JP2001264317A - Method for confirming tissue of organism using image processing - Google Patents

Method for confirming tissue of organism using image processing

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JP2001264317A JP2000073427A JP2000073427A JP2001264317A JP 2001264317 A JP2001264317 A JP 2001264317A JP 2000073427 A JP2000073427 A JP 2000073427A JP 2000073427 A JP2000073427 A JP 2000073427A JP 2001264317 A JP2001264317 A JP 2001264317A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To automatically confirm specific tissue by applying image processing to a two-dimensional image of tissue of an organism. SOLUTION: A sample environmental factor showing a feature of texture is extracted from an image of sample tissue (S1, S2). An image of specimen tissue to be processed is inputted (S3). A large number of imaginary organisms having the extracted sample environmental factor and random moving characteristic factors are generated on this image (S4) and moved on the basis of the moving characteristic factors (S5). Intake energy depending on the similarity of the environment after movement with sample environment is applied (S6), and the imaginary organisms are killed or propagated on the basis of an increase/decrease in consumption energy and intake energy (S7). If this processing is repeated (S8), a discrimination image showing a portion apparoximate to the sample tissue is formed on the basis of the basis of the final distribution of the imaginary organisms (S9).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は画像処理を用いた生
物組織認識方法に関し、特に、コンピュータを用いて癌
組織などの悪性腫瘍像の識別を容易にする画像処理技術
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for recognizing a biological tissue using image processing, and more particularly to an image processing technique for facilitating identification of a malignant tumor image such as a cancer tissue using a computer.

【0002】[0002]

【従来の技術】医療用の診断支援装置として、コンピュ
ータを利用した種々の装置が利用されている。たとえ
ば、CT装置、MRI装置などは、現在の医療診断には
欠かせない診断支援装置として一般に普及しており、検
体を三次元スキャンすることにより、体内組織の三次元
画像データを得ることが可能である。一方、疾病の正確
な判定には、組織学的な検査が必要不可欠であり、現
在、年間に500万件以上の組織診断が行われている。
このような組織診断には、通常、検体となる生物組織の
二次元画像が用いられる。このような生物組織の二次元
画像を得る方法としては、ヘマトキシリン・エオジン染
色を利用した方法が一般的であり、染色された生物組織
の顕微鏡画像がCCDカメラなどを介してデジタルデー
タとして取り込まれる。
2. Description of the Related Art Various apparatuses using computers have been used as medical diagnosis support apparatuses. For example, CT devices, MRI devices, and the like are widely used as diagnostic support devices that are indispensable for current medical diagnosis, and three-dimensional scanning of a specimen can obtain three-dimensional image data of a body tissue. It is. On the other hand, histological examination is indispensable for accurate determination of disease, and more than 5 million tissue diagnoses are performed annually.
In such a tissue diagnosis, a two-dimensional image of a biological tissue serving as a specimen is usually used. As a method for obtaining such a two-dimensional image of a biological tissue, a method using hematoxylin / eosin staining is generally used, and a microscope image of the stained biological tissue is captured as digital data via a CCD camera or the like.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上述したヘマトキシリ
ン・エオジン染色を利用した方法などによって、生物組
織の二次元画像が得られたとしても、この二次元画像上
の個々の部分が、どのような組織なのかが認識できなけ
れば診断の役には立たない。一般に、赤血球や白血球な
どでは、その円形度、周囲長、細胞核/細胞質比などの
形態的な特徴に着目した識別装置が実用されており、正
常な血球であるか否かを自動的に認識して表示させるこ
とが可能である。しかしながら、一般的な生物組織に関
しては、特定の組織を認識するための識別装置は研究段
階であり、現在のところ実用化には至っていない。たと
えば、ヘマトキシリン・エオジン染色を利用して得られ
た二次元画像上の生物組織が、悪性腫瘍であるのか否か
を判定する場合、色差のしきい値に基づいて染色像を少
数の領域に分割して特徴抽出を行う方法などが提案され
ているが、実用化のレベルには至っていない。その原因
のひとつは、生物組織を染色した場合、細胞核やリンパ
球が同じ色に染色されてしまうため、色による特徴評価
だけでは癌細胞領域などの識別が困難であるからであ
る。これまで、癌細胞などの病巣の発見は、熟練した病
理医が経験や包括的知識に基づいて行ってきたため、た
とえば、癌細胞領域の形態的な特徴を評価するために客
観的な指標を与えるような技術に関しては、十分な研究
がなされていないのが現状である。
Even if a two-dimensional image of a biological tissue is obtained by the above-described method using hematoxylin and eosin staining, the individual portions on the two-dimensional image are determined by what kind of tissue If it cannot be recognized, it is useless for diagnosis. In general, for red blood cells, white blood cells, and the like, an identification device that focuses on morphological characteristics such as circularity, perimeter, and cell nucleus / cytoplasm ratio is used in practice, and automatically recognizes whether or not the blood cell is normal. Can be displayed. However, with respect to general biological tissues, an identification device for recognizing a specific tissue is in a research stage, and has not been put to practical use at present. For example, when determining whether or not a biological tissue on a two-dimensional image obtained using hematoxylin and eosin staining is a malignant tumor, the stained image is divided into a small number of regions based on a color difference threshold. Although there is a proposal of a method for performing feature extraction, it has not reached the level of practical use. One of the reasons is that, when a biological tissue is stained, cell nuclei and lymphocytes are stained in the same color, and it is difficult to distinguish a cancer cell region or the like only by characteristic evaluation based on color. Until now, the discovery of lesions such as cancer cells has been performed by skilled pathologists based on experience and comprehensive knowledge, so for example, an objective index is provided to evaluate the morphological characteristics of the cancer cell area At present, sufficient research has not been conducted on such technologies.

【0004】そこで本発明は、生物組織の二次元画像に
対して、コンピュータを利用した画像処理を施すことに
より、特定の組織を自動認識することが可能な生物組織
認識方法を提供することを目的とする。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a biological tissue recognition method capable of automatically recognizing a specific tissue by performing image processing using a computer on a two-dimensional image of the biological tissue. And

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】(1) 本発明の第1の態
様は、検体となる生物組織の画像に対して、コンピュー
タを用いて所定の画像処理を施すことにより、特定の標
本組織に近似した部分を区別して認識できるような識別
画像を得るための画像処理を用いた生物組織認識方法に
おいて、特定の標本組織から標本組織画像を入力する段
階と、入力した標本組織画像に基づいて、標本組織のテ
クスチャーの特徴を示す標本環境因子を抽出する段階
と、検体組織から検体組織画像を入力する段階と、所定
の移動特性を示す移動特性因子と標本環境因子とをも
ち、所定の初期エネルギー値が定義された多数の仮想生
物を、検体組織画像上に分布するように発生させる段階
と、(a) 仮想生物を、その移動特性因子に基づいて検体
組織画像上で移動させ、この移動により消費する消費エ
ネルギー値を決定する処理、(b) 仮想生物の移動後の位
置周辺における検体組織画像のテクスチャーの特徴を示
す検体環境因子と、当該仮想生物のもつ標本環境因子と
の類似性に基づいて、当該仮想生物が摂取すべき摂取エ
ネルギー値を定める処理、(c) 仮想生物のもつエネルギ
ー値に対して、消費エネルギー値を減じ、摂取エネルギ
ー値を加えることにより、エネルギー値の更新を行い、
更新後のエネルギー値が所定の下限値に達した場合には
当該仮想生物が死滅したものとして除去し、更新後のエ
ネルギー値が所定の上限値に達した場合には当該仮想生
物が増殖したものとして同一の標本環境因子を有する新
たな仮想生物を近傍に発生させる処理、なる3つの処理
(a) ,(b) ,(c) を、所定回数だけ繰り返し実行する段
階と、検体組織画像上に最終的に生存している仮想生物
の分布に基づいて、目的となる識別画像を作成する段階
と、を行うようにしたものである。
Means for Solving the Problems (1) According to a first aspect of the present invention, a predetermined image processing is performed on an image of a biological tissue to be a specimen using a computer, so that a specific specimen tissue can be processed. In a biological tissue recognition method using image processing to obtain an identification image that can be recognized by distinguishing the approximated part, a step of inputting a sample tissue image from a specific sample tissue, based on the input sample tissue image, Extracting a sample environment factor indicating a texture characteristic of the sample tissue; inputting a sample tissue image from the sample tissue; having a movement characteristic factor indicating a predetermined movement characteristic and a sample environment factor; Generating a number of virtual creatures having defined values so as to be distributed on the sample tissue image; and (a) moving the virtual creature on the sample tissue image based on the movement characteristic factor, and (B) Similarity between the sample environment factor indicating the texture characteristic of the sample tissue image around the position after the movement of the virtual creature and the sample environment factor of the virtual creature (C) reducing the consumed energy value and adding the intake energy value to the energy value of the virtual creature, thereby updating the energy value. Do
When the updated energy value reaches a predetermined lower limit, the virtual creature is removed as being dead, and when the updated energy value reaches a predetermined upper limit, the virtual creature grows. A new virtual creature with the same sample environmental factor
(a), (b), and (c) are repeatedly executed a predetermined number of times, and a target identification image is created based on the distribution of virtual living organisms finally living on the specimen tissue image. And the steps.

【0006】(2) 本発明の第2の態様は、検体となる
生物組織の画像に対して、コンピュータを用いて所定の
画像処理を施すことにより、特定の標本組織に近似した
部分を区別して認識できるような識別画像を得るための
画像処理を用いた生物組織認識方法において、特定の正
常標本組織から正常標本組織画像を入力するとともに、
特定の異常標本組織から異常標本組織画像を入力する段
階と、入力した正常標本組織画像に基づいて、正常標本
組織のテクスチャーの特徴を示す正常標本環境因子を抽
出するとともに、入力した異常標本組織画像に基づい
て、異常標本組織のテクスチャーの特徴を示す異常標本
環境因子を抽出する段階と、検体組織から検体組織画像
を入力する段階と、所定の移動特性を示す移動特性因子
をもち、所定の初期エネルギー値が定義された多数の仮
想生物を、検体組織画像上に分布するように発生させる
段階と、発生させた個々の仮想生物について、当該仮想
生物の存在位置周辺における検体組織画像のテクスチャ
ーの特徴を示す検体環境因子を調べ、正常標本環境因子
と異常標本環境因子とのうち、調べた検体環境因子に対
する類似性がより高い方の標本環境因子を当該仮想生物
に付与する段階と、(a) 仮想生物を、その移動特性因子
に基づいて検体組織画像上で移動させ、この移動により
消費する消費エネルギー値を決定する処理、(b) 仮想生
物の移動後の位置周辺における検体組織画像のテクスチ
ャーの特徴を示す検体環境因子と、当該仮想生物のもつ
標本環境因子との類似性に基づいて、当該仮想生物が摂
取すべき摂取エネルギー値を定める処理、(c) 仮想生物
のもつエネルギー値に対して、消費エネルギー値を減
じ、摂取エネルギー値を加えることにより、エネルギー
値の更新を行い、更新後のエネルギー値が所定の下限値
に達した場合には当該仮想生物が死滅したものとして除
去し、更新後のエネルギー値が所定の上限値に達した場
合には当該仮想生物が増殖したものとして同一の標本環
境因子を有する新たな仮想生物を近傍に発生させる処
理、なる3つの処理(a) ,(b) ,(c) を、所定回数だけ
繰り返し実行する段階と、検体組織画像上に最終的に生
存している正常標本環境因子をもった仮想生物の分布に
基づいて、正常標本組織についての識別画像を作成する
とともに、検体組織画像上に最終的に生存している異常
標本環境因子をもった仮想生物の分布に基づいて、異常
標本組織についての識別画像を作成する段階と、を行う
ようにしたものである。
(2) According to a second aspect of the present invention, a predetermined image processing is performed on an image of a biological tissue as a specimen by using a computer, so that a portion approximated to a specific sample tissue can be distinguished. In a biological tissue recognition method using image processing to obtain an identification image that can be recognized, while inputting a normal sample tissue image from a specific normal sample tissue,
Inputting an abnormal sample tissue image from a specific abnormal sample tissue, extracting a normal sample environmental factor indicating a texture characteristic of the normal sample tissue based on the input normal sample tissue image, and inputting the abnormal sample tissue image Extracting an abnormal sample environment factor indicating a texture characteristic of the abnormal sample tissue, inputting a sample tissue image from the sample tissue, and having a moving characteristic factor indicating a predetermined moving characteristic based on a predetermined initial characteristic. Generating a large number of virtual creatures with defined energy values so as to be distributed on the sample tissue image, and for each generated virtual creature, the texture characteristics of the sample tissue image around the location of the virtual creature A sample environmental factor that indicates that the similarity between the normal environmental sample and the abnormal sample environmental Applying the sample environmental factor to the virtual creature, and (a) moving the virtual creature on the specimen tissue image based on the movement characteristic factor, and determining the energy consumption value consumed by this movement, (b) Intake to be taken by the virtual creature based on the similarity between the sample environment factor indicating the texture characteristics of the sample tissue image around the position after the movement of the virtual creature and the sample environment factor of the virtual creature The process of determining the energy value. (C) The energy value of the virtual creature is reduced by the consumed energy value and the added energy value is added to update the energy value. If the virtual creature reaches the upper limit, the virtual creature is determined to have died. (A), (b), and (c) are repeatedly performed a predetermined number of times, ie, a process of generating a new virtual creature having a sample environmental factor in the vicinity. Based on the distribution of virtual organisms with living normal environmental factors, a discriminating image of normal tissue is created, and the abnormal living environmental factors that are finally living on the specimen tissue image are created. Creating an identification image of the abnormal specimen tissue based on the distribution of the virtual creatures.

【0007】(3) 本発明の第3の態様は、上述の第2
の態様に係る画像処理を用いた生物組織認識方法におい
て、処理(b) を行う際に、当該仮想生物がもつ標本環境
因子と検体環境因子との類似性と、当該仮想生物がもた
ない標本環境因子と検体環境因子との非類似性と、の双
方に基づいて、当該仮想生物が摂取すべき摂取エネルギ
ー値を定めるようにしたものである。
(3) The third aspect of the present invention is the above-described second aspect.
In the biological tissue recognition method using image processing according to the aspect, when performing the process (b), the similarity between the sample environmental factor and the sample environmental factor of the virtual creature and the sample without the virtual creature The intake energy value to be taken by the virtual creature is determined based on both the environmental factor and the dissimilarity between the sample environmental factor.

【0008】(4) 本発明の第4の態様は、上述の第1
〜第3の態様に係る画像処理を用いた生物組織認識方法
において、組織画像のテクスチャーの特徴を示す環境因
子として、所定の参照領域内の各画素の濃度値について
の平均、分散、エネルギー、エントロピー、コントラス
トなる群の中から選択された複数のパラメータ値を用い
るようにし、環境因子相互の類似性を、複数のパラメー
タ値の近似性に基づいて決定するようにしたものであ
る。
(4) The fourth aspect of the present invention is the above-mentioned first aspect.
In the biological tissue recognition method using image processing according to the third to third aspects, the average, variance, energy, and entropy of the density value of each pixel in a predetermined reference region are set as environmental factors indicating the characteristics of the texture of the tissue image. , A plurality of parameter values selected from the group of contrasts are used, and the similarity between environmental factors is determined based on the closeness of the plurality of parameter values.

【0009】(5) 本発明の第5の態様は、上述の第1
〜第4の態様に係る画像処理を用いた生物組織認識方法
において、各組織画像としてカラー画像を用いるように
し、この組織画像のテクスチャーの特徴を示す環境因子
として、所定の参照領域内の各画素の三原色の各色成分
ごとの濃度値に関するパラメータ値を用いるようにし、
環境因子相互の類似性を、各色成分ごとのパラメータ値
に基づいて定義される三次元ベクトルの角度差に基づい
て決定するようにしたものである。
(5) The fifth aspect of the present invention is the above-mentioned first aspect.
In the biological tissue recognition method using the image processing according to the fourth to fourth aspects, a color image is used as each tissue image, and each pixel in a predetermined reference area is used as an environmental factor indicating a texture feature of the tissue image. Parameter values for the density value of each color component of the three primary colors are used,
The similarity between environmental factors is determined based on the angle difference between three-dimensional vectors defined based on parameter values for each color component.

【0010】(6) 本発明の第6の態様は、上述の第1
〜第5の態様に係る画像処理を用いた生物組織認識方法
において、移動特性因子として、仮想生物の前後方向へ
の移動特性および左右方向への移動特性ならびに回転特
性を示すパラメータを用いるようにし、各仮想生物を発
生させる際に、ランダムに定めた移動特性因子を付与す
るようにしたものである。
(6) A sixth aspect of the present invention is the above-mentioned first aspect.
In the biological tissue recognition method using image processing according to the fifth to fifth aspects, as the movement characteristic factor, a parameter indicating a movement characteristic of the virtual creature in the front-back direction and a movement characteristic in the left-right direction and a rotation characteristic is used. When each virtual creature is generated, a randomly determined movement characteristic factor is added.

【0011】(7) 本発明の第7の態様は、上述の第1
〜第6の態様に係る画像処理を用いた生物組織認識方法
において、個々の仮想生物に年齢を定義するようにし、
3つの処理(a) ,(b) ,(c) を実行するたびに個々の仮
想生物の年齢を増加させ、年齢が所定の寿命に達した仮
想生物については死滅したものとして除去するようにし
たものである。
(7) A seventh aspect of the present invention is the above-mentioned first aspect.
In the biological tissue recognition method using image processing according to the sixth to sixth aspects, the age is defined for each virtual creature,
Each time the three processes (a), (b), and (c) are performed, the age of each virtual creature is increased, and virtual creatures whose age has reached a predetermined life are removed as dead. Things.

【0012】(8) 本発明の第8の態様は、上述の第1
〜第7の態様に係る画像処理を用いた生物組織認識方法
において、処理(c) において仮想生物を増殖させる際
に、増殖対象となる親の仮想生物を除去し、その近傍に
複数の新たな子の仮想生物を発生させるようにし、子の
仮想生物には、所定の初期エネルギー値を与えるととも
に、親の仮想生物がもっていた標本環境因子および移動
特性因子を遺伝させるようにしたものである。
(8) The eighth aspect of the present invention is the first aspect of the present invention.
-In the biological tissue recognition method using image processing according to the seventh aspect, when growing the virtual creature in the process (c), the virtual creature of the parent to be multiplied is removed, and a plurality of new virtual creatures are added in the vicinity thereof. A virtual creature of a child is generated, a predetermined initial energy value is given to the virtual creature of the child, and a sample environmental factor and a movement characteristic factor of the virtual creature of the parent are inherited.

【0013】(9) 本発明の第9の態様は、上述の第8
の態様に係る画像処理を用いた生物組織認識方法におい
て、親の仮想生物がもっていた移動特性因子を遺伝させ
る際に、所定の確率で突然変位を生じさせるようにし、
突然変位が生じた場合には、移動特性因子をランダムに
変更してから遺伝させるようにしたものである。
(9) The ninth aspect of the present invention is the above-mentioned eighth aspect.
In the biological tissue recognition method using image processing according to the aspect, when inheriting the movement characteristic factor that the parent virtual creature had, to cause a sudden displacement with a predetermined probability,
When a sudden displacement occurs, the movement characteristic factor is randomly changed and then inherited.

【0014】(10) 本発明の第10の態様は、上述の第
1〜第9の態様に係る画像処理を用いた生物組織認識方
法において、各仮想生物の存在位置を中心とした近傍参
照領域と、この近傍参照領域を含みその境界を更に遠方
まで広げた遠方参照領域とを定義し、近傍参照領域内の
テクスチャーの特徴を示す近傍環境因子と、遠方参照領
域内のテクスチャーの特徴を示す遠方環境因子と、の類
似性が低い場合には、当該仮想生物のもつエネルギー値
もしくは当該仮想生物が摂取するエネルギー値を減じる
処理を更に付加するようにしたものである。
(10) According to a tenth aspect of the present invention, there is provided the biological tissue recognition method using the image processing according to the first to ninth aspects, wherein the near reference area centering on the existence position of each virtual organism is provided. And a distant reference area that includes the near reference area and further extends the boundary to a far distance, and defines a nearby environment factor that indicates the characteristics of the texture in the near reference area and a distant reference that indicates the characteristics of the texture in the distant reference area. When the similarity with the environmental factor is low, a process of reducing the energy value of the virtual creature or the energy value of the virtual creature is further added.

