JPH03163674A - ノイズ除去方法とそのための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は画像処理に関し、特に、空間的なデータを表
わすディジタル画像から強度が僧加、または減少された
画素パターンとして計量可能な画像を生戊する画像処理
に関する。

〔従来の技術〕

この発明の実施例は組換えＤ　Ｎ　Ａ研究と他の生物学
ＩＦ究とにおいて発生される生物学データの解析に適応
される。このようなデータは２Ｄゲル、ＤＮＡシーケン
ンングゲル、ゲルブロッティング、ＲＦＬＰ，ＤＮＡプ
ロツティング、微小滴定色、微小滴定蛍光、画像の中で
空間的に表わされるその他の種類のデータを含む。一般
的に、このようなデータは多数の画素からなり、強度が
変化する画素の領域は特定のＤＮＡ、または蛋白質の量
を表わし、蛋白質の強度はフィルム内のビンホール、γ
線がフィルムを通過すること管により引き起こされる背
景ノイズ、高周波ノイズを表わす強度に重畳される。

この発明は生物学データに適応されることに関して説明
されるが、この発明は他の分野の画像解析にも適応でき
ることは明らかである。

従来、画像内の画素の特定の領域により表わされる蛋白
質の量を計ることができるようにこのようなデータを詐
析する際に間題てあったことは、背景ノイズにより引き
起こされた強度からデータを表わす強度をどのように分
離するかである。ここでは、画素強度はこの発明の教示
を示すために使われるが、画素値はこの発明の教示によ
り意図される一般的な概念である。すなわち、解析され
る画素値は光の強度以外のものも表わす。例えば、画像
内の各画素は天空の小さな区域からの電波の強度も表わ
す。その結果、この発明は、電波天文学の分野にも適応
できる。

従来は、画像から背景ノイズを除去するために回転ボー
ルフィルタが使われている。この技術は、１９８７年５
月に発行されたＳ，Ｐ，Ｉ．Ｅ．によるＥ−０レーザ・
Ｅ−０画像コンブエレンス（１　９８７年１月）の会報
中の論文「特別に関心のある特定の部分母集団を選択す
るためのデータベースへのアクセスによる画像の対象物
特定と測定（Ｏｂｊｅｃｔ　ｌｄｃ０Ｌｉｒｉｃａｔｉ
ｏｎ　ａｎｄ　Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｒ　ｒａｍ　　
ｌ　ｍａｇｃｓ　　ｖ　ｔ　ｔｈ　　八ｃｃｃｓｓ　　
Ｌｏ　　ｔｈｅ　　Ｄａｔａｂａｓｃ　　ｔｏＳｅｌｅ
ｃｔ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　ＳｕｂｐｏｐｕｌａＬｉｏｎ
ｓ　ｏｆ’　ＳｐｅｃｉａＩｎｔｅｒｅｓｔ）　ｊ　　
（ルザフオード（Ｒｕｔｈｅｒ「ｏｒｄ）著）に記載さ
れている。そこでは、四転ボールフィルタを使って背景
を訂正、すなわちノイズを除去することが記載されてい
る。回転ボールフィルタはボールフィルタ領域内の最小
の画素値を背景画像の画素値として効率よく抽出できる
。得られた画像データはディジタル化された画像から減
算される。

この処理のために、パイプラインアレイプロセ・ノサが
使われる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような技術はどのような場合でも背
景ノイズと高周波ノイズとを除去するのに最適であると
は限らない。なぜならば、多くの応用分野における関心
領域のデータの幾何学的な形状の変化を考慮していない
し、垂直ノイズストリップ、デッドスペース等の特定の
現象・＼の応用を４慮していないからである。

従って、多くの空間的なフォーマットにおけるデータか
らノイズを除去するのに最適な装置及び方法が望まれて
いる。

〔課題を解決するための手段〕

この発明によれば、処理すべき画素を囲む、あるいは隣
接する＝１変形状と可変サイズのカーネル、あるいは隣
接領域を使い背景ノイズを除去する方法及びその装置が
提供される。処理対象画素の値は最小値を検出するため
に隣接領域の画素の全て、または選択されたいくつかの
画素と比較される。

この最小値は処理対象画素の値として使われる。

全ての画素とその対応する隣接領域の周囲画素との画素
値の比較が終了すると、得られた画］象が背景画像とな
る。背景画像は各画素が隣接頷域の最小値画素の値を有
する画像である。なお、この逆の背景画像除去も可能で
ある。すなわち、反転されたビデオ画像において、各隣
接領域中の最大値を検出し、その最大値をその隣接領域
に対応する対象画素の値として使うことも可能である。

この発明のいくつかの実施例では、背景価像は高周波ノ
イズを除去するためにさらに処理される。

一つの実施例では、高周波ノイズは背景画像を処理して
最大値画像を発生させることにより除去される。最大値
画像は、背景画像の各隣接賄域における最大画素値を示
す背景画像から発生される。

この最大値画像は背景画像を発生させるため使われた隣
接領域よりも小さい隣接領域を使って次のように発生さ
れる。各画素はその両索を囲む隣接領域内の各画素と画
素値が比較される。各隣接頷域内の最大値は対象画素の
値とされる。これが全画素について行なわれると、最大
値画像が得られる。この最大値画像は高周波数成分、フ
ィルム内のビンホール欠陥の特性であるところの隣接領
域よりも僅かに下がった大振幅ノイズをほとんど含んで
いない。この最大値画像は最初の画像から減算され、背
景除去画像がｆ！４られる。

別の実施例では、最大値画像は高周波ノイズ、低振幅ノ
イズを除去する装置において初期画像として使われる。

この処理においては、隣接領域は背景画｛象を発生する
ために使われた隣接領域よりも小さいものが使われる。

対象画素の画素値は対応する隣接領域内の全ての他の画
素の画素値に加算される。この和は隣接領域内の画素数
で除算され、平均画素値が得られる。対象画素の画素値
がこの平均値とされる。これを全画素について行なった
後、得られた画像が原画像から減算され、背景が除去さ
れた背景画像が得られる。

他の実施例では、平均画像は背景画像から直に得られ、
得られた画像が原画像から減算され、背景除去画像が得
られる。

さらに別の実施例では、平均処理により得られた画像は
背景画像から直に得られ、得られた画｛象が最大画像を
求める処理において入力画像として用いられる。得られ
た画像は原画像から減算され、背景除去画像が得られる
。

［実施例］ 第１（ａ）図には、１−Ｄプロテインセパレーションの
代表的なオートラジオグラフィーの画像が示されている
。各レーン１０．２４は、異なるサンプルから放射性と
して区別されたプロテインの分離したバンドを６してい
る。例えば、レーン１０は、バンド１２．１４を有し、
バンド１４の斜めのハッチングのピッチの相違は、この
バンドがバンド１２の強度より大きな輝度或いは強度を
有することを示している。同様に、第１（ａ）図のバン
ド１６．１８，２０．２２では、全て輝度或いは強度が
変化している。同様の状況がレーン２４にもあり、レー
ン２４はデッドスベイス２６によってレーン１０から離
隔されている。各バンドの強度変化は、特定のプロテイ
ンの量、或いは特定の位置のゲル上に存在したバンドに
よって表わされるプロテインの量によって示される。

種々のバンドの強度がプロテインの量として測定できる
ように、第１（ａ）図に示されような画像を定量化でき
ることは有益である。しかし、このアプローチにおいて
困難なことは、種々のバンドがバックグラウンドのノイ
ズを重畳した強度を有していることである。レーンを横
切って強度が変化するために、上記ノイズによりエラー
が発生する。即ち、背景ノイズは、たとえ第１　（ａ）
図にデータがない場合にも、強度変化が存在するという
画像を形成してしまうと考えられる。第１（ｂ）図は、
この背景画像を示す図である。背景画像は、第１（ａ）
図のレーン１０に対応するレーン１０一と、第１（ａ）
図のレーン２４に対応するレーン２４゛を有している。

レーン１０−２４′のクロスハッチングのピッチの相違
は、図示的な形態で、種々の位置にあるレーンのバック
グラウンドノイズの強度或いは輝度の変化を示唆してい
る。例えば、レーン１０−の領域２８は、領域３０より
明るいバックグラウンド強度を有している。第１（ａ）
図の画像を第１（ｂ）図の画像に重畳させると、比較的
明るい強度を有するバンド１４は、背景画像の強度が低
い領域と重なり、一方、輝度の低いバンド１８は、第１
（ｂ）図のバックグラウンド強度が高い領域に重なる。

