JP2003008869A

JP2003008869A - 画像処理方法

Info

Publication number: JP2003008869A
Application number: JP2001187181A
Authority: JP
Inventors: Mamoru Yasuda; 守安田
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2001-06-20
Filing date: 2001-06-20
Publication date: 2003-01-10

Abstract

(57)【要約】【課題】取得されるデジタル画像と関連情報を保守する
データベースの膨大化を防ぐとともにデータの管理や整
理が容易な画像処理方法を提供する。【解決手段】この画像処理方法は、検査装置でＤＮＡチ
ップのデジタル画像データを取得する工程１と、この画
像データに対し電子透かし技術を用いて画像に関連する
各種情報を埋め込む合成画像データ生成工程２と、この
合成画像データのみをデータベース化する工程３と、必
要に応じて合成画像データに埋め込まれた関連情報を復
元する工程４と、これらの合成画像データや復元された
関連情報をコンピュータにより加工や編集等の処理を行
う工程５からなる。関連する各種情報と一体化された画
像データを保存して必要なときに関連情報を復元するだ
けであるのでメモリ装置の容量が節約できて維持コスト
が低減するだけでなく、画像データと関連情報の配布等
の情報運用が簡易且つ柔軟にできて便利である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像処理方法に係
わり、更に詳しくは取得されたデジタル画像とその関連
情報を保守するデータベースの膨大化を防ぎその管理や
整理が容易にできる画像処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】現代にいたり、遺伝子に関わる解析が急
速に進展しており、ヒト染色体の塩基配列がすべて明ら
かになろうとしている。遺伝子を解析する手法として
は、あらかじめ塩基の配列が分かっている既知のＤＮＡ
と、未知のＤＮＡあるいはＲＮＡの断片をハイブリダイ
ズさせて得られるハイブリダイゼーション信号を解析す
ることにより、未知の断片の塩基配列を決定する方法が
ある。そして、特に近年、既知配列のＤＮＡを基板に多
数固定して一括してハイブリダイズさせることで、迅速
かつ大量に解析ができるＤＮＡチップ法が注目を浴びて
いる。

【０００３】このようなＤＮＡチップの代表的な作成法
としては、基板上にＤＮＡを分注して固定するＳｔａｎ
ｆｏｒｄ大学方式（ＵＳＰ５，８０７，５２２、特表平
１０−５０３８４１）と、フォトリソグラフィー技術を
利用してＤＮＡを合成するＡｆｆｙｍａｘ社方式（ＵＳ
Ｐ５，４２４，１８６など）がある。

【０００４】両方式とも解析手順は同じであり、その手
順は、先ず、標識化した検査試料をＤＮＡチップ上に溜
めておいて一定の時間が経ったら洗い流す。このとき、
ＤＮＡチップに固定された既知配列のＤＮＡと検査試料
の塩基配列がマッチングしていれば結合するため洗浄し
てもチップに残る。このＤＮＡチップを検査してどのＤ
ＮＡと結合したかを知って検査試料の塩基配列を解明し
ていくというものである。

【０００５】このような検査では、最近は、検査試料に
蛍光色素を結合させておく標識方法が主流である。この
標識方法は、蛍光色素を励起する波長の光でＤＮＡチッ
プを照明して画像を取得する。この画像の中から固定さ
れた既知ＤＮＡ配列周辺を摘出し、その領域の蛍光光量
を解析することで結合量を検出する。この方法は、一枚
のＤＮＡチップで大量の検出結果が得られるため、固定
されたＤＮＡの画像データ毎に、ＤＮＡの塩基配列、ハ
イブリダイズした試料の種類、および解析結果、さらに
ハイブリダイゼーションの環境や条件などの各種情報
を、当該画像データと関連付けてデータベース化するの
が常である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、今後さら
に、このような一枚の基板で同時に多数の検査結果が取
得できるＤＮＡチップ法による迅速かつ大量な解析が実
施されると予想されるが、これに応じて、その解析デー
タも膨大な量におよぶと思われる。このＤＮＡチップ法
では、固定された多数のＤＮＡ個々の配列情報と、得ら
れた蛍光画像データとの関係を常に関連付けて保持して
おく必要があるから、処理する情報量が多く、したがっ
て、データベースが量的に巨大化する。

【０００７】さらに検出精度を向上させるために同一の
実験を反復して行うことも希ではない。このため先の実
験結果と反復実験の結果を関連付けたデータベースも必
要となる。したがって、情報量はますます増加してい
く。また同じ画像データを別の手法で解析する場合もあ
るから、このようなデータを保管するファイルの容量は
ますます増大して、画像データと検査情報の関係管理や
保管の作業が頻繁に必要となる。

【０００８】このように一度構築したデータベースのデ
ータ量が増加すれば増加するほど、データとしては別々
に形成されている画像データとその関連情報との相関を
維持しながら管理するのは、きわめて手数と時間のかか
る困難な作業である。本発明の課題は、上記従来の実情
に鑑み、ＤＮＡチップ法による遺伝子解析装置において
取得されるデジタル画像と関連情報を保守するデータベ
ースの膨大化を防ぐとともに、そのデータの管理や整理
が容易にできる画像処理方法を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】以下に、本発明に係わる
画像処理方法の構成を述べる。図１は本発明に係わる画
像処理方法の原理を説明する図である。同図に示すよう
に先ず本発明の画像処理方法では、検査装置により生成
されたＤＮＡチップのデジタル画像データが取得される
（工程１）。この検査装置は、ＤＮＡチップ法による遺
伝子解析装置であり、反応後のＤＮＡチップを撮像した
デジタル画像データを生成し出力する。

