JP2012256980A - 画像処理システムおよび画像処理方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】連続した複数フレームの画像データを記憶する画像データ記憶部203と、記憶された画像データを表示する表示部207と、表示された画像データにおいて注目領域を設定する注目領域設定部210と、設定された注目領域について、画像データ記憶部203に記憶された隣接するフレームの画像データを比較して、その変化量を検出する変化量検出部204と、検出された変化量が所定の閾値を超えたことを判定する変化判定部205と、変化判定部205によって所定の閾値を超えたと判定されたフレームの画像データをインデックスとして記憶するインデックス記憶部206とを備える画像処理システムを採用する。
【選択図】図1
Description
本発明の第1の態様は、連続した複数フレームの画像データを記憶する画像データ記憶部と、該画像データ記憶部に記憶された画像データを表示する表示部と、該表示部に表示された画像データにおいて注目領域を設定する注目領域設定部と、該注目領域設定部によって設定された注目領域について、前記画像データ記憶部に記憶された隣接するフレームの画像データを比較して、その変化量を検出する変化量検出部と、該変化量検出部によって検出された変化量が所定の閾値を超えたことを判定する判定部と、該判定部によって所定の閾値を超えたと判定されたフレームの画像データをインデックスとして記憶するインデックス記憶部とを備える画像処理システムである。
このようにすることで、ユーザが注目する注目領域が複数ある場合にも、これら注目領域内において変化が生じたフレームの画像データにインデックスを付加することができる。これにより、複数の注目領域ごとに、ユーザが注目したいフレームの画像データを高精度に自動検出して、検出した画像データを表示部に表示させることができ、ユーザは効率よく動画の観測、評価を行うことが可能となる。
このようにすることで、ユーザが注目する注目領域内において、比較を行う対象を任意に設定することができ、この比較対象の変化が、特定の条件を満たすフレームの画像データにインデックスを付加することができる。これにより、特定の条件を満たすフレームの画像データを高精度に自動検出することができ、効率よく動画の観測、評価を行うことが可能となる。
このようにすることで、ユーザが注目する注目領域内において、隣接するフレームの画像データ間で変化が生じたと判定する基準(閾値)を任意に設定することができ、変化が生じたフレームの画像データにインデックスを付加することができる。これにより、ユーザが注目したいフレームの画像データを高精度に自動検出して、検出した画像データを表示部に表示させることができ、ユーザは効率よく動画の観測、評価を行うことが可能となる。
このようにすることで、注目領域設定部によって設定された注目領域の妥当性が、妥当性判断部により判断され、その判断結果によって新たな注目領域が注目領域再設定部により再設定される。これにより、例えば観察対象物の移動や成長が大きく、観察対象物が最初に設定した注目領域内から外れた場合においても、観察対象物を含む新たな注目領域を再設定することができる。これにより、ユーザが注目したいフレームの画像データを高精度に自動検出して、検出した画像データを表示部に表示させることができ、ユーザは効率よく動画の観測、評価を行うことが可能となる。
以下、本発明の第1の実施形態に係る画像処理システムについて図1から図3を参照して説明する。本実施形態では、本発明に係る画像処理システムを顕微鏡システムに適用した例について説明する。
本実施形態に係る顕微鏡システム1は、図1に示すように、顕微鏡部201と、処理部200と、表示部207と、入力部209とを備えている。
変化量検出部204は、画像データ記憶部203に記憶されている情報をもとに、隣接するフレーム間における変化量を算出する。具体的には、変化量検出部204は、入力部209に設定された注目領域について、隣接するフレーム間における輝度等の変化量を検出する。ここで、変化量としては、注目領域における輝度の平均値でもよく、注目領域における輝度の総和値としてもよい。
図2は、本実施形態の顕微鏡システム1において実行される処理を示したフローチャートである。以下、本実施形態の顕微鏡システム1において実行される処理について図2に従って説明する。
ここでは、ユーザが注目領域設定部210によって、画像データにおける注目する注目領域を指定する。
また、図3において、注目領域402として、四角形状の領域が指定されているが、これに限定されるものではない。例えば楕円形、多角形等のように、領域が明確に指定されるのであれば問題はない。
ここでは、変化量検出部204は、画像データ記憶部203であるハードディスクに記憶されている画像データの1フレーム目を読み込む。
