JP2004070702A - Cell image photographing device, cell image photographing method, its program, and storage medium - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、明視野観察での動植物の細胞画像解析に最適な細胞画像の撮影を行う細胞画像撮影装置および細胞画像撮影方法ならびにその細胞画像撮影方法を実行するためのプログラムおよび記録媒体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
生化学分野における各種の試験では、動植物の細胞や微生物などを種々の条件下で培養し、時間経過に伴う変化や成長の度合いを観察することが行われる。神経細胞など突起の逐次成長する部分を観察対象とする場合には、これらを経時的に追跡して観察・記録し、データ化する作業が必要となる。従来は、このような作業は専ら人手に依存しており、実験担当者が顕微鏡視野内で細胞を目視によって観察または画像撮影して、神経突起などの観察対象部位に注目して必要項目をデータ化し、記録するという作業を行っていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
このような作業の中で、目視、画像撮影の時間は煩瑣な作業であり、これによって実験作業全体の効率の低下を招くとともに、実験担当者に過大の作業負荷を強いることになるという問題点を有していた。また、解析するための細胞画像を撮影する場合も、細胞が透明体であるため、細胞の焦点位置では細胞画像のコントラストが低くなり、細胞画像解析に適した画像が得られないという問題点を有していた。
【0004】
この細胞画像撮影装置、細胞画像撮影方法、プログラムおよび記録媒体では、細胞画像解析に最適な細胞画像を自動的に撮影することが要求されている。
【0005】
本発明は、この要求を満たすため、細胞画像解析に最適な細胞画像を自動的に撮影することができる細胞画像撮影装置および細胞画像解析に最適な細胞画像を自動的に撮影するための細胞画像撮影方法ならびにその細胞画像撮影方法を実行するためのプログラムおよび記録媒体を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の細胞画像撮影装置は、Z軸方向に一定の間隔で細胞の画像を撮影する画像撮影部と、全体を制御する中央演算部とを有する細胞画像撮影装置であって、中央演算部は、画像撮影部で撮影した画像を周波数変換して周波数変換データを得る周波数変換手段と、周波数変化データに基づいて最適画像選択用特徴量を計算する最適画像選択用特徴量計算手段と、計算した最適画像選択用特徴量をもとに解析に最適な画像を選択する最適画像選択手段とを有する構成を備えている。
【0007】
これにより、細胞画像解析に最適な細胞画像を自動的に撮影することができる細胞画像撮影装置が得られる。
【0008】
上記課題を解決するために本発明の細胞画像撮影方法は、Z軸方向に一定の間隔で細胞の画像を撮影する画像撮影工程と、撮影した画像を周波数変換して周波数変換データを得る周波数変換工程と、周波数変換データに基づいて最適画像選択用特徴量を計算する最適画像選択用特徴量計算工程と、計算した最適画像選択用特徴量をもとに解析に最適な画像を選択する最適画像選択工程とを含む構成を備えている。
【0009】
これにより、細胞画像解析に最適な細胞画像を自動的に撮影するための細胞画像撮影方法が得られる。
【0010】
上記課題を解決するために本発明のプログラムは、上記細胞画像撮影方法の各工程を実行させるためのプログラムである構成を備えている。
【0011】
これにより、上記細胞画像撮影方法を実行するためのプログラムが得られる。
【0012】
上記課題を解決するために本発明の記録媒体は、コンピュータに上記細胞画像撮影方法の各工程を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み取り可能な記録媒体である構成を備えている。
【0013】
これにより、上記細胞画像撮影方法を実行するための記録媒体が得られる。
【0014】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項1に記載の細胞画像撮影装置は、Z軸方向に一定の間隔で細胞の画像を撮影する画像撮影部と、全体を制御する中央演算部とを有する細胞画像撮影装置であって、中央演算部は、画像撮影部で撮影した画像を周波数変換して周波数変換データを得る周波数変換手段と、周波数変換データに基づいて最適画像選択用特徴量を計算する最適画像選択用特徴量計算手段と、計算した最適画像選択用特徴量をもとに解析に最適な画像を選択する最適画像選択手段とを有することとしたものである。
【0015】
この構成により、計算した最適画像選択用特徴量をもとに細胞画像解析に最適な細胞画像を選択することができるので、細胞画像解析に最適な細胞画像を自動的に撮影することができるという作用を有する。
【0016】
請求項2に記載の細胞画像撮影装置は、請求項1に記載の細胞画像撮影装置において、画像撮影部は、対物レンズもしくはステージをZ軸方向に動かして、対物レンズと細胞との距離を変化させ、距離の変化に応じてカメラの外部シャッタ信号を出力し、Z軸方向に一定の間隔で細胞の画像を撮影することとしたものである。
【0017】
この構成により、Z軸方向に一定の間隔で撮影した細胞画像を周波数変換した周波数変換データに基づいて最適画像選択用特徴量を計算することができるという作用を有する。
【0018】
請求項3に記載の細胞画像撮影装置は、請求項1またはに記載の細胞画像撮影装置において、最適画像選択用特徴量計算手段は、撮影画像を周波数変換して周波数成分を高周波側の周波数成分と直流成分を含む低周波側の周波数成分とに帯域分割し、少なくとも高周波側の周波数成分を用いて画像選択用特徴量を計算することとしたものである。
