JP6962725B2 - 観察装置および観察方法 - Google Patents
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Description
本発明の第1態様は、高解像度画像を作成するための第1解像度および該第1解像度よりも低い第2解像度を設定する解像度設定部と、該解像度設定部により設定された前記第1解像度と前記第2解像度との比率に応じて、所望の前記高解像度画像を線形結合により構築するための基底となる複数の高解像度基底画像が集合してなる高解像度辞書をダウンサンプリングし、前記高解像度基底画像よりも解像度が低い複数の低解像度基底画像を集合させてなる低解像度辞書を作成する辞書作成部と、前記解像度設定部により設定された前記第2解像度で標本を撮影して低解像度画像を取得する画像取得部と、該画像取得部により取得された前記低解像度画像を展開して表される前記低解像度辞書の複数の前記低解像度基底画像とそれぞれの係数の内、該それぞれの係数は変えずに複数の前記低解像度基底画像を前記高解像度辞書の対応する複数の前記高解像度基底画像に置き換えて、線形結合により前記標本の前記高解像度画像を構築する画像構築部とを備える観察装置である。
このように構成することで、高解像度撮影画像の取得および高解像度辞書の作成から、高解像度辞書を用いた高解像度画像の構築までの全てをこの観察装置により行うことができる。
このように構成することで、画像構築部により、この観察装置だけでは取得できない高い解像度の高解像度画像を構築することができる。
このように構成することで、多くの選択肢から適当な高解像度辞書を選択して使用することができる。
このように構成することで、標本の高速な現象を逃すことなく、標本の時間変化を詳細に観察することができる。
このように構成することで、標本の高速な現象を逃すことなく、標本の広い範囲を詳細に観察することができる。
本発明の第1実施形態に係る観察装置について図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る観察装置1は、図1に示すように、標本(図示略)を観察する顕微鏡3と、ユーザからの指示を入力するユーザインターフェース5と、ユーザインターフェース5からの指示に基づいて顕微鏡3の制御および演算処理を行う制御演算装置7とを備えている。また、観察装置1には、ユーザが指示を入力するマウスやキーボード等の入力部と、撮影条件や画像等を表示するモニタとが接続されている(いずれも図示略)。
低解像度画像サイズ設定部15は、第1解像度よりも低い第2解像度を第2画像サイズとして設定するようになっている。
本実施形態に係る観察装置1により標本の高解像度画像を作成するには、まず、ユーザは、例えば図5に示すようなモニタ画面上で、高解像度画像サイズ設定部13により、作成したい高解像度画像の第1解像度(高解像度)として所望の第1画像サイズ(図5に示す例では512×512)を設定する(ステップSA1)。
第1変形例としては、例えば、図10のフローチャートに示されるように、低解像度画像サイズ設定部15により第2画像サイズを設定した後(ステップSA2)、予め取得してある高解像度撮影画像を複数用意し(ステップSB3)、その中から使用する複数の高解像度撮影画像を指定して(ステップSA4)、高解像度辞書を作成することとしてもよい(ステップSA5)。
次に、本発明の第2実施形態に係る観察装置について説明する。
本実施形態に係る観察装置31は、図12に示すように、制御演算装置7が高解像度辞書作成部23を備えず、また、ユーザインターフェース5が、高解像画像指定部19に代えて高解像画像辞書指定部(辞書選択部)33を備える点で第1実施形態と異なる。
以下、第1実施形態に係る観察装置1と構成を共通する箇所には、同一符号を付して説明を省略する。
本実施形態に係る観察装置31においては、第2画像サイズが設定された後(ステップSA2)、ユーザは、高解像画像辞書指定部33に記憶されている複数の高解像度辞書をモニタ等で確認し、図14に示すようなモニタ画面上で、高解像画像辞書指定部33により、所望の高解像度辞書を指定する(ステップSD3)。これにより、ユーザが指定した高解像度辞書が低解像度辞書作成部25に送られて、低解像度辞書作成部25において低解像度辞書が作成される(ステップSA6)。
このようにすることで、多くの選択肢から観察する標本に適当な高解像度辞書を選択して使用することができる。
辞書作成工程SE2は、第1画像サイズと第2画像サイズとの比率に応じて高解像度辞書をダウンサンプリングして、低解像度辞書を作成するようになっている。
画像構築工程SE4は、タイムラプス観察工程SE3により取得された複数の低解像度画像を展開して低解像度辞書の複数の低解像度基底画像とそれぞれの係数とで表し、それぞれの係数は変えずに複数の低解像度基底画像を高解像度辞書の対応する複数の高解像度基底画像に置き換えて、線形結合により標本の複数の高解像度画像を構築するようになっている。
画像構築工程SE4は、マップ観察工程SF3により取得された複数の低解像度画像を展開して低解像度辞書の複数の低解像度基底画像とそれぞれの係数とで表し、それぞれの係数は変えずに複数の低解像度基底画像を高解像度辞書の対応する複数の高解像度基底画像に置き換えて、線形結合により標本の複数の高解像度画像を構築するようになっている。
11 撮像素子(画像取得部)
