JP2017068308A - 画像処理システム、画像処理方法及び画像処理プログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】画像処理装置20は、対象物について、第1及び第2の手法を用いて撮影した第1及び第2の撮影画像を記憶する撮影画像記憶部22と、出力部15に接続された制御部21とを備える。そして、制御部21が、第1の撮影画像に含まれるターゲット領域を第1配色で着色し、背景を黒色化した第1の画像を生成し、第2の撮影画像に含まれるターゲット領域を、第1配色とは異なる第2配色において着色し、背景を黒色化した第2の画像を生成し、第1、第2の画像において、それぞれ着色されたターゲット領域を用いて位置合わせして重ね合わせ、第1配色及び第2配色により生成された第3配色で着色された合成画像を生成して出力する。
【選択図】図1
Description
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、この目的は、同一被写体を複数の手法で撮影した撮影画像において、ターゲット領域を可視化させるための画像処理システム、画像処理方法及び画像処理プログラムを提供することにある。
入力部10は、キーボードやポインティングデバイス等、各種指示を入力するための入力手段から構成される。また、出力部15は、ディスプレイ等、情報処理結果を出力するための出力手段から構成される。
位置調整部212は、同一組織を撮影した複数の画像の位置を調整する処理を実行する。例えば、撮影位置によってずれている画像の位置を調整する。
画像合成部213は、同一組織を撮影した複数の画像を合成して、ターゲット領域を特定するための処理を実行する。
スライス画像データ領域には、この画像番号により特定される断面位置の組織構造を撮影した画像に関するデータが記録される。本実施形態では、同じ断面位置で、異なる染色コードに関連づけられた複数の画像(第1、第2の撮影画像)が記録される。
合成画像データ領域には、この画像番号により特定される断面位置の組織構造の合成画像に関するデータが記録される。後述するように、この合成画像を、特許文献2に記載された技術に適用して、特定の細胞のカウントを行なう。
(全体の概要)
まず、図2を用いて、全体の概要を説明する。評価対象組織内に含まれる小さな細胞を評価する場合、組織標本を所定の間隔(スライス間隔)でスライスする。そして、各断面において細胞を染色して、所定の倍率で撮影したスライス画像ファイルを作成する。上述したように、本実施形態では、異なる細胞染色手法を用いて、複数回の染色を行ない、染色毎に撮影を行なう。このスライス画像ファイルを、画像処理装置20の記憶部(ハードディスク等)や記憶媒体内に格納しておく。この場合、一つのファイルに複数のスライス画像を含めたり、スライスした順番にファイル名を設定した複数のスライス画像ファイルを用いたりすることができる。そして、画像処理装置20の画像処理プログラムを起動する。
ここでは、画像処理装置20の制御部21は、位置合わせ処理を実行する(ステップS1−3)。具体的には、制御部21の位置調整部212は、異なる染色手法によって染色された同一細胞組織の撮影毎の位置ずれを調整する。この処理の詳細については、図5を用いて後述する。
そして、すべての断面位置について終了するまで、上記処理を繰り返す。
次に、図4を用いて、色の割当処理(ステップS1−2)を説明する。ここでは、画像中の染色領域を、合成に必要な色に割り当てる。
次に、図5(a)を用いて、位置合わせ処理(ステップS1−3)を説明する。ここでは、同一組織を撮影した複数の画像の位置合わせを行なう。具体的には、マルチモーダル画像の位置合わせでは、相互情報量が最大となるアフィン変換条件(並行移動、回転、リサイズ)を求める。
ここでは、画像処理装置20の制御部21は、相互情報量の算出処理を実行する(ステップS3−2)。具体的には、制御部21の位置調整部212は、以下の式を用いて、相互情報量を算出する。
そして、同時分布関数p(ai,bj)は、以下のように表すことができる。
以上の処理を、すべてのアフィン変換条件について終了するまで繰り返す。
次に、画像処理装置20の制御部21は、位置合わせ結果の記録処理を実行する(ステップS3−4)。具体的には、制御部21の位置調整部212は、特定したアフィン変換条件を取得して、マルチモーダル画像の位置合わせを完了し、合成画像を生成し、合成画像記憶部23に記録する。
次に、図5(b)を用いて、指定色の2次元細胞のカウント処理(ステップS1−5)における細胞認識処理を説明する。
ここでは、まず、画像処理装置20の制御部21は、HSV変換処理を実行する(ステップS4−1)。具体的には、制御部21のカウント部214は、合成画像を、色相(H)、彩度(S)、明度(V)からなるHSV色空間に投影する。そして、カウント部214は、合成画像を出力部15に表示する。
図6、図7は、組織のスライス標本に本実施形態を適用した実施例である。
図6(a)〜(c)は、同じスライス標本において、異なる抗体を用いて染色し、撮影したスライス画像である。ここで、図6(a)はタンパク質αの抗体を用いて染色した第1画像、図6(b)はタンパク質βの抗体を用いて染色した第2画像、図6(c)はタンパク質γの抗体を用いて染色した第3画像である。また、図6(d)〜(f)は、各画像を指定色で着色した画像である。図6(d)は第1画像に対して赤色を割り当てて着色した第4画像、図6(e)は第2画像に対して緑色を割り当てて着色した第5画像、図6(f)は第3画像に対して青色を割り当てて着色した第6画像である。
