JP2012098244A - Component distribution analysis method, component distribution analysis apparatus and program - Google Patents

Component distribution analysis method, component distribution analysis apparatus and program Download PDF

Info

Publication number
JP2012098244A
JP2012098244A JP2010248326A JP2010248326A JP2012098244A JP 2012098244 A JP2012098244 A JP 2012098244A JP 2010248326 A JP2010248326 A JP 2010248326A JP 2010248326 A JP2010248326 A JP 2010248326A JP 2012098244 A JP2012098244 A JP 2012098244A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
similarity
component
image
component distribution
measurement object
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2010248326A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Junichi Sugiyama
純一 杉山
Mizuki Tsuta
瑞樹 蔦
Mito Kokawa
美踏 粉川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Agriculture and Food Research Organization
Original Assignee
National Agriculture and Food Research Organization
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by National Agriculture and Food Research Organization filed Critical National Agriculture and Food Research Organization
Priority to JP2010248326A priority Critical patent/JP2012098244A/en
Publication of JP2012098244A publication Critical patent/JP2012098244A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a component distribution analysis method, component distribution analysis apparatus and program in which, in component distribution analysis for visualizing the distribution of a target component from an obtained fluorescent fingerprint, the target component can be further identified and the component can be quantitatively evaluated.SOLUTION: While changing an excitation wavelength to be radiated and a fluorescent wavelength to be observed step by step within a predetermined excitation wavelength range and a predetermined fluorescent wavelength range, a fluorescent intensity is measured at a plurality of measuring points on a measurement target, fluorescent fingerprint information at each measuring point on the measurement target is acquired, and the fluorescent fingerprint information of the measurement target acquired for each measuring point is comparted with fluorescent fingerprint information of a target component acquired beforehand to calculate a similarity index. On the basis of the similarity index, a color to color each measuring point is determined and color mapping of the color to color each measuring point is performed, and an image is acquired in which the component included in the measurement target is visualized.

Description

本発明は、成分分布分析方法、成分分布分析装置、および、プログラムに関する。   The present invention relates to a component distribution analysis method, a component distribution analysis device, and a program.

成分の分布状態は試料である測定対象物の性質に大きく関わっているため、従来から、目的とする成分分布を可視化する技術が多数開発されている。例えば、一般的に、測定対象物中の特定成分の分布の可視化には、染色を行い光学顕微鏡で観察する方法、または、凍結および乾燥を経て電子顕微鏡で観察する方法が用いられている。   Since the distribution state of the component is greatly related to the property of the measurement object as a sample, many techniques for visualizing the target component distribution have been developed. For example, in general, a method of staining and observing with an optical microscope or a method of observing with an electron microscope after freezing and drying is used to visualize the distribution of a specific component in a measurement object.

しかし、従来の目的とする成分分布を可視化する技術においては、測定対象物の染色、凍結、乾燥などの前処理を行う必要があった。これらの前処理の操作は、測定対象物に影響を与えてしまうため、測定のためのサンプリングが必要となり、また、前処理においては、多くの時間や熟練した技術を要し、更に、測定対象物を変質させてしまう可能性を有していた。加えて、前処理において測定対象物を均一に染色することは非常に難しいため、定量性を得ることが非常に困難であるという問題があった。   However, in the conventional technique for visualizing the target component distribution, it is necessary to perform pretreatment such as staining, freezing, and drying of the measurement object. Since these pretreatment operations affect the measurement object, sampling for measurement is required. In addition, the pretreatment requires a lot of time and skill, and further, the measurement object. There was a possibility of altering things. In addition, since it is very difficult to uniformly stain the measurement object in the pretreatment, there is a problem that it is very difficult to obtain quantitativeness.

そこで、近年、前処理を行わずにより簡便に、非破壊で目的とする成分分布を可視化する手法の開発が望まれていた。   Therefore, in recent years, there has been a demand for the development of a technique for visualizing the target component distribution more easily and non-destructively without performing pretreatment.

例えば、本出願人による特許文献1に記載の成分分布可視化方法においては、測定対象物を染色することなく、測定対象物に対して照射する励起波長、および、測定対象物から観測する蛍光波長を段階的に変化させながら蛍光強度を測定することにより取得した励起・蛍光マトリクス(Excitation Emission Matrix:EEM)(別名、「蛍光指紋」)を統計解析処理で情報圧縮して特徴的な蛍光特性を抽出し、抽出した蛍光特性に対応する色を用いてカラーマッピングすることにより測定対象物の複数成分を同時に画像表示している。   For example, in the component distribution visualization method described in Patent Document 1 by the present applicant, the excitation wavelength irradiated on the measurement object and the fluorescence wavelength observed from the measurement object are not stained without staining the measurement object. Excitation / excitation matrix (EEM) (also known as “fluorescence fingerprint”) acquired by measuring fluorescence intensity while changing in stages is compressed by statistical analysis to extract characteristic fluorescence characteristics Then, by performing color mapping using colors corresponding to the extracted fluorescence characteristics, a plurality of components of the measurement object are simultaneously displayed as images.

ここで、上記特許文献1および非特許文献1に記載される「蛍光指紋」とは、励起・蛍光マトリクス(Excitation−Emission Matrix: EEM)ともよばれ、測定対象物に照射する励起光の波長を連続的に変化させながら蛍光スペクトルを測定することによって得られる3次元データを意味する。蛍光指紋の形状は指紋のように成分特異的に決定されるため、測定者は、蛍光指紋に基づいて通常の単一波長での蛍光測定だけでは判別できない微妙な成分の差異を検出することができる。更に、測定者は、この蛍光指紋情報に加えて、位置情報(すなわち、画像における各画素の位置を示す空間情報)を伴って、各画素ごと、あるいは画素ブロックごとに蛍光指紋を測定する蛍光指紋イメージングを用いることで、測定対象物中の特定成分の分布を可視化することができる。   Here, the “fluorescence fingerprint” described in Patent Document 1 and Non-Patent Document 1 is also referred to as an excitation-fluorescence matrix (EEM), and the wavelength of the excitation light that irradiates the measurement object continuously. It means three-dimensional data obtained by measuring a fluorescence spectrum while changing it periodically. Since the shape of the fluorescent fingerprint is determined in a component-specific manner like a fingerprint, the measurer can detect subtle differences in components that cannot be determined by fluorescent measurement at a single single wavelength based on the fluorescent fingerprint. it can. In addition to the fluorescent fingerprint information, the measurer also includes the fluorescent fingerprint for measuring the fluorescent fingerprint for each pixel or each pixel block with positional information (that is, spatial information indicating the position of each pixel in the image). By using imaging, it is possible to visualize the distribution of specific components in the measurement object.

特許第3706914号公報Japanese Patent No. 3706914

下山進、野田裕子著、「三次元蛍光スペクトルにおける古代染織遺物に使用された染料の非破壊計測的計測」、分析化学、1992年Susumu Shimoyama, Yuko Noda, “Non-destructive measurement of dyes used in ancient dyeing artifacts in three-dimensional fluorescence spectra”, Analytical Chemistry, 1992

しかしながら、従来の成分分布可視化方法(例えば、特許文献1および非特許文献1等)においては、前処理を行わずにより簡便に、非破壊で目的とする成分分布を可視化することができるものの、可視化した成分分布が目的とする成分であるかを確認するために、成分の同定を行うことについては考慮していないという問題点を有していた。また、目的とする成分の量がどれくらいの量であるかなど成分を定量的に評価することまでは保証されていないという問題点を有していた。   However, in the conventional component distribution visualization method (for example, Patent Document 1 and Non-Patent Document 1), the target component distribution can be visualized more easily and non-destructively without performing preprocessing. In order to confirm whether or not the component distribution obtained is the target component, there is a problem that the identification of the component is not considered. In addition, there is a problem that it is not guaranteed until quantitative evaluation of the component such as how much the target component is.

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、得られた蛍光指紋から対象成分の分布を可視化する成分分布分析において、更に、目的とする成分の同定を行うことができ、かつ、成分を定量的に評価することができる成分分布分析方法、成分分布分析装置、および、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 problems, and in component distribution analysis for visualizing the distribution of the target component from the obtained fluorescent fingerprint, the target component can be further identified, and the component An object of the present invention is to provide a component distribution analysis method, a component distribution analysis device, and a program that can quantitatively evaluate.

このような目的を達成するため、本発明の成分分布分析方法は、測定対象物を分析する成分分布分析方法であって、所定の励起波長範囲および所定の蛍光波長範囲で、照射する励起波長および観測する蛍光波長を段階的に変化させながら、前記測定対象物上の複数の測定箇所における蛍光強度を測定して、前記測定対象物上の各測定箇所の蛍光指紋情報を取得する蛍光指紋情報取得工程、前記蛍光指紋情報取得工程にて各測定箇所ごとに取得した前記測定対象物の前記蛍光指紋情報と、予め取得された目的とする成分の蛍光指紋情報とを比較して、類似度指標を計算する類似度指標計算工程、前記類似度指標計算工程にて計算された前記類似度指標に基づいて各測定箇所に彩色すべき色を決定する色決定工程、および、前記各測定箇所に前記色決定工程にて決定された彩色すべき色をカラーマッピングし、前記測定対象物に含まれる前記成分を可視化した画像を取得する成分分布可視化工程、を含むことを特徴とする。   In order to achieve such an object, the component distribution analysis method of the present invention is a component distribution analysis method for analyzing an object to be measured, and includes an excitation wavelength to be irradiated in a predetermined excitation wavelength range and a predetermined fluorescence wavelength range, and Fluorescence fingerprint information acquisition for measuring fluorescence intensity at a plurality of measurement locations on the measurement object and acquiring fluorescence fingerprint information at each measurement location on the measurement object while gradually changing the fluorescence wavelength to be observed Step, comparing the fluorescence fingerprint information of the measurement object acquired for each measurement location in the fluorescence fingerprint information acquisition step with the fluorescence fingerprint information of the target component acquired in advance, and calculating a similarity index A similarity index calculation step to calculate, a color determination step to determine a color to be colored in each measurement location based on the similarity index calculated in the similarity index calculation step, and the measurement location to the measurement location The color to be painted determined at decision step and color mapping, component distribution visualizing step of acquiring an image visualizing the components included in the object to be measured, characterized in that it comprises a.

また、本発明の成分分布分析方法は、上記記載の成分分布分析方法において、前記成分分布可視化工程にて取得された、前記画像と、当該画像の前記成分とは別の成分を可視化した別の画像と、を合成して、前記測定対象物に含まれる複数の成分を同時に可視化した合成画像を作成する合成画像作成工程、を更に含むことを特徴とする。   Further, the component distribution analysis method of the present invention is the component distribution analysis method described above, wherein the image acquired in the component distribution visualization step and another component that visualizes a component other than the component of the image are visualized. And a composite image creation step of creating a composite image in which a plurality of components included in the measurement object are simultaneously visualized by combining the images.

また、本発明の成分分布分析方法は、上記記載の成分分布分析方法において、前記類似度指標は、コサイン類似度、ピアソンの相関係数、偏差パターン類似度、ユークリッド距離類似度、Morisitaの類似度指数、標準ユークリッド距離類似度、マハラノビス距離類似度、マンハッタン距離類似度、チェビシェフ距離類似度、ミンコフスキー距離類似度、ジャッカード係数類似度、ダイス係数類似度、および、シンプソン係数類似度のうち少なくとも1つであることを特徴とする。   The component distribution analysis method of the present invention is the component distribution analysis method described above, wherein the similarity index includes cosine similarity, Pearson correlation coefficient, deviation pattern similarity, Euclidean distance similarity, and Morisita similarity. At least one of exponent, standard Euclidean distance similarity, Mahalanobis distance similarity, Manhattan distance similarity, Chebyshev distance similarity, Minkowski distance similarity, Jackard coefficient similarity, Dice coefficient similarity, and Simpson coefficient similarity It is characterized by being.

また、本発明の成分分布分析方法は、上記記載の成分分布分析方法において、前記成分は、生体由来の成分であることを特徴とする。   The component distribution analysis method of the present invention is characterized in that in the component distribution analysis method described above, the component is a component derived from a living body.

また、本発明の成分分布分析方法は、上記記載の成分分布分析方法において、前記生体由来の成分は、タンパク質、澱粉、多糖類、ミネラル、および、脂質からなる群より選ばれる少なくとも1つを含むことを特徴とする。   Moreover, the component distribution analysis method of the present invention is the component distribution analysis method described above, wherein the biological component includes at least one selected from the group consisting of protein, starch, polysaccharides, minerals, and lipids. It is characterized by that.

また、本発明の成分分布分析装置は、測定対象物に所定の励起波長を照射する分光照明装置と、所定の蛍光波長で前記測定対象物を観察する分光撮影装置とを備えた、前記測定対象物の成分分布を分析する成分分布分析装置であって、所定の励起波長範囲および所定の蛍光波長範囲で、照射する励起波長および観測する蛍光波長を段階的に変化させながら、前記測定対象物上の複数の測定箇所における蛍光強度を測定して、前記測定対象物上の各測定箇所の蛍光指紋情報を取得する蛍光指紋情報取得部、前記蛍光指紋情報取得部により各測定箇所ごとに取得した前記測定対象物の前記蛍光指紋情報と、予め取得された目的とする成分の蛍光指紋情報とを比較して、類似度指標を計算する類似度指標計算部、前記類似度指標計算部により計算された前記類似度指標に基づいて各測定箇所に彩色すべき色を決定する色決定部、および、前記各測定箇所に前記色決定部により決定された彩色すべき色をカラーマッピングし、前記測定対象物に含まれる前記成分を可視化した画像を取得する成分分布可視化部、を備えたことを特徴とする。   In addition, the component distribution analyzer of the present invention includes the spectroscopic illumination device that irradiates the measurement target with a predetermined excitation wavelength and the spectroscopic imaging device that observes the measurement target with a predetermined fluorescence wavelength. A component distribution analyzer for analyzing a component distribution of an object, wherein the irradiation excitation wavelength and the observation fluorescence wavelength are changed stepwise in a predetermined excitation wavelength range and a predetermined fluorescence wavelength range on the measurement object. Fluorescence fingerprint information acquisition unit for measuring fluorescence intensity at a plurality of measurement locations and acquiring fluorescence fingerprint information of each measurement location on the measurement object, acquired for each measurement location by the fluorescence fingerprint information acquisition unit A similarity index calculator that calculates the similarity index by comparing the fluorescent fingerprint information of the measurement object with the fluorescence fingerprint information of the target component acquired in advance, and calculated by the similarity index calculator A color determining unit that determines a color to be colored at each measurement location based on the similarity index; and color mapping the color to be colored determined by the color determination unit at each measurement location; A component distribution visualization unit that acquires an image in which the component included in the object is visualized is provided.

また、本発明の成分分布分析装置は、上記記載の成分分布分析装置において、前記成分分布可視化部により取得された、前記画像と、当該画像の前記成分とは別の成分を可視化した別の画像と、を合成して、前記測定対象物に含まれる複数の成分を同時に可視化した合成画像を作成する合成画像作成部、を更に備えたことを特徴とする。   The component distribution analyzer of the present invention is the component distribution analyzer described above, wherein the image acquired by the component distribution visualization unit and another image obtained by visualizing a component other than the component of the image. And a synthesized image creating unit that creates a synthesized image in which a plurality of components included in the measurement object are visualized simultaneously.

また、本発明の成分分布分析装置は、上記記載の成分分布分析装置において、前記類似度指標は、コサイン類似度、ピアソンの相関係数、偏差パターン類似度、ユークリッド距離類似度、Morisitaの類似度指数、標準ユークリッド距離類似度、マハラノビス距離類似度、マンハッタン距離類似度、チェビシェフ距離類似度、ミンコフスキー距離類似度、ジャッカード係数類似度、ダイス係数類似度、および、シンプソン係数類似度のうち少なくとも1つであることを特徴とする。   In the component distribution analyzer of the present invention, the similarity index includes cosine similarity, Pearson correlation coefficient, deviation pattern similarity, Euclidean distance similarity, and Morisita similarity. At least one of exponent, standard Euclidean distance similarity, Mahalanobis distance similarity, Manhattan distance similarity, Chebyshev distance similarity, Minkowski distance similarity, Jackard coefficient similarity, Dice coefficient similarity, and Simpson coefficient similarity It is characterized by being.

また、本発明の成分分布分析装置は、上記記載の成分分布分析装置において、前記成分は、生体由来の成分であることを特徴とする。   Moreover, the component distribution analyzer of the present invention is characterized in that in the component distribution analyzer described above, the component is a component derived from a living body.

また、本発明の成分分布分析装置は、上記記載の成分分布分析装置において、前記生体由来の成分は、タンパク質、澱粉、多糖類、ミネラル、および、脂質からなる群より選ばれる少なくとも1つを含むことを特徴とする。   The component distribution analyzer of the present invention is the component distribution analyzer described above, wherein the biological component includes at least one selected from the group consisting of protein, starch, polysaccharides, minerals, and lipids. It is characterized by that.

また、本発明のプログラムは、測定対象物に所定の励起波長を照射する分光照明装置と、所定の蛍光波長で前記測定対象物を観察する分光撮影装置とを備えた、前記測定対象物の成分分布を分析する成分分布分析装置に実行させるためのプログラムであって、上記成分分布分析装置において、所定の励起波長範囲および所定の蛍光波長範囲で、照射する励起波長および観測する蛍光波長を段階的に変化させながら、前記測定対象物上の複数の測定箇所における蛍光強度を測定して、前記測定対象物上の各測定箇所の蛍光指紋情報を取得する蛍光指紋情報取得工程、前記蛍光指紋情報取得工程にて各測定箇所ごとに取得した前記測定対象物の前記蛍光指紋情報と、予め取得された目的とする成分の蛍光指紋情報とを比較して、類似度指標を計算する類似度指標計算工程、前記類似度指標計算工程にて計算された前記類似度指標に基づいて各測定箇所に彩色すべき色を決定する色決定工程、および、前記各測定箇所に前記色決定工程にて決定された彩色すべき色をカラーマッピングし、前記測定対象物に含まれる前記成分を可視化した画像を取得する成分分布可視化工程、を実行させることを特徴とする。   The program of the present invention includes a spectral illumination device that irradiates a measurement object with a predetermined excitation wavelength, and a spectroscopic imaging device that observes the measurement object with a predetermined fluorescence wavelength. A program for causing a component distribution analyzer to analyze a distribution, wherein in the component distribution analyzer, the excitation wavelength to be irradiated and the fluorescence wavelength to be observed are stepwise in a predetermined excitation wavelength range and a predetermined fluorescence wavelength range. A fluorescence fingerprint information acquisition step of measuring fluorescence intensity at a plurality of measurement locations on the measurement object and acquiring fluorescence fingerprint information at each measurement location on the measurement object, The similarity index is calculated by comparing the fluorescent fingerprint information of the measurement object acquired for each measurement location in the process with the fluorescent fingerprint information of the target component acquired in advance. A similarity index calculation step, a color determination step for determining a color to be colored at each measurement location based on the similarity index calculated in the similarity index calculation step, and the color determination at each measurement location A component distribution visualization step of performing color mapping of the color to be colored determined in the step and acquiring an image in which the component included in the measurement object is visualized is executed.

