JP5663979B2 - 画像管理サーバ、画像表示装置、画像提供方法、画像取得方法、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)顕微鏡制御装置の構成について
(1−4)基盤技術とその問題点について
(1−5)画像管理サーバの構成について
(1−6)画像表示装置の構成について
(1−7)メタ情報の一例について
(1−8)画像表示装置と画像管理サーバとの間で送受信される各種情報の一例
(1−9)タイル画像のキャッシュ方法について
(1−10)画像閲覧方法の流れについて
(2)本発明の実施形態に係る画像管理サーバ及び画像表示装置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。統括制御部201は、顕微鏡10により撮像されたサムネイル像及び拡大像に関するデータを顕微鏡10から取得して、これらのデータを現像したり、所定のデジタル加工処理を施したりする。その後、統括制御部201は、サムネイル像及び拡大像からなる顕微鏡画像データを、ネットワーク3を介して画像管理サーバ30にアップロードする。これにより、顕微鏡10によって撮像されたサンプルの顕微鏡画像が、ネットワーク3に接続されたクライアント機器である画像表示装置40によって閲覧可能となる。
ここで、本実施形態に係る画像管理サーバ30及び画像表示装置40の詳細な構成について説明するに先立ち、本発明の基盤となる技術について、簡単に説明する。なお、本実施形態は、以下に記載する基盤技術の上に改良を加えることにより、より顕著な効果を得ることができるように構成されたものである。従って、その改良に係る技術こそが本実施形態の特徴を成す部分である。つまり、本実施形態は、ここで述べる技術的事項の基礎概念を踏襲するが、その本質はむしろ改良部分に集約されており、その構成が明確に相違すると共に、その効果において基盤技術とは一線を画するものであることに注意されたい。
クライアント機器は、サーバから取得した顕微鏡画像の一覧等を参照して、閲覧を希望するサンプルの顕微鏡画像を特定し、該当する顕微鏡画像のヘッダリクエストを送信する(ステップS31)。その後、クライアント機器は、サーバから送信されたヘッダを受信するとともに(ステップS33)、ユーザ入力を待ち受ける(ステップS35)。
顕微鏡画像データを管理するサーバは、クライアント機器から送信されたリクエストを受信すると(ステップS51)、受信したリクエストの内容を判断する(ステップS53)。
・クライアント機器に提供するデータのイメージ座標上での近傍に位置するタイル画像のデータ
・クライアント機器に提供するデータのファイル上での近傍に位置するタイル画像のデータ
次に、図12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12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。
画像提供処理部307は、画像表示装置40から送信されたヘッダ情報のリクエストを受信すると、該当する顕微鏡画像データに関する情報を、後述する提供画像取得部309に出力する。提供画像取得部309から、該当する顕微鏡画像データに関連付けられたメタ情報が出力されると、画像提供処理部307は、取得したメタ情報を、ヘッダ情報をリクエストしている画像表示装置40に提供する。
次に、図13を参照しながら、本実施形態に係る画像表示装置40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表示装置40の構成を示したブロック図である。
ヒント情報送信部409は、以下に示した条件のいずれか、又は、以下に示した条件を組み合わせて用いることで、ヒント情報を通知するパケットを画像管理サーバ30に送信する。
(条件a−1)予め設定された時間(t1)以上、画像表示装置40が画像管理サーバ30にタイル取得パケット(すなわち、リクエストタイル情報)を送信しなかった場合に、ヒント情報を通知する。
(条件b−1)画像表示装置40で表示画面に表示している表示領域の表示座標が変更になった場合、表示すべき画像が全て画像表示装置40内のキャッシュ411に存在する場合でも、ヒント情報のみ通知する