【0015】(11) 本発明の第11の態様は、上述の第
1〜第10の態様に係る画像処理を用いた生物組織認識
方法において、組織画像のテクスチャーの特徴を示す環
境因子として、所定の参照領域内の各画素の濃度値につ
いてのコントラスト値を定義し、仮想生物の存在位置周
辺における検体組織画像のコントラスト値と、当該仮想
生物のもつ標本環境因子として定義されたコントラスト
値との差の絶対値を、生存中の全仮想生物について求
め、この絶対値の大きい順に一定割合の仮想生物に対し
ては、当該仮想生物のもつエネルギー値もしくは当該仮
想生物が摂取するエネルギー値を減じる処理を更に付加
するようにしたものである。
(11) An eleventh aspect of the present invention is the biological tissue recognition method using the image processing according to the first to tenth aspects, wherein the environmental factor indicating the characteristic of the texture of the tissue image is specified. Define the contrast value for the density value of each pixel in the reference area of the difference between the contrast value of the sample tissue image around the position where the virtual creature exists and the contrast value defined as the sample environmental factor of the virtual creature The absolute value of is calculated for all living creatures that are alive. It is further added.

【0016】(12) 本発明の第12の態様は、上述の第
1〜第11の態様に係る画像処理を用いた生物組織認識
方法を構成する各段階をコンピュータに実行させるため
のプログラムを、コンピュータ読取り可能な記録媒体に
記録するようにしたものである。
(12) According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided a program for causing a computer to execute each step constituting the biological tissue recognition method using image processing according to the first to eleventh aspects described above. It is recorded on a computer-readable recording medium.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示する実施形態
に基づいて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below based on an embodiment shown in the drawings.

【0018】§1.本発明の基本概念 はじめに、本発明の基本概念を簡単に述べておく。い
ま、図1(a) ,(b) に示すような組織画像が用意されて
いるものとしよう。ここに示す組織画像は、動物の乳腺
組織画像であり、図1(a) が正常な乳腺組織画像、図1
(b) が癌化した乳腺組織画像の一例を示している。図1
(a) に示す正常な組織では、細胞核領域が環状の組織構
造をとっているが、図1(b) に示す癌化した組織では、
細胞核領域が肥大している状態が確認できる。もっと
も、ここでは説明の便宜上、個々の組織を非常に明瞭化
したパターンとして図示してあるが、実際には、個々の
組織がこれほど明瞭に認識できるものではない。実際の
臨床にあたって取得される組織画像の場合、ある程度熟
練した病理医でなければ、個々の組織を明確に認識する
ことは困難である。そこで、図1(a) ,(b) に示すよう
な組織画像をデジタルデータとしてコンピュータに取り
込み、所定の画像処理を施すことにより、細胞核領域の
みを区別して認識できるような識別画像が自動生成でき
れば便利である。
§1. Basic Concept of the Present Invention First, the basic concept of the present invention will be briefly described. Assume that tissue images as shown in FIGS. 1A and 1B are prepared. The tissue image shown here is a mammary gland tissue image of an animal, and FIG. 1 (a) shows a normal mammary gland tissue image, and FIG.
(b) shows an example of a cancerous mammary gland tissue image. FIG.
In the normal tissue shown in (a), the cell nucleus region has an annular tissue structure, whereas in the cancerous tissue shown in FIG. 1 (b),
The state where the cell nucleus region is enlarged can be confirmed. However, for convenience of explanation, each tissue is shown as a very clarified pattern, but in reality, each tissue is not so clearly recognizable. In the case of a tissue image acquired in actual clinical practice, it is difficult to clearly recognize individual tissues unless a pathologist with a certain level of skill is used. Therefore, if a tissue image as shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b) is taken into a computer as digital data and subjected to predetermined image processing, if an identification image capable of distinguishing and recognizing only the cell nucleus region can be automatically generated. It is convenient.

【0019】本発明は、このような識別画像の自動生成
をコンピュータによって実現させる技術に関するもので
ある。本発明を利用すれば、たとえば図1(a) ,(b) に
示すような組織画像データに対して、所定の画像処理を
施すことにより、図2(a) ,(b) に示すような識別画像
を生成することが可能になる。図2(a) は、図1(a)の
組織画像から細胞核領域のみを認識し、認識した細胞核
領域を所定の色で着色(たとえば、緑色:図では斜線ハ
ッチングで示す)して表示したものである。一方、図2
(b) は、図1(b) の組織画像から細胞核領域のみを認識
し、認識した細胞核領域を所定の色で着色(たとえば、
赤色:図では網ハッチングで示す)して表示したもので
ある。このように、正常な乳腺組織と癌化した乳腺組織
とが、画像処理によってそれぞれ色別表示されるように
なるので、各組織を明瞭に認識することが可能になる。
たとえば、正常な乳腺組織と癌化した乳腺組織とが混在
するような組織画像に対して本発明に係る方法を適用す
れば、正常な乳腺組織領域は緑色に着色表示され、癌化
した乳腺組織領域は赤色に着色表示されるので、どの部
分が癌に侵されているのかを容易に認識することが可能
になる。
The present invention relates to a technique for realizing such automatic generation of an identification image by a computer. According to the present invention, for example, by performing predetermined image processing on tissue image data as shown in FIGS. 1A and 1B, as shown in FIGS. 2A and 2B. An identification image can be generated. FIG. 2 (a) shows only the cell nucleus region recognized from the tissue image of FIG. 1 (a), and the recognized cell nucleus region is colored with a predetermined color (eg, green: indicated by hatching in the figure). It is. On the other hand, FIG.
(b) recognizes only the cell nucleus region from the tissue image of FIG. 1 (b) and colors the recognized cell nucleus region with a predetermined color (for example,
(Red: shown by hatching in the figure). As described above, the normal breast tissue and the cancerous breast tissue are displayed in different colors by the image processing, so that the respective tissues can be clearly recognized.
For example, if the method according to the present invention is applied to a tissue image in which normal breast tissue and cancerous breast tissue are mixed, the normal breast tissue region is displayed in green, and the cancerous breast tissue is displayed. Since the region is displayed in red, it is possible to easily recognize which portion is affected by cancer.

【0020】もちろん、本発明に係る方法によって得ら
れる識別画像は、必ずしも正しい認識結果を提示するも
のではなく、誤認識が行われる可能性もある。しかしな
がら、臨床医学の分野では、そもそも完全に正しい診断
を行うことは不可能であり、様々な診断支援装置から得
られる情報に基づく総合判断を行うことにより、できる
だけ正しい診断を行わざるを得ない。そのような点にお
いて、本発明に係る生物組織認識方法は、コンピュータ
を診断支援装置として利用することを可能にする技術と
して、産業上の利用価値を十分に有するものである。
Of course, the identification image obtained by the method according to the present invention does not necessarily indicate a correct recognition result, and may cause erroneous recognition. However, in the field of clinical medicine, it is impossible to perform a completely correct diagnosis in the first place, and it is necessary to make a correct diagnosis as much as possible by making a comprehensive judgment based on information obtained from various diagnosis support devices. In such a point, the biological tissue recognition method according to the present invention has a sufficient industrial value as a technology that enables a computer to be used as a diagnosis support device.

【0021】続いて、図3を参照して、本発明の基本概
念を述べる。本発明の特徴は、仮想生物の環境適応性を
利用して、検体となる生物組織の画像の中から、特定の
標本組織に近似した部分を認識するという手法を採る点
にある。いま、図3(a) に示すような仮想環境を定義
し、この仮想環境上に多数の仮想生物が分布していると
いう状態を考える。図示のように、この仮想環境の中央
部分の領域には、餌が配置されており、個々の仮想生物
の生存に適した環境が確保されているが、この仮想環境
の周囲部分の領域には、餌は存在せず、個々の仮想生物
の生存には不適当である。そこで、餌のない環境に置か
れた仮想生物についてはやがて死滅するものとし、餌の
十分な環境に置かれた仮想生物は繁殖するものとし、更
に、各仮想生物にある程度の自由度で移動を許可するこ
とにする。すると、当初は、図3(a) のように、仮想生
物が仮想環境全体にほぼ一様に分布していたとしても、
餌のない周囲部分の仮想生物は死滅するか中央部分へと
移動し、餌のある中央部分の仮想生物は繁殖を続けるこ
とになる。その結果、図3(b) に示すように、周囲部分
の仮想生物密度は徐々に減少し、中央部分の仮想生物密
度は徐々に増加する。そして最終的には、図3(c) に示
すように、仮想生物は餌のある中央部分にのみ生存する
ようになる。
Next, the basic concept of the present invention will be described with reference to FIG. A feature of the present invention resides in that a method of recognizing a portion approximated to a specific specimen tissue from an image of a biological tissue to be a specimen by utilizing the environmental adaptability of a virtual organism is adopted. Now, consider a state in which a virtual environment as shown in FIG. 3A is defined, and a large number of virtual creatures are distributed on this virtual environment. As shown in the figure, baits are arranged in the central area of this virtual environment, and an environment suitable for the survival of each virtual creature is secured. No bait is present and is unsuitable for the survival of individual virtual creatures. Therefore, it is assumed that virtual creatures placed in an environment without food will eventually die, virtual creatures placed in an environment with sufficient food will breed, and that each virtual creature is allowed to move with some degree of freedom. I will allow it. Then, even if the virtual creatures were initially distributed almost uniformly throughout the virtual environment as shown in Fig. 3 (a),
Surrounding virtual creatures without food die or move to the central part, while virtual creatures in the central bait continue to breed. As a result, as shown in FIG. 3 (b), the virtual creature density in the surrounding part gradually decreases, and the virtual creature density in the central part gradually increases. Eventually, as shown in FIG. 3 (c), the virtual creature survives only in the central part where food is present.

【0022】このモデルにおいて、もし餌そのものの存
在領域を認識することができなかったとしても、図3
(c) に示すように、最終的に生存している仮想生物の分
布領域を認識することができれば、餌そのものの存在領
域を間接的に認識することができるようになる。
In this model, even if the existence area of the bait itself could not be recognized,
As shown in (c), if the distribution area of the living virtual creature can be finally recognized, the existence area of the bait itself can be indirectly recognized.

【0023】この原理を、任意の検体の組織画像につい
て適用するには、次のような方法をとればよい。まず、
検体となる組織画像上にほぼ一様分布するように、多数
の仮想生物を生成させる。ここで、各仮想生物は、移動
特性因子と標本環境因子なるものをもっているものとす
る。移動特性因子は、この組織画像上をどの方向に移動
する性質があるかを示す因子であり、個々の仮想生物ご
とにランダムな移動特性因子が与えられるようにする。
たとえば、ある仮想生物は、二次元組織画像上を上方向
に進む傾向があるが、別なある仮想生物は、この画像上
を斜め左下方向に進む傾向がある、といった具体に、個
々の仮想生物ごとに様々な移動特性が定義されるように
しておく。
To apply this principle to a tissue image of an arbitrary specimen, the following method may be used. First,
A large number of virtual creatures are generated so as to be substantially uniformly distributed on a tissue image serving as a specimen. Here, it is assumed that each virtual creature has a movement characteristic factor and a sample environment factor. The movement characteristic factor is a factor indicating the direction in which the tissue moves in the tissue image, and a random movement characteristic factor is given to each virtual creature.
For example, one virtual creature tends to move upward on a two-dimensional tissue image, while another virtual creature tends to move diagonally downward and leftward on this image. Various movement characteristics are defined for each.

【0024】一方、標本環境因子は、標本となる組織の
テクスチャーの特徴を示す因子である。たとえば、検体
となる組織画像の中から、「正常な乳腺組織における細
胞核領域」に近似した部分を認識することが目的である
場合なら、この「正常な乳腺組織における細胞核領域」
が標本組織ということになる。そこで、この標本組織を
予め用意しておき、この標本組織からテクスチャーの特
徴を示す標本環境因子を抽出する作業を行い、この抽出
した標本環境因子を各仮想生物に与えておく。標本環境
因子の実体は、後述するように、標本組織内の所定の参
照領域内のテクスチャーパターンの特徴を示すパラメー
タであり、数値として表すことができる。たとえば、
「正常な乳腺組織における細胞核領域」が標本組織であ
る場合、図1(a) に示されている細胞核領域内のテクス
チャーパターンの特徴を示すパラメータの値が、標本環
境因子として各仮想生物に与えられることになる。別言
すれば、これらの仮想生物は、図1(a) に示す細胞核領
域内のテクスチャーパターンと同等の特徴をもつ環境で
あれば、これに適合することができ、生存し、更に増殖
することができるが、それ以外の環境には適合すること
ができず、死滅してしまうことになる。
On the other hand, the sample environment factor is a factor indicating the texture characteristic of the tissue to be sampled. For example, if the purpose is to recognize a portion similar to “cell nucleus region in normal mammary gland tissue” from a tissue image to be sampled, this “cell nucleus region in normal mammary gland tissue”
Is the specimen tissue. Therefore, this sample tissue is prepared in advance, and a work of extracting a sample environment factor showing a characteristic of texture from this sample tissue is performed, and the extracted sample environment factor is given to each virtual creature. The substance of the sample environment factor is a parameter indicating the characteristic of the texture pattern in a predetermined reference region in the sample tissue, as will be described later, and can be expressed as a numerical value. For example,
When the “cell nucleus region in normal mammary gland tissue” is a sample tissue, the parameter values indicating the characteristics of the texture pattern in the cell nucleus region shown in FIG. Will be done. In other words, these virtual creatures can adapt to the environment having the same characteristics as the texture pattern in the cell nucleus region shown in Fig. 1 (a), and survive and grow further. But can't adapt to other environments and will die.

【0025】また、各仮想生物には、初期エネルギー値
なるものを定義しておく。各仮想生物は、上述したよう
に、移動特性因子に基づいて移動することが可能である
が、移動するたびに所定のエネルギーを消費することに
しておく。一方、移動後の環境が自己の標本環境因子に
適合していた場合には、所定のエネルギーを摂取できる
ことにしておく。そして、残存しているエネルギー値が
所定の下限値(たとえば、零)に達した場合に、その仮
想生物は死滅したものとして除去し、所定の上限値に達
した場合に、その仮想生物は増殖したものとして、同一
の標本環境因子を有する複数の新たな仮想生物を発生さ
せることにする。
Each virtual creature defines an initial energy value. As described above, each virtual creature can move on the basis of the movement characteristic factor, but consumes predetermined energy each time it moves. On the other hand, if the environment after the movement matches the sample environmental factor of the user, predetermined energy can be taken. Then, when the remaining energy value reaches a predetermined lower limit (for example, zero), the virtual creature is removed as dead, and when it reaches the predetermined upper limit, the virtual creature proliferates. As a result, a plurality of new virtual creatures having the same sample environment factor are generated.

【0026】このような設定において、各仮想生物の移
動、エネルギーの消費や摂取、死滅や増殖を繰り返し行
うようにすると、やがて仮想生物は、環境に適合した領
域にのみ生存するようになる。上述の例の場合、当初
は、検体となる組織画像全体に一様分布するように仮想
生物を生成させたとしても、やがて仮想生物は、細胞核
領域(標本組織に近似したテクスチャーパターンを有す
る領域)にのみ生存するようになり、この仮想生物の分
布領域を着色表示すれば、目的とする識別画像が得られ
ることになる。これが本発明の根本原理である。
In such a setting, if the movement of each virtual creature, the consumption and ingestion of energy, the death and the multiplication are repeatedly performed, the virtual creatures will eventually survive only in an area suitable for the environment. In the case of the above example, initially, even if virtual creatures are generated so as to be uniformly distributed over the entire tissue image as a specimen, the virtual creature eventually becomes a cell nucleus region (a region having a texture pattern similar to the sample tissue). , And if the distribution area of the virtual creatures is colored and displayed, a target identification image can be obtained. This is the fundamental principle of the present invention.

【0027】本発明では、複数通りの標本組織を用意す
ることにより、複数通りの識別画像を得ることも可能に
なる。たとえば、図1(a) に示す正常な乳腺組織の細胞
核領域を第1の標本組織として用意し、図1(b) に示す
癌化した乳腺組織の細胞核領域を第2の標本組織として
用意しておけば、検体として用意された組織画像の中
で、第1の標本組織に近似した部分を緑色に着色して表
示し、第2の標本組織に近似した部分を赤色に着色して
表示したような識別画像を得ることも可能である。この
場合、予め2種類の仮想生物を用意しておけばよい。第
1の種類の仮想生物(ここでは緑色生物と呼ぶことにす
る)は、正常な乳腺組織の細胞核領域を適合環境とする
生物であり、図1(a) に示す正常な乳腺組織の細胞核領
域のテクスチャーパターンの特徴をもった標本環境因子
をもっている。これに対し、第2の種類の仮想生物(こ
こでは赤色生物と呼ぶことにする)は、癌化した乳腺組
織の細胞核領域を適合環境とする生物であり、図1(b)
に示す癌化した乳腺組織の細胞核領域のテクスチャーパ
ターンの特徴をもった標本環境因子をもっている。これ
ら2種類の仮想生物を、検体として用意された組織画像
に一様に分布させ、移動、エネルギーの消費や摂取、死
滅や増殖を繰り返し行うようにすれば、やがて緑色生物
は正常な乳腺組織の細胞核領域に集まり、赤色生物は癌
化した乳腺組織の細胞核領域に集まるようになり、目的
の識別画像が得られる。
In the present invention, by preparing a plurality of types of specimen tissues, it is possible to obtain a plurality of types of identification images. For example, a cell nucleus region of normal breast tissue shown in FIG. 1 (a) is prepared as a first sample tissue, and a cell nucleus region of cancerous breast tissue shown in FIG. 1 (b) is prepared as a second sample tissue. In this case, in the tissue image prepared as the specimen, a portion approximating the first sample tissue is displayed in green, and a portion approximating the second sample tissue is displayed in red. It is also possible to obtain such an identification image. In this case, two types of virtual creatures may be prepared in advance. The first kind of virtual creature (herein referred to as a green creature) is a living creature whose normal environment is the cell nucleus region of normal mammary gland tissue, and the cell nucleus region of normal mammary gland tissue shown in FIG. Specimen environmental factors having the characteristics of the texture pattern. On the other hand, the second kind of virtual creature (referred to as a red creature in this case) is a creature that uses the cell nucleus region of cancerous mammary gland tissue as a compatible environment.
The specimen environment factor has the characteristic of the texture pattern of the cell nucleus region of the cancerous mammary gland tissue shown in FIG. If these two types of virtual creatures are evenly distributed on the tissue image prepared as a specimen and repeated movement, energy consumption and ingestion, death and proliferation, the green creature will eventually become a normal mammary gland tissue. The red organisms are gathered in the cell nucleus region, and the red organisms are gathered in the cell nucleus region of the cancerous mammary gland tissue, and a target identification image is obtained.

【0028】§2.単一種類の標本組織を用いる実施形
次に、本発明に係る画像処理を用いた生物組織認識方法
を、具体的な手順について説明する。ここでは、まず、
単一種類の標本組織を用いた手順(たとえば、図1(a)
に示す正常な乳腺組織の細胞核領域を標本組織として用
意した場合の手順)を述べることにする。図4は、この
手順の基本的な流れを示すフローチャートである。本発
明の主眼は、検体となる生物組織の画像に対して、コン
ピュータを用いて所定の画像処理を施すことにより、特
定の標本組織に近似した部分を区別して認識できるよう
な識別画像を得ることであり、この図4のフローチャー
トに示す各手順はコンピュータを利用して実行されるこ
とになる。
§2. Implementation using a single type of sample tissue
State Next, the biological tissue recognition method using the image processing according to the present invention, a description of a specific procedure. Here, first,
Procedure using a single type of sample tissue (for example, Fig. 1 (a)
In the case where a cell nucleus region of a normal mammary gland tissue shown in (1) is prepared as a specimen tissue. FIG. 4 is a flowchart showing a basic flow of this procedure. An object of the present invention is to obtain an identification image by performing predetermined image processing using a computer on an image of a biological tissue to be a specimen so that a portion approximating a specific sample tissue can be distinguished and recognized. Each procedure shown in the flowchart of FIG. 4 is executed using a computer.