【0019】
この構成により、少なくとも高周波側の周波数成分を用いて画像選択用特徴量を簡易に計算して細胞画像解析に最適な細胞画像を選択することができるという作用を有する。
【0020】
請求項4に記載の細胞画像撮影装置は、請求項1乃至3のいずれか1に記載の細胞画像撮影装置において、最適画像選択手段は、特徴量の変化における一つ以上のピークのうち、細胞部分が背景部分より暗く写るピーク位置の画像を最適画像として選択することとしたものである。
【0021】
この構成により、特徴量の変化における一つ以上のピークのうち、細胞部分が背景部分より暗く写るピーク位置の画像を最適画像として選択するので、透明体である細胞に対して画像解析に最適なコントラストの高い明視野画像を撮影することができるという作用を有する。
【0022】
請求項5に記載の細胞画像撮影方法は、Z軸方向に一定の間隔で細胞の画像を撮影する画像撮影工程と、撮影した画像を周波数変換して周波数変換データを得る周波数変換工程と、周波数変換データに基づいて最適画像選択用特徴量を計算する最適画像選択用特徴量計算工程と、計算した最適画像選択用特徴量をもとに解析に最適な画像を選択する最適画像選択工程とを含むこととしたものである。
【0023】
この構成により、計算した最適画像選択用特徴量をもとに細胞画像解析に最適な細胞画像を選択することができるので、細胞画像解析に最適な細胞画像を自動的に撮影することができるという作用を有する。
【0024】
請求項6に記載の細胞画像撮影方法は、請求項5に記載の細胞画像撮影方法において、画像撮影工程においては、対物レンズもしくはステージをZ軸方向に動かして、対物レンズと細胞との距離を変化させ、距離の変化に応じてカメラの外部シャッタ信号を出力し、Z軸方向に一定の間隔で細胞の画像を撮影することとしたものである。
【0025】
この構成により、Z軸方向に一定の間隔で撮影した細胞画像を周波数変換した周波数変換データに基づいて最適画像選択用特徴量を計算することができるという作用を有する。
【0026】
請求項7に記載の細胞画像撮影方法は、請求項5または6に記載の細胞画像撮影方法において、最適画像選択用特徴量計算工程においては、撮影画像を周波数変換して周波数成分を高周波側の周波数成分と直流成分を含む低周波側の周波数成分とに帯域分割し、少なくとも高周波側の周波数成分を用いて画像選択用特徴量を計算することとしたものである。
【0027】
この構成により、少なくとも高周波側の周波数成分を用いて画像選択用特徴量を簡易に計算して細胞画像解析に最適な細胞画像を選択することができるという作用を有する。
【0028】
請求項8に記載の細胞画像撮影方法は、請求項5乃至7のいずれか1に記載の細胞画像撮影方法において、最適画像選択工程においては、特徴量の変化における一つ以上のピークのうち、細胞部分が背景部分より暗く写るピーク位置の画像を最適画像として選択することとしたものである。
【0029】
この構成により、特徴量の変化における一つ以上のピークのうち、細胞部分が背景部分より暗く写るピーク位置の画像を最適画像として選択するので、透明体である細胞に対して画像解析に最適なコントラストの高い明視野画像を撮影することができるという作用を有する。
【0030】
請求項9に記載のプログラムは、請求項5乃至8のいずれか1に記載の各工程を実行させるためのプログラムであることとしたものである。
【0031】
この構成により、プログラムに基づいて汎用コンピュータを動作させることにより、請求項5乃至8のいずれか1に記載の各工程を任意の場所で任意の時間に実行させることができるという作用を有する。
【0032】
請求項10に記載の記録媒体は、コンピュータに請求項5乃至8のいずれか1に記載の各工程を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み取り可能な記録媒体であることとしたものである。
【0033】
この構成により、汎用コンピュータは、記録したプログラムを読み取って、請求項5乃至8のいずれか1に記載の各工程を任意の場所で任意の時間に実行することができるという作用を有する。
【0034】
以下、本発明の実施の形態について、図1〜図4を用いて説明する。
【0035】
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1による細胞画像撮影装置を示すブロック図である。
【0036】
図1において、ステージ1上には、観察対象の細胞を収容する担体である容器2が載置されている。容器2は外部から視認可能な透明体であり、内部には撮影対象の動植物の細胞を含む試料3が収容されている。ステージ1の下方には対物レンズ4が配設されており、対物レンズ4の下方にはカメラ5が配置されている。ステージ1の上方に配設された照明装置6を点灯して容器2を照明した状態で、対物レンズ4を介してカメラ5によって、容器2内の試料3中の細胞を撮像することにより、カメラ5は細胞画像のデジタル画像データを取得する。ステージ1および対物レンズ4は機構制御部10と接続されており、機構制御部10によってステージ1もしくは対物レンズ4を制御することにより、容器2内の所望の位置をカメラ5によって撮像することができる。カメラ5は画像記憶部11と接続されており、カメラ5によって取得されたデジタル画像データは画像記憶部11に記憶される。第1の記憶部12はプログラム記憶部であり、周波数変換処理を行うプログラムや、変換されたデータに基づいて最適画像を選択するプログラムなど、各種の演算、動作制御の処理を行うプログラムを記憶する。中央演算部15はCPUであり、第1の記憶部12に記憶されたプログラムに従って各種の演算や動作制御を実行する。表示部16はモニタ装置であり、カメラ5によって取得した画像を表示するほか、操作・入力時の案内画面を表示する。第2の記憶部17はデータ記憶部であり、撮影画像データを記憶する。操作・入力部18はキーボードやマウスなどの入力手段であり、操作コマンド入力やデータ入力を行う。通信部19は有線や無線の通信ネットワークを介して外部装置とのデータの授受を行う。記憶媒体ドライブ13は、フロッピーディスクなどの磁気ディスクやメモリーカードなど、携行可能な記憶媒体14からのデータの読み取りを行うドライブ装置である。記憶媒体14には、撮影画像データが記憶されており、当該細胞画像撮影装置によって取得された画像の持ち出しができる。
