JP6984690B2 - 顕微鏡画像処理方法、顕微鏡システム及びプログラム - Google Patents
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Description
本開示の情報処理装置では、観察対象領域に異物が存在していても、異物の部分画像を試料の部分画像と優先的に繋ぎ合わせる処理を行う。これにより、繋ぎ合わせ処理時に繋ぎ合わせ位置のずれを防止できるため、繋ぎ合わせ精度が向上する。
この情報処理装置には、観察対象領域全体を、前記部分画像よりも低倍率で撮像した全体画像に基づいて、前記部分画像の撮像順序を作成する撮像順序生成部が設けられていてもよく、前記撮像順序生成部は、複数の領域に分割された前記全体画像の第1の領域に異物が存在するときは、前記第1の領域の次に撮像される第2の領域として試料が存在する領域を選択し、前記画像取得部は、前記撮像順序生成部で作成された撮像順序に従って、前記第1の部分画像及び前記第2の部分画像を取得してもよい。
また、前記画像取得部が、観察対象領域の一部が撮像された複数の部分画像から、前記第1の部分画像に繋ぎ合わせる前記第2の部分画像を取得し、前記繋合位置調整部が、前記第1の部分画像に対し、前記第2の部分画像の繋合位置を調整してもよい。
また、前記画像取得部は、前記第2の部分画像として異物が存在しない部分画像を取得してもよい。
また、前記画像取得部は、前記第1の部分画像の撮像領域に隣接する領域を撮像した部分画像の中に、試料が存在する部分画像がないときは、前記第2の部分画像として異物が存在する部分画像を取得してもよい。
また、前記画像取得部は、前記第2の部分画像を取得する際、異物が存在する部分画像と繋ぎ合わされた異物が存在する部分画像を取得対象外としてもよい。
また、この情報処理装置には、前記部分画像について、異物及び試料の存在の有無を判定する画像解析部が設けられていてもよい。
また、前記画像解析部は、前記全体画像の前記領域毎に異物及び試料の存在の有無を判定し、その結果に基づいて対応する部分画像の判定を行うことができる。
その場合、前記画像解析部は、同視野で撮像条件が異なる2種類の全体画像を用いて、異物及び試料の存在の有無を判定してもよい。
また、前記画像解析部は、前記全体画像の各領域について試料の存在度合いを示す第1尤度と、異物の存在確率を算出する第2尤度とを算出してもよい。
その場合、前記画像解析部は、前記第1尤度及び前記第2尤度に基づいて試料及び異物の存在情報を示す存在マップを作成することもできる。
更に、この情報処理装置には、前記第1の部分画像と前記第2の部分画像とを繋ぎ合わせる画像合成部が設けられていてもよい。
その場合、前記画像取得部は、前記第1の部分画像の撮像領域に隣接する領域を撮像した部分画像が、試料及び異物のいずれも存在しない部分画像のみであるときは、前記第2の画像として前記部分画像の中から任意の部分画像を取得し、前記画像合成部は、取得された部分画像の撮像時の位置情報に基づいて前記第1の部分画像に前記第2の部分画像を繋ぎ合わせてもよい。
更に、前記画像取得部は、前記第2の部分画像を取得する際、前記位置情報に基づいて繋ぎ合わされた部分画像は取得対象外としてもよい。
1.第1の実施の形態
(異物が存在する画像を試料が存在する画像に優先的に繋合するシステムの例)
2.第2の実施の形態
(撮像シーケンスを作成するシステムの例)
[顕微鏡システムの構成]
先ず、本開示の第1の実施形態に係るバーチャル顕微鏡システムについて説明する。図1は本実施形態の顕微鏡システムの概要を示す図である。本実施形態の顕微鏡システムは、各種プレパラート標本を高倍率で撮像して観察するものであり、図1に示すように、デジタル顕微鏡1と情報処理装置2とを少なくとも備える。
デジタル顕微鏡1は、光源、対物レンズ、撮像素子及びステージなどを備えており、ステージ上に載置されたプレパラート標本に対して所定の照明光を照射し、観察対象物を透過した光や観察対象物から発せられた光などを撮像する。図2はデジタル顕微鏡1の構成例を示すブロック図である。図2に示すように、本実施形態の顕微鏡システムが備えるデジタル顕微鏡1には、全体画像撮像部11と部分画像撮像部12とが設けられている。
図3は情報処理装置2の構成例を示すブロック図である。情報処理装置2は、デジタル顕微鏡1で撮像された各画像を処理する画像処理部23を備えている。また、情報処理装置2には、CPU(Central Processing Unit)21、メモリ22、画像合成部24、入出力インターフェイス部25及びハードディスク26などが設けられていてもよい。
