JP6852730B2 - スペックル測定装置およびスペックル測定方法 - Google Patents
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Description
本技術は、スペックル測定装置およびスペックル測定方法に関する。
レーザー光などのコヒーレント光を不均質な構造を持つ物体に照射し、その物体から反射した散乱光を撮像部で観察すると、スペックルパターンと呼ばれる粒状のパターンが出現する。動いていない物体にレーザー光を照射した場合にはスペックルパターンは変化せず、光強度も変動しないが、動いている物体の場合、このスペックルパターンは物体の動いている速度に依存して変動する。この原理により、スペックル強度の時間変化の程度を調べることで、動いている粒子の速度や大きさなどが求められる。この原理は、例えば、生体計測において赤血球の血流速などの生体的パラメータの計測などに応用される。
例えば、特許文献１には、特定の点での時間系列変化を測定して、粒子群の運動パラメータを推定する技術が開示される。
特許文献２には、撮像部にて、スペックル像を撮像して、粗面の振動現象を測定することが開示される。
例えば、特許文献１には、特定の点での時間系列変化を測定して、粒子群の運動パラメータを推定する技術が開示される。
特許文献２には、撮像部にて、スペックル像を撮像して、粗面の振動現象を測定することが開示される。
しかしながら、上記のようにスペックル測定法を、例えば、生体計測において赤血球を対象とする血流速の計測などに実用するためには、様々な点で解決あるいは改善すべき課題が残されている。
以上のような事情に鑑み、本技術の目的は、赤血球などの粒体を対象とする流速の計測などの精度向上を図ることのできるスペックル測定装置およびスペックル測定方法を提供することにある。
上記の課題を解決するために、本技術に係る一形態のスペックル測定装置は、
測定対象にコヒーレント光を照射したときに前記測定対象から戻ってくる散乱光の像をスペックル像として撮像する撮像部と、
前記撮像部により時間的に連続して撮像された複数の前記スペックル像の、前記測定対象の同一部位にあたる測定領域を、前記測定対象と前記撮像部との相対的な位置関係の移動量を加味して判定する制御部とを具備する。
測定対象にコヒーレント光を照射したときに前記測定対象から戻ってくる散乱光の像をスペックル像として撮像する撮像部と、
前記撮像部により時間的に連続して撮像された複数の前記スペックル像の、前記測定対象の同一部位にあたる測定領域を、前記測定対象と前記撮像部との相対的な位置関係の移動量を加味して判定する制御部とを具備する。
本技術にかかるスペックル測定装置では、スペックル測定において、体の動きや撮像部の振動などによる測定対象と撮像部との相対的な動きの成分をキャンセルして、赤血球などの粒体の動きに起因するスペックル成分のみを測定対象として抽出することができる。これにより、スペックル測定の精度の向上を図れる。
前記制御部は、前記撮像部により時間的に連続して撮像された複数のスペックル像を比較して前記測定対象と前記撮像部との相対的な位置関係の移動量を検出し、この検出された移動量をもとに、複数のスペックル像の、前記測定対象の同一部位にあたる測定領域を
判定するように構成されたものであってよい。
判定するように構成されたものであってよい。
また、前記制御部は、前記撮像部により撮像されたスペックル像の座標空間を所定サイズの複数の分割領域に区分し、領域的なノイズ成分が最も少ない前記分割領域を前記測定領域として決定し、この測定領域のスペックル像と一致度が最も高い領域を次の時刻のスペックル像の中から探索して、前記探索された領域を次の時刻の前記測定領域とするように構成されたものであってよい。
さらに、前記制御部は、コヒーレント光の強度の変化に対してスペックル応答が線形に変化しない画像信号を前記局所的なノイズとして判定するように構成されてもよい。
さらに、制御部は、存在する全てのスペックルの輝度の明暗差の平均値、最大値および中央値のいずれかが閾値以下である分割領域を前記測定領域から排除するように構成されてもよい。
また、本技術にかかるスペックル測定方法は、
測定対象にコヒーレント光を照射し、
前記測定対象から戻ってくる散乱光の像をスペックル像として撮像し、
