(57)【要約】【課題】一画面に光軸方向の異なる複数の二次元標本像を有する画像から、各二次元標本画像をそれぞれ個別のファイルとして再構築する画像処理装置、画像処理方法、プログラムを提供すること。【解決手段】光軸方向の異なる複数の観察位置の二次元標本画像を一枚の画像として取得し、複数の当該画像を一つのファイルとして記憶した記憶手段１１と、前記ファイルを読み出し前記画像を表示する表示手段１２と、読み出された前記画像から前記二次元標本画像中の注目領域を指定する指定手段１４と、指定された前記注目領域を前記複数の画像から切り出す切り出し手段１５と、切り出された前記二次元標本画像で新たな画像ファイルを形成し前記記憶手段に記憶するファイル形成手段１６と、を有することを特徴とする画像処理装置１。【選択図】図１
2010161653.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光軸方向の異なる複数の観察位置の二次元標本画像を一枚の画像として取得し、複数の当該画像を一つのファイルとして記憶した記憶手段と、
前記ファイルを読み出し前記画像を表示する表示手段と、
読み出された前記画像から前記二次元標本画像中の注目領域を指定する指定手段と、
指定された前記注目領域を前記複数の画像から切り出す切り出し手段と、
切り出された前記二次元標本画像で新たな画像ファイルを形成し前記記憶手段に記憶するファイル形成手段と、
を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記切り出し手段は、切り出す全ての前記二次元標本画像で前記注目領域サイズを等しくすることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記切り出し手段は、前記二次元標本画像の傾きを補正することを特徴とする請求項１または２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記画像ファイルは、切り出された前記二次元標本画像が時系列に並べられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記画像ファイルは、切り出された前記二次元標本画像が光軸方向同位置毎に時系列に並べられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記画像ファイルは、切り出された前記二次元標本画像が光軸方向位置順に並べられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項７】
光軸方向の異なる複数の観察位置の二次元標本画像を一枚の画像として取得し、複数の当該画像を一つのファイルとして記憶した記憶手段から前記ファイルを読み出し、前記画像を表示するステップと、
読み出された前記画像から前記二次元標本画像中の注目領域を指定するステップと、
指定された前記注目領域を前記複数の画像から切り出すステップと、
切り出された前記二次元標本画像で新たな画像ファイルを形成するステップと、
前記画像ファイルを前記記憶手段に記憶するステップと、
を有することを特徴とする画像処理方法。
【請求項８】
前記切り出しステップは、切り出す全ての前記二次元標本画像で前記注目領域サイズを等しくするステップを含むことを特徴とする請求項７に記載の画像処理方法。
【請求項９】
前記切り出しステップは、前記二次元標本画像の傾きを補正するステップを含むことを特徴とする請求項７または８に記載の画像処理方法。
【請求項１０】
前記画像ファイル形成ステップは、切り出された前記二次元標本画像を時系列に並べるステップを含むことを特徴とする請求項７から９のいずれか１項に記載の画像処理方法。
【請求項１１】
前記画像ファイル形成ステップは、切り出された前記二次元標本画像を光軸方向同位置毎に時系列に並べるステップを含むことを特徴とする請求項７から１０のいずれか１項に記載の画像処理方法。
【請求項１２】
前記画像ファイル形成ステップは、切り出された前記二次元標本画像を光軸方向位置順に並べるステップを含むことを特徴とする請求項７から１０のいずれか１項に記載の画像処理方法。
【請求項１３】
光軸方向の異なる複数の観察位置の二次元標本画像を一枚の画像として取得し、複数の当該画像を一つのファイルとして記憶した記憶手段から前記ファイルを読み出し、前記画像を表示するステップと、
