JP7274936B2 - Cell image compression device, method and program - Google Patents
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本開示は、培養された細胞を撮像することにより取得した細胞画像を圧縮する細胞画像圧縮装置、方法およびプログラムに関するものである。 The present disclosure relates to a cell image compression device, method, and program for compressing cell images obtained by imaging cultured cells.
従来、ＥＳ（Embryonic Stem）細胞およびｉＰＳ（Induced Pluripotent Stem）細胞等の多能性幹細胞、並びに分化誘導された細胞等を培養して顕微鏡で撮像し、撮像した細胞画像の特徴を捉えることで細胞の状態を評価する手法が提案されている。例えば、非特許文献１においては、ｉＰＳ細胞を撮像した細胞画像に含まれる核小体、クラックおよび分化細胞核を検出し、検出した核小体、クラックおよび分化細胞核の情報に基づいて、ｉＰＳ細胞の品質を評価する手法が提案されている。なお、クラックとは、細胞画像中に見られる白い線状の構造であり、細胞の境界領域に見られるものである。 Conventionally, pluripotent stem cells such as ES (Embryonic Stem) cells and iPS (Induced Pluripotent Stem) cells, as well as cells that have been induced to differentiate, are cultured and photographed under a microscope. A method for evaluating the state of For example, in Non-Patent Document 1, nucleoli, cracks, and differentiated cell nuclei contained in a cell image obtained by imaging iPS cells are detected, and based on the information on the detected nucleoli, cracks, and differentiated cell nuclei, iPS cells Techniques for evaluating quality have been proposed. A crack is a white line-like structure seen in a cell image, and is seen in the boundary region of the cell.
また、細胞を評価する手法として、細胞画像における細胞コロニー領域内における局所的な領域の特定情報を取得し、局所的な領域の特定情報に基づいて、局所的な領域毎に領域内の細胞画像に対する評価方法を決定し、決定した評価方法を用いて領域の細胞画像の評価を行う手法も提案されている（特許文献１参照）また、細胞を評価するに際して、細胞を認識するための手法も提案されている。例えば、特許文献２には、細胞画像から細胞内の核小体を検出し、核小体間の距離を示す情報を取得し、距離を示す情報に基づいて個々の細胞を認識する手法が提案されている。
In addition, as a method for evaluating cells, specific information of a local region within a cell colony region in a cell image is obtained, and based on the specific information of the local region, a cell image within the region is obtained for each local region. A method for determining an evaluation method for and evaluating the cell image of the region using the determined evaluation method has also been proposed (see Patent Document 1). Proposed. For example,
ところで、上述したように細胞画像を用いて細胞の評価を行う場合であっても、目視による細胞の評価が必要となる場合が多い。この場合、評価の精度を向上させるためには、細胞画像の解像度を高くする必要がある。しかしながら、解像度が高い画像は容量が大きい。このため、多数の細胞画像を保存しようとすると、記録媒体の容量を圧迫することとなる。一方、細胞画像の容量を小さくするために圧縮率を高くすると、細胞画像の画質が劣化するため、目視による細胞の評価を精度よく行うことができなくなる可能性がある。 By the way, even when cells are evaluated using cell images as described above, it is often necessary to visually evaluate cells. In this case, in order to improve the evaluation accuracy, it is necessary to increase the resolution of the cell image. However, images with high resolution have a large capacity. For this reason, when trying to save a large number of cell images, the capacity of the recording medium is pressed. On the other hand, if the compression ratio is increased in order to reduce the size of the cell image, the image quality of the cell image is degraded.
また、細胞画像を用いて細胞の評価を行って細胞の状態を確認しながら細胞の培養を継続する場合は、細胞に対して非侵襲な方法で細胞の評価を行う必要がある。具体的には、細胞を染色する等の侵襲的な方法ではなく、未染色の状態の細胞画像を取得し、細胞の評価を行う必要がある。 In addition, when cells are evaluated using cell images and cell culture is continued while checking the state of the cells, it is necessary to evaluate the cells by a non-invasive method. Specifically, it is necessary to acquire an unstained cell image and evaluate the cell, rather than using an invasive method such as staining the cell.
本開示は上記事情に鑑みなされたものであり、細胞画像の画質を確保しつつ、容量を低減することを目的とする。 The present disclosure has been made in view of the above circumstances, and aims to reduce the capacity while ensuring the quality of cell images.
