JPH1137845A - 血清量測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 血液の画像を取り込んで血清成分の画像を取
り出す血清量測定装置において、血清成分の色彩の分布
が不連続な場合であっても、動作しない色抽出手段が発
生する問題を解消して、抽出精度を向上させること、お
よび２値化のための閾値決定に要する時間を飛躍的に短
縮することを目的とする。 【解決手段】 血液の画像を取り込んで血清成分の画像
を取り出す血清量測定装置において、閾値決定手段１４
が抽出誤りの少ない閾値を決定するときに、色座標変換
した色度平面上での血清成分の色情報の分布領域のみに
色抽出手段２０を割り当てる指示を閾値決定手段１４に
供給する抽出領域決定手段２６を備えたことを特徴とす
る血清量測定装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、病院等で患者から
採血された血液の血清成分だけを抽出して病状を検査す
るのに用いられる血清量測定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、多くの病院において患者の病気を
診断するのに、患者から採血された血液を分析する装置
が広く利用されている。

【０００３】血液を分析する装置において、多くの血液
検体を高速に処理するためには、検査装置内に送る血液
量を人手によらず測定し、血液検体の搬入から検査終了
までを一貫したラインで自動運転する事が必要不可欠で
ある。

【０００４】この種の血清量測定装置は、例えば、試験
管中の血清成分の画像を取り込んで、血清成分の色彩の
抽出画を取り出して試験管中にある血清成分量の計測に
使用されるものである。

【０００５】従来の血清量測定装置は、図７に示すよう
に構成されている。患者から採血した血液を試験管７に
入れて、円心分離器などにより試験管７の血液を成分ご
とに分離する。この分離した血液１は、試験管７の底側
から順に、血餅成分３、分離剤４、血清成分２の層に分
離されている。前記の分離剤４は、血清成分２と血餅成
分３とを分離するものである。

【０００６】一般に、血餅成分３の色は黒色、分離剤４
の色は乳白色、血清成分２の色は透明の黄色である。血
清成分２と血餅成分３に分離した血液１を含む試験管７
は、図８に示すように、白色の背景８の前に設置されて
いる。図７に示すカラー視覚センサ１８は、図８に示す
ように、試験管７のみでなく、白色の背景８も含めて撮
像する。

【０００７】カラー視覚センサ１８は、図７に示すよう
に、カラーのデジタル画像データである赤色成分データ
Ｒと緑色成分データＧと青色成分データＢ（以下、ＲＧ
Ｂのカラーのデジタル画像データと呼ぶ）とを色座標変
換手段１９に出力する。

【０００８】前記のＲＧＢのカラーのデジタル画像デー
タの出力を色座標変換手段１９で色の属性である色度情
報のｘ座標、色度情報のｙ座標および明度情報Ｌの３属
性に変換している。

【０００９】色座標変換手段１９の出力は色抽出手段２
０で処理される。この色抽出手段２０は、血清成分２の
色彩を抽出するものであり、色抽出部２０ａ〜２０ｈの
８個で構成されている。

【００１０】色抽出手段２０は画像メモリ１０に接続さ
れていて、色抽出部２０ａ〜２０ｈから出力された画像
データは、画像メモリ１０にそれぞれ重ね合わせて記憶
される。

【００１１】画像メモリ１０は、血清成分の上部境界位
置の検出手段１１と血清成分の下部境界位置の検出手段
１２とに接続されている。血清成分の上部境界位置の検
出手段１１は、画像メモリ１０に格納されている血液画
像データから血清成分２の上部境界位置５を検出する。

【００１２】血清成分の下部境界位置の検出手段１２
は、画像メモリ１０に格納されている血液画像データか
ら血清成分２の下部境界位置６を検出する。血清成分量
の計測手段１３は、血清成分の上部境界位置の検出手段
１１と血清成分の下部境界位置の検出手段１２とに接続
されていて、上部境界位置５と下部境界位置６との距離
と試験管７の直径から血清成分量Ｎを計測するものであ
る。

【００１３】また、色抽出手段２０の出力は、制御装置
１７を介してディスプレイ装置１６にも接続されてい
て、ディスプレイ装置１６の画像としては、色抽出部２
０ａ〜２０ｈのそれぞれの画像データを重ね合わせて表
示する。

【００１４】ディスプレイ装置１６に表示された抽出画
の中に血清成分２の色彩以外の部分が含まれている場合
は、この血清成分２の色彩以外の部分を血清成分２の色
彩以外の部分として、制御装置１７に接続された入力装
置８により手動で指定して変更できる。また、血清成分
２の色彩の部分を変更することも同様に手動で指定して
変更可能である。

【００１５】なお、色抽出手段２０の色抽出部２０ａ〜
２０ｈの各閾値は、閾値決定手段１４と制御装置１７に
よって以下のようにしてコントロールされている。閾値
決定手段１４は、血清成分２の色彩領域の明度分布と色
度分布のヒストグラムを作成し、前記ヒストグラムの分
布形態を調べて、血清成分２の色彩領域の閾値を自動的
に算出して、この閾値の算出結果を色抽出手段２０の各
色抽出部２０ａ〜２０ｈに送出する。

