JPH0375508A - Incorporation of data for reconstructing stereoscopic image from continuous section - Google Patents

Incorporation of data for reconstructing stereoscopic image from continuous section

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JPH0375508A
JPH0375508A JP21208789A JP21208789A JPH0375508A JP H0375508 A JPH0375508 A JP H0375508A JP 21208789 A JP21208789 A JP 21208789A JP 21208789 A JP21208789 A JP 21208789A JP H0375508 A JPH0375508 A JP H0375508A
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moving stage
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Nagafumi Nangou
脩史 南郷
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RATOTSUKU SYST ENG KK
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Abstract

PURPOSE:To make it possible to align preparations efficiently by sequentially incorporating the position data of a plurality of the preparations in a broad range as the positions on the coordinates of a world. CONSTITUTION:Preparations are set at a microscope 10. A moving stage 12 is operated. An intended image is displayed on a TV monitor 16 through a frame memory 18. A cursor is displayed on the monitor 16 with a signal from a computer 20. A suitable position is selected, and a reference point is inputted. Said reference point is made to be the original point of the X-Y plane of world. coordinates. The coordinate Z of the world coordinates is determined by the interval between the sections of the preparation. Then, the position data are inputted, and the cursor on a screen is moved with a mouse 26 and digitizer 28 and the like. Thus the intended position is selected in the image that is displayed on the monitor 16. Here, the computer 20 can grasp the position on the monitor 16 as the position on the world coordinates by the signals and the like from the stage 12.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ この発明は、人体の組織や細胞等を顕微鏡で観察し立体
像を再構築するための連続切片からの立体像再構築用デ
ータ取り込み方法、特にこの効率化に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Fields] This invention relates to a method for capturing data for reconstructing a three-dimensional image from serial sections for reconstructing a three-dimensional image by observing human tissues, cells, etc. with a microscope, Especially regarding this efficiency.

[従来の技術] 従来から、基礎医学の分野において、人体の臓器、骨、
細胞等の立体像を再現することが行われている。通常の
場合、まず測定対象物から連続した複数の薄片状のスラ
イスを形成し、これをプレパラートとして顕微鏡で1枚
ずつ観察する。そして、1枚ずつの観察結果から立体的
なつながりを観察者が認識し、スケッチして立体像を再
構築していた。一方、これらの顕微鏡の観察結果を数量
化して取り扱うことも行われている。即ち、断面の2次
元像を計測し、円又は楕円近似により円柱、球、回転楕
円体として3次元量へ補間する方法が行われている。
[Conventional technology] Traditionally, in the field of basic medicine, human organs, bones,
Three-dimensional images of cells, etc. are being reproduced. Normally, a plurality of continuous thin slices are first formed from the object to be measured, and each slice is observed one by one using a microscope as a preparation. The observer then recognized the three-dimensional connections from the observation results of each image, sketched them, and reconstructed the three-dimensional image. On the other hand, the observation results of these microscopes are also being quantified and handled. That is, a method is used in which a two-dimensional image of a cross section is measured and interpolated into a three-dimensional quantity as a cylinder, sphere, or spheroid by circular or elliptical approximation.

また、複数のスライスについての像の各種位置データを
パソコンに入力し、立体像を再構築することについても
提案されている。
It has also been proposed to reconstruct a three-dimensional image by inputting various image position data for a plurality of slices into a personal computer.

[発明が解決しようとする課題〕 上述のような複数のプレパラートの観察結果より立体像
を構築する方法においては、立体的なつながりの認識は
全て人の想像や勘に委ねられており、構築された立体像
が観察者個人の経験や能力に依存するという問題点があ
った。
[Problem to be solved by the invention] In the above-mentioned method of constructing a three-dimensional image from the observation results of multiple slides, the recognition of three-dimensional connections is entirely left to human imagination and intuition, and the construction is difficult. The problem was that the 3D images depended on the experience and abilities of the individual observer.

また、従来の円又は楕円近似を用いる方法では、立体形
状が複雑な場合には、対応することができないという問
題点があった。さらに、従来のパソコン等を用い、数量
化する方法においては、顕微鏡で観察した1つの視野に
ついて順次位置データを取込むことはできるが観察対象
物が視野からはみ出た時、プレパラートを移動し、視野
を変更した場合にはそれらの対応材を把握することがで
きず、広視野のデータ取込みは行えず、立体像の再構築
は不可能であるという問題点があった。
Further, the conventional method using circular or ellipse approximation has a problem in that it cannot handle cases where the three-dimensional shape is complex. Furthermore, in the conventional method of quantifying using a personal computer, etc., it is possible to sequentially import position data for one field of view observed with a microscope, but when the object to be observed protrudes from the field of view, the preparation is moved and the field of view is When the materials are changed, it is not possible to grasp the corresponding materials, it is not possible to capture data from a wide field of view, and it is impossible to reconstruct a three-dimensional image.

この発明は、上述のような問題点を解決することを課題
としてなされたものであり、プレパラートを移動した時
およびプレパラートを交換した時にも立体像用のデータ
を同一基準で取込むことができる立体像用データ取り込
み方法を提供することを目的とする。
This invention was made with the aim of solving the above-mentioned problems, and it is a three-dimensional image that can capture data for a three-dimensional image with the same standard even when the slide is moved or when the slide is replaced. The purpose of this invention is to provide a method for capturing image data.

