JPH06259533A - Optical image reconstituting device - Google Patents

Optical image reconstituting device

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Publication number
JPH06259533A
JPH06259533A JP5045348A JP4534893A JPH06259533A JP H06259533 A JPH06259533 A JP H06259533A JP 5045348 A JP5045348 A JP 5045348A JP 4534893 A JP4534893 A JP 4534893A JP H06259533 A JPH06259533 A JP H06259533A
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JP
Japan
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image
optical
spatial frequency
images
dimensional
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP5045348A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuo Sonobe
和夫 園部
Susumu Kikuchi
奨 菊地
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Priority to JP5045348A priority Critical patent/JPH06259533A/en
Publication of JPH06259533A publication Critical patent/JPH06259533A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To provide an optical image reconstituting device capable of reconsti tuting an optical tomographic image or an optical three-dimensional (3-D) image having excellent resolution or SN ratio and effective for practical use. CONSTITUTION:The optical image reconstituting device is provided with an optical image formation system 220, a focus plane control means 230 for moving the position of an object face focused by the system 220, an image pickup means 300 for converting an object image formed by the system 200 into an electric signal, an image input means 402 for preparing a segmented image obtained by stacking an image signal inputted by the means 300 in accordance with the position of a focus plane, a means for inputting images from plural angular directions on the same plane, a means 405 for positioning plural segmented images, and a means 405 for preparing a tomographic image by synthesizing plural segmented images.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、顕微鏡をはじめとした
光学機器による画像入力処理装置、あるいは各種発光現
像の可視化装置等において断層像や3次元像をディジタ
ル処理により再構成、表示する技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for reconstructing and displaying a tomographic image or a three-dimensional image by digital processing in an image input processing device using an optical instrument such as a microscope or a visualization device for various luminescence developments. .

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の光学機器による画像入力処理装置
では、構成上の制約により任意の方向からの画像を入力
するのが困難な場合がある。例として顕微鏡を考える。
図11に一般的な顕微鏡の構成図を示す。一般に顕微鏡
は光学系の光軸方向に垂直なステージ面に置いた対象物
の像が結像されるように構成される。図11に示すよう
に、対物レンズ103の光軸と垂直な方向、つまり水平
方向についてはX−Yステージ駆動部101により対象
物の任意の部分を視野内に設定することができるが、光
軸方向のZステージ駆動部102は焦点調節に利用さ
れ、通常の観察方向では光軸と平行な断層像を得ること
はできない。
2. Description of the Related Art In a conventional image input processing apparatus using optical equipment, it may be difficult to input an image from an arbitrary direction due to structural restrictions. Consider a microscope as an example.
FIG. 11 shows a configuration diagram of a general microscope. Generally, a microscope is constructed so that an image of an object placed on a stage surface perpendicular to the optical axis direction of the optical system is formed. As shown in FIG. 11, in the direction perpendicular to the optical axis of the objective lens 103, that is, in the horizontal direction, an arbitrary portion of the object can be set within the visual field by the XY stage drive unit 101. The Z stage driving unit 102 in the direction is used for focus adjustment, and it is not possible to obtain a tomographic image parallel to the optical axis in the normal observation direction.

【0003】ディジタル画像処理的方法により光軸と平
行な断層像を再構成した例としては、A.Erhardt,G.Zins
er,D.Komitowski and J.Bille,Appl.opt.,24,194-200,
(1985).が挙げられる。この論文では、焦点の合った物
体面(以下合焦面と略す)の位置を光軸方向にステップ
的に移動させながら設定合焦面に対応した画像を入力す
ることにより3次元像(以下切片像と呼ぶ)を構成し、
これに3次元光学伝達関数(3D−OTF)の逆フィル
タをかけることにより画像入力の際に劣化した空間周波
数成分を回復する方法が示されている。
Examples of reconstructing a tomographic image parallel to the optical axis by a digital image processing method include A. Erhardt, G. Zins.
er, D.Komitowski and J.Bille, Appl.opt., 24,194-200,
(1985). In this paper, a three-dimensional image (hereinafter referred to as “intersection”) is obtained by inputting an image corresponding to a set focal plane while stepwise moving the position of a focused object plane (hereinafter referred to as “focus plane”) in the optical axis direction. Called a statue),
A method of recovering a spatial frequency component deteriorated at the time of image input by applying an inverse filter of a three-dimensional optical transfer function (3D-OTF) to this is shown.

【0004】ところが、このような方法では、顕微鏡対
物レンズの開口数(N.A.)の制限により光軸方向の
空間周波数特性が面方向に比べて大きく劣化しており、
回復フィルタリング作用を行なったとしても解像度に優
れた断層面を得るのは難しい。また、逆フィルタを作用
させる際に、3D−OTFの特性が著しく劣っている空
間周波数成分を無理に強調し過ぎることにより再構成像
の信号雑音比(S/N)が非常に悪くなる可能性もあ
る。
However, in such a method, the spatial frequency characteristic in the optical axis direction is greatly deteriorated as compared with the surface direction due to the limitation of the numerical aperture (NA) of the microscope objective lens.
Even if recovery filtering is performed, it is difficult to obtain a fault plane with excellent resolution. Further, when the inverse filter is operated, the signal-noise ratio (S / N) of the reconstructed image may be extremely deteriorated by forcibly emphasizing the spatial frequency component whose 3D-OTF characteristic is significantly inferior. There is also.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】このように、光学断層
像を得ることを目的とする分野における従来の方法は光
学結像系の通過空間周波数帯域や焦点深度といった光学
的特性の制限内で得られた像情報を用いて処理を行なう
ものであり、解像度やS/Nの点で問題があった。
As described above, the conventional method in the field for obtaining an optical tomographic image is obtained within the limits of the optical characteristics such as the pass spatial frequency band and the depth of focus of the optical imaging system. Since the processing is performed using the obtained image information, there is a problem in terms of resolution and S / N.

【0006】本発明の光学像再構成装置はこのような課
題に着目してなされたものであり、その目的とするとこ
ろは、解像度やS/Nに優れた光学断層像あるいは光学
3次元像を再構成でき、しかも実用上有用な光学像再構
成装置を提供することにある。
The optical image reconstructing apparatus of the present invention has been made in view of such a problem, and its purpose is to obtain an optical tomographic image or an optical three-dimensional image excellent in resolution and S / N. An object of the present invention is to provide an optical image reconstructing device that can be reconstructed and is practically useful.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段及び作用】上記の目的を達
成するために、光学結像系と、この光学結像系における
焦点を合わせた物体面の位置を移動させる合焦面制御手
段と、前記光学結像系により結像された物体の像を電気
的信号に変換する撮像手段と、この撮像手段により入力
される像信号を合焦面の位置に応じて積み重ねた切片像
を作成する画像入力手段と、前記画像入力を同一平面内
の複数の角度方向から行なう手段と、上記複数の切片像
の位置合わせを行なう手段と、上記複数の切片像を合成
することにより断層像を作成する手段とを具備する。
In order to achieve the above-mentioned object, an optical imaging system, and a focusing surface control means for moving the position of a focused object surface in the optical imaging system, Image pickup means for converting an image of an object formed by the optical image forming system into an electric signal, and an image for forming a slice image in which image signals input by the image pickup means are stacked according to the position of the focusing surface. Input means, means for performing the image input from a plurality of angle directions within the same plane, means for aligning the plurality of section images, and means for creating a tomographic image by combining the plurality of section images. And.