ここでは、変化量検出部204は、既に読み出してあるフレーム(N番目)の画像データに加えて、次のフレーム(N+1番目)の画像データを、画像データ記憶部203から読み込む。
ここでは、変化量検出部204は、読み込んだN番目、N+1番目のフレームの画像データにおける注目領域402の変化量を計算する。変化量としては、例えばピクセルごとの輝度値の差分の平均値が挙げられるが、これに限定されるものではない。
具体的には、変化判定部205は、変化量検出部204によって検出された変化量が、所定の閾値を超えているか否かを判断する。条件を満たす場合(変化量が所定の閾値を超える場合)には、ステップS306に移行する。一方、条件が満たされない場合(変化量が所定の閾値以下の場合)には、ステップS307に移行する。ここで、上記の条件は、例えば、変化量がピクセルごとの輝度値の差分の平均値の場合には、その変化量が50以上あるいは40以下などが考えられるが、これに限定されるものではない。
具体的には、インデックス記憶部206は、現在読み出して計算を行ったフレーム、すなわち、変化量検出部204によって検出された変化量が上記の条件を満たしているフレームを記憶するとともに、インデックスを付加する。記憶の方法としては、例えば、現在読み出したフレーム番号Nを記憶する方法があるが、これに限定されるものではない。
ここでは、変化量検出部204に読み込まれているフレームが、最終フレームである場合には処理を終了する。一方、最終フレームでない場合には、ステップS303に移行して、変化量の計算を続ける。
次に、本発明の第2の実施形態に係る画像処理システムを備える顕微鏡システムについて、図4を参照して以下に説明する。以下、本実施形態の顕微鏡システム2について、第1の実施形態の顕微鏡システム1と共通する点については説明を省略し、異なる点について主に説明する。
また、本実施形態の顕微鏡システム2における処理は、第1の実施形態の顕微鏡システム1における処理とほぼ同様であるため、図2を参照し、変更点についてのみ記載する。
ここでは、ユーザが注目領域設定部210によって、1フレームの画像データにおいてユーザが注目する複数の注目領域を指定する。
また、図4では、注目領域502、503、504は、四角形状の領域が指定されているが、これに限定されるものではない。例えば楕円形、多角形などのように領域が明確に指定されるのであれば問題はない。
次に、本発明の第3の実施形態に係る画像処理システムを備える顕微鏡システムについて、図5から図7を参照して以下に説明する。以下、本実施形態の顕微鏡システム3について、前述の各実施形態の顕微鏡システムと共通する点については説明を省略し、異なる点について主に説明する。
本実施形態の顕微鏡システム3では、図5に示すように、入力部610に、注目領域設定部611に加えて、変化量検出部605において比較を行う対象を設定する比較対象設定部612を有している。
比較対象の例としては、各ピクセルの輝度値YやRGB値などの差分の平均値、総和値などが考えられるが、これに限定されるものではない。また、注目領域内に存在する観察対象物が細胞などの場合は、その大きさや移動量などを用いてもよい。前後のフレームでの変化を判断できる特定の要素が設定されればよい。
図6は、本実施形態の顕微鏡システムにおいて実行される処理を示したフローチャートである。ここでは、本実施形態の顕微鏡システム3の処理について、第1の実施形態の顕微鏡システム1の処理との相違点について以下に説明する。
ここでは、図7に示すように、表示部の出力画面801中の比較対象を表すコンボボックス803から、比較対象設定部612であるマウスによって比較対象を設定する。図7に示す例では、比較対象として、B値の差分の平均値とする。
具体的には、変化量検出部605は、読み込んだN番目、N+1番目のフレームの画像データの注目領域802の変化量を計算する。変化量は、比較対象設定部612で設定された比較対象について計算する。すなわち、本実施形態の場合には、B値の差分の平均値である。
ここでは、変化判定部606は、変化量検出部605によって検出された変化量が、予め設定された条件を満たしているかを判断する。条件を満たす場合には、ステップS707に移行する。一方、条件が満たされない場合には、ステップS708に移行する。本実施形態では、比較対象がB値の差分の平均値とされているので、条件は例えば、B値の差分の平均値が50以上、40以下などが考えられるが、これに限定されるものではない。
次に、本発明の第4の実施形態に係る画像処理システムを備える顕微鏡システムについて、図8から図10を参照して以下に説明する。以下、本実施形態の顕微鏡システム4について、前述の各実施形態の顕微鏡システムと共通する点については説明を省略し、異なる点について主に説明する。