【0037】
このように構成された細胞画像撮影装置について、その概略動作を図2を用いて説明する。図2は、図1の細胞画像撮影装置の主要部を示す機能ブロック図である。
【0038】
図2に示す周波数変換手段21、最適画像選択用特徴量計算手段23、最適画像選択手段25は、図1において中央演算部15が第1の記憶部12に記憶されたプログラムに従って動作することにより実現される機能実現手段である。また撮影画像記憶部20、周波数変換データ記憶部22、最適画像選択用特徴量記憶部24、最適画像記憶部26は、図1に示す第2の記憶部17に設定される記憶領域を示すものである。
【0039】
図2において、撮影画像記憶部20には、カメラ5によってZ軸方向に一定間隔で撮影されたデータが記憶される。記憶されたデータはまず周波数変換手段21によって周波数変換され、周波数変換データ記憶部22に格納される。最適画像選択用特徴量計算手段23は、周波数変換データ記憶部22に記憶された周波数変換データのうち、少なくとも高周波数成分を用いて最適画像選択用特徴量を計算し、最適画像選択用特徴量記憶部24に格納する。最適画像選択手段25は、最適画像選択用特徴量記憶部24に格納された特徴量データから、最適画像位置を決定し、撮影画像記憶部20から最適画像位置の画像を選択し、最適画像記憶部26によって画像を保存する。
【0040】
図3は、本発明の実施の形態1による細胞画像撮影方法を示すフローチャートである。
【0041】
図3において、まず撮影対象の細胞を含む試料3を収容した容器2をステージ1上に載置し、Z軸方向に対物レンズ4とステージ1間の距離を変化させながらカメラ5によって試料3を撮像してZ軸上の一定間隔の画像データを取得し、撮影画像記憶部20に記憶する(S1)。次いで、この画像データに対して周波数変換手段21によって周波数変換を実行する(S2)。これにより画像データは周波数帯域毎に周波数変換データ記憶部22に記憶される。この周波数変換は所定回数反復される。すなわち周波数変換処理後に周波数変換データ記憶部22に記憶されたデータのうち低周波数空間のデータ(DC成分)は再び周波数変換手段21に読み込まれ、再び周波数変換が実行される。次に、最適画像選択用特徴量計算手段23は、周波数変換によって求められた高周波成分のうち、特定閾値以上の高周波成分の絶対値の平均値を最適画像選択用特徴量として計算する(S3)。ここでは、特定閾値以上の高周波成分の絶対値の和を最適画像選択用特徴量として計算する場合もある。これらの特徴量は、画像の高周波成分が強いときに大きくなる値であり、フォーカスが合う点で大きくなるという特徴をもつ。次に、この特徴量に基づいて最適画像選択手段25は最適画像選択を行う(S4)。ここでは、後述の図4に示すように、細胞体が透明なため、細胞が背景より暗く写ってフォーカスが合う場所と、細胞が白く写ってフォーカスが合う場所の2個所に特徴量のピークが生じるため、解析に最適なコントラストの高い細胞が背景より暗く写ってフォーカスが合う点を最適画像として選択する。最後に、最適画像選択手段25は最適画像を最適画像記憶部26に格納する(S5)。
【0042】
次に、図4を用いて最適画像選択方法について説明する。図4は、本発明の実施の形態1による細胞画像撮影方法における最適画像選択方法を説明する説明図である。
【0043】
細胞と対物レンズ間の距離が変化した時の、特徴量変化には1つ以上のピークが生じる。細胞が透明体の場合は2つのピークが生じ、細胞とレンズ間の距離が短い位置のピークでは細胞が背景よりも暗く写ってフォーカスが合い(点P1)、細胞とレンズ間の距離が長い側のピークでは細胞が背景よりも明るく写る(点P2)。この時、細胞と対物レンズ間の距離が短い位置のピークを最適画像として選択することにより、画像解析に最適なコントラストの高いフォーカスが合った画像を選択することができる。
【0044】
以上のように本実施の形態によれば、中央演算部15は、画像撮影部5、10で撮影した画像を周波数変換して周波数変換データを得る周波数変換手段21と、周波数変換データに基づいて最適画像選択用特徴量を計算する最適画像選択用特徴量計算手段23と、計算した最適画像選択用特徴量をもとに解析に最適な画像を選択する最適画像選択手段25とを有することにより、計算した最適画像選択用特徴量をもとに細胞画像解析に最適な細胞画像を選択することができるので、細胞画像解析に最適な細胞画像を自動的に撮影することができる。
【0045】
また、画像撮影部5、10は、対物レンズ4もしくはステージ1をZ軸方向に動かして、対物レンズ4と細胞との距離を変化させ、距離の変化に応じてカメラ5の外部シャッタ信号を出力し、Z軸方向に一定の間隔で細胞の画像を撮影することにより、Z軸方向に一定の間隔で撮影した細胞画像を周波数変換した周波数変換データに基づいて最適画像選択用特徴量を計算することができる。
【0046】
さらに、最適画像選択用特徴量計算手段23は、撮影画像を周波数変換して周波数成分を高周波側の周波数成分と直流成分を含む低周波側の周波数成分とに帯域分割し、少なくとも高周波側の周波数成分を用いて画像選択用特徴量を計算することにより、少なくとも高周波側の周波数成分を用いて画像選択用特徴量を簡易に計算して細胞画像解析に最適な細胞画像を選択することができる。
