JP2017116982A - Image analyzing device, image analyzing method and image analyzing system - Google Patents

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Takeshi Matsui
健 松井
哲朗 桑山
Tetsuro Kuwayama
哲朗 桑山
悠策 中島
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悠策 中島
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Takuya Kishimoto
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image analyzing technology that is able to obtain an image hindered in shading, while maintaining speckle contrast.SOLUTION: An image analyzing device comprises: a light source that emits, under a first emitting condition and a second emitting condition, coherent light to an object to be imaged; a speckle image capturing section that captures a first speckle image obtained from light scattered from the object to be imaged, to which the coherent light emitted under the first emitting condition has been emitted, and a second speckle image obtained from light scattered from the object to be imaged, to which the coherent light emitted under the second emitting condition has been emitted; and an information processing part that separates the speckle images on the boundary of the difference in average brightness between the first speckle image and the second speckle image, joins the separated speckle images on the boundary, and analyzes the combined speckle images.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本技術は、画像解析装置に関する。より詳しくは、撮像対象への光の照射によって発生するスペックルを利用する画像解析装置、画像解析方法及び画像解析システムに関する。   The present technology relates to an image analysis apparatus. More specifically, the present invention relates to an image analysis apparatus, an image analysis method, and an image analysis system that use speckle generated by light irradiation to an imaging target.

従来、血管や細胞などといった生体試料の形状や構造等を把握するため、光学的手法を用いた画像解析装置や画像解析方法が開発されている(特許文献1参照)。
この特許文献1に開示された画像解析装置は、生体試料の位相分布を像強度分布に変換する顕微鏡であって、前記像強度分布の像コントラストを変化させる像コントラスト変化ユニットを有する顕微鏡と、像コントラストの異なる複数枚の画像を取得するように、前記像コントラスト変化ユニットを制御する制御ユニットと、請求項1に記載の位相分布計測方法により、前記制御ユニットによる制御により取得された前記複数枚の画像から前記生体試料の位相分布を算出し、算出した前記生体試料の位相分布から位相分布画像を形成する演算ユニットと、前記位相分布画像とは異なる方法で取得された前記生体試料の生化学的な現象及び/又は物理学的な現象を可視化した前記生体試料の画像と、前記演算ユニットで形成された前記生体試料の位相分布画像と、を合成する合成ユニットと、を有する。
Conventionally, in order to grasp the shape and structure of a biological sample such as blood vessels and cells, an image analysis apparatus and an image analysis method using an optical method have been developed (see Patent Document 1).
The image analysis apparatus disclosed in Patent Document 1 is a microscope that converts a phase distribution of a biological sample into an image intensity distribution, and includes a microscope having an image contrast changing unit that changes an image contrast of the image intensity distribution, A control unit that controls the image contrast change unit so as to acquire a plurality of images having different contrasts, and the phase distribution measurement method according to claim 1, wherein the plurality of images acquired by the control by the control unit. An arithmetic unit for calculating a phase distribution of the biological sample from the image and forming a phase distribution image from the calculated phase distribution of the biological sample; and a biochemical of the biological sample acquired by a method different from the phase distribution image Image of the biological sample visualizing various phenomena and / or physical phenomena, and the biological sample formed by the arithmetic unit Having a combining unit for combining the phase distribution image, and the.

一方、血管等の流路を撮像対象とした、光学的手法を用いたイメージング技術においては、様々なノイズの発生が検出精度の低下をもたらすことが懸念されており、そのノイズの一つとして、スペックルが知られている。スペックルは、照射面の凹凸形状に応じて、照射面上に斑点状の揺れ動くパターンが出現する現象である。近年では、ノイズの一つであるスペックルを利用した血管等の流路を撮像する方法に関しても技術が開発されつつある。   On the other hand, in imaging technology using an optical technique for imaging a flow path such as a blood vessel, there is a concern that various noises may cause a decrease in detection accuracy. Speckle is known. Speckle is a phenomenon in which a spot-like swaying pattern appears on the irradiated surface in accordance with the uneven shape of the irradiated surface. In recent years, a technique has been developed for a method of imaging a flow path such as a blood vessel using speckle, which is one of noises.

ところで、スペックルは、光路中の散乱等によるランダムな干渉・回折パターンである。また、スペックルの大小は、強度分布の標準偏差を強度分布の平均で割った値であるスペックルコントラストという指標で表される。コヒーレント光を用いて照明された撮像対象を、結像光学系を用いて観察すると、像面で撮像対象の散乱によるスペックルが観測される。そして、撮像対象が動いたり形状変化したりすると、それに応じたランダムなスペックルパターンが観測される。   By the way, speckle is a random interference / diffraction pattern caused by scattering in the optical path. The magnitude of speckle is represented by an index called speckle contrast, which is a value obtained by dividing the standard deviation of the intensity distribution by the average of the intensity distribution. When an imaging target illuminated with coherent light is observed using an imaging optical system, speckle due to scattering of the imaging target is observed on the image plane. When the object to be imaged moves or changes its shape, a random speckle pattern corresponding to the object is observed.

血液のような光散乱流体を観察すると、流れによる微細形状の変化によってスペックルパターンは刻一刻と変化する。その際、像面に撮像素子を設置し、スペックルパターンの変化よりも十分長い露光時間で流体を撮影すると、血液の流れている部分、即ち血管の部分のスペックルコントラストは、時間平均化することにより減少する。このようなスペックルコントラストの変化を利用することで、血管造影を行うことができる。   When a light scattering fluid such as blood is observed, the speckle pattern changes every moment due to the change in the fine shape caused by the flow. At that time, if an imaging device is installed on the image plane and the fluid is imaged with an exposure time sufficiently longer than the change in the speckle pattern, the speckle contrast of the blood flowing part, that is, the blood vessel part is time-averaged. It decreases by. Angiography can be performed by utilizing such a change in speckle contrast.

特開2015−125326号公報JP2015-125326A

このような光学的手法を用いた画像解析技術にあっては、一般に照明光学系と結像光学系がある。そして、撮像対象への光の照射に起因した表面反射を防ぐため、前記結像光学系に対して照明光学系を斜めにあてるなど、一般に照明光学系の光路と結像光学系の光路とは一致しない構成を採っている。
このような構成とした場合には、撮像対象において、照明位置に近い個所の輝度値は上がる傾向にある。
In the image analysis technique using such an optical method, there are generally an illumination optical system and an imaging optical system. And, in order to prevent surface reflection caused by light irradiation to the imaging target, generally, the optical path of the illumination optical system and the optical path of the imaging optical system are, for example, obliquely illuminating the illumination optical system with respect to the imaging optical system. The structure does not match.
In such a configuration, the luminance value near the illumination position in the imaging target tends to increase.

このような画像における平均輝度差(以下、「シェーディング」ともいう)の発生を防ぐ方法として、特許文献1に示されているような明視野照明技術の場合には、リング照明等を用いることが考えられる。   As a method for preventing the occurrence of such an average luminance difference (hereinafter also referred to as “shading”) in an image, ring illumination or the like may be used in the case of the bright field illumination technique as disclosed in Patent Document 1. Conceivable.

これに対して、スペックルを用いた画像解析技術は、コントラスト数値を取得画像ピクセル内に展開されたスペックルコントラスト空間像により深部に流れる血液等の流量依存性を測るものであって、特許文献1に示されているような、条件の異なる複数画像から位相分布画像と強度分布画像に分離するデジタルホログフラフィとは異なる。   On the other hand, the image analysis technique using speckle measures the flow rate dependency of blood or the like flowing in the deep part by the speckle contrast space image developed in the acquired image pixel. This is different from the digital holography that separates a plurality of images with different conditions into a phase distribution image and an intensity distribution image as shown in FIG.

このため、明視野照明技術の場合と同様、平均輝度差の発生を防ぐためにリング照明等を用いた場合には、スペックルの大小の指標となる前記スペックルコントラストが低下してしまうとの課題があった。   For this reason, as in the case of bright field illumination technology, when ring illumination or the like is used in order to prevent the occurrence of an average luminance difference, the problem that the speckle contrast, which is an index of speckle size, decreases. was there.

そこで、本技術では、スペックルコントラストを保ちつつ、シェーディングの抑制された画像を得ることができる画像解析技術を提供することを主目的とする。   Accordingly, the main object of the present technology is to provide an image analysis technology capable of obtaining an image in which shading is suppressed while maintaining speckle contrast.

本技術は、第一の照射条件及び第二の照射条件でコヒーレント光を撮像対象に照射する光源と、第一の照射条件で照射されたコヒーレント光が照明された前記撮像対象の散乱光から得られる第一スペックル画像及び第二の照射条件で照射されたコヒーレント光が照明された前記撮像対象の散乱光から得られる第二スペックル画像を撮像するスペックル画像撮像部と、前記第一スペックル画像及び第二スペックル画像の夫々に形成された平均輝度差の境界で各スペックル画像を分離し、分離されたスペックル画像同士を前記境界でつなぎ合わせ、合成されたスペックル合成画像を解析する情報処理部と、を備える画像解析装置を提供する。
この画像解析装置において、前記情報処理部では、第一スペックル画像の輝度値と第二スペックル画像の輝度値との平均値を前記スペックル合成画像の輝度値とする構成であってもよい。
また、前記画像解析装置において、前記情報処理部では、第一スペックル画像の輝度値と第二スペックル画像の輝度値の交差箇所を前記境界とする構成であってもよい。
The present technology is obtained from a light source that irradiates an imaging target with coherent light under the first irradiation condition and the second irradiation condition, and scattered light of the imaging target that is illuminated with the coherent light irradiated under the first irradiation condition. A speckle image capturing unit that captures a second speckle image obtained from the scattered light of the imaging target illuminated with the first speckle image and the coherent light irradiated under the second irradiation condition, and the first spec The speckle images are separated at the boundary of the average brightness difference formed in each of the speckle image and the second speckle image, and the separated speckle images are joined at the boundary, and the synthesized speckle composite image is obtained. An image analysis apparatus including an information processing unit for analysis is provided.
In this image analysis device, the information processing unit may be configured such that an average value of the luminance value of the first speckle image and the luminance value of the second speckle image is used as the luminance value of the speckle composite image. .
Further, in the image analysis device, the information processing unit may be configured such that an intersection of the luminance value of the first speckle image and the luminance value of the second speckle image is the boundary.

更に、前記画像解析装置において、前記情報処理部では、前記第一スペックル画像の境界における輝度値と第二スペックル画像の境界における輝度値との間に差がある場合、各スペックル画像の境界における輝度値を当該境界における輝度値の平均値と合致するように補正する構成であってもよい。
また、前記画像解析装置において、前記光源の光軸上にスペックルを抑制する振動部を有し、前記情報処理部では、前記第一スペックル画像における平均輝度差分布及び第二スペックル画像における平均輝度差分布に基づいて、前記境界における輝度値の補正値を計算する構成であってもよい。
更に、前記画像解析装置において、前記情報処理部では、前記第一スペックル画像及び第二スペックル画像において所定の輝度閾値以上の領域を検出し、更に、第一スペックル画像上の前記領域及び第二スペックル画像上の前記領域における共通領域を算出し、当該共通領域から前記スペックル合成画像における境界として検出する構成であってもよい。
また、前記画像解析装置において、前記スペックル画像撮像部では、第一スペックル画像及び第二スペックル画像夫々が複数回撮像され、更に、複数枚の第一スペックル画像から第一差分画像を生成し、複数枚の第二スペックル画像から第二差分画像を生成する、差分画像撮像部と、を有し、前記情報処理部では、前記第一差分画像及び第二差分画像の夫々に形成された平均輝度差の境界で各差分画像を分離し、分離された差分画像同士を前記境界でつなぎ合わせ、合成された差分合成画像を解析する構成であってもよい。
Further, in the image analysis device, when there is a difference between the luminance value at the boundary of the first speckle image and the luminance value at the boundary of the second speckle image in the information processing unit, The configuration may be such that the luminance value at the boundary is corrected so as to match the average value of the luminance values at the boundary.
The image analysis apparatus further includes a vibration unit that suppresses speckles on the optical axis of the light source, and the information processing unit includes an average luminance difference distribution in the first speckle image and a second speckle image. A configuration may be used in which a correction value of the luminance value at the boundary is calculated based on the average luminance difference distribution.
Further, in the image analysis device, the information processing unit detects a region having a predetermined luminance threshold or more in the first speckle image and the second speckle image, and further, the region on the first speckle image and The configuration may be such that a common area in the area on the second speckle image is calculated and detected as a boundary in the speckle composite image from the common area.
In the image analysis device, the speckle image capturing unit captures the first speckle image and the second speckle image a plurality of times, and further extracts a first difference image from the plurality of first speckle images. A difference image capturing unit that generates and generates a second difference image from a plurality of second speckle images, and the information processing unit forms each of the first difference image and the second difference image. The difference image may be separated at the boundary of the average brightness difference, the separated difference images are connected to each other at the boundary, and the synthesized difference composite image may be analyzed.

また、本技術は、第一の照射条件及び第二の照射条件でコヒーレント光を撮像対象に照射する光照射工程と、第一の照射条件で照射されたコヒーレント光が照明された前記撮像対象の散乱光から得られる第一スペックル画像及び第ニの照射条件で照射されたコヒーレント光が照明された前記撮像対象の散乱光から得られる第二スペックル画像を撮像するスペックル画像撮像工程と、前記第一スペックル画像及び第二スペックル画像の夫々に形成された平均輝度差の境界で各スペックル画像を分離し、分離されたスペックル画像同士を前記境界でつなぎ合わせて合成されたスペックル合成画像を解析する情報処理工程と、を含む画像解析方法をも提供する。
この画像解析方法において、前記情報処理工程では、第一スペックル画像の輝度値と第二スペックル画像の輝度値との平均値を前記スペックル合成画像の輝度値としてもよい。
また、前記画像解析方法において、前記情報処理工程では、第一スペックル画像の輝度値と第二スペックル画像の輝度値の交差箇所を境界としてもよい。
Further, the present technology provides a light irradiation step of irradiating the imaging target with coherent light under the first irradiation condition and the second irradiation condition, and the imaging target illuminated with the coherent light irradiated under the first irradiation condition. A speckle image imaging step of imaging a first speckle image obtained from the scattered light and a second speckle image obtained from the scattered light of the imaging target illuminated with the coherent light irradiated under the second irradiation condition; Specs synthesized by separating each speckle image at the boundary of the average luminance difference formed in each of the first speckle image and the second speckle image, and joining the separated speckle images at the boundary An image analysis method including an information processing step of analyzing a synthesized image is also provided.
In this image analysis method, in the information processing step, an average value of the luminance value of the first speckle image and the luminance value of the second speckle image may be used as the luminance value of the speckle composite image.
In the image analysis method, the information processing step may use a crossing point between the luminance value of the first speckle image and the luminance value of the second speckle image as a boundary.

更に、画像解析方法において、前記情報処理工程では、前記第一スペックル画像の境界における輝度値と第二スペックル画像の境界における輝度値との間に差がある場合、各スペックル画像の境界における輝度値を当該境界における輝度値の平均値と合致するように補正してもよい。
更に、前記画像解析方法において、照射されるコヒーレント光を振動させる振動工程と、を含み、前記情報処理工程では、前記第一スペックル画像における平均輝度差分布及び第二スペックル画像における平均輝度差分布に基づいて、前記境界における輝度値の補正値を計算してもよい。
また、前記画像解析方法において、前記情報処理工程では、前記第一スペックル画像及び第二スペックル画像において所定の輝度閾値以上の領域を検出し、更に、第一スペックル画像上の前記領域及び第二スペックル画像上の前記領域における共通領域を算出し、当該共通領域から前記スペックル合成画像における境界として検出してもよい。
更に、前記画像解析方法において、前記スペックル画像撮像工程では、第一スペックル画像及び第二スペックル画像夫々を複数回撮像し、更に、複数枚の第一スペックル画像から第一差分画像を生成し、複数枚の第二スペックル画像から第二差分画像を生成する、差分画像撮像工程と、を含み、前記情報処理工程では、前記第一差分画像及び第二差分画像の夫々に形成された平均輝度差の境界で各差分画像を分離し、分離された差分画像同士を前記境界でつなぎ合わせ、合成された差分合成画像を解析してもよい。
Further, in the image analysis method, in the information processing step, if there is a difference between the luminance value at the boundary of the first speckle image and the luminance value at the boundary of the second speckle image, the boundary of each speckle image The luminance value at may be corrected so as to match the average value of the luminance values at the boundary.
The image analysis method further includes a vibration step of vibrating the irradiated coherent light. In the information processing step, an average luminance difference distribution in the first speckle image and an average luminance difference in the second speckle image Based on the distribution, a correction value of the luminance value at the boundary may be calculated.
In the image analysis method, in the information processing step, a region having a predetermined luminance threshold or more is detected in the first speckle image and the second speckle image, and the region on the first speckle image and A common region in the region on the second speckle image may be calculated and detected as a boundary in the speckle composite image from the common region.
Furthermore, in the image analysis method, in the speckle image capturing step, each of the first speckle image and the second speckle image is captured a plurality of times, and further, a first difference image is obtained from the plurality of first speckle images. Generating a second difference image from a plurality of second speckle images, and in the information processing step, each of the first difference image and the second difference image is formed. Alternatively, the difference images may be separated at the boundary of the average luminance difference, the separated difference images may be connected at the boundary, and the synthesized difference composite image may be analyzed.

また、本技術は、第一の照射条件及び第二の照射条件でコヒーレント光を撮像対象に照射する光源と、第一の照射条件で照射されたコヒーレント光が照明された前記撮像対象の散乱光から得られる第一スペックル画像及び第二の照射条件で照射されたコヒーレント光が照明された前記撮像対象の散乱光から得られる第二スペックル画像を撮像するスペックル画像撮像装置と、前記第一スペックル画像及び第二スペックル画像の夫々に形成された平均輝度差の境界で各スペックル画像を分離し、分離されたスペックル画像同士を前記境界でつなぎ合わせ、合成されたスペックル合成画像を解析する情報処理装置と、を備える画像解析システムをも提供する。   The present technology also provides a light source that irradiates the imaging target with coherent light under the first irradiation condition and the second irradiation condition, and the scattered light of the imaging target that is illuminated with the coherent light irradiated under the first irradiation condition. A speckle image imaging device that captures a second speckle image obtained from the scattered light of the imaging target illuminated with the first speckle image obtained from the above and the coherent light irradiated under the second irradiation condition; Each speckle image is separated at the boundary of the average brightness difference formed in each of the one speckle image and the second speckle image, and the separated speckle images are connected at the boundary to synthesize the speckle composition. An image analysis system including an information processing apparatus for analyzing an image is also provided.

本技術によれば、スペックルコントラストを保ちつつ、シェーディングの抑制された画像を得ることができ、その結果撮像対象の状態解析の精度を向上させることができる。
なお、ここに記載された効果は、必ずしも限定されるものではなく、本技術中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
According to the present technology, it is possible to obtain an image in which shading is suppressed while maintaining speckle contrast, and as a result, it is possible to improve the accuracy of the state analysis of the imaging target.
In addition, the effect described here is not necessarily limited, and may be any effect described in the present technology.

本技術に係る画像解析装置の第一実施形態の概念を模式的に示す模式概念図である。It is a schematic conceptual diagram which shows typically the concept of 1st embodiment of the image analysis apparatus which concerns on this technique. 図1に示す光源及びスペックル画像撮像部の配置構造の一例を示す模式概念図である。It is a schematic conceptual diagram which shows an example of the arrangement structure of the light source and speckle image imaging part which are shown in FIG. 図1に示す画像解析装置の照明タイミングを示す図面代用グラフである。It is a drawing substitute graph which shows the illumination timing of the image analysis apparatus shown in FIG. 図1に示す画像解析装置の駆動シーケンスの一例を示すフローチャートである。3 is a flowchart illustrating an example of a drive sequence of the image analysis apparatus illustrated in FIG. 1. 図4に示す第一スペックル画像の撮像工程を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the imaging process of the 1st speckle image shown in FIG. 図4に示す第二スペックル画像の撮像工程を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the imaging process of the 2nd speckle image shown in FIG. 本技術に係る第二実施形態の画像解析装置における光源及びスペックル画像撮像部の配置構造の一例を示す模式概念図である。It is a schematic conceptual diagram which shows an example of the arrangement structure of the light source and speckle image imaging part in the image analysis apparatus of 2nd embodiment which concerns on this technique. 図7に示す画像解析装置の駆動シーケンスの一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the drive sequence of the image analysis apparatus shown in FIG. 本技術に係る第三実施形態の画像解析装置の構成を模式的に示す模式概念図である。It is a schematic conceptual diagram which shows typically the structure of the image analysis apparatus of 3rd embodiment which concerns on this technique. 本技術に係る第四実施形態の画像解析装置の概念を模式的に示す模式概念図である。It is a schematic conceptual diagram which shows typically the concept of the image analyzer of 4th embodiment which concerns on this technique. 図10に示す画像解析装置の駆動シーケンスの一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the drive sequence of the image analysis apparatus shown in FIG. 本技術に係る画像解析システムの概念を模式的に示した模式概念図である。It is the model conceptual diagram which showed typically the concept of the image analysis system which concerns on this technique.