読み出された前記画像から前記二次元標本画像中の注目領域を指定するステップと、
指定された前記注目領域を前記複数の画像から切り出すステップと、
切り出された前記二次元標本画像で新たな画像ファイルを形成するステップと、
前記画像ファイルを前記記憶手段に記憶するステップと、
をコンピュータで実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項１４】
前記切り出しステップは、切り出す全ての前記二次元標本画像で前記注目領域サイズを等しくするステップを含むことを特徴とする請求項１３に記載のプログラム。
【請求項１５】
前記切り出しステップは、前記二次元標本画像の傾きを補正するステップを含むことを特徴とする請求項１３または１４に記載のプログラム。
【請求項１６】
前記画像ファイル形成ステップは、切り出された前記二次元標本画像を時系列に並べるステップを含むことを特徴とする請求項１３から１５のいずれか１項に記載のプログラム。
【請求項１７】
前記画像ファイル形成ステップは、切り出された前記二次元標本画像を光軸方向同位置毎に時系列に並べるステップを含むことを特徴とする請求項１３から１６のいずれか１項に記載のプログラム。
【請求項１８】
前記画像ファイル形成ステップは、切り出された前記二次元標本画像を光軸方向位置順に並べるステップを含むことを特徴とする請求項１３から１６のいずれか１項に記載のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一画面に光軸方向の異なる複数の標本像を有する画像の画像処理装置、画像処理方法、プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光軸方向に異なる複数の観察位置の二次元標本画像を一枚の画面に同時に撮影する顕微鏡装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】ＷＯ  ２００８／０６９２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、一枚の画面に光軸方向の異なる複数の二次元標本像を必要数撮影して一つのファイルに保存していた。このため、取得した画像を観察するとき、常に複数の二次元標本像が表示され、目的とする光軸位置での二次元標本像のみを時系列で観察することが出来ないと言う課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明は、光軸方向の異なる複数の観察位置の二次元標本画像を一枚の画像として取得し、複数の当該画像を一つのファイルとして記憶した記憶手段と、前記ファイルを読み出し前記画像を表示する表示手段と、読み出された前記画像から前記二次元標本画像中の注目領域を指定する指定手段と、指定された前記注目領域を前記複数の画像から切り出す切り出し手段と、切り出された前記二次元標本画像で新たな画像ファイルを形成し前記記憶手段に記憶するファイル形成手段と、を有することを特徴とする画像処理装置を提供する。
【０００６】
また、本発明は、光軸方向の異なる複数の観察位置の二次元標本画像を一枚の画像として取得し、複数の当該画像を一つのファイルとして記憶した記憶手段から前記ファイルを読み出し、前記画像を表示するステップと、読み出された前記画像から前記二次元標本画像中の注目領域を指定するステップと、指定された前記注目領域を前記複数の画像から切り出すステップと、切り出された前記二次元標本画像で新たな画像ファイルを形成するステップと、前記画像ファイルを前記記憶手段に記憶するステップと、を有することを特徴とする画像処理方法を提供する。
【０００７】
また、本発明は、光軸方向の異なる複数の観察位置の二次元標本画像を一枚の画像として取得し、複数の当該画像を一つのファイルとして記憶した記憶手段から前記ファイルを読み出し、前記画像を表示するステップと、読み出された前記画像から前記二次元標本画像中の注目領域を指定するステップと、指定された前記注目領域を前記複数の画像から切り出すステップと、切り出された前記二次元標本画像で新たな画像ファイルを形成するステップと、前記画像ファイルを前記記憶手段に記憶するステップと、をコンピュータで実行させることを特徴とするプログラムを提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、一画面に光軸方向の異なる複数の二次元標本像を有する画像から、各二次元標本画像をそれぞれ個別のファイルとして再構築する画像処理装置、画像処理方法、プログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態にかかる画像処理装置を有し、光軸位置が異なる複数の二次元標本画像を取得する顕微鏡の概略構成図である。
