(57)【要約】【課題】対象荷電粒子の飛跡を表す点を、より高精度に抽出することが可能な画像処理装置、画像処理装置の作動方法、画像処理装置の作動プログラムを提供する。【解決手段】画像処理装置の取得部は、対象荷電粒子を含む荷電粒子の飛跡を表す点が映った飛跡記録画像を取得する。畳み込み演算処理部は、カーネルを用いて、飛跡記録画像に対して畳み込み演算処理を施す。カーネルは、対象荷電粒子の飛跡を表す点に対応するサイズを有し、正負いずれか一方の数値の強調値が設定された強調項と、強調項の外側に配され、正負いずれか他方の数値のペナルティ値が設定されたペナルティ項とを少なくとも有する。【選択図】図１３
2020159904.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象荷電粒子を含む荷電粒子の飛跡を表す点が映った飛跡記録画像を取得する取得部と、
前記取得部において取得した前記飛跡記録画像に対して畳み込み演算処理を施す畳み込み演算処理部であり、前記対象荷電粒子の飛跡を表す点に対応するサイズを有し、正負いずれか一方の数値の強調値が設定された強調項と、前記強調項の外側に配され、正負いずれか他方の数値のペナルティ値が設定されたペナルティ項とを少なくとも有するカーネルを用いて、前記畳み込み演算処理を行う畳み込み演算処理部と、
を備える画像処理装置。
【請求項２】
前記畳み込み演算処理後の前記飛跡記録画像に基づいて、前記対象荷電粒子の飛跡を表す点を抽出する抽出部を備える請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記強調値は、その絶対値が外側に向かうに連れて小さくなる設定とされている請求項１または請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記ペナルティ値は、その絶対値が外側に向かうに連れて小さくなる設定とされている請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記飛跡記録画像に対して周波数領域変換処理を施す周波数領域変換処理部と、
前記周波数領域変換処理後の前記飛跡記録画像に対してバンドパスフィルタ処理を施すバンドパスフィルタ処理部と、
前記バンドパスフィルタ処理後の前記飛跡記録画像に対して逆周波数領域変換処理を施す逆周波数領域変換処理部とを備え、
前記畳み込み演算処理部は、前記逆周波数領域変換処理後の前記飛跡記録画像に対して前記畳み込み演算処理を施す請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記バンドパスフィルタ処理は、前記対象荷電粒子の飛跡を表す点の周波数成分を通過させ、前記対象荷電粒子の飛跡を表す点の周波数成分よりも高い周波数成分、および前記対象荷電粒子の飛跡を表す点の周波数成分よりも低い周波数成分をカットする処理である請求項５に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記バンドパスフィルタ処理は、
前記対象荷電粒子以外の前記荷電粒子である対象外荷電粒子に起因する点、
前記飛跡記録画像の撮像に用いた光学系による周辺減光に起因する明暗変動、
前記荷電粒子の飛跡を潜像として記録する原子核乾板の変形に起因する明暗変動、
前記原子核乾板に含まれる荷電粒子飛跡記録材料の熱による自然変色に起因する点、
前記飛跡記録画像を撮像した撮像素子の熱雑音に起因する明暗変動、
および前記対象荷電粒子の放出エネルギーの揺らぎに起因する不整形な点
のうちの少なくともいずれか１つを除去するための処理である請求項６に記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記周波数領域変換処理はフーリエ変換処理であり、
前記逆周波数領域変換処理は逆フーリエ変換処理である請求項５から請求項７のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項９】
前記飛跡記録画像を記憶部に記憶し、かつ前記飛跡記録画像を記憶部から読み出して前記取得部に出力するリードライト制御部を備え、
前記リードライト制御部は、前記逆周波数領域変換処理後の飛跡記録画像に対して可逆圧縮処理を施す請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１０】
対象荷電粒子を含む荷電粒子の飛跡を表す点が映った飛跡記録画像を取得する取得ステップと、
前記取得ステップにおいて取得した前記飛跡記録画像に対して畳み込み演算処理を施す畳み込み演算処理ステップであり、前記対象荷電粒子の飛跡を表す点に対応するサイズを有し、正負いずれか一方の数値の強調値が設定された強調項と、前記強調項の外側に配され、正負いずれか他方の数値のペナルティ値が設定されたペナルティ項とを少なくとも有するカーネルを用いて、前記畳み込み演算処理を行う畳み込み演算処理ステップと、
を備える画像処理装置の作動方法。
【請求項１１】
対象荷電粒子を含む荷電粒子の飛跡を表す点が映った飛跡記録画像を取得する取得部と、
前記取得部において取得した前記飛跡記録画像に対して畳み込み演算処理を施す畳み込み演算処理部であり、前記対象荷電粒子の飛跡を表す点に対応するサイズを有し、正負いずれか一方の数値の強調値が設定された強調項と、前記強調項の外側に配され、正負いずれか他方の数値のペナルティ値が設定されたペナルティ項とを少なくとも有するカーネルを用いて、前記畳み込み演算処理を行う畳み込み演算処理部として、
コンピュータを機能させる画像処理装置の作動プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の技術は、画像処理装置、画像処理装置の作動方法、画像処理装置の作動プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
対象物体を透過したμ粒子等の対象荷電粒子の飛跡に基づいて、対象物体の内部構造を非破壊で検査する技術が注目を集めている（例えば特許文献１参照）。μ粒子はミュオン、ミューオンとも呼ばれる。
【０００３】
荷電粒子の飛跡は、原子核乾板に潜像として記録される。より具体的には、原子核乾板は、荷電粒子に反応して変色する荷電粒子飛跡記録材料（以下、単に記録材料という）を含む荷電粒子飛跡記録層（以下、単に記録層という）を有する。記録層には、荷電粒子の飛跡を表す色付きの点が記録される。なお、記録材料としては、臭化銀等のハロゲン化銀結晶が挙げられる。
【０００４】
記録層は撮像装置で撮像され、これにより荷電粒子の飛跡を表す点が映った飛跡記録画像が得られる。飛跡記録画像を解析して、対象荷電粒子の飛跡を表す点を抽出することで、対象物体の内部構造を推定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１０１６７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
飛跡記録画像には、対象荷電粒子以外の荷電粒子（以下、対象外荷電粒子）に起因する点がノイズとして映っている。したがって、こうした対象外荷電粒子に起因する点を、対象荷電粒子の飛跡を表す点として誤って抽出してしまうおそれがあった。
【０００７】
本開示の技術は、対象荷電粒子の飛跡を表す点を、より高精度に抽出することが可能な画像処理装置、画像処理装置の作動方法、画像処理装置の作動プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本開示の画像処理装置は、対象荷電粒子を含む荷電粒子の飛跡を表す点が映った飛跡記録画像を取得する取得部と、取得部において取得した飛跡記録画像に対して畳み込み演算処理を施す畳み込み演算処理部であり、対象荷電粒子の飛跡を表す点に対応するサイズを有し、正負いずれか一方の数値の強調値が設定された強調項と、強調項の外側に配され、正負いずれか他方の数値のペナルティ値が設定されたペナルティ項とを少なくとも有するカーネルを用いて、畳み込み演算処理を行う畳み込み演算処理部と、を備える。
【０００９】
畳み込み演算処理後の飛跡記録画像に基づいて、対象荷電粒子の飛跡を表す点を抽出する抽出部を備えることが好ましい。
【００１０】
強調値は、その絶対値が外側に向かうに連れて小さくなる設定とされていることが好ましい。また、ペナルティ値は、その絶対値が外側に向かうに連れて小さくなる設定とされていることが好ましい。
【００１１】
飛跡記録画像に対して周波数領域変換処理を施す周波数領域変換処理部と、周波数領域変換処理後の飛跡記録画像に対してバンドパスフィルタ処理を施すバンドパスフィルタ処理部と、バンドパスフィルタ処理後の飛跡記録画像に対して逆周波数領域変換処理を施す逆周波数領域変換処理部とを備え、畳み込み演算処理部は、逆周波数領域変換処理後の飛跡記録画像に対して畳み込み演算処理を施すことが好ましい。