以下、本技術を実施するための好適な形態について図面を参照しながら説明する。以下に説明する実施形態は、本技術の代表的な実施形態の一例を示したものであり、これにより本技術の範囲が狭く解釈されることはない。なお、説明は以下の順序で行う。
1.第一実施形態に係る画像解析装置
(1)光源
(2)スペックル画像撮像部
(3)情報処理部
(4)記憶部
(5)表示部
(6)支持部
(7)撮像制御部
(8)照明制御部
(9)撮像対象
2.第二実施形態に係る画像解析装置
(1)振動部
3.第三実施形態に係る画像解析装置
(1)波長可変部
(2)合波部
4.第四実施形態に係る画像解析装置
(1)差分画像撮像部
5.第一実施形態に係る画像解析方法
(1)光照射工程
(2)スペックル画像撮像工程
(2−1)第一スペックル画像撮像工程
(2−2)第二スペックル画像撮像工程
(3)情報処理工程
(3−1)境界検出工程
(3−2)スペックル合成画像作成工程
(3−3)スペックル合成画像解析工程
(4)記憶工程
(5)表示工程
6.第二実施形態に係る画像解析方法
(1)振動工程
7.第四実施形態に係る画像解析方法
(1)波長可変工程
(2)合波工程
8.第四実施形態に係る画像解析方法
(1)差分画像撮像工程
9.画像解析システム
(1)光源
(2)スペックル画像撮像装置
(3)情報処理装置
(4)サーバー
(5)表示装置
(6)撮像制御装置
(7)照明制御装置
Hereinafter, preferred embodiments for carrying out the present technology will be described with reference to the drawings. The embodiment described below shows an example of a typical embodiment of the present technology, and the scope of the present technology is not interpreted narrowly. The description will be given in the following order.
1. Image analysis apparatus according to the first embodiment (1) Light source (2) Speckle image capturing unit (3) Information processing unit (4) Storage unit (5) Display unit (6) Support unit (7) Imaging control unit (8) ) Lighting control unit (9) Imaging target 2. Image analysis apparatus according to second embodiment (1) Vibration unit 3. Image analysis apparatus according to third embodiment (1) Wavelength variable section (2) Multiplexing section 4. Image analysis apparatus according to fourth embodiment (1) Difference image capturing unit Image Analysis Method According to First Embodiment (1) Light Irradiation Step (2) Speckle Image Imaging Step (2-1) First Speckle Image Imaging Step (2-2) Second Speckle Image Imaging Step (3) Information processing step (3-1) Boundary detection step (3-2) Speckle composite image creation step (3-3) Speckle composite image analysis step (4) Storage step (5) Display step 6. Image analysis method according to second embodiment (1) Vibration process 7. Image analysis method according to fourth embodiment (1) Wavelength variable step (2) Multiplexing step 8. Image analysis method according to fourth embodiment (1) Difference image capturing step Image analysis system (1) Light source (2) Speckle image capturing device (3) Information processing device (4) Server (5) Display device (6) Imaging control device (7) Lighting control device

<1.第一実施形態に係る画像解析装置>
図1は、本技術に係る画像解析装置の第一実施形態を模式的に示す模式概念図である。また図2は、第一実施形態の画像解析装置における光源及び撮像部の配置構造の一例を示す模式図である。第一実施形態に係る画像解析装置1は、光源11、スペックル画像撮像部12、情報処理部13を備える。また、必要に応じて、記憶部14、表示部15、支持部16、撮像制御部17及び照明制御部18などを更に備えることも可能である。以下、各部について詳細に説明する。
<1. Image Analysis Device According to First Embodiment>
FIG. 1 is a schematic conceptual diagram schematically showing the first embodiment of the image analysis device according to the present technology. FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example of an arrangement structure of light sources and imaging units in the image analysis apparatus according to the first embodiment. The image analysis apparatus 1 according to the first embodiment includes a light source 11, a speckle image capturing unit 12, and an information processing unit 13. Moreover, it is possible to further include a storage unit 14, a display unit 15, a support unit 16, an imaging control unit 17, an illumination control unit 18, and the like as necessary. Hereinafter, each part will be described in detail.

(1) 光源
光源11からは、撮像対象Oに対するコヒーレント光の照射が行われる。光源11が発するコヒーレント光とは、光束内の任意の二点における光波の位相関係が時間的に不変で一定であり、任意の方法で光束を分割した後、大きな光路差を与えて再び重ねあわせても完全な干渉性を示す光をいう。
(1) Light source The light source 11 irradiates the imaging target O with coherent light. The coherent light emitted from the light source 11 is that the phase relationship of light waves at any two points in the light beam is constant in time and constant. Even light that exhibits complete coherence.

光源11の種類は、本技術の効果を損なわない限り特に限定されない。一例としては、レーザー光等を挙げることができる。レーザー光を発する光源11としては、例えば、アルゴンイオン(Ar)レーザー、ヘリウム−ネオン(He-Ne)レーザー、ダイ(dye)レーザー、クリプトン(Cr)レーザー、半導体レーザー、または、半導体レーザーと波長変換光学素子を組み合わせた固体レーザー等を、1種又は2種以上、自由に組み合わせて用いることができる。   The type of the light source 11 is not particularly limited as long as the effect of the present technology is not impaired. An example is laser light. As the light source 11 that emits laser light, for example, argon ion (Ar) laser, helium-neon (He-Ne) laser, die (dye) laser, krypton (Cr) laser, semiconductor laser, or semiconductor laser, wavelength conversion with the semiconductor laser One or two or more solid lasers combined with optical elements can be used in any combination.

図2に示すように、第一実施形態に係る画像解析装置1では光源11が設けられ、第一光源11aと、第二光源11bと、を備える。各光源11a,11bは、パルスモータ16aを介して前記支持部16に対して回転自在に設けられている。すなわち、各光源11a,11bはパルスモータ16aに対してパルス信号を与えることによりステップ単位で回転することができる一方、パルス信号を与えない状態ではその位置で停止できるように構成されている。
尚、各光源11a,11bを支持部16に対して回転自在とする構成に関しては特に限定されず、パルスモータ以外の公知の構成を用いても差し支えない。
As shown in FIG. 2, the image analysis apparatus 1 according to the first embodiment includes a light source 11 and includes a first light source 11 a and a second light source 11 b. Each light source 11a, 11b is rotatably provided with respect to the said support part 16 via the pulse motor 16a. That is, each of the light sources 11a and 11b can be rotated in units of steps by giving a pulse signal to the pulse motor 16a, but can be stopped at that position when no pulse signal is given.
In addition, it does not specifically limit regarding the structure which makes each light source 11a, 11b rotatable with respect to the support part 16, You may use well-known structures other than a pulse motor.

この第一実施形態に係る画像解析装置1では、撮像対象Oに対する各光源11a,11bの照射条件が異なる。
すなわち、この第一実施形態に係る画像解析装置1では図2に示すように、前記支持部16に対して第一光源11aが45度傾いた状態で前記撮像対象Oに対してコヒーレント光L1を照射するようになっている。
このため、撮像対象Oにおいて、第一光源11aに最も近い位置(図2の紙面左方向の端部)ではコヒーレント光L1の輝度値が高く、第一光源11aから最も遠い位置(図2の紙面右方向の端部)ではコヒーレント光L1の輝度値が低くなる(本技術における第一照射条件に相当)。
一方、第二光源11bも前記支持部16に対して45度傾いた状態で前記撮像対象Oに対してコヒーレント光L2を照射するようになっており、撮像対象Oを中心として前記第一光源11aと対称な位置に配置されている。
そして、撮像対象Oにおいて、第二光源11bに最も近い位置(図2の紙面右方向の端部)ではコヒーレント光L2の輝度値が高く、第二光源11bから最も遠い位置(図2の紙面左方向の端部)ではコヒーレント光L2の輝度値が低くなる(本技術における第二照射条件に相当)。
In the image analysis apparatus 1 according to the first embodiment, the irradiation conditions of the light sources 11a and 11b with respect to the imaging target O are different.
That is, in the image analysis apparatus 1 according to the first embodiment, as shown in FIG. 2, the coherent light L <b> 1 is applied to the imaging target O in a state where the first light source 11 a is inclined by 45 degrees with respect to the support portion 16. It comes to irradiate.
For this reason, in the imaging target O, the luminance value of the coherent light L1 is high at the position closest to the first light source 11a (the end in the left direction in FIG. 2), and the position farthest from the first light source 11a (the paper surface in FIG. 2). The luminance value of the coherent light L1 is low at the right end) (corresponding to the first irradiation condition in the present technology).
On the other hand, the second light source 11b also irradiates the imaging target O with the coherent light L2 in a state inclined by 45 degrees with respect to the support portion 16, and the first light source 11a is centered on the imaging target O. Are arranged at symmetrical positions.
Then, in the imaging object O, the luminance value of the coherent light L2 is high at the position closest to the second light source 11b (the end in the right direction in FIG. 2), and the position farthest from the second light source 11b (the left side in FIG. 2). The luminance value of the coherent light L2 is low at the end of the direction (corresponding to the second irradiation condition in the present technology).

すなわち、この第一実施形態に係る画像解析装置1では、第一光源11aから照射されるコヒーレント光L1と、第二光源11bから照射されるコヒーレント光L2とが互いに輝度値の濃淡を補うようにして照射されている。
また、この第一実施形態に係る画像解析装置1では図3に示すように、前記撮像対象Oに対して、同一の光束・同一の時間で、第一光源11aのコヒーレント光L1と第二光源11bのコヒーレント光L2とを時系列的に照明させる構成となっている。更にこれに応じて、図3に示すように、前記スペックル画像撮像部12によりスペックル画像が時系列的に撮像されるようになっている。
尚、第一実施形態に係る画像解析装置1において、各光源11a,11bが交互に照明される必要はなく、照射条件の異なるコヒーレント光夫々に基づいたスペックル画像が撮像される構成であれば、他の構成を採用することができる。
In other words, in the image analysis apparatus 1 according to the first embodiment, the coherent light L1 emitted from the first light source 11a and the coherent light L2 emitted from the second light source 11b complement each other in luminance values. It is irradiated.
Further, in the image analysis apparatus 1 according to the first embodiment, as shown in FIG. 3, the coherent light L1 and the second light source of the first light source 11a with the same luminous flux and the same time with respect to the imaging target O are obtained. The 11b coherent light L2 is illuminated in time series. Further, in response to this, as shown in FIG. 3, the speckle image capturing unit 12 captures speckle images in time series.
In the image analysis device 1 according to the first embodiment, the light sources 11a and 11b do not need to be alternately illuminated as long as speckle images based on coherent light having different irradiation conditions are captured. Other configurations can be employed.

尚、第一実施形態に係る画像解析装置1において、前記光源11は二つ設けられているが、光源11の数は特に限定されず、各光源11から照射されたコヒーレント光により輝度値の濃淡を補うことができる構成であればよく、例えば三つ以上設けられていても差し支えない。   In the image analysis apparatus 1 according to the first embodiment, the two light sources 11 are provided. However, the number of the light sources 11 is not particularly limited, and the brightness value varies depending on the coherent light emitted from each light source 11. For example, three or more may be provided.

(2)スペックル画像撮像部
スペックル画像撮像部12では、各光源11a,11bのコヒーレント光が照射された前記撮像対象Oから得られる散乱光に基づいて、前記撮像対象Oの表面に現れるスペックルの撮像が行われる。具体的には、第一照射条件により第一光源11aから照射されたコヒーレント光L1が照明された前記撮像対象Oから得られる散乱光に基づいて、第一スペックル画像の撮像が行われると共に、第二照射条件により第二光源11bから照射されたコヒーレント光L2が照明された前記撮像対象Oから得られる散乱光に基づいて、第二スペックル画像の撮像が行われる。
(2) Speckle Image Imaging Unit In the speckle image imaging unit 12, specs appearing on the surface of the imaging object O based on the scattered light obtained from the imaging object O irradiated with the coherent light of the light sources 11a and 11b. The image is captured. Specifically, the first speckle image is captured based on the scattered light obtained from the imaging target O illuminated with the coherent light L1 irradiated from the first light source 11a under the first irradiation condition, Based on the scattered light obtained from the imaging object O illuminated with the coherent light L2 irradiated from the second light source 11b under the second irradiation condition, the second speckle image is captured.

このスペックル画像撮像部12は、撮像対象Oから得られる散乱光を結像する結像光学系12aと、当該結像光学系12aにより結像された光を受光する撮像部12bと、を備える。前記結像光学系12aは、例えばCCDセンサ(CCD:Charge CoupLED38 Device)、あるいはCMOSセンサ(CMOS:Complementary Metal Oxide Semiconductor)等の撮像素子と、結像レンズ等を備える。
尚、図2では、スペックル画像撮像部12が一つ設けられているが、各光源11a,11bに対してスペックル画像撮像部12を二つ設け、第一スペックル画像を撮像するためのスペックル画像撮像部、第二スペックル画像を撮像するためのスペックル画像撮像部を設ける構成としてもよい。
The speckle image imaging unit 12 includes an imaging optical system 12a that forms an image of scattered light obtained from the imaging target O, and an imaging unit 12b that receives the light imaged by the imaging optical system 12a. . The imaging optical system 12a includes, for example, an image sensor such as a CCD sensor (CCD: Charge CoupLED 38 Device) or a CMOS sensor (CMOS: Complementary Metal Oxide Semiconductor), an imaging lens, and the like.
In FIG. 2, one speckle image capturing unit 12 is provided. However, two speckle image capturing units 12 are provided for each of the light sources 11a and 11b to capture the first speckle image. It is good also as a structure which provides the speckle image imaging part and the speckle image imaging part for imaging a 2nd speckle image.

前記スペックル画像撮像部12が行う撮像方法は、本技術の効果が損なわれない限り特に限定されず、公知の撮像方法を1種又は2種以上選択して、自由に組み合わせて用いることができる。例えば、従来の前記撮像素子を用いた撮像方法を挙げることができる。   The imaging method performed by the speckle image imaging unit 12 is not particularly limited as long as the effect of the present technology is not impaired, and one or more known imaging methods can be selected and used in any combination. . For example, an imaging method using the conventional imaging device can be given.

このスペックル画像撮像部12では、例えば、疑似血液が流れている疑似血管をスペックルに基づいてマッピングした画像が生成される。ここで前述の如く、スペックルはランダムな干渉・回折パターンであるため、血液などの光散乱流体が移動したり、時間的に変化すると、前記スペックルも時間的に変動する。このため、流体とそれ以外の部分の境界を観察することができる。
尚、前記スペックル画像撮像部12では、スペックルが生じている部分をより明確にするため、例えば複数のスペックル画像を用いて平準化を行い、スペックル画像のムラを低減させる構成を備えていてもよい。
In the speckle image capturing unit 12, for example, an image in which a pseudo blood vessel in which pseudo blood flows is mapped based on speckle is generated. Here, as described above, speckle is a random interference / diffraction pattern. Therefore, when light scattering fluid such as blood moves or changes with time, the speckle also changes with time. For this reason, the boundary between the fluid and the other part can be observed.
In addition, the speckle image capturing unit 12 includes a configuration that performs leveling using, for example, a plurality of speckle images to reduce speckle image unevenness in order to clarify a portion where speckles are generated. It may be.

前述の如く、この第一実施形態に係る画像解析装置1では、撮像対象Oに対して第一光源11aと第二光源11bとが交互に照射される構成を採用している。
このため、このスペックル画像撮像部12では、第一スペックル画像と第二スペックル画像とが時系列的に連続して撮像されるようになっている。
尚、第一実施形態に係る画像解析装置1では、第一スペックル画像及び第二スペックル画像が一枚ずつ、あるいは複数枚ずつ撮像される構成としてもよい。
As described above, the image analysis apparatus 1 according to the first embodiment employs a configuration in which the imaging target O is alternately irradiated with the first light source 11a and the second light source 11b.
Therefore, in the speckle image capturing unit 12, the first speckle image and the second speckle image are continuously captured in time series.
Note that the image analysis apparatus 1 according to the first embodiment may be configured to capture the first speckle image and the second speckle image one by one or plural images.

(3)情報処理部
第一実施形態に係る画像解析装置1は、前記スペックル画像撮像部12によって撮像されたスペックル画像に対して所定の処理を行う情報処理部を備える。
ここで、第一照射条件及び第二照射条件により撮像された第一スペックル画像と第二スペックル画像には照射条件に起因したシェーディングが発生する。
このため、情報処理部13では先ず、撮像されたスペックル画像におけるスペックルの輝度分布の測定が行われる。
つまり、コヒーレント光が照明された撮像対象Oを結像光学系12aにより観察すると、像面で撮像対象Oの散乱によるスペックルが観測される。この情報処理部13では、例えば輝度計を用いて、撮像画像におけるスペックルの輝度分布が測定される。
この輝度分布の測定方法は、本技術の効果が損なわれない限り特に限定されず、公知の測定方法を1種又は2種以上選択して、自由に組み合わせて用いることができる。
(3) Information Processing Unit The image analysis apparatus 1 according to the first embodiment includes an information processing unit that performs a predetermined process on the speckle image captured by the speckle image imaging unit 12.
Here, shading due to the irradiation condition occurs in the first speckle image and the second speckle image captured under the first irradiation condition and the second irradiation condition.
For this reason, the information processing unit 13 first measures the speckle luminance distribution in the captured speckle image.
That is, when the imaging target O illuminated with the coherent light is observed by the imaging optical system 12a, speckles due to scattering of the imaging target O are observed on the image plane. In the information processing unit 13, for example, a luminance meter is used to measure the speckle luminance distribution in the captured image.
The measurement method of the luminance distribution is not particularly limited as long as the effect of the present technology is not impaired, and one or more known measurement methods can be selected and used in any combination.

その後、情報処理部13では、各スペックル画像の輝度分布に基づいて、各スペックル画像におけるシェーディングの境界(以下、単に「境界」という)を検出する。この境界を検出する方法については特に限定されず、スペックル画像におけるシェーディングの境界を検出する公知の方法を採用することができる。この境界を検出する方法のうち、特徴的な方法については後述する。   Thereafter, the information processing unit 13 detects a shading boundary (hereinafter simply referred to as “boundary”) in each speckle image based on the luminance distribution of each speckle image. The method for detecting this boundary is not particularly limited, and a known method for detecting a shading boundary in a speckle image can be employed. Among the methods for detecting this boundary, a characteristic method will be described later.

更に、この情報処理部13では、各スペックル画像のシェーディングの境界を検出した後、当該境界に基づいて各スペックル画像の分離が行われる。更に、情報処理部13では、分離された第一スペックル画像と分離された第二スペックル画像とを各スペックル画像同士の境界にて繋ぎ合わせる。
その結果として、情報処理部13は、撮像対象Oの状態解析に必要な輝度値を有したスペックル画像(以下、「スペックル合成画像」という)を形成する。
Further, the information processing unit 13 detects the shading boundary of each speckle image, and then separates the speckle images based on the boundary. Further, the information processing unit 13 connects the separated first speckle image and the separated second speckle image at the boundary between the speckle images.
As a result, the information processing unit 13 forms a speckle image (hereinafter referred to as “speckle composite image”) having a luminance value necessary for the state analysis of the imaging target O.

ここで、前記情報処理部13にて形成されたスペックル合成画像にあっては、スペックルコントラストを確保する必要があるため、当該スペックル合成画像において輝度分布が一様になっていることが要求される。
このため、前記情報処理部13では、例えば、第一スペックル画像の輝度値と、第二スペックル画像の輝度値を測定し、これら第一スペックル画像の輝度値と第二スペックル画像の輝度値との平均値を算出する。この算出された平均値をスペックル合成画像の輝度値として設定する構成が好ましい。
Here, in the speckle composite image formed by the information processing unit 13, it is necessary to ensure the speckle contrast, and therefore the luminance distribution is uniform in the speckle composite image. Required.
Therefore, the information processing unit 13 measures, for example, the luminance value of the first speckle image and the luminance value of the second speckle image, and the luminance value of the first speckle image and the second speckle image The average value with the luminance value is calculated. It is preferable that the calculated average value is set as the luminance value of the speckle composite image.

更に、当該情報処理部13では、前記スペックル合成画像における、輝度分布の標準偏差を輝度分布の平均で割った値であるスペックルコントラストの計測が行われる。
そして、前記情報処理部13では、計測されたスペックルコントラストに基づいて、撮像対象Oの状態が解析される。
この解析によれば、例えば、撮像対象Oにおける流体部分と静止部分の境界面を明確に把握することができ、血管の位置等が解析することができる。
また、血液などの光散乱流体が移動したり、時間的に変化すると、前記スペックルも時間的に変動するため、流体の流速等も解析することができる。
Further, the information processing unit 13 measures speckle contrast, which is a value obtained by dividing the standard deviation of the luminance distribution by the average of the luminance distribution in the speckle composite image.
The information processing unit 13 analyzes the state of the imaging target O based on the measured speckle contrast.
According to this analysis, for example, the boundary surface between the fluid part and the stationary part in the imaging target O can be clearly grasped, and the position of the blood vessel and the like can be analyzed.
Further, when a light scattering fluid such as blood moves or changes with time, the speckle also changes with time, so that the flow velocity of the fluid can be analyzed.

次に、前記情報処理部13にて行われる、シェーディングの境界の検出方法について説明する。
本技術に係る画像解析装置1では前述の如く、前記情報処理部13において、第一スペックル画像の輝度値と第二スペックル画像の輝度値を測定する。
そして、当該情報処理部13では、各スペックル画像の輝度値の測定結果に基づいて、例えば、横軸を画像のピクセル、縦軸を輝度値としたグラフを作成し、このグラフにおいて第一スペックル画像の輝度値と第二スペックル画像の輝度値とは交差するピクセルを、各スペックル画像における境界として検出する。
Next, a shading boundary detection method performed by the information processing unit 13 will be described.
In the image analysis apparatus 1 according to the present technology, as described above, the information processing unit 13 measures the luminance value of the first speckle image and the luminance value of the second speckle image.
Then, the information processing unit 13 creates, for example, a graph with the horizontal axis representing the pixel of the image and the vertical axis representing the luminance value based on the measurement result of the luminance value of each speckle image. Pixels that intersect the luminance value of the speckle image and the luminance value of the second speckle image are detected as a boundary in each speckle image.

また、他の境界を検出する方法としては、スペックルを十分に観察できる輝度値を予め定めておき(以下、「輝度閾値」という)、この輝度閾値を用いて前記境界を検出する方法も挙げられる。
すなわち、前記情報処理部13において、第一スペックル画像、第二スペックル画像夫々において、他のノイズ成分に対してスペックルが大きくなる輝度閾値を予め定めおく。
そしてこの輝度閾値を用いて、各スペックル画像において、輝度値が前記輝度閾値以上のピクセルを選定する。斯かる場合、輝度閾値以上ピクセルが複数存在する場合にはこれらを集めたピクセル領域を選定する。
更に、第一スペックル画像における輝度閾値以上のピクセル又はピクセル領域と、第二スペックル画像における輝度閾値以上のピクセル又はピクセル領域とを比較し、輝度値が同一又は近似する値を示す領域(以下、「共通領域」という)を選定する。
そして、前記第一光源11a、第二光源11bの光量を暗くしていき、前記共通領域が空集合となる前における微小領域を前記境界として検出する。
In addition, as another method for detecting the boundary, a brightness value that can sufficiently observe speckles is determined in advance (hereinafter referred to as “brightness threshold”), and the boundary is detected using this brightness threshold. It is done.
That is, in the information processing unit 13, a luminance threshold value at which speckles increase with respect to other noise components in each of the first speckle image and the second speckle image is determined in advance.
And using this brightness | luminance threshold value, the pixel whose brightness | luminance value is more than the said brightness | luminance threshold value is selected in each speckle image. In such a case, when there are a plurality of pixels that are equal to or greater than the luminance threshold, a pixel region in which these are collected is selected.
Furthermore, a pixel or a pixel region that is equal to or higher than the luminance threshold in the first speckle image is compared with a pixel or a pixel region that is equal to or higher than the luminance threshold in the second speckle image, and the luminance value is the same or approximated (hereinafter referred to as a luminance value). , “Common area”).
Then, the light amounts of the first light source 11a and the second light source 11b are darkened, and a minute area before the common area becomes an empty set is detected as the boundary.

尚、前述した境界の検出方法は一例に過ぎず、前記スペックル合成画像においてスペックルコントラストが確保されるのであれば公知の方法を用いることもできる。
また、検出する境界の形状は特に限定されず、シェーディングパターンに応じて適宜選定することができ、直線、曲線、円であっても差し支えない。前記境界を直線状とした場合には、分離された第一スペックル画像と分離された第二スペックル画像とを繋ぎ合わせる際、位置調整がしやすくなるため、好ましい。また、一般に、スペックル画像のシェーディングパターンとしては、画像の中心部が明るく、周辺部が暗くなりやすい。このようなシェーディングパターンを考慮した場合には、前記境界を円形とする方が好ましい。
The boundary detection method described above is merely an example, and a known method can be used as long as the speckle contrast is ensured in the speckle composite image.
Further, the shape of the boundary to be detected is not particularly limited, and can be appropriately selected according to the shading pattern, and may be a straight line, a curve, or a circle. When the boundary is linear, it is preferable because the position can be easily adjusted when the separated first speckle image and the separated second speckle image are joined. In general, as a shading pattern of a speckle image, the central portion of the image is bright and the peripheral portion tends to be dark. In consideration of such a shading pattern, it is preferable to make the boundary circular.

