JP2006349533A - Image processor and image processing program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像処理装置および画像処理プログラムに関し、特に、生細胞が記録された各観測画像を処理して表示する画像処理装置および画像処理プログラムに関するものである。 The present invention relates to an image processing apparatus and an image processing program, and more particularly to an image processing apparatus and an image processing program that process and display each observation image in which live cells are recorded.
従来、顕微鏡等を利用して種々の細胞を標本とする観測が行われている。顕微鏡を用いた生細胞の経時的な観測では、通常、複数の時点で生細胞を撮像して得た各観測画像の中から目視作業と手作業とによって記録された生細胞を認識し、時系列に一連の観測画像間で各生細胞の画像を比較して、各生細胞の画像についての特徴量の経時変化を観測するようにしている。 Conventionally, observation using various cells as specimens using a microscope or the like has been performed. When observing live cells over time using a microscope, it is normal to recognize live cells recorded by visual and manual operations from observation images obtained by imaging live cells at multiple time points. The images of each living cell are compared between the series of observation images in a series, and the temporal change in the feature amount of each living cell image is observed.
このような従来の観測手法では、観測細胞数、観測頻度、観測範囲、観測時間等の増大にともなって観測者にかかる負荷が増大するなどの問題があった。これに対して、病理画像の中から、画像中のノイズや観測対象以外のエッジの影響を受けることなく、観測対象としての細胞核を自動的に認識する画像処理方法が提案されている(たとえば、特許文献1参照)。この画像処理方法では、細胞核を認識した後、認識した細胞核の輝度情報をもとに認識結果を評価するとともに、評価した認識結果を不適切と判定した場合、この認識結果に対応する細胞核の認識情報を削除することによって、細胞核の認識を正確に行うようにしている。 Such a conventional observation method has a problem that the load on the observer increases as the number of observation cells, observation frequency, observation range, observation time, etc. increase. On the other hand, an image processing method for automatically recognizing a cell nucleus as an observation target without being affected by noise in the image or an edge other than the observation target is proposed (for example, Patent Document 1). In this image processing method, after recognizing the cell nucleus, the recognition result is evaluated based on the luminance information of the recognized cell nucleus. When the evaluated recognition result is determined to be inappropriate, the recognition of the cell nucleus corresponding to the recognition result is performed. By deleting the information, the cell nucleus is accurately recognized.
しかしながら、上述した従来の画像処理方法では、認識結果が不適切と判定された際、認識に関する情報が削除されてしまうため、不適切と判定された細胞核の観測を行えない場合が生じるという問題があった。また、削除された認識に関する情報を取得するために再び認識処理を繰り返すことによって、余計な時間と労力を要する場合が生じるという問題があった。 However, in the conventional image processing method described above, when the recognition result is determined to be inappropriate, the information related to recognition is deleted, and thus there is a problem that the cell nucleus determined to be inappropriate may not be observed. there were. In addition, there is a problem in that extra time and labor may be required by repeating the recognition process again in order to acquire information related to the deleted recognition.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、観測画像に含まれる生細胞の認識結果が不適切または好ましくない場合であっても、生細胞の認識に関する情報を有効に活用できる画像処理装置および画像処理プログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and is an image processing that can effectively use information relating to recognition of living cells even when the result of recognition of living cells included in the observed image is inappropriate or undesirable. An object is to provide an apparatus and an image processing program.
上記の目的を達成するために、請求項1にかかる画像処理装置は、生細胞が記録された観測画像を処理して表示する画像処理装置において、前記観測画像の中から前記生細胞に対応する画像領域である細胞領域を認識する細胞認識処理を行う細胞認識手段と、前記細胞認識手段によって認識された各細胞領域の特徴を示す細胞特徴量を算出する特徴量算出手段と、所定の判定基準をもとに、前記細胞認識処理における細胞領域の認識の成否について判定を行う認識成否判定手段と、該判定の結果を示す認識成否情報を判定対象の細胞領域に対応付けて記憶する認識成否記憶手段と、を備えたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, an image processing apparatus according to
また、請求項2にかかる画像処理装置は、上記の発明において、前記細胞認識手段は、前記観測画像の中から前記細胞領域を抽出する細胞抽出処理を行う細胞抽出手段を有し、前記所定の判定基準は、前記細胞画像領域に対する所定の領域判定基準を含み、前記認識成否判定手段は、前記所定の領域判定基準をもとに、前記細胞抽出処理における細胞領域の抽出の成否もしくは成否の程度の判定を行い、前記認識成否記憶手段は、該判定の結果を示す前記認識成否情報としての抽出成否情報を判定対象の細胞領域に対応付けて記憶することを特徴とする。
In the image processing apparatus according to
また、請求項3にかかる画像処理装置は、上記の発明において、前記所定の領域判定基準は、あらかじめ定められた画像領域である細胞モデル領域に対する前記細胞領域の適合性であり、前記抽出成否判定手段は、前記適合性をもとに前記細胞領域の抽出の成否もしくは成否の程度の判定を行うことを特徴とする。
In the image processing apparatus according to
また、請求項4にかかる画像処理装置は、上記の発明において、前記観測画像は、異なる観測時点に撮像された複数の観測画像であり、前記細胞認識手段は、前記複数の観測画像内の各観測画像の中から前記細胞領域を抽出する細胞抽出手段と、前記観測時点が異なる観測画像間の前記細胞特徴量の変化量を算出し、該算出した変化量をもとに、該観測時点が異なる各観測画像に含まれる前記細胞領域で示される生細胞に同一性があるか否かを判断し、同一性があると判断した細胞領域同士を対応付ける同一性判断処理を行う細胞追跡手段と、を有し、前記所定の判定基準は、前記同一性に対する所定の同一性判定基準を含み、前記認識成否判定手段は、前記所定の同一性判定基準をもとに、前記同一性判断処理における同一性があるか否かの判断の成否もしくは成否の程度の判定を行い、前記認識成否記憶手段は、該判定の結果を示す前記認識成否情報としての追跡成否情報を判定対象の細胞領域に対応付けて記憶することを特徴とする。 In the image processing apparatus according to claim 4, in the above invention, the observation image is a plurality of observation images captured at different observation time points, and the cell recognition means includes each of the observation images in the plurality of observation images. A cell extraction means for extracting the cell region from the observation image and a change amount of the cell feature amount between the observation images having different observation time points are calculated, and the observation time point is calculated based on the calculated change amount. Cell tracking means for determining whether or not the living cells indicated by the cell regions included in the different observation images have identity, and performing identity determination processing for associating the cell regions determined to be identical; And the predetermined determination criterion includes a predetermined identity determination criterion for the identity, and the recognition success / failure determination means is the same in the identity determination processing based on the predetermined identity determination criterion. Whether there is sex The determination of success or failure of the judgment or the degree of success or failure is performed, and the recognition success / failure storage means stores tracking success / failure information as the recognition success / failure information indicating the result of the determination in association with the cell region to be determined. To do.
また、請求項5にかかる画像処理装置は、上記の発明において、前記所定の同一性判定基準は、前記観測時点が異なる観測画像間の前記細胞特徴量の変動量を用いて演算される特徴量評価値と、前記細胞領域の状態変化を示す状態変化状況との少なくとも一方であり、前記追跡成否判定手段は、前記特徴量評価値および前記状態変化状況の少なくとも一方をもとに、前記判断の成否もしくは成否の程度の判定を行うことを特徴とする。
In the image processing apparatus according to
また、請求項6にかかる画像処理装置は、上記の発明において、前記所定の同一性判定基準は、前記観測時点が異なる観測画像間の前記細胞特徴量の変動量を用いて演算される特徴量評価値であり、前記追跡成否判定手段は、前記特徴量評価値とあらかじめ定められた閾値との大小関係に応じて前記判断の成否もしくは成否の程度の判定を行うことを特徴とする。
In the image processing apparatus according to
また、請求項7にかかる画像処理装置は、上記の発明において、前記観測画像と、前記細胞特徴量と、前記細胞認識手段による認識結果との少なくとも1つを前記認識成否情報とともに表示する制御を行う表示制御手段を備えたことを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the image processing device according to the above invention, wherein at least one of the observation image, the cell feature amount, and the recognition result by the cell recognition unit is displayed together with the recognition success / failure information. The display control means for performing is provided.
また、請求項8にかかる画像処理装置は、上記の発明において、前記特徴量算出手段は、前記細胞特徴量として各細胞領域の領域位置を算出し、前記観測画像と、前記細胞認識手段による認識結果との少なくとも一方を、前記認識成否情報が所定の結果を示している細胞領域の前記領域位置とともに表示する制御を行う表示制御手段を備えたことを特徴とする。 In the image processing apparatus according to claim 8, in the above invention, the feature amount calculation unit calculates a region position of each cell region as the cell feature amount, and the observation image and the recognition by the cell recognition unit. It is characterized by comprising display control means for performing control to display at least one of the results together with the region position of the cell region in which the recognition success / failure information indicates a predetermined result.
また、請求項9にかかる画像処理装置は、上記の発明において、前記表示制御手段は、前記認識成否情報が所定の結果を示している細胞領域の前記領域位置を、該領域位置を囲む画像マークで表示する制御を行うことを特徴とする。 The image processing apparatus according to claim 9 is the image processing apparatus according to the above invention, wherein the display control unit displays the region position of the cell region in which the recognition success / failure information indicates a predetermined result by surrounding the region position. It is characterized in that the display is controlled by.
また、請求項10にかかる画像処理装置は、上記の発明において、前記認識成否判定手段による判定内容と、前記細胞特徴量との少なくとも一方をもとに、前記細胞認識処理における細胞領域の認識の成否の程度を示す認識信頼度を算出する信頼度算出手段を備えたことを特徴とする。
The image processing apparatus according to
また、請求項11にかかる画像処理装置は、上記の発明において、前記観測画像と、前記細胞特徴量と、前記細胞認識手段による認識結果との少なくとも1つを前記認識信頼度とともに表示する制御を行う表示制御手段を備えたことを特徴とする。
In the image processing apparatus according to
また、請求項12にかかる画像処理装置は、上記の発明において、前記認識成否情報を前記認識信頼度とともに表示する制御を行う表示制御手段を備えたことを特徴とする。 According to a twelfth aspect of the present invention, in the above invention, the image processing apparatus further comprises display control means for performing control to display the recognition success / failure information together with the recognition reliability.
