JP2003050996A - 遺伝子機能解析のための画像取得装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】長期間における植物の生育過程を安定かつ高精
度に画像情報として記録することができる画像取得装置
を提供する。 【解決手段】本装置においては、撮影した時系列画像間
において、画像内に対象物が常に一定の位置・アングル
で撮影するための空間的な原点を与える手段と、植物の
成長においては必ず発生する各個体の成長のばらつきを
そろえて記録するための時間的原点を与える手段と、膨
大な量の試験対象を効率よく画像を記録するための手段
を備え、長期間にわたる個体の生育過程を画像情報とし
て高精度に記録を行うことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、植物等の生物の生
育記録をデータベースとして蓄積する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、植物の遺伝子機能解析において、
遺伝子配列のなかで注目とする遺伝情報を変更したもの
を、環境条件（例えば日照時間など）を変化させ、生育
の観察を行い、生育過程における形状などの変化の違い
や成長後の植物個体の葉や全体の形状や葉や根などの色
の違いなどを計測し、その結果から遺伝子の機能を特定
する遺伝子の機能解析が進められている。

【０００３】植物のもつ膨大な遺伝子情報の機能解析を
進めていくために、生育過程における形状や色の違いや
変化の様子を人間の目では判別が困難な小さな変化まで
を生育過程すべてにおいて、もれなく計測を行うことが
重要となっている。

【０００４】この生育過程の計測にあたっては、現在は
遺伝子情報と環境条件を変化させた際の生育過程を、一
定期間例えば１日に一回もしくは数日に一回という間隔
で人手による計測作業を実施している。人手による計測
の場合においては、対象の注目する個所、例えば根の長
さや葉の大きさや生え方の角度など定量化が容易なもの
についての生育記録を実施し、その際、通常１日やそれ
以上の間隔といった長期間の間隔での計測を行い、大き
な変化に着目した計測方法を行っている。実際にこうし
た方法による実験による結果が学会等で論文や発表が行
われている。

【０００５】自動的に生育の記録を行う方法として、カ
メラを使った画像による監視装置が考えられる。特開平
６−１３８０４１号では、植物の生育状態の良否を監視
するための装置が提案されている。この装置では、カメ
ラを用いて苗の生育の状態を画像で取り込み、取り込ん
だ画像を評価し、生育状態の良・不良の判別を自動的に
行う装置が提案されている。

【０００６】カメラを使った自動記録装置として、撮影
の対象分野が異なるもので不審者や不審物を監視する分
野がある。この監視の分野においては、不審者や不審物
の判定を行うことを目的として、監視の対象となるエリ
アを一定間隔もしくは連続にカメラを使って画像を取り
込み、取込み時間の隣り合う数枚の画像間の差分情報を
画像処理により評価を行い、変化があった時点で警告を
行う装置として提案がされている。

【０００７】監視装置の提案として、特開平１１−１１
０５３０号では、時系列に取り込んだ画像間の変化を評
価し、その評価値に基づき画像の記録間隔を動的に変化
させ、画像の記憶容量を少なくすることができるという
提案がされている。こうした監視装置においては、形状
変化を評価するために扱う画像は取込み時間の前後する
２枚もしくは数枚の画像を評価するため、数時間や数分
といった比較的短時間における取込み画像を使うため、
カメラの動作誤差やカメラを固定している台や装置自体
の振動などによる対象のアングル変化の影響を受けるこ
とは少ない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】植物の生育過程の情報
をもれなく取得するためには、従来の人の手による観測
方法では、植物の生育過程における微小な違いや変化を
見逃す可能性がある。

【０００９】さらに加えて、人手による作業が主体では
膨大な量の遺伝情報に対して機能解析を進めることは大
変時間がかかり、その解析にかかる人件費コストも膨大
なものになる。

【００１０】さらに、真暗になる夜間における生育の違
いや変化の計測，根や葉の色の違いや変化の計測といっ
た、人の手による観察では計測が困難なものもあり、現
時点ではこうした計測結果にもとづいた機能解析を行う
ための情報取得方法は具体的には提案されていない。