(条件b−2)上記(b−1)に示したタイミングについて、例えばn回(3回)に1回送るといった、間引きしたタイミングでヒント情報を通知する。
次に、図14〜図15Iを参照しながら、本実施形態に係る画像管理サーバ30及び画像表示装置40で利用されるメタ情報について、具体的に説明する。図14〜図15Iは、顕微鏡画像データのヘッダ情報であるメタ情報について説明するための説明図である。
次に、画像表示装置40と画像管理サーバ30との間で送受信される各種情報について、具体例を挙げながら簡単に説明する。
前述のように、画像表示装置40において、画像表示のために利用されるタイル画像ファイルは、例えば、タイル画像に固有のタイル番号で管理されており、各タイルは、例えばJPEG画像で構成されている。
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<tileid 1 data>
<tileid 2 data>
<tileid 0 data>
また、画像表示装置40から画像管理サーバ30に送信されるヒント情報を、例えば以下のようなプロトコルで記述することが可能である。以下に示した例では、ヒント情報として、画像表示装置40が現在表示している内容を表す座標値(view)と、動きベクトル(vect)とが記載されている。
view=0,0,0&vect=1,1,0
続いて、図16〜図19を参照しながら、画像管理サーバ30にて行われるタイル画像の提供方法について具体的に説明する。図16〜図19は、本実施形態に係るタイル画像のキャッシュ方法を説明するための説明図である。
ここで、画像提供サーバ30の画像提供処理部307は、前述のように、画像表示装置40に提供するタイル画像について順位付けを行い、所定の条件を満たすタイル画像を優先的に提供することが可能である。
(B)画像表示装置40の現在の表示位置を表すヒント情報から特定した表示範囲内に存在するタイル画像に関する情報
(優先順位1)AかつBに該当するタイル画像
(優先順位2)Aかつ(not B)に該当するタイル画像
(優先順位3)(not A)かつBに該当するタイル画像
(優先順位4)(not A)かつ(not B)に該当するタイル画像
(優先順位1)Aに該当するタイル画像
(優先順位2)Aに該当しないタイル画像
次に、図20〜図27を参照しながら、本実施形態に係る画像管理サーバ30−画像表示装置40間で実施される画像閲覧方法について、その流れを説明する。図20〜図27は、本実施形態に係る画像閲覧方法の流れを示した流れ図である。
まず、図20を参照しながら、本実施形態に係る画像表示装置40で実施される画像取得方法について、その流れを説明する。
次に、図21を参照しながら、本実施形態に係る画像管理サーバ30で実施される画像提供方法について、その流れを説明する。
このような流れのもと、図3に示したようなタイル番号が付与された顕微鏡画像について、図7に示したような表示領域がユーザ入力によって指定された場合について考える。かかる場合における画像管理サーバ30−画像表示装置40間での処理の流れを、図22に示す。
次に、図23を参照しながら、複数のタイル画像を一度にリクエストする際の画像表示装置40の画像取得方法について、その流れを説明する。
次に、図24を参照しながら、一度に複数のタイル画像の送信を要求するリクエストが受信される場合における画像管理サーバ30の画像提供方法について、その流れを説明する。
このような流れのもと、図3に示したようなタイル番号が付与された顕微鏡画像について、図7に示したような表示領域がユーザ入力によって指定された場合について考える。かかる場合における画像管理サーバ30−画像表示装置40間での処理の流れを、図25に示す。
次に、図26を参照しながら、タイル画像のリクエストとともに、ヒント情報を画像管理サーバ30に送信する場合における画像表示装置40の画像取得方法について、その流れを説明する。
次に、図27を参照しながら、リクエスト情報とともにヒント情報が送信される場合における画像管理サーバ30の画像提供方法について、その流れを説明する。