【0029】まず、ステップS1において、標本組織画
像の入力が行われる。たとえば、図1(a) に示すような
「正常な乳腺組織の細胞核領域」を標本組織として用い
るのであれば、この「正常な乳腺組織」全体についての
二次元画像をデジタルデータとしてコンピュータに入力
する作業を行えばよい。一般に、生物組織の二次元画像
を得る方法としては、ヘマトキシリン・エオジン染色を
利用した方法が知られており、ヘマトキシリン・エオジ
ンによって染色された生物組織の顕微鏡画像を、CCD
カメラなどを介してデジタルデータとして取り込む処理
を行えばよい。
First, in step S1, a sample tissue image is input. For example, if a "cell nucleus region of a normal breast tissue" as shown in FIG. 1A is used as a sample tissue, a two-dimensional image of the entire "normal breast tissue" is input to a computer as digital data. Just do the work. Generally, as a method for obtaining a two-dimensional image of a biological tissue, a method using hematoxylin and eosin staining is known, and a microscope image of the biological tissue stained with hematoxylin and eosin is obtained by CCD.
What is necessary is just to perform the process which takes in as digital data via a camera etc.

【0030】続くステップS2では、こうして入力した
標本組織画像に基づいて、この標本組織のテクスチャー
の特徴を示す標本環境因子を抽出する処理が行われる。
たとえば、ステップS1において、図1(a) に示すよう
な「正常な乳腺組織」全体についての二次元画像が取り
込まれた場合、標本組織となるのは、この中の「細胞核
領域」の部分だけであるから、この「細胞核領域」の部
分から標本環境因子を抽出する必要がある。そこで、こ
こでは、図5に示すように、「細胞核領域」の内部の数
点を指定する入力を行い(図のX印の部分が指定点)、
これら各指定点の近傍領域のテクスチャーの特徴を定量
的に評価する方法を採ることにする。もちろん、標本組
織となるべき「細胞核領域」がどの部分であるかは、熟
練した病理医の判断に基づいて決定しておく必要があ
る。できれば、ディスプレイ画面上に図5に示すような
「正常な乳腺組織」全体についての二次元画像を表示さ
せた状態において、この病理医に、「細胞核領域」とし
ての特徴が最も顕著に現れていると思われる点を指定点
として入力する作業を行ってもらうようにする。
In the following step S2, based on the sample tissue image thus input, a process of extracting a sample environmental factor indicating the texture characteristic of the sample tissue is performed.
For example, when a two-dimensional image of the entire “normal breast tissue” as shown in FIG. 1A is captured in step S1, only the “cell nucleus region” in the sample tissue becomes the sample tissue. Therefore, it is necessary to extract a sample environmental factor from the “cell nucleus region”. Therefore, here, as shown in FIG. 5, an input for designating several points inside the “cell nucleus region” is performed (the X-marked portions in the figure are designated points),
A method of quantitatively evaluating the texture characteristics of the area near each of these designated points will be adopted. Of course, it is necessary to determine which part of the “cell nucleus region” to be the specimen tissue is based on the judgment of a skilled pathologist. If possible, in a state where a two-dimensional image of the entire “normal breast tissue” as shown in FIG. 5 is displayed on the display screen, the feature as the “cell nucleus region” appears most prominently to this pathologist. Ask them to input the point that seems to be a designated point.

【0031】指定点の近傍領域のテクスチャーの特徴を
定量的に評価するには、次のような方法を採る。ここで
は、一例として、図6に示すような5×5の画素からな
る領域を指定点についての参照領域として考えることに
する。すなわち、コンピュータに取り込まれた画像デー
タは、多数の画素によって構成されているので、指定点
の近傍領域に図6に示すような25個の画素の集合から
なる参照領域を定義することができる。太線枠で示され
た中央の画素が、指定点の位置に相当する画素であり、
ここではその周囲を含めた全25個の画素からなる領域
を参照領域としているが、もちろん、より広い領域を参
照領域としてもかまわない。
The following method is used to quantitatively evaluate the characteristics of the texture in the area near the designated point. Here, as an example, an area composed of 5 × 5 pixels as shown in FIG. 6 is considered as a reference area for a designated point. That is, since the image data captured by the computer is composed of a large number of pixels, a reference area including a set of 25 pixels as shown in FIG. 6 can be defined in the area near the designated point. The pixel at the center indicated by the thick line frame is a pixel corresponding to the position of the designated point,
Here, the region including all the 25 pixels including the periphery thereof is set as the reference region, but a wider region may be set as the reference region.

【0032】個々の画素は所定の濃度値を有している。
図6に示す例では、入力された標本組織画像がモノクロ
画像であるとして、第i番目の画素のもつ濃度値をQ
(i)で示した。通常、画素のもつ濃度値は所定の階調
をもっており、たとえば、8ビットで階調を表現した場
合、階調数L=256になる。この場合、個々の画素
は、0〜255のうちのいずれかの濃度値Qをとる。こ
のような階調画像からなるテクスチャーの特徴を定量的
に表現するパラメータとしては、たとえば、図7に示す
ような5つのパラメータが知られている。すなわち、平
均(Ave.),分散(Var.),エネルギー(En
gy.),エントロピー(Ent.),コントラスト
(Cont.)といったパラメータである。これらの各
パラメータは、コンピュータによる画像処理の分野にお
いて広く利用されているパラメータであるため、詳しい
説明は省略するが、各パラメータの値は、図示した式に
よって数学的に定義される。ここで、式の左辺のQa,
Qv,Qn,Qe,Qcは、それぞれ平均,分散,エネ
ルギー,エントロピー,コントラストの各パラメータ値
を示し、式の右辺のLは濃度値の階調数(上述の例の場
合、L=256)、Qは各画素の濃度値(上述の例の場
合、Q=0〜255)、Mは参照領域内の全画素数(上
述の例の場合、M=25)、N(Q)は参照領域内にお
いて濃度値Qをもった画素の数、P(Q)は参照領域内
において濃度値Qをとる確率(ここでは、P(Q)=N
(Q)/Mとして算出)である。
Each pixel has a predetermined density value.
In the example shown in FIG. 6, it is assumed that the input sample tissue image is a monochrome image, and the density value of the i-th pixel is Q
(I). Normally, the density value of a pixel has a predetermined gradation. For example, when the gradation is expressed by 8 bits, the number of gradations L = 256. In this case, each pixel takes one of the density values Q from 0 to 255. For example, five parameters as shown in FIG. 7 are known as parameters that quantitatively express the characteristics of the texture composed of such a gradation image. That is, average (Ave.), dispersion (Var.), Energy (En)
gy. ), Entropy (Ent.) And contrast (Cont.). Since these parameters are widely used in the field of image processing by a computer, detailed descriptions thereof are omitted, but the values of the parameters are mathematically defined by the illustrated equations. Here, Qa,
Qv, Qn, Qe, and Qc denote parameter values of average, variance, energy, entropy, and contrast, respectively. Q is the density value of each pixel (Q = 0 to 255 in the above example), M is the total number of pixels in the reference area (M = 25 in the above example), and N (Q) is the reference area. , The number of pixels having the density value Q, P (Q) is the probability of taking the density value Q in the reference area (here, P (Q) = N
(Calculated as (Q) / M).

【0033】実際には、図5に示すように、標本組織を
示す指定点として複数の点を指定し、個々の指定点ごと
にそれぞれ参照領域を定義し、各参照領域ごとに上述し
た5通りのパラメータ値を計算し、各指定点について得
られた同一のパラメータ値の平均を、最終的なパラメー
タ値として用いるようにするのが好ましい。結局、ステ
ップS2では、標本組織画像のテクスチャーの特徴を示
す標本環境因子として、Qa,Qv,Qn,Qe,Qc
なる5つのパラメータ値が求められることになる。
In practice, as shown in FIG. 5, a plurality of points are designated as designated points indicating a specimen tissue, a reference region is defined for each designated point, and the above-described five patterns are defined for each reference region. Is preferably calculated, and the average of the same parameter values obtained for each designated point is used as the final parameter value. After all, in step S2, Qa, Qv, Qn, Qe, and Qc are used as sample environment factors indicating the characteristics of the texture of the sample tissue image.
The following five parameter values are obtained.

【0034】続いて、ステップS3において、検体組織
画像の入力処理が行われる。この処理は、ステップS1
における標本組織画像の入力処理と全く同様であり、ヘ
マトキシリン・エオジンによって染色された生物組織の
顕微鏡画像を、CCDカメラなどを介してデジタルデー
タとして取り込む処理を行えばよい。標本組織画像が、
病理標本のように、典型的な標本となるべき組織から得
られた画像であるのに対し、検体組織画像は、検査対象
となる個々の検体の組織から得られた画像ということに
なる。
Subsequently, in step S3, an input process of a sample tissue image is performed. This processing is performed in step S1.
Is exactly the same as the input processing of the sample tissue image in the above, and a process of capturing a microscope image of a biological tissue stained with hematoxylin and eosin as digital data via a CCD camera or the like may be performed. The specimen tissue image is
In contrast to an image obtained from a tissue to be a typical sample like a pathological sample, a sample tissue image is an image obtained from the tissue of an individual sample to be examined.

【0035】次に、ステップS4において、移動特性因
子と標本環境因子とをもった多数の仮想生物を、ステッ
プS3で入力した検体組織画像上に分布するように発生
させる処理が行われる。もちろん、この仮想生物の発生
は、コンピュータ上のシミュレーションとして行われる
ものであり、実際には、検体組織画像が入力されたXY
二次元座標系において、所定の座標値(x,y)が定義
され、この座標値をもった位置に1匹の仮想生物が存在
するとの仮定の下で、以下の各処理が行われることにな
る。ここに示す実施形態では、多数の仮想生物が、検体
組織画像上にできるだけ一様に分布して発生するよう
に、乱数を用いて座標値(x,y)をランダムに定義す
るようにしている。この実施形態の場合、個々の仮想生
物は、いずれも同一の標本環境因子を有している。上述
した例では、Qa,Qv,Qn,Qe,Qcなる5つの
パラメータ値が標本環境因子として用いられており、ス
テップS4で発生させたすべての仮想生物には、いずれ
も同一のパラメータ値が与えられることになる。別言す
れば、ステップS4で発生させたすべての仮想生物は、
いずれもステップS1で入力した標本組織画像のテクス
チャーを自己の適合環境とする生物ということになる。
もっとも、ここで示す実施形態では、図5にX印で示す
11ヶ所の指定点近傍のテクスチャーの平均点な特徴を
示す標本環境因子(5つのパラメータ値)を1組だけ用
いているが、各指定点ごとにそれぞれ独立した標本環境
因子を定義し、合計11組の標本環境因子のいずれか1
組を各仮想生物にランダムに与えるようにしてもかまわ
ない。
Next, in step S4, a process of generating a large number of virtual creatures having the movement characteristic factor and the sample environment factor so as to be distributed on the specimen tissue image input in step S3 is performed. Of course, the generation of this virtual creature is performed as a simulation on a computer.
In the two-dimensional coordinate system, predetermined coordinate values (x, y) are defined, and the following processes are performed on the assumption that one virtual creature exists at a position having the coordinate values. Become. In the embodiment shown here, the coordinate values (x, y) are randomly defined using random numbers so that a large number of virtual creatures are generated as uniformly distributed as possible on the specimen tissue image. . In the case of this embodiment, each virtual creature has the same sample environment factor. In the example described above, five parameter values Qa, Qv, Qn, Qe, and Qc are used as sample environmental factors, and all virtual creatures generated in step S4 have the same parameter value. Will be done. In other words, all the virtual creatures generated in step S4 are
In either case, the texture of the specimen tissue image input in step S1 is a living organism whose self-adaptive environment.
However, in the embodiment shown here, only one set of the sample environment factors (five parameter values) indicating the characteristics of the average points of the textures near the eleven designated points indicated by X in FIG. 5 is used. Independent sample environmental factors are defined for each designated point, and any one of 11 sets of sample environmental factors
A set may be given to each virtual creature at random.

【0036】一方、移動特性因子は、仮想生物の移動特
性を示すパラメータであるが、これは個々の仮想生物ご
とに異なった値をもたせるようにしている。移動特性因
子として用いるパラメータの具体例は後述することにす
るが、各仮想生物ごとに乱数を用いてランダムなパラメ
ータ値を与えるようにしている。
On the other hand, the movement characteristic factor is a parameter indicating the movement characteristic of the virtual creature, and is set to have a different value for each virtual creature. Although a specific example of the parameter used as the movement characteristic factor will be described later, a random parameter value is given to each virtual creature using a random number.

【0037】また、各仮想生物には、所定の初期エネル
ギー値が与えられる。仮想生物のもつエネルギー値は、
当該仮想生物が死滅するか増殖するかを決定する判断材
料として用いられるものであり、ここでは、ステップS
4で発生させた各仮想生物に、一律に1000という初
期エネルギー値を与えたものとして以下の説明を行うも
のとする。
Each virtual creature is given a predetermined initial energy value. The energy value of a virtual creature is
This is used as a criterion for determining whether the virtual creature dies or multiplies.
The following description will be made assuming that an initial energy value of 1000 is uniformly applied to each virtual creature generated in step 4.

【0038】続くステップS5,S6,S7の処理は、
ステップS8を経て、何回か繰り返される処理である。
まず、ステップS5の処理は、その時点で生存している
全仮想生物を、それぞれの移動特性因子に基づいて検体
組織画像上で移動させ、この移動により消費する消費エ
ネルギー値を決定する処理である。上述したように、各
仮想生物には、それぞれランダムな移動特性因子が与え
られており、この移動特性因子に基づいて、各仮想生物
はそれぞれ勝手な方向に移動することになる。具体的な
移動処理については後述することにするが、本実施形態
の場合、どのような移動を行った場合であっても(全く
移動しなかった場合でも)、一律に、消費エネルギー値
を300とするようにしている。もちろん、移動距離に
応じて、消費エネルギー値を変えることもできる。
The processing in steps S5, S6, and S7 is as follows:
This process is repeated several times after step S8.
First, the process of step S5 is a process of moving all the living virtual creatures at that time on the specimen tissue image based on the respective movement characteristic factors, and determining the energy consumption value consumed by this movement. . As described above, each virtual creature is given a random movement characteristic factor, and each virtual creature moves in an arbitrary direction based on the movement characteristic factor. Although specific moving processing will be described later, in the case of this embodiment, no matter what movement is performed (even if no movement is performed), the energy consumption value is uniformly set to 300. And so on. Of course, the energy consumption value can be changed according to the moving distance.

【0039】次のステップS6の処理は、仮想生物の移
動後の位置周辺における検体組織画像のテクスチャーの
特徴を示す検体環境因子を求め、この検体環境因子と当
該仮想生物のもつ標本環境因子との類似性に基づいて、
当該仮想生物が摂取すべき摂取エネルギー値を定める処
理である。標本環境因子を求める具体的な方法として、
標本組織上の指定点近傍に図6に示すような参照領域を
定義し、この参照領域内の25個の画素について図7に
示すような5つのパラメータ値を求める例を述べたが、
このステップS6において求められる検体環境因子も、
同様に5つのパラメータ値によって構成されている。す
なわち、個々の仮想生物の移動後の位置に相当する画素
を中心画素として、図6に示すように25個の画素を抽
出し、これらの画素について図7に示すような5つのパ
ラメータ値を求めるのである。ここでは、説明の便宜
上、標本環境因子を構成する5つのパラメータ値をQ
a,Qv,Qn,Qe,Qcと標記し、検体環境因子を
構成する5つのパラメータ値をQQa,QQv,QQ
n,QQe,QQcと標記することにする。もちろん、
標本環境因子を構成する5つのパラメータ値Qa,Q
v,Qn,Qe,Qcは、この実施形態の場合、すべて
の仮想生物にとって共通であり、仮想生物の移動によっ
て何ら変化することはないが、検体環境因子を構成する
5つのパラメータ値QQa,QQv,QQn,QQe,
QQcは、各仮想生物の現在位置に依存して決まる値で
あり、当然、個々の仮想生物ごとに異なり、同一の仮想
生物であっても移動のたびに変化する値となる。
In the next step S6, a sample environment factor indicating the texture characteristic of the sample tissue image around the position after the movement of the virtual creature is obtained, and the sample environment factor is compared with the sample environment factor of the virtual creature. Based on similarity,
This is a process for determining an energy value to be taken by the virtual creature. As a specific method for obtaining the sample environmental factors,
Although a reference region as shown in FIG. 6 is defined near a designated point on the specimen tissue, and an example of obtaining five parameter values as shown in FIG. 7 for 25 pixels in the reference region has been described.
The sample environmental factors required in step S6 are also:
Similarly, it is constituted by five parameter values. That is, 25 pixels are extracted as shown in FIG. 6 with the pixel corresponding to the position after movement of each virtual creature as the center pixel, and five parameter values as shown in FIG. 7 are obtained for these pixels. It is. Here, for convenience of explanation, five parameter values constituting the sample environmental factor are Q
a, Qv, Qn, Qe, and Qc, and five parameter values constituting the sample environmental factor are QQa, QQv, and QQ.
It will be referred to as n, QQe, QQc. of course,
Five parameter values Qa and Q constituting the sample environmental factor
In this embodiment, v, Qn, Qe, and Qc are common to all the virtual creatures and do not change at all by the movement of the virtual creature, but five parameter values QQa and QQv that constitute the sample environmental factor. , QQn, QQe,
QQc is a value determined depending on the current position of each virtual creature. Naturally, QQc differs for each virtual creature, and is a value that changes each time the same virtual creature moves.

【0040】ステップS6では、検体環境因子と標本環
境因子との類似性が判断されることになるが、具体的に
は、上述した5つのパラメータ値同士の類似性が判断さ
れることになる。図8は、このような類似性判断の対象
となるパラメータ値を比較して示した表である。各パラ
メータ値は何らかの数値をもっているため、その類似性
はパラメータ値の近似性に基づいて決定することができ
る。パラメータ値の近似性は、両者の差に基づいて決定
することもできるし、両者の比に基づいて決定すること
もできる。すなわち、両者の差あるいは比が小さければ
小さいほど近似性は高いと判断できる。
In step S6, the similarity between the sample environmental factor and the sample environmental factor is determined. Specifically, the similarity between the above-described five parameter values is determined. FIG. 8 is a table showing a comparison between parameter values to be subjected to such similarity determination. Since each parameter value has some numerical value, the similarity can be determined based on the similarity of the parameter values. The approximation of the parameter value can be determined based on the difference between the two, or can be determined based on the ratio between the two. That is, it can be determined that the smaller the difference or ratio between the two, the higher the approximation.

【0041】なお、検体環境因子と標本環境因子との類
似性は、5つのパラメータ値の個々の近似性を総合的に
評価して決定するのが好ましい。たとえば、ある1つの
パラメータ(たとえば、平均(Ave.))の値が全く
同一であったとしても(たとえば、Qa=QQa)、そ
れだけの理由で検体環境因子と標本環境因子とが類似し
ていると判断することは好ましくない。総合的に類似性
を判断する手法としては、種々の方法が考えられる。た
とえば、個々のパラメータごとに、その差あるいは比に
基づいて、近似度3(非常に近似している)、近似度2
(かなり近似している)、近似度1(やや近似してい
る)、近似度0(全く近似していない)なる4段階の近
似度を定義しておき、5つのパラメータのそれぞれにつ
いて近似度を求め、これらの近似度の合計を総合的な類
似度として評価することも可能である。
It is preferable that the similarity between the sample environmental factor and the sample environmental factor is determined by comprehensively evaluating the individual similarities of the five parameter values. For example, even if the value of one parameter (for example, the average (Ave.)) is exactly the same (for example, Qa = QQa), the sample environmental factor and the sample environmental factor are similar for the same reason. It is not preferable to judge. Various methods can be considered as a method of comprehensively determining similarity. For example, for each parameter, based on the difference or ratio, the degree of approximation 3 (very similar), the degree of approximation 2
(Approximately approximate), approximation 1 (slightly approximate), and approximation 0 (not at all) are defined in four stages, and the approximation is defined for each of the five parameters. It is also possible to evaluate the total similarity as a total similarity.

