JP5560966B2 - 顕微鏡制御装置、画像管理サーバ、画像処理方法、プログラム及び画像管理システム - Google Patents
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Description
(1)第1の実施形態
(1−1)顕微鏡画像管理システムの構成について
(1−2)顕微鏡の全体構成について
(1−3)顕微鏡制御装置の全体構成について
(1−4)統括制御部の構成について
(1−5)アップロードされるデータのフォーマット
(1−6)画像管理サーバの構成について
(1−7)画像処理方法について
(1−8)タイル画像格納順の変換処理について
(2)本発明の実施形態に係る顕微鏡制御装置及び画像管理サーバのハードウェア構成について
(3)まとめ
<顕微鏡画像管理システムの構成について>
まず、図1を参照しながら、本発明の第1の実施形態に係る顕微鏡画像管理システム1の構成について説明する。図1は、本実施形態に係る顕微鏡画像管理システム1の構成を示した説明図である。
続いて、図2を参照しながら、本実施形態に係る顕微鏡10の全体構成について説明する。図2は、本実施形態に係る顕微鏡10及び顕微鏡制御装置20の全体構成を示した説明図である。
本実施形態に係る顕微鏡10は、図2に例示したように、生体サンプルSPLが配設されるプレパラートPRT全体の像(以下、この像をサムネイル像とも称する。)を撮像するサムネイル像撮像部110と、生体サンプルSPLが所定倍率で拡大された像(以下、この像を拡大像とも称する。)を撮像する拡大像撮像部120と、を有する。
サムネイル像撮像部110は、図2に示したように、光源111と、対物レンズ112と、撮像素子113と、を主に備える。
拡大像撮像部120は、図2に示したように、光源121と、コンデンサレンズ122と、対物レンズ123と、撮像素子124と、を主に備える。
本実施形態に係る顕微鏡10には、図2に示したように、顕微鏡の様々な部位を制御するための顕微鏡制御装置20が接続されている。この顕微鏡制御装置20は、図2に示したように、統括制御部201と、照明制御部203と、ステージ駆動制御部205と、サムネイル像撮像制御部207と、拡大像撮像制御部209と、記憶部211と、を主に備える。
照明制御部203は、本実施形態に係る顕微鏡10が備える各種の光源を制御する処理部である。照明制御部203は、統括制御部201から生体サンプルSPLの照明方法を示す情報が出力されると、取得した照明方法を示す情報に基づいて、対応する光源の照射制御を行う。
ステージ駆動制御部205は、本実施形態に係る顕微鏡10に設けられたステージを駆動するためのステージ駆動機構135を制御する処理部である。ステージ駆動制御部205は、統括制御部201から生体サンプルSPLの撮像方法を示す情報が出力されると、取得した撮像方法を示す情報に基づいて、ステージ駆動機構135の制御を行う。
サムネイル像撮像制御部207は、サムネイル像撮像部110に設けられた撮像素子113の制御を行う処理部である。サムネイル像撮像制御部207は、明視野モード又は暗視野モードに応じたパラメータを、撮像素子113に設定する。また、サムネイル像撮像制御部207は、撮像素子113から出力される、撮像素子113の結像面に結像した像に対応する出力信号を取得すると、取得した出力信号を、サムネイル像に対応する出力信号とする。サムネイル像撮像制御部207は、サムネイル像に対応する出力信号を取得すると、取得した信号に対応するデータ(RAWデータ)を統括制御部201に出力する。なお、サムネイル像撮像制御部207が設定するパラメータとして、例えば、露光の開始タイミング及び終了タイミング等を挙げることができる。