[課題を解決するための手段] 上記目的を達成するために本発明は、プレパラートを顕
微鏡の観察位置にある所定平面内で移動自在な移動ステ
ージに載置固定する工程と、顕微鏡によって得られたプ
レパラートについての像を画面に表示する工程と、この
画面に表示された像の中から任意の一点を選び基準点を
決定する工程と、この基準点を決定したときの上記移動
ステージの位置と画面上の基準点の位置とからすべての
位置データの基準となるワールド座標の原点と座標軸を
決定する工程と、移動ステージの位置信号を出力する工
程と、上記画面に表示された画像を見ながら、画面上に
表示されたカーソルを画像の輪郭に対応する個所に移動
させ、その位置についてのデータを順次入力することに
よって、輪郭についての位置データを取込む工程と、こ
の画面における位置データを移動ステージからの位置信
号によってワールド座標における位置データに変換する
工程と、観察するプレパラートを交換する工程と、交換
後のプレパラートの画像と前回のプレパラートについて
の入力された位置データを画面に重ねて表示する工程と
、表示された両者の画像を比較することによって、交換
前後の画像についての基準点の位置および方向とを合致
させる工程と、この時の移動ステージの位置及び画面上
の基準点の位置とからプレパラート交換後の画面上の位
置をワールド座標上の位置として認識する工程と、を有
し、複数のプレパラートについての広範囲の位置データ
をワールド座標上の位置として順次取込むことを特徴と
する。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention includes a step of mounting and fixing a slide on a moving stage that is movable within a predetermined plane at an observation position of a microscope, and A step of displaying an image of the preparation on a screen, a step of selecting an arbitrary point from among the images displayed on this screen and determining a reference point, and a step of determining the position of the moving stage and the screen when this reference point is determined. A process of determining the origin and coordinate axes of the world coordinates that serve as the reference for all position data from the position of the reference point above, a process of outputting the position signal of the moving stage, and a process of looking at the image displayed on the screen above. The process of moving the cursor displayed on the screen to a location corresponding to the outline of the image and sequentially inputting data about that position to import positional data about the outline, and transferring the positional data on this screen to the moving stage. A step of converting the position data into world coordinates using a position signal from the controller, a step of exchanging the slide to be observed, and a step of superimposing the image of the exchanged slide and the position data input for the previous slide on the screen. and a process of matching the position and direction of the reference point for the images before and after the exchange by comparing both displayed images, and from the position of the moving stage and the position of the reference point on the screen at this time. The present invention is characterized by comprising the step of recognizing the position on the screen after exchanging the slides as a position on world coordinates, and sequentially capturing a wide range of position data regarding a plurality of slides as positions on world coordinates.

[作用] この発明においては、顕微鏡によって得られたプレパラ
ートについての画像は画面に表示される。
[Function] In the present invention, an image of a slide obtained by a microscope is displayed on a screen.

そして、プレパラートを移動した時にも、移動ステージ
からの位置データよって、画面上の位置を常にすべての
位置データの基準となるワールド座標における位置デー
タとして取込むことができる。
Even when the slide is moved, the position on the screen can always be taken in as position data in world coordinates, which is the reference for all position data, using position data from the moving stage.

さらに、プレパラートを交換した際には、前回の観察に
よって得られた位置データが、今回の画像に重ねて表示
される。そこで、両者を表示しながら、取替え後のプレ
パラートの位置合せを行うことができる。
Furthermore, when replacing the slide, the position data obtained from the previous observation is displayed superimposed on the current image. Therefore, it is possible to align the replaced slides while displaying both.

従って、複数のプレパラートのそれぞれについてワール
ド座標における同一基準の位置データとして立体像用の
位置データの取り込みを広視野で行うことができる。
Therefore, position data for a stereoscopic image can be captured in a wide field of view as position data based on the same standard in world coordinates for each of a plurality of slides.

[実施例コ 第1図はこの発明にかかる立体像用データ取り込み方法
を適用したシステムの構成を示すブロック図である。
[Example 1] FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a system to which the stereoscopic image data acquisition method according to the present invention is applied.

このシステムは、従来例と同様に測定対象物を所定数の
スライスとし、それぞれについてプレパラートを作成し
、この複数のプレパラートを順次顕微鏡10によって観
察するものである。
In this system, the object to be measured is divided into a predetermined number of slices, preparations are prepared for each slice, and the plurality of preparations are sequentially observed using a microscope 10, as in the conventional example.

ここで、この顕微鏡10におけるプレパラート取り付は
用のステージは移動ステージ12によってその位置が検
出できるようになっている。
Here, the position of the stage used for mounting the preparation in this microscope 10 can be detected by a moving stage 12.

そして、第1A図に示すように、プレパラート40は、
サンプルホルダー9によって、移動ステージ12に回転
自在に取り付けられている。従って、このサンプルホル
ダー9の回転によって、顕微鏡10によって観察してい
る像を回転することができ、移動ステージ12のx、y
方向の移動によって、観察位置の調整を行える。また、
移動ステージ12の移動はセンサ13によって検出され
る。また、顕微鏡10はレボルバ−11により、表示倍
率を変更可能となっている。
Then, as shown in FIG. 1A, the slide 40 is
It is rotatably attached to a moving stage 12 by a sample holder 9. Therefore, by rotating the sample holder 9, the image observed by the microscope 10 can be rotated, and the x and y positions of the moving stage 12 can be rotated.
The observation position can be adjusted by moving in the direction. Also,
Movement of the moving stage 12 is detected by a sensor 13. Further, the microscope 10 can change the display magnification using a revolver 11.

