JP6587709B2 - Observation target extraction processing apparatus, method and program, and observation image imaging display system - Google Patents

Observation target extraction processing apparatus, method and program, and observation image imaging display system Download PDF

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Description

本発明は、樹脂シートなどの観察対象支持部材に設置された観察対象を撮像した画像から観察対象を抽出した画像を生成する観察対象抽出処理装置、方法およびプログラム並びに観察画像撮像表示システムに関するものである。   The present invention relates to an observation object extraction processing device, method and program, and an observation image imaging display system for generating an image obtained by extracting an observation object from an image obtained by imaging the observation object installed on an observation object support member such as a resin sheet. is there.

従来、細胞や微生物などの生物、食品および結晶などの観察対象を樹脂などからなるシート部材上に設置して顕微鏡観察を行う場合がある。具体的には、たとえば多孔質なシート部材上に細胞を配置して培養し、その細胞の画像を顕微鏡によって撮像して観察することによって、細胞の培養過程を確認する場合などがある。   Conventionally, there are cases in which observation objects such as cells and microorganisms, foods, crystals, and the like are placed on a sheet member made of resin or the like and observed with a microscope. Specifically, for example, the cell culture process may be confirmed by arranging and culturing cells on a porous sheet member, and capturing and observing images of the cells with a microscope.

このようにシート部材上に設置された細胞の画像を顕微鏡によって撮像する場合、細胞などの観察対象とシート部材の孔のパターンとが混在した画像が撮像されるため、観察対象のみを抽出した画像を生成する必要がある。   In this way, when an image of a cell placed on a sheet member is taken with a microscope, an image in which the observation target such as a cell and the hole pattern of the sheet member are mixed is picked up, so that only the observation target is extracted. Must be generated.

観察対象のみを抽出した画像を生成する方法としては、たとえばシート部材の孔のパターンが予め既知である規則的なパターンである場合には、シート部材の周期構造を表す信号をテンプレート信号として予め保存しておき、撮像した画像信号からテンプレート信号を減算することによって観察対象のみを抽出した画像を生成する方法がある。   As a method for generating an image in which only the observation target is extracted, for example, when the pattern of the hole of the sheet member is a known regular pattern, a signal representing the periodic structure of the sheet member is stored in advance as a template signal. There is a method of generating an image in which only the observation target is extracted by subtracting the template signal from the captured image signal.

特開2012−39930号公報JP 2012-39930 A

しかしながら、たとえばシート部材が不規則なパターンを有する場合、撮像視野によって孔のパターンが変わるため、撮像視野が変わると同じテンプレート信号を用いることができず、観察対象の画像をシート部材のパターンの画像と分離して抽出するのが困難である。   However, for example, when the sheet member has an irregular pattern, the hole pattern changes depending on the imaging field of view, so if the imaging field of view changes, the same template signal cannot be used, and the image to be observed is the image of the sheet member pattern. It is difficult to separate and extract.

また、複数枚のタイムラプス画像を用いて、時間変動しないシート部材の成分を除去することによって観察対象を抽出した画像を生成する方法も考えられるが、たとえば細胞を観察する場合、インキュベータ設備などといった細胞の時間変化を観察するための装置が必要となり、コストアップとなる。   In addition, a method of generating an image in which an observation target is extracted by removing a component of a sheet member that does not change with time using a plurality of time-lapse images is also conceivable. For example, when observing cells, cells such as incubator equipment are used. An apparatus for observing the time change of the above is required, which increases the cost.

また、シート部材の成分を周波数画像処理により除去することによって観察対象を抽出した画像を生成する方法もあるが、シート部材が不規則なパターンを有する場合、周波数空間でのピークが乱れ、シート部材のパターンを適切に除去できない問題がある。   In addition, there is a method of generating an image in which an observation target is extracted by removing the component of the sheet member by frequency image processing. However, when the sheet member has an irregular pattern, the peak in the frequency space is disturbed, and the sheet member There is a problem that the pattern cannot be removed properly.

また、細胞が存在しない状態でシート部材を予め撮像しておき、細胞がある程度培養された段階で撮像した画像と上述したシート部材の画像との間でレジストレーションなどのマッチングの画像処理手法を用いて、シート部材の画像を除去する方法も考えられるが、シート部材が不規則なパターンを有する場合、レジストレーションに用いるマッチングポイントも不規則に変化し、シート部材のパターンを適切に除去できない場合がある。なお、細胞を培養する前のシート部材と細胞が設置されてある程度培養された段階のシート部材とを全く同じ視野で撮像することは現実的に困難である。   In addition, a sheet member is imaged in advance in the absence of cells, and a matching image processing method such as registration is used between the image captured when the cells are cultured to some extent and the image of the sheet member described above. A method of removing the image of the sheet member is also conceivable. However, when the sheet member has an irregular pattern, the matching point used for registration also changes irregularly, and the pattern of the sheet member may not be removed appropriately. is there. Note that it is practically difficult to take an image of the sheet member before culturing the cells and the sheet member at a stage where the cells are installed and cultured to some extent in the same field of view.

また、シート部材に最もピントがあった画像と、観察対象に最もピントが合った画像を含む複数枚の画像を撮像し、その差分成分を強調することによって観察対象のみを抽出した画像を生成する方法も考えられるが、シート部材が不規則なパターンを有する場合、適切なピントずれ量を予め知ることが困難であり、シート部材のパターンを適切に除去できない場合がある。   In addition, a plurality of images including an image in which the sheet member is most focused and an image in which the observation target is most focused are captured, and an image in which only the observation target is extracted is generated by enhancing the difference component. Although a method is also conceivable, when the sheet member has an irregular pattern, it is difficult to know an appropriate amount of defocus in advance, and the pattern of the sheet member may not be removed appropriately.

なお、特許文献1には、複数種類のストライプパターンの照明光をディッシュに照射して複数の画像を取得し、その複数の画像を解析することによって培地の領域を識別することが提案されているが、上述したようにシート部材を除去し、細胞のみを抽出した画像を生成する方法については、何も提案されていない。   Patent Document 1 proposes that a plurality of images are obtained by irradiating a dish with illumination light of a plurality of types of stripe patterns, and a medium region is identified by analyzing the plurality of images. However, no method has been proposed for a method of generating an image in which only the cells are extracted by removing the sheet member as described above.

本発明は、上記の問題に鑑み、観察対象が設置される観察対象支持部材が不規則なパターンを有する場合でも、観察対象支持部材のパターンが適切に除かれ、観察対象が抽出された画像を生成することができる観察対象抽出処理装置、方法およびプログラム並びに観察画像撮像表示システムを提供することを目的とする。   In view of the above problems, the present invention provides an image obtained by appropriately removing the pattern of the observation target support member and extracting the observation target even when the observation target support member on which the observation target is installed has an irregular pattern. An object of the present invention is to provide an observation object extraction processing apparatus, method, and program that can be generated, and an observation image capturing display system.

本発明の観察対象抽出処理装置は、観察対象を支持するシート状の観察対象支持部材へ光を照射し、その観察対象支持部材から出射された光を検出することによって観察対象支持部材を撮像した分光特性の異なる2種類の第1および第2の画像を取得する補正画像取得部と、第1および第2の画像に基づいて補正係数を算出する補正係数算出部と、観察対象が設置された観察対象支持部材へ光を照射し、その観察対象が設置された観察対象支持部材から出射された光を検出することによって観察対象が設置された観察対象支持部材を撮像した分光特性の異なる2種類の第3および第4の画像を取得する観察画像取得部と、第3および第4の画像のうちの一方の画像を補正係数に基づいて補正して補正画像を生成し、その補正画像と他方の画像とに基づいて、観察対象が抽出された抽出画像を生成する抽出処理部とを備えたことを特徴とする。   The observation target extraction processing apparatus of the present invention images the observation target support member by irradiating the sheet-like observation target support member supporting the observation target with light and detecting the light emitted from the observation target support member. A correction image acquisition unit that acquires two types of first and second images having different spectral characteristics, a correction coefficient calculation unit that calculates a correction coefficient based on the first and second images, and an observation target are installed Two types of spectral characteristics obtained by irradiating the observation target support member with light and detecting the light emitted from the observation target support member on which the observation target is set, and imaging the observation target support member on which the observation target is set. An observation image acquisition unit that acquires the third and fourth images, and corrects one of the third and fourth images based on the correction coefficient to generate a corrected image. Image of Based on, characterized by comprising an extraction unit for generating an extracted image observation target is extracted.

また、上記本発明の観察対象抽出処理装置においては、第1および第2の画像は、観察対象支持部材へ分光特性の異なる2種類の光をそれぞれ照射し、その観察対象支持部材から出射された光をそれぞれ検出することによって観察対象支持部材を撮像した画像であり、第3および第4の画像は、観察対象が設置された観察対象支持部材へ2種類の光をそれぞれ照射し、その観察対象が設置された観察対象支持部材から出射された光をそれぞれ検出することによって観察対象が設置された観察対象支持部材を撮像した画像であることが好ましい。   In the observation target extraction processing apparatus of the present invention, the first and second images are emitted from the observation target support member by irradiating the observation target support member with two types of light having different spectral characteristics, respectively. It is the image which imaged the observation object support member by detecting each light, and the 3rd and 4th image irradiates two types of light to the observation object support member in which the observation object was installed, respectively, and the observation object It is preferable that the image is an image of the observation target support member on which the observation target is installed by detecting light emitted from the observation target support member on which the observation target is installed.

また、第1および第2の画像は、観察対象支持部材へ励起光を照射し、その観察対象支持部材から発せられた蛍光を検出することによって観察対象支持部材を撮像した蛍光画像と、観察対象支持部材へ可視光を照射し、その観察対象支持部材を透過した透過光を検出することによって観察対象支持部材を撮像した透過画像であり、第3および第4の画像は、観察対象が設置された観察対象支持部材へ励起光を照射し、その観察対象が設置された観察対象支持部材から発せられた蛍光を検出することによって観察対象が設置された観察対象支持部材を撮像した蛍光画像と、観察対象が設置された観察対象支持部材へ可視光を照射し、その観察対象が設置された観察対象支持部材を透過した透過光を検出することによって観察対象が設置された観察対象支持部材を撮像した透過画像であることが好ましい。   In addition, the first and second images are obtained by irradiating the observation target support member with excitation light and detecting fluorescence emitted from the observation target support member, and imaging the observation target support member, and the observation target This is a transmission image obtained by imaging the observation target support member by irradiating the support member with visible light and detecting the transmitted light transmitted through the observation target support member, and the third and fourth images are provided with the observation target. Irradiating the observation target support member with excitation light, and detecting the fluorescence emitted from the observation target support member on which the observation target is installed, and a fluorescence image obtained by imaging the observation target support member on which the observation target is installed; The observation target is installed by irradiating the observation target support member with the observation target with visible light, and detecting the transmitted light transmitted through the observation target support member with the observation target. It is preferable to subject the support member is a transmission image captured.

また、補正係数算出部は、第1および第2の画像のうちの蛍光画像に対して鮮鋭度強調処理を施し、第1および第2の画像のうちの透過画像に対して、観察対象を培養する培地成分の画像を抑制するレベル補正処理を施し、鮮鋭度強調処理の施された蛍光画像とレベル補正処理の施された透過画像に基づいて、補正係数を算出することができる。   In addition, the correction coefficient calculation unit performs sharpness enhancement processing on the fluorescent image of the first and second images, and cultures the observation target on the transmission image of the first and second images. The level correction process for suppressing the image of the medium component to be performed is performed, and the correction coefficient can be calculated based on the fluorescence image subjected to the sharpness enhancement process and the transmission image subjected to the level correction process.

また、抽出処理部は、第3および第4の画像のうちの蛍光画像に対して鮮鋭度強調処理を施し、第3および第4の画像のうちの透過画像に対して、観察対象を培養する培地成分の画像を抑制するレベル補正処理を施し、鮮鋭度強調処理の施された蛍光画像を用いて補正画像を生成し、その補正画像とレベル補正処理の施された透過画像とを用いて抽出画像を生成することができる。   In addition, the extraction processing unit performs sharpness enhancement processing on the fluorescence image of the third and fourth images, and cultures the observation target on the transmission image of the third and fourth images. Performs level correction processing that suppresses the image of the medium component, generates a corrected image using the fluorescence image that has been subjected to sharpness enhancement processing, and extracts using the corrected image and the transmission image that has been subjected to the level correction processing An image can be generated.

また、第1および第2の画像は、観察対象支持部材へ光を照射し、その観察対象支持部材から出射された光であって分光特性の異なる2種類のフィルタを通過した光を検出することによって観察対象支持部材を撮像した画像であり、第3および第4の画像は、観察対象が設置された観察対象支持部材へ光を照射し、その観察対象が設置された観察対象支持部材から出射された光であって分光特性の異なる2種類のフィルタを通過した光を検出することによって観察対象が設置された観察対象支持部材を撮像した画像であることが好ましい。   The first and second images detect light that irradiates light to the observation target support member and passes through two types of filters having different spectral characteristics emitted from the observation target support member. The third and fourth images are images obtained by irradiating light to the observation target support member on which the observation target is set and emitting from the observation target support member on which the observation target is set. Preferably, the image is an image of the observation target support member on which the observation target is set by detecting the light that has passed through two types of filters having different spectral characteristics.

また、第1および第2の画像は、観察対象支持部材へ励起光を照射し、その観察対象支持部材から発せられた蛍光のうちの第1のフィルタを通過した第1の蛍光成分を検出することによって観察対象支持部材を撮像した第1の蛍光画像と、蛍光のうちの第2のフィルタを通過した第2の蛍光成分を検出することによって観察対象支持部材を撮像した第2の蛍光画像であり、第3および第4の画像は、観察対象が設置された観察対象支持部材へ励起光を照射し、観察対象が設置された観察対象支持部材から発せられた蛍光のうちの第1のフィルタを通過した第3の蛍光成分を検出することによって観察対象が設置された観察対象支持部材を撮像した第3の蛍光画像と、蛍光のうちの第2のフィルタを通過した第4の蛍光成分を検出することによって観察対象が設置された観察対象支持部材を撮像した第4の蛍光画像であることが好ましい。   The first and second images detect the first fluorescent component that has passed through the first filter among the fluorescence emitted from the observation target support member by irradiating the observation target support member with excitation light. A first fluorescent image obtained by imaging the observation target support member, and a second fluorescent image obtained by imaging the observation target support member by detecting the second fluorescent component of the fluorescence that has passed through the second filter. The third and fourth images are the first filter of the fluorescence emitted from the observation target support member on which the observation target is set by irradiating the observation target support member on which the observation target is set with excitation light. A third fluorescent image obtained by imaging the observation target support member on which the observation target is installed by detecting the third fluorescent component that has passed through the second fluorescent component, and a fourth fluorescent component that has passed through the second filter out of the fluorescent light. By detecting It is preferable to observation target support member observation target is placed a fourth fluorescence image captured Te.

また、補正係数算出部は、第1および第2の蛍光画像に対して鮮鋭度強調処理を施し、その鮮鋭度強調処理の施された第1および第2の蛍光画像を用いて補正係数を算出することができる。   The correction coefficient calculation unit performs sharpness enhancement processing on the first and second fluorescent images, and calculates a correction coefficient using the first and second fluorescent images subjected to the sharpness enhancement processing. can do.

また、抽出処理部は、第3および第4の蛍光画像に対して鮮鋭度強調処理を施し、その鮮鋭度強調処理の施された第3または第4の蛍光画像を用いて補正画像を生成し、その補正画像と第3または第4の蛍光画像とを用いて抽出画像を生成することができる。   The extraction processing unit performs sharpness enhancement processing on the third and fourth fluorescent images, and generates a correction image using the third or fourth fluorescent image subjected to the sharpness enhancement processing. The extracted image can be generated using the corrected image and the third or fourth fluorescent image.

また、第1および第2の画像は、観察対象支持部材から出射された光を分光感度の異なる撮像部によりそれぞれ検出することによって観察対象支持部材を撮像した画像であり、第3および第4の画像は、観察対象が設置された観察対象支持部材から出射された光を分光感度の異なる撮像部によりそれぞれ検出することによって観察対象支持部材が設置された観察対象支持部材を撮像した画像であることが好ましい。   The first and second images are images obtained by imaging the observation target support member by detecting the light emitted from the observation target support member by the imaging units having different spectral sensitivities. The third and fourth images The image is an image obtained by imaging the observation target support member on which the observation target support member is installed by detecting the light emitted from the observation target support member on which the observation target is installed by the imaging units having different spectral sensitivities. Is preferred.

また、第1および第2の画像は、観察対象支持部材へ可視光を照射し、観察対象支持部材を透過した透過光を第1の撮像部により検出することによって観察対象支持部材を撮像した第1の透過画像と、透過光を第2の撮像部により検出することによって観察対象支持部材を撮像した第2の透過画像であり、第3および第4の画像は、観察対象が設置された観察対象支持部材へ可視光を照射し、観察対象が設置された観察対象支持部材を透過した透過光を第1の撮像部により検出することによって観察対象が設置された観察対象支持部材を撮像した第3の透過画像と、透過光を第2の撮像部により検出することによって観察対象が設置された観察対象支持部材を撮像した第4の透過画像であることが好ましい。   Further, the first and second images are obtained by imaging the observation target support member by irradiating the observation target support member with visible light and detecting the transmitted light transmitted through the observation target support member by the first imaging unit. 1 is a second transmission image obtained by imaging the observation target support member by detecting the transmitted light and the transmitted light by the second imaging unit, and the third and fourth images are observations where the observation target is installed. A first image of the observation target support member on which the observation target is installed is detected by irradiating the target support member with visible light and detecting the transmitted light transmitted through the observation target support member on which the observation target is installed by the first imaging unit. 3 and a fourth transmission image obtained by imaging the observation target support member on which the observation target is installed by detecting the transmitted light using the second imaging unit.

