JP2008051654A - 画像処理装置、画像処理方法、および画像処理プログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】撮像した画像に関する画像情報をもとに対象の分光スペクトルを推定し、推定された対象の分光スペクトルから前記対象に含まれる複数の色素量を推定し、この複数の色素量を用いて第1の分光スペクトルを合成し、合成された第1の分光スペクトルを前記対象の分光スペクトルから減算することによって差分スペクトルを算出する一方、推定された複数の色素量の少なくとも一部を補正し、この補正された色素量を用いて第2の分光スペクトルを合成した後、合成された第2の分光スペクトルと前記差分スペクトルとを加算することによって第3の分光スペクトルを合成し、この合成された第3の分光スペクトルから表示用画像を合成する。
【選択図】 図2
Description
G(x,y)は位置(x,y)における画素値g(x,y,b)に対応するB行1列の行列である。同様に、T(x,y)はt(x,y,λ)に対応するD行1列の行列、Fは
f(b,λ)に対応するB行D列の行列である。SはD行D列の対角行列であり、対角要素がs(λ)に対応している。EもD行D列の対角行列であり、対角要素がe(λ)に対応している。Nはn(b)に対応するB行1列の行列である。式(2)では、行列を用いて複数のバンドに関する式を集約しているため、バンドを表す変数bが陽に記述されていない。また、波長λに関する積分は行列の積に置き換えられている。
I(λ)との間に、次式(4)で表されるLambert-Beerの法則が成り立つことが知られている。
kH(λ),kE(λ),kR(λ)は、単一の色素で染色した標本を予め作成し、その分光透過率を分光計で測定すれば、式(4)から容易に求めることができる。
T^(x,y)の波長λに対応する要素をt^(x,y,λ)と表記し、このt^(x,y,λ)を式(6)に代入することによって次式(7)を得る。
T^(x,y)を変換することで色素量の推定を行う(ステップS3)。ここで処理の対象とする色素は、非特許文献1と同様、ヘマトキシリン、細胞質を染色したエオジン、赤血球を染色したエオジンであり、それぞれ色素H、色素E、色素Rと略記する。具体的な処理は、Lambert-Beerの法則より導かれた次式(7)
αEをそれぞれ乗じる補正を行う(ステップS6)。補正後の色素量は、それぞれαHdHおよびαEdEとなる。係数αHおよびαEの初期値はともに1であるが、後述するように操作部111からの入力によってそれらの値を変更することができる。なお、係数(第2の係数)βHおよびβEをさらに導入し、色素量をそれぞれαHdH+βHおよびαEdE+βEの形式で補正しても良い。この形式では、推定された色素量にバイアス成分を加えることができるので、係数を乗じるだけの場合とは異なる強調効果が得られる。係数βHおよびβEの初期値は、ともに0としておくと良い。このようにして補正された色素量は、記憶部112に記憶される。
Tdiff(x,y,λ) とを記憶部112から読み出して加算し、第4の分光透過率(第3の分光スペクトル)
αHおよびαEを変更する指示が含まれる。操作部111は、スライダー21(図8A)、ダイヤル22(図8B)、およびプッシュボタン23(図8C)等の機器によって実現することができる。また、これらの機器を画面上で模擬的に表示するグラフィカルユーザーインターフェース31(図9A)、32(図9B)、および33(図9C)のいずれかを表示部110の画面に表示し、マウスやタッチパネルによって操作する構成としてもよい。このような操作部111を具備することにより、ユーザーは係数αHおよびαEの変更を含む補正指示信号の入力を簡便に行うことができる。
αRdRまたはαRdR+βRの形式で補正する。係数αRおよびβRの初期値はそれぞれ1および0であるが、操作部111からの入力によってそれらの値を変更可能な構成としてもよい。
21 スライダー
22 ダイヤル
23 プッシュボタン
31、32、33 グラフィカルユーザーインターフェース
41、51 RGB画像
41R、51R 赤血球領域