【００１０】次に、上記取得された画像に対し、電子透
かし技術を用いて当該画像に関連する各種情報を埋め込
んでデジタル合成画像データを生成する（工程２）。こ
こでいう関連情報とは、当該画像データに係わる遺伝子
解析に関連した情報であり、例えば固定されたＤＮＡの
塩基配列、ＤＮＡチップ固有のＩＤ文字、実験の日時、
などの文字情報である。さらに関連するサイトのアドレ
スや、閲覧ソフトを起動するプログラムを埋め込んでも
よい。

【００１１】現在、静止画像や動画像などのデジタルデ
ータに文字などの付加情報を埋め込む電子透かし技術が
実用化されている。代表的な埋め込み電子透かし技術と
しては、フーリエ変換方式、離散コサイン変換方式、ウ
ェーブレツト変換方式、画素ブロックに足し込む方法、
パッチワーク手法等がある（これらについては日経エレ
クトロニクスＮ０．６８３（１９９７年２月２４日号）
ｐ９９〜１２４とｐ１４９〜１６２）。この工程２で用
いられる電子透かし技術も上記のいずれかの技術が用い
られる。尚、本発明は著作権の管理が目的ではないの
で、埋め込む情報の隠匿性は重要でない。したがって埋
め込み方式の選択肢は広く設定できる。

【００１２】そして、このように埋め込んだ関連情報と
一体になったデジタル合成画像データのみをデータベー
スに保管して管理する（工程３）。電子透かし技術は、
元来が画像の著作権の管理を目的としているものなの
で、画像の各種変換や圧縮などの処理を実施しても透か
し情報が維持される。したがって、どのように加工した
合成画像でも、そのままデータベースに保持して管理す
ることが可能である。

【００１３】次に、本発明では、このようにデジタル合
成画像データに埋め込まれた関連情報を、必要に応じて
復元する（工程４）。このような可逆性のある電子透か
し技術を用いて埋め込まれた情報の場合は、復元した情
報と復元した画像の両方を出力することができる。した
がって、画像データのみとしてデータベース化されてい
る上記のデジタル合成画像データは、必要に応じて画像
とその関連情報とを対にして容易に取り出すことができ
る。

【００１４】そして、本発明では、上記関連情報を埋め
込まれたデジタル合成画像データに対し種々の処理を行
う（工程５）。これはコンピュータによる処理であり、
上記のデジタル合成画像データに加工や編集を行なうも
のである。上記の工程３、工程４、及び工程５では、そ
れぞれ双方向に画像データや関連情報データの移動と処
理が可能である。つまり工程３で保存している画像デー
タを工程５で加工や編集を行うことができ、その加工や
編集をした画像データを新たに工程３のデータベースヘ
登録することもできる。

【００１５】さらに、工程３及び工程５のどちらの工程
からでも、画像データを工程４に送れば、いつでも埋め
込まれた関連情報を復元することができる。また、工程
５では、工程４で復元された情報を表示したり、加工や
編集時の参照情報に使用することができる。また、復元
された情報がプログラムであれば、これを起動すること
ができる。また、工程３では復元された関連情報を、デ
ータベース管理の指標に用いることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。図２は、本発明の基本実施形
態における画像処理方法の構成と基本的動作を説明する
図である。同図に示すように、この画像処理方法は、先
ず検査装置１０による工程に加えて、埋め込み部２０、
データベース部３０、復元部４０、及び操作部５０の各
工程からなる。

【００１７】上記の検査装置１０はＤＮＡチップ・ハイ
ブリダイゼーション装置であり、撮像部１１と制御部１
２とを備えている。この検査装置１０では、先ず、放射
性核種又は発色性基質をもつ酵素や蛍光剤などでＤＮＡ
チップ（不図示）上に標識化された検査試料にハイブリ
液処理が施され、装置内の所定の台、例えばスライドガ
ラスアレイの上に静置され、所定時間のハイブリダイゼ
ーションが行なわれた後、適当な条件で洗浄される。

【００１８】検査装置１０の撮像部１１は、この洗浄し
たＤＮＡチップを撮像する。この撮像した電気信号は制
御部１２に送られる。制御部１２は、この撮像電気信号
からＤＮＡチップのデジタル画像データを生成する。ま
た制御部１２には、生成されたデジタル画像データに関
連する検査対象物質やＤＮＡチップの照合番号および検
査日時など検査に係わる種々の関連情報が入力により不
図示のメモリ装置に蓄積されて管理されている。検査装
置１０の制御部１２は、上記のデジタル画像データと関
連情報とを、埋め込み部２０に送出する。

【００１９】埋め込み部２０は、埋め込み領域決定部２
１、情報変換部２２及び合成部２３の各工程からなる。
上記の制御部１２から送出されたデジタル画像データは
埋め込み領域決定部２１に入力され、同じく関連情報
は、情報変換部２２に入力される。

【００２０】埋め込み領域決定部２１では、入力された
デジタル画像データのどの領域に関連情報を埋め込むべ
きかを選定して、この選定した埋め込み領域の情報を合
成部２３に送出する。尚、この選定は、埋め込む関連情
報の量や内容、さらに画像への影響などを考慮して行わ
れる。