また、第1の撮像部の分光感度は可視光帯域以外の帯域であり、第2の撮像部の分光感度は可視光帯域であることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the spectral sensitivity of the first imaging unit is a band other than the visible light band, and the spectral sensitivity of the second imaging unit is a visible light band.

また、補正係数算出部は、第1および第2の透過画像に対して、観察対象を培養する培地成分の画像を抑制するレベル補正処理を施し、そのレベル補正処理の施された第1および第2の透過画像を用いて補正係数を算出することができる。   Further, the correction coefficient calculation unit performs a level correction process for suppressing the image of the medium component for culturing the observation target on the first and second transmission images, and the first and second subjected to the level correction process. The correction coefficient can be calculated using the two transmission images.

また、抽出処理部は、第3および第4の透過画像に対して、観察対象を培養する培地成分の画像を抑制するレベル補正処理を施し、そのレベル補正処理の施された第3または第4の透過画像を用いて補正画像を生成し、その補正画像と第3または第4の透過画像とを用いて抽出画像を生成することができる。   In addition, the extraction processing unit performs a level correction process for suppressing the image of the medium component for culturing the observation target on the third and fourth transmission images, and the third or fourth subjected to the level correction process. It is possible to generate a corrected image using the transparent image, and generate an extracted image using the corrected image and the third or fourth transparent image.

また、補正係数算出部は、第1の画像と第2の画像の濃度情報の比に基づいて補正係数を算出することができる。   The correction coefficient calculation unit can calculate the correction coefficient based on the ratio of the density information of the first image and the second image.

また、抽出処理部は、上記他方の画像から補正画像を減算した減算画像を生成し、その減算画像に対してモルフォロジー処理を施すことによって抽出画像を生成することができる。   Further, the extraction processing unit can generate a subtraction image obtained by subtracting the correction image from the other image, and generate an extraction image by performing a morphological process on the subtraction image.

また、観察対象支持部材は、平面方向にパターンを有するシートであることが好ましい。   Moreover, it is preferable that an observation object support member is a sheet | seat which has a pattern in a plane direction.

また、上記パターンは、不規則性を有することができる。   The pattern may have irregularity.

また、上記パターンは、規則性を有することができる。   Further, the pattern can have regularity.

また、シートとして、ハニカムフィルムを用いることができる。   A honeycomb film can be used as the sheet.

本発明の観察対象抽出処理装置は、観察対象が設置された、観察対象を支持するシート状の観察対象支持部材へ光を照射し、観察対象が設置された観察対象支持部材から出射された光を検出することによって観察対象が設置された観察対象支持部材を撮像した分光特性の異なる2種類の画像を取得する観察画像取得部と、2種類の画像に基づいて補正係数を算出する補正係数算出部と、2種類の画像のうちの一方の画像を補正係数に基づいて補正して補正画像を生成し、その補正画像と他方の画像とに基づいて、観察対象が抽出された抽出画像を生成する抽出処理部とを備えたことを特徴とする。   The observation target extraction processing apparatus of the present invention irradiates light to a sheet-like observation target support member that supports the observation target on which the observation target is installed, and emits light emitted from the observation target support member on which the observation target is installed. An observation image acquisition unit that acquires two types of images with different spectral characteristics obtained by imaging the observation target support member on which the observation target is set, and a correction coefficient calculation that calculates a correction coefficient based on the two types of images And one of the two types of images is corrected based on a correction coefficient to generate a corrected image, and an extracted image from which an observation target is extracted is generated based on the corrected image and the other image And an extraction processing unit.

本発明の観察対象抽出処理方法は、観察対象を支持するシート状の観察対象支持部材へ光を照射し、その観察対象支持部材から出射された光を検出することによって観察対象支持部材を撮像した分光特性の異なる2種類の第1および第2の画像を取得し、第1および第2の画像に基づいて補正係数を算出し、観察対象が設置された観察対象支持部材へ光を照射し、その観察対象の設置された観察対象支持部材から出射された光を検出することによって観察対象が設置された観察対象支持部材を撮像した分光特性の異なる2種類の第3および第4の画像を取得し、第3および第4の画像のうちの一方の画像を補正係数に基づいて補正して補正画像を生成し、その補正画像と他方の画像とに基づいて、観察対象が抽出された抽出画像を生成することを特徴とする。   In the observation target extraction processing method of the present invention, the observation target support member is imaged by irradiating the sheet-like observation target support member supporting the observation target with light and detecting the light emitted from the observation target support member. Obtaining two types of first and second images having different spectral characteristics, calculating a correction coefficient based on the first and second images, irradiating light to the observation target support member on which the observation target is installed, By detecting light emitted from the observation target support member on which the observation target is installed, two types of third and fourth images having different spectral characteristics obtained by imaging the observation target support member on which the observation target is set are acquired. Then, one of the third and fourth images is corrected based on the correction coefficient to generate a corrected image, and the extracted image from which the observation target is extracted based on the corrected image and the other image Generate The features.

本発明の観察対象抽出処理方法は、観察対象が設置された、観察対象を支持するシート状の観察対象支持部材へ光を照射し、その観察対象が設置された観察対象支持部材から出射された光を検出することによって観察対象が設置された観察対象支持部材を撮像して分光特性の異なる2種類の画像を取得し、その2種類の画像に基づいて補正係数を算出し、その2種類の画像のうちの一方の画像を補正係数に基づいて補正して補正画像を生成し、その補正画像と他方の画像とに基づいて、観察対象が抽出された抽出画像を生成することを特徴とする。   The observation target extraction processing method of the present invention irradiates light to a sheet-like observation target support member that supports the observation target on which the observation target is installed, and is emitted from the observation target support member on which the observation target is installed. By detecting light, the observation target support member on which the observation target is installed is imaged to obtain two types of images having different spectral characteristics, and a correction coefficient is calculated based on the two types of images. One of the images is corrected based on a correction coefficient to generate a corrected image, and an extracted image from which an observation target is extracted is generated based on the corrected image and the other image .

本発明の観察対象抽出処理プログラムは、観察対象を支持するシート状の観察対象支持部材へ光を照射し、その観察対象支持部材から出射された光を検出することによって観察対象支持部材を撮像した分光特性の異なる2種類の第1および第2の画像を取得する補正画像取得部と、第1および第2の画像に基づいて補正係数を算出する補正係数算出部と、観察対象が設置された観察対象支持部材へ光を照射し、その観察対象が設置された観察対象支持部材から出射された光を検出することによって観察対象が設置された観察対象支持部材を撮像した分光特性の異なる2種類の第3および第4の画像を取得する観察画像取得部と、第3および第4の画像のうちの一方の画像を補正係数に基づいて補正して補正画像を生成し、その補正画像と他方の画像とに基づいて、観察対象が抽出された抽出画像を生成する抽出処理部としてコンピュータを機能させることを特徴とする。   The observation object extraction processing program of the present invention images the observation target support member by irradiating light to the sheet-like observation target support member that supports the observation target, and detecting light emitted from the observation target support member. A correction image acquisition unit that acquires two types of first and second images having different spectral characteristics, a correction coefficient calculation unit that calculates a correction coefficient based on the first and second images, and an observation target are installed Two types of spectral characteristics obtained by irradiating the observation target support member with light and detecting the light emitted from the observation target support member on which the observation target is set, and imaging the observation target support member on which the observation target is set. An observation image acquisition unit that acquires the third and fourth images, and corrects one of the third and fourth images based on the correction coefficient to generate a corrected image. Based on the image, and characterized by causing a computer to function as extraction processing unit for generating an extracted image observation target is extracted.

本発明の観察対象抽出処理プログラムは、観察対象が設置された、観察対象を支持するシート状の観察対象支持部材へ光を照射し、観察対象が設置された観察対象支持部材から出射された光を検出することによって分光特性の異なる2種類の画像を取得する観察画像取得部と、2種類の画像に基づいて補正係数を算出する補正係数算出部と、2種類の画像のうちの一方の画像を補正係数に基づいて補正して補正画像を生成し、その補正画像と他方の画像とに基づいて、観察対象が抽出された抽出画像を生成する抽出処理部としてコンピュータを機能させることを特徴とする。   The observation object extraction processing program of the present invention irradiates light onto a sheet-like observation target support member that supports the observation target on which the observation target is installed, and emits light emitted from the observation target support member on which the observation target is installed. An observation image acquisition unit that acquires two types of images having different spectral characteristics by detecting the image, a correction coefficient calculation unit that calculates a correction coefficient based on the two types of images, and one of the two types of images And generating a corrected image based on the correction coefficient, and causing the computer to function as an extraction processing unit that generates an extracted image from which an observation target is extracted based on the corrected image and the other image. To do.

本発明の観察画像撮像表示制御システムは、上記観察対象抽出処理装置と、第1から第4の画像を撮像する撮像装置と、撮像装置における第1から第4の画像の撮像と、観察対象抽出処理装置における第1から第4の画像に基づく抽出画像の生成と、抽出画像の表示とを制御する制御部と、撮像開始指示の入力を受け付ける撮像開始指示受付部とを備え、制御部が、撮像開始指示の入力に応じて、第1から第4の画像の撮像と、第1から第4の画像に基づく抽出画像の生成と、抽出画像の表示とを連続して自動的に行うことを特徴とする。   The observation image imaging display control system of the present invention includes the observation target extraction processing device, an imaging device that captures the first to fourth images, the imaging of the first to fourth images in the imaging device, and the observation target extraction. A control unit that controls generation of an extracted image based on the first to fourth images in the processing device and display of the extracted image; and an imaging start instruction receiving unit that receives an input of an imaging start instruction. In response to an input of an imaging start instruction, imaging of the first to fourth images, generation of an extracted image based on the first to fourth images, and display of the extracted image are automatically performed continuously. Features.

本発明の観察画像撮像表示制御システムは、上記観察対象抽出処理装置と、2種類の画像を撮像する撮像装置と、撮像装置における2種類の画像の撮像と、観察対象抽出処理装置における2種類の画像に基づく抽出画像の生成と、抽出画像の表示とを制御する制御部と、撮像開始指示の入力を受け付ける撮像開始指示受付部とを備え、制御部が、撮像開始指示の入力に応じて、2種類の画像の撮像と、2種類の画像に基づく抽出画像の生成と、抽出画像の表示とを連続して自動的に行うことを特徴とする。   An observation image capturing display control system according to the present invention includes the observation target extraction processing device, an imaging device that captures two types of images, two types of images captured by the imaging device, and two types of observation target extraction processing devices. A control unit that controls generation of an extracted image based on an image and display of the extracted image, and an imaging start instruction receiving unit that receives an input of an imaging start instruction. Two types of images are captured, generation of an extracted image based on the two types of images, and display of the extracted image are automatically performed continuously.

本発明の観察対象抽出処理装置、方法およびプログラム並びに観察画像撮像表示制御システムによれば、観察対象支持部材への光の照射によって、分光特性の異なる第1および第2の画像を取得し、第1および第2の画像に基づいて補正係数を算出し、観察対象が設置された観察対象支持部材への光の照射によって、分光特性の異なる2種類の第3および第4の画像を取得する。そして、第3および第4の画像のうちの一方の画像を補正係数に基づいて補正して補正画像を生成し、その補正画像と他方の画像とに基づいて、観察対象が抽出された抽出画像を生成するようにしたので、たとえば観察対象が設置される観察対象支持部材が不規則なパターンを有する場合でも、観察対象支持部材のパターンが適切に除かれ、観察対象が抽出された抽出画像を生成することができる。   According to the observation object extraction processing device, method, program, and observation image imaging display control system of the present invention, the first and second images having different spectral characteristics are obtained by irradiating the observation object support member with light, A correction coefficient is calculated based on the first and second images, and two types of third and fourth images having different spectral characteristics are acquired by irradiating light onto the observation target support member on which the observation target is installed. Then, one of the third and fourth images is corrected based on the correction coefficient to generate a corrected image, and the extracted image from which the observation target is extracted based on the corrected image and the other image For example, even when the observation target support member on which the observation target is installed has an irregular pattern, the extracted image in which the observation target support member pattern is appropriately removed and the observation target is extracted is obtained. Can be generated.

本発明の観察対象抽出処理装置、方法およびプログラム並びに観察画像撮像表示制御システムによれば、観察対象支持部材への光の照射によって、分光特性の異なる2種類の画像を取得する。そして、その2種類の画像に基づいて補正係数を算出し、2種類の画像のうちの一方の画像を補正係数に基づいて補正して補正画像を生成し、その補正画像と他方の画像とに基づいて、観察対象が抽出された抽出画像を生成するようにしたので、たとえば観察対象が設置される観察対象支持部材が不規則なパターンを有する場合でも、観察対象支持部材の画像が適切に除かれ、観察対象が抽出された抽出画像を生成することができる。   According to the observation target extraction processing device, method, program, and observation image capturing / display control system of the present invention, two types of images having different spectral characteristics are acquired by irradiating the observation target support member with light. Then, a correction coefficient is calculated based on the two types of images, one of the two types of images is corrected based on the correction coefficient to generate a corrected image, and the corrected image and the other image are generated. Based on this, an extracted image from which the observation target is extracted is generated. For example, even when the observation target support member on which the observation target is installed has an irregular pattern, the image of the observation target support member is appropriately removed. In addition, an extracted image from which the observation target is extracted can be generated.

本発明の観察対象抽出処理装置の第1の実施形態を用いた顕微鏡システムの概略構成を示す図The figure which shows schematic structure of the microscope system using 1st Embodiment of the observation object extraction processing apparatus of this invention. スリット板の具体的な構成を示す平面図A plan view showing a specific configuration of the slit plate 位相板の具体的な構成を示す平面図Plan view showing specific configuration of phase plate 本発明の観察対象抽出処理装置の第1の実施形態を用いた顕微鏡システムの作用を説明するためのフローチャートThe flowchart for demonstrating the effect | action of the microscope system using 1st Embodiment of the observation object extraction processing apparatus of this invention. 第1のグレー画像と第2のグレー画像とを模式的に示した図The figure which showed the 1st gray image and the 2nd gray image typically 第3のグレー画像と第4のグレー画像とを模式的に示した図The figure which showed the 3rd gray image and the 4th gray image typically 減算画像の一例を示す図The figure which shows an example of a subtraction image 抽出画像の一例を示す図The figure which shows an example of an extraction image 図1に示す顕微鏡システムの変形例を示す概略構成図Schematic block diagram showing a modification of the microscope system shown in FIG. 本発明の観察対象抽出処理装置の第2の実施形態を用いた顕微鏡システムの概略構成を示す図The figure which shows schematic structure of the microscope system using 2nd Embodiment of the observation object extraction processing apparatus of this invention. 本発明の観察対象抽出処理装置の第2の実施形態を用いた顕微鏡システムの作用を説明するためのフローチャートThe flowchart for demonstrating the effect | action of the microscope system using 2nd Embodiment of the observation object extraction processing apparatus of this invention. 第1の蛍光画像と第2の蛍光画像とを模式的に示した図The figure which showed the 1st fluorescence image and the 2nd fluorescence image typically 第3の蛍光画像と第4の蛍光画像とを模式的に示した図The figure which showed the 3rd fluorescence image and the 4th fluorescence image typically 本発明の観察対象抽出処理装置の第3の実施形態を用いた顕微鏡システムの概略構成を示す図The figure which shows schematic structure of the microscope system using 3rd Embodiment of the observation object extraction processing apparatus of this invention. 本発明の観察対象抽出処理装置の第3の実施形態を用いた顕微鏡システムの作用を説明するためのフローチャートThe flowchart for demonstrating the effect | action of the microscope system using 3rd Embodiment of the observation object extraction processing apparatus of this invention.

以下、本発明の観察対象抽出処理装置の一実施形態を用いた顕微鏡システムについて、図面を参照しながら詳細に説明する。図1は、本発明の観察対象抽出処理装置の第1の実施形態を用いた顕微鏡システムの概略構成を示す図である。   Hereinafter, a microscope system using an embodiment of the observation object extraction processing apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a microscope system using the first embodiment of the observation object extraction processing apparatus of the present invention.

第1の実施形態の顕微鏡システムは、顕微鏡本体1と、観察対象抽出処理装置50と、表示装置60とを備えている。   The microscope system according to the first embodiment includes a microscope main body 1, an observation object extraction processing device 50, and a display device 60.

第1の実施形態の顕微鏡本体1は、図1に示すように、可視光照射部10と、励起光照射部20と、結像光学系30と、撮像部40とを備えている。   As shown in FIG. 1, the microscope main body 1 according to the first embodiment includes a visible light irradiation unit 10, an excitation light irradiation unit 20, an imaging optical system 30, and an imaging unit 40.

