JP6928757B2 - 光学顕微鏡における画像処理のためのシステムおよび方法 - Google Patents

Description

本明細書で開示する例示的な実施形態は、一般的には、ラインスキャン撮像システムに関する。より具体的には、開示する例示的な実施形態は、ライン共焦点蛍光顕微鏡で画像を処理するためのシステムおよび方法に関する。

一般に、試料上の小さな関心領域を研究する場合、研究者は蛍光顕微鏡を用いて試料を観察することが多い。顕微鏡は、従来の広視野、構造化光または共焦点の顕微鏡であってもよい。このような顕微鏡の光学構成は、通常、光源、照明光学系、対物レンズ、試料ホルダ、撮像光学系および検出器を含む。光源から放射された光は、照明光学系および対物レンズを通って伝播した後に、試料上の関心領域を照明する。顕微鏡対物レンズは、アイピースを介して観察することができる対象物の拡大画像を形成するか、またはデジタル顕微鏡の場合には、拡大画像を検出器によって取得し、ライブ観察、データ格納、および更なる解析のためにコンピュータに送る。

広視野顕微鏡では、任意の標準的な顕微鏡と同様に従来の広視野法を用いてターゲットを撮像し、蛍光発光を収集する。一般に、蛍光染色または標識された試料は、適切な波長の励起光で照射され、放出光が画像を得るために使用される。光学フィルタおよび／またはダイクロイックミラーを使用して、励起光と放出光を分離する。

共焦点顕微鏡は、撮像のために特別な光学システムを利用する。最も簡単なシステムでは、関連する蛍光体の励起波長で動作するレーザが、試料上の点に集束される。同時に、この照射点からの蛍光発光が小領域検出器上に撮像される。試料の他の全ての領域から放射された任意の光は、検出器の前に位置する小さなピンホールによって拒絶され、検出器は照射スポットから発する光を透過する。励起スポットおよび検出器は、完全な画像を形成するためにラスタパターンで試料を横切ってスキャンされる。速度およびスループットを改善および最適化するための様々な戦略があり、それはこの分野の当業者には周知のものである。

ライン共焦点顕微鏡は、共焦点顕微鏡の変形であり、蛍光励起源はレーザビームである。しかし、ビームは、単一点ではなく、試料上の細いラインに集束される。蛍光発光は、空間フィルタとして作用するスリットを通して光検出器上に撮像される。試料の他の任意の領域から放射された光は、焦点がずれたままであり、結果としてスリットによって遮られる。２次元画像を形成するために、同時にラインカメラを読み取りながら、ラインを試料にわたってスキャンする。このシステムは、適切な光学配置を用いることによって、いくつかのレーザといくつかのカメラを同時に用いるように拡張することができる。

ライン共焦点顕微鏡の１つのタイプが米国特許第７，３３５，８９８号に開示されており、それは参照により組み込まれており、上記特許では、光検出器はローリングラインシャッタモードで動作する２次元センサ素子であり、それによって機械スリットを省略することができ、システム全体の設計を簡素化することができる。しかしながら、共焦点顕微鏡法は、３Ｄ構造の撮像に部分的な解決策を提供するが、動的構造を撮像する能力を著しく損なうことは明らかである。ほとんどの細胞、特に真核生物では、強い光に曝されることは決してなく、その結果、高い光子束にうまく耐えることができない。有効な生きた細胞の撮像および厚いもしくは複雑な生物学的構造を提供するための現在の解決策は限られており、高価である。広視野画像のデコンボリューションは、生きた細胞の撮像に有効であるが、厚いまたは複雑な撮像には制限がある。共焦点顕微鏡法は、厚いまたは複雑な撮像に有効であるが、生きた細胞の撮像能力には限界がある。

既存のシステムは、直交方向（Ｘ）に広視野性能を提供しながら、１次元（Ｙ）で共焦点性を提供する。これは、従来のポイントスキャンまたはマルチポイント共焦点システムよりも優れた生細胞性能を提供しながら、画像のコントラストを著しく向上させるという利点を有することができる。しかしながら、既存のシステムは光学品質を犠牲にしてそのようにすることができる。既存のシステムは１次元のみで共焦点性を提供するので、他の次元の光学系は伸長して魅力のない画像を生じる。これらの画像に従来のデコンボリューションを適用すると、解像度およびコントラストは向上するが、非対称光学系によって生じる非対称性（伸び）は改善されない。

米国特許出願公開第２０１４／０２６７６７２号明細書

開示される例示的なシステムおよび方法は、ライン共焦点顕微鏡から取得した画像を補正するための非対称デコンボリューション処理を適用する。このような処理はまた、より低い光子束を用いた撮像を可能にするノイズ正則化を導入する機会を提供する。

１つの例示的な実施形態は、光学顕微鏡で画像を処理する方法である。本方法は、顕微鏡を用いて生の画像を取得するステップであって、生の画像は非対称解像度を有することができる、ステップと、非対称にデコンボリューションされた画像を生成するために、Ｘ方向とＹ方向とで異なる点拡がり関数を用いて生の画像の少なくとも一部を非対称にデコンボリューションするステップと、を含む。本方法はまた、非対称にデコンボリューションされた画像を表示装置に表示するステップを含む。

いくつかの例示的な実施形態によれば、生の画像は、Ｙ方向に共焦点性を有し、Ｘ方向に広視野を有する楕円形の点拡がり関数を有することができる。点拡がり関数を用いて生の画像を非対称にデコンボリューションするステップは、Ｘ方向における広視野点拡がり関数に少なくとも部分的に基づいて点拡がり関数を決定するステップと、点拡がり関数をＹ方向の共焦点点拡がり関数に適用するステップと、をさらに含むことができる。さらにまたは代わりに、点拡がり関数を用いて生の画像を非対称にデコンボリューションするステップは、広視野点拡がり関数を用いてＸ方向をデコンボリューションするステップと、共焦点点拡がり関数を用いてＹ方向をデコンボリューションするステップと、をさらに含むことができる。共焦点点拡がり関数は、広視野点拡がり関数の平方根であってもよい。顕微鏡の光子収集効率は、同等の広視野顕微鏡の少なくとも１０％、または少なくとも２５％であってもよい。顕微鏡は、ラインスキャン共焦点顕微鏡、生細胞共焦点顕微鏡、「スピニングディスク」顕微鏡、蛍光顕微鏡、デコンボリューション顕微鏡、またはポイントスキャン共焦点顕微鏡であってもよい。生の画像は、単色蛍光画像であってもよい。いくつかの例示的な実施形態によれば、Ｘ方向またはＹ方向をデコンボリューションするステップは、ベイジアンデコンボリューション、リチャードソン−ルーシーデコンボリューション、ウィーナーデコンボリューション、フーリエデコンボリューション、ウェーブレット、またはデコンボリューションを計算する他の画像処理方法を含む。