拡大像撮像制御部209は、拡大像撮像部120に設けられた撮像素子124の制御を行う処理部である。拡大像撮像制御部209は、明視野モード又は暗視野モードに応じたパラメータを、撮像素子124に設定する。また、拡大像撮像制御部209は、撮像素子124から出力される、撮像素子124の結像面に結像した像に対応する出力信号を取得すると、取得した出力信号を、拡大像に対応する出力信号とする。拡大像撮像制御部209は、拡大像に対応する出力信号を取得すると、取得した信号に対応するデータ(RAWデータ)を統括制御部201に出力する。なお、拡大像撮像制御部209が設定するパラメータとして、例えば、露光の開始タイミング及び終了タイミング等を挙げることができる。
統括制御部201は、上述の各種制御部を含む顕微鏡全体の制御を行う処理部である。以下では、図3を参照しながら、本実施形態に係る顕微鏡制御装置20が備える統括制御部201の構成について、詳細に説明する。図3は、本実施形態に係る統括制御部201の構成を示したブロック図である。
次に、図12を参照しながら、顕微鏡制御装置20から画像管理サーバ30にアップロードされるデータのフォーマットについて簡単に説明する。図12は、顕微鏡画像データのデータ構造の一例を示した説明図である。
次に、図13を参照しながら、本実施形態に係る画像管理サーバ30の構成について詳細に説明する。図13は、本実施形態に係る画像管理サーバ30の構成を示したブロック図である。
次に、図14〜図19を参照しながら、本実施形態に係る顕微鏡画像管理システム1で実施される画像処理方法の流れについて、簡単に説明する。図14〜図19は、本実施形態に係る画像処理方法の流れを示した流れ図である。
まず、図14及び図15を参照しながら、顕微鏡制御装置20における画像処理方法の流れについて簡単に説明する。
図14を参照しながら、顕微鏡制御装置20における画像処理方法の全体的な流れについて説明する。
まず、顕微鏡制御装置20の統括駆動制御部251は、サンプルの撮像条件を決定して(ステップS101)、照明制御部203、ステージ駆動制御部205、サムネイル像撮像制御部207及び拡大像撮像制御部209等に撮像条件を通知する。また、統括駆動制御部251は、決定した撮像条件を、デジタル加工判定部253にも通知する。
図15を参照しながら、デジタル加工判定処理の流れについて説明する。
デジタル加工判定部253は、統括駆動制御部251から撮像条件を取得すると(ステップS121)、取得した撮像条件を負荷算出部255に通知する。
まず、図16及び図17を参照しながら、画像管理サーバ30における画像処理方法の流れについて簡単に説明する。
図16を参照しながら、画像管理サーバ30における負荷算出処理の流れについて説明する。
画像管理サーバ30の負荷算出部301は、顕微鏡制御装置20から負荷値の提供を要請された場合、まず、画像データ提供処理部307に対して、画像データ提供に関する負荷の提供を要請し、画像データ提供処理部307から、画像データ提供処理に要する負荷値を取得する(ステップS201)。また、負荷算出部301は、デジタル加工処理部305に対して、デジタル加工処理に要する負荷の提供を要請し、デジタル加工処理部305から、デジタル加工処理に要する負荷値を取得する(ステップS203)。また、負荷算出部301は、画像データ格納処理部303に対して、画像データの格納に関する負荷の提供を要請し、画像データ格納処理部303から、画像データ格納に関する負荷値を取得する(ステップS205)。
次に、図17を参照しながら、画像データの格納処理の流れについて説明する。
画像データ格納処理部303は、顕微鏡制御装置20から顕微鏡画像データを取得すると(ステップS211)、拡大像データのヘッダを参照して、取得データにデジタル加工処理が実施されているか否かを判断する(ステップS213)
続いて、図18及び図19を参照しながら、顕微鏡画像管理システム1における処理の流れの例について、説明する。
続いて、図20を参照しながら、デジタル加工処理の一例である、タイル画像の格納順の変換処理について、その流れを簡単に説明する。図20は、本実施形態に係るタイル画像の格納順変換処理の流れを示した流れ図である。
