JP4818704B2 - 画像の色調整方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像の色調整方法に関する。さらに詳しくは、角層細胞等の非染色画像を観察可能なように疑似カラーで表示する方法に関する。

肌の状態は、季節や体調等の変動要因や、化粧料の塗布等のお手入れによって時々刻々
変化するものであり、変化にあわせて適切な化粧料を選択することが、老化を防止したり、肌の性状を美しく保ったりする上で重要な因子となってくる。この為、肌の性状や状態を客観的且つ科学的に鑑別する方法が考案されている。この様な方法としては、例えば、顔などの肌より角層細胞を粘着テープや粘着ディスクで採取し、これを染色し、顕微鏡等を用いて、角層細胞の配列の規則性、角層細胞の形状、角層細胞の面積、角層細胞の剥がれ具合、或いは角層細胞における核の有無等を指標に肌の状態を鑑別することが例示できる。

このための技術として、ブリリアントグリーンとゲンチアナバイオレットで角層細胞を染色し、これより角層細胞の形状を鑑別し、以て皮膚状態を推測し、適切な化粧料を選択する方法（例えば、特許文献１参照）、媒染剤としてタンニン酸等を使用することで皮膚角層細胞の面積や形態を精度良く判定できる染色方法（例えば、特許文献２参照）等が開示されている。さらに、炭素数１〜４のアルコールの含有量が５０質量％以下において、染料、芳香族アルコール及び有機酸を含有することを特徴とする角層細胞用の染色液によって、容易且つ瞬時に角層細胞をムラなく染色する即時的な方法も開示されている（例えば、特許文献３，４参照）。このような鑑別法において、染色に伴う所要時間、周辺の汚染或いは染色作業場所等の問題が少ないことが重要な課題であり、かようなことを全く要しない方法、即ち全く角層細胞の染色を行わないような方法は、未だ得られていないのが現状といえる。その一方で、染色角層細胞標本を用いた解析データの蓄積は多く、この様な過去データとの比較もできることが非染色角層細胞標本に望まれている。

一方、テレビジョン等のＣＲＴ分野においては、画像表示観察対象の濃淡等の微妙な色調を調整し、疑似カラー表示によって観察や目視作業を容易にしようとする色調整方法が開示されている（例えば、特許文献５，６，７参照）。しかし、かような色調整方法の考えが、角層細胞標本の染色を要せず、非染色角層細胞の観察が可能であることは、全く知られていなかった。

特開２００３−２０２３３６号公報 特開２０００−１２５８５４号公報 特願２００４−２６６３３５号公報 特願２００５−２５７４５１号公報 特開平８−１６３３８７号公報 特開平５−１８３７３９号公報 特開平１１−９８３７２号公報

本発明はこのような状況下為されたものであり、肌状態の鑑別や化粧料の選択に有用な情報与えることができる皮膚角層細胞の鑑別法において、角層細胞標本の染色を要することなく、蓄積された染色角層細胞の鑑別結果と比較可能な、角層細胞等の非染色画像を観察可能な疑似カラーで表示する方法を提供することを課題とする。

このような状況を鑑みて、本発明者らは、角層細胞標本の染色を要することなく、角層細胞等の非染色画像を観察可能な疑似カラーで表示する技術を求めて鋭意努力を重ねた結果、角層細胞画像の色調整方法であって、皮膚の角層細胞の状態を拡大イメージ画像として取り込み、該画像の画素ごとのＲＧＢ値を変換し、変換された各ＲＧＢ値によって疑似カラー表示を行う技術を見出し、発明を完成させるに至った。即ち、本発明は以下に示す通りである。