１つの例示的な実施形態は、光学顕微鏡法で画像を処理するためのシステムである。本システムは、このシステムは、ＣＭＯＳカメラからの画像データを提供するように構成された入力装置と、入力装置に結合された少なくとも１つのプロセッサと、を含み、少なくとも１つのプロセッサは、非対称にデコンボリューションされた画像を生成するために、Ｘ軸に沿ったものとＹ軸に沿ったものとで異なる点拡がり関数を用いて、画像データの少なくとも一部を非対称にデコンボリューションするように構成される。

いくつかの例示的な実施形態によれば、少なくとも１つのプロセッサは、中央処理装置、グラフィックス処理装置、および浮動小数点演算装置のうちの少なくとも１つを含む。画像データは、非対称解像度を有する単色蛍光画像を含むことができる。単色蛍光画像は、Ｙ軸に共焦点性を有し、Ｘ軸に広視野を有する楕円形の点拡がり関数を含むことができる。少なくとも１つのプロセッサは、Ｘ軸における広視野点拡がり関数に少なくとも部分的に基づいて点拡がり関数を決定し、点拡がり関数をＹ軸における共焦点点拡がり関数に適用するように構成することができる。少なくとも１つのプロセッサは、広視野点拡がり関数を用いてＸ軸をデコンボリューションし、共焦点点拡がり関数を用いてＹ軸をデコンボリューションするようにさらに構成することができる。共焦点点拡がり関数は、広視野点拡がり関数の平方根であってもよい。入力装置は、ラインスキャン共焦点顕微鏡、生細胞共焦点顕微鏡、「スピニングディスク」顕微鏡、蛍光顕微鏡、デコンボリューション顕微鏡、またはポイントスキャン共焦点顕微鏡を含むことができる。顕微鏡の光子収集効率は、同等の広視野顕微鏡の少なくとも１０％、または少なくとも２５％であってもよい。１つの例示的な実施形態によれば、Ｘ軸またはＹ軸をデコンボリューションすることは、ベイジアンデコンボリューション、リチャードソン−ルーシーデコンボリューション、ウィーナーデコンボリューション、フーリエデコンボリューション、ウェーブレット、またはデコンボリューションを計算することができる他の画像処理方法を含むことができる。

１つの例示的な実施形態は、ＣＭＯＳカメラベースのラインスキャン共焦点蛍光顕微鏡からの単色画像を処理するための画像処理システムである。本システムは、単色画像を生成することができる１つまたは複数のＣＭＯＳカメラと、単色画像を処理するためのシステムと、を含む。本システムは、ＣＭＯＳカメラからの画像データを提供するように構成された入力装置と、入力装置に結合された少なくとも１つのプロセッサと、を含み、少なくとも１つのプロセッサは、非対称にデコンボリューションされた画像を生成するために、Ｘ方向とＹ方向とで異なる点拡がり関数を用いて単色画像の少なくとも一部を非対称にデコンボリューションするように構成される。

本開示の更なる適用範囲は、以下に与えられる詳細な説明から明らかになるであろう。しかしながら、例示的な実施形態を示す一方で、詳細な説明および特定の実施例は、例示のためだけに与えられていることを理解されたい。本開示の趣旨および範囲内の様々な変更および修正は、以下の詳細な説明から当業者には明らかになるであろう。

本開示の１つまたは複数の例示的な実施形態によるローリングラインシャッタ型検出器を含むラインスキャン撮像システムのブロック図である。 本開示の１つまたは複数の例示的な実施形態によるローリングラインシャッタ型検出器を含むラインスキャン共焦点顕微鏡からの点拡がり関数の概略図である。 本開示の１つまたは複数の例示的な実施形態による、異なる開口数を用いるラインスキャン共焦点顕微鏡からの実験的に導出された点拡がり関数の一例を示す図である。 本開示の１つまたは複数の例示的な実施形態によるラインスキャン共焦点顕微鏡から取り込まれた単色蛍光画像の一例を示す図である。 従来技術の教示に従って、光学顕微鏡法で画像を処理するための例示的な方法を示す図である。 本開示の１つまたは複数の例示的な実施形態による、ＣＭＯＳカメラベースのラインスキャン共焦点蛍光顕微鏡からの単色画像を処理するための画像処理システムを示す図である。 本開示の１つまたは複数の例示的な実施形態による、ＣＭＯＳカメラベースのラインスキャン共焦点蛍光顕微鏡からの単色画像を処理するための例示的な方法を示す図である。 本開示の１つまたは複数の例示的な実施形態による、ＣＭＯＳカメラベースのラインスキャン共焦点蛍光顕微鏡からの単色画像を処理するための例示的なフロー図である。

以下の説明および図面は、当業者がそれらを実施できるように特定の実施形態を十分に説明する。他の実施形態は、構造的、プロセス的および他の変更を組み込むことができる。いくつかの実施形態の各部分および特徴は、他の実施形態の各部分および特徴に含まれてもよいし、またはそれらに置き換えられてもよい。１つまたは複数の実施の詳細は、添付の図面および以下の説明に記載されている。更なる実施形態、特徴、および態様は、説明、図面、および特許請求の範囲から明らかになるであろう。特許請求の範囲に記載の実施形態は、それらの特許請求の範囲の全ての利用可能な均等物を包含する。

例示的な実施形態が図面を参照して説明され、同様の構成要素は同じ数字で識別される。これらの実施形態の説明は例示的なものであり、本開示の範囲を限定するものではない。

１つの例示的な実施形態は、光学顕微鏡で画像を処理する方法である。本方法は、ラインスキャン共焦点顕微鏡などの顕微鏡を用いて生の画像を取得するステップを含む。このような顕微鏡から得られた生の画像は、非対称解像度を有することができる。本方法は、非対称にデコンボリューションされた画像を生成するために、Ｘ方向とＹ方向とで異なる点拡がり関数を用いて生の画像の少なくとも一部を非対称にデコンボリューションするステップを含む。本方法はまた、非対称にデコンボリューションされた画像を表示装置に表示するステップを含む。