この結果、バンド１４と１８の相対的強度を使川して、
ゲルの各位置に置けるプロテインの量を直接定量するこ
とはできず、レーン１０−に沿った背景画像の強度変化
により、誤差が生じてしまう。この様に、本発明によれ
ば、第１（ｂ）図の背景画像は、第１（ａ）図によって
表わされる画像をイメージ処理することにより導かれ、
結果として得られる画像は、第１（ａ）図の画像から差
し引かれ、定量化できるデータ両１象が残る。

第２図は、バックグラウンド除去の効果を示すために、
第１（ａ）図の画像をとおした強度比較プロファイルを
示している。参照符号３２の強度軌跡は、データの強度
と背景ノイズの強度との両方を含むオリジナル画像の強
度を表わしている。

参照符号３４の軌跡は、バソクグラウンドを除去した後
のオリジナル画像の強度を示し、従って、ゲルの対応す
る場所にある特定のプロテインの童に起因する強度を表
わしている。

本発明によれば、可変サイズと可変形状を有するマニュ
アルで操作されるカーソルが、バックグラウンドが除去
された画像の任意の関心バンド上に置かれ、関心プロテ
インの存在に帰するバンドの強度を決定する。データに
よる強度を決定するプロセスには、軌跡３４を積分して
、任意の特定のピーク下の面積を求めるプロセスが必須
的に含まれている。この積分の結果は、一般的には、コ
ンピュータキーボードをキータッチすることによって報
告される。

第３図には、本発明によるコンピュータ装置のブロック
図が示されている。画像フィルム３６は解析すべきデー
タの空間的記述を含み、ライトボックス３８上に配置さ
れている。ライトボックス３８は、光を画像フィルムに
送り、データと背景ノイズにより強度が空間的に変化す
る光パターンを形成する。また、ポラロイドショットの
ような非半透明フィルム上に光を照射することによって
その画像が得られる。結果として得られる光パターンは
解析すべきデータを有している。この光パターンは、ビ
デオカメラ４０によって線４２上のビデオ信号に変換さ
れる、このビデオ信号は、フィルム３６上の画像のラス
ク・スキャンされたアナログ形式を表わしている。この
アナログ信号は、データ変換インターフェイス４４でデ
ジタル化され、結果としてバス４６にデジタルデータと
して流れる。このデジタルデータの流れはコンピュータ
４８によって読まれ、次の画像処理のためにメモリに蓄
えられる。コンンピュータ４８は代表的にはＩＢＭ　　
ＡＴパーソナルコンピュータであり、カードスロットに
差し込まれた画像処理カードセットを有している。両像
処理カードセッ１・は、在庫があってすぐに手に入るマ
トロックス（ＭａＬｒｏｘ）製の画像処理口路であり、
その商標名はＭＶＰ−＾ＴＴＭＩｍａｇｅ−Ｐｒｏｃｅ
ｓｓｉｎｇ　Ｃａｒｄ　Ｓｅｔである。コンビュ−夕４
８は、マウス５０、キーボード５２、モニタ５４を通し
て、ユーザとインタフェースする。外部メモリ５６は、
データとプログラムを記憶している。本発明による数個
のソフトウエア・モジュールが、図示のごとく、メモリ
５６に蓄えられている。それらは、ネーバーフッド（近
隣）の形状とサイズをインターフェースするモジュール
５８、背景除去モジュール６０、スムージングモジュー
ル６２と平均化モジュール６４とである。ネーバフッド
の形状とサイズをインターフェースするモジュール５８
は、画素のネーバフッド或いはカーネルの形状とサイズ
を決定し、その値はカーネルの関心画素の値と比較され
、背景画像の空間的強度パターンを決定する。一般に、
ネーバーフッドの形状は、特定のアプリケイション用の
コンピュータによって決定され、解析すべきデータパタ
ーンの一般的形状に関係している。しかし、別の実施例
では、ネーバーフッドの形状を数種の異なる方法により
ユーザが設定してもよい。例えば、スタート時或るいは
アプリケーションを切り換えたとき、コンピュータはモ
ニタ５４をとおしてユザに、どのようなタイプのデータ
を解析すべきか決定させることができる。ユーザの応答
の後に、キーボード５２或るいはマウス５０のどちらか
を使用して、コンピュータは、使用すべきネーバーフッ
ドの形状の文字メミュ、言語メミュ或るいは図形メミュ
のいずれかを形成することができる。

ユーザは、その時、使用する形状をマウス５０によって
選択するか、形状のコードをキーボード５２によってタ
イプするか或るいはその形状を述べるかのいずれかによ
って、示すことができる。

または、ユーザは、マウス５０を使用して、ネーバーフ
ッドの使用すべき形状またはサイズ或るいはその両方を
スケッチしてもよい。ある実施例では、ネーバーフッド
の形状は、どのようなタイプのデータを解析すべきかに
ついてのユーザの応答に基づいて、コンピュータ４８に
より選択される。

またある実施例では、第１のネーバーフッドの形状を使
用して、特定のノイズパターンが除かれる。

そのノイズパターンは、本発明により特定のデ−夕或る
いはアプリケーションの形状に仕立て上げられたネーバ
ーフッドの他の形状を使用して形成される特種な形状を
有している。

使用されるネーバーフウッドのサイズは、一般的に解析
すべきデータの空間的パターンの代表的サイズに依存し
ている。好ましい実施例では、ネーバーフッドのサイズ
は、解析すべき最も大きなデータの空間的パターンのサ
イズの２．５倍である最も大きなディメンジョンをどれ
が有しているか選ばれる。好ましい実施例では、ユーザ
は、ネーバーフッドの好ましいサイズを提示でき、その
好ましいサイズに対する数或るいはコードのどちらかに
よって応答できる。または、カーネルの選択された形状
をスクリーンに表示して、解析すべき画像上にカーネル
を重畳し、かつラバー・バンドタイプのカーソルを使用
して、ユーザがカーネルサイズを調整できる。使用すべ
きカーネルの形状とサイズをユーザあるいはコンピュー
タがどのように選択するかは、本発明にとって重要なこ
とではない。

以下に、背景画像除去モジュール６０の詳細を説明する
。このモジュールの基本的機能は、解析すべき画像をと
おしてバックグラウンド強度のレベルを決定し、背景画
像の全ての点におけるバックグラウンド強度を反映した
背景画像を作戊することである。ある実施例ではこの背
景画像はオリジナル画像から除去され、バックグラウン
ドが除去された画像が得られる。

スムース背景画像モジュール６２は、背景画像の各カー
ネルの最大画素を見つけ、このカーネルにおける関心画
素の値をカーネルで見出だされた最大値に設定すること
により、高周波および高振幅ノイズを除去する。ここで
、本発明における高振幅ノイズとは、囲りのネーバーフ
ッドをレベル以下にするノイズを意味する。この操作が
全ての画素とそれに対応するカーネルに対してなされる
と、最大背景画像は完了する。こうして、背景画像の低
強度画素によって特徴づけられる高周波および高振幅の
ノイズが除去される。ところで、背景画像の低強度画素
はフィルムのピンホールやガンマ線等により形成される
。

最後に、平均化モジュール６４は、背景画像あるいはモ
ジュール６２によって形成された平滑背景画像のいづれ
かの高周波で低振幅のノイズを除去する。この作用は、
ネーバーフッドの全ての画素を平均化し、各ネーバーフ
ッドの関心画素をその平均値に設定することによりなさ
れる。モジュル６２及び６４に関して、以下に詳細に説
明する。

第４図には、バックグラウンド除去に関する本允明のプ
ロセスの基本的実施例のフローチャートが示されている
。ブロック６６で示される第１ステップでは、解析すべ
き画像が求められる。

特に、解析すべき画像は複数の画素に分けられ、デジタ
ル化される。これらの画素は画像を定める。この画像は
、解析すべきデータを含んでいて、このデータを、強度
、色、フィルパターン（ｒｉｌｌ　ｐａＬＬｅｒｎ）或
るいは画素に対する表示値のような他の手段により変化
する空間的パターンで表示する。各画素の値がどのよう
に描かれるかは本発明にとって重要ではない。代表的に
は、画素値はその強度で描かれる。あるアプリケーショ
ンでは、鯉析すべきデータは、オートラジオグラフィの
ように、明るい背景に暗いスポットとして示される。そ
のアプリケーションでは、ネガティブ或るいはリバース
ビデオ画像が、次の処理の前に得られた画像から形成さ
れる。更に他のアプリケーションでは、解析すべきデー
タは暗い背景に明るいスポットとして示される。そのア
プリケーションでは、得られた画像は、リバースビデオ
画｛象を形成することなく使用される。また、ある実施
例では、次の処理の前に得られた画像を平均化して、バ
ックグラウンドを除去する。この平均化プロセスは、バ
ックグラウンドが除去された画像或るいは第１４図のプ
ロセスによって形成される画像上になされる第１５図の
プロセスと同じである。