また、本発明のプログラムは、上記記載のプログラムにおいて、前記成分分布可視化工程にて取得された、前記画像と、当該画像の前記成分とは別の成分を可視化した別の画像と、を合成して、前記測定対象物に含まれる複数の成分を同時に可視化した合成画像を作成する合成画像作成工程、を更に実行させることを特徴とする。   Further, the program of the present invention synthesizes the image acquired in the component distribution visualization step and another image obtained by visualizing a component different from the component of the image in the program described above. And a composite image creating step of creating a composite image in which a plurality of components included in the measurement object are simultaneously visualized.

また、本発明のプログラムは、上記記載のプログラムにおいて、前記類似度指標は、コサイン類似度、ピアソンの相関係数、偏差パターン類似度、ユークリッド距離類似度、Morisitaの類似度指数、標準ユークリッド距離類似度、マハラノビス距離類似度、マンハッタン距離類似度、チェビシェフ距離類似度、ミンコフスキー距離類似度、ジャッカード係数類似度、ダイス係数類似度、および、シンプソン係数類似度のうち少なくとも1つであることを特徴とする。   In the program according to the present invention, the similarity index includes cosine similarity, Pearson correlation coefficient, deviation pattern similarity, Euclidean distance similarity, Morisita similarity index, and standard Euclidean distance similarity. At least one of degree, Mahalanobis distance similarity, Manhattan distance similarity, Chebyshev distance similarity, Minkowski distance similarity, Jackard coefficient similarity, Dice coefficient similarity, and Simpson coefficient similarity To do.

また、本発明のプログラムは、上記記載のプログラムにおいて、前記成分は、生体由来の成分であることを特徴とする。   The program of the present invention is characterized in that, in the above program, the component is a component derived from a living body.

また、本発明のプログラムは、上記記載のプログラムにおいて、前記生体由来の成分は、タンパク質、澱粉、多糖類、ミネラル、および、脂質からなる群より選ばれる少なくとも1つを含むことを特徴とする。   The program of the present invention is characterized in that, in the above program, the biological component includes at least one selected from the group consisting of protein, starch, polysaccharide, mineral, and lipid.

このように、本発明は、蛍光指紋とイメージング手法を組み合わせた蛍光指紋イメージングを用いて測定対象物の各画素単位で蛍光指紋を測定し、目的とする成分単品の蛍光指紋との類似度を調べ、その類似度を色に変換することによって、目的とする成分である目的成分の分布を定量的に可視化し、評価することを特徴とする。   As described above, the present invention measures the fluorescence fingerprint for each pixel of the measurement object using the fluorescence fingerprint imaging that combines the fluorescence fingerprint and the imaging technique, and examines the similarity to the fluorescence fingerprint of the target component alone. The distribution of the target component, which is the target component, is quantitatively visualized and evaluated by converting the similarity to a color.

この発明によれば、所定の励起波長範囲および所定の蛍光波長範囲で、照射する励起波長および観測する蛍光波長を段階的に変化させながら、測定対象物の蛍光画像を構成する各画素単位、あるいは画素ブロック単位を測定箇所として蛍光強度を測定することにより、測定対象物上の各測定箇所の蛍光指紋情報を取得し、各測定箇所ごとに取得した測定対象物の蛍光指紋情報と、予め取得された目的とする成分(目的成分)の蛍光指紋情報とを比較して、両者間の類似度に相当する指標(すなわち、類似度指標)を計算し、計算された類似度指標に基づいて各測定箇所に彩色すべき色を決定し、各測定箇所に決定された彩色すべき色をカラーマッピングすることにより、類似度指標を色で可視化した画像が取得される。その結果、各測定箇所において目的とする成分の同定を行うことができ、かつ、成分を定量的に評価することができるという効果を奏する。これにより、本発明は、予め特定した目的成分の分布を定量性をもって可視化することができるという効果を奏する。また、本発明は、目的とする成分が複数であっても、予め取得された複数の目的成分の蛍光指紋が既知であれば、測定対象物の蛍光指紋イメージングを計測することで、類似度は成分毎に計算されるため、複数の目的成分の分布を定量的に別々に可視化することができるという効果を奏する。   According to the present invention, in a predetermined excitation wavelength range and a predetermined fluorescence wavelength range, while changing the excitation wavelength to be irradiated and the fluorescence wavelength to be observed in a stepwise manner, By measuring the fluorescence intensity using the pixel block unit as a measurement location, the fluorescence fingerprint information of each measurement location on the measurement target is acquired, and the fluorescence fingerprint information of the measurement target acquired for each measurement location is acquired in advance. The target component (target component) is compared with the fluorescence fingerprint information, and an index corresponding to the similarity between them (ie, the similarity index) is calculated, and each measurement is performed based on the calculated similarity index. By determining the color to be colored at the location and color mapping the color to be colored determined at each measurement location, an image in which the similarity index is visualized by color is acquired. As a result, the target component can be identified at each measurement location, and the component can be evaluated quantitatively. Thereby, this invention has an effect that the distribution of the target component specified beforehand can be visualized with quantitativeness. In addition, even if there are a plurality of target components, the present invention measures the fluorescence fingerprint imaging of a measurement object if the fluorescence fingerprints of a plurality of target components acquired in advance are known, and the similarity is obtained. Since the calculation is performed for each component, the distribution of a plurality of target components can be visualized separately and quantitatively.

また、この発明によれば、取得されたある目的成分の可視化画像と当該画像の成分とは別の成分を異なった色で可視化した別の画像とを合成して、測定対象物に含まれる複数の成分を同時に可視化した合成画像を作成するので、可視化された各成分の分布を重ね合わせた状態で評価することになり、各成分の関係性を調べることができるという効果を奏する。   In addition, according to the present invention, a plurality of images included in the measurement object are obtained by synthesizing the acquired visualized image of a target component and another image obtained by visualizing a component different from the component of the image with a different color. Since a composite image in which the components are visualized at the same time is created, the distribution of the visualized components is evaluated in a superimposed state, and the relationship between the components can be examined.

また、この発明によれば、類似度指標は、コサイン類似度、ピアソンの相関係数、偏差パターン類似度、ユークリッド距離類似度、Morisitaの類似度指数、標準ユークリッド距離類似度、マハラノビス距離類似度、マンハッタン距離類似度、チェビシェフ距離類似度、ミンコフスキー距離類似度、ジャッカード係数類似度、ダイス係数類似度、および、シンプソン係数類似度のうち少なくとも1つを用いることができる。これにより、本発明は、多変量パラメータからなる蛍光指紋の比較を類似度指標という一つの連続した指標に置換することにより、目的とする成分の同定をより正確に行うことができ、かつ、成分の定量性をより正確に得ることができるという効果を奏する。   Further, according to the present invention, the similarity index includes cosine similarity, Pearson correlation coefficient, deviation pattern similarity, Euclidean distance similarity, Morisita similarity index, standard Euclidean distance similarity, Mahalanobis distance similarity, At least one of Manhattan distance similarity, Chebyshev distance similarity, Minkowski distance similarity, Jackard coefficient similarity, Dice coefficient similarity, and Simpson coefficient similarity can be used. Thereby, the present invention can more accurately identify the target component by replacing the comparison of the fluorescence fingerprints composed of multivariate parameters with one continuous index called the similarity index, and the component There is an effect that the quantitative property can be more accurately obtained.

また、この発明によれば、蛍光指紋が取得できる成分であれば原理的には可視化ができる。蛍光指紋を有する成分は、タンパク質、澱粉、多糖類、ミネラル、脂質あるいは、これらの複合物、およびその他の生体由来の成分が考えられ、これらからなる群より選ばれる少なくとも1つを含めば、成分分布分析を行うことができるという効果を奏する。   Further, according to the present invention, in principle, any component that can acquire a fluorescent fingerprint can be visualized. The component having a fluorescent fingerprint may be a protein, starch, polysaccharide, mineral, lipid, or a composite thereof, and other biological components, and includes at least one selected from the group consisting of these components. There is an effect that distribution analysis can be performed.

図1は、蛍光指紋の一例を3次元データの等高線状のグラフにて示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an example of a fluorescent fingerprint as a contour graph of three-dimensional data. 図2は、図1の蛍光指紋の一例を平面的に表した俯瞰図である。FIG. 2 is a bird's-eye view showing an example of the fluorescent fingerprint of FIG. 図3は、本発明の成分分布分析方法の処理を示すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing the processing of the component distribution analysis method of the present invention. 図4は、蛍光画像の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a fluorescence image. 図5は、測定対象物の蛍光画像の各画素における蛍光指紋の一例を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a fluorescent fingerprint in each pixel of a fluorescent image of a measurement object. 図6は、予め取得された目的成分の蛍光指紋の一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a fluorescent fingerprint of a target component acquired in advance. 図7は、コサイン類似度の一例を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an example of cosine similarity. 図8は、コサイン類似度の一例を示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating an example of cosine similarity. 図9は、コサイン類似度の一例を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating an example of cosine similarity. 図10は、異なる類似度指標の蛍光指紋と色軸の一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an example of fluorescent fingerprints and color axes of different similarity indices. 図11は、測定対象物グルテンに対して、目的成分グルテンの蛍光指紋との類似度指標を求め、グルテンを可視化した画像の一例を示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating an example of an image obtained by obtaining a similarity index of a target component gluten with a fluorescent fingerprint for a measurement target gluten and visualizing the gluten. 図12は、測定対象物パン生地に対して、目的成分グルテンの蛍光指紋との類似度指標を求め、パン生地中のグルテンを可視化した画像の一例を示す図である。FIG. 12 is a diagram illustrating an example of an image obtained by obtaining a similarity index with a fluorescent fingerprint of a target component gluten for a measurement object bread dough and visualizing gluten in the bread dough. 図13は、測定対象物デンプンに対して、目的成分グルテンの蛍光指紋との類似度指標を求め、デンプン中のグルテンを可視化した画像の一例を示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating an example of an image obtained by obtaining a similarity index with a fluorescent fingerprint of a target component gluten for a measurement target starch and visualizing gluten in starch. 図14は、測定対象物グルテンに対して、目的成分デンプンの蛍光指紋との類似度指標を求め、グルテン中のデンプンを可視化した画像の別の一例を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing another example of an image obtained by obtaining a similarity index with a fluorescent fingerprint of the target component starch for the measurement target gluten and visualizing starch in gluten. 図15は、測定対象物パン生地に対して、目的成分デンプンの蛍光指紋との類似度指標を求め、パン生地中のデンプンを可視化した画像の別の一例を示す図である。FIG. 15 is a diagram illustrating another example of an image obtained by obtaining a similarity index with a fluorescent fingerprint of a target ingredient starch for a measurement object bread dough and visualizing starch in the bread dough. 図16は、測定対象物デンプンに対して、目的成分デンプンの蛍光指紋との類似度指標を求め、デンプンを可視化した画像の別の一例を示す図である。FIG. 16 is a diagram illustrating another example of an image in which starch is visualized by obtaining a similarity index with the fluorescent fingerprint of the target component starch for the measurement target starch. 図17は、図12のグルテンを可視化したパン生地の画像と、図15のデンプンを可視化したパン生地の画像とを合成した合成画像の一例を示す図である。FIG. 17 is a diagram showing an example of a composite image obtained by synthesizing the image of bread dough visualized with gluten in FIG. 12 and the image of bread dough visualized with starch in FIG. 図18は、本実施形態の成分分布分析システムの構成の一例を示すブロック図である。FIG. 18 is a block diagram showing an example of the configuration of the component distribution analysis system of the present embodiment. 図19は、蛍光画像撮影装置の一例を示すブロック図である。FIG. 19 is a block diagram illustrating an example of a fluorescent image photographing device. 図20は、蛍光画像撮影装置の一例を示す斜視図である。FIG. 20 is a perspective view showing an example of a fluorescent image photographing device. 図21は、ローダミンBによりグルテンを赤色に染色したグルテンの染色画像の一例を示す図である。FIG. 21 is a diagram showing an example of a stained image of gluten in which gluten is stained red with rhodamine B. 図22は、FITCによりデンプンを緑色に染色したデンプンの染色画像の一例を示す図である。FIG. 22 is a diagram illustrating an example of a stained image of starch obtained by staining starch green with FITC. 図23は、図21のグルテンの染色画像と、図22のデンプンの染色画像とを合成した合成染色画像の一例を示す図である。FIG. 23 is a diagram showing an example of a synthetic stained image obtained by synthesizing the gluten stained image of FIG. 21 and the starch stained image of FIG. 図24は、図17の合成画像について、デンプンとのコサイン類似度とグルテンとのコサイン類似度との補完関係を示す図である。FIG. 24 is a diagram showing a complementary relationship between the cosine similarity with starch and the cosine similarity with gluten for the composite image in FIG. 17. 図25は、図23の合成染色画像について、デンプンの蛍光強度とグルテンの蛍光強度との補完関係を示す図である。FIG. 25 is a diagram showing a complementary relationship between the fluorescence intensity of starch and the fluorescence intensity of gluten in the synthetic stained image of FIG. 図26は、ミキシング不足段階のパン生地の合成画像の一例を示す図である。FIG. 26 is a diagram illustrating an example of a composite image of bread dough at the stage of insufficient mixing. 図27は、最適ミキシング段階のパン生地の合成画像の一例を示す図である。FIG. 27 is a diagram illustrating an example of a composite image of bread dough at the optimum mixing stage. 図28は、ミキシング過剰段階のパン生地の合成画像の一例を示す図である。FIG. 28 is a diagram showing an example of a composite image of bread dough at an excessive mixing stage. 図29は、成分分布が不均一の場合における成分分布定量化処理の一例を示す図である。FIG. 29 is a diagram illustrating an example of component distribution quantification processing when the component distribution is non-uniform. 図30は、成分分布が不均一の場合における成分分布定量化処理の別の一例を示す図である。FIG. 30 is a diagram illustrating another example of the component distribution quantification process when the component distribution is non-uniform. 図31は、成分分布が均一の場合における成分分布定量化処理の一例を示す図である。FIG. 31 is a diagram illustrating an example of a component distribution quantification process when the component distribution is uniform. 図32は、成分分布が均一の場合における成分分布定量化処理の別の一例を示す図である。FIG. 32 is a diagram illustrating another example of the component distribution quantification process when the component distribution is uniform. 図33は、成分分布の定量化結果の一例を示す図である。FIG. 33 is a diagram illustrating an example of the result of quantifying the component distribution. 図34は、各ミキシング段階における成分分布の均一さの一例を示す図である。FIG. 34 is a diagram illustrating an example of uniformity of component distribution in each mixing stage. 図35は、各ミキシング段階における気泡面積割合の一例を示す図である。FIG. 35 is a diagram showing an example of the bubble area ratio in each mixing stage.

以下に、本発明の実施の形態にかかる〔I〕成分分布分析方法および〔II〕成分分布分析システム並びにプログラムの好適な実施の形態の例を、図1〜図20を参照し詳細に説明する。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。   Examples of preferred embodiments of [I] component distribution analysis method, [II] component distribution analysis system, and program according to embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to FIGS. . Note that the present invention is not limited to the embodiments.

〔I〕成分分布分析方法
まず、図1および図2を参照し、蛍光指紋について説明する。ここで、図1は、蛍光指紋の一例を3次元データの等高線状のグラフにて示す図である。また、図2は、図1の蛍光指紋の一例を平面的に表した俯瞰図である。
[I] Component Distribution Analysis Method First, the fluorescence fingerprint will be described with reference to FIGS. 1 and 2. Here, FIG. 1 is a diagram showing an example of a fluorescent fingerprint as a contour graph of three-dimensional data. FIG. 2 is a bird's-eye view showing an example of the fluorescent fingerprint of FIG.

本実施形態において、「蛍光指紋」とは、図1に示すように、測定対象物に照射する励起波長λEx、測定対象物から発する発光の蛍光波長λEm、測定対象物の蛍光強度IEx,Emの3軸からなる3次元データの等高線状のグラフである。 In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the “fluorescence fingerprint” refers to an excitation wavelength λ Ex irradiating the measurement object, a fluorescence wavelength λ Em of light emitted from the measurement object, and a fluorescence intensity I Ex of the measurement object. , Em is a contour graph of three-dimensional data composed of three axes.

また、図2に示すように、「蛍光指紋」は、横軸を蛍光波長、縦軸を励起波長として各ポイントの蛍光強度を等高線プロットすることにより平面的に表すことができる。蛍光指紋は、測定対象物に対し蛍光染色等の前処理をせずにキャラクタリゼーションが可能であること、操作が容易で短時間で測定できること、さらに紫外部吸光度に比べ感度が高いなどの長所を有することから、食品等の内部構造の分析や、大気中の浮遊物の測定や、染料の原料特定などに汎用されている手法である。   Further, as shown in FIG. 2, the “fluorescence fingerprint” can be represented in a plane by plotting the fluorescence intensity at each point in a contour line with the horizontal axis representing the fluorescence wavelength and the vertical axis representing the excitation wavelength. Fluorescent fingerprints have the advantages of being able to characterize the measurement object without pretreatment such as fluorescent staining, being easy to operate and measuring in a short time, and being more sensitive than UV absorbance. Therefore, it is a widely used technique for analyzing the internal structure of foods, measuring suspended matters in the atmosphere, and specifying dye raw materials.

本実施形態において、本成分分布分析方法は、この蛍光指紋を利用して、3次元の膨大な情報量(データ量)から目的とする成分固有の蛍光情報のみを非破壊で計測して抽出し、物質の内部の成分分布を可視化するものであり、更に、成分の同定(識別)を行い、成分を定量的に評価する(例えば、成分の定量性を得る)ものである。   In this embodiment, this component distribution analysis method uses this fluorescence fingerprint to measure and extract only the fluorescence information specific to the target component from a three-dimensional enormous amount of information (data amount). In this method, the component distribution inside the substance is visualized, and further, the component is identified (identified) to quantitatively evaluate the component (for example, to obtain the quantitative property of the component).

以下、一例として、測定対象物としてパン生地を蛍光指紋に基づいて計測・解析することによりパン生地中のグルテンおよび/またはデンプンの分布を可視化する処理について、図3のフローチャートに沿って適宜図4〜図17を参照しつつ説明する。   Hereinafter, as an example, the process of visualizing the distribution of gluten and / or starch in the bread dough by measuring and analyzing the bread dough as a measurement object based on the fluorescence fingerprint, as appropriate according to the flowchart of FIG. This will be described with reference to FIG.

