JP6099477B2 - 撮像装置、顕微鏡システム及び撮像方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施の形態1に係る顕微鏡システムの構成例を示すブロック図である。図1に示すように、実施の形態1に係る顕微鏡システム1は、顕微鏡装置10と、該顕微鏡装置10における観察対象である標本を撮像して画像を取得する撮像装置20とを備える。なお、上述したとおり、顕微鏡装置10は、撮像機能を備える装置(例えば、デジタルカメラ等)であれば、どのような装置でも適用可能である。
合成処理部233は、電動ステージ13aを互いに異なる少なくとも2つの方向に移動させながら撮像を行うことにより取得された画像群から、標本S内の同一の観察領域が写った少なくとも2つの画像を選択し、これらの画像を合成した合成画像を作成する。
また、ステップS112及びS113は必須ではなく、標本S全体をスキャン範囲としてステップS114以降の処理を行っても良い。
ステップS12において、合成処理部233は、画像取得部21から出力された画像データに対して所定の画像処理を施すことにより、同一の観察領域Piに対する複数方向のスキャンによりそれぞれ取得された複数の画像の合成画像を作成する。図9は、合成画像の作成処理の詳細を示すフローチャートである。また、図10及び図11は、X方向及びY方向の2方向のスキャンにより取得された画像の合成処理を説明する図である。以下においては一例として、観察領域Piに対するX方向のスキャンにより取得された画像Mi(X)と、Y方向のスキャンにより取得された画像Mi(Y)との合成画像を作成する場合について説明する。
この後、顕微鏡システム1の動作はメインルーチンに戻る。
次に、実施の形態1の変形例について説明する。
上記実施の形態1においては、X方向及びY方向の2方向においてスキャンを行ったがスキャン方向及びスキャン方向の数はこれに限定されない。例えば、X方向から反時計回りに45度回転させた方向(以下、45度方向という)、及びX方向から反時計周りに135度回転させた方向(以下、135度方向という)の2方向においてスキャンを行っても良いし、X方向、Y方向、45度方向及び135度方向の4方向においてスキャンを行っても良い。以下、上記4方向のスキャンを行う場合の撮像動作の例を説明する。
次に、実施の形態1の変形例1−2について説明する。
実施の形態1においては、隣接する合成画像を貼り合わせる際に、合成画像の端部の共通領域(図14参照)については、いずれか一方の画像を採用することとした。しかしながら、各合成画像においては、画像の中心付近の情報が最も安定していると考えられる。そこで、各合成画像の端部を切り落とし、合成画像の中心領域を多く含む画像同士を貼り合わせることとしても良い。具体的には、貼り合わせ処理部235は、図19に示すように合成画像Mi-1、Mi、Mi+1を貼り合わせる際、合成画像の共通領域が重なるように位置合わせを行った後、各合成画像Mi-1、Mi、Mi+1の端部の共通領域を半分ずつ切り落とし、残った領域Ci-1、Ci、Ci+1同士を接続すれば良い。
次に、本発明の実施の形態2について説明する。
図20は、実施の形態2に係る顕微鏡システムの構成例を示すブロック図である。図20に示すように、実施の形態2に係る顕微鏡システム2は、図1に示す撮像装置20の代わりに、撮像装置30を備える。
合成復元画像作成部313は、画像取得部21により互いに異なる複数方向のスキャンによって取得された画像群から、標本S上の同一の観察領域が写った複数の画像を選択し、これらの画像を合成することにより劣化が低減された画像を作成する。
方向判定処理部313aは、画像取得部21から入力された各画像のスキャン方向を判定し、スキャン方向に基づく画像選択評価値(以下、単に評価値ともいう)を算出する。
