JP4102286B2 - Particle image analysis method and apparatus, program and recording medium - Google Patents

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Description

この発明は粒子を撮像し、その粒子像を画像分析することによって、粒子に関する情報を求める粒子画像分析方法と装置に関する。   The present invention relates to a particle image analysis method and apparatus for obtaining information about particles by imaging particles and analyzing the image of the particles.

この発明の背景技術としては、粒子懸濁液の流れをシース液で取り囲んだ流れに変換するフローセルと、変換された懸濁液流に対して光を照射する光照射手段と、照射された粒子を撮像する撮像手段と、撮像された粒子像を解析する画像解析手段と、表示手段とを備え、画像解析手段は、撮像された各粒子像の面積および周囲長についての粒子データを測定し、その粒子データから粒子と円形度を算出する算出手段と、粒径による粒度頻度データに基づいてヒストグラムを作成すると共に粒径と円形度とに対応する2つのパラメータによる2次元スキャッタグラムを作成して表示手段にそれぞれ表示する図表作成手段と、撮像された各粒子像を格納する記憶手段と、記憶手段に格納された各粒子像を表示手段に一括表示する粒子像呼出手段からなることを特徴とする粒子画像分析装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特許第3411112号
As a background art of the present invention, a flow cell for converting a flow of a particle suspension into a flow surrounded by a sheath liquid, light irradiation means for irradiating light to the converted suspension flow, and irradiated particles An image analysis unit that analyzes the captured particle image, and a display unit, the image analysis unit measures the particle data about the area and the perimeter of each captured particle image, A calculation means for calculating the particle and the circularity from the particle data, a histogram based on the particle size frequency data based on the particle size, and a two-dimensional scattergram based on two parameters corresponding to the particle size and the circularity A chart creation means for displaying on each display means, a storage means for storing each captured particle image, and a particle image calling means for collectively displaying each particle image stored in the storage means on the display means It made it the particle image analyzing apparatus according to claim is known (for example, see Patent Document 1).
Japanese Patent No. 3411112

近年、ファインセラミックス粒子やトナー、顔料、化粧品用パウダー、食品添加物、化学薬品のような種々の粒子状物質の製造過程や品質管理工程において、粒子物質の各粒子に関する様々な情報を測定し、粒子の解析を行うことが重要になってきている。
しかしながら、従来の方法や装置では、粒子の粒径や円形度又は凝集度などを求めることはできるが、他の粒子情報、例えば粒子の減光率を求めることができなかった。
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、粒子を撮像して得られた粒子画像から粒子の減光率を算出することが可能な粒子画像分析方法と装置を提供するものである。
In recent years, in the manufacturing process and quality control process of various particulate materials such as fine ceramic particles and toner, pigments, cosmetic powders, food additives, chemicals, various information about each particle of the particulate material has been measured, It is becoming important to analyze particles.
However, conventional methods and apparatuses can determine the particle size, circularity, or aggregation degree of particles, but cannot determine other particle information, for example, the dimming rate of particles.
The present invention has been made in consideration of such circumstances, and provides a particle image analysis method and apparatus capable of calculating a particle attenuation rate from a particle image obtained by imaging a particle. It is.

この発明は、粒子画像とその背景画像からなる画像データを用いて、粒子画像を表す画素の輝度の平均値Ipと、背景画像を表す画素の輝度の平均値Ibとを算出し、算出したIpとIbに基づいて粒子画像の減光率αを求める工程からなることを特徴とする粒子画像分析方法を提供するものである。   The present invention calculates the average value Ip of the luminance of the pixel representing the particle image and the average value Ib of the luminance of the pixel representing the background image by using the image data composed of the particle image and the background image. And a particle image analysis method characterized by comprising the step of determining the light attenuation rate α of the particle image on the basis of Ib and Ib.

また、この発明は、粒子画像とその背景画像からなる画像データを用いて粒子画像を表す画素の輝度の平均値Ipを算出する第1演算部と、前記画像データを用いて背景画像を表す画素の輝度の平均値Ibを算出する第2演算部と、IpとIbに基づいて粒子画像の減光率αを算出する第3演算部とを備えた粒子画像分析装置を提供するものである。   The present invention also provides a first computing unit that calculates an average luminance value Ip of pixels representing a particle image using image data composed of the particle image and the background image, and a pixel representing the background image using the image data. A particle image analysis apparatus is provided that includes a second calculation unit that calculates an average value Ib of the brightness and a third calculation unit that calculates the light attenuation rate α of the particle image based on Ip and Ib.