制御部にて、時間的に連続して撮像された複数の前記スペックル像の、前記測定対象の同一部位にあたる測定領域を、前記測定対象と撮像部との相対的な位置関係の移動量を加味して判定する。
測定対象にコヒーレント光を照射し、
前記測定対象から戻ってくる散乱光の像をスペックル像として撮像し、
制御部にて、時間的に連続して撮像された複数の前記スペックル像の、前記測定対象の同一部位にあたる測定領域を、前記測定対象と撮像部との相対的な位置関係の移動量を加味して判定する。
以上のように、本技術によれば、表皮のように固定のスペックルパターンを生じる物体の内部で運動する赤血球などの粒体を対象とする流速の計測などの精度向上を図ることができる。
以下、本技術に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。
＜第１の実施形態＞
［概要］
本明細書では、例えば、図１に示すように、光源１からのレーザー光などのコヒーレント光１ａを、生体を流れる赤血球などの測定対象２に照射し、反射した散乱光３を撮像部４で撮像することによって得たスペックル像を分析して血流速などを測定するスペックル測定装置について説明する。
＜第１の実施形態＞
［概要］
本明細書では、例えば、図１に示すように、光源１からのレーザー光などのコヒーレント光１ａを、生体を流れる赤血球などの測定対象２に照射し、反射した散乱光３を撮像部４で撮像することによって得たスペックル像を分析して血流速などを測定するスペックル測定装置について説明する。
このようなスペックル測定装置では、測定中の体の動き（脈動などを含む。）や撮像部４の振動などによって測定対象２と撮像部４との相対的な位置関係が動くと、この動きの成分がスペックル像の全体に重畳されるため、赤血球などの測定対象２に対する正確な流速推定が困難になる。
本技術にかかる第１の実施形態のスペックル測定装置は、スペックル測定結果から測定対象２と撮像部４との相対的な位置関係の動きの成分を排除して、スペックル測定精度の向上を図ることを目的とする。
かかる目的を達成するために、第１の実施形態のスペックル測定装置は、
測定対象２にコヒーレント光１ａを照射したときに測定対象２から戻ってくる散乱光３のスペックル像を撮像する撮像部４と、
撮像部４により時間的に連続して撮像された複数のスペックル像の、測定対象２の同一部位にあたる測定領域を、測定対象２と撮像部４との相対的な位置関係の移動量を加味して判定する制御部である演算処理回路とを具備するものである。
測定対象２にコヒーレント光１ａを照射したときに測定対象２から戻ってくる散乱光３のスペックル像を撮像する撮像部４と、
撮像部４により時間的に連続して撮像された複数のスペックル像の、測定対象２の同一部位にあたる測定領域を、測定対象２と撮像部４との相対的な位置関係の移動量を加味して判定する制御部である演算処理回路とを具備するものである。
より具体的には、演算処理回路は、撮像部４により時間的に連続して撮像された複数のスペックル像を比較して測定対象２と撮像部４との相対的な位置関係の移動量を検出し、この検出された移動量をもとに、複数のスペックル像の、測定対象２の同一部位にあたる測定領域を判定するように構成される。
また、本技術にかかる第２の実施形態のスペックル測定装置は、
演算処理回路が、撮像部４により撮像されたスペックル像を所定サイズの複数の分割領域に区分し、領域的なノイズ成分が最も少ない分割領域を測定領域として決定し、この測定領域のスペックル像と一致度が相対的に少ない一つあるいは複数の分割領域を次の時刻のスペックル像の中から探索して、探索された領域を次の時刻のスペックル像の測定領域として判定するように構成されるものである。
演算処理回路が、撮像部４により撮像されたスペックル像を所定サイズの複数の分割領域に区分し、領域的なノイズ成分が最も少ない分割領域を測定領域として決定し、この測定領域のスペックル像と一致度が相対的に少ない一つあるいは複数の分割領域を次の時刻のスペックル像の中から探索して、探索された領域を次の時刻のスペックル像の測定領域として判定するように構成されるものである。
＜第１の実施形態＞
以下、本技術にかかる第１の実施形態のスペックル測定装置について詳細に説明する。
以下、本技術にかかる第１の実施形態のスペックル測定装置について詳細に説明する。
