JP2012003004A - 画像取得装置および画像取得方法 - Google Patents

Abstract

【課題】画像取得範囲からラベルを除外して、作業者の手間を省き、迅速に画像を取得することを可能とする。
【解決手段】試料を搭載し、ラベルが付されたスライドガラス２に対して異なる複数の照明光を照射する照明部９，１０と、該照明部９，１０により異なる複数の照明光が照射された際の画像をそれぞれ取得する画像取得部５、該画像取得部５により取得された複数の画像を減算または除算して得られた処理画像に基づいてラベルの領域を特定し、ラベルの領域を含まない画像取得範囲を設定する画像処理部７とを備える画像取得装置１を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は画像取得装置および画像取得方法に関するものである。

従来、複数のスライドガラスに搭載された試料のマクロ画像を取得し、取得されたマクロ画像を２値化することにより、試料を囲む矩形状の領域を、ミクロ画像を取得する際の画像取得範囲として設定する画像取得装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００７−２３３０９３号公報

しかしながら、実際のスライドガラス上には、画像を取得しようとする試料だけではなく、試料の種類等を特定するためのラベルが貼り付けられている。このため、マクロ画像を２値化する方法では、試料およびラベルが抽出されてしまう。また、ラベルの大きさや位置も変動するので、画像取得範囲を指定する作業は、現実的には作業者が手動で行わなければならず、煩雑であるという問題があった。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、スライドガラス上の試料の画像を取得する場合、特に、バーチャルスライドシステムに利用されるような多数枚のスライドガラス上の試料の画像を取得する場合に、画像取得範囲からラベルを除外して、作業者の手間を省き、迅速に画像を取得することを可能とする画像取得装置および画像取得方法を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、試料を搭載し、ラベルが付されたスライドガラスに対して異なる複数の照明光を照射する照明部と、該照明部により異なる複数の照明光が照射された際の画像をそれぞれ取得する画像取得部と、該画像取得部により取得された複数の画像を減算または除算して得られた処理画像に基づいてラベルおよび試料を特定し、試料を包含しラベルを含まない領域を画像取得範囲として設定する画像処理部とを備える画像取得装置を提供する。

本発明によれば、試料を搭載したスライドガラスに対して照明部から異なる複数の照明光を照射し、各照明光が照射される毎に画像取得部により画像を取得し、取得された複数の画像を画像処理部において減算または除算することにより処理画像が得られる。得られた処理画像は、試料とラベルとの特性の相違に基づいて、例えば、異なる輝度値を有する画像となる。したがって、この処理画像に基づいて簡易にラベルと試料とを判別することが可能となり、試料を包含しラベルを含まない画像取得範囲を設定することが可能となる。

すなわち、本発明によれば、試料の画像を取得するに先立って、手動によることなく、ラベルを除外した画像取得範囲を設定でき、作業者の手間を省き、かつ、画像取得に要する時間を短縮することができる。

上記発明においては、前記照明部が、前記スライドガラスに対して前記画像取得部と同じ側に配置された落射照明部と、前記スライドガラスを挟んで前記画像取得部とは反対側に配置された透過照明部とを備えていてもよい。
このようにすることで、落射照明部から発せられた照明光が、スライドガラス上のラベルにおいて反射するとともに、スライドガラス上の試料において蛍光を発生する。また、透過照明部から発せられた照明光が、スライドガラス上のラベルにおいて遮断されるとともに、試料において発生した蛍光が透過方向に発せられる。

すなわち、落射照明部からの照明光が発せられている際に画像取得部により取得される画像においては、スライドガラス上のラベルは照明光が反射して高い輝度を有し、標本において発生した蛍光が高い輝度を有する。一方、透過照明部からの照明光が発せられている際に画像取得部により取得される画像においては、スライドガラス上のラベルは照明光を透過せず低い輝度を有し、標本において発生した蛍光が高い輝度を有する。

したがって、一方の画像から他方の画像を減算または一方の画像で他方の画像を除算することにより、生成される処理画像は、スライド画像上におけるラベルと試料とがはっきり異なる輝度を有することとなり、簡易にラベルと試料とを判別することができる。

また、上記発明においては、前記画像処理部が、前記スライドガラスの一端側から前記処理画像の輝度値を判定し、輝度値が所定の閾値を超える領域をラベルの存在する領域として画像取得範囲から除外してもよい。
また、上記発明においては、前記画像処理部が、前記スライドガラスの両端側から前記処理画像の輝度値を判定し、輝度値が所定の閾値を超える領域をラベルの存在する領域として画像取得範囲から除外してもよい。
このようにすることで、スライドガラスの端部に配置されていることが多いラベルを迅速に判定することができる。