また、請求項13にかかる画像処理装置は、上記の発明において、前記信頼度算出手段は、算出した認識信頼度に応じて前記各細胞領域を1以上の細胞グループに分類し、前記観測画像と、前記細胞特徴量と、前記細胞認識手段による認識結果との少なくとも1つを、前記信頼度算出手段による分類結果とともに表示する制御を行う表示制御手段を備えたことを特徴とする。 In the image processing apparatus according to claim 13, in the above invention, the reliability calculation unit classifies each cell region into one or more cell groups according to the calculated recognition reliability, And a display control means for performing control to display at least one of the cell feature amount and the recognition result by the cell recognition means together with the classification result by the reliability calculation means.
また、請求項14にかかる画像処理装置は、上記の発明において、前記信頼度算出手段は、算出した認識信頼度に応じて前記各細胞領域を1以上の細胞グループに分類し、前記認識成否情報を前記信頼度算出手段による分類結果とともに表示する制御を行う表示制御手段を備えたことを特徴とする。
In the image processing apparatus according to
また、請求項15にかかる画像処理装置は、上記の発明において、前記信頼度算出手段は、算出した認識信頼度に応じて前記各細胞領域を1以上の細胞グループに分類し、前記特徴量算出手段は、前記細胞特徴量として各細胞領域の領域位置を算出し、前記観測画像と、前記細胞認識手段による認識結果との少なくとも一方を、所定の前記細胞グループに属する細胞領域の前記領域位置とともに表示する制御を行う表示制御手段を備えたことを特徴とする。
The image processing apparatus according to
また、請求項16にかかる画像処理装置は、上記の発明において、前記表示制御手段は、所定の前記細胞グループに属する細胞領域の前記領域位置を、該領域位置を囲む画像マークで表示する制御を行うことを特徴とする。
In the image processing apparatus according to
また、請求項17にかかる画像処理装置は、上記の発明において、前記細胞領域を選択する細胞選択情報を受け付ける選択情報入力手段を備え、前記表示制御手段は、前記細胞選択情報によって選択された細胞領域を表示対象として選択的に表示する制御を行うことを特徴とする。 The image processing apparatus according to claim 17 further comprises selection information input means for receiving cell selection information for selecting the cell region in the above invention, wherein the display control means is a cell selected by the cell selection information. Control is performed to selectively display an area as a display target.
また、請求項18にかかる画像処理装置は、上記の発明において、前記特徴量算出手段は、前記細胞特徴量として前記各細胞領域の輝度総和、面積、円形度、重心位置、輪郭長、輪郭位置の少なくとも1つを算出することを特徴とする。 The image processing apparatus according to claim 18 is the image processing apparatus according to the above invention, wherein the feature amount calculating unit includes the luminance sum, area, circularity, barycentric position, contour length, contour position of each cell region as the cell feature amount. It is characterized by calculating at least one of these.
また、請求項19にかかる画像処理プログラムは、生細胞が記録された観測画像を処理して表示する画像処理装置に、前記観測画像を処理して表示させるための画像処理プログラムであって、前記画像処理装置に、前記観測画像の中から前記生細胞に対応する画像領域である細胞領域を認識する細胞認識処理を行う細胞認識手順と、前記細胞認識手順によって認識された各細胞領域の特徴を示す細胞特徴量を算出する特徴量算出手順と、所定の判定基準をもとに、前記細胞認識処理における細胞領域の認識の成否について判定を行う認識成否判定手順と、該判定の結果を示す認識成否情報を判定対象の細胞領域に対応付けて記憶する認識成否記憶手順と、を実行させることを特徴とする。 An image processing program according to claim 19 is an image processing program for processing and displaying the observation image on an image processing apparatus that processes and displays the observation image in which live cells are recorded. A cell recognition procedure for performing a cell recognition process for recognizing a cell region that is an image region corresponding to the living cell from the observed image in the image processing device, and a feature of each cell region recognized by the cell recognition procedure A feature amount calculation procedure for calculating a cell feature amount to be indicated, a recognition success / failure determination procedure for determining whether or not a cell region is recognized in the cell recognition process based on a predetermined determination criterion, and a recognition indicating a result of the determination And a recognition success / failure storage procedure for storing success / failure information in association with a cell region to be determined.
また、請求項20にかかる画像処理プログラムは、上記の発明において、前記細胞認識手順は、前記観測画像の中から前記細胞領域を抽出する細胞抽出処理を行う細胞抽出手順を有し、前記所定の判定基準は、前記細胞画像領域に対する所定の領域判定基準を含み、前記認識成否判定手順は、前記所定の領域判定基準をもとに、前記細胞抽出処理における細胞領域の抽出の成否もしくは成否の程度の判定を行い、前記認識成否記憶手順は、該判定の結果を示す前記認識成否情報としての抽出成否情報を判定対象の細胞領域に対応付けて記憶することを特徴とする。 The image processing program according to claim 20 is the above invention, wherein the cell recognition procedure includes a cell extraction procedure for performing a cell extraction process for extracting the cell region from the observation image, The determination criterion includes a predetermined region determination criterion for the cell image region, and the recognition success / failure determination procedure is based on the predetermined region determination criterion and the degree of success or failure of extraction of the cell region in the cell extraction process. The recognition success / failure storage procedure stores the extraction success / failure information as the recognition success / failure information indicating the result of the determination in association with the cell region to be determined.
また、請求項21にかかる画像処理プログラムは、上記の発明において、前記観測画像は、異なる観測時点に撮像された複数の観測画像であり、前記細胞認識手順は、前記複数の観測画像内の各観測画像の中から前記細胞領域を抽出する細胞抽出手順と、前記観測時点が異なる観測画像間の前記細胞特徴量の変化量を算出し、該算出した変化量をもとに、該観測時点が異なる各観測画像に含まれる前記細胞領域で示される生細胞に同一性があるか否かを判断し、同一性があると判断した細胞領域同士を対応付ける同一性判断処理を行う細胞追跡手順と、を有し、前記所定の判定基準は、前記同一性に対する所定の同一性判定基準を含み、前記認識成否判定手順は、前記所定の同一性判定基準をもとに、前記同一性判断処理における同一性があるか否かの判断の成否もしくは成否の程度の判定を行い、前記認識成否記憶手順は、該判定の結果を示す前記認識成否情報としての追跡成否情報を判定対象の細胞領域に対応付けて記憶することを特徴とする。 Further, in the image processing program according to claim 21, in the above invention, the observation image is a plurality of observation images taken at different observation time points, and the cell recognition procedure includes each of the observation images in the plurality of observation images. A cell extraction procedure for extracting the cell region from the observation image, and a change amount of the cell feature amount between observation images having different observation time points are calculated, and the observation time point is calculated based on the calculated change amount. A cell tracking procedure for determining whether or not the living cells indicated by the cell regions included in the different observation images have identity, and performing identity determination processing for associating the cell regions determined to be identical; The predetermined determination criterion includes a predetermined identity determination criterion for the identity, and the recognition success / failure determination procedure is the same in the identity determination processing based on the predetermined identity determination criterion. Have sex The recognition success / failure storage procedure stores the tracking success / failure information as the recognition success / failure information indicating the result of the determination in association with the cell region to be determined. It is characterized by that.
本発明にかかる画像処理装置および画像処理プログラムによれば、細胞認識処理における細胞領域の認識の成否についての判定結果を示す認識成否情報を記録しておくことで、細胞認識処理において行った判断の結果を後に活用することができる。これにより細胞認識処理における判断の結果を有効に利用することが可能な構成となっている。 According to the image processing device and the image processing program according to the present invention, the recognition success / failure information indicating the determination result about the success or failure of the recognition of the cell region in the cell recognition processing is recorded, so that the determination made in the cell recognition processing can be performed. The results can be used later. Thereby, it becomes the structure which can utilize the result of the determination in a cell recognition process effectively.
以下、添付図面を参照して、本発明にかかる画像処理装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付している。 Exemplary embodiments of an image processing apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments. In the description of the drawings, the same parts are denoted by the same reference numerals.