【図２】図１の顕微鏡の全体構成を示す図である。
【図３】（ａ）は顕微鏡における結像部の構成を示す拡大図であり、（ｂ）は、光路分割光路長変更素子の各平行平板にそれぞれ設けられている遮光部の形状を示す図である。
【図４】光軸位置が異なる複数の二次元標本画像取得例を示し、（ａ）は二次元標本画像取得時の観察位置の模式図を、（ｂ）は取得した三枚の二次元標本画像を含む一枚の画像の一例をそれぞれ示す。
【図５】顕微鏡の動作制御用画面の一例である。
【図６】記憶された画像の状態を模式的に示している。
【図７】画像処理装置における画像処理フローを示す。
【図８】注目領域抽出後の画像ファイル例
【図９】注目領域抽出後の画像ファイルの別の例
【図１０】３箇所の二次元標本画像を含む画像が傾いて取得された図を示す。
【図１１】傾きが補正された後の画像の図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本実施の形態にかかる画像処理装置について説明する。なお、以下の実施の形態は、発明の理解を容易化にするためのものに過ぎず、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲において当業者により実施可能な付加・置換等を施すことを排除することは意図していない。なお、以下の説明では、観察位置をｚ１、ｚ２、ｚ３の３箇所の場合について説明するが３箇所に限られないことは言うまでもない。
【００１１】
図１は実施の形態にかかる画像処理装置を有し、光軸位置が異なる複数の二次元標本画像を取得する顕微鏡の概略構成図である。図２は、図１の顕微鏡の全体構成を示す図である。図３（ａ）は顕微鏡における結像部の構成を示す拡大図であり、（ｂ）は、光路分割光路長変更素子の各平行平板にそれぞれ設けられている遮光部の形状を示す図である。図４は光軸位置が異なる複数の二次元標本画像取得例を示し、（ａ）は二次元標本画像取得時の観察位置の模式図を、（ｂ）は取得した三枚の二次元標本画像を含む一枚の画像の一例をそれぞれ示す。図５は顕微鏡の動作制御用画面の一例である。
【００１２】
図１において、顕微鏡１００に装着された撮像装置（以後、カメラと略記する）１０６で取得された複数（ここでは三枚）の二次元標本画像を含む一枚の画像を複数含むファイルは、コンピュータ（以後、ＰＣと略記する）１０に搭載された記憶装置（以後、メモリと略記する）１１に記憶される。ＰＣ１０には、取得した画像を表示する表示装置（以後、モニタと略記する）１２、各種条件を入力するための入力装置（以後、キーボードと略記する）１３、領域指定や指示に使用する指示装置（以後、マウスと略記する）１４が接続されている。またＰＣ１０には、画像に各種の処理を行うための画像処理部１５、および各種のプログラムを実行するＣＰＵ１６等が搭載されている。メモリ１１、画像処理部１５、ＣＰＵ１６（プログラムを含む）等を含むＰＣ１０と、モニタ１２と、キーボード１３と、マウス１４とで画像処理装置１が構成されている。
【００１３】
図２に示すように本顕微鏡１００は、顕微鏡本体部１０２と、顕微鏡本体部１０２のステージ１０３に載置された試料１０４を照明するための照明部１０５と、試料１０４からの光をカメラ１０６の撮像面１０６ａ上に結ぶための結像部１０７と、試料１０４の２次元画像を撮影する前記カメラ１０６とからなる。
【００１４】
照明部１０５は、ステージ１０３上の試料１０４を照明して励起するための励起光源１０８と、レンズ１０９、視野絞り１１０、およびレンズ１１１とを備えている。
【００１５】
顕微鏡本体部１０２は、前述のステージ１０３の他に、対物レンズ１１２と、照明部１０５からの励起光を反射して試料１０４へ導くための半透過ミラー１１３と、試料１０４からの光を反射して結像部１０７へ導くための全反射ミラー１１４とを備えている。
【００１６】
次に、本顕微鏡１００において最も特徴的な結像部１０７の構成について詳細に説明する。