【００１１】また、特開平６−１３８０４１号などの生
育監視装置では、あらかじめ分かっている植物の生育過
程と比較を行い、あらかじめ分かっている生育状態と比
べた生育状態の良・不良を判別するだけであり、生育状
態のどこが悪いのかといった情報を取得することは不可
能である。

【００１２】また、監視装置においては、微小な形状の
違いや変化を高精度にカメラを使って記録する必要があ
り、カメラの動作誤差やアングル変化の影響は、成長過
程の形状の微小な変化を時系列情報として数週間から数
ヶ月にわたる長期間の記録を行う上では大きな問題とな
る。

【００１３】また、監視装置においては、対象の形状変
化の有無を取得することが目的であり、対象の形状や色
の変化を時系列に記録し、活用するという実施例は具体
的には提案されていない。

【００１４】このように、従来の公知例においては、長
期間にわたる植物の時間経過を踏まえた生育過程の変化
を計測する装置に関して、技術思想を含め開示も示唆も
なかった。

【００１５】本発明の目的は、植物をはじめとする生物
の時間経過を踏まえた生育過程の変化を従来行ってきた
人手での計測や、単なる監視装置の応用では困難となる
数週間から数ヶ月以上という長期間の生育過程を微小な
変化まで、安定して画像情報として記録することが出来
る遺伝子機能解析のための画像取得装置を提供すること
である。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、植物の生育状態の記録として有効な画像を取り込む
ことのできる画像取得装置を提案する。

【００１７】本発明は、生物の個体を生育させるための
容器と、その生物の生育状態を画像情報として取り込む
画像取込手段と、カメラ撮影用の波長の異なる複数の光
源と、複数の光源の点灯・消灯を制御する照明制御手段
とを有し、照明制御手段は生物の生育に影響を与えるこ
とのないように光源を切り替え、カメラで画像を取り込
む構成とする。

【００１８】また、生物の個体を生育させるための容器
と、その容器もしくは容器の周囲に取り付けたマーク
と、生物の生育状態を画像情報として取り込む画像取込
手段と、取り込まれた画像情報を画像処理する画像評価
手段とを有し、画像評価手段は、画像取込手段で取り込
んだ画像情報の前記マークの位置を検出するマーク位置
検出手段と、検出されたマークを用いて、画像の空間的
な原点座標を与え、装置の動作誤差による画像のずれを
補正する画像処理手段とを有する構成とする。

【００１９】また、生物の個体を生育させるための容器
と、その容器もしくは容器の周囲に取り付けたマーク
と、容器を自由に回転することのできるステージと、生
物の生育状態を画像情報として取り込む画像取込手段
と、取り込んだ画像情報を画像処理し、取り込んだ画像
情報の前記マークの位置を検出するマーク位置検出手段
を有する画像評価手段とを有し、画像取込手段によって
ステージを回転させて複数の視点で画像を取り込み、画
像評価手段によって検出したマークを用いて取り込んだ
複数の画像を張り合わせ、多視点の画像を出力する構成
とする。

【００２０】また、画像評価手段は、画像取込手段によ
って取り込まれた画像情報に基づいて生物の生育の変化
点を計算し、計算された変化点を画像情報に付加して出
力する構成とする。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例として図
面を参照しながら説明する。

【００２２】図１（ａ）（ｂ）（ｃ）は、本発明の画像
取得装置に用いる植物等の生物の試料１を生育するマー
ク１１，１２付き容器１０の一例を示す。以下実施例で
は試料に植物を用いて行っているが、その他どのような
生物でも適用できる。

【００２３】試料１は個体ごとに試験管などの容器１０
に入れる。容器１０は、個体の生育状況に応じて、図１
（ａ）（ｂ）のように個体ごとに試験管や栽培ポットを
用いる場合や、図１（ｃ）のように栽培ポットに複数の
試料１の個体を生育するといった形をとる。このとき、
個体ごとに容器を用いる場合には、図１（ａ）（ｂ）の
ように容器１０に直接貼り付けを行う場合や、図１
（ｃ）のように植物の苗の近くにマーク１１，色補正用
のマーク１２を用意する場合、つまり容器１０もしくは
容器１０の周囲にマークを取り付ける場合がある。この
とき、マーク１１，色補正用のマーク１２の位置を基準
として用いるため、マーク１１，色補正用のマーク１２
が観察を行う間に決して動くことがないようにしっかり
固定しておく必要がある。