(実施の形態1)
まず、本発明の実施の形態1にかかる画像処理装置について説明する。図1は、この実施の形態1にかかる画像処理装置1の構成を示すブロック図である。図1に示すように、画像処理装置1は、入力された画像を処理する画像処理部2と、各種情報を表示する表示部3と、各種情報の入力を受け付ける入力部4と、各種情報を記憶する記憶部5と、画像処理装置1の各部の処理および動作を制御する制御部6と、を備える。画像処理部2、表示部3、入力部4および記憶部5は、制御部6に電気的に接続されている。
(Embodiment 1)
First, the image processing apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the
画像処理部2は、細胞抽出部2a、特徴量算出部2b、抽出成否判定手段としての抽出結果判定部2c、細胞追跡部2d、追跡成否判定手段としての追跡結果判定部2eおよび信頼度算出手段としての信頼度算出部2fを備え、複数の観測時点で生細胞が撮像された一連の観測画像を処理する。画像処理部2が備える各部は、画像処理制御部6aによって制御される。なお、本発明の認識成否判定手段には、抽出結果判定部2c、追跡結果判定部2eおよび信頼度算出部2fが含まれる。
The
細胞抽出部2aは、各観測画像の中から各生細胞に対応する画像領域である細胞領域を抽出する細胞抽出処理を行う。細胞抽出部2aは、たとえば、分水嶺領域分割と呼ばれる画像処理手法(たとえば、非特許文献1参照)を利用して観測画像を分割し、細胞領域を抽出する。非特許文献1では、画像を低輝度画素の集中する領域に分割するようにしているが、一般に細胞は高輝度画素の集合として現れるため、細胞抽出部2aでは、手法上、輝度を反転して処理し、高輝度領域の分割に適用するようにしている。なお、細胞抽出部2aは、細胞領域の抽出を行う前に、取得した観測画像に対する前処理として輝度補正処理、平滑化処理等を行うようにするとよい。
The
また、細胞抽出部2aは、抽出した各細胞領域に対して領域標識である固有の領域ラベルを付与するラベリングを行い、付与した領域ラベルを各細胞領域の領域情報としての細胞領域データとする。細胞抽出部2aによって付与される領域ラベルは、固有のものであれば、番号、アルファベット、記号等を用いた任意の表記でよい。細胞領域データは、画像処理制御部6aによって、観測時点および細胞領域に対応付けられ細胞領域データ記憶部5cに記録される。
In addition, the
さらに、細胞抽出部2aは、抽出しラベリングした各細胞領域を表示する細胞認識画像として細胞抽出画像を生成する。このとき、細胞抽出部2aは、抽出した各細胞領域の領域形状を表示した領域抽出画像、各細胞領域と領域ラベルとの対応を細胞領域のハッチング種類や表示色で区別して表示した領域ラベル画像等を細胞抽出画像として生成する。生成された細胞抽出画像は、画像処理制御部6aによって、観測時点に対応付けられ処理画像記憶部5bに記録される。
Furthermore, the
特徴量算出部2bは、細胞抽出部2aによって抽出された各細胞領域の特徴を示す細胞特徴量を算出する。具体的には、特徴量算出部2bは、細胞特徴量として、細胞領域の重心位置、輪郭位置、輪郭長、面積、円形度、輝度値の総和である輝度総和、細胞領域の位置を示す領域位置等を算出する。ここで、領域位置は重心位置や輪郭位置であってもよく、あるいは細胞領域内の所定の特徴点等の位置であってもよい。なお、このような細胞特徴量は、間接的に細胞領域内の生細胞の特徴量を示す。
The feature
また、特徴量算出部2bは、算出した細胞特徴量をグラフ化あるいは画像化して細胞特徴画像を生成する。このとき、特徴量算出部2bは、観測画像ごと、観測時点ごと、細胞領域ごと、あるいは細胞特徴量ごとに各種の細胞特徴量を観測し対比しやすいように、様々な表示形態で細胞特徴画像を生成する。生成された細胞特徴画像は、画像処理制御部6aによって、表示形態に応じて処理画像記憶部5bに記録される。なお、特徴量算出部2bは、各種の細胞特徴画像を画像処理制御部6aからの指示をもとに適宜生成するようにしてもよい。
The feature
抽出結果判定部2cは、細胞領域に対する所定の領域判定基準をもとに、領域抽出部2aが行う細胞抽出処理における各細胞領域の抽出の成否を判定する。そして、抽出の成否を示す認識成否情報としての抽出成否情報を細胞抽出処理ごとに処理対象の細胞領域に対応付けて記録する。具体的には、抽出結果判定部2cは、抽出を失敗と判定した場合、この細胞抽出処理で抽出した細胞領域に抽出成否情報としての抽出失敗情報を対応付け、同様に、抽出を成功と判定した場合、抽出した細胞領域に抽出成功情報を対応付ける。抽出失敗情報および抽出成功情報は、画像処理制御部6aによって、細胞領域データ記憶部5c内の対応する細胞領域の細胞領域データに付加され記録される。
The extraction
抽出結果判定部2cが参照する領域判定基準は、複数種類の成否判定項目により定められている。たとえば、抽出結果判定部2cは、細胞領域の特徴的な形状パターンである細胞モデルに対する適合性を成否判定項目として判定する。すなわち、予め定められた細胞モデルとの適合性を成否判定項目とする。抽出結果判定部2cは、細胞抽出部2aによって抽出された細胞領域があらかじめ定められた複数の失敗細胞モデルのいずれか、または複数に適合する場合、この細胞領域を抽出した細胞抽出処理を失敗と判定する。同様に、抽出結果判定部2cは、あらかじめ定められた成功細胞モデルに適合する場合、細胞抽出処理を成功と判定するようにしてもよい。このように用いられる細胞モデルは、観測対象とする細胞に応じて様々に設定されるものである。たとえば成功細胞モデルは、細胞抽出部2aで抽出された細胞領域が画像内で独立した閉領域として存在し、周囲に存在する細胞領域と比して平均的な面積を有する画像領域として定めることができる。失敗細胞モデルは、たとえば、後述の図6−1〜図6−3等がある。
The region determination criteria referred to by the extraction
また、抽出結果判定部2cは、たとえば、判定対象の細胞領域の細胞特徴量を用いて算出される所定の統計量あるいは評価量等を成否判定項目として、細胞抽出処理の成否を判定するようにしてもよく、このような数値的な成否判定項目と、細胞モデル等の画像的な成否判定項目とを併用して用いるようにしてもよい。
In addition, the extraction
抽出結果判定部2cは、細胞抽出処理を失敗と判定した場合の判定理由(成否判定項目)である抽出失敗理由を抽出失敗情報とともに、抽出した細胞領域に対応付ける。抽出失敗理由が複数ある場合(複数の成否判定項目で失敗と判定された場合)、抽出結果判定部2cは、適用されたすべての抽出失敗理由と、この抽出失敗理由の項目数とを細胞領域に対応付ける。抽出失敗理由および項目数は、抽出失敗情報とともに細胞領域データに付加され記録される。
The extraction
細胞追跡部2dは、異なる観測時点で抽出された生細胞の同一性判断処理を行う。すなわち、本実施の形態1では、細胞追跡部2dは、観測時点が異なる観測画像間の細胞特徴量の変化量を算出し、算出した変化量をもとに、この観測時点が異なる各観測画像から抽出された細胞領域で示される生細胞に同一性があるか否かを判断し、同一性があると判断した各生細胞の細胞領域を対応付けることで同一性判断処理を行う。このとき、細胞追跡部2dは、同一性があると判断した各生細胞の細胞領域に同一の追跡ラベルを付与し、付与した追跡ラベルを各細胞領域の追跡情報としての細胞追跡データとする。細胞追跡データは、画像処理制御部6aによって、観測時点および細胞領域に対応付けられ細胞追跡データ記憶部5dに記録される。
The
なお、細胞追跡部2dが付与する追跡ラベルは、領域ラベルと同様に、固有のものであれば、番号、アルファベット、記号等を用いた任意の表記でよい。細胞追跡部2dは、各細胞領域に新たに追跡ラベルを付与するようにしてもよく、あるいは領域ラベルを参照し、同一性があると判断した各細胞領域のうち観測時点が前の細胞領域に付与された領域ラベルを、観測時点が後の細胞領域に追跡ラベルとして付与するようにしてもよい。
The tracking label provided by the
また、細胞追跡部2dは、たとえば、時系列で連続する2つの観測画像間で細胞領域の対応付けを行い、この処理を時系列で先頭の観測画像から順次、処理対象の観測画像を観測時点順に変更して繰り返すようにし、任意の観測画像間で細胞領域が対応付けられるようにする。これによって細胞追跡部2dは、各観測時点の個々の細胞領域を時系列に沿って追跡することができる。
In addition, the
さらに、細胞追跡部2dは、追跡ラベルを付与して対応付けた各細胞領域を表示する細胞認識画像として細胞追跡画像を生成する。このとき、細胞追跡部2dは、各細胞領域と追跡ラベルとの対応を細胞領域のハッチング種類や表示色で区別して表示した追跡ラベル画像等を細胞追跡画像として生成する。生成された細胞追跡画像は、画像処理制御部6aによって、観測時点に対応付けられ処理画像データ記憶部5bに記録される。
Furthermore, the
追跡結果判定部2eは、上述の細胞追跡部2dで行う同一性判断処理における生細胞の同一性の判断の成否を、所定の同一性判定基準(後述)に従って判定する。生細胞の同一性の判断の成否を示す認識成否情報としての追跡成否情報を処理対象の細胞領域に対応付けて記録する。具体的には、追跡結果判定部2eは、同一性判断処理における生細胞の同一性の判断を失敗であると判定した場合、この同一性判断処理で同一と判断された各生細胞の細胞領域に追跡成否情報としての追跡失敗情報を対応付ける。同様に、成功であると判定した場合、追跡結果判定部2eは、各細胞領域に追跡成功情報を対応付ける。追跡失敗情報および追跡成功情報は、画像処理制御部6aによって、細胞追跡データ記憶部5d内の対応する細胞領域の細胞追跡データに付加され記録される。
The tracking
なお、追跡結果判定部2eが参照する同一性判定基準は、複数種類の成否判定項目により定められている。たとえば、追跡結果判定部2eは、処理対象の観測画像間の細胞特徴量の変動量に基づいて定まる特徴量評価値を用いた複数の成否判定項目で判定する。すなわち、追跡結果判定部2eは、同一性があると判断した生細胞の細胞領域間の細胞特徴量の変動量から定まる特徴量評価値と所定の閾値との大小関係を比較して、同一性判断処理の成否を判定する。このような判定を複数種類の細胞特徴量(成否判定項目)について行う。
The identity determination criteria referred to by the tracking
また、同一性判定基準の成否判定項目は、たとえば、観測時点間の細胞領域の状態変化を示す状態変化状況であってもよく、追跡結果判定部2eは、同一性があると判断された生細胞の細胞領域の状態変化状況が、周囲の細胞領域との関係の中で明らかに不適切な場合、この同一性を判断した同一性判断処理を失敗と判定する。ここで、細胞領域の状態変化とは、細胞領域内の生細胞の変形、分裂、結合、消滅等にともなう細胞領域の変化を意味する。なお、追跡結果判定部2eは、特徴量評価値等の定量的な成否判定項目と、状態変化状況等の定性的な成否判定項目とを併用して用いるようにしてもよい。
Further, the success / failure determination item of the identity determination criterion may be, for example, a state change state indicating a state change of a cell region between observation points in time, and the tracking
また、追跡結果判定部2eは、同一性判断処理における生細胞の同一性の判断を失敗と判定した場合の判定理由(成否判定項目)である追跡失敗理由を追跡失敗情報とともに細胞領域に対応付ける。追跡失敗理由が複数ある場合(複数の成否判定項目で失敗と判定された場合)、追跡結果判定部2eは、適用されたすべての追跡失敗理由と、この追跡失敗理由の項目数とを細胞領域に対応付ける。追跡失敗理由および追跡失敗理由の項目数は、追跡失敗情報とともに細胞追跡データに付加され記録される。
Further, the tracking