次に、図28を参照しながら、本発明の実施形態に係る画像管理サーバ30のハードウェア構成について、詳細に説明する。図28は、本発明の実施形態に係る画像管理サーバ30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、本発明の実施形態では、画像管理サーバにおいて、画像表示装置から送信されたヒント情報に基づいて次にリクエストされる可能性の高い画像を予測し、予測した画像をキャッシュすることが可能となる。これにより、画像表示装置のキャッシュを大幅に減らすことが可能となり、メモリ容量やネットワーク帯域の両面で、これらリソースの削減を行うことが可能となる。
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
301 顕微鏡画像取得部
303 データ解析部
305 メタ情報生成部
307 画像提供処理部
309 提供画像取得部
311 提供画像予測部
313,411 キャッシュ
315,413 通信制御部
317,415 記憶部
401 ユーザ操作情報取得部
403 顕微鏡画像取得制御部
405 表示制御部
407 ヒント情報生成部
409 ヒント情報送信部
Claims (18)
- 顕微鏡により撮像された、複数のタイル画像からなるサンプルの顕微鏡画像を取得して、所定の格納領域に格納する顕微鏡画像取得部と、
前記顕微鏡画像取得部が取得した前記顕微鏡画像のデータ解析結果に応じて、顕微鏡画像を特徴づけるメタ情報を生成するメタ情報生成部と、
顕微鏡画像の閲覧が可能な画像表示装置からのリクエストに応じて、前記メタ情報と前記顕微鏡画像とを当該画像表示装置に提供する画像提供処理部と、
前記画像表示装置から送信された、当該画像表示装置で実施されている顕微鏡画像の表示処理の内容を示したヒント情報に基づいて、前記画像表示装置がリクエストする可能性の高いタイル画像を予測する提供画像予測部と、
を備え、
前記画像提供処理部は、前記顕微鏡画像が平面方向の前記タイル画像及び焦点方向の前記タイル画像から構成されている場合、平面内のあるタイル画像がリクエストされると、リクエストされた前記タイル画像と平面内の位置は同一であり、かつ、焦点方向の位置が異なるタイル画像を、前記リクエストされたタイル画像とあわせて提供する、画像管理サーバ。 - 前記提供画像予測部は、前記ヒント情報として前記画像表示装置において表示画面に表示されている前記タイル画像に関する情報が含まれていた場合、当該表示画面に表示されているタイル画像の近傍に位置するタイル画像を、前記画像表示装置がリクエストする可能性の高いタイル画像として予測する、請求項1に記載の画像管理サーバ。
- 前記提供画像予測部は、前記ヒント情報として前記画像表示装置におけるユーザ操作の方向を表す動きベクトルに関する情報が含まれていた場合、当該動きベクトルの方向に位置するタイル画像を、前記画像表示装置がリクエストする可能性の高いタイル画像として予測する、請求項1または2に記載の画像管理サーバ。
- 前記提供画像予測部により予測された前記タイル画像、及び、前記画像表示装置に提供された前記タイル画像の少なくとも何れかが格納されるキャッシュを更に備える、請求項1に記載の画像管理サーバ。
- 前記画像提供処理部は、前記画像表示装置に提供する前記タイル画像が複数存在する場合、提供する複数の前記タイル画像間で順序付けを行い、優先順位の高いものから順に前記画像表示装置に提供する、請求項1に記載の画像管理サーバ。
- 前記画像提供処理部は、前記画像表示装置からリクエストされた前記タイル画像を、キャッシュに存在するタイル画像とキャッシュに存在しないタイル画像とに分類し、キャッシュに格納されているタイル画像から優先的に提供する、請求項5に記載の画像管理サーバ。
- 前記画像提供処理部は、前記画像表示装置から複数の前記タイル画像を1回のリクエストで要請された場合、該当する前記複数のタイル画像をまとめて前記画像表示装置に提供する、請求項1に記載の画像管理サーバ。
- 顕微鏡により撮像された、複数のタイル画像からなるサンプルの顕微鏡画像を管理する画像管理サーバから、当該顕微鏡画像を取得する制御を行う顕微鏡画像取得制御部と、
前記顕微鏡画像取得制御部が取得した前記顕微鏡画像を表示画面に表示する際の制御を行う表示制御部と、