【００１７】
図３（ａ）は、本顕微鏡１００における結像部１０７の構成を示す要部拡大図である。
【００１８】
結像部１０７は、試料１０４からの光を結像する結像レンズ１１５と、結像レンズ１１５からの光を分割してカメラ１０６へ導く光路分割光路長変更素子１１６とを備えている。
【００１９】
この光路分割光路長変更素子１１６は、３つの反射部１１７,１１８,１１９（反射部１１７,１１８は半透過）を備えたプリズム部１２０と、各反射部１１７,１１８,１１９に対応してプリズム部１２０の射出端面に一体的に備えられた厚みの異なる３つの平行平板１２７,１２８,１２９とからなる。なお、反射部１１７,１１８,１１９には、例えば透過ミラーと全反射ミラーが用いられる。
【００２０】
まず、プリズム部１２０内において、結像レンズ１１５の射出光軸上には、透過率が約３０％の反射部１１７が配置されている。そして、この反射部１１７の透過光路上であってプリズム部１２０の射出端面には平行平板１２７が備えられている。
【００２１】
また、プリズム部１２０内において、反射部１１７の反射光軸上には、透過率が約５０％の反射部１１８が前記反射部１１７に対して平行に配置されている。そして、この反射部１１８の反射光路上であってプリズム部１２０の射出端面には、平行平板１２７よりも光軸方向の厚みが大きい平行平板１２８が備えられている。
【００２２】
さらに、プリズム部１２０内において、反射部１１８の透過光軸上には、反射部１１９が前記反射部１１８に対して平行に配置されている。そして、この反射部１１９の反射光路上であってプリズム部１２０の射出端面には、平行平板１２８よりも光軸方向の厚みがさらに大きい平行平板１２９が備えられている。
【００２３】
ここで、各平行平板１２７,１２８,１２９は、いずれもガラス板で構成されており、その射出端面の両端には、図３（ｂ）に示すように開口が図３（ａ）紙面に対して垂直に延びる帯形状の遮光部１３０がそれぞれ設けられている。なお、図３（ｂ）は、光路分割光路長変更素子１１６の各平行平板１２７,１２８,１２９にそれぞれ設けられている遮光部１３０の形状を示す図である。
【００２４】
以上の構成の下、顕微鏡１００において、照明部１０５の励起光源１０８から発せられた励起光は、レンズ１０９、視野絞り１１０、レンズ１１１を順に経て顕微鏡本体部１０２へ導かれる。そしてこの励起光は、半透過ミラー１１３によって反射され、対物レンズ１１２を介してステージ１０３上の試料１０４に照射される。これにより、試料１０４から発せられた蛍光は、対物レンズ１１２、半透過ミラー１１３を順に経た後、全反射ミラー１１４によって反射されて結像部１０７へ導かれる。
【００２５】
図４（ａ）は、顕微鏡１００において、試料１０４の光軸方向に異なる複数の観察位置を示す図である。
【００２６】
倒立顕微鏡を例に、各光路の光路長について説明する。まず、図３（ａ）のように３つの光路に分岐する場合、まず平行平板１２８がある中段の光路を基準位置とする。この光路は、図４（ａ）の観察位置ｚ２の像をカメラ１０６へ導くものである。また、図３（ａ）に示すように、平行平板１２９がある上段の光路は、基準となる中段の光路の光路長よりも長い光路長にしたものであり、図４（ａ）の観察位置ｚ１の像をカメラ１０６へ導くものである。さらに、平行平板１２７がある下段の光路は、基準となる中段の光路の光路長よりも短い光路長にしたもので、図４（ａ）の観察位置ｚ３の像をカメラ１０６へ導くものである。
【００２７】
結像部１０７に入射した光は、結像レンズ１１５を介して光路分割光路長変更素子１１６内の反射部１１７へ入射する。この反射部１１７へ入射した光のうち、該反射部１１７を透過した光は、平行平板１２７を経てカメラ１０６の撮像面１０６ａ上に結像される（「第１結像系」という。）。なお、このときの試料１０４の観察位置は、上述のように図４（ａ）に示す観察位置ｚ３となる。
【００２８】
一方、反射部１１７へ入射した光のうち、該反射部１１７によって反射された光は、反射部１１８に入射する。そして、この反射部１１８へ入射した光のうち、該反射部１１８によって反射された光は、平行平板１２８を経てカメラ１０６の撮像面１０６ａ上に結像される（「第２結像系」という。）。このため、試料１０４の観察位置は、上述のように図４（ａ）に示す観察位置ｚ２となる。
【００２９】
