JP2018173943A - 撮像試料用の光学歪み補正 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】画像走査システムにおいて、画像歪み補正係数の異なるセットを,マルチサイクル撮像ランの第1撮像サイクルの間に計算し,引き続いて,後続サイクルの間に生成される画像データにリアルタイムで適用することができる。繰り返しスポットを有するパターン化試料の画像について画像歪み補正係数を計算するために,画像のアフィン変換を予測し,画像を尖鋭化し,更に,尖鋭化された画像について,最適歪み相関係数セットを反復探索する。その反復探索に際して,画像における複数のスポット位置についての平均純度を計算し,予測されたアフィン変換を各反復探索の間に適用する。
【選択図】図6
Description
本願は,2017年 3月 7日付の米国特許仮出願第62/468,347号(発明の名称:撮像試料用の光学歪み補正)の優先権を主張するものであり,同出願はその全体が本願に取り込まれる。更に,本願は,2017年 5月 5日付のオランダ国特許出願第N2018852号(発明の名称:撮像試料用の光学歪み補正)の優先権も主張するものである。
Score = 1 - (RunnerUp_CC - Minimum_CC) / (Maximum_CC - MInimum_CC) (2)
ここに,Minimum_CC は相互相関の最小値,Maximum_CC は相互相関の最大値,RunnerUp_CC はMaximum_CCの位置から4ピクセルの半径の外側における最大の相互相関値である。基点の位置を決定するための特定の方法は,米国特許公開第2015-0125053号明細書(米国特許出願第14/530529号)に詳述されている。
は,画像座標(x,y)の画像における歪み補正位置,a1・・an はn次多項式を記述する歪み補正係数,cx はxに係る画像における中心点であり,yはラインスキャナ―の走査方向である。この実施形態において,y方向における歪みはx方向に関して測定可能である。これは,最大歪みを有する寸法であるためである。(例えば,撮像要件によって)y方向における歪みが無視できる場合,その歪みは,dy=0 と仮定することができ,画像中の歪み補正位置は〔数8〕に簡略化することができる。
C=1.0−D1/(D1+D2) (10)
ここに,D1は最も近いガウス平均値までの距離であり,D2は2番目に近いガウス平均値までの距離である。距離は,(各ガウス重心及び検討対象点で規定される線に沿う分布幅を考慮する)マハラノビス法に基づいて測定することができる。
・視野高さFにおける近軸Y高さ(Yref)を計算する。
・ホイヘンス点拡がり関数の重心(Yreal)を計算する。
・歪みを計算する:Dist=100*ABSO(Yreal−Yref)/Yref
・Yrealをベクトル(Vyreal)として保存し,Fをベクトル(VF)として保存する。
・視野高さFの近軸Y高さ(Yref)を計算する。
・ホイヘンス点拡がり関数の重心(Yreal)を計算する。
・a1,a3,a5からの予想される重心位置(Yexp)を計算する。
・誤差をErr=abs(Yexp−Yreal)/Spixとして計算し,ここにSpixはイメージセンサーのピクセルサイズである。
Claims (20)
- 方法であって,
複数のスポットを備えるパターン化試料について第1撮像サイクルを実行するステップ;
前記第1撮像サイクルの間に生成された撮像データの第1のセットを,第1の複数の撮像データサブセットに分割するステップであって,該第1の複数の撮像データサブセットにおける各撮像データサブセットが,前記パターン化試料におけるそれぞれの領域に対応し,前記パターン化試料の各領域が複数のスポットを含む,撮像データの第1のセットを分割するステップ;
前記第1の複数の撮像データサブセットのそれぞれについて画像歪み補正係数セットを計算するステップ;
パターン化試料について第2撮像サイクルを実行して,撮像データの第2のセットを生成するステップ;
前記第2撮像サイクルの間に生成された撮像データの第2のセットを,第2の複数の撮像データサブセットに分割するステップであって,前記第2の複数の撮像データサブセットにおける各撮像データサブセットは,第1の複数の撮像データサブセットにおける1つの撮像データサブセットと対応する,前記パターン化された試料におけるそれぞれの同一領域に対応する,撮像データの第2のセットを分割するステップ;及び
前記第2の複数の撮像データサブセットにおける各撮像データサブセットにつき,前記パターン化試料におけるそれぞれの同一領域に対応する,前記第1の複数の撮像データサブセットにおける前記1つの撮像データサブセットについて計算した前記画像歪み補正係数を適用するステップを備える,方法。 - 請求項1に記載の方法であって,前記パターン化試料における複数のスポットの各スポットが,蛍光タグ付けされた核酸を備え,前記第1撮像サイクルが第1シーケンスサイクルであり,前記第2撮像サイクルが第2シーケンスサイクルである,方法。
- 請求項1に記載の方法であって,前記撮像データの第1セット及び前記撮像データの第2セットの各セットが,それぞれ第1色チャンネルの撮像データ及び第2色チャンネルの撮像データを備え,前記第1の複数の撮像データサブセットについて画像歪み補正係数セットを計算するステップが,各撮像データサブセットの各色チャンネルについて歪み相関係数セットを決定するステップを備える,方法。
- 請求項1に記載の方法であって,前記第1の複数の撮像データサブセットの各々について画像歪み補正係数セットを計算するステップが,前記撮像データサブセットのアフィン変換を予測するステップ;前記撮像データサブセットを尖鋭化するステップ;及び,前記撮像データサブセットについて最適な歪み補正係数セットを反復探索するステップ;を備える,方法。