ここで前述の如く、第一スペックル画像と第二スペックル画像とではコヒーレント光の照射条件が異なる。このため、各スペックル画像の境界における輝度値が異なる可能性がある。かかる場合の前記スペックル合成画像における境界の輝度値の補正方法の一例について、以下に説明する。   Here, as described above, the irradiation conditions of the coherent light are different between the first speckle image and the second speckle image. For this reason, there is a possibility that the luminance value at the boundary of each speckle image is different. An example of a method for correcting the luminance value at the boundary in the speckle composite image in such a case will be described below.

すなわち、以下の数式1に示すように、先ず、第一スペックル画像の境界における輝度値P1と、第二スペックル画像の境界における輝度値P2を測定する。
この測定結果から、輝度値P1と輝度値P2の平均値Paveを算出する。
そして、第一スペックル画像において、輝度値P1を平均値Paveに合致させるように補正し、第二スペックル画像において、輝度値P2を平均値Paveに合致させるように補正する。
このような方法によれば、各スペックル画像の境界における輝度値に差異が生じていたとしても、この差異を無くすことができる。
That is, as shown in Equation 1 below, first, the luminance value P1 at the boundary of the first speckle image and the luminance value P2 at the boundary of the second speckle image are measured.
From this measurement result, an average value Pave of the luminance value P1 and the luminance value P2 is calculated.
In the first speckle image, the luminance value P1 is corrected so as to match the average value Pave, and in the second speckle image, the luminance value P2 is corrected so as to match the average value Pave.
According to such a method, even if there is a difference in the luminance value at the boundary between the speckle images, this difference can be eliminated.

Figure 2017116982
Figure 2017116982

(4)記憶部
本技術に係る画像解析装置は、スペックル画像撮像部12によって撮像された各スペックル画像、情報処理部13で計測されたスペックルコントラストや境界、当該情報処理部13によって解析された解析結果などを記憶する記憶部14を更に備えることができる。
この記憶部14は、本技術に係る画像解析装置においては必須ではなく、例えば、外部の記憶装置を接続して、スペックル画像等を記憶することも可能である。
(4) Storage Unit The image analysis device according to the present technology analyzes each speckle image captured by the speckle image capturing unit 12, speckle contrast and boundary measured by the information processing unit 13, and analysis by the information processing unit 13. It is possible to further include a storage unit 14 for storing the analysis results.
The storage unit 14 is not essential in the image analysis device according to the present technology. For example, an external storage device can be connected to store a speckle image or the like.

(5)表示部
本技術に係る画像解析装置は、スペックル画像撮像部12によって撮像されたスペックル画像、情報処理部13によって解析された解析結果などを表示する表示部15を更に備えることができる。この表示部15は、本技術に係る画像解析装置においては必須ではなく、例えば、外部のモニター等を用いることも可能である。
(5) Display Unit The image analysis apparatus according to the present technology further includes a display unit 15 that displays a speckle image captured by the speckle image capturing unit 12, an analysis result analyzed by the information processing unit 13, and the like. it can. The display unit 15 is not essential in the image analysis apparatus according to the present technology, and for example, an external monitor or the like can be used.

(6)支持部
本技術に係る画像解析装置は、前記光源11を配置するための支持部16を更に備えることができる。第一実施形態に係る画像解析装置では前述の如く、各光源11a,11bが前記支持部16に回転自在に取り付けられている。
この支持部16の構成は特に限定されず、画像解析装置において光源を支持するために通常用いられる公知のものを採用することができる。
(6) Support Unit The image analysis apparatus according to the present technology may further include a support unit 16 for arranging the light source 11. In the image analysis apparatus according to the first embodiment, as described above, the light sources 11a and 11b are rotatably attached to the support portion 16.
The configuration of the support unit 16 is not particularly limited, and a known unit that is usually used for supporting the light source in the image analysis apparatus can be employed.

(7)撮像制御部
本技術に係る画像解析装置は、前記スペックル画像撮像部12の撮像タイミングを制御する撮像制御部17を更に備えることができる。この撮像制御部17では、前記スペックル画像撮像部12による撮像を休止させたり、当該スペックル画像撮像部12の休止期間を設定したりする。この撮像制御部17は、本技術に係る画像解析装置においては必須ではなく、例えば、外部の撮像制御装置等を用いることも可能である。
(7) Imaging Control Unit The image analysis apparatus according to the present technology may further include an imaging control unit 17 that controls the imaging timing of the speckle image imaging unit 12. In the imaging control unit 17, imaging by the speckle image imaging unit 12 is paused, or a pause period of the speckle image imaging unit 12 is set. The imaging control unit 17 is not essential in the image analysis device according to the present technology, and for example, an external imaging control device or the like can be used.

(8)照明制御部
本技術に係る画像解析装置は、前記第一光源11a及び第二光源11bの照明タイミング又は照明位置を制御する照明制御部18を更に備えることができる。この照明制御部18は第一光源11aと第二光源11bの点灯・消灯を制御する。前述の如く、第一実施形態に係る画像解析装置1では、前記第一光源11aと第二光源11bとが交互に照射されるようになっており、前記照明制御部18では第一光源11aの照明と第二光源11bの照明との切り替えが行われる。
この照明制御部18による制御方法は特に限定されず、公知の方法を採用することができ、例えば、液晶チューナブルフィルタ等の外部装置を用いて照明の切り替えを行うことも可能である。
また、この照明制御部18は、各光源11a,11bの回転駆動を担う前記パルスモータの回転角度や回転速度を制御する構成であり、各パルスモータ16aに対してパルス信号を伝達して各光源11a,11bを回転駆動させる。あるいは、各光源11a,11bが所望の位置に配置された際には、パルス信号の伝達を止め、各光源11a,11bを固定させる。
(8) Illumination control unit The image analysis apparatus according to the present technology may further include an illumination control unit 18 that controls the illumination timing or the illumination position of the first light source 11a and the second light source 11b. The illumination control unit 18 controls turning on / off of the first light source 11a and the second light source 11b. As described above, in the image analysis apparatus 1 according to the first embodiment, the first light source 11a and the second light source 11b are alternately irradiated, and the illumination control unit 18 uses the first light source 11a. Switching between illumination and illumination of the second light source 11b is performed.
The control method by the illumination control unit 18 is not particularly limited, and a known method can be employed. For example, illumination can be switched using an external device such as a liquid crystal tunable filter.
The illumination control unit 18 is configured to control the rotation angle and rotation speed of the pulse motor that is responsible for the rotational drive of the light sources 11a and 11b, and transmits a pulse signal to each pulse motor 16a to transmit each light source. 11a and 11b are driven to rotate. Or when each light source 11a, 11b is arrange | positioned in a desired position, transmission of a pulse signal is stopped and each light source 11a, 11b is fixed.

(9)撮像対象O
本技術に係る画像解析装置は、様々なものを撮像対象とすることができるが、例えば、流体を含むものを撮像対象とするイメージングに、好適に用いることができる。スペックルの性質上、流体からはスペックルが発生しにくいという性質がある。そのため、本技術に係る画像解析装置1を用いて流体を含むものをイメージングとすると、流体とそれ以外の部分の境界や流体の流速等を、求めることができる。
(9) Imaging target O
The image analysis apparatus according to the present technology can be used for various types of imaging targets, and can be suitably used for imaging using, for example, those including a fluid. Due to the nature of speckles, speckles are unlikely to be generated from the fluid. Therefore, when the image analysis apparatus 1 according to the present technology is used to image a fluid including a fluid, the boundary between the fluid and the other portion, the flow velocity of the fluid, and the like can be obtained.

より具体的には、撮像対象Oを生体試料とし、流体としては血液を挙げることができる。例えば、本技術に係る画像解析装置1を、手術用顕微鏡や手術用内視鏡などに搭載すれば、血管の位置を確認しながら手術を行うことが可能である。そのため、より安全で高精度な手術を行うことができ、医療技術の更なる発展にも貢献することができる。   More specifically, the imaging object O can be a biological sample, and the fluid can be blood. For example, if the image analysis apparatus 1 according to the present technology is mounted on a surgical microscope, a surgical endoscope, or the like, it is possible to perform a surgery while confirming the position of a blood vessel. Therefore, safer and more accurate surgery can be performed, which can contribute to further development of medical technology.

次に、図4〜6を用いて、第一実施形態に係る画像解析装置の駆動シーケンスの一例を説明する。   Next, an example of a drive sequence of the image analysis apparatus according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.

先ず、前記光源11aから照射されたコヒーレント光L1に基づいて、前記スペックル画像撮像部12により第一スペックル画像の撮像が行われる(ST1)。
第一スペックル画像が撮像された後、当該第一スペックル画像は、前記記憶部14に記憶される(ST2)。
その後、前記前記光源11bから照射されたコヒーレント光L2に基づいて、前記スペックル画像撮像部12により前記第二スペックル画像の撮像が行われる(ST3)。
第二スペックル画像が撮像された後、当該第二スペックル画像は、前記記憶部14に記憶される(ST4)。
第一スペックル画像及び第二スペックル画像の詳細な撮像工程については後述する。
First, based on the coherent light L1 emitted from the light source 11a, the speckle image capturing unit 12 captures a first speckle image (ST1).
After the first speckle image is captured, the first speckle image is stored in the storage unit 14 (ST2).
Thereafter, based on the coherent light L2 emitted from the light source 11b, the speckle image capturing unit 12 captures the second speckle image (ST3).
After the second speckle image is captured, the second speckle image is stored in the storage unit 14 (ST4).
Detailed imaging steps of the first speckle image and the second speckle image will be described later.

第二スペックル画像が記憶された後、前記情報処理部13において、前述の如く、各スペックル画像におけるシェーディングの境界が検出される(ST5)。更に、前記境界は、必要に応じて、前記記憶部14に記憶されるようになっている(ST6)。
その後、前記情報処理部13において、検出された境界に基づいて、第一スペックル画像及び第二スペックル画像の分離が行われ、更に、分離された第一スペックル画像と分離された第二スペックル画像とが繋ぎ合わされ、撮像対象Oの状態解析に必要な輝度値を有したスペックル合成画像が作成される(ST7)。
その後、前記スペックル合成画像は前記記憶部14に記憶される(ST8)。
その後、情報処理部13において、前記記憶部14に記憶されたスペックル合成画像におけるスペックルコントラストの計測が行われ、そのスペックルコントラストに基づいて、撮像対象Oの状態が解析される(ST9)。
After the second speckle image is stored, the information processing unit 13 detects the boundary of shading in each speckle image as described above (ST5). Further, the boundary is stored in the storage unit 14 as necessary (ST6).
Thereafter, the information processing unit 13 separates the first speckle image and the second speckle image based on the detected boundary, and further separates the second speckle image from the separated first speckle image. The speckle image is connected to create a speckle composite image having a luminance value necessary for the state analysis of the imaging target O (ST7).
Thereafter, the speckle composite image is stored in the storage unit 14 (ST8).
Thereafter, the information processing unit 13 measures the speckle contrast in the speckle composite image stored in the storage unit 14, and analyzes the state of the imaging target O based on the speckle contrast (ST9). .

更に、第一実施形態に係る画像解析装置1では、前記情報処理部13による解析結果が前記記憶部14に記憶される(ST10)。
最後に、第一実施形態に係る画像解析装置1では、前記情報処理部13による解析結果が前記表示部15に映し出され(ST7)、一連の動作が終了する。
尚、第一実施形態に係る画像解析装置1では、前記表示部15に対して、前記記憶部14に記憶されたスペックル合成画像や前記スペックル撮像部で撮像された第一スペックル画像及び第二スペックル画像が表示されるようにしてもよい。
Furthermore, in the image analysis apparatus 1 according to the first embodiment, the analysis result by the information processing unit 13 is stored in the storage unit 14 (ST10).
Finally, in the image analysis apparatus 1 according to the first embodiment, the analysis result by the information processing unit 13 is displayed on the display unit 15 (ST7), and a series of operations ends.
In the image analysis apparatus 1 according to the first embodiment, the speckle composite image stored in the storage unit 14, the first speckle image captured by the speckle imaging unit, and the display unit 15; A second speckle image may be displayed.

尚、図4は、第一スペックル画像の撮像が行われた後、第二スペックル画像の撮像が行われる説明図となっているが、スペックル画像の撮像順は特に限定されず、第二スペックル画像を先に撮像するようにしても差し支えない。
また、図4では、第一スペックル画像及び第二スペックル画像が一枚ずつ撮像される駆動シーケンスを示しているが、当該画像解析装置1では、第一スペックル画像及び第二スペックル画像夫々が複数枚撮像される構成とし、これら複数枚のスペックル画像を用いてスペックル合成画像を作成することも可能である。
従って、第一スペックル画像の撮像工程(ST1)及び第二スペックル画像の撮像工程(ST3)は、撮像が必要とされるスペックル画像の枚数に応じて繰り返し行われるようにしてもよい。
Note that FIG. 4 is an explanatory diagram in which the second speckle image is captured after the first speckle image is captured, but the order in which the speckle images are captured is not particularly limited. It does not matter if the two speckle image is taken first.
FIG. 4 shows a driving sequence in which the first speckle image and the second speckle image are captured one by one. In the image analysis apparatus 1, the first speckle image and the second speckle image are displayed. It is also possible to create a speckle composite image using a plurality of speckle images, each of which is configured to capture a plurality of images.
Therefore, the first speckle image imaging step (ST1) and the second speckle image imaging step (ST3) may be repeatedly performed according to the number of speckle images that need to be imaged.

また、第一実施形態に係る画像解析装置1では、第一スペックル画像、第二スペックル画像、境界、スペックル合成画像が前記記憶部14に記憶されるようになっているが、必ずしもこれら第一スペックル画像、第二スペックル画像、境界、スペックル合成画像が前記記憶部14に記憶される構成としなくともよい。 更に、第一実施形態に係る画像解析装置1では、少なくとも、スペックルコントラストが確保され、シェーディングが抑制されたスペックル画像が形成される構成であればよいため、記憶動作や表示動作は必ずしも行う必要はない。また、図4では、解析結果の記憶が行われた後、当該解析結果の表示が成されるようになっているが、これらの作業の順番は特に限定されない。   Further, in the image analysis apparatus 1 according to the first embodiment, the first speckle image, the second speckle image, the boundary, and the speckle composite image are stored in the storage unit 14, but these are not necessarily limited to these. The first speckle image, the second speckle image, the boundary, and the speckle composite image may not be stored in the storage unit 14. Furthermore, in the image analysis device 1 according to the first embodiment, at least the speckle contrast is ensured and the speckle image in which shading is suppressed is formed. Therefore, the storage operation and the display operation are not necessarily performed. There is no need. In FIG. 4, after the analysis results are stored, the analysis results are displayed. However, the order of these operations is not particularly limited.

次に、各スペックル画像の撮像工程について、図5及び6を用いて説明する。
図5に示すように、第一スペックル画像の撮像が開始されると、先ず、前記照明制御部18が駆動し、前記第一光源11aが点灯され、撮像対象Oにコヒーレント光L1が照射される(ST101)。
その後、前記照明制御部18により、撮像対象Oに対する第一光源11aの照明位置が調整される(ST102)。
その後、前記撮像制御部17により前記スペックル画像撮像部12が起動される(ST103)。これにより、前記スペックル画像撮像部12において、前記結像光学系12aにより撮像対象Oの散乱光が結像され、更に結像された散乱光に基づいて前記撮像部12bにより第一スペックル画像が撮像される(ST104)。
第一スペックル画像の撮像が終了した後、前記照明制御部18により第一光源11aが消灯される(ST105)。
更に、前記撮像制御部17により前記スペックル画像撮像部12が休止され(ST106)、第一スペックル画像の撮像が終了する。
Next, the imaging process of each speckle image will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 5, when imaging of the first speckle image is started, first, the illumination control unit 18 is driven, the first light source 11a is turned on, and the imaging target O is irradiated with coherent light L1. (ST101).
Thereafter, the illumination position of the first light source 11a with respect to the imaging object O is adjusted by the illumination controller 18 (ST102).
Thereafter, the speckle image capturing unit 12 is activated by the image capturing control unit 17 (ST103). Thereby, in the speckle image imaging unit 12, the scattered light of the imaging target O is imaged by the imaging optical system 12a, and further, the first speckle image is generated by the imaging unit 12b based on the imaged scattered light. Is imaged (ST104).
After the imaging of the first speckle image is completed, the first light source 11a is turned off by the illumination control unit 18 (ST105).
Further, the speckle image capturing unit 12 is suspended by the image capturing control unit 17 (ST106), and the first speckle image capturing is ended.

次に、図6を用いて、第二スペックル画像の撮像工程について説明する。
第一スペックル画像の撮像と同様、第二スペックル画像の撮像が開始されると、前記照明制御部18が駆動し、前記第二光源11bが照明され、撮像対象Oに対してコヒーレント光L2が照射される(ST201)。
その後、前記照明制御部18により第二光源11bの照明位置が調整される(ST202)。
その後、前記撮像制御部17により前記スペックル画像撮像部12が起動される(ST203)。これにより、前記スペックル画像撮像部12において、前記結像光学系12aにより撮像対象Oの散乱光が結像され、更に結像された散乱光に基づいて前記撮像部12bにより第二スペックル画像が撮像される(ST204)。
第二スペックル画像の撮像が終了した後、前記照明制御部18により第二光源11bが消灯される(ST205)。
更に、前記撮像制御部17により前記スペックル画像撮像部12が休止され(ST206)、第一スペックル画像の撮像が終了する。
Next, the imaging process of a 2nd speckle image is demonstrated using FIG.
Similar to the imaging of the first speckle image, when the imaging of the second speckle image is started, the illumination control unit 18 is driven, the second light source 11b is illuminated, and the coherent light L2 is applied to the imaging object O. Is irradiated (ST201).
Thereafter, the illumination position of the second light source 11b is adjusted by the illumination controller 18 (ST202).
Thereafter, the speckle image capturing unit 12 is activated by the image capturing control unit 17 (ST203). Thereby, in the speckle image imaging unit 12, the scattered light of the imaging target O is imaged by the imaging optical system 12a, and further, the second speckle image is generated by the imaging unit 12b based on the imaged scattered light. Is imaged (ST204).
After the second speckle image is captured, the second light source 11b is turned off by the illumination control unit 18 (ST205).
Further, the speckle image capturing unit 12 is paused by the image capturing control unit 17 (ST206), and the capturing of the first speckle image is completed.

ここで、図5及び図6に示す各スペックル画像の撮像工程では、各光源が点灯された後、各光源の照明位置が調整されるようになっているが、各光源の照明位置の調整を行った後、各光源の点灯するようにしてもよい。
また前述の如く、撮像制御部17及び照明制御部18は本技術に係る画像解析装置において必須な構成ではないため、設ける必要はない。このため、本技術に係る画像解析装置では、撮像制御部17におけるスペックル画像撮像部12の休止を行わず、当該スペックル画像撮像部12を常に駆動させておくことも可能である。また、前記照明制御部18による各光源11a,11bの点灯・消灯を行わず、各光源11a,11bを常に照明させていても差し支えない。
すなわち、図5に示すST101〜103、ST105及び106の工程、図6に示すST201〜203、ST205及び206の工程を行われない構成としても差し支えない。
しかし、スペックル画像撮像部12を常に駆動させておき、更に各光源11a,11bを常に照明させておくと、駆動を維持するための電力が必要となり、駆動コストが嵩んでしまう。このため、撮像制御部17によるスペックル画像撮像部12の起動・休止、及び照明制御部18による各光源11a、11bの点灯・消灯を行う構成の方が好ましい。
Here, in the imaging process of each speckle image shown in FIG. 5 and FIG. 6, the illumination position of each light source is adjusted after each light source is turned on. After performing, each light source may be turned on.
Further, as described above, the imaging control unit 17 and the illumination control unit 18 are not essential components in the image analysis apparatus according to the present technology, and thus need not be provided. For this reason, in the image analysis device according to the present technology, the speckle image imaging unit 12 can be always driven without pausing the speckle image imaging unit 12 in the imaging control unit 17. Further, the light sources 11a and 11b may not be turned on / off by the illumination control unit 18, and the light sources 11a and 11b may be always illuminated.
That is, there may be a configuration in which the steps ST101 to 103, ST105 and 106 shown in FIG. 5 and the steps ST201 to 203, ST205 and 206 shown in FIG. 6 are not performed.
However, if the speckle image capturing unit 12 is always driven and each of the light sources 11a and 11b is always illuminated, electric power for maintaining driving is required, and driving cost increases. For this reason, the configuration in which the speckle image capturing unit 12 is activated / paused by the imaging control unit 17 and the light sources 11a and 11b are turned on / off by the illumination control unit 18 is preferable.

このような本技術に係る第一実施形態の画像解析装置1によれば、前記情報処理部13により、撮像対象Oの状態解析に必要な輝度値を有したスペックル合成画像を形成することができる。
すなわち、前記情報処理部13により、輝度値不足によるスペックルコントラストの低下を防ぎ、且つ、シェーディングの抑制された画像を得ることができる。
その結果、撮像対象Oの状態解析の精度を向上させることができる。
According to the image analysis apparatus 1 of the first embodiment according to the present technology, the information processing unit 13 can form a speckle composite image having a luminance value necessary for the state analysis of the imaging target O. it can.
That is, the information processing unit 13 can prevent a decrease in speckle contrast due to insufficient luminance value and obtain an image in which shading is suppressed.
As a result, the accuracy of the state analysis of the imaging object O can be improved.

<2.第二実施形態に係る画像解析装置>
次に、図7及び8を用いて、本技術に係る画像解析装置の第二実施形態について説明する。図7は、第二実施形態の画像解析装置における光源及びスペックル画像撮像部の配置構造の一例を示す模式概念図である。図8は、当該画像解析装置の駆動シーケンスの一例を示すフローチャートである。
この第二実施形態に係る画像解析装置101は、第一実施形態に係る画像解析装置1と同様、二つの光源11a,11b、スペックル画像撮像部12、情報処理部13を備える。また、必要に応じて、記憶部14、表示部15、支持部16、撮像制御部17及び照明制御部18などを更に備えることも可能である。
一方、第二実施形態に係る画像解析装置101は振動部19を備えており、この点でその構造が第一実施形態に係る画像解析装置1と異なる。この第二実施形態に係る画像解析装置101では、前記振動部19を備えることにより、スペックルが抑制されたスペックル合成画像を得ることができる。
<2. Image Analysis Device According to Second Embodiment>
Next, a second embodiment of the image analysis device according to the present technology will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a schematic conceptual diagram illustrating an example of an arrangement structure of light sources and speckle image capturing units in the image analysis apparatus according to the second embodiment. FIG. 8 is a flowchart illustrating an example of a driving sequence of the image analysis apparatus.
Similar to the image analysis apparatus 1 according to the first embodiment, the image analysis apparatus 101 according to the second embodiment includes two light sources 11a and 11b, a speckle image imaging unit 12, and an information processing unit 13. Moreover, it is possible to further include a storage unit 14, a display unit 15, a support unit 16, an imaging control unit 17, an illumination control unit 18, and the like as necessary.
On the other hand, the image analysis apparatus 101 according to the second embodiment includes a vibration unit 19, and the structure thereof is different from that of the image analysis apparatus 1 according to the first embodiment. In the image analysis apparatus 101 according to the second embodiment, the speckle composite image in which speckles are suppressed can be obtained by providing the vibration unit 19.