次に、コンピュータシステムはユーザと会話をして、ブ
ロック６８で示されるように、背景画像を発生する際に
使用するために特定のカーネルサイズ、カーネル形状或
るいはその両方を選択する。

以前に述べたように、カーネル形状は、一般的には、好
ましい実施例で解析すべきデータのタイプに基づいて、
コンピュータにより選択される。即ち、もしもデータが
ＤＮＡ或るいはプロテインの１次元セパレーションの場
合のように、垂直な長方形ブロックの形をとるならば、
好ましいカーネル形状は通常長方形になる。しかし、も
しも解析すべきデータがＤＮＡライブラリスクリーン、
蛍光を発する抗体が付加されたセル、或るいは９６穴の
マイクロ滴定プレートの画像のような円形スポットの形
状をとるならば、好ましいカーネル形状は固形である。

一般論として、カーネルサイズは解析すべき最大のデー
タ領域のサイズより太質的に大きくすべきである。即ち
、もしも解析すべき最人のデータスポットが２ｍｍ径の
円であるとすると、好ましいカーネル形状とサイズは、
カーネルのトータル面積が２ｍｍ径のデータスポットの
半径の約２．５倍になるのに十分な径を有する円領域で
ある。このようなサイズの関係を定める理由は、少なく
とも関心データ領域外のある背景領域がカーネルに含ま
れるようにするためである。このため適当な背景画像が
形成されることを保証しなければならない。このことは
、背景画像を発生するプロセスが、解析すべき画像の各
画素の値を周囲の画素の値と比較して、バックグラウン
ド特性の最小値を見つけるステップを含んでいるからで
ある。

こうして、もしも背景画素がデータスポットを越えて中
心づけられるカーネル内に含まれていないなら、そのカ
ーネルで見出だされる最小の強度値が、実際その位置の
バックグラウンド強度を表現しているのではなく、バッ
クグラウンド強度に重畳されたデータ強度を表わしてい
るのである。

上述したように、ユーザは種々の方法によりカーネルサ
イズを選択できるが、この発明を開示する上でそれらの
方法は重要ではない。逆に云えば、カーネルサイズは、
解析しているデータの種類にもとずいて、コンピュータ
により自動的に選択することも可能である。好適実施例
では、カーネルの形状は、解析中のデータにもとすいて
コンビュータにより自動的に選択され、カーネルサイズ
は、解析されるイメージデータに重畳されるデフォルト
カ一ネルのサイズを調節するように“ラバーバンド（ｒ
ｕｂｂｅｒ　　ｂａｎｄ）”カーソルを用いてユーザに
より選択される。次に、ユーザはカーネルの縁に触れる
ことにより、カーネルをその実施例に適合した寸法に引
き伸ばす。方形カーネルの場合には、ユーザは２つの対
向する辺の各々に触れることにより、所望のサイズと縦
横比を得るように、各辺をそれぞれ個別に引き伸ばすこ
とができる。これは、画像上に示されるデータの最大領
域を囲むように、解析される画像上の所望の位置にカー
ネルを引き伸ばした後に行われる。

ブロック７０はユーザにより選択されたカーネルを用い
て背景画像を実際に発生するプロセスを示している。こ
のプロセスは第５図を参照することにより最も良く理解
できる。第５図は、典型的なカーネルすなわち関心画素
７４を囲む方形の隣接領域７２を示している。第６図は
処理中の全体の画像とカーネル７２との関係を示してい
る。関心画素７４はカーネル７２により囲まれた領域内
のいずれの画素でもよい。好適実施列では、関心画素は
典型的にカーネルの中心にあるが、他の実施例では、関
心画素７４をカーネルの境界内のどこかに置いてもよい
。関心画素７４はラスタースキャンライン７６の中更に
示されており、画素列７８の中更に位置している。第６
図に最もよく示されているように、関心画素７４は、解
析される画像の単一ラスタースキャンライン７６を構成
する１ラインの画素群中の１画素である。画Ｉｔ　８　
０はいくつかの実施例中のラスタースキャンライン７６
のような５１２のラスタースキャンラインから成り、一
般には、各ラスタースキャンラインには５１２の画素が
ある。ラスクサイズはこの発明において重要ではない。

カーネル７２は境界部内のラスタースキャンライン７６
からのいくつかの画素を含み、さらに、このラスタース
キャンラインの上下のラスタースキャンラインを服む。

なお、上下のラスタースキャンラインについては説明を
簡単にするために第６図に示していない。

第５図において、背景画像を発生する方広は画素７４の
値をカーネル７２内の他の画素の値とそれぞれ比較し、
最少の値を持つ画素を見つけ、画素７４の現在値からそ
の最少値を減算することにより行われる。例えば、画素
７４が１＝１０の縮尺上で５の値を有していると仮定す
る。さらに、ラスタースキャンライン８８の画素８２、
８４、８６がそれぞれ、７、４、１の値を有していると
仮定する。画素７４の値を画索８４の値と比較すると、
画素８４の値は画素７４の値よりも小さい。

この結果、画素７４の値は４に書き換えられる。

画素７４の値を画素８６と比較すると、画素８６の値は
１であるので、さらに小さい。この結果、画素７４の値
は１に書き換えられる。

このプロセスはカーネル７２内の他のすべての画素に対
しても行われる。比較の際に、最小値が得られれば、そ
の値に画素７４の値が置き換えられる。カーネル７２内
のすべての画素に対してこの比較が行われると、画素７
４の最終値が決定されたことになり、背景画像の１画素
として使用される。第６図の画像８０の各画素を、関心
画素に隣接する複数の画素から或るカーネル内の全ての
画素と比較するプロセスは、５１２ｘ５１２の画像８０
の画索アレイ内のすべての画素に対して繰り返し行われ
る。このプロセスが完了すると、完全な背景画像が発生
されたことになる。

ブロック７０で示されるプロセスでは、画像８０の各画
素の同時処理が行われる。すなわち、画像の各画素が関
心画素に隣接する画素群のカーネル内の１つの画素と同
時に比較され、このプロセスは全ての関心画素がすべて
の画素および各カーネルと比較されるまで全ての画素に
対して繰り返される。この結果、背景画像を発生させる
処理速度を高める。他の実施例では、各カーネル内の選
択された画素群のみをサンプリングするようにしてもよ
い。さらに、別の実施例では、各画素をカーネル西の隣
接する画素と比較する処理をシリアルに行うようにして
もよい。すなわち、各関心画素を対応するカーネル内の
すべての画素あるいはある画素群と同時に比較する。こ
の場合、力一ネル全体を１マシンサイクルでサーチされ
るが、１つの画素と他の画素との比較は複数マシンサイ
クル必要となる。このプロセスが終了すると、解析され
るべき画像から他の画素が選択され、この画素と、この
画素に対応するカーネル内のすべてもしくは一部の画素
群との比較が同時に行われる。

関心画素はラスクラインに沿って移動するので、関心画
素を囲む対応するカーネルは、カーネルの境界領域西の
同じ相対ロケーションに関心画素を保持するように選択
される。

背景画素発生処理は画像のコピーを用いて行われる。こ
の結果、各関心画素の値の更新はコピーにおいて行なわ
れる。これは、各関心画素が他の関心画素に対応するカ
ーネルの隣接する画素でもあるからである。それゆえ、
解析すべき画像内の関心画素の値が、画像内の他のすべ
ての画素を処理する前に更新されると歪を生じ、その値
を有した画素に重畳するカーネルの他の画素の処理によ
り生じた誤差が変化する。

背景画像が発生された後、解析すべき画像から画素単位
に減算がおこなわれる。この様子は第４図のブロック９
０により示される。すなわち、背景画像のラスクスキャ
ンライン１の両素１の値が解析される画像のラスクスキ
ャンライン１の画素１の値から減算される。