13 高解像度画像サイズ設定部(解像度設定部)
15 低解像度画像サイズ設定部(解像度設定部)
23 高解像度辞書作成部(辞書作成部)
25 低解像度辞書作成部(辞書作成部)
27 高解像度画像作成部(画像構築部)
33 高解像画像辞書指定部(辞書選択部)
SE2 辞書作成工程
SE3 タイムラプス観察工程
SE4 画像構築工程
SF3 マップ観察工程
Claims (10)
- 高解像度画像を作成するための第1解像度および該第1解像度よりも低い第2解像度を設定する解像度設定部と、
該解像度設定部により設定された前記第1解像度と前記第2解像度との比率に応じて、所望の前記高解像度画像を線形結合により構築するための基底となる複数の高解像度基底画像が集合してなる高解像度辞書をダウンサンプリングし、前記高解像度基底画像よりも解像度が低い複数の低解像度基底画像を集合させてなる低解像度辞書を作成する辞書作成部と、
前記解像度設定部により設定された前記第2解像度で標本を撮影して低解像度画像を取得する画像取得部と、
該画像取得部により取得された前記低解像度画像を展開して表される前記低解像度辞書の複数の前記低解像度基底画像とそれぞれの係数の内、該それぞれの係数は変えずに複数の前記低解像度基底画像を前記高解像度辞書の対応する複数の前記高解像度基底画像に置き換えて、線形結合により前記標本の前記高解像度画像を構築する画像構築部とを備える観察装置。 - 前記画像取得部が、前記解像度設定部により設定された前記第1解像度で複数の高解像度撮影画像を取得し、
前記辞書作成部が、前記画像取得部により取得された複数の前記高解像度撮影画像を線形和で表すことができる複数の前記高解像度基底画像を集合させて前記高解像度辞書を作成する請求項1に記載の観察装置。 - 前記辞書作成部が、他の顕微鏡により前記第1解像度よりも高い解像度で取得された複数の高解像度撮影画像を線形和で表すことができる複数の前記高解像度基底画像を集合させて前記高解像度辞書を作成する請求項1に記載の観察装置。
- 前記辞書作成部が、前記画像取得部により取得される前記低解像度画像と同じ前記標本を撮影して得られた複数の前記高解像度撮影画像を線形和で表すことができる複数の前記高解像度基底画像を集合させて前記高解像度辞書を作成する請求項2または請求項3に記載の観察装置。
- 前記高解像度基底画像の前記標本または解像度が異なる複数の前記高解像度辞書から使用する該高解像度辞書を選択する辞書選択部を備える請求項1から請求項4のいずれかに記載の観察装置。
- 前記辞書選択部が、使用する前記高解像度辞書をネットワーク上から選択する請求項5に記載の観察装置。
- 前記画像構築部が、前記画像取得部によりタイムラプス撮影にて前記第2解像度かつ所定の時間間隔で前記標本を撮影して得られた複数の前記低解像度画像に基づいて、前記標本の複数の前記高解像度画像を構築する請求項1から請求項6のいずれかに記載の観察装置。
- 前記画像構築部が、前記画像取得部によりタイリング撮影にて前記標本を複数の撮影範囲に分割して前記第2解像度で撮影して得られた複数の前記低解像度画像に基づいて、前記標本の複数の部分的な前記高解像度画像を構築し、これら複数の部分的な前記高解像度画像を繋ぎ合わせて前記標本の全体的な前記高解像度画像を構築する請求項1から請求項6のいずれかに記載の観察装置。
- 高解像度画像を取得するための第1解像度および該第1解像度よりも低い第2解像度との比率に応じて、所望の前記高解像度画像を線形結合により構築するための基底となる複数の高解像度基底画像が集合してなる高解像度辞書をダウンサンプリングし、前記高解像度基底画像よりも解像度が低い複数の低解像度基底画像を集合させてなる低解像度辞書を作成する辞書作成工程と、
前記第2解像度かつ所定の時間間隔で標本を撮影して複数の低解像度画像を取得するタイムラプス観察工程と、
該タイムラプス観察工程により取得された複数の前記低解像度画像を展開して前記低解像度辞書の複数の前記低解像度基底画像とそれぞれの係数とで表し、該それぞれの係数は変えずに複数の前記低解像度基底画像を前記高解像度辞書の対応する複数の前記高解像度基底画像に置き換えて、線形結合により前記標本の複数の前記高解像度画像を構築する画像構築工程とを含む観察方法。 - 高解像度画像を取得するための第1解像度および該第1解像度よりも低い第2解像度との比率に応じて、所望の前記高解像度画像を線形結合により構築するための基底となる複数の高解像度基底画像が集合してなる高解像度辞書をダウンサンプリングし、前記高解像度基底画像よりも解像度が低い複数の低解像度基底画像を集合させてなる低解像度辞書を作成する辞書作成工程と、
標本の撮影範囲を複数に分割して、各撮影範囲を前記第2解像度で撮影して複数の低解像度画像を取得するマップ観察工程と、
該マップ観察工程により取得された複数の前記低解像度画像を展開して前記低解像度辞書の複数の前記低解像度基底画像とそれぞれの係数とで表し、該それぞれの係数は変えずに複数の前記低解像度基底画像を前記高解像度辞書の対応する複数の前記高解像度基底画像に置き換えて、線形結合により前記標本の複数の部分的な前記高解像度画像を構築し、これら複数の部分的な前記高解像度画像を繋ぎ合わせて前記標本の全体的な前記高解像度画像を構築する画像構築工程とを含む観察方法。
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