信頼度算出部2fは、細胞認識処理(細胞抽出処理や同一性判断処理)における細胞領域の認識(細胞領域の抽出や同一性の判断)の成否の程度を示す認識信頼度を、認識成否情報として算出する。信頼度算出部2fは、抽出結果判定部2c,追跡結果判定部2eにおける判定内容や、細胞特徴量を用いて、認識信頼度を算出する。認識信頼度の具体的な算出方法の例は、後述する。信頼度算出部2fで算出した認識信頼度は、画像処理制御部6aによって、それぞれ対応する細胞領域の細胞領域データ、または細胞追跡データに付加され記録される。
The
また、信頼度算出部2fは、算出した信頼度の値に応じて、各細胞領域を1つ以上の細胞グループに分類し、分類した細胞グループ名等の細胞グループ情報を各細胞領域に対応付ける。このとき、信頼度算出部2fは、各細胞領域を認識信頼度をもとに細胞グループに分類し、分類結果を細胞グループ情報として、各細胞領域に対応付けて記録する。細胞グループ情報は、認識成否情報として画像処理制御部6aによって、対応する細胞領域の細胞領域データまたは細胞追跡データに付加され記録される。
Further, the
さらに、信頼度算出部2fは、分類した細胞グループごとに各細胞領域を表示するグループ化画像を生成する。グループ化画像は、画像処理制御部6aによって、観測時点に対応付けられ処理画像データ記憶部5bに記録される。
Further, the
表示部3は、CRT、液晶ディスプレイ等を備え、画像処理部2が観測画像を処理して生成した各種の処理画像を含む各種情報を表示する。特に、表示部3は、画像表示制御部6bからの指示をもとに、観測画像、細胞抽出画像、細胞特徴画像、細胞追跡画像およびグループ化画像の少なくとも1つの画像を認識成否情報(抽出成否情報、追跡成否情報、認識信頼度、細胞グループ情報)と対応付けて表示する。
The
入力部4は、USB,IEEE1394等の通信用インターフェース、各種スイッチ、入力キー、マウス、タッチパネル等を備え、画像処理装置1で処理する画像、各種処理情報等の入力を受け付ける。入力部4は、特に、観測画像入力部4aおよび表示項目選択部4bを備える。観測画像入力部4aは、通信用インターフェースを介して外部装置から観測画像の入力を受け付ける。表示項目選択部4bは、表示部3に表示する観測画像および各種処理画像の少なくとも1つを選択する表示項目選択情報の入力を受け付ける。観測者は、表示項目選択部4bを介して表示項目選択情報を入力することによって、表示させる画像、細胞特徴量等を任意に選択することができる。
The input unit 4 includes a communication interface such as USB and IEEE1394, various switches, input keys, a mouse, a touch panel, and the like, and receives input of an image to be processed by the
なお、観測画像入力部4aは、フラッシュメモリ、CD、DVD、ハードディスク等の携帯型記憶媒体に対応するインターフェースを備え、この携帯型記憶媒体から観測画像の入力を受け付けるようにしてもよい。また、観測画像入力部4aは、撮像レンズと、CCD等の撮像素子と、A/D変換器とを用いて実現される撮像装置を備え、この撮像装置によって生細胞を撮像して生成した観測画像を取得するようにしてもよい。
Note that the observation
記憶部5は、各種処理プログラム等があらかじめ記憶されたROMと、各処理の処理パラメータ、処理データ等を記憶するRAMとによって実現される。記憶部5は、特に、制御部6が実行するプログラムである、観測画像を処理して表示させるための画像処理プログラムを記憶する。また、記憶部5は、観測画像を記憶する観測画像記憶部5aと、各種の処理画像を記憶する処理画像記憶部5bと、各細胞領域の細胞領域データを記憶する細胞領域データ記憶部5cと、各細胞領域の細胞追跡データを記憶する細胞追跡データ記憶部5dとを備える。なお、記憶部5は、フラッシュメモリ、CD、DVD、ハードディスク等の携帯型記憶媒体を着脱可能な記憶部として備えるようにしてもよい。
The
制御部6は、記憶部5に記憶された各種処理プログラムを実行するCPU等によって実現される。制御部6は、特に、記憶部5に記憶された画像処理プログラムを実行し、この画像処理プログラムにおける各処理に対応する各構成部位を制御する。また、制御部6は、画像処理制御部6a、画像表示制御部6bおよび細胞データ統合部6cを備える。画像処理制御部6aは、画像処理部2の各部が行う処理および動作を制御するとともに、画像処理部2に対する各種データおよびパラメータの入出力を制御する。
The
画像表示制御部6bは、観測画像記憶部5aに記憶された観測画像と、処理画像記憶部5bに記憶された細胞抽出画像、細胞特徴画像、細胞追跡画像およびグループ化画像との中から表示項目選択情報によって選択された各画像を、同時、順次または所定の指示情報をもとに切換可能に表示させるとともに、抽出成否情報、抽出失敗理由、追跡成否情報、追跡失敗理由、認識信頼度、細胞グループ情報等と対応付けて表示部3に表示させる制御を行う。このとき、画像表示制御部6bは、たとえば、観測時点、抽出および追跡成否情報、細胞特徴量の変化量等に応じて、各画像中の表示輝度、表示色相等を異ならせて表示するとよい。また、対応する細胞領域の領域位置等を所定の画像マークによって標識するとよい。
The image display control unit 6b displays items from the observation image stored in the observation
細胞データ統合部6cは、細胞領域データ記憶部5cに記憶された細胞領域データと、細胞追跡データ記憶部5dに記憶された細胞追跡データとを互いに対応づけて統合する。このとき、細胞データ統合部6cは、既存の細胞領域データに細胞追跡データを付加し、統合領域データとして細胞領域データ記憶部5cに再記録する。なお、細胞データ統合部6cは、細胞領域データと細胞追跡データとの対応付けの情報のみ新たに記録するようにしてもよく、あるいは、統合した統合領域データを専用の記憶領域に記録するようにしてもよい。
The cell
ここで、画像処理装置1が行う処理手順について説明する。図2は、画像処理装置1に入力された一連の観測画像を示す模式図であり、図3は、制御部6が画像処理プログラムを実行することによって、画像処理装置1が、この入力された観測画像を処理し表示する処理手順を示すフローチャートである。
Here, a processing procedure performed by the
図2に示すように、入力された一連の観測画像は、暗い背景の中に観測対象である複数の生細胞を含む。各生細胞は、たとえば、観測時点ti〜ti+1の観測時点間で移動、膨張、収縮、変形、消滅等の状態変化を起こしている。この一連の観測画像は、観測画像記憶部5aに記憶される。
As shown in FIG. 2, the input series of observation images includes a plurality of living cells to be observed in a dark background. Each living cell undergoes state changes such as movement, expansion, contraction, deformation, and disappearance between observation time points of observation time points t i to t i + 1 . This series of observation images is stored in the observation
まず図3に示した各ステップを簡単に説明する。細胞抽出部2aは、各観測画像の中から各生細胞に対応する細胞領域を抽出し、ラベリングした後、細胞抽出画像を生成する細胞抽出処理を行う(ステップS101)。特徴量算出部2bは、抽出された各細胞領域に対応する細胞特徴量を算出し、細胞特徴画像を生成する特徴量算出処理を行う(ステップS103)。抽出結果判定部2cは、細胞抽出処理における細胞領域の抽出の成否を判定し、抽出成否情報、抽出失敗理由等を対応付ける抽出結果判定処理を行う(ステップS105)。
First, each step shown in FIG. 3 will be briefly described. The
細胞追跡部2dは、観測時点が異なる観測画像間の各生細胞の同一性を判断し、同一性がある各生細胞の細胞領域を対応付け、細胞追跡画像を生成する細胞追跡処理を行う(ステップS107)。追跡結果判定部2eは、各生細胞の同一性を判断した同一性判断処理における同一性の判断の成否を判定し、追跡成否情報、追跡失敗理由等を対応付ける追跡結果判定処理を行う(ステップS109)。信頼度算出部2fは、認識信頼度を算出し、各細胞領域を細胞グループに分類するとともに、グループ化画像を生成する信頼度算出処理を行う(ステップS111)。
The
細胞データ統合部6cは、細胞領域データと細胞追跡データとを対応付けて統合領域データとするデータ統合処理を行う(ステップS113)。表示処理制御部6bは、表示項目選択情報によって観測画像および各種処理画像の中から選択された各画像を統合領域データと対応付けて表示する結果表示処理を行う(ステップS115)。以上のステップS101〜S115の後、画像処理装置1は、一連の処理を終了する。なお、画像処理装置1は、たとえば、所定の処理終了の指示情報を受け付けるまで、更新される表示項目選択情報に応じて、ステップS115の結果表示処理を繰り返すようにしてもよい。
The cell
つぎに、図3に示したステップS101の細胞抽出処理について説明する。図4は、細胞抽出処理の処理手順を示すフローチャートである。まず、画像処理制御部6aは、観測画像記憶部5aに記憶された一連の観測画像のうち時系列で先頭の画像を読み込む(ステップS121)。次いで、細胞抽出部2aは、読み込まれた観測画像の前処理を行う(ステップS123)。このステップS123では、細胞抽出部2aは、たとえば、観測画像に対して、ガウシアンフィルタ等による平滑化処理を行う。
Next, the cell extraction process in step S101 shown in FIG. 3 will be described. FIG. 4 is a flowchart showing the procedure of the cell extraction process. First, the image
つづいて、領域抽出部2aは、分水嶺領域分割を用いて観測画像中の各細胞領域を抽出し(ステップS125)、抽出した各細胞領域に領域ラベルを付与するラベリングを行い(ステップS127)、領域抽出画像、領域ラベル画像等の細胞抽出画像を生成する(ステップS129)。その後、画像処理制御部6aは、各細胞領域に付与された領域ラベルを細胞領域データとして細胞領域データ記憶部5cに記録するとともに、細胞抽出画像を処理画像データ記憶部5bに記録する(ステップS131)。
Subsequently, the
そして、画像処理制御部6aは、一連のすべての観測画像を処理したか否かを判断し(ステップS133)、すべての観測画像を処理していない場合(ステップS133:No)、処理していない観測画像に対してステップS121からの処理を繰り返し、すべての観測画像を処理している場合(ステップS133:Yes)、ステップS101にリターンする。
Then, the image
図5は、図2に示した観測時点ti,ti+1の観測画像に対応して生成される領域ラベル画像を例示する図である。ステップS129では、領域抽出部2aは、図5に示すように、ステップS125で抽出した各細胞領域のエッジを細胞領域の輪郭とし、この輪郭によって細胞領域を示すとともに、ステップS127で各細胞領域に付与した領域ラベル(Ia1〜Ia13,Ib1〜Ib15)を文字情報で示す領域ラベル画像を生成する。
FIG. 5 is a diagram exemplifying region label images generated corresponding to the observation images at the observation times t i and t i + 1 shown in FIG. In step S129, as shown in FIG. 5, the