【００１２】
バンドパスフィルタ処理は、対象荷電粒子の飛跡を表す点の周波数成分を通過させ、対象荷電粒子の飛跡を表す点の周波数成分よりも高い周波数成分、および対象荷電粒子の飛跡を表す点の周波数成分よりも低い周波数成分をカットする処理であることが好ましい。
【００１３】
バンドパスフィルタ処理は、対象荷電粒子以外の荷電粒子である対象外荷電粒子に起因する点、飛跡記録画像の撮像に用いた光学系による周辺減光に起因する明暗変動、荷電粒子の飛跡を潜像として記録する原子核乾板の変形に起因する明暗変動、原子核乾板に含まれる荷電粒子飛跡記録材料の熱による自然変色に起因する点、飛跡記録画像を撮像した撮像素子の熱雑音に起因する明暗変動、および対象荷電粒子の放出エネルギーの揺らぎに起因する不整形な点のうちの少なくともいずれか１つを除去するための処理であることが好ましい。
【００１４】
周波数領域変換処理はフーリエ変換処理であり、逆周波数領域変換処理は逆フーリエ変換処理であることが好ましい。
【００１５】
飛跡記録画像を記憶部に記憶し、かつ飛跡記録画像を記憶部から読み出して取得部に出力するリードライト制御部を備え、リードライト制御部は、逆周波数領域変換処理後の飛跡記録画像に対して可逆圧縮処理を施すことが好ましい。
【００１６】
本開示の画像処理装置の作動方法は、対象荷電粒子を含む荷電粒子の飛跡を表す点が映った飛跡記録画像を取得する取得ステップと、取得ステップにおいて取得した飛跡記録画像に対して畳み込み演算処理を施す畳み込み演算処理ステップであり、対象荷電粒子の飛跡を表す点に対応するサイズを有し、正負いずれか一方の数値の強調値が設定された強調項と、強調項の外側に配され、正負いずれか他方の数値のペナルティ値が設定されたペナルティ項とを少なくとも有するカーネルを用いて、畳み込み演算処理を行う畳み込み演算処理ステップと、を備える。
【００１７】
本開示の画像処理装置の作動プログラムは、対象荷電粒子を含む荷電粒子の飛跡を表す点が映った飛跡記録画像を取得する取得部と、取得部において取得した飛跡記録画像に対して畳み込み演算処理を施す畳み込み演算処理部であり、対象荷電粒子の飛跡を表す点に対応するサイズを有し、正負いずれか一方の数値の強調値が設定された強調項と、強調項の外側に配され、正負いずれか他方の数値のペナルティ値が設定されたペナルティ項とを少なくとも有するカーネルを用いて、畳み込み演算処理を行う畳み込み演算処理部として、コンピュータを機能させる。
【発明の効果】
【００１８】
本開示の技術によれば、対象荷電粒子の飛跡を表す点を、より高精度に抽出することが可能な画像処理装置、画像処理装置の作動方法、画像処理装置の作動プログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】画像処理装置等を示す図である。
【図２】原子核乾板を示す図である。
【図３】荷電粒子が透過した原子核乾板の記録層を示す図であり、図３Ａは現像前、図３Ｂは現像後をそれぞれ示す。
【図４】荷電粒子の種類を示す表である。
【図５】撮像装置を示す図である。
【図６】原子核乾板の記録層における１つの荷電粒子の飛跡を表す点を示す図である。
【図７】撮像装置による記録層の撮像方法を示す図である。
【図８】画像処理装置を構成するコンピュータを示すブロック図である。
【図９】画像処理装置のＣＰＵの各処理部を示すブロック図である。
【図１０】前処理部が有する各処理部を示すブロック図である。
【図１１】逆フーリエ変換処理後の飛跡記録画像に対して可逆圧縮処理を施す様子を示す図である。
【図１２】フーリエ変換処理、バンドパスフィルタ処理、および逆フーリエ変換処理の様子と、バンドパスフィルタを示す図である。
【図１３】畳み込み演算処理の様子と、カーネルを示す図である。
【図１４】飛跡記録画像を示す図であり、図１４Ａは、フーリエ変換処理前の飛跡記録画像、図１４Ｂは、逆フーリエ変換処理後の飛跡記録画像をそれぞれ示す。
【図１５】バンドパスフィルタ処理により除去されるノイズの種類を示す表である。
【図１６】畳み込み演算処理を説明するための図である。
【図１７】図１３で示したペナルティ項付きカーネルを用いて、逆フーリエ変換処理後の飛跡記録画像の、μ粒子の飛跡を表す点を有する領域に対して、畳み込み演算処理を行った場合を示す図である。
【図１８】図１３で示したペナルティ項付きカーネルを用いて、逆フーリエ変換処理後の飛跡記録画像の、μ粒子の飛跡を表す点よりも大きいサイズの大サイズノイズを有する領域に対して、畳み込み演算処理を行った場合を示す図である。
【図１９】トモグラフィ処理部におけるトモグラフィ処理の手順を示すフローチャートである。
【図２０】天頂角および単位立体角を示す図である。
【図２１】天頂角毎の飛跡数を導出する場合の画像シフトと投票加算を示す図であり、図２１Ａは画像シフト前、図２１Ｂは画像シフト後をそれぞれ示す。
【図２２】対象物体ＴＯの内部構造を反映したμ粒子の飛跡のみを抽出する様子を示す図である。
【図２３】密度分布画像表示画面を示す図である。
【図２４】画像処理装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図２５】ペナルティ項がないカーネルを用いて、逆フーリエ変換処理後の飛跡記録画像の、μ粒子の飛跡を表す点を有する領域に対して、畳み込み演算処理を行った場合を示す図である。
【図２６】ペナルティ項がないカーネルを用いて、逆フーリエ変換処理後の飛跡記録画像の、μ粒子の飛跡を表す点よりも大きいサイズの大サイズノイズを有する領域に対して、畳み込み演算処理を行った場合を示す図である。
【図２７】強調値の絶対値が外側に向かうに連れて小さくなる設定とされたカーネルを用いて、逆フーリエ変換処理後の飛跡記録画像の、μ粒子の飛跡を表す点を有する領域に対して、畳み込み演算処理を行った場合を示す図である。
【図２８】強調値の絶対値が外側に向かうに連れて小さくなる設定とされたカーネルを用いて、逆フーリエ変換処理後の飛跡記録画像の、μ粒子の飛跡を表す点よりも大きいサイズの大サイズノイズを有する領域に対して、畳み込み演算処理を行った場合を示す図である。
【図２９】第１実施形態のカーネルと第２実施形態のカーネルの比較表である。
【図３０】強調値の絶対値が外側に向かうに連れて小さくなる設定とされたカーネルを用いて、逆フーリエ変換処理後の飛跡記録画像の、画素値が異なるμ粒子の飛跡を表す点を有する領域に対して、畳み込み演算処理を行った場合を示す図である。
【図３１】第１実施形態のカーネルを用いて、逆フーリエ変換処理後の飛跡記録画像の、画素値が異なるμ粒子の飛跡を表す点を有する領域に対して、畳み込み演算処理を行った場合を示す図である。
【図３２】ペナルティ値の絶対値が外側に向かうに連れて小さくなる設定とされたカーネルを用いて、逆フーリエ変換処理後の飛跡記録画像の、μ粒子の飛跡を表す点を有する領域に対して、畳み込み演算処理を行った場合を示す図である。
【図３３】ペナルティ値の絶対値が外側に向かうに連れて小さくなる設定とされたカーネルを用いて、逆フーリエ変換処理後の飛跡記録画像の、μ粒子の飛跡を表す点よりも大きいサイズの大サイズノイズを有する領域に対して、畳み込み演算処理を行った場合を示す図である。
【図３４】第１実施形態のカーネルと第３実施形態のカーネルの比較表である。
【図３５】ペナルティ値の絶対値が外側に向かうに連れて小さくなる設定とされたカーネルを用いて、逆フーリエ変換処理後の飛跡記録画像の、背景の画素値が異なるμ粒子の飛跡を表す点を有する領域に対して、畳み込み演算処理を行った場合を示す図である。
【図３６】第１実施形態のカーネルを用いて、逆フーリエ変換処理後の飛跡記録画像の、背景の画素値が異なるμ粒子の飛跡を表す点を有する領域に対して、畳み込み演算処理を行った場合を示す図である。
【図３７】強調値の絶対値が外側に向かうに連れて小さくなる設定とされ、かつ、ペナルティ値の絶対値が外側に向かうに連れて小さくなる設定とされたカーネルを示す図である。
【図３８】強調項とペナルティ項との間にゼロ項が挟まれたカーネルを示す図である。
【図３９】強調項の強調値に正の数値が、ペナルティ項のペナルティ値に負の数値が設定されたカーネルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
［第１実施形態］
図１において、画像処理装置１０は、対象物体ＴＯを透過した荷電粒子の飛跡ＦＴを表す点Ｐが映った飛跡記録画像ＲＩを解析し、対象物体ＴＯの内部構造を推定する装置であり、例えばデスクトップ型のパーソナルコンピュータである。飛跡記録画像ＲＩは、荷電粒子の飛跡ＦＴを潜像として記録する原子核乾板１１を、撮像装置１２で撮像することで得られる。図１では、対象物体ＴＯとして火山体を例示している。