（１） 角層細胞画像の色調整方法であって、あらかじめ角層細胞の染色標本の画像の標本集団と、角層細胞の非染色拡大画像の標本集団とを比較し、ＲＧＢの変換方式を作成し、皮膚の角層細胞の状態を拡大イメージ画像として取り込み、該画像の画素ごとのＲＧＢ値を前記変換方式に従って変換し、変換された各ＲＧＢ値によって疑似カラー表示を行うことを特徴とする、角層細胞の色調整方法。
（２） 前記変換方式が、変換式、変換表又は変換図を用いることを特徴とする、（１）に記載の角層細胞の色調整方法。
（３） 前記角層細胞の状態が、角層の剥がれ具合、角層細胞の面積、及び／又は角層細胞の配列の規則性であることを特徴とする、（１）又は（２）に記載の角層細胞の色調整方法。
（４） 前記変換方式は以下の変換式であることを特徴とする（１）または（２）記載の角層細胞の色調整方法。
Ｒ＝３Ｅ−０５ｒ ³ −０．００８５ｒ ² −０．４８００ｒ＋２５５
Ｇ＝３Ｅ−０５ｇ ³ −０．０１２６ｇ ² ＋０．２８７９ｇ＋２５５
Ｂ＝４Ｅ−０６ｂ ³ −０．００２２ｂ ² ＋０．０７５９ｂ＋２５５
（但し、ｒ、ｇ、ｂは入力Ｒ，Ｇ、Ｂ値を示す）
（５） コンピュータを用いた角層細胞画像の色調整方法であって、
記憶装置内にあらかじめ角層細胞の染色標本の画像の標本集団データベースを有しており、前記コンピュータの中央処理装置によって、前記標本集団データベースから読み出した染色標本の画像と、イメージ画像として取り込んだ角層細胞の非染色拡大画像の標本集団とを比較して以下のＲＧＢの変換式を作成し、
Ｒ＝３Ｅ−０５ｒ³−０．００８５ｒ²−０．４８００ｒ＋２５５
Ｇ＝３Ｅ−０５ｇ³−０．０１２６ｇ²＋０．２８７９ｇ＋２５５
Ｂ＝４Ｅ−０６ｂ³−０．００２２ｂ²＋０．０７５９ｂ＋２５５
（但し、ｒ、ｇ、ｂは入力Ｒ，Ｇ、Ｂ値を示す）
皮膚の角層細胞の状態を拡大イメージ画像として取り込み、当該拡大イメージ画像の画素ごとのＲＧＢ値を前記変換式に従って変換し、前記で得られた変換結果の各ＲＧＢ値によって表示装置に疑似カラー表示を行う、コンピュータを用いた角層細胞の色調整方法。

本発明によれば、角層細胞標本の染色に伴う、染色、洗浄や乾燥の工程を要することなく、所要時間、スペース、機材等の大きなコストダウンを提供することができる。

本発明は、皮膚より採取された角層細胞標本を、染色することなく、拡大イメージ画像として取り込み、該画像の画素ごとのＲＧＢ値を変換し、変換された各ＲＧＢ値によって疑似カラー表示を行うことを特徴とする。以下に、更に詳細に説明を加える。

皮膚より採取する角層細胞標本は、皮膚を粘着体でストリップして得ることができる。ここで、皮膚をストリップする粘着体としては、例えばセロハンテープなどの粘着透明テープやポリエチレンテレフタレート板に粘着剤を塗工した粘着ディスクなどが、好ましく例示できる。この内、好ましいものは市販品が存在し、入手が極めて容易である粘着テープである。かかる粘着体で肌をストリップして得た試料は、そのまま拡大イメージ画像として取り込むことができる。

拡大イメージ画像として取り込む方法として、デジタル式のマイクロスコープが好ましい。デジタル式マイクロスコープを使用することで、コンピュータ上でデジタル画像データの処理を経て、角層細胞の形状、特に角層細胞の剥がれ具合等の角層細胞の鑑別が可能となる。このようなデジタル式マイクロスコープとしては、例えば、（株)モリテックスのコスメティック用マイクロスコープ、（有）フォルテシモのＵＳＢビデオマイクロスコープ、スカラ（株）のＤＥＧＩＴＡＬ ＭＩＣＲＯＳＣＯＰＥ、或いは（株）キーエンスのデジタルマイクロスコープ等が例示できる。画像の撮影倍率は、角層細胞の形状の鑑別の種類に応じて変えることが好ましく、例えば、角層細胞の剥がれ具合の鑑別では５０〜２００倍（ディスプレイに対する倍率）、角層細胞の配列の規則性においては、５００〜１０００倍が好ましく例示できる。

疑似カラー表示のために画像の色調整を行うには、コンピュータの汎用的画像解析のソフトウェアを用いればよい。このようなソフトウェアとして、例えば、三谷商事（株）のＷｉｎＲＯＯＦ（登録商標）、アドビシステムズ（株）のＡｄｏｂｅＰｈｏｔｏｓｈｏｐ（登録商標）、ナノシステム（株）のＮａｎｏＨｕｎｔｅｒ（登録商標）等が例示できる。