可視光照射部10と結像光学系30との間には、ステージ82が設けられており、このステージ82上に観察対象Sが収容された培養容器80が設置される。そして、本実施形態の顕微鏡システムは、ステージ82を、互いに直交するX方向およびY方向に移動させるステージ駆動機構(図示省略)を備えている。X方向およびY方向は、観察対象Sの設置面に並行な面上において互いに直交する方向である。   A stage 82 is provided between the visible light irradiation unit 10 and the imaging optical system 30, and a culture vessel 80 in which the observation target S is accommodated is installed on the stage 82. The microscope system of this embodiment includes a stage drive mechanism (not shown) that moves the stage 82 in the X direction and the Y direction orthogonal to each other. The X direction and the Y direction are directions orthogonal to each other on a plane parallel to the installation surface of the observation target S.

培養容器80としては、シャーレ、ディッシュまたはウェルプレートなどを用いることができる。また、培養容器80およびステージ82は、可視光照射部10から出射された可視光を透過する材料から形成されるものである。   As the culture vessel 80, a petri dish, a dish, a well plate, or the like can be used. The culture vessel 80 and the stage 82 are made of a material that transmits visible light emitted from the visible light irradiation unit 10.

培養容器80の底面には、観察対象Sを支持する観察対象支持部材81が設けられている。観察対象支持部材81としては、シート状の多孔質部材を用いることができる。特に、本実施形態の観察対象支持部材81は、励起光照射部20から出射された励起光の照射を受けて蛍光を発する材料から形成されたものである。観察対象支持部材81の材料としては、たとえば蛍光を発する蛍光体を含有させた蛍光体含有樹脂を用いるようにしてもよいし、蛍光を発する樹脂を用いるようにしてもよい。   An observation target support member 81 that supports the observation target S is provided on the bottom surface of the culture vessel 80. As the observation target support member 81, a sheet-like porous member can be used. In particular, the observation target support member 81 of the present embodiment is formed of a material that emits fluorescence when irradiated with the excitation light emitted from the excitation light irradiation unit 20. As a material of the observation target support member 81, for example, a phosphor-containing resin containing a phosphor that emits fluorescence may be used, or a resin that emits fluorescence may be used.

また、観察対象支持部材81としては、上述したように、その平面方向に多数の孔が所定のパターンで配置された多孔質部材を用いることが望ましい。多数の孔は、不規則に配置されることが望ましい。この場合、観察対象支持部材81は、たとえば自己組織化作用によって形成されたものでもよいし、または、インクジェットプリンタや3Dプリンタなどの無版印刷の技術を用いて形成されたものでもよい。自己組織化作用による製法としては、たとえば疎水性溶媒系の溶液キャスト製膜法に水蒸気の結露現象を組み合わせた製法を用いることができる。また、多数の孔のパターンは必ずしも不規則なパターンでなくてもよく、規則的なパターンで孔が配置された樹脂シートを観察対象支持部材81として用いるようにしてもよい。具体的には、観察対象支持部材81として、たとえばハニカムフィルムなどを用いるようにしてもよい。   Further, as the observation target support member 81, as described above, it is desirable to use a porous member in which a large number of holes are arranged in a predetermined pattern in the plane direction. It is desirable that a large number of holes be arranged irregularly. In this case, the observation target support member 81 may be formed by, for example, a self-organizing action, or may be formed using a plateless printing technique such as an ink jet printer or a 3D printer. As a manufacturing method by the self-organizing action, for example, a manufacturing method in which a dew phenomenon of water vapor is combined with a hydrophobic solvent-based solution cast film forming method can be used. In addition, the pattern of many holes is not necessarily an irregular pattern, and a resin sheet in which holes are arranged in a regular pattern may be used as the observation target support member 81. Specifically, for example, a honeycomb film or the like may be used as the observation target support member 81.

観察対象Sとしては、たとえば培養される細胞群があり、具体的には、たとえばiPS細胞およびES細胞といった多能性幹細胞、幹細胞から分化誘導された神経、皮膚、心筋または肝臓の細胞、もしくは人体から取り出された皮膚、網膜、心筋、血球、神経または臓器の細胞などがある。なお、観察対象Sは、上述したような細胞に限らず、微生物、食品または結晶などでもよい。   The observation object S includes, for example, a group of cells to be cultured. Specifically, for example, pluripotent stem cells such as iPS cells and ES cells, nerves induced to differentiate from stem cells, skin, cardiac muscle or liver cells, or the human body There are skin, retina, heart muscle, blood cells, nerves or organ cells removed from the body. Note that the observation target S is not limited to the cells as described above, but may be microorganisms, food, crystals, or the like.

また、本実施形態の培養容器80内には、上述した観察対象支持部材81および観察対象Sと、観察対象Sを培養するための培養液Cとが収容される。   Further, in the culture container 80 of the present embodiment, the observation target support member 81 and the observation target S described above and the culture solution C for culturing the observation target S are accommodated.

顕微鏡本体1の可視光照射部10は、培養容器80内に収容された観察対象Sおよび観察対象支持部材81に対して、いわゆる位相差計測のための照明光L1を照射するものであり、本実施形態では、その位相差計測用照明光としてリング状照明光L1を照射する。具体的には、本実施形態の可視光照射部10は、白色光を出射する白色光源11と、リング形状のスリットを有し、白色光源11から出射された白色光が入射されてリング状照明光L1を出射するスリット板12と、スリット板12から射出されたリング状照明光L1が入射され、その入射されたリング状照明光L1を観察対象Sに対して照射する第1の対物レンズ13とを備えている。   The visible light irradiation unit 10 of the microscope main body 1 irradiates the observation target S and the observation target support member 81 accommodated in the culture vessel 80 with illumination light L1 for so-called phase difference measurement. In the embodiment, the ring-shaped illumination light L1 is irradiated as the phase difference measurement illumination light. Specifically, the visible light irradiation unit 10 of the present embodiment has a white light source 11 that emits white light and a ring-shaped slit, and the white light emitted from the white light source 11 is incident on the ring-shaped illumination. The slit plate 12 that emits the light L1 and the ring-shaped illumination light L1 emitted from the slit plate 12 are incident, and the first objective lens 13 that irradiates the observation target S with the incident ring-shaped illumination light L1. And.

図2は、スリット板12の具体的な構成を示す図である。図2に示すように、スリット板12は、白色光源11から出射された白色光を遮光する遮光板12bに対して白色光を透過するリング形状のスリット12aが設けられたものであり、白色光がスリット12aを通過することによってリング状照明光L1が形成される。   FIG. 2 is a diagram showing a specific configuration of the slit plate 12. As shown in FIG. 2, the slit plate 12 is provided with a ring-shaped slit 12 a that transmits white light to a light blocking plate 12 b that blocks white light emitted from the white light source 11. Passes through the slit 12a to form the ring-shaped illumination light L1.

励起光照射部20は、励起光L2を出射する励起光源21と、励起光源21から出射された励起光L2を平行光とするコリメートレンズ22とを備えている。励起光源21としては、たとえば発光ダイオード、レーザダイオード、高圧水銀光源およびハロゲン光源などを用いることができる。励起光源21から射出される励起光L2は、白色光源11から出射される白色光とは異なる分光特性を有する光である。   The excitation light irradiation unit 20 includes an excitation light source 21 that emits excitation light L2 and a collimator lens 22 that makes the excitation light L2 emitted from the excitation light source 21 parallel light. As the excitation light source 21, for example, a light emitting diode, a laser diode, a high-pressure mercury light source, a halogen light source, or the like can be used. The excitation light L2 emitted from the excitation light source 21 is light having spectral characteristics different from the white light emitted from the white light source 11.

具体的には、たとえば励起光源21として発光ダイオードを用いる場合、340nm〜410nmに間にピーク波長を有する光を用いることができる。また、励起光源21として、発光ダイオードやレーザダイオードを用いた場合には、観察対象Sに与える熱を抑制することができ、また、照射のオンおよびオフを高速に安定して切り替えることができる。   Specifically, for example, when a light emitting diode is used as the excitation light source 21, light having a peak wavelength between 340 nm and 410 nm can be used. Further, when a light emitting diode or a laser diode is used as the excitation light source 21, heat applied to the observation object S can be suppressed, and irradiation on and off can be stably switched at high speed.

結像光学系30は、第2の対物レンズ31と、位相板32と、ハーフミラー33と、結像レンズ34とを備えたものである。図3は、位相板32の具体的な構成を示す平面図である。図3に示すように、位相板32は、リング状照明光L1の波長に対して透明な透明板32bに対して位相リング32aを形成したものである。なお、上述したスリット12aの大きさは、この位相リング32aと共役な関係にある。   The imaging optical system 30 includes a second objective lens 31, a phase plate 32, a half mirror 33, and an imaging lens 34. FIG. 3 is a plan view showing a specific configuration of the phase plate 32. As shown in FIG. 3, the phase plate 32 is obtained by forming a phase ring 32a with respect to a transparent plate 32b transparent to the wavelength of the ring-shaped illumination light L1. Note that the size of the slit 12a described above is in a conjugate relationship with the phase ring 32a.

位相リング32aは、入射された光の位相を1/4波長ずらす位相膜と、入射された光を減光する減光フィルタとがリング状に形成されたものである。位相リング32aに入射された直接光は、位相リング32aを通過することによって位相が1/4波長ずれるとともに、その明るさが弱められる。一方、観察対象Sによって回折された回折光は大部分が位相板32の透明板32bを通過し、その位相および明るさは変化しない。   The phase ring 32a is a ring in which a phase film that shifts the phase of incident light by a quarter wavelength and a neutral density filter that attenuates the incident light are formed. When the direct light incident on the phase ring 32a passes through the phase ring 32a, the phase is shifted by a quarter wavelength, and the brightness is weakened. On the other hand, most of the diffracted light diffracted by the observation object S passes through the transparent plate 32b of the phase plate 32, and its phase and brightness do not change.

第2の対物レンズ31は、結像光学系駆動部(図示省略)によってZ方向に移動するものである。この第2の対物レンズ31のZ方向への移動によってオートフォーカス制御が行われ、撮像部40によって撮像される画像のコントラストが調整される。   The second objective lens 31 is moved in the Z direction by an imaging optical system driving unit (not shown). Autofocus control is performed by the movement of the second objective lens 31 in the Z direction, and the contrast of the image captured by the imaging unit 40 is adjusted.

ハーフミラー33は、観察対象Sおよび位相板32を通過した透過光L3(直接光および回折光)を透過し、かつ励起光照射部20から出射された励起光L2を観察対象Sの方向に反射する光学特性を有するものである。また、ハーフミラー33は、観察対象支持部材81への励起光L2の照射によって観察対象支持部材81から発せられた蛍光L4を透過する光学特性を有するものである。   The half mirror 33 transmits the transmitted light L3 (direct light and diffracted light) that has passed through the observation object S and the phase plate 32, and reflects the excitation light L2 emitted from the excitation light irradiation unit 20 in the direction of the observation object S. It has the optical characteristic to do. Further, the half mirror 33 has an optical characteristic of transmitting the fluorescence L4 emitted from the observation target support member 81 when the observation target support member 81 is irradiated with the excitation light L2.

結像レンズ34は、ハーフミラー33を通過した透過光L3または蛍光L4が入射され、これらの光を撮像部40に結像するものである。   The imaging lens 34 receives the transmitted light L3 or fluorescence L4 that has passed through the half mirror 33, and forms an image of these lights on the imaging unit 40.

撮像部40は、結像レンズ34によって結像された蛍光像および透過像を撮像する撮像素子を備えたものである。撮像素子としては、CCD(charge-coupled device)イメージセンサやCMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)イメージセンサなどが用いられる。本実施形態においては、撮像部40として、RGBのカラーフィルタが設けられた撮像素子が用いられる。ただし、撮像素子としては、カラーフィルタが設けられたものに限らず、モノクロの撮像素子を用いるようにしてもよい。   The imaging unit 40 includes an imaging element that captures a fluorescent image and a transmission image formed by the imaging lens 34. As the image pickup device, a charge-coupled device (CCD) image sensor, a complementary metal-oxide semiconductor (CMOS) image sensor, or the like is used. In the present embodiment, an imaging device provided with RGB color filters is used as the imaging unit 40. However, the image sensor is not limited to the one provided with the color filter, and a monochrome image sensor may be used.

観察対象抽出処理装置50は、コンピュータに対して本発明の観察対象抽出処理プログラムの一実施形態がインストールされたものである。観察対象抽出処理装置50は、中央処理装置、半導体メモリおよびハードディスクなどを備えており、ハードディスクに観察対象抽出処理プログラムの一実施形態がインストールされている。そして、このプログラムが中央処理装置によって実行されることによって、図1に示すような、補正画像取得部51、補正係数算出部52、観察画像取得部53、抽出処理部54および表示制御部55が動作する。   The observation target extraction processing device 50 is obtained by installing an embodiment of the observation target extraction processing program of the present invention on a computer. The observation target extraction processing device 50 includes a central processing unit, a semiconductor memory, a hard disk, and the like, and an embodiment of the observation target extraction processing program is installed on the hard disk. When this program is executed by the central processing unit, a correction image acquisition unit 51, a correction coefficient calculation unit 52, an observation image acquisition unit 53, an extraction processing unit 54, and a display control unit 55 as shown in FIG. Operate.

補正画像取得部51は、観察対象Sが設置されていない観察対象支持部材81への励起光L2の照射によって、観察対象支持部材81から発せられた蛍光L4を検出することによって観察対象支持部材81を撮像した蛍光画像(以下、第1の画像という)と、観察対象Sが設置されていない観察対象支持部材81へのリング状照明光L1の照射によって、観察対象支持部材81を透過した透過光L3を検出することによって観察対象支持部材81を撮像した透過画像(以下、第2の画像という)とを取得するものである。   The correction image acquisition unit 51 detects the fluorescence L4 emitted from the observation target support member 81 by irradiating the observation target support member 81 on which the observation target S is not installed with the excitation light L2, thereby observing the observation target support member 81. And a transmitted light transmitted through the observation target support member 81 by irradiation of the ring-shaped illumination light L1 to the observation target support member 81 on which the observation target S is not installed. By detecting L3, a transmission image (hereinafter referred to as a second image) obtained by imaging the observation target support member 81 is acquired.

補正係数算出部52は、補正画像取得部51によって取得された第1および第2の画像に基づいて補正係数を算出するものである。補正係数の算出方法については、後で詳述する。   The correction coefficient calculation unit 52 calculates a correction coefficient based on the first and second images acquired by the correction image acquisition unit 51. A method for calculating the correction coefficient will be described in detail later.

観察画像取得部53は、観察対象Sが設置された観察対象支持部材81への励起光L2の照射によって、観察対象支持部材81から発せられた蛍光L4を検出することによって観察対象Sが設置された観察対象支持部材81を撮像した蛍光画像(以下、第3の画像という)と、観察対象Sが設置された観察対象支持部材81への観察対象支持部材81へのリング状照明光L1の照射によって、観察対象支持部材81および観察対象Sを透過した透過光L3を検出することによって観察対象Sが設置された観察対象支持部材81を撮像した透過画像(以下、第4の画像という)とを取得するものである。   The observation image acquisition unit 53 detects the fluorescence L4 emitted from the observation target support member 81 by irradiating the observation target support member 81 on which the observation target S is set with the excitation light L2, so that the observation target S is set. Irradiating the observation target support member 81 with the ring-shaped illumination light L1 onto the observation target support member 81 on which the observation target S is installed , A transmission image (hereinafter referred to as a fourth image) obtained by imaging the observation target support member 81 on which the observation target S is installed by detecting the transmitted light L3 transmitted through the observation target support member 81 and the observation target S. To get.

なお、第3の画像と第4の画像は、同視野で可視光L1の照射と励起光L2の照射を切り替えることによって撮像されるものである。これに対し、上述した第1の画像および第2の画像は、必ずしも同視野で撮像されたものでなくてもよく、別の視野で撮像された画像でもよい。   The third image and the fourth image are picked up by switching between irradiation with visible light L1 and irradiation with excitation light L2 in the same field of view. On the other hand, the first image and the second image described above are not necessarily captured in the same field of view, and may be images captured in different fields of view.

抽出処理部54は、蛍光を検出することによって撮像した第3の画像を補正係数に基づいて補正して補正画像を生成し、その補正画像と第4の画像とに基づいて、観察対象Sが抽出された抽出画像を生成するものである。なお、抽出画像の生成処理については、後で詳述する。   The extraction processing unit 54 corrects the third image picked up by detecting the fluorescence based on the correction coefficient to generate a corrected image, and based on the corrected image and the fourth image, the observation target S is detected. An extracted image is generated. The extracted image generation process will be described in detail later.

表示制御部55は、抽出処理部54において生成された抽出画像を表示装置60に表示させるものである。   The display control unit 55 causes the display device 60 to display the extracted image generated by the extraction processing unit 54.

観察対象抽出処理装置50には、表示装置60が接続されている。表示装置60は、液晶ディスプレイなどの表示デバイスから構成されるものであり、抽出処理部54において生成された抽出画像などを表示するものである。   A display device 60 is connected to the observation target extraction processing device 50. The display device 60 is composed of a display device such as a liquid crystal display, and displays the extracted image generated by the extraction processing unit 54.