顕微鏡10によって観察された像はテレビカメラ14に
よって撮影され、テレビモニタ16に表示される。ここ
で、移動ステージ12とテレビカメラ14は移動ステー
ジ12がX方向に動いた時、テレビモニタ16上で画像
が水平に動くように互いに平行な向きに取り付けられワ
ールド座標の座標軸を決定している。
The image observed by the microscope 10 is photographed by a television camera 14 and displayed on a television monitor 16. Here, the moving stage 12 and the television camera 14 are mounted parallel to each other so that when the moving stage 12 moves in the X direction, the image moves horizontally on the television monitor 16, and the coordinate axes of the world coordinates are determined. .

なお、テレビカメラ14によって得られたカラー信号で
あるRGB信号は一旦カラーフレームメモリ18に記憶
された後、テレビモニタ16に供給され、ここに表示さ
れる。
Note that the RGB signals, which are color signals obtained by the television camera 14, are once stored in the color frame memory 18, and then supplied to the television monitor 16 and displayed there.

カラーフレームメモリ18にはコンピュータ20が接続
されており、コンピュータ20からのデータをテレビモ
ニタ16に表示することができるようになっている。さ
らに、このコンピュータ20は外部記憶装置としてハー
ドディスク22、フロッピディスク24を有しており、
また人力手段として移動ステージ12からの信号の他マ
ウス26、デジタイザ28.キーボード30を有してい
る。
A computer 20 is connected to the color frame memory 18 so that data from the computer 20 can be displayed on the television monitor 16. Furthermore, this computer 20 has a hard disk 22 and a floppy disk 24 as external storage devices.
In addition to signals from the movable stage 12, the human power means include a mouse 26, a digitizer 28, and so on. It has a keyboard 30.

なお、コンピュータ20はメモリ容量512キロバイト
程度のパーソナルコンピュータ、ハードディスク22は
40メガバイト、カラーフレームメモリ18は1600
万色程度のものが採用されている。
The computer 20 is a personal computer with a memory capacity of about 512 kilobytes, the hard disk 22 is 40 megabytes, and the color frame memory 18 is 1600 megabytes.
About a thousand colors are used.

このようなシステムにおいてデータを入力するときは、
まずプレパラートを顕微鏡10にセットする。そして、
移動ステージ12を操作し、所望の画像をテレビモニタ
16に表示させるとともに、コンピュータ20からの信
号によってテレビモニタ16上にカーソルを表示させる
。そして、適当な位置を選択し、基準点を入力する。こ
の基準点はこれからの入力するすべての位置データの基
準となるもので、通常はこの点をワールド座標のXY平
面の原点(0,O)とする。そして、これから人力され
るすべてのデータはこの原点(0,O)に対する相対座
標として認識される。
When entering data in such a system,
First, a slide is set on the microscope 10. and,
The moving stage 12 is operated to display a desired image on the television monitor 16, and a cursor is displayed on the television monitor 16 in response to a signal from the computer 20. Then, select an appropriate position and input the reference point. This reference point serves as the reference for all position data to be input from now on, and normally this point is set as the origin (0, O) of the XY plane of the world coordinates. All data entered manually from now on will be recognized as relative coordinates to this origin (0, O).

ワールド座標のZ座標は、プレパラートの切片間隔より
決定される。すなわち、1つのプレパラートの切片と次
のプレパラートの切片の間隔がワールド座標における2
つのプレパラートから得られるZ軸における座標の差と
なっている。
The Z coordinate of the world coordinates is determined from the intercept interval of the slide. In other words, the interval between the intercept of one slide and the intercept of the next slide is 2 in world coordinates.
This is the difference in coordinates on the Z axis obtained from the two slides.

位置データの入力は、画面上のカーソルをマウス26、
デジタイザ28等によって移動させながら、テレビモニ
タ16に表示されている画像の中から所望の位置を選択
することによって行う。即ち、マウス26.デジタイザ
28またはキーボード30の入力信号によって、その時
のカーソルの位置についての信号がコンピュータ20に
供給される。この位置データは通常表示された画像につ
いての輪郭データであり、カーソルを輪郭に沿って順次
移動しながら、位置データを入力することにより、輪郭
が点列データとしてコンピュータ20に記憶される。な
お、画面上では、位置データの人力毎にそれらの点を結
んだ折れ線として表示される。
To input position data, move the cursor on the screen using the mouse 26,
This is done by selecting a desired position from among the images displayed on the television monitor 16 while moving the image using the digitizer 28 or the like. That is, mouse 26. Digitizer 28 or keyboard 30 input signals provide signals to computer 20 about the current cursor position. This position data is normally contour data for the displayed image, and by inputting the position data while sequentially moving the cursor along the contour, the contour is stored in the computer 20 as point sequence data. Note that on the screen, each manual force of the position data is displayed as a polygonal line connecting those points.

ここで、このカーソル位置についてのデータはその時の
画像における画面上の位置についてのもの、すなわち画
面を構成している画素の位置についてのものである。そ
して、これが上述のワールド座標原点からの相対座標に
変換されるのである。
Here, the data regarding the cursor position is regarding the position on the screen of the image at that time, that is, the position of the pixels forming the screen. This is then converted into relative coordinates from the world coordinate origin mentioned above.

このため、移動ステージ12を操作したり、レボルバ−
11を操作し表示倍率を変更したりすると、カーソルの
位置データはプレパラート上の位置とは対応しないこと
になる。
Therefore, it is difficult to operate the moving stage 12 or use the revolver.
11 to change the display magnification, the cursor position data will no longer correspond to the position on the slide.