【0047】
さらに、最適画像選択手段25は、特徴量の変化における一つ以上のピークのうち、細胞部分が背景部分より暗く写るピーク位置の画像を最適画像として選択することにより、特徴量の変化における一つ以上のピークのうち、細胞部分が背景部分より暗く写るピーク位置の画像を最適画像として選択するので、透明体である細胞に対して画像解析に最適なコントラストの高い明視野画像を撮影することができる。
【0048】
さらに、図3に記載の各工程を実行させるためのプログラムを用いれば、そのプログラムに基づいて汎用コンピュータを動作させて、図3に記載の各工程を任意の場所で任意の時間に実行させることができる。
【0049】
さらに、コンピュータに図3に記載の各工程を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み取り可能な記録媒体を用いれば、汎用コンピュータは記録したプログラムを読み取って、図3に記載の各工程を任意の場所で任意の時間に実行することができる。
【0050】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の請求項1に記載の細胞画像撮影装置によれば、Z軸方向に一定の間隔で細胞の画像を撮影する画像撮影部と、全体を制御する中央演算部とを有する細胞画像撮影装置であって、中央演算部は、画像撮影部で撮影した画像を周波数変換して周波数変換データを得る周波数変換手段と、周波数変換データに基づいて最適画像選択用特徴量を計算する最適画像選択用特徴量計算手段と、計算した最適画像選択用特徴量をもとに解析に最適な画像を選択する最適画像選択手段とを有することにより、計算した最適画像選択用特徴量をもとに細胞画像解析に最適な細胞画像を選択することができるので、細胞画像解析に最適な細胞画像を自動的に撮影することができるという有利な効果が得られる。
【0051】
請求項2に記載の細胞画像撮影装置によれば、請求項1に記載の細胞画像撮影装置において、画像撮影部は、対物レンズもしくはステージをZ軸方向に動かして、対物レンズと細胞との距離を変化させ、距離の変化に応じてカメラの外部シャッタ信号を出力し、Z軸方向に一定の間隔で細胞の画像を撮影することにより、Z軸方向に一定の間隔で撮影した細胞画像を周波数変換した周波数変換データに基づいて最適画像選択用特徴量を計算することができるという有利な効果が得られる。
【0052】
請求項3に記載の細胞画像撮影装置によれば、請求項1またはに記載の細胞画像撮影装置において、最適画像選択用特徴量計算手段は、撮影画像を周波数変換して周波数成分を高周波側の周波数成分と直流成分を含む低周波側の周波数成分とに帯域分割し、少なくとも高周波側の周波数成分を用いて画像選択用特徴量を計算することにより、少なくとも高周波側の周波数成分を用いて画像選択用特徴量を簡易に計算して細胞画像解析に最適な細胞画像を選択することができるという有利な効果が得られる。
【0053】
請求項4に記載の細胞画像撮影装置によれば、請求項1乃至3のいずれか1に記載の細胞画像撮影装置において、最適画像選択手段は、特徴量の変化における一つ以上のピークのうち、細胞部分が背景部分より暗く写るピーク位置の画像を最適画像として選択することにより、特徴量の変化における一つ以上のピークのうち、細胞部分が背景部分より暗く写るピーク位置の画像を最適画像として選択するので、透明体である細胞に対して画像解析に最適なコントラストの高い明視野画像を撮影することができるという有利な効果が得られる。
【0054】
請求項5に記載の細胞画像撮影方法によれば、Z軸方向に一定の間隔で細胞の画像を撮影する画像撮影工程と、撮影した画像を周波数変換して周波数変換データを得る周波数変換工程と、周波数変換データに基づいて最適画像選択用特徴量を計算する最適画像選択用特徴量計算工程と、計算した最適画像選択用特徴量をもとに解析に最適な画像を選択する最適画像選択工程とを含むことにより、計算した最適画像選択用特徴量をもとに細胞画像解析に最適な細胞画像を選択することができるので、細胞画像解析に最適な細胞画像を自動的に撮影することができるという有利な効果が得られる。
【0055】
請求項6に記載の細胞画像撮影方法によれば、請求項5に記載の細胞画像撮影方法において、画像撮影工程においては、対物レンズもしくはステージをZ軸方向に動かして、対物レンズと細胞との距離を変化させ、距離の変化に応じてカメラの外部シャッタ信号を出力し、Z軸方向に一定の間隔で細胞の画像を撮影することにより、Z軸方向に一定の間隔で撮影した細胞画像を周波数変換した周波数変換データに基づいて最適画像選択用特徴量を計算することができるという有利な効果が得られる。
【0056】
請求項7に記載の細胞画像撮影方法によれば、請求項5または6に記載の細胞画像撮影方法において、最適画像選択用特徴量計算工程においては、撮影画像を周波数変換して周波数成分を高周波側の周波数成分と直流成分を含む低周波側の周波数成分とに帯域分割し、少なくとも高周波側の周波数成分を用いて画像選択用特徴量を計算することにより、少なくとも高周波側の周波数成分を用いて画像選択用特徴量を簡易に計算して細胞画像解析に最適な細胞画像を選択することができるという有利な効果が得られる。
【0057】
請求項8に記載の細胞画像撮影方法によれば、請求項5乃至7のいずれか1に記載の細胞画像撮影方法において、最適画像選択工程においては、特徴量の変化における一つ以上のピークのうち、細胞部分が背景部分より暗く写るピーク位置の画像を最適画像として選択することにより、特徴量の変化における一つ以上のピークのうち、細胞部分が背景部分より暗く写るピーク位置の画像を最適画像として選択するので、透明体である細胞に対して画像解析に最適なコントラストの高い明視野画像を撮影することができるという有利な効果が得られる。
【0058】