次に、本実施形態の顕微鏡システムの作用について、図4に示すフローチャートを参照しながら説明する。   Next, the operation of the microscope system of this embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

まず、観察対象Sが設置されていない観察対象支持部材81と培養液Cが収容された培養容器80がステージ82上に設置される。そして、励起光照射部20から観察対象支持部材81に向けて励起光L2が照射され、観察対象支持部材81の蛍光像が撮像部40によって撮像され、補正画像取得部51によって第1の画像が取得される(S10)。   First, the observation object support member 81 on which the observation object S is not installed and the culture vessel 80 containing the culture solution C are installed on the stage 82. Then, the excitation light L <b> 2 is irradiated from the excitation light irradiation unit 20 toward the observation target support member 81, the fluorescent image of the observation target support member 81 is captured by the imaging unit 40, and the first image is captured by the correction image acquisition unit 51. Obtained (S10).

次に、可視光照射部10から観察対象支持部材81に向けてリング状照明光L1が照射され、観察対象支持部材81の透過像が撮像部40によって撮像され、補正画像取得部51によって第2の画像が取得される(S12)。   Next, the ring-shaped illumination light L <b> 1 is irradiated from the visible light irradiation unit 10 toward the observation target support member 81, and a transmission image of the observation target support member 81 is captured by the imaging unit 40. Are acquired (S12).

補正画像取得部51によって取得された第1の画像と第2の画像は、補正係数算出部52に出力される。そして、補正係数算出部52は、第1の画像と第2の画像とに対してグレースケール変換処理を施してグレー化し、第1のグレー画像と第2のグレー画像とを生成する(S14)。なお、図5Iは、第1のグレー画像を模式的に示したものであり、図5IIは第2のグレー画像を模式的に示した図である。   The first image and the second image acquired by the correction image acquisition unit 51 are output to the correction coefficient calculation unit 52. Then, the correction coefficient calculation unit 52 performs gray scale conversion processing on the first image and the second image to make it gray, and generates a first gray image and a second gray image (S14). . FIG. 5I schematically shows the first gray image, and FIG. 5II schematically shows the second gray image.

次に、補正係数算出部52は、第1のグレー画像の濃度コントラストaと第2の画像の濃度コントラストbとを算出し、これらの比b/aを補正係数fとして算出する(S16)。   Next, the correction coefficient calculation unit 52 calculates the density contrast a of the first gray image and the density contrast b of the second image, and calculates the ratio b / a as the correction coefficient f (S16).

なお、観察対象支持部材81の蛍光画像は、エッジ部分がボケる場合がある。そこで、このボケを抑制するために、補正係数fを算出する前に、第1のグレー画像に対してアンシャープマスク処理などの鮮鋭度強調処理を施すようにしてもよい。また、たとえば培養液C(培地に相当する)として色が着いたものを利用した場合、観察対象支持部材81の透過画像内に培養液Cの色が現れる場合がある。そこで、この培養液Cの色を抑制するレベル補正処理を第2のグレー画像に施すようにしてもよい。培養液Cの色信号は、画像面内に均一に含まれるので、このようなレベル補正処理によって除去することができる。   It should be noted that the edge portion of the fluorescent image of the observation target support member 81 may be blurred. Therefore, in order to suppress this blur, sharpness enhancement processing such as unsharp mask processing may be performed on the first gray image before calculating the correction coefficient f. For example, when a colored medium is used as the culture medium C (corresponding to the medium), the color of the culture medium C may appear in the transmission image of the observation target support member 81. Therefore, a level correction process for suppressing the color of the culture medium C may be performed on the second gray image. Since the color signal of the culture medium C is uniformly contained in the image plane, it can be removed by such level correction processing.

また、本実施形態においては、上述したように補正係数fを算出する際、第1および第2の画像の濃度コントラストの比を算出するようにしたが、濃度コントラストの比に限らず、たとえば画像を構成する画素の値の平均値、最大値、最小値または中央値などの比を求めるようにしてもよい。また、2つの画像の対応する画素値の比を補正係数fとして算出するようにしてもよい。この場合、画素毎に補正係数fが算出される。   In this embodiment, when calculating the correction coefficient f as described above, the ratio of the density contrast of the first and second images is calculated. However, the ratio is not limited to the ratio of the density contrast. The ratio of the average value, the maximum value, the minimum value, or the median value of the values of the pixels constituting the pixel may be obtained. Further, the ratio of the corresponding pixel values of the two images may be calculated as the correction coefficient f. In this case, the correction coefficient f is calculated for each pixel.

補正係数算出部52によって算出された補正係数fは、抽出処理部54に出力される。   The correction coefficient f calculated by the correction coefficient calculation unit 52 is output to the extraction processing unit 54.

次に、観察対象Sが設置された観察対象支持部材81と培養液Cが収容された培養容器80がステージ82上に設置される。そして、励起光照射部20から観察対象支持部材81に向けて励起光L2が照射され、観察対象支持部材81の蛍光像が撮像部40によって撮像され、観察画像取得部53によって第3の画像が取得される(S18)。   Next, the observation target support member 81 in which the observation target S is installed and the culture vessel 80 in which the culture solution C is stored are installed on the stage 82. Then, the excitation light L2 is irradiated from the excitation light irradiation unit 20 toward the observation target support member 81, the fluorescent image of the observation target support member 81 is captured by the imaging unit 40, and the third image is captured by the observation image acquisition unit 53. Obtained (S18).

次に、可視光照射部10から観察対象Sが設置された観察対象支持部材81に向けてリング状照明光L1が照射され、観察対象支持部材81および観察対象Sの透過像が撮像部40によって撮像され、観察画像取得部53によって第4の画像が取得される(S20)。   Next, the ring-shaped illumination light L1 is irradiated from the visible light irradiation unit 10 toward the observation target support member 81 on which the observation target S is installed, and transmission images of the observation target support member 81 and the observation target S are captured by the imaging unit 40. The captured image is captured and the fourth image is acquired by the observation image acquisition unit 53 (S20).

そして、観察画像取得部53によって取得された第3の画像と第4の画像は、抽出処理部54に出力される。抽出処理部54は、第1の画像および第2の画像と同様に、第3の画像と第4の画像とに対してグレースケール変換処理を施してグレー化し、第3のグレー画像と第4のグレー画像とを生成する(S22)。   Then, the third image and the fourth image acquired by the observation image acquisition unit 53 are output to the extraction processing unit 54. Similarly to the first image and the second image, the extraction processing unit 54 performs gray scale conversion processing on the third image and the fourth image to make the third gray image and the fourth image gray. Are generated (S22).

なお、図6Iは、第3のグレー画像を模式的に示したものであり、図6IIは第4のグレー画像を模式的に示した図である。図6Iおよび図6IIに示すように、本実施形態においては、観察対象Sの細胞群からは蛍光は発せられず、第3のグレー画像上には観察対象Sの画像は現れず、透過画像である第4のグレー画像上のみに観察対象Sの画像が現れるものとする。   FIG. 6I schematically shows a third gray image, and FIG. 6II schematically shows a fourth gray image. As shown in FIGS. 6I and 6II, in the present embodiment, no fluorescence is emitted from the cell group of the observation target S, and the image of the observation target S does not appear on the third gray image. It is assumed that the image of the observation target S appears only on a certain fourth gray image.

なお、ここで、上述した第1のグレー画像と同様に、第3のグレー画像に対してアンシャープマスク処理などの鮮鋭度強調処理を施すようにしてもよい。また、第2のグレー画像と同様に、第4のグレー画像に対してレベル補正処理を施すようにしてもよい。   Note that, like the first gray image described above, sharpness enhancement processing such as unsharp mask processing may be performed on the third gray image. Further, similarly to the second gray image, the level correction process may be performed on the fourth gray image.

次いで、抽出処理部54は、第3のグレー画像に対して上述した補正係数fを乗算し、補正画像を生成する(S24)。そして、抽出処理部54は、第4のグレー画像から補正画像を減算することによって、観察対象支持部材81の画像が除かれた減算画像を生成する(S26)。図7は、減算画像を模式的に示した図であり、図7に示す点線は、上述した減算処理によって第4のグレー画像から除かれた観察対象支持部材81の画像の部分を示している。   Next, the extraction processing unit 54 multiplies the third gray image by the correction coefficient f described above to generate a corrected image (S24). And the extraction process part 54 produces | generates the subtraction image from which the image of the observation object support member 81 was remove | subtracted by subtracting a correction image from a 4th gray image (S26). FIG. 7 is a diagram schematically showing a subtraction image, and a dotted line shown in FIG. 7 shows a portion of the image of the observation target support member 81 removed from the fourth gray image by the subtraction process described above. .

図7に示すように、第4のグレー画像から補正画像を減算した場合、観察対象支持部材81の部分が除かれるため、この処理にともなって、観察対象支持部材81と観察対象Sとが重なった部分まで除かれてしまう。そこで、抽出処理部54は、第4のグレー画像から補正画像を減算した減算画像に対してモルフォロジー処理のクロージング処理などを施すことによって、観察対象支持部材81と観察対象Sとが重なった部分を埋める処理を行う。図8は、減算画像に対してクロージング処理を施すことによって生成された抽出画像を模式的に示した図である。   As shown in FIG. 7, when the corrected image is subtracted from the fourth gray image, the portion of the observation target support member 81 is removed, and thus the observation target support member 81 and the observation target S overlap with each other. Will be removed. Therefore, the extraction processing unit 54 performs a morphological processing closing process or the like on the subtracted image obtained by subtracting the correction image from the fourth gray image, so that a portion where the observation target support member 81 and the observation target S overlap each other is obtained. Perform the filling process. FIG. 8 is a diagram schematically showing an extracted image generated by performing a closing process on a subtracted image.

そして、抽出処理部54によって生成された抽出画像は表示制御部55に出力され、表示制御部55は、入力された抽出画像を表示装置60に表示させる(S28)。   Then, the extracted image generated by the extraction processing unit 54 is output to the display control unit 55, and the display control unit 55 displays the input extracted image on the display device 60 (S28).

上記第1の実施形態の顕微鏡システムによれば、観察対象Sが設置されていない観察対象支持部材81へ可視光および励起光を照射して、観察対象支持部材81を撮像した第1および第2の画像を取得し、第1および第2の画像に基づいて補正係数を算出し、観察対象Sが設置された観察対象支持部材81へ可視光および励起光を照射し、観察対象Sが設置された観察対象支持部材81を撮像した第3および第4の画像を取得する。そして、第3の画像を補正係数に基づいて補正して補正画像を生成し、その補正画像と第4の画像とに基づいて、観察対象が抽出された抽出画像を生成するようにしたので、観察対象支持部材81が不規則なパターンを有する場合でも、観察対象支持部材81のパターンが適切に除かれ、観察対象Sが抽出された抽出画像を生成することができる。   According to the microscope system of the first embodiment, the observation target support member 81 on which the observation target S is not installed is irradiated with visible light and excitation light, and the first and second images of the observation target support member 81 are imaged. Are obtained, the correction coefficient is calculated based on the first and second images, the observation target support member 81 on which the observation target S is installed is irradiated with visible light and excitation light, and the observation target S is installed. The third and fourth images obtained by imaging the observed object support member 81 are acquired. Then, the third image is corrected based on the correction coefficient to generate a corrected image, and based on the corrected image and the fourth image, an extracted image from which the observation target is extracted is generated. Even when the observation target support member 81 has an irregular pattern, the pattern of the observation target support member 81 is appropriately removed, and an extracted image in which the observation target S is extracted can be generated.

なお、上記第1の実施形態の顕微鏡システム(観察画像撮像表示制御システムに相当する)において、図9に示すように、顕微鏡本体1(撮像装置に相当する)と観察対象抽出処理装置50とを自動的に制御する制御部500と、ユーザによる撮像開始指示の入力を受け付ける撮像開始指示受付部501とを設けるようにしてもよい。撮像開始指示受付部501は、たとえばキーボードやマウスなどの入力デバイスを備えたものである。   In the microscope system of the first embodiment (corresponding to the observation image capturing / displaying control system), as shown in FIG. 9, the microscope main body 1 (corresponding to the imaging device) and the observation target extraction processing device 50 are provided. You may make it provide the control part 500 which controls automatically, and the imaging start instruction | indication reception part 501 which receives the input of the imaging start instruction | indication by a user. The imaging start instruction receiving unit 501 is provided with an input device such as a keyboard and a mouse.

そして、制御部500が、撮像開始指示受付部501によって受け付けられた撮像開始指示の入力に応じて、上述した第1から第4の画像の撮像と、第1から第4の画像を用いた抽出画像の生成と、抽出画像の表示とを連続して自動的に行うようにしてもよい。なお、この際、第1および第2の画像の撮像から抽出画像の表示までの一例の動作を1分以内で完了することが望ましい。   Then, in response to the input of the imaging start instruction received by the imaging start instruction receiving unit 501, the control unit 500 captures the first to fourth images described above and the extraction using the first to fourth images. The generation of the image and the display of the extracted image may be automatically performed continuously. At this time, it is desirable to complete an example of the operation from taking the first and second images to displaying the extracted image within one minute.

また、上記第1の実施形態の顕微鏡システムにおいては、観察対象Sが設置されていない観察対象支持部材81を撮像した第1の画像と第2の画像を用いて補正係数を算出するようにしたが、画質は多少劣化する可能性はあるが、第1の画像と第2の画像の撮像を行うことなく、観察対象Sが設置された観察対象支持部材81を撮像した第3の画像と第4の画像を用いて補正係数を算出するようにしてもよい。また、この場合も、制御部500が、撮像開始指示受付部501によって受け付けられた撮像開始指示の入力に応じて、上述した第3および第4の画像の撮像と、第3および第4の画像を用いた抽出画像の生成と、抽出画像の表示とを連続して自動的に行うようにしてもよい。この場合も、第3および第4の画像の撮像から抽出画像の表示までの一例の動作を1分以内で完了することが望ましい。   In the microscope system of the first embodiment, the correction coefficient is calculated using the first image and the second image obtained by imaging the observation target support member 81 where the observation target S is not installed. However, although there is a possibility that the image quality is somewhat deteriorated, the third image and the third image obtained by imaging the observation target support member 81 on which the observation target S is installed without imaging the first image and the second image. The correction coefficient may be calculated using the four images. Also in this case, the control unit 500 captures the above-described third and fourth images and the third and fourth images according to the input of the imaging start instruction received by the imaging start instruction reception unit 501. The generation of the extracted image using and the display of the extracted image may be automatically performed continuously. Also in this case, it is desirable to complete an example of the operation from the third and fourth image capturing to the display of the extracted image within one minute.

次に、本発明の観察対象抽出処理装置の第2の実施形態を用いた顕微鏡システムについて説明する。図10は、本発明の観察対象抽出処理装置の第2の実施形態を用いた顕微鏡システムの概略構成を示す図である。   Next, a microscope system using the second embodiment of the observation target extraction processing apparatus of the present invention will be described. FIG. 10 is a diagram showing a schematic configuration of a microscope system using the second embodiment of the observation object extraction processing apparatus of the present invention.

第2の実施形態の顕微鏡システムは、顕微鏡本体2と、観察対象抽出処理装置70と、表示装置60とを備えている。第2の実施形態の顕微鏡システムは、第1の実施形態の顕微鏡システムとは、顕微鏡本体2の構成が異なり、また、観察対象抽出処理装置70における抽出画像の生成処理が異なる。   The microscope system according to the second embodiment includes a microscope main body 2, an observation target extraction processing device 70, and a display device 60. The microscope system according to the second embodiment is different from the microscope system according to the first embodiment in the configuration of the microscope main body 2 and in the extraction image generation processing in the observation target extraction processing device 70.

第2の実施形態の顕微鏡本体2は、第1の実施形態の顕微鏡本体1のように可視光の照射による透過画像の撮像は行わず、励起光の照射によって観察対象Sおよび観察対象支持部材81から発せられた蛍光を、分光特性の異なる2種類のフィルタを用いて検出するものである。なお、本実施形態においては、観察対象支持部材81だけでなく、観察対象Sからも蛍光が発せられるものとする。観察対象Sは、それ自体が蛍光を発するものでもよいし、蛍光標識されたものでもよい。   The microscope main body 2 of the second embodiment does not capture a transmission image by irradiation with visible light unlike the microscope main body 1 of the first embodiment, and the observation target S and the observation target support member 81 are irradiated by excitation light. The fluorescence emitted from is detected using two types of filters having different spectral characteristics. In the present embodiment, it is assumed that fluorescence is emitted not only from the observation target support member 81 but also from the observation target S. The observation object S may itself emit fluorescence or may be fluorescently labeled.

第2の実施形態の顕微鏡本体2は、具体的には、図10に示すように、励起光照射部20と、結像光学系300と、撮像部40とを備えている。なお、図10に示す培養容器80と、培養容器80内に収容された観察対象S、培養液Cおよび観察対象支持部材81と、ステージ82とは、第1の実施形態とほぼ同様である。ただし、本実施形態の培養容器80およびステージ82は、励起光の照射によって観察対象Sおよび観察対象支持部材81から発せられた蛍光を透過する材料から形成されたものである。   Specifically, the microscope body 2 of the second embodiment includes an excitation light irradiation unit 20, an imaging optical system 300, and an imaging unit 40, as shown in FIG. The culture vessel 80 shown in FIG. 10, the observation target S, the culture medium C, the observation target support member 81, and the stage 82 accommodated in the culture vessel 80 are substantially the same as those in the first embodiment. However, the culture vessel 80 and the stage 82 of the present embodiment are formed of a material that transmits fluorescence emitted from the observation target S and the observation target support member 81 by irradiation of excitation light.