本実施形態の顕微鏡システム4では、図8に示すように、入力部910に、注目領域設定部911および比較対象設定部912に加えて、変化判定部906で判断を行う際の比較条件を設定する比較条件設定部(条件設定部)913を有している。
比較条件の例としては、比較対象が輝度値YやRGB値などの差分の平均値の場合には、その差分の平均値が50以上、60以下、40以上かつ80以下などが考えられるが、これに限定されるものではない。比較対象に適した条件であればよい。
図9は、本実施形態の顕微鏡システムにおいて実行される処理を示したフローチャートである。ここでは、本実施形態の顕微鏡システム4の処理について、第3の実施形態の顕微鏡システム3の処理(図6参照)との相違点について以下に説明する。
具体的には、図10に示すように、表示部908の出力画面1101中の比較条件を表すコンボボックス1104から、比較条件設定部913であるマウスによって比較条件を設定する。図10に示す例では、比較条件として100を超えるものとする。
ここでは、変化判定部906は、変化量検出部905によって算出された変化量が比較条件設定部913で設定した条件を満たしているかを判断する。条件を満たす場合には、ステップS1008に移行する。一方、条件が満たされない場合には、ステップS1009に移行する。
次に、本発明の第5の実施形態に係る画像処理システムを備える顕微鏡システムについて、図11を参照して以下に説明する。以下、本実施形態の顕微鏡システム5について、前述の各実施形態の顕微鏡システムと共通する点については説明を省略し、異なる点について主に説明する。
また、本実施形態の顕微鏡システム5における処理は、第4の実施形態の顕微鏡システム4における処理とほぼ同様であるため、図9を参照し、変更点についてのみ記載する。
ここでは、図11に示すように、表示部908の出力画面1201中の比較対象を表すコンボボックス1205から、比較対象設定部912であるマウスによって比較対象を設定する。この際、複数の注目領域1202、1203、1204ごとに比較対象を設定する。図11に示す例では、注目領域1の比較対象はB値の差分の平均値、注目領域2の比較対象はG値の差分の総和値、注目領域3の比較対象はR値の差分の平均値とする。
ここでは、図11に示すように、表示部908の出力画面1201中の比較条件を表すコンボボックス1206から、比較条件設定部913であるマウスによって比較条件を設定する。この際、複数の注目領域1202、1203、1204ごとに比較条件を設定する。図11に示す例では、注目領域1の比較条件は50を超えるもの、注目領域2の比較条件は1000を超えるもの、注目領域3の比較条件は30未満とする。
次に、本発明の第6の実施形態に係る画像処理システムを備える顕微鏡システムについて、図12から図14を参照して以下に説明する。以下、本実施形態の顕微鏡システム6について、前述の各実施形態の顕微鏡システムと共通する点については説明を省略し、異なる点について主に説明する。
本実施形態の顕微鏡システム6では、図12に示すように、処理部1303に、図8の構成に加えて、注目領域妥当性判断部(妥当性判断部)1308と、注目領域再設定部1309とを備えている。
図13は、本実施形態の顕微鏡システムにおいて実行される処理を示したフローチャートである。ここでは、本実施形態の顕微鏡システム6の処理について、第4の実施形態の顕微鏡システム4の処理(図9参照)との相違点について以下に説明する。
ここで、変化量は、例えば本実施形態の場合は細胞の移動量、面積に設定したものとするが、これに限定されるものではない。なお、細胞の移動量は、エッジから求まる重心の位置の移動量、面積はエッジを基に算出可能である。
例として、比較対象が細胞の移動量の場合は、細胞の移動量があまりに大きく、指定した注目領域から外れてしまうことが想定される。比較対象が細胞の大きさの場合は、大きく成長しすぎて指定した注目領域から外れてしまうことが想定される。
なお、本実施形態では、エッジ抽出の方法として、微分フィルタを画像データに適用することを挙げたが、ソベールフィルタやプリューウィットフィルタなど公知の技術であればこれに限定されるものではない。
注目領域再設定部1309は、自動的に注目領域を変更する。
例として、図14(c)に示すように、現在の注目領域Bの中心位置を基準として、注目領域Bのサイズを任意の倍数に拡大する。次に、図14(d)に示すように、エッジが途切れている方向に対して任意のサイズだけ拡張する。次に、図14(e)に示すように、エッジが途切れている方向に対して注目領域Bの位置を任意の方向に移動させる。
次に、本発明の第7の実施形態に係る画像処理システムを備える顕微鏡システムについて、図8から図10を参照して以下に説明する。以下、本実施形態の顕微鏡システム7について、前述の各実施形態の顕微鏡システムと共通する点については説明を省略し、異なる点について主に説明する。