この発明によれば、粒子画像の平均輝度と背景画像の平均輝度から粒子画像の減光率が容易に求められ、粒子の分析に必要な新しい情報が提供される。   According to the present invention, the attenuation rate of the particle image can be easily obtained from the average luminance of the particle image and the average luminance of the background image, and new information necessary for analyzing the particle is provided.

この発明の画像解析対象は、ファインセラミックス、顔料、化粧品用パウダーのような無機物の粉体および食品添加物のような有機物の粉体を含むものであり、多結晶からなる粒子であってもよい。
この発明の粒子画像分析方法は、粒子画像とその背景画像を複数画素の輝度で表した画像データを用いて、粒子画像を表す画素の輝度の平均値Ipと、背景画像を表す画素の輝度の平均値Ibとを算出し、算出したIpとIbに基づいて粒子画像の減光率αを求める工程からなることを特徴とする。
The object of image analysis of the present invention includes fine ceramics, pigments, inorganic powders such as cosmetic powders, and organic powders such as food additives, and may be polycrystalline particles. .
The particle image analysis method of the present invention uses the image data in which the particle image and its background image are represented by the luminance of a plurality of pixels, and uses the average value Ip of the luminance of the pixel representing the particle image and the luminance of the pixel representing the background image. The method includes a step of calculating an average value Ib and obtaining a light attenuation rate α of the particle image based on the calculated Ip and Ib.

減光率αを求める工程は、粒子画像の径をRsとするとき、
α=(1/Rs)×1oge(Ib/Ip)
を演算する工程であることが好ましい。この場合、ランベルト・ベールの法則に基づいて減光率αが求められる。
The step of obtaining the light attenuation rate α is performed when the particle image diameter is Rs.
α = (1 / Rs) × 1 og e (Ib / Ip)
Preferably, this is a step of calculating. In this case, the light attenuation rate α is obtained based on Lambert-Beer law.

また、この発明による粒子画像分析装置は、粒子画像とその背景画像を複数の画素の輝度で表した画像データを用いて粒子画像を表す画素の輝度の平均値Ipを算出する第1演算部と、前記画像データを用いて背景画像を表す画素の輝度の平均値Ibを算出する第2演算部と、IpとIbに基づいて粒子画像の減光率αを算出する第3演算部とを備える。
第1、第2および第3演算部は、CPU、ROM、RAMからなるマイクロコンピュータ又はパーソナルコンピュータにより一体的に構成できる。
In addition, the particle image analyzer according to the present invention includes a first calculation unit that calculates an average value Ip of the luminance of the pixels representing the particle image using image data in which the particle image and the background image thereof are represented by the luminance of the plurality of pixels. A second calculation unit that calculates an average luminance value Ib of pixels representing a background image using the image data, and a third calculation unit that calculates a light attenuation rate α of the particle image based on Ip and Ib. .
The first, second, and third arithmetic units can be integrally configured by a microcomputer or a personal computer including a CPU, a ROM, and a RAM.

第3演算部は、粒子画像の径をRsとするとき、前述と同様に、
α=(1/Rs)×1oge(Ib/Ip)
を演算するようにしてもよい。この発明の粒子画像分析装置は、粒子を含む懸濁液を懸濁液流に変換するフローセルと、変換された懸濁液流に対して光を照射する光照射部と、照射された粒子を撮像する撮像部とをさらに備えてもよい。
この場合、フローセルは、粒子懸濁液の流れをシース液で包んで流すことにより流体力学的効果によって、細かいあるいは偏平な流れに変換することができるセルであり、これには、従来公知のものを用いることができる。
When the diameter of the particle image is Rs, the third calculation unit is similar to the above,
α = (1 / Rs) × 1 og e (Ib / Ip)
May be calculated. The particle image analyzer of the present invention includes a flow cell that converts a suspension containing particles into a suspension flow, a light irradiation unit that irradiates light to the converted suspension flow, and an irradiated particle. You may further provide the imaging part which images.
In this case, the flow cell is a cell that can be converted into a fine or flat flow by a hydrodynamic effect by wrapping the flow of the particle suspension in a sheath liquid, and includes a conventionally known one. Can be used.

