JP7195738B2 - 構造化照明イメージングシステムを較正するためおよび構造化照明画像をキャプチャするためのシステムおよび方法 - Google Patents
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Description
蛍光顕微鏡は、反射および吸収の代わりに、またはこれに加えて、蛍光を用いて有機または無機物質の特性を調べるのに使用される光学顕微鏡である。蛍光顕微鏡は、特定の波長の光を照射されたときに、特定の物質が可視光として検出可能なエネルギーを放射する現象に基づく。サンプルは、その自然の形態が蛍光発光性である(クロロフィルのような)か、蛍光染色で処理されるかのいずれかで有り得る。
本発明は、例えば、以下を提供する。
(項目1)
イメージングシステムを較正する方法であって、
ピンホールマスクを介して励起光を用いてサンプルを照明すること、
センサを用いて、前記サンプルの画像をキャプチャすること、
前記画像をデータに変換すること、
処理モジュールにおいて、
ピンホールマスクのピンホールの既知の間隔を用いて前記データをフィルタして、前記間隔に対応するデータを取得することと、
閾値を用いて、ピンホールに関連付けるのに十分に明るい残存データの領域を特定することと、
前記領域の重心を算出することと、
前記ピンホールマスクに対する既知のパターンを、前記ピンホールの位置に関する、前記データに対する最良適合を特定するために前記領域に適合させること、そして、
記憶媒体に、前記最良適合データを以後の共焦点キャプチャルーチンで用いるために保存すること、を含む、方法。
(項目2)
前記処理モジュールにおいて、前記キャプチャした画像に対応する前記データを高めることをさらに含む、項目1に記載の方法。
(項目3)
前記データを高めることが、前記データの鮮鋭度およびコントラストをブーストすることを含む、項目2に記載の方法。
(項目4)
前記データをフィルタすることが、前記データを周波数ドメインに変換し、バンドパスフィルタを前記変換したデータに適用することを含む、項目1に記載の方法。
(項目5)
前記処理モジュールにおいて、雑音を除去し、前記フィルタされたデータにおける輝度変化を算出することをさらに含む、項目1に記載の方法。
(項目6)
前記処理モジュールにおいて、輝度閾値を上回る前記フィルタされたデータにおけるデータのみを維持することをさらに含む、項目5に記載の方法。
(項目7)
ヒストグラムビニング技法を用いて、前記輝度閾値を上回るデータを特定する、項目6に記載の方法。
(項目8)
前記処理モジュールにおいて、回転、スケールおよびオフセット係数のうちの少なくとも1つを、反復プロセスにおいて一対の重心に適用して、前記最良適合を特定することを助けることをさらに含む、項目1に記載の方法。
(項目9)
前記ピンホールの前記位置に対する前記最良適合データを用いて、前記ピンホールの前記位置に関連付けられたデータを処理し、前記ピンホールの前記位置に関連しないデータは無視することで、前記サンプルの共焦点合成画像を取得することをさらに含む、項目1に記載の方法。
(項目10)
蛍光イメージングシステムであって、
ピンホールマスクを介して励起光を用いてサンプルを照明するよう構成された照明源と、前記ピンホールマスクまたは前記サンプルを第一の位置に移動させるよう構成された移動装置と、
前記第一の位置で前記サンプルの画像をキャプチャして、前記画像をデータに変換するよう構成されたセンサと、
画像処理モジュールであって、
前記ピンホールマスクのピンホールの既知の間隔を用いて前記データをフィルタして、前記間隔に対応するデータを取得し、
閾値を用いて、ピンホールに関連付けるのに十分に明るい残存データの領域を特定し、
前記領域の重心を算出し、
前記ピンホールマスクに対する既知のパターンを、前記ピンホールの位置に関する、前記データに対する最良適合を特定するために前記領域に適合させるよう構成された画像処理モジュールと、
前記最良適合データを保存するよう構成された記憶媒体と、
以後の共焦点キャプチャルーチンで用いるために前記サンプルの複数の画像を取得するために、前記照明源および前記移動装置を制御するよう構成された制御モジュールと、を備える、システム。