本開示の細胞画像圧縮装置は、未染色の細胞を撮影することにより取得した細胞画像における局所領域毎に細胞の状態の評価を行う評価部と、
評価の結果に応じて、局所領域毎に圧縮率を設定する圧縮率設定部と、
設定された局所領域毎の圧縮率により細胞画像を圧縮して圧縮細胞画像を生成する圧縮部とを備える。
The cell image compression device of the present disclosure includes an evaluation unit that evaluates the state of cells for each local region in a cell image obtained by photographing unstained cells;
a compression rate setting unit that sets a compression rate for each local region according to the evaluation result;
and a compressing unit that compresses the cell image at a set compression rate for each local region to generate a compressed cell image.
なお、本開示による細胞画像圧縮装置においては、圧縮率設定部は、評価の結果が低いほど低い圧縮率を設定するものであってもよい。 In addition, in the cell image compression apparatus according to the present disclosure, the compression rate setting unit may set a lower compression rate as the evaluation result is lower.
また、本開示による細胞画像圧縮装置においては、細胞は幹細胞であってもよい。 Also, in the cell image compression device according to the present disclosure, the cells may be stem cells.
また、本開示による細胞画像圧縮装置においては、幹細胞はｉＰＳ細胞であってもよい。 Moreover, in the cell image compression device according to the present disclosure, the stem cells may be iPS cells.
また、本開示による細胞画像圧縮装置においては、評価部は未分化性の評価を行うものであってもよい。 Further, in the cell image compression device according to the present disclosure, the evaluation unit may evaluate undifferentiation.
また、本開示による細胞画像圧縮装置においては、評価部は、細胞画像に含まれる核小体、クラック、細胞核および細胞質の少なくとも１つに基づいて、評価を行うものであってもよい。 Further, in the cell image compression device according to the present disclosure, the evaluation unit may perform evaluation based on at least one of the nucleolus, cracks, cell nucleus, and cytoplasm included in the cell image.
また、本開示による細胞画像圧縮装置においては、圧縮細胞画像を記憶する記憶部をさらに備えるものであってもよい。 Further, the cell image compression device according to the present disclosure may further include a storage unit that stores compressed cell images.
本開示による細胞画像圧縮方法は、未染色の細胞を撮影することにより取得した細胞画像における局所領域毎に細胞の状態の評価を行い、
評価の結果に応じて、局所領域毎に圧縮率を設定し、
設定された局所領域毎の圧縮率により細胞画像を圧縮して圧縮細胞画像を生成する。
A cell image compression method according to the present disclosure evaluates the cell state for each local region in a cell image obtained by photographing unstained cells,
Set the compression rate for each local region according to the evaluation result,
A compressed cell image is generated by compressing the cell image according to the set compression rate for each local region.
なお、本開示による細胞画像圧縮方法をコンピュータに実行させるためのプログラムとして提供してもよい。 In addition, you may provide as a program for making a computer perform the cell image compression method by this indication.
本開示による他の細胞画像圧縮装置は、コンピュータに実行させるための命令を記憶するメモリと、
記憶された命令を実行するよう構成されたプロセッサとを備え、プロセッサは、
未染色の細胞を撮影することにより取得した細胞画像における局所領域毎に細胞の状態の評価を行い、
評価の結果に応じて、局所領域毎に圧縮率を設定し、
設定された局所領域毎の圧縮率により細胞画像を圧縮して圧縮細胞画像を生成する処理を実行する。
Another cell image compression apparatus according to the present disclosure includes a memory storing instructions for a computer to execute;
a processor configured to execute stored instructions, the processor comprising:
Evaluate the state of the cell for each local area in the cell image obtained by photographing the unstained cells,
Set the compression rate for each local region according to the evaluation result,
A process of compressing the cell image with the set compression ratio for each local region and generating a compressed cell image is executed.
本開示によれば、細胞画像における必要な領域の画質を確保しつつ、容量を低減することができる。 According to the present disclosure, it is possible to reduce the capacity while ensuring the image quality of the necessary area in the cell image.