図２は、第１の実施形態のスペックル測定装置１００の構成を示すブロック図である。
同図に示すように、このスペックル測定装置１００は、測定対象２にコヒーレント光として例えばレーザー光を照射するレーザー光源などの光源１と、測定対象２で反射した散乱光を受けてスペックル像を生成し、時間的に連続して得られた複数のスペックル像から例えば赤血球を対象とした血流速の測定などを行うスペックル測定系１０とを有する。
同図に示すように、このスペックル測定装置１００は、測定対象２にコヒーレント光として例えばレーザー光を照射するレーザー光源などの光源１と、測定対象２で反射した散乱光を受けてスペックル像を生成し、時間的に連続して得られた複数のスペックル像から例えば赤血球を対象とした血流速の測定などを行うスペックル測定系１０とを有する。
スペックル測定系１０は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）、ＣＭＯＳ（Complementary
Metal Oxide Semiconductor）などの撮像部４と、演算処理回路６と、メモリー７とを備える。演算処理回路６とメモリー７は１以上のコンピュータ５で構成されてもよい。撮像部４は、インタフェース８を介してバス９に接続される。
Metal Oxide Semiconductor）などの撮像部４と、演算処理回路６と、メモリー７とを備える。演算処理回路６とメモリー７は１以上のコンピュータ５で構成されてもよい。撮像部４は、インタフェース８を介してバス９に接続される。
コンピュータ５は、撮像部４とネットワークを通じて接続されたものであってもよい。また、複数のコンピュータによりスペックル測定のための処理を同時並列に行うような構
成を採用してもよい。
成を採用してもよい。
演算処理回路６は、メモリー７などに格納されたプログラムに従って、移動検出部６１、測定領域算出部６２、追尾信号生成部６３および時系列信号処理部６４などとして機能する。
メモリー７には、撮像部４により時間的に連続して取り込んだ複数のスペックル像が格納される。
移動検出部６１は、測定対象２と撮像部４との相対的な位置関係の動きを検出するものである。より具体的には、移動検出部６１は、メモリー７に格納された時間的に連続する２枚のスペックル像を、互いの位置関係を、例えばピクセルなどの所定単位でずらすことを繰り返しながら、互いのマッチングをとって最大の一致度が得られるときの両者の距離を、測定対象２と撮像部４との相対的な位置関係の動き量として算出する。あるいは、精度をより高めるために、ピクセルをさらに分割したサブピクセルの単位で、２枚のスペックル像の位置関係を互いにずらしてマッチングを行ってもよい。
皮膚組織などの固定の構造により散乱されるコヒーレント光のスペックル像は時間的に連続する２枚のスペックル像において、形状は大きく変化しない。したがって、時間的に連続する２枚のスペックル像の相対的な位置関係の動きが分かれば、２枚のスペックル像の、測定対象２の同一部位に相当する測定領域を算出することができる。
測定領域算出部６２は、移動検出部６１により検出された、時間的に連続する２枚のスペックル像の相対的な位置関係の移動量をもとに、２枚のスペックル像のうち最初の時刻のスペックル像に対して設定された測定領域が、次の時刻のスペックル像のどこに相当するかを算出する。すなわち、本実施形態では、最初の時刻のスペックル像の、例えば、中央部分の縦横所定サイズの領域などが測定領域として初期設定されている。測定中の体の動きや撮像部４の振動によって測定対象２と光源１あるいは撮像部４との相対的な位置関係が移動すると、その移動量の分だけ測定領域も動くので、測定領域算出部６２は、移動検出部６１により検出された移動量から次の時刻のスペックル像の測定領域を算出することができる。
追尾信号生成部６３は、測定領域算出部６２によって判定された測定領域の各画素値の例えば平均値等の評価値をスペックル測定用の信号として生成する
時系列信号処理部６４は、追尾信号生成部６３により生成された信号を処理して赤血球などの粒体の速度や粒径などを算出する。例えば、時系列信号処理部６４は、レーザドップラー法による赤血球の速度の測定や、ＤＬＳ（動的光散乱法）による粒径の推定などを行うものであってよい。
［動作］
次に、本実施形態のスペックル測定装置１００の動作を説明する。