【0008】[0008]

【実施例】以下に、図面を参照して本発明の実施例を説
明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0009】まず、本発明の第1実施例を説明する。本
実施例では異なる光軸方向で得られる切片像を合成する
ことにより、一方向で得られる切片像で劣っていた光軸
方向に対する空間周波数特性を改善し、特性の良い3次
元像を得る。また合成を行なう際には異なる方向で得ら
れた切片像に位置ずれ補正を行なうことにより空間的な
正確さが要求される装置構成の負荷を軽減する。
First, a first embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, by combining the slice images obtained in different optical axis directions, the spatial frequency characteristic in the optical axis direction, which was inferior to the slice images obtained in one direction, is improved, and a three-dimensional image with good characteristics is obtained. In addition, when performing synthesis, positional deviation correction is performed on the intercept images obtained in different directions, thereby reducing the load on the device configuration that requires spatial accuracy.

【0010】切片像は光学結像系の合焦面を光軸方向に
移動させながら入力した画像を積み重ねることにより求
められる。図4(a)に示す物体に対して得られる切片
像を図4(b)に示す。この時、光学結像系の空間周波
数特性から与えられる切片像の空間周波数特性は図4
(c)のようになる。
The slice image is obtained by stacking the input images while moving the focusing surface of the optical imaging system in the optical axis direction. A section image obtained for the object shown in FIG. 4A is shown in FIG. At this time, the spatial frequency characteristic of the intercept image given from the spatial frequency characteristic of the optical imaging system is shown in FIG.
It becomes like (c).

【0011】図4(c)は等方的な合焦面方向の特性を
適当な一方向で代表させ光軸方向の特性と合わせて光学
結像系の空間周波数特性を2次元で表わしたものであ
る。図4(c)の空間周波数特性の合焦面方向のプロフ
ァイルを図4(d)に示す。また光軸方向のプロファイ
ルを図4(e)に示す。図4(d)と図4(e)から合
焦面方向の空間周波数特性と比較して光軸方向の空間周
波数特性が大きく劣っていることがわかる。
FIG. 4 (c) is a two-dimensional representation of the spatial frequency characteristic of the optical image-forming system in which the characteristic in the isotropic focusing plane direction is represented by an appropriate one direction and combined with the characteristic in the optical axis direction. Is. FIG. 4D shows a profile of the spatial frequency characteristic of FIG. 4C in the focusing plane direction. A profile in the optical axis direction is shown in FIG. It is understood from FIGS. 4D and 4E that the spatial frequency characteristic in the optical axis direction is significantly inferior to the spatial frequency characteristic in the focusing surface direction.

【0012】以下に、位置ずれ補正の方法について説明
する。異なる方向から得られる切片像の位置合わせは相
関演算を用いて行なう。切片像は3次元であるから相関
演算は次のようになる。
A method of correcting the positional deviation will be described below. Positioning of slice images obtained from different directions is performed using a correlation calculation. Since the intercept image is three-dimensional, the correlation calculation is as follows.

【0013】[0013]

【数1】 ここで、c(x,y,z)は相関関数で、* は複素共役
を表わす。また相関関数c(x,y,z)は次のように
も表わせる。
[Equation 1] Here, c (x, y, z) is a correlation function, and * represents a complex conjugate. The correlation function c (x, y, z) can also be expressed as follows.

【0014】[0014]

【数2】 ただし、F[]はFourier 変換を表わし、F[f(x,
y,z)]=F(u,v,w)、F[g(x,y,
z)]=G(u,v,w)とする。(2)式により相関
関数c(x,y,z)を求めピーク位置を探すことによ
り、位置ずれ補正に必要な切片像のずれ量を求めること
ができる。切片像のずれ量をシフトして合成を行なうこ
とにより位置ずれ補正を行なえる。前述の位置ずれ補正
によって本実施例では空間的な正確さが要求される装置
構成の負荷を軽減することができる。
[Equation 2] However, F [] represents the Fourier transform, and F [f (x,
y, z)] = F (u, v, w), F [g (x, y,
z)] = G (u, v, w). By obtaining the correlation function c (x, y, z) by the equation (2) and finding the peak position, the shift amount of the intercept image necessary for the position shift correction can be obtained. Position shift correction can be performed by shifting the shift amount of the intercept image and performing synthesis. According to the above-described positional deviation correction, the load of the apparatus configuration, which requires the spatial accuracy in this embodiment, can be reduced.

【0015】次に異なる光軸方向で得られる切片像の合
成について説明する。図5(a)に示されている物体、
図5(b)に示されている切片像、図5(c)と図5
(d)に示されている合成像は、図3に示される物体の
回転面と平行な断層面に得られる断層像である。
Next, the synthesis of slice images obtained in different optical axis directions will be described. The object shown in FIG. 5 (a),
Section image shown in FIG. 5B, FIG. 5C and FIG.
The composite image shown in (d) is a tomographic image obtained on a tomographic plane parallel to the rotation plane of the object shown in FIG.

【0016】以下、断層像を用いて合成の説明を行な
う。断層像から3次元像を求めたい場合には合成後の断
層像を所定の位置関係で積み重ねれば良い。図5(a)
の物体に対して得られる切片像を図5(b)に示す。図
5(b)の切片像は物体の存在する位置に合焦面がある
場合に得られる像が最もシャープで、合焦面が物体の存
在する位置から離れるに従って像のぼけが増大してい
く。また図6(a)に切片像の空間周波数特性を示す。
The synthesis will be described below using a tomographic image. When it is desired to obtain a three-dimensional image from the tomographic images, the combined tomographic images may be stacked in a predetermined positional relationship. Figure 5 (a)
FIG. 5 (b) shows a section image obtained for the object. The intercept image of FIG. 5B is the sharpest image obtained when the focal plane exists at the position where the object exists, and the blur of the image increases as the focal plane moves away from the position where the object exists. . Further, FIG. 6A shows the spatial frequency characteristic of the intercept image.