【００２１】
原子核乾板１１は、例えば２５０ｍｍ×２５０ｍｍのサイズを有する。原子核乾板１１は、例えば対象物体ＴＯの直下の地下空間等に一定期間設置された後、回収される。原子核乾板１１は回収後に現像され、撮像装置１２にセットされる。原子核乾板１１の設置期間は、対象物体ＴＯにもよるが、例えば数週間〜数か月である。なお、図１では原子核乾板１１を１枚しか描いていないが、実際には、原子核乾板１１は複数枚（数十枚〜数千枚）敷き詰められる。また、原子核乾板１１は、設置時に２枚重ねされる（図２２参照）。
【００２２】
図２に示すように、原子核乾板１１は、アクリル樹脂等のプラスチック板からなる支持体１５の両面に、荷電粒子の飛跡ＦＴを表す点Ｐを記録するための記録層１６が塗布された構造を有する。記録層１６は、破線の円形枠内に示すように、ゼラチン等の保持膜１７中に、記録材料１８が一様に分散したものである。記録材料１８は荷電粒子に反応して変色する材料であり、例えば臭化銀等のハロゲン化銀結晶である。支持体１５の厚さは例えば３００μｍ、記録層１６の厚さは例えば６０μｍである。なお、記録材料１８としては、ハロゲン化銀結晶の他に、シュウ酸第二鉄塩、芳香族ジアゾニウム塩等が挙げられる。
【００２３】
図３Ａにおいて、荷電粒子が透過する際に衝突した記録材料１８には、潜像核２０が形成される。記録材料１８がハロゲン化銀結晶の場合、潜像核２０は銀の塊であり、黒く変色した点として現れる。この潜像核２０が記録材料１８に形成された原子核乾板１１を現像すると、図３Ｂに示すように、記録材料１８が溶解して潜像核２０が定着され、潜像核２０が荷電粒子の飛跡ＦＴを表す点Ｐとなる。以下の説明では、現像後の記録層１６を記録層１６Ｄと表記する。なお、記録層１６Ｄの厚さは例えば３６μｍである。
【００２４】
図４の表２５に示すように、記録材料１８に潜像核２０を形成する荷電粒子には、μ粒子、α粒子、β粒子、γ線由来の電子、陽電子、および中性子線由来の陽子がある。これらの荷電粒子のうちで、対象物体ＴＯの内部構造を推定するために飛跡ＦＴを参照する対象荷電粒子は、μ粒子だけである。μ粒子以外の他の荷電粒子は、対象物体ＴＯの内部構造を推定するために飛跡ＦＴを参照しない対象外荷電粒子である。以下の説明では、μ粒子の飛跡ＦＴを飛跡ＦＴμ、飛跡ＦＴμを表す点Ｐを点Ｐμと表記する。なお、γ線自体は記録材料１８に潜像核２０を形成しないが、γ線が消滅する際に発生する電子と陽電子は記録材料１８に潜像核２０を形成する。また、中性子線も同様に、それ自体は記録材料１８に潜像核２０を形成しないが、中性子線で散乱された物質中の陽子は記録材料１８に潜像核２０を形成する。
【００２５】
図５に示すように、撮像装置１２は、基台３０、ステージ３１、アーム３２、およびデジタル光学顕微鏡３３を有する。基台３０は水平面に設置される。ステージ３１は基台３０上に配され、基台３０に対してＸ方向（水平横方向）およびＹ方向（水平縦方向）に移動可能である。ステージ３１は、現像後の原子核乾板１１が載置されるガラス板３４と、ガラス板３４が嵌められた枠３５とで構成される。ガラス板３４の下には、ガラス板３４を通して原子核乾板１１に照明光を照射する光源３６が配されている。
【００２６】
アーム３２はＵ字状をしており、一端が基台３０に取り付けられている。アーム３２の他端には、デジタル光学顕微鏡３３が取り付けられている。アーム３２は、Ｚ方向（鉛直方向）に伸縮可能である。
【００２７】
デジタル光学顕微鏡３３は、光学系３７、アクチュエータ３８、および撮像素子３９を有する。光学系３７は、原子核乾板１１の像を撮像素子３９に結像させる。アクチュエータ３８は、例えば圧電素子であり、原子核乾板１１と光学系３７とのＺ方向の距離を変更する。撮像素子３９は、例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサ、またはＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサであり、光学系３７を透過した原子核乾板１１の像を撮像することで、飛跡記録画像ＲＩを出力する。撮像素子３９は、例えば５１２０個×５１２０個の画素を有し、例えば８ビットのグレー階調の画素値を出力する。点Ｐ等の黒い部分は比較的低い画素値で表され、背景等の白い部分は比較的高い画素値で表される。
【００２８】
図６に示すように、原子核乾板１１の記録層１６Ｄにおいて、１つの荷電粒子の飛跡ＦＴを表す点Ｐは、Ｚ方向に垂直な、Ｚ方向に連なる複数の面ＸＹａ、ＸＹｂ、ＸＹｃ、ＸＹｄ、ＸＹｅ、ＸＹｆ、ＸＹｇにそれぞれ存在している。また、図６では二次元のＸＺ平面上に描いているが、荷電粒子の飛跡ＦＴを表す点Ｐは、Ｘ方向およびＺ方向だけでなくＹ方向にも成分を有する三次元位置データである。
【００２９】
このため、撮像装置１２は、図７に示すように、デジタル光学顕微鏡３３の１つの視野に対して、Ｚ方向に垂直な、Ｚ方向に等間隔に連なる記録層１６Ｄの複数の面ＸＹ１、ＸＹ２、・・・、ＸＹＮのそれぞれについて撮像を行い、それぞれの面ＸＹ１〜ＸＹＮに対する飛跡記録画像ＲＩを出力する。また、撮像装置１２は、破線で示すように、デジタル光学顕微鏡３３の視野をＸＹ平面に沿って等ピッチでずらしつつ、面ＸＹ１〜ＸＹＮの撮像を行って、各視野において面ＸＹ１〜ＸＹＮに対する飛跡記録画像ＲＩを出力する。なお、デジタル光学顕微鏡３３の視野は、例えば１．１ｍｍ×１．１ｍｍのサイズを有する。また、面ＸＹＮのＮは、例えば２４である。さらに、視野を変更する際のピッチは、視野同士がオーバーラップするよう、デジタル光学顕微鏡３３の視野のサイズよりも小さく、例えば１ｍｍである。
【００３０】
各面ＸＹ１〜ＸＹＮへの光学系３７のピント調整は、以下のように行われる。まず、アーム３２がＺ方向に移動されて、粗調整が行われる。その後、アクチュエータ３８により、原子核乾板１１と光学系３７とのＺ方向の距離が変更されて、微調整が行われる。また、デジタル光学顕微鏡３３の視野の変更は、ステージ３１を基台３０に対して移動させることで行われる。
【００３１】
このように、飛跡記録画像ＲＩは、１枚の原子核乾板１１に対して複数出力される。また、前述のように、原子核乾板１１は１つの対象物体ＴＯに対して複数枚敷き詰められ、かつ積層されるので、１つの対象物体ＴＯに対する飛跡記録画像ＲＩは膨大な数となる。
【００３２】
図８において、画像処理装置１０を構成するコンピュータは、ストレージデバイス４５、メモリ４６、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）４７、通信部４８、ディスプレイ４９、および入力デバイス５０を備えている。これらはバスライン５１を介して相互接続されている。
【００３３】
ストレージデバイス４５は、画像処理装置１０を構成するコンピュータに内蔵、またはケーブル、ネットワークを通じて接続されたハードディスクドライブである。もしくはストレージデバイス４５は、ハードディスクドライブを複数台連装したディスクアレイである。ストレージデバイス４５には、オペレーティングシステム等の制御プログラム、各種アプリケーションプログラム、およびこれらのプログラムに付随する各種データ等が記憶されている。
【００３４】
メモリ４６は、ＣＰＵ４７が処理を実行するためのワークメモリである。ＣＰＵ４７は、ストレージデバイス４５に記憶されたプログラムをメモリ４６へロードして、プログラムにしたがった処理を実行することにより、コンピュータの各部を統括的に制御する。
【００３５】
通信部４８は、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＷＡＮ（Ｗｉｄｅ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）等のネットワークを介した各種情報の伝送制御を行うネットワークインターフェースである。ディスプレイ４９は各種画面を表示する。画像処理装置１０を構成するコンピュータは、各種画面を通じて、入力デバイス５０からの操作指示の入力を受け付ける。入力デバイス５０は、キーボード、マウス、タッチパネル等である。
【００３６】
図９において、画像処理装置１０のストレージデバイス４５には、作動プログラム５５が記憶されている。作動プログラム５５は、コンピュータを画像処理装置１０として機能させるためのアプリケーションプログラムである。すなわち、作動プログラム５５は、本開示の技術に係る「画像処理装置の作動プログラム」の一例である。ストレージデバイス４５には、飛跡記録画像群ＲＩＧ、バンドパスフィルタＢＰＦ、カーネルＫＮ１、および抽出結果情報群ＥＲＩＧも記憶されている。
【００３７】