以下、本開示の細胞画像圧縮装置、方法およびプログラムの一実施形態を用いた細胞培養観察システムについて、図面を参照しながら詳細に説明する。本開示は、細胞を撮像した細胞画像を圧縮する手法に特徴を有するものであるが、まず、本実施形態の細胞培養観察システムの全体構成について説明する。図１は、細胞培養観察システムの概略構成を示すブロック図である。 Hereinafter, a cell culture observation system using an embodiment of the cell image compression device, method and program of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. The present disclosure is characterized by a method of compressing a cell image obtained by imaging a cell. First, the overall configuration of the cell culture observation system of this embodiment will be described. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a cell culture observation system.
本実施形態の細胞培養観察システムは、図１に示すように、細胞培養装置１、撮像装置２、細胞画像圧縮装置３、表示部４および入力部５を備える。
The cell culture observation system of this embodiment includes a cell culture device 1, an
細胞培養装置１は、細胞の培養を行うための装置である。培養対象の細胞としては、例えばｉＰＳ細胞、ＥＳ細胞およびＳＴＡＰ細胞等の多能性幹細胞、並びに幹細胞から分化誘導された神経、皮膚、心筋、肝臓等の細胞、およびがん細胞等がある。本実施形態においては、培養対象の細胞としてｉＰＳ細胞を用いるものとするが、これに限定されるものではない。細胞培養装置１内には、培養対象のｉＰＳ細胞を培地に播種した培養容器が複数収容されている。細胞培養装置１は、ステージ１０、搬送部１１、および制御部１２を備える。
The cell culture device 1 is a device for culturing cells. Cells to be cultured include, for example, pluripotent stem cells such as iPS cells, ES cells, and STAP cells, nerve, skin, cardiac muscle, liver, and other cells induced to differentiate from stem cells, and cancer cells. In this embodiment, iPS cells are used as cells to be cultured, but the cells are not limited to this. The cell culture apparatus 1 accommodates a plurality of culture vessels in which iPS cells to be cultured are seeded in a medium. A cell culture apparatus 1 includes a
ステージ１０は、撮像装置２による撮像対象の培養容器が設置される。搬送部１１は、細胞培養装置１内の所定位置に収容されている複数の培養容器の中から撮像対象の培養容器を選択し、選択した培養容器をステージ１０まで搬送する。制御部１２は、細胞培養装置１全体を制御するものであり、上述したステージ１０および搬送部１１の動作以外に、細胞培養装置１内の温度、湿度および二酸化炭素濃度等の環境条件を制御する。なお、温度、湿度および二酸化炭素濃度を調整するための構成については、公知の構成を用いることができる。また、本実施形態においては、細胞は未染色であるものとする。
A culture container to be imaged by the
撮像装置２は、ステージ１０に設置された培養容器内における細胞コロニーの画像を撮像するものである。撮像装置２は、細胞コロニーを撮像して細胞画像を出力する位相差顕微鏡２０、および位相差顕微鏡２０を制御する制御部２１を備える。
The
位相差顕微鏡２０は、ＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）センサまたはＣＣＤ（charge-coupled device）センサ等の撮像素子を備えており、撮像素子から細胞を撮像した細胞画像が出力される。なお、本実施形態においては、位相差顕微鏡を用いるようにしたが、これに限定されるものではなく、例えば明視野顕微鏡および微分干渉顕微鏡等を用いるようにしてもよい。
The phase-
制御部２１は、撮像装置２全体を制御する。具体的には、制御部２１は、位相差顕微鏡２０の光学倍率、撮像素子の露光時間および解像度、並びに照明光源の露光光量等を制御する。
The