【００２４】また、図１（ｃ）の例では、植物の苗の近
くにマーク１１，色補正用のマーク１２を固定している
が、植物の生育過程に影響を及ぼすことがなければ、直
接植物に取り付けることも可能である。

【００２５】このように取り付けたマーク１１，色補正
用のマーク１２は後述する画像の取り込み時に個体の生
育記録画像内に入るように画像取込手段のカメラで撮り
こみ、画像内にあるマークを使って画像処理を施すこと
によって、長期間の動作による装置の動作誤差を最小限
に減らすことが可能となる。

【００２６】また、生育する容器１０や植物の培地に
は、カメラで撮影する際に試験管のガラス面の屈折によ
る画像の歪や、周囲の照明による表面の反射など画像の
歪となる要因をおさえるために、容器の一部に撮影用の
穴を開ける、容器１０の形状を直方体にするなど形状を
変えるなどを行う、また光の反射をおさえるように表面
を荒くする加工を施すといったことをしておくことが望
ましい。

【００２７】以下この方法について説明を行う。

【００２８】図２は、長期間にわたって画像撮影を行っ
た場合に発生する画像のずれとその補正方法について示
した図である。

【００２９】図２（ａ）（ｂ）は、同一個体を時間を変
えて撮影したものである。このとき、試験管につけたマ
ーク１１の中心座標がそれぞれ、（ｘ１，ｙ１），（ｘ
２，ｙ２）であったとする。すると２つの撮影タイミン
グの間に、装置やカメラが振動してしまうことで移動す
る、また多量の試料を効率よく撮影するため容器１０を
移動するような機構を設ける場合には、撮影するたびに
カメラのアングルが変わってしまう可能性が発生する。
その結果、２つの画像を単純に重ねただけでは、図２
（ｃ）に示すように、容器１０の画像内の位置はずれて
しまうことがある。

【００３０】そこで、図２（ｄ）にしめすように、常に
一定のアングルで画像出力が出来るような補正方法を次
の方法で実現する。

【００３１】図３（ａ）にマーク１１をつけた容器１０
を撮影した画像の例を示す。このマーク１１は、画像の
Ｘ，Ｙの座標が検出しやすいような形状が望ましく、図
３（ｂ）に示すような十字のマークなどを用いる。取り
込んだ画像図３（ａ）に対して、マーク図３（ｂ）を検
索するテンプレートマッチング処理を実施する。このテ
ンプレートマッチング処理は、一般に画像処理の書籍等
などで紹介されている方式を用いることが可能で、実現
することは容易である。そこで、この方法により、テン
プレート画像（ｂ）が画像（ａ）の中のどの位置にある
かを求め、その結果、マークの中心座標（ｘ，ｙ）を
（ｃ）のように求める。

【００３２】こうして、求めた座標を中心に取り込んだ
画像をＸ，Ｙ軸方向に画像全体を平行移動させ、例えば
図２（ｄ）のように一定の固定座標（ｘ′，ｙ′）にあ
うように画像の変換を行い、最終的な画像として出力す
る。

【００３３】このように、マークの座標を検出すること
で、画像の空間的な原点位置を与え、マークの位置が一
定になるように画像を移動することにより、外的な要因
による画像のずれを補正し、常に一定のアングルでの画
像を出力することが出来る。その結果、記録した画像間
の明度の差分により、生育変化が簡単に求められるなど
画像計測に用いることの出来る画像情報の記録が可能と
なる。

【００３４】このマーク１１には、個体識別番号及び情
報を入れたバーコード等を用いることも可能でカメラで
取り込んだ時点で画像内に個体識別番号を埋め込むこと
ができ、その画像を後述する画像評価部の画像処理にて
固体の識別番号を取り出すことが可能であり、画像を整
理する際に有効となる。