請求項9に記載のプログラムによれば、請求項5乃至8のいずれか1に記載の各工程を実行させるためのプログラムであることにより、プログラムに基づいて汎用コンピュータを動作させることにより、請求項5乃至8のいずれか1に記載の各工程を任意の場所で任意の時間に実行させることができるという有利な効果が得られる。
【0059】
請求項10に記載の記録媒体によれば、コンピュータに請求項5乃至8のいずれか1に記載の各工程を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み取り可能な記録媒体であることにより、汎用コンピュータは、記録したプログラムを読み取って、請求項5乃至8のいずれか1に記載の各工程を任意の場所で任意の時間に実行することができるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1による細胞画像撮影装置を示すブロック図
【図2】図1の細胞画像撮影装置の主要部を示す機能ブロック図
【図3】本発明の実施の形態1による細胞画像撮影方法を示すフローチャート
【図4】本発明の実施の形態1による細胞画像撮影方法における最適画像選択方法を説明する説明図
【符号の説明】
1 ステージ
2 容器
3 試料
4 対物レンズ
5 カメラ
6 照明
10 機構制御部
11 画像記憶部
12 第1の記憶部
13 記憶媒体ドライブ
14 記憶媒体
15 中央演算部
16 表示部
17 第2の記憶部
18 操作・入力部
19 通信部
20 撮影画像記憶部
21 周波数変換手段
22 周波数変換データ記憶部
23 最適画像選択用特徴量計算手段
24 最適画像選択用特徴量記憶部
25 最適画像選択手段
26 最適画像記憶部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a cell image photographing apparatus and a cell image photographing method for photographing a cell image optimal for analyzing animal and plant cell images in bright field observation, and a program and a recording medium for executing the cell image photographing method. is there.
[0002]
[Prior art]
In various tests in the field of biochemistry, cells and microorganisms of animals and plants are cultured under various conditions, and changes over time and the degree of growth are observed. When sequentially growing portions of projections, such as nerve cells, are to be observed, it is necessary to track them over time, observe and record them, and convert them into data. In the past, such work relied exclusively on humans, and the experimenter visually observed or imaged the cells within the field of view of the microscope, and focused on the observation target site such as neurites to determine the required data. Had to work to record it.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In such work, the time required for visual observation and image capturing is a complicated work, which causes a reduction in the efficiency of the entire experimental work and also imposes an excessive workload on the experimenter. Had. Also, when taking a cell image for analysis, since the cells are transparent, the contrast of the cell image is low at the focal position of the cell, and an image suitable for cell image analysis cannot be obtained. Had.
[0004]
The cell image photographing apparatus, the cell image photographing method, the program and the recording medium are required to automatically photograph a cell image optimal for cell image analysis.
[0005]