【0017】図6(a)は図4(c)を上から見下ろし
簡単に示したものである。斜線で示される領域が図4
(c)の図において高さがある領域すなわち零以外の値
を持つ領域である。このような切片像を多方向から得て
加算した合成像を図5(c)、図5(d)に示す。図5
(c)は方向数を2とした場合で図5(d)は方向数を
4とした場合である。またそれぞれの合成像の空間周波
数特性を図6(b)、図6(c)に示す。これらの空間
周波数特性は、多方向から得られた切片像を合成するこ
とにより一方向の切片像を用いるだけでは失われてしま
う帯域を補うことができ特性の良い合成像が得られるこ
とを示している。
FIG. 6A is a simplified view of FIG. 4C looking down from above. The shaded area is shown in Figure 4.
In the diagram of (c), it is a region having a height, that is, a region having a value other than zero. 5C and 5D show composite images obtained by obtaining such slice images from multiple directions and adding them. Figure 5
5C shows the case where the number of directions is 2, and FIG. 5D shows the case where the number of directions is 4. The spatial frequency characteristics of each composite image are shown in FIGS. 6 (b) and 6 (c). These spatial frequency characteristics show that by synthesizing intercept images obtained from multiple directions, it is possible to compensate for the band that is lost only by using intercept images in one direction, and a synthesized image with good characteristics can be obtained. ing.

【0018】また得られる合成像について説明すると、
合成像は次に示す理由で光学結像系を用いて画像入力を
行なった場合に発生する合焦位置はずれのぼけ像を除い
たものになる。まず切片像を得る場合に光軸方向に連な
る合焦位置はずれのぼけ像は、物体の存在する位置を除
いて異なる方向の切片像の加算と正規化によって消失す
る。また切片像では物体の存在する位置に最もシャープ
な像があるはずなので、合成によって残る像は最もシャ
ープな像だけである。従って、合成を行なうことによっ
て光学結像系に起因する光軸方向に連なる合焦位置はず
れのぼけ像は除かれる。
The obtained composite image will be described below.
The combined image is obtained by removing the blurred image of the out-of-focus position generated when the image is input using the optical imaging system for the following reason. First, when a slice image is obtained, a blurred image that is out of focus and continuous in the optical axis direction disappears by addition and normalization of slice images in different directions except for the position where the object exists. Also, in the section image, the sharpest image should be at the position where the object exists, so the only image left by combining is the sharpest image. Therefore, by performing the combination, the blurred image which is caused by the optical image forming system and which is deviated from the in-focus position continuous in the optical axis direction is removed.

【0019】図1は第1実施例に係る光学像再構成装置
の構成を示す図である。図1の光学像再構成装置はおお
まかに顕微鏡装置200、TVカメラ300、画像プロ
セッサ400、TVモニタ500、マン=マシンインタ
ーフェース600、に分けられる。顕微鏡装置200に
は試料回転装置210が設けられており、試料を保持し
ながら回転操作できるように構成されている。また、対
物レンズ220は、合焦面駆動装置230により光軸方
向に駆動されるように構成されており、対物レンズ22
0の合焦面が光軸方向の所定の物体面に設定されるよう
になっている。
FIG. 1 is a view showing the arrangement of the optical image reconstructing apparatus according to the first embodiment. The optical image reconstruction device of FIG. 1 is roughly divided into a microscope device 200, a TV camera 300, an image processor 400, a TV monitor 500, and a man-machine interface 600. The microscope apparatus 200 is provided with a sample rotating device 210, and is configured so that it can be rotated while holding the sample. The objective lens 220 is configured to be driven in the optical axis direction by the focusing surface drive device 230, and the objective lens 22
The in-focus surface of 0 is set as a predetermined object plane in the optical axis direction.

【0020】図2は試料回転装置210の構成を示す図
である。モータ211によりプーリー212が回転制御
され、その動力はベルト213により透明管214に伝
えられる。透明管214には、内部に生理食塩水やアル
コールなどの液体が満たされ、生体組織、生体細胞とい
った試料が保持される。また透明管214は保持台21
5a、215bに支えられながらも回転できるように設
定されている。
FIG. 2 is a diagram showing the structure of the sample rotating device 210. The pulley 212 is rotationally controlled by the motor 211, and the power thereof is transmitted to the transparent tube 214 by the belt 213. The transparent tube 214 is filled with a liquid such as physiological saline or alcohol, and holds a sample such as living tissue or living cells. In addition, the transparent tube 214 is the holding table 21.
It is set so that it can rotate while being supported by 5a and 215b.

【0021】図1における顕微鏡装置200以外の構成
について説明する。TVカメラ300は顕微鏡装置20
0の鏡筒の先に取り付けられており、顕微鏡が撮像され
る。画像プロセッサ400内には、TVカメラ300か
らのアナログビデオ信号をディジタル変換するA/D変
換器401、画像メモリ402が含まれ、撮像時の合焦
面の空間的位置関係に従ってディジタル画像信号が格納
されるように構成される。
A configuration other than the microscope apparatus 200 in FIG. 1 will be described. The TV camera 300 is the microscope device 20.
It is attached to the tip of the lens barrel of 0 and the microscope is imaged. The image processor 400 includes an A / D converter 401 for digitally converting an analog video signal from the TV camera 300 and an image memory 402, and stores the digital image signal in accordance with the spatial positional relationship of the focusing surface at the time of image pickup. Is configured to be.

【0022】また、複数の画像信号を記録する画像メモ
リ409、CPU405、画像メモリ406、FFT演
算器411、およびボクセルプロセッサ408が内部バ
ス410に接続され、CPU405の指令に基づいて3
次元像の再構成が行なわれると共に、ボクセルプロセッ
サ408により3次元像から所定の2次元像が算出され
て画像メモリ406に格納される。画像メモリ406に
格納された画像はビデオD/A変換器407により所定
のアナログビデオ信号に変換されて、TVモニタ500
に表示される。
Further, an image memory 409 for recording a plurality of image signals, a CPU 405, an image memory 406, an FFT calculator 411, and a voxel processor 408 are connected to the internal bus 410, and based on a command from the CPU 405,
A two-dimensional image is reconstructed, and a predetermined two-dimensional image is calculated from the three-dimensional image by the voxel processor 408 and stored in the image memory 406. The image stored in the image memory 406 is converted into a predetermined analog video signal by the video D / A converter 407, and the TV monitor 500 is displayed.
Is displayed in.

【0023】また、画像プロセッサ400内には、試料
回転装置210を制御する試料回転装置ドライバ404
と合焦面駆動装置230を制御する合焦面駆動装置ドラ
イバ403が内蔵され、CPU405からの指令信号に
基づき、各々の駆動装置に制御信号を送る。マン=マシ
ンインターフェース600はCPU405に接続され、
設定条件などが表示されると共に、操作者が動作命令な
どを送れるように構成されている。
Further, in the image processor 400, a sample rotator driver 404 for controlling the sample rotator 210.
A focusing surface driving device driver 403 for controlling the focusing surface driving device 230 is built in, and sends a control signal to each driving device based on a command signal from the CPU 405. The man-machine interface 600 is connected to the CPU 405,
The setting conditions and the like are displayed, and the operator can send operation commands and the like.