そして、反射部１１８へ入射した光のうち、該反射部１１８を透過した光は、反射部１１９によって反射された後、平行平板１２９を経てカメラ１０６の撮像面１０６ａ上に結像される（「第３結像系」という。）。このため、試料１０４の観察位置は、上述のように図４（ａ）に示す観察位置ｚ１となる。
【００３０】
このようにしてカメラ１０６の撮像面１０６ａ上には、光軸方向に異なる３つの観察位置ｚ１〜ｚ３についての試料１０４の像が３つ並んで同時に形成される。言い換えれば、カメラ１０６の撮像面１０６ａに、光軸方向に異なる３つの観察位置ｚ１〜ｚ３についての結像面が３つ並んで同時に形成される。
【００３１】
より詳しくは、上述した構成の光路分割光路長変更素子１１６によって結像レンズ１１５とカメラ１０６の撮像面１０６ａとの間、即ち非平行光束の光路を３つに分割し、各光路に厚みの異なる平行平板１２７,１２８,１２９を配置したことで、光路長の異なる第１結像系、第２結像系、及び第３結像系を形成し、これによりカメラ１０６の撮像面１０６ａ上には、図４（ｂ）に示すように試料１０４の光軸方向に異なる３つの観察位置ｚ１〜ｚ３についての画像ｚ１ｉ、ｚ２ｉ、ｚ３ｉが、３つ並んで同時に形成され、モニタ１２に一つの画像３０として表示できることとなる（なお、上述のように３つの平行平板１２７,１２８,１２９を用いているが、平行平板１２７は必須ではなく平行平板１２８，１２９のみでもよい。）。したがってカメラ１０６では、光軸方向に異なる３つの観察位置ｚ１〜ｚ３についての試料１０４の像ｚ１ｉ〜ｚ３ｉを、３つ並んだ一つの二次元画像３０として撮影することが可能となる。なお、図４（ｂ）は、光軸方向に異なる３つの観察位置ｚ１〜ｚ３についての試料１０４の像ｚ１ｉ〜ｚ３ｉが３つ並んで同時に形成されているカメラ１０６の撮像面１０６ａの様子を示す図である。
【００３２】
以上より、顕微鏡１００によれば、試料１０４の２次元画像を光軸方向に異なる３つの観察位置ｚ１、ｚ２、ｚ３で同時に画像ｚ１ｉ、ｚ２ｉ、ｚ３ｉを撮影することが可能な顕微鏡を実現することができる。また、このように光軸方向に異なる複数の観察位置で同時に試料の状態を画像化できることで、試料に生じた光軸方向へ空間的に異なった現象を同時に観察することができる。したがって、解析方法によっては、試料内をＸＹＺ方向へ移動する物体の追尾観察をすることも可能となる。
【００３３】
また前述のように、３つの観察位置ｚ１,ｚ２,ｚ３についての試料１０４の画像を３つ（ｚ１ｉ〜ｚ３ｉ）並べて一つの二次元画像として撮影することができるため、観察に際して見やすい。また、複数台のカメラを用意する必要がないため、簡素な構成を採ることができる。
【００３４】
また、上述のように各平行平板１２７,１２８,１２９には、遮光部１３０が設けられている。これにより、カメラ１０６の撮像面１０６ａ上に形成される３つの観察位置ｚ１、ｚ２、ｚ３についての試料４の画像ｚ１ｉ、ｚ２ｉ、ｚ３ｉは、図３（ｂ）に示すように撮像面１０６ａ上で区切られることとなるため、互いに重なり合ってしまうことを防ぐことができる。
【００３５】
また、各反射部１１７,１１８の透過率を上述のように設定したことによって、第１結像系、第２結像系、及び第３結像系からカメラ１０６の撮像面１０６ａへそれぞれ導かれる蛍光の光量を均一にすることができる。したがって、カメラ１０６の撮像面１０６ａに形成される３つの観察位置ｚ１、ｚ２、ｚ３についての試料１０４の画像ｚ１ｉ、ｚ２ｉ、ｚ３ｉの明るさを均一にすることができる。
【００３６】
なお、光路分割光路長変更素子１１６は、上述のように３つの反射部１１７,１１８,１１９を備えたプリズム部１２０と、厚みの異なる平行平板１２７,１２８,１２９とから構成されている。しかしながら光路分割光路長変更素子１１６の構成はこれに限られず、プリズム部１２０と平行平板１２７,１２８,１２９を排除し、上記３つの反射部１１７,１１８,１１９のみで構成することもできる。３つの反射部１１７,１１８,１１９によって光路を３つに分割し、それぞれがカメラ１０６の撮像面１０６ａ上に試料１０４の像を結ぶように反射部１１７,１１８,１１９どうしの間隔を設定すれば、光路長の異なる第１結像系、第２結像系、及び第３結像系を形成することができる。
【００３７】
また、光路分割光路長変更素子１１６による光路の分割数は３つに限られず、ミラーおよび平行平板を減らすまたは増やすことで２つまたは４つ以上の光路を設け、光軸方向に異なる２つまたは４つ以上の観察位置についての試料像を同時に撮影可能な構成とすることもできる。
