JPWO2016194234A1 - 画像処理装置、撮像装置、顕微鏡システム、画像処理方法、及び画像処理プログラム - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の実施の形態1に係る画像処理装置の構成例を示すブロック図である。図1に示すように、実施の形態1に係る画像処理装置1は、観察対象である被写体が写った画像を取得する画像取得部11と、該画像に画像処理を施す画像処理部12と、記憶部13とを備える。
I1(x,y)=T1(x,y)×Sh(x,y) …(1)
I2(x,y)=T2(x,y)×Sh(x,y) …(2)
Ghv(P,Q)=Gh(P,Q)×Gv(P0,Q) …(11)
Gvh(P,Q)=Gv(P,Q)×Gh(P,Q0) …(12)
G(P,Q)=(Ghv(P,Q)+Ghv(P,Q))/2
…(13)
T(x,y)=I(x,y)×G(x,y) …(14)
上記実施の形態1においては、式(13)に示すように、正規化補正ゲインGhv(P,Q)、Gvh(P,Q)を加重平均することにより、小区画(P,Q)における補正ゲインG(P,Q)を算出したが、正規化補正ゲインGhv(P,Q)、Gvh(P,Q)のいずれかをそのまま、当該小区画(P,Q)における補正ゲインG(P,Q)として用いても良い。この場合、正規化補正ゲインGhv(P,Q)、Gvh(P,Q)のいずれか一方のみを算出すれば良い。
次に、本発明の実施の形態2について説明する。本実施の形態2に係る画像処理装置の構成は、全体として実施の形態1(図1参照)と同様であり、補正ゲイン算出部123が実行する補正ゲインの算出処理(図4のステップS4、S5参照)の詳細が実施の形態1と異なる。
この場合、上述したように、補正ゲインGh(x,y)=1である。
この場合、図5に示すように、画像M1内の位置(x,y)におけるテクスチャ成分T1(x,y)と、画像M2内の位置(x−Bx、y)におけるテクスチャ成分T2(x−Bx、y)は共通である。従って、次式(15)が成り立つ。
この場合、画像M1内の位置(x+Bx,y)におけるテクスチャ成分T1(x+Bx,y)と、画像M2内の位置(x、y)におけるテクスチャ成分T2(x、y)は共通である。従って、次式(21)が成り立つ。
この場合、上述したように、補正ゲインGv(x,y)=1である。
この場合、補正ゲインGv(x,y)は、上記(II)と同様に、補正ゲインGv(x,y)をGv(x,y−By)、Gv(x,y−2By)、…と順次置き換えた式(24)によって与えられる。
この場合、補正ゲインGv(x,y)は、上記(III)と同様に、補正ゲインGv(x,y)をGv(x,y+By)、Gv(x,y+2By)、…と順次置き換えた式(25)によって与えられる。
G(x,y)=(Ghv(x,y)+Gvh(x,y))/2
…(28)
上記実施の形態2においては、式(28)に示すように、正規化補正ゲインGhv(x,y)、Gvh(x,y)を加重平均することにより、位置(x,y)における補正ゲインG(x,y)を算出したが、正規化補正ゲインGhv(x,y)、Gvh(x,y)のいずれかをそのまま、当該位置(x,y)における補正ゲインG(x,y)として用いても良い。この場合、正規化補正ゲインGhv(x,y)、Gvh(x,y)のいずれか一方のみを算出すれば良い。
図18は、本発明の実施の形態2の変形例2−2における補正ゲインの算出方法を説明するための模式図である。上記実施の形態2においては、各行及び各列の幅を1画素分として方向別の補正ゲインを算出したが、各行及び各列の幅をそれぞれ複数画素分として同様の処理を行っても良い。一例として、第1補正ゲイン算出部123a及び第2補正ゲイン算出部123bは、行方向及び列方向のそれぞれにおいて、平坦領域を中心に、撮像視野Vをずらした幅(ずれ量)Bx、Byで画像を小区画に分割し、平坦領域を含む小区画の行及び列をそれぞれ基準として方向別の補正ゲインを算出する。正規化補正ゲイン算出部123cは、このように算出された方向別の補正ゲインを、画像全体における平坦領域を含む小区画(P0’,Q0’)の補正ゲインを基準として正規化する。
次に、本発明の実施の形態3について説明する。図19は、本発明の実施の形態3に係る画像処理装置の構成を示すブロック図である。図19に示すように、本実施の形態3に係る画像処理装置2は、図1に示す画像処理部12の代わりに画像処理部21を備える。画像処理部21以外の画像処理装置2の各部の構成及び動作は、実施の形態1と同様である。