なお、フローセルに供給されるシース液については、粒子懸濁液の性質(粒子)や溶媒の性質)に対応してその種類を選択することが好ましい。
また、光照射部には、パルス発光するストロボやレーザ光源を用いることが好ましい。
連続的に発光する光源を用いることもできるが、この場合には撮像部にシャッターを設ける必要がある。撮像部には、一般的な2次元画像を撮像するビデオカメラを用いることができる。
In addition, about the sheath liquid supplied to a flow cell, it is preferable to select the kind according to the property (particle | grains) and the property of a solvent).
Further, it is preferable to use a strobe or a laser light source that emits a pulsed light for the light irradiation unit.
Although a light source that emits light continuously can be used, in this case, it is necessary to provide a shutter in the imaging unit. A video camera that captures a general two-dimensional image can be used for the imaging unit.

光照射部と撮像部とはフローセルを挟んで配置され、フローセルにおいて粒子懸濁液が偏平な流れに変換される場合、光照射部は、粒子懸濁液流の偏平な一面に直交して光を照射し、撮像部はその光軸上に配置されることが好ましい。
さらに、この発明は、粒子画像とその背景画像からなる画像データを用いて、粒子画像を表す画素の輝度の平均値Ipと、背景画像を表す画素の輝度の平均値Ibとを算出し、算出したIpとIbに基づいて粒子画像の減光率αを求める工程からなることを特徴とする粒子画像分析プログラムを提供するものである。
また、この発明は、上記プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供するものである。
The light irradiation unit and the imaging unit are arranged with the flow cell interposed therebetween, and when the particle suspension is converted into a flat flow in the flow cell, the light irradiation unit emits light perpendicular to the flat surface of the particle suspension flow. And the imaging unit is preferably arranged on the optical axis.
Furthermore, the present invention calculates the average luminance value Ip of the pixels representing the particle image and the average luminance value Ib of the pixels representing the background image by using the image data composed of the particle image and the background image. The present invention provides a particle image analysis program characterized by comprising a step of obtaining a light attenuation rate α of a particle image based on the obtained Ip and Ib.
The present invention also provides a computer-readable recording medium on which the program is recorded.

この記録媒体は、マイクロコンピュータで処理が行われるメモリ、例えばROMのようなものであってもよいし、外部記憶装置としてプログラム読み取り装置が設けられ、そこに挿入されて読み取られるプログラムメディアであってもよい。   This recording medium may be a memory that is processed by a microcomputer, such as a ROM, or a program medium provided with a program reading device as an external storage device and read by being inserted therein. Also good.

いずれの場合においても、格納されているプログラムはマイクロプロセッサがアクセスして実行される構成であってもよいし、コンピュータのプログラム記憶エリアにダウンロードされて、そのプログラムが実行される方式であってもよい。このダウンロード用のプログラムはあらかじめ粒子画像解析装置に格納されているものとする。   In either case, the stored program may be configured to be accessed and executed by a microprocessor, or may be downloaded to a program storage area of a computer and executed. Good. It is assumed that this download program is stored in advance in the particle image analyzer.

ここで、プログラムメディアは、装置と分離可能に構成される記憶媒体であり、磁気テープやカセットテープなどのテープ系、フロッピー(登録商標)ディスクやハードディスクなどの磁気ディスクやCD−ROM/MO/MD/DVDなどの光ディスクのディスク系、ICカード(メモリカードを含む)/光カードなどのカード系、あるいはマスクROM、EPROM、EEPROM、フラッシュROMなどによる半導体メモリを含めた固定的にプログラムを担持する媒体であってもよい。   Here, the program medium is a storage medium configured to be separable from the apparatus, such as a tape system such as a magnetic tape or a cassette tape, a magnetic disk such as a floppy (registered trademark) disk or a hard disk, or a CD-ROM / MO / MD. Media that carries a fixed program, including disk systems such as / DVD, optical disks, IC cards (including memory cards) / optical cards, and semiconductor memories such as mask ROM, EPROM, EEPROM, flash ROM, etc. It may be.