【００３５】図１に示す色補正用のマーク１２のような
マークに、複数の色パターンを用い、入力した画像の色
補正に用いることも可能である。その際、事前に色パタ
ーンの色情報を分光光度計を用いて計測を行い、その値
と取り込んだ画像内の色パターンとの差異を求め、その
差から一定の照明色で撮影した画像に補正を行う。この
補正は、デジタルカメラやプリンタで色補正技術で一般
的に使われている方法を用いることで実現は可能であ
る。この補正により、撮影用の光源からの照明や生育用
の光源からの照明が干渉して、照明色が不安定になった
り、長期間の観察により照明自体の劣化で照明色が不安
定になってしまうことで、記録した固体の色変化を計測
する際に誤差となる要因を取り除くことが出来る。

【００３６】尚、本実施例では、マーク１１，色補正用
のマーク１２の両方が付加された容器１０を用いている
が、特にどちらか一方を用いても無いものよりは上述し
てきた効果を得ることができます。

【００３７】次に、図４，図５にマークとその検出手段
を使った反射による歪の補正に使った例を示す。図４
（ａ）（ｂ）に示すように、光源の照明とカメラの位置
によっては、容器１０の試験管の表面に光の反射による
歪２，３が発生する。その結果、取り込んだ画像内の当
該個所の情報が失われる場合がある。しかし、この場
合、カメラの位置を変えて撮影した場合、（ａ）のとき
には２のような反射の歪が、（ｂ）のときには３のよう
な反射の歪が、というように歪の位置が変わるときがあ
る。このことを利用して、複数の位置で撮影した画像を
合成し、反射による歪の補正を行うことが可能となる。
以下、その方法について説明を行う。

【００３８】尚、本実施例ではカメラは、図５のように
試料１を入れた容器１０のまわりに配置している。

【００３９】図４（ａ）（ｂ）にカメラの位置を変えて
撮影した画像に網掛けの部分のような反射による画像の
歪２，３が発生した場合で説明を行う。まず、前述のマ
ークとその検出手段を使い、画像の図４（ａ）（ｂ）を
重ねる。次に、重ねた画像の画素ごとに画素値の平均値
を求める。その際、反射している個所についても同様に
処理をすると図４（ｃ）のように歪２，３が残ってしま
う。そこで本発明では反射している個所は画素値が最高
値となっているので、そのような場合は反射していない
画素値をそのまま出力する。こうすることで、図４
（ｄ）に示すように反射部分の情報が欠けることがな
い、つまり反射による歪がない画像を得ることが出来
る。マークとその検出手段による座標情報により、この
ような画像処理が実現可能となる効果がある。

【００４０】図５は、カメラの位置を変えて撮影する実
現手段の一つとして、試料１の個体の入った容器１０の
下方に容器が回転可能なようにターンテーブル２１を設
け、それを支える試料移動機構２０を設けている。この
ターンテーブル２１が自由に回転するような構成にし、
その周りに単数または複数のカメラ３０を配置する構成
にする。この構成で、画像を取り込む際に、試料１を回
転させながら撮影を行うことで、カメラ３０が固定でも
自動で複数のアングルの画像を簡単に取り込むことが出
来る。また、このように試料１の個体を回転させて画像
を取り込むことで、試料１の個体の全周囲画像が得ら
れ、個体の成育の様子がより詳細に取り込むことが可能
となるといった効果も得られる。

【００４１】次に、図６に試料１の個体ごとの成長のば
らつきをそろえて記録するための時間的原点を与える方
法を示す。図６（ａ）は、２つの試料１の個体の生育記
録を開始してからの画像の変化量をプロットしたもので
ある。この画像の変化量は後述する画像評価部の変化量
演算手段によって計算され、その求め方としては、撮影
時間の前後する画像内のすべての画素値の差分の絶対値
を累積したものであり、全く変化しない場合には０を出
力する。このとき前述のマークの検出手段を用いて、ア
ングルを常に一定した画像を用いる。この変化量を画像
を撮影するたびに求め、その変化量をプロットしていく
ことで、図６（ａ）のようなプロット図を得ることが出
来る。このプロット図で、容器１０の試験管内に種まき
後、図６（ｂ）に示すように試料１の発芽時に種子の大
きさが変化し、画像の変化量が大きくなるとき、つまり
変化点Ａ１，Ｂ１のときが発芽点となる。また、発芽
後、さらに画像の変化量が大きくなるＡ２，Ｂ２の時点
では、試料１は図６（ｃ）に示すような状態となる。こ
のように演算した変化量に応じて植物の生育の変化点を
自動に検出し記録される。