つぎに、図3に示したステップS103の特徴量算出処理では、特徴量算出部2bは、細胞特徴量として、少なくとも細胞領域の重心位置、輪郭位置、輪郭長、面積、円形度、輝度総和および領域位置を算出する。このうち、細胞領域の円形度eは、細胞領域の輪郭長Lおよび面積Sを用いてe=4πS/L2によって算出される。なお、この円形度eは、0<e<1の関係を満足する。
Next, in the feature amount calculation process of step S103 shown in FIG. 3, the feature
つぎに、図3に示したステップS105の抽出結果判定処理について説明する。ステップS105では、抽出結果判定部2cは、ステップS101で抽出された各細胞領域について、あらかじめ定められる各種の細胞モデルに対する適合性を評価して抽出成否情報を対応付ける。細胞モデルは、たとえば、失敗細胞モデルの場合、図6−1〜図6−3に示すように定められる。図6−1は、1つの生細胞の内部に別の生細胞(以下、内部細胞と呼ぶ)が存在する場合の失敗細胞モデルを示し、図6−2は、生細胞の内部に穴が存在する場合の失敗細胞モデルを示し、図6−3は、複数の生細胞に囲まれた微小領域が存在する場合の失敗細胞モデルを示している。
Next, the extraction result determination process in step S105 shown in FIG. 3 will be described. In step S105, the extraction
図7は、図6−1に示した内部細胞が存在する失敗細胞モデルを成否判定項目として適合性を評価する場合に、抽出成否情報を対応付ける場合の抽出結果判定処理の処理手順を示すフローチャートである。ここで、内部細胞が存在する失敗細胞モデルとの適合性は、内部細胞自体の検出により行われる。図7に示すように、画像処理制御部6aが、処理画像記憶部5bから細胞抽出画像を読み込み(ステップS141)、領域ラベルがついていない画素を検出し、背景領域を示す背景画素として背景ラベルを付加する(ステップS143)。ここで背景画素は必ず他の背景画素と隣接している。抽出結果判定部2cは、細胞領域データを参照し、抽出結果を判定する処理対象の細胞領域を細胞抽出画像から抽出する(ステップS145)。
FIG. 7 is a flowchart showing the processing procedure of the extraction result determination process in the case of matching the extraction success / failure information when the suitability is evaluated using the failed cell model having the internal cell shown in FIG. 6A as the success / failure determination item. is there. Here, the compatibility with the failed cell model in which the internal cell exists is performed by detecting the internal cell itself. As shown in FIG. 7, the image
つづいて、抽出結果判定部2cは、細胞抽出画像から抽出した細胞領域を構成する細胞画素を抽出し(ステップS147)、抽出した細胞画素に隣接する各隣接画素の領域ラベルを検出する(ステップS149)。そして、抽出結果判定部2cは、検出した隣接画素内に背景ラベルがあるか否かを判断し(ステップS151)、背景ラベルがない場合(ステップS151:No)、細胞領域内のすべての細胞画素を処理したか否かをさらに判断する(ステップS153)。
Subsequently, the extraction
すべての細胞画素を処理していない場合(ステップS153:No)、抽出結果判定部2cは、処理していない細胞画素に対してステップS147からの処理を繰り返し、すべての細胞画素を処理している場合(ステップS153:Yes)、処理対象の細胞領域を内部細胞の領域と認定し、この細胞領域を観測画像から抽出した細胞抽出処理における細胞抽出を失敗と判定し(ステップS155)、処理対象の細胞領域に抽出失敗情報を対応付ける(ステップS157)。
When all the cell pixels are not processed (step S153: No), the extraction
さらに、抽出結果判定部2cは、処理対象の周囲の細胞領域を外部細胞の領域と認定し、この細胞領域を観測画像から抽出した細胞抽出処理における細胞抽出を失敗と判定する(ステップS159)。すなわち、ステップS149で検出した領域ラベルに対応する細胞領域を外部細胞の領域と認定し、この外部細胞を抽出した細胞抽出処理における当該外部細胞の抽出を失敗と判定する。そして、抽出結果判定部2cは、処理対象の周囲の細胞領域、すなわち外部細胞に抽出失敗情報を対応付ける(ステップS161)。
Furthermore, the extraction
一方、ステップS149で、隣接画素内に背景ラベルがある場合(ステップS151:Yes)、抽出結果判定部2cは、細胞抽出を成功と判定し(ステップS163)、処理対象の細胞領域に抽出成功情報を対応付ける(ステップS165)。
On the other hand, if there is a background label in the adjacent pixel in step S149 (step S151: Yes), the extraction
ステップS161またはステップS165の後、画像処理制御部6aは、細胞領域に対応付けられた抽出成否情報を細胞領域データに付加し、細胞領域データ記憶部5cに記録し(ステップS167)、ステップS105にリターンする。
After step S161 or step S165, the image
このようにして、抽出結果判定部2cは、図6−1に示すように周囲がすべて領域AR2である領域AR1を内部細胞と認定する。このように内部細胞を検出した場合、領域AR2は外部細胞として、領域AR1,AR2ともに細胞抽出処理における細胞抽出を失敗と判定する。一方、内部細胞が検出されず、周囲がすべて背景領域AR3である場合、抽出結果判定部2cは、内部細胞が存在する細胞モデルに対する適合性の評価において、細胞抽出処理における細胞抽出を成功と判定する。
In this way, the extraction
なお、画像処理制御部6aは、1つの細胞抽出画像内で判定が必要な細胞領域が複数ある場合、細胞領域ごとにステップS145からの処理を繰り返すようにすればよい。また、画像処理制御部6aは、複数の観測時点について判定が必要な場合、観測時点ごとにステップS141からの処理を繰り返すようにすればよい。さらに、内部細胞が存在する失敗細胞モデル(図6−1)以外の細胞モデル(たとえば図6−2,6−3)に対する適合性も評価する場合、画像処理制御部6aは、細胞モデル(成否判定項目)ごとに抽出結果判定処理を繰り返すようにすればよい。すなわち、各成否判定項目に対して、処理対象となる細胞領域を構成する細胞画素の適合性を検証する処理を行う。
Note that if there are a plurality of cell regions that need to be determined in one cell extraction image, the image
図6−2に示した穴が存在する失敗細胞モデルを成否判定項目として適合性を評価する場合には、抽出結果判定部2cは、細胞領域から細胞画素を検出し、検出した細胞画素に隣接する各隣接画素が領域ラベルまたは背景ラベルを持たない場合、この細胞画素に対応する領域AR4を穴領域と認定し、この細胞領域に抽出失敗情報を対応付ける。
When the suitability is evaluated using the failed cell model having the hole shown in FIG. 6B as a success / failure determination item, the extraction
図6−3に示すような微小領域AR5を成否判定項目とした場合には、抽出結果判定部2cは、微小領域AR5の面積に対して次のように判定評価量を算出して細胞抽出処理の成否を判定する。すなわち、抽出結果判定部2cは、まず観測時点tiの観測画像の中から抽出された細胞領域の面積ヒストグラムを作成する。この面積ヒストグラムの階級数Ctiは、抽出された細胞領域数Mtiを用い、strugesの法則によって次式(1)で算出される。
Cti=1+(logMti/log2) ・・・(1)
また、抽出結果判定部2cは、最大面積Stimax、最小面積Stiminおよび階級数Ctiより、次式(2)によって階級幅Wtiを算出する。
Wti=(Stimax−Stimin)/Cti ・・・(2)
さらに、抽出結果判定部2cは、面積ヒストグラムの最頻度階級に属する細胞領域数Xtiを用いて、平均面積Stimeanを次式(3)によって算出する。
Stimean=(Sti,1+Sti,2+・・・+Sti,Xti)/Xti ・・・(3)
これより、抽出結果判定部2cは、平均面積Stimeanと所定の閾値Thとの積Stimean×Thを微小領域判定評価量とし、微小領域AR5の面積がこの微小領域判定評価量以下の場合、この微小領域AR5に対応する細胞領域に抽出失敗情報を対応付ける。
When the micro area AR5 as shown in FIG. 6-3 is used as a success / failure determination item, the extraction
C ti = 1 + (logM ti / log2) (1)
Further, the extraction
W ti = (S timax -S timin ) / C ti (2)
Further, the extraction
S timean = (S ti, 1 + S ti, 2 +... + S ti, Xti ) / X ti (3)
Accordingly, the extraction
さらに、抽出結果判定部2cでは、上述の図6−1,図6−2,図6−3の失敗細胞モデルを成否判定項目とする他に、細胞特徴量を成否判定項目とすることができる。たとえば、細胞領域の面積が所定の閾値よりも小さい場合に、その細胞領域に対して抽出失敗情報を対応付け、閾値以上の場合に、その細胞領域に対して抽出成功情報を対応付けるという抽出結果判定処理を行う。複数種類の成否判定項目について抽出結果判定処理を行う場合には、抽出失敗情報や抽出成功情報を各成否判定項目に対して対応付け、細胞領域データとして記録する。
Furthermore, in the extraction
つぎに、図3に示したステップS107の細胞追跡処理では、細胞追跡部2dは、観測時点が異なる2つの観測画像に含まれる各細胞領域について評価値Jを算出し、算出した評価値Jの値に応じて、各細胞領域の生細胞の同一性を判断する。評価値Jは、観測時点ti,ti+1の各観測画像中で領域ラベルRti,m,Rti+1,nが付与された各細胞領域に対して、重心間の距離δd、面積の差δa、円形度の差δc、所定の重み付け係数kd,ka,kcを用い、次式(4)で算出される。
J=J(Rti,m,Rti+1,n)=kdδd+kaδa+kcδc ・・・(4)
ここで、変数m,nは、観測時点ti,ti+1の各観測画像で抽出された細胞領域数M,Nに対して、1≦m≦M,1≦n≦Nの関係にある。
Next, in the cell tracking process of step S107 shown in FIG. 3, the
J = J (R ti, m , R ti + 1, n) = k d δ d + k a δ a + k c δ c ··· (4)
Here, the variables m and n have a relationship of 1 ≦ m ≦ M and 1 ≦ n ≦ N with respect to the number of cell regions M and N extracted in each observation image at the observation time points t i and t i + 1. is there.