101 マルチバンド画像撮像部
102 第1のスペクトル推定部
103 色素量推定部
104 第2のスペクトル推定部
105 スペクトル減算部
106 色素量補正部
107 第3のスペクトル推定部
108 スペクトル加算部
109 画像合成部
110 表示部
111 操作部
112 記憶部
113 制御部
200 RGBフィルタ
1010 標本保持部
1011 照明部
1012 光学系
1013 光学フィルタ
1013a 第1の光学フィルタ
1013b 第2の光学フィルタ
1014 光学フィルタ切り替え部
1015 RGBカメラ
Claims (22)
- 撮像された画像に対して画像処理を施す画像処理装置であって、
前記画像に関する画像情報を記憶する記憶部と、
前記画像情報を前記記憶部から読み出し、この読み出した前記画像情報をもとに対象の分光スペクトルを推定する第1のスペクトル推定部と、
前記第1のスペクトル推定部で推定された対象の分光スペクトルを用いて前記対象に含まれる複数の色素量を推定する色素量推定部と、
前記色素量推定部で推定された複数の色素量を用いて第1の分光スペクトルを合成する第2のスペクトル推定部と、
前記第2のスペクトル推定部で合成された第1の分光スペクトルを前記対象の分光スペクトルから減算することによって差分スペクトルを算出するスペクトル減算部と、
前記色素量推定部で推定された複数の色素量の少なくとも一部を補正する色素量補正部と、
前記色素量補正部で補正された色素量を用いて第2の分光スペクトルを合成する第3のスペクトル推定部と、
前記第3のスペクトル推定部で合成された第2の分光スペクトルと前記差分スペクトルとを加算することによって第3の分光スペクトルを合成するスペクトル加算部と、
前記スペクトル加算部で合成された第3の分光スペクトルから表示用画像を合成する画像合成部と、
を備えたことを特徴とする画像処理装置。 - 前記表示用画像はRGB画像であることを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記対象の分光スペクトルから推定される色素量の数が、前記第1の分光スペクトルの合成に使用される色素量の数より多いことを特徴とする請求項1または2に記載の画像処理装置。
- 前記対象の分光スペクトルから推定される色素量の数が、前記第1の分光スペクトルの合成に使用される色素量の数と等しいことを特徴とする請求項1または2に記載の画像処理装置。
- 前記第1の分光スペクトルの合成に使用される色素量の数と前記第2の分光スペクトルの合成に使用される色素量の数とが等しいことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の画像処理装置。
- 前記表示用画像を表示する表示部をさらに備えたことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の画像処理装置。
- 色素量の補正を指示する補正指示信号が入力される操作部をさらに備えたことを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の画像処理装置。
- 前記補正指示信号には、前記色素量を補正する際に用いる係数に関する情報が含まれることを特徴とする請求項7に記載の画像処理装置。
- 前記操作部は、スライダー、ダイヤル、およびプッシュボタンのうちいずれか一つを含むことを特徴とする請求項7または8に記載の画像処理装置。
- 前記操作部は、スライダー、ダイヤル、およびプッシュボタンのいずれか一つを模したグラフィカルユーザーインターフェースを含むことを特徴とする請求項7または8に記載の画像処理装置。
- 前記グラフィカルユーザーインターフェースは、前記表示用画像と同一の画面内に表示されることを特徴とする請求項10に記載の画像処理装置。
- 前記色素量補正部は、第1の係数を前記色素量に乗じることによって前記色素量を補正することを特徴とする請求項1〜11のいずれか一項に記載の画像処理装置。
- 前記色素量補正部は、第2の係数を前記色素量に加えることによって前記色素量を補正することを特徴とする請求項1〜12のいずれか一項に記載の画像処理装置。