図３は、撮像部４により、ある時刻ｔ０に撮像された全体のスペックル像Ｉt0と測定領域Ａt0を示す図である。
本実施形態では、スペックル像Ｉの中央部の縦横所定サイズの領域が初期の測定領域Ａt0として予め設定されている。測定対象２と撮像部４との相対的な位置関係が動きの方向が未知である場合には、このようにスペックル像の中央部に測定領域Ａt0を設けることが好ましい。なお、図３において符号Ｓとして示されるものは、赤血球に対応するスペックルを示しており、実際には１つのスペックルは時間により明滅を繰り返す１つの斑点模様である。
次に、本実施形態のスペックル測定装置１００の動作を説明する。
図３は、撮像部４により、ある時刻ｔ０に撮像された全体のスペックル像Ｉt0と測定領域Ａt0を示す図である。
本実施形態では、スペックル像Ｉの中央部の縦横所定サイズの領域が初期の測定領域Ａt0として予め設定されている。測定対象２と撮像部４との相対的な位置関係が動きの方向が未知である場合には、このようにスペックル像の中央部に測定領域Ａt0を設けることが好ましい。なお、図３において符号Ｓとして示されるものは、赤血球に対応するスペックルを示しており、実際には１つのスペックルは時間により明滅を繰り返す１つの斑点模様である。
図４は、撮像部４により時刻ｔ０に撮像された全体のスペックル像Ｉt0と次の時刻ｔ１に撮像された全体のスペックル像Ｉt1との位置関係およびこの位置関係をもとに算出された次の時刻ｔ１の測定領域Ａt1を示す図である。
この例では、時刻ｔ０のスペックル像Ｉt0と時刻ｔ１のスペックル像Ｉt1とを互いにピクセル単位でずらすことを繰り返しながらマッチングをとり、最大の一致度が得られる両者間のｘ軸方向の距離がｘ１、ｙ軸方向の距離がｙ１である場合を示している。
この例では、時刻ｔ０のスペックル像Ｉt0と時刻ｔ１のスペックル像Ｉt1とを互いにピクセル単位でずらすことを繰り返しながらマッチングをとり、最大の一致度が得られる両者間のｘ軸方向の距離がｘ１、ｙ軸方向の距離がｙ１である場合を示している。
この移動量をもとに、測定領域算出部６２は、時刻ｔ１のスペックル像Ｉt1において、時刻ｔ０の測定領域Ａt0に相当する測定対象２の部位と同一部位の領域を、時刻ｔ１の測定領域Ａt1として算出する。すなわち、時刻ｔ１のスペックル像Ｉt1における測定領域Ａt1は、検出された移動量分だけ、スペックル像の座標空間内での前の時刻t0の測定領域Ａt0の位置Ｐt0から移動される。
次に、追尾信号生成部６３が、各時刻の測定領域の各画素値の例えば平均値等の評価値をスペックル測定用の信号として生成して時系列信号処理部６４に出力する。そして時系列信号処理部６４にて、各時刻のスペックル測定用の信号が処理されて赤血球などの粒体の速度や粒径などの算出が行われる。
以上のように、本実施形態のスペックル測定装置１００では、体の動きや撮像部４の振動などによる測定対象２と撮像部４との相対的な動きの成分をキャンセルして、赤血球などの粒体の動きに起因するスペックル成分のみを抽出することができる。これにより、スペックル測定の精度の向上を図れる。
＜第２の実施形態＞
以下、本技術にかかる第２の実施形態のスペックル測定装置１００Ａについて詳細に説明する。
図５は、本技術にかかる第２の実施形態のスペックル測定装置１００Ａの構成を示すブロック図である。
同図に示すように、このスペックル測定装置１００Ａにおいて、演算処理回路６Ａは、領域生成部６５Ａ、領域品質判定部６６Ａ、測定領域算出部６２Ａ、追尾信号生成部６３Ａおよび時系列信号処理部６４Ａを有する。
以下、本技術にかかる第２の実施形態のスペックル測定装置１００Ａについて詳細に説明する。
図５は、本技術にかかる第２の実施形態のスペックル測定装置１００Ａの構成を示すブロック図である。
同図に示すように、このスペックル測定装置１００Ａにおいて、演算処理回路６Ａは、領域生成部６５Ａ、領域品質判定部６６Ａ、測定領域算出部６２Ａ、追尾信号生成部６３Ａおよび時系列信号処理部６４Ａを有する。
領域生成部６５Ａは、撮像部４により取り込んだ全体のスペックル像を所定サイズの複数の分割領域に区分する。分割領域のサイズは、少なくとも、スペックル像が複数存在するような値に設定される。１つの分割領域に存在する複数の粒子のスペックル粒子の位置関係は、測定対象２と撮像部４との相対的な位置関係の動きに影響を受けない。このため、分割領域はスペックル粒子が複数存在するようなサイズに設定されることが、測定対象２と撮像部４との相対的な位置関係の動きに起因するスペックル像の変動と、粒子の動きに起因するスペックル像の変動とを判別する上で必要である。