【0042】ステップS6の目的は、こうして求めた総
合的な類似度に基づいて、当該仮想生物が摂取すべき摂
取エネルギー値を定めることである。上述の例のような
方法で、総合的な類似度を数値として評価した場合、よ
り類似度が高い場合に、より大きな摂取エネルギー値を
定めることができる。ただし、この摂取エネルギーの決
定処理は、個々の仮想生物ごとに別個に行う必要があ
り、しかも個々の仮想生物が移動するたびに行う必要が
ある。このため、多数の仮想生物を多数回移動させてシ
ミュレーションを行う場合、類似度の演算に複雑な計算
を必要とすると、全体の演算負担は膨大なものになって
しまう。特に、§3で述べるように、組織画像がカラー
画像であった場合、その演算負担はかなり重いものとな
る。
The purpose of step S6 is to determine an intake energy value to be taken by the virtual creature based on the overall similarity thus obtained. When the overall similarity is evaluated as a numerical value by the method as in the above-described example, when the similarity is higher, a larger intake energy value can be determined. However, the process of determining the intake energy needs to be performed separately for each virtual creature, and needs to be performed every time each virtual creature moves. For this reason, when performing simulation by moving a large number of virtual creatures many times, if the calculation of the similarity requires a complicated calculation, the entire calculation load becomes enormous. In particular, as described in §3, when the tissue image is a color image, the computational load becomes considerably heavy.

【0043】そこで、本実施形態では、次のような単純
な方法で、「類似する」か「類似しない」かの2通りの
類似性のみを定義し、「類似する」と判断された場合に
は、摂取エネルギー値を1200とし、「類似しない」
と判断された場合には、摂取エネルギー値を0とした。
2通りの類似性のいずれであるかは、5つのパラメータ
値のそれぞれについて、「近似する」か「近似しない」
かの2通りの近似性を定義し(たとえば、パラメータ値
の差が所定値以内の場合に限り「近似する」とすればよ
い)、「近似する」と判断されたパラメータが3種類以
上存在した場合には、当該検体環境因子は標本環境因子
に「類似する」との総合判断を行い、「近似する」と判
断されたパラメータが2種類以下しか存在しなかった場
合には、当該検体環境因子は標本環境因子に「類似しな
い」との総合判断を行うようにしている。たとえば、図
8に示す表において、Qa=QQaであった場合、平均
(Ave.)を示すパラメータについては当然「近似す
る」なる判断が得られるが、他の4種類のパラメータに
ついて「近似しない」なる判断が得られた場合には、
「近似する」と判断されたパラメータが1種類しか存在
しなくなるので、当該検体環境因子は標本環境因子に
「類似しない」との総合判断がなされることになる。
Therefore, in the present embodiment, only two similarities, “similar” and “dissimilar”, are defined by the following simple method. Sets the energy intake to 1200 and dissimilar
When it was determined that the intake energy value was 0.
Which of the two similarities is “approximate” or “not approximate” for each of the five parameter values
The two similarities are defined (for example, “approximate” may be used only when the parameter value difference is within a predetermined value), and three or more types of parameters determined to be “approximate” exist. In this case, the sample environmental factor is comprehensively determined to be “similar” to the sample environmental factor. If there are only two or less parameters determined to be “approximate”, the sample environmental factor is determined. Makes a comprehensive judgment of "not similar" to the sample environmental factor. For example, in the table shown in FIG. 8, when Qa = QQa, the parameter indicating the average (Ave.) is naturally determined to be “approximate”, but the other four parameters are “not approximate”. If the decision is made,
Since only one parameter is determined to be “approximately”, the overall determination is made that the sample environment factor is “not similar” to the sample environment factor.

【0044】さて、ステップS7では、個々の仮想生物
ごとに、エネルギーの増減による死滅もしくは増殖の処
理が行われる。すなわち、ステップS5において消費エ
ネルギーが決定され、ステップS6において摂取エネル
ギーが決定されているので、当該仮想生物のもつエネル
ギー値に対して、消費エネルギー値を減じ、摂取エネル
ギー値を加えることにより、エネルギー値の更新を行う
ことになる。本実施形態の場合、移動の有無や形態にか
かわらず、消費エネルギーは一律300としており、類
似性に基づいて、1200または0のいずれかの摂取エ
ネルギーが与えられることにしているので、結局、ステ
ップS6において、移動後の位置周辺における検体環境
因子が標本環境因子に「類似する」と判断されれば、差
し引き900のエネルギー値が加えられることになり、
「類似しない」と判断されれば、300のエネルギー値
が減じられることになる。
In step S7, a process of killing or multiplying by increasing or decreasing the energy is performed for each virtual creature. That is, since the energy consumption is determined in step S5 and the energy intake is determined in step S6, the energy consumption value is reduced by adding the energy consumption value to the energy value of the virtual creature, thereby obtaining the energy value. Will be updated. In the case of the present embodiment, regardless of the presence or absence and the form of movement, the energy consumption is uniformly 300, and based on the similarity, either 1200 or 0 intake energy is given, so that the In S6, if it is determined that the sample environment factor around the position after the movement is “similar” to the sample environment factor, an energy value of the subtraction 900 is added,
If determined to be "not similar", the energy value of 300 will be reduced.

【0045】このようなステップS5,S6,S7の処
理は、ステップS8における終了条件(たとえば、所定
の繰り返し回数を越えたか否か)が満足されるまで、繰
り返し実行されることになる。その結果、個々の仮想生
物は、検体組織画像上を動き回り、その都度、エネルギ
ー値を更新させてゆく。そこで、ステップS7では、こ
の更新後のエネルギー値が所定の下限値に達した場合に
は当該仮想生物が死滅したものとして除去し、更新後の
エネルギー値が所定の上限値に達した場合には当該仮想
生物が増殖したものとして同一の標本環境因子を有する
複数の新たな仮想生物を発生させる処理を行うことにす
る。具体的には、更新後のエネルギー値が下限値0に達
した仮想生物は、死滅したものとして除去し、更新後の
エネルギー値が上限値2000に達した仮想生物は、増
殖したものとして、同一の標本環境因子を有する2匹の
新たな仮想生物(初期エネルギー値は1000)に置換
させる、という処理を行っている。
The processes of steps S5, S6, and S7 are repeatedly executed until the termination condition in step S8 (for example, whether a predetermined number of repetitions has been exceeded) is satisfied. As a result, each virtual creature moves around on the sample tissue image and updates the energy value each time. Therefore, in step S7, when the updated energy value reaches the predetermined lower limit, the virtual creature is removed as being dead, and when the updated energy value reaches the predetermined upper limit, A process of generating a plurality of new virtual creatures having the same sample environmental factor as that of the virtual creatures will be performed. Specifically, virtual creatures whose updated energy value has reached the lower limit value 0 are removed as dead, and virtual creatures whose updated energy value has reached the upper limit value 2000 are assumed to be the same as those having proliferated. Are replaced with two new virtual creatures (the initial energy value is 1000) having the sample environmental factor of (1).

【0046】このような処理を繰り返し実行すれば、標
本環境因子に類似した検体環境因子をもつ地点(別言す
れば、周囲のテクスチャが、標本組織のテクスチャに類
似した地点)に存在する仮想生物ほど増殖する可能性が
高くなり、逆に、標本環境因子に類似しない検体環境因
子をもつ地点(別言すれば、周囲のテクスチャが、標本
組織のテクスチャに類似しない地点)に存在する仮想生
物ほど死滅する可能性が高くなる。こうして、最終的に
は、標本組織に近似した部分に大多数の仮想生物が生存
した状態になる。ステップS8の終了条件としては、仮
想生物の分布の変化がほとんどなくなるであろうと予測
されるだけ十分な回数が繰り返されるような適当な条件
を設定しておくようにする。
If such processing is repeatedly executed, a virtual creature present at a point having a sample environmental factor similar to the sample environmental factor (in other words, a surrounding texture at a point similar to the texture of the sample tissue) In contrast, a virtual creature that exists at a point having a sample environmental factor that is not similar to the specimen environmental factor (in other words, a point where the surrounding texture is not similar to the texture of the sample tissue) is higher. It is more likely to die. Thus, ultimately, a state in which the majority of virtual creatures have survived in a portion approximating the specimen tissue. As an end condition of step S8, an appropriate condition is set such that a change in the distribution of the virtual creatures is expected to be almost eliminated, and is repeated a sufficient number of times.

【0047】最後に、ステップS9では、検体組織画像
上に最終的に生存している仮想生物の分布に基づいて、
目的となる識別画像を作成する処理が行われる。たとえ
ば、最終的に生存している仮想生物の分布を着色表示し
て識別画像を作成すればよい。このような識別画像にお
ける着色領域は、検体組織画像上における標本組織に近
似した部分を示すものとなる。
Finally, in step S9, based on the distribution of virtual living organisms finally living on the specimen tissue image,
A process of creating a target identification image is performed. For example, the identification image may be created by coloring and displaying the distribution of the living virtual creatures. Such a colored region in the identification image indicates a portion of the sample tissue image that is similar to the sample tissue.

【0048】§3.組織画像がカラー画像である場合の
実施形態 上述した§2では、組織画像がモノクロ画像であった場
合の例を示したが、実際には、カラーの組織画像を用い
た方が、より精度の高い結果が得られる。そこで、ここ
では、カラー組織画像を用いた場合の環境因子の取り扱
い方法を簡単に述べておく。
§3. When the tissue image is a color image
Embodiment In the above-described §2, an example in which the tissue image is a monochrome image has been described. However, actually, a more accurate result can be obtained by using a color tissue image. Therefore, here, a method of handling environmental factors when a color tissue image is used will be briefly described.

【0049】この場合、図4のステップS1で入力する
標本組織画像も、ステップS3で入力する検体組織画像
も、カラー画像ということになる。通常、コンピュータ
上でのカラー画像は、三原色の各色成分ごとの濃度値デ
ータとして取り扱われる。そこで、各組織画像のテクス
チャーの特徴を示す環境因子としては、所定の参照領域
内の各画素の三原色の各色成分(ここでは、赤R,緑
G,青Bの三原色を用いることにする)ごとの濃度値に
関するパラメータ値を用いるようにすればよい。たとえ
ば、5×5の画素からなる参照領域を構成する各画素に
は、図9に示すように、三原色の各色成分ごとに濃度値
が定義される。ここで、Qr(i),Qg(i),Qb
(i)は、それぞれ第i番目の画素の赤色成分の濃度
値,緑色成分の濃度値,青色成分の濃度値を示してい
る。そこで、これら各色成分ごとにそれぞれ別個独立し
て、図7に示す5種類のパラメータを求めるようにすれ
ばよい。
In this case, both the sample tissue image input in step S1 of FIG. 4 and the sample tissue image input in step S3 are color images. Usually, a color image on a computer is handled as density value data for each color component of the three primary colors. Therefore, as environmental factors indicating the characteristics of the texture of each tissue image, each color component of the three primary colors of each pixel in the predetermined reference region (here, the three primary colors of red R, green G, and blue B are used) May be used as the parameter value regarding the density value. For example, as shown in FIG. 9, a density value is defined for each color component of the three primary colors in each pixel constituting a reference area composed of 5 × 5 pixels. Here, Qr (i), Qg (i), Qb
(I) shows the density value of the red component, the density value of the green component, and the density value of the blue component of the i-th pixel, respectively. Therefore, the five types of parameters shown in FIG. 7 may be obtained separately and independently for each of these color components.

【0050】このように、標本組織画像について各色成
分ごとの標本環境因子となる5種類のパラメータを求
め、同様に、検体組織画像についても各色成分ごとの検
体環境因子となる5種類のパラメータを求めた場合、標
本環境因子と検体組織画像との類似性の判断を行う上で
は、図10の表に示すように、15種類のパラメータ値
についての比較を行う必要がある。たとえば、平均(A
ve.)なるパラメータ値に関しては、標本環境因子を
構成するパラメータとして、赤色成分に関するパラメー
タQra,緑色成分に関するパラメータQga,青色成
分に関するパラメータQbaが求まり、検体環境因子を
構成するパラメータとして、赤色成分に関するパラメー
タQQra,緑色成分に関するパラメータQQga,青
色成分に関するパラメータQQbaが求まることにな
る。
As described above, five kinds of parameters which are sample environmental factors for each color component are obtained for the sample tissue image, and similarly, five kinds of parameters which are sample environmental factors for each color component are obtained for the sample tissue image. In such a case, in order to determine the similarity between the sample environmental factor and the sample tissue image, it is necessary to compare 15 types of parameter values as shown in the table of FIG. For example, the average (A
ve. ), A parameter Qra relating to a red component, a parameter Qga relating to a green component, and a parameter Qba relating to a blue component are obtained as parameters constituting a sample environment factor. , A parameter QQga for the green component and a parameter QQba for the blue component.

【0051】こうして求まった3つの色成分ごとのパラ
メータからなる環境因子の類似性を判断するために、本
実施形態では、各色成分ごとのパラメータ値に基づいて
定義される三次元ベクトルの角度差を用いるようにして
いる。たとえば、平均(Ave.)なるパラメータ値に
ついての比較を行う場合、まず、標本環境因子を構成す
る三原色パラメータQra,Qga,Qbaに基づい
て、図11(a) に示すような三次元ベクトルV(Av
e.)を定義する。この三次元ベクトルV(Ave.)
は、三原色R,G,Bの濃度値をそれぞれ座標軸として
示したRGB三次元座標系上に定義されるベクトルであ
り、原点Oと点Q(Ave.)とを結ぶベクトルであ
る。ここで、点Q(Ave.)は、座標値(Qra,Q
ga,Qba)で表される位置の点である。同様に、検
体環境因子を構成する三原色パラメータQQra,QQ
ga,QQbaに基づいて、図11(b) に示すような三
次元ベクトルVV(Ave.)を定義する。この三次元
ベクトルVV(Ave.)も、三原色R,G,Bの濃度
値をそれぞれ座標軸として示したRGB三次元座標系上
に定義されるベクトルであり、原点Oと点QQ(Av
e.)とを結ぶベクトルである。ここで、点QQ(Av
e.)は、座標値(QQra,QQga,QQba)で
表される位置の点である。
In order to determine the similarity of the environmental factors composed of the parameters for the three color components obtained in this way, in the present embodiment, the angle difference between the three-dimensional vectors defined based on the parameter values for each color component is determined. I use it. For example, when comparing the average (Ave.) parameter values, first, based on the three primary color parameters Qra, Qga, and Qba constituting the sample environment factors, a three-dimensional vector V (as shown in FIG. Av
e. ) Is defined. This three-dimensional vector V (Ave.)
Is a vector defined on an RGB three-dimensional coordinate system in which the density values of the three primary colors R, G, and B are indicated as coordinate axes, and is a vector connecting the origin O and the point Q (Ave.). Here, the point Q (Ave.) is represented by coordinate values (Qra, Q
ga, Qba). Similarly, the three primary color parameters QQra, QQ constituting the sample environmental factors
Based on ga and QQba, a three-dimensional vector VV (Ave.) as shown in FIG. 11B is defined. The three-dimensional vector VV (Ave.) is also a vector defined on an RGB three-dimensional coordinate system in which the density values of the three primary colors R, G, and B are shown as coordinate axes, respectively, and has an origin O and a point QQ (Av.
e. ). Here, the point QQ (Av
e. ) Is a point at a position represented by coordinate values (QQra, QQga, QQba).

【0052】このようにして、平均(Ave.)なるパ
ラメータについて、2つのベクトルV(Ave.)およ
びVV(Ave.)が定義できたら、これら両ベクトル
の三次元空間上での角度差θ(Ave.)を求めれば、
この角度差θ(Ave.)は、3つの色成分を考慮した
類似性を示す値となる(角度差が小さければ小さいほ
ど、類似性が高いことになる)。同様に、分散(Va
r.),エネルギー(Engy.),エントロピー(E
nt.),コントラスト(Cont.)についても、そ
れぞれ三次元ベクトルを定義し、角度差θ(Va
r.),角度差θ(Engy.),角度差θ(En
t.),角度差θ(Cont.)を求めるようにする。
図12は、このようにして、5種類のパラメータについ
てそれぞれ角度差を求めた例を示している。
When two vectors V (Ave.) And VV (Ave.) Can be defined for the average (Ave.) parameter in this manner, the angle difference θ ( Ave.)
The angle difference θ (Ave.) is a value indicating the similarity in consideration of the three color components (the smaller the angle difference, the higher the similarity). Similarly, the variance (Va
r. ), Energy (Engy.), Entropy (E
nt. ) And contrast (Cont.) Are also defined as three-dimensional vectors, and the angle difference θ (Va
r. ), Angle difference θ (Engy.), Angle difference θ (En
t. ) And the angle difference θ (Cont.).
FIG. 12 shows an example in which the angle difference is obtained for each of the five types of parameters.

【0053】標本環境因子と検体環境因子との総合的な
類似性は、これら5通りの角度差に基づいて総合的に決
定すればよい。前述したように、類似性を定量的に評価
し、その定量値に応じて摂取エネルギーの値を決定する
ことも可能であるが、ここで示す実施形態の場合は、演
算負担を軽減するため、類似性の評価として、「類似す
る」か「類似しない」かの2通りのみを用意し、「類似
する」場合には摂取エネルギー値を1200とし、「類
似しない」場合には摂取エネルギー値を0としている。
このように2通りの評価をするために、本実施形態で
は、次のような取り扱いをしている。まず、角度差θの
しきい値として5°という値を定め、角度差θが5°未
満である場合には、当該パラメータは「近似する」と判
断し、角度差θが5°以上である場合には、当該パラメ
ータは「近似しない」と判断する。このような判断を5
種類のパラメータについてそれぞれ行い、最終的に「近
似する」と判断されたパラメータが3種類以上存在した
場合には、標本環境因子と検体環境因子との総合的な類
似性判断として、「類似する」との判断を行うように
し、最終的に「近似する」と判断されたパラメータが2
種類以下しか存在しない場合には、「類似しない」との
総合判断を行うようにする。
The overall similarity between the sample environmental factor and the sample environmental factor may be determined comprehensively based on these five types of angle differences. As described above, it is possible to quantitatively evaluate the similarity and determine the value of the ingested energy according to the quantitative value, but in the case of the embodiment shown here, to reduce the computational load, For the evaluation of similarity, only two types, “similar” and “dissimilar”, are prepared. In the case of “similar”, the intake energy value is set to 1200; And
In this embodiment, the following handling is performed in order to perform two types of evaluation. First, a value of 5 ° is determined as a threshold value of the angle difference θ. If the angle difference θ is less than 5 °, the parameter is determined to be “approximate” and the angle difference θ is 5 ° or more. In this case, it is determined that the parameter is “not approximate”. Such a judgment 5
When there are three or more parameters that are determined for each type of parameter and finally determined to be “approximately”, “similar” is determined as a comprehensive similarity determination between the sample environmental factor and the sample environmental factor. Is determined, and the parameter finally determined to be “approximately” is 2
If there is no more than the type, a comprehensive judgment of "not similar" is made.

【0054】§4.仮想生物の移動/死滅/増殖処理に
関する実施形態 既に§2で述べたように、図4に示すフローチャートに
おけるステップS5では、仮想生物の移動処理が行わ
れ、ステップS7では仮想生物の死滅/増殖処理が行わ
れることになる。そこで、ここでは、仮想生物の移動/
死滅/増殖処理に関する具体的な実施形態を述べること
にする。
§4. For moving / killing / proliferating virtual creatures
As described in §2, the moving process of the virtual creature is performed in step S5 in the flowchart shown in FIG. 4, and the death / proliferation process of the virtual creature is performed in step S7. Therefore, here, the movement /
Specific embodiments regarding the killing / proliferation process will be described.

【0055】まず、仮想生物の移動処理の具体例を述べ
る。前述したように、個々の仮想生物は、それぞれ固有
の移動特性因子を有しており(ステップS4の発生時に
与えられる)、ステップS5の移動処理では、個々の仮
想生物のもつ移動特性因子が考慮されることになる。本
実施形態では、図13に示すような6ビットからなる移
動特性因子を定義している。わずか6ビットからなる情
報であるが、移動特性因子の内容は、個々の仮想生物ご
とに異なるので、1匹の仮想生物ごとにそれぞれ6ビッ
トの情報を用意する必要がある。実際には、ステップS
4において、仮想生物を発生させる時点で、乱数を用い
て個々の仮想生物ごとにランダムな6ビットのデータを
与えるようにすればよい。
First, a specific example of the process of moving a virtual creature will be described. As described above, each virtual creature has a unique movement characteristic factor (given at the time of occurrence of step S4), and in the movement processing of step S5, the movement characteristic factor of each virtual creature is considered. Will be done. In the present embodiment, a movement characteristic factor composed of 6 bits as shown in FIG. 13 is defined. Although the information consists of only 6 bits, the content of the movement characteristic factor differs for each virtual creature, so it is necessary to prepare 6 bits of information for each virtual creature. Actually, step S
In 4, at the time of generating the virtual creature, random 6-bit data may be given to each virtual creature using a random number.