【0024】以下に上記構成の作用を説明する。The operation of the above configuration will be described below.

【0025】画像プロセッサ400内において、透明管
214の最下部から最上部まで完全に含まれる範囲にわ
たって対物レンズ220の合焦面を移動させながら物体
を撮像した画像が、図3に示す切片像のように合焦面駆
動装置ドライバ403の信号に従い合焦面の空間的位置
関係に応じて画像メモリ402に格納される。完成した
1投影方向に対する切片像は画像メモリ402から画像
メモリ409に送られる。
In the image processor 400, an image obtained by picking up an object while moving the focusing surface of the objective lens 220 over the range completely included from the lowermost portion to the uppermost portion of the transparent tube 214 is the section image shown in FIG. As described above, according to the signal from the focusing surface driving device driver 403, it is stored in the image memory 402 according to the spatial positional relationship of the focusing surface. The completed slice image for one projection direction is sent from the image memory 402 to the image memory 409.

【0026】この動作は対物レンズ220の光軸に対す
る透明管214の設定角度が所定の間隔で変更されなが
ら1回転するまで繰り返され画像メモリ409には多方
向の切片像が格納される。CPU405は適当な一つの
切片像を基準に定め、他の任意の切片像との相関関数を
FFT演算器411を用いて求める。CPU405は相
関関数のピーク位置を検出することによって基準の切片
像に対する任意の切片像の位置ずれ量を求める。CPU
405は画像メモリ409に格納されている多方向から
の切片像を位置ずれ量だけずらしながら加算することに
より3次元像を合成する。
This operation is repeated until the set angle of the transparent tube 214 with respect to the optical axis of the objective lens 220 is changed by a predetermined interval until it makes one rotation, and the image memory 409 stores multidirectional slice images. The CPU 405 sets one appropriate intercept image as a reference and obtains a correlation function with another arbitrary intercept image using the FFT calculator 411. The CPU 405 detects the peak position of the correlation function to obtain the position shift amount of an arbitrary slice image with respect to the reference slice image. CPU
Reference numeral 405 synthesizes a three-dimensional image by adding the slice images from multiple directions stored in the image memory 409 while shifting them by the amount of positional deviation.

【0027】ただし本実施例において得られる切片像は
3次元像であるが、次のように処理を進めることによ
り、核心となる合成は2次元で行なうようにする。CP
U405は、試料回転装置210が行なう回転操作の回
転面方向に、3次元の切片像を切断し2次元の切片像を
得る。CPU405は多方向の2次元の切片像に位置ず
れ補正を行ないながら補間処理を含めた加算処理を行な
い2次元の合成像を得る。2次元の合成像を積み重ねる
ことによって3次元像を求める。合成された3次元像は
再び画像メモリ409に格納される。画像メモリ409
に格納された3次元像は、TVモニタ500に映しださ
れる画像として可視化されるようにボクセルプロセッサ
408により所定の処理が実行される。つまり、3次元
像を所定の視点から見た投影像に変換したり、所定の切
断面像を構成したり、所定の等濃度面を構成したりする
ことにより、3次元像が目的に応じて視覚的に把握され
易い画像に変換され表示される。
However, although the intercept image obtained in this embodiment is a three-dimensional image, the core synthesis is performed in two dimensions by advancing the processing as follows. CP
U405 cuts a three-dimensional slice image in the direction of the rotation surface of the rotation operation performed by the sample rotating device 210 to obtain a two-dimensional slice image. The CPU 405 obtains a two-dimensional composite image by performing addition processing including interpolation processing on the multi-directional two-dimensional intercept images while performing positional deviation correction. A three-dimensional image is obtained by stacking two-dimensional composite images. The combined three-dimensional image is stored in the image memory 409 again. Image memory 409
The voxel processor 408 executes a predetermined process so that the three-dimensional image stored in is visualized as an image displayed on the TV monitor 500. That is, by converting a three-dimensional image into a projection image viewed from a predetermined viewpoint, forming a predetermined cut plane image, or forming a predetermined isodensity plane, the three-dimensional image can be used according to the purpose. It is converted into an image that can be easily visually recognized and displayed.

【0028】以上詳述したように、第1実施例では、異
なる多方向から得られる切片像を合成することにより、
一方向の切片像で劣っていた光軸方向の空間周波数特性
を改善する。また切片像を合成する際には位置ずれ補正
をう行なうことにより空間的な正確さを要求される装置
構成の負荷を軽減する。
As described above in detail, in the first embodiment, by combining the slice images obtained from different multiple directions,
The spatial frequency characteristic in the optical axis direction, which was inferior to the one-direction slice image, is improved. Further, when synthesizing the slice images, the positional deviation is corrected to reduce the load on the apparatus configuration that requires spatial accuracy.

【0029】従って第1実施例によれば、解像度に優れ
た光学断層像あるいは光学3次元像を再構成でき、しか
も実用上有用な光学像再構成装置を提供できる。
Therefore, according to the first embodiment, it is possible to provide an optical image reconstructing apparatus which can reconstruct an optical tomographic image or an optical three-dimensional image having excellent resolution and which is practically useful.

【0030】以下に本発明の第2実施例について説明す
る。第2実施例は、光学結像系の光軸方向の帯域制限が
合焦面方向の帯域と比較して劣っているが、さほど厳し
くない場合に適用できる例である。その場合に得られる
切片象の特性は、光軸方向の特性は合焦面方向と比較し
て多少劣っているが光軸方向の帯域制限は厳しくないの
で比較的良い特性になる。従って、光軸方向の帯域劣化
を補うために行なう異なる投影方向の切片像の合成は、
投影方向数を少なくしても行なうことができる。第2実
施例においては投影方向数を減らすことのできる再構成
において、画像入力を行なうための光学結像系の投影方
向数だけ用意することによって、調整など手間のかかる
回転操作を省き操作の簡略化を計るものである。
The second embodiment of the present invention will be described below. The second embodiment is an example applicable to the case where the band limitation in the optical axis direction of the optical imaging system is inferior to that in the focusing surface direction, but is not so severe. The characteristics of the intercept obtained in this case are relatively inferior in the characteristics in the optical axis direction as compared with the in-focus surface direction, but are relatively good characteristics because the band limitation in the optical axis direction is not severe. Therefore, the synthesis of the intercept images in different projection directions to compensate for the band deterioration in the optical axis direction is
It can be performed even if the number of projection directions is reduced. In the second embodiment, in the reconstruction capable of reducing the number of projection directions, by preparing only the number of projection directions of the optical image forming system for inputting an image, a troublesome rotation operation such as adjustment is omitted and the operation is simplified. It is to measure

【0031】図7は第2実施例に係る光学像再構成装置
の構成を示す図である。図7の構成はおおまかに、顕微
鏡装置700、TVカメラ800、TVカメラ801、
画像プロセッサ900、TVモニタ1000、マン=マ
シンインターフェース1100、に分けられる。顕微鏡
装置700には透明管714が図示しない顕微鏡装置の
台によって固定されている。透明管714には、内部に
生理食塩水やアルコールなどの液体が満たされ、生体組
織、生体細胞といった試料が保持される。
FIG. 7 is a view showing the arrangement of the optical image reconstructing apparatus according to the second embodiment. The configuration of FIG. 7 is roughly the microscope device 700, the TV camera 800, the TV camera 801,
It is divided into an image processor 900, a TV monitor 1000, and a man-machine interface 1100. A transparent tube 714 is fixed to the microscope apparatus 700 by a stand of a microscope apparatus (not shown). The transparent tube 714 is filled with a liquid such as physiological saline or alcohol, and holds a sample such as living tissue or living cells.