いくつかの例示的な実施形態によれば、生の画像は、Ｙ方向に共焦点性を有し、Ｘ方向に広視野を有する楕円形の点拡がり関数を有することができる。点拡がり関数を用いて生の画像を非対称にデコンボリューションするステップは、Ｘ方向における広視野点拡がり関数に少なくとも部分的に基づいて点拡がり関数を決定するステップと、点拡がり関数をＹ方向の共焦点点拡がり関数に適用するステップと、をさらに含むことができる。さらにまたは代わりに、点拡がり関数を用いて生の画像を非対称にデコンボリューションするステップは、広視野点拡がり関数を用いてＸ方向をデコンボリューションするステップと、共焦点点拡がり関数を用いてＹ方向をデコンボリューションするステップと、をさらに含むことができる。いくつかの実施形態では、共焦点点拡がり関数は、広視野点拡がり関数の平方根であってもよい。いくつかの例示的な実施形態によれば、Ｘ方向またはＹ方向をデコンボリューションするステップは、ベイジアンデコンボリューション、リチャードソン−ルーシーデコンボリューション、ウィーナーデコンボリューション、フーリエデコンボリューション、ウェーブレット、またはデコンボリューションを計算する他の画像処理方法を含む。

図１は、生の画像が得られる例示的なラインスキャン顕微鏡システム１００のブロック図を示す。顕微鏡システム１００は、光源１０１と、ライン形成ユニット１０２、１０４と、スキャンユニット１０５と、対物レンズ１０７と、試料１０９と、撮像光学系１１５と、２次元センサユニット１１７と、制御ユニット１２１、とを含むことができる。システムは、共焦点顕微鏡および広視野顕微鏡に通常見られるような他の構成要素を含むことができる。以下のセクションでは、これらの構成要素と他の構成要素について詳しく説明する。いくつかの構成要素について、複数の可能な実施形態が存在する。一般に、例示的な実施形態は、ターゲットアプリケーションに依存する。

光源１０１は、励起波長の光をターゲットに供給することができる任意の光源であってもよい。一実施形態によれば、光源１０１は、１つまたは複数の励起レーザを含む。一実施形態では、それは、近赤外から近紫外までの光学スペクトルをカバーする４つ以上のレーザを含む。これらのレーザの各々からの光は、適切な直径、方向および視準の自由空間ビームとして光を供給するか、または光ファイバ光供給システムを介して、光トレインの残りの部分に結合することができる。あるいは、光源は、適切な励起波長に同調可能な同調可能レーザであってもよい。更なる例示的な実施形態では、光は、特定のビーム直径を有する高度にコリメートされたビームとして、または光ファイバを介して供給され、例えば、単一モード偏光保存ファイバを用いることができる。２つ以上のレーザを含む実施形態では、光源は、所望の波長の光を選択するためのレーザ選択モジュール（図示せず）を含むことができる。

光ビーム１０１ａは、光源１０１から放射され、ライン形成ユニット１０２、１０４によってライン状のビームに成形される。ライン形成ユニット１０２、１０４の例示的な実施形態には、パウエルレンズ（米国特許第４，８２６，２９９号に記載されており、参照により本明細書に組み込まれる）が含まれるが、これに限定されない。第２の円錐円筒面の形状は、好ましくは、Δθの範囲にわたって１０％以内の均一照明と、対物レンズ１０７を通るレーザ光の８０％を超える透過との両方を達成するように特定される。シリンドリカルレンズ、回折格子、ホログラフィック素子などの他のライン形成ユニット１０２、１０４も用いることができる。

スキャンユニット１０５は、対物レンズの焦点面におけるライン状励起光ビームのスキャンを顕微鏡の視野にわたって提供する。一実施形態によれば、スキャンユニット１０５は、図１の平面を横切る軸の周りに傾けることができるミラーを含む機械的に駆動されるスキャンミラーユニット１０５である。傾きの角度は、アクチュエータ１０６によって設定される。図１の実施形態では、スキャンミラーユニット１０５は、試料１０９からの励起された放射光を、顕著な歪みまたは減衰なしに撮像光学系１１５および２次元検出器ユニット１１７に通過させることができるように構成される。一実施形態によれば、ミラー１０５は、試料１０９からの励起光の大部分がミラー１０５の側を通過するように、対物レンズ１０７の後ろに中心を置くか、または軸方向にオフセットした狭いミラーから構成される。

別の実施形態によれば、スキャンミラーユニット１０５は、試料１０９からの励起光を通過させるように構成された任意選択のダイクロイックミラーを含む。ダイクロイックミラーの設計は、励起光源からの全ての波長の放射光が効率的に反射され、蛍光発光に対応する波長範囲の光が効率的に透過されるように行われる。Ｒｕｇａｔｅ技術に基づくマルチバンドミラーは、例示的な実施形態である。

一実施形態によれば、アクチュエータ１０６は、スキャンミラー１０５の絶対位置を記録するための傾斜軸上の位置エンコーダなどの角度位置を検出するための一体センサを有するガルバノメータであるが、スキャンミラーを駆動することができる別のタイプのアクチュエータで構成されてもよい。一実施形態によれば、アクチュエータ１０６の作動は、スキャンミラー１０５のスキャン軌跡が制御可能であるように制御することができる。以下でより詳細に開示するように、アクチュエータ、したがってスキャンミラー１０５のスキャン軌跡は、制御ユニット１２１などによって制御される。

スキャンユニット１０５は、光ビーム１０１ａを対物レンズ１０７の後部開口部に導き、ビームをスキャンするように構成されている。異なる倍率で試料を見るために、顕微鏡は、例えば１０倍および２０倍など異なる倍率の２つ以上の対物レンズ１０７を含むことができる。試料１０９から放射または反射された光は、対物レンズ１０７によって集められ、フィルタユニット１２５によってフィルタリングされ、次いで、２次元センサユニット１１７上の典型的な撮像光学系１１５によって試料１０９の画像が形成される。フィルタユニット１２５は、励起蛍光波長が検出器ユニット１１７を通り、励起放射波長を遮断するように選択される。

