects, but the method and apparatus of the present invention This allows highly accurate processing to be performed in accordance with the concentration of the sample without changing the speed, and is less susceptible to the effects of noise components such as dust and scratches.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はテレビカメラなどの撮像装置の画像に
おける画素を示す説明図、第2図は所定の濃度値
および濃度差分値に対応する画素の数を示す説明
図、第3図はしきい値以下の画素についての濃度
値に対する分布曲線を示すグラフ、第4図は画像
が3種の濃度(たとえば背景、原形質、核)に分
けられる場合について一例として示した説明図、
第5図は第4図によつて求められた濃度ヒストグ
ラム、第6図は1画面分について処理を行つた結
果の一例を示す説明図、第7図は本発明の装置の
一実施例を示す系統的説明図、第8図は本発明の
方法における画素1個ずつに対応するサンプリン
グパルスの波形図である。 1……撮像装置、2……シユーデイング補正回
路、3……サンプリングパルス発生器、4……
AD変換器、5……第1メモリアドレスレジス
タ、6……リードアクセスメモリ、7……第1メ
モリデータレジスタ、8……画像メモリ、10,
11……レジスタ、12……減算器、13……デ
イジタル比較器、14……第2メモリデータレジ
スタ、15……デイジタル加算器、16……計算
機、17……Xカウンタ、18……Yカウンタ、
20……第2メモリアドレスレジスタ。
Fig. 1 is an explanatory diagram showing pixels in an image taken by an imaging device such as a television camera, Fig. 2 is an explanatory diagram showing the number of pixels corresponding to a predetermined density value and density difference value, and Fig. 3 is an explanatory diagram showing the number of pixels corresponding to a predetermined density value and density difference value. FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of a case where an image is divided into three types of density (for example, background, protoplasm, and nucleus);
FIG. 5 is a density histogram obtained from FIG. 4, FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of the result of processing one screen, and FIG. 7 is an example of the apparatus of the present invention. A systematic explanatory diagram, FIG. 8, is a waveform diagram of sampling pulses corresponding to each pixel in the method of the present invention. 1... Imaging device, 2... Shading correction circuit, 3... Sampling pulse generator, 4...
AD converter, 5... first memory address register, 6... read access memory, 7... first memory data register, 8... image memory, 10,
11...Register, 12...Subtractor, 13...Digital comparator, 14...Second memory data register, 15...Digital adder, 16...Calculator, 17...X counter, 18...Y counter ,
20...Second memory address register.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 撮像装置で得られる画像の各画素と前回測定
の画素との濃度差分値を求めて、所定の値以下の
濃度差分値を有する画素の濃度ヒストグラムを
得、この濃度ヒストグラムの谷の位置を検出し、
この谷の位置の濃度値を新しいしきい値として画
像を分析し領域を分割することを特徴とする画像
分析方法。 2 画像の画素の濃度に対応するアナログ信号と
画素の位置を示すために必要な水平同期パルス信
号および垂直同期パルス信号を発生する撮像装置
1と、この撮像装置に接続され画像の位置によつ
て出力信号を補正するための補正信号を撮像装置
に送り本来あるべき信号を出力するように補正す
るシエーデイング補正回路2と、撮像装置からの
水平同期パルス信号を受けて画素1個ずつに対応
するサンプリングパルスを発生するサンプリング
パルス発生器3と、このサンプリングパルスによ
つて各画素の濃度をAD変換し濃度を表わす論理
値を出力するAD変換器4と、このAD変換器に
第1メモリアドレスレジスタ5を介して接続され
たリードアクセスメモリ6と、AD変換器4に第
1メモリデータレジスタ7を介して接続された画
像メモリ8と、AD変換器4に接続された2個の
レジスタ10,11と、これらのレジスタに接続
され2個のレジスタのデータを比較し引算を行つ
て濃度差分値を求めるための減算器12と、この
濃度差分値を予め設定されたしきい値と比較しし
きい値以下のものだけを通過させしきい値以上の
ものを除去するデイジタル比較器13と、このデ
イジタル比較器およびリードアクセスメモリ6に
第2メモリデータレジスタ14を介して接続され
予め第1メモリアドレスレジスタ5の番地指定の
論理値によつてすでにリードアクセスメモリ6に
書き込まれた個数を読み出しておきその値に1を
加えて再びリードアクセスメモリ6に書き込むた
めのデイジタル加算器15と、第2メモリデータ
レジスタ14に接続されかつ前記画像メモリ8に
第1メモリデータレジスタ7を介して接続された
計算機16と、前記撮像装置1と画像メモリ8と
の間に設けられたXカウンタ17、Yカウンタ1
8および第2メモリアドレスレジスタ20とを包
含することを特徴とする画像分析装置。
[Claims] 1. A density difference value between each pixel of an image obtained by an imaging device and a previously measured pixel is obtained to obtain a density histogram of pixels having a density difference value equal to or less than a predetermined value. Detect the position of the valley of
An image analysis method characterized by analyzing the image and dividing the region by using the density value at the position of this valley as a new threshold. 2. An imaging device 1 that generates an analog signal corresponding to the density of a pixel in an image and a horizontal synchronization pulse signal and a vertical synchronization pulse signal necessary to indicate the position of the pixel, and an imaging device connected to this imaging device that A shading correction circuit 2 that sends a correction signal for correcting the output signal to the imaging device and corrects it so that it outputs the original signal, and a sampling circuit that receives a horizontal synchronization pulse signal from the imaging device and corresponds to each pixel. A sampling pulse generator 3 that generates a pulse, an AD converter 4 that performs AD conversion on the density of each pixel using this sampling pulse and outputs a logical value representing the density, and a first memory address register 5 connected to this AD converter. an image memory 8 connected to the AD converter 4 via the first memory data register 7, and two registers 10 and 11 connected to the AD converter 4. , a subtracter 12 connected to these registers for comparing and subtracting the data in the two registers to obtain a density difference value, and a threshold value for comparing this density difference value with a preset threshold value. A digital comparator 13 that passes only those that are below a threshold value and removes those that are above a threshold value, and a first memory address register that is connected to this digital comparator and read access memory 6 via a second memory data register 14 and that is connected to the first memory address register in advance. a digital adder 15 for reading out the number already written in the read access memory 6 according to the logical value of address designation 5, adding 1 to that value and writing it to the read access memory 6 again; and a second memory data. a computer 16 connected to the register 14 and the image memory 8 via the first memory data register 7; an X counter 17 and a Y counter 1 provided between the image pickup device 1 and the image memory 8;
8 and a second memory address register 20.
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