【００４２】単純に撮影開始からの時間軸で記録を行っ
た場合、同じ状態となる図６（ｃ）の場合でも、時間軸
上では、Ａ２，Ｂ２と異なる状態として記録され、計測
データに誤差が発生する。そこで、この発芽点を画像の
変化量が発生する点として定義し、その時間を原点とし
て、画像を記録することでこの誤差を抑えることが可能
となる。また、発芽時の画像の変化量が大変小さく、自
動で発芽点を与えることが困難な場合、個体ごとに手動
で与えることで同様の効果を得ることが可能である。
尚、このとき変化点を画像情報に付加して出力する。そ
の変化点の情報に応じて植物の生長のばらつきを補正
し、生育過程の時間的な経過を踏まえた画像情報として
出力でき、画像の誤差を抑えることができる。

【００４３】次に、本発明による画像取得装置を実現す
るためのシステム構成について説明を行う。

【００４４】図７は、本発明の画像取得装置を用いたシ
ステムの機能ブロック図を示す。

【００４５】本装置は、画像取込時の全般的な制御を行
う画像取込制御部５０，複数の撮影用の波長の異なる光
源４０の照明の点灯や消灯を制御したり、植物等の生物
の生育に影響を与えることのないように複数の光源を切
り替える照明制御部４１，試料１である植物の生育状態
を画像情報として取り込む画像取込手段のカメラ３０
と、容器１０を自由に回転することができるターンテー
ブル２１及びそのターンテーブル２１を含む試料を移動
可能な試料移動機構２０を備えたステージと、多数の試
料１を回転させて複数の視点で画像を取り込めるような
効率よい取り込み動作を行うための試料移動機構２０を
制御する試料移動機構制御部２５，画像取込手段である
カメラ３０の取込タイミング等を制御するカメラ制御部
３１，カメラ３０からの画像を一時的に保存するための
一時記憶部６１と、一時記憶部６１に記録された画像に
対して、前述したテンプレートマッチングなどの画像処
理を行い、空間的な原点や時間的な原点，反射の有無を
評価し、光源の切り替えやカメラのアングル・使用する
カメラの切り替えを行うための評価を行い、情報に基づ
き前記の反射による画像歪の補正，全周囲画像など生育
記録画像となる画像に加工・合成等の画像処理を行う画
像評価部６３と、生育過程をデータベース化した画像情
報記憶装置７０に転送する画像合成および画像転送部６
２から構成されている。

【００４６】なお、画像取込手段のカメラ３０は接写
用，全景撮影用等、複数個設け、撮影対象によって使い
分けることが望ましい。

【００４７】また画像評価部６３では取り込んだ画像情
報に対する画像処理を行う。具体的には、カメラ３０で
取り込んだ画像情報からマークの位置を検出するマーク
位置検出手段と、その検出されたマークを用いて、画像
の空間的な原点座標を与え、装置の動作誤差による画像
のずれを補正する画像処理手段を備える。画像評価部６
３は上述したマーク位置検出手段で検出した複数の試料
に対応する複数のマークを用いて、取り込んだ複数の画
像を張り合わせ、多視点の画像情報を出力する。

【００４８】この構成による画像取得装置を用いたシス
テムの概略図を図８に示す。

【００４９】本システムでは多数の試料の生育過程を一
度に取り込むことが可能なように、試料１の入った複数
の容器を試料移動機構を含む自由に回転可能なステージ
上に一定間隔で順番に並べてあり、これは手動で行って
も良いし、並べる手段を用いて自動的に並べるようにし
てもよい。

【００５０】画像取込制御部５０は、ここに接続されて
いる、試料移動機構２０，カメラ撮影用の光源４０，カ
メラ３０を一定の周期で決まったプログラムに従ってカ
メラの画像読取動作を実行するための制御を行うもので
ある。制御装置の実現手段として、電子的な回路により
実現する方法もしくは、パーソナルコンピュータ等を使
い、コンピュータ上のソフトウエアプログラムで実現す
ることが出来る。