The present invention satisfies this requirement by providing a cell image photographing apparatus capable of automatically photographing a cell image optimal for cell image analysis and a cell image for automatically photographing a cell image optimal for cell image analysis. An object of the present invention is to provide an imaging method, a program for executing the cell image imaging method, and a recording medium.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, a cell image photographing apparatus of the present invention is a cell image photographing apparatus having an image photographing section for photographing cells at regular intervals in the Z-axis direction and a central processing section for controlling the whole. The central processing unit includes a frequency conversion unit that frequency-converts an image captured by the image capturing unit to obtain frequency conversion data, and an optimal image selection feature that calculates an optimal image selection feature based on the frequency change data. There is provided a configuration having an amount calculating means and an optimum image selecting means for selecting an image optimum for analysis based on the calculated optimum image selecting feature amount.
[0007]
Thus, a cell image photographing apparatus capable of automatically photographing a cell image optimal for cell image analysis is obtained.
[0008]
In order to solve the above-mentioned problem, a cell image photographing method of the present invention comprises: an image photographing step of photographing a cell image at a constant interval in a Z-axis direction; An optimal image selecting feature amount calculating step of calculating an optimal image selecting feature amount based on the frequency conversion data, and an optimal image selecting an optimal image for analysis based on the calculated optimal image selecting feature amount And a selecting step.
[0009]
Thereby, a cell image photographing method for automatically photographing a cell image optimal for cell image analysis is obtained.
[0010]
In order to solve the above problems, a program according to the present invention has a configuration that is a program for executing each step of the above-described cell image capturing method.
[0011]
As a result, a program for executing the above-described cell image capturing method is obtained.
[0012]
In order to solve the above-described problems, a recording medium of the present invention has a configuration that is a computer-readable recording medium in which a program for causing a computer to execute each step of the above-described cell image capturing method is recorded.