図4は画像処理部23の構成例を示すブロック図である。図4に示すように、画像処理部23には、観察対象領域全体を撮像した全体画像(サムネイル画像)を解析する画像解析部232が設けられていてよい。
CPU21は、情報処理装置2に設けられた各部を統括的に制御するものであり、例えば前述した画像処理部23などを統括的に制御するプログラムを実行する。また、CPU21は情報処理装置2の各部で実行される演算処理を行ったり、画像のエンコードや後述する画像合成部24で実行される部分画像のパターンマッチング処理などを行うこともできる。
メモリ22は、CPU21の作業領域として用いられ、デジタル顕微鏡1で撮影され入出力インターフェイス部25から入力された部分画像(スライド画像)や全体画像(サムネイル画像)などを一時的に記憶する。
画像合成部24では、デジタル顕微鏡1で撮像された複数の部分画像(スライド画像)を繋ぎ合わせて、高倍率かつ高解像度の広視野顕微鏡観察画像を合成する。この画像合成部24には、入出力インターフェイス部25を介して、部分画像(スライド画像)が順次入力される。そして、部分画像(スライド画像)は、撮像順にマッチング処理が行われ、その結果に基づいて繋ぎ合わせ(スティッチング)処理される。
ハードディスク26には、例えば画像処理部23での処理結果(各領域の尤度、存在レベル、存在マップ、撮像順序など)や画像合成部24で合成された広視野顕微鏡観察画像などが記憶される。
サーバ3は、情報処理装置2からアップロードされた各種データを管理し、要求に応じて画像表示装置4や情報処理装置2に出力する。また、サーバ3は、画像表示装置4で閲覧可能な画像について、画像表示装置4のユーザのためのGUI(Graphical User Interface)を生成する。
画像表示装置4は、サーバ3又は情報処理装置2から出力された部分画像(スライド画像)や複数の部分画像(スライド画像)を合成した広視野顕微鏡観察画像を表示する。例えば、プレパラート標本が病理標本である場合は、画像表示装置4のユーザ(画像の閲覧者)は医師などであり、表示された画像に基づいて病理診断を行う。
ネットワーク5は、情報処理装置2、サーバ3及び画像表示装置4を、互いに双方向通信可能に接続する通信回線網である。このネットワーク5は、例えば、インターネット、電話回線網、衛星通信網、同報通信路などの公衆回線網や、WAN(Wide Area Network)、LAN(Local Area Network)、IP−VPN(Internet Protocol−Virtual Private Network)、Ethernet(登録商標)、ワイヤレスLANなどの専用回線網などで構成されており、有線か無線かは問わない。また、このネットワーク5は、本実施形態の顕微鏡システムに専用に設けられた通信回線網であってもよい。
次に、本実施形態の顕微鏡システムの動作の一例について説明する。図5は本実施形態の顕微鏡システムの全体動作の概要を示すフローチャート図である。
次に、本開示の第2の実施形態に係る顕微鏡システムについて説明する。図11は、本実施形態の顕微鏡システムにおける情報処理装置2の構成例を示すブロック図であり、図12は、その情報処理装置2における画像処理部23の構成例を示すブロック図である。
また、本開示の第2の実施形態の変形例に係る顕微鏡システムでは、1種類の全体画像を用いて、異物及び試料の存在の有無を判定することができる。図18は、本変形例の顕微鏡システムの全体動作の概要を示すフローチャート図である。
(1)
観察対象領域の一部が撮像された第1の部分画像及び第2の部分画像を取得する画像取得部と、
前記第1の部分画像と前記第2の部分画像との繋合位置を調整する繋合位置調整部と、を有し、
前記画像取得部は、前記第1の部分画像に異物が存在するときは、前記第2の部分画像として試料が存在する部分画像を取得する情報処理装置。
(2)
観察対象領域全体を、前記部分画像よりも低倍率で撮像した全体画像に基づいて、前記部分画像の撮像順序を作成する撮像順序生成部を有し、
前記撮像順序生成部は、複数の領域に分割された全体画像の第1の領域に異物が存在するときは、前記第1の領域の次に撮像される第2の領域として試料が存在する領域を選択し、
