JP4928081B2 - 顕微鏡用撮像装置、記録制御方法、および記録制御プログラム - Google Patents

顕微鏡用撮像装置、記録制御方法、および記録制御プログラム Download PDF

Info

Publication number
JP4928081B2
JP4928081B2 JP2005027784A JP2005027784A JP4928081B2 JP 4928081 B2 JP4928081 B2 JP 4928081B2 JP 2005027784 A JP2005027784 A JP 2005027784A JP 2005027784 A JP2005027784 A JP 2005027784A JP 4928081 B2 JP4928081 B2 JP 4928081B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
change
unit
microscope
image
imaging
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2005027784A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2006215260A (ja
Inventor
浩徳 岸田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Corp filed Critical Olympus Corp
Priority to JP2005027784A priority Critical patent/JP4928081B2/ja
Priority to US11/345,313 priority patent/US7279671B2/en
Publication of JP2006215260A publication Critical patent/JP2006215260A/ja
Priority to US11/896,656 priority patent/US7465908B2/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4928081B2 publication Critical patent/JP4928081B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00Microscopes
    • G02B21/36Microscopes arranged for photographic purposes or projection purposes or digital imaging or video purposes including associated control and data processing arrangements
    • G02B21/365Control or image processing arrangements for digital or video microscopes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Microscoopes, Condenser (AREA)
  • Studio Devices (AREA)