２次元センサユニット１１７は、蛍光を検出して画像を生成することができ、ローリングラインシャッタモードで動作することができる任意の適切な光センサアレイまたはカメラで構成される。一実施形態によれば、２次元センサユニット１１７は、ＣＭＯＳカメラまたは科学的ＣＭＯＳ（ｓＣＭＯＳ）カメラである。２次元センサユニット１１７は、試料上の撮像領域と光学的に共役な位置に配置されており、ローリングラインシャッタ検出領域の形状および大きさは、試料上の光学的に共役な照明線の画像と等しいかそれより小さくなるように調整することができる。受光器のローリングラインシャッタ検出領域に供給される蛍光発光は、センサユニットのラインシャッタ検出領域内に位置する画素からの信号を読み取ることによって検出される。センサユニットのローリングラインシャッタ検出領域の外側に位置するセンサユニットの検出領域は、ローリングラインシャッタ検出領域の外側で受光された迷光や面外蛍光などの光信号を拒絶するために、ローリングラインシャッタモードにおける動作中には無視される。照明領域がスキャンミラーユニットを用いてターゲット／試料１０９を横切ってスキャンされるにつれて、センサユニットのローリングラインシャッタ検出領域が同期して移動し、試料上の照明ラインと光学的共役を維持する。

図１に概略的に示すように、ラインスキャン顕微鏡システム１００は制御ユニット１２１を含み、制御ユニット１２１は、顕微鏡システム１００と一体化されてもよいし、部分的に一体化されてもよいし、あるいはその外部にあってもよい。制御ユニット１２１は、例えば、システム１００を制御し、センサユニット１１７から画像データを収集するために必要なソフトウェアを含むコンピュータであってもよい。制御ユニット１２１は、中央処理装置、グラフィック処理装置、または浮動小数点演算装置を含むがこれらに限定されない１つまたは複数のプロセッサを含むことができる。それは、例えば取得された画像のその後の解析などを可能にする画像処理能力をさらに含むことができる。

制御ユニット１２１の１つの主な特徴は、スキャンユニット１０５とセンサユニット１１７のローリングラインシャッタ動作との間の同期を確立することである。制御ユニット１２１は、センサユニット１１７のローリングラインシャッタ動作に対するスキャンユニット１０５のスキャン軌跡、およびその逆、ならびに相互タイミングを制御するように構成されている。上述したように、一実施形態によれば、スキャン開始点、スキャン終了点、スキャン速度、スキャン加速レート、スキャン減速レートなどを含む、スキャン軌跡を規定する一組のスキャンパラメータに従って、アクチュエータ１０６の作動を制御することによって、スキャンミラー１０５のスキャン軌跡を制御することができる。ローリングラインシャッタ動作は、ライン幅、シャッタ速度、シャッタ開始点および終了点などを含む、センサユニットの光学的検出動作を規定する一組のシャッタパラメータに従って、制御することができる。

高品質の画像を得るためには、視野を横切るライン形状の光ビームのスキャンから生じる蛍光信号のローリングラインシャッタ動作による位置合わせが同期される必要がある。この同期は、時間的同期と空間的同期の２つのカテゴリに分類することができる。時間的同期とは、スキャンに起因する蛍光信号のスキャンラインの速度が、許容範囲内の任意の露光時間についてセンサユニット１１７のローリングラインシャッタの速度と等しいことを意味する。空間的同期とは、画像取得中のスキャンに起因する蛍光信号が常にセンサユニット１１７のローリングラインシャッタ検出領域の中心に位置することを意味する。高品質の撮像を達成するためには、空間的同期および時間的同期の両方の条件が、単一画像の取得期間全体にわたって満たされなければならない。

一実施形態によれば、センサユニット１１７の視野の外側に加速部分を有するようにスキャン軌跡を設定することにより、改善された同期が達成され、それによって、スキャン速度安定化のためのスキャンユニット１０５の加速時間および角度が可能になる。ローリングラインシャッタ動作モードにより、センサユニット１１７の視野は、顕微鏡システム１００の１回のスキャン中におけるセンサユニット１１７の光学活性領域として規定される。光学系がセンサユニット１１７全体にわたるスキャンを可能にする状況では、光学活性領域は全センサユニット領域に等しいが、光学活性領域は、光学系またはスキャンパラメータとシャッタパラメータによって制限され得る。一実施形態によれば、光学活性領域のサイズは選択可能であり、したがって、特定の撮像状況などに対して調整することができる。このようにして、例えば、試料の選択された部分をより詳細に撮像することが可能である。

一実施形態によれば、制御ユニット１２１は、スキャンユニット１０５、２次元検出器ユニット１１７、および光源１０１などの顕微鏡システム１００の構成要素のリアルタイム制御のための低レベルのマイクロプロセッサを含む。スキャンユニット１０５は、ガルボユニットなどのデジタル制御されたアクチュエータ１０６によってスキャン軸を中心に傾けられるように構成されたスキャンミラーからなる。デジタル制御されたアクチュエータ１０６は、スキャンミラー１０５の絶対位置を記録するために傾斜軸上に位置エンコーダを有し、それによって傾斜軸のデジタル位置が常に分かる。同期のリアルタイム制御を提供するために、デジタル制御されたアクチュエータ１０６および２次元検出器ユニット１１７は、高速デジタル接続によってマイクロプロセッサ制御ユニット１２１に接続される。この実施形態では、マイクロプロセッサ制御ユニット１２１は、デジタル制御アクチュエータ１０６にどこに行くべきかを指示することができ、それによって、デジタル制御アクチュエータ１０６は、要求された位置で迅速に応答する。一実施形態によれば、高速デジタル接続は、２次元センサユニット１１７のラインシャッタ検出領域によって規定される後続の検出ラインに対して、マイクロプロセッサ制御ユニット１２１がデジタル制御アクチュエータ１０６を位置決めして、スキャン中にライン状励起光をライン毎にスキャンするのに十分なほど高速である。上述したように、マイクロプロセッサ制御ユニット１２１は、開始信号を供給することによって２次元センサユニット１１７のローリングシャッタ動作を開始するように構成される。次に２次元センサユニット１１７は、マイクロプロセッサ制御ユニット１２１にライン毎の制御信号を供給し、マイクロプロセッサ制御ユニット１２１は、２次元センサユニット１１７からのライン毎の制御信号を監視して、デジタル化されているラインの相対位置を追跡する。一実施形態によれば、光源１０１は、マイクロプロセッサ制御ユニット１２１によってデジタル制御可能であり、それによって、マイクロプロセッサは、１ラインをスキャンするのにかかる時間内に光源１０１をオン／オフすることができる。