また、この発明の粒子画像解析装置をインターネットを含む通信ネットワークと接続可能なシステム構成とし、記録媒体を通信ネットワークからプログラムをダウンロードするように流動的にプログラムを担持する媒体としてもよい。尚、そのダウンロード用プログラムは予め解析装置に格納しておく。   In addition, the particle image analysis apparatus of the present invention may be configured as a system that can be connected to a communication network including the Internet, and the recording medium may be a medium that carries the program in a fluid manner so as to download the program from the communication network. The download program is stored in the analysis device in advance.

この発明の粒子解析装置の流体系と光学系を図1に示す。
図1において、バルブ16、17が開くと、粒子懸濁液はポンプ18によって吸引ピペット1から吸引され、サンプルフィルター2を通りフローセル5の上部の試料チャージングライン3へ引き込まれる。サンプルフィルター2によって、懸濁液中の粗大な粒子ごみが取り除かれ、流路の細い(狭い)フローセル5が詰まらないようにしている。またこのサンプルフィルタ2は、粗大な凝集塊をほぐす効果も持っている。
A fluid system and an optical system of the particle analyzing apparatus of the present invention are shown in FIG.
In FIG. 1, when the valves 16 and 17 are opened, the particle suspension is sucked from the suction pipette 1 by the pump 18, passes through the sample filter 2, and is drawn into the sample charging line 3 at the top of the flow cell 5. The sample filter 2 removes coarse particle dust in the suspension so that the flow cell 5 having a narrow (narrow) flow path is not clogged. The sample filter 2 also has an effect of loosening coarse agglomerates.

チャージングライン3に引きこまれた粒子懸濁液は、バルブ16、17を閉じてシリンジ4を動作させることによってフローセル5に導かれ、内部のサンプルノズル(図示しない)の先端から懸濁液が押し出される。それと同時にシース液もシース液ボトル6からシース液チャンバー7を介してフローセル5に送り込まれ、粒子懸濁液はそのシース液で取り囲まれ、液体力学的に懸濁液は偏平に絞られてフローセル5の内を流れ、廃液チャンバー14を介して排出される。このように偏平に絞られた懸濁液流に対して、ストロボ8からパルス光を周期的に照射することによって、粒子の静止画像が対物レンズ9を介してビデオカメラ10で撮像される。   The particle suspension drawn into the charging line 3 is guided to the flow cell 5 by closing the valves 16 and 17 and operating the syringe 4, and the suspension is discharged from the tip of an internal sample nozzle (not shown). Extruded. At the same time, the sheath liquid is also sent from the sheath liquid bottle 6 through the sheath liquid chamber 7 to the flow cell 5, the particle suspension is surrounded by the sheath liquid, and the suspension is squeezed flatly in terms of fluid dynamics. And is discharged through the waste liquid chamber 14. By periodically irradiating pulse light from the strobe 8 to the suspension flow narrowed in this manner, a still image of particles is captured by the video camera 10 via the objective lens 9.

粒子を懸濁する溶媒は粒子特性(粒径や比重)に応じて最適なものを選べばよい。
また、懸濁液の流れを確実に偏平にあるいは細かく絞り込むために懸濁液の特性に応じて、例えば溶媒の粘度や比重に応じて、シース液の粘度や比重を変更するのが好ましい。図1には図示していないが、複数種類のシース液ボトルを設け、測定する試料に応じて使用するシース液の種類を容易に切り換えられるような機構を付加してもよい。
As a solvent for suspending particles, an optimum solvent may be selected according to particle characteristics (particle size and specific gravity).
Further, in order to reliably narrow the flow of the suspension flatly or finely, it is preferable to change the viscosity or specific gravity of the sheath liquid according to the characteristics of the suspension, for example, according to the viscosity or specific gravity of the solvent. Although not shown in FIG. 1, a plurality of types of sheath liquid bottles may be provided, and a mechanism that can easily switch the type of sheath liquid to be used according to the sample to be measured may be added.

懸濁液流の偏平な面をビデオカメラ10で撮像すれば、ビデオカメラ10の撮像エリア全体にわたって粒子像を捉えることができ、図2に示すように1回の撮像で多数の粒子を撮像できる。また、撮像される粒子の重心とビデオカメラ10の撮像面との距離をほぼ一定にすることができるので、粒子の大きさに関わらず常にピントの合った粒子像が得られる。   If the flat surface of the suspension flow is imaged by the video camera 10, a particle image can be captured over the entire imaging area of the video camera 10, and a large number of particles can be imaged by one imaging as shown in FIG. . In addition, since the distance between the center of gravity of the imaged particle and the imaging surface of the video camera 10 can be made almost constant, a focused particle image can always be obtained regardless of the size of the particle.