【0032】また顕微鏡装置700には、画像入力を行
なう装置が二個用意され、透明管の軸と直交する平面内
で互いに光軸方向が直交するように固定されている。画
像入力を行なう装置を構成する対物レンズ720は、合
焦面駆動装置730により光軸方向に駆動されるように
構成されており、対物レンズ720の合焦面が光軸方向
の所定の物体面に設定されるようになっている。他方の
画像入力を行なう装置を構成する対物レンズ721も、
同様に合焦面駆動装置731により光軸方向に駆動され
るように構成されており、対物レンズ721の合焦面が
光軸方向の所定の物体面に設定されるようになってい
る。
Two devices for inputting an image are prepared in the microscope device 700, and they are fixed so that their optical axis directions are orthogonal to each other in a plane orthogonal to the axis of the transparent tube. An objective lens 720 that constitutes a device for inputting an image is configured to be driven in the optical axis direction by a focusing surface driving device 730, and the focusing surface of the objective lens 720 is a predetermined object plane in the optical axis direction. Is set to. The objective lens 721 that constitutes the other device for inputting an image also
Similarly, the focusing surface driving device 731 is configured to be driven in the optical axis direction, and the focusing surface of the objective lens 721 is set to a predetermined object surface in the optical axis direction.

【0033】図7における顕微鏡装置700以外の構成
について説明する。TVカメラ800は顕微鏡装置70
0内にある鏡筒740の先に取り付けられており対物レ
ンズ720を通して得られる像を撮像する。TVカメラ
801は顕微鏡装置700内にある鏡筒741の先に取
り付けられており対物レンズ721を通して得られる像
を撮像する。画像プロセッサ900内には、TVカメラ
800からのアナログビデオ信号をディジタル変換する
A/D変換器901、TVカメラ801からのアナログ
ビデオ信号をディジタル変換するA/D変換器902、
画像メモリ903が含まれ、撮像時の合焦面の空間的位
置関係に従ってディジタル画像信号が格納されるように
構成される。
A configuration other than the microscope apparatus 700 in FIG. 7 will be described. The TV camera 800 is the microscope device 70.
It is attached to the tip of the lens barrel 740 inside 0 and captures the image obtained through the objective lens 720. The TV camera 801 is attached to the tip of the lens barrel 741 in the microscope apparatus 700 and captures an image obtained through the objective lens 721. In the image processor 900, an A / D converter 901 for converting an analog video signal from the TV camera 800 into a digital signal, an A / D converter 902 for converting an analog video signal from the TV camera 801 into a digital signal,
An image memory 903 is included and configured to store digital image signals in accordance with the spatial positional relationship of the focusing surface at the time of image pickup.

【0034】また、CPU905、画像メモリ906、
FFT演算器910、およびボクセルプロセッサ908
が内部バス909に接続され、CPU905の指令に基
づいて3次元像の合成が行なわれると共に、ボクセルプ
ロセッサ908により3次元像から所定の2次元像が算
出されて画像メモリ906に格納される。画像メモリ9
06に格納された画像はビデオD/A変換器907によ
り所定のアナログビデオ信号に変換されて、TVモニタ
1000に表示される。
Further, a CPU 905, an image memory 906,
FFT calculator 910 and voxel processor 908
Is connected to the internal bus 909, a three-dimensional image is combined based on a command from the CPU 905, and a predetermined two-dimensional image is calculated from the three-dimensional image by the voxel processor 908 and stored in the image memory 906. Image memory 9
The image stored in 06 is converted into a predetermined analog video signal by the video D / A converter 907 and displayed on the TV monitor 1000.

【0035】また、画像プロセッサ900内には、合焦
面駆動装置730と合焦面駆動装置731を制御する合
焦面駆動装置ドライバ904が内蔵され、CPU905
からの指令信号に基づき制御信号を送る。マン=マシン
インターフェース1000はCPU905に接続され、
設定条件などが表示されると共に、操作者が動作命令な
どを送れるように構成されている。
Further, in the image processor 900, a focusing surface driving device driver 730 and a focusing surface driving device driver 904 for controlling the focusing surface driving device 731 are built in, and a CPU 905.
A control signal is sent based on the command signal from. The man-machine interface 1000 is connected to the CPU 905,
The setting conditions and the like are displayed, and the operator can send operation commands and the like.

【0036】以下に上記構成の作用を説明する。The operation of the above configuration will be described below.

【0037】画像プロセッサ900内において、透明管
714の完全に含まれる範囲にわたって対物レンズ72
0の合焦面を移動させながら物体を撮像した画像が、図
8に示す切片像aのように合焦面駆動装置ドライバ90
4の信号に従い合焦面の空間的位置関係に応じて画像メ
モリ903に格納される。また透明管714の再下部か
ら再上部まで完全に含まれる範囲にわたって対物レンズ
721の合焦面を移動させながら物体を撮像した画像
が、図8に示す切片像bのように合焦面駆動装置ドライ
バ904の信号に従い合焦面の空間的位置関係に応じて
画像メモリ903に格納される。
Within the image processor 900, the objective lens 72 over the entire included area of the transparent tube 714.
An image obtained by picking up an object while moving the focal plane of 0 is a focal plane driving device driver 90 as shown by a section image a in FIG.
It is stored in the image memory 903 according to the spatial positional relationship of the in-focus surface according to the signal of No. 4. Further, an image obtained by capturing an object while moving the focusing surface of the objective lens 721 over the range completely included from the lower part to the upper part of the transparent tube 714 is a focusing surface driving device as shown in a section image b in FIG. It is stored in the image memory 903 according to the spatial positional relationship of the focusing surface according to the signal of the driver 904.

【0038】CPU905は一つの切片像を基準に定
め、他の切片像との相関関数をFFT演算器910を用
いて求める。CPU905は相関関数のピーク位置を検
出することによって基準の切片像に対する任意の切片像
の位置ずれ量を求める。CPU905は画像メモリ90
3に格納されている切片画像aと切片画像bを位置ずれ
量だけずらしながら図8に示す位置関係で加算を行ない
合成像を得る。
The CPU 905 sets one intercept image as a reference, and obtains a correlation function with another intercept image using the FFT calculator 910. The CPU 905 detects the peak position of the correlation function to obtain the position shift amount of an arbitrary slice image with respect to the reference slice image. CPU 905 is an image memory 90
While shifting the slice image a and the slice image b stored in No. 3 by the positional displacement amount, addition is performed in the positional relationship shown in FIG. 8 to obtain a combined image.