図２は、例えば、図１に示すラインスキャン共焦点顕微鏡から得られた点拡がり関数２１０の概略図２００である。点拡がり関数（ＰＳＦ）２１０は、点源または点対象物に対する撮像システムの応答として記述することができる。ＰＳＦ２１０は、未解決の対象物を表す画像内の拡張されたブロブと考えることができる。機能的には、撮像システムの伝達関数の空間領域バージョンである。点対象物の広がり（ぼかし）の程度は、撮像システムの品質の尺度である。蛍光顕微鏡、望遠鏡または光学顕微鏡などの非コヒーレント撮像システムでは、複雑な対象物の画像は、真の対象物とＰＳＦとのコンボリューションとみなすことができる。しかし、検出された光がコヒーレントである場合には、画像形成は複雑な視野において線形である。図２では、ＰＳＦ２１０は、Ｙ方向の共焦点性２０６およびＸ方向の広視野２０４を含むことができる。光源または照明２０２は、上記実施形態を参照して説明したローリングシャッタと同様な、ローリングシャッタ２０８を使用してＹ方向に沿って幅全体をラインスキャンすることができる。既存のシステムは１次元のみで共焦点性を提供するので、他の次元の光学系は伸長して魅力のない画像を生じる。これらの画像に従来のデコンボリューションを適用すると、解像度およびコントラストは向上するが、非対称光学系によって生じる非対称性（伸び）は改善されない。

図３は、本開示の１つまたは複数の例示的実施形態による、異なる開口数を用いるラインスキャン共焦点顕微鏡からの理論的な点拡がり関数の一例である。光学システムの開口数（ＮＡ）は、システムが光を受け取りまたは放出することができる角度範囲を特徴付ける無次元数である。屈折率をその定義に組み込むことにより、ＮＡは、界面に光強度がないことを条件として、ある材料から別の材料へと進むにつれて、ビームに対して一定であるという特性を有する。図３は、顕微鏡内のレンズの開口数の増加に応じたラインスキャン共焦点点拡がり関数の例示的なモデル３００を示す。モデル３００は、例えば、図２に示す点拡がり関数２１０の予測される範囲のプロットである。この場合のＸ軸は、スキャンラインに沿った点拡がり関数のエアリ半径をナノメートル単位で示し、Ｙ軸は、例えば、スキャンラインに直交する点拡がり関数のエアリ半径をナノメートル単位で示す。この図に示されている最も内側の楕円３１４は、開口数１．４の点拡がり関数である。次の楕円３１２は、開口数１．２の点拡がり関数である。次の楕円３１０は、開口数１．０の点拡がり関数である。次の楕円３０８は、開口数０．８の点拡がり関数である。次の楕円３０６は、開口数０．６の点拡がり関数である。次の楕円３０４は、開口数０．４の点拡がり関数である。図３に示す最も外側の楕円３０２は、開口数０．２の点拡がり関数である。このように、レンズの開口数が増加すると、非対称性が悪化することが分かる。したがって、より高い解像度の画像の場合、非対称性はより重要な寄与となる。

図４は、例えば、図１で説明した例示的な実施形態によるラインスキャン共焦点顕微鏡から取り込まれた単色蛍光画像４００の一例を示す。図示するように、１つまたは複数のＣＭＯＳカメラの視野４０２は、１つまたは複数の対象物４０４を含むことができる。これらの対象物４０４は、死んだ細胞または生きた細胞を含むことができ、それは厚さが厚くても薄くてもよく、ｘ、ｙ、ｚ方向の寸法を有する。しかしながら、これらの対象物が顕微鏡１００を用いて画像４０６内に取り込まれると、システムは１次元のみの共焦点性を誘起し、他の次元の光学系は取り込まれた対象物４０８に見られるように伸び、魅力のない画像４０６を生じる。Ｙ次元では、システムは共焦点であり、解像度を高めるが、より重要なことに軸方向のコントラストを提供する。Ｘ次元では、システムは広視野顕微鏡であってもよい。この結果、点対象物は画像内に細長く表示される。

図５は、従来技術の教示に従って生の画像５０２を処理するための例示的な方法を示す。図示するように、これらの画像に従来のデコンボリューションを適用すると、解像度およびコントラストは向上するが、非対称光学系によって生じる非対称性（伸び）は改善されない。より具体的には、共焦点画像において細長い形状として取り込まれた対象物５０４は、従来の対称デコンボリューションを適用した後でさえ、対象物５０８を含む画像５０６に示すように細長いままである。従来のデコンボリューションは、Ｙ次元とＸ次元を同じに扱うデコンボリューション処理において半径方向の対称性を仮定している。これは、コントラストおよび解像度を増加させることができるが、非対称の画像、例えばラインスキャン共焦点の場合には、システムは非対称性を補正しない。デコンボリューションは、記録されたデータに対するコンボリューションの影響を逆転させるために使用されるアルゴリズムに基づく処理として定義することができる。

図６は、本開示の１つまたは複数の例示的な実施形態による、ＣＭＯＳカメラベースのラインスキャン共焦点蛍光顕微鏡からの単色画像を処理するための画像処理システム６００を示す。システム６００は、１つもしくは複数のＣＭＯＳカメラまたはｓＣＭＯＳカメラ６０２を含み、これらは図１を参照して説明したＣＭＯＳカメラ１１７と同様のものであってもよい。システム６００はまた、１つまたは複数の入力装置６０４を含み、これらは図１を参照して説明した制御ユニット１２１と同様のものであってもよい。入力装置６０４は、例えば、システム６００を制御し、ＣＭＯＳカメラ６０２内のセンサユニットから画像データを収集するために必要なソフトウェアを含むコンピュータであってもよい。システム６００はまた、１つまたは複数のプロセッサ６０６を含み、プロセッサ６０６は、入力装置６０４に結合され、非対称にデコンボリューションされた画像を生成するために、Ｘ軸に沿ったものとＹ軸に沿ったものとで異なる点拡がり関数を用いて、画像データの少なくとも一部を非対称にデコンボリューションするように構成することができる。