次に、本発明の実施の形態4について説明する。図23は、本発明の実施の形態4に係る顕微鏡システムの構成例を示す図である。図23に示すように、本実施の形態4に係る顕微鏡システム6は、顕微鏡装置3と、画像処理装置4と、表示装置5とを備える。
3 顕微鏡装置
5 表示装置
6 顕微鏡システム
11 画像取得部
12、21、41 画像処理部
13 記憶部
30 光学系
111 撮像制御部
112 駆動制御部
121 平坦度算出部
121a 第1平坦度算出部
121b 第2平坦度算出部
122 平坦領域検出部
123、200 補正ゲイン算出部
123a 第1補正ゲイン算出部
123b 第2補正ゲイン算出部
123c 正規化補正ゲイン算出部
124 画像補正部
201 判定部
202 平滑化処理部
300 アーム
301 落射照明ユニット
301a 落射照明用光源
301b 落射照明光学系
302 透過照明ユニット
302a 透過照明用光源
302b 透過照明光学系
303 標本ステージ
304、304’ 対物レンズ
305 鏡筒
306 撮像部
307 ステージ位置変更部
307a ステッピングモータ
308 三眼鏡筒ユニット
309 接眼レンズユニット
310 レボルバ
411 VS画像作成部
Claims (14)
- 互いに異なる第1及び第2の方向のそれぞれにおいて、一方の画像が他方の画像との間で被写体の一部が共通する共通領域を有する2つの画像を含む第1及び第2の画像群を取得する画像取得部と、
前記第1の画像群に含まれる前記2つの画像間の前記共通領域の輝度比に基づき、前記第1の方向におけるシェーディング成分の勾配を表す第1の平坦度を算出すると共に、前記第2の画像群に含まれる前記2つの画像間の前記共通領域の輝度比に基づき、前記第2の方向におけるシェーディング成分の勾配を表す第2の平坦度を算出する平坦度算出部と、
前記第1及び第2の平坦度に基づき、画像内でシェーディング成分の勾配が最小である位置を含む領域を平坦領域として検出する平坦領域検出部と、
画像内のシェーディングを補正するための補正ゲインを、前記共通領域における輝度比を用い、前記平坦領域における補正ゲインを基準として算出する補正ゲイン算出部と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。 - 前記補正ゲイン算出部が算出した前記補正ゲインを用いて、前記第1及び第2の画像群に含まれる少なくとも1つの画像にシェーディング補正を施す画像補正部をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記補正ゲイン算出部は、
前記第1の画像群に含まれる前記2つの画像間の前記共通領域の輝度比に基づき、前記第1の方向において前記平坦度が最小である位置を基準とした場合の第1の補正ゲインを算出する第1補正ゲイン算出部と、
前記第2の画像群に含まれる前記2つの画像間の前記共通領域の輝度比に基づき、前記第2の方向において前記平坦度が最小である位置を基準とした場合の第2の補正ゲインを算出する第2補正ゲイン方向補正ゲイン算出部と、
前記第1及び第2の補正ゲインを用いて、前記平坦領域の補正ゲインを基準とした場合の補正ゲインを算出する正規化補正ゲイン算出部と、
を備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像処理装置。 - 前記第1補正ゲイン算出部は、前記第1の方向に画素が並んだ各行に対し、前記第1の補正ゲインを算出し、
前記第2補正ゲイン算出部は、前記第2の方向に画素が並んだ各列に対し、前記第2の補正ゲインを算出する、
ことを特徴とする請求項3に記載の画像処理装置。 - 正規化補正ゲイン算出部は、
前記平坦領域を含む列における前記第1の補正ゲインを基準として、前記各行における前記第1の補正ゲインを正規化し、該正規化された前記第1の補正ゲインと、前記平坦領域を含む前記列における前記第2の補正ゲインとを用いて、前記平坦領域を基準とした場合の第1の正規化補正ゲインを算出する第1の処理と、
前記平坦領域を含む行における前記第2の補正ゲインを基準として、前記各列における前記第2の補正ゲインを正規化し、該正規化された前記第2の補正ゲインと、前記平坦領域を含む前記行における前記第1の補正ゲインとを用いて、前記平坦領域を基準とした場合の第2の正規化補正ゲインを算出する第2の処理と、
のうちの少なくとも一方を実行する、
ことを特徴とする請求項4に記載の画像処理装置。 - 正規化補正ゲイン算出部は、前記第1及び第2の処理の両方を実行し、さらに、同一の領域に対して算出された前記第1及び第2の正規化補正ゲインを合成する、ことを特徴とする請求項5に記載の画像処理装置。
- 前記補正ゲイン算出部は、