(1)本実施形態では、画像処理装置20の制御部21は、色の割当処理(ステップS1−2)、位置合わせ処理(ステップS1−3)、合成処理(ステップS1−4)を実行する。これにより、複数の染色画像において、合成色に基づいて、共通して存在する領域を可視化して、容易に確認することができる。また、合成色の領域を用いて、ターゲット領域の数をカウントすることができる。
・上記実施形態では、組織のスライス標本に内包される特定の細胞の細胞数を、マルチモーダル画像を用いてカウントする場合を想定した。本発明の適用対象は、これに限定されるものではなく、同一被写体を、複数の異なる手法で撮影したマルチモーダル画像に適用することができる。例えば、核磁気共鳴画像法(magnetic resonance imaging:MRI)やX線CTの撮影画像、構造物(例えば、建築物)における複数の検査手法等に用いることも可能である。
Claims (9)
- 対象物について、複数の手法を用いて撮影した複数の撮影画像を記憶する撮影画像記憶部と、出力部に接続された制御部とを備えた画像処理システムであって、
前記制御部が、
前記撮影画像記憶部に記録された撮影画像において、第1の手法を用いて撮影された第1の撮影画像に含まれるターゲット領域を第1配色で着色し、背景を黒色化した第1の画像を生成し、
前記撮影画像記憶部に記録された撮影画像において、第2の手法を用いて撮影された第2の撮影画像に含まれるターゲット領域を、前記第1配色とは異なる第2配色において着色し、背景を黒色化した第2の画像を生成し、
前記第1、第2の画像において、それぞれ着色されたターゲット領域を用いて位置合わせして重ね合わせ、前記第1配色及び前記第2配色により生成された第3配色で着色された合成画像を生成して出力することを特徴とする画像処理システム。 - 前記第1配色、第2配色を、三原色の中から選択することを特徴とする請求項1に記載の画像処理システム。
- 前記第1、第2の撮影画像において輝度情報を取得し、
前記輝度情報に基づいてターゲット領域を白色化した第1、第2の反転画像を生成し、前記第1、第2の反転画像に対して、前記第1配色、第2配色の値を全体に乗算することを特徴とする請求項1又は2に記載の画像処理システム。 - 前記第1の画像に含まれる画素の画素値と、前記第2の画像に含まれる画素の画素値とを用いて、前記第1、第2の画像の何れかを変形した場合の相互情報量を算出し、
前記相互情報量が最大となるような変形を用いて、前記第1の画像と第2の画像との位置合わせを行なうことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の画像処理システム。 - 前記合成画像を、色相、彩度、明度を用いたHSV色空間で表し、
前記HSV色空間において指定された値を用いて、ターゲット領域を特定することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の画像処理システム。 - 前記合成画像において、モルフォロジ演算によるクロージング処理を行なうことにより、前記ターゲット領域を変形して、前記ターゲット領域の数をカウントすることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の画像処理システム。
- 前記第1、第2の撮影画像は、評価対象組織のスライス標本を撮影した画像であって、
前記第1の手法において、前記評価対象組織に含まれる第1の物質の発現領域を着色し、前記第2の手法において、前記評価対象組織に含まれる第2の物質の発現領域を着色し、前記第1の物質及び第2の物質が発現した領域を前記ターゲット領域として検出することを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の画像処理システム。 - 対象物について、複数の手法を用いて撮影した複数の撮影画像を記憶する撮影画像記憶部と、出力部に接続された制御部とを備えた画像処理システムを用いて、画像処理を実行する方法であって、
前記制御部が、
前記撮影画像記憶部に記録された撮影画像において、第1の手法を用いて撮影された第1の撮影画像に含まれるターゲット領域を第1配色で着色し、背景を黒色化した第1の画像を生成し、
前記撮影画像記憶部に記録された撮影画像において、第2の手法を用いて撮影された第2の撮影画像に含まれるターゲット領域を、前記第1配色とは異なる第2配色において着色し、背景を黒色化した第2の画像を生成し、
前記第1、第2の画像において、それぞれ着色されたターゲット領域を用いて位置合わせして重ね合わせ、前記第1配色及び前記第2配色により生成された第3配色で着色された合成画像を生成して出力することを特徴とする画像処理方法。 - 対象物について、複数の手法を用いて撮影した複数の撮影画像を記憶する撮影画像記憶部と、出力部に接続された制御部とを備えた画像処理システムを用いて、画像処理を実行させるためのプログラムであって、
前記制御部を、
前記撮影画像記憶部に記録された撮影画像において、第1の手法を用いて撮影された第1の撮影画像に含まれるターゲット領域を第1配色で着色し、背景を黒色化した第1の画像を生成し、
前記撮影画像記憶部に記録された撮影画像において、第2の手法を用いて撮影された第2の撮影画像に含まれるターゲット領域を、前記第1配色とは異なる第2配色において着色し、背景を黒色化した第2の画像を生成し、
前記第1、第2の画像において、それぞれ着色されたターゲット領域を用いて位置合わせして重ね合わせ、前記第1配色及び前記第2配色により生成された第3配色で着色された合成画像を生成して出力する手段として機能させることを特徴とする画像処理プログラム。
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