このプロセスが完了すると、その結果得られる画像が背
景画像として第３図のモニタ５４に表示される。この様
子が第４図のブロック９２に示される。

第７図は、この発明の開示によるコンピュータ装置にお
いて全体の画像処理を行なうプロセスを記号で示してい
る。解析される画像８０内の各画素と、対応するカーネ
ル内の隣接する画素の１つとの同峙比較は、ＩＢＭ　　
ＡＴにセットされた画像処理ボードに対するオフセット
コマンドと比較コマンドを用いて行なわれる。例えば、
解析された画像８０がＡからＩの９画素で構成されてい
るとする。さらに、六線９４は関心画素Ｅのカーネルの
境界を示すものとする。“関心画素゜という言葉はこの
実施列では次のような意味である。すなわち、その値が
カーネルまたは隣接する他の画素と比較され、比較結果
が満足された場合、すなわち、背景画像を発生する場合
において、カーネルＦ）号の他の画素群から選択された
隣接する画素が関心画素の値よりも小さい場合にその値
が置き換えられる画素のでことである。

さらに、太線９６は画素工のカーネルの境界を示すもの
とする。同様に、画素Ｄ，Ｅ，ＧおよびＨから成るカー
ネルは画素Ｈのカーネルと定義し、画素Ｂ，Ｃ，Ｅおよ
びＦから成るカーネルは画素Ｆのカーネルと定義する。

背景画像を発生する処理のおける第１の比較を今、すべ
てのカーネルの関心画素の値、すなわち各カーネルの右
下の画素の値を各カーネルの左上の画素の値を比較する
ものとする。従って、力一ネル９４の場合には、画素Ｅ
の値すなわち関心画素が画素Ａの値と比較される。Ａの
値が．Ｅの値よりも小さければＡの値は画像８０のコピ
ーにおいてＥの値に置き換えられる。このコピーは右側
に示され、“オフセット”画像のラベルが付されている
。同時に、画素Ｉの値は画素Ｅの値と比較される。Ｅの
値がＩの値よりも小さければ、■の値はオフセット画像
においてＥの値に上書される。

オフセット画像９８は超析される画像８０のコピーであ
る。画像８０の蜘素のいくつかまたは全部と、対応する
カーネル内の画素の１つとを同時に比較するのを容易に
するために、オフセット画像９８は次のように使用され
る。今、オフセット画像９８は画像８０上に載置できる
ように透明であり、ある画素を他の画素と合わせられる
ようにシフトできるとする。仮説例において、第１の比
較を行なう場合、画素Ｅは画素Ａと比較される。

これを行なうには、“透明”を表すデジタルデータのメ
モリマップ、すなわちオフセット画像９８はオリジナル
のまたは“得られた”画像８０を表すデジタルデータの
メモリマップ上の電子的に載置される。すなわち、オフ
セット画Ｉ’ｌｌ　Ａ　’　は画像８０の画素Ｅの上に
置かれ、オフセット画像Ｂ゛は画像８０の画素Ｆの上の
置かれる。この結果、オフセット画像と画像８０とが合
わせられることになり、画像８０上に載置されるオフセ
ット画像９８内の画素を有する画像８０内の各画素は第
１の比較がなされる画素と目合わせされる。すなわち、
画素Ｅは画索Ａ゛　と目合わせされ、画素Ｆは画素Ｂ゜
　と目合わせされる。同様に、画素Ｈは画素Ｄ゜と目合
わせされ、画素■は画素Ｅ′　と目合わせされる。画像
８０のカーネルのチェックにより画像８０内の重畳され
た各画素、すなわち関心画素の各々に対して、載置され
た画素は、重畳された画素８０内の各画素に対応する画
像８０内のカーネルの左上の画素である。従って、第１
の比較のオフセットは“１画素上、１画素左“である。

玉畳された画素内の各画素の値は、画像９８において重
畳した画素の値と比較される。画像９８の画素値が載置
されている画像８０の画素値よりも小さい場合、その最
小値を用いて画像８０の画素に対応するオフセット画像
の画素更新する。画像８０内の画素に対応するオフセッ
ト画像９８の画素は同じ“相対アドレス”を持つ画素で
ある。

“相対アドレス“の意味を理解する場合に、画像８０内
の画素のラベルＡ，Ｂ等をメモリの相対アドレス、すな
わちラベルとして考えることができる。従って、画素Ａ
゜の値画画素Ｅ′の値より小さければ、画素Ａ゛の値は
画素Ｅ゛の値を格納するメモリロケーションに書かれる
。同じプロセスは重畳された他のすべての画素について
も行なわれる。

重畳されない画（ｔ８０内の画素、例えばＡ，Ｂ，Ｃ，
ＤおよびＧは、最大輝度レベルが人王的に設定された値
を持つオフセット画像９８内の“ダミー　画素（定数が
ロードされたメモリマップ内の定数またはロケーション
）と比較される。

この結果、画像８０内の重畳されない画素に対応する画
像９８内の画素が最小値に置き換えられることはない。

ダミー画素は画像９８内においてＸｓのラベルが付され
ている。

このように、比較動作が一循すると、画像８０中の各画
素は、対応するカーネルまたはダミー画素のうちの一つ
と比較される。背景画像の発生プロセスを完了させる為
に、新しくオフセットまたはシフト動作が行われ、オフ
セッ１・画像か画像８０と整合され、各カーネル内の次
の処理列象画素が各カーネル内の関心画素と重畳される
。例えば、画索Ｅが次に画素Ｄと比較されるときは、オ
フセット画像９８がシフトされ、画素Ｄ′が画素Ｅと、
画素Ｅ′が画素Ｆと重畳される。次に一連の新しい比較
動作が同時に行われ、すべての重畳された画素がそれら
の重畳対象の画素の値と比較されて更新され、そこで最
小値が見出される。

このオフセット／比較／更新プロセスは、各カーネル内
の関心画素と比較されるべきカーネル内の画素数と同じ
同数だけ行われる。各カーネル内のすべての隣接画素が
背景画像を作るために関心画素と比較される必要はない
。実際には、ある実施例では、カーネル内の各画素のサ
ンプリングのみが、背景画像を発生させるために用いら
れる。

上述のプロセスは、第８図のフローチャート中に図示さ
れている。第８図のプロセスは、第４図のブロック７０
によって示されたプロセスに対応する。上述の説明から
第８図の処理内容は自明であり、第８図のこれ以上の説
明は不要である。もちろん当業者にとっては、背景除去
処理が、隣接最大画素値を検出し、その値をこの隣接最
大画素に対応する関心画素値と置換することによって、
反転ビデオ画像に対して同様に行うことができることは
自明である。この技術はこれ以上の説明をしなくても充
分に理解されることである。

第９図において、第４図のブロック６８中のプロセスの
一例のフローチャートを示す。基本的には、第９図のフ
ローチャートで示されたプロセスは、コンピュータが、
どのようなタイプのデータを解析するのかをユーザに選
択させ、このユーザの選択内容に基づいて適切なカーネ
ル形状を選択する。次にユーザは、コンピュータにより
選択された形状のカーネルサイズを適当に選択する動作
を行う。

第１０図において、第４図のブロック６８の他のプロセ
スの例を示している。第９図と第１０図のプロセスの違
いは、第９図の場合には、コンピュータは、解析される
データのタイプに関してユ一ザから供給されたデータに
基づいてカーネル形状を選択する。第９図のプロセスで
は、次にユーザがカーネルサイズを選択する。第１０図
のプロセスでは、ユーザが使用目的に関するデータを人
力すると、次にカーネル形状およびサイズの選択も行う
。更に他の方法では、コンピュータがユーザから与えら
れたアプリケーションデータに基づいてカーネル形状お
よびサイズを選択する。

第１１図は、一次元ゲル・プロテイン・セパレーション
中にあるようなバンドタイブデータに用いるための２つ
の累なるカーネル形状の例を示している。衿号１００で
示された点線部分のカーネル形状は、バンド１０４と１
０６との間にあるデッドスペース１０２の一部と重畳し
ているために、この場合には適当な形状ではない。この
デッドスペース１０２には有効な背景ノイズがないから
、カーネル形状１００は背景画像を歪曲し、エラーを生
じさせる。カーネル形状１０８はこの場合には適当な形
状である。これは、関心データバンド１１０以外にバン
ド１０４のエリアを含み、デッドスペース１０２内にい
かなる画素も含んでいないためである。