- 請求項4に記載の方法であって,前記撮像データサブセットについて最適な歪み補正係数セットを反復探索するステップが,各反復探索の間,前記予測されたアフィン変換を適用するステップを備える,方法。
- 請求項4に記載の方法であって,前記撮像データの第1セット及び前記撮像データの第2セットを,少なくとも前記試料の基点位置を使用して分割し,前記第1の複数の撮像データサブセットの各々についてのアフィン変換を,前記基点を使用して予測する,方法。
- 複数のスポットを備えるパターン化試料の画像における光学歪みを補正するための方法であって,
画像のアフィン変換を予測するステップ;
前記画像を尖鋭化するステップ;並びに,
尖鋭化された画像につき,最適歪み相関係数セットを反復探索するステップを備え,尖鋭化された画像につき,最適化された歪み相関係数セットを反復探索する前記ステップが,前記画像における複数のスポット位置についての平均純度を算出するステップを備え,予測されたアフィン変換を各反復探索の間に適用する方法。 - 請求項7に記載の方法であって,前記画像が,第1色チャンネルに対応する第1画像データセット,及び,第2色チャンネルに対応する第2画像データセットを備え,前記アフィン変換及び前記画像の尖鋭化を,前記第1画像データセット及び第2画像データセットに適用する,方法。
- 請求項7に記載の方法であって,尖鋭化された画像につき,最適化された歪み相関係数セットを反復探索する前記ステップが,
前記画像について光学歪み補正係数セットを生成するステップ;
前記予測されたアフィン変換を,前記画像における複数のスポット位置に適用するステップ;及び,
前記予測されたアフィン変換を適用した後,前記光学歪み補正係数セットを前記複数のスポット位置の各々に適用するステップ;を備える,方法。 - 請求項6に記載の方法であって,光学歪み補正係数セットを前記複数のスポット位置の各々に適用した後,前記複数のスポット位置の各々について信号強度を抽出するステップを備える,方法。
- 請求項7に記載の方法であって,
抽出された信号強度を正規化するステップ;及び,
前記複数のスポット位置についての平均純度を,少なくとも前記正規化された信号強度を使用して計算するステップ;を備える,方法。 - 請求項11に記載の方法であって,前記複数のスポット位置についての平均純度を,少なくとも前記正規化された単一強度を使用して計算するステップが,前記複数のスポット位置の各々について純度を,少なくとも,当該スポット位置の正規化された信号強度に対応する地点からガウス重心までの距離を使用して,計算するステップを備える,方法。
- 請求項7に記載の方法であって,尖鋭化された画像につき,最適化された歪み相関係数セットを反復探索する前記ステップが,該画像における複数のスポットをサブサンプリングするステップを備え,先鋭化された画像の行内におけるスポットがサブサンプリングされた場合,該行内における全てのスポットをサブサンプリングする,方法。
- 命令を保存した非一時的コンピュータ可読媒体であって,前記命令が1つ又は複数のプロセッサにより実行したときに,システムが,
画像のアフィン変換を予測し,前記画像は,複数のスポットを備えるパターン化試料の画像であり;
前記画像を尖鋭化し;
尖鋭化された画像につき,最適歪み相関係数セットを反復探索し,尖鋭化された画像につき,最適化された歪み相関係数セットを反復探索する際に,前記画像における複数のスポットについての平均純度を算出し,更に,予測されたアフィン変換を各反復探索の間に適用するように構成されている,非一時的コンピュータ可読媒体。 - 請求項14に記載の非一時的コンピュータ可読媒体であって,前記画像が,第1色チャンネルに対応する第1画像データセット,及び,第2色チャンネルに対応する第2画像データセットを備え,前記アフィン変換及び前記画像の尖鋭化を,前記第1画像データセット及び第2画像データセットに適用する,ように構成されている,非一時的コンピュータ可読媒体。
- 請求項14に記載の非一時的コンピュータ可読媒体であって,尖鋭化された画像につき,最適化された歪み相関係数セットを反復探索する際に,
前記画像について光学歪み補正係数セットを生成し;
前記予測されたアフィン変換を,前記画像における複数のスポット位置に適用し;更に,
前記予測されたアフィン変換を適用した後,前記光学歪み補正係数セットを前記複数のスポット位置の各々に適用する,ように構成されている,非一時的コンピュータ可読媒体。 - 請求項16に記載の非一時的コンピュータ可読媒体であって,前記命令は,1つ又は複数のプロセッサにより実行したときに,システムが更に,
前記複数のスポット位置の各々に光学歪み補正係数セットを適用し;
前記複数のスポット位置の各々について信号強度を抽出するように構成されている,非一時的コンピュータ可読媒体。 - 請求項17に記載の非一時的コンピュータ可読媒体であって,前記命令は,1つ又は複数のプロセッサにより実行したときに,システムが更に,
前記抽出された信号強度を正規化し;
前記複数のスポット位置についての平均純度を,少なくとも前記正規化された信号強度を使用して計算するように構成されている,非一時的コンピュータ可読媒体。 - 請求項18に記載の非一時的コンピュータ可読媒体であって,前記複数のスポット位置についての平均純度を,少なくとも前記正規化された単一強度を使用して計算する際に,前記複数のスポット位置の各々について,少なくとも,当該スポット位置の正規化された信号強度に対応する地点からガウス重心までの距離を使用して,純度を計算するように構成されている,非一時的コンピュータ可読媒体。
- 請求項18に記載の非一時的コンピュータ可読媒体であって,前記パターン化試料における複数のスポットの各スポットが,蛍光タグ付けされた核酸を備える,非一時的コンピュータ可読媒体。
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