【００５１】このようにカメラ撮影用の光源４０，カメ
ラ３０，試料移動機構２０など取込動作に関わる装置全
体を制御する画像取込制御部５０を用いることで、取り
込んだ画像を評価し、反射などで画像に歪が生じている
場合、再度取込動作を行うなど柔軟な制御を実行するこ
とが可能であり、生育過程を確実に画像情報に記録する
ことが可能となる。

【００５２】光源４０及び照明制御部４１は、植物の成
長のための光源１００とは別に、カメラで画像を取り込
む際の撮影用の照明で、昼夜を通して照明条件の安定し
た画像を取り込むために用いる。そのため、光源は一つ
だけとは限らず、複数の光源４０を切り替えて使うこと
が望ましい。また、本発明の画像取得装置では、植物の
生育過程を昼夜連続して画像情報として記録するため
に、夜間の撮影を可能にする必要がある。そこで、夜間
の撮影時には、植物が感受性を持たないような長波長
（８５０ｎｍ以上）の光源例えば発光ダイオードランプ
やレーザ光ダイオード等を照明として用いることで、夜
間の植物の生育過程を撮影可能にすることができる。こ
のように、昼夜安定した照明条件を保つために少なくと
も昼夜あわせて２つ以上の光源を切り替えて使うことが
安定した画像を記録するために必要となる。この切り替
えは、照明制御部４１又は画像取込制御部５０で行い、
光源の点灯・消灯の判断は、撮影する昼もしくは夜とい
った時間と取り込んだ画像の反射による画像の歪の量な
どを画像評価部６３で判定し、自動的に切り替えて行
う。

【００５３】試料移動機構２０は、多数の観察対象であ
る試料１０を一度に生育し、その生育画像を撮影するこ
とが出来るように、図に示すようにＸ−Ｙステージ２２
とその下に試料撮影用の試料移動機構２０とを備えた構
成とすることが考えられる。

【００５４】Ｘ−Ｙステージ２２には、画像取込制御部
５０からの指示で、Ｘ−Ｙ方向に自由に移動することが
出来る。台座には、各試料を固定する器具とこの器具ご
と各試料を上下に動作することが出来るような機構を設
ける。その際、この固定具は、カメラで撮影する際にじ
ゃまにならないように出来るだけ目立たないものにする
必要がある。そして、この固定具を動作する機構は、制
御装置ですべての試料の動作を独立して制御が可能なよ
うにしておく。Ｘ−Ｙステージの下には、撮影用の試料
移動機構２０を一つ設置し、Ｘ−Ｙステージ２２を動作
し、Ｘ−Ｙステージ２２の上に撮影したい試料１を移動
し、試料１の上下動作を行い撮影用の試料移動機構２０
の上まで移動させ、カメラ３０での撮影を行う。また、
このＸ−Ｙステージ２２の設置位置は、Ｘ−Ｙステージ
を動作させたときにすべての試料が撮影できるような位
置にする。できるだけ多くの試料１を同時にステージに
乗せることができるためには、Ｘ−Ｙステージ２２の中
心部にすることが望ましい。試料移動機構２０は試料を
固定したまま３６０度自由に回転可能にすることがで
き、画像取込時には、カメラに対して試料の角度を自由
に決めることが可能となる。

【００５５】このようにＸ−Ｙステージ２２と回転機構
を持つ試料移動機構２０との構成にすることで、試料１
の一本一本ごとに固定カメラを用意する必要がなくな
り、本取込装置において大きくスペースをとるカメラの
設置スペースを少なくすることができ、大量の試料を同
時に生育し、その生育過程を画像情報として記録するこ
とができるため大量の生育過程の記録を実行することが
可能となる。

【００５６】カメラで取り込んだ画像は、パーソナルコ
ンピュータ８０もしくはデータベースサーバー６０に転
送し、一時的に保存する。ここで保存した画像をコンピ
ュータ内の画像評価部６３で画像処理を行い、取り込ん
だ画像内に反射などの影響で歪が発生していないかな
ど、記録画像として保存できるものかどうかの評価を行
う。その判定に合格した画像は、画像情報記憶装置７０
に保存を行う。また、不合格となった画像については、
光源の照明の点灯や試料の回転を行うなど撮影条件を画
像取込制御部５０で変更し、再度撮影を行うことも可能
である。