図3に示すように、本成分分布分析方法において、まず前提として成分分布を分析する測定対象物が測定者により準備される(ステップS1)。   As shown in FIG. 3, in this component distribution analysis method, first, a measurement object for analyzing a component distribution is prepared by a measurer as a premise (step S1).

ここで、本実施形態において、「測定対象物」とは、蛍光指紋を用いて成分分布を分析する際の測定対象である試料を意味する。一例として、測定対象物は、例えば、穀粉製品(例えば、パン生地、うどんやそば等の麺類、クッキーやケーキ等の菓子類など)を少なくとも含んでもよい。なお、本実施形態において、測定対象物は、これらに限定されず、蛍光指紋を用いて成分分布を分析可能なその他の試料であってもよい。   Here, in the present embodiment, the “measurement object” means a sample that is a measurement object when analyzing a component distribution using a fluorescent fingerprint. As an example, the measurement object may include at least a flour product (for example, bread dough, noodles such as udon and soba, and confectionery such as cookies and cakes). In the present embodiment, the measurement object is not limited to these, and may be another sample that can analyze the component distribution using a fluorescent fingerprint.

また、本実施形態において、「成分」は、測定対象物に含まれる成分を意味する。一例として、成分は、例えば、生体由来の成分であってもよい。また、生体由来の成分は、例えば、タンパク質(例えば、グルテン等)、澱粉(デンプン)、多糖類、ミネラル、および、脂質からなる群より選ばれる少なくとも1つを含んでもよい。なお、本実施形態において、成分は、これらに限定されず、これらの成分の複合物、および/または、その他の生体由来の成分であってもよい。   In the present embodiment, “component” means a component contained in the measurement object. As an example, the component may be a component derived from a living body, for example. In addition, the biological component may include, for example, at least one selected from the group consisting of proteins (eg, gluten), starch (starch), polysaccharides, minerals, and lipids. In addition, in this embodiment, a component is not limited to these, The composite of these components and / or other components derived from a living body may be sufficient.

そして、本成分分布分析方法では、次に蛍光指紋情報取得工程において、ステップS1にて準備された測定対象物の蛍光指紋を各画素ごとに測定する(ステップS2)。すなわち、ステップS2の蛍光指紋情報取得工程において、所定の励起波長範囲および所定の蛍光波長範囲で、照射する励起波長および観測する蛍光波長を段階的に変化させながら、測定対象物上の複数の測定箇所(すなわち、測定対象物の蛍光画像を構成する各画素単位あるいは画素ブロック単位)における蛍光強度を測定して、測定対象物上の各測定箇所の蛍光指紋情報を取得する。   Then, in this component distribution analysis method, in the fluorescent fingerprint information acquisition step, the fluorescent fingerprint of the measurement object prepared in step S1 is measured for each pixel (step S2). That is, in the fluorescence fingerprint information acquisition step of step S2, a plurality of measurements on the measurement object are performed while changing the excitation wavelength to be irradiated and the fluorescence wavelength to be observed in a stepwise manner within a predetermined excitation wavelength range and a predetermined fluorescence wavelength range. The fluorescence intensity at each location (that is, each pixel unit or pixel block unit constituting the fluorescence image of the measurement object) is measured, and fluorescence fingerprint information of each measurement location on the measurement object is acquired.

ここで、図4を参照し、ステップS2の蛍光指紋情報取得工程の一例について説明する。ここで、図4は、蛍光画像の一例を示す図である。   Here, with reference to FIG. 4, an example of the fluorescence fingerprint information acquisition process of step S2 is demonstrated. Here, FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the fluorescence image.

例えば、図4に示すように、ステップS2の蛍光指紋情報取得工程において、撮影された例えば63枚の蛍光画像の測定範囲内における例えば1344×1024の画素(ピクセル)1つずつについて蛍光指紋を測定する。この際、測定者は、励起波長(例えば、260〜320nmの範囲内で10nm間隔ごとの7波長)と蛍光波長(例えば、370〜450nmの範囲において10nm間隔で9波長)の組み合わせを変えながら、合計63通りの波長条件で、測定対象物(例えば、パン生地)の蛍光画像を撮影する。ここで、1画素について撮影画像方向に串刺しにして63個の輝度値を抽出し、励起波長軸と蛍光波長軸にプロットすれば、その画素における蛍光指紋を図5に示すように描画することができる。   For example, as shown in FIG. 4, in the fluorescent fingerprint information acquisition step of step S2, the fluorescent fingerprint is measured for each 1344 × 1024 pixels (pixels) within the measurement range of 63 fluorescent images taken, for example. To do. At this time, the measurer changes the combination of the excitation wavelength (for example, 7 wavelengths at intervals of 10 nm within the range of 260 to 320 nm) and the fluorescence wavelength (for example, 9 wavelengths at intervals of 10 nm in the range of 370 to 450 nm) A fluorescent image of the measurement object (for example, bread dough) is taken under a total of 63 wavelength conditions. Here, if 63 luminance values are extracted by skewing in the direction of the captured image for one pixel and plotted on the excitation wavelength axis and the fluorescence wavelength axis, the fluorescence fingerprint at that pixel can be drawn as shown in FIG. it can.

すなわち、ステップS2の蛍光指紋情報取得工程において、測定対象物について、照射する励起波長および観測する蛍光波長の組み合わせが異なる63波長条件で蛍光画像を撮影し、それぞれの蛍光画像における各画素の蛍光強度から、測定対象物上の各測定箇所における蛍光指紋情報を取得する。   That is, in the fluorescence fingerprint information acquisition step of step S2, a fluorescence image is taken with respect to the measurement object under 63 wavelength conditions in which the combination of the excitation wavelength to be irradiated and the fluorescence wavelength to be observed is different, and the fluorescence intensity of each pixel in each fluorescence image From the above, the fluorescence fingerprint information at each measurement location on the measurement object is acquired.

図3に戻り、本成分分布分析方法では、次に類似度指標計算工程において、ステップS2にて蛍光指紋情報取得工程にて各測定箇所ごとに取得した測定対象物(例えば、パン生地)の蛍光指紋情報と、予め取得された目的成分(例えば、グルテン、デンプン等)の蛍光指紋情報とを比較して、類似度指標を計算する(ステップS3)。   Returning to FIG. 3, in this component distribution analysis method, in the similarity index calculation step, the fluorescent fingerprint of the measurement object (for example, bread dough) acquired for each measurement location in the fluorescent fingerprint information acquisition step in step S <b> 2. The information is compared with the fluorescence fingerprint information of the target component (for example, gluten, starch, etc.) acquired in advance, and a similarity index is calculated (step S3).

ここで、本実施形態において、「類似度指標」とは、測定対象である試料(例えば、測定対象物としてのパン生地)の蛍光指紋と、目的成分(例えば、グルテン、デンプン等)の蛍光指紋との指紋パターンの類似度を示す縮尺を意味する。例えば、類似度指標は、コサイン類似度、ピアソンの相関係数、偏差パターン類似度、ユークリッド距離類似度、Morisitaの類似度指数、標準ユークリッド距離類似度、マハラノビス距離類似度、マンハッタン距離類似度、チェビシェフ距離類似度、ミンコフスキー距離類似度、ジャッカード係数類似度、ダイス係数類似度、および、シンプソン係数類似度のうち少なくとも1つであってもよい。なお、本実施形態において、類似度指標は、これらに限定されず、蛍光指紋のパターンの類似度を示すその他の指標であってもよい。   Here, in the present embodiment, the “similarity index” refers to a fluorescent fingerprint of a sample to be measured (for example, bread dough as a measurement target) and a fluorescent fingerprint of a target component (for example, gluten, starch, etc.). This means a scale indicating the similarity of fingerprint patterns. For example, the similarity index includes cosine similarity, Pearson correlation coefficient, deviation pattern similarity, Euclidean distance similarity, Morisita similarity index, standard Euclidean distance similarity, Mahalanobis distance similarity, Manhattan distance similarity, Chebyshev It may be at least one of a distance similarity, a Minkowski distance similarity, a Jackard coefficient similarity, a Dice coefficient similarity, and a Simpson coefficient similarity. In the present embodiment, the similarity index is not limited to these, and may be another index indicating the similarity of the fluorescent fingerprint pattern.

ここで、図5および図6を参照し、ステップS3の類似度指標計算工程において、類似度指標としてコサイン類似度を計算する場合の一例について説明する。ここで、図5は、測定対象物の蛍光画像の各画素における蛍光指紋の一例を示す図である。また、図6は、予め取得された目的成分の蛍光指紋の一例を示す図である。   Here, with reference to FIG. 5 and FIG. 6, an example in the case of calculating cosine similarity as a similarity index in the similarity index calculation step of step S3 will be described. Here, FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the fluorescence fingerprint in each pixel of the fluorescence image of the measurement object. FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a fluorescent fingerprint of a target component acquired in advance.

例えば、ステップS3の類似度指標計算工程においては、蛍光指紋の各画素から成分の特定を行うために、ステップS2の蛍光指紋情報取得工程にて取得された成分が未知である測定対象物の蛍光指紋(図5参照)と、予め取得された目的成分(ターゲット成分)の蛍光指紋(図6参照)との類似度に着目して解析する。ここで、一例として、測定対象物はパン生地の1つ1つの画素とし、目的成分はグルテンとデンプンとする。つまり、ステップS3の類似度指標計算工程において、測定対象物(例えば、パン生地)に含まれる目的成分(例えば、グルテン、デンプン等)の量または存在確率と、測定対象物と目的成分との間の蛍光指紋の類似度には相関があるという前提の下、蛍光指紋の類似度(例えば、コサイン類似度)を計算する。   For example, in the similarity index calculation process of step S3, in order to identify the component from each pixel of the fluorescence fingerprint, the fluorescence of the measurement object whose component acquired in the fluorescence fingerprint information acquisition process of step S2 is unknown is known. Analysis is performed by paying attention to the similarity between the fingerprint (see FIG. 5) and the fluorescence fingerprint (see FIG. 6) of the target component (target component) acquired in advance. Here, as an example, the measurement object is one pixel of bread dough, and the target components are gluten and starch. That is, in the similarity index calculation process of step S3, the amount or existence probability of the target component (for example, gluten, starch, etc.) contained in the measurement target (for example, bread dough) and the measurement target and the target component Under the premise that there is a correlation between the similarity of fluorescent fingerprints, the similarity of fluorescent fingerprints (for example, cosine similarity) is calculated.

ここで、本実施形態において、「コサイン類似度」とは、以下に示すように、2つのベクトル(例えば、ベクトルx、ベクトルy)がなす角度の余弦に基づく類似度であり、ベクトルの内積を、2つのベクトルの長さの積で割った値である。   Here, in this embodiment, “cosine similarity” is similarity based on the cosine of an angle formed by two vectors (for example, vector x and vector y), as shown below, and the inner product of the vectors is The value divided by the product of the lengths of the two vectors.

コサイン類似度=ベクトルxとベクトルyのCosθ
=ベクトルの内積/ベクトルの長さ
=x・y/(|x|*|y|)
=(x+x+…+x)/((x +x +…+x )*(y +y +…+y ))1/2
Cosine similarity = Cosθ of vector x and vector y
= Vector inner product / Vector length = x · y / (| x | * | y |)
= (X 1 y 1 + x 2 y 2 + ... + x n y n ) / ((x 1 2 + x 2 2 + ... + x n 2 ) * (y 1 2 + y 2 2 + ... + y n 2 )) 1/2

ここで、図7〜図9を参照し、コサイン類似度の一例について説明する。図7の「Cosθ=−1」に示すように、最小値の−1では2つのベクトル(例えば、ベクトルx、ベクトルy)方向が逆になり類似度が低いことを示す。逆に、図8の「Cosθ=1/2」および図9の「Cosθ=1」に示すように、最大値1に近いほど、2つのベクトル(ベクトルx、ベクトルy)の向きが一致しており類似度が高いことを示す。なお、図7〜図9では、説明のため、n=2の場合の2次元ベクトルの場合を例示しているが、本実施形態では、63通りの波長条件であることから、n=63として同じ計算方法で測定した63次元の蛍光指紋情報の類似度を計算することができる。 Here, an example of the cosine similarity will be described with reference to FIGS. As shown in “Cos θ 1 = −1” in FIG. 7, the minimum value of −1 indicates that the directions of two vectors (for example, vector x and vector y) are reversed and the similarity is low. Conversely, as shown in “Cos θ 2 = 1/2” in FIG. 8 and “Cos θ 3 = 1” in FIG. 9, the closer the maximum value is to 1, the more the directions of the two vectors (vector x, vector y) are the same. We show that the similarity is high. 7 to 9 exemplify the case of a two-dimensional vector in the case of n = 2 for the sake of explanation, in the present embodiment, since there are 63 wavelength conditions, n = 63 is assumed. The similarity of 63-dimensional fluorescent fingerprint information measured by the same calculation method can be calculated.

図3に戻り、本成分分布分析方法では、次に色決定工程において、ステップS3における類似度(例えば、コサイン類似度)から各画素の色を決定する(ステップS4)。すなわち、ステップS4の色決定工程において、ステップS3の類似度指標計算工程にて計算された類似度指標(例えば、図7〜図9に示すコサイン類似度)に基づいて各測定箇所に彩色すべき色を決定する。   Returning to FIG. 3, in this component distribution analysis method, in the color determination step, the color of each pixel is determined from the similarity (eg, cosine similarity) in step S3 (step S4). That is, in the color determination process in step S4, each measurement location should be colored based on the similarity index calculated in the similarity index calculation process in step S3 (for example, the cosine similarity shown in FIGS. 7 to 9). Determine the color.

ここで、図10を参照し、ステップS3にて類似度指標計算工程にて類似度指標としてコサイン類似度を計算した場合における、ステップS4の色決定工程の一例について説明する。ここで、図10は、異なる類似度指標の蛍光指紋と色軸の一例を示す図である。   Here, with reference to FIG. 10, an example of the color determination process in step S4 when the cosine similarity is calculated as the similarity index in the similarity index calculation process in step S3 will be described. Here, FIG. 10 is a diagram illustrating an example of fluorescent fingerprints and color axes of different similarity indices.

例えば、図10に示すように、ステップS4の色決定工程において、ステップS3の類似度指標計算工程にて計算されたコサイン類似度(例えば、図7〜図9に対応するCosθ〜Cosθ)の値を視覚的に表現するために、図10に示すような色軸を用いて、コサイン類似度の大小(図10において、Cosθ<Cosθ<Cosθ)と、色軸の明暗とを対応させて、色スケールへの変換を行う。なお、本実施形態においては、一例として、グルテンとのコサイン類似度は赤色の明暗の色で対応させ、デンプンとのコサイン類似度は緑色の明暗の色で対応させている。 For example, as shown in FIG. 10, in the color determination process in step S4, the cosine similarity calculated in the similarity index calculation process in step S3 (for example, Cos θ 1 to Cos θ 3 corresponding to FIGS. 7 to 9). In order to visually express the value of cosine, by using a color axis as shown in FIG. 10, the magnitude of cosine similarity (Cos θ 1 <Cos θ 2 <Cos θ 3 in FIG. 10) and the brightness of the color axis are expressed. Correspondingly, conversion to the color scale is performed. In this embodiment, as an example, the cosine similarity with gluten is associated with a red light and dark color, and the cosine similarity with starch is associated with a green light and dark color.

図3に戻り、本成分分布分析方法では、次に成分分布可視化工程において、ステップS4の色決定工程にて決定された色に従って色づけを行うことにより、画像を作成する(ステップS5)。すなわち、ステップS5の成分分布可視化工程において、各測定箇所にステップS4の色決定工程にて決定された彩色すべき色をカラーマッピングし、測定対象物に含まれる成分(例えば、グルテン、デンプン等)を可視化した画像を取得する。ここで、本実施形態において、成分分布可視化工程において取得された画像は、カラー画像であってもよく、モノクロ画像であってもよい。   Returning to FIG. 3, in this component distribution analysis method, an image is created by performing coloring according to the color determined in the color determination step in step S4 in the component distribution visualization step (step S5). That is, in the component distribution visualization process of step S5, the color to be colored determined in the color determination process of step S4 is color-mapped at each measurement location, and the components (for example, gluten, starch, etc.) contained in the measurement object Get an image that visualizes. Here, in the present embodiment, the image acquired in the component distribution visualization step may be a color image or a monochrome image.

ここで、図11〜図16を参照し、ステップS5の成分分布可視化工程において、ステップS4の色決定工程にて色決定された色に従って色づけした画像の一例ついて説明する。   Here, an example of an image colored according to the color determined in the color determination step in step S4 in the component distribution visualization step in step S5 will be described with reference to FIGS.

ここで、図11は、測定対象物グルテンに対して、目的成分グルテンの蛍光指紋との類似度指標を求め、グルテンを可視化した画像の一例を示す図である。また、図12は、測定対象物パン生地に対して、目的成分グルテンの蛍光指紋との類似度指標を求め、パン生地中のグルテンを可視化した画像の一例を示す図である。また、図13は、測定対象物デンプンに対して、目的成分グルテンの蛍光指紋との類似度指標を求め、デンプン中のグルテンを可視化した画像の一例を示す図である。また、図14は、測定対象物グルテンに対して、目的成分デンプンの蛍光指紋との類似度指標を求め、グルテン中のデンプンを可視化した画像の別の一例を示す図である。また、図15は、測定対象物パン生地に対して、目的成分デンプンの蛍光指紋との類似度指標を求め、パン生地中のデンプンを可視化した画像の別の一例を示す図である。また、図16は、測定対象物デンプンに対して、目的成分デンプンの蛍光指紋との類似度指標を求め、デンプンを可視化した画像の別の一例を示す図である。   Here, FIG. 11 is a diagram illustrating an example of an image in which a gluten is visualized by obtaining a similarity index between the measurement target gluten and a fluorescent fingerprint of the target component gluten. FIG. 12 is a diagram showing an example of an image obtained by obtaining a similarity index with the fluorescence fingerprint of the target component gluten for the measurement object bread dough and visualizing the gluten in the bread dough. FIG. 13 is a diagram illustrating an example of an image obtained by obtaining a similarity index with a fluorescent fingerprint of the target component gluten for the measurement target starch and visualizing gluten in the starch. Moreover, FIG. 14 is a figure which shows another example of the image which calculated | required the similarity index with the fluorescence fingerprint of the target component starch with respect to the measurement object gluten, and visualized the starch in gluten. Moreover, FIG. 15 is a figure which shows another example of the image which calculated | required the similarity index with the fluorescence fingerprint of the target component starch with respect to the measurement object bread dough, and visualized the starch in bread dough. Moreover, FIG. 16 is a figure which shows another example of the image which calculated | required the similarity index with the fluorescence fingerprint of the target component starch with respect to the measuring object starch, and visualized starch.