細胞追跡部2dは、変数m,nの可能なすべての組み合わせについて評価値Jを算出し、算出した評価値Jが所定の閾値θ以下である場合、領域ラベルRti,m,Rti+1,nが付与された各細胞領域の生細胞に同一性があると判断し、この細胞領域に同一の追跡ラベルを付与する。同様に、細胞追跡部2dは、観測時点ti,ti+1以外の各観測画像について評価値Jを算出し、算出した評価値Jが閾値θ以下となる各生細胞を同一の生細胞と判断し、細胞領域に固有の追跡ラベルを付与する。
The
また、細胞追跡部2dは、たとえば図8に示すように、追跡ラベルを付与して対応付けた各細胞領域を表示する追跡ラベル画像を生成する。図8は、図2に示した観測時点ti,ti+1の観測画像に対応して生成される追跡ラベル画像を示す図である。図8に示すように、細胞追跡部2dは、各細胞領域をその輪郭で示すとともに、各細胞領域に付与した追跡ラベル(T1〜T16)を文字情報で示す追跡ラベル画像を生成する。
Further, the
つぎに、図3に示したステップS109の追跡結果判定処理では、追跡結果判定部2eは、ステップS107で同一性が認められた各生細胞の細胞領域について、対応付けられた観測時点間の面積、円形度および輝度総和の少なくとも1つの変動量を算出し、算出した変動量をそのまま上述の特徴量評価値として、特徴量評価値があらかじめ定められた閾値以上の場合、この同一性の判断を失敗と判定し、各細胞領域に追跡失敗情報を対応付ける。また、追跡結果判定部2eは、対応付けられた観測時点間での状態変化状況が不適切な状況になっているか否かを判断し、明らかに不適切な場合、この同一性の判断を失敗と判定して追跡失敗情報を対応付ける。
Next, in the tracking result determination process in step S109 shown in FIG. 3, the tracking
図9−1および図9−2は、それぞれ観測時点tn〜tn+2および観測時点tm,tm+1の各観測時点間で同一性が認められた生細胞の細胞領域を示す模式図である。図9−1に示すように、追跡ラベルTa,Tbが付与された各細胞領域は、観測時点tn〜tn+2で面積または円形度の変動量が閾値より大きく、追跡失敗情報が対応付けられる。また、図9−2に示すように、追跡ラベルTdが付与された細胞領域は、観測時点tm,tm+1間で消滅したと判断され、状態変化状況が明らかに不適切と考えられるため、追跡失敗情報が対応付けられる。さらに追跡ラベルTcが付与された細胞領域は、追跡ラベルTdの領域を吸収したと判断され、追跡失敗情報が対応付けられる。なお、図9−2に示す状態は、観測時点tmで個別に存在した追跡ラベルTc,Tdの各領域が、観測時点tm,tm+1間で重なるあるいは接するなどの移動を生じた場合に起こりえるものである。 FIGS. 9A and 9B show cell regions of living cells in which identity is observed between the observation time points t n to t n + 2 and the observation time points t m and t m + 1 , respectively. It is a schematic diagram. As shown in FIG. 9A, each cell region to which the tracking labels Ta and Tb are assigned has a variation amount of the area or the circularity larger than the threshold at the observation time t n to t n + 2 , and corresponds to the tracking failure information. Attached. Also, as shown in FIG. 9-2, the cell region to which the tracking label Td is assigned is determined to have disappeared between the observation times t m and t m + 1 , and the state change state is clearly considered inappropriate. Therefore, tracking failure information is associated. Further, the cell region to which the tracking label Tc is assigned is determined to have absorbed the region of the tracking label Td, and the tracking failure information is associated with it. Incidentally, the state shown in Figure 9-2 tracking label Tc that existed separately in the observation time t m, is the region of Td, the observation time t m, resulting in a movement of such overlap or contact between t m + 1 It can happen in some cases.
このように、本実施形態1のステップS109における追跡結果判定処理では、観測時点間の細胞領域の面積の変動量が所定の閾値以上であるか、観測時点間の細胞領域の円形度の変動量が所定の閾値以上であるか、観測時点間の細胞領域の輝度総和の変動量が所定の閾値以上であるか、といった細胞特徴量に基づく判定や、細胞領域の状態変化に基づく判定を成否判定項目として判定を行っている。本実施形態1のようにステップS109における追跡結果判定処理で複数の成否判定項目を用いた判定を行う場合には、追跡失敗情報や追跡成功情報を各成否判定項目に対して対応付け、細胞追跡データとして記録する。 As described above, in the tracking result determination process in step S109 of the first embodiment, the amount of change in the area of the cell region between the observation points is equal to or greater than a predetermined threshold, or the amount of change in the circularity of the cell region between the observation points. Pass / fail judgment based on cell feature quantities such as whether or not the amount of change in luminance of the cell area between observation points is greater than or equal to a predetermined threshold Judgment is performed as an item. When performing determination using a plurality of success / failure determination items in the tracking result determination processing in step S109 as in the first embodiment, cell failure tracking is performed by associating tracking failure information and tracking success information with each success / failure determination item. Record as data.
つぎに、図3に示したステップS111の信頼度算出処理では、信頼度算出部2fは、ステップS101で各細胞領域を抽出した細胞抽出処理と、ステップS107で各生細胞の同一性を判断した同一性判断処理に対して認識信頼度を算出する。認識信頼度Rは、細胞領域の抽出および同一性の判断の成否をそれぞれ抽出結果判定部2cおよび追跡結果判定部2dによって判定した際の成否判定項目の全項目数SNall、認識が失敗であるとされた成否判定項目の項目数SNj、輝度総和と所定の輝度総和変動閾値との差δb、面積と所定の面積変動閾値との差δs、円形度と所定の円形度閾値との差δeおよび所定の重み付け係数kb,ks,keを用いて、次式(5)で算出される。
R=(SNall−SNj)/SNall+kbδb+ksδs+keδe ・・・(5)
なお、認識信頼度Rは、式(5)の右辺の第1項または第2〜4項のいずれか一方を用いて算出するようにしてもよい。
Next, in the reliability calculation process in step S111 illustrated in FIG. 3, the
R = (SN all -SN j) / SN all + k b δ b + k s δ s + k e δ e ··· (5)
The recognition reliability R may be calculated using either the first term or the second to fourth terms on the right side of the equation (5).
また、信頼度算出部2fは、このように算出した認識信頼度の値に応じて、各細胞領域を細胞グループに分類する。具体的には、信頼度算出部2fは、分類する細胞グループ数Gおよび認識された細胞領域の総数ACを用いて、認識信頼度Rgiが次式(6)の関係を満足する細胞領域を細胞グループgi(i=1,2,・・・AC)に分類する。
1/G+Rg(i-1)≦Rgi≦1/G+Rgi ・・・(6)
Further, the
1 / G + R g (i-1) ≦ R gi ≦ 1 / G + R gi (6)
つぎに、図3に示したステップS113でデータ統合処理を行った後、図3に示したステップS115の結果表示処理では、画像表示制御部6bは、たとえば図10に示すように、領域ラベル「Ida」を有する細胞領域の輝度総和を観測時点に対してグラフ化した細胞特徴画像を示すとともに、この細胞領域の統合領域データをテキストデータとして重ね合わせて表示する。このように観測時点に対してグラフ化した細胞特徴画像と統合領域データとを同時に表示することによって、画像表示制御部6bは、細胞特徴量の経時変化と細胞領域の抽出または追跡の成否状況とを観測者に容易に対比させ、観測させることができる。 Next, after performing the data integration process in step S113 shown in FIG. 3, in the result display process in step S115 shown in FIG. 3, the image display control unit 6b, for example, as shown in FIG. The cell feature image obtained by graphing the luminance sum of the cell area having “Ida” with respect to the observation time is displayed, and the integrated area data of the cell area is superimposed and displayed as text data. By simultaneously displaying the cell feature image and the integrated region data that are graphed with respect to the observation time in this way, the image display control unit 6b can change the time-dependent change of the cell feature amount and the success or failure of the extraction or tracking of the cell region Can be easily compared and observed by an observer.
なお、画像表示制御部6bは、図10に示したような細胞特徴画像を複数の細胞領域について同時に表示してもよく、この場合、たとえば、観測者が注目する細胞領域の選択情報を入力部4から取得して、この選択情報に対応する統合領域データを優先的に表示するとよい。また、画像表示制御部6bは、輝度総和等の細胞特徴量に限らず、認識信頼度等を同様にグラフ化して表示するようにしてもよく、グラフ化した認識信頼度を統合領域データとともに表示するようにしてもよい。 Note that the image display control unit 6b may simultaneously display the cell feature image as shown in FIG. 10 for a plurality of cell regions. In this case, for example, selection information on the cell region that the observer is interested in is input to the input unit. 4 to display the integrated area data corresponding to this selection information with priority. Further, the image display control unit 6b may display not only the cell feature quantity such as the luminance sum but the recognition reliability and the like in the same graph, and display the graphed recognition reliability together with the integrated region data. You may make it do.
さらに、画像表示制御部6bは、たとえば図11に示すように、認識信頼度の低い細胞領域を示すグループ化画像と、この細胞領域を示す観測画像および領域抽出画像とを並べて表示する。このように観測画像、細胞抽出画像、グループ化画像等を並べて表示することによって、画像表示制御部6bは、細胞領域の各種の特徴を観測者に視覚的に容易に認識しやすい状態で観測させることができる。 Further, for example, as shown in FIG. 11, the image display control unit 6b displays a grouped image indicating a cell region with low recognition reliability, and an observation image and a region extraction image indicating the cell region side by side. By displaying the observation image, the cell extraction image, the grouped image, and the like side by side in this way, the image display control unit 6b causes the observer to observe various characteristics of the cell region in a state that is easy to visually recognize. be able to.
また、画像表示制御部6bは、たとえば図12−1に示すように、観測画像に重ねて抽出信頼度の低い細胞領域の位置を枠型の画像マークで明示するとともに、画像マークで囲まれた細胞領域の統合領域データをテキストデータとして重ね合わせて表示する。このように抽出信頼度が低い等、所定の特徴を有する細胞領域の領域位置を画像マークで明示することによって、画像表示制御部6bは、所定の特徴を有する細胞領域を観測者に容易に視認させることができるとともに、画像マークで明示した細胞領域の統合領域データを同時に表示することによって、注目する細胞領域の抽出および追跡に関する情報を容易に把握させることができる。 Further, for example, as shown in FIG. 12A, the image display control unit 6b clearly indicates the position of the cell region with low extraction reliability on the observation image with a frame-type image mark and is surrounded by the image mark. The integrated region data of the cell region is superimposed and displayed as text data. In this way, the image display controller 6b can easily visually recognize the cell region having the predetermined feature to the observer by clearly indicating the region position of the cell region having the predetermined feature, such as the low extraction reliability. In addition, by simultaneously displaying the integrated region data of the cell region specified by the image mark, it is possible to easily grasp information regarding extraction and tracking of the cell region of interest.