励起光照射部20は、第1の実施形態と同様の構成であり、励起光L2を出射する励起光源21と、励起光源21から出射された励起光L2を平行光とするコリメートレンズ22とを備えている。   The excitation light irradiation unit 20 has the same configuration as that of the first embodiment, and includes an excitation light source 21 that emits the excitation light L2 and a collimator lens 22 that uses the excitation light L2 emitted from the excitation light source 21 as parallel light. I have.

結像光学系300は、対物レンズ301と、ハーフミラー302と、結像レンズ303と、フィルタ部304とを備えたものである。   The imaging optical system 300 includes an objective lens 301, a half mirror 302, an imaging lens 303, and a filter unit 304.

対物レンズ301は、結像光学系駆動部(図示省略)によってZ方向に移動するものである。この対物レンズ301のZ方向への移動によってオートフォーカス制御が行われ、撮像部40によって撮像される画像のコントラストが調整される。   The objective lens 301 is moved in the Z direction by an imaging optical system driving unit (not shown). Autofocus control is performed by the movement of the objective lens 301 in the Z direction, and the contrast of the image captured by the imaging unit 40 is adjusted.

ハーフミラー302は、励起光照射部20から出射された励起光L2を観察対象Sの方向に反射し、かつ励起光L2の照射によって観察対象Sおよび観察対象支持部材81から発せられた蛍光を透過する光学特性を有するものである。   The half mirror 302 reflects the excitation light L2 emitted from the excitation light irradiation unit 20 in the direction of the observation target S, and transmits the fluorescence emitted from the observation target S and the observation target support member 81 by the irradiation of the excitation light L2. It has the optical characteristic to do.

結像レンズ303は、ハーフミラー302を通過した蛍光が入射され、その入射された蛍光を撮像部40に結像するものである。   The imaging lens 303 is for entering the fluorescence that has passed through the half mirror 302 and imaging the incident fluorescence on the imaging unit 40.

フィルタ部304は、図10に示すように、結像レンズ303と撮像部40との間に設けられたものであり、分光特性が異なる2種類の蛍光フィルタを備えたものである。本実施形態のフィルタ部304は、具体的には、図10に示すように、第1の蛍光フィルタ304aと第2の蛍光フィルタ304bとこれらのフィルタを交換する交換機構(図示省略)とを備えている。第1の蛍光フィルタ304aと第2の蛍光フィルタ304bは、上述したようにそれぞれ異なる分光特性を有するものであり、たとえば第1の蛍光フィルタ304aとして、330nm〜385nmに透過ピーク波長を有するものを用い、第2の蛍光フィルタ304bとして、460nm〜495nmに透過ピーク波長を有するものを用いることができる。ただし、このような分光特性の蛍光フィルタの組み合わせに限らず、その他の組み合わせでもよい。   As shown in FIG. 10, the filter unit 304 is provided between the imaging lens 303 and the imaging unit 40, and includes two types of fluorescent filters having different spectral characteristics. Specifically, as shown in FIG. 10, the filter unit 304 of the present embodiment includes a first fluorescent filter 304a, a second fluorescent filter 304b, and an exchange mechanism (not shown) for exchanging these filters. ing. The first fluorescent filter 304a and the second fluorescent filter 304b have different spectral characteristics as described above. For example, the first fluorescent filter 304a having a transmission peak wavelength between 330 nm and 385 nm is used. As the second fluorescent filter 304b, a filter having a transmission peak wavelength at 460 to 495 nm can be used. However, it is not limited to the combination of fluorescent filters having such spectral characteristics, and other combinations may be used.

本実施形態においては、分光特性の異なる2種類の蛍光画像を取得するために、上述した第1の蛍光フィルタ304aと第2の蛍光フィルタ304bを切り替える構成としたが、このような構成に限らず、励起光を透過するフィルタと蛍光を吸収する吸収フィルタとダイクロイックミラーとを組み合わせた蛍光ミラーユニットを2種類用い、これらの蛍光ミラーユニットを交換する構成としてしてもよい。上記蛍光ミラーユニットとしては、たとえばU-MWIB3(オリンパス株式会社製)とU-MWU2(オリンパス株式会社製)との組み合わせを用いることができる。ただし、これらの組み合わせに限らず、その他の蛍光ミラーユニットの組み合わせを用いるようにしてもよい。   In the present embodiment, the first fluorescent filter 304a and the second fluorescent filter 304b described above are switched in order to acquire two types of fluorescent images having different spectral characteristics. However, the present invention is not limited to such a configuration. Two types of fluorescent mirror units that combine a filter that transmits excitation light, an absorption filter that absorbs fluorescence, and a dichroic mirror may be used, and these fluorescent mirror units may be replaced. As the fluorescent mirror unit, for example, a combination of U-MWIB3 (manufactured by Olympus Corporation) and U-MWU2 (manufactured by Olympus Corporation) can be used. However, the present invention is not limited to these combinations, and other combinations of fluorescent mirror units may be used.

撮像部40は、第1の蛍光フィルタ304aを通過した蛍光像および第2の蛍光フィルタ304bを通過した蛍光像を撮像する撮像素子を備えたものである。撮像素子としては、たとえばRGBのカラーフィルタが設けられた撮像素子が用いられる。なお、RGBのカラーフィルタに限らず、分光特性の異なる複数のフィルタが設けられた撮像素子であれば、その他の撮像素子を用いるようにしてもよい。   The imaging unit 40 includes an imaging element that captures a fluorescent image that has passed through the first fluorescent filter 304a and a fluorescent image that has passed through the second fluorescent filter 304b. As the image sensor, for example, an image sensor provided with RGB color filters is used. Note that the image sensor is not limited to the RGB color filter, and other image sensors may be used as long as the image sensor is provided with a plurality of filters having different spectral characteristics.

第2の実施形態の観察対象抽出処理装置70は、第1の実施形態の観察対象抽出処理装置50と同様に、補正画像取得部71、補正係数算出部72、観察画像取得部73、抽出処理部74および表示制御部75を備えている。   Similar to the observation target extraction processing device 50 of the first embodiment, the observation target extraction processing device 70 of the second embodiment is a corrected image acquisition unit 71, a correction coefficient calculation unit 72, an observation image acquisition unit 73, and an extraction process. A unit 74 and a display control unit 75 are provided.

補正画像取得部71は、観察対象Sが設置されていない観察対象支持部材81への励起光L2の照射によって、観察対象支持部材81から発せられた蛍光であって、第1の蛍光フィルタ304aを通過した蛍光L5を検出することによって観察対象支持部材81を撮像した蛍光画像(以下、第1の蛍光画像という)と、励起光L2の照射によって、観察対象支持部材81から発せられた蛍光であって、第2の蛍光フィルタ304bを通過した蛍光L6を検出することによって観察対象支持部材81を撮像した蛍光画像(以下、第2の蛍光画像という)とを取得するものである。   The corrected image acquisition unit 71 is a fluorescence emitted from the observation target support member 81 by the irradiation of the excitation light L2 to the observation target support member 81 on which the observation target S is not installed, and the first fluorescent filter 304a. Fluorescence image obtained by imaging the observation target support member 81 by detecting the passed fluorescence L5 (hereinafter referred to as first fluorescence image), and fluorescence emitted from the observation target support member 81 due to irradiation with the excitation light L2. Thus, by detecting the fluorescence L6 that has passed through the second fluorescence filter 304b, a fluorescence image obtained by imaging the observation target support member 81 (hereinafter referred to as a second fluorescence image) is acquired.

補正係数算出部52は、補正画像取得部51によって取得された第1および第2の蛍光画像に基づいて補正係数を算出するものである。補正係数の算出方法については、後で詳述する。   The correction coefficient calculation unit 52 calculates a correction coefficient based on the first and second fluorescent images acquired by the correction image acquisition unit 51. A method for calculating the correction coefficient will be described in detail later.

観察画像取得部53は、観察対象Sが設置された観察対象支持部材81への励起光L2の照射によって、観察対象支持部材81および観察対象Sから発せられた蛍光であって、第1の蛍光フィルタ304aを通過した第1の蛍光L5を検出することによって観察対象Sが設置された観察対象支持部材81を撮像した蛍光画像(以下、第3の蛍光画像という)と、励起光L2の照射によって、観察対象支持部材81および観察対象Sから発せられた蛍光であって、第2の蛍光フィルタ304bを通過した第2の蛍光L6を検出することによって観察対象Sが設置された観察対象支持部材81を撮像した蛍光画像(以下、第4の蛍光画像という)を取得するものである。   The observation image acquisition unit 53 is fluorescence emitted from the observation target support member 81 and the observation target S by the irradiation of the excitation light L2 to the observation target support member 81 on which the observation target S is installed, and is the first fluorescence. By detecting the first fluorescence L5 that has passed through the filter 304a, a fluorescence image obtained by imaging the observation target support member 81 on which the observation target S is placed (hereinafter referred to as a third fluorescence image), and irradiation with the excitation light L2 The observation target support member 81 on which the observation target S is installed by detecting the second fluorescence L6 that has been emitted from the observation target support member 81 and the observation target S and has passed through the second fluorescent filter 304b. Is acquired as a fluorescent image (hereinafter referred to as a fourth fluorescent image).

なお、第3の蛍光画像と第4の蛍光画像は、同視野での励起光L2の照射によって撮像されるものである。これに対し、上述した第1の蛍光画像および第2の蛍光画像は、必ずしも同視野で撮像されたものでなくてもよく、別の視野で撮像された画像でもよい。   Note that the third fluorescent image and the fourth fluorescent image are captured by irradiation with the excitation light L2 in the same field of view. In contrast, the first fluorescent image and the second fluorescent image described above do not necessarily have to be captured in the same field of view, and may be images captured in different fields of view.

抽出処理部74は、第1の蛍光フィルタ304aを通過した第1の蛍光L5を検出することによって観察対象Sが設置された観察対象支持部材81を撮像した第3の蛍光画像を補正係数に基づいて補正して補正画像を生成し、その補正画像と第4の蛍光画像とに基づいて、観察対象Sが抽出された抽出画像を生成するものである。なお、抽出画像の生成処理については、後で詳述する。   The extraction processing unit 74 detects the first fluorescence L5 that has passed through the first fluorescence filter 304a, and based on the correction coefficient, the third fluorescence image obtained by imaging the observation target support member 81 on which the observation target S is installed. Are corrected to generate a corrected image, and based on the corrected image and the fourth fluorescent image, an extracted image from which the observation target S is extracted is generated. The extracted image generation process will be described in detail later.

表示制御部75は、抽出処理部74において抽出処理の施された抽出画像を表示装置60に表示させるものである。   The display control unit 75 causes the display device 60 to display the extracted image on which the extraction processing has been performed in the extraction processing unit 74.

次に、本実施形態の顕微鏡システムの作用について、図11に示すフローチャートを参照しながら説明する。   Next, the operation of the microscope system of this embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

まず、観察対象Sが設置されていない観察対象支持部材81と培養液Cが収容された培養容器80がステージ82上に設置される。そして、第1の蛍光フィルタ304aが蛍光の光路上に配置された状態で、励起光照射部20から観察対象支持部材81に向けて励起光L2が照射される。この励起光L2の照射によって観察対象支持部材81から発せられた蛍光であって、第1の蛍光フィルタ304aを通過した蛍光像が撮像部40によって撮像され、補正画像取得部71によって第1の蛍光画像が取得される(S30)。   First, the observation object support member 81 on which the observation object S is not installed and the culture vessel 80 containing the culture solution C are installed on the stage 82. Then, the excitation light L2 is irradiated from the excitation light irradiation unit 20 toward the observation target support member 81 in a state where the first fluorescent filter 304a is disposed on the optical path of the fluorescence. A fluorescence image emitted from the observation target support member 81 by the irradiation of the excitation light L2 and having passed through the first fluorescence filter 304a is captured by the imaging unit 40, and the first fluorescence is captured by the correction image acquisition unit 71. An image is acquired (S30).

次に、フィルタ部304の交換機構によって、第1の蛍光フィルタ304aが蛍光の光路上から外され、その代わりに第2の蛍光フィルタ304bが蛍光の光路上に配置される。そして、第2の蛍光フィルタ304bが蛍光の光路上に配置された状態で、励起光照射部20から観察対象支持部材81に向けて励起光L2が再び照射される。この励起光L2の照射によって観察対象支持部材81から発せられた蛍光であって、第2の蛍光フィルタ304bを通過した蛍光像が撮像部40によって撮像され、補正画像取得部71によって第2の蛍光画像が取得される(S32)。なお、図12Iは、第1の蛍光画像を模式的に示したものであり、図12IIは第2の蛍光画像を模式的に示した図である。   Next, the first fluorescent filter 304a is removed from the fluorescent light path by the replacement mechanism of the filter unit 304, and the second fluorescent filter 304b is placed on the fluorescent light path instead. Then, the excitation light L2 is irradiated again from the excitation light irradiation unit 20 toward the observation target support member 81 in a state where the second fluorescent filter 304b is disposed on the optical path of the fluorescence. A fluorescence image emitted from the observation support member 81 by the irradiation of the excitation light L2 and passing through the second fluorescence filter 304b is captured by the imaging unit 40, and the second fluorescence is captured by the correction image acquisition unit 71. An image is acquired (S32). FIG. 12I schematically shows the first fluorescence image, and FIG. 12II schematically shows the second fluorescence image.

補正画像取得部71によって取得された第1の蛍光画像と第2の蛍光画像は、補正係数算出部72に出力される。そして、本実施形態の補正係数算出部72は、カラー画像である第1の蛍光画像からR(red)成分の蛍光画像(以下、第1のR成分蛍光画像という)とG(green)成分の蛍光画像(以下、第1のG成分蛍光画像という)とB(blue)成分の蛍光画像(以下、第1のB成分蛍光画像という)とを生成する。また、カラー画像である第2の蛍光画像からR(red)成分の蛍光画像(以下、第2のR成分蛍光画像という)とG(green)成分の蛍光画像(以下、第2のG成分蛍光画像という)とB(blue)成分の蛍光画像(以下、第2のB成分蛍光画像という)とを生成する。   The first fluorescence image and the second fluorescence image acquired by the correction image acquisition unit 71 are output to the correction coefficient calculation unit 72. Then, the correction coefficient calculation unit 72 of the present embodiment converts the R (red) component fluorescence image (hereinafter referred to as the first R component fluorescence image) and the G (green) component from the first fluorescence image that is a color image. A fluorescence image (hereinafter referred to as a first G component fluorescence image) and a B (blue) component fluorescence image (hereinafter referred to as a first B component fluorescence image) are generated. Further, from the second fluorescence image which is a color image, an R (red) component fluorescence image (hereinafter referred to as a second R component fluorescence image) and a G (green) component fluorescence image (hereinafter referred to as a second G component fluorescence). Image) and a B (blue) component fluorescence image (hereinafter referred to as a second B component fluorescence image).

そして、補正係数算出部72は、第1のR成分蛍光画像の濃度コントラストa(R)と第2のR成分蛍光画像の濃度コントラストb(R)とを算出し、これらの比b(R)/a(R)を補正係数f(R)として算出する(S34)。また、同様に、第1のG成分蛍光画像の濃度コントラストと第2のG成分蛍光画像の濃度コントラストに基づいて補正係数f(G)を算出し、第1のB成分蛍光画像の濃度コントラストと第2のB成分蛍光画像の濃度コントラストに基づいて補正係数f(B)を算出する。   Then, the correction coefficient calculation unit 72 calculates the density contrast a (R) of the first R component fluorescence image and the density contrast b (R) of the second R component fluorescence image, and the ratio b (R) thereof. / a (R) is calculated as a correction coefficient f (R) (S34). Similarly, a correction coefficient f (G) is calculated based on the density contrast of the first G component fluorescence image and the density contrast of the second G component fluorescence image, and the density contrast of the first B component fluorescence image is calculated. A correction coefficient f (B) is calculated based on the density contrast of the second B component fluorescent image.

なお、補正係数f(R),f(G)およびf(B)を算出する前に、第1および第2の蛍光画像に対してアンシャープマスク処理などの鮮鋭度強調処理を施すようにしてもよい。また、本実施形態においては、上述したように補正係数f(R),f(G)およびf(B)を算出する際、濃度コントラストの比を算出するようにしたが、濃度コントラストの比に限らず、たとえば画像を構成する画素の値の平均値、最大値、最小値または中央値などの比を求めるようにしてもよい。また、2つの画像の対応する画素値の比を補正係数f(R),f(G)およびf(B)として算出するようにしてもよい。この場合、画素毎に補正係数f(R),f(G)およびf(B)が算出される。   Before calculating the correction coefficients f (R), f (G), and f (B), sharpness enhancement processing such as unsharp mask processing is performed on the first and second fluorescent images. Also good. In the present embodiment, as described above, when calculating the correction coefficients f (R), f (G), and f (B), the ratio of density contrasts is calculated. For example, the ratio of the average value, the maximum value, the minimum value, or the median value of the pixels constituting the image may be obtained. Further, the ratio of the corresponding pixel values of the two images may be calculated as correction coefficients f (R), f (G), and f (B). In this case, correction coefficients f (R), f (G), and f (B) are calculated for each pixel.