前記画像取得部は、前記撮像順序生成部で作成された撮像順序に従って、前記第1の部分画像及び前記第2の部分画像を取得する(1)に記載の情報処理装置。
(3)
前記画像取得部は、観察対象領域の一部が撮像された複数の部分画像から、前記第1の部分画像に繋ぎ合わせる前記第2の部分画像を取得し、
前記繋合位置調整部は、前記第1の部分画像に対し、前記第2の部分画像の繋合位置を調整する(1)に記載の情報処理装置。
(4)
前記画像取得部は、前記第2の部分画像として異物が存在しない部分画像を取得する(1)〜(3)のいずれかに記載の情報処理装置。
(5)
前記画像取得部は、前記第1の部分画像の撮像領域に隣接する領域を撮像した部分画像の中に、試料が存在する部分画像がないときは、前記第2の部分画像として異物が存在する部分画像を取得する(1)〜(4)のいずれかに記載の情報処理装置。
(6)
前記画像取得部は、前記第2の部分画像を取得する際、異物が存在する部分画像と繋ぎ合わされた異物が存在する部分画像は取得対象外とする(1)〜(5)のいずれかに記載の情報処理装置。
(7)
前記部分画像について、異物及び試料の存在の有無を判定する画像解析部を備える(1)〜(6)のいずれかに記載の情報処理装置。
(8)
前記画像解析部は、全体画像の複数の領域毎に異物及び試料の存在の有無を判定し、その結果に基づいて対応する部分画像の判定を行う(7)に記載の情報処理装置。
(9)
前記画像解析部は、同視野で撮像条件が異なる2種類の全体画像を用いて、異物及び試料の存在の有無を判定する(7)又は(8)に記載の情報処理装置。
(10)
前記画像解析部は、前記全体画像を前記部分画像に対応する複数の領域に分割し、領域毎に試料の存在度合いを示す第1尤度と、異物の存在確率を算出する第2尤度とを算出する(8)又は(9)に記載の情報処理装置。
(11)
前記画像解析部は、前記第1尤度及び前記第2尤度に基づいて試料及び異物の存在情報を示す存在マップを作成する(10)に記載の情報処理装置。
(12)
前記第1の部分画像と前記第2の部分画像とを繋ぎ合わせる画像合成部を備える(1)〜(11)のいずれかに記載の情報処理装置。
(13)
前記画像取得部は、前記第1の部分画像の撮像領域に隣接する領域を撮像した部分画像が、試料及び異物のいずれも存在しない部分画像のみであるときは、前記第2の部分画像として前記部分画像の中から任意の部分画像を取得し、
前記画像合成部は、取得された部分画像の撮像時の位置情報に基づいて前記第1の部分画像に前記第2の部分画像を繋ぎ合わせる(12)に記載の情報処理装置。
(14)
前記画像取得部は、前記第2の部分画像を取得する際、前記位置情報に基づいて繋ぎ合わされた部分画像は取得対象外とする(13)に記載の情報処理装置。
(15)
画像取得部により、観察対象領域の一部が撮像された第1の部分画像及び第2の部分画像を取得する画像取得工程と、
繋合位置調整部により、前記第1の部分画像と前記第2の部分画像との繋合位置を調整する繋合位置調整工程と、を有し、
前記画像取得工程では、前記第1の部分画像に異物が存在するときは、前記第2の部分画像として試料が存在する部分画像を取得する情報処理方法。
(16)
観察対象領域の一部が撮像された第1の部分画像及び第2の部分画像を、異物が存在する部分画像に対しては試料が存在する部分画像が取得されるように取得する画像取得機能と、
前記第1の部分画像と前記第2の部分画像との繋合位置を調整する繋合位置調整機能と、を情報処理装置に実行させるプログラム。
(17)
観察対象領域全体を撮像する全体画像撮像部と、前記観察対象領域の一部を前記全体画像よりも高倍率で撮像する部分画像撮像部とを少なくとも備える顕微鏡装置と、
前記顕微鏡装置を制御すると共に、前記顕微鏡装置で撮像された各画像を処理する情報処理装置と、を少なくとも備え、
前記情報処理装置には、
観察対象領域の一部が撮像された複数の部分画像から、第1の部分画像及び第2の部分画像を取得する画像取得部と、
前記第1の部分画像と前記第2の部分画像との繋合位置を調整する繋合位置調整部と、
が設けられており、
前記画像取得部は、前記第1の部分画像に異物が存在するときは、前記第2の部分画像として試料が存在する部分画像を取得する顕微鏡システム。
2 情報処理装置
3 サーバ
4 画像表示装置
5 ネットワーク
6 観察対象物
7 異物
8 スライドガラス
11 全体画像撮像部
12 部分画像撮像部
13 撮像装置コントローラ
14、25、231 インターフェイス
21 CPU
22 メモリ