細胞画像圧縮装置３は、コンピュータに本開示の細胞画像圧縮プログラムの一実施形態がインストールされたものである。コンピュータは、ユーザが操作するワークステーションまたはパーソナルコンピュータでもよいし、それらとネットワークを介して接続されたサーバコンピュータでもよい。細胞画像圧縮プログラムは、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）あるいはＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）等の記録媒体に記録されて配布され、記録媒体からコンピュータにインストールされる。または、ネットワークに接続されたサーバコンピュータの記憶装置、もしくはネットワークストレージに、外部からアクセス可能な状態で記憶され、要求に応じてユーザが使用するコンピュータにダウンロードされ、インストールされる。
The cell
図１に示すように細胞画像圧縮装置３は、標準的なワークステーションの構成として、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３１、メモリ３２およびストレージ３３を備える。表示部４および入力部５は、細胞画像圧縮装置３に接続されている。
As shown in FIG. 1, the cell
ストレージ３３は、ハードディスクドライブ、ＳＳＤ(Solid State Drive)等の記録媒体からなり、撮像装置２が取得した細胞画像Ｇ０および処理に必要な情報を含む各種情報が記憶されている。なお、ストレージ３３が本開示の記憶部に対応する。
The
また、メモリ３２には、細胞画像圧縮プログラムが記憶されている。細胞画像圧縮プログラムは、ＣＰＵ３１に実行させる処理として、撮像装置２が撮像した細胞画像Ｇ０を取得する画像取得処理、細胞画像Ｇ０における局所領域毎に細胞の状態の評価を行う評価処理、評価の結果に応じて、細胞画像Ｇ０の局所領域毎に圧縮率を設定する圧縮率設定処理、設定された局所領域毎の圧縮率により細胞画像Ｇ０を圧縮して圧縮細胞画像Ｇ１を生成する圧縮処理、および細胞画像Ｇ０を表示部４に表示する表示制御処理を規定する。また。評価の処理として、核小体検出処理、クラック検出処理、細胞核検出処理、細胞質検出処理および評価値算出処理を規定する。
The
そして、ＣＰＵ３１がプログラムに従いこれらの処理を実行することで、コンピュータは、画像取得部４１、評価部４２、圧縮率設定部４３、圧縮部４４および表示制御部４５として機能する。また、後述する図２に示すように、コンピュータは、核小体検出部５１、クラック検出部５２、細胞核検出部５３、細胞質検出部５４および評価値算出部５５としても機能する。
The computer functions as an
画像取得部４１は、撮像装置２によって撮像された細胞コロニーの細胞画像を取得する。本実施形態においては、位相差顕微鏡２０が撮像した細胞画像Ｇ０を取得する。細胞画像Ｇ０は、１つの細胞コロニーを撮像した１枚の画像でもよいし、１つの細胞コロニーを矩形の複数の領域で分割した複数の画像群でもよい。また、１枚の細胞画像Ｇ０内に複数の細胞コロニーが含まれていてもよい。
The
評価部４２は、細胞画像Ｇ０における局所領域毎に細胞の状態の評価を行う。具体的には、細胞の未分化性の評価を行う。図２は評価部４２の構成を示す概略ブロック図である。図２に示すように、評価部４２は、核小体検出部５１、クラック検出部５２、細胞核検出部５３、細胞質検出部５４および評価値算出部５５を備える。
The
核小体検出部５１は、画像取得部４１が取得した細胞画像Ｇ０内における核小体を検出する。本実施形態においては、核小体検出部５１は、細胞画像Ｇ０から核小体を検出するように学習がなされた学習済みモデルを有しており、学習済みモデルを用いて細胞画像Ｇ０から核小体を検出する。なお、核小体の検出方法としては、例えば細胞画像Ｇ０を２値化画像に変換した後、フィルタ処理を行って核小体のエッジを検出し、検出したエッジに対してパターンマッチングを行って検出するようにしてもよい。また、核小体は細胞画像Ｇ０内では周囲よりも暗く（黒く）、高コントラストな粒として現れるので、しきい値処理を行うことによって核小体を検出するようにしてもよい。また、核小体の検出方法としては、その他の種々の公知の方法を用いることができる。
The
クラック検出部５２は、画像取得部４１が取得した細胞画像Ｇ０内におけるクラックを検出する。本実施形態においては、クラック検出部５２は、細胞画像Ｇ０からクラックを検出するように学習がなされた学習済みモデル有しており、学習済みモデルを用いて細胞画像Ｇ０からクラックを検出する。なお、クラックは高輝度の線状の構造を有するため、ガボールフィルタ等の線状構造物を抽出可能なフィルタを用いたフィルタリング処理により、クラックを検出するようにしてもよい。また、クラックの検出方法としては、その他の種々の公知の方法を用いることができる。
The
細胞核検出部５３は、画像取得部４１が取得した細胞画像Ｇ０内における細胞核を検出する。本実施形態においては、細胞核検出部５３は、細胞画像Ｇ０から細胞核を検出するように学習がなされた学習済みモデル有しており、学習済みモデルを用いて細胞画像Ｇ０から細胞核を検出する。なお、細胞核の検出方法としては、その他の種々の公知の方法を用いることができる。
The cell
細胞質検出部５４は、画像取得部４１が取得した細胞画像Ｇ０内における細胞の細胞質を検出する。本実施形態においては、細胞質検出部５４は、細胞画像Ｇ０から細胞質を検出するように学習がなされた学習済みモデルを有しており、学習済みモデルを用いて細胞画像Ｇ０から細胞質を検出する。なお、細胞質の検出方法としては、その他の種々の公知の方法を用いることができる。また、細胞質は細胞画像Ｇ０における細胞核以外の部分であるため、細胞質検出部５４は、細胞画像Ｇ０における細胞核以外の部分を細胞質として検出するものであってもよい。この場合、クラックは細胞質に含めてもよく、含めなくてもよい。