以下では、第一実施形態に係る画像解析装置1と共通する、光源11、スペックル画像撮像部12、情報処理部13、記憶部14、表示部15、支持部16、撮像制御部17及び照明制御部18に関してはその説明を割愛する一方で、相違する振動部19について中心に説明する。このため、前記振動部19の詳細が把握できる図のみを示し、全体構造を示す模式図に関しては省略する。   Below, the light source 11, the speckle image imaging part 12, the information processing part 13, the memory | storage part 14, the display part 15, the support part 16, the imaging control part 17, and illumination which are common in the image analysis apparatus 1 which concerns on 1st embodiment are demonstrated. While the description of the control unit 18 is omitted, the different vibration unit 19 will be mainly described. For this reason, only the figure which can grasp | ascertain the detail of the said vibration part 19 is shown, and it abbreviate | omits regarding the schematic diagram which shows the whole structure.

(1)振動部
第二実施形態に係る画像解析装置101では、各光源11a,11bの光軸上に前記振動部19が配置されている。
この振動部19は、各光源11a,11bから照射されたコヒーレント光L1,L2を振動させるものであり、例えば公知の光撹拌器等を用いることができる。
第二実施形態に係る画像解析装置101では、各振動部19を振動させることにより、各光源11a,11bから照射されたコヒーレント光L1,L2が撹拌され、その結果撮像対象Oの表面に表れるスペックルの発生を抑制することができるようになっている。
第二実施形態に係る画像解析装置101において、前記振動部19は常に駆動している構成であってもよく、あるいは当該振動部19の起動・休止が制御される構成であってもよい。
(1) Vibrating unit In the image analysis apparatus 101 according to the second embodiment, the vibrating unit 19 is arranged on the optical axis of each of the light sources 11a and 11b.
The vibration unit 19 vibrates the coherent lights L1 and L2 emitted from the light sources 11a and 11b. For example, a known optical stirrer can be used.
In the image analysis apparatus 101 according to the second embodiment, the vibration units 19 are vibrated to agitate the coherent lights L1 and L2 emitted from the light sources 11a and 11b, and as a result, appear on the surface of the imaging target O. Can be suppressed.
In the image analysis apparatus 101 according to the second embodiment, the vibration unit 19 may be constantly driven, or may be configured such that activation / pause of the vibration unit 19 is controlled.

第二実施形態に係る画像解析装置101では、前記振動部19を備えているため、前記スペックル画像撮像部12により撮像される各スペックル画像はスペックルが抑制されたものとなる。ここで、以下の説明では便宜上、スペックルが抑制された第一スペックル画像を第一スペックル抑制画像と、スペックルが抑制された第二スペックル画像を第二スペックル抑制画像と称す。
そして、第二実施形態に係る画像解析装置101では、前記振動部19によりスペックルの発生が抑制されるため、前記スペックル画像撮像部12により撮像されたスペックル画像にあっては、シェーディングのピーク位置が検出しやすい構成となっており、前記情報処理部13では、スペックル抑制画像からシェーディングのピーク位置の検出が行われる構成となっている。
Since the image analysis apparatus 101 according to the second embodiment includes the vibration unit 19, speckle images captured by the speckle image imaging unit 12 have speckles suppressed. Here, in the following description, for the sake of convenience, the first speckle image in which speckle is suppressed is referred to as a first speckle suppression image, and the second speckle image in which speckle is suppressed is referred to as a second speckle suppression image.
In the image analysis apparatus 101 according to the second embodiment, since the generation of speckle is suppressed by the vibration unit 19, the speckle image captured by the speckle image capturing unit 12 is subjected to shading. The peak position is easy to detect, and the information processing unit 13 is configured to detect the shading peak position from the speckle suppression image.

また、この第二実施形態に係る画像解析装置101では、前記スペックル画像撮像部12により撮像された各スペックル画像において、スペックルが抑制されていることから、平均輝度差分布(以下、「シェーディングパターン」ともいう)を検出しやすい。
このため、この第二実施形態に係る画像解析装置101では、前記情報処理部13において、第一スペックル抑制画像におけるシェーディングパターンと、第二スペックル抑制画像におけるシェーディングパターンから、前記スペックル合成画像における輝度値を補正する値を算出する構成としてもよい。
In the image analysis apparatus 101 according to the second embodiment, since speckle is suppressed in each speckle image captured by the speckle image capturing unit 12, an average luminance difference distribution (hereinafter, “ It is easy to detect a shading pattern).
For this reason, in the image analysis apparatus 101 according to the second embodiment, the information processing unit 13 uses the shading pattern in the first speckle suppression image and the shading pattern in the second speckle suppression image to generate the speckle composite image. It is also possible to calculate a value for correcting the luminance value at.

更に、第二実施形態に係る画像解析装置101では、前記情報処理部13において、スペックル抑制画像から検出されたシェーディングのピーク位置と当該スペックル抑制画像の中心位置との差分を検出する構成となっている。また、前記情報処理部13は、前記差分を電気信号に変換し、差分信号を前記照明制御部18へとフィードバックする構成となっている。   Furthermore, in the image analysis apparatus 101 according to the second embodiment, the information processing unit 13 detects a difference between the shading peak position detected from the speckle suppression image and the center position of the speckle suppression image. It has become. The information processing unit 13 is configured to convert the difference into an electrical signal and feed back the difference signal to the illumination control unit 18.

そして、前記照明制御部18では、前記差分信号に基づいて各パルスモータ16aを駆動させ、各光源11a,11bの照明位置を前記スペックル画像撮像部12により撮像されるスペックル画像の画像中心と合致させるように構成されている。
尚、前記情報処理部13におけるシェーディングのピーク位置の検出方法は特に限定されず、公知の方法を用いることができる。更に、シェーディングピーク位置と画像中心位置との差分を検出する方法に関しても特に限定されず、公知の方法を採用することができる。
Then, the illumination control unit 18 drives each pulse motor 16a based on the difference signal, and sets the illumination position of each light source 11a, 11b to the image center of the speckle image captured by the speckle image imaging unit 12. It is configured to match.
The method for detecting the shading peak position in the information processing unit 13 is not particularly limited, and a known method can be used. Furthermore, the method for detecting the difference between the shading peak position and the image center position is not particularly limited, and a known method can be adopted.

次に、図8を用いて前記構成からなる第二実施形態に係る画像解析装置101の駆動シーケンスの一例を説明する。
先ず、前記振動部19が起動させ、振動させる(ST301)。その後、第一実施形態に係る画像解析装置1と同様、図5のST101〜106に示す処理及び図6のST201〜206処理を行い、第一スペックル画像及び第二スペックル画像の撮像が行われる(ST302)。
ここで、第二実施形態に係る画像解析装置101では、前記振動部19により各光源11a,11bから照射されたコヒーレント光が撹拌されているため、前記スペックル画像撮像部により撮像されたスペックル画像はスペックル抑制画像となる。
Next, an example of a drive sequence of the image analysis apparatus 101 according to the second embodiment having the above configuration will be described with reference to FIG.
First, the vibration unit 19 is activated and vibrated (ST301). Thereafter, similarly to the image analysis apparatus 1 according to the first embodiment, the processing shown in ST101 to ST106 in FIG. 5 and the processing ST201 to ST206 in FIG. 6 are performed to capture the first speckle image and the second speckle image. (ST302).
Here, in the image analysis apparatus 101 according to the second embodiment, since the coherent light emitted from each of the light sources 11a and 11b is agitated by the vibration unit 19, the speckle imaged by the speckle image imaging unit. The image is a speckle suppression image.

第一及び第二スペックル抑制画像が撮像された後、第一実施形態に係る画像解析装置と同様に、各スペックル抑制画像が前記記憶部14に記憶される(ST303)。その後、前記情報処理部13において、各スペックル抑制画像におけるシェーディングのピーク位置が検出される(ST304)。
更に、前記情報処理部13において、各スペックル抑制画像におけるシェーディングのピーク位置と、各スペックル抑制画像の中心位置との差分が検出される(ST305)。その後、前記情報処理部13で検出された前記差分は、前記記憶部14に記憶される(ST306)。
After the first and second speckle suppression images are captured, each speckle suppression image is stored in the storage unit 14 as in the image analysis device according to the first embodiment (ST303). Thereafter, the information processing unit 13 detects the peak position of shading in each speckle suppression image (ST304).
Further, the information processing unit 13 detects a difference between the shading peak position in each speckle suppression image and the center position of each speckle suppression image (ST305). Thereafter, the difference detected by the information processing unit 13 is stored in the storage unit 14 (ST306).

そして、前記情報処理部13において、前記差分が規定値未満であるか否かについての判断が行われる(ST307)。
この判断において、差分が規定値よりも大きい場合(ST307のNO)、その差分が電気信号に変換され、当該差分信号が前記照明制御部18へと伝達される。そして、この差分信号に基づいて再度各光源11a,11bを支持するパルスモータ16aが制御され、各光源11a,11bの照射位置が変更される(図5のST102、図6のST202)。そして、再度各スペックル抑制画像を撮像する動作が行われる(ST302)。
一方、前記差分が規定値未満であると判断された場合(ST307のYES)、前記情報処理部13において、シェーディングのピーク位置と画像中心位置と合致させる処理が行われる(ST308)。
Then, the information processing unit 13 determines whether or not the difference is less than a specified value (ST307).
In this determination, when the difference is larger than the specified value (NO in ST307), the difference is converted into an electric signal, and the difference signal is transmitted to the illumination control unit 18. Based on the difference signal, the pulse motor 16a that supports the light sources 11a and 11b is controlled again, and the irradiation positions of the light sources 11a and 11b are changed (ST102 in FIG. 5 and ST202 in FIG. 6). Then, the operation of capturing each speckle suppression image is performed again (ST302).
On the other hand, when it is determined that the difference is less than the specified value (YES in ST307), the information processing unit 13 performs processing for matching the shading peak position and the image center position (ST308).

その後、第二実施形態に係る画像解析装置101では、シェーディングのピーク位置と画像中心位置と合致させる処理が行われた状態で、スペックル画像撮像部12にて各スペックル画像が撮像される。
そして、第一実施形態に係る画像解析装置1と同様、前記情報処理部13においてスペックル合成画像が作成される(ST309)。その後、作成されたスペックル合成画像は、前記記憶部14に記憶される(ST310)。
更に、前記情報処理部13において、前記スペックル合成画像におけるスペックルコントラストに基づいて、撮像対象Oの状態解析が行われる(ST311)。
その後、第二実施形態に係る画像解析装置101では、前記情報処理部13による解析結果が前記記憶部14に記憶される(ST312)。
Thereafter, in the image analysis apparatus 101 according to the second embodiment, each speckle image is captured by the speckle image capturing unit 12 in a state in which processing for matching the shading peak position and the image center position is performed.
And the speckle synthetic | combination image is produced in the said information processing part 13 similarly to the image analysis apparatus 1 which concerns on 1st embodiment (ST309). Thereafter, the created speckle composite image is stored in the storage unit 14 (ST310).
Further, the information processing unit 13 analyzes the state of the imaging target O based on the speckle contrast in the speckle composite image (ST311).
Thereafter, in the image analysis apparatus 101 according to the second embodiment, the analysis result by the information processing unit 13 is stored in the storage unit 14 (ST312).

最後に、第二実施形態に係る画像解析装置101では、前記情報処理部13による解析結果が前記表示部15に映し出され(ST313)、一連の動作が終了する。
尚、第二実施形態に係る画像解析装置101では、第一スペックル画像、第二スペックル画像、境界、スペックル合成画像、差分が前記記憶部14に記憶されるようになっているが、必ずしもこれら第一スペックル画像、第二スペックル画像、境界、スペックル合成画像、差分が前記記憶部14に記憶される構成としなくともよい。また、本技術に係る画像解析装置は、少なくとも、スペックルコントラストが確保され、シェーディングが抑制されたスペックル画像が形成される構成であればよいため、記憶動作や表示動作は必ずしも行う必要はない。
また、図8では、解析結果の記憶が行われた後、当該解析結果の表示が成されるようになっているが、これらの作業の順番は特に限定されず、解析結果の表示動作が当該解析結果の記憶に先行して行われてもよい。
Finally, in the image analysis apparatus 101 according to the second embodiment, the analysis result by the information processing unit 13 is displayed on the display unit 15 (ST313), and a series of operations ends.
In the image analysis apparatus 101 according to the second embodiment, the first speckle image, the second speckle image, the boundary, the speckle composite image, and the difference are stored in the storage unit 14. The first speckle image, the second speckle image, the boundary, the speckle composite image, and the difference are not necessarily stored in the storage unit 14. In addition, since the image analysis apparatus according to the present technology may be configured to form at least a speckle image in which speckle contrast is ensured and shading is suppressed, the storage operation and the display operation are not necessarily performed. .
Further, in FIG. 8, after the analysis result is stored, the analysis result is displayed. However, the order of these operations is not particularly limited, and the analysis result display operation is performed. It may be performed prior to storing the analysis result.

このように構成された第二実施形態に係る画像解析装置101によれば、前記情報処理部13により、撮像対象Oの状態解析に必要な輝度値を有したスペックル合成画像を形成することができる。
すなわち、前記情報処理部13により、輝度値不足によるスペックルコントラストの低下を防ぎ、且つ、シェーディングの抑制された画像を得ることができる。
その結果、撮像対象Oの状態解析の精度を向上させることができる。
According to the image analysis apparatus 101 according to the second embodiment configured as described above, the information processing unit 13 can form a speckle composite image having a luminance value necessary for the state analysis of the imaging target O. it can.
That is, the information processing unit 13 can prevent a decrease in speckle contrast due to insufficient luminance value and obtain an image in which shading is suppressed.
As a result, the accuracy of the state analysis of the imaging object O can be improved.

更に、第二実施形態に係る画像解析装置101によれば、前記振動部19を備えることにより、スペックル抑制画像を作成することが可能である。このため、前記情報処理部13にあっては、各スペックル抑制画像からシェーディングパターンのみを抽出しやすくなる。
その結果、得られたスペックル合成画像に基づいた、撮像対象Oの状態解析の精度を高めることができる。
更に、例えば、明視野画像とスペックル画像の両方を撮像可能な構造とした場合、前記振動部19の切り替えにより、明視野画像とスペックル画像とを重畳した際、違和感のない画像を得ることができる。
Furthermore, according to the image analysis apparatus 101 according to the second embodiment, it is possible to create a speckle suppression image by providing the vibration unit 19. For this reason, the information processing unit 13 can easily extract only the shading pattern from each speckle suppression image.
As a result, it is possible to improve the accuracy of the state analysis of the imaging target O based on the obtained speckle composite image.
Further, for example, in a case where a structure capable of capturing both a bright-field image and a speckle image is obtained, when the bright-field image and the speckle image are superimposed by switching the vibration unit 19, an image without a sense of incongruity is obtained. Can do.

<3.第三実施形態に係る画像解析装置>
次に、図9を用いて、本技術に係る画像解析装置の第三実施形態について説明する。図9は、第三実施形態の画像解析装置における光源及びスペックル画像撮像部の配置構造の一例を示す模式概念図である。
第一実施形態に係る画像解析装置1では、光源11の光軸とスペックル画像撮像部12の光軸とが異なる軸上に配置された構成を採用しているが、この第三実施形態に係る画像解析装置201は、光源11の光軸とスペックル画像撮像部12の光軸とが合致した、所謂同軸落射照明の構成をなしている。
<3. Image Analysis Device According to Third Embodiment>
Next, a third embodiment of the image analysis device according to the present technology will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a schematic conceptual diagram illustrating an example of an arrangement structure of light sources and speckle image capturing units in the image analysis apparatus of the third embodiment.
In the image analysis apparatus 1 according to the first embodiment, a configuration is employed in which the optical axis of the light source 11 and the optical axis of the speckle image capturing unit 12 are arranged on different axes. The image analysis apparatus 201 has a so-called coaxial epi-illumination configuration in which the optical axis of the light source 11 and the optical axis of the speckle image capturing unit 12 are matched.

この第三実施形態に係る画像解析装置201は同軸落射照明型であり、光源11は一つだけ設けられた構成であるが、当該光源11自体の構成及びスペックル画像撮像部12自体の構成は、第一実施形態の画像解析装置1のそれらと同一である。
また、第三実施形態に係る画像解析装置201は、第一実施形態に係る画像解析装置1と同一の情報処理部13を備える。また、必要に応じて、第一実施形態に係る画像解析装置1と同一の記憶部14、表示部15、支持部16、撮像制御部17及び照明制御部18などを更に備えることも可能である。
以下の説明では、第一実施形態に係る画像解析装置1と共通する構成についてはその説明を割愛し、異なる構成について中心に説明する。
The image analysis apparatus 201 according to the third embodiment is a coaxial epi-illumination type and has a configuration in which only one light source 11 is provided. However, the configuration of the light source 11 itself and the configuration of the speckle image capturing unit 12 itself are as follows. These are the same as those of the image analysis apparatus 1 of the first embodiment.
Further, the image analysis apparatus 201 according to the third embodiment includes the same information processing unit 13 as the image analysis apparatus 1 according to the first embodiment. Moreover, it is possible to further include the same storage unit 14, display unit 15, support unit 16, imaging control unit 17, illumination control unit 18 and the like as the image analysis apparatus 1 according to the first embodiment as necessary. .
In the following description, the description of the configuration common to the image analysis apparatus 1 according to the first embodiment will be omitted, and the different configuration will be mainly described.

すなわち、第三実施形態に係る画像解析装置201は、前記光源11から照射されるコヒーレント光の波長を制御する波長可変部20と、前記光源11から照射されるコヒーレント光の波長と前記スペックル画像撮像部から照射される光の波長を合成する合波部21と、を備える。各部について、以下に説明する。   That is, the image analysis apparatus 201 according to the third embodiment includes a wavelength variable unit 20 that controls the wavelength of the coherent light emitted from the light source 11, the wavelength of the coherent light emitted from the light source 11, and the speckle image. And a combining unit 21 that combines wavelengths of light emitted from the imaging unit. Each part will be described below.

(1)波長可変部
前記波長可変部20は、前記光源11の光軸上に配置され、前記光源11から照射されたコヒーレント光の波長帯域を変更する。この波長可変部20としては、特に限定されないものの、公知のチューナブルフィルタを用いることができる。チューナブルフィルタの中でも、液晶チューナブルフィルタを用いることが好ましい。
この波長可変部20により波長帯域が調整された光源11の光軸は、前記スペックル画像撮像部12の光軸上に配置されたハーフミラー22によって偏向され、スペックル画像撮像部12の光軸と同軸に設定される。
(1) Wavelength variable unit The wavelength variable unit 20 is disposed on the optical axis of the light source 11 and changes the wavelength band of coherent light emitted from the light source 11. The wavelength variable section 20 is not particularly limited, but a known tunable filter can be used. Among the tunable filters, it is preferable to use a liquid crystal tunable filter.
The optical axis of the light source 11 whose wavelength band is adjusted by the wavelength variable unit 20 is deflected by the half mirror 22 disposed on the optical axis of the speckle image imaging unit 12, and the optical axis of the speckle image imaging unit 12. And set coaxially.

(2)合波部
第三実施形態に係る画像解析装置201は、前記スペックル画像撮像部12の光軸上及び前記ハーフミラー22により偏向された光源11の光軸上に合波部21を備える。
この合波部21は、同軸上に設けられた前記光源11から照射されたコヒーレント光L3と、前記スペックル画像撮像部12から照射された光L4とを合波する。
この合波部21としては特に限定されず、同軸落射照明の構成に用いられる公知の合波器を用いることができる。
(2) Multiplexing Unit The image analysis apparatus 201 according to the third embodiment has a multiplexing unit 21 on the optical axis of the speckle image capturing unit 12 and the optical axis of the light source 11 deflected by the half mirror 22. Prepare.
The multiplexing unit 21 combines the coherent light L3 emitted from the light source 11 provided on the same axis and the light L4 emitted from the speckle image capturing unit 12.
The multiplexing unit 21 is not particularly limited, and a known multiplexer used for the configuration of the coaxial epi-illumination can be used.

このような撮像対象に対して同軸落射照明を行う画像解析装置にあっては、一般に、スペックル画像のシェーディングパターンとしては、画像の中心部が明るく、周辺部が暗くなりやすく、周辺部ではスペックルコントラストが低下してしまう。その一方で、光源から照射される光を液晶チューナブルフィルタにより調整し、撮像対象の中心部の輝度値を高めた場合には、当該中心部の輝度値が飽和してしまう可能性がある。   In an image analysis apparatus that performs coaxial epi-illumination on such an imaging target, generally, as a shading pattern of a speckle image, the center of the image is bright and the periphery tends to be dark, and the spec The contrast is lowered. On the other hand, when the light emitted from the light source is adjusted by the liquid crystal tunable filter to increase the luminance value of the central portion of the imaging target, the luminance value of the central portion may be saturated.

このため、第三実施形態に係る画像解析装置201では、前記波長可変部20により、互いに輝度値が異なる第一スペックル画像と第二スペックル画像とを撮像する。
具体的には、例えば、前記波長可変部20を駆動させて、各光源11から照射されるコヒーレント光の波長を調整する。これにより、前記スペックル画像撮像部12により、周辺部の輝度値が高められた第一スペックル画像と、中心部の輝度値が高められた第二スペックル画像の撮像が行われる。
その後、輝度値の異なる第一スペックル画像と第二スペックル画像に基づいて、第一実施形態に係る画像解析装置1と同等、状態解析な必要な輝度値を有したスペックル合成画像を作成する。
かかる場合、同軸落射照明特有のシェーディングパターンからすれば、前記情報処理部13では円形の境界が検出される構成とすることが好ましい。
For this reason, in the image analysis apparatus 201 according to the third embodiment, the wavelength variable unit 20 captures the first speckle image and the second speckle image having different luminance values.
Specifically, for example, the wavelength variable unit 20 is driven to adjust the wavelength of the coherent light emitted from each light source 11. As a result, the speckle image capturing unit 12 captures the first speckle image in which the luminance value of the peripheral portion is increased and the second speckle image in which the luminance value of the central portion is increased.
After that, based on the first speckle image and the second speckle image having different luminance values, a speckle composite image having a necessary luminance value for state analysis, which is equivalent to the image analysis apparatus 1 according to the first embodiment, is created. To do.
In such a case, it is preferable that the information processing unit 13 detects a circular boundary based on a shading pattern unique to the coaxial incident illumination.