次に、図21を参照しながら、本発明の実施形態に係る顕微鏡制御装置20のハードウェア構成について、詳細に説明する。図21は、本発明の実施形態に係る顕微鏡制御装置20のハードウェア構成を説明するためのブロック図である。
以上説明したように、本発明の実施形態に係る顕微鏡制御装置及び画像管理サーバでは、顕微鏡制御装置及び画像管理サーバの負荷に応じて、顕微鏡画像に対するデジタル加工処理を実施する装置を選択することが可能である。これにより、デジタル加工処理は、相対的に負荷の低い装置で実施されることとなり、結果として、より即座に、撮像された顕微鏡画像を、端末である画像表示装置で閲覧することが可能となる。また、負荷分散を効果的に行うことが可能となるため、サンプルの速やかな撮像が可能となる。
3 ネットワーク
10 顕微鏡
20 顕微鏡制御装置
30 画像管理サーバ
40 画像表示装置
201 統括制御部
203 照明制御部
205 ステージ駆動制御部
207 サムネイル像撮像制御部
209 拡大像撮像制御部
211 記憶部
251 統括駆動制御部
253 デジタル加工判定部
255 負荷算出部
257 デジタル加工処理部
259 通信制御部
301 負荷算出部
303 画像データ格納処理部
305 デジタル加工処理部
307 画像データ提供処理部
309 通信制御部
311 記憶部
Claims (12)
- 所定のサンプルのデジタル拡大画像を撮像する顕微鏡の駆動を制御するとともに、当該デジタル拡大画像を外部に設けられたサーバに対して出力する駆動制御部と、
撮像された前記デジタル拡大画像に対して所定のデジタル加工処理を実施するデジタル加工処理部と、
前記デジタル拡大画像の撮像処理に要する負荷を算出する負荷算出部と、
前記負荷算出部により算出された負荷値と、前記サーバから取得した当該サーバの負荷値とに基づいて、前記デジタル加工処理部による前記所定のデジタル加工処理を実施するかを判定するデジタル加工判定部と、
を備え、
前記所定のサンプルには、当該サンプルの属性又は当該サンプルの撮像方法の少なくとも何れかに関する情報の記載されたラベルが付与されており、
前記負荷算出部は、前記ラベルに記載されたラベル情報に関する予め設けられた負荷値予想テーブルを少なくとも利用して、前記デジタル拡大画像の撮像処理に要する負荷値を算出し、
前記デジタル加工判定部は、前記負荷算出部により算出された負荷値が前記サーバの負荷値よりも低い場合、前記デジタル加工処理部に対して、前記所定のデジタル加工処理の実施を要請し、前記駆動制御部は、前記所定のデジタル加工処理がなされた前記デジタル拡大画像のデータを、前記所定のデジタル加工処理がなされたことを示す識別情報とともに前記サーバに出力し、
前記デジタル加工判定部は、前記負荷算出部により算出された負荷値が前記サーバの負荷値よりも高い場合、前記所定のデジタル加工処理を前記サーバにおいて実施することを決定し、前記駆動制御部は、前記所定のデジタル加工処理が行われていない前記デジタル拡大画像のデータを、前記所定のデジタル加工処理が行われなかったことを示す識別情報とともに前記サーバに出力する、顕微鏡制御装置。 - 前記負荷算出部は、更に、前記駆動制御部から取得した前記デジタル拡大画像の撮像条件、及び、予め設けられた前記ラベル情報以外の負荷値予想テーブルの少なくとも何れか一方に基づいて、前記デジタル拡大画像の撮像処理に要する負荷値を算出する、請求項1に記載の顕微鏡制御装置。
- 前記デジタル加工処理部は、前記デジタル加工処理として、撮像された前記デジタル拡大画像の変換処理を実施する、請求項2に記載の顕微鏡制御装置。
- 前記所定のサンプルのデジタル拡大画像は、複数枚のデジタル画像からなり、