そこで、この発明においては、一つのブレパラトをセッ
トし、上述の基準点を決定した際にその時の移動ステー
ジの位置、画面上の基準点の位置と表示倍率をふまえて
基準点の位置をワールド座標の原点(0,0)として認
識する。そして、移動ステージ12はその移動に伴いそ
のときの位置データを出力するが、この位置データはワ
ールド座標の原点に対する位置、すなわち上述の基準点
に対する座標とl対lで対応づけされたものとなる。こ
のため、コンピュータ20はテレビモニタ16に写し出
された画像についての位置を移動ステージ12からの信
号と表示倍率によってその移動、倍率変更にかかわらず
常にワールド座標上の位置として把握することができる
Therefore, in this invention, when one breparat is set and the above-mentioned reference point is determined, the position of the reference point is set in world coordinates based on the position of the moving stage at that time, the position of the reference point on the screen, and the display magnification. It is recognized as the origin (0,0). Then, as the moving stage 12 moves, it outputs position data at that time, but this position data corresponds to the position relative to the origin of the world coordinates, that is, the coordinates relative to the above-mentioned reference point on an l-to-l basis. . Therefore, the computer 20 can always grasp the position of the image displayed on the television monitor 16 as the position on the world coordinates based on the signal from the moving stage 12 and the display magnification regardless of its movement or change in magnification.

特に、この発明においてその画像は顕微鏡10によって
拡大されたものである。そこで、テレビモニタ16に表
示された画像についての位置データと移動ステージから
の前述の位置データの両方の対応付けを顕微filoの
存在をふまえてコンピュータ20において行っている。
In particular, in the present invention, the image is magnified by a microscope 10. Therefore, the computer 20 correlates both the position data regarding the image displayed on the television monitor 16 and the above-mentioned position data from the moving stage, taking into account the presence of the microscope filo.

そこで、これについて、第2図に基づいて説明する。Therefore, this will be explained based on FIG. 2.

図においてプレパラート40は、例えば横8Cm、縦2
.5cm程度の大きさを有している。
In the figure, the slide 40 is, for example, 8 cm wide and 2 cm tall.
.. It has a size of about 5 cm.

そして、その中心付近に数cm角のサンプルエリア42
が設定される。ここで、このサンプルエリア42の大き
さをここでLXLmmとする。そして、顕微鏡10の視
野はこのサンプルエリア42の中の特定の視野範囲44
となる。
A sample area 42 several cm square is located near the center.
is set. Here, the size of this sample area 42 is assumed to be LXLmm. The field of view of the microscope 10 is a specific field of view 44 within this sample area 42.
becomes.

この視野範囲44について顕微鏡10による拡大が行わ
れ、その映像はテレビカメラ14に画素信号として得ら
れる。即ち、この視野範囲44に対応してテレビカメラ
14の水平方向512.垂直方向480の画素信号が得
られる。そして、こ(7)512X480の画素信号は
フレームメモリ18に記憶される。
This visual field range 44 is magnified by the microscope 10, and the image is obtained as a pixel signal by the television camera 14. That is, the horizontal direction 512 . of the television camera 14 corresponds to this viewing range 44 . 480 pixel signals in the vertical direction are obtained. Then, this (7) 512×480 pixel signal is stored in the frame memory 18.

このフレームメモリ18に記憶された画素についてのデ
ータはコンピュータ20に供給され、ここではサンプル
エリア42全体の中の座標に変換されて記憶される。こ
のため、この発明の装置によれば、サンプルエリア42
の中の任意の点における位置データを把握することがで
きる。
The data about the pixels stored in frame memory 18 is supplied to computer 20 where it is converted into coordinates within the entire sample area 42 and stored. Therefore, according to the apparatus of the present invention, the sample area 42
It is possible to grasp the position data at any point within.

即ち、サンプルエリア42全体に対応したワールド座標
をコンピユータ20内部に有しており、視野範囲44の
1つずつの位置についてのデータはこのワールド座標の
内部の座標として認識されることとなる。
That is, the computer 20 has world coordinates corresponding to the entire sample area 42, and data regarding each position in the viewing range 44 is recognized as coordinates within this world coordinate.

ここで、この対応づけについて更に具体的に説明する。Here, this association will be explained in more detail.

まず、プレパラート40における所定の位置合わせ基準
点位置を(X oo、Y oo)とする。
First, the positions of predetermined alignment reference points in the slide 40 are assumed to be (X oo, Y oo).

また、同一座標における顕微鏡の対物レンズ中心位置を
(xo 、yo )とする。そして、この対物レンズの
中心位置をテレビモニタ16における中心に設定する。
Further, the center position of the objective lens of the microscope at the same coordinates is assumed to be (xo, yo). Then, the center position of this objective lens is set at the center of the television monitor 16.

画面の大きさは(512,480)なのでその画面の中
心位置(Xo、Yo)は画面上の画素位置として(25
6,240)となる。
Since the size of the screen is (512,480), the center position (Xo, Yo) of the screen is (25
6,240).

ここで、移動ステージの位置信号を画面中心点の座標と
見なすと、(X 00’  y DO)は基準点を画面
中心に持っていった時の、移動ステージの位置信号であ
る。また、顕微鏡倍率によって決まる画素1つの大きさ
をAμmとすれば、プレパラート上の任意の点(x、 
 y)は画面上の座標を(X。
Here, if the position signal of the moving stage is regarded as the coordinates of the center point of the screen, (X 00' y DO) is the position signal of the moving stage when the reference point is brought to the center of the screen. Also, if the size of one pixel determined by the microscope magnification is Aμm, any point on the slide (x,
y) is the coordinate on the screen (X.