作動プログラム５５が起動されると、画像処理装置１０を構成するコンピュータのＣＰＵ４７は、メモリ４６等と協働して、リードライト（以下、ＲＷ（Ｒｅａｄ  Ｗｒｉｔｅ）と略す）制御部６０、取得部６１、前処理部６２、抽出部６３、トモグラフィ（以下、ＴＧ（Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）と略す）処理部６４、および表示制御部６５として機能する。
【００３８】
ＲＷ制御部６０は、ストレージデバイス４５内の各種データの読み出し、およびストレージデバイス４５への各種データの記憶を制御する。ＲＷ制御部６０は、撮像装置１２からの飛跡記録画像ＲＩをストレージデバイス４５に記憶する。これにより、１つの対象物体ＴＯに対する複数の飛跡記録画像ＲＩのセットである飛跡記録画像群ＲＩＧがストレージデバイス４５に記憶される。すなわち、ストレージデバイス４５は、本開示の技術に係る「記憶部」の一例である。ＲＷ制御部６０は、飛跡記録画像ＲＩに圧縮処理を施したうえでストレージデバイス４５に記憶する。圧縮処理としては、可逆圧縮処理、例えばＰＮＧ（Ｐｏｒｔａｂｌｅ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｇｒａｐｈｉｃｓ）形式の圧縮処理が施される。
【００３９】
ＲＷ制御部６０は、ストレージデバイス４５から飛跡記録画像ＲＩを読み出し、読み出した飛跡記録画像ＲＩに伸張処理を施したうえで取得部６１に出力する。また、ＲＷ制御部６０は、ストレージデバイス４５からバンドパスフィルタＢＰＦおよびカーネルＫＮ１を読み出し、読み出したバンドパスフィルタＢＰＦおよびカーネルＫＮ１を前処理部６２に出力する。
【００４０】
取得部６１は、ＲＷ制御部６０からの飛跡記録画像ＲＩを取得する。取得部６１は、飛跡記録画像ＲＩを前処理部６２に出力する。
【００４１】
前処理部６２は、飛跡記録画像ＲＩに対して、バンドパスフィルタＢＰＦおよびカーネルＫＮ１を用いて前処理を施す。前処理は、抽出部６３において、対象荷電粒子であるμ粒子の飛跡ＦＴμを表す点Ｐμを抽出しやすくする処理である。前処理部６２は、前処理の結果を表す前処理結果情報ＰＲＩを作成する。前処理部６２は、前処理結果情報ＰＲＩを抽出部６３に出力する。
【００４２】
抽出部６３は、前処理結果情報ＰＲＩに基づいて点Ｐμを抽出する。抽出部６３は、抽出の結果を表す抽出結果情報ＥＲＩを作成する。抽出部６３は、抽出結果情報ＥＲＩをＲＷ制御部６０に出力する。
【００４３】
ＲＷ制御部６０は、抽出部６３からの抽出結果情報ＥＲＩをストレージデバイス４５に記憶する。これにより、各飛跡記録画像ＲＩに対する抽出結果情報ＥＲＩのセットである抽出結果情報群ＥＲＩＧがストレージデバイス４５に記憶される。ＲＷ制御部６０は、ストレージデバイス４５から抽出結果情報群ＥＲＩＧを読み出し、読み出した抽出結果情報群ＥＲＩＧをＴＧ処理部６４に出力する。
【００４４】
ＴＧ処理部６４は、抽出結果情報群ＥＲＩＧに基づいて、対象物体ＴＯの内部の密度分布を示す密度分布画像ＤＤＩＴ（図２３参照）を生成する。ＴＧ処理部６４は、生成した密度分布画像ＤＤＩＴを表示制御部６５に出力する。
【００４５】
表示制御部６５は、各種画面をディスプレイ４９に表示する制御を行う。例えば、表示制御部６５は、密度分布画像ＤＤＩＴの表示画面である密度分布画像表示画面９０（図２３参照）をディスプレイ４９に表示する制御を行う。
【００４６】
また、表示制御部６５は、前処理部６２、抽出部６３、およびＴＧ処理部６４に上記の処理を実行させるためのオペレーターからの指示を受け付ける指示受付画面（図示せず）をディスプレイ４９に表示する制御を行う。指示受付画面には、処理対象の飛跡記録画像群ＲＩＧを選択して、上記の処理の実行を指示するためのＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ  Ｕｓｅｒ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）が設けられている。
【００４７】
図１０において、前処理部６２は、フーリエ変換処理部７０、バンドパスフィルタ処理部７１、逆フーリエ変換処理部７２、および畳み込み演算処理部７３を有している。
【００４８】
フーリエ変換処理部７０は、取得部６１からの飛跡記録画像ＲＩに対してフーリエ変換処理を施す。フーリエ変換処理部７０は、フーリエ変換処理後の飛跡記録画像ＲＩ＿ＦＴをバンドパスフィルタ処理部７１に出力する。なお、フーリエ変換処理は、本開示の技術に係る「周波数領域変換処理」の一例である。また、フーリエ変換処理部７０は、本開示の技術に係る「周波数領域変換処理部」の一例である。
【００４９】
バンドパスフィルタ処理部７１は、バンドパスフィルタＢＰＦを用いて、フーリエ変換処理後の飛跡記録画像ＲＩ＿ＦＴに対してバンドパスフィルタ処理を施す。バンドパスフィルタ処理部７１は、バンドパスフィルタ処理後の飛跡記録画像ＲＩ＿ＢＰＦを逆フーリエ変換処理部７２に出力する。
【００５０】
逆フーリエ変換処理部７２は、バンドパスフィルタ処理後の飛跡記録画像ＲＩ＿ＢＰＦに対して逆フーリエ変換処理を施す。逆フーリエ変換処理部７２は、逆フーリエ変換処理後の飛跡記録画像ＲＩ＿ＩＦＴをＲＷ制御部６０に出力する（図１１参照）。なお、逆フーリエ変換処理は、本開示の技術に係る「逆周波数領域変換処理」の一例である。また、逆フーリエ変換処理部７２は、本開示の技術に係る「逆周波数領域変換処理」の一例である。
【００５１】
畳み込み演算処理部７３は、カーネルＫＮ１を用いて、逆フーリエ変換処理後の飛跡記録画像ＲＩ＿ＩＦＴに対して畳み込み演算処理を施す。畳み込み演算処理部７３は、畳み込み演算処理の結果を、前処理結果情報ＰＲＩとして抽出部６３に出力する。
【００５２】
図１１において、ＲＷ制御部６０は、ストレージデバイス４５に記憶された飛跡記録画像ＲＩを、逆フーリエ変換処理部７２からの飛跡記録画像ＲＩ＿ＩＦＴに書き換える。この際、ＲＷ制御部６０は、飛跡記録画像ＲＩの記憶時と同じく、飛跡記録画像ＲＩ＿ＩＦＴに例えばＰＮＧ形式の圧縮処理を施す。
【００５３】
ＲＷ制御部６０は、ストレージデバイス４５から飛跡記録画像ＲＩ＿ＩＦＴを読み出し、読み出した飛跡記録画像ＲＩ＿ＩＦＴに伸張処理を施したうえで取得部６１に出力する。取得部６１は、飛跡記録画像ＲＩ＿ＩＦＴを畳み込み演算処理部７３に出力する。
【００５４】
図１２において、フーリエ変換処理後の飛跡記録画像ＲＩ＿ＦＴは、周知のように、飛跡記録画像ＲＩの周波数成分の分布を表した画像であり、中心から離れるに連れて高周波成分となる画像である。
【００５５】
バンドパスフィルタＢＰＦは、高周波カット領域ＣＲ＿Ｈ、低周波カット領域ＣＲ＿Ｌ、および通過領域ＰＲを有している。高周波カット領域ＣＲ＿Ｈは四隅に配され、低周波カット領域ＣＲ＿Ｌは中央に配されている。通過領域ＰＲは、これら高周波カット領域ＣＲ＿Ｈおよび低周波カット領域ＣＲ＿Ｌを除く領域である。
【００５６】
高周波カット領域ＣＲ＿Ｈは、対象荷電粒子であるμ粒子の飛跡ＦＴμを表す点Ｐμの周波数成分よりも高い周波数成分をカットするための領域である。対して、低周波カット領域ＣＲ＿Ｌは、点Ｐμの周波数成分よりも低い周波数成分をカットするための領域である。そして、通過領域ＰＲは、点Ｐμの周波数成分を通過させるための領域である。これら高周波カット領域ＣＲ＿Ｈ、低周波カット領域ＣＲ＿Ｌ、および通過領域ＰＲの周波数帯域には、シミュレーション等で求められた適値が設定される。すなわち、バンドパスフィルタ処理は、対象荷電粒子であるμ粒子の飛跡ＦＴμを表す点Ｐμの周波数成分を通過させ、点Ｐμの周波数成分よりも高い周波数成分、および点Ｐμの周波数成分よりも低い周波数成分をカットするための処理である。このため、バンドパスフィルタ処理後の飛跡記録画像ＲＩ＿ＢＰＦは、理想的には、点Ｐμの周波数成分のみが残った画像となる。同様に、逆フーリエ変換処理後の飛跡記録画像ＲＩ＿ＩＦＴは、理想的には、点Ｐμのみが映った画像となる。
【００５７】
図１３において、カーネルＫＮ１は、強調項ＥＴとペナルティ項ＰＴとゼロ項ＺＴとを有している。強調項ＥＴは中央に配され、点Ｐμに対応するサイズを有する。強調項ＥＴには、点Ｐμを強調するための強調値が設定されている。ペナルティ項ＰＴは強調項ＥＴの外側に配されている。ペナルティ項ＰＴには、点Ｐμよりも大きいサイズの大サイズノイズ（図１８参照）等と点Ｐμを区別するためのペナルティ値が設定されている。ゼロ項ＺＴはペナルティ項ＰＴの外側の四隅に配されている。ゼロ項ＺＴには、文字通り「０」が設定されている。
【００５８】
図１３では、点Ｐμの直径を５画素分と想定した場合を例示している。このため、強調項ＥＴの縦横の幅は５画素となっている。また、強調値には、一律「−１」という負の数値が設定されている。対して、ペナルティ項ＰＴのペナルティ値には、一律「１」という正の数値が設定されている。このように、強調値とペナルティ値は、正負の符号が互いに逆である。なお、原子核乾板１１に映る点Ｐμの実際のサイズは、数十ｎｍ〜数μｍである。