図3は粒子画像分析装置の信号処理系を示すブロック図である。同図で示すように、画像処理部11は、ビデオカメラ10からの画像信号を処理するデータ処理部11aと、処理されたデータを分析する画像分析部11bと、画像データや処理データなどを格納するデータ記憶部11fと、プログラム読み取り部15によってプログラム記録媒体から読み取られた粒子画像分析用プログラムを格納するプログラム記憶部11gを備える。画像分析部11bは、粒子画像を表す画素の輝度の平均値Ipを算出する第1演算部11cと、背景画像を表す画素の輝度の平均値Ibを算出する第2演算部11dと、IpとIbから粒子画像の減光率を算出する第3演算部11eを含む。そして、画像処理部11は、ビデオカメラ10からの画像信号をキーボード13から入力される処理条件に応じて処理し、処理結果をモニターテレビ12に表示する。   FIG. 3 is a block diagram showing a signal processing system of the particle image analyzer. As shown in the figure, the image processing unit 11 stores a data processing unit 11a that processes an image signal from the video camera 10, an image analysis unit 11b that analyzes the processed data, and image data, processing data, and the like. And a program storage unit 11g for storing the particle image analysis program read from the program recording medium by the program reading unit 15. The image analysis unit 11b includes a first calculation unit 11c that calculates an average luminance value Ip of pixels representing a particle image, a second calculation unit 11d that calculates an average luminance value Ib of pixels representing a background image, Ip, A third calculation unit 11e that calculates the light attenuation rate of the particle image from Ib is included. Then, the image processing unit 11 processes the image signal from the video camera 10 according to the processing condition input from the keyboard 13 and displays the processing result on the monitor television 12.

このような構成における画像処理の手順を図4のフローチャートに示す。ビデオカメラ10からの画像信号は、画像処理部11に取り込まれてA/D変換され、画像データとして取り込まれる(ステップS1)。次に、画像データにおける画素の位置と輝度情報が抽出されてデータ記憶部11fへ格納される(ステップ2)。次に、懸濁液流に対する照射光の強度むら(シューディング)を補正するためのバックグラウンド補正が行われる(ステップS3)。   The procedure of image processing in such a configuration is shown in the flowchart of FIG. An image signal from the video camera 10 is captured by the image processing unit 11, A / D converted, and captured as image data (step S1). Next, the pixel position and luminance information in the image data are extracted and stored in the data storage unit 11f (step 2). Next, background correction for correcting the intensity unevenness (sudding) of the irradiation light with respect to the suspension flow is performed (step S3).

具体的には、粒子フローセル5を通過していない時に光照射して得られる画像データを、測定前にあらかじめ取り込んでおき、その画像データと実際の粒子撮像画面の画像データとを比較演算することであり、画像処理として一般的によくしられた処理である。次に、粒子画像の輪郭を的確に抽出するための前処理として輪郭強調処理を行う(ステップS4)。具体的には、一般的によく知られたラプラシアン強調処理を行う。   Specifically, image data obtained by light irradiation when not passing through the particle flow cell 5 is captured in advance before measurement, and the image data is compared with the image data of the actual particle imaging screen. This is a process generally improved as image processing. Next, contour enhancement processing is performed as preprocessing for accurately extracting the contour of the particle image (step S4). Specifically, generally well-known Laplacian enhancement processing is performed.