23 画像処理部
24 画像合成部
26 ハードディスク
27 撮像制御部
232 画像解析部
233 画像取得部
234 繋合位置調整部
235 撮像順序生成部
Claims (15)
- 観察対象領域内に、試料及び異物が存在する可能性を示す第1の値を算出し、
前記第1の値に基づいて、前記観察対象領域の撮像順序を決定し、
前記撮像順序に従って、前記観察対象領域の第1の部分画像及び前記観察対象領域の第2の部分画像を撮像し、前記第1の部分画像及び前記第2の部分画像を繋ぎ合わせ、
前記観察対象領域全体を明視野で撮像した画像及び暗視野で撮像した画像を用いて、前記第1の値を算出する、顕微鏡画像処理方法。 - 前記第1の値は、前記試料及び前記異物の存在確率、または前記試料及び前記異物の存在の有無である、請求項1に記載の顕微鏡画像処理方法。
- 前記第1の部分画像及び前記第2の部分画像について、繋ぎ合わせ位置の調整を行って繋ぎ合わせる、請求項1又は2に記載の顕微鏡画像処理方法。
- 前記繋ぎ合わせ位置は、前記第1の部分画像の第1の繋ぎ合わせる領域、および前記第2の部分画像の第2の繋ぎ合わせる領域について、少なくとも2つ以上の画素の輝度値を比較して調整する、請求項3に記載の顕微鏡画像処理方法。
- 前記第1の値が高い領域から撮像するよう、前記観察対象領域の撮像順序を決定する、請求項1〜4のいずれか1項に記載の顕微鏡画像処理方法。
- 撮像装置の移動距離が小さくなるよう、前記観察対象領域の撮像順序を決定する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の顕微鏡画像処理方法。
- 前記異物は、前記観察対象領域を覆うカバーガラスの縁部及び/又は前記観察対象領域に混入した前記試料以外のものである、請求項1〜6のいずれか1項に記載の顕微鏡画像処理方法。
- 観察対象領域を撮像する顕微鏡と、
前記顕微鏡の制御、および病理画像データに対する処理に使われるソフトウェアを含んで構成される顕微鏡システムであって、
前記ソフトウェアは、情報処理装置で実行され、
前記観察対象領域内に、試料及び異物が存在する可能性を示す第1の値を算出することと、
前記第1の値に基づいて、前記観察対象領域の撮像順序を決定することと、
前記顕微鏡が、前記撮像順序に従って、前記観察対象領域の第1の部分画像及び前記観察対象領域の第2の部分画像を撮像するよう、制御することと、
前記第1の部分画像及び前記第2の部分画像を繋ぎ合わせることと、
前記観察対象領域全体を明視野で撮像した画像及び暗視野で撮像した画像を用いて、前記第1の値を算出することと、を実現する、
顕微鏡システム。 - 前記第1の値は、前記試料及び前記異物の存在確率、または前記試料及び前記異物の存在の有無である、請求項8に記載の顕微鏡システム。
- 前記第1の部分画像及び前記第2の部分画像について、繋ぎ合わせ位置の調整を行って繋ぎ合わせる、請求項8又は9に記載の顕微鏡システム。
- 撮像装置の移動距離が小さくなるよう、前記観察対象領域の撮像順序を決定する、請求項8〜10のいずれか1項に記載の顕微鏡システム。
- 観察対象領域を撮像する顕微鏡と、
前記顕微鏡の制御、および病理画像データに対する処理に使われるソフトウェアを含んで構成されるプログラムであって、
前記ソフトウェアは、情報処理装置で実行され、
前記観察対象領域内に、試料及び異物が存在する可能性を示す第1の値を算出することと、
前記第1の値に基づいて、前記観察対象領域の撮像順序を決定することと、
前記顕微鏡が、前記撮像順序に従って、前記観察対象領域の第1の部分画像及び前記観察対象領域の第2の部分画像を撮像するよう、制御することと、
前記第1の部分画像及び前記第2の部分画像を繋ぎ合わせることと、
前記観察対象領域全体を明視野で撮像した画像及び暗視野で撮像した画像を用いて、前記第1の値を算出することと、を実現する、
プログラム。 - 前記第1の値は、前記試料及び前記異物の存在確率、または前記試料及び前記異物の存在の有無である、請求項12に記載のプログラム。
- 前記第1の部分画像及び前記第2の部分画像について、繋ぎ合わせ位置の調整を行って繋ぎ合わせる、請求項12又は13に記載のプログラム。
- 撮像装置の移動距離が小さくなるよう、前記観察対象領域の撮像順序を決定する、請求項12〜14のいずれか1項に記載のプログラム。
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