【００５７】さらに、試料移動機構２０で試料１を回転
させて複数回撮影した画像をパーソナルコンピュータ８
０で画像処理することによって、多視点の画像を作成し
たり、植物の三次元情報を取り出すことも可能である。
つまりパーソナルコンピュータ８０内の画像評価部６３
は、多視点の画像から試料の固体の三次元情報を出力す
ることができる。多視点の画像処理については、公知の
パノラマ画像の合成処理により実現可能であり、三次元
情報の取り出しについては、対象物を一周した画像を用
意することで、三次元モデルを作る製品があり、そこで
使われている画像処理方法により実現が可能である。

【００５８】こうして、画像取込制御部５０を中心とし
た、本発明の画像取得装置を構成することで、植物の生
育過程を昼夜連続して、画像を記録することが可能とな
る。

【００５９】

【発明の効果】本発明によれば、長期間にわたる植物を
はじめとする生物の時間経過を踏まえた生育過程の変化
を安定かつ高精度に画像情報として記録することができ
る遺伝子機能解析のための画像取得装置を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】個体を生育する容器につけるマークの実施例。

【図２】装置の動作誤差による空間的な画像のずれの発
生の説明図。

【図３】マークの形状と取り込み画像のマーク検索の説
明図。

【図４】照明の反射による画像の歪の発生とその補正方
法の説明図。

【図５】歪の補正のための多視点画像の取り込み実施
例。

【図６】時間的な原点を与える実施例の説明図。

【図７】本発明装置の機能ブロック。

【図８】本発明装置の概略説明図。

【符号の説明】

１…試料、２，３…歪、１０…容器、１１…マーク、１
２…色補正用のマーク、２０…試料移動機構、２１…タ
ーンテーブル、２２…Ｘ−Ｙステージ、２５…試料移動
機構制御部、３０…カメラ、３１…カメラ制御部、４０
…撮影用の光源、４１…照明制御部、５０…画像取込制
御部、６０…データベースサーバー、６１…一時記憶
部、６２…画像合成および画像転送部、６３…画像評価
部、７０…画像情報記憶装置、８０…パーソナルコンピ
ュータ、１００…光源。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 5/225 Ｇ０１Ｂ 11/24 Ｋ 7/18 Ｎ (72)発明者 常田 るり子 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 中島 啓介 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 Ｆターム(参考） 2F065 AA03 AA14 AA20 AA51 AA53 AA56 BB05 BB28 DD02 DD03 DD06 DD19 FF04 FF05 FF61 GG06 GG07 GG23 JJ03 JJ05 JJ26 NN02 PP12 PP13 QQ13 QQ24 QQ29 QQ31 QQ32 QQ39 QQ42 RR08 5B047 AA07 AB04 BA03 BB04 BC11 BC14 BC23 CA19 CB22 DC07 DC09 5B057 AA19 BA02 BA15 BA19 CA01 CA08 CA12 CA13 CA16 CB01 CB08 CB12 CB13 CB16 CE08 CE16 DA07 5C022 AA01 AA13 AB15 AB55 AB62 AC18 AC27 5C054 AA01 CA04 CG06 CH02 EA01 EA05 EA07 ED11 EH07 EJ07 FC01 FC15 FD03 FE25 GD03 HA05 HA11 HA38