Y)とすると、次式のようになる。Y), the following equation is obtained.

(X、Y)−” (Xo、 Yo) +A (X−256、Y−240>
そして、位置合せ基準点をワールド座標における(0.
0)、長さLav+をワールド座標における20.00
0にすれば、画面上の任意の点(X、 Y)は次式のよ
うにしてワールド座標上の点(X、。
(X, Y)-” (Xo, Yo) +A (X-256, Y-240>
Then, the alignment reference point is set to (0.
0), the length Lav+ is 20.00 in world coordinates
If set to 0, any point (X, Y) on the screen becomes a point (X, Y) on the world coordinates using the following equation.

y )に変換される。ここにプレパラートの座標系はμ
m単位である。
y). Here, the coordinate system of the slide is μ
The unit is m.

20.000 0 ””     ((Xo −Xoo−”10  Yoo
) +A  (X−258、Y−240) 111枚目
プレパラートのZ座標を0とすると、2枚目のプレパラ
ートのZ座標は、ワールド座標系で、プレパラート間隔
をΔZとすると、0 2  !       ΔZ 一般に、直前のプレパラートのZ座標をZn−1、プレ
パラートの間隔を628mとすると、0 z −2+    ΔZ n   n−1 となる。
20.000 0 ”” ((Xo -Xoo-”10 Yoo
) +A (X-258, Y-240) If the Z coordinate of the 111th slide is 0, then the Z coordinate of the second slide is 0 2 !, if the interval between slides is ΔZ in the world coordinate system. ΔZ Generally, if the Z coordinate of the immediately preceding slide is Zn-1 and the interval between slides is 628 m, then 0 z −2+ ΔZ n n-1 is obtained.

なお、長さLmmをワールド座標系の20.000とし
たのは16ビツトコンピユータを用いた場合、扱える単
精度整数の範囲が約±32,000だからである。
The length Lmm is set to 20,000 in the world coordinate system because when a 16-bit computer is used, the range of single-precision integers that can be handled is approximately ±32,000.

このように、この実施例によれば、顕微鏡10の視野範
囲44だけでなくサンプルエリア42全体について位置
データを同一基準の位置データとして入力することがで
きる。このため、一つのプレパラート40に対してのデ
ータ取り込みを一度の観察によって終えることができ、
データ取り込みの効率を飛躍的に上昇することができる
In this way, according to this embodiment, position data can be inputted not only for the viewing range 44 of the microscope 10 but also for the entire sample area 42 as position data based on the same reference. Therefore, data acquisition for one slide 40 can be completed in one observation,
Data capture efficiency can be dramatically increased.

次に、プレパラート40を交換した場合には、次のよう
にして整合性をとる。即ち、プレパラート40は各スラ
イス毎に順番に観察する。そこで、前回の測定対象と次
の測定対象の間隔をキーボードより入力し、新しい測定
対象のZ座標を得る。
Next, when the preparation 40 is replaced, consistency is maintained as follows. That is, the slide 40 is observed in order for each slice. Therefore, the distance between the previous measurement object and the next measurement object is input from the keyboard to obtain the Z coordinate of the new measurement object.

そして、観察者は前回人力された位置データを参考に基
準点を今回の画像の中から探し出し基準点同士を合致さ
せることによって交換前後の座標を一致させることがで
きる。
Then, the observer can match the coordinates before and after the exchange by searching for the reference point in the current image with reference to the position data manually entered last time and matching the reference points.

また、この実施例における移動ステージ12はXY方向
の移動のみならず、回転も行えるようになっている。こ
のため、観察者は、観察像の中から基準点を探し出し、
これを前回の基準点と合わせる。そして、移動ステージ
12の回転によってその方向までも合致させることがで
きる。
Further, the moving stage 12 in this embodiment is capable of not only moving in the X and Y directions but also rotating. Therefore, the observer searches for the reference point in the observed image and
Match this with the previous reference point. By rotating the moving stage 12, even that direction can be matched.

移動ステージ12を回転した場合、その後の移動ステー
ジ12の移動は画面上では斜めになってしまう。すなわ
ち、角度θだけ回転した場合移動ステージ12はθだけ
ずれた方向をXSY軸として移動するようになる。この
ため、その後の移動ステージからの位置データもこの角
度θを考慮して換算する必要があるが、これはコンピュ
ータ20において処理できる。
When the moving stage 12 is rotated, the subsequent movement of the moving stage 12 will be oblique on the screen. That is, when rotated by an angle θ, the moving stage 12 moves in a direction shifted by θ as the XSY axis. Therefore, the subsequent position data from the movable stage also needs to be converted in consideration of this angle θ, but this can be processed by the computer 20.

ここで、コンピュータ20においてこの換算を行うため
には、角度θを認識しなければならない。
Here, in order to perform this conversion in the computer 20, the angle θ must be recognized.