Description

本発明は、観察対象である被検物のタイムラプス撮影を行なう顕微鏡用撮像装置、上記顕微鏡用撮像装置を備えた顕微鏡システム、タイムラプス撮影した画像の記録制御方法、および記録制御プログラムに関し、特に、タイムラプス撮影した画像間の変化量に応じて適切な記録手法を選択するように制御する顕微鏡用撮像装置、記録制御方法、および記録制御プログラムに関するものである。
従来、顕微鏡装置により観察する被検物の観察画像を記録するために、銀塩フィルムを使用したカメラによって被検物を撮影する方法が用いられていたが、最近では電子カメラ(デジタルカメラ)の高性能化にともない、電子カメラによって被検物を撮像する方法が多く用いられている。
また、医療技術や科学技術の分野においては、被検物として生きた細胞を観察するアプリケーションが多く提供されてきており、生きた細胞の時間的な変化を観察するために、動画撮影やタイムラプス撮影等の連続撮影機能を有する顕微鏡用撮像装置(顕微鏡用カメラ)も開発されている。
ところが、動画撮影やタイムラプス撮影等の連続撮影は、撮影した画像データ量が膨大になってしまうという問題点を抱えている。
この問題点を解決するために、撮影した画像データのうち不要な画像データを間引き、必要な画像データだけを使用する撮像装置が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
特開平10−66074号公報
しかしながら、従来のような連続撮影を行なう撮像装置においては、フレームレートを上げることが優先され、連続撮影時の画像データサイズを抑えるために、解像度を落として圧縮率を大きくした一様な連続撮影を行なっている。そのため、観察者が最も所望する、生きた細胞の変化する期間における画像が、十分な解像度や画質を得られないという問題点があった。
また、このとき操作者が現象を見極めるに十分な解像度や画質の画像を得るために再度標本を精製して撮影しなければならないなど、大きな工数損失になってしまうという問題点があった。
また、逆に、解像度を上げて連続撮影を行なった際にも、長い撮影時間中で観察者が所望する標本の変化する現象が短時間である場合は、大半の部分が不必要に高解像度となるため、記録媒体の容量を無駄に消費してしまうという問題点があった。
本発明は、上記従来技術の欠点に鑑みてなされたもので、顕微鏡用撮影装置による動画撮影、タイムラプス撮影等において、被検物である標本の状態変化や検鏡法に応じて画像の撮影条件をコントロールすることによって、経時変化する標本に対して最適な連続撮影を行なうことが可能な顕微鏡用撮像装置、記録制御方法、および記録制御プログラムを提供することを目的とする。
本発明は、上記課題を解決するため、下記のような構成を採用した。
すなわち、本発明の一態様によれば、本発明の顕微鏡用撮像装置は、顕微鏡装置によって観察する被検物を連続的に撮像して観察画像を取得する連続撮影手段と、上記連続撮影手段によって取得した第1の観察画像および上記第1の観察画像より後に取得した第2の観察画像間の変化量を検出し、この変化量と予め設定されたしきい値とを比較する変化量検出手段と、上記変化量検出手段によって検出した上記変化量が上記しきい値よりも小さいときには、互いに隣接する複数画素の画素情報を加算して出力するビニング処理を実行し、上記変化量が上記しきい値以上のときには、上記ビニング処理を実行せずに画素情報を出力するビニング手段とを備えることを特徴とする。
また、本発明の顕微鏡用撮像装置は、記変化量検出手段によって検出した上記変化量が上記しきい値よりも小さいときには、互いに隣接する複数画素のうち所定の画素のみの画素情報に間引いて出力する間引き処理を実行し、上記変化量が上記しきい値以上のときには、上記間引き処理を実行せずに画素情報を出力する間引き手段と、記ビニング手段または前記間引き手段を選択的に実行させる選択手段とを備えることが望ましい
また、本発明の顕微鏡用撮像装置は、上記複数画素が、2次元配列画素であることが望ましい。
また、本発明の顕微鏡用撮像装置は、上記連続撮影手段によって取得した観察画像を圧縮する圧縮手段をさらに備え、上記変化量検出手段によって検出した変化量に基づいて、上記圧縮手段によって圧縮する画素情報の圧縮率を変えることが望ましい。
また、本発明の顕微鏡用撮像装置は、上記変化量検出手段によって検出した変化量に基づいて、上記連続撮影手段によって撮影する撮影間隔を変えることが望ましい。
また、本発明の顕微鏡用撮像装置は、上記被検物に照明光を照射する照明手段をさらに備え、上記照明手段が、上記選択手段によって上記ビニング手段が選択的に実行される際、上記被検物に照射する照明光の光量を減少させることが望ましい。
また、本発明の顕微鏡用撮像装置は、上記変化量検出手段が、上記観察画像の任意の領域における変化量を検出することが望ましい。
また、本発明の顕微鏡用撮像装置は、上記選択手段によって選択的に実行される上記ビニング手段が、予め定められたしきい値より上記変化量が小さい場合に実行することが望ましい。
また、本発明の顕微鏡用撮像装置は、上記選択手段によって選択的に実行される上記圧縮手段が、予め定められたしきい値より上記変化量が小さい場合に実行することが望ましい。
また、本発明の顕微鏡用撮像装置は、上記しきい値が、予め定められた複数のしきい値群から選択されることが望ましい
また、本発明の一態様によれば、本発明の記録制御方法は、観察対象である被検物のタイムラプス撮影を行なう顕微鏡用撮像装置が実行する記録制御方法であって、顕微鏡装置によって観察する被検物を連続的に撮像して観察画像を取得し、上記取得した第1の観察画像および上記第1の観察画像より後に取得した第2の観察画像間の変化量を検出し、上記変化量と予め設定されたしきい値とを比較し、上記第2の観察画像に対して、上記変化量が上記しきい値よりも小さいときには、互いに隣接する複数画素の画素情報を加算して出力するビニング処理を実行し、上記変化量が上記しきい値以上ときには、上記ビニング処理を実行せずに画素情報を出力し、上記出力結果を記録することを特徴とする。
また、本発明の一態様によれば、本発明の記録制御プログラムは、観察対象である被検物のタイムラプス撮影を行なう顕微鏡用撮像装置に実行させるための記録制御プログラムであって、顕微鏡装置によって観察する被検物を連続的に撮像して観察画像を取得する手順と、上記取得した第1の観察画像および上記第1の観察画像より後に取得した第2の観察画像間の変化量を検出する手順と、上記変化量と予め設定されたしきい値とを比較する手順と、上記第2の観察画像に対して、上記変化量が上記しきい値よりも小さいときには、互いに隣接する複数画素の画素情報を加算して出力するビニング処理を実行し、上記変化量が上記しきい値以上ときには、上記ビニング処理を実行せずに画素情報を出力する手順と、上記出力結果を記録する手順とを実行させるためのコンピュータ実行可能な記録制御プログラムである。
本発明によれば、顕微鏡用撮像装置の動画撮影およびタイムラプス撮影等において、標本の変化を検出し、検出結果に応じて観察画像の画素数を変えるため、標本の変化する期間の画像を高解像度で撮像することができる。
また、本発明によれば、顕微鏡用撮像装置の動画撮影およびタイムラプス撮影等において、標本の変化を検出し、検出結果に応じて観察再生の圧縮率を変えるため、標本の変化する期間の画像を高画質で撮像することができる。
また、本発明によれば、顕微鏡用撮像装置の動画撮影およびタイムラプス撮影等において、標本の変化を検出し、検出結果に応じて観察画像のフレーム間引き率を変えるため、標本の変化する期間の画像を高時間分解能で撮像することができる。
また、本発明によれば、間引きあるいはビニング機能を選択できるため、検鏡法や標本の明るさによって連続撮影間隔を大きく変える必要なく、適切な撮影画像を得ることが出来る。
また、本発明によれば、ビニング処理によって標本への照明光量を抑え、標本へのダメージを小さくすることができる。
また、本発明によれば、標本の撮像画像の時間変化量を算出する領域を任意に選択するため、画像視野内に複数の異なる標本が存在する場合でも、着目する標本に対して適切に標本変化を検出することができる。
また、本発明によれば、標本の変化を判断するしきい値を複数有し、それを選択することが可能であるため、様々な検鏡法や撮影環境において、標本の変化を適切に検出することができる。
すなわち、本発明によれば、顕微鏡用撮像装置の動画、タイムラプス撮影等において、被検物である標本の変化を検出し、その検出結果に応じて撮影画像の解像度、圧縮率、撮影間隔や照明光をコントロールするため、観察者の意図に即した適切な連続標本画像を取得することができる。
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について述べる。
(第1の実施の形態)
図1は、本発明にかかる顕微鏡システムを適用した第1の実施の形態の構成を示す図であり、図2は、撮像部102の構成を示す図であり、図3は、信号処理部103の構成を示す図であり、図4は、変化検出部104の構成を示す図である。
図1において、顕微鏡システム100は、例えば透過明視野観察または蛍光観察などの各種検鏡法の状態に切換可能な顕微鏡101と、この顕微鏡101により得られる観察像の撮像を行なう撮像部102と、信号処理部103と、変化検出部104と、画素数変換部105と、コントローラ106と、I/F部107と、パーソナルコンピュータ(PC)108と、表示部109と、入力装置110と、CPU112とを備えている。そして、CPU112は、制御バス111を介して撮像部102、信号処理部103、変化検出部104、画素数変換部105、コントローラ106と接続されている。
図2において、撮像部102は、撮像レンズ201と、撮像素子202と、CDS/AGC回路203と、A/D変換器204と、駆動部(TGV−drv)205とを備えており、一般的なCCDカメラが有しているものである。
まず、顕微鏡101から入射される標本画像は、撮像部102に入る。すると、入射した標本画像は、撮像レンズ201によって撮像素子202に結像される。そして、撮像素子202および制御バス111と接続された駆動部205が、制御バス111を介してCPU112から指示された条件で撮像素子202を駆動するための駆動信号を生成し、撮像素子202に出力する。また、上記駆動部205は、CPU112の指示に応じて撮像素子202の光電変換を全画素、あるいは、隣接縦横2画素ずつ4画素を加算し1画素として読み出すビニンクモードで撮像するための駆動信号を撮像素子202に出力する。撮像素子202は、これらのいずれかの駆動信号に応じて入射光を光電変換する。
光電変換した信号は、相関二重サンプリング(CDS)および利得自動調整(AGC)するCDS/AGC回路203を通り、A/D変換器204によってデジタル信号に変換された後、フレーム周期タイミングを示す周期信号とともに信号処理部103に出力される。
信号処理部103は、図3に示すように、制御バス111を介したCPU112からの設定に応じて入力画像データに対してブラックバランス(BB)補正301およびホワイトバランス(WB)補正302等のカメラの画像調整処理を行ない、画素数変換部105に画像データを出力するとともに変化検出部104に画像データと同期信号を出力する。また、AE評価値部303は、露出時間を算出するのに必要なフレームごとの輝度積算値を算出しCPU112に送信する。