画像の色調整は、以下のように行うことができる。
（工程１）あらかじめ角層細胞の染色標本の画像の標本集団と、角層細胞の非染色拡大画像の標本集団とを比較し、ＲＧＢの変換方式を作成する。前記変換方式としては、変換式、変換表又は変換図が好適に例示できる。
（工程２）取り込んだ拡大イメージ画像（図１、図２参照）の画素ごとのＲＧＢ値を取得する。
（工程３）画素ごとのＲＧＢ値（入力ＲＢＧ値）をＲＧＢごとの前記変換式、変換表又は変換図を用いて変換し、ＲＢＧ値（出力ＲＧＢ値）を得る。
（工程４）出力ＲＧＢ値によって、疑似カラー表示画像（図３，図４参照）を得る。

前記変換式は、以下の定義された式を用いることが好ましい。このものは前記工程１の結果得られたものである。
出力Ｒ＝３Ｅ−０５ｒ³−０．００８５ｒ²−０．４８００ｒ＋２５５
出力Ｇ＝３Ｅ−０５ｇ³−０．０１２６ｇ²＋０．２８７９ｇ＋２５５
出力Ｂ＝４Ｅ−０６ｂ³−０．００２２ｂ²＋０．０７５９ｂ＋２５５
但し、ｒ、ｇ、ｂは入力Ｒ，Ｇ、Ｂ値を示す。

前記変換図として、出力Ｒ，Ｇ，Ｂごとに、図５〜７を、前記変換表として、図８を用いることが好ましい。かような変換式、変換図又は変換表は、疑似カラー表示色及び角層細胞の状態への影響もなく、またコンピュータ内にソフトウェアとして組み込むことで、何れも差違なく、瞬時に処理できる。

かようにして得られた疑似カラー画像を使って角層細胞の状態、例えば、角層の剥がれ具合、角層細胞の面積、角層細胞の配列の規則性等の鑑別のために使用できる。更には、かような鑑別結果を用いて、肌状態についてのカウンセリングや化粧品の選択に有用な情報を提供できる。またかような疑似カラー画像をディスプレイ、写真或いはカウンセリングシートに添付することで、アドバイアスやカウンセリング等を効果的に実施できる。

以下に実施例を挙げて、本発明について更に説明を加えるが、本発明がこれらの実施例にのみ限定されないのは言うまでもない。

本発明の染色液を使わずに、角層細胞標本の非染色画像を観察可能なように、疑似カラー画像で表示する方法の精度について、目視評価の確認を実施した。肌状態の異なる３名の女性の皮膚より採取された角層細胞標本について、本発明である前述した色調整の工程に従って、非染色の角層細胞標本の画像をアドビシステムズ（株）のＡｄｏｂｅＰｈｏｔｏｓｈｏｐ（登録商標）によって表示した後（図１参照）、前述したＲＧＢ変換図を用いてＲＧＢ変換を行い、疑似カラー表示の画像を得た（図３参照）。次に、角層細胞標本を用い、従来法であるゲンチアナバイオレットとブリリアントグリーンによって染色し、拡大イメージ画像を得た。本発明の疑似カラー表示の画像と、従来のゲンチアナバイオレットとブリリアントグリーンによる染色（特許文献１参照）された拡大イメージ画像とを対象に、３名についての角層細胞の配列規則性、面積及び剥がれ具合の３つの評価項目について、評価可能性の確認を行った。また、評価対象の画像を得るための時間とコストについて表１に記した。

表１より、両者の角層細胞の評価精度の差違はなく、コスト、所要時間やスペース等において本発明は優れている。このことから、本発明である非染色画像を色調整によって疑似カラー表示する方法は、角層細胞評価等に十分利用できることが分かった。

実施例１において、被験者を１０４名に増加させ、本発明の測定精度を詳細に検討した。角層細胞面積は、三谷商事（株）のＷｉｎＲＯＯＦ（登録商標）にて計測し、角層細胞の剥がれ具合及び配列規則性は、標準化された評価方式に従い訓練された専門の３名の評価者が４段階及び５段階の目視評価を実施した。