領域品質判定部６６Ａは、スペックル像の各分割領域の測定領域としての品質を評価する。例えば、全体のスペックル像に対応する測定対象２の部位には、外光をはじめとする様々な領域的なノイズ要因が存在している可能性がある。ここで、領域的なノイズは、体の動きや撮像部４の振動などによる測定対象２と撮像部４との相対的な動きによる全体的なスペックル画像の移動とは異なるものである。
領域品質判定部６６Ａは、スペックル像の各分割領域の測定領域としての品質を評価するために、レーザー光の強度の変化に対してスペックルの応答が線形に変化しない領域、全てのスペックルの輝度の明暗差の平均値あるいは最大値が閾値以下である領域などを、
領域的なノイズが存在する領域として判定する。すなわち、領域品質判定部６６Ａは、このような領域的なノイズが可及的に少ない分割領域を高品質の測定領域として判定する。
領域的なノイズが存在する領域として判定する。すなわち、領域品質判定部６６Ａは、このような領域的なノイズが可及的に少ない分割領域を高品質の測定領域として判定する。
測定領域算出部６２Ａは、領域品質判定部６６Ａにより判定された測定領域のスペックル像と、次の時刻のスペックル像において分割領域と同一サイズの探索窓を例えばピクセルなどの所定の単位でずらすことを繰り返しながらマッチングを行う。移動検出部６１は、最大の一致度が得られる探索窓を、次の時刻のスペックル像の測定領域として判定する。
追尾信号生成部６３Ａは、測定領域算出部６２Ａによって判定された測定領域の各画素値の例えば平均値を算出し、スペックル測定用の信号として出力する。
時系列信号処理部６４Ａは、信号生成部により生成された信号を処理して赤血球などの粒体の速度や粒径などを算出する。例えば、時系列信号処理部６４Ａは、レーザドップラー法による赤血球の速度の測定や、ＤＬＳ（動的光散乱法）による粒径の推定などを行うものであってよい。
［動作］
次に、本実施形態のスペックル測定装置１００Ａの動作を説明する。
図６は、撮像部４により、ある時刻ｔ０に撮像された全体のスペックル像Ｉt0と、これに設定された分割領域Ｄ１−Ｄ１６を示す図である。
本実施形態では、分割領域の初期値として、縦横に例えば４×４の計１６個の分割領域Ｄ１−Ｄ１６が設定される。
図６において、白い丸は赤血球に対応するスペックルを示し、黒い丸は赤血球以外の局所的なノイズによるスペックルを示している。
次に、本実施形態のスペックル測定装置１００Ａの動作を説明する。
図６は、撮像部４により、ある時刻ｔ０に撮像された全体のスペックル像Ｉt0と、これに設定された分割領域Ｄ１−Ｄ１６を示す図である。
本実施形態では、分割領域の初期値として、縦横に例えば４×４の計１６個の分割領域Ｄ１−Ｄ１６が設定される。
図６において、白い丸は赤血球に対応するスペックルを示し、黒い丸は赤血球以外の局所的なノイズによるスペックルを示している。
領域品質判定部６６Ａは、このような１６個の分割領域Ｄ１−Ｄ１６について、スペックル像の測定領域としての品質を評価し、品質の高い一まいし複数の分割領域を測定領域として決定する。図６の例では、Ｄ１０の分割領域が品質の最も高い分割領域として判定され、この分割領域Ｄ１０が時刻t0での測定領域Ａt0として決定される。
図７は、時刻ｔ０に撮像された全体のスペックル像Ｉt0と次の時刻ｔ１に撮像された全体のスペックル像Ｉt1との位置関係およびこの位置関係をもとに算出された次の時刻ｔ１の測定領域Ａt1を示す図である。
この例では、測定領域算出部６２Ａは、時刻ｔ０の測定領域Ａt0のスペックル像に対して、次の時刻ｔ１のスペックル像において１つの分割領域と同一サイズの探索窓Ｗを例えばピクセルなどの所定の距離単位にずらすことを繰り返しながら各時刻のスペックル像のマッチングを行う。そして測定領域算出部６２Ａは、最大の一致度が得られたときの探索窓Ｗの領域を次の時刻ｔ１の測定領域Ａt1として判定する。
これにより、撮像部４により時間的に連続して撮像された２つのスペックル像の、測定対象２の同一部位にあたりかつノイズ成分が少ない高品質の測定領域Ａを算出することができる。