前記表示制御部から出力された前記表示画面に表示されている前記顕微鏡画像に関する情報、及び、ユーザが行った操作に関するユーザ操作情報の少なくとも何れか一方に基づいて、顕微鏡画像を表示画面に表示する表示処理の実施内容を示したヒント情報を生成するヒント情報生成部と、
前記ヒント情報生成部が生成した前記ヒント情報を前記画像管理サーバに送信するヒント情報送信部と、
を備え、
前記ヒント情報送信部は、前記表示画面に表示すべき前記顕微鏡画像が変化し、かつ、当該表示すべき顕微鏡画像が既に取得されている場合、又は、前記ヒント情報が所定の時間以上前記画像管理サーバに送信されなかった場合には、前記ヒント情報を、前記タイル画像の提供を要請する情報とは独立に前記画像管理サーバに送信する、画像表示装置。 - 前記ヒント情報生成部は、前記ユーザ操作情報に基づいて、前記画像表示装置における、前記表示画面に表示されている前記顕微鏡画像と同一平面内及び焦点方向でのユーザ操作の方向を表す動きベクトルを特定し、当該動きベクトルに関する情報をヒント情報とする、請求項8に記載の画像表示装置。
- 前記ヒント情報送信部は、前記表示画面に表示すべき前記顕微鏡画像が変化し、かつ、当該表示すべき顕微鏡画像が取得されていない場合には、前記ヒント情報を、前記タイル画像の提供を要請する情報とともに前記画像管理サーバに送信する、請求項8又は9に記載の画像表示装置。
- 前記顕微鏡画像取得制御部は、
顕微鏡画像を特徴づけるメタ情報を前記画像管理サーバから取得し、
取得した前記メタ情報に基づいて、取得を希望する前記タイル画像を特定する、請求項8に記載の画像表示装置。 - 前記顕微鏡画像取得制御部は、取得を希望する前記タイル画像を、各タイル画像に付与された当該タイル画像に固有の識別番号、又は、前記顕微鏡画像内における当該タイル画像の座標及び当該顕微鏡画像の撮像倍率を利用して特定する、請求項8に記載の画像表示装置。
- 前記顕微鏡画像取得制御部は、取得を希望する前記タイル画像を、1回のリクエストでまとめて要求する、請求項8に記載の画像表示装置。
- 顕微鏡により撮像された、複数のタイル画像からなるサンプルの顕微鏡画像を取得して、所定の格納領域に格納するステップと、
取得した前記顕微鏡画像のデータ解析結果に応じて、顕微鏡画像を特徴づけるメタ情報を生成するステップと、
顕微鏡画像の閲覧が可能な画像表示装置からのリクエストに応じて、前記メタ情報と前記顕微鏡画像とを当該画像表示装置に提供するステップと、
前記画像表示装置から送信された、当該画像表示装置で実施されている顕微鏡画像の表示処理の内容を示したヒント情報に基づいて、前記画像表示装置がリクエストする可能性の高いタイル画像を予測するステップと、
を含み、
前記メタ情報と前記顕微鏡画像とを提供するステップでは、前記顕微鏡画像が平面方向の前記タイル画像及び焦点方向の前記タイル画像から構成されている場合、平面内のあるタイル画像がリクエストされると、リクエストされた前記タイル画像と平面内の位置は同一であり、かつ、焦点方向の位置が異なるタイル画像を、前記リクエストされたタイル画像とあわせて提供する、画像提供方法。 - 顕微鏡により撮像された、複数のタイル画像からなるサンプルの顕微鏡画像を管理する画像管理サーバから、当該顕微鏡画像を取得するステップと、
取得した前記顕微鏡画像を表示画面に表示するステップと、
前記表示画面に表示されている前記顕微鏡画像に関する情報、及び、ユーザが行った操作に関するユーザ操作情報の少なくとも何れか一方に基づいて、顕微鏡画像を表示画面に表示する表示処理の実施内容を示したヒント情報を生成するステップと、
生成された前記ヒント情報を前記画像管理サーバに送信するステップと、
を含み、
前記ヒント情報を送信するステップでは、前記表示画面に表示すべき前記顕微鏡画像が変化し、かつ、当該表示すべき顕微鏡画像が既に取得されている場合、又は、前記ヒント情報が所定の時間以上前記画像管理サーバに送信されなかった場合には、前記ヒント情報を、前記タイル画像の提供を要請する情報とは独立に前記画像管理サーバに送信する、画像取得方法。 - コンピュータに、
顕微鏡により撮像された、複数のタイル画像からなるサンプルの顕微鏡画像を取得して、所定の格納領域に格納する顕微鏡画像取得機能と、