【００１６】色抽出手段２０の各色抽出部２０ａ〜２０
ｈは、閾値決定手段１４で指定された閾値に基づいて血
清成分２の色彩領域の色抽出を行い、ディスプレイ装置
１６の画像としては、各色抽出部２０ａ〜２０ｈの抽出
画を重ね合わせて画面上に表示する。

【００１７】以下に、閾値決定手段１４における具体的
な閾値の算出方法について説明する。色座標変換手段１
９により前記ＲＧＢのカラーのデジタル画像データを色
の属性である色度情報のｘ座標、色度情報のｙ座標およ
び明度情報Ｌの３属性に変換する。前記３属性に変換し
た座標上には、図９（ａ）に示すように、血清成分２の
画像に対応する血清成分２の色彩領域２１および血清成
分２以外の画像に対応する血清成分２以外の色彩領域２
２が存在する。

【００１８】閾値決定手段１４は、図９（ｂ）に示すよ
うに、明度座標に対する頻度（画素の多さ）を示す１次
元の明度分布のヒストグラムを作成する。前記の明度分
布のヒストグラムには、血清成分２の色彩領域２１と血
清成分２以外の色彩領域２２の明度情報を含んでいる。

【００１９】血清成分２の色彩領域の明度分布の２値化
のための上限閾値Ｕｔおよび下限閾値Ｄｔを下記の閾値
決定規則に従って決定する。具体的に、図９（ｂ）に示
すヒストグラムの場合は、閾値決定規則の規則２が適用
されて、図１３のパターン２に該当する。

【００２０】血清成分２の色彩領域２１の明度分布の２
値化のための上限閾値Ｕｔおよび下限閾値Ｄｔの決定と
は、血清成分２の色彩領域２１の明度座標の明度情報の
範囲を決定するものである。

【００２１】図９（ａ）において、上方位置Ａから色度
情報ｘｙ座標平面を見たときの血清成分２の色彩領域２
１および血清成分２以外の色彩領域２２の状態を図１０
（ａ）に示す。

【００２２】閾値決定手段１４は、図１０（ａ）に示す
ように血清成分２の色彩領域２１の色度情報ｘ成分の最
大値Ｘｍａｘと最小値Ｘｍｉｎを決定し、図１０（ｂ）
に示すように血清成分２の色彩領域２１の色度情報ｘ成
分の最大値Ｘｍａｘから最小値Ｘｍｉｎまでを８個の部
分集合４０ａ〜４０ｈに等分割する。

【００２３】図１１（ａ）に示す１つの部分集合４０ａ
について色度情報ｙ成分のヒストグラムを作成する。前
記の色度情報ｙ成分のヒストグラムには、図１１（ｂ）
に示すように、血清成分２の色彩領域２１と血清成分２
以外の色彩領域２２のｙ成分の色度情報を含んでいる。

【００２４】血清成分２の色彩領域２１の１つの部分集
合４０ａについて、色度情報ｙ成分の２値化のための上
限閾値Ｕｔおよび下限閾値Ｄｔを下記の閾値決定規則に
従って決定する。具体的に、図１１（ｂ）に示すヒスト
グラムの場合は、閾値決定規則の規則２および規則９が
適用されて、図１３のパターン２に該当する。図１１
（ａ）に示すように、前記の上限閾値Ｕｔおよび下限閾
値Ｄｔに区切られた領域を４１ａとする。

【００２５】部分集合４０ｂ〜４０ｈの色度情報ｙ成分
の２値化のための上限閾値Ｕｔおよび下限閾値Ｄｔにつ
いても前記と同様に決定し、図１２に示すように、部分
集合４０ｂ〜４０ｈそれぞれの上限閾値Ｕｔおよび下限
閾値Ｄｔに区切られたそれぞれの領域を４１ｂ〜４１ｈ
とする。

【００２６】閾値決定手段１４は、前記の領域４１ａ〜
４１ｈを色抽出部２０ａ〜２０ｈの分担領域として決定
する。 （閾値判定規則） 規則１：血清成分の部位と血清成分以外の部位の明度分
布のヒストグラムが、図１３におけるパターン１に相当
するとき、すなわち、血清成分の部位の明度分布が血清
成分以外の部位の明度分布に対して、高明度の部分だけ
オーバーラップしている場合は、２値化の下限閾値を血
清成分の部位の明度分布が０から立ち上がる点に定め
る。また、２値化の上限閾値に関しては、血清成分の部
位の明度分布と血清成分以外の部位の明度分布との交点
を上限閾値と定める。

【００２７】なお、血清成分の部位の明度分布と血清成
分以外の部位の明度分布との交点が複数存在するとき
は、それらの点のすべての組み合わせより、数１におけ
るｒの値を最小ならしめる点の組み合わせを上限閾値お
よび下限閾値と定める。

【００２８】

【数１】 ここに ｑ(ｋ)は、血清成分以外の部位の明度分布 ｐ(ｋ)は、血清成分の部位の明度分布 ｔ１は、血清成分の部位の明度分布が０から立ち上がる
点の明度値 ｔ２は、血清成分の部位の明度分布と血清成分以外の部
位の明度分布との交点の明度値 ｒは、２値化色抽出を誤る確率 規則２：血清成分の部位と血清成分以外の部位の明度分
布のヒストグラムが、図１３におけるパターン２に相当
するとき、すなわち、血清成分の部位の明度分布と血清
成分以外の部位の明度分布とのオーバーラップする領域
が存在しない場合は、２値化の下限閾値を血清成分の部
位の明度分布が０から立ち上がる点に定める。また、２
値化の上限閾値を血清成分の部位の明度分布が０に立ち
下がる点に定める。

【００２９】なお、血清成分の部位の明度分布が０から
立ち上がる点および０に立ち下がる点が複数存在すると
きは、それらの点のすべての組み合わせより、数１にお
けるｒの値を最小ならしめる点の組み合わせを上限閾
値、および下限閾値と定める。ただしこの場合、数１に
おけるｔ２の解釈を「血清成分の明度分布が０に立ち下
がる点の明度値」と読み替えること。

【００３０】規則３：血清成分の部位と血清成分以外の
部位の明度分布のヒストグラムが、図１３におけるパタ
ーン３に相当するとき、すなわち、血清成分の部位の明
度分布が血清成分以外の部位の明度分布に対して、低明
度の部分だけオーバーラップしている場合は、２値化の
下限閾値に関しては、血清成分の部位の明度分布と血清
成分以外の部位の明度分布との交点を下限閾値と定め
る。また、２値化の上限閾値に関しては、血清成分の部
位の明度分布が０に立ち下がる点に定める。

【００３１】なお、血清成分の部位の明度分布と血清成
分以外の部位の明度分布との交点、および血清成分の部
位の明度分布が０に立ち下がる点が複数存在するとき
は、それらの点のすべての組み合わせより、数１におけ
るｒの値を最小ならしめる点の組み合わせを上限閾値、
および下限閾値と定める。ただしこの場合、数１におけ
るｔ１の解釈を、「血清成分の部位の明度分布と血清成
分以外の部位の明度分布との交点の明度値」と読み替
え、また、ｔ２の解釈を「血清成分の部位の明度分布が
０に立ち下がる点の明度値」と読み替えること。

【００３２】規則４：血清成分の部位と血清成分以外の
部位の明度分布のヒストグラムが、図１３におけるパタ
ーン４に相当するとき、すなわち、血清成分の部位の明
度分布と血清成分以外の部位の明度分布とのオーバーラ
ップする領域が存在しない場合は、２値化の下限閾値
を、血清成分の部位の明度分布が０から立ち上がる点に
定める。また、２値化の上限閾値を血清成分の部位の明
度分布が０に立ち下がる点に定める。

【００３３】なお、血清成分の部位の明度分布が０から
立ち上がる点、および血清成分の部位の明度分布が０に
立ち下がる点が複数存在するときは、それらの点のすべ
ての組み合わせより、数１におけるｒの値を最小ならし
める点の組み合わせを上限閾値、および下限閾値と定め
る。ただしこの場合、数１におけるｔ２の解釈を「血清
成分の明度分布が０に立ち下がる点の明度値」と読み替
えること。

【００３４】規則５：血清成分の部位の明度分布のヒス
トグラムが図１３におけるパターン５に相当するとき、
すなわち、血清成分の部位の明度分布が血清成分以外の
部位の明度分布に含まれる場合は、２値化の下限閾値に
関しては、血清成分の部位の明度分布と血清成分以外の
部位の明度分布との交点を下限閾値と定める。また、２
値化の上限閾値に関しては、血清成分の部位の明度分布
と血清成分以外の部位の明度分布との交点を上限閾値と
定める。

【００３５】なお、血清成分の部位の明度分布と血清成
分以外の部位の明度分布との交点が複数存在するとき
は、それらの点のすべての組み合わせより、数１におけ
るｒの値を最小ならしめる点の組み合わせを上限閾値、
および下限閾値と定める。ただしこの場合、数１におけ
るｔ１の解釈を、「血清成分の部位の明度分布と血清成
分以外の部位の明度分布との交点の明度値」と読み替え
ること。

【００３６】規則６：血清成分の部位の明度分布のヒス
トグラムが図１３におけるパターン６に相当するとき、
すなわち、血清成分以外の部位の明度分布が血清成分の
部位の明度分布に含まれる場合は、２値化の上限閾値
を、血清成分の部位の明度分布の最小値に定め、２値化
の下限閾値を血清成分の部位の明度分布の最大値に定め
る。

【００３７】規則７：血清成分の部位の明度分布のヒス
トグラムに関して、数３が成立したときは、規則１から
規則６の記述に関わらず、２値化における下限閾値を明
度最小値（０）、２値化における上限閾値を明度最大値
（２５５）に定める。

【００３８】

【数２】ｈ／ｗ＜０．０００１ ここにｈは、血清成分の部位の明度分布の頻度の最大値 ｗは、血清成分の部位の明度の存在する幅 規則８：色度情報のｘ成分に関しては、規則１から規則
７を同様に適用する。ただし、規則１から規則７までの
「明度」の記述に関しては「色度情報のｘ成分」と読み
替え、図１３の横軸の「明度」の記述に関しては「色度
情報ｘ座標」と読み替えること。

【００３９】規則９：色度情報のｙ成分に関しても、規
則１から規則７を同様に適用する。ただし、規則１から
規則７までの「明度」の記述に関しては「色度情報のｙ
成分」と読み替え、図１３の横軸の「明度」の記述に関
しては「色度情報ｙ座標」と読み替えること。

【００４０】前記の規則１〜規則７までのパターンに関
して、規則２および規則４のパターンである場合がほと
んどであり、次いで規則１および規則３のパターンであ
る場合があり、規則５から規則７のパターンである場合
はほとんど少ない。

【００４１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
血清量測定装置では、血清中の不純物等により、血清色
が赤みを帯びたり、白濁した部分が存在するなど、血清
の色彩の分布が広範囲に及び、図１４に示すように、血
清成分２の色彩領域２１ａ、２１ｂの分布が複数存在し
て不連続になる場合がある。

【００４２】血清成分２の色彩領域２１ａ、２１ｂが複
数存在しても単数かつ連続として認識するため、血清成
分２の色彩領域２１ｂの色度情報ｘ座標の最大値を色度
情報のｘ成分の最大値Ｘｍａｘと血清成分２の色彩領域
２１ａの色度情報ｘ座標の最小値を色度情報の最小値Ｘ
ｍｉｎとして決定し、色抽出部２０ａ〜２０ｈの数で前
記色度情報ｘ成分の最大値Ｘｍａｘと最小値Ｘｍｉｎ間
を等分割して部分集合４０ａ〜４０ｈの領域とするため
に、血清成分２の色彩が存在しない領域にも色抽出部２
０ａ〜２０ｈのいずれかが割り当てられる場合がある。

【００４３】部分集合４０ｃの領域には、血清成分２の
色彩領域２１ａ、２１ｂが存在しないので、結果的にこ
の部分を分担すべき色抽出部２０ｃは色抽出を行わず、
実質的に動作しない色抽出部２０ｃが発生する問題があ
る。

【００４４】血清成分２の色彩領域２１ａ、２１ｂのみ
に色抽出部２０ａ〜２０ｈ全てが割り当てられた場合
と、実質的に動作しない色抽出部が発生している場合と
を比べれば、動作しない色抽出部の分だけ抽出精度が低
下する問題がある。

【００４５】また、色抽出部２０ａ〜２０ｈ全てが血清
成分２の色彩領域２１ａ、２１ｂのみに割り当てられる
ように調整する場合、ディスプレイ装置１６で血清成分
２の色彩領域２１ａ、２１ｂを確認して、入力装置１５
で血清成分２の色彩領域２１ａ、２１ｂおよび血清成分
２以外の色彩領域の指定を手動調整により行うため、長
い作業時間を要する問題がある。

【００４６】本発明では、血清成分の色彩領域が不連続
になる場合または血清成分の血清成分の色彩の分布が広
範囲に及んだ場合でも、実質的に動作しない色抽出部が
発生する問題を解消して、抽出精度を向上させて、血清
成分量を正確に計測し、２値化のための閾値決定に要す
る時間を短縮して、常に必要な血清成分量を抽出できる
血清量測定装置を提供することを目的とする。

【００４７】

【課題を解決するための手段】本発明の血清量測定装置
は、閾値決定手段が抽出誤りの少ない閾値を決定すると
きに、血清成分の色情報の分布領域のみに色抽出手段を
割り当てる指示を閾値決定手段に供給する抽出領域決定
手段を備えたことを特徴とするものである。

【００４８】この本発明である血清量測定装置による
と、血液中の血清成分の色彩分布が広範囲に及び、かつ
血清中に異色の成分が混入して血清成分の色彩領域が複
数存在して不連続となる場合においても、抽出領域決定
手段が血清成分の色情報の分布領域のみに色抽出部を割
り当てる指示を閾値決定手段に供給して色抽出手段の閾
値の決定をコントロールするので、実質的に動作してい
ない色抽出部が発生する問題を解消して、精度のよい２
値化テーブルの設定を自動で行い、抽出精度を向上する
ことができる。また、正確な血清成分を抽出するための
２値化閾値の手動調整を必要とせず、前記の閾値決定に
要する時間を短縮することができる。。

【００４９】

【発明の実施の形態】本発明の血清量測定装置は、血液
の画像の３原色信号を取り込む画像入力手段と、前記画
像入力手段で取り込まれた画像信号から特徴部位の色領
域の画像を抽出する色抽出手段と、前記画像信号のうち
色抽出すべき部位の色情報の分布形態が予め設定された
何れのパターンに属するかを判定して、閾値を決定して
前記色抽出手段に抽出の閾値を指示する閾値決定手段
と、前記閾値決定手段が抽出誤りの少ない前記閾値を決
定するときに、色抽出すべき部位の色情報の分布領域の
みに前記色抽出手段を割り当てる指示を前記閾値決定手
段に供給する抽出領域決定手段とを備えたものであり、
血清成分の色彩領域が複数存在して不連続となる場合に
おいても、血清成分の色情報の分布領域のみに色抽出部
を抽出領域決定手段が割り当てる事により、動作しない
色抽出部が発生する問題を解消して、精度のよい２値化
テーブルの設定を自動で行い、抽出精度を向上すること
ができる。

【００５０】具体的には、画像入力手段を、血清成分と
血餅成分に分離された血液を撮像するカラー視覚センサ
ーと、３原色情報を色度情報ｘ座標、ｙ座標と明度情報
とに変換する色座標変換手段とで構成する。

【００５１】閾値決定手段を、色抽出すべき部位および
色抽出すべきでない部位の領域の明度情報・色度情報の
濃度分布を参照して、明度情報についての濃度分布の分
布形態があらかじめ定められたパターンのどれに相当す
るかを判定してそのパターンにおける最も抽出誤りの少
ない２値化閾値を判定するとともに、色抽出すべき部位
の色度情報の濃度分布を複数の部分集合に分けてそれぞ
れの部分集合ごとに分布形態があらかじめ定められたパ
ターンのどれに相当するかを判定してそのパターンにお
ける最も抽出誤りの少ない２値化閾値を決定するよう構
成する。

【００５２】具体的には、抽出領域決定手段は、前記カ
ラー視覚センサが撮像した血液の色度平面上での連続し
た色度の領域の個数及び各領域の面積を計測するラベリ
ング手段と、前記ラベリング手段から得られた色度領域
の個数に従い複数の色抽出手段を分配する分配手段とで
構成する。

【００５３】具体的には、色抽出手段は、複数個の色抽
出部を有する色抽出手段で構成する。以下、本発明の血
清量測定装置を実施の形態に基づいて説明する。なお、
従来例と同一の作用を奏するものには同一の符号を付し
てその説明する。

【００５４】（実施の形態）本発明の実施の形態の血清
量測定装置は、図１に示すように構成されている。従来
例を示す図７と異なる点は、制御装置１７と閾値決定手
段１４の間に抽出領域決定手段２６が介装されている点
である。

【００５５】抽出領域決定手段２６は、例えばラベリン
グ手段２７と分配手段２８とから構成されていてる。制
御装置１７は、ラベリング手段２７、分配手段２８、閾
値決定手段１４に接続されている。

【００５６】ラベリング手段１５は、血清成分の色彩領
域がいくつ存在するかを計測し、その面積が大きい順に
番号付けを行う。図２（ａ）に示すような血清成分の色
彩領域２１ａ、２１ｂが複数存在して不連続となる場合
において、閾値決定手段１４は図２（ｂ）に示す明度分
布のヒストグラムを参照して、血清成分の色彩領域２１
の明度分布の２値化のためのパラメータ、例えば上限閾
値Ｕｔおよび下限閾値Ｄｔを従来の閾値決定規則に従っ
て自動的に決定する。具体的には、図２（ｂ）に示すヒ
ストグラムの場合は閾値決定規則の規則１が適用され
て、図１３のパターン１に該当し、上限閾値Ｕｔおよび
下限閾値Ｄｔ決定する。

【００５７】前記の決定された２値化のための上限閾値
Ｕｔおよび下限閾値Ｄｔを色抽出手段２０の色抽出部２
０ａ〜２０ｈに転送する。図２（ａ）の上方位置Ａから
色度座標ｘｙ平面を見たときの血清成分の色彩領域２１
および血清成分以外の色彩領域２２の状態を図３に示
す。

【００５８】ラベリング手段２７は、図３に示すように
血清成分の色彩領域２１ａ、２１ｂが２個存在すること
を計測し、血清成分の色彩領域２１ａ、２１ｂのそれぞ
れの面積を求める。

【００５９】血清成分の色彩領域２１ａの面積をＳ１、
血清成分の色彩領域２１ｂの面積をＳ２とした場合、面
積Ｓ１、Ｓ２の比較を行いその面積が大きい順に番号付
けを行う。ただしこの場合において、面積の大きさはＳ
１＞Ｓ２の関係であるとする。

【００６０】分配手段２８において、本装置が有する複
数の色抽出部２０ａ〜２０ｈ（本実施の形態では色抽出
部は全部で８個とした）を面積の大きい領域から順に、
各領域の面積に比例した数の色抽出手段２０が割り当て
られる様に分配することを自動的に決定する。例えば、
図３に示すように、面積の大きい方の血清成分の色彩領
域２１ａには６つの色抽出部２０ａ〜２０ｆを、面積の
小さい方の血清成分の色彩領域２１ｂには２つの色抽出
部２０ｇ〜２０ｈを割り当てるといった具合に色抽出手
段２０を分配するものである。

【００６１】血清成分の色彩領域の数が色抽出部２０ａ
〜２０ｈの総数を超えた場合は、血清成分の色彩領域の
面積の大きい順にそれぞれ色抽出部２０ａ〜２０ｈの１
個ずつで分担するものとし、色抽出手段２０が割り当て
られなかった残りの領域は切り捨てるものとする。

【００６２】各領域に割り当てられた色抽出部２０ａ〜
２０ｈの２値化のための上限閾値Ｕｔおよび下限閾値Ｄ
ｔを閾値決定手段１４によりそれぞれ自動的に決定す
る。色度情報の上限閾値Ｕｔおよび下限閾値Ｄｔの決定
方法について以下に説明する。

【００６３】色度情報のｘ成分に関しては、図４（ａ）
に示すように、複数の領域２１ａ、２１ｂ毎に色度情報
のｘ成分の最大値Ｘｍａｘと最小値Ｘｍｉｎとをそれぞ
れ求めて、領域２１ａ、２１ｂの面積に比例して割り当
てられた色抽出部の個数で前記最大値Ｘｍａｘから最小
値Ｘｍｉｎまでを分割する。前記分割された部分集合３
０ａ〜３０ｈのそれぞれについての色度座標ｃｘの最大
値および最小値を部分集合３０ａ〜３０ｈのそれぞれの
色度情報のｘ成分の上限閾値Ｕｔおよび下限閾値Ｄｔと
する。

【００６４】色度情報のｙ成分に関しては、血清成分の
色彩領域２１ａ、２１ｂの色度情報のｙ成分および血清
成分以外の色彩領域の２２の色度情報のｙ成分を各部分
集合３０ａ〜３０ｈごとに集計し、ヒストグラムを作成
する。

【００６５】最初に部分集合３０ａについて、血清成分
の色彩領域の２１ａの色度情報のｙ成分および血清成分
以外の色彩領域の２２の色度情報のｙ成分を集計する
と、図４（ｂ）に示すようなヒストグラムとなる。

【００６６】前記ヒストグラムに従来の閾値判定規則を
適用し、各上限閾値Ｕｔおよび下限閾値Ｄｔを決定す
る。具体的には、図４（ｂ）に示すヒストグラムの場合
は閾値決定規則の規則１および規則９が適用されて、図
１３のパターン１に該当し、従来の閾値判定規則により
上限閾値Ｕｔおよび下限閾値Ｄｔを決定する。図４
（ａ）に示すように、前記の上限閾値Ｕｔおよび下限閾
値Ｄｔに区切られた領域を３１ａとする。

【００６７】残りの部分集合３０ｂ〜３０ｈについても
同様に、色度情報のｙ成分を集計し、ヒストグラムを作
成し、従来の閾値判定規則により色度情報のｙ成分の上
限閾値Ｕｔおよび下限閾値Ｄｔをそれぞれ部分集合３０
ｂ〜３０ｈ毎に決定する。図５に示すように、色度情報
のｙ成分の閾値が決定されたそれぞれの領域を３１ｂ〜
３１ｈとする。

【００６８】領域３１ａ〜３１ｈの色度情報のｘ成分お
よびｙ成分の上限閾値Ｕｔおよび下限閾値Ｄｔを色抽出
手段２０の色抽出部２０ａ〜２０ｈに２値化のための上
限閾値Ｕｔ、下限閾値Ｄｔとして転送して、色抽出部２
０ａ〜２０ｈの抽出色が決定される。前記の色抽出部２
０ａ〜２０ｈからそれぞれ出力される抽出画は、重ね合
わせてディスプレイ装置１６に表示されるとともに、画
像メモリ１０にも重ね合わせて記憶される。

【００６９】血清成分の上部境界位置の検出手段１１
は、画像メモリ１０に格納されている血液画像データか
ら血清成分２の上部境界位置５を検出する。血清成分の
下部境界位置の検出手段１２は、画像メモリ１０に格納
されている血液画像データから血清成分２の下部境界位
置６を検出する。

【００７０】血清成分量の計測手段１３は、血清成分の
上部境界位置の検出手段１１と血清成分の下部境界位置
の検出手段１２とに接続されていて、上部境界位置５と
下部境界位置６との距離と試験管７の直径から血清成分
量Ｎを正確に計測するものである。

【００７１】図６に示すように、色抽出のためのパラメ
ータである２値化閾値決定ついてフローチャート順に説
明する。色抽出のためのパラメータである２値化閾値の
決定は、本装置を調整のモードに移行して行う。

【００７２】まず、ステップ１として図１に示すカラー
視覚センサ１８より分離した血液１を撮像し、ＲＧＢの
カラーのデジタル画像データを色座標変換手段１９に出
力する。色座標変換手段１９は、前記のＲＧＢのカラー
画像データを色の３属性である色度情報のｘ座標、色度
情報ｙの座標および明度情報Ｌに変換する。

【００７３】ステップ２において、ディスプレー装置１
６の画面上で血清成分の色彩領域と血清成分以外の色彩
領域を入力装置１５を用いて指定する。ステップ３にお
いて、ラベリング手段２７は、血清成分の色彩領域、色
度情報のｘ座標、色度情報のｙ座標、連続した色彩領域
の個数、及び各領域の面積を計測する。

【００７４】ステップ４において、ラベリング手段２７
の計測した各領域の面積に比例して、複数の色抽出部を
分配手段２８により分配する。血清成分の色彩領域の個
数が色抽出部２０ａ〜２０ｈの数よりも多いときは、大
きい領域から優先して、血清成分の色彩領域の１つに対
して色抽出部を１個ずつ順番に分配する。

【００７５】ステップ５において、色座標変換手段１９
から出力された色度情報のｘ座標および色度情報のｙ座
標の２次元分布と、明度情報Ｌの１次元分布から、血清
成分の色彩領域と血清成分以外の色彩領域の分布を連続
した各領域ごとに、閾値決定手段１４により計測する。

【００７６】ステップ６において、図３に示すように血
清成分の部位と血清成分以外の部位の分布が重なってい
る場合は、各パターンのどれに該当するかを判定し、色
度情報のｘ座標、色度情報のｙ座標、明度情報Ｌの分布
が、図３に記載されている値を、２値化のためのパラメ
ータである上下限閾値として決定し、各抽出手段２０ａ
〜２０ｈに書き込む。ただし、明度分布Ｌに関しては、
１次元分布により算出された値を抽出手段２０ａ〜２０
ｈで共通して用いる。

【００７７】ステップ７において、抽出画像をディスプ
レイ装置１６で確認する。確認した抽出画像の結果が良
好であればパラメータ決定を終了し、修正の必要があれ
ばステップ１から作業をやり直す。

【００７８】以上のことより、血清成分の色彩領域が複
数存在して不連続となる場合であっても、前記の領域の
個数および面積を各々計測し、面積の大きい領域から順
に、各領域の面積に比例した数の色抽出部が割り当てら
れるように複数の色抽出部２０ａ〜２０ｈを分配し、各
色抽出部２０ａ〜２０ｈごとに分布形態を判定する事に
より、実質的に動作しない色抽出手段が発生する問題を
解消して、精度のよい２値化テーブルの設定を自動で行
い、抽出精度を向上することができる。また、２値化の
ための閾値の手動調整を必要とせず、前記の閾値決定に
要する時間を飛躍的に短縮することができる。

【００７９】また、実施の形態において、色度情報のｙ
成分の最大値Ｙｍａｘと最小値Ｙｍｉｎとの区間をその
領域に割り当てられた色抽出部の個数で等分割し、色度
情報のｘ成分について、ヒストグラムを作成して、従来
の装置における閾値決定手段１４の閾値判定規則を適用
し、各上限閾値Ｕｔおよび下限閾値Ｄｔを決定して色抽
出する場合も前記と同様の効果を有する。

【００８０】また、実施の形態において、血清成分の色
彩領域の数より色抽出部２０ａ〜２０ｈの個数の方が多
くした場合、血清成分の色彩領域すべてに色抽出手段２
０を割り当てることができ、さらに色抽出精度が向上す
る。

【００８１】

【発明の効果】以上のように本発明の血清量測定装置に
よれば、血清成分の色彩領域が複数存在して不連続とな
る場合または血清成分の色彩の分布が広範囲に及んだ場
合であっても、抽出領域決定手段が血清成分の色情報の
分布領域のみに色抽出部を割り当てる指示を閾値決定手
段に供給して色抽出手段の閾値の決定をコントロールす
るので、具体的には、血清成分の色彩領域の個数および
面積を計測し、前記領域のそれぞれの面積に比例した複
数の色抽出部を分配し、各色抽出部ごとに分布形態を判
定して、実質的に動作しない色抽出部が発生する問題を
解消して、精度のよい２値化テーブルの設定を自動で行
うことができ、抽出精度を向上することができる。

【００８２】また、２値化のための閾値の手動調整を必
要とせず、前記の閾値決定に要する時間を飛躍的に短縮
することができ、良好な血清量測定装置を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における血清量測定装置の
構成図

【図２】同実施の形態の色度座標上に血清成分の色彩領
域が不連続に存在している例を示す図

【図３】同実施の形態の色度平面上に血清成分の色彩領
域が不連続に存在している場合の色度情報のｘ成分の分
割の例を示す図

【図４】同実施の形態の色度平面上に血清成分の色彩領
域が不連続に存在している場合の色度情報のｘ成分・ｙ
成分の閾値決定の例を示す図

【図５】同実施の形態の色度平面上の血清成分の色彩領
域の閾値が決定された例を示す図

【図６】同実施の形態の閾値決定方法を示すフローチャ
ート図

【図７】従来の血清量測定装置の構成図

【図８】従来のカラー視覚センサで分離した血液を含む
試験管および背景を撮像した画像を示す図

【図９】従来の色度情報ｘ成分・ｙ成分と明度の３次元
の座標上に血清成分の色彩領域と血清成分以外の色彩領
域が存在している例を示す図

【図１０】従来の色度座標平面上の血清成分の色彩領域
の色度情報のｘ成分の分割の例を示す図

【図１１】同平面上の血清成分の色彩領域の１つの領域
の色度情報のｙ成分の閾値が決定された例を示す図

【図１２】同平面上の血清成分の色彩領域の閾値が決定
された例を示す図

【図１３】従来の明度分布および色度分布の分布形態の
判定に用いられるパターン図

【図１４】従来の血清量測定装置において、血清成分の
色彩領域が不連続に存在した場合の閾値決定の例を示す
図

【符号の説明】

１ 分離した血液 ２ 血清成分 ３ 血餅成分 ４ 分離剤 ５ 血清成分の上部境界位置 ６ 血清成分の下部境界位置 ７ 試験管 ８ 背景 １０ 画像メモリ １１ 上部境界位置の検出手段 １２ 下部境界位置の検出手段 １３ 血清量計測手段 １４ 閾値決定手段 １５ 入出力装置 １６ ディスプレイ装置 １７ 制御装置 １８ カラー視覚センサ １９ 色変換手段 ２０ 色抽出手段 ２０ａ〜２０ｈ 色抽出部 ２１ 血清成分の色彩領域 ２１ａ、２１ｂ 血清成分の色彩領域 ２２ 血清成分以外の色彩領域 ２６ 抽出領域決定手段 ２７ ラベリング手段 ２８ 分配手段 ３０ａ〜３０ｈ 本発明の場合の色度情報のｘ成分にて
分割した部分集合 ３１ａ〜３１ｈ 各色抽出部の分担領域 ４０ａ〜４０ｈ 従来の場合の色度情報のｘ成分にて分
割した部分集合 ４１ａ〜４１ｈ 各色抽出部の分担領域

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 血液の画像を取り込んで血清成分の画像
   を取り出す血清量測定装置であって、 血液の画像の３原色信号を取り込む画像入力手段と、 前記画像入力手段で取り込まれた画像信号から特徴部位
   の色領域の画像を抽出する色抽出手段と、 前記画像信号のうち色抽出すべき部位の色情報の分布形
   態が予め設定された何れのパターンに属するかを判定し
   て、閾値を決定して前記色抽出手段に抽出の閾値を指示
   する閾値決定手段と、 前記閾値決定手段が抽出誤りの少ない前記閾値を決定す
   るときに、色抽出すべき部位の色情報の分布領域のみに
   前記色抽出手段を割り当てる指示を前記閾値決定手段に
   供給する抽出領域決定手段とを備え、色抽出のための閾
   値を自動決定するように構成した血清量測定装置。
2. 【請求項２】 血液の画像を取り込んで血清成分の画像
   を取り出す血清量測定装置であって、 血清成分と血餅成分に分離された血液を撮像するカラー
   視覚センサと、 前記カラー視覚センサーが出力した３原色情報を色度情
   報ｘ座標、ｙ座標と明度情報とに変換する色座標変換手
   段と、 前記の色度情報ｘ座標、ｙ座標と明度情報を同時に抽出
   する色抽出手段と、 色抽出すべき部位および色抽出すべきでない部位の領域
   の明度情報・色度情報の濃度分布を参照して、明度情報
   についての濃度分布の分布形態があらかじめ定められた
   パターンのどれに相当するかを判定してそのパターンに
   おける最も抽出誤りの少ない２値化閾値を判定するとと
   もに、色抽出すべき部位の色度情報の濃度分布を複数の
   部分集合に分けてそれぞれの部分集合ごとに分布形態が
   あらかじめ定められたパターンのどれに相当するかを判
   定してそのパターンにおける最も抽出誤りの少ない２値
   化閾値を決定する閾値決定手段と、 前記色抽出手段から得られたデジタル画像データを記憶
   する画像メモリと、 前記画像メモリに格納されたデジタル画像データから前
   記血清成分の上部境界位置を検出する血清成分上部境界
   位置検出手段と、 前記血清成分の下部境界位置を検出する血清成分下部境
   界位置検出手段と、 前記上部境界位置及び前記下部境界位置から血清成分量
   を計測する血清成分量計測手段と、 前記閾値決定手段が抽出誤りの少ない前記閾値を決定す
   るときに、色抽出すべき部位の色情報の分布領域のみに
   前記色抽出手段を割り当てる指示を前記閾値決定手段に
   供給する抽出領域決定手段とを備え、色抽出のための閾
   値を自動決定するように構成した血清量測定装置。
3. 【請求項３】 抽出領域決定手段は、前記カラー視覚セ
   ンサが撮像した血液の色度平面上での連続した色度の領
   域の個数及び各領域の面積を計測するラベリング手段
   と、 前記ラベリング手段から得られた色度領域の個数に従い
   複数の色抽出手段を分配する分配手段とで構成した請求
   項２記載の血清量測定装置。
4. 【請求項４】 色抽出手段は、複数個の色抽出部を有す
   る色抽出手段とで構成した請求項２記載の血清量測定装
   置。