これにより、撮像部４により時間的に連続して撮像された２つのスペックル像の、測定対象２の同一部位にあたりかつノイズ成分が少ない高品質の測定領域Ａを算出することができる。
次に、各時刻の測定領域の各画素値から追尾信号生成部６３Ａにてスペックル測定用の信号が生成されて時系列信号処理部６４Ａに出力され、時系列信号処理部６４にて、各時刻のスペックル測定用の信号が処理されて赤血球などの粒体の速度や粒径などの算出が行われる。
領域品質判定部６６Ａが複数の領域を出力する場合は、前述した処理を領域の数だけ実行し、測定領域を算出する。複数の領域から算出された速度や粒径などの数値を、例えば
平均することにより、より精度の高いスペックル測定が可能になる。
領域品質判定部６６Ａが複数の領域を出力する場合は、前述した処理を領域の数だけ実行し、測定領域を算出する。複数の領域から算出された速度や粒径などの数値を、例えば
平均することにより、より精度の高いスペックル測定が可能になる。
以上のように、本実施形態のスペックル測定装置１００Ａによっても、体の動きや撮像部４の振動などによる測定対象２と撮像部４との相対的な動きの成分をキャンセルして、赤血球などの粒体の動きに起因するスペックル成分のみを抽出することができる。これにより、スペックル測定の精度の向上を図れる。また、測定領域として、局所的なノイズ成分が少ない領域が選択されるので、さらに精度の向上を図ることができる。
［変形例］
以上説明した各実施形態では、測定対象２にレーザー光を照射して測定対象２から戻ってくる散乱光の像を撮像部４にて直接撮像するスペックル測定装置１００、１００Ａについて説明したが、本開示は、測定対象２から戻ってくる散乱光の像をレンズを介して撮像部４にて撮像するスペックル測定装置１００Ａにも適用することができる。
以上説明した各実施形態では、測定対象２にレーザー光を照射して測定対象２から戻ってくる散乱光の像を撮像部４にて直接撮像するスペックル測定装置１００、１００Ａについて説明したが、本開示は、測定対象２から戻ってくる散乱光の像をレンズを介して撮像部４にて撮像するスペックル測定装置１００Ａにも適用することができる。
このような構成においては、測定対象２の像が得られるので、連続的に撮像された２つの測定対象２の像を比較することによって、測定対象２と撮像部４との相対的な位置関係の動きを検出することができる。
本技術は以下のような構成もとることができる。
（１）
測定対象にコヒーレント光を照射したときに前記測定対象から戻ってくる散乱光の像をスペックル像として撮像する撮像部と、
前記撮像部により時間的に連続して撮像された複数の前記スペックル像の、前記測定対象の同一部位にあたる測定領域を、前記測定対象と前記撮像部との相対的な位置関係の移動量を加味して判定する制御部とを具備する
スペックル測定装置。
（１）
測定対象にコヒーレント光を照射したときに前記測定対象から戻ってくる散乱光の像をスペックル像として撮像する撮像部と、
前記撮像部により時間的に連続して撮像された複数の前記スペックル像の、前記測定対象の同一部位にあたる測定領域を、前記測定対象と前記撮像部との相対的な位置関係の移動量を加味して判定する制御部とを具備する
スペックル測定装置。
（２）
上記（１）のスペックル測定装置であって、
前記制御部は、前記撮像部により時間的に連続して撮像された複数のスペックル像を比較して前記測定対象と前記撮像部との相対的な位置関係の移動量を検出し、この検出された移動量をもとに、複数のスペックル像の、前記測定対象の同一部位にあたる測定領域を判定するように構成された
スペックル測定装置。
上記（１）のスペックル測定装置であって、
前記制御部は、前記撮像部により時間的に連続して撮像された複数のスペックル像を比較して前記測定対象と前記撮像部との相対的な位置関係の移動量を検出し、この検出された移動量をもとに、複数のスペックル像の、前記測定対象の同一部位にあたる測定領域を判定するように構成された
スペックル測定装置。
（３）
上記（１）のスペックル測定装置であって、
前記制御部は、前記撮像部により撮像されたスペックル像の座標空間を所定サイズの複数の分割領域に区分し、領域的なノイズ成分が最も少ない前記分割領域を前記測定領域として決定し、この測定領域のスペックル像と一致度が最も高い領域を次の時刻のスペックル像の中から探索して、前記探索された領域を次の時刻の前記測定領域とするように構成された