【００５９】
図１４Ａに示すように、飛跡記録画像ＲＩには、様々なノイズが映っている場合がある。具体的には、ノイズには、α粒子、β粒子等の対象外荷電粒子に起因する点ＰＮ１、光学系３７による周辺減光に起因する明暗変動ＬＳＮ１がある。また、ノイズには、原子核乾板１１の変形（歪み、皺等）による不規則な乱反射または干渉縞に起因する明暗変動ＬＳＮ２、記録材料１８の熱による自然変色に起因する点ＰＮ２がある。さらに、ノイズには、撮像素子３９の熱雑音に起因する明暗変動ＬＳＮ３、μ粒子の放出エネルギーの揺らぎに起因する不整形な点ＰＮ３がある。なお、ノイズには、他にも、隣り合う面ＸＹの点Ｐμがぼやけて映ることに起因する明暗変動等がある。
【００６０】
対して図１４Ｂに示すように、逆フーリエ変換処理後の飛跡記録画像ＲＩ＿ＩＦＴは、理想的には、上記で挙げたノイズである点ＰＮ１〜ＰＮ３、明暗変動ＬＳＮ１〜ＬＳＮ３が除去された画像となる。すなわち、バンドパスフィルタ処理は、対象外荷電粒子に起因する点ＰＮ１、光学系３７による周辺減光に起因する明暗変動ＬＳＮ１、原子核乾板１１の変形に起因する明暗変動ＬＳＮ２、記録材料１８の熱による自然変色に起因する点ＰＮ２、撮像素子３９の熱雑音に起因する明暗変動ＬＳＮ３、およびμ粒子の放出エネルギーの揺らぎに起因する不整形な点ＰＮ３を除去するための処理である。
【００６１】
対象外荷電粒子に起因する点ＰＮ１、光学系３７による周辺減光に起因する明暗変動ＬＳＮ１、および原子核乾板１１の変形に起因する明暗変動ＬＳＮ２は、比較的低周波側に寄ったノイズである。このため図１５の表８０に示すように、対象外荷電粒子に起因する点ＰＮ１、光学系３７による周辺減光に起因する明暗変動ＬＳＮ１、および原子核乾板１１の変形に起因する明暗変動ＬＳＮ２は、バンドパスフィルタＢＰＦの低周波カット領域ＣＲ＿Ｌでカットされる。
【００６２】
対して、記録材料１８の熱による自然変色に起因する点ＰＮ２、撮像素子３９の熱雑音に起因する明暗変動ＬＳＮ３、およびμ粒子の放出エネルギーの揺らぎに起因する不整形な点ＰＮ３は、比較的高周波側に寄ったノイズである。このため、記録材料１８の熱による自然変色に起因する点ＰＮ２、撮像素子３９の熱雑音に起因する明暗変動ＬＳＮ３、およびμ粒子の放出エネルギーの揺らぎに起因する不整形な点ＰＮ３は、バンドパスフィルタＢＰＦの高周波カット領域ＣＲ＿Ｈでカットされる。
【００６３】
図１６は、畳み込み演算を説明するための図である。すなわち、図１６は、画素値Ｉ１１、Ｉ１２、・・・、Ｉ４４を有する入力画像ＩＩに対して、Ｋ１１、Ｋ１２、・・・、Ｋ３３の数値を有するカーネルＫＮｅを用いて畳み込み演算を行った場合を例示している。この場合、出力画像ＯＩの各画素値Ｏ１１、Ｏ１２、・・・、Ｏ４４は、枠８５に示すようにして演算される。すなわち、カーネルＫＮｅの中心を、画素値Ｏを演算したい入力画像ＩＩの注目画素に合わせる。そして、同じ位置にある入力画像ＩＩの画素値ＩとカーネルＫＮｅの数値Ｋをそれぞれ乗算して、それらを加算することで出力画像ＯＩの画素値Ｏを求める。注目画素が端にあって対応する画素値Ｉがない場合は、数値Ｋに０を乗算する。こうして演算した出力画像ＯＩの画素値Ｏは、入力画像ＩＩの画素値Ｉと一対一で対応する。ひいては、出力画像ＯＩの画素と入力画像ＩＩの画素とは、一対一で対応する。
【００６４】
例えば画素値Ｏ１１は、Ｋ１１・０＋Ｋ１２・０＋Ｋ１３・０＋Ｋ２１・０＋Ｋ２２・Ｉ１１＋Ｋ２３・Ｉ１２＋Ｋ３１・０＋Ｋ３２・Ｉ２１＋Ｋ３３・Ｉ２２を演算することで求まる。また、画素値Ｏ２３は、Ｋ１１・Ｉ１２＋Ｋ１２・Ｉ１３＋Ｋ１３・Ｉ１４＋Ｋ２１・Ｉ２２＋Ｋ２２・Ｉ２３＋Ｋ２３・Ｉ２４＋Ｋ３１・Ｉ３２＋Ｋ３２・Ｉ３３＋Ｋ３３・Ｉ３４を演算することで求まる。さらに、画素値Ｏ４４は、Ｋ１１・Ｉ３３＋Ｋ１２・Ｉ３４＋Ｋ１３・０＋Ｋ２１・Ｉ４３＋Ｋ２２・Ｉ４４＋Ｋ２３・０＋Ｋ３１・０＋Ｋ３２・０＋Ｋ３３・０を演算することで求まる。
【００６５】
図１７は、逆フーリエ変換処理後の飛跡記録画像ＲＩ＿ＩＦＴの、点Ｐμを中心に有する７×７の画素領域に対して、図１３で示したカーネルＫＮ１を用いて畳み込み演算を行った場合を示している。点Ｐμは、例えば、背景の画素値「２００」よりも低い画素値「６０」を有し、前述のように５画素分の直径を有する。この場合の畳み込み演算処理の結果である前処理結果情報ＰＲＩは、画素領域の中心の画素（点Ｐμの中心）に対応する数値が「８２０」で、それ以外の数値が負となる。
【００６６】
対して図１８は、逆フーリエ変換処理後の飛跡記録画像ＲＩ＿ＩＦＴの、点Ｐμよりも大きいサイズの大サイズノイズ（画素領域の全ての画素値が「６０」の点）に対して、カーネルＫＮ１を用いて畳み込み演算を行った場合を示している。この場合の前処理結果情報ＰＲＩは、画素領域の中心の画素に対応する数値が「−３００」で、かつ、それ以外も大体同じような数値となる。
【００６７】
抽出部６３は、前処理結果情報ＰＲＩの数値が閾値以上の点を、点Ｐμの中心点として抽出する。抽出部６３は、抽出した点Ｐμの中心点の、飛跡記録画像ＲＩ上の位置を表す座標を、抽出結果情報ＥＲＩとして出力する。なお、閾値には、正の数値の適当な値、例えば「５００」が設定される。
【００６８】
図１９は、ＴＧ処理部６４において行われるＴＧ処理の手順を示すフローチャートである。まず、ＴＧ処理部６４は、抽出結果情報群ＥＲＩＧに基づいて、天頂角毎のμ粒子の飛跡数を導出する（ステップＳＴ１０）。ここで、天頂角は、図２０にθで示すように、Ｚ方向（真上）を０°とした場合の仰角である。
【００６９】
続いて、ＴＧ処理部６４は、ステップＳＴ１０で導出した天頂角毎のμ粒子の飛跡数を、原子核乾板１１の設置期間、設置した原子核乾板１１の総面積、および原子核乾板１１の設置場所を中心とし、対象物体ＴＯまでの距離を半径とする半球の球面の面積で除算する。これにより、ＴＧ処理部６４は、単位時間、単位面積、単位立体角当たりのμ粒子の飛跡数を導出する（ステップＳＴ２０）。この単位時間、単位面積、単位立体角当たりの飛跡数は、フラックスと呼ばれる。ここで、単位立体角は、図２０にｄωで示すように、原子核乾板１１の設置場所を中心とし、対象物体ＴＯまでの距離を半径とする半球ＨＳの球面を単位錐体ＣＳで切り取ったときの面積である。
【００７０】
次に、ＴＧ処理部６４は、ステップＳＴ２０で導出したフラックスを、実験式に代入して解く。実験式は、三宅の式、または湊の式と呼ばれる式（［鈴木敬一他著、宇宙線ミュー粒子を利用した探査技術の応用地質分野への適用、応用地質、第５７巻、第６号、２６６〜２７６頁、２０１７年］に記載の式（２）、式（３）を参照）である。これにより、ＴＧ処理部６４は、対象物体ＴＯの面密度を算出する（ステップＳＴ３０）。
【００７１】
ＴＧ処理部６４は、算出した対象物体ＴＯの面密度を、対象物体ＴＯの厚さで除算することで、対象物体ＴＯの密度に換算する。ＴＧ処理部６４は、換算した対象物体ＴＯの密度に基づいて、対象物体ＴＯの密度に応じた画素値をボクセル毎にもつ三次元画像データである密度分布画像ＤＤＩを生成する（ステップＳＴ４０）。以上でＴＧ処理が終了する。
【００７２】
図１９で示したステップＳＴ１０では、ＴＧ処理部６４は図２１および図２２に示す処理を行う。まず、図２１において、ＴＧ処理部６４は、図２１Ａに示す、記録層１６Ｄの複数の面ＸＹ１〜ＸＹＮを撮像して得られた複数の飛跡記録画像ＲＩを、図２１Ｂに示すように、天頂角θと方位角ω（図２０参照）の組み合わせ毎に予め設定されたシフト量ΔＸ、ΔＹでシフトさせ、飛跡記録画像ΔＲＩとする。そして、シフト後の各飛跡記録画像ΔＲＩにおいて、Ｚ方向と平行な一直線上にある点ΔＰμの個数を投票加算する。ＴＧ処理部６４は、投票加算した個数が予め設定された閾値（例えば１６個）以上の点ΔＰμの集合を、シフト量ΔＸ、ΔＹで規定される天頂角および方位角における飛跡ＦＴμであるとし、当該天頂角および方位角のμ粒子の飛跡数をインクリメントする。ＴＧ処理部６４は、この画像シフトと投票加算を天頂角および方位角の組み合わせ毎に行う。なお、シフト量ΔＸ、ΔＹは、天頂角を例えば０°〜４５°の範囲で１°刻み、方位角を例えば０°〜３５９°の範囲で１°刻みでそれぞれ変化させた場合の各々の組み合わせに対応する量である。
【００７３】