第１２図は異なるカーネル形状を示している。

第１２図中の円形のデータスポットは、点線１１２で示
された円形カーネルを用いて最適に量子化できる。しか
しながら、点線１１４で示されたような垂直方向のスト
ライブ形のノイズを含むデータのタイプもある。この場
合には、２段階の背景画像発生プロセスを用いるのがよ
い。二つのプロセスの第１音階においては、画像中の最
も細い線状ノイズより細い垂直カーネルを用いる。この
ようなカーネルが点線１１６で示されている。

このカーネル形状は点線１１４で示されるようなノイズ
ストライプを効果的に除去できる。カーネル形状１１６
を用いて背景画像が形成された後で、第２段階の背景画
像発生プロセスが行われ、力一ネル形状が符号１１２で
示されたものに変化する。

背景画像発坐プロセスは、次に、取得画像上のカーネル
１１２を用いて発生された画像に対して実行される。

第１３図において、この発生によるプロセスのフローチ
ャートを示している。このプロセスの最初の３つのステ
ップはブロック６６，６８．７０で示される。第４図の
最初の３つのステップと同じである。同様に、最後の２
つのステップ９０，９２は第４図のステップ９０．９２
と同じである。

第４図と第１３図のプロセスの違いは、ブロック１２０
，１２２で示したステップである。

ブロック１２０で示したプロセスは、ブロック７０で示
されたプロセスによって允生された背景画像から高周波
数、大振幅のノイズを隨表するための一連のステップで
ある。このような高周波数、大振幅のノイズは、主とし
てフィルム中のピンホルや、フィルムを通過したガンマ
線や、画素の強度値中の大きなスパイクを生じる他の現
象から生じる。このプロセスの詳細は第１４図を参照し
て説明する。

第１４図において、第１３図のブロック１２０によって
実行されるステップのフローチャートが示されている。

第１４図に示されたプロセスは、第１３図のブロック７
０で発生された背景画像から最大画像を発牛する。この
プロセスは、背景画像を発生するのに用いられたカーネ
ルより小さいカーネルを用い、最大画素値を検出するた
めにカネルをサーチし、この値を用いてこのカーネル内
の関心画素の値を更新することによって実行される。こ
のプロセスは画像中のすべての画素のすべてのサブセッ
トまたは所定のサブセットに対して繰り返し行われ、最
大画像が発生される。

最大画像を発生する最初のステップはブロック１２４で
示され、第１３図のブロック７０によって示されたプロ
セス中で発生された背景画像のコピーを形成するプロセ
スである。

次に、ブロック１２６のステップでカーネルが選択され
る。このカーネルは背景画像を発生するのに用いたカー
ネルより小さくなければならず、一般には、ビンホール
型のノイズエリアに対応するような非常に小さいサイズ
である。

次に、ブロック１２８においてコビ−画像がオフセット
されて、各カーネル中の選択された画素が、背景画像中
の対応する関心画素と一致するように整合される。この
プロセスは、非常に小さいカーネルが用いられているこ
とを除けば、第６，７，８図に示されたプロセスと同じ
である。

ブロック１３０は、整合された各一対の山素の比較を行
って、いずれの向素が最大値を持つかを決定するための
プロセスを示す。このプロセスは、背景画像を発生する
のに用いられたプロセスと同じであるが、カーネル中の
隣接する画素がチェックされて、その値が、背景画像を
発生させる場ａには関心画素より小さい値であったのに
反して、大きな値であるか否かを決定する点で叉なる。

ブロック１３２は、各整合された画素対の各々に対して
、背景画像中の関心画素に対応するコピー画像中の画素
を更新するプロセスを示す。このコピー画像中の整合さ
れた画素は背景画像中の整合された関心画素よりも大き
な値を持っている。

このプロセスは又、第６．７．８図の背景画像発生プロ
セスと対応し、従ってここではこれ以上の詳細な説明は
不必要である。

次に、ブロック１３４で、コピー画像が異なる位置へオ
フセットされ、各カーネル中の他の画素を、背景画像中
の対応カーネル中の関心画素と整合される。

次に、テストステップ１３６が実行され、各カーネル中
の関心画素に対して、背景画像からの最大画像の発生の
ために選択されたカーネル中の他の両素がすべてチェッ
クされたか否かが決定される。各カーネル中のすべての
隣接画素がチｘ　’７クされていれば、ブロック１３６
からブロック１３８へ進み、最大画像の完了に伴ってプ
ロセスが次のステップへ進行される。この丈施例では、
プロセスにおける次のステップは第工３図のブロック１
２２である。しかしながら、他の丈施例ては、プロセス
の次のステップは第１３図のブロック９０、又は他の画
像処理ステップである。もしも、テストブロック１３６
でカーネル中のすべての画素が関心画素の値以上である
か否かのチエ’７クが終了していないと、ブロック１３
０へ戻り、すべてのカーネル中の各整合画素対が前述し
たようにチェックされる。ステップ１３０，１３２，１
３４，１３６は、各カーネル中の関心画素に隣接する画
素がある限り何回でも繰り返される。このステップ１３
０，１３２，１３４は、ステ・ンブ１３６とともに、全
体の画像の同時処理を行うことになる。

第１５図において、第１３図のブロック１２２のプロセ
スのフローチャートが示されている。このプロセスは、
カーネル中のすべての画素の平均を取ることによって背
景画像を平滑化し、それによって高周波、低振幅ノイズ
を除去する。第１５図のプロセスは、ある実施例のスタ
ート画像としてブロック７０のプロセスで発坐された背
景画像を用い、又は、第１３図のブロック１２０によっ
て示されたプロセスによりスタート画像として発生され
た画像に対して実行され得る。即ち、第１３図のフロー
チャートで示されたプロセスの代りに、ブロック１．　
２　０のプロセス単独、又はブロック７０と９０との間
のプロセスを用いることができる。従って、第１５図に
示したプロセスの最初のステップは、ブロック１４０で
示され、スタート画像のコピーを形成する。このスター
ト画像は、第１３図のブロック７０のプロセスで発生さ
れた画像でもよく、又はブロック１２０のプロセスで形
成された画像でもよい。

次に、ブロック１４２で一つのカーネルが選択される。

ある実施例では、コンピュータが自動的にこのカーネル
を選択し、他の実施例では、ユザがカーネルを選択する
。いずれの実施例においても、カーネルのサイズと形状
とは可変である。

カーネルのサイズは、第１３図のブロック６８で選択さ
れた背景画像を発生するのに用いられたカーネルよりも
丈質的に小さい。

ブロソク１４４は、コピー画像をスタート画像からオフ
セットして、ブロック１４２で選択された形状とサイズ
を持った各カーネル中の画素の一つを、各カーネルの対
応した関心画素と整合させるプロセスを示す。このプロ
セスは、第１４図のブロック１２８で示したプロセス、
および第５図ないし第８図に示したプロセスと同様であ
る。

次に、ブロック１４６において整合された画素対が、ス
タ〜ト画像中の画素と整合されたコピー画像中の画素を
更新するのに用いられた合計と加算される。ある実施例
においては、コピー画像中の画素と重なり合わない画素
は、定数と加算される。

ブロック１４８において、ブロック１４６のプロセスに
よって発生された、加算された画像をオフセットさせて
、各カーネルからの他の画素と対応する関心画素とを整
合させるプロセスが実行される。

ブロック１５０のテストステップは、各カーネル中の他
のすべての画素が関心画累と整合され、加算されたか否
かが決定される。ここで、合：１値は画素値を更新し、
各カーネル中の関心画素に対応する合計画像を更新する
のに用いられる。換言すれば、ステップ１４４，１４６
，１４８が、カーネル中の画素数から１だけ少ない数に
等しい回数だけ繰り返し実行される。このことは、カー
ネル中の１つおきの画素が関心歯索と整合され、それと
合算されることを意味している。ブロソク１５０のテス
トステップで、すべての画素について関心画素との加算
が終４つっていないと決定されると、プロセスはブロッ
ク１４６へ戻る。又、すべての画素が加算されたときは
、ブロック１５２へ進む。このプロセスでは、合計され
た画｛象中の各画素が、各カーネル中の画素数で割り算
した値を持つ。このプロセスでは、すべての画素とカネ
ルに対して平均値であるところの、合ユ１゛された画像
中の各画素に苅する値を発生させる。この平均値は、合
計された画像中の画素値を更新するのに用いられる。こ
の結果得られた画像は、第１３図のブロック９０におい
て背景画像として用いられる。この背景画像は取得され
た画像から減算されて、第１３図のブロック９２のプロ
セスによって表示される、背景除去画像が後に残される
。