補正係数算出部72によって算出された補正係数f(R),f(G)およびf(B)は、抽出処理部74に出力される。   The correction coefficients f (R), f (G), and f (B) calculated by the correction coefficient calculation unit 72 are output to the extraction processing unit 74.

次に、観察対象Sが設置された観察対象支持部材81と培養液Cが収容された培養容器80がステージ82上に設置される。そして、再び第1の蛍光フィルタ304aが蛍光の光路上に配置された状態で、励起光照射部20から観察対象Sが設置された観察対象支持部材81に向けて励起光L2が照射される。この励起光L2の照射によって観察対象支持部材81および観察対象Sから発せられた蛍光であって、第1の蛍光フィルタ304aを通過した蛍光像が撮像部40によって撮像され、観察画像取得部73によって第3の蛍光画像が取得される(S36)。   Next, the observation target support member 81 in which the observation target S is installed and the culture vessel 80 in which the culture solution C is stored are installed on the stage 82. Then, in a state where the first fluorescent filter 304a is again arranged on the fluorescent light path, the excitation light L2 is irradiated from the excitation light irradiation unit 20 toward the observation target support member 81 on which the observation target S is installed. A fluorescence image emitted from the observation target support member 81 and the observation target S by the irradiation of the excitation light L2 and having passed through the first fluorescent filter 304a is captured by the imaging unit 40, and is observed by the observation image acquisition unit 73. A third fluorescent image is acquired (S36).

次に、フィルタ部304の交換機構によって、第1の蛍光フィルタ304aが蛍光の光路上から外され、その代わりに第2の蛍光フィルタ304bが蛍光の光路上に配置される。そして、第2の蛍光フィルタ304bが蛍光の光路上に配置された状態で、励起光照射部20から観察対象支持部材81および観察対象Sに向けて励起光L2が再び照射される。この励起光L2の照射によって観察対象支持部材81から発せられた蛍光であって、第2の蛍光フィルタ304bを通過した蛍光像が撮像部40によって撮像され、観察画像取得部73によって第4の蛍光画像が取得される(S38)。   Next, the first fluorescent filter 304a is removed from the fluorescent light path by the replacement mechanism of the filter unit 304, and the second fluorescent filter 304b is placed on the fluorescent light path instead. Then, the excitation light L2 is again irradiated from the excitation light irradiation unit 20 toward the observation target support member 81 and the observation target S in a state where the second fluorescent filter 304b is disposed on the fluorescent light path. A fluorescence image emitted from the observation target support member 81 by the irradiation of the excitation light L2 and having passed through the second fluorescence filter 304b is captured by the imaging unit 40, and the fourth fluorescence is captured by the observation image acquisition unit 73. An image is acquired (S38).

そして、観察画像取得部73によって取得された第3の蛍光画像と第4の蛍光画像は、抽出処理部74に出力される。なお、図13Iは、第3の蛍光画像を模式的に示したものであり、図13IIは第4の蛍光画像を模式的に示した図である。図13Iおよび図13IIに示すように、本実施形態においては、観察対象Sの細胞群から蛍光が発せられるので、第3および第4の蛍光画像上には観察対象Sの画像が現れる。   Then, the third fluorescence image and the fourth fluorescence image acquired by the observation image acquisition unit 73 are output to the extraction processing unit 74. FIG. 13I schematically shows a third fluorescence image, and FIG. 13II schematically shows a fourth fluorescence image. As shown in FIGS. 13I and 13II, in this embodiment, since fluorescence is emitted from the cell group of the observation target S, the image of the observation target S appears on the third and fourth fluorescence images.

なお、ここで、上述した第1および第2の蛍光画像と同様に、第3および第4の蛍光画像に対してアンシャープマスク処理などの鮮鋭度強調処理を施すようにしてもよい。   Here, similarly to the first and second fluorescent images described above, sharpness enhancement processing such as unsharp mask processing may be performed on the third and fourth fluorescent images.

次いで、抽出処理部74は、カラー画像である第3の蛍光画像からR(red)成分の蛍光画像(以下、第3のR成分蛍光画像という)とG(green)成分の蛍光画像(以下、第3のG成分蛍光画像という)とB(blue)成分の蛍光画像(以下、第3のB成分蛍光画像という)とを生成する。また、カラー画像である第4の蛍光画像からR(red)成分の蛍光画像(以下、第4のR成分蛍光画像という)とG(green)成分の蛍光画像(以下、第4のG成分蛍光画像という)とB(blue)成分の蛍光画像(以下、第4のB成分蛍光画像という)とを生成する。   Next, the extraction processing unit 74 extracts a fluorescent image of an R (red) component (hereinafter referred to as a third R component fluorescent image) and a fluorescent image of a G (green) component (hereinafter, referred to as a third fluorescent image that is a color image). A third G component fluorescence image) and a B (blue) component fluorescence image (hereinafter referred to as a third B component fluorescence image) are generated. Further, from the fourth fluorescence image which is a color image, an R (red) component fluorescence image (hereinafter referred to as a fourth R component fluorescence image) and a G (green) component fluorescence image (hereinafter referred to as a fourth G component fluorescence). Image) and a B (blue) component fluorescence image (hereinafter referred to as a fourth B component fluorescence image).

そして、抽出処理部74は、第3のR成分蛍光画像に対して上述した補正係数f(R)を乗算し、R成分の補正画像を生成し、第3のG成分蛍光画像に対して上述した補正係数f(G)を乗算し、G成分の補正画像を生成し、第3のB成分蛍光画像に対して上述した補正係数f(B)を乗算し、B成分の補正画像を生成する(S40)。   Then, the extraction processing unit 74 multiplies the third R component fluorescence image by the correction coefficient f (R) described above to generate an R component correction image, and the third G component fluorescence image described above. The correction coefficient f (G) is multiplied to generate a G component correction image, and the third B component fluorescence image is multiplied by the correction coefficient f (B) described above to generate a B component correction image. (S40).

次いで、抽出処理部74は、第4のR成分蛍光画像からR成分の補正画像を減算することによってR成分減算画像を生成し、第4のG成分蛍光画像からG成分の補正画像を減算することによってG成分減算画像を生成し、第4のB成分蛍光画像からB成分の補正画像を減算することによってB成分減算画像を生成する。   Next, the extraction processing unit 74 generates an R component subtraction image by subtracting the R component correction image from the fourth R component fluorescence image, and subtracts the G component correction image from the fourth G component fluorescence image. Thus, a G component subtraction image is generated, and a B component subtraction image is generated by subtracting the B component correction image from the fourth B component fluorescence image.

上述したように減算処理を行うことによって、観察対象支持部材81のR成分、G成分およびB成分の画像は除かれるが、観察対象支持部材81の蛍光像と観察対象Sの蛍光像とはR成分、G成分およびB成分のバランスが異なるので、R成分減算画像、G成分減算画像およびB成分減算画像は、観察対象Sが抽出された画像となる。   By performing the subtraction process as described above, the R component, G component, and B component images of the observation target support member 81 are removed, but the fluorescence image of the observation target support member 81 and the fluorescence image of the observation target S are R Since the balance of the component, the G component, and the B component is different, the R component subtraction image, the G component subtraction image, and the B component subtraction image are images from which the observation target S is extracted.

そして、抽出処理部74は、上記第1の実施形態と同様に、R成分減算画像、G成分減算画像およびB成分減算画像に対してモルフォロジー処理のクロージング処理などを施すことによって、観察対象支持部材81と観察対象Sとが重なった部分を埋める処理を行って、R成分抽出画像、G成分抽出画像およびB成分抽出画像を生成する(S42)
抽出処理部74によって生成されたR成分抽出画像、G成分抽出画像およびB成分抽出画像は表示制御部75に出力され、表示制御部75は、入力されたG成分抽出画像およびB成分抽出画像に基づいて、表示装置60にカラーの抽出画像を表示させる(S44)。
Then, similarly to the first embodiment, the extraction processing unit 74 performs a morphological processing closing process on the R component subtraction image, the G component subtraction image, and the B component subtraction image, and thus the observation target support member. The process which fills the part with which 81 and the observation object S overlapped is performed, and R component extraction image, G component extraction image, and B component extraction image are produced | generated (S42).
The R component extracted image, the G component extracted image, and the B component extracted image generated by the extraction processing unit 74 are output to the display control unit 75, and the display control unit 75 converts the input G component extracted image and B component extracted image into the input G component extracted image and B component extracted image. Based on this, the color extraction image is displayed on the display device 60 (S44).

上記第2の実施形態の顕微鏡システムによれば、観察対象Sが設置されていない観察対象支持部材81への励起光の照射によって、第1の蛍光フィルタ304aを通過した第1の蛍光画像と第2の蛍光フィルタ304bを通過した第2の蛍光画像とを取得し、第1および第2の蛍光画像に基づいて補正係数を算出し、観察対象Sが設置された観察対象支持部材81への励起光の照射によって、第1の蛍光フィルタ304aを通過した第3の蛍光画像と第2の蛍光フィルタ304bを通過した第4の蛍光画像とを取得する。そして、第3の蛍光画像を補正係数に基づいて補正して補正画像を生成し、その補正画像と第4の蛍光画像とに基づいて、観察対象が抽出された抽出画像を生成するようにしたので、観察対象支持部材81が不規則なパターンを有する場合でも、観察対象支持部材81のパターンが適切に除かれ、観察対象Sが抽出された抽出画像を生成することができる。   According to the microscope system of the second embodiment, the first fluorescent image and the first fluorescent image that have passed through the first fluorescent filter 304a by irradiation of the excitation light to the observation target support member 81 on which the observation target S is not installed. The second fluorescent image that has passed through the second fluorescent filter 304b is acquired, a correction coefficient is calculated based on the first and second fluorescent images, and excitation to the observation target support member 81 on which the observation target S is installed By the light irradiation, a third fluorescent image that has passed through the first fluorescent filter 304a and a fourth fluorescent image that has passed through the second fluorescent filter 304b are acquired. Then, the third fluorescent image is corrected based on the correction coefficient to generate a corrected image, and based on the corrected image and the fourth fluorescent image, an extracted image from which the observation target is extracted is generated. Therefore, even when the observation target support member 81 has an irregular pattern, the pattern of the observation target support member 81 is appropriately removed, and an extracted image in which the observation target S is extracted can be generated.

なお、上記第2の実施形態の顕微鏡システム(観察画像撮像表示制御システムに相当する)においても、第1の実施形態と同様に、顕微鏡本体2(撮像装置に相当する)と観察対象抽出処理装置70とを自動的に制御する制御部と、ユーザによる撮像開始指示の入力を受け付ける撮像開始指示受付部とを設け、制御部が、撮像開始指示受付部によって受け付けられた撮像開始指示の入力に応じて、上述した第1から第4の蛍光画像の撮像と、第1から第4の蛍光画像を用いた抽出画像の生成と、抽出画像の表示とを連続して自動的に行うようにしてもよい。なお、この際、第1および第2の蛍光画像の撮像から抽出画像の表示までの一例の動作を1分以内で完了することが望ましい。   In the microscope system of the second embodiment (corresponding to the observation image capturing / displaying control system), similarly to the first embodiment, the microscope main body 2 (corresponding to the imaging device) and the observation object extraction processing device 70 and an imaging start instruction receiving unit that receives an input of an imaging start instruction by a user. The control unit responds to an input of an imaging start instruction received by the imaging start instruction receiving unit. Thus, the first to fourth fluorescent images described above, the generation of the extracted image using the first to fourth fluorescent images, and the display of the extracted image may be automatically performed continuously. Good. At this time, it is desirable to complete an example of the operation from taking the first and second fluorescent images to displaying the extracted image within one minute.

また、上記第2の実施形態の顕微鏡システムにおいては、観察対象Sが設置されていない観察対象支持部材81を撮像した第1の蛍光画像と第2の蛍光画像を用いて補正係数を算出するようにしたが、画質は多少劣化する可能性はあるが、第1の蛍光画像と第2の蛍光画像の撮像を行うことなく、観察対象Sが設置された観察対象支持部材81を撮像した第3の蛍光画像と第4の蛍光画像を用いて補正係数を算出するようにしてもよい。   In the microscope system of the second embodiment, the correction coefficient is calculated using the first fluorescent image and the second fluorescent image obtained by imaging the observation target support member 81 where the observation target S is not installed. However, there is a possibility that the image quality may be somewhat deteriorated, but the third image obtained by imaging the observation target support member 81 on which the observation target S is installed without imaging the first fluorescent image and the second fluorescent image. The correction coefficient may be calculated using the fluorescent image and the fourth fluorescent image.

また、この場合も、制御部が、撮像開始指示受付部によって受け付けられた撮像開始指示の入力に応じて、上述した第3および第4の蛍光画像の撮像と、第3および第4の蛍光画像を用いた抽出画像の生成と、抽出画像の表示とを連続して自動的に行うようにしてもよい。そして、この場合も、第3および第4の蛍光画像の撮像から抽出画像の表示までの一例の動作を1分以内で完了することが望ましい。   Also in this case, the control unit captures the third and fourth fluorescent images and the third and fourth fluorescent images according to the input of the imaging start instruction received by the imaging start instruction receiving unit. The generation of the extracted image using and the display of the extracted image may be automatically performed continuously. In this case as well, it is desirable to complete an example of the operation from taking the third and fourth fluorescent images to displaying the extracted image within one minute.

次に、本発明の観察対象抽出処理装置の第3の実施形態を用いた顕微鏡システムについて説明する。図14は、本発明の観察対象抽出処理装置の第3の実施形態を用いた顕微鏡システムの概略構成を示す図である。   Next, a microscope system using the third embodiment of the observation object extraction processing apparatus of the present invention will be described. FIG. 14 is a diagram showing a schematic configuration of a microscope system using the third embodiment of the observation object extraction processing apparatus of the present invention.

第3の実施形態の顕微鏡システムは、顕微鏡本体3と、観察対象抽出処理装置90と、表示装置60とを備えている。第3の実施形態の顕微鏡システムは、第1の実施形態の顕微鏡システムとは、顕微鏡本体2の構成が異なり、また、観察対象抽出処理装置90における抽出画像の生成処理が異なる。   The microscope system according to the third embodiment includes a microscope main body 3, an observation object extraction processing device 90, and a display device 60. The microscope system according to the third embodiment differs from the microscope system according to the first embodiment in the configuration of the microscope main body 2 and in the extraction image generation processing in the observation target extraction processing device 90.

第3の実施形態の顕微鏡本体3は、第1の実施形態の顕微鏡本体1のように励起光の照射による蛍光画像の撮像は行わず、可視光の照射によって観察対象Sおよび観察対象支持部材81を透過した透過光を、分光感度の異なる撮像部によって撮像するものである。   The microscope main body 3 according to the third embodiment does not take a fluorescent image by irradiation with excitation light unlike the microscope main body 1 according to the first embodiment, and the observation target S and the observation target support member 81 by irradiation with visible light. The transmitted light that has passed through is picked up by the image pickup units having different spectral sensitivities.

第3の実施形態の顕微鏡本体3は、具体的には、図14に示すように、可視光照射部10と、結像光学系310と、撮像部400とを備えている。なお、図14に示す培養容器80と、培養容器80内に収容された観察対象S、培養液Cおよび観察対象支持部材81と、ステージ82とは、第1の実施形態と同様である。   Specifically, the microscope main body 3 of the third embodiment includes a visible light irradiation unit 10, an imaging optical system 310, and an imaging unit 400, as shown in FIG. The culture vessel 80 shown in FIG. 14, the observation target S, the culture medium C, the observation target support member 81, and the stage 82 accommodated in the culture vessel 80 are the same as those in the first embodiment.

可視光照射部10は、第1の実施形態と同様に、白色光源11と、スリット板12と、第1の対物レンズ13とを備え、培養容器80内に収容された観察対象Sおよび観察対象支持部材81に対して、リング状照明光L1を照射するものである。   The visible light irradiation unit 10 includes the white light source 11, the slit plate 12, and the first objective lens 13 as in the first embodiment, and the observation target S and the observation target accommodated in the culture vessel 80. The support member 81 is irradiated with the ring-shaped illumination light L1.

結像光学系310は、第2の対物レンズ311と、位相板312と、結像レンズ313とを備えたものである。   The imaging optical system 310 includes a second objective lens 311, a phase plate 312, and an imaging lens 313.

第2の対物レンズ311は、結像光学系駆動部(図示省略)によってZ方向に移動するものである。この第2の対物レンズ311のZ方向への移動によってオートフォーカス制御が行われ、撮像部400によって撮像される画像のコントラストが調整される。   The second objective lens 311 is moved in the Z direction by an imaging optical system driving unit (not shown). Autofocus control is performed by the movement of the second objective lens 311 in the Z direction, and the contrast of the image captured by the imaging unit 400 is adjusted.

位相板312は、第1の実施形態の位相板32と同様の構成である。   The phase plate 312 has the same configuration as the phase plate 32 of the first embodiment.