The
図３は、細胞画像の一例を示す図である。図３に示す細胞画像Ｇ０において、周囲よりも暗い（黒い）部分が核小体である。また、周囲よりも明るい（白い）線状の部分がクラックである。また、周囲よりも暗く、核小体よりも大きい部分が細胞核である。また、細胞核以外の部分が細胞質である。図３では、クラックを一点鎖線で囲んでいる。また、細胞核を実線で囲んでいる。なお、図３においては、クラックは細胞質に含めないものとしている。 FIG. 3 is a diagram showing an example of a cell image. In the cell image G0 shown in FIG. 3, the darker (blacker) part than the surroundings is the nucleolus. A linear portion brighter (whiter) than the surroundings is a crack. The part that is darker than the surroundings and larger than the nucleolus is the cell nucleus. Moreover, the part other than the cell nucleus is the cytoplasm. In FIG. 3, the crack is surrounded by a dashed line. Also, the cell nucleus is surrounded by a solid line. In addition, in FIG. 3, cracks are not included in the cytoplasm.
評価値算出部５５は、細胞画像Ｇ０を複数の局所領域に分割し、局所領域毎に細胞画像Ｇ０に含まれる核小体、クラック、細胞核および細胞質の少なくとも１つに基づいて、細胞の状態を表す評価値を算出する。具体的には、局所領域における核小体の数、核小体の面積率、核小体の形状（平均形状）、一つの細胞あたりの核小体の個数（細分化度）、クラック面積率、細胞核の面積率、細胞質の面積率、および細胞核の面積／細胞質の面積（ＮＣ比）の少なくとも１つに基づいて、細胞の状態を表す評価値を算出する。ここで、核小体の形状（平均形状）とは、核小体の円形度である。本実施形態では、評価値算出部５５は、核小体の数、核小体の面積率、核小体の形状、核小体の細分化度、クラック面積率、細胞核の面積率、細胞質の面積率、およびＮＣ比の少なくとも１つが入力されると、細胞の状態を表す評価値を出力するように学習がなされた学習済みモデルを備える。学習済みモデルは、核小体の数、核小体の面積率、核小体の形状、核小体の細分化度、クラック面積率、細胞核の面積率、細胞質の面積率、およびＮＣ比の少なくとも１つ、並びに評価値が既知の多数の教師データを用いて学習モデルを学習することにより生成される。教師データについての評価値は０～１の値を有し、専門家が細胞画像Ｇ０を観察することにより設定される。なお、評価値が大きいほど細胞画像Ｇ０に含まれる細胞の状態が良好であること、すなわち未分化性が高い状態であることを表す。
The evaluation
評価値算出部５５に、細胞画像Ｇ０における局所領域についての局所画像が入力されると、評価値算出部５５が備える学習済みモデルが、核小体の数、核小体の面積率、核小体の形状、核小体の細分化度、クラック面積率、細胞核の面積率、細胞質の面積率、およびＮＣ比の少なくとも１つを算出し、細胞の状態を表す評価値を出力する。
When a local image of a local region in the cell image G0 is input to the evaluation
図１に戻り、圧縮率設定部４３は、評価部４２の評価の結果、すなわち、細胞画像Ｇ０の局所領域毎の細胞の状態を表す評価値に応じて、細胞画像Ｇ０の局所領域毎に圧縮率を設定する。図４は細胞画像の局所領域毎の評価値を、図５は細胞画像の局所領域毎の圧縮率を示す図である。図４に示すように、細胞画像Ｇ０が１６個の局所領域に分割されており、各局所領域に対して評価値が図４に示すように算出されたとする。なお、細胞画像Ｇ０の局所領域への分割数はこれに限定されるものではなく、任意の数とすることが可能である。ここで、細胞の状態が良好な場合（未分化性が高い状態）には、その細胞を含む局所領域については多少画質が劣化しても、後で細胞画像Ｇ０を詳細に見直さなくてもよい場合が多い。一方、細胞の状態が良好でない場合（未分化性が低い状態）には、なぜ良好でないのか細胞画像Ｇ０をよく観察して確認する必要がある。
Returning to FIG. 1, the compression
このため、本実施形態においては、圧縮率設定部４３は、細胞画像Ｇ０の局所領域毎に、評価値が低いほど低くなるように圧縮率を設定する。例えば、図４に示すように評価値が算出された場合、図５に示すように圧縮率を設定する。なお、本実施形態においては、例えば圧縮率は０．２～０．８の値で設定する。圧縮率は高いほど圧縮後のデータ容量は小さくなる。
Therefore, in the present embodiment, the compression
圧縮部４４は、圧縮率設定部４３が設定した圧縮率に基づいて、細胞画像Ｇ０を局所領域毎に異なる圧縮率により圧縮して圧縮細胞画像Ｇ１を生成する。生成された圧縮細胞画像Ｇ１は記憶部３５に記憶される。