例えば、ステップS5の成分分布可視化工程において、ステップS4の色決定工程にて図10に示すような色軸に基づいて各画素に当てはめられた色を用い、図11〜図16に示すような測定対象物(例えば、パン生地)に含まれる成分(例えば、グルテン、デンプン等)を可視化した画像を取得する。   For example, in the component distribution visualization process in step S5, the measurement shown in FIGS. 11 to 16 is performed using the color applied to each pixel based on the color axis shown in FIG. 10 in the color determination process in step S4. An image in which components (for example, gluten, starch, etc.) contained in an object (for example, bread dough) are visualized is acquired.

一例として、図11〜図13に示す画像は、目的成分であるグルテンの蛍光指紋とのコサイン類似度の値に色を対応させて描画した画像を示す。ここで、図11のグルテンの画像内の(i)が示す部分は、気泡を示す。また、図12のパン生地の画像において、(ii)が示す赤色部分は、グルテンの成分を示す。また、図13のデンプンの画像は、目的成分であるグルテンの蛍光指紋とのコサイン類似度の色に対応させて描画した画像であるため、デンプンとグルテンとの類似度が低いことを示す暗色(例えば、黒色)(iii)で表されている。   As an example, the images shown in FIGS. 11 to 13 are images drawn by associating colors with values of cosine similarity with the fluorescence fingerprint of gluten that is the target component. Here, the portion indicated by (i) in the gluten image in FIG. 11 indicates bubbles. In the image of bread dough in FIG. 12, the red portion indicated by (ii) indicates a gluten component. In addition, the starch image in FIG. 13 is an image drawn corresponding to the color of cosine similarity with the fluorescent fingerprint of gluten, which is the target component, so that the dark color indicating that the similarity between starch and gluten is low ( For example, black) (iii).

また、別の一例として、図14〜図16に示す画像は、目的成分であるデンプンの蛍光指紋とのコサイン類似度の値に色を対応させて描画した画像を示す。ここで、また、図14のグルテンの画像は、目的成分であるデンプンの蛍光指紋とのコサイン類似度の色に対応させて描画した画像であるため、グルテンとデンプンとの類似度が低いことを示す暗色(例えば、黒色)(iv)で表されている。また、図15のパン生地の画像において、(v)が示す緑色部分は、デンプンの成分を示す。また、図16のデンプンの画像内の(vi)が示す部分は、気泡を示す。   As another example, the images shown in FIGS. 14 to 16 are images drawn by correlating colors with values of cosine similarity with the fluorescent fingerprint of starch, which is the target component. Here, since the gluten image in FIG. 14 is an image drawn corresponding to the color of cosine similarity with the fluorescent fingerprint of starch, which is the target component, the similarity between gluten and starch is low. It is represented by a dark color (for example, black) (iv). In the image of bread dough in FIG. 15, the green part indicated by (v) indicates a starch component. Moreover, the part which (vi) shows in the image of the starch of FIG. 16 shows a bubble.

このように、本実施形態では、ステップS4の色決定工程およびステップS5の成分分布可視化工程において、ステップS2の蛍光指紋情報取得工程にて取得された63波長条件(7波長の励起波長×9波長の蛍光波長の条件)における測定対象物(例えば、パン生地)の蛍光画像の各画素について、ステップS3の類似度指標計算工程にて計算された測定対象物と目的成分(例えば、グルテン、デンプン等)との類似度(例えば、コサイン類似度)に基づき、当該類似度に対応した色を画素に当てはめることにより、蛍光指紋の擬似画像(図11〜図16参照)を作成する。   As described above, in this embodiment, in the color determination process in step S4 and the component distribution visualization process in step S5, the 63 wavelength condition (seven excitation wavelengths × 9 wavelengths) acquired in the fluorescent fingerprint information acquisition process in step S2 For each pixel of the fluorescence image of the measurement object (for example, bread dough) in the fluorescence wavelength condition) and the target object (for example, gluten, starch, etc.) calculated in the similarity index calculation step in step S3. Based on the similarity (for example, cosine similarity), a color corresponding to the similarity is applied to the pixel to create a pseudo image of the fluorescent fingerprint (see FIGS. 11 to 16).

ここで、本実施形態において、図11〜図16に示す画像に用いるカラースケール(色軸)は、任意の色の組み合わせであってもよい。例えば、図11〜図13に示すような画像においては、グルテンの色を赤色として、類似度指標が低い部分を黒色とし、類似度指標が高い部分を赤色(図12(ii)参照)で表しているが、これは、グルテンの染色画像(例えば、ローダミンBによりグルテンを赤色に染色した画像(後述の図21を参照)との類似性を持たせるために黒色と赤色の組み合わせを用いたものであり、実際には任意の色の組み合わせであってもよい。同様に、図14〜図16に示すような画像においては、デンプンの色を緑色として、類似度指標が低い部分を黒色とし、類似度指標が高い部分を緑色(図15(v)参照)で表しているが、これは、デンプンの染色画像(例えば、FITCによりデンプンを緑色に染色した画像(後述の図22を参照))との類似性を持たせるために黒色と緑色の組み合わせを用いたものであり、実際には任意の色の組み合わせであってもよい。   Here, in this embodiment, the color scale (color axis) used for the images shown in FIGS. 11 to 16 may be any combination of colors. For example, in the images shown in FIGS. 11 to 13, the gluten color is red, the portion with a low similarity index is black, and the portion with a high similarity index is red (see FIG. 12 (ii)). However, this is a combination of black and red to give similarity to a gluten-stained image (for example, an image in which gluten is stained red with rhodamine B (see FIG. 21 described later)). In the same way, in the images as shown in FIGS. 14 to 16, the starch color is green, and the portion having a low similarity index is black, A portion having a high similarity index is represented in green (see FIG. 15 (v)), and this is a stained image of starch (for example, an image in which starch is stained green by FITC (see FIG. 22 described later)). Kind of Are those using a combination of black and green in order to have sex, it may be a combination of any color in practice.

図3に戻り、本成分分布分析方法では、次に合成画像作成工程において、ステップS5にて成分分布可視化工程にて取得された、画像(例えば、図12に示す、グルテンを可視化したパン生地の画像)と、当該画像の成分(例えば、グルテン)とは別の成分(例えば、デンプン)を可視化した別の画像(例えば、図15に示す、デンプンを可視化したパン生地の画像)と、を合成して、測定対象物(例えば、パン生地)に含まれる複数の成分(例えば、グルテン、デンプン等)を同時に可視化した合成画像を作成する(ステップS6)。ここで、本実施形態において、合成画像作成工程において作成された合成画像は、カラー画像であってもよく、モノクロ画像であってもよい。   Returning to FIG. 3, in this component distribution analysis method, next, in the composite image creation step, an image (for example, an image of bread dough visualized as gluten shown in FIG. 12) acquired in the component distribution visualization step in step S <b> 5. ) And another image (for example, an image of bread dough that visualizes starch shown in FIG. 15) in which a component (for example, starch) other than the component (for example, gluten) in the image is visualized, Then, a composite image in which a plurality of components (for example, gluten, starch, etc.) contained in the measurement object (for example, bread dough) are visualized simultaneously is created (step S6). Here, in the present embodiment, the composite image created in the composite image creation step may be a color image or a monochrome image.

ここで、図17を参照し、ステップS6の合成画像作成工程において作成された合成画像の一例について説明する。ここで、図17は、図12のグルテンを可視化したパン生地の画像と、図15のデンプンを可視化したパン生地の画像とを合成した合成画像の一例を示す図である。なお、本実施形態において、グルテンを可視化したパン生地の画像(図12参照)とデンプンを可視化したパン生地の画像(図15参照)について合成画像作成工程の処理を説明するが、当該合成画像作成工程の処理において、2種類の成分(例えば、グルテン、デンプン等)に限られず、2種類以上の複数の成分について可視化した2枚以上の画像についても同様に合成することができる。   Here, an example of the composite image created in the composite image creation process in step S6 will be described with reference to FIG. Here, FIG. 17 is a diagram illustrating an example of a composite image obtained by synthesizing the bread dough image in which gluten is visualized in FIG. 12 and the bread dough image in which starch is visualized in FIG. In addition, in this embodiment, although the process of a synthetic image creation process is demonstrated about the image of bread dough which visualized gluten (refer FIG. 12) and the image of bread dough which visualized starch (refer FIG. 15), The processing is not limited to two types of components (for example, gluten, starch, etc.), and two or more images visualized with respect to a plurality of two or more types of components can be similarly synthesized.

例えば、ステップS6の合成画像作成工程において、ステップS5にて成分分布可視工程にて取得したグルテンとデンプンの蛍光指紋とのコサイン類似度から求めた画像を合成して、図17に示すような、測定対象物(例えば、パン生地)に含まれる複数の成分(例えば、グルテン、デンプン等)を同時に可視化した合成画像を取得する。ここで、図17の合成画像において、(i)が示す赤色部分のグルテンの分布と(ii)が示す緑色部分のデンプンの分布とが相補的である。つまり、図17の合成画像は、グルテンが多い部分(すなわち、(i)が示す赤色部分)にはデンプンが少なく、デンプンが多い部分(すなわち、(ii)が示す緑色部分)にはグルテンが少ないことを示しているため、実際の分布の状態を適切に反映している。ここで、図17中の(iii)が示す部分は、気泡を示す。   For example, in the composite image creation process in step S6, an image obtained from the cosine similarity between the gluten obtained in the component distribution visible process in step S5 and the fluorescent fingerprint of starch is synthesized, as shown in FIG. A composite image in which a plurality of components (for example, gluten, starch, etc.) contained in a measurement object (for example, bread dough) is simultaneously visualized is acquired. Here, in the composite image of FIG. 17, the distribution of gluten in the red part indicated by (i) and the distribution of starch in the green part indicated by (ii) are complementary. That is, in the composite image of FIG. 17, there is little starch in the portion with a lot of gluten (that is, the red portion shown in (i)), and there is little gluten in the portion with a lot of starch (ie, the green portion shown in (ii)). As a result, the actual distribution state is appropriately reflected. Here, the part indicated by (iii) in FIG. 17 indicates bubbles.

なお、本実施形態において、測定対象物としてパン生地の成分分布の可視化を例に、本成分分布分析方法について説明したが、測定対象物、蛍光指紋の測定条件、類似度指標の計算方法、カラーマッピング等の各種条件については、本発明の目的を逸脱しない範囲で適宜選択できる。   In the present embodiment, the component distribution analysis method has been described by taking the distribution of the component of bread dough as an example of the measurement object. However, the measurement object, the measurement condition of the fluorescence fingerprint, the calculation method of the similarity index, the color mapping are described. Various conditions such as these can be selected as appropriate without departing from the object of the present invention.

〔II〕成分分布分析システム
次に、本発明の成分分布分析システムの構成について図18〜図20を参照し実施形態を例に挙げて説明する。なお、本発明の実施の形態における成分分布分析システム(蛍光指紋イメージングシステム)が備える蛍光画像撮影装置および成分分布分析装置は、前述の本成分分布分析方法に好適に使用できるものであるが、本成分分布分析方法に用いる測定装置はこれに限定されるものではない。
[II] Component Distribution Analysis System Next, the configuration of the component distribution analysis system of the present invention will be described with reference to FIGS. Note that the fluorescence image capturing device and the component distribution analysis device provided in the component distribution analysis system (fluorescence fingerprint imaging system) in the embodiment of the present invention can be suitably used for the above-described component distribution analysis method. The measuring apparatus used for the component distribution analysis method is not limited to this.

ここで、図18は、本実施形態の成分分布分析システムの構成の一例を示すブロック図であり、該構成のうち本発明に関係する部分のみを概念的に示している。   Here, FIG. 18 is a block diagram showing an example of the configuration of the component distribution analysis system of the present embodiment, and conceptually shows only the portion related to the present invention in the configuration.

図18に示すように、成分分布分析システムは、蛍光画像撮影装置10および成分分布分析装置20を備えている。蛍光画像撮影装置10は、蛍光指紋情報を取得する装置であり、分光照明装置11および分光撮影装置12を備えている。また、成分分布分析装置20は、蛍光画像撮影装置10で取得した蛍光指紋情報から、測定対象物13の成分分布を分析し可視化する装置であり、メモリ21、制御部23、計算処理部24を備えており、測定者はキーボード・マウス22により、成分分布分析装置20に測定条件等を入力する。   As shown in FIG. 18, the component distribution analysis system includes a fluorescence image capturing device 10 and a component distribution analysis device 20. The fluorescent image photographing device 10 is a device that acquires fluorescent fingerprint information, and includes a spectral illumination device 11 and a spectral photographing device 12. The component distribution analysis device 20 is a device that analyzes and visualizes the component distribution of the measurement object 13 from the fluorescence fingerprint information acquired by the fluorescence imaging device 10, and includes the memory 21, the control unit 23, and the calculation processing unit 24. The measurer inputs measurement conditions and the like to the component distribution analyzer 20 by using the keyboard / mouse 22.

すなわち、本発明において、分光照明装置11は、測定対象物13に所定の励起波長を照射し、分光撮影装置12は、所定の蛍光波長で測定対象物13を観察する。また、成分分布分析装置20は、分光照明装置11および分光撮影装置12を備えて構成され、測定対象物13の成分分布を分析する。   That is, in the present invention, the spectral illumination device 11 irradiates the measurement target 13 with a predetermined excitation wavelength, and the spectral imaging device 12 observes the measurement target 13 with a predetermined fluorescence wavelength. In addition, the component distribution analyzer 20 includes the spectral illumination device 11 and the spectral imaging device 12, and analyzes the component distribution of the measurement target 13.

ここで、図19は、蛍光画像撮影装置10の一例を示すブロック図であり、該構成のうち本発明に関係する部分のみを概念的に示している。   Here, FIG. 19 is a block diagram showing an example of the fluorescent image photographing device 10, and conceptually shows only a part related to the present invention in the configuration.

図19に示すように、蛍光画像撮影装置10は、分光照明装置11および分光撮影装置12を備えている。分光照明装置11は、測定対象物13に、所定の波長の励起光を照射して測定対象物13の成分から蛍光を生じさせる装置である。分光照明装置11は、照射する励起波長を任意に変える励起波長可変手段を有する。   As shown in FIG. 19, the fluorescence image photographing device 10 includes a spectral illumination device 11 and a spectral photographing device 12. The spectroscopic illumination device 11 is a device that irradiates the measurement target 13 with excitation light having a predetermined wavelength to generate fluorescence from the components of the measurement target 13. The spectral illumination device 11 has excitation wavelength variable means for arbitrarily changing the excitation wavelength to be irradiated.

分光撮影装置12は、所定の蛍光波長において、測定対象物13の蛍光画像を撮影し、画像情報を成分分布分析装置20に送信する装置である。分光撮影装置12は、測定対象物13が発した蛍光のうち、特定の蛍光波長を選択的に捕えて、蛍光画像を撮影する。分光撮影装置12は、観察する蛍光波長を任意に変える蛍光波長可変手段を有する。   The spectroscopic imaging device 12 is a device that captures a fluorescence image of the measurement target 13 at a predetermined fluorescence wavelength and transmits image information to the component distribution analyzer 20. The spectroscopic imaging device 12 captures a fluorescence image by selectively capturing a specific fluorescence wavelength among the fluorescence emitted from the measurement object 13. The spectroscopic imaging device 12 has a fluorescence wavelength variable means for arbitrarily changing the observed fluorescence wavelength.

ここで、図20の蛍光画像撮影装置10の一例を示す斜視図を説明する。   Here, a perspective view showing an example of the fluorescence image capturing apparatus 10 of FIG. 20 will be described.

図20の例において、分光照明装置11は、光源110、分光装置112、励起波長調節部114、光ファイバー116、励起光照射部118を備えている。また、分光撮影装置12は、光学部120、分光装置122、画像撮影装置124を備えている。   In the example of FIG. 20, the spectral illumination device 11 includes a light source 110, a spectral device 112, an excitation wavelength adjustment unit 114, an optical fiber 116, and an excitation light irradiation unit 118. The spectral imaging device 12 includes an optical unit 120, a spectral device 122, and an image imaging device 124.

分光照明装置11の光源110としては、白色光を発するキセノンランプ、タングステンランプ、波長可変レーザー等を用いることができる。光源110から発した光は、例えば、紫外から可視領域までの広い波長帯からなり、分光装置112において、所定の波長を有する励起光に分光される。測定者は、励起波長調節部114を調節することにより、励起光を任意の波長に設定することができる。光源110として波長可変レーザーを用いる場合、直接光源100から所望の波長を有する励起光が得られるので、分光装置112は不要である。   As the light source 110 of the spectral illumination device 11, a xenon lamp, a tungsten lamp, a wavelength tunable laser, or the like that emits white light can be used. The light emitted from the light source 110 has a wide wavelength band from the ultraviolet region to the visible region, for example, and is split into excitation light having a predetermined wavelength in the spectroscopic device 112. The measurer can set the excitation light to an arbitrary wavelength by adjusting the excitation wavelength adjusting unit 114. When a wavelength tunable laser is used as the light source 110, since the excitation light having a desired wavelength is directly obtained from the light source 100, the spectroscopic device 112 is unnecessary.

分光装置112としては、例えば、バンドパスフィルタ(BPF)、AOTF(Acoustic Optical Tunable Filter)、液晶チューナブルフィルタ、干渉フィルタ、回折格子などを用いることができる。また、光源110と分光装置112とを一体化したLED光源、DLP光源等を用いてもよい。   As the spectroscopic device 112, for example, a band-pass filter (BPF), an AOTF (Acoustic Optical Tunable Filter), a liquid crystal tunable filter, an interference filter, a diffraction grating, or the like can be used. Moreover, you may use the LED light source, DLP light source, etc. which integrated the light source 110 and the spectroscopy apparatus 112. FIG.

分光装置112において所定の波長を有する励起光に変換された光は、光ファイバー116を経由して励起光照射部118に送られ、励起光照射部118から測定対象物13に均一に照射される。所定の励起波長を有する励起光を照射することにより、測定対象物13は、成分特有のパターンの蛍光を発する。ここで、励起光照射部118としては、例えば、ロッドレンズ等を用いることができる。   The light converted into the excitation light having a predetermined wavelength in the spectroscopic device 112 is sent to the excitation light irradiation unit 118 via the optical fiber 116 and is uniformly irradiated to the measurement object 13 from the excitation light irradiation unit 118. By irradiating excitation light having a predetermined excitation wavelength, the measurement object 13 emits fluorescence with a component-specific pattern. Here, as the excitation light irradiation unit 118, for example, a rod lens or the like can be used.

光学部120により、測定対象物13を画像撮影に適した大きさに拡大する。光学部120は、例えば、対物レンズ、顕微鏡、ズームレンズ、マクロレンズ、広角レンズ等である。測定対象物13が画像を撮影するために十分な大きさを有する場合は、光学部120を使用しなくても撮影可能である。   The measurement object 13 is enlarged to a size suitable for image capturing by the optical unit 120. The optical unit 120 is, for example, an objective lens, a microscope, a zoom lens, a macro lens, a wide angle lens, or the like. If the measurement object 13 has a sufficient size for taking an image, the image can be taken without using the optical unit 120.