スペックル測定装置
上記（１）のスペックル測定装置であって、
前記制御部は、前記撮像部により撮像されたスペックル像の座標空間を所定サイズの複数の分割領域に区分し、領域的なノイズ成分が最も少ない前記分割領域を前記測定領域として決定し、この測定領域のスペックル像と一致度が最も高い領域を次の時刻のスペックル像の中から探索して、前記探索された領域を次の時刻の前記測定領域とするように構成された
スペックル測定装置
（４）
上記（３）のスペックル測定装置であって、
前記制御部は、コヒーレント光の強度の変化に対して線形に変化しない画像信号を局所的なノイズとして判定するように構成された
スペックル測定装置。
上記（３）のスペックル測定装置であって、
前記制御部は、コヒーレント光の強度の変化に対して線形に変化しない画像信号を局所的なノイズとして判定するように構成された
スペックル測定装置。
（５）
上記（３）または（４）のスペックル測定装置であって、
前記制御部は、存在する全てのスペックルの輝度の明暗差の平均値、最大値および中央値のいずれかが閾値以下である分割領域を前記測定領域から排除するように構成された
スペックル測定装置。
上記（３）または（４）のスペックル測定装置であって、
前記制御部は、存在する全てのスペックルの輝度の明暗差の平均値、最大値および中央値のいずれかが閾値以下である分割領域を前記測定領域から排除するように構成された
スペックル測定装置。
（６）
測定対象にコヒーレント光を照射し、
前記測定対象から戻ってくる散乱光の像をスペックル像として撮像し、
制御部にて、時間的に連続して撮像された複数の前記スペックル像の、前記測定対象の同一部位にあたる測定領域を、前記測定対象と撮像部との相対的な位置関係の移動量を加味して判定する
スペックル測定方法。
測定対象にコヒーレント光を照射し、
前記測定対象から戻ってくる散乱光の像をスペックル像として撮像し、
制御部にて、時間的に連続して撮像された複数の前記スペックル像の、前記測定対象の同一部位にあたる測定領域を、前記測定対象と撮像部との相対的な位置関係の移動量を加味して判定する
スペックル測定方法。
（７）
上記（１）のスペックル測定方法であって、
前記制御部は、前記撮像部により時間的に連続して撮像された複数のスペックル像を比較して前記測定対象と前記撮像部との相対的な位置関係の移動量を検出し、この検出された移動量をもとに、複数のスペックル像の、前記測定対象の同一部位にあたる測定領域を判定する
スペックル測定方法。
上記（１）のスペックル測定方法であって、
前記制御部は、前記撮像部により時間的に連続して撮像された複数のスペックル像を比較して前記測定対象と前記撮像部との相対的な位置関係の移動量を検出し、この検出された移動量をもとに、複数のスペックル像の、前記測定対象の同一部位にあたる測定領域を判定する
スペックル測定方法。
（８）
上記（７）のスペックル測定方法であって、
前記制御部は、前記撮像部により撮像されたスペックル像の座標空間を所定サイズの複数の分割領域に区分し、領域的なノイズ成分が最も少ない前記分割領域を前記測定領域として決定し、この測定領域のスペックル像と一致度が最も高い領域を次の時刻のスペックル像の中から探索して、前記探索された領域を次の時刻の前記測定領域とする
スペックル測定方法
上記（７）のスペックル測定方法であって、
前記制御部は、前記撮像部により撮像されたスペックル像の座標空間を所定サイズの複数の分割領域に区分し、領域的なノイズ成分が最も少ない前記分割領域を前記測定領域として決定し、この測定領域のスペックル像と一致度が最も高い領域を次の時刻のスペックル像の中から探索して、前記探索された領域を次の時刻の前記測定領域とする
スペックル測定方法
（９）
上記（８）のスペックル測定方法であって、
前記制御部は、コヒーレント光の強度の変化に対して線形に変化しない画像信号を前記局所的なノイズとして判定する
スペックル測定方法。
上記（８）のスペックル測定方法であって、
前記制御部は、コヒーレント光の強度の変化に対して線形に変化しない画像信号を前記局所的なノイズとして判定する
スペックル測定方法。
（１０）
上記（８）または（９）のスペックル測定方法であって、