【0056】この6ビットからなる移動特性因子のう
ち、先頭の2ビットはX方向への移動特性Xを示し、中
央の2ビットはY方向への移動特性Yを示し、末尾の2
ビットは回転特性φを示す。各ビットの具体的な意味
は、図13に示すとおりである。すなわち、移動特性に
関しては、ビット「00」は移動しない、ビット「0
1」は+方向へ移動、ビット「10」は−方向へ移動、
ビット「11」はランダムに移動を示しており、回転特
性に関しては、ビット「00」は回転しない、ビット
「01」は移動後90°回転、ビット「10」は移動後
180°回転、ビット「11」は移動後270°回転、
という特性を意味している(ここでは、時計回りに回転
角を定義している)。
Of the 6-bit movement characteristic factor, the first 2 bits indicate the movement characteristic X in the X direction, the center 2 bits indicate the movement characteristic Y in the Y direction, and the last 2 bits.
The bit indicates the rotation characteristic φ. The specific meaning of each bit is as shown in FIG. That is, regarding the movement characteristics, the bit “00” does not move, and the bit “0” does not move.
"1" moves in the + direction, bit "10" moves in the-direction,
Bit “11” indicates a random movement, and regarding the rotation characteristics, bit “00” does not rotate, bit “01” rotates 90 ° after the movement, bit “10” rotates 180 ° after the movement, and bit “10” rotates. 11 ”rotates 270 ° after moving,
(Here, the rotation angle is defined clockwise.)

【0057】したがって、図13に具体例として示され
ている6ビットのデータ「010111」からなる移動
特性因子は、+X方向へ移動し、+Y方向へ移動し、移
動後に270°回転する、という特性を示している。な
お、この移動特性に関するX方向およびY方向という概
念は、仮想生物の向きを基準とした相対的なものであ
り、検体組織画像上に定義された絶対的な二次元座標系
とは異なるものである。すなわち、現在の仮想生物の正
面方向を+Y方向、背面方向を−Y方向、右方向を+X
方向、左方向を−X方向と定義しており、仮想生物が回
転した場合には、各方向も同時に回転することになる。
別言すれば、6ビットからなる移動特性因子のうち、先
頭の2ビットは仮想生物の前後方向への移動特性を示
し、中央の2ビットは仮想生物の左右方向への移動特性
を示していることになる。
Therefore, the movement characteristic factor composed of 6-bit data “010111” shown as a specific example in FIG. 13 moves in the + X direction, moves in the + Y direction, and rotates 270 ° after the movement. Is shown. Note that the concepts of the X direction and the Y direction regarding the movement characteristics are relative to the direction of the virtual creature, and are different from the absolute two-dimensional coordinate system defined on the specimen tissue image. is there. That is, the front direction of the current virtual creature is the + Y direction, the back direction is the −Y direction, and the right direction is + X.
The direction and the left direction are defined as -X directions. When the virtual creature rotates, each direction also rotates at the same time.
In other words, of the 6-bit movement characteristic factor, the first two bits indicate the movement characteristics of the virtual creature in the front-rear direction, and the center two bits indicate the movement characteristics of the virtual creature in the left-right direction. Will be.

【0058】図14は、このような6ビットのデータ
「010111」によって示される移動特性に基づい
て、実際に仮想生物を移動させる処理を示している。黒
い三角形P1は、この仮想生物の移動前の位置および向
きを示している。まず、+X方向への移動(先頭2ビッ
トの指示)により白い三角形P2の位置まで移動し、続
いて+Y方向への移動(中央2ビットの指示)を行い、
最後に270°の回転(末尾2ビットの指示)を行うこ
とにより、白い三角形P3の状態となる。移動距離につ
いては、予め所定の画素数分だけ進むように定めておい
てもよいし、その都度、乱数に基づいたランダムな画素
数分だけ進むようにしてもよい(進む距離の上限は定め
ておくようにする)。
FIG. 14 shows a process of actually moving a virtual creature based on the movement characteristics indicated by such 6-bit data “010111”. A black triangle P1 indicates the position and orientation of the virtual creature before moving. First, it is moved to the position of the white triangle P2 by movement in the + X direction (instruction of the first 2 bits), and then is moved in the + Y direction (instruction of the center 2 bits).
Finally, by performing a rotation of 270 ° (indicating the last two bits), a state of a white triangle P3 is obtained. The moving distance may be set in advance so as to advance by a predetermined number of pixels, or may be set to advance by a random number of pixels based on a random number each time (an upper limit of the moving distance is set in advance. To).

【0059】もっとも、実用上は、仮想生物の最終的な
移動位置が決定できればよいので、X方向への移動とY
方向への移動とをそれぞれ別個に行う必要はない。そこ
で、実際には、次のような方法で最終的な移動位置を決
定している。たとえば、6ビットのデータ「01011
1」によって示される移動特性をもった仮想生物の場
合、図15に示すように、現在の自分の位置を中心とし
て、7×7画素の領域を移動可能画素として抽出する。
これより遠くにある画素は、遠すぎるため、1回の移動
ではたどり着けないものとする。ここで、図の黒い三角
形が、現在の自分の位置および向きを示している。移動
特性因子によれば、この仮想生物は、+X方向への移動
と、+Y方向への移動とを行う性質が有している。そこ
で、このような移動特性どおりの移動を行った場合にた
どり着く最終的な移動位置となり得る候補画素を求め
る。この例の場合、図に丸印を記して示した画素が、こ
の候補画素である。すなわち、+X方向への移動と、+
Y方向への移動との双方を行った場合、7×7の移動可
能画素のうち、最終的な移動位置となり得るのは、この
丸印を記して示した9通りの候補画素しかない。そこ
で、この9通りの候補画素の中から任意の1画素をラン
ダムに選択し、選択された画素位置を最終的な移動位置
とするのである。
However, in practice, it is only necessary to be able to determine the final moving position of the virtual creature.
It is not necessary to separately perform the movement in the direction. Therefore, actually, the final moving position is determined by the following method. For example, the 6-bit data "01011
In the case of a virtual creature having the movement characteristic indicated by “1”, as shown in FIG. 15, a region of 7 × 7 pixels around the current position is extracted as a movable pixel.
Pixels located farther than this are too far to be reached by one movement. Here, the black triangle in the figure indicates the current position and orientation of the user. According to the movement characteristic factor, this virtual creature has a property of performing movement in the + X direction and movement in the + Y direction. Therefore, a candidate pixel that can be a final movement position to be reached when the movement according to such movement characteristics is performed is obtained. In the case of this example, the pixels indicated by circles in the figure are the candidate pixels. That is, the movement in the + X direction and the +
When both the movement in the Y direction and the movement in the Y direction are performed, only the nine candidate pixels indicated by the circles can be the final movement positions among the 7 × 7 movable pixels. Therefore, an arbitrary one pixel is randomly selected from these nine types of candidate pixels, and the selected pixel position is set as a final movement position.

【0060】このような方法で最終的な移動位置を決定
するようにすると、複数の仮想生物が同一の画素上に同
時に移動する、という事態を避けることができる。すな
わち、移動特性因子に基づいて求めた候補画素の中に、
既に他の仮想生物の最終的な移動位置となってしまって
いる画素が含まれていた場合には、そのような画素を候
補画素から除外することにより、同一画素上への重複移
動を避けることができる。なお、このように重複移動を
避ける措置を採ったことにより、すべての候補画素が除
外されてしまうようなことになった場合は(たとえば、
図15の例において、丸印を記して示した9通りの候補
画素のすべてが、既に他の9匹の仮想生物の最終的な移
動位置に決定されていた場合は)、当該仮想生物につい
てのその回の移動は行わないようにすればよい。
When the final movement position is determined by such a method, it is possible to avoid a situation where a plurality of virtual creatures move on the same pixel at the same time. That is, among the candidate pixels obtained based on the moving characteristic factors,
If a pixel that has already been the final movement position of another virtual creature is included, avoid overlapping movement on the same pixel by excluding such a pixel from candidate pixels. Can be. Note that if such a measure to avoid the overlapping movement would result in all candidate pixels being excluded (for example,
In the example of FIG. 15, if all of the nine candidate pixels indicated by the circles have already been determined as the final movement positions of the other nine virtual creatures), What is necessary is just not to perform the movement of the time.

【0061】続いて、ステップS7で行われる仮想生物
の死滅/増殖処理に関する具体的な実施形態を述べる。
既に述べたように、仮想生物の死滅/増殖処理を行うか
否かは、その時点で仮想生物に残存しているエネルギー
値に基づいて決定される。すなわち、移動による消費エ
ネルギーを減じ、環境因子の類似性に基づいて与えられ
る摂取エネルギーを加えることにより更新されたエネル
ギー値が、所定の下限値(たとえば、0)に達した場合
には死滅したものとし、所定の上限値(たとえば、20
00)に達した場合には増殖したものとしている。この
ように、更新後のエネルギー値のみに基づいて死滅/増
殖処理を行うようにした場合、エネルギー値が上限値と
下限値との間を揺れ動いている限りは、死滅もせず、増
殖もせず、という中途半端な状態となる。もちろん、そ
のような中途半端な状態を維持する仮想生物も、やがて
は死滅か増殖かのいずれかの状態に落ち着くことになる
ものと予想されるが、実用上は、ある程度の移動回数を
重ねても中途半端な状態のままであるような仮想生物は
積極的に除去するようにした方が、安定した結果をより
早く得ることができるようになる。
Next, a specific embodiment relating to the process of killing / proliferating virtual creatures performed in step S7 will be described.
As described above, whether to perform the process of killing / proliferating the virtual creature is determined based on the energy value remaining in the virtual creature at that time. That is, when the energy value updated by reducing the energy consumed by the movement and adding the intake energy given based on the similarity of the environmental factors reaches a predetermined lower limit (for example, 0), the animal has died. And a predetermined upper limit (for example, 20
00), it is regarded as having proliferated. As described above, when the killing / proliferation process is performed based only on the updated energy value, as long as the energy value fluctuates between the upper limit value and the lower limit value, neither the death nor the proliferation occurs. It will be a halfway state. Of course, virtual creatures that maintain such an incomplete state are expected to eventually settle into either a state of death or proliferation, but in practice, after a certain number of movements, If a virtual creature that remains in a half-finished state is positively removed, a stable result can be obtained more quickly.

【0062】このような観点から、実際には、エネルギ
ー値に基づく死滅の他に、移動回数に基づく死滅という
概念を採り入れるのが好ましい。具体的には、個々の仮
想生物に年齢を定義するようにし、図4のステップS8
を経由するたびに(別言すれば、ステップS5〜S7の
手順を繰り返すたびに)、個々の仮想生物の年齢を増加
させ、年齢が所定の寿命に達した仮想生物については死
滅したものとして除去するような処理を付加すればよ
い。たとえば、発生時の仮想生物の年齢を0才とし、ス
テップS8を経由するたびに1才の加齢を行うように
し、ステップS7では、年齢が所定の寿命(たとえば、
80才)になった仮想生物については、死滅したものと
して除去するようにすればよい。このように寿命の概念
を採り入れると、各仮想生物は、エネルギー値が下限値
に達したために死滅(いわゆる餓死)する場合と、年齢
が寿命に達したために死滅(いわゆる老死)する場合と
があることになり、上述したように、中途半端の状態の
まま長期間生存しつづけることはなくなる。
From such a viewpoint, it is actually preferable to adopt the concept of death based on the number of times of movement in addition to death based on the energy value. Specifically, the age is defined for each virtual creature, and step S8 in FIG.
(In other words, each time the procedure of steps S5 to S7 is repeated), the age of each virtual creature is increased, and the virtual creature whose age has reached a predetermined life is removed as dead. What is necessary is just to add processing which performs. For example, the age of the virtual creature at the time of occurrence is 0 years old, and the age of one year old is increased every time the process goes through step S8.
The virtual creature that has reached the age of 80 may be removed as dead. When the concept of lifespan is adopted in this way, each virtual creature dies when its energy value reaches the lower limit (so-called starvation), and when it reaches its lifespan, it dies (so-called senile death). As a result, as described above, it is not possible to continue living for a long period of time in an incomplete state.

【0063】次に、具体的な増殖処理について述べる。
増殖処理は、更新後のエネルギー値が所定の上限値に達
した仮想生物の個体数を増加させる目的の処理であり、
当該仮想生物と同一の標本環境因子を有する新たな仮想
生物を近傍に発生できれば、どのような方法を用いても
かまわない。本実施形態では、次のような方法により、
この増殖処理を行っている。すなわち、仮想生物を増殖
させる際に、増殖対象となる親の仮想生物を除去し、そ
の近傍に複数の新たな子の仮想生物を発生させるように
し、子の仮想生物には、所定の初期エネルギー値を与え
るとともに、親の仮想生物がもっていた標本環境因子お
よび移動特性因子を遺伝させるようにしている。
Next, a specific multiplication process will be described.
Proliferation processing is processing for the purpose of increasing the number of virtual creatures whose updated energy value has reached a predetermined upper limit,
Any method may be used as long as a new virtual creature having the same sample environmental factor as the virtual creature can be generated nearby. In the present embodiment, the following method is used.
This multiplication process is performed. That is, when the virtual creature is propagated, the parent virtual creature to be multiplied is removed, and a plurality of new child virtual creatures are generated in the vicinity of the parent virtual creature. A value is given, and the sample environment factor and the migration characteristic factor that the parent virtual creature has are inherited.

【0064】たとえば、図16に示すように、第i代目
の仮想生物G(i)が増殖対象となる親の仮想生物とな
った場合を考える(上述の例の場合、この仮想生物G
(i)の更新後のエネルギー値が2000に到達したこ
とになる)。この場合、親となる仮想生物G(i)が2
つに分裂して増殖したものとし、親である仮想生物G
(i)を除去し、子となる第(i+1)代目の仮想生物
G(i+1)aとG(i+1)bとを発生させることに
する。このとき、子となる各仮想生物G(i+1)a,
G(i+1)bには、それぞれ初期エネルギー値100
0を与えることにする(あるいは、親である仮想生物G
(i)が有していたエネルギー値が2000を越えてい
た場合には、その1/2の値をそれぞれ子の初期エネル
ギー値とするようにしてもよい)。また、子となる各仮
想生物G(i+1)a,G(i+1)bには、それぞれ
親である仮想生物G(i)が有していた標本環境因子お
よび移動特性因子をそのまま与えるようにする。
For example, as shown in FIG. 16, consider the case where the i-th virtual creature G (i) becomes the parent virtual creature to be multiplied (in the above example, this virtual creature G (i)).
The updated energy value of (i) has reached 2000). In this case, the parent virtual creature G (i) is 2
Virtual creature G
(I) is removed, and (i + 1) -th virtual creatures G (i + 1) a and G (i + 1) b, which are children, are generated. At this time, each child virtual creature G (i + 1) a,
G (i + 1) b has an initial energy value of 100
0 (or the parent virtual creature G
If the energy value of (i) exceeds 2,000, half of the value may be used as the initial energy value of each child.) The virtual environment G (i + 1) a and G (i + 1) b, which are children, are provided with the sample environment factor and the movement characteristic factor of the virtual creature G (i) as the parent. .

【0065】このように、親の性質をそのまま受け継い
だ2匹の子が生成されることになるが、この2匹の子の
生成位置および向きは、親の近傍のいずれかの画素上に
いずれかの方向を向くようにランダムに決定すればよ
い。ただし、既に他の仮想生物が存在する画素は避ける
ようにする。図16に示す例では、親の存在する画素を
中心として7×7の近傍領域を定義し、この近傍領域内
のいずれかの画素上に、任意の方向を向いた子が生成さ
れるようにしている。なお、ここでは、1匹の親を2匹
の子に分裂させる例を示したが、もちろん3匹以上の子
に分裂させるようにしてもよい。また、上述の例では、
増殖後に親を除去してしまっているが、もちろん、親を
そのまま残した状態で(この場合は、たとえば、エネル
ギー値を初期値に戻すなどの処理が必要になろう)、新
たに子を発生させ、親と子が共存するような形での増殖
も可能である。
As described above, two children that inherit the property of the parent as they are are generated, and the generation position and orientation of these two children are determined on any pixel near the parent. What is necessary is just to determine at random so that it may turn to that direction. However, pixels in which other virtual creatures already exist are avoided. In the example shown in FIG. 16, a 7 × 7 neighborhood area is defined around the pixel where the parent exists, and a child oriented in an arbitrary direction is generated on any pixel in this neighborhood area. ing. Here, an example in which one parent is split into two children is shown, but it is needless to say that three parents or more may be split. Also, in the above example,
Although the parent has been removed after propagation, of course, a new child is generated with the parent left as it is (in this case, for example, processing such as returning the energy value to the initial value will be necessary) It is also possible to multiply in such a way that parents and children coexist.

【0066】以上述べてきたような増殖処理を行うと、
子は親のもつ標本環境因子をそのまま受け継いでいるた
め、一般的には、その生成位置近傍の環境は自己に適合
した好環境となっている。また、親のもつ移動特性因子
をそのまま受け継いでいるため、親が採った好環境へ向
けての移動行動をそのまま踏襲する可能性が高い。この
ようにして、検体組織画像のある特定の部分には、その
環境に適合した遺伝子をもつ仮想生物が益々繁殖する傾
向が現れる。ただし、ある特定の遺伝子をもつ仮想生物
の子孫が、必ず親と同一の遺伝子をもち続けるようにす
ると、遺伝子に多様性がなくなり、すべての子孫が絶滅
してしまうケースも起こり得る。そこで、本実施形態で
は、移動特性因子を遺伝させる際には、親の仮想生物が
もっていた移動特性因子に所定の確率で突然変位を生じ
させるようにしている。たとえば、突然変位の確率を1
0%に設定した場合、移動特性因子を子に遺伝させると
きに、10回のうちの9回まではそのまま遺伝させる
が、10回のうちの1回は、移動特性因子をランダムに
変更してから遺伝させるようにすることになる。もちろ
ん、標本環境因子についても突然変位を生じさせること
もできる。
When the above-described multiplication process is performed,
Since the child inherits the sample environmental factor of the parent as it is, generally, the environment in the vicinity of the generation position is a favorable environment adapted to itself. Further, since the parent's movement characteristic factor is inherited as it is, there is a high possibility that the parent's movement behavior toward a favorable environment is directly followed. In this way, a certain portion of the specimen tissue image has a tendency for virtual organisms having genes adapted to the environment to more and more proliferate. However, if descendants of a virtual creature having a certain gene always keep the same gene as the parent, there may be a case where the gene loses diversity and all descendants become extinct. Therefore, in the present embodiment, when the movement characteristic factor is inherited, the movement characteristic factor held by the parent virtual creature is suddenly changed at a predetermined probability. For example, the probability of sudden displacement is 1
When set to 0%, when the child is inherited the mobility characteristic factor, the child is inherited as it is up to nine times out of ten times, but in one of the ten times, the mobility characteristic factor is randomly changed. Will be inherited from. Of course, a sudden displacement can also be caused for the sample environmental factor.