図4に示すように、信号処理部103からの入力される画像データ信号は、変化検出部104に入力される際、2系統に分けられる。片側1系統の画像データ信号は、そのまま差分検出部402に入力され、もう1系統の画像データ信号は、フレーム遅延部401によって1フレーム遅延されたのち、差分検出部402に入力される。
差分検出部402は、入力される現フレームの画像データ信号(信号処理部103からそのまま入力された画像データ信号)と前フレームの画像データ信号(フレーム遅延部401によって1フレーム遅延された画像データ信号)の輝度差分値を画素毎に演算し、入力同期信号を元にその差分値を1フレーム毎に積算した積算値Sをしきい値判別部403に出力する。
しきい値判別部403は、制御バス111を介してCPU112と接続されており、CPU112によって予め設定されたしきい値Thと、積算値Sとの大小を比較し、その比較結果を比較結果信号KとしてCPU112に送信する。例えば、積算値Sがしきい値Th以上であれば(S≧Th)Kの値として1を出力し、積算値Sがしきい値Thより小さければ(S<Th)Kの値として0を出力する。
画素数変換部105は、CPU112からの入力信号に応じて、信号処理部103から入力された画像データに処理を何も施さないスルー画像、もしくは、隣接縦横2画素の4画素中同位置の1画素のみを出力し、総画素数を1/4に減らす間引きのいずれかの処理によって画素数を減らした画像を生成し、コントローラ106に出力する。
コントローラ106は、I/F部107を介してPC108と、制御バス111を介してCPU112と接続しており、データ形式の変換を行ないつつPC108、CPU112間の撮像データ送受信のタイミング調整を行なう。また、コントローラ106は、画素数変換部105と接続されており、画素数変換部105から入力される画像データをI/F部107に送信する。
I/F部107は内部にバッファメモリを有しており、PC108とコントローラ106間のデータ通信のタイミング調整を行なう。
PC108には、表示部109、入力装置110が接続されている。
表示部109は、TFTやCRTなどのモニターであり、PC108からの入力画像信号に応じてモニターに画像を表示する。
入力装置110は、ボタン、キーボード、マウス等、操作者が撮影条件や撮影タイミング等の指示を与えるための入力デバイスであり、PC108に接続されている。
次に、上述のような構成を有する本実施の形態の顕微鏡システム100が実行する動作について説明する。
図5は、顕微鏡システム100が実行する撮影処理の流れを示すフローチャートである。
まず、操作者が顕微鏡システム100の電源を投入すると、ステップS501において、顕微鏡システム100の電源がONされ、PC108が、内蔵記憶装置に保存されているデフォルトの撮像条件で標本画像を取得するための撮像データを、コントローラ106を介してCPU112に送信する。そして、ステップS502において、CPU112は、PC108から受信した撮像データに応じて撮像するための制御パラメータを、制御バス111を通じて各部に送信して設定する。
次に、ステップS503において、ライブ画像表示命令があるまで待機し、操作者が入力装置110からライブ画像表示開始をPC108に通知すると、PC108はCPU112にライブ画像表示の開始を指示する信号を送信する。すると、ステップS504において、ライブ画像表示が開始される。
ライブ画像表示をより具体的に説明すると以下のようになる。
まず、ライブ画像表示開始の信号を受信したCPU112が、駆動部205に撮像開始を指示する。指示を受けた駆動部205は、駆動信号を生成し、撮像素子202に送信する。
撮像素子202は、駆動部205からの入力信号にしたがって、顕微鏡101からの入射光を光電変換し出力する。ここで駆動部205は、CPU112の指示に応じて顕微鏡101の標本画像を撮像素子202の全画素撮像するための駆動信号を撮像素子202に出力する。撮像素子202は、このいずれかの駆動信号に応じて入射光を光電変換する。この後撮像素子202の出力信号は、CDS/AGC回路203を通り、A/D変換器204によってデジタルデータに変換された後、信号処理部103に送信される。信号処理部103において種々の画像処理を行なった画像データは、画素数変換部105と変化検出部104に出力されるが、このとき変化検出部104は動作しない。
画素数変換部105は、処理を施さす入力画像データをそのままコントローラ106に送信する。
コントローラ106は、I/F部107を介してPC108とのタイミング調整を取りながら、入力画像データをPC108に送信する。PC108は、入力画像データをモニター表示用信号に変換した後、表示部109に送信し、表示部109に標本画像が表示される。以上の動作が連続的に繰り返され、標本のライブ画像が表示部109に表示される。
次に、ステップS505において、撮影条件変更命令があるまで待機し、操作者が、入力装置110からホワイトバランス、露出等の撮影条件を変えることをPC108に指示すると、ステップS506において、CPU112はPC108から受信した撮像データを元に各部の制御パラメータを設定変更する。このパラメータ変更に応じてライブ画像表示が変わる。
そして、ステップS507において、入力装置110からPC108に対しての間引き(A)もしくはビニング(B)のいずれかのモードの指定、および、所定時間の動画撮影もしくはタイムラプス連続撮影開始の指示を、操作者から受けると、PC108は、I/F部107を通して撮像データをCPU112に送信する。ステップS508において、CPU112は、読み取った撮像データに応じて、変化検出部104にしきい値Thを送信し、画素数変換部105と駆動部205に間引き(A)およびビニング(B)のいずれかの画像処理を選択する間引き選択信号SELを送信し、各部に設定する。ここでビニング(B)モードが選択されていたとき、駆動部205は、ビニングモードかつ露出時間を間引き(A)の1/4にして撮影するための駆動信号を出力する。
なお、間引き(A)もしくはビニング(B)のいずれかのモードの指定は、1フレームの画像データの輝度値(明るさ)に応じて指定されるように予め設定されていても良い。
次に、ステップS509において、PC108は、CPU112に対して撮影開始を指示する撮像データを送信すると同時に内蔵タイマをスタートさせる。このとき変化検出部104が動作開始する。そして、顕微鏡101からの入射光を撮像素子202によって光電変換した信号は、ライブ画像表示時と同様に処理され、画素数変換部105と変化検出部104に出力される。
変化検出部104は、差分検出部402において前後2フレームの入力画像の差分積算値Sを算出し、しきい値判別部403においてCPU112に設定されたしきい値Thと比較し、S≧Thを満たすときに信号K=“1”、満たさないとき(S<Th)にK=“0”をデジタル信号としてCPU112に送信する。ただし、最初の1フレーム目は、前フレームのデータがないためK=0を出力する。
CPU112は、比較結果Kを毎フレーム取得し、間引き選択信号SEL=B(ビニング)かつ比較結果K=1(変化大)のとき、駆動部205を制御し、次フレームの撮像素子202の駆動信号を変化させゲインを4倍にする。また、間引き選択信号SEL=B(ビニング)かつ比較結果K=0(変化小)のときは、次フレームをビニングモードで撮影するための駆動信号を生成させる。
また、CPU112は、画素数変換部105に制御信号を送信し、変化検出部104においてフレーム間差分の積算値が設定しきい値より小さいと判断し(K=0)、かつ間引き選択信号SEL=Aの場合は間引き処理によって画素数を落とした画像を生成し、それ以外の場合は、何も処理を施さず出力させる。
図6は、上述の結果、間引き選択信号SELと比較結果Kに応じて画素数変換部105から出力されるデータ形式を示している図である。
コントローラ106は、I/F部107を介してPC108とのタイミング調整を取りながら、画像データをPC108に送信する。
ここで、操作者がタイムラプス連続撮影を指示したとき、PC108は、入力画像データを操作者指定の時間間隔で取り込み、所定の静止画フォーマットに変換した後、内部記憶装置に保存する。
以上の撮像からPC108の内部記憶装置への記録までの動作は、連続的に繰り返されて実行される。
そして、ステップS510において、PC108が内蔵タイマによって操作者の指定した撮影時間が経過したのを検出すると、操作者が動画撮影を指示していたとき、ステップS511において、PC108は、入力画像データを所定のフォーマットに変換し、図示しない内部記憶装置に保存した後、一連の動作は停止し、撮影は終了する。
次に本第1の実施の形態の作用、効果について説明する。
図7は、差分検出部402が算出する連続したフレームの輝度差分積算値Sの時間変化を表す図である。
横軸が時間(フレーム)、縦軸が輝度差分値の1フレーム毎の積分値を表している。ここでは、5から8フレーム目までがしきい値Thを超えているので、しきい値判別部403からはK=1が出力され、それ以外のフレームにおいては、K=0が出力される。この場合、5から8までの期間を、画像輝度値の変化が大きく、標本の状態が他期間に比べて大きく変動した期間と判断する。
図8および図9は、間引き選択信号SELとしきい値判別結果Kに応じた出力画像の状態を表に示した図である。
しきい値判別部403の出力結果がK=1、すなわち標本状態の変化が他と比べて大きいと判断した次フレームは、操作者が間引き、あるいはビニングいずれかの処理を選択していても、常に何も処理を施さず画素数を減らさないスルーの画像が出力される。一方、しきい値判別部403の出力結果がK=0、すなわち標本状態の変化が小さいと判断した次フレームは、操作者の選択に応じて、間引き、もしくはビニング処理して画素数を減らした画像が出力される。ここで操作者がビニングモードを選択した場合、隣接画素との加算処理によって1画素あたりの輝度値が間引きモードと比べて大きくなるため、露出時間が短くなり、フレームレートが上がる。
したがって、本第1の実施の形態によれば、動画やタイムラプス等の連続撮影をする際に、標本の状態変化を検出し、変化が小さいと判断した期間は、間引いて画素数を落とした画像を撮像画像とし、変化が大きいと判断した期間は、間引かずに画素数をキープした画像を撮像画像とするため、観察者が注目する標本の変化を確認するに足る十分な解像度を保持した効率的な連続撮影を行なうことができる。また、露出時間の長い蛍光のような暗い標本に対して操作者がビニングモードを選択すれば、照明(励起)光を強くして露出時間を短くすることなく時間分解能を保持できるため、照明光による標本へのダメージを抑えることが出来る。
なお、本第1の実施の形態においては、前後フレームの輝度差分積算値Sが所定しきい値より大きく、かつ操作者がビニングモードを選択しているとき、撮像素子202のゲインが通常の4倍となるように設定したが、ゲインを変えずに画像取得することも可能である。この場合、露出時間が長くなるが、ノイズ成分の少ない画像を取得することが出来る。