ステップS21において、劣化関数取得部331は、観察領域が同一でスキャン方向が互いに異なる複数画像の関連情報を読み出し、スキャン方向、スキャン速度及びシステムパラメータに基づいて劣化関数を取得する。例えば、当該観察領域Piに対してX方向、Y方向、45度方向、及び135度方向の4方向のスキャンが行われた場合、劣化関数取得部331は、まず、基準となる劣化関数fdeg(X)、fdeg(Y)、fdeg(45)、fdeg(135)を取得する。そして、各劣化関数fdeg(X)、fdeg(Y)、fdeg(45)、fdeg(135)に対し、システムパラメータ記憶部241に記憶されているシステム固有のパラメータ(劣化関数fsys)を取得して畳み込み演算を行うことにより、システム固有の劣化情報が付与された劣化関数fdeg(X)’、fdeg(Y ’、fdeg(45)’、fdeg(135)’を取得する。
また、スキャン方向と平行なエッジを抽出することができれば、エッジの抽出方法は上記説明をした方法に限定されない。
次に、実施の形態2の変形例について説明する。
画像選択評価値を算出する際には、実施の形態1又はその変形例1−1と同様に、画像Mi(X)、Mi(Y)、Mi(45)、Mi(135)を加算平均して得られた画像からエッジを抽出しても良い。この場合、加算平均により得られた画像に対し、X方向、Y方向、45度方向及び135度方向のエッジをそれぞれ抽出する4つのフィルタ処理を施すことにより、4つのエッジ画像を算出し、これらのエッジ画像の画素値(エッジ強度)をスキャン方向別の画像選択評価値として用いる。
上記実施の形態2においては、画像選択評価値としてエッジ強度を用いたが、スキャン方向別に画像の劣化の度合いを評価することができれば、エッジ強度に限らず用いることができる。例えば、画像内の隣接する微小領域又は隣接する画素のコントラスト変化を画像選択評価値として用いても良い。
上記実施の形態2においては、1つの領域又は画素に対応する複数の領域画像のうち1つの領域画像のみに画像復元処理を施したが、画像選択評価値に基づいて複数の領域画像を抽出し、抽出した複数の領域画像に対して画像復元処理を施しても良い。図26は、本変形例2−3における領域画像の復元処理及び復元画像の合成処理の具体例を説明する図である。
次に、本発明の実施の形態3について説明する。
図27は、実施の形態3に係る顕微鏡システムの構成例を示すブロック図である。図27に示すように、実施の形態3に係る顕微鏡システム3は、図20に示す撮像装置30の代わりに、撮像装置40を備える。
制御部41は、劣化関数取得部311と、画像処理部411と、貼り合わせ処理部235とを備える。このうち、劣化関数取得部311の動作は、実施の形態2と同様である。また、貼り合わせ処理部235の動作は、実施の形態1と同様である。
より詳細には、合成復元画像作成部413は、方向判定処理部413aと、画像選択処理部413bと、画像補完部413cとを備える。
まず、ステップS31において、劣化関数取得部311は、観察領域が同一でスキャン方向が互いに異なる複数画像の関連情報を読み出し、スキャン方向、スキャン速度及びシステムパラメータに基づいて劣化関数を取得する。具体的には、図29に示すように、劣化関数取得部311は、各画像Mi(X)、Mi(Y)、Mi(45)、Mi(135)のスキャン方向及びスキャン速度に応じて、基準となる劣化関数fdeg(X)、fdeg(Y)、fdeg(45)、fdeg(135)を取得する。また、劣化関数取得部311は、システムパラメータ記憶部241に記憶されているシステム固有のパラメータ(劣化関数fsys)を取得する。そして、基準の劣化関数に対してシステム固有のパラメータの畳み込み演算を行うことにより、システム固有の劣化情報を付与することにより、画像Mi(X)、Mi(Y)、Mi(45)、Mi(135)の復元処理に用いる劣化関数fdeg(X)’、fdeg(Y)’、fdeg(45)’、fdeg(135)’を取得する。
上記実施の形態3においては、実施の形態2と同様の手法により、復元画像Mi(X)’、Mi(Y)’、Mi(45)’、Mi(135)’の合成画像を作成したが、実施の形態1と同様に、復元画像Mi(X)’、Mi(Y)’、Mi(45)’、Mi(135)’間で対応する画素における画素値の加算平均値を用いて合成画像を作成しても良い。
10 顕微鏡装置
10a アーム
11 落射照明ユニット
11a 落射照明用光源
11b 落射照明光学系
12 透過照明ユニット
12a 透過照明用光源
12b 透過照明光学系
13c 位置検出部
13 電動ステージユニット
