JP5380973B2 - 画像処理装置及び画像処理プログラム - Google Patents
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Description
Clim.Lab.Heam2003,25,139・147,「Differential counting of blood leukocytes using automated microscopy and a decision support system based on artificial neural networks-evaluation of DiffMaster Octavia」
本発明は、観察対象となる細胞と、観察対象以外の細胞とを明確に区別することができる画像処理装置及び画像処理プログラムを提供することを目的とする。
1)RGB→HSI変換処理(図3におけるブロック31)
2)色相の最頻値の検出処理(図3におけるブロック32)
3)対象範囲の設定処理(図3におけるブロック33)
4)色情報の変換処理(図3におけるブロック34)
5)色相の変更処理(図3におけるブロック35)
6)HSI→RGB変換処理(図3におけるブロック36)
なお、画像処理装置12において処理される画像としては、標本20のカラー画像(R
GB画像)が挙げられる。
RGB→HSI変換処理は、カラー画像の各画素の赤緑青(R、G、B)の各色成分値からなる色情報から、色相(H:Hue)、彩度(S:Saturation)及び輝度(I:Intensity)の色情報に変換する。なお、本実施形態では、RGBの各色成分値からなる色情報を、色相、彩度及び輝度の成分値からなる色情報に変換しているが、これに限定する必要はなく、例えば、YCbCr等の明るさと色差とからなる色情報に変換しても良い。
RGB→HSI変換処理により変換された各画素の色情報を用いて、所定の色空間に各画素をプロットする。上述した変換処理により、各画素の色情報が、色相、彩度及び輝度の色情報となることから、これら色情報を用いて色相、彩度及び輝度からなるHSI色空間上に各画素をプロットする。なお、図4中「・」で示すものが各画素の色情報に基づいてプロットされたものである。図4は、HSI色空間を示すものであり、紙面内の周方向を色相軸、径方向を彩度軸とし、紙面に垂直な方向を輝度軸としている。例えば、図4の場合には、カラー画像から得られる各画素の色相がマゼンタの領域に分布した色相分布となる。この生成された色相分布を用いて色相の最頻値を検出する。色相の最頻値としては、各色の領域に分布した全画素の色相分布のうち、最も多くプロットされている画素の領域の色相が検出される。なお、図4で示される色相分布の場合には、図4中「△」で示す画素の色相が、色相分布における色相の最頻値となる。
図5に示すように、色相の最頻値が検出されると、輝度軸と色相の最頻値とを結ぶ直線
を基準線L1とする。この基準線L1から反時計方向に角度θ1回転させた線L2と、基準線L1から時計方向に角度θ2回転させた線L3とをそれぞれ求め、直線L2と直線L3とにより挟まれる範囲を対象範囲として設定する。なお、対象範囲は、例えばカラー画像20において、染色された細胞のうち、観察対象となる細胞の色相が取り得る範囲である。この角度θ1や角度θ2は、同一の角度であっても異なる角度であってもよいが、これら角度は過去の研究や病理診断により設定される。
上述したように、対象範囲は、観察対象の細胞の色相が取り得る範囲であることから、対象範囲に含まれる画素の色相を後述するように変更すればよいが、この対象範囲に含まれる画素の色相を変更した場合、変更された画素の色相と、対象範囲に含まれない画素の色相が同一の色相になる、つまり色相差が生じなくなる場合がある。このように色相差が生じない場合には、色相の変更後のカラー画像においては、異なる要素であっても、同一の要素であると誤認識してしまうことになる。このため、本発明では、対象範囲に含まれる色相を変更する前に、対象範囲外となる色相を有する画素の色情報を変換する。なお、色情報を変換する方法としては以下の方法が挙げられる。
色空間上にプロットされた各画素の色相を変更する処理である。上述したように、対象範囲として、直線L2と直線L3とにより挟まれる角度(θ1+θ2)の範囲が設定されている。色相の変更としては、基準線L1と直線L2とにより挟まれる角度θ1の範囲を基準線L1と直線L2’とにより挟まれる角度θ3の範囲に仮想的に拡張し、基準線L1と直線L3とにより挟まれる角度θ2の範囲を基準線L1と直線L3’とにより挟まれる角度θ4の範囲に仮想的に拡張する(図7参照)。
HSI→RGB変換処理は、色相が変換された各画素の色相、彩度、輝度からなる色情報を、赤(R)、緑(G)、青(B)の各色成分値からなる色情報に変換する。これにより、対象領域の色相が変更され、且つ対象領域外の部分が無彩色に変換されたカラー画像20’に変換される。この変換処理が実行された標本のカラー画像20’は表示装置14に出力される。これにより、図8に示すように、表示装置14には、観察対象となる細胞の色相差が明確になったカラー画像が表示される。なお、図8においては、各細胞が異なる色相にて表示される場合を示すために、細胞毎に異なるハッチングを用いているが、例えば細胞の状態によっては、核の部分が同一の色相で、細胞質の色相が異なる場合もあるので、このような場合には、色相によって目視により細胞の状態を把握することができる。