前記第1の画像群に含まれる前記2つの画像間の前記共通領域の輝度比に基づき、前記第1の方向において画像を分割して得られる複数の列の各々において、前記平坦領域を含む列を基準とした場合の第1の補正ゲインを算出する第1補正ゲイン算出部と、
前記第2の画像群に含まれる前記2つの画像間の前記共通領域の輝度比に基づき、前記第2の方向において画像を分割して得られる複数の行の各々において、前記平坦領域を含む行を基準とした場合の第2の補正ゲインを算出する第2補正ゲイン算出部と、
前記第1及び第2の補正ゲインを用いて、前記平坦領域の補正ゲインを基準とした場合の補正ゲインを算出する正規化補正ゲイン算出部と、
を備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像処理装置。 - 前記第1補正ゲイン算出部は、前記平坦領域を中心に、前記第1の方向における前記2つの画像間のずれ量の間隔で前記画像を分割し、
前記第2補正ゲイン算出部は、前記平坦領域を中心に、前記第2の方向における前記2つの画像間のずれ量の間隔で前記画像を分割する、
ことを特徴とする請求項7に記載の画像処理装置。 - 前記補正ゲイン算出部は、
前記平坦度の最小値が閾値以下であるか否かを判定する判定部と、
前記平坦度の最小値が閾値よりも大きい場合に、前記平坦領域における補正ゲインを基準として算出された前記補正ゲインに対して平滑化処理を施す平滑化処理部と、
を備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像処理装置。 - 前記平滑化処理部は、前記平坦度の最小値に基づいて、前記平滑化処理におけるパラメータを変更する、ことを特徴とする請求項9に記載の画像処理装置。
- 請求項1〜10のいずれか1項に記載の画像処理装置と、
前記被写体の像を結像する光学系と、
前記被写体と前記光学系との少なくとも一方を移動させることにより、前記被写体に対する前記光学系の視野を移動させる移動手段と、
前記光学系が結像した前記被写体の像を撮像する撮像手段と、
を備え、
前記画像取得部は、前記移動手段に前記視野を前記第1及び第2の方向にそれぞれ移動させながら、前記撮像手段に撮像を実行させる制御を行うことにより、前記第1及び第2の画像群をそれぞれ取得する、
ことを特徴とする撮像装置。 - 請求項11に記載の撮像装置と、
前記被写体を載置するステージと、
を備え、
前記移動手段は、前記ステージと前記光学系との少なくとも一方を移動させる、ことを特徴とする顕微鏡システム。 - 互いに異なる第1及び第2の方向のそれぞれにおいて、一方の画像が他方の画像との間で被写体の一部が共通する共通領域を有する2つの画像を含む第1及び第2の画像群を取得する画像取得ステップと、
前記第1の画像群に含まれる前記2つの画像間の前記共通領域の輝度比に基づき、前記第1の方向におけるシェーディング成分の勾配を表す第1の平坦度を算出すると共に、前記第2の画像群に含まれる前記2つの画像間の前記共通領域の輝度比に基づき、前記第2の方向におけるシェーディング成分の勾配を表す第2の平坦度を算出する平坦度算出ステップと、
前記第1及び第2の平坦度に基づき、画像内でシェーディング成分の勾配が最小である位置を含む領域を平坦領域として検出する平坦領域検出ステップと、
画像内のシェーディングを補正するための補正ゲインを、前記共通領域における輝度比を用い、前記平坦領域における補正ゲインを基準として算出する補正ゲイン算出ステップと、
を含むことを特徴とする画像処理方法。 - 互いに異なる第1及び第2の方向のそれぞれにおいて、一方の画像が他方の画像との間で被写体の一部が共通する共通領域を有する2つの画像を含む第1及び第2の画像群を取得する画像取得ステップと、
前記第1の画像群に含まれる前記2つの画像間の前記共通領域の輝度比に基づき、前記第1の方向におけるシェーディング成分の勾配を表す第1の平坦度を算出すると共に、前記第2の画像群に含まれる前記2つの画像間の前記共通領域の輝度比に基づき、前記第2の方向におけるシェーディング成分の勾配を表す第2の平坦度を算出する平坦度算出ステップと、
前記第1及び第2の平坦度に基づき、画像内でシェーディング成分の勾配が最小である位置を含む領域を平坦領域として検出する平坦領域検出ステップと、
画像内のシェーディングを補正するための補正ゲインを、前記共通領域における輝度比を用い、前記平坦領域における補正ゲインを基準として算出する補正ゲイン算出ステップと、
をコンピュータに実行させることを特徴とする画像処理プログラム。
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