本願と従来法との拡大イメージ画像間の、角層細胞の配列規則性、面積及び剥がれ具合についての相関係数（ｒ）は、各々０．９３２，０．９６６，０．９４５を示した。これらの相関係数は、有意且つ高い相関関係であり、また、両者の角層細胞が近接部位から採取された別の標本であることを考慮すると、両者は極めて高い互換性を有していると考えられ、本発明である非染色画像を色調整によって疑似カラー表示する方法は、角層細胞評価等に十分利用できることが分かる。

本発明によれば、角層細胞標本作製において、角層細胞標本の染色に伴う、染色、洗浄や乾燥の工程を要することなく、所要時間、スペース、機材等の大きなコストダウンを提供することができる。さらに、顧客に対し、例えば、スペースや時間の限られた、店頭やデパート等での肌や美容のカウンセリングや化粧品選択において、有用な情報を機会損失なくスピーディに提供することができる。

非染色の角層細胞の剥がれ具合の評価のための拡大イメージ画像を示す図である（図面代用写真）。 非染色の角層細胞の配列の規則性の評価のための拡大イメージ画像を示す図である（図面代用写真）。 ＲＧＢ変換によって得られた、角層細胞の剥がれ具合の評価のための疑似カラー表示画像を示す図である（図面代用写真）。 ＲＧＢ変換によって得られた、角層細胞の配列の規則性の評価のための疑似カラー表示画像を示す図である（図面代用写真）。 疑似カラー表示画像のための、Ｒ値の変換を行う変換図である。 疑似カラー表示画像のための、Ｇ値の変換を行う変換図である。 疑似カラー表示画像のための、Ｂ値の変換を行う変換図である。 疑似カラー表示画像のための、ＲＧＢ値の変換を行う変換表である。

Claims (5)

1. 角層細胞画像の色調整方法であって、あらかじめ角層細胞の染色標本の画像の標本集団と、角層細胞の非染色拡大画像の標本集団とを比較し、ＲＧＢの変換方式を作成し、皮膚の角層細胞の状態を拡大イメージ画像として取り込み、該画像の画素ごとのＲＧＢ値を前記変換方式に従って変換し、変換された各ＲＧＢ値によって疑似カラー表示を行うことを特徴とする、角層細胞の色調整方法。
2. 前記変換方式が、変換式、変換表又は変換図を用いることを特徴とする、請求項１に記載の角層細胞の色調整方法。
3. 前記角層細胞の状態が、角層の剥がれ具合、角層細胞の面積、及び／又は角層細胞の配列の規則性であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の角層細胞の色調整方法。
4. 前記変換方式は以下の変換式であることを特徴とする請求項１または２記載の角層細胞の色調整方法。
   Ｒ＝３Ｅ−０５ｒ ³ −０．００８５ｒ ² −０．４８００ｒ＋２５５
   Ｇ＝３Ｅ−０５ｇ ³ −０．０１２６ｇ ² ＋０．２８７９ｇ＋２５５
   Ｂ＝４Ｅ−０６ｂ ³ −０．００２２ｂ ² ＋０．０７５９ｂ＋２５５
   （但し、ｒ、ｇ、ｂは入力Ｒ，Ｇ、Ｂ値を示す）
5. コンピュータを用いた角層細胞画像の色調整方法であって、
   記憶装置内にあらかじめ角層細胞の染色標本の画像の標本集団データベースを有しており、前記コンピュータの中央処理装置によって、前記標本集団データベースから読み出した染色標本の画像と、イメージ画像として取り込んだ角層細胞の非染色拡大画像の標本集団とを比較して以下のＲＧＢの変換式を作成し、
   Ｒ＝３Ｅ−０５ｒ³−０．００８５ｒ²−０．４８００ｒ＋２５５
   Ｇ＝３Ｅ−０５ｇ³−０．０１２６ｇ²＋０．２８７９ｇ＋２５５
   Ｂ＝４Ｅ−０６ｂ³−０．００２２ｂ²＋０．０７５９ｂ＋２５５
   （但し、ｒ、ｇ、ｂは入力Ｒ，Ｇ、Ｂ値を示す）
   皮膚の角層細胞の状態を拡大イメージ画像として取り込み、当該拡大イメージ画像の画素ごとのＲＧＢ値を前記変換式に従って変換し、前記で得られた変換結果の各ＲＧＢ値に
   よって表示装置に疑似カラー表示を行う、コンピュータを用いた角層細胞の色調整方法。

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