(第2の実施の形態)
次に、本発明を適用した第2の実施の形態について述べる。
本第2の実施の形態の特徴は、標本の変化状態に応じて顕微鏡101の照明光を調節することにある。
図10は、本発明にかかる顕微鏡システムを適用した第2の実施の形態の構成を示す図である。
図10において、顕微鏡システム100Aは、例えば透過明視野観察または蛍光観察などの各種検鏡法の状態に切換可能な顕微鏡101と、この顕微鏡101により得られる観察像の撮像を行なう撮像部102と、信号処理部103と、変化検出部104と、画素数変換部105と、コントローラ106と、I/F部107と、パーソナルコンピュータ(PC)108と、表示部109と、入力装置110と、CPU112と、照明制御部1001とを備えているが、照明制御部1001をさらに備えていること以外は第1の実施の形態と同様であるため、説明を省略する。
照明制御部1001は、顕微鏡101のNDフィルタ等の調光手段に接続しており、それらを駆動して、標本に照射する照明光量をコントロールする機能を有するものである。そして、照明制御部1001は、制御バス111を介してCPU112にも接続されており、CPU112からの指示に応じて照明光量を制御する。
次に、本第2の実施の形態の動作について説明する。
本第2の実施の形態における撮影処理の流れは、図5を用いて説明した第1の実施の形態における撮影処理と同様であるので、図5のフローチャートを用いて説明する。
まず、操作者が顕微鏡システム100Aの電源を投入すると、顕微鏡システム100の電源がONされ(S501)、撮影条件を変更、調整(S506)するまでの動作は第1の実施の形態と同様であるため説明を省略する。
操作者が入力装置110からPC108に動画もしくはタイムラプスによる連続撮影の指示を与え、PC108がその指示を受けると(S507)と、PC108から撮像データを受信したCPU112は、変化検出部104にしきい値Thを、駆動部205にビニングモードを指示する信号を送信して設定する(S508)。
次に、PC108は、CPU112に対して撮影開始を指示する撮像データを送信すると同時に内蔵タイマをスタートさせる(S509)。CPU112は、PC108が指示した撮像条件にしたがって撮像するための制御パラメータを撮像部102に送信する。このときCPU112は、照明制御部1001に制御信号を送信し、照明光量を撮影前の1/4に下げる。
このとき撮像素子202は、駆動部205が生成した駆動信号にしたがって、顕微鏡101からの入射光を光電変換し出力する。この出力信号は第1の実施の形態と同様な経路を通って処理され、デジタル信号として画素数変換部105と変化検出部104に出力される。
変化検出部104は、第1の実施の形態と同様に連続2フレームの画像データに対する差分積算値Sを算出し、しきい値Thと比較した比較結果信号KをCPU112に送信する。
ここでCPU112は、図11に示すように比較結果信号K=0(変化小)の次フレームは2×2ビニング、比較結果K=1(変化大)の次フレームは通常の全画素撮像で撮像素子201を駆動するための制御信号を駆動部205に送信する。駆動部205はCPU112からの制御信号に応じて駆動信号を生成し、撮像素子201に出力する。また、CPU112は、K=0(変化小)の次フレームに、照明制御部1001に制御信号を送信し、照明光量をスルー画像取得時の1/4にする。
画素数変換部105は、何も処理を施さず入力画像データをそのまま出力する。
この後、コントローラ106への入力画像がI/F部107を通りPC108に至る画像データフローと、PC108が内蔵タイマによって撮影完了を検知し、撮影動作を完了するまでの動作は第1の実施の形態と同様であるため省略する。
次に本第2の実施の形態の作用、効果について述べる。
本第2の実施の形態は、図11に示すように、連続撮影画像についてフレーム間差分の大きい(K=1)期間は、標本の状態に大きな変化があったことを検出して、間引き処理をしないスルー画像を取得し、フレーム間差分値の小さい(K=0)期間は、標本の状態変化が少ないことを検出してビニング処理をした画像を取得すると同時に標本に当てる照明光量を弱める。撮影中、ゲインは常に一定である。
したがって、動画、タイムラプス等の撮影において、画質を大きく劣化させることなく標本の変化が大きい期間の撮影画像を高解像度化すると同時に、変化の小さい着目外の期間の照明光強度を抑えるため、照明光の標本に与えるダメージを最小限に抑えつつ、より微細な標本の時間変化を確認することが出来る。
(第3の実施の形態)
次に、本発明を適用した第3の実施の形態について述べる。
本第3の実施の形態の特徴は、撮影画像中の標本変化を検出する領域を可変とし、その領域を操作者が指定することにあり、第1の実施の形態における変化検出部104の代わりに変化検出部104Aが備えられている。
図12は、本発明を適用した第3の実施の形態の変化検出部104Aの構成を示す図である。
図12において、変化検出部104Aは、アドレス比較部1201を備えていることが第1の実施の形態と異なっている。
アドレス比較部1201は、信号処理部103、フレーム遅延部401、差分検出部402、そして制御バス111を介してCPU112と接続されている。
そして、アドレス比較部1201には、信号処理部103から画像データと同期信号が入力され、フレーム遅延部401からは1フレーム遅延された画像データが入力され、CPU112から撮影画像の所定領域を示すアドレス情報が入力される。また、アドレス比較部1201は、信号処理部103から入力される同期信号を元に、入力画像データが撮像画面内のどの位置のデータであるかを示すアドレスを生成する。そして、そのアドレスをCPU112から設定されたアドレス情報と比較し、比較結果に応じて差分検出部402への出力画像の形態を変更する。
次に、本第3の実施の形態の動作について述べる。
本第3の実施の形態における撮影処理の流れは、図5を用いて説明した第1の実施の形態における撮影処理と同様であるので、図5のフローチャートを用いて説明する。
操作者が顕微鏡システム100の電源を投入することにより顕微鏡システム100の電源がONされるステップ(S501)から、標本のライブ画像が表示部109に表示されるステップ(S504)までの手順は、第1の実施の形態と同様であるため説明は省略する。
繰作者がライブ画像表示を見ながら撮像設定を変えて調整すると同時に、画像中で注目する領域を入力装置から指定すると、PC108は、操作者の指定した領域を表示部109に表示する。同時に、この領域が画面上縦横どの位置に存在するかを示すアドレス情報をCPU112に送信する。
図13は、表示部109における表示画像を模式的に表したものである。
図13は、ライブ画像表示画面1301に標本1303および標本1304が存在するとき、操作者がマウス等の入力装置によって標本1304周辺の指定領域1302を指定した状態を表している。
このとき、CPU112はアドレス情報をアドレス比較部1201に送信するが、アドレス比較部1201は、この入力アドレス情報に関わらず、連続2フレームの入力画像データに処理を施さずスルー出力する。
操作者が、ライブ画像表示を参照しつつ撮像状態を変更し(S505、S506)、所望の画像に調整した後、連続撮影開始を指示(S507)してから実際に撮影開始する(S509)までの動作は、第1の実施の形態と同様である。
CPU112からの制御パラメータの設定に応じて撮像部102によって得られた標本画像データは、信号処理部103で種々の画像処理がなされ、変化検出部104Aと画素数変換部105に出力される。
変化検出部104A内のアドレス比較部1201は、信号処理部103から入力される画像の位置アドレスとCPU112から設定されたアドレス情報を比較し、一致したときは、差分検出部402に2フレーム連続の入力画像データをスルー出力し、一致しなかった場合は、差分検出部402に輝度値“0”のデータを出力する。
差分検出部402は、連続2フレームの入力画像データに対して、上述の第1の実施の形態と同様に輝度差分値のフレーム積算値Sを算出し、しきい値判別部403に出力する。しきい値判別部403が、設定しきい値Thと積算値Sの比較結果KをCPU112に送信し、この比較結果信号Kと、CPU112から指定された間引き選択信号SELに応じた画像データをコントローラ106に出力し、I/F部107を介して、PC108に動画、もしくはタイムラプス静止画として保存し、撮影終了(S511)するまでの手順は、第1の実施の形態と同様である。
次に本第3の実施の形態の作用、効果について述べる。
撮影画面内に観察対象となる部位が複数存在するとき、例えば、図13に示すように2つの標本1303および標本1304が存在する場合、観察者が一方の標本1304の状態変化に着目し、その標本を含む領域1302を指定すると、標本の変化を検出する変化検出部104は、着目する標本1304を含む領域1302の輝度値のみで連続2フレームの輝度差分積算値を算出する。したがって、着目外の標本1303が変化してもその変化を検出することはなく、注目する標本1304の変化した期間のみを検出するため、標本1304の変化期間をより正確に検出して高解像度した連続撮影画像を取得することができる。
(第4の実施の形態)
次に、本発明を適用した第4の実施の形態について述べる。
本第4の実施の形態の特徴は、標本の変化状態に応じて連続撮影画像の圧縮率を変えることにある。
図14は、本発明にかかる顕微鏡システムを適用した第4の実施の形態の構成を示す図である。
図14において、顕微鏡システム100Bは、例えば透過明視野観察または蛍光観察などの各種検鏡法の状態に切換可能な顕微鏡101と、この顕微鏡101により得られる観察像の撮像を行なう撮像部102と、信号処理部103と、変化検出部104と、圧縮部1401と、コントローラ106と、I/F部107と、パーソナルコンピュータ(PC)108と、表示部109と、入力装置110と、CPU112とを備えているが、画素数変換部105の代わりに圧縮部1401を備えていること以外は第1の実施の形態と同様であるため、説明を省略する。
圧縮部1401は、信号処理部103、変化検出部104、コントローラ106および制御バス111と接続されており、信号処理部103から画像データが入力され、変化検出部104から上述の比較結果信号Kが入力される。また、コントローラ106に対して画像データを出力する。そして、圧縮部1401は、変化検出部104からの比較結果信号Kに応じた圧縮率(A:圧縮率大、B:圧縮率小)によって信号処理部103からの入力画像データを圧縮した画像、もしくは何も処理を施さないスルー画像をコントローラ106に送信する。
次に、本第4の実施の形態の動作について述べる。
本第4の実施の形態における撮影処理の流れは、図5を用いて説明した第1の実施の形態における撮影処理と同様であるので、図5のフローチャートを用いて説明する。
操作者が顕微鏡システム100Bの電源を投入することにより顕微鏡システム100Bの電源がONされるステップ(S501)から、ライブ画像開始が指示されるステップ(S503)、表示部109にライブ画像が表示されるステップ(S504)、操作者の指示により撮影画像が調整されるステップ(S506)までの手順は、第1の実施の形態と同様であるため説明を省略する。ただし、このとき変化検出部104は動作せず、圧縮部1401は、信号処理部103から入力される画像データに何も処理せずにコントローラ106に出力する。