励起光を照射することにより、測定対象物13が発した蛍光は、分光装置122により所定の波長を有する光に分光される。分光装置122は、観測する蛍光波長を任意に設定する手段を有する。分光装置122としては、例えば、バンドパスフィルタ(BPF)、AOTF(Acoustic Optical Tunable Filter)、液晶チューナブルフィルタ、PGP(プリズム・グレーティング・プリズム)、干渉フィルタ、回折格子などを用いることができる。   By irradiating the excitation light, the fluorescence emitted from the measurement object 13 is split into light having a predetermined wavelength by the spectroscopic device 122. The spectroscopic device 122 has means for arbitrarily setting the fluorescence wavelength to be observed. As the spectroscopic device 122, for example, a band-pass filter (BPF), an AOTF (Acoustic Optical Tunable Filter), a liquid crystal tunable filter, a PGP (prism / grating / prism), an interference filter, a diffraction grating, or the like can be used.

分光装置122を通過することにより、測定対象物13が発した蛍光のうち所定の波長を有する光のみが画像撮影装置124によって画像として撮影される。画像撮影装置124としては、モノクロ画像および/またはカラー画像を撮影可能なCCDカメラ、走査型画像カメラ等を用いることができる。   By passing through the spectroscopic device 122, only light having a predetermined wavelength among the fluorescence emitted from the measurement object 13 is captured as an image by the image capturing device 124. As the image capturing device 124, a CCD camera, a scanning image camera, or the like that can capture a monochrome image and / or a color image can be used.

画像撮影装置124により得られた画像の各画素の明度から、測定対象物13上の各測定箇所における蛍光強度が判明する。すなわち、測定対象物13上の各測定箇所について、各測定箇所の対応する位置の画素の明度から、特定の励起波長λEx(照射波長)および特定の蛍光波長λEm(観測波長)における蛍光強度IEx,Emの情報が得られる。したがって、蛍光画像撮影装置10を用いることにより、測定対象物13上の全ての点(画素)において、特定の励起波長および蛍光波長における蛍光強度を、一度に測定することが可能となる。 From the brightness of each pixel of the image obtained by the image photographing device 124, the fluorescence intensity at each measurement location on the measurement object 13 is determined. That is, for each measurement location on the measurement object 13, the fluorescence intensity at a specific excitation wavelength λ Ex (irradiation wavelength) and a specific fluorescence wavelength λ Em (observation wavelength) is determined from the brightness of the pixel at the corresponding position of each measurement location. Information on I Ex and Em is obtained. Therefore, by using the fluorescence imaging apparatus 10, it is possible to measure the fluorescence intensity at a specific excitation wavelength and fluorescence wavelength at a time at all points (pixels) on the measurement object 13.

測定対象物13上の各点においてn次元の蛍光指紋情報を取得する場合は、励起波長および蛍光波長の組み合わせを変えながらn枚の蛍光画像を撮影する。画像撮影装置124によって撮影されたn枚の蛍光画像の画像情報は、成分分布分析装置20に転送される。   When obtaining n-dimensional fluorescence fingerprint information at each point on the measurement object 13, n fluorescence images are taken while changing the combination of the excitation wavelength and the fluorescence wavelength. The image information of the n fluorescent images photographed by the image photographing device 124 is transferred to the component distribution analyzing device 20.

照射する励起波長および観測する蛍光波長は、手動または自動で、測定者が任意に変えることができる。好ましくは、蛍光画像撮影装置10は、励起波長、蛍光波長を自動的に変更する手段を有する。   The excitation wavelength to be irradiated and the fluorescence wavelength to be observed can be arbitrarily changed manually or automatically by the measurer. Preferably, the fluorescence imaging apparatus 10 includes means for automatically changing the excitation wavelength and the fluorescence wavelength.

ここで、図18に戻り、成分分布分析装置20について説明する。   Here, returning to FIG. 18, the component distribution analyzer 20 will be described.

図18に示すように、成分分布分析装置20は、分光撮影装置12の画像撮影装置124によって撮影されたn枚の蛍光画像の画像情報から、各画素ごとに蛍光指紋情報を取得する(図18において、蛍光指紋情報取得部24−1による処理)。次いで、各測定箇所ごとに取得した測定対象物13の蛍光指紋情報と、メモリ21に記憶される予め取得された目的成分の蛍光指紋情報とを比較して、類似度指標を計算する(図18において、類似度指標計算部24−2による処理)。次いで、計算された類似度指標に基づいて各測定箇所に彩色すべき色を決定する(図18において、色決定部24−3による処理)。次いで、各測定箇所に決定された彩色すべき色をカラーマッピングし、測定対象物13に含まれる成分を可視化した画像を取得する(図18において、成分分布可視化部24−4による処理)。次いで、取得された画像と当該画像の成分とは別の成分を可視化した別の画像とを合成して、測定対象物13に含まれる複数の成分を同時に可視化した合成画像を作成する(図18において、合成画像作成部24−5による処理)。   As shown in FIG. 18, the component distribution analyzer 20 acquires fluorescent fingerprint information for each pixel from the image information of n fluorescent images captured by the image capturing device 124 of the spectroscopic capturing device 12 (FIG. 18). , Processing by the fluorescence fingerprint information acquisition unit 24-1). Next, the similarity index is calculated by comparing the fluorescence fingerprint information of the measurement object 13 acquired for each measurement location with the fluorescence fingerprint information of the target component acquired in advance stored in the memory 21 (FIG. 18). , Processing by the similarity index calculation unit 24-2). Next, the color to be colored at each measurement location is determined based on the calculated similarity index (processing by the color determination unit 24-3 in FIG. 18). Next, the color to be colored determined at each measurement location is color-mapped, and an image in which components included in the measurement target 13 are visualized is acquired (processing by the component distribution visualization unit 24-4 in FIG. 18). Next, the acquired image and another image obtained by visualizing a component different from the component of the image are combined to create a composite image in which a plurality of components included in the measurement target 13 are simultaneously visualized (FIG. 18). The process by the composite image creation unit 24-5).

メモリ21は、画像撮影装置124から成分分布分析装置20へ転送され、計算処理部24の蛍光指紋情報取得部24−1により取得された画像情報や、計算処理部24の類似度指標計算部24−2により類似度指標を計算する際にコントロール(比較対照)として参照される、予め取得された目的成分の蛍光指紋情報等を格納する。   The memory 21 is transferred from the image capturing device 124 to the component distribution analysis device 20, and the image information acquired by the fluorescence fingerprint information acquisition unit 24-1 of the calculation processing unit 24 and the similarity index calculation unit 24 of the calculation processing unit 24. -2 stores the fluorescence fingerprint information of the target component acquired in advance, which is referred to as a control (comparison control) when calculating the similarity index by -2.

制御部23は、測定者の入力した励起波長範囲、蛍光波長範囲、波長ピッチで測定対象物13の蛍光画像を撮影するように、分光照明装置11が照射する励起波長、および、分光撮影装置12が観測する蛍光波長を調整する指示を行い、また、計算処理部24に処理を行うよう命令する。   The control unit 23 irradiates the spectral illumination device 11 with the excitation wavelength and the spectral imaging device 12 so as to capture the fluorescence image of the measurement target 13 in the excitation wavelength range, fluorescence wavelength range, and wavelength pitch input by the measurer. Gives an instruction to adjust the observed fluorescence wavelength, and instructs the calculation processing unit 24 to perform the process.

計算処理部24の蛍光指紋情報取得部24−1により、測定対象物13上の複数の測定箇所において、取得された蛍光指紋情報(すなわち、蛍光画像撮影装置10から転送されたn枚の蛍光画像の画像情報)は、成分分布分析装置20のメモリ21に格納される。測定者がキーボード・マウス22を通じて、計算処理部24に対して処理を行うよう命令すると、まず、計算処理部24の類似度指標計算部24−2が、メモリ21に格納されたn枚の蛍光画像の画像情報から、各画素ごとにn次元の蛍光指紋情報を抽出する。次に、計算処理部24の類似度指標計算部24−2は、各画素ごとに得られたn次元の蛍光指紋情報と、メモリ21に予め取得された測定対象物13の成分の蛍光指紋情報とを比較して、類似度指標を計算する。計算された類似度指標は、メモリ21に格納される。   The fluorescence fingerprint information acquired by the fluorescence fingerprint information acquisition unit 24-1 of the calculation processing unit 24 at a plurality of measurement locations on the measurement target 13 (that is, n fluorescence images transferred from the fluorescence imaging apparatus 10). Is stored in the memory 21 of the component distribution analyzer 20. When the measurer instructs the calculation processing unit 24 to perform processing through the keyboard / mouse 22, first, the similarity index calculation unit 24-2 of the calculation processing unit 24 performs n fluorescence stored in the memory 21. From the image information of the image, n-dimensional fluorescent fingerprint information is extracted for each pixel. Next, the similarity index calculation unit 24-2 of the calculation processing unit 24 includes n-dimensional fluorescent fingerprint information obtained for each pixel, and fluorescent fingerprint information of components of the measurement target 13 acquired in advance in the memory 21. And the similarity index is calculated. The calculated similarity index is stored in the memory 21.

測定者がキーボード・マウス22を通じて制御部23にカラーマッピングするよう指示を入力すると、制御部23は、計算処理部24の色決定部24−3に、メモリ21に格納されている類似度指標を読み出し、測定者が指定したカラーインデックスに基づいて、各画素に彩色すべき色を指定するよう命令する。すなわち、色決定部24−3は、類似度指標計算部24−2により計算された類似度指標に基づいて各測定箇所に彩色すべき色を決定する。   When the measurer inputs an instruction to perform color mapping to the control unit 23 through the keyboard / mouse 22, the control unit 23 displays the similarity index stored in the memory 21 in the color determination unit 24-3 of the calculation processing unit 24. Reading and instructing each pixel to designate a color to be colored based on the color index designated by the measurer. That is, the color determination unit 24-3 determines a color to be colored at each measurement location based on the similarity index calculated by the similarity index calculation unit 24-2.

計算処理部24の色決定部24−3は、各画素に彩色すべき色が決定されると、ディスプレイ30に各画素に彩色すべき色の情報を送信する。ディスプレイ30上で各画素をカラーマッピングすることにより、測定対象物13の成分分布が可視化される。なお、成分分布の可視化は、必ずしもディスプレイ30上で行う必要はなく、プリンターで成分分布可視化画像を印刷する等、測定対象物13の成分分布を可視化できるいかなる手法を用いてもよい。   When the color to be colored for each pixel is determined, the color determination unit 24-3 of the calculation processing unit 24 transmits information on the color to be colored to each pixel to the display 30. By color-mapping each pixel on the display 30, the component distribution of the measurement target 13 is visualized. The component distribution visualization is not necessarily performed on the display 30, and any method that can visualize the component distribution of the measurement target 13 such as printing a component distribution visualization image with a printer may be used.

すなわち、計算処理部24の成分分布可視化部24−4は、各測定箇所に色決定部24−3により決定された彩色すべき色をカラーマッピングし、測定対象物13に含まれる成分を可視化した画像を取得する。   That is, the component distribution visualization unit 24-4 of the calculation processing unit 24 color-maps the color to be colored determined by the color determination unit 24-3 at each measurement location, and visualizes the component included in the measurement object 13. Get an image.

更に、計算処理部24において、測定者がキーボード・マウス22を通じて、計算処理部24に対して処理(例えば、類似度指標計算部24−2から合成画像作成部24−5の処理)を行うよう命令すると、計算処理部24の合成画像作成部24−5は、成分分布可視化部24−4により取得された、画像と、当該画像の成分とは別の成分を可視化した別の画像とを合成して、測定対象物13に含まれる複数の成分を同時に可視化した合成画像を作成する。   Further, in the calculation processing unit 24, the measurer performs processing (for example, processing from the similarity index calculation unit 24-2 to the composite image creation unit 24-5) with respect to the calculation processing unit 24 through the keyboard / mouse 22. When instructed, the composite image creation unit 24-5 of the calculation processing unit 24 synthesizes the image acquired by the component distribution visualization unit 24-4 and another image that visualizes a component other than the component of the image. Then, a composite image in which a plurality of components included in the measurement target 13 are visualized at the same time is created.

以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these examples.

[実施例1]
(1.本実施例1の目的)
パン生地のミキシング段階によって変化するグルテンとデンプンの分布はパンの食感を左右する重要な要素であるが、分布の様子を可視化するためには染色などの前処理を行う必要があった。一方、試料平面上の空間情報と各点での光学的情報を同時に可視化するハイパースペクトルイメージングは試料の前処理を必要とせず、非破壊での可視化を可能とする手法として注目されている。中でも、光学的情報として、複数の励起波長における蛍光スペクトルを3次元的に配列させた蛍光指紋を用いた蛍光指紋イメージングは、特定成分の判別を可能とする蛍光指紋の優位性を生かした可視化手法といえる。本実施例1の目的は、蛍光指紋イメージングを用いて、測定対象物13であるパン生地中の成分であるグルテンとデンプンの分布を可視化し、同一試料の染色画像と比較することによって、蛍光指紋イメージング手法の妥当性の検証を行うことにある。
[Example 1]
(1. Purpose of the first embodiment)
The distribution of gluten and starch, which changes depending on the mixing stage of bread dough, is an important factor that affects the texture of bread. However, in order to visualize the distribution, it was necessary to perform pretreatment such as dyeing. On the other hand, hyperspectral imaging, which simultaneously visualizes spatial information on the sample plane and optical information at each point, has been attracting attention as a technique that enables non-destructive visualization without requiring pretreatment of the sample. In particular, fluorescence fingerprint imaging using fluorescence fingerprints in which fluorescence spectra at a plurality of excitation wavelengths are arranged three-dimensionally as optical information is a visualization method that makes use of the superiority of fluorescence fingerprints that enable discrimination of specific components. It can be said. The purpose of Example 1 is to visualize the distribution of gluten and starch, which are components in bread dough, which is the measurement object 13, using fluorescent fingerprint imaging, and to compare with the stained image of the same sample, thereby fluorescent fluorescent imaging It is to verify the validity of the method.

(2.実験手法)
(2−1.蛍光指紋画像データの取得)
ピックアップ段階のパン生地と純粋なグルテンとデンプンは冷凍した状態で凍結ミクロトームを用いて薄片試料を作成し、スライドガラス上で解凍・乾燥させた。蛍光指紋画像データ取得に用いた蛍光画像撮影装置10は、分光照明装置11と分光撮影装置12からなる。分光照明装置11では、分光装置112のバンドパスフィルタを通した光源110のキセノン光源(MAX−302(商品名)、朝日分光(会社名))からの単一波長の励起光を薄片試料に照射した。分光撮影装置12では、光学部120として対物レンズ(M Plan Apo(商品名)、Mitsutoyo(会社名))から取り込んだ試料の画像のうち、特定波長の蛍光画像のみを分光装置122のバンドパスフィルタを用いることによって画像撮影装置124の冷却CCDカメラ(ORCA−ER−1394(商品名)、浜松フォトニクス(会社名))で撮影した。光源側とカメラ側のバンドパスフィルタをそれぞれ変えながら同一試料を撮影することにより、蛍光指紋情報取得部24−1の処理により、各画素の蛍光指紋データが再構成できる蛍光指紋画像データを取得した。
(2. Experimental method)
(2-1. Acquisition of fluorescence fingerprint image data)
The dough at the pick-up stage and pure gluten and starch were frozen and a slice sample was prepared using a frozen microtome, and thawed and dried on a glass slide. The fluorescence image photographing device 10 used for obtaining the fluorescence fingerprint image data includes a spectral illumination device 11 and a spectral photographing device 12. In the spectral illumination device 11, the thin sample is irradiated with excitation light having a single wavelength from the xenon light source (MAX-302 (trade name), Asahi Spectroscopy (company name)) of the light source 110 that has passed through the bandpass filter of the spectral device 112. did. In the spectroscopic imaging device 12, the band-pass filter of the spectroscopic device 122 extracts only a fluorescent image of a specific wavelength from the sample image taken from the objective lens (M Plan Apo (trade name), Mitsutoyo (company name)) as the optical unit 120. Was taken with a cooled CCD camera (ORCA-ER-1394 (trade name), Hamamatsu Photonics (company name)) of the image capturing device 124. By capturing the same sample while changing the band-pass filters on the light source side and the camera side, fluorescence fingerprint image data that can reconstruct the fluorescence fingerprint data of each pixel was acquired by the processing of the fluorescence fingerprint information acquisition unit 24-1. .

(2−2.コサイン類似度による可視化)
類似度指標計算部24−2の処理により、パン生地画像の各画素について、その画像の蛍光指紋と純粋なグルテンまたはデンプンの蛍光指紋との類似度の比較によりグルテンおよびデンプンの判別を行った。類似度には、コサイン類似度を採用した。さらに、色決定部24−3および成分分布可視化部24−4の処理により、グルテンおよびデンプンとのコサイン類似度の値に比例した色を各画素にマッピングすることによって、各成分の存在量を視覚的に表現した擬似画像(例えば、上述の図11〜図16の画像)を構築した。
(2-2. Visualization by cosine similarity)
By the processing of the similarity index calculation unit 24-2, for each pixel of the bread dough image, gluten and starch were discriminated by comparing the similarity between the fluorescence fingerprint of the image and the fluorescence fingerprint of pure gluten or starch. The cosine similarity is adopted as the similarity. Further, by the processing of the color determination unit 24-3 and the component distribution visualization unit 24-4, a color proportional to the value of the cosine similarity with gluten and starch is mapped to each pixel, whereby the abundance of each component is visually recognized. A pseudo image (for example, the images of FIGS. 11 to 16 described above) was constructed.

(2−3.試料の染色と染色画像の取得)
成分分布可視化部24−4および/または合成画像作成部24−5の処理により蛍光指紋画像データである画像および/または合成画像(例えば、上述の図17の合成画像)を取得後、同一試料をローダミンBおよびFITCの二重染色で両成分を可視化して合成染色画像(後述の図23を参照)を取得し、例えば前述の擬似画像の合成画像(図17参照)と比較することによって、本発明の成分分布分析方法(蛍光指紋イメージング手法)の検証を行った。
(2-3. Dyeing of sample and acquisition of stained image)
After obtaining an image and / or a composite image (for example, the composite image of FIG. 17 described above) as fluorescent fingerprint image data by processing of the component distribution visualization unit 24-4 and / or the composite image creation unit 24-5, the same sample is obtained. By visualizing both components with rhodamine B and FITC double staining to obtain a synthetic stained image (see FIG. 23 described later), for example, by comparing it with a synthetic image of the aforementioned pseudo image (see FIG. 17), The component distribution analysis method (fluorescence fingerprint imaging method) of the invention was verified.