また、本発明は、試料を搭載し、ラベルが付されたスライドガラスに対して異なる複数の照明光を照射し、異なる複数の照明光が照射された際の画像をそれぞれ取得し、取得された複数の画像を減算または除算して得られた処理画像に基づいてラベルおよび試料を特定し、試料を包含しラベルを含まない領域を画像取得範囲として設定する画像取得方法を提供する。

本発明によれば、スライドガラス上の試料の画像を取得する場合、特に、バーチャルスライドシステムに利用されるような多数枚のスライドガラス上の試料の画像を取得する場合に、画像取得範囲からラベルを除外して、作業者の手間を省き、迅速に画像を取得することができるという利点がある。

本発明の一実施形態に係る画像取得装置を示す全体構成図である。 図１の画像取得装置により画像取得されるスライドガラスの一例を示す図であり、（ａ）は、図１の画像取得装置により取得された落射照明および透過照明の併用時のマクロ画像の一例を示す概念図、（ｂ）は、図１の画像取得装置により取得された透過照明時のマクロ画像の一例を示す概念図、（ｃ）は、（ａ）のマクロ画像から（ｂ）のマクロ画像を減算した差分画像の一例を示す概念図である。 本発明の一実施形態に係る画像取得方法を説明するフローチャートである。

以下、本発明の一実施形態に係る画像取得装置１および画像取得方法について、図面を参照して説明する。
本実施形態に係る画像取得装置１は、図１に示されるように、複数枚のスライドガラス２を収容するスライドガラス収容部３と、該スライドガラス収容部３に収容されているスライドガラス２を取り出して搬送する搬送部４と、搬送されたスライドガラス２のマクロ画像を取得する画像取得部としてのマクロ画像取得部５と、スライドガラス２のミクロ画像を取得するミクロ画像取得部６と、これらを制御する画像処理部としての制御部７とを備えている。

スライドガラス収容部３は、複数枚のスライドガラス２を間隔をあけて略平行に収容可能な複数の棚３ａを有している。スライドガラス２には、図２に示されるように、観察するための試料Ａが搭載されているとともに、その試料Ａの種類や採取日時等の情報を記入した非透過性のラベルＢが貼られている。本実施形態では、ラベルＢは、スライドガラス２の長手方向の一端に貼られている。

搬送部４は、制御部７により制御されるロボットアーム等により構成され、スライドガラス収容部３に収容されているスライドガラス２を１枚ずつ取り出してマクロ画像取得部５に搬送し、ミクロ画像取得部６においてミクロ画像の取得が終了したスライドガラス２をスライドガラス収容部３の棚３ａに戻すようになっている。

マクロ画像取得部５は、スライドガラス２を搭載するステージ８と、該ステージ８に搭載されたスライドガラス２に対して、上方から照明光を照射するハロゲンランプやＬＥＤ等の落射照明部としての落射照明光源９と、下方から照明光を照射する透過照明部としてのハロゲンランプやＬＥＤ等の透過照明光源１０と、上方においてスライドガラス２のほぼ全体の広域画像を取得するマクロ撮像部１１とを備えている。

落射照明光源９は、マクロ画像を取得するときに配置されるスライドガラス２に対して、マクロ画像取得部５と同じ側に配置されている。一方、透過照明光源１０は、マクロ画像を取得するときに配置されるスライドガラス２を挟んで、マクロ画像取得部５とは反対側に配置されている。

マクロ撮像部１１は、対物レンズ１２と、ＣＣＤ等の撮像素子１３とを備えている。
ステージ８は、水平で且つ互いに直交する二方向に移動可能であり、対物レンズ１２の光軸と後述するミクロ画像取得部６の対物レンズ２０の光軸との間でスライドガラス２を移動させるとともに、ミクロ画像取得部６におけるミクロ画像の取得時に、撮影位置を切り替えるよう動作させられるようになっている。

ミクロ画像取得部６は、ステージ８に搭載されたスライドガラス２の下方から照明光を照射する透過照明光学系１５と、スライドガラス２の上方においてスライドガラス２上の試料Ａの部分的なミクロ画像を取得する撮像光学系１６とを備えている。
透過照明光学系１５は、光源１７と、該光源１７からの照明光を絞る視野絞り１８と、該視野絞り１８を通過した照明光をスライドガラス２上の試料Ａに集光するコンデンサレンズ１９とを備えている。