ここで操作者が、所定時間の連続撮影開始を指示する(S507)と、初めにPC108が、制御データをI/F部107を通してCPU112に送信する。CPU112は、受信した撮像データに応じて変化検出部104にしきい値Thを設定する(S508)と同時に、圧縮部1401に高圧縮率Aを指定する信号を送信して設定する。
次に、PC108は、CPU112に対して撮影開始を指示する制御データを送信すると同時に内蔵タイマをスタートさせる(S509)。このとき変化検出部104が動作開始する。顕微鏡101からの入射光を撮像素子202によって光電変換した信号は、ライブ画像表示時と同様に処理され、圧縮部1401と変化検出部104に出力される。
変化検出部104は、第1の実施の形態と同様に、差分検出部402において前後2フレームの入力画像の差分積算値Sを算出し、しきい値判別部403においてしきい値Thと比較し、S≧Thを満たすときに信号K=“1”、満たさないときにK=“0”をデジタル信号として圧縮部1401とCPU112に送信する。ただし、最初の1フレーム目は、前フレームのデータがないためK=0を出力する。
圧縮部1401は、変化検出部104の出力信号Kに応じて、図15に示す圧縮率で画像を圧縮して、コントローラ106に出力する。すなわち、変化検出部104においてフレーム間差分の積算値が設定しきい値より大きいと判断したとき(K=1)は、小さい圧縮率Bで画像を圧縮し、一方、フレーム間差分の積算値が設定しきい値より小さいと判断したとき(K=0)は、大きい圧縮率Aで画像を圧縮した画像データを生成し、コントローラ106に出力する。
この後、コントローラ106に送信された画像データが、I/F部107を介してPC108に連続的に送信され、PC108の内蔵タイマが所定の撮影時間が経過したのを検出し、PC108において所定のファイル形式に保存され一連の撮像動作が終わる(S511)までの動作は、第1の実施の形態と同様であるため省略する。
次に、本第4の実施の形態の作用、効果について述べる。
本第4の実施の形態において、変化検出部104においてフレーム間差分の積算値が設定しきい値より大きいと判断したとき(K=1)は、標本の状態変化が大きいことを検出して小さい圧縮率Bで画像を圧縮した画像データを生成し、一方、フレーム間差分の積算値が設定しきい値より小さいと判断したとき(K=0)は、標本の状態変化が小さいことを検出して大きい圧縮率Aで画像を圧縮した画像データを生成するため、観察者が注目する標本の変化する期間において低圧縮で高画質の画像を得ることが出来る。
(第5の実施の形態)
次に、本発明を適用した第5の実施の形態について述べる。
本第5の実施の形態の特徴は、標本の変化状態に応じて連続撮影画像のフレーム間引き率を変えることにある。
図16は、本発明にかかる顕微鏡システムを適用した第5の実施の形態の構成を示す図である。
図16において、顕微鏡システム100Cは、例えば透過明視野観察または蛍光観察などの各種検鏡法の状態に切換可能な顕微鏡101と、この顕微鏡101により得られる観察像の撮像を行なう撮像部102と、信号処理部103と、変化検出部104と、フレーム間引き部1601と、コントローラ106と、I/F部107と、パーソナルコンピュータ(PC)108と、表示部109と、入力装置110と、CPU112とを備えているが、画素数変換部105の代わりにフレーム間引き部1601を備えていること以外は第1の実施の形態と同様であるため、説明を省略する。
フレーム間引き部1601は、信号処理部103、変化検出部104、コントローラ106および制御バス111と接続されており、信号処理部103から画像データと同期信号が入力され、変化検出部104から上述の比較結果信号Kが入力される。また、コントローラ106に対して画像データを出力する。そして、フレーム間引き部1601は、内部に図示しないカウンタを有しており、入力同期信号からフレーム数をカウントする。フレーム間引き部1601は、そのフレームカウンタ値を元にフレーム変化検出部104からの比較結果信号KをNフレーム周期で読み取り、図17に示すように信号処理部103からの入力画像をNフレーム周期で間引く(A)か、もしくは間引かない(B)のいずれかの状態に処理しコントローラ106に出力する。
次に、本第5の実施の形態の動作について述べる。
本第5の実施の形態における撮影処理の流れは、図5を用いて説明した第1の実施の形態における撮影処理と同様であるので、図5のフローチャートを用いて説明する。
操作者が顕微鏡システム100Cの電源を投入することにより顕微鏡システム100Cの電源がONされるステップ(S501)から、プレビュー表示開始が指示されるステップ(S503)、表示部109にプレビュー画像が表示されるステップ(S504)、操作者の指示により撮影画像が調整されるステップ(S506)までの手順は、第1の実施の形態と同様であるため説明を省略する。ただし、このとき変化検出部104は動作せず、フレーム間引き部1601は、信号処理部103から入力される画像データを間引きなし(B)で連続的にコントローラ106に出力する。
ここで操作者が、所定時間の動画もしくはタイムラプス連続撮影開始を指示する(S507)と、初めにPC108が、撮像データをCPU112に送信する。CPU112は、受信した撮像データに応じて変化検出部104にしきい値Thを設定する(S508)と同時に、フレーム間引き部1601に画像データのNフレーム周期間引き(A)を指示する信号を送信する。
次に、PC108は、CPU112に対して撮影開始を指示する撮像データを送信すると同時に内蔵タイマをスタートさせる(S509)。このとき変化検出部104が動作開始する。顕微鏡101からの入射光を撮像素子202によって光電変換した信号は、ライブ画像表示時と同様に処理され、フレーム間引き部1601と変化検出部104に出力される。
変化検出部104は、第1の実施の形態と同様に、差分検出部402において前後2フレームの入力画像の差分積算値Sを算出し、しきい値判別部403においてしきい値Thと比較し、S≧Thを満たすときに信号K=“1”、満たさないときにK=“0”をデジタル信号としてフレーム間引き部1601とCPU112に送信する。ただし、最初の1フレーム目は、前フレームのデータがないためK=0を出力する。
フレーム間引き部1601は、変化検出部104の出力信号Kに応じて、図17に示す条件で画像をフレーム間引きして、コントローラ106に出力する。すなわち、変化検出部104においてフレーム間差分の積算値が設定しきい値より大きいと判断したとき(K=1)は、間引きなし(B)で連続的に画像を送信し、一方、フレーム間差分の積算値が設定しきい値より小さいと判断したとき(K=0)は、Nフレーム周期で間引いた(B)画像を、コントローラ106に出力する。
この後、コントローラ106に送信された画像データが、I/F部107を介してPC108に連続的に送信され、PC108の内蔵タイマが設定された撮影時間が経過したのを検出し、PC108において所定の動画ファイル形式で保存され一連の撮像動作が終わる(S511)までの動作は、第1の実施の形態と同様であるため省略する。
次に、本第5の実施の形態の作用、効果について述べる。
図18は、本発明を適用した第5の実施の形態の変化検出部における輝度差分積算値と間引き処理の時間変化を示す図である。
図18においては、本第5の実施の形態の変化検出部104における差分積算値S、しきい値Thと、フレーム間引き部1601における間引き処理について示したものである。ここでは、フレーム間引き周期Nは5フレームであり、図18中の太線の部分は画像が出力されるフレームである。
図18中の0、5、15フレーム目においては、S<Th(K=0)であるため標本の変化が小さいことを検出し、その後の1〜4、6〜9、16〜19フレーム目までは間引かれる。一方、10フレーム目は、S≧Th(K=1)であるため、標本の変化が大きいことを検出し、その後の11〜14フレームは間引かずに連続で出力する。
したがって本第5の実施の形態によれば、顕微鏡標本の連続撮像において、観察者があまり必要としない標本の状態が変化しない期間には間引いて撮影画像を取得し、観察者が注目する標本の状態が変化する期間には間引かない連続撮影画像を取得するため、標本の状態変化をより短い時間間隔で観察しつつ、無駄の少ない効率的な撮影を行なうことが出来る。
(第6の実施の形態)
次に、本発明を適用した第6の実施の形態について述べる。
本第6の実施の形態の特徴は、標本の変化を検出するしきい値を複数持ち、それを選択することにある。
図19は、本発明を適用した第6の実施の形態の変化検出部104Bの構成を示す図である。
図19において、変化検出部104Bは、しきい値選択部1901を備えていることが第1の実施の形態と異なっている。
しきい値選択部1901は、制御バス111を介してしきい値判別部403とCPU112と接続されている。
そして、しきい値選択部1901は、複数のしきい値(Th1,Th2,...,ThN)を格納する図示しないレジスタを内蔵しており、それぞれのしきい値は制御バス111を通してCPU112から設定変更する。また、それぞれのレジスタの出力先にはセレクタが接続されており、CPU112からのしきい値選択信号SELSによって選択されたしきい値(Th1,Th2,...,ThNの何れか)が、しきい値判別部403に出力されて設定される。
次に、本第6の実施の形態の動作について述べる。
本第6の実施の形態における撮影処理の流れは、図5を用いて説明した第1の実施の形態における撮影処理と同様であるので、図5のフローチャートを用いて説明する。
操作者が顕微鏡システム100の電源を投入することにより顕微鏡システム100の電源がONされるステップ(S501)から、プレビュー表示開始の指示(S503)により、表示部109にプレビュー画像が表示されるステップ(S504)、操作者の指示により撮像画像が調整されるステップ(S506)までの手順は、第1の実施の形態と同様であるため説明を省略する。ただし、このとき変化検出部104は動作しない。
ここで操作者が、所定時間の連続撮影開始を指示する(S507)と、初めにPC108が、撮像データをCPU112に送信する。CPU112は、受信した撮像データに応じてしきい値選択部1901の内部レジスタに複数のしきい値(Th1,Th2,...,ThN)を設定する。次にPC108は、しきい値選択部1901に設定した複数のしきい値(Th1,Th2,...,ThN)を表示部109に表示する。ここで操作者が、表示されたしきい値のいずれかを入力装置110から選択すると、PC108を介してCPU112がしきい値選択信号SELSを送信し、操作者が選択されたしきい値(仮にThaとする)をしきい値判別部403に出力すると、しきい値設定が終了する(S508)。同時に画素数変換部105と駆動部205に、操作者による間引き(A)もしくはビニング(B)を選択する信号SELが送信される。
PC108が、CPU112に対して撮影開始を指示する撮像データを送信すると同時に内蔵タイマをスタートさせ(S509)てから、撮影終了(S511)までの動作は、第1の実施の形態と同様であるため説明を省略する。