このような第三実施形態に係る画像解析装置201によれば、同軸落射照明の構成であったとしても、前記情報処理部13により、撮像対象Oの状態解析に必要な輝度値を有したスペックル合成画像を形成することができる。
すなわち、前記情報処理部13により、輝度値不足によるスペックルコントラストの低下を防ぎ、且つ、シェーディングの抑制された画像を得ることができる。
その結果、撮像対象Oの状態解析の精度を向上させることができる。
According to the image analysis apparatus 201 according to the third embodiment, the specification having the luminance value necessary for the state analysis of the imaging target O is performed by the information processing unit 13 even if the configuration is the coaxial epi-illumination. A composite image can be formed.
That is, the information processing unit 13 can prevent a decrease in speckle contrast due to insufficient luminance value and obtain an image in which shading is suppressed.
As a result, the accuracy of the state analysis of the imaging object O can be improved.

<4.第四実施形態に係る画像解析装置>
次に、図10及び図11を用いて、本技術に係る画像解析装置の第四実施形態について説明する。図10は、第四実施形態に係る画像解析装置の構成を模式的に示す模式概念図である。図11は、この第四実施形態に係る画像解析装置の駆動シーケンスの一例を示すフローチャートである。
<4. Image Analysis Device According to Fourth Embodiment>
Next, a fourth embodiment of the image analysis device according to the present technology will be described with reference to FIGS. 10 and 11. FIG. 10 is a schematic conceptual diagram schematically showing the configuration of the image analysis apparatus according to the fourth embodiment. FIG. 11 is a flowchart showing an example of a drive sequence of the image analysis apparatus according to the fourth embodiment.

第四実施形態に係る画像解析装置301は、主としてスペックル合成画像を作成するための構成が第一実施形態に係る画像解析装置1とは異なる。その一方で、第四実施形態に係る画像解析装置301は第一実施形態に係る画像解析装置1と同一の光源11、スペックル画像撮像部12、情報処理部13を備える。更に、必要に応じて、前記記憶部14、表示部15、支持部16、撮像制御部17及び照明制御部18などを更に備えることも可能である。
以下の第四実施形態に係る画像解析装置301の説明では、第一実施形態に係る画像解析装置1と共通する構成については同一の符号を付してその説明を割愛し、異なる構成について中心に説明する。
The image analysis apparatus 301 according to the fourth embodiment is different from the image analysis apparatus 1 according to the first embodiment mainly in the configuration for creating a speckle composite image. On the other hand, the image analysis device 301 according to the fourth embodiment includes the same light source 11, speckle image capturing unit 12, and information processing unit 13 as the image analysis device 1 according to the first embodiment. Furthermore, the storage unit 14, the display unit 15, the support unit 16, the imaging control unit 17, the illumination control unit 18, and the like can be further provided as necessary.
In the following description of the image analysis device 301 according to the fourth embodiment, the same reference numerals are assigned to the same components as those of the image analysis device 1 according to the first embodiment, and the description thereof is omitted. explain.

この第四実施形態に係る画像解析装置301では、前記スペックル画像撮像部12において、第一スペックル画像、第二スペックル画像夫々が複数枚撮像されるようになっている。
各スペックル画像を撮像する順番は特に限定されず、例えば、第一スペックル画像、第二スペックル、第一スペックル画像、第二スペックル画像の順で、第一スペックル画像と第二スペックル画像を交互に撮像してもよい。
あるいは、第一スペックル画像を複数枚撮像した後に、第二スペックル画像を複数枚撮像するといったような構成としてもよい。
そして、この第四実施形態に係る画像解析装置301では、撮像された複数枚の各スペックル画像を用いてスペックル合成画像が形成される。
In the image analysis apparatus 301 according to the fourth embodiment, the speckle image capturing unit 12 captures a plurality of first speckle images and second speckle images.
The order in which each speckle image is captured is not particularly limited. For example, the first speckle image, the second speckle image, the second speckle image, the second speckle image, and the second speckle image in this order. Speckle images may be taken alternately.
Alternatively, a configuration may be adopted in which after capturing a plurality of first speckle images, a plurality of second speckle images are captured.
In the image analysis apparatus 301 according to the fourth embodiment, a speckle composite image is formed using a plurality of captured speckle images.

(1)差分画像撮像部
第四実施形態に係る画像解析装置301では、前記情報処理部13により解析するスペックル画像の作成を段階的に行う構成を採用している。
すなわち、当該画像解析装置301は、複数枚の各スペックル画像同士から差分画像を作成する差分画像撮像部23を備える。
この差分画像撮像部23では、前記第一光源11aから照射されたコヒーレント光L1に基づいて撮像された複数枚の第一スペックル画像同士から、第一スペックル画像由来の第一差分画像が作成される。
すなわち、前記差分画像撮像部23では、例えば、1番目に撮像される第一スペックル画像と、2番目に撮像された第一スペックル画像との差分を計算し、第一差分画像を作成する。
同じく、当該差分画像撮像部23では、前記第二光源11bから照射されたコヒーレント光L2に基づいて撮像された複数枚の第二スペックル画像同士から、第二スペックル画像由来の第二差分画像が作成される。
尚、各スペックル画像の差分の計算は、前記差分画像撮像部において計算されなくともよく、例えば前記情報処理部13において計算されるようにしてもよい。また、前記差分画像撮像部23に行う差分処理及び差分画像撮像方法は、特に限定されず、公知の方法を用いることができる。
(1) Difference Image Imaging Unit The image analysis apparatus 301 according to the fourth embodiment employs a configuration in which a speckle image to be analyzed by the information processing unit 13 is created step by step.
That is, the image analysis apparatus 301 includes a difference image imaging unit 23 that creates a difference image from a plurality of speckle images.
In the differential image capturing unit 23, a first differential image derived from the first speckle image is created from a plurality of first speckle images captured based on the coherent light L1 emitted from the first light source 11a. Is done.
That is, in the difference image capturing unit 23, for example, a difference between a first speckle image captured first and a first speckle image captured second is calculated, and a first difference image is created. .
Similarly, in the differential image capturing unit 23, a second differential image derived from the second speckle image is obtained from a plurality of second speckle images captured based on the coherent light L2 emitted from the second light source 11b. Is created.
Note that the difference between the speckle images may not be calculated by the difference image capturing unit, and may be calculated by the information processing unit 13, for example. Moreover, the difference process and the difference image imaging method performed to the difference image imaging part 23 are not specifically limited, A well-known method can be used.

この第四実施形態に係る画像解析装置301では、前記情報処理部13において、第一差分画像、第二差分画像夫々において、シェーディングの境界の検出が行われる。
更に、情報処理部13では、各差分画像が前記境界に基づいて分離された後、分離された各差分画像同士を繋ぎあわせて、状態解析に必要な輝度値を有した差分合成画像の作成が行われる。
そして前記差分合成画像が作成された後、前記情報処理部13では当該差分合成画像のスペックルコントラストが測定され、当該スペックルコントラストに基づいて、撮像対象Oの状態解析が行われる。
In the image analysis apparatus 301 according to the fourth embodiment, the information processing unit 13 detects a shading boundary in each of the first difference image and the second difference image.
Furthermore, after each difference image is separated based on the boundary, the information processing unit 13 joins the separated difference images to create a difference composite image having a luminance value necessary for state analysis. Done.
After the difference composite image is created, the information processing unit 13 measures the speckle contrast of the difference composite image, and performs the state analysis of the imaging target O based on the speckle contrast.

前記構成からなる第四実施形態に係る画像解析装置301の駆動シーケンスの一例について、図11を用いて説明する。
以下の説明では、第一スペックル画像及び第二スペックル画像を二枚ずつ撮影し、二枚の第一スペックル画像から一枚の第一差分画像を、二枚の第二スペックル画像から一枚の第二差分画像を得るための駆動シーケンスを説明するが、前述の如く、各スペックル画像の撮像枚数が特に限定されず、差分画像を得ることができる構成であれば差し支えない。
また以下の説明では便宜上、1番目に撮像される第一スペックル画像を「第一スペックル画像I」と示し、2番目に撮像された第一スペックル画像を「第一スペックル画像II」と示す。第二スペックル画像に関しても同様に撮像の回数に応じて符号を付して説明する。
An example of a drive sequence of the image analysis apparatus 301 according to the fourth embodiment having the above-described configuration will be described with reference to FIG.
In the following description, two first speckle images and two second speckle images are taken, and one first difference image is obtained from two first speckle images, and two second speckle images are obtained. A drive sequence for obtaining one second differential image will be described. However, as described above, the number of captured speckle images is not particularly limited, and any configuration can be used as long as a differential image can be obtained.
In the following description, for the sake of convenience, the first speckle image captured first is referred to as “first speckle image I”, and the second speckle image captured second is referred to as “first speckle image II”. It shows. Similarly, the second speckle image is described with reference numerals corresponding to the number of times of imaging.

先ず、第四実施形態に係る画像解析装置301では、図5のST101〜ST106に示す処理が行われて前記スペックル画像撮像部12により第一スペックル画像Iの撮像が行われる(ST401)。すなわち、図5に示す「第一スペックル画像」が「第一スペックル画像I」に相当する。その後、撮像された第一スペックル画像Iは前記記憶部14に記憶される(ST402)。
次に、図6のST201〜206に示す処理が行われて前記スペックル画像撮像部12により第二スペックル画像Iの撮像が行われる(ST403)。すなわち、図6に示す「第二スペックル画像」が「第二スペックル画像I」に相当する。その後、第一スペックル画像Iと同様、第二スペックル画像Iは前記記憶部14に記憶される(ST404)。
そして、第四実施形態に係る画像解析装置301では、第二スペックル画像Iの撮像が行われた後、再度図5のST101〜106に示す処理が行われて前記スペックル画像撮像部12により第一スペックル画像IIの撮像が行われる(ST405)。すなわち、このST405の処理における「第一スペックル画像II」が図5に示す「第一スペックル画像」に相当する。その後、撮像された第一スペックル画像IIは前記記憶部14に記憶される(ST406)。
その後、図6のST201〜206に示す処理が行われて前記スペックル画像撮像部12により第二スペックル画像IIの撮像が行われる(ST407)。すなわち、このST407の処理における「第二スペックル画像II」が図6に示す「第二スペックル画像」に相当する。更に、他のスペックル画像と同様、撮像された第二スペックル画像IIは前記記憶部14に記憶される(ST408)。
First, in the image analysis apparatus 301 according to the fourth embodiment, the processing shown in ST101 to ST106 in FIG. 5 is performed, and the speckle image capturing unit 12 captures the first speckle image I (ST401). That is, the “first speckle image” shown in FIG. 5 corresponds to the “first speckle image I”. Thereafter, the captured first speckle image I is stored in the storage unit 14 (ST402).
Next, processing shown in ST201 to ST206 in FIG. 6 is performed, and the speckle image capturing unit 12 captures the second speckle image I (ST403). That is, the “second speckle image” shown in FIG. 6 corresponds to the “second speckle image I”. Thereafter, like the first speckle image I, the second speckle image I is stored in the storage unit 14 (ST404).
In the image analysis apparatus 301 according to the fourth embodiment, after the second speckle image I is captured, the processing shown in ST101 to ST106 in FIG. The first speckle image II is imaged (ST405). That is, the “first speckle image II” in the process of ST405 corresponds to the “first speckle image” shown in FIG. Thereafter, the captured first speckle image II is stored in the storage unit 14 (ST406).
Thereafter, the processes shown in ST201 to ST206 in FIG. 6 are performed, and the speckle image capturing unit 12 captures the second speckle image II (ST407). That is, the “second speckle image II” in the processing of ST407 corresponds to the “second speckle image” shown in FIG. Furthermore, as with other speckle images, the captured second speckle image II is stored in the storage unit 14 (ST408).

各スペックル画像が撮像された後、前記差分画像撮像部23において、同一の第一光源11aから照射されたコヒーレント光L1により撮像された第一スペックル画像I及び第一スペックル画像IIに基づいて、これら第一スペックル画像Iと第一スペックル画像IIの差分画像(第一差分画像)が作成される(ST409)。その後、作成された第一差分画像が前記記憶部14に記憶される(ST410)。
更に、前記差分画像撮像部23では、同一の第二光源11bから照射されたコヒーレント光L2により撮像された第二スペックル画像I及び第二スペックル画像IIに基づいて、これら第二スペックル画像Iと第二スペックル画像IIの差分画像(第二差分画像)が作成される(ST411)。その後、作成された第二差分画像が前記記憶部14に記憶される(ST412)。
After each speckle image is captured, the difference image capturing unit 23 is based on the first speckle image I and the first speckle image II captured by the coherent light L1 emitted from the same first light source 11a. Thus, a difference image (first difference image) between the first speckle image I and the first speckle image II is created (ST409). Thereafter, the created first difference image is stored in the storage unit 14 (ST410).
Further, in the differential image capturing unit 23, based on the second speckle image I and the second speckle image II captured by the coherent light L2 emitted from the same second light source 11b, the second speckle image is obtained. A difference image (second difference image) between I and the second speckle image II is created (ST411). Thereafter, the created second difference image is stored in the storage unit 14 (ST412).

各差分画像が撮像された後、前記情報処理部13において、第一差分画像におけるシェーディングの境界、及び第二差分画像におけるシェーディングの境界の検出が行われる(ST413)。更に、第一差分画像における前記境界及び第二差分画像における境界は、前記記憶部14に記憶される(ST414)。
その後、前記情報処理部13において、各差分画像が検出された境界に基づいて分離される。そして、分離された第一差分画像と分離された第二差分画像とを繋ぎあわせて、解析に必要な輝度値を備えた差分合成画像が作成される(ST415)。更に、作成された差分合成画像は、前記記憶部14に記憶される(ST416)。
そして、前記情報処理部13において、前記差分合成画像のスペックルコントラストが測定され、その測定結果に基づいて、撮像対象Oの状態が解析される(ST417)。
その後、第四実施形態に係る画像解析装置301では、前記情報処理部13にて解析された撮像対象Oの解析結果が前記記憶部14に記憶される(ST418)。
After each difference image is captured, the information processing unit 13 detects a shading boundary in the first difference image and a shading boundary in the second difference image (ST413). Further, the boundary in the first difference image and the boundary in the second difference image are stored in the storage unit 14 (ST414).
Thereafter, the information processing unit 13 separates each difference image based on the detected boundary. Then, the separated first difference image and the separated second difference image are connected to create a difference composite image having a luminance value necessary for analysis (ST415). Further, the created difference composite image is stored in the storage unit 14 (ST416).
Then, the information processing unit 13 measures the speckle contrast of the difference composite image, and analyzes the state of the imaging target O based on the measurement result (ST417).
Thereafter, in the image analysis device 301 according to the fourth embodiment, the analysis result of the imaging target O analyzed by the information processing unit 13 is stored in the storage unit 14 (ST418).

最後に、第四実施形態に係る画像解析装置301では、前記情報処理部13による解析結果や、前記差分合成画像が前記表示部15に映し出され(ST419)、一連の動作が終了する。
尚、第四実施形態に係る画像解析装置301では、第一スペックル画像I及びII、第二スペックル画像I及びII、各差分画像における境界、差分合成画像が前記記憶部14に記憶されるようになっているが、必ずしもこれら第一スペックル画像I及びII、第二スペックル画像I及びII、各差分画像における境界、差分合成画像が前記記憶部14に記憶される構成としなくともよい。
また、本技術に係る画像解析装置は、少なくとも、スペックルコントラストが確保され、シェーディングが抑制されたスペックル画像が形成される構成であればよいため、記憶動作や表示動作は必ずしも行う必要はない。また、図11では、解析結果が記憶された後に、当該解析結果の表示が成されるようになっているが、これらの工程の順番は特に限定されない。
また図示されていないが、前記記憶部14に対して、各スペックル画像や、前記差分画像撮像部23にて撮像された差分画像、前記情報処理部13にて作成された差分合成画像が記憶されるようにしても差し支えない。
Finally, in the image analysis apparatus 301 according to the fourth embodiment, the analysis result by the information processing unit 13 and the difference composite image are displayed on the display unit 15 (ST419), and the series of operations ends.
In the image analysis apparatus 301 according to the fourth embodiment, the first speckle images I and II, the second speckle images I and II, the boundary in each difference image, and the difference composite image are stored in the storage unit 14. However, the first speckle images I and II, the second speckle images I and II, the boundary in each difference image, and the difference composite image are not necessarily stored in the storage unit 14. .
In addition, since the image analysis apparatus according to the present technology may be configured to form at least a speckle image in which speckle contrast is ensured and shading is suppressed, the storage operation and the display operation are not necessarily performed. . In FIG. 11, the analysis result is displayed after the analysis result is stored. However, the order of these steps is not particularly limited.
Although not shown, each speckle image, the differential image captured by the differential image capturing unit 23, and the differential composite image created by the information processing unit 13 are stored in the storage unit 14. It does not matter even if it is done.

以上のように構成された第四実施形態に係る画像解析装置301によれば、他の画像解析装置と同様、前記情報処理部13により、撮像対象Oの状態解析に必要な輝度値を有したスペックル合成画像を形成することができる。
すなわち、前記情報処理部13により、輝度値不足によるスペックルコントラストの低下を防ぎ、且つ、シェーディングの抑制された画像を得ることができる。
その結果、撮像対象Oの状態解析の精度を向上させることができる。
According to the image analysis device 301 according to the fourth embodiment configured as described above, the information processing unit 13 has a luminance value necessary for the state analysis of the imaging target O, as with other image analysis devices. A speckle composite image can be formed.
That is, the information processing unit 13 can prevent a decrease in speckle contrast due to insufficient luminance value and obtain an image in which shading is suppressed.
As a result, the accuracy of the state analysis of the imaging object O can be improved.

更に、第四実施形態に係る画像解析装置301では、前記差分画像撮像部23によって差分画像を作成することにより、各画像に現れるシェーディングを相殺することができる。
このため、当該画像解析装置301によれば、シェーディングにより撮像されたスペックル画像における平均輝度値が低い場合には、前記差分画像撮像部23によりシェーディングが相殺されるため、確実に撮像対象Oの状態解析に必要な輝度値を有したスペックル合成画像を形成することができる。
Furthermore, in the image analysis apparatus 301 according to the fourth embodiment, shading that appears in each image can be canceled by creating a difference image by the difference image capturing unit 23.
For this reason, according to the image analysis apparatus 301, when the average luminance value in the speckle image captured by shading is low, the difference image capturing unit 23 cancels the shading, so that the image capturing target O can be surely captured. A speckle composite image having a luminance value necessary for state analysis can be formed.

<5.第一実施形態に係る画像解析方法>
本技術は、画像解析方法をも提供する。
第一実施形態に係る画像解析方法は、光照射工程、スペックル画像撮像工程、情報処理工程、を含み、必要に応じて、記憶工程、表示工程、を含んでいてもよい。各工程について、以下に説明する。
<5. Image Analysis Method According to First Embodiment>
The present technology also provides an image analysis method.
The image analysis method according to the first embodiment includes a light irradiation process, a speckle image imaging process, and an information processing process, and may include a storage process and a display process as necessary. Each step will be described below.

(1)光照射工程
第一実施形態に係る画像解析方法は、光源から前記撮像対象に対してコヒーレント光を照射する工程を含む。
この光照射工程は、二つの異なる照射条件によりコヒーレント光を撮像対象に照射する。すなわち、この光照射工程では、例えば、二つの光源を用いて撮像対象を照明する。
例えば、第一の光源を撮像対象に対して45度傾けた状態で、コヒーレント光を照射する一方(第一照射条件)、第二光源を撮像対象に対して45度傾けた状態で、且つ、撮像対象を中心として前記第一光源と対称な位置に配置した状態でコヒーレント光を照射する(第二照射条件)。
このような光照射工程により、各光源からコヒーレント光が撮像対象に照射されることにより、各光源から照射されたコヒーレントに対応した散乱光が得られる。
第一実施形態に係る画像解析方法において、光照射工程は常に行われるようにしてもよい。すなわち、光源を常に点灯させ、コヒーレント光を常に照射させてもよい。
または、スペックル画像を撮像するタイミングでコヒーレント光を照射するようにしてもよい。
(1) Light Irradiation Step The image analysis method according to the first embodiment includes a step of irradiating the imaging target from a light source with coherent light.
In this light irradiation process, the imaging target is irradiated with coherent light under two different irradiation conditions. That is, in this light irradiation step, for example, the imaging target is illuminated using two light sources.
For example, while irradiating coherent light with the first light source tilted 45 degrees with respect to the imaging target (first irradiation condition), with the second light source tilted 45 degrees with respect to the imaging target, and Coherent light is irradiated in a state where the imaging target is located at a position symmetrical to the first light source (second irradiation condition).
Through such a light irradiation process, the coherent light is irradiated from each light source onto the imaging target, whereby scattered light corresponding to the coherent light irradiated from each light source is obtained.
In the image analysis method according to the first embodiment, the light irradiation step may be always performed. That is, the light source may always be turned on and the coherent light may be always emitted.
Or you may make it irradiate a coherent light at the timing which images a speckle image.

(2)スペックル画像撮像工程
第一実施形態に係る画像解析方法では、前記光照射工程により得られた散乱光に基づいてスペックル画像を撮像するスペックル画像撮像工程を含む。
このスペックル画像撮像工程は、大別して、第一スペックル画像撮像工程と、第二スペックル画像撮像工程と、を含んでいる。これらの工程について、以下に説明する。
(2) Speckle image capturing step The image analysis method according to the first embodiment includes a speckle image capturing step of capturing a speckle image based on the scattered light obtained by the light irradiation step.
This speckle image capturing process is roughly divided into a first speckle image capturing process and a second speckle image capturing process. These steps will be described below.

(2−1)第一スペックル画像撮像工程
第一スペックル画像撮像工程は、前記光照射工程における第一照射条件により得られた散乱光に基づいてスペックル画像を撮像する工程である。
この第一スペックル画像撮像工程では先ず、撮像される第一スペックル画像においてシェーディングの発生を可及的に防止するため、前記第一光源の照射位置を調整する。
その後、スペックル画像を撮像するためのスペックル画像撮像部を駆動させる。その後、前記スペックル画像撮像部が備える結像レンズ及び撮像素子等を用いて第一スペックル画像の撮像を行う。
そして、第一スペックル画像の撮像後、前記スペックル画像撮像部を休止させ、第一スペックル画像の撮像が終了する。
(2-1) First speckle image capturing step The first speckle image capturing step is a step of capturing a speckle image based on scattered light obtained under the first irradiation condition in the light irradiation step.
In the first speckle image capturing step, first, the irradiation position of the first light source is adjusted in order to prevent the occurrence of shading in the first speckle image to be captured as much as possible.
Thereafter, the speckle image capturing unit for capturing the speckle image is driven. Thereafter, the first speckle image is picked up using an imaging lens, an image pickup device, and the like included in the speckle image pickup unit.
Then, after capturing the first speckle image, the speckle image capturing unit is paused, and the capturing of the first speckle image is completed.