【００２１】他方、情報変換部２２では、上記入力され
た関連情報を、当該デジタル画像データに埋め込む２ビ
ット記号に変換し、この関連情報から変換した２ビット
記号のデータを、合成部２３に送出する。合成部２３
は、上記埋め込み領域決定部２１で選定され決定された
埋め込み領域情報により指定されているデジタル画像デ
ータの領域に、情報変換部２２で変換された２ビット記
号のデータを、電子透かし技術を用いて埋め込む。これ
によりデジタル画像データと関連情報が一体になったデ
ジタル合成画像データが生成される。

【００２２】図３は、上記合成部２３で行われる電子透
かし技術を用いてデジタル画像データに関連情報を埋め
込む処理を示す図である。同図において、ブロック化処
理工程２３−１は、読み込んだデジタル画像データをｎ
×ｍ画素ごとにブロック化する。直交変換処理工程２３
−２は、そのブロック化された画素集合に離散コサイン
変換などの直交変換を行なう。これにより、上記のデジ
タル画像データは、周波数成分に分解したｎ×ｍの行列
となる。

【００２３】埋め込み処理工程２３−３は、量子化テー
ブル２３−４を用いて上記周波数成分の行列を量子化
し、これによって得られた周波数成分の量子化レベルの
値を変更することにより関連情報の埋め込みを行う。こ
の埋め込む場所としては、高周波数成分領域は画像の圧
縮などで消されてしまう可能性があるため、低〜中周波
数成分領域とすることが好ましい。そして、上記のよう
に関連情報を埋め込んだならば、再び量子化テーブル２
３−４を用いて上記の量子化されている行列を元の周波
数成分に戻す。

【００２４】逆直交変換処理工程２３−５では、関連情
報が埋め込まれた周波数成分を逆直交変換して、元のｎ
×ｍ画素のブロックに戻す。ブロック統合処理工程２３
−６は、ブロック化した画素集合を統合して再びデジタ
ル画像データ（デジタル合成画像データ２３−７）にす
る。

【００２５】以上の工程によりデジタル合成画像データ
２３−７に関連情報が埋め込まれる。なお、この処理は
代表的な電子透かし技術の一つであり、他の技術による
処理を用いても本発明の主旨から外れることはない。上
記のデジタル合成画像データ２３−７は、図２に示すデ
ータベース部３０あるいは操作部５０に送られる。

【００２６】データベース部３０は、上記のように生成
されたデジタル合成画像データやその他のデータを体系
的に保存と管理を行なう。ここでは埋め込み部２０から
送られたデジタル合成画像データに限らず、操作部５０
において処理されるデジタル合成画像データの保存と管
理も行なう。

【００２７】もちろんデジタル合成画像データの保存と
管理を行うにあたっては、文字情報も活用するのは言う
までもない。ここでは埋め込まれた関連情報が、データ
ベースにおけるデジタル合成画像データファイルのキー
ワードになる。さらには、埋め込まれた関連情報に従っ
て、デジタル合成画像データファイルの名称を変更した
りデータベースそのものを操作することもできるように
なっている。そして、このデータベース部３０のデータ
は、復元部４０あるいは操作部５０に出力される。

【００２８】復元部４０は、データベース部３０、ある
いは操作部５０からデジタル合成画像データを受け取っ
て、そこに埋め込まれている２ビット記号からなるデー
タを抽出して元の文字情報からなる関連情報に復元す
る。図４は、上記復元部４０で行われる関連情報抽出の
処理を示す図である。同図において、ブロック化処理工
程４０−１は、関連情報を埋め込んだデジタル合成画像
データをｎ×ｍ画素ごとにブロック化する。直交変換処
理工程４０−２は、ブロック化した画素集合に離散コサ
イン変換などの直交変換を行なう。これにより周波数成
分に分解したｎ×ｍの行列となる。抽出処理工程４０−
３は、合成部２３で用いられたと同じ量子化テーブル２
３−４を用いて周波数成分の行列を量子化する。ここで
得られた周波数成分の量子化レベルの値から、埋め込ま
れている２ビットの関連情報を抽出して復元する。

【００２９】この復元された関連情報は、データベース
用のデータとしてデータベース部３０に送出され、ある
いは処理用のデータとして操作部５０に送出される。な
お、必要に応じて、埋め込まれた画像の領域情報も同時
に送られる。また復元した後の画像データが完全に元に
戻る方式の電子透かし技術を使用している場合は、復元
した画像データも同時に送信する。

【００３０】操作部５０は、処理部５１と表示部５２と
からなる。処理部５１は、埋め込み部２０の合成部２３
から受け取った又はデータベース部３０から受け取った
デジタル合成画像データ、又は復元部４０から受け取っ
た復元デジタル画像データや復元関連情報データに関わ
る総合的な処理を行なう。例えば、画像データについて
いえば、圧縮、ファイル形式の変換、フィルタリング、
回転や分割などの加工を行って、表示部５２において復
元された関連情報データと共に表示し、あるいはデータ
ベース用のデータとしてデータベース部３０に送出す
る。

【００３１】尚、電子透かし技術では、情報を画像のデ
ータ構造に直接埋め込むため、上記の加工を実施して
も、復元部４０で、埋め込まれた情報を取り出すことが
可能である。したがって、画像データにプログラムが埋
め込まれていれば、これを復元部４０で取り出し、処理
部５１で起動し実行することもできる。