また、本実施形態の顕微鏡システム7における処理は、第4の実施形態の顕微鏡システム4における処理とほぼ同様であるため、図9を参照し、変更点についてのみ記載する。
変化量検出部905は、既に読み出してあるフレーム(N番目)の画像データに加えて、N番目以降のフレーム(N+M番目)の画像データを読み込む。ここで、Mは2、3などの任意の整数である。
変化量検出部905は、読み込んだN番目、N+M番目のフレームの画像データの注目領域の変化量を計算する。
本実施形態では、N番目以降のフレーム(N+M番目)の画像データを読み込んで比較を行っているが、これに限らずに、既に読み出してあるフレーム(N番目)の画像データに加えて、N番目以降の複数のフレーム(N+M番目)、(N+L番目)の画像データを読み込み、比較を行っても良い。ここで、M、Lは2、3などの任意の整数である。また、ユーザが指定した任意の画像に対して、読み込んだN番目のフレームの画像データの比較を行っても良い。
次に、本発明の第8の実施形態に係る画像処理システムを備える顕微鏡システムについて、図8から図10を参照して以下に説明する。以下、本実施形態の顕微鏡システム8について、前述の各実施形態の顕微鏡システムと共通する点については説明を省略し、異なる点について主に説明する。
また、本実施形態の顕微鏡システム8における処理は、第4の実施形態の顕微鏡システム4における処理とほぼ同様であるため、図9を参照し、変更点についてのみ記載する。
第4の実施形態の顕微鏡システム4では、1つの注目領域に対して1つの比較対象を設定しているが、本実施形態の顕微鏡システム8では、1つの注目領域に対して、複数の比較対象を設定する。比較対象の具体例としては、Bの差分の平均値及びGの差分の平均値が挙げられるが、これに限定されるものではない。
ここでは、ステップS1002で設定された比較対象に対して、比較条件設定部913によって個別に条件を設定する。
比較条件の具体例としては、Bの差分の平均値は100以上、Gの差分の平均値は150以上が挙げられるが、これに限定されるものではない。
200 処理部
201 顕微鏡部
202 撮像部
203 画像データ記憶部
204 変化量検出部
205 変化判定部(判定部)
206 インデックス記憶部
207 表示部
208 画像表示部
209 入力部
210 注目領域設定部
612 比較対象設定部
913 比較条件設定部(条件設定部)
1308 注目領域妥当性判断部(妥当性判断部)
1309 注目領域再設定部
Claims (6)
- 連続した複数フレームの画像データを記憶する画像データ記憶部と、
該画像データ記憶部に記憶された画像データを表示する表示部と、
該表示部に表示された画像データにおいて注目領域を設定する注目領域設定部と、
該注目領域設定部によって設定された注目領域について、前記画像データ記憶部に記憶された隣接するフレームの画像データを比較して、その変化量を検出する変化量検出部と、
該変化量検出部によって検出された変化量が所定の閾値を超えたことを判定する判定部と、
該判定部によって所定の閾値を超えたと判定されたフレームの画像データをインデックスとして記憶するインデックス記憶部とを備える画像処理システム。 - 前記注目領域設定部が、複数の注目領域を設定し、
前記インデックス記憶部が、複数の注目領域ごとに、その変化量が所定の閾値を超えたフレームの画像データをインデックスとして記憶する請求項1に記載の画像処理システム。 - 前記変化量検出部において比較を行う対象を設定する比較対象設定部を備える請求項1または請求項2に記載の画像処理システム。
- 前記判定部において判定の基準とする前記閾値を設定する条件設定部を備える請求項1から請求項3のいずれかに記載の画像処理システム。
- 前記注目領域設定部によって設定された注目領域の妥当性を判断する妥当性判断部と、
該妥当性判断部の判断結果によって注目領域を再設定する注目領域再設定部とを備える請求項1から請求項4のいずれかに記載の画像処理システム。 - 連続した複数フレームの画像データを記憶する画像データ記憶工程と、
該画像データ記憶工程によって記憶された画像データを表示する表示工程と、
該表示工程によって表示された画像データにおいて注目領域を設定する注目領域設定工程と、
該注目領域設定工程によって設定された注目領域について、前記画像データ記憶工程において記憶された隣接するフレームの画像データを比較して、その変化量を検出する変化量検出工程と、
該変化量検出工程によって検出された変化量が所定の閾値を超えたことを判定する判定工程と、
該判定工程によって所定の閾値を超えたと判定されたフレームの画像データをインデックスとして記憶するインデックス記憶工程とを含む画像処理方法。
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