前述の第一スペックル画像撮像工程は一例に過ぎず、例えば、第一光源の照明位置が適切に設定され、撮像されるスペックル画像におけるシェーディングの発生が抑制されている場合には、第一光源の照明位置調整を行う必要はない。また、前述の第一スペックル画像撮像工程では、前記スペックル画像撮像部の起動・休止を行っているが、これらの工程も行う必要はない。   The first speckle image capturing process described above is merely an example. For example, when the illumination position of the first light source is appropriately set and occurrence of shading in the captured speckle image is suppressed, There is no need to adjust the illumination position of the light source. Further, in the first speckle image capturing process described above, the speckle image capturing unit is activated / paused, but these processes need not be performed.

(2−2)第二スペックル画像撮像工程
この第二スペックル画像撮像工程は、前記光照射工程における第二照射条件により得られた散乱光に基づいてスペックル画像を撮像する工程をいい、前記第一スペックル画像撮像工程と同一の工程を行う。
すなわち、撮像される第二スペックル画像においてシェーディングの発生を可及的に防止するため、前記第二光源の照射位置を調整する。
その後、スペックル画像を撮像するためのスペックル画像撮像部を駆動させる。その後、前記スペックル画像撮像部が備える結像レンズ及び撮像素子等を用いて第二スペックル画像の撮像を行う。
そして、第二スペックル画像の撮像後、前記スペックル画像撮像部を休止させ、第二スペックル画像の撮像が終了する。
(2-2) Second speckle image capturing step This second speckle image capturing step refers to a step of capturing a speckle image based on scattered light obtained by the second irradiation condition in the light irradiation step. The same process as the first speckle image capturing process is performed.
That is, the irradiation position of the second light source is adjusted to prevent the occurrence of shading in the second speckle image to be captured as much as possible.
Thereafter, the speckle image capturing unit for capturing the speckle image is driven. Thereafter, the second speckle image is picked up using an imaging lens, an image pickup device, and the like included in the speckle image pickup unit.
Then, after capturing the second speckle image, the speckle image capturing unit is paused, and the capturing of the second speckle image is completed.

前述の第二スペックル画像撮像工程は一例に過ぎず、例えば、撮像されるスペックル画像におけるシェーディングの発生が抑制されているのであれば、第二光源の照明位置調整を行う必要はない。また、前述の第二スペックル画像撮像工程では、前記スペックル画像撮像部の起動・休止を行っているが、これらの工程も行う必要はない。   The second speckle image capturing process described above is merely an example. For example, if the occurrence of shading in the captured speckle image is suppressed, it is not necessary to adjust the illumination position of the second light source. In the second speckle image capturing process described above, the speckle image capturing unit is activated / paused, but these processes need not be performed.

(3)情報処理工程
第一実施形態に係る画像解析方法における情報処理工程は、大別して、境界検出工程と、スペックル合成画像作成工程と、スペックル合成画像解析工程と、を含む。各工程について、以下に説明する。
(3) Information processing step The information processing step in the image analysis method according to the first embodiment is roughly divided into a boundary detection step, a speckle composite image creation step, and a speckle composite image analysis step. Each step will be described below.

(3−1)境界検出工程
本技術に係る境界検出工程では、前記スペックル画像撮像工程にて撮像された第一スペックル画像及び第二スペックル画像において、各スペックル画像上に表れているシェーディングの境界の検出が行われる。
この境界検出工程にて行われる検出方法については特に限定されないものの、例えば、第一スペックル画像及び第二スペックル画像の輝度値を算出した上で、これらの輝度値を、横軸を画像のピクセル、縦軸を輝度値としたグラフ上に表した場合に、このグラフにおいて第一スペックル画像の輝度値と第二スペックル画像の輝度値とは交差するピクセルを、各スペックル画像における境界として検出する方法が考えられる。あるいは、スペックル画像において輝度値に対して閾値を定め、この閾値を用いて前記境界を検出する方法なども挙げられる。
(3-1) Boundary detection step In the boundary detection step according to the present technology, the first speckle image and the second speckle image captured in the speckle image capturing step appear on each speckle image. Shading boundary detection is performed.
Although the detection method performed in this boundary detection step is not particularly limited, for example, after calculating the luminance values of the first speckle image and the second speckle image, these luminance values are plotted on the horizontal axis. When represented on a graph with the pixel and vertical axis representing the luminance value, the pixel where the luminance value of the first speckle image and the luminance value of the second speckle image intersect in this graph is the boundary in each speckle image. A method of detecting as is conceivable. Alternatively, a method of setting a threshold value for a luminance value in a speckle image and detecting the boundary using the threshold value may be used.

また、この境界検出工程では、スペックルを十分に観察できる輝度値を予め定めておき(以下、「輝度閾値」という)、この輝度閾値を用いて前記境界を検出する工程を含んでいてもよい。この境界検出工程の一例について、以下に説明する。
この工程では先ず、前記スペックル画像撮像工程にて撮像された第一スペックル画像、第二スペックル画像夫々において、他のノイズ成分に対してスペックルが大きくなる輝度閾値を定める。
そしてこの輝度閾値を用いて、各スペックル画像において、輝度値が前記輝度閾値以上のピクセル、あるいは、輝度閾値以上ピクセルが集合したピクセル領域を選定する。
更に、第一スペックル画像における輝度閾値以上のピクセル又はピクセル領域と、第二スペックル画像における輝度閾値以上のピクセル又はピクセル領域とを比較し、輝度値が同一又は近似する値を示す領域(以下、「共通領域」という)を選定する。
次に、前記第一光源、第二光源の光量を暗くしていき、前記共通領域が空集合となる前における微小領域を選定する。そして、前記微小領域を前記境界として検出する。
このように、本技術に係る画像解析方法における前記境界を検出する方法は多種多様に考えられ、前述した本技術に係る画像解析装置にて用いられる境界検出方法と同一の方法を採用することができる。
In addition, the boundary detection step may include a step in which a luminance value capable of sufficiently observing speckles is determined in advance (hereinafter referred to as “luminance threshold”), and the boundary is detected using the luminance threshold. . An example of this boundary detection step will be described below.
In this process, first, in each of the first speckle image and the second speckle image imaged in the speckle image imaging process, a luminance threshold value at which speckle becomes larger than other noise components is determined.
Then, using this luminance threshold, in each speckle image, a pixel having a luminance value equal to or higher than the luminance threshold or a pixel region in which pixels equal to or higher than the luminance threshold are collected is selected.
Furthermore, a pixel or a pixel region that is equal to or higher than the luminance threshold in the first speckle image is compared with a pixel or a pixel region that is equal to or higher than the luminance threshold in the second speckle image, and the luminance value is the same or approximated (hereinafter referred to as a luminance value). , “Common area”).
Next, the light amounts of the first light source and the second light source are darkened, and a minute region before the common region becomes an empty set is selected. Then, the minute area is detected as the boundary.
As described above, there are various methods for detecting the boundary in the image analysis method according to the present technology, and the same method as the boundary detection method used in the image analysis device according to the present technology described above may be employed. it can.

また、第一実施形態に係る画像解析方法では、相互に異なる照射条件により第一スペックル画像及び第二スペックル画像が撮像されるため、前記境界検出工程により検出された境界において、スペックル画像間で輝度値が異なる可能性がある。
かかる場合、本技術に係る画像解析方法では、検出された境界の輝度値を補正する工程を含んでいてもよい。
すなわち、当該補正工程では、先ず、第一スペックル画像の境界における輝度値P1と、第二スペックル画像の境界における輝度値P2を測定する。
この測定結果から、輝度値P1と輝度値P2の平均値Paveを算出する。
そして、第一スペックル画像において、輝度値P1を平均値Paveに合致させるように補正し、第二スペックル画像において、輝度値P2を平均値Paveに合致させるように補正する。
このような補正工程によれば、各スペックル画像の境界における輝度値に差異が生じていたとしても、この差異を無くすことができる。
In the image analysis method according to the first embodiment, since the first speckle image and the second speckle image are captured under mutually different irradiation conditions, the speckle image is detected at the boundary detected by the boundary detection step. The brightness value may be different between the two.
In such a case, the image analysis method according to the present technology may include a step of correcting the luminance value of the detected boundary.
That is, in the correction step, first, the luminance value P1 at the boundary of the first speckle image and the luminance value P2 at the boundary of the second speckle image are measured.
From this measurement result, an average value Pave of the luminance value P1 and the luminance value P2 is calculated.
In the first speckle image, the luminance value P1 is corrected so as to match the average value Pave, and in the second speckle image, the luminance value P2 is corrected so as to match the average value Pave.
According to such a correction process, even if there is a difference in the luminance value at the boundary between the speckle images, this difference can be eliminated.

(3−2)スペックル合成画像作成工程
次に、スペックル合成画像作成工程について説明する。この工程では、前記境界検出工程にて検出された境界に基づいて、各スペックル画像を分離する。
その後、撮像対象の状態解析を行うために必要な輝度値を有するように、分離された第一スペックル画像と分離された第二スペックル画像とを繋ぎあわせる。
その結果、撮像対象の状態解析を行うために必要な輝度値を有するスペックル合成画像を作成することができる。
ここで、当該スペックル合成画像作成工程により作成されるスペックル合成画像にあっては、スペックルコントラストを確保する必要があるため、当該スペックル合成画像における輝度分布が一様になっていることが要求される。
このため、本技術に係る画像解析方法では、例えば、第一スペックル画像の輝度値と、第二スペックル画像の輝度値を測定し、これら第一スペックル画像の輝度値と第二スペックル画像の輝度値との平均値を算出する工程を含んでいてもよい。そして、この算出された平均値をスペックル合成画像の輝度値として設定することが好ましい。
(3-2) Speckle Composite Image Creation Step Next, the speckle composite image creation step will be described. In this step, each speckle image is separated based on the boundary detected in the boundary detection step.
Thereafter, the separated first speckle image and the separated second speckle image are connected so as to have a luminance value necessary for performing the state analysis of the imaging target.
As a result, it is possible to create a speckle composite image having a luminance value necessary for analyzing the state of the imaging target.
Here, in the speckle composite image created by the speckle composite image creation step, it is necessary to ensure the speckle contrast, so that the luminance distribution in the speckle composite image is uniform. Is required.
Therefore, in the image analysis method according to the present technology, for example, the luminance value of the first speckle image and the luminance value of the second speckle image are measured, and the luminance value of the first speckle image and the second speckle image are measured. A step of calculating an average value with the luminance value of the image may be included. The calculated average value is preferably set as the luminance value of the speckle composite image.

(3−3)スペックル合成画像解析工程
次に、スペックル合成画像解析工程について説明する。この工程では、前記スペックル合成画像における輝度分布の標準偏差を当該輝度分布の平均で割った値であるスペックルコントラストの計測が行われる。
そして、計測されたスペックルコントラストに基づいて、撮像対象の解析を行う。
この解析によれば、例えば、撮像対象における流体部分と静止部分の境界面を明確に把握することができ、血管の位置等が解析することができる。
また、血液などの散乱流体が移動したり、時間的に変化すると、前記スペックルも時間的に変動するため、流体の流速等も解析することができる。
(3-3) Speckle Composite Image Analysis Step Next, the speckle composite image analysis step will be described. In this step, speckle contrast is measured, which is a value obtained by dividing the standard deviation of the luminance distribution in the speckle composite image by the average of the luminance distribution.
Then, based on the measured speckle contrast, the imaging target is analyzed.
According to this analysis, for example, the boundary surface between the fluid part and the stationary part in the imaging target can be clearly grasped, and the position of the blood vessel and the like can be analyzed.
Further, when a scattering fluid such as blood moves or changes with time, the speckle also changes with time, so that the flow velocity of the fluid can be analyzed.

(4)記憶工程
第一実施形態に係る画像解析方法は、必要に応じて、記憶工程を含んでいてもよい。
この記憶工程では、前記スペックル撮像工程にて撮像された各スペックル画像、前記境界検出工程で検出された境界に関する情報、前記スペックル合成画像作成工程で作成されたスペックル合成画像、前記スペックル合成画像解析工程で測定された解析結果等を記憶する。
(4) Storage step The image analysis method according to the first embodiment may include a storage step as necessary.
In this storage step, each speckle image captured in the speckle imaging step, information on the boundary detected in the boundary detection step, a speckle composite image created in the speckle composite image creation step, the spec The analysis results measured in the image synthesis image analysis process are stored.

(5)表示工程
第一実施形態に係る画像解析方法は、必要に応じて、表示工程を含んでいてもよい。この表示工程では、前記スペックル撮像工程にて撮像された各スペックル画像、前記スペックル合成画像作成工程で作成されたスペックル合成画像、前記スペックル合成画像解析工程で測定された解析結果等を例えばモニター等に表示する。
(5) Display process The image analysis method according to the first embodiment may include a display process as necessary. In this display step, each speckle image captured in the speckle imaging step, a speckle composite image created in the speckle composite image creation step, an analysis result measured in the speckle composite image analysis step, etc. Is displayed on a monitor, for example.

以上の工程を含む第一実施形態に係る画像解析方法によれば、撮像対象の状態解析に必要な輝度値を有したスペックル合成画像を形成することができる。
すなわち、輝度値不足によるスペックルコントラストの低下を防ぎ、且つ、シェーディングの抑制された画像を得ることができ、もって撮像対象の状態解析の精度を向上させることができる。
According to the image analysis method according to the first embodiment including the above steps, it is possible to form a speckle composite image having a luminance value necessary for the state analysis of the imaging target.
That is, it is possible to prevent a decrease in speckle contrast due to insufficient luminance value and to obtain an image in which shading is suppressed, thereby improving the accuracy of state analysis of the imaging target.

<6.第二実施形態に係る画像解析方法>
この第二実施形態に係る画像解析方法は、各スペックル画像を撮像する前に行う振動工程、更にスペックル合成画像が作成されるまでの工程が第一実施形態に係る画像解析方法と異なる。
以下では、第一実施形態に係る画像解析方法と異なる工程のみ説明し、他の共通する工程についてはその説明を割愛する。
<6. Image Analysis Method According to Second Embodiment>
The image analysis method according to the second embodiment is different from the image analysis method according to the first embodiment in a vibration process performed before each speckle image is captured and a process until a speckle composite image is created.
In the following, only steps different from the image analysis method according to the first embodiment will be described, and description of other common steps will be omitted.

(1)振動工程
第二実施形態に係る画像解析方法は、各スペックル画像工程を行う前に、光源から照射されたコヒーレント光を撹拌させる振動工程を含む。
この振動工程では、例えば、光源から照射されるコヒーレント光の光軸上に公知の光撹拌器等を配置し、当該光撹拌器を駆動させることにより、前記コヒーレント光を撹拌させることで体現される。
この振動工程によれば、前記光源から照射されたコヒーレント光が撹拌されるため、前記スペックル画像撮像工程において、撮像されるスペックル画像において、スペックルの発生が抑制されるようになる。
(1) Vibration process The image analysis method according to the second embodiment includes a vibration process in which the coherent light emitted from the light source is agitated before performing each speckle image process.
In this vibration process, for example, a known optical stirrer or the like is disposed on the optical axis of the coherent light emitted from the light source, and the optical stirrer is driven to stir the coherent light. .
According to this vibration process, since the coherent light emitted from the light source is agitated, the generation of speckle is suppressed in the speckle image captured in the speckle image imaging process.

次に、この第二実施形態に係る画像解析方法におけるスペックル画像撮像工程について説明する。
第二実施形態に係る画像解析方法のスペックル画像撮像工程では、前記振動工程によりコヒーレント光が撹拌された結果、撮像される各スペックル画像はスペックルが抑制された画像(以下、「スペックル抑制画像」という)となる。
そして、第二実施形態に係る画像解析方法では、撮像されたスペックル画像においてスペックルが抑制されていることから、当該画像においてシェーディングのピーク位置が抽出し易くなっている。
このため、本実施形態に係る画像解析方法では、スペックル画像撮像工程が行われた後、撮像されたスペックル抑制画像に基づいて、シェーディングのピーク位置の検出を行う。
更に、このシェーディングのピーク位置とスペックル抑制画像の中心位置との差分を算出する。
Next, a speckle image capturing process in the image analysis method according to the second embodiment will be described.
In the speckle image capturing step of the image analysis method according to the second embodiment, as a result of the agitation of the coherent light by the vibration step, each speckle image to be captured is an image in which speckle is suppressed (hereinafter, “speckle”). It is called “suppressed image”.
In the image analysis method according to the second embodiment, since the speckle is suppressed in the captured speckle image, it is easy to extract the shading peak position in the image.
For this reason, in the image analysis method according to the present embodiment, after the speckle image capturing step is performed, the peak position of shading is detected based on the captured speckle suppression image.
Further, the difference between the shading peak position and the center position of the speckle suppression image is calculated.

その後、シェーディングのピーク位置とスペックル抑制画像の中心位置との差分規定値未満であるか否かについて判断を行い、この判断において、差分が規定値よりも大きい場合、その差分に基づいて、各光源の照明位置を調整し、再度各スペックル画像を撮像する動作を行う。
一方、前記差分が規定値未満であると判断した場合、前記シェーディングのピーク位置と画像中心位置とを合致させる処理を行う。
After that, it is determined whether or not the difference between the shading peak position and the center position of the speckle-suppressed image is less than a specified value.If the difference is larger than the specified value in this determination, each difference is determined based on the difference. The operation of adjusting the illumination position of the light source and capturing each speckle image again is performed.
On the other hand, when it is determined that the difference is less than the specified value, processing for matching the shading peak position and the image center position is performed.

このようにして前記シェーディングのピーク位置と画像中心位置とを合致させる処理を行い、その処理結果に基づいてスペックル合成画像の作成を行う。
その後は、第一実施形態に係る画像解析方法と同様、スペックル合成画像の解析工程及び記憶工程が行われる。
ここで、この第二実施形態に係る画像解析方法では、撮像される各スペックル画像はスペックル抑制画像となるため、撮像されたスペックル抑制画像から平均輝度差分布(以下、「シェーディングパターン」ともいう)を検出しやすい。
このため、この第二実施形態に係る画像解析方法では、前記情報処理工程において、第一スペックル抑制画像におけるシェーディングパターンと、第二スペックル抑制画像におけるシェーディングパターンから、前記スペックル合成画像における輝度値を補正する値を算出する工程を行うようにしてもよい。
In this manner, the process of matching the shading peak position and the image center position is performed, and a speckle composite image is created based on the processing result.
Thereafter, as in the image analysis method according to the first embodiment, the speckle composite image analysis step and the storage step are performed.
Here, in the image analysis method according to the second embodiment, each captured speckle image becomes a speckle-suppressed image. Therefore, an average luminance difference distribution (hereinafter referred to as “shading pattern”) from the captured speckle-suppressed image. It is easy to detect.
Therefore, in the image analysis method according to the second embodiment, in the information processing step, the luminance in the speckle composite image is calculated from the shading pattern in the first speckle suppression image and the shading pattern in the second speckle suppression image. A step of calculating a value for correcting the value may be performed.

このような第二実施形態に係る画像解析方法によれば、撮像対象の状態解析に必要な輝度値を有したスペックル合成画像を形成することができる。
すなわち、輝度値不足によるスペックルコントラストの低下を防ぎ、且つ、シェーディングの抑制された画像を得ることができ、ひいては撮像対象Oの状態解析の精度を向上させることができる。
According to such an image analysis method according to the second embodiment, it is possible to form a speckle composite image having a luminance value necessary for the state analysis of the imaging target.
That is, it is possible to prevent a decrease in speckle contrast due to insufficient luminance value and to obtain an image in which shading is suppressed. As a result, it is possible to improve the accuracy of state analysis of the imaging target O.

更に、第二実施形態に係る画像解析方法によれば、前記振動工程を備えることにより、スペックル抑制画像を作成することが可能である。このため、前記情報処理工程において各スペックル抑制画像からシェーディングパターンのみを抽出しやすくなる。その結果、得られたスペックル合成画像に基づいた、撮像対象Oの状態解析の精度を高めることができる。
更に、例えば、明視野画像とスペックル画像の両方を撮像する方法とした場合、明視野画像とスペックル画像とを重畳した際、違和感のない画像を得ることができる。
Furthermore, according to the image analysis method according to the second embodiment, it is possible to create a speckle suppression image by including the vibration step. For this reason, it becomes easy to extract only a shading pattern from each speckle suppression image in the information processing step. As a result, it is possible to improve the accuracy of the state analysis of the imaging target O based on the obtained speckle composite image.
Further, for example, when a method for capturing both a bright field image and a speckle image is used, an image without a sense of incongruity can be obtained when the bright field image and the speckle image are superimposed.

<7.第三実施形態に係る画像解析方法>
この第三実施形態に係る画像解析方法は、所謂同軸落射照明型の画像解析装置を用いた方法であり、一つの光源から照射されるコヒーレント光の波長を可変させる工程、及び光源から照射されたコヒーレント光とスペックル画像を撮像するためのスペックル画像撮像部からの光とを合成する工程を含む点が第一実施形態に係る画像解析方法と異なる。
以下では、第一実施形態に係る画像解析方法と異なる工程のみ説明し、他の共通する工程についてはその説明を割愛する。
<7. Image Analysis Method According to Third Embodiment>
The image analysis method according to the third embodiment is a method using a so-called coaxial epi-illumination type image analysis apparatus, a step of changing the wavelength of coherent light emitted from one light source, and the light emitted from the light source. The image analysis method according to the first embodiment is different from the image analysis method according to the first embodiment in that it includes a step of combining the coherent light and the light from the speckle image capturing unit for capturing the speckle image.
In the following, only steps different from the image analysis method according to the first embodiment will be described, and description of other common steps will be omitted.

(1)波長可変工程
第三実施形態に係る画像解析方法は、光源からから照射されるコヒーレント光の波長を制御する波長可変工程を含む。
この波長可変工程では、例えば、前記光源の光軸上に配置された波長可変部を用いて、当該光源から照射されたコヒーレント光の波長帯域を変更する。前記波長変更部としては特に限定されず、公知のチューナブルフィルタを用いることができる。チューナブルフィルタの中でも、液晶チューナブルフィルタを用いることが好ましい。
そして、当該波長可変工程により単一の光源から照射されるコヒーレント光の波長を変更することにより、相互に輝度値が異なる第一スペックル画像及び第二スペックル画像を得ることができるようになる。
この波長可変工程は、前記光源からコヒーレント光を照射する光照射工程の後に行われ、更には、例えば、第一スペックル画像撮像工程が行われた後、第二スペックル画像を撮像するために行われる。
(1) Wavelength variable process The image analysis method according to the third embodiment includes a wavelength variable process for controlling the wavelength of coherent light emitted from the light source.
In this wavelength variable step, for example, the wavelength band of the coherent light emitted from the light source is changed using a wavelength variable unit arranged on the optical axis of the light source. The wavelength changing unit is not particularly limited, and a known tunable filter can be used. Among the tunable filters, it is preferable to use a liquid crystal tunable filter.
Then, by changing the wavelength of the coherent light emitted from the single light source by the wavelength variable step, it is possible to obtain the first speckle image and the second speckle image having different luminance values. .
This wavelength variable step is performed after the light irradiation step of irradiating coherent light from the light source, and further, for example, in order to capture the second speckle image after the first speckle image imaging step is performed. Done.