Based on the compression rate set by the compression
表示制御部４５は、位相差顕微鏡２０が取得した細胞画像Ｇ０および圧縮細胞画像Ｇ１を表示部４に表示する。
The
表示部４は、細胞画像Ｇ０および圧縮細胞画像Ｇ１等を表示するものであり、例えば液晶ディスプレイ等を備える。また、表示部４をタッチパネルによって構成し、入力部５と兼用してもよい。
The
入力部５は、マウスおよびキーボード等を備えたものであり、ユーザによる種々の設定入力を受け付ける。
The
次いで、本実施形態において行われる処理について説明する。図６は本実施形態において行われる処理を示すフローチャートである。まず、細胞培養装置１において、搬送部１１によって、収容されている複数の培養容器の中から撮影対象の培養容器が選択され、選択された培養容器がステージ１０に設置される（ステップＳＴ１）。そして、撮像装置２の位相差顕微鏡２０によって培養容器内における細胞コロニーの画像が撮像され、撮像された細胞画像Ｇ０が、細胞画像圧縮装置３の画像取得部４１によって取得される（ステップＳＴ２）。
Next, processing performed in this embodiment will be described. FIG. 6 is a flow chart showing the processing performed in this embodiment. First, in the cell culture apparatus 1, a culture container to be photographed is selected from among a plurality of accommodated culture containers by the
次いで、画像取得部４１によって取得された細胞画像Ｇ０が、評価部４２により読み出され、評価部４２の核小体検出部５１により、細胞画像Ｇ０に含まれる核小体が検出される（ステップＳＴ３）。また、評価部４２のクラック検出部５２により、細胞画像Ｇ０に含まれるクラックが検出される（ステップＳＴ４）。また、評価部４２の細胞核検出部５３により、細胞画像Ｇ０に含まれる細胞核が検出される（ステップＳＴ５）。また、評価部４２の細胞質検出部５４により、細胞画像Ｇ０に含まれる細胞質が検出される（ステップＳＴ６）。なお、ステップＳＴ３～ステップＳＴ６の処理の順序は入れ替えてもよく、並列に行ってもよい。そして、評価部４２の評価値算出部５５が、細胞画像Ｇ０の局所領域毎に細胞の状態を表す評価値を算出する（ステップＳＴ７）。
Next, the cell image G0 acquired by the
続いて、圧縮率設定部４３が、評価部４２による評価の結果に基づいて、細胞画像Ｇ０の局所領域毎に圧縮率を設定する（ステップＳＴ８）。そして、圧縮部４４が、局所領域毎に設定された圧縮率に基づいて細胞画像Ｇ０を圧縮し（ステップＳＴ９）、圧縮により生成された圧縮細胞画像を記憶部３５に記憶し（ステップＳＴ１０）、処理を終了する。
Subsequently, the compression
このように、本実施形態においては、細胞画像Ｇ０における局所領域毎の細胞の状態の評価の結果に応じた圧縮率を設定し、設定した局所領域毎の圧縮率により細胞画像Ｇ０を圧縮して圧縮細胞画像Ｇ１を生成するようにした。このため、細胞画像Ｇ０における細胞の状態の評価の結果に応じて、不要な局所領域に対しては高い圧縮率を設定したり、必要な局所領域に対しては不要な局所領域よりも低い圧縮率を設定したりすることができる。したがって、本実施形態によれば、細胞画像Ｇ０における必要な領域の画質を確保しつつ、細胞画像Ｇ０の容量を低減することができる。 As described above, in the present embodiment, a compression ratio is set according to the result of evaluation of the state of cells for each local region in the cell image G0, and the cell image G0 is compressed by the set compression ratio for each local region. A compressed cell image G1 is generated. For this reason, depending on the result of evaluation of the state of cells in the cell image G0, a high compression ratio is set for unnecessary local regions, or a compression rate lower than that for unnecessary local regions is set for necessary local regions. You can set the rate. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to reduce the capacity of the cell image G0 while ensuring the image quality of the necessary area in the cell image G0.