【００３８】
また、上述のように各平行平板１２７,１２８,１２９に遮光部１３０を設けることにより、カメラ１０６の撮像面１０６ａに形成される３つの試料像どうしが重なり合ってしまうことを防いでいる。しかしながらこれに限られず、照明部１０５の視野絞り１１０の位置に、前記遮光部１３０と同様の形状の遮光部を配置する構成とすることもできる。
【００３９】
また、上述のように各反射部１１７,１１８の透過率を設定することによってカメラ１０６の撮像面１０６ａに形成される３つの試料像の明るさを均一にしている。しかしながら各反射部１１７,１１８の透過率は上記設定に限られず、例えば通常のハーフミラーを用い、平行平板１２７,１２８,１２９の射出側に光量調整フィルタをそれぞれ配置する構成とすることで、試料像の明るさの均一化を図ることもできる。
【００４０】
また、タイムラプス観察のように、所定の場所を時系列的にカメラ１０６で撮影し、撮影した複数の二次元標本画像を含む時系列的な画像を一つのファイルとしてメモリ１１に記憶する。なお、ステージ面をＸ−Ｙ方向、光軸方向をＺ方向としている。また、顕微鏡１００で取得する画像は、タイムラプスに限らず、ＸＹ平面上の位置（Ｘ、Ｙ）座標の異なる所を取得することもでき、このときにも時系列的に複数枚の画像を撮影する。
【００４１】
ここで、観察位置ｚ１、ｚ２、ｚ３の位置は、顕微鏡１００の型式によって設定された値が使用される。例えば、図５に示す顕微鏡１００制御用プログラムの一例では、モニタ１２に表示されたアプリケーションの画面Ａにおける型式（ｍｏｄｅｌ）Ｂが、マルチーＺ  Ｐ４０（Ｂ１）で、対物レンズが４０倍Ｃ１の場合、観察位置のＺ方向への移動単位Ｚとして１．００μｍ（Ｄ）が設定される。この観察位置の移動単位Ｚは、形式Ｂ１、Ｂ２、および倍率Ｃ１、Ｃ２の選択で初期値（Ｅ）として設定されており、マウス１４で枠Ｄを指示すると、子画面Ｅで確認することが出来る。なお、枠Ｄには、ユーザが初期値とは異なる観察位置の移動単位Ｚを指定することも可能である。
【００４２】
観察位置の移動単位Ｚに基づき観察位置をずらし、例えば、図４（ａ）の観察位置ｚ１、ｚ２、ｚ３とずらして撮影される。顕微鏡１００は、図４（ａ）に示すように、ｚ１＝−１μｍ（前フォーカス）、ｚ２＝０μｍ（フォーカス）、ｚ３＝＋１μｍ（後フォーカス）のように、ｚ２を中心として±１μｍの観察位置の画像を同時にカメラ１０６で撮影し、図４（ｂ）に示す三枚の二次元標本画像ｚ１ｉ、ｚ２ｉ、ｚ３ｉを一枚の画像３０としてＰＣ１０に出力する。
【００４３】
このようにして同時に撮影された３箇所の二次元標本画像ｚ１ｉ、ｚ２ｉ、ｚ３ｉを含む一枚の画像３０は、タイムラプス等の撮影後、複数枚の画像３０が一つのファイル名Ｄａｔａ＿０１（図６参照）でメモリ１１に記憶されている。図６は、記憶された画像Ｄａｔａ＿０１の状態を模式的に示している。このように、３箇所の観察位置ｚ１、ｚ２、ｚ３の二次元標本画像ｚ１ｉ、ｚ２ｉ、ｚ３ｉを含む一枚の画像３０が複数（Ｄａｔａ＿００１〜Ｄａｔａ＿００ｎ）あるので、ユーザが例えば観察位置ｚ１の画像ｚ１ｉについてのみ時系列的な変化を観察したいと思っても、観察に不要な観察位置ｚ２、ｚ３の画像ｚ２ｉ、ｚ３ｉもそれぞれ一緒に表示され観察の邪魔になり、詳細な観察の妨げになる。
【００４４】
そこで、本実施の形態にかかる画像処理装置１では、観察位置ｚ１、ｚ２、ｚ３の画像ｚ１ｉ、ｚ２ｉ、ｚ３ｉを含む画像３０から、ユーザが指定した注目領域の二次元標本画像を切り出し、独立した画像として取り扱うことができるようにする。
【００４５】
以下、画像処理について図７のフローを参照しつつ説明する。図７は、画像処理装置１における画像処理フローを示す。
【００４６】
（ステップＳ１）
ユーザは、ＰＣ１０に搭載されている、３箇所の二次元標本画像ｚ１ｉ、ｚ２ｉ、ｚ３ｉを含む一枚の画像３０からそれぞれ注目領域の二次元標本画像を切り出し取得する画像抽出処理アプリケーションプログラム（以後、ＡＰと略記する）を起動する。
【００４７】
（ステップＳ２）
ユーザは、メモリ１１に記憶されている画像ファイル（Ｄａｔａ＿０１〜Ｄａｔａ＿ｎｎ）のうち、画像抽出処理を行う画像ファイルを指定する。ここでは、図６に示す画像ファイル（Ｄａｔａ＿０１）を例に説明する。
【００４８】
（ステップＳ３）