次に、画像データをある適当なスレシホールドレベルで2値化すると各粒子画像は図5に示すような2値化画像となる(ステップS5)。次に、2値化された各粒子画像に対してエッジ点(輪郭を表す輪郭画素)かどうかを判定するとともに、着目しているエッジ点に対して隣合うエッジ点がどの方向にあるかの情報、すなわちチェインコードを生成する(ステップS6)。次に、このチェインコードを参照しながら粒子画像のエッジトレースを行い、粒子画像の分析パラメータとして、各粒子画像の面積(総画素数)St、直行カウント数Et、斜行カウント数Esおよびコーナーカウント数Cnを求める(ステップS7)。   Next, when the image data is binarized at a certain appropriate threshold level, each particle image becomes a binarized image as shown in FIG. 5 (step S5). Next, it is determined whether each of the binarized particle images is an edge point (contour pixel representing a contour), and in which direction there is an edge point adjacent to the target edge point. Information, that is, a chain code is generated (step S6). Next, edge tracing of the particle image is performed with reference to this chain code, and the area (total number of pixels) St, the direct count number Et, the skew count number Es, and the corner count of each particle image are analyzed as the particle image analysis parameters. The number Cn is obtained (step S7).

ここで、ステップS6、S7における処理を図5を用いて説明すると、粒子画像(図5のハッチング部分)の輪郭を形成する輪郭画素(エッジ点)の中心点a〜nを直線で結び、全輪郭画素を点aから反時計方向方向(又は時計方向)に順次着目し、現在の着目輪郭画素と次の着目輪郭画素とを結ぶ直線が縦又は横方向を向くとき現在の着目輪郭画素を第1画素とみなし、現在の着目輪郭画素と次の着目輪郭画素とを結ぶ直線が斜め方向を向くとき現在の着目輪郭画素を第2画素とみなし、第1および第2画素の数を計数する。   Here, the processing in steps S6 and S7 will be described with reference to FIG. 5. The center points a to n of the contour pixels (edge points) forming the contour of the particle image (hatched portion in FIG. 5) are connected by straight lines. Focusing on the contour pixels sequentially from the point a in the counterclockwise direction (or clockwise direction), when the straight line connecting the current target contour pixel and the next target contour pixel faces in the vertical or horizontal direction, It is regarded as one pixel, and when the straight line connecting the current target contour pixel and the next target contour pixel faces an oblique direction, the current target contour pixel is regarded as the second pixel, and the number of the first and second pixels is counted.

ここで、第1画素の合計数が直行カウント数Etであり、第2画素の合計数が斜行カウント数Esである。
また、図5において、着目する1つの輪郭画素とその両側に隣接する2つの輪郭画素とを結ぶ直線が、着目した輪郭画素において屈曲する場合にその輪郭画素を屈曲点とみなし、全輪郭画素の各々に着目して屈曲点の数を計数する。屈曲点の合計数がコーナーカウント数Cnである。
なお、図5に図示される粒子画像では、
面積St=総画素数=25であり、
第1画素は、点c、e、g、h、j、k、l、mを含む画素であるので、Et=8となり、
第2画素は、点a、b、d、f、i、nを含む画素であるので、Es=6となり、
屈曲点は、点a、c、d、e、f、g、i、j、nであるので、Cn=9となる。
Here, the total number of first pixels is the orthogonal count number Et, and the total number of second pixels is the skew count number Es.
Further, in FIG. 5, when a straight line connecting one contour pixel of interest and two contour pixels adjacent to both sides thereof is bent at the focused contour pixel, the contour pixel is regarded as a bending point, and all the contour pixels Paying attention to each, the number of bending points is counted. The total number of bending points is the corner count number Cn.
In the particle image shown in FIG.
Area St = total number of pixels = 25,
Since the first pixel is a pixel including points c, e, g, h, j, k, l, m, Et = 8,
Since the second pixel is a pixel including points a, b, d, f, i, and n, Es = 6.
Since the bending points are points a, c, d, e, f, g, i, j, and n, Cn = 9.