結像レンズ313は、位相板312を通過した透過光L3(直接光および回折光)が入射され、この透過光L3を撮像部400に結像するものである。   The imaging lens 313 receives the transmitted light L3 (direct light and diffracted light) that has passed through the phase plate 312, and forms an image of the transmitted light L3 on the imaging unit 400.

撮像部400は、結像レンズ313によって結像された透過像を撮像するものであるが、本実施形態の撮像部400は、上述したように分光感度の異なる2種類の撮像部を備えたものである。   The imaging unit 400 captures a transmission image formed by the imaging lens 313, but the imaging unit 400 of this embodiment includes two types of imaging units having different spectral sensitivities as described above. It is.

具体的には、本実施形態の撮像部400は、図14に示すように、第1の撮像部41と第2の撮像部42とこれらの撮像部を交換する交換機構(図示省略)とを備えている。第1の撮像部41と第2の撮像部42は、上述したようにそれぞれ異なる分光感度を有するものであり、たとえば第1の撮像部41は、可視光帯域以外の帯域に分光感度を有するものであり、第2の撮像部42は、可視光帯域に分光感度を有するものである。第1の撮像部41としては、たとえば赤外光または紫外光に分光感度を有するものを用いることができる。   Specifically, as shown in FIG. 14, the imaging unit 400 of the present embodiment includes a first imaging unit 41, a second imaging unit 42, and an exchange mechanism (not shown) that exchanges these imaging units. I have. The first imaging unit 41 and the second imaging unit 42 have different spectral sensitivities as described above. For example, the first imaging unit 41 has spectral sensitivity in a band other than the visible light band. The second imaging unit 42 has spectral sensitivity in the visible light band. As the 1st imaging part 41, what has spectral sensitivity to infrared light or ultraviolet light, for example can be used.

なお、可視光帯域に分光感度を有するとは、可視光帯域に対する感度が可視光帯域以外の帯域に対する感度よりも相対的に高ければよい。また、逆に、可視光帯域以外の帯域に分光感度を有するとは、可視光帯域以外の帯域に対する感度が可視光帯域に対する感度よりも相対的に高ければよい。   Note that having a spectral sensitivity in the visible light band is sufficient if the sensitivity to the visible light band is relatively higher than the sensitivity to bands other than the visible light band. Conversely, having spectral sensitivity in a band other than the visible light band only requires that the sensitivity to the band other than the visible light band is relatively higher than the sensitivity to the visible light band.

第3の実施形態の観察対象抽出処理装置90は、第1の実施形態の観察対象抽出処理装置50と同様に、補正画像取得部91、補正係数算出部92、観察画像取得部93、抽出処理部94および表示制御部95を備えている。   Similar to the observation target extraction processing device 50 of the first embodiment, the observation target extraction processing device 90 of the third embodiment is a correction image acquisition unit 91, a correction coefficient calculation unit 92, an observation image acquisition unit 93, and an extraction process. A unit 94 and a display control unit 95 are provided.

補正画像取得部91は、観察対象Sが設置されていない観察対象支持部材81へのリング状照明光L1の照射によって、観察対象支持部材81を透過した透過光L3を第1の撮像部41により検出することによって観察対象支持部材81を撮像した透過画像(以下、第1の透過画像という)と、リング状照明光L1の照射によって、観察対象支持部材81を透過した透過光L3を第2の撮像部により検出することによって観察対象支持部材81を撮像した透過画像(以下、第2の透過画像という)とを取得するものである。   The corrected image acquisition unit 91 causes the first imaging unit 41 to transmit the transmitted light L3 transmitted through the observation target support member 81 by irradiation of the ring-shaped illumination light L1 to the observation target support member 81 where the observation target S is not installed. A transmission image (hereinafter referred to as a first transmission image) obtained by imaging the observation target support member 81 by detection and the transmitted light L3 transmitted through the observation target support member 81 by the irradiation of the ring-shaped illumination light L1 A transmission image obtained by imaging the observation target support member 81 (hereinafter referred to as a second transmission image) is acquired by detection by the imaging unit.

補正係数算出部92は、補正画像取得部91によって取得された第1および第2の透過画像に基づいて補正係数を算出するものである。補正係数の算出方法については、後で詳述する。   The correction coefficient calculation unit 92 calculates a correction coefficient based on the first and second transmission images acquired by the correction image acquisition unit 91. A method for calculating the correction coefficient will be described in detail later.

観察画像取得部93は、観察対象Sが設置された観察対象支持部材81へのリング状照明光L1の照射によって、観察対象支持部材81および観察対象Sを透過した透過光L3を第1の撮像部41により検出することによって観察対象Sが設置された観察対象支持部材81を撮像した透過画像(以下、第3の透過画像という)と、リング状照明光L1の照射によって、観察対象支持部材81および観察対象Sを透過した透過光L3を第2の撮像部42により検出することによって観察対象Sが設置された観察対象支持部材81を撮像した透過画像(以下、第4の透過画像という)とを取得するものである。   The observation image acquisition unit 93 performs first imaging of the transmitted light L3 transmitted through the observation target support member 81 and the observation target S by irradiating the observation target support member 81 on which the observation target S is installed with the ring-shaped illumination light L1. The observation target support member 81 is irradiated with the transmission image (hereinafter referred to as a third transmission image) obtained by imaging the observation target support member 81 on which the observation target S is set by detection by the unit 41 and the ring-shaped illumination light L1. And a transmission image (hereinafter referred to as a fourth transmission image) obtained by imaging the observation target support member 81 on which the observation target S is installed by detecting the transmitted light L3 transmitted through the observation target S by the second imaging unit 42. Is something to get.

なお、第3の透過画像と第4の透過画像は、同視野でのリング状照明光L1の照射によって撮像されるものである。これに対し、上述した第1の透過画像および第2の透過画像は、必ずしも同視野で撮像されたものでなくてもよく、別の視野で撮像された画像でもよい。   Note that the third transmission image and the fourth transmission image are captured by irradiation with the ring-shaped illumination light L1 in the same field of view. On the other hand, the first transmission image and the second transmission image described above do not necessarily have to be captured in the same field of view, and may be images captured in different fields of view.

抽出処理部94は、第1の撮像部41によって撮像された第3の透過画像を補正係数に基づいて補正して補正画像を生成し、その補正画像と第4の透過画像とに基づいて、観察対象Sが抽出された抽出画像を生成するものである。なお、抽出画像の生成処理については、後で詳述する。   The extraction processing unit 94 corrects the third transmission image captured by the first imaging unit 41 based on the correction coefficient to generate a correction image, and based on the correction image and the fourth transmission image, An extraction image from which the observation object S is extracted is generated. The extracted image generation process will be described in detail later.

表示制御部95は、抽出処理部94において抽出処理の施された抽出画像を表示装置60に表示させるものである。   The display control unit 95 causes the display device 60 to display the extracted image that has been subjected to the extraction processing in the extraction processing unit 94.

次に、本実施形態の顕微鏡システムの作用について、図15に示すフローチャートを参照しながら説明する。   Next, the operation of the microscope system of this embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

まず、観察対象Sが設置されていない観察対象支持部材81と培養液Cが収容された培養容器80がステージ82上に設置される。そして、結像レンズ313の結像位置に第1の撮像部41が設置された状態で、可視光照射部10から観察対象支持部材81に向けてリング状照明光L1が照射され、観察対象支持部材81を透過した透過光L3が第1の撮像部41により検出され、補正画像取得部91によって第1の透過画像が取得される(S50)。   First, the observation object support member 81 on which the observation object S is not installed and the culture vessel 80 containing the culture solution C are installed on the stage 82. The ring-shaped illumination light L1 is irradiated from the visible light irradiation unit 10 toward the observation target support member 81 in a state where the first imaging unit 41 is installed at the imaging position of the imaging lens 313, and the observation target support is performed. The transmitted light L3 transmitted through the member 81 is detected by the first imaging unit 41, and the first transmitted image is acquired by the corrected image acquisition unit 91 (S50).

次に、撮像部400の交換機構によって、結像レンズ313の結像位置から第1の撮像部41が外され、その代わりに結像レンズ313の結像位置に第2の撮像部42が配置される。そして、結像レンズ313の結像位置に第2の撮像部42が配置された状態で、可視光照射部10から観察対象支持部材81に向けてリング状照明光L1が照射され、観察対象支持部材81を透過した透過光L3が第2の撮像部42によって検出され、補正画像取得部91によって第2の透過画像が取得される(S52)。   Next, the first imaging unit 41 is removed from the imaging position of the imaging lens 313 by the exchange mechanism of the imaging unit 400, and the second imaging unit 42 is arranged at the imaging position of the imaging lens 313 instead. Is done. The ring-shaped illumination light L1 is irradiated from the visible light irradiation unit 10 toward the observation target support member 81 in a state where the second imaging unit 42 is disposed at the imaging position of the imaging lens 313, and the observation target support is performed. The transmitted light L3 transmitted through the member 81 is detected by the second imaging unit 42, and the second transmitted image is acquired by the corrected image acquisition unit 91 (S52).

補正画像取得部91によって取得された第1の透過画像と第2の透過画像は、補正係数算出部92に出力される。そして、本実施形態の補正係数算出部92は、第1の透過画像からR(red)成分の透過画像(以下、第1のR成分透過画像という)とG(green)成分の透過画像(以下、第1のG成分透過画像という)とB(blue)成分の透過画像(以下、第1のB成分透過画像という)とを生成する。また、第2の透過画像からR(red)成分の透過画像(以下、第2のR成分透過画像という)とG(green)成分の透過画像(以下、第2のG成分透過画像という)とB(blue)成分の透過画像(以下、第2のB成分透過画像という)とを生成する。   The first transmission image and the second transmission image acquired by the correction image acquisition unit 91 are output to the correction coefficient calculation unit 92. Then, the correction coefficient calculation unit 92 of the present embodiment includes a transmission image of an R (red) component (hereinafter referred to as a first R component transmission image) and a transmission image of a G (green) component (hereinafter referred to as a first transmission image). , First G component transmission image) and B (blue) component transmission image (hereinafter referred to as first B component transmission image). Further, a transmission image of the R (red) component (hereinafter referred to as a second R component transmission image) and a transmission image of the G (green) component (hereinafter referred to as a second G component transmission image) from the second transmission image. A transmission image of the B (blue) component (hereinafter referred to as a second B component transmission image) is generated.

そして、補正係数算出部92は、第1のR成分透過画像の濃度コントラストa(R)と第2のR成分透過画像の濃度コントラストb(R)とを算出し、これらの比b(R)/a(R)を補正係数f(R)として算出する(S54)。また、同様に、第1のG成分透過画像の濃度コントラストと第2のG成分透過画像の濃度コントラストに基づいて補正係数f(G)を算出し、第1のB成分透過画像の濃度コントラストと第2のB成分透過画像の濃度コントラストに基づいて補正係数f(B)を算出する。   Then, the correction coefficient calculation unit 92 calculates the density contrast a (R) of the first R component transmission image and the density contrast b (R) of the second R component transmission image, and the ratio b (R) thereof. / a (R) is calculated as a correction coefficient f (R) (S54). Similarly, a correction coefficient f (G) is calculated based on the density contrast of the first G component transmission image and the density contrast of the second G component transmission image, and the density contrast of the first B component transmission image is calculated. A correction coefficient f (B) is calculated based on the density contrast of the second B component transmission image.

なお、補正係数f(R),f(G)およびf(B)を算出する前に、第1および第2の透過画像に対して、上述した培養液Cの色を抑制するレベル補正処理を施すようにしてもよい。また、本実施形態においては、上述したように補正係数f(R),f(G)およびf(B)を算出する際、濃度コントラストの比を算出するようにしたが、濃度コントラストの比に限らず、たとえば画像を構成する画素の値の平均値、最大値、最小値または中央値などの比を求めるようにしてもよい。また、2つの画像の対応する画素値の比を補正係数f(R),f(G)およびf(B)として算出するようにしてもよい。この場合、画素毎に補正係数f(R),f(G)およびf(B)が算出される。   In addition, before calculating the correction coefficients f (R), f (G), and f (B), the level correction process for suppressing the color of the culture medium C described above is performed on the first and second transmission images. You may make it give. In the present embodiment, as described above, when calculating the correction coefficients f (R), f (G), and f (B), the ratio of density contrasts is calculated. For example, the ratio of the average value, the maximum value, the minimum value, or the median value of the pixels constituting the image may be obtained. Further, the ratio of the corresponding pixel values of the two images may be calculated as correction coefficients f (R), f (G), and f (B). In this case, correction coefficients f (R), f (G), and f (B) are calculated for each pixel.

補正係数算出部92によって算出された補正係数f(R),f(G)およびf(B)は、抽出処理部94に出力される。   The correction coefficients f (R), f (G), and f (B) calculated by the correction coefficient calculation unit 92 are output to the extraction processing unit 94.

次に、観察対象Sが設置された観察対象支持部材81と培養液Cが収容された培養容器80がステージ82上に設置される。そして、結像レンズ313の結像位置に第1の撮像部41が再び設置された状態で、可視光照射部10から観察対象Sが設置された観察対象支持部材81に向けてリング状照明光L1が照射され、観察対象支持部材81および観察対象Sを透過した透過光L3が第1の撮像部41によって検出され、観察画像取得部93によって第3の透過画像が取得される(S56)。   Next, the observation target support member 81 in which the observation target S is installed and the culture vessel 80 in which the culture solution C is stored are installed on the stage 82. The ring-shaped illumination light is directed from the visible light irradiation unit 10 toward the observation target support member 81 on which the observation target S is installed in a state where the first imaging unit 41 is installed again at the imaging position of the imaging lens 313. The transmitted light L3 irradiated with L1 and transmitted through the observation target support member 81 and the observation target S is detected by the first imaging unit 41, and a third transmission image is acquired by the observation image acquisition unit 93 (S56).

次に、撮像部400の交換機構によって、結像レンズ313の結像位置から第1の撮像部41が外され、その代わりに結像レンズ313の結像位置に第2の撮像部42が配置される。そして、結像レンズ313の結像位置に第2の撮像部42が配置された状態で、可視光照射部10から観察対象Sが設置された観察対象支持部材81に向けてリング状照明光L1が照射され、観察対象支持部材81および観察対象Sを透過した透過光L3が第2の撮像部42によって検出され、観察画像取得部93によって第4の透過画像が取得される(S58)。   Next, the first imaging unit 41 is removed from the imaging position of the imaging lens 313 by the exchange mechanism of the imaging unit 400, and the second imaging unit 42 is arranged at the imaging position of the imaging lens 313 instead. Is done. Then, in a state where the second imaging unit 42 is disposed at the imaging position of the imaging lens 313, the ring-shaped illumination light L1 is directed from the visible light irradiation unit 10 toward the observation target support member 81 where the observation target S is installed. , The transmitted light L3 transmitted through the observation target support member 81 and the observation target S is detected by the second imaging unit 42, and the fourth transmission image is acquired by the observation image acquisition unit 93 (S58).

そして、観察画像取得部93によって取得された第3の透過画像と第4の透過画像は、抽出処理部94に出力される。なお、本実施形態においては、第3および第4の透過画像の両方に観察対象Sの画像が現れる。   Then, the third transmission image and the fourth transmission image acquired by the observation image acquisition unit 93 are output to the extraction processing unit 94. In the present embodiment, the image of the observation target S appears in both the third and fourth transmission images.

なお、ここで、上述した第1および第2の透過画像と同様に、第3および第4の透過画像に対してレベル補正処理を施すようにしてもよい。   Here, as with the first and second transmission images described above, level correction processing may be performed on the third and fourth transmission images.

次いで、抽出処理部94は、第3の透過画像からR(red)成分の透過画像(以下、第3のR成分透過画像という)とG(green)成分の透過画像(以下、第3のG成分透過画像という)とB(blue)成分の透過画像(以下、第3のB成分透過画像という)とを生成する。また、第4の透過画像からR(red)成分の透過画像(以下、第4のR成分透過画像という)とG(green)成分の透過画像(以下、第4のG成分透過画像という)とB(blue)成分の透過画像(以下、第4のB成分透過画像という)とを生成する。   Next, the extraction processing unit 94 transmits an R (red) component transmission image (hereinafter referred to as a third R component transmission image) and a G (green) component transmission image (hereinafter referred to as a third G image) from the third transmission image. Component transmission image) and B (blue) component transmission image (hereinafter referred to as a third B component transmission image). Further, from the fourth transmission image, an R (red) component transmission image (hereinafter referred to as a fourth R component transmission image) and a G (green) component transmission image (hereinafter referred to as a fourth G component transmission image), A transmission image of the B (blue) component (hereinafter referred to as a fourth B component transmission image) is generated.

そして、抽出処理部94は、第3のR成分透過画像に対して上述した補正係数f(R)を乗算し、R成分の補正画像を生成し、第3のG成分透過画像に対して上述した補正係数f(G)を乗算し、G成分の補正画像を生成し、第3のB成分透過画像に対して上述した補正係数f(B)を乗算し、B成分の補正画像を生成する(S60)。   Then, the extraction processing unit 94 multiplies the third R component transmission image by the correction coefficient f (R) described above to generate an R component correction image, and the third G component transmission image described above. The correction coefficient f (G) is multiplied to generate a G component correction image, and the third B component transmission image is multiplied by the correction coefficient f (B) described above to generate a B component correction image. (S60).