ブロック１５４は、所望又は必要な場合に、平滑化又は
平均化プロセスを繰り返すプロセスを表す。所望しない
か必要でない場合には、第１３図のブロック９０に連な
る。

第１６図には、２個のデータイメージの比較に有益なパ
ーセント変換イメージを生成するプロセスのためのフロ
ーチャートが示されている。このプロセスは背景が除去
されているイメージについて実施されるが、２種類のイ
メージ間で実施することもできる。このプロセスは、ブ
ロック１７０で示すように、イメージ１の画素の値をイ
メージ２の対応する画素の値から減算することによりス
タートする。典型的には、このプロセスは、イメージ１
のライン１の画素１をイメージ２のライン１の画素ｌか
ら引いて、差を記憶することにより実行される。しかし
ながら、画素が処理される順番は、イメージ内で同一の
相対的位置を占める画素である対応する画素が減算され
ているかぎり、重要ではない。好適丈施例を含む幾つか
の丈施列の付加的特徴は、許容差（ａｌｌｏｗａｂｌｅ
　ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）を制限する規則を作ることに
よりパーセント嚢換イメージからノイズを助り取ること
である。規朋は、比較している２つの画素の値の合計が
ノイズ切り取り定数（用途毎に固定されているがユーザ
は修正することができる）よりも小さい場合に、差を０
に設定するというものである。この規則は、両イメージ
間の差がほぼ総べての画素に関して小さいときに、バー
セント変換イメージからツルトアンドペッパーノイズを
除去する効果を有する。

次に、工程１７２では、差の値は定数と掛け合わされる
。この定数は、幾つかの丈施例ではどの比較についても
同じであるが、好適実施例では用途に基づいてコンピュ
ータにより選択される。しかしながら、好適実施例では
、ユーザはコンピュータにより選択された定数を無視し
たり、別の定数を設定することができる。

王程１７４は、両画素値の間の差を比較されている画素
値の最小値で割るプロセスを表す。この工程は、画素の
一つの強さ即ち値が別の画素の値からどれだけ相違して
いるかを示すパーセンテージ変換数を生或する。これら
のパーセンテージ数は、最大画素強度値が２５５で最小
画素強度値が１なので、２５５％から１％まで変化する
。

最終パーセント変換イメージが何パーセント変換として
見られるのかということ、及びバーセント変換画素の強
度はいずれも定数により制御されるので、定数は重要で
ある。即ち、パーセンテージ変換数を大きく設定するこ
とにより見られるパーセンテージ差の範囲が定数により
制御される。

しかしながら、表示可能な最大強度値は２５５である。

従って、定数を余り大きく設定すると乗算後にパーセン
テージ変換数が２５５を越えてしまうので、定数が切り
取られることがある。好適実施例では、定数は＋１から
＋２５６の範囲であるが、別の大施例では定数を０から
分数を含むあらゆる整数の間の範囲に設定することがで
きる。

上程１７６では、エ程１７４の結果が別の定数に加えら
れて、ある基準強度値に等しい０％変換数が設定される
。好適実施例では、強度値は１から２５５までの範囲で
あり、工程１７６に用いられている定数は１２７てある
ので、０％変換はグレースケールの中更になる。

工程１７８では、工程１７６の結果をビデオ表示に用い
るために、同結果が０と２５５との間で切り詰められる
。この結果はパーセント変換イメージファイル又はフレ
ームストアに格納される。

工程１８０は、両イメージの総べての画素から完全にバ
ーセント変換イメージが生成されるまで工程１７０ない
し１７８を繰り返すプロセスを表す。その後、イメージ
は検査及び解析のために表示される。

第１７　Ｃａ）図ないし第１７　（ｅ）図に４分割表示
の構成要素である複数のイメージ、及び４分割表示その
ものを示す。４分割表示の目的はデータをＨするイメー
ジ相互の硯覚による比較及び分析を容易にすることであ
る。４分割表示の構成要素は、バーセント変換イメージ
の生或に用いられる２つの相互に比較さ．れているイメ
ージ、バーセント変換イメージそのもの、及び差九イメ
ージ（ｄｉｆ’ｒｅｒｅｎｃｅ　Ｉｍａｇｅ）と呼ばれ
る第４のイメージである。この差異イメージは、イメー
ジ１及び２内の２つの対応する画素間の画素毎の差を２
で割って１２７を加えたものである。バーセント変換イ
メージは第１６図のプロセスにより生成されたイメージ
である。差冗イメージの記述に用いた「対応する画素」
という用語は、バーセント変換イメージに用いた用語と
同じことを意味する。

表示用ハードウエアが十分に大きくてイメージ１のサイ
ズの完全なイメージを４つ表示できる場合は、第１７（
ｅ）図に示すような配置で４つのイメージが同時に表示
される。表示用ハードウエアがイメージ１の画素数を有
するイメージをたった１つだけしか表示できない場合は
、幾つかの方法がある。第１の方法は、各イメージをサ
ンプリングして、イメージ毎に画素のサブセットを形成
するものである。サンプリングにはラインを１行置きに
選択し、当該ラインの画素を１つ置きに選択して、画素
全体の数の４分の１の数の画素が表示されるようにする
。別の方法としては、各イメージの４分の１の部分を選
択し、各イメージの４分の１の部分を第１７（ｅ）図の
４分割表示の対応する箇所に表示する。各イメージの４
分の１の部分の選択は、用途に応じてユーザ又はコンビ
ュータが行うようにしても良いし、ディフォルト状態で
はコンピュータかこれを行い、ユーザが修正するように
しても良い。どの４分の１が選択されるのかの選択肢は
、各イメージの４分の１、画素数の４分の１になる水平
ストリップ、画素数の４分の１になる垂直ストリップが
含まれるので、非常に多い。

好適実施例では、各イメージのどの４分の１を表示する
かは、スカウトイメージ内の「連結」カーソルの使用に
より選択される。スカウトイメージは、好適丈施例では
、イメージ２の２文Ｊ１の縮小又はサブセットである。

この縮小は、ラインを１ライン置きに選択し、画素を１
つ置きに選択して、その結果をスカウトイメージとして
表示装置の左下側の４分の１の区画部分に表示すること
により達或される。固定カーソルは、スカウトイメージ
の全領域の４分の１を覆う固定カーソルである。ユーザ
は、マウス、１・ラックボール、ライトペンなどを用い
てこのカーソルの位置を操作する。

カーソルはディフォルト状態ではスカウトイメージの４
分割された区画のいずれか一つに位置するようにし、こ
の位置をユーザが修正できるようにしても良い。ユーザ
がスカウトイメージ内のカーソルを動かすと、他の４つ
のイメージの各々の対応するカーソルが同期して移動し
、スカウトイメージ内のカーソルにより囲まれる画素に
対応する画素を囲む。ユーザがスカウトイメージ内のカ
ーソルの最終的な位置を選択すると、他の３つのイメー
ジ内の対応する画素が選択されて、第１７（ｅ）図に示
す４分割表示の対応する区画内に表示される。同ｎ！ｊ
に、イメージ１、２内の選択された画素に対応する差異
イメージ内の総べての画素、及びバーセント変換イメー
ジが選択されて、４分割表示の下左側の区画内に表示さ
れる。

別の実施例では４分割表示の配置が累なっている。４分
割表示の別の配置の例を第１８図に示す。

この発明の丈施に当たっては、ハードウエア及びソフト
ウエアをどのように組み合わせてこのプロセス及びカー
ソル操作を丈現しても良い。第３図に示したハードウエ
アに組み込まれて、この発明の教示を実施するコンピュ
ータコードの好適実施例を付録Ａに示す。

第１７　（ｅ）ｌｍには、対応する４組の画素を覆う４
個の測定カーソルの位置が示されている。

これらのカーソル位置は、四角形状の１８２、１８４、
１８６、及び１８８で示されている。カーソルの形状及
びサイズは、ディフォル１・状態では、コンピュータに
より選択されてユーザにより修正されるか、ユーザによ
り選択される。

カーソルの位置、形状、及び大きさが決まると、コンピ
ュータはカーソル内の画素の値に関連した量（　ｑｕａ
ｎＮｔｙ）を＝１算する。量の例としては、（１）予め
選択されたユニットにおけるカーソル内の全画素値の合
計を意味し、イメージ１及び２のみの光学密度、分毎の
総計、その他である吸収、（２）イメージ１及び２の各
カーソルの位置における全画素の平均値、（３）甲方ミ
リメートル毎の画素数により割られた光学密度単位の吸
収を意味する光学密度の平方ミリメートルの３つが挙げ
られる。イメージ１及び２に関してこれらの値が計算さ
れると、パーセント変換及び差異イメージ内のカーソル
の対応する画素の組の値が自動的に決まる。即ち、パー
セント変換イメージでは、カーソル位置に戻る値は、定
数による乗算及び第２の定数の足算を省略することによ
り修正される第１６図に示したアルゴリズムに従って計
算される。