(2)合波工程
第三実施形態に係る画像解析方法は、光源から照射されたコヒーレント光と前記スペックル画像撮像部から照射された光とを合成する合波工程を含む。
例えば、前記スペックル画像撮像部の光軸上にハーフミラーを配置し、当該ハーフミラーを用いて、前記波長可変工程により波長帯域が調整された光源の光軸を前記スペックル画像撮像部の光軸と同軸に設定する。
そして、公知の合波器等を用いて、前記光源から照射されたコヒーレント光と前記スペックル画像撮像部から照射された光とを合波する。
(2) Combined Step The image analysis method according to the third embodiment includes a combined step of combining the coherent light emitted from the light source and the light emitted from the speckle image capturing unit.
For example, a half mirror is arranged on the optical axis of the speckle image capturing unit, and the optical axis of the light source whose wavelength band is adjusted by the wavelength varying step is used as the light of the speckle image capturing unit. Set coaxial with the axis.
Then, using a known multiplexer or the like, the coherent light emitted from the light source and the light emitted from the speckle image capturing unit are multiplexed.

このような波長可変工程及び合波工程を含み、同軸落射照明型の画像解析装置を用いる第三実施形態に係る画像解析方法では、第一スペックル画像及び第二スペックル画像の撮像工程が終了した後、第一実施形態に係る画像解析方法と同様、情報処理工程、記憶工程、表示工程が行われる。   In the image analysis method according to the third embodiment using the coaxial incident illumination type image analysis apparatus including the wavelength variable step and the multiplexing step, the imaging process of the first speckle image and the second speckle image is completed. After that, the information processing step, the storage step, and the display step are performed as in the image analysis method according to the first embodiment.

このような波長可変工程及び合波工程を含み、同軸落射照明型の画像解析装置を用いる第三実施形態に係る画像解析方法であっても、前記情報処理工程により、撮像対象Oの状態解析に必要な輝度値を有したスペックル合成画像を形成することができる。すなわち、輝度値不足によるスペックルコントラストの低下を防ぎ、且つ、シェーディングの抑制された画像を得ることができる。
その結果、撮像対象Oの状態解析の精度を向上させることができる。
Even in the image analysis method according to the third embodiment using the coaxial epi-illumination type image analysis apparatus including the wavelength variable step and the multiplexing step, the information processing step allows the state analysis of the imaging target O. A speckle composite image having a necessary luminance value can be formed. That is, it is possible to obtain an image in which shading is suppressed and a decrease in speckle contrast due to insufficient luminance value is prevented.
As a result, the accuracy of the state analysis of the imaging object O can be improved.

<8.第四実施形態に係る画像解析方法>
この第四実施形態に係る画像解析方法は、解析するスペックル画像の作成を段階的に行う工程が第一実施形態に係る画像解析方法と異なる。
以下では、第一実施形態に係る画像解析方法と異なる工程のみ説明し、他の共通する工程についてはその説明を割愛する。
<8. Image Analysis Method According to Fourth Embodiment>
The image analysis method according to the fourth embodiment is different from the image analysis method according to the first embodiment in the step of creating a speckle image to be analyzed step by step.
In the following, only steps different from the image analysis method according to the first embodiment will be described, and description of other common steps will be omitted.

(1)差分画像撮像工程
この第四実施形態に係る画像解析方法は、差分画像撮像工程を含む。
すなわち、第四実施形態に係る画像解析方法では、前記スペックル画像撮像工程において、第一スペックル画像、第二スペックル画像夫々を複数枚撮像し、同一の光源から照射されたコヒーレント光により撮像された複数枚のスペックル画像から差分画像を撮像する工程を含む。
この差分画像撮像工程では、例えば、一番目に撮像された第一スペックル画像Iと二番目に撮像された第一スペックル画像IIとから第一差分画像を作成する工程を行う。
これと同様、複数枚撮像された第二スペックル画像同士から、第二差分画像を作成する工程を行う。
(1) Difference Image Imaging Step The image analysis method according to the fourth embodiment includes a difference image imaging step.
That is, in the image analysis method according to the fourth embodiment, in the speckle image capturing step, a plurality of first speckle images and a second speckle image are captured and imaged by coherent light emitted from the same light source. A step of capturing a difference image from the plurality of speckle images.
In this difference image imaging step, for example, a step of creating a first difference image from the first speckle image I imaged first and the first speckle image II imaged second is performed.
Similarly to this, a step of creating a second difference image from a plurality of second speckle images captured is performed.

そして、この第四実施形態に係る画像解析方法では、第一差分画像、第二差分画像夫々において、シェーディングの境界の検出を行う。
そして、他の画像解析方法と同様に、前記境界検出工程にて検出された境界に基づいて、各差分画像を分離する。
その後、撮像対象の状態解析を行うために必要な輝度値を有するように、分離された第一差分画像と分離された第二差分画像とを繋ぎあわせる。その結果、撮像対象の状態解析を行うために必要な輝度値を有する差分合成画像の作成を行う。
In the image analysis method according to the fourth embodiment, the shading boundary is detected in each of the first difference image and the second difference image.
Then, as in other image analysis methods, each difference image is separated based on the boundary detected in the boundary detection step.
Thereafter, the separated first difference image and the separated second difference image are joined so as to have a luminance value necessary for performing the state analysis of the imaging target. As a result, a difference composite image having a luminance value necessary for analyzing the state of the imaging target is created.

その後、差分合成画像における輝度分布の標準偏差を当該輝度分布の平均で割った値であるスペックルコントラストの計測が行う。
そして、計測されたスペックルコントラストに基づいて、撮像対象の解析を行う。
Thereafter, the speckle contrast is measured, which is a value obtained by dividing the standard deviation of the luminance distribution in the difference composite image by the average of the luminance distribution.
Then, based on the measured speckle contrast, the imaging target is analyzed.

以上の工程を含む第四実施形態に係る画像解析方法によれば、他の画像解析方法と同様、輝度値不足によるスペックルコントラストの低下を防ぎ、且つ、シェーディングの抑制された画像を得ることができる。その結果、撮像対象の状態解析の精度を向上させることができる。   According to the image analysis method according to the fourth embodiment including the above steps, as in other image analysis methods, it is possible to prevent a decrease in speckle contrast due to insufficient luminance values and obtain an image in which shading is suppressed. it can. As a result, the accuracy of the state analysis of the imaging target can be improved.

更に、第四実施形態に係る画像解析方法では、第一スペックル画像及び第二スペックル画像に基づいて差分画像を作成することにより、各画像に現れるシェーディングを相殺することができる。このため、シェーディングにより撮像されたスペックル画像における平均輝度値が低い場合には、確実に撮像対象の状態解析に必要な輝度値を有したスペックル合成画像を形成することができる。   Furthermore, in the image analysis method according to the fourth embodiment, shading that appears in each image can be canceled by creating a difference image based on the first speckle image and the second speckle image. For this reason, when the average luminance value in the speckle image captured by shading is low, a speckle composite image having a luminance value necessary for the state analysis of the imaging target can be formed reliably.

9.画像解析システム
本技術は、画像解析システムをも提供する。
図12は、本技術の第一実施形態に係る画像解析システム401を模式的に示す模式概念図である。当該画像解析システム401は、少なくとも、光源110、スペックル画像撮像装置120、情報処理装置130を備える。また、必要に応じて、サーバー140、表示装置150、撮像制御装置170及び照明制御装置180などを更に備えることも可能である。以下、各構成要素について詳細に説明する。
9. Image Analysis System The present technology also provides an image analysis system.
FIG. 12 is a schematic conceptual diagram schematically showing the image analysis system 401 according to the first embodiment of the present technology. The image analysis system 401 includes at least a light source 110, a speckle image capturing device 120, and an information processing device 130. Further, it is possible to further include a server 140, a display device 150, an imaging control device 170, an illumination control device 180, and the like as necessary. Hereinafter, each component will be described in detail.

(1)光源
本技術に係る画像解析システム401は、撮像対象Oに対してコヒーレント光を照射する光源110を有する。
この光源110の種類は、本技術の効果を損なわない限り特に限定されない。一例としては、レーザー光等を挙げることができる。レーザー光を発する光源11としては、例えば、アルゴンイオン(Ar)レーザー、ヘリウム−ネオン(He-Ne)レーザー、ダイ(dye)レーザー、クリプトン(Cr)レーザー、半導体レーザー、または、半導体レーザーと波長変換光学素子を組み合わせた固体レーザー等を、1種又は2種以上、自由に組み合わせて用いることができる。
(1) Light Source The image analysis system 401 according to the present technology includes the light source 110 that irradiates the imaging target O with coherent light.
The type of the light source 110 is not particularly limited as long as the effect of the present technology is not impaired. An example is laser light. As the light source 11 that emits laser light, for example, argon ion (Ar) laser, helium-neon (He-Ne) laser, die (dye) laser, krypton (Cr) laser, semiconductor laser, or semiconductor laser, wavelength conversion with the semiconductor laser One or two or more solid lasers combined with optical elements can be used in any combination.

また、本技術に係る画像解析システム401では、少なくとも、光源110が二つ設けられている。
そして、当該画像解析システム401では、撮像対象Oに対して第一光源110aが45度傾いた状態でコヒーレント光L1を照射するようになっている。その結果、前記コヒーレント光L1の輝度値は撮像対象Oの一端部では高く、他端部では低くなっている(本技術における第一照射条件に相当)。
一方、第二光源110bも撮像対象Oに対して45度傾いた状態でコヒーレント光L2を照射するようになっており、撮像対象Oを中心として前記第一光源11a0と対称な位置に配置されている。
そして、第二光源11bのコヒーレント光L2の輝度値は撮像対象Oの一端部では高く、他端部では低くなっている(本技術における第二照射条件に相当)。
すなわち、本技術に係る画像解析システム401では、第一光源110aから照射されるコヒーレント光L1と、第二光源110bから照射されるコヒーレント光L2とが互いに輝度値の濃淡を補うようにして照射される。
In the image analysis system 401 according to the present technology, at least two light sources 110 are provided.
In the image analysis system 401, the coherent light L1 is irradiated with the first light source 110a tilted 45 degrees with respect to the imaging target O. As a result, the luminance value of the coherent light L1 is high at one end of the imaging target O and low at the other end (corresponding to the first irradiation condition in the present technology).
On the other hand, the second light source 110b also emits the coherent light L2 in a state inclined by 45 degrees with respect to the imaging target O, and is disposed at a position symmetrical to the first light source 11a0 with the imaging target O as the center. Yes.
The luminance value of the coherent light L2 of the second light source 11b is high at one end of the imaging target O and low at the other end (corresponding to the second irradiation condition in the present technology).
In other words, in the image analysis system 401 according to the present technology, the coherent light L1 emitted from the first light source 110a and the coherent light L2 emitted from the second light source 110b are emitted so as to compensate for the brightness value. The

また、当該画像解析システム401は、前述の第一実施形態に係る画像解析装置1と同様、前記撮像対象Oに対して、同一の光束・同一の時間で、第一光源110aのコヒーレント光L1と第二光源110bのコヒーレント光L2とを時系列的に点灯させる構成となっている。   In addition, the image analysis system 401 is similar to the image analysis apparatus 1 according to the first embodiment described above with the coherent light L1 of the first light source 110a with the same luminous flux and the same time with respect to the imaging target O. The coherent light L2 of the second light source 110b is lit in time series.

尚、本技術に係る画像解析システム401において、前記光源110は二つ設けられているが、光源110の数は特に限定されず、各光源110から照射されたコヒーレント光により輝度値の濃淡を補うことができる構成であればよく、例えば三つ以上設けられていても差し支えない。   In the image analysis system 401 according to the present technology, two light sources 110 are provided. However, the number of the light sources 110 is not particularly limited, and the brightness value is compensated by coherent light emitted from each light source 110. For example, three or more may be provided.

(2)スペックル画像撮像装置
本技術に係る画像解析システム401は、各光源110a,110bのコヒーレント光が照射された前記撮像対象Oから得られる散乱光に基づくスペックルの撮像を行う、スペックル画像撮像装置120を備える。
このスペックル画像撮像装置120では、第一照射条件により第一光源110aから照射されたコヒーレント光L1が照明された前記撮像対象Oから得られる散乱光に基づいて、第一スペックル画像の撮像が行われる。また、第二照射条件により第二光源110aから照射されたコヒーレント光L2が照明された前記撮像対象Oから得られる散乱光に基づいて、第二スペックル画像の撮像が行われる。
(2) Speckle Image Imaging Device An image analysis system 401 according to an embodiment of the present technology performs speckle imaging based on scattered light obtained from the imaging target O irradiated with coherent light from the light sources 110a and 110b. An image capturing device 120 is provided.
In the speckle image capturing apparatus 120, the first speckle image is captured based on the scattered light obtained from the imaging target O illuminated with the coherent light L1 irradiated from the first light source 110a under the first irradiation condition. Done. Further, the second speckle image is captured based on the scattered light obtained from the imaging object O illuminated with the coherent light L2 irradiated from the second light source 110a under the second irradiation condition.

前記スペックル画像撮像装置120の構成、撮像方法等は、前記第一実施形態に係る画像解析装置1が備えるスペックル画像撮像部12のそれらと同一であるため、ここではこれらの説明は割愛する。   Since the configuration, imaging method, and the like of the speckle image imaging device 120 are the same as those of the speckle image imaging unit 12 included in the image analysis device 1 according to the first embodiment, description thereof is omitted here. .

(3)情報処理装置
本技術に係る画像解析システム401は、前記スペックル画像撮像装置120により撮像されたスペックル画像に基づいて、スペックル合成画像を作成し、更に当該スペックル合成画像を解析する情報処理装置130を備える。
この情報処理装置130では、大別して、前記スペックル画像撮像装置120により撮像されたスペックル画像のスペックルの輝度分布の測定、各スペックル画像におけるシェーディングの境界(以下、単に「境界」という)の検出、前記境界に基づいた各スペックル画像の分離、分離された各スペックル画像に基づいたスペックル合成画像の作成、当該スペックル合成画像の解析等が行われる。
当該情報処理装置130にて行われる各処理は、前述の第一実施形態に係る画像解析装置1が備える情報処理部13が行う各処理と同一の方法で行われる。
このため、ここでは、各処理の方法に関する説明は割愛する。
(3) Information processing apparatus The image analysis system 401 according to the present technology creates a speckle composite image based on the speckle image captured by the speckle image capturing apparatus 120, and further analyzes the speckle composite image. The information processing apparatus 130 is provided.
The information processing apparatus 130 is roughly divided into measurement of the speckle luminance distribution of the speckle image captured by the speckle image capturing apparatus 120, and shading boundaries (hereinafter simply referred to as “boundaries”) in each speckle image. Detection, separation of each speckle image based on the boundary, creation of a speckle composite image based on each separated speckle image, analysis of the speckle composite image, and the like.
Each process performed in the information processing apparatus 130 is performed by the same method as each process performed by the information processing unit 13 included in the image analysis apparatus 1 according to the first embodiment described above.
For this reason, the description regarding the method of each process is omitted here.

(4)サーバー
本技術に係る画像解析システム401は、必要に応じて、前記スペックル画像撮像装置120により撮像された各スペックル画像、前記情報処理装置130で計測されたスペックルコントラストや境界、当該情報処理装置130によって解析された解析結果などを記憶するサーバー140を更に備えることができる。
(4) Server The image analysis system 401 according to the present technology includes, as necessary, speckle images captured by the speckle image capturing device 120, speckle contrast and boundaries measured by the information processing device 130, A server 140 that stores analysis results analyzed by the information processing apparatus 130 can be further provided.

(5)表示装置
本技術に係る画像解析システム401は、必要に応じて、前記スペックル画像撮像装置120によって撮像されたスペックル画像、情報処理装置130によって解析された解析結果などを表示する表示装置150を更に備えることができる。
(5) Display device The image analysis system 401 according to the present technology displays a speckle image captured by the speckle image capturing device 120, an analysis result analyzed by the information processing device 130, and the like as necessary. A device 150 may further be provided.

(6)撮像制御装置
本技術に係る画像解析システム401は、必要に応じて、前記スペックル画像撮像装置120の撮像タイミングを制御する撮像制御装置170を更に備えることができる。この撮像制御装置170は、前記スペックル画像撮像装置120による撮像を休止させたり、当該スペックル画像撮像装置120の休止期間を設定したりする。
本技術に係る画像解析システム401において、前記撮像制御装置170は必須の装置ではないが、当該撮像制御装置170を備えることにより、当該スペックル画像撮像装置120を常に駆動させる必要がなくなるため、当該画像解析システム401の駆動コストを抑えることができる。
(6) Imaging Control Device The image analysis system 401 according to the present technology may further include an imaging control device 170 that controls the imaging timing of the speckle image imaging device 120 as necessary. The imaging control device 170 pauses imaging by the speckle image imaging device 120 or sets a pause period of the speckle image imaging device 120.
In the image analysis system 401 according to the present technology, the imaging control device 170 is not an indispensable device. The driving cost of the image analysis system 401 can be suppressed.

(7)照明制御装置
本技術に係る画像解析システム401は、前記第一光源110a及び第二光源110bの照明タイミング又は照明位置を制御する照明制御装置180を更に備えることができる。
前述の如く、本技術に係る画像解析システム401では、前記第一光源110aと第二光源110bとが交互に照射されるようになっており、前記照明制御装置180では第一光源110aの照明と第二光源110bの照明との切り替えが行われる。また、前記照明制御装置180は、各光源110a,110bから照射されるコヒーレント光の照明位置の調整も行う。
当該照明制御装置180の構成等は、前述の第一実施形態に係る画像解析装置1が備える照明制御部18の構成等と同一であるため、ここではその説明を割愛する。
(7) Illumination Control Device The image analysis system 401 according to the present technology may further include an illumination control device 180 that controls the illumination timing or illumination position of the first light source 110a and the second light source 110b.
As described above, in the image analysis system 401 according to the present technology, the first light source 110a and the second light source 110b are alternately irradiated. In the illumination control device 180, the first light source 110a is illuminated. Switching to the illumination of the second light source 110b is performed. The illumination controller 180 also adjusts the illumination position of the coherent light emitted from the light sources 110a and 110b.
Since the configuration and the like of the illumination control device 180 are the same as the configuration and the like of the illumination control unit 18 included in the image analysis device 1 according to the first embodiment described above, description thereof is omitted here.

以上のように構成された本技術に係る画像解析システム401によれば、前記情報処理装置130により、撮像対象Oの状態解析に必要な輝度値を有したスペックル合成画像を形成することができる。
すなわち、前記情報処理装置130により、輝度値不足によるスペックルコントラストの低下を防ぎ、且つ、シェーディングの抑制された画像を得ることができる。その結果、撮像対象Oの状態解析の精度を向上させることができる。
According to the image analysis system 401 according to the present technology configured as described above, the information processing apparatus 130 can form a speckle composite image having a luminance value necessary for the state analysis of the imaging target O. .
In other words, the information processing apparatus 130 can prevent a decrease in speckle contrast due to insufficient luminance value and can obtain an image in which shading is suppressed. As a result, the accuracy of the state analysis of the imaging object O can be improved.

図12に示す画像解析システム401は、本技術に係る画像解析システムの一例に過ぎず、例えば、前述の第二実施形態に係る画像解析装置101と同様、各光源110a,110bの光軸上に振動装置を配置することも可能である。この振動装置を配置した画像解析システムによれば、撮像対象Oの状態解析の精度を向上させることができるだけでなく、前記振動装置を備えることにより、スペックル抑制画像を作成することが可能である。このため、前記情報処理装置130にあっては、各スペックル抑制画像からシェーディングパターンのみを抽出しやすくなる。
その結果、得られたスペックル合成画像に基づいた、撮像対象Oの状態解析の精度を高めることができる。
更に、例えば、明視野画像とスペックル画像の両方を撮像可能な構造とした場合、明視野画像とスペックル画像とを重畳した際、違和感のない画像を得ることができる。
An image analysis system 401 illustrated in FIG. 12 is merely an example of an image analysis system according to the present technology. For example, similar to the image analysis apparatus 101 according to the second embodiment described above, the image analysis system 401 is arranged on the optical axis of each of the light sources 110a and 110b. It is also possible to arrange a vibration device. According to the image analysis system in which the vibration device is arranged, not only can the accuracy of the state analysis of the imaging target O be improved, but the speckle suppression image can be created by including the vibration device. . Therefore, in the information processing apparatus 130, it is easy to extract only the shading pattern from each speckle suppression image.
As a result, it is possible to improve the accuracy of the state analysis of the imaging target O based on the obtained speckle composite image.
Furthermore, for example, when a structure capable of capturing both a bright field image and a speckle image is used, an image without a sense of incongruity can be obtained when the bright field image and the speckle image are superimposed.

更に、本技術に係る画像解析システムは、前述の第三実施形態に係る画像解析装置201のように、光源110を一つとして、当該光源110の光軸と前記スペックル画像撮像装置120の光軸とを合致させた、所謂同軸落射照明の構成としても差し支えない。
かかる場合、前記光源110から照射されるコヒーレント光の波長を制御する波長可変装置と、前記光源110から照射されるコヒーレント光の波長と前記スペックル画像撮像装置から照射される光の波長を合成する合波装置と、を備えることが好ましい。
このような同軸落射照明型の画像解析システムであったとしても、前記情報処理装置130により、撮像対象Oの状態解析に必要な輝度値を有したスペックル合成画像を形成することができるため、輝度値不足によるスペックルコントラストの低下を防ぎ、且つ、シェーディングの抑制された画像を得ることができる。その結果、撮像対象Oの状態解析の精度を向上させることができる。
Furthermore, the image analysis system according to the present technology includes the light source 110 and the optical axis of the light source 110 and the light of the speckle image imaging device 120 as in the image analysis device 201 according to the third embodiment described above. A configuration of so-called coaxial epi-illumination in which the axis is matched may be used.
In this case, the wavelength variable device that controls the wavelength of the coherent light emitted from the light source 110, the wavelength of the coherent light emitted from the light source 110, and the wavelength of the light emitted from the speckle image capturing device are combined. And a multiplexing device.
Even if it is such a coaxial incident illumination type image analysis system, the information processing apparatus 130 can form a speckle composite image having a luminance value necessary for the state analysis of the imaging target O. It is possible to prevent a decrease in speckle contrast due to insufficient luminance value and obtain an image in which shading is suppressed. As a result, the accuracy of the state analysis of the imaging object O can be improved.

また、本技術に係る画像解析システムは、前述の第四実施形態に係る画像解析装置301と同様、前記スペックル画像撮像装置120において、第一スペックル画像、第二スペックル画像夫々が複数枚撮像されるように構成しても差し支えない。そして、当該画像解析システムでは、複数枚のスペックル画像に基づいて、差分画像を撮像する差分画像撮像装置を備える構成であってもよい。   Further, the image analysis system according to the present technology is similar to the image analysis apparatus 301 according to the fourth embodiment described above, and the speckle image imaging apparatus 120 includes a plurality of first speckle images and a plurality of second speckle images. It may be configured to be imaged. The image analysis system may include a differential image capturing device that captures a differential image based on a plurality of speckle images.