ステップS101は、標本のカラー画像を取り込む、つまり画像の入力処理である。このステップS101における画像の入力処理が終了するとステップS102に進む。
Claims (7)
- 染色細胞を撮像したカラー画像の各画素の少なくとも色相を求める色情報取得部と、
色相、彩度及び輝度で表される色空間のうち、前記色相及び前記彩度で示される平面上に前記カラー画像の各画素の色相をプロットすることで求まる色相分布から、前記色相の最頻値及び前記色相分布が属する前記平面上の色相の領域を検出する検出部と、
前記色相分布が属する色相の領域のうち、前記平面上で最も多くプロットされている領域に基づいて、前記色相の最頻値と輝度軸とを結んだ基準線に対して前記輝度軸を中心に反時計方向に第1の角度回転した位置にある第1直線及び前記輝度軸を中心に時計方向に第2の角度回転した位置にある第2直線をそれぞれ設定し、設定した前記第1直線と前記第2直線とに挟まれる前記色相の最頻値を含む範囲を、前記染色細胞のうち観察対象となる細胞の色相が取り得る対象範囲とする範囲設定部と、
前記第1直線を前記基準線に対して前記輝度軸を中心として前記反時計方向に、前記第2直線を前記基準線に対して前記輝度軸を中心として前記時計方向にそれぞれ回転させて、前記対象範囲に含まれる色相分布を他の色相の領域まで、且つ前記平面上の全ての色相が前記対象範囲に含まれないように前記対象範囲を拡張し、前記対象範囲に含まれる色相を有する画素の色情報を変更する変更部と、
前記カラー画像の各画素の色相のうち、前記対象範囲から外れる色相を有する画素の色情報を、拡張された前記対象範囲から外れた色相を有する色情報に変換する情報変換部と、
を備えたことを特徴とする画像処理装置。 - 請求項1に記載の画像処理装置において、
前記情報変換部は、前記カラー画像の各画素の色相のうち、前記対象範囲から外れる色相を有する画素の色情報を、無彩色を示す色情報、又は拡張された前記対象範囲から外れた単一の色相の色情報に変換することを特徴とする画像処理装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の画像処理装置において、
前記色情報取得部は、前記色相の他に、前記各画素の彩度を求め、
前記検出部は、前記各画素の色相及び彩度を前記色相及び前記彩度により示される平面上に展開することで前記色相の最頻値を求めることを特徴とする画像処理装置。 - 請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の画像処理装置において、
前記変更部は、前記対象範囲に含まれる色相を変更する他に、前記彩度を変更することを特徴とする画像処理装置。 - 請求項4に記載の画像処理装置において、
前記変更部は、前記対象範囲に含まれる色相を有する画素の彩度の最大値が予め定めた閾値以下となる場合、又は前記彩度の最小値が前記閾値以上となる場合に、前記彩度を変更することを特徴とする画像処理装置。 - 請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の画像処理装置において、
前記変更部は、前記輝度軸を中心にして前記色相分布を所定量回転させた後、回転した色相分布に基づく前記対象範囲を拡張することを特徴とする画像処理装置。 - 染色細胞を撮像したカラー画像の各画素の少なくとも色相を求める色情報取得工程と、
色相、彩度及び輝度で表される色空間のうち、前記色相及び前記彩度で示される平面上に前記カラー画像の各画素の色相をプロットすることで求まる色相分布から、前記色相の最頻値及び前記色相分布が属する前記平面上の色相の領域を検出する検出工程と、
前記色相分布が属する色相の領域のうち、前記平面上で最も多くプロットされている領域に基づいて、前記色相の最頻値と輝度軸とを結んだ基準線に対して前記輝度軸を中心に反時計方向に第1の角度回転した位置にある第1直線及び前記輝度軸を中心に時計方向に第2の角度回転した位置にある第2直線をそれぞれ設定し、設定した前記第1直線と前記第2直線とに挟まれる前記色相の最頻値を含む範囲を、前記染色細胞のうち観察対象となる細胞の色相が取り得る対象範囲とする範囲設定工程と、
前記第1直線を前記基準線に対して前記輝度軸を中心として前記反時計方向に、前記第2直線を前記基準線に対して前記輝度軸を中心として前記時計方向にそれぞれ回転させて、前記対象範囲に含まれる色相分布を他の色相の領域まで、且つ前記平面上の全ての色相が前記対象範囲に含まれないように前記対象範囲を拡張し、前記対象範囲に含まれる色相を有する画素の色情報を変更する変更工程と、
前記カラー画像の各画素の色相のうち、前記対象範囲から外れる色相を有する画素の色情報を、拡張された前記対象範囲から外れた色相を有する色情報に変換する情報変換工程と、
をコンピュータに実行させることが可能な画像処理プログラム。
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