この角度θは、移動ステージ12が角度についての出力
が行えるようになっていればそれを利用すれば良いが、
回転後の移動ステージ12の移動が画面上でどのような
移動になるかで認識してもよい。すなわち、角度θ回転
後における移動ステージ12のX方向における距離りの
移動は画面上においては(h cosθ、  hs1n
θ)の移動となるからである。従って、このような操作
によってコンピュータは回転角θを認識でき、その後の
移動ステージ12の移動データについての換算が行える
This angle θ can be used if the moving stage 12 can output an angle.
The movement of the moving stage 12 after rotation may be recognized by how it moves on the screen. That is, the movement of the moving stage 12 in the X direction after rotation by angle θ is expressed as (h cos θ, hs1n
This is because the movement is θ). Therefore, by such an operation, the computer can recognize the rotation angle θ, and can convert the subsequent movement data of the moving stage 12.

なお、移動ステージ12を回転することとテレビカメラ
14を回転することは同じことを意味するので、テレビ
カメラ14を回転してもよい。また、すでに入力されて
いる位置データによる線画はコンピュータ20の処理に
よって回転できる。
Note that since rotating the moving stage 12 and rotating the television camera 14 mean the same thing, the television camera 14 may also be rotated. Furthermore, line drawings based on position data that have already been input can be rotated through processing by the computer 20.

従って、キーボード30等からの回転角θの人力によっ
て線画を回転し、方向あわせを行ってもよい。
Therefore, the line drawing may be rotated and oriented by human power at the rotation angle θ from the keyboard 30 or the like.

さらに、移動ステージ12を移動するとその後の移動が
斜めになってしまい操作性が悪く、線画の移動は角度を
推定しなければならないという問題がある。このため、
移動ステージ12の回転によって方向合せを行い、上述
のような操作によって回転角を認識した後、移動ステー
ジ12を戻し、認識した角度θだけ線画を回転してもよ
い。
Furthermore, when the moving stage 12 is moved, the subsequent movement becomes oblique, resulting in poor operability, and there is a problem in that the angle must be estimated when moving the line drawing. For this reason,
After aligning the orientation by rotating the movable stage 12 and recognizing the rotation angle by the operation described above, the movable stage 12 may be returned and the line drawing may be rotated by the recognized angle θ.

また、プレパラート40を回転して、位置合わせを行う
ことができる。すなわち、プレパラートをサンプルホル
ダー上でフリーにし、プレパラートを回転させ、位置合
わせの後ロックする。これによれば、コンピュータ20
における処理は、何等変更する必要ない。
Further, positioning can be performed by rotating the preparation 40. That is, the preparation is set free on the sample holder, rotated, and locked after positioning. According to this, the computer 20
There is no need to change the processing in .

また、この発明の装置にあっては、テレビモニタ16上
に前回入力した位置データを入力点を結んだ折線として
表示することができる。そこで、今回観察している像の
上に重ねてこの折線についての画像が表示されるので、
これを見ながら移動ステージ12を調整することによっ
て両者の基準点及び方向を合致させることができる。
Further, in the apparatus of the present invention, the previously input position data can be displayed on the television monitor 16 as a broken line connecting the input points. Therefore, an image of this broken line will be displayed superimposed on the image you are currently observing, so
By adjusting the moving stage 12 while looking at this, it is possible to match the reference point and direction of both.

ここで、前回入力した輪郭についての位置データは通常
サンプルエリア42全体に複数点在する。
Here, a plurality of position data regarding the previously input contour are normally scattered throughout the sample area 42.

従って、これらの人力データの全体の位置合せによって
、非常に精度の高い位置合せが行える。なお、移動ステ
ージ12の回転による方向合わせを行った後、基準点の
位置合わせを行っても良い。
Therefore, very highly accurate alignment can be achieved by aligning all of these manual data. Note that the reference points may be aligned after the direction is aligned by rotating the moving stage 12.

次に、対物レンズの倍率を変更する場合は次のようにし
て行う。まず、最初に拡大を行いたい画面上の場所を中
心に合わせるよう移動ステージ12を調整する。次に対
物レンズを変更し、倍率の違う画像をテレビモニタ16
に表示する。
Next, when changing the magnification of the objective lens, do so as follows. First, the moving stage 12 is adjusted so that the location on the screen to be enlarged is centered. Next, change the objective lens and display the image with a different magnification on the TV monitor 16.
to be displayed.

通常はこの中心点が対物レンズ変更に伴っても全く移動
しない不動点となっているので、この中心点についての
ワールド座標中の位置は対物レンズ変更によって変更さ
れない。このため、倍率を変更した後に、倍率を変更し
たことをコンピュータ20に入力しておけば、その後の
画面上のポイント移動によるデータ入力については1画
素毎の距離が変更されていることの処理をコンピュータ
20で行うことができ、ワールド座標中の位置について
は正しいデータとして入力することができる。
Normally, this center point is a fixed point that does not move at all even when the objective lens is changed, so the position of this center point in the world coordinates is not changed when the objective lens is changed. For this reason, if you input the fact that the magnification has been changed into the computer 20 after changing the magnification, the subsequent data input by moving the point on the screen will not process the fact that the distance for each pixel has been changed. This can be done by the computer 20, and the position in world coordinates can be input as correct data.

さらに、コンピュータ20に記憶されている各プレパラ
ート40についての位置データを画面に表示する時には
、その画面上の倍率は所定の演算によって任意に変更で
きる。従って、所定の倍率で観察を行っている時に、す
でに入力済の位置データをそのときの倍率で表示するこ
とができる。
Furthermore, when displaying the position data for each slide 40 stored in the computer 20 on the screen, the magnification on the screen can be arbitrarily changed by a predetermined calculation. Therefore, when observing at a predetermined magnification, position data that has already been input can be displayed at the magnification at that time.