13a 電動ステージ
13b 駆動部
14 対物レンズ
14a レボルバ
15 鏡筒
16 三眼鏡筒ユニット
17 接眼レンズユニット
20 撮像装置
21、30、40 画像取得部
22 撮像制御部
23、31、41 制御部
24 記憶部
25 入力部
26 出力部
27 表示装置
211 撮像部
211a 撮像素子
212 メモリ
213 スキャン判定処理部
231、311 劣化関数取得部
232、312、411 画像処理部
233 合成処理部
234、412 画像復元処理部
235 貼り合わせ処理部
241 システムパラメータ記憶部
242 画像記憶部
243 画像位置情報記憶部
244 プログラム記憶部
313、413 合成復元画像作成部
313a、413a 方向判定処理部
313b、413b 画像選択処理部
313c 画像復元処理部
313d、413c 画像補完部
Claims (9)
- 被写体を撮像して、該被写体の画像を取得する撮像部と、
前記被写体に対する前記撮像部の観察領域を、互いに異なる少なくとも2つの方向に移動させながら前記撮像部に撮像を実行させる撮像制御部と、
前記観察領域を移動させたことにより前記撮像部が取得した画像に生じた劣化を表す劣化情報を取得する劣化情報取得部と、
前記撮像部により取得された、前記観察領域が同一で前記観察領域の移動方向が互いに異なる少なくとも2つの画像に対し、画像合成処理と、前記劣化情報に基づく画像復元処理とを施す画像処理部と、
を備えることを特徴とする撮像装置。 - 前記画像処理部は、前記撮像部によって取得された前記少なくとも2つの画像を合成することにより合成画像を作成し、該合成画像に前記画像復元処理を施す、
ことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 - 前記画像処理部は、前記撮像部によって取得された前記少なくとも2つの画像に前記画像復元処理を施す、
ことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 - 前記画像処理部は、前記少なくとも2つの画像にそれぞれ含まれ、前記少なくとも2つの画像間で対応する領域の画像である少なくとも2つの領域画像のうち、選択された領域画像に対して前記画像復元処理を施す、
ことを特徴とする請求項3に記載の撮像装置。 - 前記画像処理部は、前記画像復元処理を施す1つの領域画像を、所定の評価値を用いて選択し、該1つの領域画像に前記画像復元処理を施した画像を、当該領域の復元画像として用いる、
ことを特徴とする請求項4に記載の撮像装置。 - 前記画像処理部は、
前記画像復元処理を施す1つ以上の領域画像を、所定の評価値を用いて選択し、
1つの領域画像を選択した場合に、該1つの領域画像に前記画像復元処理を施した画像を、当該領域の復元画像として用い、
2つ以上の領域画像を選択した場合に、該2つ以上の領域画像の各々に前記画像復元処理を施した上で合成した画像を、当該領域の復元画像として用いる、
ことを特徴とする請求項4に記載の撮像装置。 - 前記画像処理部は、前記少なくとも2つの画像の各々に前記画像復元処理を施すことにより少なくとも2つの復元画像を作成し、該2つの復元画像を合成する、
ことを特徴とする請求項3に記載の撮像装置。 - 請求項1〜7のいずれか1項に記載の撮像装置と、
前記被写体が載置されるステージと、
前記被写体と前記撮像部とのいずれか一方を他方に対して移動させる移動手段と、
を備えることを特徴とする顕微鏡システム。 - 被写体に対する観察領域を互いに異なる少なくとも2つの方向に移動させながら前記被写体を撮像して、該被写体の画像を取得する撮像ステップと、
前記観察領域を移動させたことにより前記撮像ステップにおいて取得された画像に生じた劣化を表す劣化情報を取得する劣化情報取得ステップと、
前記撮像ステップにおいて取得された、前記観察領域が同一で前記観察領域の移動方向が互いに異なる少なくとも2つの画像に対し、画像合成処理と、前記劣化情報に基づく画像復元処理とを施す画像処理ステップと、
を含むことを特徴とする撮像方法。
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