次に、本第6の実施の形態の作用、効果について述べる。
図20は、明視野観察時、変化検出部104Bにおいて算出される差分積算値を模式的に表したものである。
一般的に明視野観察は標本が明るく、撮像素子のゲインを上げなくとも十分短い露出時間を得られるため、連続撮影画像にもノイズが少ない。したがって、低めのしきい値(Th1)を設定した場合においても、ノイズ成分を誤って標本変化イベントとして検出せずに、標本の小さい変化も漏れなく検出することができる。
図21は、蛍光観察時、変化検出部104Bにおいて算出される差分積算値を模式的に表したものである。
一般的に蛍光観察は標本が暗く、退色を抑制するため励起光を弱くし、撮像素子のゲインを上げるためノイズ成分が多い。したがって、しきい値を低く(Th1)設定するとノイズ成分を誤って標本変化イベントとして検出してしまう可能性が高い。ここで操作者が高めのしきい値(Th2)を設定すれば、ノイズ成分による誤検出を抑えることができる。
したがって本第6実施の形態によれば、検鏡法や観察環境に応じて標本の変化を検出するしきい値を複数レベルの中から選択するため、検鏡法に応じて最適な連続撮影画像を得ることができる。
以上、本発明を適用した第1乃至第6の実施の形態を説明してきたが、第1乃至第3および第6の実施の形態におけるビニングモードは、隣接縦横2×2画素の4画素加算に限るものではなく、4×4画素の16画素加算、8×8画素の64画素加算等、他の形態のビニング撮像に対しても変形可能である。このときの露出時間は、ビニング撮像しないときと比べて1/16、1/64とさらに短くなるため、蛍光観察で、かつ非常に暗い標本を観察する際にも、変化を固定するに十分短い時間分解能を確保した連続撮影画像を取得することが可能となる。
また、第3の実施の形態において操作者が指定する領域は、矩形領域に限られるものでなく様々な形状に対して適用可能である。さらに、操作者が指定する領域の数は1つに限られるものではく、複数指定に変形可能である。このとき、複雑な形状の標本の変化を、より正確に検出することができる。
また、第4の実施の形態における圧縮率や、第5の実施の形態における撮影間隔は、2種類に限定されるものでなく、第6の実施の形態の複数のしきい値に対してそれぞれ圧縮率や撮影間隔を設定することによって、3種類以上もたせるように変形することも可能である。その場合は、種々の撮影環境に対してより適切な連続撮影画像を取得することが出来る。
また、本発明は、上記第1乃至第6の実施の形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で随時変形して実施できる。
また、本発明が適用される顕微鏡システムは、その機能が実行されるのであれば、上述の各実施の形態等に限定されることなく、単体の装置であっても、複数の装置からなるシステムあるいは統合装置であってもよいことは言うまでもない。
すなわち、本発明は、以上に述べた各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の構成または形状を取ることができる。
ここで、上述した実施の形態の特徴を列挙すると、以下の通りである。
(付記1)
顕微鏡装置によって観察する被検物を連続的に撮像して観察画像を取得する連続撮影手段と、
前記連続撮影手段によって取得した第1の観察画像および前記第1の観察画像より後に取得した第2の観察画像間の変化量を検出する変化量検出手段と、
前記変化量検出手段によって検出した変化量に基づいて、互いに隣接する複数画素の画素情報を加算して出力するビニング手段と、
を備えることを特徴とする顕微鏡用撮像装置。
(付記2)
顕微鏡装置によって観察する被検物を連続的に撮像して観察画像を取得する連続撮影手段と、
前記連続撮影手段によって取得した第1の観察画像および前記第1の観察画像より後に取得した第2の観察画像間の変化量を検出する変化量検出手段と、
前記変化量検出手段によって検出した変化量に基づいて、互いに隣接する複数画素の画素情報を加算して出力するビニング手段と、
前記変化量検出手段によって検出した変化量に基づいて、互いに隣接する複数画素のうち所定の画素のみの画素情報に間引いて出力する間引き手段と、
所定の値に基づいて、前記第2の観察画像に対して前記ビニング手段または前記間引き手段を選択的に実行させる選択手段と、
を備えることを特徴とする顕微鏡用撮像装置。
(付記3)
前記複数画素は、2次元配列画素であることを特徴とする付記1または2に記載の顕微鏡用撮像装置。
(付記4)
前記連続撮影手段によって取得した観察画像を圧縮する圧縮手段をさらに備え、
前記変化量検出手段によって検出した変化量に基づいて、前記圧縮手段によって圧縮する画素情報の圧縮率を変えることを特徴とする付記1乃至3の何れか1項に記載の顕微鏡用撮像装置。
(付記5)
前記変化量検出手段によって検出した変化量に基づいて、前記連続撮影手段によって撮影する撮影間隔を変えることを特徴とする付記1乃至4の何れか1項に記載の顕微鏡用撮像装置。
(付記6)
前記被検物に照明光を照射する照明手段をさらに備え、
前記照明手段は、前記選択手段によって前記ビニング手段が選択的に実行される際、前記被検物に照射する照明光の光量を減少させることを特徴とする付記1乃至5の何れか1項に記載の顕微鏡用撮像装置。
(付記7)
前記変化量検出手段は、前記観察画像の任意の領域における変化量を検出することを特徴とする付記1乃至6の何れか1項に記載の顕微鏡用撮像装置。
(付記8)
前記選択手段によって選択的に実行される前記ビニング手段は、予め定められたしきい値より前記変化量が小さい場合に実行することを特徴とする付記1乃至7の何れか1項に記載の顕微鏡用撮像装置。
(付記9)
前記選択手段によって選択的に実行される前記圧縮手段は、予め定められたしきい値より前記変化量が小さい場合に実行することを特徴とする付記1乃至7の何れか1項に記載の顕微鏡用撮像装置。
(付記10)
前記しきい値は、予め定められた複数のしきい値群から選択されることを特徴とする付記8または9に記載の顕微鏡用撮像装置。
(付記11)
被検物を観察する顕微鏡装置と、
前記顕微鏡装置によって観察する前記被検物を連続的に撮像して観察画像を取得する連続撮影手段と、
前記連続撮影手段によって取得した第1の観察画像および前記第1の観察画像より後に取得した第2の観察画像間の変化量を検出する変化量検出手段と、
前記変化量検出手段によって検出した変化量に基づいて、互いに隣接する複数画素の画素情報を加算して出力するビニング手段と、
前記変化量検出手段によって検出した変化量に基づいて、互いに隣接する複数画素のうち所定の画素のみの画素情報に間引いて出力する間引き手段と、
所定の値に基づいて、前記第2の観察画像に対して前記ビニング手段または前記間引き手段を選択的に実行させる選択手段と、
を備えることを特徴とする顕微鏡システム。
(付記12)
観察対象である被検物のタイムラプス撮影を行なう顕微鏡用撮像装置が実行する記録制御方法であって、
顕微鏡装置によって観察する被検物を連続的に撮像して観察画像を取得し、
前記取得した第1の観察画像および前記第1の観察画像より後に取得した第2の観察画像間の変化量を検出し、
前記第2の観察画像に対して、前記検出した変化量に基づいて互いに隣接する複数画素の画素情報を加算して出力するか、または、前記第2の観察画像に対して、前記検出した変化量に基づいて互いに隣接する複数画素のうち所定の画素のみの画素情報に間引いて出力するかを、所定の値に基づいて選択的に実行し、
前記出力結果を記録することを特徴とする記録制御方法。
(付記13)
観察対象である被検物のタイムラプス撮影を行なう顕微鏡用撮像装置に実行させるための記録制御プログラムであって、
顕微鏡装置によって観察する被検物を連続的に撮像して観察画像を取得する手順と、
前記取得した第1の観察画像および前記第1の観察画像より後に取得した第2の観察画像間の変化量を検出する手順と、
前記第2の観察画像に対して、前記検出した変化量に基づいて互いに隣接する複数画素の画素情報を加算して出力するか、または、前記第2の観察画像に対して、前記検出した変化量に基づいて互いに隣接する複数画素のうち所定の画素のみの画素情報に間引いて出力するかを、所定の値に基づいて選択的に実行する手順と、
前記出力結果を記録する手順と、
を実行させるためのコンピュータ実行可能な記録制御プログラム。
本発明にかかる顕微鏡システムを適用した第1の実施の形態の構成を示す図である。 撮像部102の構成を示す図である。 信号処理部103の構成を示す図である。 変化検出部104の構成を示す図である。 顕微鏡システム100が実行する撮影処理の流れを示すフローチャートである。 間引き選択信号SELと比較結果Kに応じて画素数変換部105から出力されるデータ形式を示している図である。 差分検出部402が算出する連続したフレームの輝度差分積算値Sの時間変化を表す図である。 間引き選択信号SELとしきい値判別結果Kに応じた出力画像の状態を表に示した図(その1)である。 間引き選択信号SELとしきい値判別結果Kに応じた出力画像の状態を表に示した図(その2)である。 本発明にかかる顕微鏡システムを適用した第2の実施の形態の構成を示す図である。 本発明を適用した第2の実施の形態のビニング処理と照明制御の関係を表に表した図である。 本発明を適用した第3の実施の形態の変化検出部104Aの構成を示す図である。 表示部109における表示画像を模式的に表したものである。 本発明にかかる顕微鏡システムを適用した第4の実施の形態の構成を示す図である。 本発明を適用した第4の実施の形態のしきい値判別結果に対する画像圧縮率を表に示した図である。 本発明にかかる顕微鏡システムを適用した第5の実施の形態の構成を示す図である。 本発明を適用した第5の実施の形態のフレーム間引き率を表に示した図である。 本発明を適用した第5の実施の形態の変化検出部における輝度差分積算値と間引き処理の時間変化を示す図である。 本発明を適用した第6の実施の形態の変化検出部104Bの構成を示す図である。 本発明を適用した第6の実施の形態における明視野観察時の輝度差分積算値の時間変化を表す図である。 本発明を適用した第6の実施の形態における蛍光観察時の輝度差分積算値の時間変化を表す図である。
符号の説明
100 顕微鏡システム
100A 顕微鏡システム
100B 顕微鏡システム
100C 顕微鏡システム
101 顕微鏡
102 撮像部
103 信号処理部
104 変化検出部
104A 変化検出部
104B 変化検出部
105 画素数変換部
106 コントローラ
107 I/F部
108 PC
109 表示部
110 入力装置
111 制御バス
112 CPU
201 撮像レンズ
202 撮像素子
203 CDS/AGC回路
204 A/D変換器
205 駆動部
301 ブラックバランス補正部
302 ホワイトバランス補正部
303 AE評価値部
401 フレーム遅延部
402 差分検出部
403 しきい値判別部
1001 照明制御部
1201 アドレス比較部
1301 表示画面
1302 指定領域
1303 標本
1304 標本
1401 圧縮部
1901 しきい値選択部