即ち、パーセント変換イメージのカーソル位置に戻る数
字は、イメージ１内のカーソルを決める値マイナスイメ
ージ２内のカーソルの値割る両数字の最小値である。

同様に、差異イメージ内のカーソルに戻る値は、イメー
ジ１及び２山のカーソル位置に戻るそれぞれの値を２で
割ったものの間の差の値である。

第１９図は、２対１に縮小されたスカウトイメージ（イ
メージ２のサブセット）出に位置し、ユーザにより操作
されるカーソルが、どのようにしてフルサイズのイメー
ジ２内の画素の４分の１の同一の相対的位置に対応する
のかを明瞭にする。

第２０図は、４分割表示のカーソル内の画素の値の計算
に必要なイメージ１及び２のアラインメントのプロセス
を示す図である。第２０（ａ）図は、イメージ２を規定
するカメラ人力ビデオデー夕を表す。第２０　（ｂ）図
は、フレームバッファに格納されている既に獲得したイ
メージ１である。

これらの両イメージからの対応する画素が第２０（ｄ）
図に示すアルゴリズムに従って組み合わされて第２０　
（ｃ）図のイメージを表示装置に生成する。ここで、ユ
ーザはカメラの下のイメージ２を操作して、第２０　（
ｄ）図の式に従って計算されて表示されているイメージ
が、イメージ１とイメージ２との間の最小の差を示すよ
うにする。このような状態になったとき、ユーザはその
旨を指示する。すると第２０　（ａ）図のイメージの画
素が上記のプロセスに用いられて、第１７図に示す４分
割表示内の選択されたカーソル位置の値に戻る最終イメ
ージ２としてフレームバッファに捕らえられる。