(3.実験結果)
本成分分布分析方法の合成画像作成部24−5を用いて可視化したパン生地の合成画像を図17に示し、同一試料の合成染色画像を図23に示す。図17および図23において、(i)が示す赤い領域がグルテン、(ii)が示す緑の領域がデンプンを表す。図17および図23の両画像に示されるグルテンとデンプンの分布は一致するため、本成分分布分析方法の妥当性が示された。
(3. Experimental results)
FIG. 17 shows a composite image of bread dough visualized using the composite image creation unit 24-5 of this component distribution analysis method, and FIG. 23 shows a composite stained image of the same sample. 17 and 23, the red area indicated by (i) represents gluten, and the green area indicated by (ii) represents starch. Since the distribution of gluten and starch shown in both the images of FIG. 17 and FIG. 23 match, the validity of this component distribution analysis method was shown.

ここで、図21〜図23および上述の図17を参照して、合成画像作成部24−5の処理により作成された合成画像(例えば、上述の図17に示す合成画像)の妥当性の検証結果についてより詳細に説明する。ここで、図21は、ローダミンBによりグルテンを赤色に染色したグルテンの染色画像の一例を示す図である。また、図22は、FITCによりデンプンを緑色に染色したデンプンの染色画像の一例を示す図である。また、図23は、図21のグルテンの染色画像と、図22のデンプンの染色画像とを合成した合成染色画像の一例を示す図である。   Here, referring to FIGS. 21 to 23 and FIG. 17 described above, the validity of the composite image (for example, the composite image shown in FIG. 17 described above) created by the process of the composite image creation unit 24-5 is verified. The results will be described in more detail. Here, FIG. 21 is a diagram showing an example of a stained image of gluten in which gluten is stained red with rhodamine B. Moreover, FIG. 22 is a figure which shows an example of the dyeing | staining image of the starch which dye | stained the starch green by FITC. FIG. 23 is a diagram showing an example of a synthetic stained image obtained by synthesizing the gluten stained image of FIG. 21 and the starch stained image of FIG.

具体的には、図21および図22の染色画像は、成分分布可視化部24−4の処理による蛍光指紋測定を終了した測定対象物13を用いて、グルテン・デンプンの可視化に一般的に用いられているローダミンB(RhodamineB)とFITCを使って二重染色して撮像した染色画像である。一例として、ローダミンBを用いてグルテンを赤色に染色した図21の染色画像の観察条件は、観察波長:励起波長540nm、蛍光波長:605nmである。また、FITCを用いてデンプンを緑色に染色した図22の染色画像の観察条件は、観察波長:励起波長470nm、蛍光波長:535nmである。   Specifically, the stained images in FIG. 21 and FIG. 22 are generally used for visualization of gluten / starch using the measurement object 13 that has completed the fluorescence fingerprint measurement by the processing of the component distribution visualization unit 24-4. It is a stained image imaged by double staining using Rhodamine B and FITC. As an example, the observation conditions of the stained image of FIG. 21 in which gluten is dyed red using rhodamine B are: observation wavelength: excitation wavelength 540 nm, fluorescence wavelength: 605 nm. In addition, the observation conditions of the stained image in FIG. 22 in which starch is stained green using FITC are: observation wavelength: excitation wavelength 470 nm, fluorescence wavelength: 535 nm.

また、図23の合成染色画像は、合成画像作成部24−5の処理により取得された合成画像(例えば、図17の合成画像)の妥当性の検証を行うために、ローダミンBを用いてグルテンを染色した図21の染色画像と、FITCを用いてデンプンを緑色に染色した図22の染色画像とを合成したものである。図23の合成染色画像において、図21の(i)が示すグルテンに対応する赤色部分と、図22の(ii)が示すデンプンに対応する緑色部分とが含まれている。   Further, the synthetic stained image in FIG. 23 is obtained by using rhodamine B to verify the validity of the synthetic image (for example, the synthetic image in FIG. 17) acquired by the processing of the synthetic image creation unit 24-5. 21 and the stained image of FIG. 22 in which starch is stained green using FITC. 23 includes a red portion corresponding to gluten shown in (i) of FIG. 21 and a green portion corresponding to starch shown in (ii) of FIG.

そして、図17の合成画像と図23の合成染色画像とを比較すると、上述の図17の合成画像の(i)が示すグルテンに対応する赤色部分の分布と、図23の合成染色画像の(i)が示すグルテンに対応する赤色部分の分布とは類似している。同様に、上述の図17の合成画像の(ii)が示すデンプンに対応する緑色部分の分布と、図23の合成染色画像(ii)が示すデンプンに対応する緑色部分の分布とは類似している。これは、図17の合成画像が、実際の成分分布を適切に可視化していることを意味する。   Then, when the synthesized image of FIG. 17 and the synthesized stained image of FIG. 23 are compared, the distribution of the red portion corresponding to gluten indicated by (i) of the synthesized image of FIG. The distribution of the red part corresponding to gluten indicated by i) is similar. Similarly, the distribution of the green part corresponding to the starch indicated by (ii) of the above-described composite image of FIG. 17 is similar to the distribution of the green part corresponding to the starch indicated by the composite dyed image (ii) of FIG. Yes. This means that the composite image in FIG. 17 appropriately visualizes the actual component distribution.

ここで、更に、図24および図25を参照して、合成画像作成部24−5の処理により作成された合成画像(例えば、図17の合成画像)と、実際に染色操作を行って撮影された染色画像を合成した合成染色画像(例えば、図23の合成染色画像)について、グルテンとデンプン分布の補完関係について説明する。ここで、図24は、図17の合成画像について、デンプンとのコサイン類似度とグルテンとのコサイン類似度との補完関係を示す図である。また、図25は、図23の合成染色画像について、デンプンの蛍光強度とグルテンの蛍光強度との補完関係を示す図である。   Here, with reference to FIG. 24 and FIG. 25, the composite image created by the processing of the composite image creation unit 24-5 (for example, the composite image of FIG. 17) and the actual staining operation are taken. A complementary relationship between gluten and starch distribution will be described for a synthetic dyed image obtained by synthesizing the dyed image (for example, the synthetic dyed image of FIG. 23). Here, FIG. 24 is a diagram illustrating a complementary relationship between the cosine similarity with starch and the cosine similarity with gluten for the composite image in FIG. 17. FIG. 25 is a diagram showing a complementary relationship between the fluorescence intensity of starch and the fluorescence intensity of gluten in the synthetic stained image of FIG.

具体的には、図24に示すように、デンプンとのコサイン類似度およびグルテンとのコサイン類似度を標準化(すなわち、スケールを変更)した値をプロットしたところ、これらのプロット群が一直線上に並んだ状態となった。これは、プロット群が一直線上に並んでいるため、デンプンとのコサイン類似度の値とグルテンとのコサイン類似度との間に補完関係があり、図17の合成画像がグルテンとデンプンの成分分布を定量的に表していることを意味する。つまり、上述したように、図17の合成画像は、図17の(i)が示す赤色部分のグルテンの分布と図17の(ii)が示す緑色部分のデンプンの分布とが相補的であることを示してる。つまり、図17は、グルテンが多い部分(すなわち、図17の(i)が示す赤色部分)にはデンプンが少なく、デンプンが多い部分(すなわち、図17の(ii)が示す緑色部分)にはグルテンが少ないことを示しているため、実際の分布の状態を適切に反映していることを示している。   Specifically, as shown in FIG. 24, values obtained by standardizing (ie, changing the scale) the cosine similarity with starch and the gluten are plotted, and these plot groups are aligned. It became a state. This is because the plot groups are arranged in a straight line, so there is a complementary relationship between the cosine similarity value with starch and the cosine similarity with gluten, and the composite image of FIG. 17 shows the component distribution of gluten and starch. Is expressed quantitatively. That is, as described above, in the composite image in FIG. 17, the distribution of gluten in the red part shown in (i) of FIG. 17 and the distribution of starch in the green part shown in (ii) of FIG. Is shown. That is, FIG. 17 shows that the portion with much gluten (that is, the red portion shown in FIG. 17 (i)) has less starch and the portion with much starch (that is, the green portion shown in FIG. 17 (ii)). Since it shows that there is little gluten, it shows that the state of actual distribution is appropriately reflected.

一方、図25に示すように、FITC染色したデンプンについて測定された535nmにおける蛍光強度およびローダミンB染色したグルテンについて測定された605nmにおける蛍光強度の値をプロットしたところ、プロット群が一直線上に並ばずに分散された状態となった。これは、プロット群が一直線上に並んでおらず分散しているため、デンプンの蛍光強度とグルテンの蛍光強度との間に補完関係がない(すなわち、定量性がない)ことを意味する。   On the other hand, as shown in FIG. 25, when the fluorescence intensity at 535 nm measured for FITC-stained starch and the fluorescence intensity at 605 nm measured for rhodamine B-stained gluten were plotted, the plot groups were not aligned on a straight line. Became dispersed. This means that there is no complementary relationship between the fluorescence intensity of starch and the fluorescence intensity of gluten (that is, there is no quantitative property) because the plot groups are not aligned and dispersed.

[実施例2]
続いて、本実施例2において、測定対象物13がパン生地である場合を一例として、最適ミキシング度を判定するために、測定対象物13に含まれる成分(例えば、グルテン、デンプン等)の分布を定量化し、更に、測定対象物13に含まれる気泡の比率(気泡面積割合)を計算した一例について説明する。
[Example 2]
Subsequently, in Example 2, the case where the measurement object 13 is bread dough is taken as an example, and the distribution of components (eg, gluten, starch, etc.) contained in the measurement object 13 is determined in order to determine the optimum degree of mixing. An example of quantification and calculation of the ratio of bubbles contained in the measurement object 13 (bubble area ratio) will be described.

具体的には、本実施例においては、合成画像作成部24−5の処理により作成された合成画像を所定の大きさの正方形に分割し、当該画像または当該合成画像の各正方形内における成分の比率の標準偏差を計算することにより、成分分布を定量化した。   Specifically, in the present embodiment, the composite image created by the processing of the composite image creation unit 24-5 is divided into squares of a predetermined size, and the component in each square of the image or the composite image is divided. The component distribution was quantified by calculating the standard deviation of the ratio.

ここで、図26〜図33を参照して、合成画像作成部24−5の処理により作成された合成画像に対して行う成分分布を定量化する一例について説明する。なお、本実施例において、合成画像(後述の図26〜図28に示す合成画像)について成分分布を定量化した例を説明するが、当該成分分布定量化処理は、成分分布可視化部24−4の処理により取得された画像(例えば、図11および図12、図15および図16に示す画像等)に対しても同様に行うことができる。   Here, an example of quantifying the component distribution performed on the composite image created by the process of the composite image creation unit 24-5 will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, an example will be described in which the component distribution is quantified for a composite image (a composite image shown in FIGS. 26 to 28 described later). The component distribution quantification process is performed by the component distribution visualization unit 24-4. The same processing can be performed on images acquired by the above processing (for example, the images shown in FIGS. 11 and 12, FIG. 15, and FIG. 16).

ここで、図26は、ミキシング不足段階のパン生地の合成画像の一例を示す図である。また、図27は、最適ミキシング段階のパン生地の合成画像の一例を示す図である。また、図28は、ミキシング過剰段階のパン生地の合成画像の一例を示す図である。また、図29は、成分分布が不均一の場合における成分分布定量化処理の一例を示す図である。また、図30は、成分分布が不均一の場合における成分分布定量化処理の別の一例を示す図である。また、図31は、成分分布が均一の場合における成分分布定量化処理の一例を示す図である。また、図32は、成分分布が均一の場合における成分分布定量化処理の別の一例を示す図である。また、図33は、成分分布の定量化結果の一例を示す図である。   Here, FIG. 26 is a diagram illustrating an example of a composite image of bread dough at the stage of insufficient mixing. FIG. 27 is a diagram showing an example of a composite image of bread dough at the optimum mixing stage. FIG. 28 is a diagram showing an example of a composite image of bread dough at an excessive mixing stage. FIG. 29 is a diagram illustrating an example of a component distribution quantification process when the component distribution is not uniform. FIG. 30 is a diagram illustrating another example of the component distribution quantification process when the component distribution is non-uniform. FIG. 31 is a diagram illustrating an example of a component distribution quantification process when the component distribution is uniform. FIG. 32 is a diagram illustrating another example of the component distribution quantification process when the component distribution is uniform. FIG. 33 is a diagram illustrating an example of the result of quantifying the component distribution.

なお、本実施例において、パン生地を単純化したモデルサンプルを用いた。下記に示す分量および時間に従ってミキシングし、ミキシング不足生地、最適ミキシング生地、ミキシング過剰生地を作製し、各段階につき6サンプルを測定した。   In this example, a model sample obtained by simplifying bread dough was used. Mixing was carried out according to the amount and time shown below to prepare a mixing-deficient fabric, an optimal mixing fabric, and an excessive mixing fabric, and 6 samples were measured at each stage.

具体的には、例えば以下の条件に従って、パン生地モデルサンプルを作製した。
・強力粉(日清製粉カメリア(商品名)) 3000g
・水 2040g(強力粉100%に対して水68%)
Specifically, for example, a bread dough model sample was produced according to the following conditions.
・ Strong flour (Nisshin Seifun Camellia (trade name)) 3000 g
・ 2040 g of water (68% water against 100% strong powder)

この強力粉と水の混合物から、20Lのミキサーを使用して3つのミキシング段階の生地を作製した。
・ミキシング不足生地 低速1分
・最適ミキシング生地 低速1分+低速1分+中速4分+高速2分30秒
・ミキシング過剰生地 低速1分+低速1分+中速4分+高速2分30秒+高速7分
From this mixture of strong powder and water, a dough of three mixing stages was prepared using a 20 L mixer.
・ Mixing short fabric Low speed 1 minute ・ Optimal mixing fabric Low speed 1 minute + Low speed 1 minute + Medium speed 4 minutes + High speed 2 minutes 30 seconds ・ Mixing excess fabric Low speed 1 minute + Low speed 1 minute + Medium speed 4 minutes + High speed 2 minutes 30 Second + high speed 7 minutes

また、純粋なグルテンとデンプンを作るために、上記の最適ミキシング段階に捏ね上げた生地を水の中で揉み、水とともに流れ出るデンプンと塊として残るグルテンとに分けた。なお、本実施例において、これらデンプンおよびグルテンから取得される蛍光指紋情報は、パン生地のデータを解析する際の教師データ(すなわち、コントロールとして機能する予め取得された目的成分の蛍光指紋情報)として利用できる。   In addition, in order to make pure gluten and starch, the dough that had been crushed in the above-mentioned optimal mixing stage was mixed in water and divided into starch that flows with water and gluten that remains as a lump. In this embodiment, the fluorescence fingerprint information obtained from the starch and gluten is used as teacher data when analyzing the bread dough data (that is, the fluorescence fingerprint information of the target component obtained in advance that functions as a control). it can.

例えば、本実施例では、合成画像作成部24−5の処理により3段階(例えば、ミキシング不足段階、最適ミキシング段階、ミキシング過剰段階等)のパン生地の合成画像(例えば、図26〜図28に示す合成画像)を作成した場合を想定している。図26に示すように、ミキシング不足段階のパン生地の合成画像では、(i)の赤色部分に対応するグルテンと、(ii)の緑色部分に対応するデンプンとの混合具合が不均一である。また、図27に示すように、最適ミキシング段階のパン生地の合成画像では、(iii)の赤色部分に対応するグルテンと、(iv)の緑色部分に対応するデンプンとの混合具合は均一である。ここで、図27の(v)の部分は気泡を示す。また、図28に示すように、ミキシング過剰段階のパン生地の合成画像では、図27と同様に、(vi)の赤色部分に対応するグルテンと、(vii)の緑色部分に対応するデンプンとの混合具合は均一であるが、図27の(v)の部分が示す気泡に比べ大きな気泡(図28の(viii)が示す部分)を含んでいる。これは、過剰にミキシングしたことによりパン生地中のグルテン等が分断され、物性が変化した状態を示している。つまり、図26の合成画像と図27の合成画像との間では、分布の均一さの差がみられ、図27の合成画像と図28の合成画像との間では、気泡量に差がみられる。   For example, in the present embodiment, a composite image (for example, shown in FIGS. 26 to 28) of bread dough in three stages (for example, an insufficient mixing stage, an optimal mixing stage, an excessive mixing stage, etc.) by the process of the composite image creating unit 24-5. (Composite image) is assumed. As shown in FIG. 26, in the composite image of the bread dough at the stage of insufficient mixing, the degree of mixing of gluten corresponding to the red part of (i) and starch corresponding to the green part of (ii) is not uniform. Moreover, as shown in FIG. 27, in the composite image of the bread dough at the optimum mixing stage, the mixing degree of gluten corresponding to the red part of (iii) and starch corresponding to the green part of (iv) is uniform. Here, the portion (v) in FIG. 27 shows bubbles. As shown in FIG. 28, in the composite image of the dough at the excessive mixing stage, as in FIG. 27, the mixture of gluten corresponding to the red part of (vi) and starch corresponding to the green part of (vii) The condition is uniform, but includes larger bubbles (portions indicated by (viii) in FIG. 28) than bubbles indicated by the portion (v) in FIG. This shows a state where gluten and the like in the bread dough are cut off due to excessive mixing and the physical properties are changed. That is, there is a difference in distribution uniformity between the composite image in FIG. 26 and the composite image in FIG. 27, and there is a difference in the amount of bubbles between the composite image in FIG. 27 and the composite image in FIG. It is done.

具体的には、成分分布の均一さの差を定量化するために、図29に示すように、例えば図26のミキシング不足段階のパン生地の合成画像を、所定の大きさの正方形(例えば、(i)および(ii)が示す10×10ピクセルの小さい正方形)に分割した。また、図30に示すように、所定の大きさの正方形として、例えば(vi)および(vii)が示す40×40ピクセルの大きい正方形に分割してもよい。ここで、図29および図30において、(iii)はグルテンを示し、(iv)はデンプンを示し、(v)は気泡を示すものとする。つまり、図29は、成分(グルテン、デンプン等)の割合が場所により(例えば、(i)および(ii)が示す小さい正方形ごとに)異なる状態であるので、グルテンやデンプン等の成分の分散が大きいことを示している。一方、図30は、(vi)および(vii)が示す正方形のように、正方形を大きく分割すれば、場所による差が小さくなることを示している。   Specifically, in order to quantify the difference in the uniformity of the component distribution, as shown in FIG. 29, for example, the composite image of the dough at the stage of insufficient mixing shown in FIG. i) and (ii) is a 10 × 10 pixel small square). Further, as shown in FIG. 30, as a square having a predetermined size, for example, it may be divided into large squares of 40 × 40 pixels indicated by (vi) and (vii). Here, in FIGS. 29 and 30, (iii) indicates gluten, (iv) indicates starch, and (v) indicates bubbles. That is, in FIG. 29, since the ratio of components (gluten, starch, etc.) varies depending on the location (for example, for each small square indicated by (i) and (ii)), the dispersion of components such as gluten and starch is It is big. On the other hand, FIG. 30 shows that if the square is largely divided like the squares indicated by (vi) and (vii), the difference depending on the location is reduced.