【0067】§5.複数種類の標本組織を用いる実施形
これまで述べてきた実施形態は、いずれも単一種類の標
本組織を用いる例であり、すべての仮想生物には同一の
標本環境因子が付与されていた。これは、たとえば、図
1(a) に示すような正常な乳腺組織の細胞核領域を認識
する場合とか、あるいは、図1(b) に示すような癌化し
た乳腺組織の細胞核領域を認識する場合には有効であ
る。しかしながら、これら両方を同時に認識する必要が
ある場合には、それぞれ異なる標本環境因子をもった2
種類の仮想生物を用いたシミュレーションが必要にな
る。実用上は、たとえば、乳腺組織の検体組織画像が与
えられた場合、この検体組織画像の中の正常な細胞核領
域については緑色に着色し、癌化した細胞核領域につい
ては赤色に着色する、といった表示形態が可能になれば
便利である。
§5. Implementation using multiple types of sample tissues
Each of the embodiments described above is an example in which a single type of sample tissue is used, and the same sample environmental factor is given to all virtual organisms. This is the case, for example, when recognizing a cell nucleus region of normal breast tissue as shown in FIG. 1 (a), or when recognizing a cell nucleus region of cancerous breast tissue as shown in FIG. 1 (b). Is effective. However, when it is necessary to recognize both of these simultaneously, two samples having different sample environmental factors are used.
Simulations using different types of virtual creatures are required. Practically, for example, when a specimen tissue image of a breast tissue is given, a normal cell nucleus area in the specimen tissue image is colored green, and a cancerous cell nucleus area is colored red. It would be convenient if the form became possible.

【0068】ここでは、2種類の標本組織を用いる具体
的な実施形態を、図17のフローチャートに基づいて説
明する。この図17のフローチャートに示す手順は、本
質的な部分においては、図4のフローチャートに示す手
順と同等である。そこで、ここでは、両者の相違する部
分を重点的に説明する。
Here, a specific embodiment using two types of specimen tissues will be described with reference to the flowchart of FIG. The procedure shown in the flowchart of FIG. 17 is essentially the same as the procedure shown in the flowchart of FIG. Therefore, here, the differences between the two will be mainly described.

【0069】まず、ステップS11において、正常標本
組織画像および異常標本組織画像の入力を行う。たとえ
ば、図1(a) に示す正常な乳腺組織の細胞核領域を正常
標本組織画像として入力し、図1(b) に示す癌化した乳
腺組織の細胞核領域を異常標本組織画像として入力すれ
ばよい。そして、続くステップS12では、正常標本テ
クスチャおよび異常標本テクスチャの特徴を示す各標本
環境因子の抽出が行われる。すなわち、正常な乳腺組織
の細胞核領域の画像に基づいて、そのテクスチャーの特
徴を示す正常標本環境因子が抽出され、癌化した乳腺組
織の細胞核領域の画像に基づいて、そのテクスチャーの
特徴を示す異常標本環境因子が抽出される。次に、ステ
ップS13において、検体組織画像が入力される。以下
の各手順の目的は、この検体組織画像について、標本と
なる正常な乳腺組織の細胞核領域に近似した部分および
標本となる癌化した乳腺組織の細胞核領域に近似した部
分を認識するための識別画像を作成することである。
First, in step S11, a normal specimen tissue image and an abnormal specimen tissue image are input. For example, the cell nucleus region of normal breast tissue shown in FIG. 1A may be input as a normal specimen tissue image, and the cell nucleus region of cancerous breast tissue shown in FIG. 1B may be input as an abnormal specimen tissue image. . Then, in the following step S12, each sample environment factor indicating the characteristics of the normal sample texture and the abnormal sample texture is extracted. That is, based on the image of the cell nucleus region of the normal mammary gland tissue, a normal specimen environmental factor indicating the characteristic of the texture is extracted, and based on the image of the cell nucleus region of the cancerous mammary gland tissue, an abnormality indicating the characteristic of the texture is extracted. Sample environmental factors are extracted. Next, in step S13, a specimen tissue image is input. The purpose of each of the following procedures is to identify the specimen tissue image in order to recognize a portion approximating the cell nucleus region of a normal breast tissue sample and a portion approximating the cell nucleus region of a cancerous breast tissue sample. Creating an image.

【0070】続いて、所定の移動特性因子をもち、所定
の標本環境因子をもち、所定の初期エネルギー値が定義
された多数の仮想生物を、検体組織画像上に分布するよ
うに発生させる処理が行われる。ここで、移動特性因子
は、乱数を用いてランダムに付与するようにすればよ
く、初期エネルギー値は、たとえば一律に1000とい
った値を定義するようにすればよい。一方、標本環境因
子については、ここで述べる実施形態の場合、正常標本
環境因子か異常標本環境因子かを選択的に付与する必要
がある。正常標本環境因子が付与された仮想生物は、標
本として与えられた正常な乳腺組織の細胞核領域の画像
テクスチャーの環境に適合する性質をもつことになり、
最終的には、正常な乳腺組織の細胞核領域に近似した部
分に集まって繁殖する。これに対し、異常標本環境因子
が付与された仮想生物は、標本として与えられた癌化し
た乳腺組織の細胞核領域の画像テクスチャーの環境に適
合する性質をもつことになり、最終的には、癌化した乳
腺組織の細胞核領域に近似した部分に集まって繁殖す
る。
Subsequently, a process of generating a large number of virtual creatures having a predetermined movement characteristic factor, a predetermined sample environment factor, and a predetermined initial energy value so as to be distributed on the specimen tissue image is performed. Done. Here, the movement characteristic factor may be randomly assigned using a random number, and the initial energy value may be, for example, uniformly defined as 1000. On the other hand, regarding the sample environmental factors, in the embodiment described here, it is necessary to selectively assign a normal sample environmental factor or an abnormal sample environmental factor. The virtual creature to which the normal specimen environmental factor has been assigned will have properties that match the environment of the image texture of the cell nucleus region of the normal breast tissue given as a specimen,
Eventually, they will collect and proliferate in a portion of the normal mammary tissue similar to the nucleus region. In contrast, a virtual creature to which an abnormal specimen environmental factor has been added will have properties that match the environment of the image texture of the cell nucleus region of cancerous mammary gland tissue given as a specimen, Proliferate by gathering in the portion of the transformed mammary tissue close to the cell nucleus region.

【0071】生成する各仮想生物に対して、正常標本環
境因子か異常標本環境因子かのいずれを付与するかは、
たとえば乱数を用いて全くランダムに決めることも可能
である。しかしながら、ここで述べる実施形態では、シ
ミュレーションの効率をより高めるために、個々の仮想
生物の発生箇所近傍の環境を考慮して、いずれの標本環
境因子を付与すればよいかを決めるようにしている。す
なわち、個々の仮想生物を発生させる段階では、標本環
境因子はまだ与えないようにし、発生させた後に、その
発生箇所近傍の検体環境因子を求め、当該検体環境因子
が、正常標本環境因子と異常標本環境因子とのいずれに
類似しているかを判断し、より類似性の高い方の標本環
境因子をその仮想生物に付与する。このような方法で標
本環境因子を付与すれば、各仮想生物には、個々の発生
箇所においてより生き延びやすい方の標本環境因子が与
えられることになり、シミュレーションの効率を高める
ことができる。
Whether to give a normal specimen environmental factor or an abnormal specimen environmental factor to each generated virtual creature is as follows.
For example, it is also possible to determine them completely at random using random numbers. However, in the embodiment described here, in order to further increase the efficiency of the simulation, it is determined which sample environmental factor should be given in consideration of the environment in the vicinity of the occurrence location of each virtual creature. . In other words, at the stage of generating each virtual creature, the sample environmental factors are not given yet, and after the generation, the sample environmental factors near the occurrence location are obtained, and the sample environmental factors and the normal sample environmental factors are abnormal. It is determined which one of the sample environment factors is similar to the sample environment factor, and a sample environment factor having a higher similarity is assigned to the virtual creature. If the sample environment factors are provided in this manner, each virtual creature is provided with a sample environment factor that is more likely to survive at each occurrence location, and the efficiency of the simulation can be increased.

【0072】具体的には、まず、ステップS14では、
移動特性因子と初期エネルギー値とが定義された仮想生
物を、検体組織画像上に分布するように発生させる処理
が行われ、続くステップS15において、発生させた各
仮想生物に対して、いずれか一方の標本環境因子を付与
する処理が行われる。このステップS15では、個々の
仮想生物の存在位置周辺における検体組織画像のテクス
チャーの特徴を示す検体環境因子を調べ、正常標本環境
因子と異常標本環境因子とのうち、調べた検体環境因子
に対する類似性がより高い方の標本環境因子を当該仮想
生物に付与する処理が行われる。
Specifically, first, in step S14,
A process is performed to generate a virtual creature in which the movement characteristic factor and the initial energy value are defined so as to be distributed on the sample tissue image. In the subsequent step S15, for each generated virtual creature, The process of assigning the sample environmental factor is performed. In this step S15, a sample environment factor showing the texture characteristic of the sample tissue image around the existence position of each virtual creature is examined, and the similarity to the examined sample environment factor among the normal sample environment factor and the abnormal sample environment factor is examined. Is given to the virtual creature.

【0073】以下、ステップS16〜S18の処理が、
ステップS19の終了条件が満たされるまで繰り返し実
行される。ここで、ステップS16〜S18の処理は、
図4のフローチャートにおけるステップS5〜S7の処
理に対応するものである。すなわち、ステップS16で
は、仮想生物を、その移動特性因子に基づいて検体組織
画像上で移動させ、この移動により消費する消費エネル
ギー値を決定する処理が行われ、ステップS17では、
仮想生物の移動後の位置周辺における検体組織画像のテ
クスチャーの特徴を示す検体環境因子と、当該仮想生物
のもつ標本環境因子との類似性に基づいて、当該仮想生
物が摂取すべき摂取エネルギー値を定める処理が行わ
れ、ステップS18では、仮想生物のもつエネルギー値
に対して、消費エネルギー値を減じ、摂取エネルギー値
を加えることにより、エネルギー値の更新を行い、更新
後のエネルギー値が所定の下限値に達した場合には当該
仮想生物が死滅したものとして除去し、更新後のエネル
ギー値が所定の上限値に達した場合には当該仮想生物が
増殖したものとして同一の標本環境因子を有する新たな
仮想生物を発生させる処理が行われる。もちろん、ステ
ップS18の処理を行う際には、§4で述べたように、
各仮想生物の寿命を考慮した死滅処理を行うよようにし
てもかまわない。
Hereinafter, the processing of steps S16 to S18
It is repeatedly executed until the end condition of step S19 is satisfied. Here, the processing in steps S16 to S18 is as follows:
This corresponds to the processing of steps S5 to S7 in the flowchart of FIG. That is, in step S16, the virtual creature is moved on the specimen tissue image based on the movement characteristic factor, and a process of determining the energy consumption consumed by this movement is performed. In step S17,
Based on the similarity between the sample environment factor indicating the texture characteristic of the sample tissue image around the position after the movement of the virtual creature and the sample environment factor of the virtual creature, the intake energy value to be taken by the virtual creature is calculated. In step S18, the energy value is updated by subtracting the consumed energy value from the energy value of the virtual creature and adding the intake energy value to the energy value of the virtual creature. When the value reaches the value, the virtual creature is removed as being dead, and when the updated energy value reaches a predetermined upper limit, the virtual creature is assumed to have proliferated and has a new sample environmental factor having the same environmental factor. A process for generating a virtual creature is performed. Of course, when performing the processing of step S18, as described in §4,
The killing process may be performed in consideration of the life of each virtual creature.

【0074】このステップS17における類似性判断の
対象となる標本環境因子は、ステップS15において当
該仮想生物に付与されたいずれか一方の標本環境因子で
あり、たとえば、正常標本環境因子をもつ仮想生物の場
合であれば、自己のもつ正常標本環境因子と現在位置に
ついての検体環境因子との類似性が高ければ、摂取エネ
ルギーを取得することができるし、異常標本環境因子を
もつ仮想生物の場合であれば、自己のもつ異常標本環境
因子と現在位置についての検体環境因子との類似性が高
ければ、摂取エネルギーを取得することができる。な
お、上述の実施形態のように、2種類の互いに相反する
標本環境因子を用いた処理を行う場合(たとえば、一方
が正常な細胞に関する環境因子で、他方が癌化した細胞
に関する環境因子といった場合)、当該仮想生物がもつ
標本環境因子と検体環境因子との類似性と、当該仮想生
物がもたない標本環境因子と検体環境因子との非類似性
と、の双方に基づいて、当該仮想生物が摂取すべき摂取
エネルギー値を定めるようにしてもよい。
The sample environmental factor to be subjected to the similarity determination in step S17 is one of the sample environmental factors given to the virtual creature in step S15. For example, the sample environmental factor of the virtual creature having the normal sample environmental factor is In such a case, if the similarity between the normal sample environmental factor of the subject and the sample environmental factor at the current position is high, the energy intake can be obtained, and even if the virtual organism has an abnormal sample environmental factor. For example, if the similarity between the abnormal sample environmental factor of the subject and the sample environmental factor at the current position is high, it is possible to acquire the intake energy. Note that, as in the above-described embodiment, when processing using two types of mutually opposite sample environmental factors is performed (for example, when one is an environmental factor relating to normal cells and the other is an environmental factor relating to cancerous cells). ), The virtual creature based on both the similarity between the sample environmental factor and the sample environmental factor of the virtual creature and the dissimilarity between the sample environmental factor that the virtual creature does not have and the sample environmental factor. May determine the intake energy value to be taken.

【0075】たとえば、正常標本環境因子をもつ仮想生
物についての摂取エネルギー値を決める場合、自己がも
っている正常標本環境因子と検体環境因子との類似性を
求めるとともに、自己がもっていない異常標本環境因子
と検体環境因子との非類似性も求めるようにする。この
ようにして求めた類似性および非類似性がいずれも高い
ほど、より大きい摂取エネルギーを与えるようにすれ
ば、自己がもっている標本環境因子との類似性と、自己
がもっていない標本環境因子との非類似性と、の双方を
考慮して、摂取エネルギー値を決めることができるよう
になり、より正確なシミュレーションが可能になる。た
とえば、たまたま自己がもっている標本環境因子と、自
己がもっていない標本環境因子とのいずれに対しても、
ある程度類似するような検体環境にいる場合、当該仮想
生物は、特に自己に適合した環境にいるというわけでは
ない。このような場合、自己がもっている標本環境因子
との類似性は認められるが、自己がもっていない標本環
境因子との非類似性は認められないため、摂取エネルギ
ー値を0にするなどの措置をとることができる。
For example, when determining the intake energy value of a virtual creature having a normal sample environmental factor, the similarity between the normal sample environmental factor possessed by the subject and the sample environmental factor is determined, and the abnormal sample environmental factor not possessed by the subject is determined. And the dissimilarity of the sample environmental factors. The higher the similarity and dissimilarity obtained in this way, the higher the energy intake, the greater the similarity to the sample environmental factor that the user has and the sample environmental factor that the user does not have. Can be determined in consideration of both the dissimilarity of the energy and the intake energy value, and a more accurate simulation can be performed. For example, for both the sample environment factors that happen to have oneself and the sample environment factors that one does not have,
If the specimen environment is somewhat similar, the virtual creature is not particularly in a self-adapted environment. In such a case, similarity to the sample environmental factor owned by the user is recognized, but dissimilarity to the sample environmental factor not owned by the user is not recognized. Can be taken.

【0076】こうして、ステップS16〜S18の処理
を何回も繰り返し実行すれば、やがて、正常標本環境因
子をもつ仮想生物および異常標本環境因子をもつ仮想生
物は、それぞれに適合した環境部分に集まって繁殖する
ことになる。そこで、最後に、ステップS20におい
て、検体組織画像上に最終的に生存している正常標本環
境因子をもった仮想生物の分布に基づいて、正常標本組
織についての識別画像を作成し(たとえば、正常標本環
境因子をもった仮想生物が分布している領域を緑色に着
色表示する)、検体組織画像上に最終的に生存している
異常標本環境因子をもった仮想生物の分布に基づいて、
異常標本組織についての識別画像を作成すればよい(た
とえば、異常標本環境因子をもった仮想生物が分布して
いる領域を赤色に着色表示する)。
If the processes of steps S16 to S18 are repeatedly executed many times, the virtual creature having the normal specimen environmental factor and the virtual creature having the abnormal specimen environmental factor will eventually gather in the environmental parts suitable for each. They will breed. Therefore, finally, in step S20, an identification image of a normal sample tissue is created based on the distribution of virtual organisms having a normal sample environmental factor that finally survives on the sample tissue image (for example, a normal image). Based on the distribution of virtual organisms with abnormal sample environmental factors that finally survive on the specimen tissue image, the area where the virtual organisms with sample environmental factors are distributed is displayed in green.
An identification image of the abnormal specimen tissue may be created (for example, a region where virtual creatures having abnormal specimen environmental factors are distributed is displayed in red).

【0077】§6.その他の有用な実施形態 最後に、これまで述べてきた種々の実施形態に、更に所
定の処理を付加することにより、より実用的なシミュレ
ーションを可能とする方法を述べておく。
§6. Other Useful Embodiments Finally, a method for enabling a more practical simulation by adding predetermined processing to the various embodiments described above will be described.

【0078】ここでは、まず、領域の境界付近の仮想生
物の生存確率を低くする処理を述べる。本発明の目的
は、与えられた検体組織画像上において、標本組織に近
似した領域を認識することであり、最終的には、多数の
仮想生物が特定の領域に集合した状態になるようにする
のが好ましい。ところが、これまで述べた実施形態で
は、各仮想生物の移動特性因子はランダムに決められる
ため、せっかく自己に適した環境に辿り着いたのに、再
び、自己には不適当な環境へと移動してしまうケースも
少なくない。このため、シミュレーションの結果が永遠
に収束しない事態に陥るおそれもある。そこで、領域の
境界付近に存在する仮想生物については、その生存確率
を低くする処理を付加し、仮想生物が境界を越えて流出
する現象を抑制するようにするのが好ましい。
First, a process for lowering the survival probability of the virtual creature near the boundary of the region will be described. An object of the present invention is to recognize an area similar to a specimen tissue on a given specimen tissue image, so that a large number of virtual creatures are finally gathered in a specific area. Is preferred. However, in the embodiments described above, since the movement characteristic factor of each virtual creature is determined at random, even though the person arrived at an environment suitable for himself, he again moved to an environment unsuitable for himself. There are not a few cases where they do. For this reason, there is a possibility that the result of the simulation does not converge forever. Therefore, it is preferable to add a process for lowering the survival probability of the virtual creature existing near the boundary of the region to suppress the phenomenon that the virtual creature flows out of the boundary.

【0079】具体的には、各仮想生物の存在位置を中心
とした近傍参照領域と、この近傍参照領域を含みその境
界を更に遠方まで広げた遠方参照領域とを定義し、近傍
参照領域内のテクスチャーの特徴を示す近傍環境因子
と、遠方参照領域内のテクスチャーの特徴を示す遠方環
境因子と、の類似性が低い場合には、当該仮想生物のも
つエネルギー値もしくは当該仮想生物が摂取するエネル
ギー値を減じる処理を更に付加すればよい。
More specifically, a near reference area centered on the location of each virtual creature and a distant reference area including the near reference area and further extending the boundary to a farther place are defined. When the similarity between the nearby environment factor indicating the texture feature and the distant environment factor indicating the texture feature in the distant reference area is low, the energy value of the virtual creature or the energy value of the virtual creature ingested May be further added.

【0080】たとえば、図18に示す例では、黒い三角
形で示した仮想生物が存在する画素を中心として、5×
5画素の領域からなる近傍参照領域A1と、7×7画素
の領域からなる遠方参照領域A2とが定義されている。
そこで、近傍参照領域A1内のテクスチャーの特徴を示
す近傍環境因子と、遠方参照領域A2内のテクスチャー
の特徴を示す遠方環境因子とを求める。これは各領域内
の画素の有する濃度値を用いて、図7に示すようなパラ
メータ値を計算すればよい。そして、近傍環境因子と遠
方環境因子との類似性が低い場合には、当該仮想生物に
対して、移動のために必要とする消費エネルギーとは別
の余分な消費エネルギーを課するか、あるいは、当該仮
想生物が本来取得するはずであった摂取エネルギー値を
減じるような措置を講じるようにする。
For example, in the example shown in FIG. 18, 5 ×
A near reference area A1 composed of an area of 5 pixels and a distant reference area A2 composed of an area of 7 × 7 pixels are defined.
Therefore, a nearby environment factor indicating the feature of the texture in the near reference region A1 and a far environment factor indicating the feature of the texture in the far reference region A2 are obtained. This can be done by calculating the parameter values as shown in FIG. 7 using the density values of the pixels in each area. When the similarity between the nearby environmental factor and the distant environmental factor is low, the virtual creature is charged with extra energy that is different from the energy required for moving, or Measures are taken to reduce the intake energy value that the virtual creature originally intended to acquire.