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】生物の個体を生育させるための容器と、 前記生物の生育状態を画像情報として取り込む画像取込
   手段と、 撮影用の波長の異なる複数の光源と、 前記複数の光源の点灯及び消灯を制御する照明制御手段
   とを有し、 前記照明制御手段は前記生物の生育に影響を与えること
   のないように光源を切り替え、前記カメラで画像を取り
   込むことを特徴とする画像取得装置。
2. 【請求項２】生物の個体を生育させるための容器と、 前記容器もしくは前記容器の周囲に取り付けたマーク
   と、 前記生物の生育状態を画像情報として取り込む画像取込
   手段と、 取り込まれた画像情報を画像処理する画像評価手段とを
   有し、 前記画像評価手段は、前記画像取込手段で取り込んだ画
   像情報の前記マークの位置を検出するマーク位置検出手
   段と、前記検出されたマークを用いて、画像の空間的な
   原点座標を与え、装置の動作誤差による画像のずれを補
   正する画像処理手段とを有することを特徴とする画像取
   得装置。
3. 【請求項３】生物の個体を生育させるための容器と、 前記容器もしくは前記容器の周囲に取り付けたマーク
   と、 前記容器を自由に回転することのできるステージと、 前記生物の生育状態を画像情報として取り込む画像取込
   手段と、 前記取り込んだ画像情報を画像処理する画像評価手段と
   を有し、 前記画像取込手段によって前記ステージを回転させて複
   数の視点で画像を取り込み、前記画像評価手段によっ
   て、前記取り込んだ複数の画像を使って画像の補正を行
   うことを特徴とする画像取得装置。
4. 【請求項４】生物の個体を生育させるための容器と、 前記容器もしくは前記容器の周囲に取り付けたマーク
   と、 前記容器を自由に回転することのできるステージと、 前記生物の生育状態を画像情報として取り込む画像取込
   手段と、 前記取り込んだ画像情報を画像処理し、前記画像取込手
   段で取り込んだ画像情報の前記マークの位置を検出する
   マーク位置検出手段を有する画像評価手段とを有し、 前記画像取込手段によって前記ステージを回転させて複
   数の視点で画像を取り込み、前記画像評価手段によって
   前記検出した前記マークを用いて取り込んだ複数の画像
   を張り合わせ、多視点の画像を出力することを特徴とす
   る画像取得装置。
5. 【請求項５】請求項４において、 前記画像評価手段は、前記多視点の画像から個体の三次
   元情報を出力することを特徴とする画像取得装置。
6. 【請求項６】請求項２〜５のいずれかの１項において、 前記マークは、前記個体の識別情報が埋め込まれ、前記
   画像評価手段は前記マークを検出し、前記検出されたマ
   ークの画像処理を行い、前記個体の識別情報を取り出す
   ことを特徴とする画像取得装置。
7. 【請求項７】請求項２〜５のいずれか１項において、 前記マークは色パターンを用い、前記画像評価手段によ
   って前記画像取込手段で取り込んだ画像情報から検出し
   た前記マークの前記色パターンに基づいて、画像の色の
   補正を行うことを特徴とする画像取得装置。
8. 【請求項８】生物の個体を生育させるための容器と、 前記生物の生育状態を画像情報として取り込む画像取込
   手段と、 前記取り込んだ画像情報を画像処理する画像評価手段と
   を有し、 前記画像評価手段は、前記画像取込手段によって取り込
   まれた画像情報に基づいて前記生物の生育の変化点を計
   算し、前記計算された変化点を画像情報に付加して出力
   することを特徴とする画像取得装置。
9. 【請求項９】生物の個体を生育させるための容器と、 前記生物の生育状態を画像情報として取り込む画像取込
   手段と、 前記取り込んだ画像情報を画像処理する画像評価手段と
   を有し、 前記画像評価手段は、前記画像取込手段で取り込んだ画
   像情報の変化量を演算する画像変化量演算手段を有し、
   画像の変化量に応じて植物の生育の変化点を自動で検出
   し、前記生物の生育の変化点を画像情報に付加して出力
   することを特徴とする画像取得装置。
10. 【請求項１０】請求項８〜９のいずれか１項において、 前記画像評価手段は、前記画像情報に付加した変化点の
    情報に基づいて前記生物の生長のばらつきを補正し、生
    育過程の時間的な経過を踏まえた画像情報として出力す
    ることを特徴とする画像取得装置。
11. 【請求項１１】請求項１〜１０のいずれか１項におい
    て、 前記容器を自由に回転することのできる撮影用のステー
    ジと、 一定間隔で前記容器を順番に前記撮影用のステージに並
    べる手段とを有し、 前記画像取込手段は、生育された複数の試料の複数の生
    育過程の画像を一度に取得することを特徴とする画像取
    得装置。
12. 【請求項１２】請求項１１において、 前記ステージは、Ｘ−Ｙステージを有することを特徴と
    する画像取得装置。
13. 【請求項１３】請求項１〜１２のいずれか１項におい
    て、 生育させる前記容器は、前記画像取込手段で撮影する際
    に発生する歪を抑えるための穴を有することを特徴とす
    る画像取得装置。