[0013]
Thereby, a recording medium for executing the above-described cell image photographing method is obtained.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
A cell image photographing apparatus according to
[0015]
With this configuration, it is possible to select the optimal cell image for the cell image analysis based on the calculated optimal image selection feature amount, so that the optimal cell image for the cell image analysis can be automatically taken. Has an action.
[0016]
According to a second aspect of the present invention, in the cell image capturing apparatus according to the first aspect, the image capturing unit changes a distance between the objective lens and the cell by moving the objective lens or the stage in the Z-axis direction. Then, an external shutter signal of the camera is output according to the change in distance, and images of cells are taken at regular intervals in the Z-axis direction.
[0017]
This configuration has an effect that the optimal image selection feature amount can be calculated based on frequency conversion data obtained by frequency-converting a cell image photographed at a constant interval in the Z-axis direction.
[0018]
A cell image photographing apparatus according to
[0019]
This configuration has an effect that the feature amount for image selection can be easily calculated using at least the frequency component on the high frequency side, and an optimal cell image for cell image analysis can be selected.
[0020]
The cell image photographing device according to
[0021]
With this configuration, among the one or more peaks in the change in the feature amount, the image at the peak position where the cell portion is darker than the background portion is selected as the optimal image, so that the optimal image analysis is performed on the transparent cells. This has the effect that a bright field image with high contrast can be taken.
[0022]
A cell image photographing method according to
[0023]
With this configuration, it is possible to select the optimal cell image for the cell image analysis based on the calculated optimal image selection feature amount, so that the optimal cell image for the cell image analysis can be automatically taken. Has an action.
[0024]
According to a sixth aspect of the present invention, in the cell image capturing method according to the fifth aspect, in the image capturing step, the distance between the objective lens and the cell is increased by moving the objective lens or the stage in the Z-axis direction. In this case, the external shutter signal of the camera is output in accordance with the change in the distance, and images of the cells are taken at regular intervals in the Z-axis direction.
[0025]
This configuration has an effect that the optimal image selection feature amount can be calculated based on frequency conversion data obtained by frequency-converting a cell image photographed at a constant interval in the Z-axis direction.
[0026]
A cell image photographing method according to claim 7 is the cell image photographing method according to
[0027]
This configuration has an effect that the feature amount for image selection can be easily calculated using at least the frequency component on the high frequency side, and an optimal cell image for cell image analysis can be selected.
[0028]
The cell image photographing method according to claim 8 is the cell image photographing method according to any one of
[0029]
With this configuration, among the one or more peaks in the change in the feature amount, the image at the peak position where the cell portion is darker than the background portion is selected as the optimal image, so that the optimal image analysis is performed on the transparent cells. This has the effect that a bright field image with high contrast can be taken.
[0030]
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a program for executing each step of the fifth aspect.
[0031]
According to this configuration, by operating the general-purpose computer based on the program, there is an effect that each step according to any one of
[0032]
A recording medium according to a tenth aspect is a computer-readable recording medium that records a program for causing a computer to execute the steps according to any one of the fifth to eighth aspects.
[0033]
With this configuration, the general-purpose computer reads the recorded program, and has an effect that each step described in any one of
[0034]
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0035]
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram showing a cell image photographing apparatus according to
[0036]
In FIG. 1, a
[0037]
The schematic operation of the cell image photographing apparatus thus configured will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a functional block diagram showing a main part of the cell image photographing apparatus of FIG.
[0038]
The
[0039]
In FIG. 2, a photographed
[0040]
FIG. 3 is a flowchart illustrating a cell image capturing method according to the first embodiment of the present invention.
[0041]
In FIG. 3, first, a
[0042]
Next, an optimal image selecting method will be described with reference to FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating an optimal image selecting method in the cell image capturing method according to the first embodiment of the present invention.
[0043]
When the distance between the cell and the objective lens changes, one or more peaks occur in the change in the feature value. When the cell is transparent, two peaks occur. At the peak where the distance between the cell and the lens is short, the cell is darker than the background and focused (point P1), and the distance between the cell and the lens is longer. At the peak, the cell appears brighter than the background (point P2). At this time, by selecting the peak at a position where the distance between the cell and the objective lens is short as the optimum image, it is possible to select an image that is in focus and has high contrast and is optimal for image analysis.
[0044]
As described above, according to the present embodiment, the
[0045]
The
[0046]
Further, the optimal image selection feature quantity calculating means 23 frequency-converts the photographed image and divides the frequency component into a high-frequency side frequency component and a low-frequency side frequency component including a DC component. By calculating the image selection feature using the components, it is possible to easily calculate the image selection feature using at least the high frequency side frequency component, and to select the optimal cell image for cell image analysis.