いくつかの例示的な実施形態によれば、少なくとも１つのプロセッサ６０６は、中央処理装置、グラフィックス処理装置、および浮動小数点演算装置のうちの少なくとも１つを含む。画像データは、非対称解像度を有する単色蛍光画像を含むことができる。単色蛍光画像は、Ｙ軸に共焦点性を有し、Ｘ軸に広視野を有する楕円形の点拡がり関数を含むことができる。少なくとも１つのプロセッサ６０６は、Ｘ軸における広視野点拡がり関数に少なくとも部分的に基づいて点拡がり関数を決定し、点拡がり関数をＹ軸における共焦点点拡がり関数に適用するように構成することができる。少なくとも１つのプロセッサ６０６は、広視野点拡がり関数を用いてＸ軸をデコンボリューションし、共焦点点拡がり関数を用いてＹ軸をデコンボリューションするようにさらに構成することができる。共焦点点拡がり関数は、１つの例示的な実施形態によれば、広視野点拡がり関数の平方根であってもよい。生の画像は、ラインスキャン共焦点顕微鏡、生細胞共焦点顕微鏡、「スピニングディスク」顕微鏡、蛍光顕微鏡、デコンボリューション顕微鏡、またはポイントスキャン共焦点顕微鏡から得ることができる。１つの例示的な実施形態によれば、Ｘ軸またはＹ軸をデコンボリューションすることは、ベイジアンデコンボリューション、リチャードソン−ルーシーデコンボリューション、ウィーナーデコンボリューション、フーリエデコンボリューション、ウェーブレット、またはデコンボリューションを計算することができる他の画像処理方法を含むことができる。システム６００はまた、非対称にデコンボリューションされた画像を表示するため、または非対称にデコンボリューションされた画像をさらに処理もしくは解析するための１つまたは複数の表示装置６０８を含むことができる。表示装置６０８は、ＬＣＤ、ＬＥＤ、ＯＬＥＤ、ＣＲＴ、または他の公知のディスプレイ技術などの１つまたは複数のディスプレイ技術を含むことができる。入力装置６０４およびプロセッサ６０６は、２つの別個のブロックとして示されているが、それらは１つの単一のプロセッサに組み込まれてもよい。単一のプロセッサは、ＣＰＵまたはＧＰＵを含み、これはラインスキャン共焦点顕微鏡のコアとすることができ、信号取得と処理の両方のために構成することができる。

図７は、本開示の１つまたは複数の例示的な実施形態による、ＣＭＯＳカメラベースのラインスキャン共焦点蛍光顕微鏡からの単色画像７０２を処理するための例示的な方法７００を示す。画像７０２は、例えば、図６に示すように、入力装置６０４から取得することができる。図示するように、取得された画像７０２は、１つまたは複数の対象物７０４を含むことができ、非対称デコンボリューションを使用して処理されると、非対称にデコンボリューションされた対象物７０８を含む非対称にデコンボリューションされた画像７０６が得られる。この例示的な実施形態によれば、画像７０２の少なくとも一部は、非対称にデコンボリューションされた画像を生成するために、Ｘ軸に沿ったものとＹ軸に沿ったものとで異なる点拡がり関数を用いて非対称にデコンボリューションすることができる。生の単色蛍光画像は、Ｙ軸に共焦点性を有し、Ｘ軸に広視野を有する楕円形の点拡がり関数を含むことができる。本方法は、Ｘ軸における広視野点拡がり関数に少なくとも部分的に基づいて点拡がり関数を決定すること、およびその点拡がり関数をＹ軸における共焦点点拡がり関数に適用することを含むことができる。本方法はまた、広視野点拡がり関数を使用してＸ軸をデコンボリューションすること、および共焦点点拡がり関数を使用してＹ軸をデコンボリューションすることを含むことができる。共焦点点拡がり関数は、１つの例示的な実施形態によれば、広視野点拡がり関数の平方根であってもよい。生の画像は、ラインスキャン共焦点顕微鏡、生細胞共焦点顕微鏡、「スピニングディスク」顕微鏡、蛍光顕微鏡、デコンボリューション顕微鏡、またはポイントスキャン共焦点顕微鏡から得ることができる。１つの例示的な実施形態によれば、Ｘ軸またはＹ軸をデコンボリューションすることは、ベイジアンデコンボリューション、リチャードソン−ルーシーデコンボリューション、ウィーナーデコンボリューション、フーリエデコンボリューション、ウェーブレット、またはデコンボリューションを計算することができる他の画像処理方法を含むことができる。

図８は、本開示の１つまたは複数の例示的な実施形態による、ＣＭＯＳカメラベースのラインスキャン共焦点蛍光顕微鏡からの単色画像を処理する方法８００の例示的なフロー図である。この例示的な実施形態によれば、Ｘ軸およびＹ軸は、独立してデコンボリューションすることができる。Ｘ軸は、広視野点拡がり関数（ＰＳＦ）を使用してデコンボリューションすることができ、Ｙ軸は、ＰＳＦの共焦点推定を使用してデコンボリューションすることができる。いくつかの実施形態では、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸は、デコンボリューションについて独立して処理されてもよい。通信特性により、多次元フーリエ変換を、例えばＸ＊Ｙ＊Ｚ＝ＸＹＺのように、次元によって同時にまたは区分的に実行することができる。

この例示的な実施形態では、方法８００は、光学顕微鏡を用いて生の画像を取得するステップをブロック８０２で含むことができる。生の画像は、単色蛍光画像または単色画像のみを含むことができる。画像が取得される顕微鏡は、例えばラインスキャン共焦点顕微鏡であってもよい。ブロック８０４において、本方法は、上述の１つまたは複数の例示的な実施形態により、生の画像の少なくとも一部を非対称にデコンボリューションするステップを含むことができる。ブロック８０６において、本方法は、Ｘ方向に第１の点拡がり関数を使用するステップを含むことができ、ブロック８０８において、Ｙ方向に第２の点拡がり関数を使用するステップを含むことができる。ブロック８１０において、プロセッサは、非対称にデコンボリューションされた画像を生成することができ、ブロック８１２において、本方法は、表示装置上に非対称にデコンボリューションされた画像を表示するステップを含むことができる。図８に示す動作のうちのいずれかは、図示するものと同じ順序で、または異なる順序で、プロセッサ６０６および／または入力装置６０４によって実行されてもよい。図８に示す動作の全ては、ＲＡＭまたはＲＯＭなどの１つまたは複数の非一時的なコンピュータ可読媒体に格納されてもよく、それらは入力装置６０４およびプロセッサ６０６によってアクセスおよび実行することができる。