さらに、図31に示すように、例えば図27の最適ミキシング段階のパン生地や図28のミキシング過剰段階のパン生地の合成画像を、所定の大きさの正方形(例えば、(i)および(ii)が示す小さい正方形)に分割した。また、図32に示すように、所定の大きさの正方形として、例えば(vi)および(vii)が示す大きい正方形に分割してもよい。ここで、図31および図32において、(iii)はグルテンを示し、(iv)はデンプンを示し、(v)は気泡を示すものとする。つまり、図31は、成分(グルテン、デンプン等)の割合が、異なる場所(例えば、(i)および(ii)が示す小さい正方形)であってもほぼ均一である状態を表しているので、グルテンやデンプン等の成分の分散が小さいことを示している。また、図32は、(vi)および(vii)が示す正方形のように、正方形を大きく分割すれば、場所による差がより小さくなることを示している。   Further, as shown in FIG. 31, for example, a composite image of the bread dough at the optimum mixing stage in FIG. 27 and the bread dough at the excessive mixing stage in FIG. 28 is shown by squares of a predetermined size (for example, (i) and (ii)). Divided into small squares). Further, as shown in FIG. 32, as a square having a predetermined size, for example, it may be divided into large squares indicated by (vi) and (vii). Here, in FIGS. 31 and 32, (iii) indicates gluten, (iv) indicates starch, and (v) indicates bubbles. That is, FIG. 31 shows a state in which the ratio of components (gluten, starch, etc.) is almost uniform even in different places (for example, the small squares shown in (i) and (ii)). It shows that the dispersion of ingredients such as starch and starch is small. Further, FIG. 32 shows that the difference depending on the location becomes smaller if the square is divided into large portions, such as the squares indicated by (vi) and (vii).

続いて、例えば図26〜図28の合成画像の各正方形内における成分の比率Rの標準偏差を計算し、成分分布を定量化した。ここで、比率Rは、以下の式に従って計算した。なお、本実施例においては、一例として、成分Aはデンプンとし、成分Bはグルテンとし、類似度指標はコサイン類似度とした。
比率R=Σ成分Aの類似度指標/Σ成分Bの類似度指標
Subsequently, for example, the standard deviation of the ratio R of the components in each square of the composite image of FIGS. 26 to 28 was calculated, and the component distribution was quantified. Here, the ratio R was calculated according to the following equation. In this example, as an example, component A was starch, component B was gluten, and the similarity index was cosine similarity.
Ratio R = similarity index of Σcomponent A / similarity index of Σcomponent B

ここで、図33を参照して、成分分布の定量化結果の一例について説明する。図33に示すように、本実施例において定量化された成分分布は、正方形の一辺の長さ(ピクセル数)ごとに標準偏差の値で表される。ここで、図33において、○印は、図26のミキシング不足段階のパン生地の合成画像について計算された標準偏差の値を示す。また、×印は、図27の最適ミキシング段階のパン生地の合成画像について計算された標準偏差の値を示す。また、+印は、図28のミキシング過剰段階のパン生地の合成画像について計算された標準偏差の値を示す。つまり、図33は、○印が示すミキシング不足段階では、パン生地の成分(グルテン、デンプン等)の分散が大きく、×印が示す最適ミキシング段階のパン生地の成分と、+印が示すミキシング過剰段階のパン生地の成分の分散が小さいことを示しているので、成分分布を定量的に表している。   Here, an example of the quantification result of the component distribution will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 33, the component distribution quantified in the present embodiment is represented by a standard deviation value for each side length (number of pixels) of the square. Here, in FIG. 33, ◯ indicates the value of the standard deviation calculated for the composite image of bread dough at the stage of insufficient mixing in FIG. The crosses indicate standard deviation values calculated for the composite image of bread dough at the optimum mixing stage in FIG. The + mark indicates the value of the standard deviation calculated for the composite image of the bread dough at the excessive mixing stage in FIG. That is, FIG. 33 shows that the bread dough components (gluten, starch, etc.) are largely dispersed in the mixing insufficient stage indicated by the circles, and the components of the bread dough in the optimal mixing stage indicated by the x marks and the excessive mixing stage indicated by the + signs. Since the dispersion of the ingredients of the bread dough is small, the ingredient distribution is expressed quantitatively.

続いて、本実施例において、更に測定対象物13に含まれる気泡を定量的に把握するために、気泡面積割合を計算した。   Subsequently, in this example, the bubble area ratio was calculated in order to quantitatively grasp the bubbles contained in the measurement object 13.

具体的には、本実施例において、成分分布可視化部24−4の処理により取得された画像または合成画像作成部24−5の処理により作成された合成画像における気泡の比率を示す気泡面積割合を、当該画像または当該合成画像の全体の画素数(ピクセル数)および気泡が含まれる画素数に基づいて計算した。ここで、気泡面積割合は、以下の式に従って計算した。
気泡面積割合=気泡の画素数/全体の画素数
Specifically, in the present embodiment, the bubble area ratio indicating the bubble ratio in the image acquired by the processing of the component distribution visualization unit 24-4 or the composite image created by the processing of the composite image creation unit 24-5 The calculation was performed based on the total number of pixels (number of pixels) of the image or the composite image and the number of pixels including bubbles. Here, the bubble area ratio was calculated according to the following equation.
Bubble area ratio = number of pixels of bubbles / total number of pixels

続いて、本実施例において、成分分布定量化処理により定量化された成分分布、および、気泡面積割合計算処理により計算された気泡面積割合に基づいて、測定対象物13の最適ミキシング度を判定した。以下にその詳細を示す。   Subsequently, in this example, the optimum degree of mixing of the measurement object 13 was determined based on the component distribution quantified by the component distribution quantification process and the bubble area ratio calculated by the bubble area ratio calculation process. . The details are shown below.

ここで、図34および図35を参照して、本実施例における最適ミキシング度判定処理の一例について説明する。ここで、図34は、各ミキシング段階における成分分布の均一さの一例を示す図である。また、図35は、各ミキシング段階における気泡面積割合の一例を示す図である。   Here, with reference to FIG. 34 and FIG. 35, an example of the optimal mixing degree determination process in the present embodiment will be described. Here, FIG. 34 is a diagram illustrating an example of the uniformity of component distribution in each mixing stage. FIG. 35 is a diagram showing an example of the bubble area ratio in each mixing stage.

具体的には、本実施例において、成分分布定量化処理により定量化された成分分布(図33参照)に基づいて、図34に示すような各ミキシング段階(例えば、ミキシング不足段階、最適ミキシング段階、ミキシング過剰段階等)における分布の均一さを示す変動係数(標準偏差/平均)を計算し、測定対象物の最適ミキシング度を判定した。ここで、図34において、ミキシング不足段階と最適ミキシング段階(またはミキシング過剰段階)とを比較すると、成分分布の均一さが有意に増加していた(p<0.01)。一方、最適ミキシング段階とミキシング過剰段階との間には成分分布の均一さにおける有意な差は見られなかった。このように、本実施例における最適ミキシング度判定処理において、ミキシング不足段階から最適ミキシング段階に移行する際に、グルテンとデンプンの分布が均一になることから、最適ミキシング段階のパン生地(図27参照)が最適ミキシング度の状態にあると判定した。   Specifically, in the present embodiment, based on the component distribution quantified by the component distribution quantification process (see FIG. 33), each mixing stage as shown in FIG. 34 (for example, a mixing insufficient stage, an optimal mixing stage) The coefficient of variation (standard deviation / average) indicating the uniformity of distribution in the mixing excess stage, etc.) was calculated, and the optimum mixing degree of the measurement object was determined. Here, in FIG. 34, when the insufficient mixing stage and the optimal mixing stage (or the excessive mixing stage) are compared, the uniformity of the component distribution is significantly increased (p <0.01). On the other hand, there was no significant difference in the uniformity of component distribution between the optimal mixing stage and the overmixing stage. In this way, in the optimum mixing degree determination process in the present embodiment, the distribution of gluten and starch becomes uniform when shifting from the insufficient mixing stage to the optimum mixing stage, so the bread dough at the optimum mixing stage (see FIG. 27). Is determined to be in the state of optimal mixing.

更に、本実施例において、気泡面積割合計算処理により計算された気泡面積割合に基づいて、図35に示すような各ミキシング段階(例えば、ミキシング不足段階、最適ミキシング段階、ミキシング過剰段階等)における測定対象物の最適ミキシング度を判定した。ここで、図35において、ミキシング不足段階(または最適ミキシング段階)とミキシング過剰段階とを比較すると、気泡面積割合が有意に増加していた(p<0.05)。一方、ミキシング不足段階と最適ミキシング段階との間には気泡面積割合における有意な差は見られなかった。このように、本実施例における最適ミキシング度判定処理において、最適ミキシング段階からミキシング過剰段階に移行する際に、気泡面積割合が増加することから、最適ミキシング段階のパン生地(図27参照)が最適ミキシング度の状態にあると判定した。   Furthermore, in this embodiment, based on the bubble area ratio calculated by the bubble area ratio calculation process, the measurement at each mixing stage (for example, the mixing insufficient stage, the optimum mixing stage, the mixing excessive stage, etc.) as shown in FIG. The optimum degree of mixing of the object was determined. Here, in FIG. 35, when the mixing insufficient stage (or the optimal mixing stage) and the excessive mixing stage were compared, the bubble area ratio was significantly increased (p <0.05). On the other hand, there was no significant difference in the bubble area ratio between the insufficient mixing stage and the optimum mixing stage. Thus, in the optimum mixing degree determination process in the present embodiment, the bubble area ratio increases when shifting from the optimum mixing stage to the excessive mixing stage, so that the bread dough (see FIG. 27) in the optimum mixing stage is optimally mixed. Judged to be in the state of degree.

このように、従来の染色画像等では最適なミキシング状態を定量的に把握することは困難であったが、本発明によれば、成分分布を定量的に可視化することができ、最適ミキシング段階の把握が容易になり、製品の品質安定性を向上させることができる。   As described above, it has been difficult to quantitatively grasp the optimum mixing state with a conventional stained image or the like. However, according to the present invention, the component distribution can be visualized quantitatively, and the optimum mixing stage can be visualized. It becomes easy to grasp and can improve the product quality stability.

[他の実施の形態]
さて、これまで本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上述した実施の形態以外にも、特許請求の範囲に記載した技術的思想の範囲内において種々の異なる実施の形態にて実施されてよいものである。
[Other embodiments]
Although the embodiments of the present invention have been described so far, the present invention is not limited to the above-described embodiments, but can be applied to various different embodiments within the scope of the technical idea described in the claims. It may be implemented.

また、実施の形態において説明した各処理のうち、自動的に行われるものとして説明した処理の全部または一部を手動的に行うこともでき、あるいは、手動的に行われるものとして説明した処理の全部または一部を公知の方法で自動的に行うこともできる。   In addition, among the processes described in the embodiment, all or part of the processes described as being automatically performed can be performed manually, or the processes described as being performed manually can be performed. All or a part can be automatically performed by a known method.

このほか、上記文献中や図面中で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各処理の登録データや検索条件等のパラメータを含む情報、画面例、データベース構成については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。   In addition, unless otherwise specified, the processing procedures, control procedures, specific names, information including registration data for each processing, parameters such as search conditions, screen examples, and database configurations shown in the above documents and drawings Can be changed arbitrarily.

また、成分分布分析システムに関して、図示の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。   In addition, regarding the component distribution analysis system, each illustrated component is functionally conceptual and does not necessarily need to be physically configured as illustrated.

例えば、成分分布分析装置20の各装置が備える処理機能、特に計算処理部24にて行われる各処理機能については、その全部または任意の一部を、CPU(Central Processing Unit)および当該CPUにて解釈実行されるプログラムにて実現してもよく、また、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現してもよい。尚、プログラムは、後述する記録媒体に記録されており、必要に応じて成分分布分析装置20に機械的に読み取られる。すなわち、ROMまたはHDなどのメモリ21などは、OS(Operating System)として協働してCPUに命令を与え、各種処理を行うためのコンピュータプログラムが記録されている。このコンピュータプログラムは、RAMにロードされることによって実行され、CPUと協働して制御部を構成する。   For example, the processing functions of each component of the component distribution analyzer 20, particularly the processing functions performed by the calculation processing unit 24, are all or any part of the processing functions by a CPU (Central Processing Unit) and the CPU. It may be realized by a program to be interpreted and executed as hardware by wired logic. The program is recorded on a recording medium to be described later, and is mechanically read by the component distribution analyzer 20 as necessary. That is, a memory 21 such as a ROM or an HD stores a computer program for giving instructions to the CPU in cooperation with an OS (Operating System) and performing various processes. This computer program is executed by being loaded into the RAM, and constitutes a control unit in cooperation with the CPU.

また、このコンピュータプログラムは、成分分布分析装置20に対して任意のネットワークを介して接続されたアプリケーションプログラムサーバに記憶されていてもよく、必要に応じてその全部または一部をダウンロードすることも可能である。   The computer program may be stored in an application program server connected to the component distribution analyzer 20 via an arbitrary network, and may be downloaded in whole or in part as necessary. It is.

また、本発明に係るプログラムを、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納してもよく、また、プログラム製品として構成することもできる。ここで、この「記録媒体」とは、メモリーカード、USBメモリ、SDカード、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、EPROM、EEPROM、CD−ROM、MO、DVD、および、Blu−ray Disc等の任意の「可搬用の物理媒体」を含むものとする。   In addition, the program according to the present invention may be stored in a computer-readable recording medium, and may be configured as a program product. Here, the “recording medium” is any memory card, USB memory, SD card, flexible disk, magneto-optical disk, ROM, EPROM, EEPROM, CD-ROM, MO, DVD, Blu-ray Disc, etc. Of “portable physical media”.

また、「プログラム」とは、任意の言語や記述方法にて記述されたデータ処理方法であり、ソースコードやバイナリコード等の形式を問わない。なお、「プログラム」は必ずしも単一的に構成されるものに限られず、複数のモジュールやライブラリとして分散構成されるものや、OS(Operating System)に代表される別個のプログラムと協働してその機能を達成するものをも含む。なお、実施の形態に示した各装置において記録媒体を読み取るための具体的な構成、読み取り手順、あるいは、読み取り後のインストール手順等については、周知の構成や手順を用いることができる。   The “program” is a data processing method described in an arbitrary language or description method, and may be in any format such as source code or binary code. The “program” is not necessarily limited to a single configuration, but is distributed in the form of a plurality of modules and libraries, or in cooperation with a separate program represented by an OS (Operating System). Including those that achieve the function. Note that a well-known configuration and procedure can be used for a specific configuration for reading a recording medium, a reading procedure, an installation procedure after reading, and the like in each device described in the embodiment.

メモリ21に格納される各種のデータベース等は、RAM、ROM等のメモリ装置、ハードディスク等の固定ディスク装置、フレキシブルディスク、光ディスク等のストレージ手段であり、各種処理やウェブサイト提供に用いる各種のプログラムやテーブルやデータベースやウェブページ用ファイル等を格納する。   Various databases and the like stored in the memory 21 are storage means such as a memory device such as a RAM and a ROM, a fixed disk device such as a hard disk, a flexible disk and an optical disk, and various programs and programs used for providing websites. Stores tables, databases, files for web pages, etc.

また、成分分布分析装置20は、既知のパーソナルコンピュータ、ワークステーション等の情報処理装置として構成してもよく、また、該情報処理装置に任意の周辺装置を接続して構成してもよい。また、成分分布分析装置20は、該情報処理装置に本発明の方法を実現させるソフトウェア(プログラム、データ等を含む)を実装することにより実現してもよい。   The component distribution analyzer 20 may be configured as an information processing apparatus such as a known personal computer or workstation, or may be configured by connecting any peripheral device to the information processing apparatus. The component distribution analyzer 20 may be realized by installing software (including programs, data, and the like) that causes the information processing apparatus to realize the method of the present invention.

更に、装置の分散・統合の具体的形態は図示するものに限られず、その全部または一部を、各種の付加等に応じて、または、機能負荷に応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。すなわち、上述した実施形態を任意に組み合わせて実施してもよく、実施形態を選択的に実施してもよい。   Furthermore, the specific form of distribution / integration of the devices is not limited to that shown in the figure, and all or a part of them may be functional or physical in arbitrary units according to various additions or according to functional loads. Can be distributed and integrated. That is, the above-described embodiments may be arbitrarily combined and may be selectively implemented.

以上詳述に説明したように、本発明によれば、得られた蛍光指紋から対象成分の分布を可視化する成分分布分析において、更に、目的とする成分の同定を行うことができ、かつ、成分を定量的に評価することができる成分分布分析方法、成分分布分析装置、および、プログラムを提供することができるので、食品等の内部の構造の分析など様々な用途に好適に利用できる。   As described above in detail, according to the present invention, in the component distribution analysis for visualizing the distribution of the target component from the obtained fluorescent fingerprint, the target component can be further identified, and the component Since a component distribution analysis method, a component distribution analysis device, and a program can be provided, it is possible to suitably use for various applications such as analysis of the internal structure of food or the like.

また、本発明は、様々な物質の内部構造を調べるような基礎研究領域から、食品製造現場での検査など応用的な分野にまで使用することができる、非常に汎用性の高い手法である。測定のスケールは光学顕微鏡を用いて観察されるミクロスケールから、通常のカメラで撮像可能なマクロスケールにまで及び、食品分野にとどまらず、農業から生体・医療分野まで幅広い応用が期待できる。本発明では非破壊での測定が可能なため、測定条件の絞込みによる測定時間短縮を行うことができれば、工場等での全数検査やリアルタイムでのモニタリングに応用することも可能である。   In addition, the present invention is a very versatile technique that can be used from a basic research area in which the internal structure of various substances is examined to an applied field such as inspection at a food manufacturing site. The scale of measurement ranges from the micro scale observed with an optical microscope to the macro scale that can be imaged with a normal camera, and is not limited to the food field, but can be expected to have a wide range of applications from agriculture to living body / medical field. Since non-destructive measurement is possible in the present invention, if the measurement time can be shortened by narrowing down the measurement conditions, it can also be applied to 100% inspection in a factory or real-time monitoring.