また、図２２に示すように、ＴＧ処理部６４は、設置時に２枚重ねした原子核乾板１１Ａ、１１Ｂの両方を直線状に貫く飛跡ＦＴμＡＢを、μ粒子の飛跡ＦＴμとして抽出する。対して、ＴＧ処理部６４は、原子核乾板１１Ａのみを直線状に貫く飛跡ＦＴμＡ、および原子核乾板１１Ｂのみを直線状に貫く飛跡ＦＴμＢは、μ粒子の飛跡ＦＴμとして抽出しない。これは、原子核乾板１１Ａのみを直線状に貫く飛跡ＦＴμＡ、および原子核乾板１１Ｂのみを直線状に貫く飛跡ＦＴμＢは、原子核乾板１１Ａ、１１Ｂを対象物体ＴＯに対して設置する前に原子核乾板１１Ａ、１１Ｂに降り注いだμ粒子の飛跡ＦＴμ、および／または、原子核乾板１１Ａ、１１Ｂを離間させて回収した後に原子核乾板１１Ａ、１１Ｂに降り注いだμ粒子の飛跡ＦＴμであって、対象物体ＴＯの内部構造を反映していないと考えられるためである。
【００７４】
図２３において、密度分布画像表示画面９０には、ＴＧ処理部６４において生成された三次元の密度分布画像ＤＤＩの代表的な断層の画像ＤＤＩＴが表示される。密度分布画像ＤＤＩＴは、破線の輪郭で示される対象物体ＴＯの内部を、ハッチングで示すように密度の高低に応じて塗り分けた画像である。なお、符号９１は、密度分布画像表示画面９０の表示を消すためのＯＫボタンである。
【００７５】
次に、上記構成による作用について、図２４のフローチャート等を参照して説明する。まず、画像処理装置１０において作動プログラム５５が起動されると、図９で示したように、画像処理装置１０のＣＰＵ４７は、ＲＷ制御部６０、取得部６１、前処理部６２、抽出部６３、ＴＧ処理部６４、および表示制御部６５として機能される。
【００７６】
画像処理装置１０では、ＲＷ制御部６０により、ストレージデバイス４５から飛跡記録画像ＲＩが読み出され、取得部６１に出力される。これにより、取得部６１において飛跡記録画像ＲＩが取得される（ステップＳＴ１００）。飛跡記録画像ＲＩは、取得部６１から前処理部６２に出力される。なお、ステップＳＴ１００は、本開示の技術に係る「取得ステップ」の一例である。
【００７７】
図１０および図１２で示したように、前処理部６２のフーリエ変換処理部７０により、飛跡記録画像ＲＩに対してフーリエ変換処理が施される（ステップＳＴ１１０）。フーリエ変換処理後の飛跡記録画像ＲＩ＿ＦＴは、フーリエ変換処理部７０からバンドパスフィルタ処理部７１に出力される。
【００７８】
また、バンドパスフィルタ処理部７１により、バンドパスフィルタＢＰＦを用いて、飛跡記録画像ＲＩ＿ＦＴに対してバンドパスフィルタ処理が施される（ステップＳＴ１２０）。バンドパスフィルタ処理後の飛跡記録画像ＲＩ＿ＢＰＦは、バンドパスフィルタ処理部７１から逆フーリエ変換処理部７２に出力される。
【００７９】
さらに、逆フーリエ変換処理部７２により、飛跡記録画像ＲＩ＿ＢＰＦに対して逆フーリエ変換処理が施される（ステップＳＴ１３０）。逆フーリエ変換処理後の飛跡記録画像ＲＩ＿ＩＦＴは、逆フーリエ変換処理部７２からＲＷ制御部６０に出力される。
【００８０】
図１１で示したように、ストレージデバイス４５に記憶された飛跡記録画像ＲＩは、ＲＷ制御部６０によって、飛跡記録画像ＲＩ＿ＩＦＴに書き換えられる。飛跡記録画像ＲＩ＿ＩＦＴは、ＲＷ制御部６０によってストレージデバイス４５から読み出され、取得部６１に出力される。飛跡記録画像ＲＩ＿ＩＦＴは、取得部６１から畳み込み演算処理部７３に出力される。
【００８１】
図１３、図１７、および図１８で示したように、畳み込み演算処理部７３により、カーネルＫＮ１を用いて、飛跡記録画像ＲＩ＿ＩＦＴに対して畳み込み演算処理が施される（ステップＳＴ１４０）。畳み込み演算処理部７３では、前処理結果情報ＰＲＩが作成される。前処理結果情報ＰＲＩは、畳み込み演算処理部７３から抽出部６３に出力される。なお、ステップＳＴ１４０は、本開示の技術に係る「畳み込み演算処理ステップ」の一例である。
【００８２】
抽出部６３により、前処理結果情報ＰＲＩに基づいて、対象荷電粒子であるμ粒子の飛跡ＦＴμを表す点Ｐμが抽出される（ステップＳＴ１５０）。抽出部６３では、抽出結果情報ＥＲＩが作成される。抽出結果情報ＥＲＩは、抽出部６３からＲＷ制御部６０に出力され、ＲＷ制御部６０によりストレージデバイス４５に記憶される。
【００８３】
ＲＷ制御部６０により、ストレージデバイス４５から抽出結果情報群ＥＲＩＧが読み出され、ＴＧ処理部６４に出力される。そして、図１９で示したように、ＴＧ処理部６４によりＴＧ処理が実行される（ステップＳＴ１６０）。このＴＧ処理により生成された密度分布画像ＤＤＩは、ＴＧ処理部６４から表示制御部６５に出力される。
【００８４】
図２３で示したように、表示制御部６５により、密度分布画像ＤＤＩＴを含む密度分布画像表示画面９０がディスプレイ４９に表示される（ステップＳＴ１７０）。オペレーターは、密度分布画像表示画面９０を通じて密度分布画像ＤＤＩＴを観察し、対象物体ＴＯの密度分布を知る。
【００８５】
以上説明したように、画像処理装置１０では、取得部６１により飛跡記録画像ＲＩが取得される。そして、図１３、図１７、および図１８で示したように、畳み込み演算処理部７３により、点Ｐμに対応するサイズを有し、負の数値の強調値が設定された強調項ＥＴと、強調項ＥＴの外側に配され、正の数値のペナルティ値が設定されたペナルティ項ＰＴとを少なくとも有するカーネルＫＮ１を用いて、畳み込み演算処理が行われる。したがって、点Ｐμを、抽出部６３でより高精度に抽出することが可能となる。
【００８６】
また、画像処理装置１０では、図１０および図１２で示したように、フーリエ変換処理部７０、バンドパスフィルタ処理部７１、および逆フーリエ変換処理部７２により、飛跡記録画像ＲＩに対してフーリエ変換処理、バンドパスフィルタ処理、および逆フーリエ変換処理が施される。したがって、対象荷電粒子であるμ粒子の飛跡ＦＴμを表す点Ｐμを、抽出部６３でより高精度に抽出することが可能となる。
【００８７】
図２５および図２６は、カーネルＫＮ１を用いた畳み込み演算処理の効果を確かめるための比較例である。すなわち、図２５および図２６では、カーネルＫＮ１の代わりに、強調値に「−１」が設定された強調項ＥＴのみで、ペナルティ項ＰＴがないカーネルＫＮ＿ＲＦを用いている。そして、図２５は、図１７と同じく、逆フーリエ変換処理後の飛跡記録画像ＲＩ＿ＩＦＴの、点Ｐμを中心に有する７×７の画素領域に対して畳み込み演算を行った場合を示している。対して図２６は、図１８と同じく、逆フーリエ変換処理後の飛跡記録画像ＲＩ＿ＩＦＴの、点Ｐμよりも大きいサイズの大サイズノイズに対して畳み込み演算を行った場合を示している。
【００８８】
図２５の場合の前処理結果情報ＰＲＩは、画素領域の中心の画素に対応する数値が「−７８０」で、それ以外の数値は大体倍の負の値となる。また、図２６の場合の前処理結果情報ＰＲＩも、画素領域の中心の画素に対応する数値が「−７８０」で、かつ、それ以外も大体同じような数値となる。つまり、ペナルティ項ＰＴがないカーネルＫＮ＿ＲＦを用いた場合は、点Ｐμと、点Ｐμよりも大きいサイズの大サイズノイズとを、前処理結果情報ＰＲＩに基づいて区別することが困難となる。
【００８９】
対して、ペナルティ項ＰＴを有するカーネルＫＮ１を用いて畳み込み演算処理を行えば、図１７および図１８で示したように、点Ｐμと、点Ｐμよりも大きいサイズの大サイズノイズとを、前処理結果情報ＰＲＩに基づいて区別することができる。したがって、カーネルＫＮ１を用いた畳み込み演算処理の効果が確かめられた。
【００９０】
さらに、画像処理装置１０では、飛跡記録画像ＲＩに対してフーリエ変換処理、バンドパスフィルタ処理、および逆フーリエ変換処理を施したうえで、畳み込み演算処理を施している。したがって、抽出部６３における点Ｐμの抽出精度をさらに高めることができる。
【００９１】
バンドパスフィルタ処理は、点Ｐμの周波数成分を通過させ、点Ｐμの周波数成分よりも高い周波数成分、および点Ｐμの周波数成分よりも低い周波数成分をカットするための処理である。より詳しくは、バンドパスフィルタ処理は、図１４および図１５で示したように、対象外荷電粒子に起因する点ＰＮ１、光学系３７による周辺減光に起因する明暗変動ＬＳＮ１、原子核乾板１１の変形に起因する明暗変動ＬＳＮ２、記録材料１８の熱による自然変色に起因する点ＰＮ２、撮像素子３９の熱雑音に起因する明暗変動ＬＳＮ３、およびμ粒子の放出エネルギーの揺らぎに起因する不整形な点ＰＮ３を除去するための処理である。したがって、抽出部６３において点Ｐμを抽出する上で妨げとなるノイズを効果的に除去することができる。
【００９２】
なお、バンドパスフィルタ処理は、対象外荷電粒子に起因する点ＰＮ１、光学系３７による周辺減光に起因する明暗変動ＬＳＮ１、原子核乾板１１の変形に起因する明暗変動ＬＳＮ２、記録材料１８の熱による自然変色に起因する点ＰＮ２、撮像素子３９の熱雑音に起因する明暗変動ＬＳＮ３、およびμ粒子の放出エネルギーの揺らぎに起因する不整形な点ＰＮ３のうちの少なくともいずれか１つを除去するための処理であればよい。
【００９３】