このように構成された画像解析システムによれば、前記差分画像撮像装置によって差分画像を作成することにより、各画像に現れるシェーディングを相殺することができる。このため、シェーディングにより撮像されたスペックル画像における平均輝度値が低い場合であっても、確実に撮像対象Oの状態解析に必要な輝度値を有したスペックル合成画像を形成することができる。   According to the image analysis system configured as described above, shading appearing in each image can be canceled by creating a difference image by the difference image capturing device. For this reason, even when the average luminance value in the speckle image captured by shading is low, a speckle composite image having a luminance value necessary for the state analysis of the imaging target O can be reliably formed.

なお、本技術に係る画像解析装置は、以下のような構成も取ることができる。
(1)
第一の照射条件及び第二の照射条件でコヒーレント光を撮像対象に照射する光源と、
第一の照射条件で照射されたコヒーレント光が照明された前記撮像対象の散乱光から得られる第一スペックル画像及び第二の照射条件で照射されたコヒーレント光が照明された前記撮像対象の散乱光から得られる第二スペックル画像を撮像するスペックル画像撮像部と、
前記第一スペックル画像及び第二スペックル画像の夫々に形成された平均輝度差の境界で各スペックル画像を分離し、分離されたスペックル画像同士を前記境界でつなぎ合わせ、合成されたスペックル合成画像を解析する情報処理部と、
を備える画像解析装置。
(2)
前記情報処理部では、第一スペックル画像の輝度値と第二スペックル画像の輝度値との平均値を前記スペックル合成画像の輝度値とする、(1)記載の画像解析装置。
(3)
前記情報処理部では、第一スペックル画像の輝度値と第二スペックル画像の輝度値の交差箇所を前記境界とする、(1)又は(2)記載の画像解析装置。
(4)
前記情報処理部では、前記第一スペックル画像の境界における輝度値と第二スペックル画像の境界における輝度値との間に差がある場合、各スペックル画像の境界における輝度値を当該境界における輝度値の平均値と合致するように補正する、(1)〜(3)のいずれか一つに記載の画像解析装置。
(5)
前記光源の光軸上にスペックルを抑制する振動部を有し、
前記情報処理部では、前記第一スペックル画像における平均輝度差分布及び第二スペックル画像における平均輝度差分布に基づいて、前記境界における輝度値の補正値を計算する、(1)〜(4)のいずれか一つに記載の画像解析装置。
(6)
前記情報処理部では、前記第一スペックル画像及び第二スペックル画像において所定の輝度閾値以上の領域を検出し、更に、
第一スペックル画像上の前記領域及び第二スペックル画像上の前記領域における共通領域を算出し、当該共通領域から前記スペックル合成画像における境界として検出する、(1)〜(5)のいずれか一つに記載の画像解析装置。
(7)
前記スペックル画像撮像部では、第一スペックル画像及び第二スペックル画像夫々が複数回撮像され、更に、
複数枚の第一スペックル画像から第一差分画像を生成し、複数枚の第二スペックル画像から第二差分画像を生成する、差分画像撮像部と、を有し、
前記情報処理部では、前記第一差分画像及び第二差分画像の夫々に形成された平均輝度差の境界で各差分画像を分離し、分離された差分画像同士を前記境界でつなぎ合わせ、合成された差分合成画像を解析する、(1)〜(6)のいずれか一つに記載の画像解析装置。
(8)
第一の照射条件及び第二の照射条件でコヒーレント光を撮像対象に照射する光照射工程と、
第一の照射条件で照射されたコヒーレント光が照明された前記撮像対象の散乱光から得られる第一スペックル画像及び第ニの照射条件で照射されたコヒーレント光が照明された前記撮像対象の散乱光から得られる第二スペックル画像を撮像するスペックル画像撮像工程と、
前記第一スペックル画像及び第二スペックル画像の夫々に形成された平均輝度差の境界で各スペックル画像を分離し、分離されたスペックル画像同士を前記境界でつなぎ合わせ、合成されたスペックル合成画像を解析する情報処理工程と、
を含む画像解析方法。
(9)
前記情報処理工程では、第一スペックル画像の輝度値と第二スペックル画像の輝度値との平均値を前記スペックル合成画像の輝度値とする、(8)載の画像解析方法。
(10)
前記情報処理工程では、第一スペックル画像の輝度値と第二スペックル画像の輝度値の交差箇所を境界とする、(8)又は(9)に記載の画像解析方法。
(11)
前記情報処理工程では、前記第一スペックル画像の境界における輝度値と第二スペックル画像の境界における輝度値との間に差がある場合、各スペックル画像の境界における輝度値を当該境界における輝度値の平均値と合致するように補正する、(8)〜(10)のいずれか一つに記載の画像解析方法。
(12)
コヒーレント光を振動させる振動工程と、を含み、
前記情報処理工程では、前記第一スペックル画像における平均輝度差分布及び第二スペックル画像における平均輝度差分布に基づいて、前記境界における輝度値の補正値を計算する、(8)〜(11)のいずれか一つに記載の画像解析方法。
(13)
前記情報処理工程では、前記第一スペックル画像及び第二スペックル画像において所定の輝度閾値以上の領域を検出し、更に、
第一スペックル画像上の前記領域及び第二スペックル画像上の前記領域における共通領域を算出し、当該共通領域から前記スペックル合成画像における境界として検出する、(8)〜(12)のいずれか一つに記載の画像解析方法。
(14)
前記スペックル画像撮像工程では、第一スペックル画像及び第二スペックル画像夫々を複数回撮像し、更に、
複数枚の第一スペックル画像から第一差分画像を生成し、複数枚の第二スペックル画像から第二差分画像を生成する、差分画像撮像工程と、を含み、
前記情報処理工程では、前記第一差分画像及び第二差分画像の夫々に形成された平均輝度差の境界で各差分画像を分離し、分離された差分画像同士を前記境界でつなぎ合わせ、合成された差分合成画像を解析する、(8)〜(13)のいずれか一つに記載の画像解析方法。
(15)
第一の照射条件及び第二の照射条件でコヒーレント光を撮像対象に照射する光源と、
第一の照射条件で照射されたコヒーレント光が照明された前記撮像対象の散乱光から得られる第一スペックル画像及び第二の照射条件で照射されたコヒーレント光が照明された前記撮像対象の散乱光から得られる第二スペックル画像を撮像するスペックル画像撮像装置と、
前記第一スペックル画像及び第二スペックル画像の夫々に形成された平均輝度差の境界で各スペックル画像を分離し、分離されたスペックル画像同士を前記境界でつなぎ合わせ、合成されたスペックル合成画像を解析する情報処理装置と、
を備える画像解析システム。
Note that the image analysis apparatus according to the present technology may also have the following configuration.
(1)
A light source that irradiates the imaging object with coherent light under the first irradiation condition and the second irradiation condition;
The first speckle image obtained from the scattered light of the imaging target illuminated with the coherent light irradiated under the first irradiation condition and the scattering of the imaging target illuminated with the coherent light irradiated under the second irradiation condition A speckle image capturing unit that captures a second speckle image obtained from light;
Each speckle image is separated at the boundary of the average luminance difference formed on each of the first speckle image and the second speckle image, and the separated speckle images are joined at the boundary to combine the specs. An information processing unit that analyzes the composite image;
An image analysis apparatus comprising:
(2)
The image processing apparatus according to (1), wherein the information processing unit uses an average value of a luminance value of the first speckle image and a luminance value of the second speckle image as a luminance value of the speckle composite image.
(3)
The image analysis apparatus according to (1) or (2), wherein the information processing unit uses an intersection of the luminance value of the first speckle image and the luminance value of the second speckle image as the boundary.
(4)
In the information processing unit, when there is a difference between the luminance value at the boundary of the first speckle image and the luminance value at the boundary of the second speckle image, the luminance value at the boundary of each speckle image is calculated at the boundary. The image analysis apparatus according to any one of (1) to (3), wherein correction is performed so as to match an average value of luminance values.
(5)
Having a vibration part for suppressing speckles on the optical axis of the light source;
The information processing unit calculates a correction value of the luminance value at the boundary based on the average luminance difference distribution in the first speckle image and the average luminance difference distribution in the second speckle image, (1) to (4) The image analysis apparatus according to any one of the above.
(6)
The information processing unit detects a region having a predetermined luminance threshold or more in the first speckle image and the second speckle image, and
Any one of (1) to (5), wherein a common area in the area on the first speckle image and the area on the second speckle image is calculated and detected as a boundary in the speckle composite image from the common area The image analysis apparatus according to claim 1.
(7)
In the speckle image capturing unit, each of the first speckle image and the second speckle image is captured a plurality of times,
A differential image capturing unit that generates a first differential image from a plurality of first speckle images and generates a second differential image from a plurality of second speckle images;
In the information processing unit, each difference image is separated at the boundary of the average luminance difference formed in each of the first difference image and the second difference image, and the separated difference images are connected at the boundary and synthesized. The image analysis apparatus according to any one of (1) to (6), wherein the difference composite image is analyzed.
(8)
A light irradiation step of irradiating the imaging target with coherent light under the first irradiation condition and the second irradiation condition;
The first speckle image obtained from the scattered light of the imaging target illuminated with the coherent light irradiated under the first irradiation condition and the scattering of the imaging target illuminated with the coherent light irradiated under the second irradiation condition A speckle image capturing step of capturing a second speckle image obtained from light;
Each speckle image is separated at the boundary of the average luminance difference formed on each of the first speckle image and the second speckle image, and the separated speckle images are joined at the boundary to combine the specs. An information processing process for analyzing the composite image;
An image analysis method including:
(9)
(8) The image analysis method according to (8), wherein, in the information processing step, an average value of a luminance value of the first speckle image and a luminance value of the second speckle image is used as the luminance value of the speckle composite image.
(10)
The image analysis method according to (8) or (9), wherein, in the information processing step, the intersection of the luminance value of the first speckle image and the luminance value of the second speckle image is used as a boundary.
(11)
In the information processing step, when there is a difference between the luminance value at the boundary of the first speckle image and the luminance value at the boundary of the second speckle image, the luminance value at the boundary of each speckle image is calculated at the boundary. The image analysis method according to any one of (8) to (10), wherein correction is performed so as to match an average value of luminance values.
(12)
A vibration process for vibrating the coherent light,
In the information processing step, luminance value correction values at the boundary are calculated based on the average luminance difference distribution in the first speckle image and the average luminance difference distribution in the second speckle image. The image analysis method according to any one of the above.
(13)
In the information processing step, the first speckle image and the second speckle image are detected in a region having a predetermined luminance threshold or more, and
Any one of (8) to (12), wherein a common area in the area on the first speckle image and the area on the second speckle image is calculated and detected as a boundary in the speckle composite image from the common area The image analysis method according to claim 1.
(14)
In the speckle image capturing step, each of the first speckle image and the second speckle image is captured a plurality of times,
Generating a first difference image from a plurality of first speckle images, generating a second difference image from a plurality of second speckle images, and a difference image imaging step,
In the information processing step, each difference image is separated at the boundary of the average luminance difference formed in each of the first difference image and the second difference image, and the separated difference images are joined at the boundary and synthesized. The image analysis method according to any one of (8) to (13), wherein the difference composite image is analyzed.
(15)
A light source that irradiates the imaging object with coherent light under the first irradiation condition and the second irradiation condition;
The first speckle image obtained from the scattered light of the imaging target illuminated with the coherent light irradiated under the first irradiation condition and the scattering of the imaging target illuminated with the coherent light irradiated under the second irradiation condition A speckle image capturing device for capturing a second speckle image obtained from light;
Each speckle image is separated at the boundary of the average luminance difference formed on each of the first speckle image and the second speckle image, and the separated speckle images are joined at the boundary to combine the specs. An information processing device that analyzes the composite image;
An image analysis system comprising:

1、101、201、301 画像解析装置
11 光源
11a 第一光源
11b 第二光源
12 スペックル画像撮像部
12a 結像光学系
12b 撮像部
13 情報処理部
14 記憶部
15 表示部
16 支持部
17 撮像制御部
18 照明制御部
19 振動部
20 波長可変部
21 合波部
22 ハーフミラー
23 差分画像撮像部
L1、L2、L3、L4 コヒーレント光
O 撮像対象
401 画像解析システム
110 光源
110a 第一光源
110b 第二光源
120 スペックル画像撮像装置
130 情報処理装置
140 サーバー
150 表示装置
170 撮像制御装置
180 照明制御装置
1, 101, 201, 301 Image analysis apparatus 11 Light source 11a First light source 11b Second light source 12 Speckle image imaging unit 12a Imaging optical system 12b Imaging unit 13 Information processing unit 14 Storage unit 15 Display unit 16 Support unit 17 Imaging control Unit 18 Illumination control unit 19 Vibrating unit 20 Wavelength varying unit 21 Multiplexing unit 22 Half mirror 23 Difference image imaging unit L1, L2, L3, L4 Coherent light O Imaging target 401 Image analysis system 110 Light source 110a First light source 110b Second light source 120 Speckle Image Imaging Device 130 Information Processing Device 140 Server 150 Display Device 170 Imaging Control Device 180 Illumination Control Device

Claims (15)

第一の照射条件及び第二の照射条件でコヒーレント光を撮像対象に照射する光源と、
第一の照射条件で照射されたコヒーレント光が照明された前記撮像対象の散乱光から得られる第一スペックル画像及び第二の照射条件で照射されたコヒーレント光が照明された前記撮像対象の散乱光から得られる第二スペックル画像を撮像するスペックル画像撮像部と、
前記第一スペックル画像及び第二スペックル画像の夫々に形成された平均輝度差の境界で各スペックル画像を分離し、分離されたスペックル画像同士を前記境界でつなぎ合わせ、合成されたスペックル合成画像を解析する情報処理部と、
を備える画像解析装置。
A light source that irradiates the imaging object with coherent light under the first irradiation condition and the second irradiation condition;
The first speckle image obtained from the scattered light of the imaging target illuminated with the coherent light irradiated under the first irradiation condition and the scattering of the imaging target illuminated with the coherent light irradiated under the second irradiation condition A speckle image capturing unit that captures a second speckle image obtained from light;
Each speckle image is separated at the boundary of the average luminance difference formed on each of the first speckle image and the second speckle image, and the separated speckle images are joined at the boundary to combine the specs. An information processing unit that analyzes the composite image;
An image analysis apparatus comprising:
前記情報処理部では、第一スペックル画像の輝度値と第二スペックル画像の輝度値との平均値を前記スペックル合成画像の輝度値とする、請求項1記載の画像解析装置。   The image analysis apparatus according to claim 1, wherein the information processing unit uses an average value of a luminance value of the first speckle image and a luminance value of the second speckle image as a luminance value of the speckle composite image. 前記情報処理部では、第一スペックル画像の輝度値と第二スペックル画像の輝度値の交差箇所を前記境界とする、請求項1記載の画像解析装置。   The image analysis apparatus according to claim 1, wherein the information processing unit uses an intersection of the luminance value of the first speckle image and the luminance value of the second speckle image as the boundary. 前記情報処理部では、前記第一スペックル画像の境界における輝度値と第二スペックル画像の境界における輝度値との間に差がある場合、各スペックル画像の境界における輝度値を当該境界における輝度値の平均値と合致するように補正する、請求項1記載の画像解析装置。   In the information processing unit, when there is a difference between the luminance value at the boundary of the first speckle image and the luminance value at the boundary of the second speckle image, the luminance value at the boundary of each speckle image is calculated at the boundary. The image analysis apparatus according to claim 1, wherein correction is performed so as to match an average value of luminance values. 前記光源の光軸上にスペックルを抑制する振動部を有し、
前記情報処理部では、前記第一スペックル画像における平均輝度差分布及び第二スペックル画像における平均輝度差分布に基づいて、前記境界における輝度値の補正値を計算する、請求項1記載の画像解析装置。
Having a vibration part for suppressing speckles on the optical axis of the light source;
The image according to claim 1, wherein the information processing unit calculates a correction value of the luminance value at the boundary based on an average luminance difference distribution in the first speckle image and an average luminance difference distribution in the second speckle image. Analysis device.
前記情報処理部では、前記第一スペックル画像及び第二スペックル画像において所定の輝度閾値以上の領域を検出し、更に、
第一スペックル画像上の前記領域及び第二スペックル画像上の前記領域における共通領域を算出し、当該共通領域から前記スペックル合成画像における境界として検出する、請求項1記載の画像解析装置。
The information processing unit detects a region having a predetermined luminance threshold or more in the first speckle image and the second speckle image, and
The image analysis apparatus according to claim 1, wherein a common area in the area on the first speckle image and the area on the second speckle image is calculated and detected as a boundary in the speckle composite image from the common area.
前記スペックル画像撮像部では、第一スペックル画像及び第二スペックル画像夫々が複数回撮像され、更に、
複数枚の第一スペックル画像から第一差分画像を生成し、複数枚の第二スペックル画像から第二差分画像を生成する、差分画像撮像部と、を有し、
前記情報処理部では、前記第一差分画像及び第二差分画像の夫々に形成された平均輝度差の境界で各差分画像を分離し、分離された差分画像同士を前記境界でつなぎ合わせ、合成された差分合成画像を解析する、請求項1記載の画像解析装置。
In the speckle image capturing unit, each of the first speckle image and the second speckle image is captured a plurality of times,
A differential image capturing unit that generates a first differential image from a plurality of first speckle images and generates a second differential image from a plurality of second speckle images;
In the information processing unit, each difference image is separated at the boundary of the average luminance difference formed in each of the first difference image and the second difference image, and the separated difference images are joined at the boundary and synthesized. The image analysis apparatus according to claim 1, wherein the difference composite image is analyzed.
第一の照射条件及び第二の照射条件でコヒーレント光を撮像対象に照射する光照射工程と、
第一の照射条件で照射されたコヒーレント光が照明された前記撮像対象の散乱光から得られる第一スペックル画像及び第ニの照射条件で照射されたコヒーレント光が照明された前記撮像対象の散乱光から得られる第二スペックル画像を撮像するスペックル画像撮像工程と、
前記第一スペックル画像及び第二スペックル画像の夫々に形成された平均輝度差の境界で各スペックル画像を分離し、分離されたスペックル画像同士を前記境界でつなぎ合わせ、合成されたスペックル合成画像を解析する情報処理工程と、
を含む画像解析方法。
A light irradiation step of irradiating the imaging target with coherent light under the first irradiation condition and the second irradiation condition;
The first speckle image obtained from the scattered light of the imaging target illuminated with the coherent light irradiated under the first irradiation condition and the scattering of the imaging target illuminated with the coherent light irradiated under the second irradiation condition A speckle image capturing step of capturing a second speckle image obtained from light;
Each speckle image is separated at the boundary of the average luminance difference formed on each of the first speckle image and the second speckle image, and the separated speckle images are joined at the boundary to combine the specs. An information processing process for analyzing the composite image;
An image analysis method including:
前記情報処理工程では、第一スペックル画像の輝度値と第二スペックル画像の輝度値との平均値を前記スペックル合成画像の輝度値とする、請求項8載の画像解析方法。   The image analysis method according to claim 8, wherein in the information processing step, an average value of a luminance value of the first speckle image and a luminance value of the second speckle image is used as a luminance value of the speckle composite image. 前記情報処理工程では、第一スペックル画像の輝度値と第二スペックル画像の輝度値の交差箇所を境界とする、請求項8記載の画像解析方法。   The image analysis method according to claim 8, wherein, in the information processing step, the intersection of the luminance value of the first speckle image and the luminance value of the second speckle image is used as a boundary. 前記情報処理工程では、前記第一スペックル画像の境界における輝度値と第二スペックル画像の境界における輝度値との間に差がある場合、各スペックル画像の境界における輝度値を当該境界における輝度値の平均値と合致するように補正する、請求項8記載の画像解析方法。   In the information processing step, when there is a difference between the luminance value at the boundary of the first speckle image and the luminance value at the boundary of the second speckle image, the luminance value at the boundary of each speckle image is calculated at the boundary. The image analysis method according to claim 8, wherein correction is performed so as to match an average value of luminance values. コヒーレント光を振動させる振動工程と、を含み、
前記情報処理工程では、前記第一スペックル画像における平均輝度差分布及び第二スペックル画像における平均輝度差分布に基づいて、前記境界における輝度値の補正値を計算する、請求項8記載の画像解析方法。
A vibration process for vibrating the coherent light,
9. The image according to claim 8, wherein, in the information processing step, a correction value of a luminance value at the boundary is calculated based on an average luminance difference distribution in the first speckle image and an average luminance difference distribution in the second speckle image. analysis method.
前記情報処理工程では、前記第一スペックル画像及び第二スペックル画像において所定の輝度閾値以上の領域を検出し、更に、
第一スペックル画像上の前記領域及び第二スペックル画像上の前記領域における共通領域を算出し、当該共通領域から前記スペックル合成画像における境界として検出する、請求項8記載の画像解析方法。
In the information processing step, the first speckle image and the second speckle image are detected in a region having a predetermined luminance threshold or more, and
The image analysis method according to claim 8, wherein a common area in the area on the first speckle image and the area on the second speckle image is calculated and detected as a boundary in the speckle composite image from the common area.
前記スペックル画像撮像工程では、第一スペックル画像及び第二スペックル画像夫々を複数回撮像し、更に、
複数枚の第一スペックル画像から第一差分画像を生成し、複数枚の第二スペックル画像から第二差分画像を生成する、差分画像撮像工程と、を含み、
前記情報処理工程では、前記第一差分画像及び第二差分画像の夫々に形成された平均輝度差の境界で各差分画像を分離し、分離された差分画像同士を前記境界でつなぎ合わせ、合成された差分合成画像を解析する、請求項8記載の画像解析方法。
In the speckle image capturing step, each of the first speckle image and the second speckle image is captured a plurality of times,
Generating a first difference image from a plurality of first speckle images, generating a second difference image from a plurality of second speckle images, and a difference image imaging step,
In the information processing step, each difference image is separated at the boundary of the average luminance difference formed in each of the first difference image and the second difference image, and the separated difference images are joined at the boundary and synthesized. The image analysis method according to claim 8, wherein the difference composite image is analyzed.
第一の照射条件及び第二の照射条件でコヒーレント光を撮像対象に照射する光源と、
第一の照射条件で照射されたコヒーレント光が照明された前記撮像対象の散乱光から得られる第一スペックル画像及び第二の照射条件で照射されたコヒーレント光が照明された前記撮像対象の散乱光から得られる第二スペックル画像を撮像するスペックル画像撮像装置と、
前記第一スペックル画像及び第二スペックル画像の夫々に形成された平均輝度差の境界で各スペックル画像を分離し、分離されたスペックル画像同士を前記境界でつなぎ合わせ、合成されたスペックル合成画像を解析する情報処理装置と、
を備える画像解析システム。
A light source that irradiates the imaging object with coherent light under the first irradiation condition and the second irradiation condition;
The first speckle image obtained from the scattered light of the imaging target illuminated with the coherent light irradiated under the first irradiation condition and the scattering of the imaging target illuminated with the coherent light irradiated under the second irradiation condition A speckle image capturing device for capturing a second speckle image obtained from light;
Each speckle image is separated at the boundary of the average luminance difference formed on each of the first speckle image and the second speckle image, and the separated speckle images are joined at the boundary to combine the specs. An information processing device that analyzes the composite image;
An image analysis system comprising:
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