- 前記色素量補正部、前記第3のスペクトル推定部、前記スペクトル加算部、および前記画像合成部は、前記操作部によって入力された前記補正指示信号の内容に基づく処理を行い、
前記表示部は、前記補正指示信号の内容に基づく処理が反映された前記表示用画像を表示することを特徴とする請求項7〜13のいずれか一項に記載の画像処理装置。 - 前記対象は染色された生体標本であることを特徴とする請求項1〜14のいずれか一項に記載の画像処理装置。
- 前記対象は病理標本であることを特徴とする請求項15に記載の画像処理装置。
- 前記色素量推定部で推定される色素量は、ヘマトキシリンおよびエオジンを含むことを特徴とする請求項16に記載の画像処理装置。
- 前記色素量推定部で推定される色素量は、赤血球を染色したエオジンをさらに含むことを特徴とする請求項17に記載の画像処理装置。
- 前記第1のスペクトル推定部は、前記対象の分光スペクトルを推定する際にWiener推定を用いることを特徴とする請求項1〜18のいずれか一項に記載の画像処理装置。
- 前記第1のスペクトル推定部は、前記対象に含まれる複数の色素量を推定する際にLambert-Beerの法則を用いることを特徴とする請求項1〜19のいずれか一項に記載の画像処理装置。
- 撮像された画像に対して画像処理を施すことが可能であり、前記画像に関する画像情報を記憶する記憶部を備えたコンピュータが行う画像処理方法であって、
前記画像情報を前記記憶部から読み出し、この読み出した前記画像情報をもとに対象の分光スペクトルを推定する第1のスペクトル推定ステップと、
前記第1のスペクトル推定ステップで推定された対象の分光スペクトルを用いて前記対象に含まれる複数の色素量を推定する色素量推定ステップと、
前記色素量推定ステップで推定された複数の色素量を用いて第1の分光スペクトルを合成する第2のスペクトル推定ステップと、
前記第2のスペクトル推定ステップで合成された第1の分光スペクトルを前記対象の分光スペクトルから減算することによって差分スペクトルを算出するスペクトル減算ステップと、
前記色素量推定ステップで推定された複数の色素量の少なくとも一部を補正する色素量補正ステップと、
前記色素量補正ステップで補正された色素量を用いて第2の分光スペクトルを合成する第3のスペクトル推定ステップと、
前記第3のスペクトル推定ステップで合成された第2の分光スペクトルと前記差分スペクトルとを加算することによって第3の分光スペクトルを合成するスペクトル加算ステップと、
前記スペクトル加算ステップで合成された第3の分光スペクトルから表示用画像を合成する画像合成ステップと、
を有することを特徴とする画像処理方法。 - 撮像された画像に対して画像処理を施すことが可能であり、前記画像に関する画像情報を記憶する記憶部を備えたコンピュータに、
前記画像情報を前記記憶部から読み出し、この読み出した前記画像情報をもとに対象の分光スペクトルを推定する第1のスペクトル推定ステップ、
前記第1のスペクトル推定ステップで推定された対象の分光スペクトルを用いて前記対象に含まれる複数の色素量を推定する色素量推定ステップ、
前記色素量推定ステップで推定された複数の色素量を用いて第1の分光スペクトルを合成する第2のスペクトル推定ステップ、
前記第2のスペクトル推定ステップで合成された第1の分光スペクトルを前記対象の分光スペクトルから減算することによって差分スペクトルを算出するスペクトル減算ステップ、
前記色素量推定ステップで推定された複数の色素量の少なくとも一部を補正する色素量補正ステップ、
前記色素量補正ステップで補正された色素量を用いて第2の分光スペクトルを合成する第3のスペクトル推定ステップ、
前記第3のスペクトル推定ステップで合成された第2の分光スペクトルと前記差分スペクトルとを加算することによって第3の分光スペクトルを合成するスペクトル加算ステップ、
前記スペクトル加算ステップで合成された第3の分光スペクトルから表示用画像を合成する画像合成ステップ、
を実行させることを特徴とする画像処理プログラム。
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