前記デジタル加工処理部は、前記デジタル加工処理として、前記複数枚のデジタル画像が前記サーバの格納領域内で互いに略等距離となるように、前記複数枚のデジタル画像の並び変えを実施する、請求項2又は3に記載の顕微鏡制御装置。 - 顕微鏡によって撮像された所定のサンプルに関するデジタル拡大画像のデータを取得して、所定の格納領域に格納する画像データ格納処理部と、
前記所定の格納領域に格納された前記デジタル拡大画像のデータを、外部に設けられた装置に提供する画像データ提供処理部と、
前記画像データ格納処理部が取得した前記デジタル拡大画像のデータに、所定のデジタル加工処理が行われなかったことを示す識別情報が付与されていた場合に、当該識別情報が付与されたデジタル拡大画像に対して所定のデジタル加工処理を実施し、前記画像データ格納処理部が取得した前記デジタル拡大画像のデータに、所定のデジタル加工処理が行われたことを示す識別情報が付与されていた場合に、当該識別情報が付与されたデジタル拡大画像に対して所定のデジタル加工処理を実施しないデジタル加工処理部と、
前記デジタル拡大画像のデータを格納するデータ格納処理、格納されている前記デジタル拡大画像のデータを提供するデータ提供処理、及び、前記所定のデジタル加工処理の実施に要する負荷値の合計を算出し、前記顕微鏡を制御する顕微鏡制御装置に対して、算出した当該負荷値の合計を出力する負荷算出部と、
を備え、
前記所定のサンプルには、当該サンプルの属性又は当該サンプルの撮像方法の少なくとも何れかに関する情報の記載されたラベルが付与されており、
前記負荷算出部は、前記ラベルに記載されたラベル情報に関する予め設けられた負荷値予想テーブルを少なくとも利用して、前記所定のデジタル加工処理の実施に要する負荷値を算出する、画像管理サーバ。 - 前記デジタル加工処理部は、前記デジタル加工処理として、撮像された前記デジタル拡大画像の変換処理を実施する、請求項5に記載の画像管理サーバ。
- 前記所定のサンプルのデジタル拡大画像は、複数枚のデジタル画像からなり、
前記デジタル加工処理部は、前記デジタル加工処理として、前記複数枚のデジタル画像が前記所定の格納領域内で互いに略等距離となるように、前記複数枚のデジタル画像の並び変えを実施する、請求項5又は6に記載の画像管理サーバ。 - 顕微鏡による所定のサンプルに対応するデジタル拡大画像の撮像処理に要する負荷を算出するステップと、
前記所定のサンプルに対応するデジタル拡大画像が格納されるサーバにおける負荷を取得するステップと、
算出された前記負荷値と、前記サーバから取得した当該サーバの負荷値とに基づいて、前記デジタル拡大画像に対する所定のデジタル加工処理を実施するかを判定するステップと、
を含み、
前記所定のサンプルには、当該サンプルの属性又は当該サンプルの撮像方法の少なくとも何れかに関する情報の記載されたラベルが付与されており、
前記負荷を算出するステップでは、前記ラベルに記載されたラベル情報に関する予め設けられた負荷値予想テーブルを少なくとも利用して、前記デジタル拡大画像の撮像処理に要する負荷値を算出し、
算出された負荷値が前記サーバの負荷値よりも低い場合に、前記所定のデジタル加工処理を実施して、前記所定のデジタル加工処理がなされた前記デジタル拡大画像のデータを、前記所定のデジタル加工処理がなされたことを示す識別情報とともに前記サーバに出力し、算出された負荷値が前記サーバの負荷値よりも高い場合、前記所定のデジタル加工処理を実行せずに、前記所定のデジタル加工処理が行われていない前記デジタル拡大画像のデータを、前記所定のデジタル加工処理が行われなかったことを示す識別情報とともに前記サーバに出力する、画像処理方法。 - 顕微鏡によって撮像された所定のサンプルに関するデジタル拡大画像のデータを格納するデータ格納処理、格納されている前記デジタル拡大画像のデータを提供するデータ提供処理、及び、前記デジタル拡大画像に対する所定のデジタル加工処理の実施に要する負荷値の合計を算出し、前記顕微鏡を制御する顕微鏡制御装置に対して、算出した当該負荷値の合計を出力するステップと、