【００３２】本発明の基本実施形態における上記の基本
動作に続いて、その具体的な動作例を示す第一の実施形
態として、ＤＮＡチップの画像データを検査作業の情報
をもとにデータベース化する方法例を以下に説明する。
図５は、第一の実施形態におけるＤＮＡチップの画像デ
ータを検査作業の情報をもとにデータベース化する方法
例を示す図である。同図の検査装置１０において、先
ず、色素で標識化したターゲットＤＮＡを不図示のＤＮ
Ａチップ上に静置して、ハイブリダイゼーションを行な
ったあと、適当な条件で洗浄する。これを検査装置１０
の撮像部１１で撮像する。

【００３３】この撮像した電気信号は、制御部１２に送
られて、デジタル画像データ１２−１が生成される。こ
の制御部１２には、ＤＮＡチップのＩＤ、ターゲットＤ
ＮＡのＩＤ、環境温度と静置時間、および検査日時とい
った検査レシピデータ１２−２も予め入力されて不図示
のメモリ装置に蓄積されている。

【００３４】ＤＮＡチップのＩＤは、固定されたプロー
ブＤＮＡ塩基配列といったＤＮＡチップに関する情報の
不図示のデータファイルと関連付けられた照合データで
ある。ターゲットＤＮＡのＩＤは、標識化したターゲッ
トＤＮＡに関する情報の不図示のデータファイルと関連
付けられた照合データである。

【００３５】上記の生成されたＤＮＡチップのデジタル
画像データ１２−１は、埋め込み部２０の埋め込み領域
決定部２１に送られる。埋め込み領域決定部２１は、Ｄ
ＮＡチップのデジタル画像データ１２−１に情報を埋め
込む場所と、その埋め込みの繰り返し回数を決定して、
その決定した場所と回数の情報を合成部２３に出力す
る。

【００３６】この埋め込む場所と回数は、埋め込まれた
画像データが画像として表示または印刷されたときの画
質と、データ復元時の耐久性に大きな影響を及ぽすた
め、使用する電子透かし技術に応じて最適な選定が必要
である。上記の処理と同時に、制御部１２から検査レシ
ピデータ１２−２が情報変換部２２に送出されている。
情報変換部２２は、その検査レシピデータ１２−２を２
ビットの記号列データ２２−１に変換して、この変換し
た２ビットの記号列データ２２−１を合成部２３に出力
する。

【００３７】合成部２３は、埋め込み領域決定部２１で
決定された埋め込む場所と繰り返し回数に従って、情報
変換部２２から入力される記号列データ２２−１をデジ
タル画像データ１２−１に埋め込む。これにより、デジ
タル画像データ１２−１と、検査レシピデータ１２−２
が一体になったデジタル合成画像データ２３−７が生成
される。

【００３８】デジタル合成画像データ２３−７は、先
ず、データベース部３０に送られて保存される。また、
観察のために画面表示処理を行う場合は、操作部５０に
送られる。これにより、処理部５１を介して表示部５２
で画面表示することができる。また、データベース部３
０に保存されたデジタル合成画像データ２３−７１を復
元部４０に送れば、検査レシピデータ１２−２′が復元
されてデータベース部３０に返信される。また、この復
元した検査レシピデータ１２−２′を操作部５０に送れ
ば、処理部５１を経て表示部５２で画面表示される。も
ちろんデジタル合成画像データ２３−７も表示できる。

【００３９】従って、デジタル合成画像データ２３−７
と、検査レシピデータ１２−２に記述された内容を関連
付ける類のファイルは存在しなくてもよい。このため、
デジタル合成画像データ２３−７は、データベース部３
０における保存場所やその階層などを自由に移動するこ
とができる。

【００４０】このデータ構成における画像データの検索
手順を説明する。検査レシピデータ１２−２の内容から
デジタル合成画像データ２３−７を検索する場合は、検
索者はまず操作部５０に検索条件データ５１−１を入力
する。処理部５１は、その入力された検索条件データ５
１−１をデータベース部３０に送信する。すると、デー
タベース部３０は保存しているデジタル合成画像データ
２３−７１を順次復元部４０へ送信する。復元部４０は
入力されたデジタル合成画像データ２３−７１から順次
検査レシピデータ１２−２′を復元して、その復元した
検査レシピデータ１２−２′をデータベース部３０に送
信する。データベース部３０は、操作部５０から入力さ
れた検索条件データ５１−１と復元部４０から入力され
た検査レシピデータ１２−２′とを比較して、内容が一
致したらそのデジタル合成画像データ２３−７２を操作
部５０に送り、一致しなければ次のデジタル合成画像デ
ータ２３−７１を復元部４０に送って検査レシピデータ
１２−２′を復元するということを繰り返す。

【００４１】これにより、検査レシピデータ１２−２を
検索条件としたデジタル合成画像データ２３−７の検索
が可能となる。また、変形例として、デジタル合成画像
データ２３−７が合成部２３からデータベース部３０に
送られたとき、これを自動的に復元部４０に送って、検
査レシピデータ１２−２′を復元させ、デジタル合成画
像データ２３−７と検査レシピデータ１２−２′の両方
をデータベース部３０で保存するようにしてもよい。

【００４２】このようにすれば、デジタル合成画像デー
タ２３−７とその検査レシピデータ１２−２とが自動的
に対応付けられて保存されるので、検査レシピデータ１
２−２に記された内容をデジタル合成画像データ２３−
７に関連付けてファイル化する類の作業が必要なくなっ
て便利である。

【００４３】この方法におけるデータベースの編集を説
明する。データベース部３０には、ＤＮＡチップの画像
データと、ＤＮＡチップのＩＤ、ターゲットＤＮＡのＩ
Ｄ、環境温度と静置時間、および検査日時といった検査
レシピのデータで構成されたデータベースが存在してい
る。新たにデジタル合成画像データ２３−７を追加する
場合は、自動的に復元部４０に送られて、検査レシピデ
ータ１２−２′を復元する。復元された検査レシピデー
タ１２−２′は、データベース部３０に戻されて、デジ
タル合成画像データ２３−７とともにデータベースに追
加される。