【0039】合成された3次元像は再び画像メモリ90
3に格納される。画像メモリ903に格納された3次元
像は、TVモニタ1000に映しだされる画像として可
視化されるようにボクセルプロセッサ908により所定
の処理が実行される。つまり、3次元像を所定の視点か
ら見た投影像に変換したり、所定の切断面像を構成した
り、所定の等濃度面を構成したりすることにより、3次
元像が目的に応じて視覚的に把握され易い画像に変換さ
れ表示される。
The synthesized three-dimensional image is again used in the image memory 90.
3 is stored. The three-dimensional image stored in the image memory 903 is subjected to predetermined processing by the voxel processor 908 so that the three-dimensional image is visualized as an image displayed on the TV monitor 1000. That is, by converting a three-dimensional image into a projection image viewed from a predetermined viewpoint, forming a predetermined cut plane image, or forming a predetermined isodensity plane, the three-dimensional image can be used according to the purpose. It is converted into an image that can be easily visually recognized and displayed.

【0040】以上詳述したように、第2実施例では、光
学結像系を用いて画像入力を行なう場合に光軸方向の帯
域制限がさほど厳しくなければ、投影方向数を減らし画
像入力を行なうための光学結像系を投影方向数だけ用意
する。そうすることによって再構成装置の中で調整など
手間のかかる回転操作を省くことができる。また多方向
から切片像を同時に取得することにより切片像の取得時
間を短縮することができる。
As described in detail above, in the second embodiment, when the image input is performed using the optical imaging system, if the band limitation in the optical axis direction is not so severe, the number of projection directions is reduced and the image input is performed. There are prepared as many optical imaging systems as the number of projection directions. By doing so, it is possible to omit complicated rotation operations such as adjustment in the reconstructing device. Further, the acquisition time of the section images can be shortened by simultaneously acquiring the section images from multiple directions.

【0041】以下に、本発明の第3実施例を説明する。
第3実施例では光学結像系の空間周波数特性を利用して
行なう回復フィルタリングを本実施例に適用する場合に
ついて述べる。単一の投影方向で得られる切片像に光学
結像系の空間周波数特性を利用した回復フィルタリング
を行なうことは困難である。これは切片像の空間周波数
特性が光学結像系の影響により投影方向に厳しい帯域制
限を受けているからである。また劣っている空間周波数
成分を無理に強調しすぎることにより回復処理後の切片
像のS/Nが非常に悪くなる可能性もある。
The third embodiment of the present invention will be described below.
In the third embodiment, a case will be described in which the restoration filtering performed by utilizing the spatial frequency characteristic of the optical imaging system is applied to this embodiment. It is difficult to perform the restoration filtering using the spatial frequency characteristic of the optical imaging system on the intercept image obtained in a single projection direction. This is because the spatial frequency characteristic of the intercept image is severely band-limited in the projection direction due to the influence of the optical imaging system. In addition, there is a possibility that the S / N of the intercept image after the recovery processing may be extremely deteriorated by forcibly emphasizing the inferior spatial frequency component.

【0042】本実施例では、異なる投影方向の切片像を
合成し、得られる合成像に対して光学結像系の特性を利
用した回復フィルタリングを行なう。回復フィルタリン
グを合成処理の後に行なうことによって、厳しい帯域制
限を受けている空間周波数成分に対する回復フィルタリ
ングを避けることができ、従ってS/Nが悪くなる可能
性を除くことができる。
In the present embodiment, the intercept images in different projection directions are combined, and the obtained combined image is subjected to the restoration filtering utilizing the characteristics of the optical image forming system. By performing the restoration filtering after the synthesis process, it is possible to avoid the restoration filtering for the spatial frequency components that are severely band-limited, and thus eliminate the possibility that the S / N becomes worse.

【0043】本実施例において回復フィルタリングに用
いるフィルタを求める方法について説明する。回復フィ
ルタリングに用いるフィルタR(u,v)は、光学結像
系の空間周波数特性を利用して次のように求められる。
まず切片像に与えられる空間周波数特性を考える。切片
像は光学結像系を通して得られる像なので、その空間周
波数特性は光学結像系の空間周波数特性そのものであ
る。
A method of obtaining a filter used for recovery filtering in this embodiment will be described. The filter R (u, v) used for the restoration filtering is obtained as follows using the spatial frequency characteristic of the optical imaging system.
First, consider the spatial frequency characteristics given to the intercept image. Since the intercept image is an image obtained through the optical imaging system, the spatial frequency characteristic is the spatial frequency characteristic itself of the optical imaging system.

【0044】また合成像は異なる投影方向の切片像を加
算したものであるから、その空間周波数特性は光学結像
系の空間周波数特性を投影方向にあわせて加算したもの
になる。合成像に与えられる空間周波数特性をI(u,
v)とすると、例えば図5(c)に示すように投影方向
数を2とした場合の合成像の空間周波数特性I(u,
v)は図6(b)のようになる。これは図4(c)に示
す切片像の空間周波数特性すなわち光学結像系の空間周
波数特性を互いに直交する方向で加算したものである。
Since the composite image is the sum of the intercept images in different projection directions, the spatial frequency characteristic is the sum of the spatial frequency characteristics of the optical imaging system in accordance with the projection direction. The spatial frequency characteristic given to the composite image is I (u,
v), for example, as shown in FIG. 5C, the spatial frequency characteristic I (u,
v) becomes like FIG.6 (b). This is obtained by adding the spatial frequency characteristics of the intercept image shown in FIG. 4C, that is, the spatial frequency characteristics of the optical imaging system, in the directions orthogonal to each other.

【0045】更に投影方向数を増やす場合には、増やし
た投影方向にあわせて切片像の空間周波数特性を加算す
れば、同様に合成像の空間周波数特性を求めることがで
きる。回復フィルタリング後の合成像に想定する空間周
波数特性をO(u,v)とし、O(u,v)を図10
(a)に示す。本実施例ではS/Nを考慮し回復フィル
リタリング後の合成像の空間周波数特性をインフォーカ
ス結像で得られる空間周波数特性とした。図10(b)
は図10(a)に示される2次元の空間周波数特性をv
=0で表される平面で切断したプロファイルである。以
上に示した回復フィルタリング前の合成像の空間周波数
特性I(u,v)と回復フィルタリング後の合成像に想
定する空間周波数特性O(u,v)とを用いて、フィル
タR(u,v)は次の式で表される。
When the number of projection directions is further increased, the spatial frequency characteristics of the composite image can be similarly obtained by adding the spatial frequency characteristics of the intercept image according to the increased projection directions. The spatial frequency characteristic assumed in the composite image after the restoration filtering is O (u, v), and O (u, v) is shown in FIG.
It shows in (a). In the present embodiment, considering the S / N, the spatial frequency characteristic of the composite image after the recovery fill retarding is the spatial frequency characteristic obtained by in-focus imaging. Figure 10 (b)
Represents the two-dimensional spatial frequency characteristic shown in FIG.
It is a profile cut by a plane represented by = 0. Using the spatial frequency characteristic I (u, v) of the composite image before the recovery filtering and the spatial frequency characteristic O (u, v) assumed for the composite image after the recovery filtering as described above, the filter R (u, v) is used. ) Is represented by the following formula.