(項目11)
前記画像処理モジュールはさらに、前記キャプチャした画像に対応する前記データを高めるよう構成される、項目10に記載のシステム。
(項目12)
前記データを高めることが、前記データの鮮鋭度およびコントラストをブーストすることを含む、項目11に記載のシステム。
(項目13)
前記データをフィルタすることが、前記データを周波数ドメインに変換し、バンドパスフィルタを前記変換したデータに適用することを含む、項目10に記載のシステム。
(項目14)
前記画像処理モジュールはさらに、雑音を除去し、前記フィルタされたデータにおける輝度変化を算出するよう構成される、項目10に記載のシステム。
(項目15)
前記画像処理モジュールはさらに、輝度閾値を上回るデータのみを維持するよう構成される、項目14に記載のシステム。
(項目16)
前記画像処理モジュールはさらに、ヒストグラムビニング技法を適用して前記輝度閾値を上回るデータを特定するよう構成される、項目15に記載のシステム。
(項目17)
前記画像処理モジュールはさらに、回転、スケールおよびオフセット係数のうちの少なくとも1つを、反復プロセスにおいて一対の重心に適用して、前記最良適合を特定することを助けるよう構成される、項目10に記載のシステム。
(項目18)
前記画像処理モジュールはさらに、前記ピンホールの前記位置に対する前記最良適合データを用いて、前記ピンホールの前記位置に関連付けられたデータを処理し、前記ピンホールの前記位置に関連しないデータは無視することで、前記サンプルの共焦点合成画像を取得するよう構成される、項目10に記載のシステム。
(項目19)
前記センサは電荷結合素子(CCD)またはCMOS素子を含む、項目10に記載のシステム。
(項目20)
前記画像処理モジュールはさらに、前記複数の画像および前記最良適合データを用いて合成共焦点画像を生成するよう構成される、項目10に記載のシステム。
(項目21)
前記ピンホールマスクは矩形、四角形、または円筒状マスクである、項目10に記載のシステム。
(項目22)
蛍光イメージングシステムにおいて取得される合成共焦点画像をキャプチャする方法であって、
ピンホールマスクを介して励起光を用いてサンプルを照明すること、
前記ピンホールマスクまたは前記サンプルを移動装置を用いて第一の位置に移動させること、
前記第一の位置において前記サンプルの画像をキャプチャすること、
前記画像をデータに変換すること、
画像処理モジュールにおいて、
前記ピンホールマスクのピンホールの既知の間隔を用いて前記データをフィルタして、前記間隔に対応するデータを取得することと、
閾値を用いて、ピンホールに関連付けるのに十分に明るい残存データの領域を特定することと、
前記領域の重心を算出することと、
前記ピンホールマスクに対する既知のパターンを、前記ピンホールの位置に関して、前記データに対する最良適合を特定するために前記領域に適合させること、
前記最良適合データを記憶媒体に保存すること、そして、
制御モジュールにおいて、以後の共焦点キャプチャルーチンで用いるために前記サンプルの複数の画像を取得するために、前記照明源および前記移動装置を制御すること、を含む、方法。
(項目23)
前記画像処理モジュールにおいて、前記キャプチャした画像に対応する前記データを高めることをさらに含む、項目22に記載の方法。
(項目24)
前記データを高めることが、前記データの鮮鋭度およびコントラストをブーストすることを含む、項目23に記載の方法。
(項目25)
前記データをフィルタすることが、前記データを周波数ドメインに変換し、バンドパスフィルタを前記変換したデータに適用することを含む、項目22に記載の方法。
(項目26)
前記画像処理モジュールにおいて、雑音を除去し、前記フィルタされたデータにおける輝度変化を算出することをさらに含む、項目22に記載の方法。
(項目27)
前記画像処理モジュールにおいて、輝度閾値を上回るデータのみを維持することをさらに含む、項目22に記載の方法。
(項目28)