また、プレパラート40を変更した際の位置合せの時に
は、低い倍率で複数のすでに入力済の位置データを表示
して行った方が効率が良い。そこで、プレパラート40
を交換した時には、最初に低い倍率の画面として、交換
前後の位置合せを行い、その後に高倍率の観察を行うと
よい。
Furthermore, when aligning when changing the slide 40, it is more efficient to display a plurality of already input position data at a low magnification. Therefore, preparation 40
When replacing the image, it is best to first perform alignment before and after replacement using a low-magnification screen, and then perform high-magnification observation.

さらに、入力済のデータの表示は、2つ前のプレパラー
トの輪郭を青、直前を黄、人力中のプレパラートの輪郭
の色を赤等、色を変更して行うと良い。こうすれば、す
でに入力済のプレパラートデータを複数表示し、輪郭を
入力した測定対象の位置の変化を容易に認識することが
できる。
Furthermore, it is preferable to display the inputted data by changing the color, such as blue for the outline of the two previous slides, yellow for the previous slide, and red for the outline of the manual slide. In this way, a plurality of pieces of slide data that have already been input can be displayed, and changes in the position of the measurement object whose outline has been input can be easily recognized.

一方、この実施例の装置においては、輪郭線入力時には
、外の輪郭は右周りの点列として人力するように約束し
である。即ち、人力された位置データの並びによってそ
の輪郭内に中味の詰まった側を指定することができる。
On the other hand, in the apparatus of this embodiment, when inputting a contour line, the outer contour is manually input as a series of points around the right. That is, by arranging the position data manually, it is possible to specify the side with the most content within the outline.

そして、内部に穴がある場合は、外の輪郭に引き続き穴
の輪郭を左周り点列で入力する。これによって、中味が
詰まった組織、内部に穴がある物体、内部を空に抽象し
た皮質等の入力も行える。なお、皮質は輪郭の片側だけ
を入力し、逆側は入力点列を逆向きに自動発生して入力
すると良い。また、穴の中に充填物がある場合は穴と同
じ点列を逆層りに自動発生し、充填物の外輪郭線を作る
とよい。
If there is a hole inside, input the outline of the hole as a counterclockwise point sequence following the outside outline. This allows you to input objects such as a tissue that is filled with something, an object that has a hole inside, or an abstracted cortex that is empty inside. Note that it is best to input only one side of the contour to the cortex, and automatically generate and input a sequence of input points in the opposite direction for the other side. In addition, if there is a filling in a hole, it is recommended to automatically generate the same dot sequence as the hole in a reverse layer to create the outer outline of the filling.

また、このようにして入力された各プレパラ−)40に
ついてのデータは、コンピュータ2θの外部記憶装置で
あるハードディスク22等に保持される。ディスク容f
f140メガバイトの場合にあっては、スライスの枚数
は1000枚程度0人力が可能である。
Further, the data regarding each pre-parameter) 40 input in this manner is held in the hard disk 22, etc., which is an external storage device of the computer 2θ. Disk capacity f
In the case of f140 megabytes, the number of slices can be about 1000 without any manual effort.

そして、これらデータより所定のプログラムに従い立体
像を構成するわけであるが、この場合次のようなモード
を選択できる。
Then, a three-dimensional image is constructed from these data according to a predetermined program, and in this case, the following modes can be selected.

(a)ネットワークモデルモード 輪郭線の表示と、輪郭線の代表点(重心)を結び、組織
の接続関係、分岐等を表示する。
(a) Network model mode Displaying the contour line and connecting representative points (centroids) of the contour line to display connection relationships, branches, etc. of tissues.

(b)円柱モデルモード 輪郭線にスライス間隔の高さを持った垂直壁面を付け、
陰影表示を行うものである。このモードは、断面に比べ
、スライス間隔の薄い測定対象の表示に有効である。
(b) Attach a vertical wall surface with a height equal to the slice interval to the cylindrical model mode contour line,
This is for displaying shading. This mode is effective for displaying a measurement target where the slice interval is thinner than the cross section.

(c)ソリッドモデルモード 輪郭線より壁面を生成し、グーローシエデングにより陰
影表示を行うものである。通常は、光源、視点は、Z方
向の無限遠点に設定しである。そして、平行投影により
高速表示を行う。
(c) Solid model mode A wall surface is generated from the contour line, and shading is displayed using Gouraud shading. Usually, the light source and viewpoint are set at an infinity point in the Z direction. Then, high-speed display is performed by parallel projection.

(d)半透明表示モード 物体毎に透過率が設定でき、物体の内側や裏に隠れた部
分をすかして見ることができる。
(d) Transparent display mode Transmittance can be set for each object, allowing you to see parts hidden inside or behind the object.

更に、この実施例によれば、各種計測も同時に行うこと
ができる。
Furthermore, according to this embodiment, various measurements can be performed simultaneously.

即ち、穴を除去した身の体積、穴の容積、表面積、長さ
、等の3次元測定を行うことができる。
That is, it is possible to perform three-dimensional measurements of the volume of the body with the hole removed, the volume of the hole, the surface area, the length, etc.

また、物体座標上における位置、2点間距離、断面積、
周囲長、平均の肉厚、輪郭の楕円相等長軸直径、輪郭の
楕円相等短軸直径等の測定も行える。
In addition, the position on the object coordinates, the distance between two points, the cross-sectional area,
It is also possible to measure the peripheral length, average wall thickness, elliptical contour long axis diameter, contour elliptical short axis diameter, etc.