非対称デコンボリューションの他の可能な特徴は、非対称ＰＳＦを直接用いること、または一方向のみをデコンボリューションすることを含むことができる。追加された光スループットによって可能になる追加の光子統計は、生きた細胞の撮像に役立ち、追加された軸方向のコントラストは、デコンボリューション処理がより複雑な３Ｄ試料を扱うことを著しく可能にする。本システムは、スピニングディスク共焦点、オリンパスＤＳＵ共焦点、およびＳＥＬＳシステムなどのＢｒａｄ Ａｍｏｓによるいくつかの実験的システムさえも含む、様々な共焦点システムからの画像と共に用いることができる。このアプローチは、光子効率がスピニングディスク共焦点より約５倍大きく、ポイントスキャン共焦点より約５０倍大きくなる点で、他の共焦点システムよりも好ましい。デコンボリューションは、薄い標本に対する従来の広視野デコンボリューションを比較することによって評価することができる。共焦点性は、デコンボリューションされたラインスキャン共焦点画像を、例えば、ポイントスキャン共焦点を用いて取得された画像と比較することによって評価することができる。

開示された例示的な実施形態はラインスキャン共焦点顕微鏡について言及しているが、本開示はそのように限定されず、本明細書に記載の方法および処理は、生細胞共焦点顕微鏡、「スピニングディスク」顕微鏡、蛍光顕微鏡、デコンボリューション顕微鏡、ポイントスキャン共焦点顕微鏡などを含む任意の顕微鏡に適用することができる。開示された例示的な方法は、顕微鏡の光子収集効率を改善して、顕微鏡が既存のシステムにおける５％の光子効率と比較して、同等の広視野顕微鏡の少なくとも１０％、好ましくは少なくとも２５％の光子収集効率を有するようになる。記載された例示的な方法はまた、生細胞共焦点顕微鏡の速度および生存率を改善することができる。

例示的な実施形態に適用される本開示の基本的な新規な特徴について図示し、説明し、指摘してきたが、図示した実施例の形態および詳細について、ならびにその動作について、本開示の趣旨から逸脱することなく、種々の省略、置き換え、および変更が当業者によって行うことができることが理解されるであろう。さらに、それらの要素および／または方法動作の全ての組合せは、同じ結果を達成するために、実質的に同じ方法で実質的に同じ機能を実行し、本開示の範囲内にあることが明白に意図される。さらに、本開示の任意の開示された形態または実施形態に関連して図示および／または記載した構造および／または要素および／または方法動作は、設計選択の一般的な事項として、他の任意の開示または記載または示唆された形態または実施形態に組み込まれてもよいことを理解されたい。したがって、特許請求の範囲によってのみ限定されることが意図される。

添付の図面を参照した上記の説明は、特許請求の範囲およびその等価物によって定義される本開示の特定の実施形態の包括的な理解を助けるために提供されている。その理解を助けるための様々な具体的な詳細が含まれるが、これらは単に例示的なものとみなされるべきである。したがって、当業者であれば、本開示の範囲および趣旨から逸脱することなく、実施形態の様々な変更および修正を行うことができることを認識するであろう。さらに、明瞭かつ簡潔にするために、周知の機能および構成の説明は省略してもよい。

単数形「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」および「前記（ｔｈｅ）」は、文脈が特に他のことを明確に示さない限り、複数の指示対象を含むことを理解されたい。したがって、例えば、「構成要素表面」への言及は、そのような表面の１つまたは複数への言及を含む。「実質的に」という用語は、列挙された特性、パラメータ、または値が正確に達成される必要はないが、例えば公差、測定誤差、測定精度限界および当業者には公知の他の要因を含む偏差またはばらつきが、その特性が提供しようとした効果を排除しない量で生じてもよいことを意味している。

実施形態は、構造的特徴および／または方法論的動作に特有の文言で説明されているが、本開示は必ずしも説明した特定の特徴または動作に限定されないことを理解されたい。むしろ、特定の特徴および動作は、実施形態を実施する例示的な形態として開示される。特に断りのない限り、または使用されている文脈の中で他の意味で理解されない限り、「することができる」、「してもよい」などの条件付き文言は、特定の実施形態が、特定の特徴、要素および／またはステップを含むことができるが、他の実施形態は含まないことを伝えることを一般的に意図している。したがって、このような条件付き文言は、特徴、要素、および／またはステップが、１つまたは複数の実施形態に何らかの形で必要とされることを暗に意味することを一般に意図していない。

上記の説明および特許請求の範囲で使用される用語は、それらの辞書の意味に限定されず、単に本開示の明確かつ一貫した理解を可能にするために使用されているに過ぎない。したがって、当業者には明らかなように、本開示の実施形態の説明は、例示目的でのみ提供され、添付の特許請求の範囲およびそれらの等価物によって定義される本開示を限定する目的のためではない。

１００ ラインスキャン顕微鏡システム
１０１ 光源
１０１ａ 光ビーム
１０２ ライン形成ユニット
１０４ ライン形成ユニット
１０５ スキャンミラーユニット
１０６ アクチュエータ
１０７ 対物レンズ
１０９ 試料
１１５ 撮像光学系
１１７ ２次元センサユニット
１２１ 制御ユニット
１２５ フィルタユニット
２００ 概略図
２０２ 照明
２０４ 広視野
２０６ 共焦点性
２０８ ローリングシャッタ
２１０ 点拡がり関数
３００ モデル
３０２ 楕円
３０４ 楕円
３０６ 楕円
３０８ 楕円
３１０ 楕円
３１２ 楕円
３１４ 楕円
４００ 単色蛍光画像
４０２ 視野
４０４ 対象物
４０６ 画像
４０８ 対象物
５０２ 生の画像
５０４ 対象物
５０６ 画像
５０８ 対象物
６００ 画像処理システム
６０２ ＣＭＯＳカメラ
６０４ 入力装置
６０６ プロセッサ
６０８ 表示装置
７００ 方法
７０２ 単色画像
７０４ 対象物
７０６ 非対称にデコンボリューションされた画像
７０８ 非対称にデコンボリューションされた対象物
８００ 方法
８０２ ブロック
８０４ ブロック
８０６ ブロック
８０８ ブロック
８１０ ブロック
８１２ ブロック

Claims (11)