Claims (8)

  1. 顕微鏡装置によって観察する被検物を連続的に撮像して観察画像を取得する連続撮影手段と、
    前記連続撮影手段によって取得した第1の観察画像および前記第1の観察画像より後に取得した第2の観察画像間の変化量を検出し、前記変化量と予め設定されたしきい値とを比較する変化量検出手段と、
    前記変化量検出手段によって検出した前記変化量が前記しきい値よりも小さいときには、互いに隣接する複数画素の画素情報を加算して出力するビニング処理を実行し、前記変化量が前記しきい値以上のときには、前記ビニング処理を実行せずに画素情報を出力するビニング手段と、
    を備えることを特徴とする顕微鏡用撮像装置。
  2. 記変化量検出手段によって検出した前記変化量が前記しきい値よりも小さいときには、互いに隣接する複数画素のうち所定の画素のみの画素情報に間引いて出力する間引き処理を実行し、前記変化量が前記しきい値以上のときには、前記間引き処理を実行せずに画素情報を出力する間引き手段と、
    記ビニング手段または前記間引き手段を選択的に実行させる選択手段と、
    を備えることを特徴とする請求項1に記載の顕微鏡用撮像装置。
  3. 前記被検物に照明光を照射する照明手段をさらに備え、
    前記照明手段は、前記選択手段によって前記ビニング手段が選択的に実行される際、前記被検物に照射する照明光の光量を減少させることを特徴とする請求項2に記載の顕微鏡用撮像装置。
  4. 前記連続撮影手段によって取得した観察画像を圧縮する圧縮手段をさらに備え、
    前記変化量検出手段によって検出した変化量に基づいて、前記圧縮手段によって圧縮する画素情報の圧縮率を変えることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の顕微鏡用撮像装置。
  5. 前記変化量検出手段によって検出した変化量に基づいて、前記連続撮影手段によって撮影する撮影間隔を変えることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の顕微鏡用撮像装置。
  6. 前記しきい値は、予め定められた複数のしきい値群から選択されることを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載の顕微鏡用撮像装置。
  7. 観察対象である被検物のタイムラプス撮影を行なう顕微鏡用撮像装置が実行する記録制御方法であって、
    顕微鏡装置によって観察する被検物を連続的に撮像して観察画像を取得し、
    前記取得した第1の観察画像および前記第1の観察画像より後に取得した第2の観察画像間の変化量を検出し、
    前記変化量と予め設定されたしきい値とを比較し、
    前記第2の観察画像に対して、前記変化量が前記しきい値よりも小さいときには、互いに隣接する複数画素の画素情報を加算して出力するビニング処理を実行し、前記変化量が前記しきい値以上ときには、前記ビニング処理を実行せずに画素情報を出力し、
    前記出力結果を記録することを特徴とする記録制御方法。
  8. 観察対象である被検物のタイムラプス撮影を行なう顕微鏡用撮像装置に実行させるための記録制御プログラムであって、
    顕微鏡装置によって観察する被検物を連続的に撮像して観察画像を取得する手順と、
    前記取得した第1の観察画像および前記第1の観察画像より後に取得した第2の観察画像間の変化量を検出する手順と、
    前記変化量と予め設定されたしきい値とを比較する手順と、
    前記第2の観察画像に対して、前記変化量が前記しきい値よりも小さいときには、互いに隣接する複数画素の画素情報を加算して出力するビニング処理を実行し、前記変化量が前記しきい値以上ときには、前記ビニング処理を実行せずに画素情報を出力する手順と、
    前記出力結果を記録する手順と、
    を実行させるためのコンピュータ実行可能な記録制御プログラム。
JP2005027784A 2005-02-03 2005-02-03 顕微鏡用撮像装置、記録制御方法、および記録制御プログラム Expired - Fee Related JP4928081B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005027784A JP4928081B2 (ja) 2005-02-03 2005-02-03 顕微鏡用撮像装置、記録制御方法、および記録制御プログラム
US11/345,313 US7279671B2 (en) 2005-02-03 2006-02-02 Image acquisition apparatus for use with a microscope including detection of the amount of change between and image and a subsequent image, and an image recording system that use the image acquisition apparatus
US11/896,656 US7465908B2 (en) 2005-02-03 2007-09-05 Image acquisition apparatus for use with a microscope, an image recording system that uses the image acquisition apparatus, and an image storage method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005027784A JP4928081B2 (ja) 2005-02-03 2005-02-03 顕微鏡用撮像装置、記録制御方法、および記録制御プログラム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006215260A JP2006215260A (ja) 2006-08-17
JP4928081B2 true JP4928081B2 (ja) 2012-05-09