ユーザは、図６に示すように、３箇所の二次元標本画像ｚ１ｉ、ｚ２ｉ、ｚ３ｉのそれぞれで注目領域ｚ１ａ、ｚ２ａ、ｚ３ａをマウス１４を用いて指定する。このとき図６に示すように、ユーザは、ｚ１ｉ〜ｚ３ｉのそれぞれの画面で注目領域ｚ１ａ、ｚ２ａ、ｚ３ａを全て指定することも出来るし、注目領域ｚ１ａ、ｚ２ａ、ｚ３ａのいずれかを指定することも出来る。注目領域ｚ１ａ、ｚ２ａ、ｚ３ａを一度に指定したときには、３箇所の注目領域を同時に抽出処理することが出来る。抽出後の領域サイズは、画像抽出処理後でも変更することが出来るが、いずれの時点でも注目領域ｚ１ａ、ｚ２ａ、ｚ３ａの抽出後の画像は、同じ領域サイズにＡＰで自動設定される。なお、基準サイズは、ユーザがｚ１ａ、ｚ２ａ、ｚ３ａのいずれかを指定しても良いし、ＡＰで自動的（例えば、ｚ１ａ基準）に初期設定するようにもできる。また、注目領域ｚ１ａ、ｚ２ａ、ｚ３ａは、図６に示すように同じ（Ｘ，Ｙ）座標位置の領域を選択することも出来るし、別の（Ｘ，Ｙ）座標位置の領域を選択することも出来る。また、ユーザは一つの二次元標本画像ｚ１ｉ中で複数の注目領域（例えば、ｚ１ａ〜ｚ３ａ）を指定することも出来る。
【００４９】
（ステップＳ４）
ユーザは、図６に示す一枚の画像３０の（例えば、Ｄａｔａ＿００１）の３箇所の二次元標本画像ｚ１ｉ、ｚ２ｉ、ｚ３ｉから前フォーカス画像を指定する。以下の説明では、画像ｚ１ｉを前フォーカス画像として説明するが、ｚ３ｉが前フォーカス画像の場合も同様である。これは、顕微鏡１００で画像を取得する際の画像取得用光学系の設定によって前フォーカスが画像ｚ１ｉあるいは画像ｚ３ｉに変わる可能性がある。前フォーカス画像を指定することで画像の前後関係を指定することが出来る。前フォーカス画像の指定は、ＡＰ画面の不図示のボタンを指定することで行われ、抽出した画像ファイル（例えば、Ｄａｔａ＿ｚ１ａ等）中に条件情報として記憶される。
【００５０】
（ステップＳ５）
ユーザは、各注目領域指定設定を行ったのち注目領域画像抽出開始ボタン（不図示）をクリックすることで、ＡＰは二次元標本画像ｚ１ｉ、ｚ２ｉ、ｚ３ｉから注目領域ｚ１ａ、ｚ２ａ、ｚ３ａの画像ｚ１ａｉ、ｚ２ａｉ、ｚ３ａｉの抽出処理を開始する。
【００５１】
（ステップＳ６）
ＡＰは抽出処理が終了したのち、それぞれの抽出画像ファイルをメモリ１１に記憶する。ここで、抽出処理後の画像ファイルとして例えば以下の二種類が挙げられる。
【００５２】
一つは図８に示すような注目位置ｚ１ａ、ｚ２ａ、ｚ３ａそれぞれの画像ｚ１ａｉ、ｚ２ａｉ、ｚ３ａｉを一つの単位としてまとめた画像ファイル（Ｄａｔａ＿ｚ１ａ〜ｚ３ａ）を形成する。例えば、注目領域ｚ１ａの抽出画像ｚ１ａｉみの画像ファイルＤａｔａ＿ｚ１ａは、図６に示す画像データ（Ｄａｔａ＿００１〜Ｄａｔａ＿００ｎ）の注目領域ｚ１ａに対応する画像を抽出した画像ｚ１ａｉを時系列的に並べたものである。同様にＤａｔａ＿ｚ２ａは注目領域ｚ２ａに対応する画像ｚ２ａｉを抽出した画像（Ｄａｔａ＿００１２〜Ｄａｔａ＿００ｎ２）を、Ｄａｔａ＿ｚ３ａは注目領域ｚ３ａに対応する画像ｚ３ａｉを抽出した画像（Ｄａｔａ＿００１３〜Ｄａｔａ＿００ｎ３）をそれぞれ時系列的に並べたものである。よって、Ｄａｔａ＿ｚ１ａ、Ｄａｔａ＿ｚ２ａ、Ｄａｔａ＿ｚ３ａは、前フォーカス、フォーカス、後フォーカス毎に二次元標本画像ｚ１ａｉ、ｚ２ａｉ、ｚ３ａｉがそれぞれ切り出されて時系列的に並べられた画像ファイルが形成されたことになる。
【００５３】
このように抽出した画像ファイルは、例えば観察位置ｚ１の時系列画像ｚ１ａｉが得られるので、他のＡＰを使用して観察位置ｚ１に注目して画像ｚ１ａｉの経時的変化をモニタ１２で観察することが可能になる。また、モニタ１２上にデータの００１１〜００１ｎの各画像ｚ１ａｉを二次元的に配列してユーザが観察することができる。
【００５４】
他の一つは、図９に示すように、３箇所の二次元標本画像ｚ１ｉ、ｚ２ｉ、ｚ３ｉの注目領域ｚ１ａ、ｚ２ａ，ｚ３ａから抽出した画像ｚ１ａｉ、ｚ２ａｉ、ｚ３ａｉを一区切りにし、時系列的にＤａｔａ＿００１１（画像ｚ１ａｉ）〜Ｄａｔａ＿００ｎ３（画像ｚ３ａｉ）までを順に並べて記憶する（図９中のＺｓｔａｃｋ参照）。ファイル構造としては、順にＤａｔａ＿００１の注目領域画像（Ｄａｔａ＿００１１（画像ｚ１ａｉ）〜Ｄａｔａ＿００１３（画像ｚ３ａｉ））、Ｄａｔａ＿００２の注目領域画像（Ｄａｔａ＿００２１（画像ｚ１ａｉ）〜Ｄａｔａ＿００２３（画像ｚ３ａｉ））・・・Ｄａｔａ＿００ｎの注目領域画像（Ｄａｔａ＿００ｎ１（画像ｚ１ａｉ）〜Ｄａｔａ＿００ｎ３（画像ｚ３ａｉ））の順にメモリに記憶する。