【0081】図18に示す例では、第2行目の画素と第
3行目の画素との間に画像としての境界が存在するた
め、図示の仮想生物は境界付近に存在することになる。
このように、境界付近に存在する仮想生物では、上述し
た方法で求めた近傍環境因子と遠方環境因子との間の類
似性が低下することになる。たとえば、図18の例で
は、遠方環境因子の計算には、上2行に位置する画素の
濃度値が影響を与えることになるため、近傍環境因子の
計算結果とはかなり異なるパラメータ値が得られること
になる。このように、近傍環境因子と遠方環境因子との
間の類似性が低い場合には、この仮想生物は境界付近に
存在するものと判断し、上述したように、生存確率を低
下させる処理を行うようにすればよい。
In the example shown in FIG. 18, since a boundary as an image exists between the pixels in the second row and the pixels in the third row, the illustrated virtual creature exists near the boundary.
As described above, in the virtual creature near the boundary, the similarity between the nearby environmental factor and the distant environmental factor obtained by the above-described method is reduced. For example, in the example of FIG. 18, since the density values of the pixels located in the upper two rows affect the calculation of the distant environment factor, a parameter value considerably different from the calculation result of the nearby environment factor is obtained. Will be. As described above, when the similarity between the nearby environmental factor and the distant environmental factor is low, it is determined that the virtual creature exists near the boundary, and the process of reducing the survival probability is performed as described above. What should I do?

【0082】続いて、環境因子の中でも、特にコントラ
ストに着目した付加処理を述べる。図7にも示したよう
に、環境因子を構成するパラメータのひとつとして、コ
ントラスト(Cont.)なるパラメータが用いられて
いる。ここで述べる付加処理は、標本組織画像と検体組
織画像との間のコントラスト値を比較し、その絶対値が
大きく相違する場合には、当該仮想生物の生存確率を低
くする処理ということができる。その主眼は、本来の認
識対象となる領域とは異なる領域に存在する仮想生物を
早期に死滅させることにある。たとえば、図1(a) に示
す画像が検体組織画像として与えられたものとし、細胞
核領域が認識対象となる領域であるとしよう。この場
合、図示のとおり、細胞核領域とその背景部分の領域と
の間には、コントラストに大差があることがわかる。一
般的な生物組織では、細胞核領域とその背景部分の領域
との間に、このように大きなコントラスト差があること
が多い。そこで、細胞核領域を認識対象とするシミュレ
ーションでは(別言すれば、細胞核領域を標本組織とし
て与えるシミュレーションでは)、コントラスト値に基
づいて、背景部分の領域に存在する仮想生物を一気に間
引く処理を行うと効果的である。
Next, an additional process focusing on the contrast among the environmental factors will be described. As shown in FIG. 7, a parameter called contrast (Cont.) Is used as one of the parameters constituting the environmental factor. The additional processing described here can be said to be a processing of comparing the contrast value between the sample tissue image and the sample tissue image and, when the absolute values are significantly different, reducing the survival probability of the virtual creature. The main purpose is to kill virtual creatures existing in an area different from the original recognition target area at an early stage. For example, suppose that the image shown in FIG. 1A is given as a specimen tissue image, and a cell nucleus region is a region to be recognized. In this case, as shown in the figure, it can be seen that there is a large difference in contrast between the cell nucleus region and the background region. In general biological tissues, there is often such a large contrast difference between the cell nucleus region and the background region. Therefore, in a simulation in which a cell nucleus region is to be recognized (in other words, in a simulation in which a cell nucleus region is provided as a sample tissue), a process of thinning out virtual creatures existing in a background portion region at a stretch based on a contrast value is performed. It is effective.

【0083】§3で述べたように、組織画像がカラー画
像である場合は、各色成分ごとのパラメータ値に基づい
て定義される三次元ベクトルの角度差に基づいて、類似
性の判断を行っていた。ところが、このような角度差に
基づく類似性の判断は、必ずしも適切な判断になるとは
限らない。たとえば、図19に示すように、2つの三次
元ベクトルV1,V2を考えた場合、両者の角度差θ1
2は、両ベクトルV1,V2の類似性を示すひとつの指
標としては機能する。すなわち、角度差θ12が小さけ
れば小さいほど、両ベクトルV1,V2で示される環境
因子は一般に類似することになる。しかしながら、両ベ
クトルV1,V2の絶対値に大きな差がある場合、角度
差θ12が小さくても両環境因子は非類似と判断した方
が適切な場合がある。特に、コントラスト(Con
t.)なるパラメータに関しては、その傾向が顕著であ
る。
As described in §3, when the tissue image is a color image, the similarity is determined based on the angle difference between the three-dimensional vectors defined based on the parameter values for each color component. Was. However, the similarity determination based on such an angle difference is not always an appropriate determination. For example, when two three-dimensional vectors V1 and V2 are considered as shown in FIG.
2 functions as one index indicating the similarity between the two vectors V1 and V2. That is, the smaller the angle difference θ12 is, the more similar the environmental factors represented by the two vectors V1 and V2 are generally. However, when there is a large difference between the absolute values of the two vectors V1 and V2, it may be more appropriate to determine that both environmental factors are dissimilar even if the angle difference θ12 is small. In particular, the contrast (Con
t. This tendency is remarkable with regard to the parameter).

【0084】たとえば、図20に示す例は、三原色のコ
ントラストを示すパラメータに基づいて定義された三次
元ベクトルV(Cont.)およびVV(Cont.)
を示す図である。ここで、ベクトルV(Cont.)は
標本環境因子を示すベクトルであり、ベクトルVV(C
ont.)は検体環境因子を示すベクトルである。両ベ
クトルの角度差θ(Cont.)はかなり小さいが、両
ベクトルの絶対値には大きな差が生じており、実際、両
者の総合的なコントラストは大きく相違する。そこで、
たとえば、図示のとおり、ベクトルVV(Cont.)
とV(Cont.)との差ベクトルD(Cont.)を
定義すれば、この差ベクトルD(Cont.)の絶対値
を、総合的なコントラストの差を示す指標として用いる
ことができる。ここで述べる方法の要点は、この差ベク
トルD(Cont.)の絶対値に基づいて、背景部分の
領域に存在する仮想生物を一気に間引く処理を行うこと
にある。
For example, in the example shown in FIG. 20, three-dimensional vectors V (Cont.) And VV (Cont.) Defined based on parameters indicating the contrast of the three primary colors.
FIG. Here, the vector V (Cont.) Is a vector indicating the sample environmental factor, and the vector VV (Ct.
ont. ) Is a vector indicating a sample environmental factor. Although the angle difference θ (Cont.) Between the two vectors is quite small, the absolute value of the two vectors has a large difference, and in fact, the overall contrast between the two greatly differs. Therefore,
For example, as shown, the vector VV (Cont.)
), The absolute value of the difference vector D (Cont.) Can be used as an index indicating the overall contrast difference. The point of the method described here is to perform a process of thinning out virtual creatures existing in the background area at a stretch based on the absolute value of the difference vector D (Cont.).

【0085】具体的には、次のような方法を採ればよ
い。まず、仮想生物の存在位置周辺における検体組織画
像のコントラスト値と、当該仮想生物のもつ標本環境因
子として定義されたコントラスト値との差の絶対値を、
生存中の全仮想生物について求める。実際には、上述し
た差ベクトルのD(Cont.)の絶対値を求めればよ
い。そして、この差ベクトルのD(Cont.)の絶対
値の大きい順に一定割合の仮想生物に対しては、当該仮
想生物のもつエネルギー値もしくは当該仮想生物が摂取
するエネルギー値を減じる処理を行うようにする。実際
には、図21の表に示すように、差ベクトルのD(Co
nt.)の絶対値の大きさ順に全仮想生物をソートし、
上位の一定割合に該当する仮想生物について、そのエネ
ルギー値を減らすか、あるいは摂取する予定のエネルギ
ー値を減らす処理を行えばよい。たとえば、全仮想生物
の数をkとして、50%の割合に該当する仮想生物に対
してエネルギー値を減らす処理を行うように決めてあっ
た場合、図21の表に基づいて、差ベクトルのD(Co
nt.)の絶対値の大きさが最大の仮想生物から、第
(k/2)番目の仮想生物に至るまで、合計(k/2)
匹の仮想生物に対して、エネルギーを減らす処理を行え
ばよい。
Specifically, the following method may be adopted. First, the absolute value of the difference between the contrast value of the sample tissue image around the position where the virtual creature exists and the contrast value defined as the sample environment factor of the virtual creature is
Ask for all living virtual creatures. In practice, the absolute value of D (Cont.) Of the above-described difference vector may be obtained. Then, for a certain percentage of virtual creatures in the descending order of the absolute value of D (Cont.) Of the difference vector, a process of reducing the energy value of the virtual creature or the energy value taken by the virtual creature is performed. I do. In practice, as shown in the table of FIG.
nt. ), Sort all virtual creatures by magnitude of absolute value,
The energy value of the virtual creature corresponding to the upper fixed ratio may be reduced or the energy value to be consumed may be reduced. For example, when the number of all virtual creatures is k and it is determined that the processing to reduce the energy value is performed on the virtual creatures corresponding to the ratio of 50%, the difference vector D is calculated based on the table of FIG. (Co
nt. ) From the virtual creature with the largest absolute value to the (k / 2) th virtual creature in total (k / 2)
Energy reduction processing may be performed on one virtual creature.

【0086】このような処理により、本来の認識対象と
なる領域とは異なる領域に存在する仮想生物のエネルギ
ー値を減少させることができ、死滅を促進させることが
できる。もちろん、図21に示す表において、より上位
にランクされた仮想生物に対しては、エネルギーの減少
量をより増やすような設定を行ってもかまわないし、特
定のランク以上の仮想生物に対しては直ちに死滅させる
ような処理を行ってもかまわない。
By such processing, the energy value of a virtual creature existing in a region different from the region to be originally recognized can be reduced, and death can be promoted. Of course, in the table shown in FIG. 21, a setting may be made so that the amount of reduction in energy is increased for a virtual creature ranked higher, and for a virtual creature with a specific rank or higher. It is permissible to carry out a process that kills immediately.

【0087】以上、本発明に係る画像処理を用いた生物
組織認識方法をいくつかの実施形態に基づいて説明して
きたが、本発明はこれらの実施形態に限定されるもので
はなく、この他にも種々の形態で実施可能である。ま
た、これまで述べてきたいくつかの実施形態を任意の組
み合わせで実行してもかまわない。なお、本発明に係る
画像処理を用いた生物組織認識方法は、コンピュータを
用いた処理を前提としたものであり、図4あるいは図1
7に示すフローチャートに示す手順は、コンピュータに
よって実行されることになる。したがって、これらの各
手順をコンピュータに実行させるためには、所定のプロ
グラムを用意することになるが、このプログラムは、磁
気ディスクや光ディスクなど、コンピュータ読取り可能
な記録媒体に記録して配付することも可能であり、ま
た、ネットワークを介して転送することも可能である。
Although the biological tissue recognition method using image processing according to the present invention has been described based on several embodiments, the present invention is not limited to these embodiments. Can be implemented in various forms. Further, some embodiments described so far may be executed in any combination. The biological tissue recognition method using image processing according to the present invention is based on the premise that processing is performed using a computer.
The procedure shown in the flowchart shown in FIG. 7 is executed by a computer. Therefore, in order for a computer to execute each of these procedures, a predetermined program is prepared, but the program may be recorded on a computer-readable recording medium such as a magnetic disk or an optical disk and distributed. It is possible, and it is also possible to transfer via a network.

【0088】[0088]

【発明の効果】以上のとおり本発明に係る画像処理を用
いた生物組織認識方法によれば、生物組織の二次元画像
に対して、コンピュータを利用した画像処理を施すこと
により、特定の組織を自動認識することが可能になる。
As described above, according to the biological tissue recognition method using image processing according to the present invention, a specific tissue can be identified by performing image processing using a computer on a two-dimensional image of biological tissue. Automatic recognition becomes possible.

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

【図1】動物の正常な乳腺組織および癌化した乳腺組織
の画像の一例を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an example of images of normal breast tissue and cancerous breast tissue of an animal.

【図2】図1に示す組織画像から各細胞核領域のみを認
識し、認識した細胞核領域を所定の色で着色して表示し
た状態を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a state in which only each cell nucleus region is recognized from the tissue image shown in FIG. 1, and the recognized cell nucleus region is colored and displayed in a predetermined color.

【図3】仮想生物を用いたシミュレーションにより生物
組織の認識を行う本発明の基本概念を説明するモデル図
である。
FIG. 3 is a model diagram illustrating a basic concept of the present invention for recognizing a biological tissue by simulation using a virtual creature.

【図4】単一種類の標本組織を用いる本発明の一実施形
態の基本的な流れを示すフローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart showing a basic flow of an embodiment of the present invention using a single type of specimen tissue.

【図5】正常な乳腺組織の画像上で、細胞核領域の内部
の数点を指定する入力を行う作業を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing an operation of performing an input for designating several points inside a cell nucleus region on an image of a normal breast tissue.

【図6】生物組織の画像上の1点近傍に定義された参照
領域内の画素構成を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a pixel configuration in a reference area defined near one point on an image of a biological tissue.

【図7】複数の画素から構成される参照領域内のテクス
チャについての環境因子となるべきパラメータ値の一例
を示す図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of parameter values to be used as environmental factors for a texture in a reference area including a plurality of pixels.

【図8】5つのパラメータからなる標本環境因子と検体
環境因子とを比較して示した表である。
FIG. 8 is a table showing a comparison between a sample environmental factor composed of five parameters and a sample environmental factor.

【図9】生物組織の画像上の1点近傍に定義された参照
領域内のカラー画素構成を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a color pixel configuration in a reference region defined near one point on an image of a biological tissue.

【図10】三原色の各色成分ごとの5つのパラメータか
らなる標本環境因子と検体環境因子とを比較して示した
表である。
FIG. 10 is a table showing a comparison between a sample environment factor and a sample environment factor each including five parameters for each color component of the three primary colors.

【図11】三原色の各色成分ごとのパラメータからなる
標本環境因子と検体環境因子との類似性判断を行う手法
の一例を示す図である。
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a method of performing a similarity determination between a sample environment factor and a sample environment factor including parameters for each color component of three primary colors.

【図12】三原色の各色成分ごとの5つのパラメータか
らなる標本環境因子と検体環境因子との類似性判断を行
う手法の一例を示す図である。
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a technique for performing a similarity determination between a sample environment factor and a sample environment factor including five parameters for each color component of three primary colors.

【図13】個々の仮想生物に与える移動特性因子を6ビ
ットのデータで構成した一例を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing an example in which a movement characteristic factor given to each virtual creature is composed of 6-bit data.

【図14】図13に示す移動特性因子に基づく仮想生物
の移動形態を示す図である。
FIG. 14 is a view showing a movement mode of a virtual creature based on the movement characteristic factors shown in FIG.

【図15】図13に示す移動特性因子に基づいて、仮想
生物を移動させる具体的手法を示す図である。
15 is a diagram showing a specific method of moving a virtual creature based on the movement characteristic factors shown in FIG.

【図16】仮想生物の増殖の一形態を示す図である。FIG. 16 is a diagram showing one mode of propagation of a virtual creature.

【図17】2種類の標本組織を用いる本発明の一実施形
態の基本的な流れを示すフローチャートである。
FIG. 17 is a flowchart showing a basic flow of an embodiment of the present invention using two types of specimen tissues.

【図18】領域の境界近傍に位置する仮想生物を認識す
る手順を説明する図である。
FIG. 18 is a diagram illustrating a procedure for recognizing a virtual creature located near a boundary of a region.

【図19】三次元ベクトルの角度差として、環境因子の
類似性を判断する方法を示す図である。
FIG. 19 is a diagram illustrating a method of determining the similarity of environmental factors as a three-dimensional vector angle difference.

【図20】三次元ベクトルの絶対値の差を求める手法の
一例を示す図である。
FIG. 20 is a diagram illustrating an example of a technique for obtaining a difference between absolute values of three-dimensional vectors.

【図21】自己の環境因子と比べてコントラストの絶対
値が大きく異なる環境に存在する仮想生物へのエネルギ
ーを減らす手法の一例を示す図である。
FIG. 21 is a diagram illustrating an example of a technique for reducing energy to a virtual creature existing in an environment in which the absolute value of contrast is significantly different from that of its own environmental factor.

【符号の説明】 A1…近傍参照領域 A2…遠方参照領域 Ave.…テクスチャを構成する画素値の平均を示すパ
ラメータ Cont.…テクスチャを構成する画素値のコントラス
トを示すパラメータ D(Cont.)…ベクトルVV(Cont.)とV
(Cont.)との差ベクトル Engy.…テクスチャを構成する画素値のエネルギー
を示すパラメータ Ent.…テクスチャを構成する画素値のエントロピー
を示すパラメータ G(i)…第i世代の仮想生物 G(i+1)a,G(i+1)b…第(i+1)世代の
仮想生物 Var.…テクスチャを構成する画素値の分散を示すパ
ラメータ P1,P2,P3…仮想生物の位置 Q(Ave.),QQ(Ave.)…ベクトルの先端点 Q(Cont.),QQ(Cont.)…ベクトルの先
端点 Q(Engy.),QQ(Engy.)…ベクトルの先
端点 Q(Ent.),QQ(Ent.)…ベクトルの先端点 Q(Var.),QQ(Var.)…ベクトルの先端点 Q(1)〜Q(25):各画素の濃度値 Qb(1)〜Qb(25):各画素の青色成分の濃度値 Qg(1)〜Qg(25):各画素の緑色成分の濃度値 Qr(1)〜Qr(25):各画素の赤色成分の濃度値 Qa,Qra,Qga,Qba…標本組織画像のテクス
チャを構成する画素値の平均値 Qc,Qrc,Qgc,Qbc…標本組織画像のテクス
チャを構成する画素値のコントラスト値 Qn,Qrn,Qgn,Qbn…標本組織画像のテクス
チャを構成する画素値のエネルギー値 Qe,Qre,Qge,Qbe…標本組織画像のテクス
チャを構成する画素値のエントロピー値 Qv,Qrv,Qgv,Qbv…標本組織画像のテクス
チャを構成する画素値の分散値 QQa,QQra,QQga,QQba…検体組織画像
のテクスチャを構成する画素値の平均値 QQc,QQrc,QQgc,QQbc…検体組織画像
のテクスチャを構成する画素値のコントラスト値 QQn,QQrn,QQgn,QQbn…検体組織画像
のテクスチャを構成する画素値のエネルギー値 QQe,QQre,QQge,QQbe…検体組織画像
のテクスチャを構成する画素値のエントロピー値 QQv,QQrv,QQgv,QQbv…検体組織画像
のテクスチャを構成する画素値の分散値 V1,V2…三次元ベクトル V(Ave.)…標本組織画像のテクスチャを構成する
画素値の平均を示すベクトル V(Cont.)…標本組織画像のテクスチャを構成す
る画素値のコントラストを示すベクトル V(Engy.)…標本組織画像のテクスチャを構成す
る画素値のエネルギーを示すベクトル V(Ent.)…標本組織画像のテクスチャを構成する
画素値のエントロピーを示すベクトル V(Var.)…標本組織画像のテクスチャを構成する
画素値の分散を示すベクトル VV(Ave.)…検体組織画像のテクスチャを構成す
る画素値の平均を示すベクトル VV(Cont.)…検体組織画像のテクスチャを構成
する画素値のコントラストを示すベクトル VV(Engy.)…検体組織画像のテクスチャを構成
する画素値のエネルギーを示すベクトル VV(Ent.)…検体組織画像のテクスチャを構成す
る画素値のエントロピーを示すベクトル VV(Var.)…検体組織画像のテクスチャを構成す
る画素値の分散を示すベクトル X…仮想生物の前後方向の移動特性を示すパラメータ Y…仮想生物の左右方向の移動特性を示すパラメータ φ…仮想生物の回転特性を示すパラメータ θ12…ベクトルV1,V2間の角度差 θ(Ave.)…両ベクトルの角度差 θ(Cont.)…両ベクトルの角度差 θ(Engy.)…両ベクトルの角度差 θ(Ent.)…両ベクトルの角度差 θ(Var.)…両ベクトルの角度差
[Explanation of Codes] A1: near reference area A2: far reference area Ave. ... Parameter indicating the average of the pixel values constituting the texture Cont. ... A parameter indicating the contrast of the pixel values constituting the texture D (Cont.)... Vector VV (Cont.) And V
(Cont.) With the difference vector Engy. ... a parameter indicating the energy of the pixel value constituting the texture Ent. ... parameter G (i) ... i-th generation virtual creature G (i + 1) a, G (i + 1) b ... (i + 1) th generation virtual creature Var. ... Parameters indicating the variance of pixel values constituting the texture P1, P2, P3... Positions of virtual creatures Q (Ave.), QQ (Ave.)... Vector end points Q (Cont.), QQ (Cont.). Vector end point Q (Engy.), QQ (Engy.) ... Vector end point Q (Ent.), QQ (Ent.) ... Vector end point Q (Var.), QQ (Var.) ... Vector Tip point Q (1) to Q (25): density value of each pixel Qb (1) to Qb (25): density value of blue component of each pixel Qg (1) to Qg (25): green component of each pixel Qr (1) to Qr (25): density value of red component of each pixel Qa, Qra, Qga, Qba... Average value of pixel values constituting texture of sample tissue image Qc, Qrc, Qgc, Qbc. Texture of specimen tissue image Contrast values of constituent pixel values Qn, Qrn, Qgn, Qbn: Energy values of pixel values forming texture of sample tissue image Qe, Qre, Qge, Qbe: Entropy values of pixel values forming texture of sample tissue image Qv , Qrv, Qgv, Qbv: variance values of pixel values constituting the texture of the sample tissue image QQa, QQra, QQga, QQba: average value of the pixel values constituting the texture of the sample tissue image QQc, QQrc, QQgc, QQbc: sample Contrast values of pixel values constituting the texture of the tissue image QQn, QQrn, QQgn, QQbn... Energy values of the pixel values constituting the texture of the sample tissue image QQe, QQre, QQge, QQbe... Pixels constituting the texture of the sample tissue image Value entropy value QQv, QQrv , QQgv, QQbv: variance values of pixel values constituting the texture of the sample tissue image V1, V2 ... three-dimensional vector V (Ave.): Vector V (Cont. )... Vector V (Energy.) Indicating the contrast of the pixel values constituting the texture of the sample tissue image V. Vector (Ent.) Indicating the energy of the pixel values forming the texture of the sample tissue image Vector V (Var.) Indicating the entropy of the constituent pixel values. Vector VV (Ave.) indicating the variance of the pixel values forming the texture of the sample tissue image. Indicates the average of the pixel values forming the texture of the sample tissue image. Vector VV (Cont.): Indicates the contrast of pixel values constituting the texture of the sample tissue image Vector VV (Engy. )... Vector VV (Ent.) Indicating the energy of the pixel value forming the texture of the sample tissue image V.sub.V (Var.) Indicating the entropy of the pixel value forming the texture of the sample tissue image A vector indicating the variance of the pixel values constituting the pixel X: a parameter indicating the movement characteristic of the virtual creature in the front-rear direction Y: a parameter indicating the movement characteristic of the virtual creature in the left-right direction φ: a parameter indicating the rotation characteristic of the virtual creature θ12: the vector V1, Angle difference between V2 θ (Ave.): Angle difference between both vectors θ (Cont.): Angle difference between both vectors θ (Engy.): Angle difference between both vectors θ (Ent.): Angle difference between both vectors θ (Var.): Angle difference between both vectors