【００４４】このデータベースでは、検査レシピデータ
から、検索や編集が容易である。また、データベースの
編集作業において、誤って検査レシピデータを移動した
り削除しても、デジタル合成画像データ２３−７から容
易に復元できる。つまり検査レシピデータの安全性が高
く管理が容易である。

【００４５】なお、ＤＮＡチップ全体の画像は画素数が
多いから、これに埋め込める情報量も多くなる。従っ
て、文字や記号のテキストデータだけに限らず、イラス
トなどのキャラクタデータを埋め込むようにしても良
い。続いて、本発明の他の具体的な動作例を示す第二の
実施形態として、ＤＮＡチップの画像データに起動プロ
グラムを埋め込む方法例を以下に説明する。これは、現
在、遺伝子情報のデータベースが多数公開されており、
配列データベースの検索、ホモロジー検索、モチーフ検
索など遺伝子の配列解析において、ネットワークを利用
する機会が多いことを踏まえて、検査画像に関連する情
報が掲出されているデータベースサイトのページを簡単
に閲覧できる機能を実現するものである。

【００４６】図６は、第二の実施形態におけるＤＮＡチ
ップの画像データに起動プログラムを埋め込む方法例を
示す図である。同図の検査装置１０において、標識化さ
れたターゲットＤＮＡと共にハイブリダイゼーションを
行なったＤＮＡチップを洗浄し、これを撮像部１１で撮
像し、この撮像電気信号に基づいて制御部１２において
デジタル画像データ１２−１が生成されるところまで
は、図５の場合と同様である。

【００４７】本例では、制御部１２には、ターゲットＤ
ＮＡに関連する情報が掲出されているデータベースサー
バのサイトのアドレスデータ１２−３と、このサイトの
ページを閲覧するための閲覧ブラウザを起動する起動ソ
フトデータ１２−４が入力により蓄積されている。

【００４８】尚、アドレスデータ１２−３は例えばＨＴ
ＴＰプロトコルやＦＴＰプロトコルにより取得すべき情
報ファイルへのアクセスを指示するＵＲＬであり、閲覧
ブラウザは例えばＷｅｂブラウザである。上記制御部１
２で生成されたＤＮＡチップのデジタル画像データ１２
−１は、埋め込み部２０の埋め込み領域決定部２１に送
られる。ここでも、埋め込み領域決定部２１は、画質と
復元の耐久性を考慮し且つ使用する電子透かし技術に応
じて、ＤＮＡチップのデジタル画像データ１２−１に情
報を埋め込む場所と、繰り返し回数を、最適に選定して
決定し、この決定した埋め込みの場所と回数の情報を合
成部２３に送出する。

【００４９】また、上記と同時に制御部１２からはアド
レスデータ１２−３と起動ソフトデータ１２−４が、情
報変換部２２に送られている。情報変換部２２は、それ
らアドレスデータ１２−３と起動ソフトデータ１２−４
を２ビットの記号列データ２２−２に変換して合成部２
３に送出する。合成部２３は、埋め込み領域決定部２１
で決定された埋め込む場所と繰り返し回数に従って、情
報変換部２２から入力される記号列データ２２−２をデ
ジタル画像データ１２−１に埋め込む。

【００５０】これにより、デジタル画像データ１２−１
と、アドレスデータ１２−３と、起動ソフトデータ１２
−４が一体になったデジタル合成画像データ２３−７が
生成される。このデジタル合成画像データ２３−７も、
データベース部３０に送られて保存される。また、表示
部５２で画像表示するときは操作部５０に送られる。

【００５１】この構成における閲覧ブラウザによるデー
タベースサーバのサイトのページを閲覧する手順を説明
する。先ず、閲覧者は、デジタル合成画像データ２３−
７を画像表示するように指示する。これにより、データ
ベース部３０に保存されているデジタル合成画像データ
２３−７３が操作部５０に送出され、処理部５１によっ
て表示部５２で画面表示される。

【００５２】ここで閲覧者は、操作部５０から、閲覧ブ
ラウザにより、表示中のデジタル合成画像データ２３−
７３に関連するデータベースサーバのサイトのページを
閲覧する旨の指定を入力する。すると、操作部５０から
表示中のデジタル合成画像データ２３−７３が復元部４
０へ送られる。復元部４０は、このデジタル合成画像デ
ータ２３−７４からアドレスデータ１２−３′と起動ソ
フトデータ１２−４′を復元し、この復元したアドレス
データ１２−３′と起動ソフトデータ１２−４′を操作
部５０の処理部５１に送出する。

【００５３】処理部５１は、起動ソフトデータ１２−
４′に示される起動ソフトを実行して閲覧ブラウザを起
動し、この閲覧ブラウザを用いてアドレスデータ１２−
３′が示すＵＲＬにアクセスする。そして、このアクセ
スによって取得したデータベースサイトのページを表示
部５２に表示する。これにより、閲覧者は自らアドレス
入力によって検索を行う手数をかけることなく、表示中
のデジタル合成画像データ２３−７３から即時に関連す
るデータベースサーバのページにアクセスすることがで
きる。また、これにより、デジタル合成画像データ２３
−７３に係わるデータベースサーバのアドレスを管理す
る手間を省くことができる。