撮像光学系１６は、スライドガラス２の上方に試料Ａに対向して配置される対物レンズ２０と、該対物レンズ２０によって集光された試料Ａからの光を結像させる結像レンズ２１と、ＣＣＤ等の撮像素子２２とを備えている。

制御部７には、該制御部７に対して観察条件や動作開始の指示等を入力するマウスおよびキーボードのような入力部２３と、取得された画像等を表示する表示部としてのモニタ２４とが接続されている。制御部７は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）であり、図３に示されるように、以下の処理を行うようになっている。なお、制御部７による画像処理は、ＧＰＵ（グラフィックス・プロセッシング・ユニット）を用いてもよい。 入力部２３から画像取得開始の指令が入力されると、制御部７は、搬送部４に指令してスライドガラス収容部３に収容されているスライドガラス２を１枚取り出してステージ８上に配置するようになっている（配置ステップＳ１）。

ステージ８上にスライドガラス２が配置されると、ステージ８は、まず、スライドガラス２をマクロ画像取得部５における対物レンズ１２の光軸上に配置するようになっている。これにより、マクロ画像取得部５は、スライドガラス２のほぼ全域のマクロ画像を取得する。

この場合において、マクロ画像取得部５では、まず、落射照明光源９および透過照明光源１０から照明光を照射して（照射ステップＳ２）、マクロ画像取得部５により落射・透過照明画像（双照明画像）を取得する（画像取得ステップＳ３）。次いで、落射照明光源９を消灯した状態で、透過照明光源１０から照明光を照射して（照射ステップＳ４）、マクロ画像取得部５により透過照明画像を取得する（画像取得ステップＳ５）。ステップＳ２，Ｓ３とステップＳ４，Ｓ５とは入れ替えてもよい。

なお、マクロ画像取得部５によって取得するマクロ画像は、カラー画像であっても、モノクロ画像であってもよい。ここで、マクロ画像がカラーの場合は、モノクロ画像に変換する。すなわち、カラーのマクロ画像は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）画素に対して、ＮＴＳＣ系加重平均法を用いてグレースケール変換する。

スライドガラス２に貼り付けられたラベルＢは光を透過しないので、落射照明および透過照明の併用時には、図２（ａ）に示されるように、照明光のラベルＢにおける反射光が撮影されて、ラベルＢの輝度が高いマクロ画像が取得される。一方、透過照明時には、ラベルＢにおいて照明光が遮断されることにより、図２（ｂ）に示されるように、ラベルＢの輝度が低いマクロ画像が取得される。

これに対して、スライドガラス２上の試料Ａは、光を透過する材質なので、図２（ａ），（ｂ）に示されるように、落射照明および透過照明の併用時においても透過照明時においても、ほぼ同等の輝度を有するマクロ画像が取得される。
制御部７は、取得された落射照明および透過照明の併用時のマクロ画像から透過照明時のマクロ画像を減算して、図２（ｃ）に示されるような差分画像（処理画像）を取得するようになっている（減算ステップＳ６）。

そして、制御部７は、取得された差分画像をスライドガラス２の一端部から順次画素列ごとに走査して、その輝度値が所定の閾値を超えるか否かを判定し、閾値を超えている領域をラベルＢの存在する領域として設定すると共に、ラベルＢの領域を含まない領域を画像取得範囲として設定するようになっている（画像取得範囲設定ステップＳ７）。
この画像取得範囲には、試料Ａの画像が含まれている。

次いで、制御部７は、スライドガラス２のマクロ画像中の、ラベルＢの領域を除外した残りの画像取得範囲において、試料Ａの存在する領域の抽出を行う（試料抽出ステップＳ８）。試料Ａの抽出は輪郭抽出等の既知の手法を用いて行う。

そして、制御部７は、特定された試料Ａの存在する領域を複数の小領域に分割し、ステージ８を駆動して、各小領域をミクロ画像取得部６の対物レンズ２０の光軸上に順次配置しつつ、ミクロ画像を取得する（ミクロ画像取得ステップＳ９）。
試料Ａ上の所望の小領域のミクロ画像が取得された後には、搬送部４がステージ８上からミクロ画像取得済みのスライドガラス２を取り出して搬送し、スライドガラス収容部３の空いている棚３ａに戻す（搬送ステップＳ１０）。
これらの処理を必要なスライドガラス２について繰り返すことにより、多数枚のスライドガラス２について、ミクロ画像を取得することができる。