前記顕微鏡によって撮像された前記デジタル拡大画像のデータを取得するステップと、
取得した前記デジタル拡大画像のデータに、所定のデジタル加工処理が行われなかったことを示す識別情報が付与されているかを判定するステップと、
前記所定のデジタル加工処理が行われなかったことを示す識別情報が付与された前記デジタル拡大画像に対して、所定のデジタル加工処理を実施し、所定のデジタル加工処理が行われたことを示す識別情報が付与されていたデジタル拡大画像に対して、所定のデジタル加工処理を実施しないステップと、
所定のデジタル加工処理の実施された前記デジタル拡大画像のデータを所定の格納領域に格納するステップと、
を含み、
前記所定のサンプルには、当該サンプルの属性又は当該サンプルの撮像方法の少なくとも何れかに関する情報の記載されたラベルが付与されており、
前記負荷値を算出するステップでは、前記ラベルに記載されたラベル情報に関する予め設けられた負荷値予想テーブルを少なくとも利用して、前記所定のデジタル加工処理の実施に要する負荷値を算出する、画像処理方法。 - 所定のサンプルのデジタル拡大画像を撮像する顕微鏡を制御するコンピュータに、
前記顕微鏡の駆動を制御するとともに、撮像された前記デジタル拡大画像を外部に設けられたサーバに対して出力する駆動制御機能と、
撮像された前記デジタル拡大画像に対して所定のデジタル加工処理を実施するデジタル加工処理機能と、
前記デジタル拡大画像の撮像処理に要する負荷を算出する負荷算出機能と、
前記負荷算出機能により算出された負荷値と、前記サーバから取得した当該サーバの負荷値とに基づいて、前記所定のデジタル加工処理を実施するかを判定するデジタル加工判定機能と、
を実現させ、
前記所定のサンプルには、当該サンプルの属性又は当該サンプルの撮像方法の少なくとも何れかに関する情報の記載されたラベルが付与されており、
前記負荷算出機能は、前記ラベルに記載されたラベル情報に関する予め設けられた負荷値予想テーブルを少なくとも利用して、前記デジタル拡大画像の撮像処理に要する負荷値を算出し、
前記デジタル加工判定機能は、前記負荷算出機能により算出された負荷値が前記サーバの負荷値よりも低い場合、前記デジタル加工処理機能に対して、前記所定のデジタル加工処理の実施を要請し、前記駆動制御機能は、前記所定のデジタル加工処理がなされた前記デジタル拡大画像のデータを、前記所定のデジタル加工処理がなされたことを示す識別情報とともに前記サーバに出力し、
前記デジタル加工判定機能は、前記負荷算出機能により算出された負荷値が前記サーバの負荷値よりも高い場合、前記所定のデジタル加工処理を前記サーバにおいて実施することを決定し、前記駆動制御機能は、前記所定のデジタル加工処理が行われていない前記デジタル拡大画像のデータを、前記所定のデジタル加工処理が行われなかったことを示す識別情報とともに前記サーバに出力する、プログラム。 - コンピュータに、
顕微鏡によって撮像された所定のサンプルに関するデジタル拡大画像のデータを取得して、所定の格納領域に格納する画像データ格納処理機能と、
前記所定の格納領域に格納された前記デジタル拡大画像のデータを、外部に設けられた装置に提供する画像データ提供処理機能と、
前記画像データ格納処理機能が取得した前記デジタル拡大画像のデータに、所定のデジタル加工処理が行われなかったことを示す識別情報が付与されていた場合に、当該識別情報が付与されたデジタル拡大画像に対して所定のデジタル加工処理を実施するデジタル加工処理機能と、
前記デジタル拡大画像のデータを格納するデータ格納処理、格納されている前記デジタル拡大画像のデータを提供するデータ提供処理、及び、前記所定のデジタル加工処理の実施に要する負荷値の合計を算出し、前記顕微鏡を制御する顕微鏡制御装置に対して、算出した当該負荷値の合計を出力する負荷算出機能と、
を実現させ、