【００５４】尚、変形例として、ＬＡＮで接続されたサ
ーバにアクセスするようにしても良い。また、起動する
プログラムの種類に制限はないから、ワードプロセッサ
や表計算など種々のアプリケーションを自動的に起動す
るように設定してもよい。そのようにすると用途が更に
拡大する。

【００５５】続いて、本発明の他の具体的な動作例を示
す第三の実施形態として、検査対象のターゲットＤＮＡ
と結合したプローブＤＮＡの画像を、データベース化す
る方法例を以下に説明する。図７は、第三の実施形態に
おける検査対象のターゲットＤＮＡと結合したプローブ
ＤＮＡの画像をデータベース化する方法例を示す図であ
る。同図の検査装置１０において、標識化されたターゲ
ットＤＮＡと共にハイブリダイゼーションを行なったＤ
ＮＡチップを洗浄するところまでは、図５または図６の
場合と同様である。

【００５６】前述したように、洗浄してもプローブＤＮ
Ａと結合したターゲットＤＮＡは残るため、このターゲ
ットＤＮＡから標識である色素の発光が得られる。この
発光しているターゲットＤＮＡを検査装置１０の撮像部
１１で撮像する。撮像した電気信号は、制御部１２に送
られて、デジタル画像データ１２−１が生成される。ま
た制御部１２には、ＤＮＡチップに固定された多数のプ
ローブＤＮＡ個々の塩基配列情報１２−５が入力により
蓄積されている。

【００５７】生成されたＤＮＡチップのデジタル画像デ
ータ１２−１は、埋め込み部２０の埋め込み領域決定部
２１に送られる。本例では、埋め込み領域決定部２１
は、ＤＮＡチップの上記デジタル画像データ１２−１の
なかから、標識信号を発する場所、つまり色素が発光し
ているプローブＤＮＡのスポット周辺画像データ２１−
１を選定する。そして、この選定したスポット周辺画像
データ２１−１を合成部２３に送出する。

【００５８】また、制御部１２からは上記と同時に各プ
ローブＤＮＡの塩基配列情報１２−５が情報変換部２２
に送られる。よく知られているように、ＤＮＡは、アデ
ニン（略してＡ、以下同様）、グアニン（Ｇ）、シトシ
ン（Ｃ）、チミン（Ｔ）の４種類の塩基だけで構成され
ている。よって、ＤＮＡを構成するすべての塩基配列は
「００、０１、１０、１１」の２ビットの記号列データ
で表現することができる。

【００５９】そこで、情報変換部２２では、制御部１２
から受け取ったプローブＤＮＡの塩基配列情報１２−５
を、２ビットの記号列データ２２−３に変換する。そし
て、変換した２ビットの記号列データ２２−３を合成部
２３に送出する。合成部２３は、プローブＤＮＡの塩基
配列情報から変換された記号列データ２２−３を、埋め
込み領域決定部２１により選定されたプローブＤＮＡの
スポット周辺画像データ２１−１に埋め込む。これによ
り、プローブＤＮＡの画像データと、その塩基配列の情
報とが一体になったデジタル合成画像データ２３−７が
生成される。

【００６０】ここで、塩基配列は２ビットで表現できる
ので、文字情報と比較して埋め込むビット数が少なくな
る。よって、画素数が多いとは言えないスポット周辺画
像データでも、塩基配列の情報を埋め込むことができる
という効果が得られる。上記のデジタル合成画像データ
２３−７をそのまま保存する場合は、データベース部３
０に送られる。また、表示部５２で表示する場合は操作
部５０に送られる。上記保存したデジタル合成画像デー
タ２３−７５を、復元部４０に送れば、ターゲットＤＮ
Ａと結合したプローブＤＮＡの塩基配列情報を復元する
ことができる。従って、ＤＮＡチップに固定されたプロ
ープＤＮＡの塩基配列情報を記録したファイル等は不要
である。またプローブＤＮＡの画像データと、塩基配列
情報が一体なので、相互関係は極めて強固に維持され
る。

【００６１】上記の変形例として、ＤＮＡチップ全体が
写っているデジタル合成画像データ２３−７から、検査
対象のターゲットＤＮＡと結合したプローブＤＮＡ周辺
の画像データを取り出して保存する手順を述べる。ま
ず、デジタル合成画像データ２３−７５を、操作部５０
に送る。操作部５０は送られてきたデジタル合成画像デ
ータ２３−７５を処理部５１を介して表示部５２で画面
表示する。この画面表示を見ながら、閲覧者は保存した
いプローブＤＮＡのスポットを選択入力する。この選択
入力により、処理部５１は、デジタル合成画像データ２
３−７６を復元部４０に送信する。

【００６２】復元部４０は、デジタル合成画像データ２
３−７６から記号列データ２２−３を抽出し、この抽出
した記号列データ２２−３からプロープＤＮＡの塩基配
列情報１２−５′を復元し、この復元したプロープＤＮ
Ａの塩基配列情報１２−５′を処理部５１に送信する。

【００６３】処理部５１は、復元したプロープＤＮＡの
塩基配列情報１２−５′を受け取ると、その受け取った
プローブＤＮＡの塩基配列情報１２−５′を表示部５２
に表示する。この表示内容を参考にして、閲覧者により
上記選択したスポット周辺の画像を保存するか否かが判
断される。ここで「保存」が指定入力された場合は、処
理部５１は、デジタル合成画像データ２３−７５の中か
ら「保存」と指定入力された領域を抽出したスポット合
成画像データ５１−１を作成し、データベース部３０に
送信する。データベース部３０では、受け取ったスポッ
ト合成画像データ５１−１を、データベース化して保存
する。