前記画像処理モジュールにおいて、ヒストグラムビニング技法を適用して前記輝度閾値を上回るデータを特定することをさらに含む、項目22に記載の方法。
(項目29)
前記画像処理モジュールにおいて、回転、スケールおよびオフセット係数のうちの少なくとも1つを、反復プロセスにおいて一対の重心に適用して、前記最良適合を特定することを助けることをさらに含む、項目22に記載の方法。
(項目30)
前記画像処理モジュールにおいて、前記ピンホールの前記位置に対する前記最良適合データを用いて、前記ピンホールの前記位置に関連付けられたデータを処理し、前記ピンホールの前記位置に関連しないデータは無視することで、前記サンプルの共焦点合成画像を取得することをさらに含む、項目22に記載の方法。
(項目31)
前記画像処理モジュールにおいて、前記複数の画像および前記最良適合データを用いて合成共焦点画像を生成することをさらに含む、項目22に記載のシステム。
Claims (10)
- イメージングシステム(100)であって、
ピンホールマスク(108)を介して励起光(104)を用いてサンプル(114)を照明するよう構成された照明源と、
前記ピンホールマスク(108)または前記サンプル(114)を第一の位置に移動させるよう構成された移動装置(900)と、
前記ピンホールマスク(108)を通過していない前記サンプル(114)からの放射光を用いて、前記第一の位置で前記サンプルの画像をキャプチャして、前記画像をデータに変換するよう構成されたセンサ(120)と、
画像処理モジュール(404)であって、
前記ピンホールマスク(108)のピンホールの既知の間隔を用いて前記データをフィルタして、前記間隔に対応するデータを取得し、
閾値を用いて、ピンホールに関連付けるのに十分に明るい残存データの領域を特定し、
前記領域の重心を算出し、
前記ピンホールマスク(108)に対する既知のパターンを、前記ピンホールの位置に関する、前記データに対する最良適合を特定するために前記領域に適合させるよう構成された画像処理モジュール(404)と、
前記最良適合データを保存するよう構成された記憶媒体と、
以後の共焦点キャプチャルーチンで用いるために前記サンプルの複数の画像を取得するために、前記照明源および前記移動装置(900)を制御するよう構成された制御モジュール(402)と
を備える、システム。 - 前記画像処理モジュール(404)はさらに、前記キャプチャした画像に対応する前記データを高めるよう構成される、請求項1に記載のシステム。
- 前記データをフィルタすることが、前記データを周波数ドメインに変換し、バンドパスフィルタを前記変換したデータに適用することを含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記画像処理モジュール(404)はさらに、雑音を除去し、前記フィルタされたデータにおける輝度変化を算出するよう構成される、請求項1に記載のシステム。
- 前記画像処理モジュール(404)はさらに、輝度閾値を上回るデータのみを維持するよう構成される、請求項4に記載のシステム。
- 前記画像処理モジュール(404)はさらに、ヒストグラムビニング技法を適用して前記輝度閾値を上回るデータを特定するよう構成される、請求項5に記載のシステム。
- 前記画像処理モジュール(404)はさらに、前記ピンホールの前記位置に対する前記最良適合データを用いて、前記ピンホールの前記位置に関連付けられたデータを処理し、前記ピンホールの前記位置に関連しないデータは無視することで、前記サンプルの共焦点合成画像を取得するよう構成される、請求項1に記載のシステム。
- 前記センサ(120)は電荷結合素子(CCD)またはCMOS素子を含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記画像処理モジュール(404)はさらに、前記複数の画像および前記最良適合データを用いて合成共焦点画像を生成するよう構成される、請求項1に記載のシステム。
- 前記ピンホールマスク(108)は矩形、四角形、または円筒状マスクである、請求項1に記載のシステム。
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