なお、上記実施形態においては、評価値が低いほど低くなるように圧縮率を設定しているが、これに限定されるものではない。評価値が低いほど高くなるように圧縮率を設定してもよい。 In the above embodiment, the compression rate is set so that the lower the evaluation value is, the lower the compression rate is, but the present invention is not limited to this. The compression rate may be set so that the lower the evaluation value, the higher the compression rate.
また、上記実施形態においては、細胞画像Ｇ０から核小体、クラック、細胞核および細胞質の少なくとも１つを検出した後に、細胞画像Ｇ０の局所領域毎に評価値を算出しているが、これに限定されるものではない。細胞画像Ｇ０を複数の局所領域に分割し、分割した局所領域毎に、核小体、クラック、細胞核および細胞質の少なくとも１つを検出して評価値を算出するようにしてもよい。 In the above embodiment, after detecting at least one of the nucleolus, crack, cell nucleus, and cytoplasm from the cell image G0, the evaluation value is calculated for each local region of the cell image G0, but the present invention is limited to this. not to be The cell image G0 may be divided into a plurality of local regions, and at least one of the nucleolus, crack, cell nucleus, and cytoplasm may be detected for each divided local region to calculate the evaluation value.
また、上記実施形態においては、評価部４２において非特許文献１に記載された手法を用いて、細胞画像Ｇ０の局所領域毎に評価を行っているが、評価の手法はこれに限定されるものではない。例えば、特許文献１に記載された手法等の公知の任意の手法を用いることができる。
In the above embodiment, the
また、上記実施形態において、例えば、画像取得部４１、評価部４２、圧縮率設定部４３、圧縮部４４および表示制御部４５、並びに核小体検出部５１、クラック検出部５２、細胞核検出部５３、細胞質検出部５４、および評価値算出部５５といった各種の処理を実行する処理部（Processing Unit）のハードウェア的な構造としては、次に示す各種のプロセッサ（Processor）を用いることができる。上記各種のプロセッサには、上述したように、ソフトウェア（プログラム）を実行して各種の処理部として機能する汎用的なプロセッサであるＣＰＵに加えて、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の製造後に回路構成を変更可能なプロセッサであるプログラマブルロジックデバイス（Programmable Logic Device :PLD）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路等が含まれる。
Further, in the above embodiment, for example, the
１つの処理部は、これらの各種のプロセッサのうちの１つで構成されてもよいし、同種または異種の２つ以上のプロセッサの組み合わせ（例えば、複数のＦＰＧＡの組み合わせまたはＣＰＵとＦＰＧＡとの組み合わせ）で構成されてもよい。また、複数の処理部を１つのプロセッサで構成してもよい。 One processing unit may be configured with one of these various processors, or a combination of two or more processors of the same or different type (for example, a combination of multiple FPGAs or a combination of a CPU and an FPGA). ). Also, a plurality of processing units may be configured by one processor.