逆フーリエ変換処理後の飛跡記録画像ＲＩ＿ＩＦＴは、上記のようなノイズが除去された効果で、飛跡記録画像ＲＩよりも点Ｐμの濃度が相対的に濃くなる。また、逆フーリエ変換処理後の飛跡記録画像ＲＩ＿ＩＦＴでは、上記に挙げたノイズの他にも、例えば隣り合う面ＸＹの点Ｐμがぼやけて映ることに起因する明暗変動といったノイズも除去される。さらに、逆フーリエ変換処理後の飛跡記録画像ＲＩ＿ＩＦＴは、フーリエ変換処理の効果により点Ｐμの背景の画素値が高くなり、点Ｐμがより強調される。これらのことからも、点Ｐμを抽出部６３でより高精度に抽出することが可能という効果が裏付けされる。
【００９４】
ここで、ＰＮＧ形式等の可逆圧縮処理は、画質を維持することができるが、圧縮処理前の４０〜６０％程度と、圧縮処理後のデータ量をあまり削減することができない。一方で、例えばＪＰＥＧ（Ｊｏｉｎｔ  Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ  Ｅｘｐｅｒｔｓ  Ｇｒｏｕｐ）形式等の非可逆圧縮処理を用いれば、画質は劣化するが、圧縮処理前の１０％程度と、可逆圧縮処理よりもデータ量を削減することができる。
【００９５】
本実施形態では、図１１で示したように、逆フーリエ変換処理後の飛跡記録画像ＲＩ＿ＩＦＴは、ＰＮＧ形式等の可逆圧縮処理が施された後、ストレージデバイス４５に記憶される。元の飛跡記録画像ＲＩは、逆フーリエ変換処理後の飛跡記録画像ＲＩ＿ＩＦＴに書き換えられる。
【００９６】
ＪＰＥＧ形式の非可逆圧縮処理は、圧縮処理する画像に、フーリエ変換処理に似た離散コサイン変換処理を施す。そして、離散コサイン変換処理後の画像の高周波成分を除去する。その後、逆離散コサイン変換処理を施す、という処理である。つまり、ＪＰＥＧ形式の非可逆圧縮処理は、上記のフーリエ変換処理、バンドパスフィルタ処理、および逆フーリエ変換処理と原理的には同じ処理である。このため、フーリエ変換処理、バンドパスフィルタ処理、および逆フーリエ変換処理を経た飛跡記録画像ＲＩ＿ＩＦＴは、ＪＰＥＧ形式の非可逆圧縮処理が施された画像と同程度にデータ量が削減された画像であるといえる。したがって、ＰＮＧ形式等の可逆圧縮処理であっても、ＪＰＥＧ形式等の非可逆圧縮処理並みにデータ量を削減することができ、ストレージデバイス４５の記憶容量を圧迫せずに済む。しかも、飛跡記録画像ＲＩ＿ＩＦＴは、ノイズが除去された分、飛跡記録画像ＲＩよりも画質が向上しているので、ＪＰＥＧ形式等の非可逆圧縮処理に見られる画質劣化の心配はない。
【００９７】
［第２実施形態］
図２７〜図３１に示す第２実施形態では、強調値の絶対値が外側に向かうに連れて小さくなる設定とされたカーネルＫＮ２を用いる。
【００９８】
図２７および図２８において、カーネルＫＮ２は、中心の強調値が「−１」、その外側の強調値が「−０．７５」、さらにその外側の強調値が「−０．５」と、強調値の絶対値が外側に向かうに連れて小さくなる設定とされている。
【００９９】
図２７は、図１７、図２５と同じく、逆フーリエ変換処理後の飛跡記録画像ＲＩ＿ＩＦＴの、点Ｐμを中心に有する７×７の画素領域に対して畳み込み演算を行った場合を示している。対して図２８は、図１８、図２６と同じく、逆フーリエ変換処理後の飛跡記録画像ＲＩ＿ＩＦＴの、点Ｐμよりも大きいサイズの大サイズノイズに対して畳み込み演算を行った場合を示している。
【０１００】
図２７の場合の前処理結果情報ＰＲＩは、画素領域の中心の画素に対応する数値が「１１２０」で、画素領域の中心の画素を取り囲む８画素に対応する数値が正、それ以外の数値が負となる。対して、図２８の場合の前処理結果情報ＰＲＩは、画素領域の中心の画素に対応する数値、および画素領域の中心の画素を取り囲む８画素に対応する数値が「０」で、それ以外の数値が負となる。
【０１０１】
図２９の表１００に示すように、前処理結果情報ＰＲＩの、画素領域の中心の画素に対応する数値を比較すると、カーネルＫＮ１では、点Ｐμの場合に「８２０」、大サイズノイズの場合に「−３００」であったのに対して、カーネルＫＮ２では、点Ｐμの場合に「１１２０」、大サイズノイズの場合に「０」となる。
【０１０２】
また、図３０および図３１に示すように、ピンぼけ等が原因で、点Ｐμの外周の画素値が６０ではなく１１０となっていた場合を考える。この場合、図３０に示すように、カーネルＫＮ２によれば、前処理結果情報ＰＲＩの、画素領域の中心の画素に対応する数値は、「９２０」と依然として高い。対して図３１に示すように、上記第１実施形態のカーネルＫＮ１では、前処理結果情報ＰＲＩの、画素領域の中心の画素に対応する数値は、「４２０」となる。このため、上記第１実施形態で例示した、前処理結果情報ＰＲＩの数値が閾値「５００」以上の点を、点Ｐμの中心点として抽出する、という条件であった場合、抽出から漏れてしまう。
【０１０３】
このように、点Ｐμの画素値は、絶対的な数値が決まっている訳ではない。また、点Ｐμの形状も、楕円形状であったり、複数の点Ｐμが密集していて一部繋がっていたりして、理想的な円形状とは限らない。したがって、第２実施形態のように、強調値の絶対値が外側に向かうに連れて小さくなる設定とすれば、画素値、形状といった点Ｐμの様々なコンディションに柔軟に対応することができる。
【０１０４】
［第３実施形態］
図３２〜図３６に示す第３実施形態では、ペナルティ値の絶対値が外側に向かうに連れて小さくなる設定とされたカーネルＫＮ３を用いる。
【０１０５】
図３２および図３３において、カーネルＫＮ３は、カーネルＫＮ１のゼロ項ＺＴの部分にペナルティ値０．５が設定されたもので、ペナルティ値の絶対値が外側に向かうに連れて小さくなる設定とされている。
【０１０６】
図３２は、図１７等と同じく、逆フーリエ変換処理後の飛跡記録画像ＲＩ＿ＩＦＴの、点Ｐμを中心に有する７×７の画素領域に対して畳み込み演算を行った場合を示している。対して図３３は、図１８等と同じく、逆フーリエ変換処理後の飛跡記録画像ＲＩ＿ＩＦＴの、点Ｐμよりも大きいサイズの大サイズノイズに対して畳み込み演算を行った場合を示している。
【０１０７】
図３２の場合の前処理結果情報ＰＲＩは、画素領域の中心の画素に対応する数値が「１２２０」で、画素領域の中心の画素の斜めの４画素に対応する数値が正、それ以外の数値が負となる。対して、図３３の場合の前処理結果情報ＰＲＩは、画素領域の中心の画素に対応する数値が「−１８０」で、かつ、それ以外も大体同じような数値となる。
【０１０８】
図３４の表１０５に示すように、前処理結果情報ＰＲＩの、画素領域の中心の画素に対応する数値を比較すると、カーネルＫＮ１では、点Ｐμの場合に「８２０」、大サイズノイズの場合に「−３００」であったのに対して、カーネルＫＮ３では、点Ｐμの場合に「１２２０」、大サイズノイズの場合に「−１８０」となる。
【０１０９】
また、図３５および図３６に示すように、点Ｐμの背景の画素値が２００ではなく１５０となっていた場合を考える。この場合、図３５に示すように、カーネルＫＮ３によれば、前処理結果情報ＰＲＩの、画素領域の中心の画素に対応する数値は、「７２０」と依然として高い。対して図３６に示すように、上記第１実施形態のカーネルＫ１では、前処理結果情報ＰＲＩの、画素領域の中心の画素に対応する数値は、「４２０」となる。このため、上記第１実施形態で例示した、前処理結果情報ＰＲＩの数値が閾値「５００」以上の点を、点Ｐμの中心点として抽出する、という条件であった場合、抽出から漏れてしまう。
【０１１０】
このように、点Ｐμの背景の画素値も、絶対的な数値が決まっている訳ではない。したがって、第３実施形態のように、ペナルティ値の絶対値が外側に向かうに連れて小さくなる設定とすれば、点Ｐμの背景の様々なコンディションに柔軟に対応することができる。
【０１１１】
図３７〜図３９は、カーネルＫＮのバリエーションを示す。まず、図３７に示すカーネルＫＮ４は、上記第２実施形態のカーネルＫＮ２および上記第３実施形態のカーネルＫＮ３を合わせたものである。つまり、カーネルＫＮ４は、強調値の絶対値が外側に向かうに連れて小さくなる設定とされ、かつ、ペナルティ値の絶対値が外側に向かうに連れて小さくなる設定とされている。
【０１１２】
図３８に示すカーネルＫＮ５は、強調項ＥＴとペナルティ項ＰＴとの間にゼロ項ＺＴが挟まれたものである。
【０１１３】
図３９に示すカーネルＫＮ６は、上記第１実施形態のカーネルＫＮ１とは逆に、強調項ＥＴの強調値に「１」という正の数値が、ペナルティ項ＰＴのペナルティ値に「−１」という負の数値が設定されたものである。このカーネルＫＮ６は、上記各実施形態の飛跡記録画像ＲＩの画素値が反転された飛跡記録画像ＲＩに対して用いる。このように、カーネルＫＮには様々なバリエーションが考えられる。
【０１１４】