【0046】[0046]

【数3】 フィルタR(u,v)を求める様子を図10(c)に示
す。
[Equation 3] FIG. 10C shows how the filter R (u, v) is obtained.

【0047】合成処理後の断層像に対して以上で求めた
フィルタR(u,v)を用いると、劣った空間周波数成
分に対して無理な強調を行なわなくてすみ、従ってS/
Nが悪くなる可能性を避け良好な回復フィルタリングを
行なうことができる。
By using the filter R (u, v) obtained above with respect to the tomographic image after the synthesis processing, it is not necessary to perform unreasonable emphasis on inferior spatial frequency components, and thus S /
Good recovery filtering can be performed while avoiding the possibility of N being deteriorated.

【0048】図9は本発明の第3実施例に係る光学像再
構成装置の構成を示す図である。図9の構成はおおまか
に顕微鏡装置200、TVカメラ300、画像プロセッ
サ1200、TVモニタ500、マン=マシンインター
フェース600、に分けられる。顕微鏡装置200、T
Vカメラ300、TVモニタ500、マン=マシンイン
ターフェース600、は第1実施例と同様である。
FIG. 9 is a view showing the arrangement of the optical image reconstructing apparatus according to the third embodiment of the present invention. The configuration of FIG. 9 is roughly divided into a microscope device 200, a TV camera 300, an image processor 1200, a TV monitor 500, and a man-machine interface 600. Microscope device 200, T
The V camera 300, the TV monitor 500, and the man-machine interface 600 are the same as those in the first embodiment.

【0049】画像プロセッサ1200内には、TVカメ
ラ300からのアナログビデオ信号をディジタル変換す
るA/D変換器1201、画像メモリ1202が含ま
れ、撮像時の合焦面の空間的位置関係に従ってディジタ
ル画像信号が格納されるように構成される。また、複数
の画像信号を記録する画像メモリ1209、CPU12
05、画像メモリ1206、およびボクセルプロセッサ
1208、FFT演算器1211、(3)式に示したフ
ィルタが格納されたROM1212、が内部バス121
0に接続され、CPU1205の指令に基づいて3次元
像の再構成が行なわれると共に、ボクセルプロセッサ1
208により3次元像から所定の2次元像が算出されて
画像メモリ1206に格納される。
The image processor 1200 includes an A / D converter 1201 for digitally converting an analog video signal from the TV camera 300 and an image memory 1202, and a digital image according to the spatial positional relationship of the focusing surface at the time of image pickup. The signal is configured to be stored. Further, the image memory 1209 for recording a plurality of image signals, the CPU 12
05, an image memory 1206, a voxel processor 1208, an FFT calculator 1211, and a ROM 1212 that stores the filter shown in Expression (3).
0, the three-dimensional image is reconstructed based on a command from the CPU 1205, and the voxel processor 1
A predetermined two-dimensional image is calculated from the three-dimensional image by 208 and stored in the image memory 1206.

【0050】画像メモリ1206に格納された画像はD
/A変換器1207により所定のアナログビデオ信号に
変換されて、TVモニタ500に表示される。また、画
像プロセッサ1200内には、試料回転装置210を制
御する試料回転装置ドライバ1204と合焦面駆動装置
230を制御する合焦面駆動装置ドライバ1203が内
蔵され、CPU1205からの指令信号に基づき、各々
の駆動装置に制御信号を送る。マン=マシンインターフ
ェース600はCPU1205に接続され、設定条件な
どが表示されると共に、操作者が動作命令などを送れる
ように構成されている。
The image stored in the image memory 1206 is D
A / A converter 1207 converts the analog video signal into a predetermined analog video signal and displays it on the TV monitor 500. Further, in the image processor 1200, a sample rotating device driver 1204 for controlling the sample rotating device 210 and a focusing surface driving device driver 1203 for controlling the focusing surface driving device 230 are built in, and based on a command signal from the CPU 1205, Send a control signal to each drive. The man-machine interface 600 is connected to the CPU 1205, and is configured so that setting conditions and the like are displayed and the operator can send operation commands and the like.

【0051】以下に上記構成の作用を説明する。The operation of the above configuration will be described below.

【0052】画像プロセッサ1200内において、透明
管214の最下部から最上部まで完全に含まれる範囲に
わたって対物レンズ220の合焦面を移動させながら物
体を撮像した画像が、切片像になるように合焦面駆動装
置ドライバ1203の信号に従い合焦面の空間的位置関
係に応じて画像メモリ1202に格納される。完成した
1投影方向に対する切片像は画像メモリ1202から画
像メモリ1209に送られる。この動作は対物レンズ2
20の光軸に対する透明管214の設定角度が所定の間
隔で変更されながら1回転するまで繰り返され画像メモ
リ1209には多方向の切片像が格納される。
In the image processor 1200, an image obtained by picking up an object while moving the focusing surface of the objective lens 220 over the range completely included from the lowermost portion to the uppermost portion of the transparent tube 214 is adjusted so as to be a section image. It is stored in the image memory 1202 in accordance with the spatial positional relationship of the in-focus surface according to the signal from the in-focus surface driver driver 1203. The completed slice image for one projection direction is sent from the image memory 1202 to the image memory 1209. This operation is the objective lens 2
The setting angle of the transparent tube 214 with respect to the optical axis of 20 is changed at predetermined intervals and repeated until it makes one rotation, and multi-directional section images are stored in the image memory 1209.

【0053】CPU1205は適当な一つの切片像を基
準に定め、他の任意の切片像との相関関数をFFT演算
器1211を用いて求める。CPU1205は相関関数
のピーク位置を検出することによって基準の切片像に対
する任意の切片像の位置ずれ量を求める。
The CPU 1205 determines an appropriate one intercept image as a reference, and obtains a correlation function with another arbitrary intercept image by using the FFT calculator 1211. The CPU 1205 detects the peak position of the correlation function to obtain the amount of positional deviation of an arbitrary slice image with respect to the reference slice image.