10 蛍光画像撮影装置
11 分光照明装置
110 光源
112 分光装置
114 励起波長調節部
116 光ファイバー
118 励起光照射部
12 分光撮影装置
120 光学部
122 分光装置
124 画像撮影装置
13 測定対象物
20 成分分布分析装置
21 メモリ
22 キーボード・マウス
23 制御部
24 計算処理部
24−1 蛍光指紋情報取得部
24−2 類似度指標計算部
24−3 色決定部
24−4 成分分布可視化部
24−5 合成画像作成部
30 ディスプレイ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Fluorescence image imaging device 11 Spectral illumination device
110 Light source
112 Spectrometer
114 Excitation wavelength adjustment unit
116 optical fiber
118 Excitation light irradiation unit 12 Spectroscopic imaging device
120 Optics
122 Spectrometer
124 Image Capture Device 13 Measurement Object 20 Component Distribution Analysis Device 21 Memory 22 Keyboard / Mouse 23 Control Unit 24 Calculation Processing Unit
24-1 Fluorescent fingerprint information acquisition unit
24-2 Similarity index calculator
24-3 Color decision unit
24-4 Component distribution visualization unit
24-5 Composite Image Creation Unit 30 Display

Claims (15)

測定対象物を分析する成分分布分析方法であって、
所定の励起波長範囲および所定の蛍光波長範囲で、照射する励起波長および観測する蛍光波長を段階的に変化させながら、前記測定対象物上の複数の測定箇所における蛍光強度を測定して、前記測定対象物上の各測定箇所の蛍光指紋情報を取得する蛍光指紋情報取得工程、
前記蛍光指紋情報取得工程にて各測定箇所ごとに取得した前記測定対象物の前記蛍光指紋情報と、予め取得された目的とする成分の蛍光指紋情報とを比較して、類似度指標を計算する類似度指標計算工程、
前記類似度指標計算工程にて計算された前記類似度指標に基づいて各測定箇所に彩色すべき色を決定する色決定工程、および、
前記各測定箇所に前記色決定工程にて決定された彩色すべき色をカラーマッピングし、前記測定対象物に含まれる前記成分を可視化した画像を取得する成分分布可視化工程、
を含むことを特徴とする、成分分布分析方法。
A component distribution analysis method for analyzing a measurement object,
Measuring the fluorescence intensity at a plurality of measurement locations on the measurement object while changing the excitation wavelength to be irradiated and the fluorescence wavelength to be observed in a stepwise manner within a predetermined excitation wavelength range and a predetermined fluorescence wavelength range, Fluorescent fingerprint information acquisition process for acquiring fluorescent fingerprint information of each measurement location on the object,
A similarity index is calculated by comparing the fluorescent fingerprint information of the measurement object acquired for each measurement location in the fluorescent fingerprint information acquisition step with fluorescent fingerprint information of a target component acquired in advance. Similarity index calculation process,
A color determination step for determining a color to be colored at each measurement location based on the similarity index calculated in the similarity index calculation step; and
Color distribution of the color to be colored determined in the color determination step to each measurement location, and a component distribution visualization step of acquiring an image in which the component included in the measurement object is visualized,
A component distribution analysis method comprising:
前記成分分布可視化工程にて取得された、前記画像と、当該画像の前記成分とは別の成分を可視化した別の画像と、を合成して、前記測定対象物に含まれる複数の成分を同時に可視化した合成画像を作成する合成画像作成工程、
を更に含むことを特徴とする、請求項1に記載の成分分布分析方法。
The image acquired in the component distribution visualization step and another image obtained by visualizing a component different from the component of the image are synthesized to simultaneously combine a plurality of components included in the measurement object. A composite image creation process for creating a visualized composite image;
The component distribution analysis method according to claim 1, further comprising:
前記類似度指標は、
コサイン類似度、ピアソンの相関係数、偏差パターン類似度、ユークリッド距離類似度、Morisitaの類似度指数、標準ユークリッド距離類似度、マハラノビス距離類似度、マンハッタン距離類似度、チェビシェフ距離類似度、ミンコフスキー距離類似度、ジャッカード係数類似度、ダイス係数類似度、および、シンプソン係数類似度のうち少なくとも1つであることを特徴とする、請求項1または2に記載の成分分布分析方法。
The similarity index is
Cosine similarity, Pearson correlation coefficient, deviation pattern similarity, Euclidean distance similarity, Morisita similarity index, standard Euclidean distance similarity, Mahalanobis distance similarity, Manhattan distance similarity, Chebyshev distance similarity, Minkowski distance similarity The component distribution analysis method according to claim 1, wherein the component distribution analysis method is at least one of a degree, a Jackard coefficient similarity, a Dice coefficient similarity, and a Simpson coefficient similarity.
前記成分は、生体由来の成分であることを特徴とする、請求項1から3のうちいずれか一つに記載の成分分布分析方法。   The component distribution analysis method according to claim 1, wherein the component is a component derived from a living body. 前記生体由来の成分は、タンパク質、澱粉、多糖類、ミネラル、および、脂質からなる群より選ばれる少なくとも1つを含むことを特徴とする、請求項4に記載の成分分布分析方法。   The component distribution analysis method according to claim 4, wherein the biological component includes at least one selected from the group consisting of protein, starch, polysaccharides, minerals, and lipids. 測定対象物に所定の励起波長を照射する分光照明装置と、所定の蛍光波長で前記測定対象物を観察する分光撮影装置とを備えた、前記測定対象物の成分分布を分析する成分分布分析装置であって、
所定の励起波長範囲および所定の蛍光波長範囲で、照射する励起波長および観測する蛍光波長を段階的に変化させながら、前記測定対象物上の複数の測定箇所における蛍光強度を測定して、前記測定対象物上の各測定箇所の蛍光指紋情報を取得する蛍光指紋情報取得部、
前記蛍光指紋情報取得部により各測定箇所ごとに取得した前記測定対象物の前記蛍光指紋情報と、予め取得された目的とする成分の蛍光指紋情報とを比較して、類似度指標を計算する類似度指標計算部、
前記類似度指標計算部により計算された前記類似度指標に基づいて各測定箇所に彩色すべき色を決定する色決定部、および、
前記各測定箇所に前記色決定部により決定された彩色すべき色をカラーマッピングし、前記測定対象物に含まれる前記成分を可視化した画像を取得する成分分布可視化部、
を備えたことを特徴とする、成分分布分析装置。
A component distribution analyzer for analyzing a component distribution of the measurement object, comprising: a spectral illumination device that irradiates the measurement object with a predetermined excitation wavelength; and a spectroscopic imaging device that observes the measurement object with a predetermined fluorescence wavelength Because
Measuring the fluorescence intensity at a plurality of measurement locations on the measurement object while changing the excitation wavelength to be irradiated and the fluorescence wavelength to be observed in a stepwise manner within a predetermined excitation wavelength range and a predetermined fluorescence wavelength range, A fluorescence fingerprint information acquisition unit for acquiring fluorescence fingerprint information of each measurement location on the object;
Similarity of calculating the similarity index by comparing the fluorescent fingerprint information of the measurement object acquired for each measurement location by the fluorescent fingerprint information acquisition unit with the fluorescent fingerprint information of the target component acquired in advance Degree index calculator,
A color determining unit that determines a color to be colored at each measurement location based on the similarity index calculated by the similarity index calculating unit; and
A component distribution visualization unit for color-mapping the color to be colored determined by the color determination unit at each measurement location, and obtaining an image that visualizes the component included in the measurement object;
A component distribution analysis apparatus comprising:
前記成分分布可視化部により取得された、前記画像と、当該画像の前記成分とは別の成分を可視化した別の画像と、を合成して、前記測定対象物に含まれる複数の成分を同時に可視化した合成画像を作成する合成画像作成部、
を更に備えたことを特徴とする、請求項6に記載の成分分布分析装置。
By synthesizing the image acquired by the component distribution visualization unit and another image obtained by visualizing a component different from the component of the image, a plurality of components included in the measurement object are simultaneously visualized. A composite image creation unit for creating the composite image
The component distribution analyzer according to claim 6, further comprising:
前記類似度指標は、
コサイン類似度、ピアソンの相関係数、偏差パターン類似度、ユークリッド距離類似度、Morisitaの類似度指数、標準ユークリッド距離類似度、マハラノビス距離類似度、マンハッタン距離類似度、チェビシェフ距離類似度、ミンコフスキー距離類似度、ジャッカード係数類似度、ダイス係数類似度、および、シンプソン係数類似度のうち少なくとも1つであることを特徴とする、請求項6または7に記載の成分分布分析装置。
The similarity index is
Cosine similarity, Pearson correlation coefficient, deviation pattern similarity, Euclidean distance similarity, Morisita similarity index, standard Euclidean distance similarity, Mahalanobis distance similarity, Manhattan distance similarity, Chebyshev distance similarity, Minkowski distance similarity The component distribution analyzer according to claim 6, wherein the component distribution analyzer is at least one of degree, Jackard coefficient similarity, Dice coefficient similarity, and Simpson coefficient similarity.
前記成分は、生体由来の成分であることを特徴とする、請求項6から8のうちいずれか一つに記載の成分分布分析装置。   The component distribution analyzer according to any one of claims 6 to 8, wherein the component is a component derived from a living body. 前記生体由来の成分は、タンパク質、澱粉、多糖類、ミネラル、および、脂質からなる群より選ばれる少なくとも1つを含むことを特徴とする、請求項9に記載の成分分布分析装置。   The component distribution analyzer according to claim 9, wherein the biological component includes at least one selected from the group consisting of protein, starch, polysaccharides, minerals, and lipids. 測定対象物に所定の励起波長を照射する分光照明装置と、所定の蛍光波長で前記測定対象物を観察する分光撮影装置とを備えた、前記測定対象物の成分分布を分析する成分分布分析装置に実行させるためのプログラムであって、
前記成分分布分析装置において、
所定の励起波長範囲および所定の蛍光波長範囲で、照射する励起波長および観測する蛍光波長を段階的に変化させながら、前記測定対象物上の複数の測定箇所における蛍光強度を測定して、前記測定対象物上の各測定箇所の蛍光指紋情報を取得する蛍光指紋情報取得工程、
前記蛍光指紋情報取得工程にて各測定箇所ごとに取得した前記測定対象物の前記蛍光指紋情報と、予め取得された目的とする成分の蛍光指紋情報とを比較して、類似度指標を計算する類似度指標計算工程、
前記類似度指標計算工程にて計算された前記類似度指標に基づいて各測定箇所に彩色すべき色を決定する色決定工程、および、
前記各測定箇所に前記色決定工程にて決定された彩色すべき色をカラーマッピングし、前記測定対象物に含まれる前記成分を可視化した画像を取得する成分分布可視化工程、
を実行させるためのプログラム。
A component distribution analyzer for analyzing a component distribution of the measurement object, comprising: a spectral illumination device that irradiates the measurement object with a predetermined excitation wavelength; and a spectroscopic imaging device that observes the measurement object with a predetermined fluorescence wavelength A program for executing
In the component distribution analyzer,
Measuring the fluorescence intensity at a plurality of measurement locations on the measurement object while changing the excitation wavelength to be irradiated and the fluorescence wavelength to be observed in a stepwise manner within a predetermined excitation wavelength range and a predetermined fluorescence wavelength range, Fluorescent fingerprint information acquisition process for acquiring fluorescent fingerprint information of each measurement location on the object,
A similarity index is calculated by comparing the fluorescent fingerprint information of the measurement object acquired for each measurement location in the fluorescent fingerprint information acquisition step with fluorescent fingerprint information of a target component acquired in advance. Similarity index calculation process,
A color determination step for determining a color to be colored at each measurement location based on the similarity index calculated in the similarity index calculation step; and
Color distribution of the color to be colored determined in the color determination step to each measurement location, and a component distribution visualization step of acquiring an image in which the component included in the measurement object is visualized,
A program for running
前記成分分布可視化工程にて取得された、前記画像と、当該画像の前記成分とは別の成分を可視化した別の画像と、を合成して、前記測定対象物に含まれる複数の成分を同時に可視化した合成画像を作成する合成画像作成工程、
を更に実行させることを特徴とする、請求項11に記載のプログラム。
The image acquired in the component distribution visualization step and another image obtained by visualizing a component different from the component of the image are synthesized to simultaneously combine a plurality of components included in the measurement object. A composite image creation process for creating a visualized composite image;
The program according to claim 11, further comprising:
前記類似度指標は、
コサイン類似度、ピアソンの相関係数、偏差パターン類似度、ユークリッド距離類似度、Morisitaの類似度指数、標準ユークリッド距離類似度、マハラノビス距離類似度、マンハッタン距離類似度、チェビシェフ距離類似度、ミンコフスキー距離類似度、ジャッカード係数類似度、ダイス係数類似度、および、シンプソン係数類似度のうち少なくとも1つであることを特徴とする、請求項11または12のうちいずれか一つに記載のプログラム。
The similarity index is
Cosine similarity, Pearson correlation coefficient, deviation pattern similarity, Euclidean distance similarity, Morisita similarity index, standard Euclidean distance similarity, Mahalanobis distance similarity, Manhattan distance similarity, Chebyshev distance similarity, Minkowski distance similarity 13. The program according to claim 11, wherein the program is at least one of degree, Jackard coefficient similarity, Dice coefficient similarity, and Simpson coefficient similarity.
前記成分は、生体由来の成分であることを特徴とする、請求項11から13のうちいずれか一つに記載のプログラム。   The program according to claim 11, wherein the component is a biological component. 前記生体由来の成分は、タンパク質、澱粉、多糖類、ミネラル、および、脂質からなる群より選ばれる少なくとも1つを含むことを特徴とする、請求項14に記載のプログラム。   The program according to claim 14, wherein the biological component includes at least one selected from the group consisting of protein, starch, polysaccharides, minerals, and lipids.
JP2010248326A 2010-11-05 2010-11-05 Component distribution analysis method, component distribution analysis apparatus and program Pending JP2012098244A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010248326A JP2012098244A (en) 2010-11-05 2010-11-05 Component distribution analysis method, component distribution analysis apparatus and program

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010248326A JP2012098244A (en) 2010-11-05 2010-11-05 Component distribution analysis method, component distribution analysis apparatus and program

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2012098244A true JP2012098244A (en) 2012-05-24

Family

ID=46390305

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010248326A Pending JP2012098244A (en) 2010-11-05 2010-11-05 Component distribution analysis method, component distribution analysis apparatus and program

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2012098244A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016011844A (en) * 2014-06-27 2016-01-21 セイコーエプソン株式会社 Spectral image capture system and control method of the same
WO2020054120A1 (en) * 2018-09-10 2020-03-19 日本たばこ産業株式会社 Method, program, and apparatus utilizing fluorescence fingerprint analysis for quantifying tsnas in processed raw material
EP3709004A1 (en) 2019-03-12 2020-09-16 Hitachi High-Tech Science Corporation Fluorescence photometer and observation method

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004294337A (en) * 2003-03-27 2004-10-21 National Food Research Institute Component distribution visualizing method, fluorescence image photographing device, and component distribution visualizing device
JP2005128086A (en) * 2003-10-21 2005-05-19 Olympus Corp Scanning type microscope system
JP2007212206A (en) * 2006-02-08 2007-08-23 Jasco Corp Mapping data display method, program and mapping data display device
JP2010185719A (en) * 2009-02-10 2010-08-26 National Agriculture & Food Research Organization Method and apparatus for discriminating grain flour
JP2010266380A (en) * 2009-05-15 2010-11-25 National Agriculture & Food Research Organization Component distribution analysis method and component distribution analyzer

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004294337A (en) * 2003-03-27 2004-10-21 National Food Research Institute Component distribution visualizing method, fluorescence image photographing device, and component distribution visualizing device
JP2005128086A (en) * 2003-10-21 2005-05-19 Olympus Corp Scanning type microscope system
JP2007212206A (en) * 2006-02-08 2007-08-23 Jasco Corp Mapping data display method, program and mapping data display device
JP2010185719A (en) * 2009-02-10 2010-08-26 National Agriculture & Food Research Organization Method and apparatus for discriminating grain flour
JP2010266380A (en) * 2009-05-15 2010-11-25 National Agriculture & Food Research Organization Component distribution analysis method and component distribution analyzer

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016011844A (en) * 2014-06-27 2016-01-21 セイコーエプソン株式会社 Spectral image capture system and control method of the same
WO2020054120A1 (en) * 2018-09-10 2020-03-19 日本たばこ産業株式会社 Method, program, and apparatus utilizing fluorescence fingerprint analysis for quantifying tsnas in processed raw material
WO2020053919A1 (en) * 2018-09-10 2020-03-19 日本たばこ産業株式会社 Method, program, and apparatus utilizing fluorescence fingerprint analysis for quantifying tsnas in processed raw material
EP3709004A1 (en) 2019-03-12 2020-09-16 Hitachi High-Tech Science Corporation Fluorescence photometer and observation method
US11486828B2 (en) 2019-03-12 2022-11-01 Hitachi High-Tech Science Corporation Fluorescence photometer and observation method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Gao et al. Optical hyperspectral imaging in microscopy and spectroscopy–a review of data acquisition
Lohumi et al. Raman imaging from microscopy to macroscopy: Quality and safety control of biological materials
Wu et al. Novel non-invasive distribution measurement of texture profile analysis (TPA) in salmon fillet by using visible and near infrared hyperspectral imaging
Qin et al. Hyperspectral and multispectral imaging for evaluating food safety and quality
ElMasry et al. Principles of hyperspectral imaging technology
Wu et al. Application of time series hyperspectral imaging (TS-HSI) for determining water distribution within beef and spectral kinetic analysis during dehydration
Qin et al. Raman chemical imaging system for food safety and quality inspection
US9002077B2 (en) Visualization of stained samples
JP2013535014A (en) Method for analyzing biological specimens with spectral images
JP5274288B2 (en) Flour discrimination method and apparatus
JP5856741B2 (en) Aflatoxin quantification method, aflatoxin quantification apparatus, and program
Qin et al. High-throughput Raman chemical imaging for rapid evaluation of food safety and quality
JP2017519193A (en) Apparatus and method for analyzing hair and / or for predicting the result of hair color treatment
Kokawa et al. Quantification of the distributions of gluten, starch and air bubbles in dough at different mixing stages by fluorescence fingerprint imaging
JP2013238576A (en) Gonio-photometric spectral imaging measurement method and apparatus for the same
Kendall et al. Exploiting the diagnostic potential of biomolecular fingerprinting with vibrational spectroscopy
US20180018537A1 (en) Non-spectroscopic imaging of plants
US10485425B2 (en) Apparatus and methods for structured light scatteroscopy
JP5311655B2 (en) Component distribution analysis method and component distribution analyzer
JP3706914B2 (en) Component distribution visualization method and component distribution visualization device
JP5137481B2 (en) Image processing apparatus, image processing program, and image processing method
JP2012098244A (en) Component distribution analysis method, component distribution analysis apparatus and program
Chlebda et al. Assessment of hyperspectral imaging system for colour measurement
JP6669796B2 (en) Chromosome abnormality determination device
CN105954205B (en) Green plum pol based on light spectrum image-forming and acidity Rapid non-destructive testing device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130909

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20140319

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140408

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20140729