次に、各粒子画像(濃度/2値化画像)が切り出され、各画像の画素の輝度がデータ記憶部11fに格納される(ステップS8)。
必要な撮像処理が終了すると(ステップS9)、各粒子画像の円相当径Rsが次のようにして算出される(ステップS10)。
まず、各粒子画像に対して求められた解析パラメータに基づいて、周囲長Lが次式で算出される。
L=0.980×Et+1.406×Es−0.091×Cn・・・(1)
(但し、1画素を単位長さ1とする。)
式(1)はVossepoelの式として知られている。
次に、面積Sが次式で算出される。
S=St−0.5L・・・(2)
(但し、1画素を単位長さ1とする)
次に、円相当径Rsが次式で算出される。
Rs=a×S1/2×k+b・・・(3)
次に、各粒子の2値化画像について、粒子画像の中央部を抽出する処理、いわゆるシュリンク処理(外縁を除去する処理)が施され(ステップS11)、シュリンク処理画像に対応する濃淡画像の輝度について平均輝度Ipが算出される(ステップ12)。ここで、粒子画像の外縁部の画素は、中央部の画素に較べて外乱の影響を受け易いので、その輝度情報は不安定であり、信頼性が低い。そのため、輪郭画素を含む外縁を除去した粒子画像の中央部の画素の輝度を用いて、平均輝度Ipを算出する。
次に、ステップS2で格納された背景画像の画素の輝度について平均輝度Ibが算出される(ステップS13)。
次に、次式によって各粒子画像の減光率αが算出される(ステップS14)。
α=(1/Rs)×1oge(Ib/Ip)・・・(1)
ここで、Ib、Ipについてオフセット値Ifを考慮する場合には、式(1)は
α=(1/Rs)×1oge{(Ib−If)/(Ip−If)}
となる。
なお、式(1)はランベルト・ベールの法則に基づく。
このようにして、多数の粒子画像の周囲長、面積、円相当径のみならず減光率を得ることができるので、これらを統計的に処理することにより、粒子画像を詳しく分析することができる。
Next, each particle image (density / binarized image) is cut out, and the luminance of the pixel of each image is stored in the data storage unit 11f (step S8).
When the necessary imaging process is completed (step S9), the equivalent circle diameter Rs of each particle image is calculated as follows (step S10).
First, based on the analysis parameter obtained for each particle image, the perimeter L is calculated by the following equation.
L = 0.980 * Et + 1.406 * Es-0.091 * Cn ... (1)
(However, one pixel has a unit length of 1.)
Equation (1) is known as Vossepoel's equation.
Next, the area S is calculated by the following equation.
S = St−0.5L (2)
(However, one pixel has a unit length of 1)
Next, the equivalent circle diameter Rs is calculated by the following equation.
Rs = a × S 1/2 × k + b (3)
Next, the binarized image of each particle is subjected to a process for extracting the central part of the particle image, so-called shrink process (process for removing the outer edge) (step S11), and the brightness of the grayscale image corresponding to the shrink processed image The average luminance Ip is calculated for (step 12). Here, since the pixels at the outer edge of the particle image are more susceptible to disturbances than the pixels at the center, the luminance information is unstable and the reliability is low. Therefore, the average luminance Ip is calculated using the luminance of the pixel at the center of the particle image from which the outer edge including the contour pixel is removed.
Next, the average luminance Ib is calculated for the luminance of the pixels of the background image stored in step S2 (step S13).
Next, the light attenuation rate α of each particle image is calculated by the following equation (step S14).
α = (1 / Rs) × 1 og e (Ib / Ip) (1)
Here, Ib, when considering the offset value If for Ip of the formula (1) is α = (1 / Rs) × 1og e {(Ib-If) / (Ip-If)}
It becomes.
Equation (1) is based on Lambert-Beer law.
In this way, not only the perimeter, area, and equivalent circle diameter of a large number of particle images can be obtained, but also the light attenuation rate can be obtained. By statistically processing these, the particle images can be analyzed in detail. .

この発明による実施例の要部構成説明図である。It is principal part structure explanatory drawing of the Example by this invention. この発明の実施例による画像の説明図である。It is explanatory drawing of the image by the Example of this invention. この発明による実施例の要部構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the principal part structure of the Example by this invention. この発明の実施例の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the Example of this invention. この発明の実施例における粒子画像の説明図である。It is explanatory drawing of the particle image in the Example of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 吸引ピペット
2 サンプルフィルター
3 試料チャージングライン
4 シースシリンジ
5 フローセル
6 シース液ボトル
7 シース液チャンバー
8 ストロボ
9 対物レンズ
10 ビデオカメラ
14 廃液チャンバー
1 Suction Pipette 2 Sample Filter 3 Sample Charging Line 4 Sheath Syringe 5 Flow Cell 6 Sheath Liquid Bottle 7 Sheath Liquid Chamber 8 Strobe 9 Objective Lens 10 Video Camera 14 Waste Liquid Chamber

Claims (10)