【００６４】この保存方法では、検査対象のターゲット
ＤＮＡと結合したプローブＤＮＡの画像データのみを保
存するので、データベースのメモリ容量が少なくて済
む。さらに、スポット合成画像データ５１−１を別のデ
ータベースなどに移動や複写をしても、スポットされた
プローブＤＮＡの塩基配列情報１２−５′が一体になっ
ているのでその塩基配列情報１２−５を容易に知ること
ができる。

【００６５】変形例として、プローブＤＮＡの管理番号
を埋め込んでもよい。また、埋め込む情報量に余裕があ
れば、塩基配列情報に加えて、ターゲットＤＮＡの名称
や管理番号も埋め込んでもよい。さらに、プローブＤＮ
Ａのスポット領域に限らず、例えばＤＮＡチップに描き
込まれたバーコードの画像データに、バーコードの情報
そのものを埋め込んでもよい。つまり、画像の特定の区
分に、その区分に存在する物体像に関わる情報を埋め込
むようにするとよい。

【００６６】次に、本発明の他の具体的な動作例を示す
第四の実施形態として、検査対象の複数のターゲットＤ
ＮＡと結合したプローブＤＮＡの画像と、解析したデー
タをリンクする方法例を以下に説明する。図８は、第四
の実施形態における検査対象の複数のターゲットＤＮＡ
と結合したプローブＤＮＡの画像と、解析したデータを
リンクする方法例を示す図である。先ず、同図の検査装
置１０において、緑の色素で標識化したターゲットＤＮ
Ａと、赤の色素で標識化した他の種類のターゲットＤＮ
Ａとを混合して、これらを、ｎ×ｍ個のプローブＤＮＡ
を固定したＤＮＡチップ上に静置し、ハイブリダイゼー
ションを行なったあと適当な条件で洗浄する。この場合
も、洗浄後もプローブＤＮＡと結合したターゲットＤＮ
Ａは残るため標識である２種類の色素の発光が得られ
る。本例では、これらの光の波長成分を解析して、二つ
のターゲットＤＮＡの結合量を相対化する。

【００６７】上記検査装置１０の撮像部１１で撮像した
電気信号は、制御部１２に送られてデジタル画像データ
１２−１が生成される。この制御部１２には、更に画像
解析機能が備えられており、制御部１２は上記デジタル
画像データ１２−１を解析する。

【００６８】ここでは、まずデジタル画像データ１２−
１の中から、ｎ×ｍ個のプローブＤＮＡ周辺のスポット
周辺領域データ１２−６を選定する。この選定した領域
の画素の輝度値から、緑色と赤色の光量と相対比を求
め、この値を解析結果とする。この解析は、ＤＮＡチッ
プに固定されたｎ×ｍ個のプローブＤＮＡすべてに対し
て行われる。この解析結果は、ｎ×ｍ個の解析ファイル
１２−７に書き込まれて、データベース部３０に保存さ
れる。

【００６９】この生成されたＤＮＡチップのデジタル画
像データ１２−１と、スポット周辺領域データ１２−６
は、埋め込み部２０の埋め込み領域決定部２１を単に通
過して合成部２３に送られる。また、これと同時に制御
部１２からｎ×ｍ個の解析ファイル１２−７のファイル
名１２−８が、情報変換部２２に送られる。情報変換部
２２は、ファイル名１２−８を記号列データ２２−４に
変換し、この変換した記号列データ２２−４を合成部２
３に送出する。

【００７０】合成部２３は、制御部１２で選定されその
まま埋め込み領域決定部２１を通過したプローブＤＮＡ
周辺のスポット周辺領域データ１２−６をそのまま用
い、これに、その領域の解析結果である解析ファイル１
２−７のファイル名１２−８から変換された記号列デー
タ２２−４を埋め込む。解析ファイル１２−７のファイ
ル名１２−８は多くの文字数で構成する必要はないの
で、画素数が多いとは言えないスポット周辺画像データ
でも、これに埋め込むことができる。埋め込まれたデジ
タル合成画像データ２３−７を保存する場合は、データ
ベース部３０に送られる。また、表示部５２で表示する
場合は、操作部５０に送られる。

【００７１】次に、デジタル合成画像データ２３−７か
ら解析結果を呼び出す手順を述べる。まず、デジタル合
成画像データ２３−７７がデータベース部３０から操作
部５０に送られる。操作部５０の処理部５１は、送られ
てきたデジタル合成画像データ２３−７７を表示部５２
で画面表示する。

【００７２】この画面から、ユーザにより解析結果を表
示するプローブＤＮＡのスポットが選択入力される。こ
の選択入力に基づいて、処理部５１は、デジタル合成画
像データ２３−７８を復元部４０に送信する。復元部４
０は、上記選択されたプローブＤＮＡ周辺のスポット周
辺領域データ１２−６に埋め込められているファイル名
１２−８′を復元し、この復元したファイル名１２−
８′をデータベース部３０に送出する。

【００７３】データベース部３０は、復元部４０から入
力されたファイル名１２−８′にしたがって、データベ
ース化されて保存されている同名の解析ファイル１２−
７を呼び出して、この解析ファイル１２−７′を操作部
５０に送信する。操作部５０は、この送信されてきた解
析ファイル１２−７′の内容を、処理部５１を介して表
示部５２で画面表示する。これにより、指定したプロー
プＤＮＡでのハイブリダイゼーションの解析結果が、容
易かつ迅速に画面表示され、ユーザはその内容を即座に
知ることができる。