【００５５】
例えば、元のファイルのＤａｔａ＿００１では、観察位置ｚ１＝−１μｍ、観察位置ｚ２＝０μｍ、観察位置ｚ３＝＋１μｍの注目領域画像ｚ１ａｉ〜ｚ３ａｉ（Ｚ＝０±１μｍの画像）、Ｄａｔａ＿００２では、観察位置ｚ１＝＋２μｍ、観察位置ｚ２＝＋３μｍ、観察位置ｚ３＝＋４μｍの注目領域画像ｚ１ａｉ〜ｚ３ａｉ（Ｚ＝３±１μｍの画像）と、順次観察位置ｚ２（フォーカス）位置を＋３μｍづつ変化させて顕微鏡１００のＣＣＤ１０６で画像を取得した３箇所の二次元画像３０を上記処理で注目領域画像ｚ１ａｉ〜ｚ３ａｉを抽出した画像ファイルは、ちょうどＺ方向に１μｍ間隔で画像を取得した状態（Ｚ＝−１、０、＋１、＋２、＋３、＋４μｍ・・・）に整列させることが出来る。この結果、公知の画像処理手段により三次元的な標本像を構築するデータとして使用することが可能になる。
【００５６】
（変形例）
次に、本実施の形態の変形例について図１０に基づき説明する。図１０は、３箇所の二次元標本画像ｚ１ｉ〜ｚ３ｉを含む画像３０が傾いて取得された図を示す。図１１は傾きが補正された後の画像３０の図を示す。
【００５７】
図１０に示すように、顕微鏡１００のカメラ１０６で取得した画像が光学系の傾きなどの原因によって傾いてしまったとき、本実施の形態にかかる画像処理装置１では、傾きを補正して注目領域画像ｚ１ａｉ〜ｚ３ａｉの抽出を実行することが出来る。
【００５８】
傾き補正は、図７のステップＳ３の注目領域指定において指定領域ｚ１ａからｚ３ａを指定するとき、本来観察位置ｚ１〜ｚ３の範囲内では標本の（Ｘ、Ｙ）座標の中心位置がほとんど変化していないはずの標本像を含むように指定する。ＡＰは、指定された領域内の中心位置を各注目領域ｚ１ａ〜ｚ３ａから計算する。計算は、カメラ１０６の画素位置（ｍ、ｎ）を使って求める。例えば、ｚ１ａでは（ｍ１、ｎ１）、ｚ２ａでは（ｍ２、ｎ２）、ｚ３ａでは（ｍ３、ｎ３）と求められたとき、画像３０に傾きが無いときには、ｎ１、ｎ２、ｎ３の値はほぼ同じ値付近にあるのに対して、画像３０の傾きが大きい時の傾き角度θは、
θ＝ｔａｎ−１（（（ｎ３−ｎ１）×Ｌｎ）／（（ｍ３−ｍ１）×Ｌｍ）））
から求められる。ただし、Ｌｍ、Ｌｎは画素ピッチである。
【００５９】
この角度θが閾値角度より大きい場合に、ＡＰは画像３０の角度を−θ回転する処理を行うことで傾き補正し、図１１に示す傾きを補正した画像３０を得ることが出来る。傾きを補正した後の処理は、図７のステップＳ４以降の処理を行うことで、前述と同様のことが行える。
【００６０】
このように、ＡＰが傾き補正処理ルーチンを有することで、取得した画像３０に傾きがある場合でも画像の補正、注目領域の抽出を行うことが出来る。
【００６１】
以上述べたように、実施の形態によれば、一画面に光軸方向の異なる複数の二次元標本画像を有する画像から、注目領域の各二次元標本画像をそれぞれ個別のファイルとして再構築する画像処理装置、画像処理方法、プログラムを提供することができる。
また、一画面に光軸方向の異なる複数の二次元標本像を有する画像の傾きを補正することが出来る。
【符号の説明】
【００６２】
１      画像処理装置
１０    コンピュータ（ＰＣ）
１１    記憶装置（メモリ）
１２    表示装置（モニタ）
１３    入力装置（キーボード）
１４    指示装置（マウス）
１５    画像処理部
１６    ＣＰＵ
２１    カバーガラス
２２    標本
２３    対物レンズ
３０    画像
１００  顕微鏡
１０２  顕微鏡本体部
１０４  試料
１０５  照明部
１０６  カメラ
１０７  結像部
１１２  対物レンズ
１１５  結像レンズ
１１６  光路分割光路長変更素子
１１７  反射部
１２７,１２８,１２９  平行平板
１３８，１３９  平行平板部
ｚ１、ｚ２、ｚ３  観察位置
ｚ１ｉ、ｚ２ｉ、ｚ３ｉ  二次元画像
ｚ１ａ、ｚ２ａ、ｚ３ａ  注目領域
ｚ１ａｉ、ｚ２ａｉ、ｚ３ａｉ  抽出画像
【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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