前記顕微鏡画像取得機能が取得した前記顕微鏡画像のデータ解析結果に応じて、顕微鏡画像を特徴づけるメタ情報を生成するメタ情報生成機能と、
顕微鏡画像の閲覧が可能な画像表示装置からのリクエストに応じて、前記メタ情報と前記顕微鏡画像とを当該画像表示装置に提供する画像提供処理機能と、
前記画像表示装置から送信された、当該画像表示装置で実施されている顕微鏡画像の表示処理の内容を示したヒント情報に基づいて、前記画像表示装置がリクエストする可能性の高いタイル画像を予測する提供画像予測機能と、
を実現させ、
前記画像提供処理機能は、前記顕微鏡画像が平面方向の前記タイル画像及び焦点方向の前記タイル画像から構成されている場合、平面内のあるタイル画像がリクエストされると、リクエストされた前記タイル画像と平面内の位置は同一であり、かつ、焦点方向の位置が異なるタイル画像を、前記リクエストされたタイル画像とあわせて提供する、プログラム。 - コンピュータに、
顕微鏡により撮像された、複数のタイル画像からなるサンプルの顕微鏡画像を管理する画像管理サーバから、当該顕微鏡画像を取得する制御を行う顕微鏡画像取得制御機能と、
前記顕微鏡画像取得制御機能により取得された前記顕微鏡画像を表示画面に表示する際の制御を行う表示制御機能と、
前記表示画面に表示されている前記顕微鏡画像に関する情報、及び、ユーザが行った操作に関するユーザ操作情報の少なくとも何れか一方に基づいて、顕微鏡画像を表示画面に表示する表示処理の実施内容を示したヒント情報を生成するヒント情報生成機能と、
前記ヒント情報生成機能により生成された前記ヒント情報を前記画像管理サーバに送信するヒント情報送信機能と、
を実現させ、
前記ヒント情報送信機能は、前記表示画面に表示すべき前記顕微鏡画像が変化し、かつ、当該表示すべき顕微鏡画像が既に取得されている場合、又は、前記ヒント情報が所定の時間以上前記画像管理サーバに送信されなかった場合には、前記ヒント情報を、前記タイル画像の提供を要請する情報とは独立に前記画像管理サーバに送信する、プログラム。 - 顕微鏡により撮像された、複数のタイル画像からなるサンプルの顕微鏡画像を取得して、所定の格納領域に格納する顕微鏡画像取得部と、
前記顕微鏡画像取得部が取得した前記顕微鏡画像のデータ解析結果に応じて、顕微鏡画像を特徴づけるメタ情報を生成するメタ情報生成部と、
顕微鏡画像の閲覧が可能な画像表示装置からのリクエストに応じて、前記メタ情報と前記顕微鏡画像とを当該画像表示装置に提供する画像提供処理部と、
前記画像表示装置から送信された、当該画像表示装置で実施されている顕微鏡画像の表示処理の内容を示したヒント情報に基づいて、前記画像表示装置がリクエストする可能性の高いタイル画像を予測する提供画像予測部と、
を有し、前記画像提供処理部は、前記顕微鏡画像が平面方向の前記タイル画像及び焦点方向の前記タイル画像から構成されている場合、平面内のあるタイル画像がリクエストされると、リクエストされた前記タイル画像と平面内の位置は同一であり、かつ、焦点方向の位置が異なるタイル画像を、前記リクエストされたタイル画像とあわせて提供する画像管理サーバと、
前記画像管理サーバから前記顕微鏡画像を取得する制御を行う顕微鏡画像取得制御部と、
前記顕微鏡画像取得制御部が取得した前記顕微鏡画像を表示画面に表示する際の制御を行う表示制御部と、
前記表示制御部から出力された前記表示画面に表示されている前記顕微鏡画像に関する情報、及び、ユーザが行った操作に関するユーザ操作情報の少なくとも何れか一方に基づいて、顕微鏡画像を表示画面に表示する表示処理の実施内容を示したヒント情報を生成するヒント情報生成部と、
前記ヒント情報生成部が生成した前記ヒント情報を前記画像管理サーバに送信するヒント情報送信部と、
を有し、前記ヒント情報送信部は、前記表示画面に表示すべき前記顕微鏡画像が変化し、かつ、当該表示すべき顕微鏡画像が既に取得されている場合、又は、前記ヒント情報が所定の時間以上前記画像管理サーバに送信されなかった場合には、前記ヒント情報を、前記タイル画像の提供を要請する情報とは独立に前記画像管理サーバに送信する画像表示装置と、
を含む、画像管理システム。
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