【００７４】変形例として、結合のＯＫ／ＮＧ判定を記
述したファイルをリンクしても良い。また、繰り返し検
査を実施する場合において、同じ内容で検査した別の画
像ファイルにリンクするようにしてもよい。このよう
に、リンク先のファイルの種類は限定されるものでは
い。

【００７５】上述しように、各実施の態様によれば、関
連する各種情報と一体化された画像データを保存でき、
これにより、メモリ装置の容量が節約できて維持コスト
の低減に貢献できる。また、同様に関連する各種情報が
画像データと一体化しているので、データの管理が簡素
化され、これにより、データベースを維持・管理する費
用が低減して経済的である。

【００７６】また、画像データに埋め込む情報を画像デ
ータの一部を構成するビットに変換するので、ホスト媒
体のプラットホームやデータフォーマットが変わって
も、埋め込んだ情報を取り出すことができ、これによ
り、画像圧縮やフィルタリングにも耐性のある関連情報
一体型の画像データベースを構築することができて便利
である。

【００７７】また、画像データに埋め込む情報の内容や
種類に制約が無いので、画像データベースの構築や画像
データの配布といった情報運用において簡易性と柔軟性
が得られて便利である。また、埋め込みにより画像デー
タと関連情報とが一体なので、画像データがどのように
移動していても復元した関連情報の信頼性が高いので便
利である。さらに、埋め込まれた情報は必要に応じて復
元すればよいので、日常の管理やその他の処理の負荷が
軽減する。

【００７８】また、画像の特定部分に、その特定部分に
固有の情報を埋め込むことができるので、画像に係わる
情報の運用の簡易性と信頼性が向上する。

【００７９】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、画像データにその画像に関連する情報を電子透か
し技術によって埋め込むので、取得されるデジタル画像
と関連情報を保守するデータベースの膨大化を防ぐとと
もに、そのデータの管理、整理が容易にできるようにな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる画像処理方法の原理を説明する
図である。

【図２】本発明の基本実施形態における画像処理方法の
構成と基本的動作を説明する図である。

【図３】基本実施形態における画像処理方法の合成部で
行われる電子透かし技術を用いてデジタル画像データに
関連情報を埋め込む処理を示す図である。

【図４】基本実施形態における画像処理方法の復元部で
行われる関連情報抽出の処理を示す図である。

【図５】第一の実施形態におけるＤＮＡチップの画像デ
ータを検査作業の情報をもとにデータベース化する方法
例を示す図である。

【図６】第二の実施形態におけるＤＮＡチップの画像デ
ータに起動プログラムを埋め込む方法例を示す図であ
る。

【図７】第三の実施形態における検査対象のターゲット
ＤＮＡと結合したプローブＤＮＡの画像をデータベース
化する方法例を示す図である。

【図８】第四の実施形態における検査対象の複数のター
ゲットＤＮＡと結合したプローブＤＮＡの画像と解析し
たデータをリンクする方法例を示す図である。

【符号の説明】

１画像データ生成工程２情報埋め込み合成画像生成工程３合成画像データベース保存工程４合成画像埋め込み情報復元工程５情報埋め込み合成画像処理工程１０検査装置１１撮像部１２制御部１２−１デジタル画像データ１２−２検査レシピデータ１２−３アドレスデータ１２−４起動ソフトデータ１２−５塩基配列情報１２−６スポット周辺領域データ１２−７解析ファイル１２−８ファイル名２０埋め込み部２１埋め込み領域決定部２１−１スポット周辺画像データ２２情報変換部２２−１２ビット記号列データ２２−２２ビット記号列データ２２−３２ビット記号列データ２２−４記号列２３合成部２３−１ブロック化処理工程２３−２直交変換処理工程２３−３埋め込み処理工程２３−４量子化テーブル２３−５逆直交変換処理工程２３−６ブロック統合処理工程２３−７デジタル合成画像データ３０データベース部４０復元部４０−１ブロック化処理工程４０−２直交変換処理工程４０−３抽出処理工程５０操作部５１処理部５１−１検索条件データ５２表示部

フロントページの続きＦターム(参考） 4B024 AA11 BA80 CA01 CA09 CA11 HA12 4B063 QA01 QQ42 QQ52 QS39 QX10 5B057 AA10 BA02 CA12 CA16 CB12 CB16 CC03 CE08 CE09 5B075 ND06 NK21 NR02 PQ02 UU19 5C076 AA14 BA06 CA00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】取得したデジタル画像に電子透かし技術
により情報を埋め込む工程と、この情報を埋め込んだデ
ジタル画像のみを管理する工程と、を含むことを特徴と
する画像処理方法。
【請求項２】前記デジタル画像に埋め込まれた情報
は、前記デジタル画像が利用されるときに取り出されて
復元されることを特徴とする請求項１記載の画像処理方
法。
【請求項３】前記デジタル画像は、埋め込み場所を指
定されて前記情報を埋め込まれることを特徴とする請求
項１記載の画像処理方法。
【請求項４】前記情報は、前記指定された埋め込み場
所の画像の塩基配列情報であることを特徴とする請求項
３記載の画像処理方法。
【請求項５】前記デジタル画像は、既知の物質と未知
の物質を反応させて未知の物質の機能や組成を解明する
検査装置によって取得された画像であることを特徴とす
る請求項１乃至４に記載のうちのいずれか１項に記載の
画像処理方法。