複数の処理部を１つのプロセッサで構成する例としては、第１に、クライアントおよびサーバ等のコンピュータに代表されるように、１つ以上のＣＰＵとソフトウェアとの組み合わせで１つのプロセッサを構成し、このプロセッサが複数の処理部として機能する形態がある。第２に、システムオンチップ（System On Chip:SoC）等に代表されるように、複数の処理部を含むシステム全体の機能を１つのＩＣ（Integrated Circuit）チップで実現するプロセッサを使用する形態がある。このように、各種の処理部は、ハードウェア的な構造として、上記各種のプロセッサの１つ以上を用いて構成される。 As an example of configuring a plurality of processing units in one processor, first, as represented by computers such as clients and servers, one processor is configured by combining one or more CPUs and software, There is a form in which this processor functions as a plurality of processing units. Secondly, as typified by System On Chip (SoC), etc., there is a form of using a processor that realizes the functions of the entire system including multiple processing units with a single IC (Integrated Circuit) chip. be. In this way, the various processing units are configured using one or more of the above various processors as a hardware structure.
さらに、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造としては、より具体的には、半導体素子等の回路素子を組み合わせた電気回路（Circuitry）を用いることができる。 Furthermore, more specifically, as the hardware structure of these various processors, an electric circuit (circuitry) in which circuit elements such as semiconductor elements are combined can be used.
１ 細胞培養装置
２ 撮像装置
３ 細胞画像圧縮装置
４ 表示部
５ 入力部
１０ ステージ
１１ 搬送部
１２ 制御部
２０ 位相差顕微鏡
２１ 制御部
３１ ＣＰＵ
３２ メモリ
３３ ストレージ
４１ 画像取得部
４２ 評価部
４３ 圧縮率設定部
４４ 圧縮部
４５ 表示制御部
５１ 核小体検出部
５２ クラック検出部
５３ 細胞核検出部
５４ 細胞質検出部
５５ 評価値算出部
Ｇ０ 細胞画像
Reference Signs List 1
32
Claims (6)
前記評価の結果に応じて前記局所領域毎に圧縮率を設定する圧縮率設定部と、
前記設定された前記局所領域毎の圧縮率により前記細胞画像を圧縮して圧縮細胞画像を生成する圧縮部とを備えた細胞画像圧縮装置。 The number of nucleoli in each local region, the area ratio of nucleoli, the shape of nucleoli (average shape), and one cell for each local region in the cell image obtained by imaging unstained IPS cells. Evaluation of the state of the IPS cells based on the number of nucleoli per cell (degree of subdivision), crack area ratio, nuclear area ratio, cytoplasmic area ratio, and nuclear area/cytoplasmic area (NC ratio). an evaluation unit that performs
a compression rate setting unit that sets a compression rate for each of the local regions according to the result of the evaluation;
a compression unit configured to generate a compressed cell image by compressing the cell image at the set compression rate for each of the local regions.
前記評価の結果に応じて前記局所領域毎に圧縮率を設定し、
前記設定された前記局所領域毎の圧縮率により前記細胞画像を圧縮して圧縮細胞画像を生成する細胞画像圧縮方法。 The number of nucleoli in each local region, the area ratio of nucleoli, the shape of nucleoli (average shape), and one cell for each local region in the cell image obtained by imaging unstained IPS cells. Evaluation of the state of the IPS cells based on the number of nucleoli per cell (degree of subdivision), crack area ratio, nuclear area ratio, cytoplasmic area ratio, and nuclear area/cytoplasmic area (NC ratio). do,
setting a compression ratio for each local region according to the result of the evaluation;
A cell image compression method for generating a compressed cell image by compressing the cell image at the set compression rate for each of the local regions.
前記評価の結果に応じて前記局所領域毎に圧縮率を設定する手順と、
前記設定された前記局所領域毎の圧縮率により前記細胞画像を圧縮して圧縮細胞画像を生成する手順とをコンピュータに実行させる細胞画像圧縮プログラム。 The number of nucleoli in each local region, the area ratio of nucleoli, the shape of nucleoli (average shape), and one cell for each local region in the cell image obtained by imaging unstained IPS cells. Evaluation of the state of the IPS cells based on the number of nucleoli per cell (degree of subdivision), crack area ratio, nuclear area ratio, cytoplasmic area ratio, and nuclear area/cytoplasmic area (NC ratio). the steps to take and
a step of setting a compression rate for each local region according to the result of the evaluation;
A cell image compression program for causing a computer to execute a procedure of compressing the cell image at the set compression rate for each of the local regions to generate a compressed cell image.
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