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤澤 泰憲 北海道室蘭市常盤町14番8号 Fターム(参考) 2G045 AA24 AA26 CB01 CB02 FA19 GB10 JA01 JA06 4B063 QA01 QA07 QA08 QQ08 QQ42 QQ52 QQ58 QR33 QR82 QS02 QX01 5B057 AA07 BA28 CA01 CB01 CC03 CD02 CD03 CE20 CH11 DC01 DC32  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Yasunori Fujisawa 14-8 Tokiwacho, Muroran-shi, Hokkaido F-term (reference) 2G045 AA24 AA26 CB01 CB02 FA19 GB10 JA01 JA06 4B063 QA01 QA07 QA08 QQ08 QQ42 QQ52 QQ58 QR33 QR82 QS02 QX015 AA07 BA28 CA01 CB01 CC03 CD02 CD03 CE20 CH11 DC01 DC32

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 検体となる生物組織の画像に対して、コ
ンピュータを用いて所定の画像処理を施すことにより、
特定の標本組織に近似した部分を区別して認識できるよ
うな識別画像を得る方法であって、 特定の標本組織から標本組織画像を入力する段階と、 入力した標本組織画像に基づいて、前記標本組織のテク
スチャーの特徴を示す標本環境因子を抽出する段階と、 検体組織から検体組織画像を入力する段階と、 所定の移動特性を示す移動特性因子と前記標本環境因子
とをもち、所定の初期エネルギー値が定義された多数の
仮想生物を、前記検体組織画像上に分布するように発生
させる段階と、 (a) 仮想生物を、その移動特性因子に基づいて前記検体
組織画像上で移動させ、この移動により消費する消費エ
ネルギー値を決定する処理、 (b) 仮想生物の移動後の位置周辺における前記検体組織
画像のテクスチャーの特徴を示す検体環境因子と、当該
仮想生物のもつ標本環境因子との類似性に基づいて、当
該仮想生物が摂取すべき摂取エネルギー値を定める処
理、 (c) 仮想生物のもつエネルギー値に対して、前記消費エ
ネルギー値を減じ、前記摂取エネルギー値を加えること
により、エネルギー値の更新を行い、更新後のエネルギ
ー値が所定の下限値に達した場合には当該仮想生物が死
滅したものとして除去し、更新後のエネルギー値が所定
の上限値に達した場合には当該仮想生物が増殖したもの
として同一の標本環境因子を有する新たな仮想生物を近
傍に発生させる処理、 なる3つの処理(a) ,(b) ,(c) を、所定回数だけ繰り
返し実行する段階と、 前記検体組織画像上に最終的に生存している仮想生物の
分布に基づいて、目的となる識別画像を作成する段階
と、 を有することを特徴とする画像処理を用いた生物組織認
識方法。
1. An image of a biological tissue as a specimen is subjected to predetermined image processing using a computer,
What is claimed is: 1. A method for obtaining an identification image capable of distinguishing and recognizing a portion approximating a specific sample tissue, comprising: a step of inputting a sample tissue image from a specific sample tissue; and Extracting a sample environment factor indicating a characteristic of the texture of the sample, a step of inputting a sample tissue image from a sample tissue, and having a movement characteristic factor indicating a predetermined movement characteristic and the sample environment factor, a predetermined initial energy value. Generating a plurality of virtual creatures defined as being distributed on the specimen tissue image; and (a) moving the virtual creature on the specimen tissue image based on the movement characteristic factor thereof; (B) a sample environment factor indicating the texture characteristic of the sample tissue image around the position after the movement of the virtual creature; A process of determining an energy value to be consumed by the virtual creature based on the similarity to the sample environmental factor of the creature; (c) reducing the consumed energy value to the energy value of the virtual creature, By adding the energy value, the energy value is updated, and when the updated energy value reaches the predetermined lower limit, the virtual creature is removed as dead and the updated energy value is set to the predetermined upper limit. When the value reaches the value, a process of generating a new virtual creature having the same sample environmental factor in the vicinity as that the virtual creature has multiplied, the following three processes (a), (b), and (c), Repeatedly executing a predetermined number of times, and generating a target identification image based on a distribution of virtual living organisms finally living on the specimen tissue image, an image characterized by comprising: Biological tissue recognition method using the physical.
【請求項2】 検体となる生物組織の画像に対して、コ
ンピュータを用いて所定の画像処理を施すことにより、
特定の標本組織に近似した部分を区別して認識できるよ
うな識別画像を得る方法であって、 特定の正常標本組織から正常標本組織画像を入力すると
ともに、特定の異常標本組織から異常標本組織画像を入
力する段階と、 入力した正常標本組織画像に基づいて、前記正常標本組
織のテクスチャーの特徴を示す正常標本環境因子を抽出
するとともに、入力した異常標本組織画像に基づいて、
前記異常標本組織のテクスチャーの特徴を示す異常標本
環境因子を抽出する段階と、 検体組織から検体組織画像を入力する段階と、 所定の移動特性を示す移動特性因子をもち、所定の初期
エネルギー値が定義された多数の仮想生物を、前記検体
組織画像上に分布するように発生させる段階と、 発生させた個々の仮想生物について、当該仮想生物の存
在位置周辺における前記検体組織画像のテクスチャーの
特徴を示す検体環境因子を調べ、前記正常標本環境因子
と前記異常標本環境因子とのうち、調べた検体環境因子
に対する類似性がより高い方の標本環境因子を当該仮想
生物に付与する段階と、 (a) 仮想生物を、その移動特性因子に基づいて前記検体
組織画像上で移動させ、この移動により消費する消費エ
ネルギー値を決定する処理、 (b) 仮想生物の移動後の位置周辺における前記検体組織
画像のテクスチャーの特徴を示す検体環境因子と、当該
仮想生物のもつ標本環境因子との類似性に基づいて、当
該仮想生物が摂取すべき摂取エネルギー値を定める処
理、 (c) 仮想生物のもつエネルギー値に対して、前記消費エ
ネルギー値を減じ、前記摂取エネルギー値を加えること
により、エネルギー値の更新を行い、更新後のエネルギ
ー値が所定の下限値に達した場合には当該仮想生物が死
滅したものとして除去し、更新後のエネルギー値が所定
の上限値に達した場合には当該仮想生物が増殖したもの
として同一の標本環境因子を有する新たな仮想生物を近
傍に発生させる処理、 なる3つの処理(a) ,(b) ,(c) を、所定回数だけ繰り
返し実行する段階と、 前記検体組織画像上に最終的に生存している正常標本環
境因子をもった仮想生物の分布に基づいて、正常標本組
織についての識別画像を作成するとともに、前記検体組
織画像上に最終的に生存している異常標本環境因子をも
った仮想生物の分布に基づいて、異常標本組織について
の識別画像を作成する段階と、 を有することを特徴とする画像処理を用いた生物組織認
識方法。
2. An image of a biological tissue as a specimen is subjected to predetermined image processing using a computer,
This is a method of obtaining an identification image that allows a portion similar to a specific sample tissue to be distinguished and recognized.A normal sample tissue image is input from a specific normal sample tissue, and an abnormal sample tissue image is input from a specific abnormal sample tissue. Inputting, based on the input normal sample tissue image, and extracting a normal sample environmental factor indicating the characteristics of the texture of the normal sample tissue, based on the input abnormal sample tissue image,
Extracting an abnormal sample environment factor indicating a texture characteristic of the abnormal sample tissue; inputting a sample tissue image from the sample tissue; having a transfer characteristic factor indicating a predetermined transfer characteristic, and having a predetermined initial energy value. Generating a plurality of defined virtual creatures so as to be distributed on the sample tissue image; and for each generated virtual creature, characterizing the texture of the sample tissue image around the existence position of the virtual creature. Examining the sample environment factor to be shown, of the normal sample environment factor and the abnormal sample environment factor, providing a sample environment factor having a higher similarity to the sample environment factor examined to the virtual organism; A) moving a virtual creature on the specimen tissue image based on the movement characteristic factor, and determining a value of energy consumption consumed by the movement; Based on the similarity between the sample environment factor indicating the texture characteristic of the sample tissue image around the position after the movement of the virtual creature and the sample environment factor of the virtual creature, the intake energy value to be taken by the virtual creature (C) reducing the consumed energy value with respect to the energy value of the virtual creature and adding the ingested energy value to update the energy value, and the updated energy value becomes a predetermined lower limit value If the virtual creature reaches the upper limit, the virtual creature is removed as dead, and if the updated energy value reaches a predetermined upper limit, it is assumed that the virtual creature has grown and a new one having the same sample environmental factor is obtained. Repeating the three processes (a), (b), and (c) a predetermined number of times to generate virtual creatures in the vicinity; Based on the distribution of virtual organisms having normal sample environmental factors, a discrimination image for a normal sample tissue is created, and a virtual sample having an abnormal sample environmental factor that finally survives on the sample tissue image is prepared. Creating an identification image of the abnormal specimen tissue based on the distribution of organisms, and a biological tissue recognition method using image processing.
【請求項3】 請求項2に記載の生物組織認識方法にお
いて、 処理(b) において、当該仮想生物がもつ標本環境因子と
検体環境因子との類似性と、当該仮想生物がもたない標
本環境因子と検体環境因子との非類似性と、の双方に基
づいて、当該仮想生物が摂取すべき摂取エネルギー値を
定めることを特徴とする画像処理を用いた生物組織認識
方法。
3. The biological tissue recognition method according to claim 2, wherein in the processing (b), the similarity between the sample environment factor and the sample environment factor of the virtual organism and the sample environment without the virtual organism. A biological tissue recognition method using image processing, wherein an intake energy value to be taken by the virtual creature is determined based on both the factor and the dissimilarity between the sample environment factor.
【請求項4】 請求項1〜3のいずれかに記載の生物組
織認識方法において、 組織画像のテクスチャーの特徴を示す環境因子として、
所定の参照領域内の各画素の濃度値についての平均、分
散、エネルギー、エントロピー、コントラストなる群の
中から選択された複数のパラメータ値を用いるように
し、環境因子相互の類似性を、前記複数のパラメータ値
の近似性に基づいて決定することを特徴とする画像処理
を用いた生物組織認識方法。
4. The biological tissue recognition method according to any one of claims 1 to 3, wherein:
The average, variance, energy, entropy, and density of each pixel in a predetermined reference area are determined by using a plurality of parameter values selected from the group consisting of contrasts. A biological tissue recognition method using image processing, wherein the biological tissue recognition method is determined based on the similarity of parameter values.
【請求項5】 請求項1〜4のいずれかに記載の生物組
織認識方法において、 各組織画像としてカラー画像を用いるようにし、この組
織画像のテクスチャーの特徴を示す環境因子として、所
定の参照領域内の各画素の三原色の各色成分ごとの濃度
値に関するパラメータ値を用いるようにし、環境因子相
互の類似性を、前記各色成分ごとのパラメータ値に基づ
いて定義される三次元ベクトルの角度差に基づいて決定
することを特徴とする画像処理を用いた生物組織認識方
法。
5. The biological tissue recognition method according to claim 1, wherein a color image is used as each tissue image, and a predetermined reference area is used as an environmental factor indicating a texture characteristic of the tissue image. Parameter values relating to the density values of the three primary colors of each pixel in each of the three primary colors are used. And a biological tissue recognition method using image processing.
【請求項6】 請求項1〜5のいずれかに記載の生物組
織認識方法において、 移動特性因子として、仮想生物の前後方向への移動特性
および左右方向への移動特性ならびに回転特性を示すパ
ラメータを用いるようにし、各仮想生物を発生させる際
に、ランダムに定めた移動特性因子を付与するようにし
たことを特徴とする画像処理を用いた生物組織認識方
法。
6. The biological tissue recognizing method according to claim 1, wherein a parameter indicating a movement characteristic of the virtual creature in the front-rear direction, a movement characteristic in the left-right direction, and a rotation characteristic is used as the movement characteristic factor. A biological tissue recognition method using image processing, wherein a randomly determined moving characteristic factor is added when each virtual creature is generated.
【請求項7】 請求項1〜6のいずれかに記載の生物組
織認識方法において、 個々の仮想生物に年齢を定義するようにし、3つの処理
(a) ,(b) ,(c) を実行するたびに個々の仮想生物の年
齢を増加させ、年齢が所定の寿命に達した仮想生物につ
いては死滅したものとして除去するようにしたことを特
徴とする画像処理を用いた生物組織認識方法。
7. The biological tissue recognition method according to claim 1, wherein an age is defined for each virtual creature, and three processes are performed.
Each time (a), (b), or (c) is performed, the age of each virtual creature is increased, and virtual creatures whose age has reached a predetermined life are removed as dead. Biological tissue recognition method using image processing.
【請求項8】 請求項1〜7のいずれかに記載の生物組
織認識方法において、 処理(c) において、仮想生物を増殖させる際に、増殖対
象となる親の仮想生物を除去し、その近傍に複数の新た
な子の仮想生物を発生させるようにし、子の仮想生物に
は、所定の初期エネルギー値を与えるとともに、親の仮
想生物がもっていた標本環境因子および移動特性因子を
遺伝させることを特徴とする画像処理を用いた生物組織
認識方法。
8. The biological tissue recognizing method according to claim 1, wherein, in the step (c), when the virtual creature is propagated, the parent virtual creature to be proliferated is removed, and the vicinity thereof is removed. To generate a plurality of new child virtual creatures, giving the child virtual creatures a predetermined initial energy value and inheriting the sample environmental factors and migration characteristic factors that the parent virtual creatures had. A biological tissue recognition method using image processing as a feature.
【請求項9】 請求項8に記載の生物組織認識方法にお
いて、 親の仮想生物がもっていた移動特性因子を遺伝させる際
に、所定の確率で突然変位を生じさせるようにし、突然
変位が生じた場合には、移動特性因子をランダムに変更
してから遺伝させることを特徴とする画像処理を用いた
生物組織認識方法。
9. The biological tissue recognizing method according to claim 8, wherein when the parental virtual creature inherits the movement characteristic factor, a sudden displacement occurs at a predetermined probability, and the sudden displacement occurs. In this case, a biological tissue recognition method using image processing is characterized in that a moving characteristic factor is randomly changed and then inherited.
【請求項10】 請求項1〜9のいずれかに記載の生物
組織認識方法において、 各仮想生物の存在位置を中心とした近傍参照領域と、こ
の近傍参照領域を含みその境界を更に遠方まで広げた遠
方参照領域とを定義し、前記近傍参照領域内のテクスチ
ャーの特徴を示す近傍環境因子と、前記遠方参照領域内
のテクスチャーの特徴を示す遠方環境因子と、の類似性
が低い場合には、当該仮想生物のもつエネルギー値もし
くは当該仮想生物が摂取するエネルギー値を減じる処理
を更に付加したことを特徴とする画像処理を用いた生物
組織認識方法。
10. The biological tissue recognizing method according to claim 1, wherein a near reference area centered on the existence position of each virtual creature, and a boundary including the near reference area and further extending the boundary to a further distant place. Define a distant reference region, the nearby environment factor indicating the characteristics of the texture in the near reference region, and the distant environment factor indicating the characteristics of the texture in the far reference region, if the similarity is low, A biological tissue recognition method using image processing, further comprising a process of reducing the energy value of the virtual creature or the energy value of the virtual creature.
【請求項11】 請求項1〜10のいずれかに記載の生
物組織認識方法において、 組織画像のテクスチャーの特徴を示す環境因子として、
所定の参照領域内の各画素の濃度値についてのコントラ
スト値を定義し、仮想生物の存在位置周辺における検体
組織画像のコントラスト値と、当該仮想生物のもつ標本
環境因子として定義されたコントラスト値との差の絶対
値を、生存中の全仮想生物について求め、前記絶対値が
大きい順に一定割合の仮想生物に対しては、当該仮想生
物のもつエネルギー値もしくは当該仮想生物が摂取する
エネルギー値を減じる処理を更に付加したことを特徴と
する画像処理を用いた生物組織認識方法。
11. The biological tissue recognition method according to any one of claims 1 to 10, wherein:
Define a contrast value for the density value of each pixel in the predetermined reference region, the contrast value of the sample tissue image around the existence position of the virtual living thing, and the contrast value defined as a sample environmental factor of the virtual living thing A process of calculating the absolute value of the difference for all living virtual creatures, and reducing the energy value of the virtual creature or the energy value of the virtual creature for a certain percentage of the virtual creatures in the descending order of the absolute value. A biological tissue recognition method using image processing, characterized by further adding.
【請求項12】 請求項1〜11のいずれかに記載の画
像処理を用いた生物組織認識方法を構成する各段階をコ
ンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコ
ンピュータ読取り可能な記録媒体。
12. A computer-readable recording medium on which a program for causing a computer to execute each step constituting the biological tissue recognition method using the image processing according to claim 1 is recorded.
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