このように構成された本実施形態に係る画像取得装置１によれば、落射照明と透過照明の２種類の照明におけるマクロ画像中のラベルＢの輝度の相違に基づいて、スライドガラス２上のラベルＢの領域を容易に特定することができ、試料Ａのミクロ画像を取得する際に、ラベルＢの領域における画像取得を行わずに済むという利点がある。その結果、試料Ａの領域を目視によってその都度特定する作業者の手間を省き、迅速にミクロ画像を取得することができる。

なお、本実施形態においては、落射照明および透過照明の併用時のマクロ画像から透過照明時のマクロ画像を減算することによりラベルＢの領域を検出することとしたが、これに代えて、透過照明時のマクロ画像から落射照明および透過照明の併用時のマクロ画像を減算してもよいし、一方のマクロ画像を他方のマクロ画像によって除算することにしてもよい。

また、本実施形態では、図２（ａ）のマクロ画像を、落射照明および透過照明の併用で取得したが、これに限らず、例えばスライドガラス２を反射しやすい白色の台座上に載置して落射照明のみで取得してもよい。
さらに、画像取得範囲設定ステップＳ７で用いる閾値は、操作者が入力部２３から入力して設定してもよい。

制御部７は、取得された差分画像をスライドガラス２の一端部から順次画素列ごとに走査していく中で、その画素の輝度値が一度閾値を超えた後に閾値以下となった時点で、上記走査を停止させるような制御をしてもよい。
また、制御部７は、上記走査を、操作者が入力部２３から入力して設定した位置例えばスライドガラス２の中心部分で停止させるような制御をしてもよい。

このような制御をすることよって、ラベルＢの領域を効率よく抽出することができる。
また、本実施形態では、スライドガラス２の一端部からラベルＢの存在する領域を順次判定していくこととしたが、両端から判定していくことにしてもよい。
このような制御をすることよって、ラベルＢがスライドガラス２の長手方向の両端に貼られていても、２つのラベルＢの領域を効率よく抽出することができる。
さらに、落射照明光源１０は、スポット光源として、ラベルＢの部分に照射するようにしてもよい。

Ａ 試料
Ｂ ラベル
１ 画像取得装置
２ スライドガラス
５ マクロ画像取得部（画像取得部）
７ 制御部（画像処理部）
９ 落射照明光源（照明部：落射照明部）
１０ 透過照明光源（照明部：透過照明部）
Ｓ２，Ｓ４ 照射ステップ（照明光照射ステップ）
Ｓ３，Ｓ５ 画像取得ステップ（マクロ画像取得ステップ）
Ｓ７ 画像取得範囲設定ステップ

Claims (5)

1. 試料を搭載し、ラベルが付されたスライドガラスに対して異なる複数の照明光を照射する照明部と、
   該照明部により異なる複数の照明光が照射された際の画像をそれぞれ取得する画像取得部と、
   該画像取得部により取得された複数の画像を減算または除算して得られた処理画像に基づいて前記ラベルの領域を特定し、該ラベルの領域を含まない画像取得範囲を設定する画像処理部とを備える画像取得装置。
2. 前記照明部が、前記スライドガラスに対して前記画像取得部と同じ側に配置された落射照明部と、前記スライドガラスを挟んで前記画像取得部とは反対側に配置された透過照明部とを備える請求項１に記載の画像取得装置。
3. 前記画像処理部が、前記スライドガラスの一端側から前記処理画像の輝度値を判定し、輝度値が所定の閾値を超える領域をラベルの存在する領域として画像取得範囲から除外する請求項１または請求項２に記載の画像取得装置。
4. 前記画像処理部が、前記スライドガラスの両端側から前記処理画像の輝度値を判定し、輝度値が所定の閾値を超える領域をラベルの存在する領域として画像取得範囲から除外する請求項１または請求項２に記載の画像取得装置。
5. 試料を搭載し、ラベルが付されたスライドガラスに対して異なる複数の照明光を照射し、
   異なる複数の照明光が照射された際の画像をそれぞれ取得し、
   取得された複数の画像を減算または除算して得られた処理画像に基づいて前記ラベルの領域を特定し、該ラベルの領域を含まない画像取得範囲を設定する画像取得方法。

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