次いで、抽出処理部94は、第4のR成分透過画像からR成分の補正画像を減算することによってR成分減算画像を生成し、第4のG成分透過画像からG成分の補正画像を減算することによってG成分減算画像を生成し、第4のB成分透過画像からB成分の補正画像を減算することによってB成分減算画像を生成する。   Next, the extraction processing unit 94 generates an R component subtraction image by subtracting the R component correction image from the fourth R component transmission image, and subtracts the G component correction image from the fourth G component transmission image. Thus, a G component subtraction image is generated, and a B component subtraction image is generated by subtracting the B component correction image from the fourth B component transmission image.

上述したように減算処理を行うことによって、観察対象支持部材81のR成分、G成分およびB成分の画像は除かれるが、観察対象支持部材81の透過画像と観察対象Sの透過画像とはR成分、G成分およびB成分のバランスが異なるので、R成分減算画像、G成分減算画像およびB成分減算画像は、観察対象Sが抽出された画像となる。   By performing the subtraction process as described above, the R component, G component, and B component images of the observation target support member 81 are removed, but the transmission image of the observation target support member 81 and the transmission image of the observation target S are R Since the balance of the component, the G component, and the B component is different, the R component subtraction image, the G component subtraction image, and the B component subtraction image are images from which the observation target S is extracted.

そして、抽出処理部94は、上記第1の実施形態と同様に、R成分減算画像、G成分減算画像およびB成分減算画像に対してモルフォロジー処理のクロージング処理などを施すことによって、観察対象支持部材81と観察対象Sとが重なった部分を埋める処理を行って、R成分抽出画像、G成分抽出画像およびB成分抽出画像を生成する(S62)。   Then, similarly to the first embodiment, the extraction processing unit 94 performs a morphological closing process on the R component subtraction image, the G component subtraction image, and the B component subtraction image, and thus the observation target support member. The process which fills the part with which 81 and the observation object S overlapped is performed, and an R component extraction image, a G component extraction image, and a B component extraction image are produced | generated (S62).

抽出処理部94によって生成されたR成分抽出画像、G成分抽出画像およびB成分抽出画像は表示制御部95に出力され、表示制御部95は、入力されたG成分抽出画像およびB成分抽出画像に基づいて、表示装置60にカラーの抽出画像を表示させる(S64)。   The R component extracted image, the G component extracted image, and the B component extracted image generated by the extraction processing unit 94 are output to the display control unit 95, and the display control unit 95 converts the input G component extracted image and B component extracted image into the input G component extracted image and B component extracted image. Based on this, a color extraction image is displayed on the display device 60 (S64).

上記第3の実施形態の顕微鏡システムによれば、観察対象Sが設置されていない観察対象支持部材81への可視光の照射によって、第1の撮像部41によって撮像された第1の透過画像と第2の撮像部42によって撮像された第2の透過画像とを取得し、第1および第2の透過画像に基づいて補正係数を算出し、観察対象Sが設置された観察対象支持部材81への可視光の照射によって、第1の撮像部41によって撮像された第3の透過画像と第2の撮像部よって撮像された第4の透過画像とを取得する。そして、第3の透過画像を補正係数に基づいて補正して補正画像を生成し、その補正画像と第4の透過画像とに基づいて、観察対象が抽出された抽出画像を生成するようにしたので、観察対象支持部材81が不規則なパターンを有する場合でも、観察対象支持部材81のパターンが適切に除かれ、観察対象Sが抽出された抽出画像を生成することができる。   According to the microscope system of the third embodiment, the first transmission image captured by the first imaging unit 41 by irradiation of visible light onto the observation target support member 81 on which the observation target S is not installed, and The second transmission image captured by the second imaging unit 42 is acquired, a correction coefficient is calculated based on the first and second transmission images, and the observation target support member 81 on which the observation target S is installed is obtained. The third transmission image captured by the first imaging unit 41 and the fourth transmission image captured by the second imaging unit are acquired by irradiation with visible light. Then, the third transmission image is corrected based on the correction coefficient to generate a correction image, and based on the correction image and the fourth transmission image, an extraction image from which the observation target is extracted is generated. Therefore, even when the observation target support member 81 has an irregular pattern, the pattern of the observation target support member 81 is appropriately removed, and an extracted image in which the observation target S is extracted can be generated.

なお、上記第3の実施形態の顕微鏡システム(観察画像撮像表示制御システムに相当する)においても、第1の実施形態と同様に、顕微鏡本体3(撮像装置に相当する)と観察対象抽出処理装置90とを自動的に制御する制御部と、ユーザによる撮像開始指示の入力を受け付ける撮像開始指示受付部とを設け、制御部が、撮像開始指示受付部によって受け付けられた撮像開始指示の入力に応じて、上述した第1から第4の透過画像の撮像と、第1から第4の透過画像を用いた抽出画像の生成と、抽出画像の表示とを連続して自動的に行うようにしてもよい。なお、この際、第1および第2の透過画像の撮像から抽出画像の表示までの一例の動作を1分以内で完了することが望ましい。   In the microscope system of the third embodiment (corresponding to the observation image capturing / displaying control system), similarly to the first embodiment, the microscope main body 3 (corresponding to the imaging device) and the observation object extraction processing device 90, and an imaging start instruction receiving unit that receives an input of an imaging start instruction by a user. The control unit responds to an input of an imaging start instruction received by the imaging start instruction receiving unit. Thus, the first to fourth transmission images, the generation of the extraction image using the first to fourth transmission images, and the display of the extraction image may be automatically performed continuously. Good. At this time, it is desirable to complete an example of operations from capturing the first and second transmission images to displaying the extracted image within one minute.

また、上記第3の実施形態の顕微鏡システムにおいては、観察対象Sが設置されていない観察対象支持部材81を撮像した第1の透過画像と第2の透過画像を用いて補正係数を算出するようにしたが、画質は多少劣化する可能性はあるが、第1の透過画像と第2の透過画像の撮像を行うことなく、観察対象Sが設置された観察対象支持部材81を撮像した第3の透過画像と第4の透過画像を用いて補正係数を算出するようにしてもよい。   In the microscope system of the third embodiment, the correction coefficient is calculated using the first transmission image and the second transmission image obtained by imaging the observation target support member 81 where the observation target S is not installed. However, although there is a possibility that the image quality may be somewhat deteriorated, the third image obtained by imaging the observation target support member 81 on which the observation target S is installed without imaging the first transmission image and the second transmission image. The correction coefficient may be calculated using the transparent image and the fourth transparent image.

また、この場合も、制御部が、撮像開始指示受付部によって受け付けられた撮像開始指示の入力に応じて、上述した第3および第4の透過画像の撮像と、第3および第4の透過を用いた抽出画像の生成と、抽出画像の表示とを連続して自動的に行うようにしてもよい。この場合も、第3および第4の透過画像の撮像から抽出画像の表示までの一例の動作を1分以内で完了することが望ましい。   Also in this case, the control unit performs the above-described third and fourth transmission images and the third and fourth transmissions according to the input of the imaging start instruction received by the imaging start instruction receiving unit. The generation of the extracted image used and the display of the extracted image may be automatically performed continuously. In this case as well, it is desirable to complete an example of the operation from taking the third and fourth transmission images to displaying the extracted image within one minute.

また、上記第1から第3の実施形態の顕微鏡システムにおいては、透過画像として位相差画像を撮像するようにしたが、これに限らず、明視野画像を撮像する構成としてもよい。   In the microscope systems of the first to third embodiments, a phase difference image is captured as a transmission image. However, the present invention is not limited to this, and a configuration may be employed in which a bright field image is captured.

また、上記第1から第3の実施形態の顕微鏡システムにおいて、観察対象抽出処理装置が、抽出処理部において生成された抽出画像を保存する機能を有していることが望ましい。抽出画像を保存する場所としては、観察対象抽出処理装置内でもよいし、通信ネットワークを介してクラウドサーバなどに保存するようにしてもよい。   In the microscope systems of the first to third embodiments, it is desirable that the observation target extraction processing device has a function of storing the extracted image generated in the extraction processing unit. The location where the extracted image is stored may be in the observation target extraction processing device, or may be stored in a cloud server or the like via a communication network.

また、上記第1から第3の実施形態の顕微鏡システムにおいては、観察対象支持部材81に設置された観察対象Sの撮像範囲を複数の範囲に分割して撮像することによって複数の部分抽出画像を生成し、この複数の部分抽出画像をタイリングすることによって1つの抽出画像を生成するようにしてもよい。   In the microscope systems of the first to third embodiments, a plurality of partial extracted images are obtained by dividing the imaging range of the observation target S installed on the observation target support member 81 into a plurality of ranges and capturing the images. One extracted image may be generated by generating and tiling the plurality of partially extracted images.

1,2,3 顕微鏡本体
10 可視光照射部
11 白色光源
12 スリット板
12a スリット
12b 遮光板
13 第1の対物レンズ
20 励起光照射部
21 励起光源
22 コリメートレンズ
30 結像光学系
31 第2の対物レンズ
32 位相板
32a 位相リング
32b 透明板
33 ハーフミラー
34 結像レンズ
40 撮像部
41 第1の撮像部
42 第2の撮像部
50,70,90 観察対象抽出処理装置
51,71,91 補正画像取得部
52,72,92 補正係数算出部
53,73,93 観察画像取得部
54,74,94抽出処理部
55,75,95表示制御部
60 表示装置
80 培養容器
81 観察対象支持部材
82 ステージ
300 結像光学系
301 対物レンズ
302 ハーフミラー
303 結像レンズ
304 フィルタ部
304a 第1の蛍光フィルタ
304b 第2の蛍光フィルタ
310 結像光学系
311 第2の対物レンズ
312 位相板
313 結像レンズ
400 撮像部
500 制御部
501 撮像開始指示受付部
1, 2, 3 Microscope body 10 Visible light irradiation unit 11 White light source 12 Slit plate 12a Slit 12b Light shielding plate 13 First objective lens 20 Excitation light irradiation unit 21 Excitation light source 22 Collimator lens 30 Imaging optical system 31 Second objective Lens 32 Phase plate 32a Phase ring 32b Transparent plate 33 Half mirror 34 Imaging lens 40 Imaging unit 41 First imaging unit 42 Second imaging unit 50, 70, 90 Observation target extraction processing device 51, 71, 91 Correction image acquisition Units 52, 72, 92 Correction coefficient calculation units 53, 73, 93 Observation image acquisition units 54, 74, 94 Extraction processing units 55, 75, 95 Display control unit 60 Display device 80 Culture vessel 81 Observation target support member 82 Stage 300 Image optical system 301 Objective lens 302 Half mirror 303 Imaging lens 304 Filter unit 304a First fluorescent filter 3 04b Second fluorescent filter 310 Imaging optical system 311 Second objective lens 312 Phase plate 313 Imaging lens 400 Imaging unit 500 Control unit 501 Imaging start instruction receiving unit

Claims (5)

観察対象が設置された、前記観察対象を支持するシート状の多孔質部材である観察対象支持部材へ光を照射し、前記観察対象が設置された観察対象支持部材から出射された光を検出することによって前記観察対象が設置された観察対象支持部材を撮像した分光特性の異なる2種類の画像を取得する観察画像取得部と、
前記2種類の画像に基づいて補正係数を算出する補正係数算出部と、
前記2種類の画像のうちの一方の画像を前記補正係数に基づいて補正して補正画像を生成し、該補正画像と他方の画像とに基づいて、前記他方の画像に含まれる前記観察対象支持部材が有する複数の孔に起因するパターンを取り除くことにより前記観察対象が抽出された抽出画像を生成する抽出処理部とを備えたことを特徴とする観察対象抽出処理装置。
Light is emitted to an observation target support member that is a sheet-like porous member that supports the observation target on which the observation target is installed, and light emitted from the observation target support member on which the observation target is installed is detected. An observation image acquisition unit for acquiring two types of images with different spectral characteristics obtained by imaging the observation target support member on which the observation target is installed,
A correction coefficient calculation unit that calculates a correction coefficient based on the two types of images;
One of the two types of images is corrected based on the correction coefficient to generate a corrected image, and the observation target support included in the other image is generated based on the corrected image and the other image. An observation target extraction processing apparatus comprising: an extraction processing unit that generates an extraction image in which the observation target is extracted by removing a pattern caused by a plurality of holes of the member .
観察対象が設置された、前記観察対象を支持するシート状の多孔質部材である観察対象支持部材へ光を照射し、該観察対象が設置された観察対象支持部材から出射された光を検出することによって前記観察対象が設置された観察対象支持部材を撮像して分光特性の異なる2種類の画像を取得し、
前記2種類の画像に基づいて補正係数を算出し、
前記2種類の画像のうちの一方の画像を前記補正係数に基づいて補正して補正画像を生成し、該補正画像と他方の画像とに基づいて、前記他方の画像に含まれる前記観察対象支持部材が有する複数の孔に起因するパターンを取り除くことにより前記観察対象が抽出された抽出画像を生成することを特徴とする観察対象抽出処理方法。
The observation target support member, which is a sheet-like porous member that supports the observation target, on which the observation target is installed is irradiated with light, and light emitted from the observation target support member on which the observation target is installed is detected. In this way, the observation target support member on which the observation target is installed is imaged to obtain two types of images having different spectral characteristics,
A correction coefficient is calculated based on the two types of images,
One of the two types of images is corrected based on the correction coefficient to generate a corrected image, and the observation target support included in the other image is generated based on the corrected image and the other image. An observation object extraction processing method, wherein an extraction image from which the observation object is extracted is generated by removing a pattern caused by a plurality of holes of the member .
観察対象が設置された、前記観察対象を支持するシート状の多孔質部材である観察対象支持部材へ光を照射し、前記観察対象が設置された観察対象支持部材から出射された光を検出することによって分光特性の異なる2種類の画像を取得する観察画像取得部と、
前記2種類の画像に基づいて補正係数を算出する補正係数算出部と、
前記2種類の画像のうちの一方の画像を前記補正係数に基づいて補正して補正画像を生成し、該補正画像と他方の画像とに基づいて、前記他方の画像に含まれる前記観察対象支持部材が有する複数の孔に起因するパターンを取り除くことにより前記観察対象が抽出された抽出画像を生成する抽出処理部としてコンピュータを機能させることを特徴とする観察対象抽出処理プログラム。
Light is emitted to an observation target support member that is a sheet-like porous member that supports the observation target on which the observation target is installed, and light emitted from the observation target support member on which the observation target is installed is detected. An observation image acquisition unit that acquires two types of images having different spectral characteristics by:
A correction coefficient calculation unit that calculates a correction coefficient based on the two types of images;
One of the two types of images is corrected based on the correction coefficient to generate a corrected image, and the observation target support included in the other image is generated based on the corrected image and the other image. An observation object extraction processing program that causes a computer to function as an extraction processing unit that generates an extracted image in which the observation object is extracted by removing a pattern caused by a plurality of holes of a member .
請求項1記載の観察対象抽出処理装置と、
前記2種類の画像を撮像する撮像装置と、
該撮像装置における前記2種類の画像の撮像と、前記観察対象抽出処理装置における前記2種類の画像に基づく前記抽出画像の生成と、前記抽出画像の表示とを制御する制御部と、
撮像開始指示の入力を受け付ける撮像開始指示受付部とを備え、
前記制御部が、前記撮像開始指示の入力に応じて、前記2種類の画像の撮像と、前記2種類の画像に基づく前記抽出画像の生成と、前記抽出画像の表示とを連続して自動的に行うことを特徴とする観察画像撮像表示制御システム。
An observation object extraction processing apparatus according to claim 1;
An imaging device that captures the two types of images;
A control unit that controls imaging of the two types of images in the imaging device, generation of the extracted images based on the two types of images in the observation target extraction processing device, and display of the extracted images;
An imaging start instruction receiving unit that receives an input of an imaging start instruction;
In response to the input of the imaging start instruction, the control unit automatically and continuously performs imaging of the two types of images, generation of the extracted images based on the two types of images, and display of the extracted images. An observation image pickup display control system characterized in that:
前記観察対象支持部材は、励起光の照射により蛍光を発する部材で構成され、The observation target support member is composed of a member that emits fluorescence when irradiated with excitation light,
前記観察対象が蛍光を発しない場合には、前記一方の画像は、前記励起光の照射により前記観察対象支持部材から発せられた蛍光を検出することにより撮影した蛍光画像であり、かつ前記他方の画像は、前記観察対象支持部材及び前記観察対象を透過した光を検出することにより撮影した透過画像であって、When the observation object does not emit fluorescence, the one image is a fluorescence image photographed by detecting fluorescence emitted from the observation object support member by irradiation of the excitation light, and the other image The image is a transmission image taken by detecting light transmitted through the observation target support member and the observation target,
前記観察対象が蛍光を発する場合には、前記一方の画像は、前記励起光の照射により前記観察対象支持部材及び前記観察対象の各々から発せられた蛍光を検出することにより撮影した蛍光画像であり、かつ前記他方の画像は前記透過画像である請求項1記載の観察対象抽出処理装置。When the observation target emits fluorescence, the one image is a fluorescence image taken by detecting fluorescence emitted from each of the observation target support member and the observation target by irradiation of the excitation light. The observation object extraction processing apparatus according to claim 1, wherein the other image is the transmission image.
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