また、画像表示制御部6bは、図12−2に示すように、図12−1における観測画像の代わりに領域抽出画像や細胞追跡画像を表示することもできる。なお、画像表示制御部6bは、画像マークの表示色の色相、表示輝度等を、認識信頼度、細胞グループ、細胞認識処理の成否判定項目等に応じて異ならせるようにしてもよく、これによって注目する細胞領域の各種の特徴を観測者に一層容易に把握させることができる。 Further, as shown in FIG. 12-2, the image display control unit 6b can also display a region extraction image and a cell tracking image instead of the observation image in FIG. The image display control unit 6b may change the hue of the display color of the image mark, the display brightness, and the like according to the recognition reliability, the cell group, the success / failure determination item of the cell recognition process, and the like. The observer can more easily grasp various characteristics of the cell region of interest.
例えば、失敗の理由となった成否判定項目の種類に応じて表示色を異ならせる場合について、図12−1および12−2に例示する。図12−1では、細胞領域の認識が失敗したと判断された要因が、細胞領域の面積が閾値に比べて小さいか否かという成否判定項目であるということを表示するために、細胞領域の位置を当該成否判定項目に応じた赤色の枠で当該細胞領域の位置を表示している。図12−2では、細胞領域の認識が失敗したと判断された要因が、内部細胞が存在するか否かという成否判定項目(図6−1参照)であるということを表示するために、細胞領域の位置を当該成否判定項目に応じた青色の枠で当該細胞領域の位置を表示している。 For example, FIGS. 12-1 and 12-2 illustrate cases where the display color is changed according to the type of success / failure determination item that is the reason for the failure. In FIG. 12A, in order to display that the factor determined that the recognition of the cell region has failed is a success / failure determination item indicating whether or not the area of the cell region is smaller than the threshold value, The position of the cell region is displayed with a red frame corresponding to the success / failure determination item. In FIG. 12-2, in order to display that the factor determined that the recognition of the cell region has failed is a success / failure determination item (see FIG. 6-1) indicating whether or not an internal cell exists. The position of the cell region is indicated by a blue frame corresponding to the success / failure determination item.
また、画像表示制御部6bは、たとえば図13に示すように、認識信頼度が低い細胞領域を除去して、認識信頼度が高い細胞領域のみを表示する。これによって、画像表示制御部6bは、信頼性の高い観測が行える細胞領域のみを観測者に観測させることができる。 Further, for example, as illustrated in FIG. 13, the image display control unit 6 b removes a cell region having a low recognition reliability and displays only a cell region having a high recognition reliability. As a result, the image display control unit 6b can cause the observer to observe only the cell region where the observation can be performed with high reliability.
さらに、画像表示制御部6bは、これらに限定されず、観測画像、細胞抽出画像、細胞特徴画像、細胞追跡画像、グループ化画像等、各種の画像を統合領域データとともに様々な組合せおよび表示形態で表示し、認識成否情報、認識信頼度等をもとに着目する細胞領域を観測者に容易に視認させ観測させることができる。 Further, the image display control unit 6b is not limited to these, and various types of images such as an observation image, a cell extraction image, a cell feature image, a cell tracking image, and a grouped image are combined with the integrated region data in various combinations and display forms. It is possible to display the observed cell region based on the recognition success / failure information, the recognition reliability, and the like so that the observer can easily recognize and observe the cell region.
以上説明したように、この実施の形態1にかかる画像処理装置1では、細胞認識処理(細胞抽出処理や同一性判断処理)における細胞領域の認識の成否についての判定結果としての抽出成否情報や、抽出失敗理由や、追跡成否情報や、追跡失敗理由や、抽出信頼度や、追跡信頼度や、細胞グループ情報といった認識成否情報を記録しておくことで、細胞認識処理において行った判断の内容を後に活用することができる。これにより、細胞認識処理における判断の結果を有効に利用することが可能である。
As described above, in the
なお、上述したステップS111の信頼度算出処理では、信頼度算出部2fは、ステップS101の細胞抽出処理と、ステップS107の同一性判断処理とに対して包括的な認識信頼度を算出するようにしたが、ステップS101の細胞抽出処理における細胞領域の抽出に対する信頼度を示す抽出信頼度と、ステップS107の同一性判断処理における同一性の判断に対する信頼度を示す追跡信頼度とを個別に算出することもできる。
In the reliability calculation process in step S111 described above, the
すなわち、信頼度算出2fは、式(5)において、全項目数SNallを細胞領域の抽出の成否を抽出結果判定部2cによって判定した際の成否判定項目の全項目数とし、項目数SNjを抽出が失敗であるとされた成否判定項目の項目数として、抽出信頼度を算出することができる。同様に、信頼度算出2fは、式(5)において、全項目数SNallを細胞領域の同一性の判断の成否を追跡結果判定部2dによって判定した際の成否判定項目の全項目数とし、項目数SNjを同一性の判断が失敗であるとされた成否判定項目の項目数として、追跡信頼度を算出することができる。
That is,
また、信頼度算出部2fは、式(6)において、細胞グループ数Gを抽出細胞グループ数、総数ACを抽出された細胞領域の総数として、認識信頼度Rgiに替えて抽出信頼度が式(6)の関係を満足する細胞領域を抽出細胞グループとして分類できる。同様に、信頼度算出部2fは、式(6)において、細胞グループ数Gを追跡細胞グループ数、総数ACを同一性が判断された細胞領域の総数として、認識信頼度Rgiに替えて追跡信頼度が式(6)の関係を満足する細胞領域を追跡細胞グループとして分類できる。そして、信頼度算出部2fは、抽出細胞グループに対応して抽出グループ画像を生成し、追跡細胞グループに対応して追跡グループ化画像を生成できる。
Further, the
(実施の形態2)
つぎに、本発明の実施の形態2について説明する。上述した実施の形態1では、観測画像および各種処理画像の中から表示項目選択情報によって選択された各画像を表示するようにしていたが、この実施の形態2では、さらに、選択された細胞領域を抽出して表示するようにしている。
(Embodiment 2)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment described above, each image selected by the display item selection information from the observed image and various processed images is displayed. In the second embodiment, the selected cell region is further displayed. Are extracted and displayed.
図14は、本発明の実施の形態2にかかる画像処理装置11の構成を示すブロック図である。図14に示すように、画像処理装置11は、画像処理装置1が備えた入力部4および制御部6に換えて、入力部14および制御部16を備える。入力部14は、入力部4の構成に加えて表示細胞選択部14cおよび修正データ入力部14dを備える。制御部16は、制御部6が備えた画像表示制御部6bおよび細胞データ統合部6cに換えて、画像表示制御部16bおよび細胞データ統合部16cを備える。その他の構成は、実施の形態1と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
FIG. 14 is a block diagram showing a configuration of the
選択情報入力手段としての表示細胞選択部14cは、観測画像に含まれる生細胞のうち少なくとも1つの生細胞に対応する細胞領域を選択する細胞選択情報の入力を受け付ける。画像表示制御部16bは、表示項目選択情報によって選択された各画像の中から、たとえば図15に示すように、さらに細胞選択情報によって選択された細胞領域を抽出して表示する制御を行う。なお、図15は、図13に示したグループ化画像の中から選択された細胞領域を抽出し表示した場合を示している。
The display
このように細胞領域を選択的に表示することによって、画像表示制御部16bは、観測者が注目する生細胞に対応する細胞領域のみを表示し、観測者に一層容易かつ効率的に観測を行わせることができる。観測者は、表示細胞選択部14cを介して細胞選択情報を入力することによって、観測画像および各種の処理画像の中から注目する生細胞の細胞領域を任意に選択し、表示させることができる。
By selectively displaying the cell region in this way, the image
修正データ入力部14dは、細胞選択情報によって選択された細胞領域に対応する統合領域データを修正するための修正データの入力を受け付ける。細胞データ統合部16cは、入力された修正データをもとに、統合領域データを修正して更新する。観測者は、修正データ入力部14dを介して修正データを入力することによって、注目する生細胞の統合領域データの一部もしくは全部を適宜修正することができる。
The correction
なお、上述した実施の形態1および2では、観測画像入力部4aから入力され観測画像記憶部5aに記憶された一連の観測画像を処理するように示したが、観測画像入力部4aから観測画像が入力されるごとに適宜処理を行うようにしてもよい。
In
1,11 画像処理装置
2 画像処理部
2a 細胞抽出部
2b 特徴量算出部
2c 抽出結果判定部
2d 細胞追跡部
2e 追跡結果判定部
2f 信頼度算出部
3 表示部
4,14 入力部
4a 観測画像入力部
4b 表示項目選択部
5 記憶部
5a 観測画像記憶部
5b 処理画像記憶部
5c 細胞領域データ記憶部
5d 細胞追跡データ記憶部
6 制御部
6a 画像処理制御部
6b,16b 画像表示制御部
6c,16c 細胞データ統合部
14c 表示細胞選択部
14d 修正データ入力部
DESCRIPTION OF
Claims (21)
前記観測画像の中から前記生細胞に対応する画像領域である細胞領域を認識する細胞認識処理を行う細胞認識手段と、
前記細胞認識手段によって認識された各細胞領域の特徴を示す細胞特徴量を算出する特徴量算出手段と、
所定の判定基準をもとに、前記細胞認識処理における細胞領域の認識の成否について判定を行う認識成否判定手段と、
該判定の結果を示す認識成否情報を判定対象の細胞領域に対応付けて記憶する認識成否記憶手段と、
を備えたことを特徴とする画像処理装置。 In an image processing apparatus that processes and displays an observation image in which live cells are recorded,
A cell recognition means for performing a cell recognition process for recognizing a cell region corresponding to the living cell from the observed image;
Feature quantity calculating means for calculating a cell feature quantity indicating the characteristics of each cell region recognized by the cell recognition means;
Recognition success / failure determination means for determining whether or not the recognition of the cell region in the cell recognition process is successful based on a predetermined determination criterion;
Recognition success / failure storage means for storing recognition success / failure information indicating a result of the determination in association with a cell region to be determined;
An image processing apparatus comprising:
前記所定の判定基準は、前記細胞画像領域に対する所定の領域判定基準を含み、
前記認識成否判定手段は、前記所定の領域判定基準をもとに、前記細胞抽出処理における細胞領域の抽出の成否もしくは成否の程度の判定を行い、
前記認識成否記憶手段は、該判定の結果を示す前記認識成否情報としての抽出成否情報を判定対象の細胞領域に対応付けて記憶することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 The cell recognition means has a cell extraction means for performing a cell extraction process for extracting the cell region from the observation image,
The predetermined criterion includes a predetermined region criterion for the cell image region,
The recognition success / failure determination means determines the success or failure of the extraction of the cell region in the cell extraction process based on the predetermined region determination criterion,
The image processing apparatus according to claim 1, wherein the recognition success / failure storage unit stores extraction success / failure information as the recognition success / failure information indicating a result of the determination in association with a cell region to be determined.