Family

ID=36756241

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005027784A Expired - Fee Related JP4928081B2 (ja) 2005-02-03 2005-02-03 顕微鏡用撮像装置、記録制御方法、および記録制御プログラム

Country Status (2)

Country Link
US (2) US7279671B2 (ja)
JP (1) JP4928081B2 (ja)

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2007132870A1 (ja) 2006-05-15 2009-09-24 株式会社ニコン タイムラプス撮影装置
JP4893275B2 (ja) * 2006-11-30 2012-03-07 株式会社ニコン 顕微鏡装置
JP4954800B2 (ja) * 2007-06-06 2012-06-20 オリンパス株式会社 顕微鏡撮像システム
EP2202558B1 (en) 2007-08-22 2017-10-04 Nikon Corporation Image picking-up control device, microscope and program
WO2009031476A1 (ja) * 2007-09-03 2009-03-12 Nikon Corporation 顕微鏡装置、およびプログラム
JP2009063679A (ja) * 2007-09-04 2009-03-26 Olympus Corp 顕微鏡システム
JP5230988B2 (ja) 2007-09-28 2013-07-10 オリンパス株式会社 顕微鏡用カメラ
EP2213722B1 (en) * 2007-10-19 2018-01-10 Nikon Corporation Program, computer, and culture state analyzing method
JP5059637B2 (ja) * 2008-01-18 2012-10-24 オリンパス株式会社 顕微鏡用撮像装置
US20090244698A1 (en) * 2008-03-28 2009-10-01 Reto Zust Microscope comprising at least two components
EP2194413A1 (en) 2008-12-05 2010-06-09 Olympus Corporation Microscope image pickup system
JP5336936B2 (ja) * 2009-06-08 2013-11-06 オリンパス株式会社 撮像装置及び顕微鏡システム
JP2011097568A (ja) * 2009-10-02 2011-05-12 Sanyo Electric Co Ltd 撮像装置
JP2012118126A (ja) * 2010-11-29 2012-06-21 Olympus Corp 観察装置および観察方法
JP5714997B2 (ja) * 2011-07-14 2015-05-07 オリンパス株式会社 蛍光顕微鏡装置
JP5942533B2 (ja) * 2012-03-28 2016-06-29 大日本印刷株式会社 細胞挙動解析装置、細胞挙動解析方法、およびプログラム
US9160912B2 (en) 2012-06-08 2015-10-13 Apple Inc. System and method for automatic image capture control in digital imaging
JP5399549B2 (ja) * 2012-10-18 2014-01-29 オリンパス株式会社 顕微鏡用カメラ
JP2014085599A (ja) * 2012-10-25 2014-05-12 Olympus Corp 顕微鏡
JP6246551B2 (ja) * 2013-10-24 2017-12-13 株式会社キーエンス 制御装置、顕微鏡システム、制御方法およびプログラム
JP2015103217A (ja) 2013-11-28 2015-06-04 ソニー株式会社 画像処理装置および画像処理方法
US9967456B2 (en) * 2014-07-18 2018-05-08 Xiaomi Inc. Photographing method and device
EP3081977B1 (en) * 2015-04-16 2024-06-12 Leica Instruments (Singapore) Pte. Ltd. Microscopic image controller device for a microscope, microscope, and microscoping method
JP6676468B2 (ja) * 2015-06-08 2020-04-08 株式会社半導体エネルギー研究所 撮像装置およびその動作方法、ならびに電子機器
JP6192882B1 (ja) * 2015-10-08 2017-09-06 オリンパス株式会社 内視鏡システム
JP7433793B2 (ja) * 2019-07-19 2024-02-20 キヤノン株式会社 撮像装置およびその制御方法
JP7433792B2 (ja) * 2019-07-19 2024-02-20 キヤノン株式会社 撮像装置およびその制御方法
CN116195266A (zh) * 2020-09-10 2023-05-30 华为技术有限公司 光学装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5576840A (en) 1991-07-18 1996-11-19 Canon Kabushiki Kaisha Recording apparatus
US5805933A (en) 1994-12-28 1998-09-08 Canon Kabushiki Kaisha Image processing apparatus, image processing method and network system
JPH1066074A (ja) * 1996-08-26 1998-03-06 Canon Inc 画像送信装置
US6337928B1 (en) * 1996-08-26 2002-01-08 Canon Kabushiki Kaisha Image transmission apparatus and method therefor
JP3883250B2 (ja) * 1997-04-28 2007-02-21 三菱電機株式会社 監視画像記録装置
JPH1118076A (ja) * 1997-06-23 1999-01-22 Hitachi Ltd 監視カメラ等の映像記録装置
US6337472B1 (en) * 1998-10-19 2002-01-08 The University Of Texas System Board Of Regents Light imaging microscope having spatially resolved images
JP4512278B2 (ja) * 2000-02-04 2010-07-28 オリンパス株式会社 顕微鏡システム
JP2002335492A (ja) 2001-05-08 2002-11-22 Asahi Optical Co Ltd 防犯システムの記録装置
JP2003023555A (ja) * 2001-07-05 2003-01-24 Fuji Photo Film Co Ltd 画像撮像装置
JP2004007089A (ja) 2002-05-30 2004-01-08 Nippon Advantage Corp 状態変化判定装置
JP2004101871A (ja) * 2002-09-10 2004-04-02 Olympus Corp 顕微鏡画像撮影装置
JP4033746B2 (ja) * 2002-09-30 2008-01-16 オリンパス株式会社 顕微鏡撮影装置
JP2004309719A (ja) * 2003-04-04 2004-11-04 Olympus Corp 顕微鏡システム、顕微鏡システムの制御方法、及び制御プログラム

Also Published As

Publication number Publication date
US20080007821A1 (en) 2008-01-10
JP2006215260A (ja) 2006-08-17
US7465908B2 (en) 2008-12-16
US20060171023A1 (en) 2006-08-03
US7279671B2 (en) 2007-10-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4928081B2 (ja) 顕微鏡用撮像装置、記録制御方法、および記録制御プログラム
EP3429189B1 (en) Dual image capture processing
KR101342477B1 (ko) 동영상을 촬영하는 촬상 장치, 및 촬상 처리 방법
JP4919160B2 (ja) 撮像装置及びそのプログラム
KR101044647B1 (ko) 촬상 장치
US9277134B2 (en) Image pickup apparatus and image pickup method
JP2011155396A (ja) 撮像装置
JP5780764B2 (ja) 撮像装置
CN110290325B (zh) 图像处理方法、装置、存储介质及电子设备
JP2010136224A (ja) 撮像装置及び撮像方法
JP5301889B2 (ja) 顕微鏡用撮像システム、露光調整プログラム、及び露光調整方法
JP2007324856A (ja) 撮像装置、撮像制御方法
JP2006245999A (ja) 撮像装置、およびプログラム
CN110278375B (zh) 图像处理方法、装置、存储介质及电子设备
JP2009141538A (ja) 撮像装置、画像再生装置及びそのプログラム
JP2009098167A (ja) 撮像装置及びそのプログラム
CN110266967B (zh) 图像处理方法、装置、存储介质及电子设备
CN110266965B (zh) 图像处理方法、装置、存储介质及电子设备
JP5045538B2 (ja) 撮像装置、及び、プログラム
JP5146015B2 (ja) 撮像装置及び撮像方法
JP2008072501A (ja) 撮像装置、撮像方法、プログラムおよび記録媒体
JP2009278486A (ja) 撮像装置
JP5415230B2 (ja) 撮像装置及び撮像制御方法
JP2008022333A (ja) 撮像装置及び撮像方法
JP2007060577A (ja) 撮像装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080110

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110111

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110301

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110414

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120207

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120210

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150217

Year of fee payment: 3

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 4928081

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150217

Year of fee payment: 3

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees