TWI625394B - 圖像處理方法、控制程式、記錄媒體及圖像處理裝置 - Google Patents

Abstract

本發明係提供一種圖像處理裝置，其包含：圖像取得機構1，其取得拍攝到橢球體之原圖像；及圖像處理機構2，其對原圖像實施圖像處理；且圖像處理機構2執行以下處理：檢測出原圖像中包含橢球體之橢球體狀目標物；對橢球體狀目標物執行侵蝕處理，該侵蝕處理以具有基於該橢球體狀目標物之尺寸求出之直徑、且面積比橢球體狀目標物小之圓為構造要素；及對侵蝕處理後之橢球體狀目標物，執行使用構造要素之膨脹處理。

Description

圖像處理方法、控制程式、記錄媒體及圖像處理裝置

該發明係關於針對拍攝到橢球體之圖像實施之圖像處理者，尤其是關於區分圖像中包含之橢球體與其他目標物之技術。

於醫療或生物科學之實驗中，例如，進行以CCD相機等拍攝觀察對象即細胞並進行圖像資料化，對該圖像資料應用各種圖像處理技術供觀察或分析。即，於將觀察對象之細胞承載於被稱為微孔板、皿等適當之容器之狀態，利用相機等拍攝細胞以供觀察。

於該情形時，有可能於圖像中映入觀察對象物以外之圖像。例如，圖像中可能會出現因子氣體環境中混入之細微塵埃或雜質、容器之傷痕、髒污等所致之條狀異物之像。此種異物之像會妨礙觀察。作為考量到該問題之技術，例如有記載於日本特開2012-159794號公報者。於該技術中，藉由預先拍攝未承載細胞之狀態之容器(孔井)之圖像，求出與存在細胞之狀態之圖像的差分，而排除損傷、雜質等異物之像。

於上述先前技術中，必須於承載細胞前後進行容器之拍攝，程序較複雜。再者，無法因應於事前拍攝後混入容器或自容器脫離之異 物之情形。因此，期望可自於包含細胞及異物之狀態拍攝之圖像直接地區別細胞之像與異物之像的技術。尤其於拍攝對象物是由多個細胞組成之細胞簇(橢球體)之情形，期待利用細胞凝集為球狀之特性而與異物之像進行區別，但此種技術至今尚未確立。

本發明係鑑於上述問題而完成者，目的在於提供一種藉由對拍攝到橢球體之圖像實施圖像處理，可有效率、且以優異之再現性進行橢球體與異物之區別之技術。

本發明之圖像處理方法係為了達成上述目的，包含以下步驟：自拍攝到橢球體之原圖像，檢測上述原圖像中之目標物中包含上述橢球體之橢球體狀目標物；對上述橢球體狀目標物執行侵蝕處理，該侵蝕處理以具有基於該橢球體狀目標物之尺寸求出之直徑、且面積比上述橢球體狀目標物小之圓為構造要素；對上述侵蝕處理後之上述橢球體狀目標物，執行使用上述構造要素之膨脹處理。

此處，「侵蝕處理」係圖像之形態學處理之一，意指使圖像中之目標物區域收縮之處理。又，「膨脹處理」係形態學處理之一，意指使圖像中之目標物區域膨脹之處理。

由於原圖像中橢球體呈大致圓形之圖像，故可基於該形狀特徵而與條狀之異物圖像加以區別。若原圖像中橢球體之像與異物之像隔開，則較容易區別該等。然而，實際上兩者為重疊一體之情形亦較多。於如上述般構成之發明中，藉由包含侵蝕處理及膨脹處理之形態學圖像處理，可謀求區別橢球體區域與異物區域。

於本發明中，藉由執行侵蝕處理與膨脹處理，保持原圖像中橢球體之形狀並獲得消去條狀圖像後之圖像。於該等形態學處理中，構造要素之尺寸設定對於處理結果賦予較大之影響。於先前之細胞圖像之處理中，藉由操作者之主觀判斷或試行，設定構造要素之尺寸。然 而，若要設定最佳尺寸，必須較為熟練，否則有處理結果偏差之虞。 於本發明中，將對應於檢測出之橢球體狀目標物尺寸之直徑的圓用作為構造要素。根據本申請案發明者獲得之新穎見解，以此方式，可簡單且自動地設定構造要素之尺寸，而可有效率地藉由形態學處理進行橢球體與異物之區別。

又，本發明之上述圖像處理裝置為了達成上述目的，包含：圖像取得機構，其取得拍攝到橢球體之原圖像；及圖像處理機構，其對上述原圖像實施圖像處理；圖像處理機構執行上述之圖像處理。於如此構成之發明中，藉由進行上述之圖像處理，可簡單且有效率地區別原圖像中包含之橢球體之像與異物之像。

根據本發明，藉由將對應於原圖像中檢測出之橢球體狀目標物尺寸之構造要素應用於形態學處理，可有效率地進行橢球體與異物之區別。

1‧‧‧攝像單元(圖像取得機構)

2‧‧‧圖像處理單元(圖像處理機構)

11‧‧‧支架(保持部)

12‧‧‧照明部

13‧‧‧攝像部

14‧‧‧控制部

20‧‧‧控制部

21‧‧‧輸入部

22‧‧‧顯示部

130‧‧‧攝像光學系

131‧‧‧物鏡

132‧‧‧開口光圈

133‧‧‧成像透鏡

134‧‧‧攝像器件

141‧‧‧機械驅動部

142‧‧‧AD轉換器

143‧‧‧介面

201‧‧‧CPU

202‧‧‧圖形處理器(圖像處理機構)

203‧‧‧圖像記憶體

204‧‧‧記憶體

205‧‧‧介面

1341‧‧‧受光元件

C1‧‧‧近似圓

C2‧‧‧近似圓

C3‧‧‧最小包含圓

C4‧‧‧近似圓

C5‧‧‧近似圓

De‧‧‧直徑

D3‧‧‧直徑

Li‧‧‧照明光

OA‧‧‧光軸

OB‧‧‧目標物

Ra‧‧‧橢球體區域

Rb‧‧‧異物區域

Rc‧‧‧區域

Rd‧‧‧區域

W‧‧‧孔井

WP‧‧‧孔板

S101~S110‧‧‧步驟

S201~S208‧‧‧步驟

圖1係顯示本發明之圖像處理裝置之概略構成之側視圖。

圖2A至圖2C係顯示本實施形態之區域分離處理之原理之圖。

圖3係顯示本實施形態之圖像處理之流程圖。

圖4係顯示區域分離處理之流程圖。

圖5A至圖5D係示意性顯示區域分離處理之圖像處理過程之圖。

圖1係顯示本發明之圖像處理裝置之概略構成之側視圖。該圖像處理裝置包含：攝像單元1，其拍攝注入於形成於孔板WP上表面之被稱為孔井W之窪部的液體中之試料；與圖像處理單元2，其對拍攝之圖像實施圖像處理。

孔板WP係普遍使用於藥物開發或生物科學領域中者，於平板狀 之板之上表面，設置有複數個剖面形成為大致圓形之筒狀且底面為透明、平坦或圓底之孔井W。1個孔板WP中之孔井W之數量為任意，但例如可使用96個(12×8之矩陣排列)者。各孔井W之直徑及深度代表性而言為數mm左右。另，該攝像單元1作為對象之孔板之尺寸或孔井之數量並非限定於該等者而為任意，例如可為384個孔者。

於孔板WP之各孔井W，注入有特定量之作為培養液之液體，並將該液體中以特定之培養條件培養之細胞或細菌等設為該攝像單元1之拍攝對象。培養液可為添加有適當之試劑者，或亦可為以液狀投入於孔井W後凝膠化者。

攝像單元1包含：支架11、照明部12、攝像部13、及控制部14。支架11抵接於將試料與液體一起承載於各孔井W之孔板WP之下表面周緣部，且大致水平姿勢地保持孔板WP。照明部12配置於支架11之上方，另一方面，攝像部13配置於支架11之下方。控制部14具有控制該等各部的動作之功能。

照明部12朝向藉由支架11保持之孔板WP出射照明光Li。作為照明光Li例如可使用白色光。藉由照明部12，自上方照明設置於孔板WP之孔井W內之試料。

於藉由支架11保持之孔板WP之下方，設置有攝像部13。於攝像部13中，於孔板WP之正下方位置配置有物鏡131。物鏡131之光軸OA朝向鉛直方向，沿著物鏡131之光軸OA按照由上朝下之順序，進而設置有開口光圈132、成像透鏡133及攝像器件134。物鏡131、開口光圈132及成像透鏡133以各者之中心沿著鉛直方向排成一行之方式配置，且該等作為一體構成攝像光學系130。另，於該例中構成攝像部13之各部於鉛直方向排成一行，但亦可藉由反射鏡等回折光路。

攝像部13可藉由設置於控制部14之機械驅動部141移動。具體而言，藉由機械驅動部141使構成攝像部13之物鏡131、開口光圈132、 成像透鏡133及攝像器件134一體於水平方向移動，而使攝像部13相對於孔井W於水平方向移動。於拍攝1個孔井W內之拍攝對象物時，機械驅動部141以攝像光學系130之光軸與該孔井W之中心一致之方式，將攝像部13定位於水平方向。

又，藉由機械驅動部141使攝像部13於鉛直方向移動，進行攝像部之對拍攝對象物之對焦。具體而言，以物鏡131之焦點對準拍攝對象物即試料所在之孔井W之內底面之方式，由機械驅動部141使物鏡131、開口光圈132、成像透鏡133及攝像器件134一體地上下移動。

又，機械驅動部141於使攝像部13於水平方向移動時，使照明部12與攝像部13一體於水平方向移動。即，照明部12以其光中心與攝像光學系130之光軸OA大致一致之方式配置，且於包含物鏡131之攝像部13於水平方向移動時，與其連動而於水平方向移動。藉此，於拍攝任意孔井W之情形時照明條件皆為一定，而使拍攝條件維持良好。

藉由攝像部13，拍攝孔井W內之試料。具體而言，自照明部12出射並自孔井W上方入射於液體之光照明拍攝對象物。接著，自孔井W底面向下方透過之光藉由物鏡131聚光，並經由開口光圈132、成像透鏡133，最終於攝像器件134之受光面讓拍攝對象物之圖像成像，其藉由攝像器件134之受光元件1341受光。受光元件1341係一維圖像感測器，將成像於其表面之拍攝對象物之一維圖像轉換為電性信號。作為受光元件1341，例如可使用CCD感測器。

自受光元件1341輸出之圖像信號發送至控制部14。即，圖像信號被輸入至設置於控制部14之AD轉換器(A/D)142並轉換為數位圖像資料。如此獲得之數位圖像資料經由介面(I/F)143向外部輸出。

圖像處理單元2具備控制部20，其具有控制裝置各部動作之CPU201。又，控制部20具有：圖形處理器(GP)202，其負責圖像處理；圖像記憶體203，其用於記憶保存圖像資料；及記憶體204，其用 於記憶保存CPU201及GP202應執行之程式或由該等產生之資料。另，CPU201亦可兼具圖形處理器202之功能。又，圖像記憶體203與記憶體204亦可為一體者。

此外，於控制部20，設置有介面(I/F)205。介面205負責與使用者及外部裝置進行資訊交換。具體而言，介面205與攝像單元1之介面143藉由通信線路連接，將CPU201用於控制攝像單元1之控制指令發送至攝像單元1。又，接收自攝像單元1之AD轉換器142輸出之圖像資料。

又，於介面205，例如連接有操作按鈕、滑鼠、鍵盤或平板等輸入裝置、或組合該等而成之輸入部21。藉由輸入部21受理之來自使用者之操作輸入係經由介面205被傳遞至CPU201。再者，於介面205，例如連接有具有液晶顯示器等顯示裝置之顯示部22。顯示部22顯示對應於自CPU201經由介面205所賦予之圖像信號之圖像，並向使用者進行處理結果等資訊提示。

另，具有上述構成之圖像處理單元2與一般個人電腦之構成大致相同。即，作為該圖像處理裝置之圖像處理單元2，可使用泛用之電腦裝置。

接著，對如此構成之圖像處理裝置之動作進行說明。於該圖像處理裝置中，能進行於孔板WP之各孔井W內培養之細胞、細菌、細胞簇(橢球體)等之拍攝，而可將拍攝到之圖像供於各種觀察、解析。此處，考慮將該圖像處理裝置應用於拍攝注入於孔井W之培養液中培養之橢球體之用途。

培養液中橢球體大致呈球形，於拍攝到之二維圖像中橢球體呈大致圓形之像。於孔井W內存在複數個橢球體之情形時，各者皆為大致圓形之圖像，但其形狀及大小未必相同。又，於拍攝到之圖像中，除了上述橢球體之圖像以外，有可能映入因混入於培養液或附著於表 面之纖維狀雜質或塵埃、孔井W底面之損傷或髒污等異物所致之條狀圖像。

由於橢球體圖像與異物之像之形狀特徵大不相同，故認為該等之判別相對容易。然而，於兩者重疊成為一體之狀態進行拍攝時，要區別2個區域並不容易。以下，對可實現其之本實施形態之圖像處理方法進行說明。

圖2A至圖2C係顯示本實施形態之區域分離處理之原理之圖。該區域分離處理係用以將圖像中橢球體之像與異物之像成為一體之目標物分離為橢球體區域與異物區域之處理。圖2A係顯示橢球體與異物重疊之像之一例之模式圖。橢球體與異物重疊而拍攝之圖像目標物OB包含：橢球體區域Ra，其對應於橢球體且具有接近圓形之形狀；與異物區域Rb，其對應於與橢球體區域Ra相連之條狀異物。另，如同圖所示，亦有對1個橢球體區域Ra連著複數個異物區域Rb之情形。另，於此處所示之模式圖中橢球體區域Ra與異物區域Rb之差較明顯，但於實際之像中目標物OB中的橢球體區域Ra與異物區域Rb之邊界難以自圖像內容判斷。

作為自此種圖像目標物OB分離橢球體區域Ra與異物區域Rb之方法，考慮應用圖像之形態學處理。即，如圖2B所示，藉由將具有特定直徑De之圓C1作為構造要素之侵蝕處理，圖像目標物收縮。藉此，自圖像消去具有相對細長形狀之異物區域Rb，剩下消去橢球體區域Ra之周緣部而成之區域Rc。接著，如圖2C所示，進行將具有與侵蝕處理之情形相同直徑De之圓C2作為構造要素之膨脹處理，獲得使區域Rc膨脹之區域Rd。該區域Rd可視為自原始圖像目標物OB去除異物區域Rb者，成為具有大致與橢球體區域Ra相同形狀者。

由於關於圖像之形態學處理係公知故省略詳細說明。然而，為了使此種形態學處理有效地發揮功能，必須適當地設定成為構造要素 之圓C1、C2之尺寸(具體而言係直徑De)。即，構造要素之直徑De若過小，會導致異物區域Rb未被充分消去而仍殘留。又，構造要素之直徑De若過大，會導致橢球體區域Ra之形狀再現性不佳，且有於侵蝕處理中消去較小之橢球體區域Ra之虞。

於以往之技術中，為了解決如上述之問題並使形態學處理有效地發揮功能，只能以熟練者之主觀判斷確定構造要素之尺寸、或多階段地變更尺寸、試行處理以找出最佳尺寸。然而，此種作業需要大量之勞力，且無法避免處理結果之偏差。尤其於應處理之圖像目標物有複數個之情形時，藉由此種人工作業之因應方式並不實際。

鑑於該問題，本申請案發明者使用形成橢球體之各種細胞進行實驗，獲得以下之見解。即，對於具有橢球體區域Ra及隨附於其之異物區域Rb之圖像目標物，藉由應用使用自橢球體區域Ra之尺寸基於特定之規則算出之尺寸之構造要素的形態學處理，可良好地區別橢球體區域Ra與異物區域Rb。

更具體而言，例如將橢球體區域Ra視為圓形時，將具有該圓的直徑(1/4)以上(1/3)以下之直徑之圓作為構造要素，依序進行侵蝕處理及膨脹處理。藉此，可實現橢球體區域Ra之形狀再現性良好、且抑制異物區域Rb殘留而有效地將其消去。以下，對基於此種見解區別橢球體區域與異物區域之本實施形態之圖像處理，參照圖3、圖4、圖5A至圖5D具體地進行說明。

圖3係顯示本實施形態之圖像處理之流程圖。又，圖4係顯示區域分離處理之流程圖。再者，圖5A至圖5D係示意性顯示該處理中之圖像處理過程之圖。該處理藉由CPU201執行預先記憶於記憶體204之控制程式來控制裝置各部而實現。其中針對圖像之各種處理係藉由圖形處理器202執行，但至少一部分亦可藉由CPU201執行。

首先，將作為拍攝對象物之橢球體與培養液一起承載於孔井W之 孔板WP被搬入攝像單元1，並固定於支架11(步驟S101)。接著，相對於成為拍攝對象之孔井W定位攝像光學系13，藉由攝像器件134進行拍攝(步驟S102)。藉此，取得包含橢球體之原圖像。

對如此獲得之原圖像，圖形處理器202進行特定之圖像處理，檢測包含於原圖像中之圖像目標物之區域(步驟S103)。原圖像中目標物之擷取可應用公知之技術。例如，可應用將原圖像以適當之閾值2值化而區分背景區域與目標物區域之方法。

圖形處理器202進而自檢測出之圖像目標物，擷取包含對應於橢球體區域之橢球體狀目標物(步驟S104)。於步驟S103中檢測出之圖像目標物可包含：僅包含橢球體者、包含橢球體以外之異物者、及橢球體與異物重疊者。於其等中，將包含橢球體之目標物、即僅包含橢球體之目標物、及橢球體與異物重疊之目標物作為橢球體狀目標物擷取。

作為擷取包含橢球體區域Ra之橢球體狀目標物之方法，考慮各種可檢測包含橢球體特有之圓形區域之圖像目標物者。例如，可將圓形度為特定值以上者設為橢球體狀目標物。又，可將具有比預先決定之特定尺寸之圓更大區域之目標物設為橢球體狀目標物。又，由於異物區域一般較細長其面積相對較小，故可將面積為特定值以上之目標物設為橢球體狀目標物。又，與其相反，亦可設定用以找出僅包含異物之目標物之條件，而將與條件不一致之目標物視為橢球體狀目標物。

自如此擷取之橢球體狀目標物中選擇一個(步驟S105)，特定該目標物之最小包含圓(步驟S106)。接著，若最小包含圓的面積相對於該目標物的面積之面積比為大於1之特定之閾值以上(步驟S107中是)，則該目標物成為步驟S108之區域分離處理對象。若面積比小於閾值(步驟S107中否)，則跳過步驟S108。其理由在於：將不包含異物區域 之目標物自區域分離處理之對象除外，並保存其圖像資訊。再者，亦有助於縮短處理時間。

將目標物與最小包含圓之關係顯示於圖5A。所謂目標物OB之最小包含圓係於內部包含該目標物OB整體之圓中直徑最小之圓C3。如同圖所示，當異物區域Rb自橢球體區域Ra較長地延伸時，最小包含圓C3之直徑D3比橢球體區域Ra之直徑格外增大，最小包含圓C3變為包含較多目標物OB以外之背景區域。因此，相對於目標物OB之面積，最小包含圓C3之面積增大。

另一方面，當目標物OB不包含異物區域Rb而僅包含橢球體區域Ra時，最小包含圓C3之尺寸與橢球體區域Ra之尺寸無多大差別，面積比接近1。可認為面積比小於1於原理上係不可能。如此，若目標物OB與最小包含圓C3之面積比接近1，則可判斷為目標物OB不包含異物區域Rb，又，若最小包含圓C3之面積充分大於目標物OB之面積，則可判斷為目標物OB包含異物區域Rb。因此，對兩者之面積比設定大於1之適當之閾值(例如1.1)，將面積比為該閾值以上之目標物OB設為區域分離處理之對象。另，於該實施形態中當面積比與閾值相等時亦將該目標物設為處理對象，但是否將此種目標物設為處理對象係任意。

於最小包含圓C3相對於目標物OB之面積比大於閾值時，對該目標物執行圖4所示之區域分離處理(步驟S108)。首先，對該目標物，特定近似橢球體區域之近似圓(步驟S201)。該近似圓係將包含於目標物OB之橢球體區域Ra根據圓而近似化者，且係認為具有與橢球體區域Ra相同尺寸之圓。

圖5B係顯示近似圓之例。將目標物OB中橢球體區域Ra設為接近於圓之形狀，作為使其近似於相同尺寸之圓之方法，例如有如圖中以虛線所示之圓C4，使用不超出目標物OB且落在其輪廓內之圓中具有 最大直徑之圓(此處，稱為「最大內包圓」)之方法。又，例如，亦可如圖中所示之圓C5，將具有與包含橢球體區域Ra及異物區域Rb之目標物OB之面積相同面積之圓(此處，稱為「面積相當圓)設為近似圓。

基於如此求得之近似圓(最大內包圓或面積相當圓)，決定形態學處理之構造要素即圓之直徑(步驟S202)。如上述般，可知於該情形之形態學處理中，將具有橢球區域Ra直徑之(1/6)以上(1/2)以下，更佳為(1/4)以上(1/3)以下之直徑之圓作為構造要素時可獲得良好之結果。然而，由於於該時點仍未區分橢球體區域Ra與異物區域Rb，故無法明確地特定橢球體區域Ra之尺寸。因此，上述近似圓之直徑可視為橢球體區域Ra之直徑。即，作為構造要素之圓之直徑定為近似圓直徑之(1/6)以上(1/2)以下之範圍。此處，設定為近似圓直徑之(1/4)以上(1/3)以下之值。

若作為構造要素之圓之直徑增大，則異物之去除效果提高。另一方面，若作為構造要素之圓之直徑減小，則橢球體區域之形狀再現性提高。可根據橢球體及異物之尺寸、處理目的等，適當地設定構造要素之尺寸。於任一者之情形，皆可根據橢球體區域之尺寸設定構造要素之尺寸，藉此可防止較小之橢球體因侵蝕處理被消去。另，於近似圓比橢球體區域Ra增大之情形時為了避免因侵蝕處理導致橢球體區域消失，亦期望作為構造要素之圓之直徑小於近似圓直徑之(1/2)。

使用如此設定之構造要素依序進行侵蝕處理及膨脹處理(步驟S203、S204)。藉此，如圖2C所示，相當於橢球體區域Ra之區域Rd再現於圖像，另一方面，異物區域Rb自圖像消去。自圖像消去異物區域Rb之目的係於該時點達成。又，自目標物OB僅擷取橢球體區域Ra之目的亦於該時點達成。

再者，於該實施形態之區域分離處理中，目標在於保留橢球體區域Ra及異物區域Rb兩者之圖像資訊，且明確地區別該等之區域。 即，將截至步驟S204之處理中特定之橢球體區域Ra擴大適當之尺寸，例如僅1像素量(步驟S205)，並自原圖像減去該結果(步驟S206)。另，擴大之像素數例如可為2像素。

藉由自原圖像之目標物OB減去橢球體區域Ra，如圖5C所示，擷取目標物中橢球體以外之區域、即異物區域Rb。此時，若在橢球體區域Ra擴大後進行減去，如圖5C之箭頭所示，可於橢球體區域Ra與異物區域Rb之間形成僅橢球體區域Ra擴大量之間隙，可於圖像上分離兩者。若僅單純擷取異物區域Rb，則未必需要使橢球體區域Ra擴大。

再者，藉由對擷取到異物區域Rb之圖像，加法合成藉由膨脹處理(步驟S204)擷取之橢球體區域Ra之圖像，如圖5D所示，可獲得同時保存橢球體區域Ra及異物區域Rb之圖像資訊，且兩區域明確地分離之圖像(步驟S207)。該圖像為本處理中欲求得之圖像。

將該合成圖像保存於圖像記憶體203(步驟S208)。亦可取代其，或除其以外，將步驟S204之處理中獲得之橢球體區域Ra之圖像(圖2C)及步驟S206之處理中獲得之異物區域Rb之圖像(圖5C)保存於圖像記憶體203。

返回至圖3接著流程圖之說明。上述處理(步驟S105~S108)針對擷取之橢球體狀目標物全數執行(步驟S109)。作為構造要素使用之圓之直徑係依每個目標物個別地設定。因此，對包含較大橢球體區域之目標物將較大直徑之圓、或對包含較小橢球體區域之目標物將較小直徑之圓作為構造要素應用。因此，較小之橢球體不會因侵蝕處理被消去，可適當地處理各目標物而有效地區別橢球體區域與異物區域。

關於處理後之圖像，除了保存於圖像記憶體203以外，並經由介面205以適當之形態輸出(步驟S110)。例如，處理後之圖像顯示於顯示部22並對使用者提示。或，經由及介面205輸出至外部裝置或外部 記憶媒體。

另，藉由執行形態學處理，雖有導致目標物OB內圖像資訊消失之疑慮，但例如以下述方法可加以避免。第1方法係藉由對2值化之原圖像進行上述之形態學處理，作成表示橢球體區域Ra及異物區域Rb範圍之遮罩碼，將該遮罩碼應用於原來之多值原圖像，藉此復原橢球體區域Ra及異物區域Rb之圖像資訊。第2方法係將進行膨脹處理時所要膨脹之區域之像素以原圖像之像素值進行復原。

如以上說明，於上述實施形態中，攝像單元1及圖像處理單元2作為一體作為本發明之「圖像處理裝置」發揮功能。攝像單元1作為本發明之「圖像取得機構」發揮功能，支架11及攝像部13分別作為本發明之「保持部」及「攝像部」發揮功能。又，圖像處理單元2、尤其圖形處理器202作為本發明之「圖像處理機構」發揮功能。

另，本發明並非限定於上述實施形態者，只要不脫離其主旨，除了上述者以外可進行各種變更。例如，於上述實施形態之區域分離處理中，將橢球體區域Ra近似為圓而決定構造要素之尺寸，但一般而言，較好根據橢圓而將橢球體區域近似化。理由在於：於因橢球體之彎曲、或複數個橢球體於圖像上重疊，導致橢球體區域為偏離圓形之形狀之情形時亦可行。藉由根據橢圓將橢球體近似化，於此種情形時可實現精度更佳之近似，可使構造要素之尺寸設定更為理想。

於該情形時，作為構造要素之圓之直徑較好基於近似橢圓之短徑而設定。理由在於：認為於因如上述之原因所致之橢球體區域偏離圓形時，橢圓之短徑不會與橢球體真實之尺寸大幅不同，另一方面，長徑有可能大幅超過橢球體之真實尺寸。藉由基於較小之尺寸即短徑決定圓之直徑，可避免自目標物消去橢球體。

又，例如，上述實施形態之圖像處理裝置係包含作為「圖像取得機構」之攝像單元1者，但不包含拍攝功能之裝置亦可應用本發 明。即，於上述實施形態之圖像處理單元2中，藉由介面205自外部接收圖像資料而取得原圖像，於該旨意中介面205具有作為「圖像取得機構」之功能。如此，於不具有備攝像單元之圖像處理裝置自外部裝置或外部記憶媒體接收原圖像資料之態樣中，本發明可有效地發揮功能。

又，於上述實施形態中，藉由CPU201執行預先記憶於記憶體204之控制程式而實施本發明，但如上述般，作為該實施形態之圖像處理單元2可使用泛用之電腦裝置。因此，以可讀入於此種電腦裝置為前提，作為使電腦裝置執行上述圖像處理之控制程式、或於將其記錄於適當之記錄媒體之態樣中，亦可對使用者提供本發明。藉此，例如可對已經運用之攝像裝置追加新穎之功能。

以上，如例示具體之實施形態進行說明般，於該發明中，有尺寸不同之複數個橢球體狀目標物時，較好對其等設定大小不同之構造要素。原圖像中可能包含各種尺寸之橢球體。藉由應用對應於各個尺寸之構造要素，可提高形態學處理之異物圖像之去除效果、及橢球體圖像之形狀再現性。

關於橢球體狀目標物之尺寸，例如可藉由近似化該橢球體狀目標物之近似橢圓之尺寸表示。橢球體圖像為大致圓形，但於周緣部存在形狀不整。因此，嚴格地特定其尺寸未必簡單，需尋求代替其之更簡便之方法。例如，能以近似地表示橢球體狀目標物之橢圓尺寸作為橢球體狀目標物之尺寸。藉此，可根據簡單之運算決定構造要素之尺寸。

具體而言，例如，將包含於橢球體狀目標物輪廓之橢圓中面積最大之橢圓設為近似橢圓。或，可將具有與橢球體狀目標物相同面積之橢圓設為近似橢圓。藉由實用化對應於求出該等近似橢圓方法之圖像處理運算法並加以應用，可將處理簡單化。

於該等之情形時，可以作為構造要素之圓之直徑為近似橢圓的短徑之(1/6)以上(1/2)以下、更佳為(1/4)以上(1/3)以下之方式構成。根據本申請案發明者之實驗，可知於構造要素之尺寸為上述範圍時，可獲得良好之處理結果。即，可維持橢球體圖像之形狀再現性，且有效地去除條狀之異物之像。

又，例如，近似橢圓亦可為將橢球體狀目標物近似化之近似圓。由於橢球體係大致圓形，故根據圓近似亦可以充分必要之精度表示尺寸。又，與使用近似橢圓之情形相比，處理變得更為簡單。

又，本發明例如可包含：基於膨脹處理後之圖像與原圖像之差分圖像，檢測出原圖像中之目標物中與橢球體不同之非橢球體區域之步驟。藉由進行侵蝕處理及膨脹處理，消去條狀之異物圖像而保留橢球體圖像。進而藉由取處理後之圖像與原圖像之差分，消去橢球體圖像而擷取異物之像。

又，例如，可為以下構成：包含特定原圖像中檢測出之橢球體狀目標物之最小包含圓之步驟，且對橢球體狀目標物中、該橢球體狀目標物之最小包含圓之面積與該橢球體狀目標物之面積之比大於1大於特定值者，執行侵蝕處理及膨脹處理。藉由如此，可將原本不包含異物而無需處理之橢球體狀目標物設為處理對象外，可保存原始圖像資訊。

關於該等圖像處理方法，可使用泛用之電腦執行。因此，本發明係可作為用以使電腦實行上述處理之控制程式而向使用者提供。

又，於本發明之圖像處理裝置中，圖像取得機構可為包含以下者：保持部，其保持承載橢球體之承載體；與攝像部，其拍攝支持體而建立原圖像。藉此，對於各種橢球體皆可取得原圖像。

以上，依據特定之實施例說明發明，但該說明並非意圖以限定之意義而解釋者。若參照發明之說明，精通該技術者應明瞭與本發明 之其他實施形態同樣地進行所揭示之實施形態之各種變化例。故而，認為附加之申請專利範圍係於不脫離發明之真實範圍之範圍內，包含該變化例或實施形態者。

本發明適於以觀察、分析等為目的而拍攝橢球體之用途，例如可使用於醫療、藥物開發、生物科學領域之各種實驗。

Claims (15)

1. 一種圖像處理方法，其包含以下步驟：自拍攝到橢球體之原圖像，檢測出上述原圖像中之目標物中包含上述橢球體之橢球體狀目標物；對上述橢球體狀目標物執行侵蝕處理，該侵蝕處理以具有基於該橢球體狀目標物之尺寸求出之直徑、且面積比上述橢球體狀目標物小之圓為構造要素；及對上述侵蝕處理後之上述橢球體狀目標物，執行使用上述構造要素之膨脹處理。
2. 如請求項1之圖像處理方法，其中對尺寸不同之複數個上述橢球體狀目標物各者，設定尺寸互不相同之上述構造要素。
3. 如請求項1之圖像處理方法，其中上述橢球體狀目標物之尺寸係藉由近似該橢球體狀目標物之近似橢圓之尺寸來表示。
4. 如請求項3之圖像處理方法，其中將包含於上述橢球體狀目標物的輪廓之橢圓中面積最大之橢圓，設為上述近似橢圓。
5. 如請求項3之圖像處理方法，其中將具有與上述橢球體狀目標物相同面積之橢圓，設為上述近似橢圓。
6. 如請求項3之圖像處理方法，其中作為上述構造要素之圓之直徑，為上述近似橢圓的短徑之(1/6)以上(1/2)以下。
7. 如請求項6之圖像處理方法，其中作為上述構造要素之圓之直徑，為上述近似橢圓短徑之(1/4)以上(1/3)以下。
8. 如請求項3至7中任一項之圖像處理方法，其中上述近似橢圓為近似橢球體狀目標物之近似圓。
9. 如請求項1至7中任一項之圖像處理方法，其中包含以下步驟：基於上述膨脹處理後之圖像與上述原圖像之差分圖像，檢測出 上述原圖像中之目標物中與上述橢球體不同之非橢球體區域。
10. 如請求項1至7中任一項之圖像處理方法，其中包含：特定上述原圖像中檢測出之上述橢球體狀目標物之最小包含圓之步驟；且對上述橢球體狀目標物中，該橢球體狀目標物之最小包含圓之面積與該橢球體狀目標物之面積比為比大於1之特定值大者，執行上述侵蝕處理及上述膨脹處理。
11. 一種控制程式，其係使電腦執行請求項1至7中任一項之圖像處理方法之各步驟。
12. 一種記錄媒體，其係電腦可讀取者，且記錄請求項11之控制程式。
13. 一種圖像處理裝置，其包含：圖像取得機構，其取得拍攝到橢球體之原圖像；及圖像處理機構，其係對上述原圖像實施圖像處理；且上述圖像處理機構執行以下處理：檢測出上述原圖像中包含上述橢球體之橢球體狀目標物；對上述橢球體狀目標物執行侵蝕處理，該侵蝕處理以具有基於該橢球體狀目標物之尺寸求出之直徑、且面積比上述橢球體狀目標物小之圓作為構造要素；及對上述侵蝕處理後之上述橢球體狀目標物，執行使用上述構造要素之膨脹處理。
14. 一種圖像處理裝置，其包含：圖像取得機構，其取得拍攝有橢球體之原圖像；及圖像處理機構，其係對上述原圖像實施圖像處理，且上述圖像處理機構執行與請求項1至7中任一項之圖像處理方法相同之上述圖像處理。
15. 如請求項13之圖像處理裝置，其中上述圖像取得機構包含：保 持部，其保持承載上述橢球體之承載體；及攝像部，其拍攝上述承載體並建立上述原圖像。