1. 光学顕微鏡で画像を処理するための方法であって、
   顕微鏡を用いて生の画像（５０２）を取得するステップ（８０２）であって、前記生の画像（５０２）は非対称解像度を有する、ステップと、
   非対称にデコンボリューションされた画像（７０６）を生成するために、Ｘ方向とＹ方向とで異なる点拡がり関数（２１０）を用いて前記生の画像（５０２）の少なくとも一部を非対称にデコンボリューションするステップ（８０４）と、
   前記非対称にデコンボリューションされた画像（７０６）を表示装置（６０８）に表示するステップ（８１２）と、を含み、
   前記生の画像（５０２）は、Ｙ方向に共焦点性を有し、Ｘ方向に広視野を有する楕円形の点拡がり関数（２１０）を有し、
   前記点拡がり関数（２１０）を用いて前記生の画像（５０２）を非対称にデコンボリューションするステップ（８０４）は、
   前記Ｘ方向における広視野点拡がり関数（２１０）に少なくとも部分的に基づいて前記点拡がり関数（２１０）を決定するステップと、
   前記点拡がり関数（２１０）を前記Ｙ方向の共焦点点拡がり関数（２１０）に適用するステップと、
   前記広視野点拡がり関数（２１０）を用いて前記Ｘ方向をデコンボリューションするステップ（８０６）と、
   前記共焦点点拡がり関数（２１０）を用いて前記Ｙ方向をデコンボリューションするステップ（８０８）と、をさらに含み、
   前記共焦点点拡がり関数（２１０）は、前記広視野点拡がり関数（２１０）の平方根である、方法。
2. 前記顕微鏡の光子収集効率は、同等の広視野顕微鏡の少なくとも１０％である、請求項１に記載の方法。
3. 前記顕微鏡は、ラインスキャン共焦点顕微鏡、生細胞共焦点顕微鏡、「スピニングディスク」顕微鏡、蛍光顕微鏡、デコンボリューション顕微鏡、またはポイントスキャン共焦点顕微鏡である、請求項１に記載の方法。
4. 前記生の画像（５０２）は単色蛍光画像（４００）である、請求項１に記載の方法。
5. 前記Ｘ方向またはＹ方向をデコンボリューションするステップは、ベイジアンデコンボリューション、リチャードソン−ルーシーデコンボリューション、ウィーナーデコンボリューション、フーリエデコンボリューション、ウェーブレット、またはデコンボリューションを計算する他の画像処理方法を含む、請求項１に記載の方法。
6. 光学顕微鏡で画像を処理するためのシステム（６００）であって、
   （ａ）ＣＭＯＳカメラ（６０２）からの画像データを提供するように構成された入力装置（６０４）と、
   （ｂ）前記入力装置（６０４）に結合された少なくとも１つのプロセッサ（６０６）と、を含み、前記少なくとも１つのプロセッサ（６０６）は、
   非対称にデコンボリューションされた画像（７０６）を生成するために、Ｘ軸に沿ったものとＹ軸に沿ったものとで異なる点拡がり関数（２１０）を用いて、前記画像データの少なくとも一部を非対称にデコンボリューションするように構成され、
   前記画像データは、非対称解像度を有する単色蛍光画像（４００）を含み、
   前記単色蛍光画像（４００）は、前記Ｙ軸に共焦点性を有し、前記Ｘ軸に広視野を有する楕円形の点拡がり関数（２１０）を含み、
   前記少なくとも１つのプロセッサ（６０６）は、
   前記Ｘ軸における広視野点拡がり関数（２１０）に少なくとも部分的に基づいて前記点拡がり関数（２１０）を決定し、
   前記点拡がり関数（２１０）を前記Ｙ軸における共焦点点拡がり関数（２１０）に適用し、
   前記広視野点拡がり関数（２１０）を用いて前記Ｘ軸をデコンボリューションし、
   前記共焦点点拡がり関数（２１０）を用いて前記Ｙ軸をデコンボリューションするようにさらに構成され、
   前記共焦点点拡がり関数（２１０）は、前記広視野点拡がり関数（２１０）の平方根である、システム（６００）。
7. 前記少なくとも１つのプロセッサ（６０６）は、中央処理装置、グラフィックス処理装置、および浮動小数点演算装置のうちの少なくとも１つを含む、請求項６に記載のシステム（６００）。
8. 前記入力装置（６０４）は、ラインスキャン共焦点顕微鏡、生細胞共焦点顕微鏡、「スピニングディスク」顕微鏡、蛍光顕微鏡、デコンボリューション顕微鏡、またはポイントスキャン共焦点顕微鏡である、請求項６に記載のシステム（６００）。
9. 前記顕微鏡の光子収集効率は、同等の広視野顕微鏡の少なくとも１０％である、請求項８に記載のシステム（６００）。
10. 前記Ｘ軸またはＹ軸をデコンボリューションすることは、ベイジアンデコンボリューション、リチャードソン−ルーシーデコンボリューション、ウィーナーデコンボリューション、フーリエデコンボリューション、ウェーブレット、またはデコンボリューションを計算する他の画像処理方法を含む、請求項６に記載のシステム（６００）。
11. ＣＭＯＳカメラ（６０２）ベースのラインスキャン共焦点蛍光顕微鏡からの単色画像（７０２）を処理するための画像処理システム（６００）であって、
    （ａ）前記単色画像（７０２）を生成することができる１つまたは複数のＣＭＯＳカメラ（６０２）と、
    （ｂ）前記単色画像（７０２）を処理するためのシステム（６００）と、を含み、前記システム（６００）は、
    （１）前記ＣＭＯＳカメラ（６０２）からの画像データを提供するように構成された入力装置（６０４）と、
    （２）前記入力装置（６０４）に結合された少なくとも１つのプロセッサ（６０６）と、を含み、前記少なくとも１つのプロセッサ（６０６）は、
    非対称にデコンボリューションされた画像（７０６）を生成するために、Ｘ方向とＹ方向とで異なる点拡がり関数（２１０）を用いて前記単色画像（７０２）の少なくとも一部を非対称にデコンボリューションするように構成され、
    前記単色画像（７０２）は、前記Ｙ方向に共焦点性を有し、前記Ｘ方向に広視野を有する楕円形の点拡がり関数（２１０）を含み、
    前記少なくとも１つのプロセッサ（６０６）は、
    前記Ｘ方向における広視野点拡がり関数（２１０）に少なくとも部分的に基づいて前記点拡がり関数（２１０）を決定し、
    前記点拡がり関数（２１０）を前記Ｙ方向における共焦点点拡がり関数（２１０）に適用し、
    前記広視野点拡がり関数（２１０）を用いて前記Ｘ方向をデコンボリューションし、
    前記共焦点点拡がり関数（２１０）を用いて前記Ｙ方向をデコンボリューションするようにさらに構成され、
    前記共焦点点拡がり関数（２１０）は、前記広視野点拡がり関数（２１０）の平方根である、画像処理システム（６００）。

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