以上、好適実施例及び別の実施例を挙げてこの発明を説
明したが、この分野で技術を有するものであればこの発
明の趣旨及び範囲を逸脱しないで様々な修正を施すこと
ができることは明らかである。ところで、このような修
正も特許請求の範囲に含まれることは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）はＩＤゲル分離と、背景強度のみ
を残して他のデータが除去されたＩＤゲル分離を示すオ
ートラヂオグラフィ、第２図は画素値プロファイルを有
するデータと背景画素値プロファイルとの比較を示す図
、第３図はこの発明により使用されるハードウエアのブ
ロック図、第４図は画像から背景ノイズを除去するため
の処理を示すフローチャート、第５図乃至第７図は隣接
頭域の画素値との比較による背景ノイズ除去処理を示す
フローチャート、第８図は背景ノイズ除去処理のより詳
細なフローチャート、第９図、第１０図はカーネルサイ
ズとカーネル形状の還択のためのフローチャート、第１
１図、第１２図は各種のデータに対するカーネル形状の
最適値の求め方を示す図、第１３図は背景ノイズ除去の
好適実施例のフローチャート、第１４図は最大画像を発
坐するための処理を示す詳細なフローチャート、第１５
図は平均化により高周波数ノイズ、低振幅ノイズを除去
する処理を示す詳細なフローチャート、第１６図はバー
セント変化画像を発生するための処理を示すフローチャ
ート、第１７図（ａ）乃至（ｅ）は４つの表示成分と４
重表示そのものを示す図、第１８図は他の４重表示を示
す図、第１９図は４重表示のための連結カーソルの概念
を示す図、第２０図は４重表示においてカーソルの位置
の演算の前に実行しなければならない２つの画像の位置
合わせ処理を示す図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、画像を第１画像を形成する複数の画素にデジタル化
   し、前記第１画像のコピーをコピー像として生成し、記
   録するデジタル化手段と、 各画素を同時処理することによって前記コピー像から背
   景画像を発生する発生手段と、前記第１画像から前記背
   景画像を差し引き、背景除去像を発生する手段とにより
   構成され、前記同時処理は前記コピー像内の選択画素毎
   に選択画素の値を前記選択画素に近接する画素グループ
   の他の画素の値と比較し、前記他の画素値が前記選択画
   素の値より小さければ前記選択画素の値を前記他の画素
   の値と置き換え、前記グループの他の画素の少なくとも
   選択画素に対して前記比較及び置き換え処理を繰り返す
   ことを含むことを特徴とする画像から背景ノイズを除去
   する装置。 ２、前記背景除去画像を表示する手段を更に含む請求項
   １記載の装置。 ３、前記発生手段は前記他の画素が所定の形状を形成す
   るように前記グループ内の他の画素を選択する選択手段
   を含む請求項１記載の装置。 ４、前記選択手段は所定形状を有するグループを形成す
   るように前記他の画素を選択する手段を含む請求項３記
   載の装置。 ５、前記デジタル化手段は所定サイズ及び形状を有する
   空間パターンでデータを表示するデジタル画像を形成し
   、前記発生手段は前記グループ内の前記池の画素を選択
   する選択手段を含み、この選択手段は前記データのサイ
   ズ及び形状特性に関する所定のサイズ及び形状特性を有
   するグループを形成するように前記他の画素を選択する
   手段を含む請求項１記載の装置。 ６、前記選択手段は選択データ形状の形状に実質的に整
   合する形状を有するグループを形成するように前記他の
   画素を選択する請求項５記載の装置。 ７、前記グループサイズは選択データ領域のサイズに実
   質的に整合できるように前記グループの可変サイズを選
   択する手段を含む請求項６記載の装置。 ８、ラスタ表示器に複数の画素として空間的にデータを
   表示し、デジタル像から背景ノイズを除去する装置であ
   って、 データおよび背景ノイズを含む画像をデジタル化し、第
   １画像を発生するデジタル化手段と、前記第１画像のコ
   ピー像と前記第１画像との間において画素対の選択グル
   ープを繰り返し同時処理することによって前記背景ノイ
   ズを除去し、前記コピー像から背景画像を発生する除去
   手段と、前記第１画像から前記背景画像を差し引く 手段とからなることを特徴とする背景ノイズ除去装置。 ９、前記選択画素グループは前記コピー画像内に核画素
   を含み、これら核画素は前記コピー画像に形状及びサイ
   ズを形成し、前記第１画像内の選択データの形状及びサ
   イズに対して所定の関係を有する請求項１記載の装置。 １０、前記除去手段は前記第１画像内の被解析データの
   形状に関する所定の形状を形成するために前記核内の前
   記画素を選択する手段を含み、更に前記所定形状を維持
   し、入力信号に従ってサイズ化されるように前記核内の
   前記画素の可変サイズグループを選択する手段を有する
   請求項８記載の装置。 １１、前記除去手段は前記第１画像の被解析データの代
   表的形状に整合する形状を有するように、かつ被解析デ
   ータ画素の最大サイズグループより大きいサイズを持つ
   ように前記核内の画素を選択する手段を含む請求項８記
   載の装置。 １２、前記背景画像から高周波大振幅ノイズを除去し、
   平滑像を発生する除去手段を更に含む請求項９記載の装
   置。 １３、前記平滑像から高周波低振幅ノイズを除去し、平
   滑背景像を発生する手段を更に含む請求項１２記載の装
   置。 １４、前記第１画像からの前記背景画像から高周波低振
   幅ノイズを除去する手段を更に含む請求項８記載の装置
   。 １５、前記第１画像から前記背景画像を差し引く前に前
   記背景画像から高周波大振幅ノイズを除去する手段を更
   に含む請求項８記載の装置。 １６、ビデオ表示器に空間的にかつ描画的に表示された
   背景ノイズを除去しながら所定サイズより大きな空間的
   特徴で表示されるデータ付帯データの輝度を維持するた
   めにビデオ表示器に変化輝度領域として空間的にかつ描
   画的にデータを表示するシステムの自動ノイズ除去シス
   テムであって、被解析データが空間的に描写された透明
   または半透明媒体が配置されている均一照明光箱体と、
   光学路が形成されるように前記箱体に近接して配置され
   ビデオカメラと、変換手段と、背景除去手段とにより構
   成され、 前記ビデオカメラは、前記媒体を通過し、 前記光箱体から発生される光の光輝度の空間的パターン
   の形態で前記媒体にデータを描写するアナログビデオ信
   号でなるビデオ出力を生成し、前記光輝度は前記媒体に
   描写されるデータ及び背景ノイズの空間的パターンによ
   って変調され、 前記変換手段は前記アナログビデオ信号を受信し、前記
   アナログビデオ信号をデジタルデータに変換し、行及び
   列に配列され、背景ノイズと共に前記デジタルデータを
   空間的に表示する複数の画素により構成されるデジタル
   第１画像を形成するため前記デジタルデータをメモリに
   記憶し、前記背景除去手段は前記変換手段に結合され、
   オフセット画像が前記第１画像のコピーであるが所定数
   の行及び列だけ前記第１画像からオフセットされている
   場合に前記第１画像の各画素の輝度を前記オフセット画
   像の画素の対応する所定の輝度値と同時に比較し、前記
   オフッセット画像の各画素市にて前記オフセットの前記
   画素位置に対応する比較画素輝度値のつ如何で最小であ
   る輝度値と輝度値を確定し、前記オフセット処理及び比
   較並びに前記第１画像の所定の画素グループに対して周
   囲形状を規定する複数の異なったオフセット値の各値毎
   に前記オフセット画像の輝度値の書き込みを繰り返し、
   それによって行及び列オフセットが存在しないとき各選
   択画素の輝度値が前記選択画素に対応する画素に近接す
   る前記第１画像の画素グループの全ての画素の最小輝度
   値に対応する場合、前記オフセット画像を背景画像とし
   て確定し、前記画素グループは前記周囲形状を有する形
   状を規定し、 更に前記自動ノイズ除去システムは、 前記第１画像から前記背景画像を画素単位で差し引き、
   背景除去画像を発生する手段と、前記背景除去画をビデ
   オ信号に変換し、 前記ビデオ信号をビデオ表示器に表示する手段とを具備
   する自動ノイズ除去システム。 １７、オートラヂオグラフ、電気泳動ゲル、蛍光ゲル、
   写真フィルムまたは他の媒体から得られる生物学的デー
   タの画像から背景及び高周波ノイズを除去しながら所定
   サイズより大きいデータ付帯空間特徴の振幅を維持する
   ためのオペレータ対話自動ノイズ背景除去システムであ
   って、 輝度変化する空間パターンによって示されるデータを含
   む画像を表示する手段と、 前記画像をビデオ出力部でビデオ出力データに変換し、
   このビデオ出力データを発生し、光学路が形成されるよ
   うに前記画像表示手段に近接して位置づけされ、 ビデオ出力データを受信し、前記ビデオデータをデジタ
   ルデータに変換するためにアナログ・デジタル変換路を
   介して接続され、画像データ内の有効背景値を検出する
   ように前記デジタルデータを処理する背景検出手段と、 前記背景検出手段に接続され有効空間特徴の上サイズ境
   界を特定するためオペレータに対する対話モードを有し
   、前記データの空間的特徴を囲む時に使用される背景周
   囲を決定するコンピュータ手段と、 前記背景除去データのテレビジョン画像を表示するため
   に前記背景検出手段に接続され、前記ビデオ出力に応答
   するモニタ手段と、 により構成されるオペレータ対話自動ノイズ背景除去シ
   ステム。 １８、前記背景検出システム手段は前記光学像データを
   デジタル画像データに変換し、反転命令に応答して前記
   デジタル画像への変換後にビデオデジタルデータを反転
   するために前記光学像データを変換させる手段により構
   成される請求項１７記載のシステム。 １９、前記変換手段はアナログ・デジタル変換器により
   構成される請求項１８記載のシステム。 ２０、前記背景検出手段は前記受信デジタルデータが生
   物学的データの空間的特徴により構成される有効信号で
   あるときを検出するための第１、第２及び第３識別器に
   より構成される請求項１７記載のシステム。 ２１、前記第１識別器手段は生物学的データの前記画像
   から差し引かれる背景画像を発生するための手段により
   構成される請求項２０記載のシステム。 ２２、前記背景画像は画素の各輝度が前記生物学的画像
   データの各画素の周囲内で最小である矩形画素アレイに
   より構成されるデジタル画像データにより構成される請
   求項２１記載のシステム。 ２３、前記画素アレイは前記モニタ手段に表示されたと
   き灰色陰であるデジタル輝度値を有するデジタルデータ
   により構成される請求項２２記載のシステム。 ２４、前記第２識別手段は特徴及び対象下の基本プラト
   ーが非均一である場合に生物学的データの前記画像の前
   記特徴及び対象の振幅の測定を可能にするアウトノイズ
   を識別するときに使用するために周囲サイズを決定する
   手段により構成される請求項２０記載のシステム。 ２５、前記第３識別器手段は生物学的データの前記背景
   画像の高周波低振幅ノイズを除去または抑制することに
   よって前記背景画像を平滑手段により構成される請求項
   ２２記載のシステム。 ２６、前記第４識別器手段はデータ付帯空間特徴が存在
   しない場合、前記生物学的データ画像の信号に関する高
   振幅である前記データ付帯空間特徴の信号の周波数と較
   べると高周波であるノイズを制限するように前記背景画
   像をクリップする手段により構成される請求項２２記載
   のシステム。 ２７、前記背景検出器はデータ付帯空間特徴を維持し、
   前記生物学的データ画像内のデータ付帯空間特徴により
   構成される信号の振幅を測定できる前記生物学的データ
   画像から前記背景画像を差し引く手段を含む請求項１７
   記載のシステム。 ２８、前記第２識別器手段は密接して多重データ付帯空
   間特徴によって表わされる生物学的物質の量を測定する
   ために適合される周囲サイズ及び形状を取り込むように
   前記生物学的データ像のデータ付帯空間特徴を分離する
   ために ユーザ対話を介して周囲サイズを選択する手段を更に含
   む請求項２４記載のシステム。 ２９、前記コンピュータ手段は前記画像変換手段からの
   ビデオ出力データを受信するために前記画像変換手段に
   接続され、前記ビデオ出力データをデジタル信号に変換
   し、そのデジタルデータを記憶するビデオインターフェ
   イスを含む請求項１７記載のシステム。 ３０、前記コンピュータ手段はインターフェイス回路お
   よびコンピュータにより構成され、前記インターフェイ
   ス回路は前記コンピュータから受信されるデジタル信号
   をアナログ信号に変換し、前記アナログ信号を前記モニ
   タ手段に送信し、前記モニタ手段は前記アナログ信号に
   応答して有効空間特徴の前記背景除去画像を表示する請
   求項１７記載のシステム。 ３１、ラスタ走査ビデオ表示器に複数の画素としてデー
   タを空間的に表示してデジタル画像からノイズを除去す
   る装置であって、 前記デジタル画像のコピーを生成し、前記デジタル画像
   の選択画素を前記コピーを用いて周囲の近接画素と比較
   し、前記周囲画素の最小画素値を検出し、前記選択画素
   に対応する前記コピーの画素を前記最小画素値に設定し
   、前記コピーを背景画像に変換するため前記処理を前記
   デジタル画像の所定数の画素に対して同時に行なう背景
   除去回路と、 前記デジタル画像からノイズを除去するため前記デジタ
   ル画像から前記背景画像を差し引く引算器と、 により構成されるノイズ除去装置。 ３２、最適ノイズ除去に対して最善に適合する前記周囲
   画素のサイズ及び形状に関するデータを受信し、ノイズ
   除去においてそのような周囲を前記背景除去回路に使用
   させる回路を更に有する請求項３１記載の装置。 ３３、前記デジタル画像から前記背景画像を差し引く前
   に前記背景画像から高周波ノイズを除去するために前記
   背景除去回路に高周波フィルタを更に設けた請求項３２
   の装置。 ３４、データを空間的に表示してデータ付帯画像からノ
   イズを除去する方法であって、 前記画像の各画素を周囲近接画素と同時に比較し、前記
   各画素を前記周囲画素内で検出される最小値に設定し、
   背景画像を発生するステップと、 前記データ付帯画像から前記背景画像を差し引くステッ
   プと、 により構成されるノイズ除去方法。 ３５、データの前記空間的表示のサイズ及び形状を与え
   られる前記データ付帯画像からノイズを最適に除去する
   ために前記周囲画素のサイズ及び形状を選択するステッ
   プを更に含む請求項３４記載の方法。 ３６、前記データ付帯画像から前記背景画像を差し引く
   前に前記背景画像の高周波ノイズを除去または抑制する
   ステップを更に含む請求項３５記載の方法。