粒子画像とその背景画像からなる画像データを用いて、粒子画像を表す画素の輝度の平均値Ipと、背景画像を表す画素の輝度の平均値Ibとを算出し、算出したIpとIbに基づいて粒子画像の減光率αを求める工程からなることを特徴とする粒子画像分析方法。   Based on the calculated Ip and Ib, an average luminance value Ip of the pixels representing the particle image and an average luminance value Ib of the pixels representing the background image are calculated using image data including the particle image and the background image. And a particle image analysis method characterized by comprising the step of determining the attenuation rate α of the particle image. 減光率αを求める工程は、粒子画像の径をRsとするとき、
α=(1/Rs)×1oge(Ib/Ip)
を演算する工程である請求項1記載の粒子画像分析方法。
The step of obtaining the light attenuation rate α is performed when the particle image diameter is Rs.
α = (1 / Rs) × 1 og e (Ib / Ip)
The particle image analysis method according to claim 1, wherein the particle image analysis method is a step of calculating.
粒子画像を表わす画素の輝度の平均値Ipが、粒子画像から輪郭画素を除いた中央画素の輝度の平均値である請求項1又は2記載の粒子画像分析方法。   3. The particle image analysis method according to claim 1, wherein the average luminance value Ip of the pixels representing the particle image is an average luminance value of a central pixel obtained by excluding the contour pixel from the particle image. 粒子画像とその背景画像からなる画像データを用いて粒子画像を表す画素の輝度の平均値Ipを算出する第1演算部と、前記画像データを用いて背景画像を表す画素の輝度の平均値Ibを算出する第2演算部と、IpとIbに基づいて粒子画像の減光率αを算出する第3演算部とを備えた粒子画像分析装置。   A first computing unit that calculates an average luminance value Ip of pixels representing the particle image using image data including the particle image and the background image, and an average luminance value Ib of pixels representing the background image using the image data. A particle image analysis apparatus comprising: a second calculation unit that calculates a first calculation unit; and a third calculation unit that calculates a light attenuation rate α of the particle image based on Ip and Ib. 第3演算部は、粒子画像の径をRsとするとき、
α=(1/Rs)×1oge(Ib/Ip)
を演算する請求項4記載の粒子画像分析装置。
When the diameter of the particle image is Rs, the third calculation unit
α = (1 / Rs) × 1 og e (Ib / Ip)
The particle image analyzer according to claim 4, wherein
粒子画像を表わす画素の輝度の平均値Ipが、粒子画像から輪郭画素を除いた中央画素の輝度の平均値である請求項4又は5記載の粒子画像分析装置。   6. The particle image analyzer according to claim 4, wherein the average luminance value Ip of the pixels representing the particle image is an average luminance value of a central pixel obtained by excluding the contour pixel from the particle image. 粒子画像とその背景画像からなる画像データを用いて、粒子画像を表す画素の輝度の平均値Ipと、背景画像を表す画素の輝度の平均値Ibとを算出し、算出したIpとIbに基づいて粒子画像の減光率αを求める工程からなることを特徴とする粒子画像分析プログラム。   Based on the calculated Ip and Ib, an average luminance value Ip of the pixels representing the particle image and an average luminance value Ib of the pixels representing the background image are calculated using image data including the particle image and the background image. And a particle image analysis program characterized by comprising a step of obtaining a light attenuation rate α of the particle image. 減光率を求める工程は、粒子画像の径をRsとするとき、
α=(1/Rs)×1oge(Ib/Ip)
を演算する工程である請求項7記載の粒子画像分析プログラム。
The step of obtaining the light attenuation rate, when the particle image diameter is Rs,
α = (1 / Rs) × 1 og e (Ib / Ip)
The particle image analysis program according to claim 7, which is a step of calculating
粒子画像を表わす画素の輝度の平均値Ipが、粒子画像から輪郭画素を除いた中央画素の輝度の平均値である請求項7又は8記載の粒子画像分析プログラム。   The particle image analysis program according to claim 7 or 8, wherein the average luminance value Ip of pixels representing a particle image is an average luminance value of a central pixel obtained by removing contour pixels from the particle image. 請求項7〜9のいずれかに記載の粒子画像分析プログラムをコンピュータ読み取り可能に格納した記録媒体。   The recording medium which stored the particle image analysis program in any one of Claims 7-9 so that computer reading was possible.
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