前記所定のサンプルには、当該サンプルの属性又は当該サンプルの撮像方法の少なくとも何れかに関する情報の記載されたラベルが付与されており、
前記負荷算出機能は、前記ラベルに記載されたラベル情報に関する予め設けられた負荷値予想テーブルを少なくとも利用して、前記所定のデジタル加工処理の実施に要する負荷値を算出する、プログラム。 - 所定のサンプルのデジタル拡大画像を撮像する顕微鏡の駆動を制御するとともに、当該デジタル拡大画像を外部に設けられた画像管理サーバに対して出力する駆動制御部と、
撮像された前記デジタル拡大画像に対して所定のデジタル加工処理を実施するデジタル加工処理部と、
前記デジタル拡大画像の撮像処理に要する負荷を算出する負荷算出部と、
前記負荷算出部により算出された負荷値と、前記サーバから取得した当該サーバの負荷値とに基づいて、前記デジタル加工処理部による前記所定のデジタル加工処理を実施するかを判定するデジタル加工判定部と、
を有し、
前記所定のサンプルには、当該サンプルの属性又は当該サンプルの撮像方法の少なくとも何れかに関する情報の記載されたラベルが付与されており、
前記負荷算出部は、前記ラベルに記載されたラベル情報に関する予め設けられた負荷値予想テーブルを少なくとも利用して、前記デジタル拡大画像の撮像処理に要する負荷値を算出し、
前記デジタル加工判定部は、前記負荷算出部により算出された負荷値が前記サーバの負荷値よりも低い場合、前記デジタル加工処理部に対して、前記所定のデジタル加工処理の実施を要請し、前記駆動制御部は、前記所定のデジタル加工処理がなされた前記デジタル拡大画像のデータを、前記所定のデジタル加工処理がなされたことを示す識別情報とともに前記サーバに出力し、
前記デジタル加工判定部は、前記負荷算出部により算出された負荷値が前記サーバの負荷値よりも高い場合、前記所定のデジタル加工処理を前記サーバにおいて実施することを決定し、前記駆動制御部は、前記所定のデジタル加工処理が行われていない前記デジタル拡大画像のデータを、前記所定のデジタル加工処理が行われなかったことを示す識別情報とともに前記サーバに出力する、顕微鏡制御装置と、
顕微鏡によって撮像された所定のサンプルに関するデジタル拡大画像のデータを取得して、所定の格納領域に格納する画像データ格納処理部と、
前記所定の格納領域に格納された前記デジタル拡大画像のデータを、外部に設けられた装置に提供する画像データ提供処理部と、
前記画像データ格納処理部が取得した前記デジタル拡大画像のデータに、所定のデジタル加工処理が行われなかったことを示す識別情報が付与されていた場合に、当該識別情報が付与されたデジタル拡大画像に対して所定のデジタル加工処理を実施し、前記画像データ格納処理部が取得した前記デジタル拡大画像のデータに、所定のデジタル加工処理が行われたことを示す識別情報が付与されていた場合に、当該識別情報が付与されたデジタル拡大画像に対して所定のデジタル加工処理を実施しないデジタル加工処理部と、
前記デジタル拡大画像のデータを格納するデータ格納処理、格納されている前記デジタル拡大画像のデータを提供するデータ提供処理、及び、前記所定のデジタル加工処理の実施に要する負荷の合計を算出し、算出した負荷の合計を前記顕微鏡制御装置に出力する負荷算出部と、
前記デジタル拡大画像のデータを格納するデータ格納処理、格納されている前記デジタル拡大画像のデータを提供するデータ提供処理、及び、前記所定のデジタル加工処理の実施に要する負荷値の合計を算出し、前記顕微鏡を制御する顕微鏡制御装置に対して、算出した当該負荷値の合計を出力する負荷算出部と、
を有し、
前記負荷算出部は、前記ラベルに記載されたラベル情報に関する予め設けられた負荷値予想テーブルを少なくとも利用して、前記所定のデジタル加工処理の実施に要する負荷値を算出する、画像管理サーバと、
を備える、画像管理システム。
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