前記制御部は、存在する全てのスペックルの輝度の明暗差の平均値、最大値および中央値のいずれかが閾値以下である分割領域を前記測定領域から排除する
スペックル測定方法。
上記（８）または（９）のスペックル測定方法であって、
前記制御部は、存在する全てのスペックルの輝度の明暗差の平均値、最大値および中央値のいずれかが閾値以下である分割領域を前記測定領域から排除する
スペックル測定方法。
１…光源
２…測定対象
４…撮像部
６…演算処理回路
７…メモリー
１０…スペックル測定系
６１…移動検出部
６２、６２Ａ…測定領域算出部
６３、６３Ａ…追尾信号生成部
６４，６４Ａ…時系列信号処理部
６５Ａ…領域生成部
６６Ａ…領域品質判定部
１００、１００Ａ…スペックル測定装置
２…測定対象
４…撮像部
６…演算処理回路
７…メモリー
１０…スペックル測定系
６１…移動検出部
６２、６２Ａ…測定領域算出部
６３、６３Ａ…追尾信号生成部
６４，６４Ａ…時系列信号処理部
６５Ａ…領域生成部
６６Ａ…領域品質判定部
１００、１００Ａ…スペックル測定装置
Claims (9)
- 測定対象にコヒーレント光を照射したときに前記測定対象から戻ってくる散乱光の像をスペックル像として撮像する撮像部と、
前記撮像部により時間的に連続して撮像された複数の前記スペックル像の、前記測定対象の同一部位にあたる測定領域を、前記測定対象と前記撮像部との位置関係に基づいて判定し、
前記撮像部により撮像されたスペックル像の座標空間を所定サイズの複数の分割領域に区分し、
領域的なノイズ成分が最も少ない前記分割領域を前記測定領域として決定し、
前記決定された測定領域のスペックル像と一致度が最も高い領域を次の時刻のスペックル像の中から探索して、前記探索された領域を次の時刻の前記測定領域とする制御部とを具備する
スペックル測定装置。 - 請求項１に記載のスペックル測定装置であって、
前記撮像部により時間的に連続して撮像された複数の前記スペックル像の、前記測定対象の同一部位にあたる測定領域を、前記測定対象と前記撮像部との相対的な位置関係の移動量を加味して判定する制御部を具備する
スペックル測定装置。 - 請求項１又は２に記載のスペックル測定装置であって、
前記制御部は、前記撮像部により時間的に連続して撮像された複数のスペックル像を比較して前記測定対象と前記撮像部との相対的な位置関係の移動量を検出し、この検出された移動量をもとに、複数のスペックル像の、前記測定対象の同一部位にあたる測定領域を判定するように構成された
スペックル測定装置。 - 請求項１に記載のスペックル測定装置であって、
前記制御部は、コヒーレント光の強度の変化に対して線形に変化しない画像信号を局所的なノイズとして判定するように構成された
スペックル測定装置。 - 請求項４に記載のスペックル測定装置であって、
前記制御部は、存在する全てのスペックルの輝度の明暗差の平均値、最大値および中央値のいずれかが閾値以下である分割領域を前記測定領域から排除するように構成された
スペックル測定装置。 - 請求項１から５のいずれか１項に記載のスペックル測定装置であって、
前記測定対象は粒体である
スペックル測定装置。 - 請求項６に記載のスペックル測定装置であって、
前記測定対象は赤血球である
スペックル測定装置。 - 請求項１から７のいずれか１項に記載のスペックル測定装置であって、
連続的に撮像された２つの前記測定対象の像を比較することによって、前記測定対象と前記撮像部との相対的な位置関係の動きを検出する、
スペックル測定装置。 - 測定対象にコヒーレント光を照射し、
前記測定対象から戻ってくる散乱光の像をスペックル像として撮像し、
制御部にて、時間的に連続して撮像された複数の前記スペックル像の、前記測定対象の同一部位にあたる測定領域を、前記測定対象と撮像部との位置関係の移動量に基づいて判定し、
前記撮像されたスペックル像の座標空間を所定サイズの複数の分割領域に区分し、
領域的なノイズ成分が最も少ない前記分割領域を前記測定領域として決定し、
前記決定された測定領域のスペックル像と一致度が最も高い領域を次の時刻のスペックル像の中から探索して、前記探索された領域を次の時刻の前記測定領域とする
スペックル測定方法。
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