[0047]
Further, the optimal
[0048]
Further, if a program for executing each step shown in FIG. 3 is used, a general-purpose computer is operated based on the program to execute each step shown in FIG. 3 at an arbitrary place and at an arbitrary time. Can be.
[0049]
Further, if a computer-readable recording medium on which a program for causing a computer to execute each step shown in FIG. 3 is recorded is used, a general-purpose computer reads the recorded program and executes each step shown in FIG. Can be run at any time in place.
[0050]
【The invention's effect】
As described above, according to the cell image photographing apparatus according to
[0051]
According to the cell image photographing device according to
[0052]
According to the cell image photographing apparatus of the third aspect, in the cell image photographing apparatus of the first or the second aspect, the optimal image selecting feature amount calculating means converts the frequency of the photographed image to the frequency component on the high frequency side. By dividing the frequency component into frequency components and frequency components on the low frequency side including a DC component, and calculating the image selection feature using at least the frequency components on the high frequency side, image selection using at least the frequency components on the high frequency side is performed. An advantageous effect is obtained in that it is possible to easily calculate a feature value for use and to select a cell image optimal for cell image analysis.
[0053]
According to the cell image photographing device according to
[0054]
According to the cell image photographing method according to
[0055]
According to the cell image photographing method of the sixth aspect, in the cell image photographing method of the fifth aspect, in the image photographing step, the objective lens or the stage is moved in the Z-axis direction to move the objective lens and the cell. By changing the distance, outputting an external shutter signal of the camera according to the change in the distance, and photographing the cell images at regular intervals in the Z-axis direction, the cell images photographed at regular intervals in the Z-axis direction can be obtained. The advantageous effect that the optimal image selection feature amount can be calculated based on the frequency-converted frequency conversion data is obtained.
[0056]
According to the cell image photographing method of the seventh aspect, in the cell image photographing method of the fifth or sixth aspect, in the optimal image selecting feature amount calculating step, the photographed image is frequency-converted to change the frequency component to a high frequency. By dividing the frequency band into low-frequency components including the direct-frequency component and the low-frequency component, and calculating the image selection feature using at least the high-frequency component, at least using the high-frequency component An advantageous effect is obtained in that the feature amount for image selection can be easily calculated and a cell image optimal for cell image analysis can be selected.
[0057]
According to the cell image photographing method according to the eighth aspect, in the cell image photographing method according to any one of the fifth to seventh aspects, in the optimal image selecting step, one or more peaks in a change in the feature amount are selected. By selecting the image at the peak position where the cell part appears darker than the background part as the optimal image, the image at the peak position where the cell part appears darker than the background part among the one or more peaks in the change in the feature amount is optimized. Since it is selected as an image, an advantageous effect that a bright field image with high contrast, which is optimal for image analysis, can be obtained for a transparent cell can be obtained.
[0058]
According to a ninth aspect of the present invention, a program for executing each of the steps according to any one of the fifth to eighth aspects is provided, so that a general-purpose computer is operated based on the program. There is an advantageous effect that each step described in any one of 5 to 8 can be executed at an arbitrary place and at an arbitrary time.
[0059]
According to the recording medium described in
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a cell image photographing apparatus according to a first embodiment of the present invention; FIG. 2 is a functional block diagram showing a main part of the cell image photographing apparatus of FIG. 1; FIG. FIG. 4 is a flowchart illustrating a cell image capturing method according to the present invention. FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating an optimal image selecting method in the cell image capturing method according to the first embodiment of the present invention.
Claims (10)
前記中央演算部は、前記画像撮影部で撮影した画像を周波数変換して周波数変換データを得る周波数変換手段と、前記周波数変換データに基づいて最適画像選択用特徴量を計算する最適画像選択用特徴量計算手段と、前記計算した最適画像選択用特徴量をもとに解析に最適な画像を選択する最適画像選択手段とを有することを特徴とする細胞画像撮影装置。A cell image capturing apparatus having an image capturing unit that captures images of cells at regular intervals in the Z-axis direction, and a central processing unit that controls the entire apparatus,
The central processing unit is a frequency conversion unit that frequency-converts an image captured by the image capturing unit to obtain frequency conversion data, and an optimal image selection feature that calculates an optimal image selection feature based on the frequency conversion data. A cell image photographing apparatus comprising: an amount calculating unit; and an optimal image selecting unit that selects an image optimal for analysis based on the calculated optimal image selecting feature amount.
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