[発明の効果コ 以上説明したように、この発明にかかる立体像用データ
取り込み方法によれば、試料全面について観察倍率を上
げ、詳細に輪郭入力ができ、プレパラートを交換した位
置に、前回の輪郭データを一緒に画面表示することがで
き、取り替え前後のプレパラートの位置合せ、方向合せ
を非常に効率的に行えるという効果が得られる。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the 3D image data acquisition method according to the present invention, the observation magnification can be increased for the entire surface of the sample, detailed contour input can be performed, and the previous contour can be displayed at the position where the slide was replaced. The data can be displayed together on the screen, and the positioning and orientation of the slides before and after replacement can be very efficiently performed.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明にかかる立体像用データ取り込み方法を
適用したシステムの構成例を示すブロック図、 第1A図は第1図の顕微鏡10に装着されるプレパラー
トの構成を示す概略図、 第2図は同実施例における位置データの対応関係を示す
説明図である。 10 ・・・ 顕微鏡 11 ・・・ レボルバ− 12・・・ 移動ステージ 14 ・・・ テレビカメラ 16 ・・・ テレビモニタ 18 ・・・ フレームメモリ 20 ・・・ コンピュータ 22 ・・−ハードディスク 26 ・・・ マウス 28 ・・・ デジタイザ 30 ・・・ キーボード 40 ・・・ プレパラート システムや真へ゛ヂ列 第1図 第1A図
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a system to which the stereoscopic image data acquisition method according to the present invention is applied; FIG. 1A is a schematic diagram showing the configuration of a slide mounted on the microscope 10 of FIG. 1; The figure is an explanatory diagram showing the correspondence of position data in the same embodiment. 10... Microscope 11... Revolver 12... Moving stage 14... Television camera 16... Television monitor 18... Frame memory 20... Computer 22... Hard disk 26... Mouse 28 ... Digitizer 30 ... Keyboard 40 ... Preparation system and true vertical column Fig. 1 Fig. 1A

Claims (1)

【特許請求の範囲】 測定対象物を複数の薄片状のスライスとして連続した切
片についての複数のプレパラートを形成し、この複数の
プレパラートの顕微鏡による観察結果から立体像を再構
築する立体像用データ取込み方法において、 プレパラートを顕微鏡の観察位置にある所定平面内で移
動自在な移動ステージに載置固定する工程と、 顕微鏡によって得られたプレパラートについての像を画
面に表示する工程と、 この画面に表示された像の中から任意の一点を選び基準
点を決定する工程と、 この基準点を決定したときの上記移動ステージの位置と
画面上の基準点の位置とからすべての位置データの基準
となるワールド座標の原点と座標軸を決定する工程と、 移動ステージの位置信号を出力する工程と、上記画面に
表示された画像を見ながら、画面上に表示されたカーソ
ルを画像の輪郭に対応する個所に移動させ、その位置に
ついてのデータを順次入力することによって、輪郭につ
いての位置データを取込む工程と、 この画面における位置データを移動ステージからの位置
信号によってワールド座標における位置データに変換す
る工程と、 観察するプレパラートを交換する工程と、 交換後のプレパラートの画像と前回のプレパラートにつ
いての入力された位置データを画面に重ねて表示する工
程と、 表示された両者の画像を比較することによって、交換前
後の画像についての基準点の位置および方向を合致させ
る工程と、 この時の移動ステージの位置及び画面上の基準点の位置
とからプレパラート交換後の画面上の位置をワールド座
標上の位置として認識する工程と、を有し、 複数のプレパラートについての広範囲の位置データをワ
ールド座標上の位置として順次取込むことを特徴とする
連続切片からの立体像再構築用データ取込み方法。
[Claims] Three-dimensional image data acquisition in which a plurality of preparations of continuous slices of a measurement object are formed into a plurality of thin slices, and a three-dimensional image is reconstructed from the observation results of the plurality of preparations with a microscope. The method includes a step of mounting and fixing the slide on a moving stage that is movable within a predetermined plane at an observation position of the microscope, a step of displaying an image of the slide obtained by the microscope on a screen, and a step of displaying the image on the screen. The process of selecting an arbitrary point from among the images and determining the reference point, and determining the world that becomes the reference for all position data from the position of the moving stage and the position of the reference point on the screen when this reference point is determined. The process of determining the coordinate origin and coordinate axes, the process of outputting the position signal of the moving stage, and the process of moving the cursor displayed on the screen to the location corresponding to the outline of the image while looking at the image displayed on the screen above. a step of capturing positional data about the contour by sequentially inputting data about the position; a step of converting the positional data on this screen into positional data in world coordinates using a positional signal from the moving stage; and observation. The process of exchanging the slides to be replaced, the process of superimposing the image of the replaced slide and the input position data of the previous slide on the screen, and comparing the two displayed images to determine the before and after exchange. A process of matching the position and direction of the reference point for the image, and a process of recognizing the position on the screen after slide exchange as the position on the world coordinates from the position of the moving stage at this time and the position of the reference point on the screen. A data acquisition method for reconstructing a three-dimensional image from continuous slices, comprising: sequentially acquiring a wide range of position data for a plurality of slides as positions on world coordinates.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS641081A (en) * 1987-06-24 1989-01-05 Fuji Electric Co Ltd Method for re-constructing stereoscopic image

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS641081A (en) * 1987-06-24 1989-01-05 Fuji Electric Co Ltd Method for re-constructing stereoscopic image

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