前記抽出成否判定手段は、前記適合性をもとに前記細胞領域の抽出の成否もしくは成否の程度の判定を行うことを特徴とする請求項2に記載の画像処理装置。 The predetermined region determination criterion is the suitability of the cell region with respect to a cell model region that is a predetermined image region,
The image processing apparatus according to claim 2, wherein the extraction success / failure determination unit determines the success or failure of the extraction of the cell region based on the suitability.
前記細胞認識手段は、
前記複数の観測画像内の各観測画像の中から前記細胞領域を抽出する細胞抽出手段と、
前記観測時点が異なる観測画像間の前記細胞特徴量の変化量を算出し、該算出した変化量をもとに、該観測時点が異なる各観測画像に含まれる前記細胞領域で示される生細胞に同一性があるか否かを判断し、同一性があると判断した細胞領域同士を対応付ける同一性判断処理を行う細胞追跡手段と、
を有し、
前記所定の判定基準は、前記同一性に対する所定の同一性判定基準を含み、
前記認識成否判定手段は、前記所定の同一性判定基準をもとに、前記同一性判断処理における同一性があるか否かの判断の成否もしくは成否の程度の判定を行い、
前記認識成否記憶手段は、該判定の結果を示す前記認識成否情報としての追跡成否情報を判定対象の細胞領域に対応付けて記憶することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 The observation images are a plurality of observation images taken at different observation time points,
The cell recognition means includes
Cell extraction means for extracting the cell region from each observation image in the plurality of observation images;
A change amount of the cell feature amount between observation images with different observation time points is calculated, and based on the calculated change amount, live cells indicated in the cell regions included in the observation images with different observation time points are calculated. Cell tracking means for determining whether or not there is identity, and performing identity determination processing for associating cell regions determined to be identical;
Have
The predetermined criterion includes a predetermined identity criterion for the identity;
The recognition success / failure determination means determines the success or failure of the determination as to whether or not there is identity in the identity determination processing based on the predetermined identity determination criterion,
The image processing apparatus according to claim 1, wherein the recognition success / failure storage unit stores tracking success / failure information as the recognition success / failure information indicating a result of the determination in association with a cell region to be determined.
前記追跡成否判定手段は、前記特徴量評価値および前記状態変化状況の少なくとも一方をもとに、前記判断の成否もしくは成否の程度の判定を行うことを特徴とする請求項4に記載の画像処理装置。 The predetermined identity determination criterion includes a feature amount evaluation value calculated using a variation amount of the cell feature amount between observation images at different observation times, and a state change situation indicating a state change of the cell region. At least one,
5. The image processing according to claim 4, wherein the tracking success / failure determination unit determines whether the determination is successful or not based on at least one of the feature value evaluation value and the state change status. apparatus.
前記追跡成否判定手段は、前記特徴量評価値とあらかじめ定められた閾値との大小関係に応じて前記判断の成否もしくは成否の程度の判定を行うことを特徴とする請求項4に記載の画像処理装置。 The predetermined identity determination criterion is a feature amount evaluation value calculated using a variation amount of the cell feature amount between observation images at different observation points,
5. The image processing according to claim 4, wherein the tracking success / failure determination unit determines whether the determination is successful or a degree of success / failure according to a magnitude relationship between the feature value evaluation value and a predetermined threshold value. apparatus.
前記観測画像と、前記細胞認識手段による認識結果との少なくとも一方を、前記認識成否情報が所定の結果を示している細胞領域の前記領域位置とともに表示する制御を行う表示制御手段を備えたことを特徴とする請求項1〜6のいずれか一つに記載の画像処理装置。 The feature amount calculating means calculates a region position of each cell region as the cell feature amount,
Display control means for performing control to display at least one of the observation image and the recognition result by the cell recognition means together with the region position of the cell region in which the recognition success / failure information indicates a predetermined result; The image processing apparatus according to claim 1, wherein the image processing apparatus is an image processing apparatus.
前記観測画像と、前記細胞特徴量と、前記細胞認識手段による認識結果との少なくとも1つを、前記信頼度算出手段による分類結果とともに表示する制御を行う表示制御手段を備えたことを特徴とする請求項10に記載の画像処理装置。 The reliability calculation means classifies each cell region into one or more cell groups according to the calculated recognition reliability,
And a display control unit that performs control to display at least one of the observation image, the cell feature amount, and a recognition result by the cell recognition unit together with a classification result by the reliability calculation unit. The image processing apparatus according to claim 10.
前記認識成否情報を前記信頼度算出手段による分類結果とともに表示する制御を行う表示制御手段を備えたことを特徴とする請求項10に記載の画像処理装置。 The reliability calculation means classifies each cell region into one or more cell groups according to the calculated recognition reliability,
The image processing apparatus according to claim 10, further comprising a display control unit that performs control to display the recognition success / failure information together with a classification result by the reliability calculation unit.
前記特徴量算出手段は、前記細胞特徴量として各細胞領域の領域位置を算出し、
前記観測画像と、前記細胞認識手段による認識結果との少なくとも一方を、所定の前記細胞グループに属する細胞領域の前記領域位置とともに表示する制御を行う表示制御手段を備えたことを特徴とする請求項10に記載の画像処理装置。 The reliability calculation means classifies each cell region into one or more cell groups according to the calculated recognition reliability,
The feature amount calculating means calculates a region position of each cell region as the cell feature amount,
The display control means for performing control to display at least one of the observation image and the recognition result by the cell recognition means together with the region position of the cell region belonging to the predetermined cell group. The image processing apparatus according to 10.
前記表示制御手段は、前記細胞選択情報によって選択された細胞領域を表示対象として選択的に表示する制御を行うことを特徴とする請求項7〜9または請求項11〜16のいずれか一つに記載の画像処理装置。 Comprising selection information input means for receiving cell selection information for selecting the cell region;
The said display control means performs the control which selectively displays the cell area | region selected by the said cell selection information as a display object, Any one of Claims 7-9 or Claims 11-16 characterized by the above-mentioned. The image processing apparatus described.
前記画像処理装置に、
前記観測画像の中から前記生細胞に対応する画像領域である細胞領域を認識する細胞認識処理を行う細胞認識手順と、
前記細胞認識手順によって認識された各細胞領域の特徴を示す細胞特徴量を算出する特徴量算出手順と、
所定の判定基準をもとに、前記細胞認識処理における細胞領域の認識の成否について判定を行う認識成否判定手順と、
該判定の結果を示す認識成否情報を判定対象の細胞領域に対応付けて記憶する認識成否記憶手順と、
を実行させることを特徴とする画像処理プログラム。 An image processing program for processing and displaying the observed image on an image processing apparatus that processes and displays the observed image recorded with live cells,
In the image processing apparatus,
A cell recognition procedure for performing a cell recognition process for recognizing a cell region corresponding to the living cell from the observed image;
A feature amount calculation procedure for calculating a cell feature amount indicating a feature of each cell region recognized by the cell recognition procedure;
Based on a predetermined determination criterion, a recognition success / failure determination procedure for determining the success or failure of recognition of a cell region in the cell recognition process,
A recognition success / failure storage procedure for storing recognition success / failure information indicating a result of the determination in association with a cell region to be determined;
An image processing program for executing
前記所定の判定基準は、前記細胞画像領域に対する所定の領域判定基準を含み、
前記認識成否判定手順は、前記所定の領域判定基準をもとに、前記細胞抽出処理における細胞領域の抽出の成否もしくは成否の程度の判定を行い、
前記認識成否記憶手順は、該判定の結果を示す前記認識成否情報としての抽出成否情報を判定対象の細胞領域に対応付けて記憶することを特徴とする請求項19に記載の画像処理プログラム。 The cell recognition procedure includes a cell extraction procedure for performing a cell extraction process for extracting the cell region from the observation image,
The predetermined criterion includes a predetermined region criterion for the cell image region,
The recognition success / failure determination procedure is based on the predetermined region determination criterion, and determines the success or failure of the cell region extraction in the cell extraction process,
The image processing program according to claim 19, wherein the recognition success / failure storage procedure stores extraction success / failure information as the recognition success / failure information indicating a result of the determination in association with a cell region to be determined.
前記細胞認識手順は、
前記複数の観測画像内の各観測画像の中から前記細胞領域を抽出する細胞抽出手順と、
前記観測時点が異なる観測画像間の前記細胞特徴量の変化量を算出し、該算出した変化量をもとに、該観測時点が異なる各観測画像に含まれる前記細胞領域で示される生細胞に同一性があるか否かを判断し、同一性があると判断した細胞領域同士を対応付ける同一性判断処理を行う細胞追跡手順と、
を有し、
前記所定の判定基準は、前記同一性に対する所定の同一性判定基準を含み、
前記認識成否判定手順は、前記所定の同一性判定基準をもとに、前記同一性判断処理における同一性があるか否かの判断の成否もしくは成否の程度の判定を行い、
前記認識成否記憶手順は、該判定の結果を示す前記認識成否情報としての追跡成否情報を判定対象の細胞領域に対応付けて記憶することを特徴とする請求項19に記載の画像処理プログラム。
The observation images are a plurality of observation images taken at different observation time points,
The cell recognition procedure includes:
A cell extraction procedure for extracting the cell region from each observation image in the plurality of observation images;
A change amount of the cell feature amount between observation images with different observation time points is calculated, and based on the calculated change amount, live cells indicated in the cell regions included in the observation images with different observation time points are calculated. A cell tracking procedure for determining whether or not there is identity, and performing identity determination processing for associating cell regions determined to be identical;
Have
The predetermined criterion includes a predetermined identity criterion for the identity;
The recognition success / failure determination procedure is based on the predetermined identity determination criteria, and determines the success or failure of the determination as to whether or not there is identity in the identity determination process,
The image processing program according to claim 19, wherein the recognition success / failure storage procedure stores tracking success / failure information as the recognition success / failure information indicating a result of the determination in association with a cell region to be determined.
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