【0054】CPU1205は画像メモリ1209に格
納されている多方向からの切片像を位置ずれ量だけずら
しながら加算することにより3次元像を合成する。CP
U1205は合成された3次元像から試料回転装置21
0が行なう回転操作の回転面方向に断層像を得る。
The CPU 1205 adds three-dimensional images stored in the image memory 1209 while shifting the slice images from various directions by the amount of positional deviation. CP
U1205 is a sample rotation device 21 based on the synthesized three-dimensional image.
A tomographic image is obtained in the direction of the plane of rotation of the rotation operation performed by 0.

【0055】CPU1205は得られた断層像にFFT
演算器(DSP)1211を用いてフーリエ変換を行な
い断層像の空間周波数表現を得る。CPU1205は断
層像の空間周波数表現にROM1212に格納されてい
るフィルタを成分毎に乗算することによって回復フィル
タリングを行なう。CPU1205はFFT演算器12
11を用いて逆フーリエ変換を行ない回復フィルタリン
グ後の断層像を得る。回復フィルタリング後の断層像を
所定の位置に積み重ねることによって回復フィルタリン
グ後の3次元像が得られる。得られた3次元像は再び画
像メモリ1209に格納される。画像メモリ1209に
格納された3次元像は、TVモニタ500に映しだされ
る画像として可視化されるようにボクセルプロセッサ1
208により所定の処理が実行される。
The CPU 1205 performs FFT on the obtained tomographic image.
Fourier transform is performed using a computing unit (DSP) 1211 to obtain a spatial frequency representation of a tomographic image. The CPU 1205 performs recovery filtering by multiplying the spatial frequency expression of the tomographic image by the filter stored in the ROM 1212 for each component. The CPU 1205 is the FFT calculator 12
Inverse Fourier transform is performed using 11 to obtain a tomographic image after recovery filtering. A three-dimensional image after recovery filtering is obtained by stacking the tomographic images after recovery filtering at a predetermined position. The obtained three-dimensional image is stored in the image memory 1209 again. The voxel processor 1 allows the three-dimensional image stored in the image memory 1209 to be visualized as an image displayed on the TV monitor 500.
Predetermined processing is executed by 208.

【0056】つまり、3次元像を所定の視点から見た投
影像に変換したり、所定の切断面像を構成したり、所定
の等濃度面を構成したりすることにより、3次元像が目
的に応じて視覚的に把握され易い画像に変換され表示さ
れる。
That is, a three-dimensional image is obtained by converting the three-dimensional image into a projected image viewed from a predetermined viewpoint, forming a predetermined cut surface image, or forming a predetermined equal density surface. Is converted into an image that can be easily visually recognized and displayed.

【0057】以上詳述したように、第3実施例では、回
復フィルタリングを切片像の合成処理の後に行なうこと
により、厳しい帯域制限を受けている空間周波数成分に
対する回復フィルタリングを避けることができ、従って
合成像のS/Nが悪くなる可能性を除くことができる。
As described in detail above, in the third embodiment, the restoration filtering is performed after the synthesis process of the intercept image, so that the restoration filtering for the spatial frequency component which is severely band-limited can be avoided. It is possible to eliminate the possibility that the S / N ratio of the composite image will deteriorate.

【0058】[0058]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の光学像再
構成装置においては、解像度やS/Nに優れた光学断層
像あるいは光学3次元像を再構成でき、しかも実用上有
用な光学像再構成装置を提供できる。
As described in detail above, in the optical image reconstructing apparatus of the present invention, an optical tomographic image or an optical three-dimensional image excellent in resolution and S / N can be reconstructed, and the optical image is practically useful. An image reconstruction device can be provided.

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

【図1】第1実施例に係る光学像再構成装置の構成を示
す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an optical image reconstructing apparatus according to a first embodiment.

【図2】試料回転装置の構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a sample rotation device.

【図3】物体の回転面と平行な断層面に得られる断層像
を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a tomographic image obtained on a tomographic plane parallel to the rotation plane of the object.

【図4】第1実施例の概略を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining the outline of the first embodiment.

【図5】異なる光軸方向で得られる切片像の合成につい
て説明するための図である。
FIG. 5 is a diagram for explaining composition of slice images obtained in different optical axis directions.

【図6】異なる光軸方向で得られる切片像の合成につい
て説明するための図である。
FIG. 6 is a diagram for explaining composition of slice images obtained in different optical axis directions.

【図7】第2実施例に係る光学像再構成装置の構成を示
す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of an optical image reconstructing device according to a second embodiment.

【図8】第2実施例の作用を説明するための図である。FIG. 8 is a diagram for explaining the operation of the second embodiment.

【図9】第3実施例に係る光学像再構成装置の構成を示
す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of an optical image reconstructing device according to a third embodiment.

【図10】空間周波数特性及びフィルタR(u,v)を
求める様子を説明するための図である。
FIG. 10 is a diagram for explaining how to obtain a spatial frequency characteristic and a filter R (u, v).

【図11】従来の一般的な顕微鏡の構成図である。FIG. 11 is a configuration diagram of a conventional general microscope.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

200…顕微鏡装置、210…試料回転装置、220…
対物レンズ、230…合焦面駆動装置、400…画像プ
ロセッサ、401…A/D変換器、402,406,4
09…画像メモリ、403…合焦面駆動装置ドライバ、
404…試料回転装置ドライバ、405…CPU、40
7…D/A変換器、408…ボクセルプロセッサ、41
0…内部バス、411…FFT演算器、500…TVモ
ニタ、600…マン=マシンインタフェース。
200 ... Microscope device, 210 ... Sample rotation device, 220 ...
Objective lens, 230 ... Focusing plane drive device, 400 ... Image processor, 401 ... A / D converter, 402, 406, 4
09 ... Image memory, 403 ... Focus plane driving device driver,
404 ... Sample rotation device driver, 405 ... CPU, 40
7 ... D / A converter, 408 ... Voxel processor, 41
0 ... Internal bus, 411 ... FFT calculator, 500 ... TV monitor, 600 ... Man = machine interface.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光学結像系と、 この光学結像系における焦点を合わせた物体面の位置を
移動させる合焦面制御手段と、 前記光学結像系により結像された物体の像を電気的信号
に変換する撮像手段と、 この撮像手段により入力される像信号を合焦面の位置に
応じて積み重ねた切片像を作成する画像入力手段と、 前記画像入力を同一平面内の複数の角度方向から行なう
手段と、 上記複数の切片像の位置合わせを行なう手段と、 上記複数の切片像を合成することにより断層像を作成す
る手段と、を具備したことを特徴とする光学像再構成装
置。
1. An optical imaging system, a focusing surface control means for moving a position of a focused object surface in the optical imaging system, and an object image formed by the optical imaging system. Means for converting the image signal into a dynamic signal, an image input means for creating a slice image in which image signals input by the image pickup means are stacked according to the position of the focusing surface, and a plurality of angles for the image input in the same plane. An optical image reconstructing apparatus comprising: a unit for performing a direction, a unit for aligning the plurality of slice images, and a unit for creating a tomographic image by synthesizing the plurality of slice images. .
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