なお、点Ｐμのサイズは、デジタル光学顕微鏡３３の倍率等に応じて変わる。このため、強調項ＥＴのサイズも、点Ｐμのサイズに合わせて変更される。したがって、強調項ＥＴのサイズは、上記各実施形態で例示した縦横５画素分の幅に限らない。点Ｐμの直径を例えば８〜１０画素分と想定した場合は、強調項ＥＴのサイズは、例えば縦横１１画素分とする。
【０１１５】
撮像素子３９の画素が例えば５１２０個×５１２０個で、点Ｐμの直径を例えば８〜１０画素分と想定した場合を考える。この場合、バンドパスフィルタＢＰＦの高周波カット領域ＣＲ＿Ｈで例えば９６０Ｈｚ以上をカットし、低周波カット領域ＣＲ＿Ｌで例えば３２０Ｈｚ以下をカットする。
【０１１６】
対象物体ＴＯは、例示の火山体に限らない。また、飛跡記録画像ＲＩは、逆フーリエ変換処理後の飛跡記録画像ＲＩ＿ＩＦＴに書き換えなくてもよい。さらに、周波数領域変換処理および逆周波数領域変換処理は、例示のフーリエ変換処理および逆フーリエ変換処理に限らない。離散コサイン変換処理および逆離散コサイン変換処理であってもよい。
【０１１７】
画像処理装置１０を構成するコンピュータのハードウェア構成は種々の変形が可能である。例えば、画像処理装置１０を、処理能力および信頼性の向上を目的として、ハードウェアとして分離された複数台のコンピュータで構成することも可能である。具体的には、ＲＷ制御部６０、取得部６１、および前処理部６２の機能と、抽出部６３、ＴＧ処理部６４、および表示制御部６５の機能とを、２台のコンピュータに分散して担わせる。この場合は２台のコンピュータで画像処理装置１０を構成する。
【０１１８】
バンドパスフィルタ処理部７１を、高周波カット領域ＣＲ＿Ｈを有するハイパスフィルタを用いてハイパスフィルタ処理を施すハイパスフィルタ処理部と、低周波カット領域ＣＲ＿Ｌを用いてローパスフィルタ処理を施すローパスフィルタ処理部とに分けてもよい。
【０１１９】
このように、画像処理装置のコンピュータのハードウェア構成は、処理能力、安全性、信頼性等の要求される性能に応じて適宜変更することができる。さらに、ハードウェアに限らず、作動プログラム５５等のアプリケーションプログラムについても、安全性および信頼性の確保を目的として、二重化したり、あるいは、複数のストレージデバイスに分散して格納することももちろん可能である。
【０１２０】
上記各実施形態において、例えば、ＲＷ制御部６０、取得部６１、前処理部６２、抽出部６３、ＴＧ処理部６４、表示制御部６５、フーリエ変換処理部（周波数領域変換処理部）７０、バンドパスフィルタ処理部７１、逆フーリエ変換処理部（逆周波数領域変換処理部）７２、および畳み込み演算処理部７３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。各種のプロセッサには、上述したように、ソフトウェア（作動プログラム５５）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ＣＰＵ４７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。
【０１２１】
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、および／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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
以上の記載から、以下の付記項１に記載の発明を把握することができる。
【０１２５】
［付記項１］
対象荷電粒子を含む荷電粒子の飛跡を表す点が映った飛跡記録画像を取得する取得プロセッサと、
前記取得プロセッサにおいて取得した前記飛跡記録画像に対して畳み込み演算処理を施す畳み込み演算処理プロセッサであり、前記対象荷電粒子の飛跡を表す点に対応するサイズを有し、正負いずれか一方の数値の強調値が設定された強調項と、前記強調項の外側に配され、正負いずれか他方の数値のペナルティ値が設定されたペナルティ項とを少なくとも有するカーネルを用いて、前記畳み込み演算処理を行う畳み込み演算処理プロセッサと、
を備える画像処理装置。
【０１２６】
本開示の技術は、上述の種々の実施形態と種々の変形例を適宜組み合わせることも可能である。また、上記各実施形態に限らず、要旨を逸脱しない限り種々の構成を採用し得ることはもちろんである。さらに、本開示の技術は、プログラムに加えて、プログラムを非一時的に記憶する記憶媒体にもおよぶ。
【０１２７】
以上に示した記載内容および図示内容は、本開示の技術に係る部分についての詳細な説明であり、本開示の技術の一例に過ぎない。例えば、上記の構成、機能、作用、および効果に関する説明は、本開示の技術に係る部分の構成、機能、作用、および効果の一例に関する説明である。よって、本開示の技術の主旨を逸脱しない範囲内において、以上に示した記載内容および図示内容に対して、不要な部分を削除したり、新たな要素を追加したり、置き換えたりしてもよいことはいうまでもない。また、錯綜を回避し、本開示の技術に係る部分の理解を容易にするために、以上に示した記載内容および図示内容では、本開示の技術の実施を可能にする上で特に説明を要しない技術常識等に関する説明は省略されている。
【０１２８】
本明細書において、「Ａおよび／またはＢ」は、「ＡおよびＢのうちの少なくとも１つ」と同義である。つまり、「Ａおよび／またはＢ」は、Ａだけであってもよいし、Ｂだけであってもよいし、ＡおよびＢの組み合わせであってもよい、という意味である。また、本明細書において、３つ以上の事柄を「および／または」で結び付けて表現する場合も、「Ａおよび／またはＢ」と同様の考え方が適用される。
【０１２９】
本明細書に記載された全ての文献、特許出願および技術規格は、個々の文献、特許出願および技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。
【符号の説明】
【０１３０】
１０  画像処理装置
１１、１１Ａ、１１Ｂ  原子核乾板
１２  撮像装置
１５  支持体
１６  記録層（荷電粒子飛跡記録層）
１６Ｄ  現像後の記録層
１７  保持膜
１８  記録材料（荷電粒子飛跡記録材料）
２０  潜像核
２５、８０、１００、１０５  表
３０  基台
３１  ステージ
３２  アーム
３３  デジタル光学顕微鏡
３４  ガラス板
３５  枠
３６  光源
３７  光学系
３８  アクチュエータ
３９  撮像素子
４５  ストレージデバイス
４６  メモリ
４７  ＣＰＵ
４８  通信部
４９  ディスプレイ
５０  入力デバイス
５１  バスライン
５５  作動プログラム
６０  リードライト制御部（ＲＷ制御部）
６１  取得部
６２  前処理部
６３  抽出部
６４  トモグラフィ処理部（ＴＧ処理部）
６５  表示制御部
７０  フーリエ変換処理部（周波数領域変換処理部）
７１  バンドパスフィルタ処理部
７２  逆フーリエ変換処理部（逆周波数領域変換処理部）
７３  畳み込み演算処理部
８５  枠
９０  密度分布画像表示画面
９１  ＯＫボタン
ＢＰＦ  バンドパスフィルタ
ＣＲ＿Ｈ  高周波カット領域
ＣＲ＿Ｌ  低周波カット領域
ＣＳ  単位錐体
ＤＤＩ、ＤＤＩＴ  密度分布画像
ｄω  単位立体角
ＥＲＩ  抽出結果情報
ＥＲＩＧ  抽出結果情報群
ＥＴ  強調項
ＦＴ  飛跡
ＦＴμ、ＦＴμＡＢ、ＦＴμＡ、ＦＴμＢ  μ粒子の飛跡
ＨＳ  半球
ＩＩ  入力画像
ＫＮ、ＫＮ１〜ＫＮ６、ＫＮｅ、ＫＮ＿ＲＦ  カーネル
ＬＳＮ１  光学系による周辺減光に起因する明暗変動
ＬＳＮ２  原子核乾板の変形に起因する明暗変動
ＬＳＮ３  撮像素子の熱雑音に起因する明暗変動
ＯＩ  出力画像
Ｐ  飛跡を表す点
ＰＮ１  対象外荷電粒子に起因する点
ＰＮ２  記録材料の熱による自然変色に起因する点
ＰＮ３  μ粒子の放出エネルギーの揺らぎに起因する不整形な点
ＰＲ  通過領域
ＰＲＩ  前処理結果情報
ＰＴ  ペナルティ項
Ｐμ  μ粒子の飛跡を表す点
ＲＩ  飛跡記録画像
ＲＩＧ  飛跡記録画像群
ＲＩ＿ＢＰＦ  バンドパスフィルタ処理後の飛跡記録画像
ＲＩ＿ＦＴ  フーリエ変換処理後の飛跡記録画像
ＲＩ＿ＩＦＴ  逆フーリエ変換処理後の飛跡記録画像
ＳＴ１０、ＳＴ２０、ＳＴ３０、ＳＴ４０、ＳＴ１１０、ＳＴ１２０、ＳＴ１３０、ＳＴ１５０、ＳＴ１６０、ＳＴ１７０  ステップ
ＳＴ１００  ステップ（取得ステップ）
ＳＴ１４０  ステップ（畳み込み演算処理ステップ）
ＴＯ  対象物体
ＸＹ  Ｚ方向に連なる面
ＺＴ  ゼロ項
θ  天頂角
ΔＰμ  シフト後のμ粒子の飛跡を表す点
ΔＲＩ  シフト後の飛跡記録画像
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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