(57)【要約】【課題】複数の画像間において同じ測定対象に由来するスポットの体積の比較を目視により行う。【解決手段】画像処理装置は、測定対象を表すスポットを有する複数の画像間において対応付けられているスポットを複数の画像間において比較するための画像処理装置であって、スポットの位置、スポットの広がり、及びスポットの体積に基づいて、複数の画像間においてスポットの位置及びスポットの広がりが一致するように、且つ、再構築前後においてスポットの体積が一致するように、スポットを再構築し、再構築したスポットを有する再構築画像を生成する再構築画像生成部を備える。【選択図】図１
2014071104.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象を表すスポットを有する複数の画像間において対応付けられている前記スポットを前記複数の画像間において比較するための画像処理装置であって、
スポットの位置、スポットの広がり、及びスポットの体積に基づいて、前記複数の画像間において前記スポットの位置及び前記スポットの広がりが一致するように、且つ、再構築前後において前記スポットの体積が一致するように、前記スポットを再構築し、再構築した前記スポットを有する再構築画像を生成する再構築画像生成部
を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記スポットの広がりは、スポットの半値幅に基づいた値である
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】
測定対象を表すスポットを有する複数の画像間において対応付けられている前記スポットを前記複数の画像間において比較するための画像処理装置が実行する画像処理方法であって、
スポットの位置、スポットの広がり、及びスポットの体積に基づいて、前記複数の画像間において前記スポットの位置及び前記スポットの広がりが一致するように、且つ、再構築前後において前記スポットの体積が一致するように、前記スポットを再構築し、再構築した前記スポットを有する再構築画像を生成する再構築画像生成手順
を含むことを特徴とする画像処理方法。
【請求項４】
測定対象を表すスポットを有する複数の画像間において対応付けられている前記スポットを前記複数の画像間において比較するための画像処理装置のコンピュータに、
スポットの位置、スポットの広がり、及びスポットの体積に基づいて、前記複数の画像間において前記スポットの位置及び前記スポットの広がりが一致するように、且つ、再構築前後において前記スポットの体積が一致するように、前記スポットを再構築し、再構築した前記スポットを有する再構築画像を生成する再構築画像生成手順
を実行させるための画像処理プログラム。
【請求項５】
請求項４に記載の画像処理プログラムを記録したコンピュータが読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置、画像処理方法、画像処理プログラム、及び記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、複数のタンパク質が混在する試料を、高精度で分離、及び検出する方法が重要視されている。例えば、タンパク質の分離検出方法として、二次元電気泳動が、広く利用されている。この二次元電気泳動で分離されたタンパク質は、デジタル画像上で蛍光領域、又は染色領域（以下、スポットという）として観察され、タンパク質の量は、スポットの積分値である体積に対応している。複数の試料、例えば、正常細胞からの試料とがん細胞からの試料をそれぞれ二次元電気泳動させて撮影した二次元電気泳動画像間において、同じタンパク質に由来するスポットのスポット体積を比較することにより、がんに関連したタンパク質、すなわちマーカータンパク質を発見することも行われている。
【０００３】
このような二次元電気泳動画像間において、２枚の画像を重ね合わせて表示させることにより、スポット体積の比較を目視で行う技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。特許文献１に記載の技術では、第１の画像のスポットと第２の画像のスポットとが重なり合う部分において、第１色に着色した第１の画像のスポットを構成するピクセルの輝度値と、第１色とは異なる第２色に着色した第２の画像のスポットを構成するピクセルの輝度値とを比較する。特許文献１に記載の技術では、比較した輝度値が異なる場合には輝度値が高い方の色を優先させて表示させ、輝度値が同じ場合には第１色と第２色とを重ね合わせて表示させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２９３０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
二次元電気泳動画像において、同じ測定対象（タンパク質など）に由来するスポットは、理想的には二次元電気泳動ごとに同じ位置に配置されるはずである。しかしながら、現実には、ゲルの柔軟性や実験ごとのばらつきのために、同じ測定対象に由来するスポットは、複数の画像間において同じ位置に配置されない場合がある。そのため、特許文献１に記載の技術では、例えば、複数の画像間において同じ測定対象に由来するスポットの位置が異なっている場合に、重ね合わせ画像において同じ測定対象に由来するスポットが重なり合わない、もしくはずれて重なり合う、といったことが発生することがある。
このように、特許文献１に記載の技術では、例えば、複数の画像間において同じ測定対象に由来するスポットの位置が異なっている場合に、同じ測定対象に由来するスポットの体積（スポット体積）の比較を目視により行うことは困難であった。
【０００６】
本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、複数の画像間において同じ測定対象に由来するスポットの体積の比較を目視により行うことができる画像処理装置、画像処理方法、画像処理プログラム、及び記録媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）上記問題を解決するために、本発明の一態様は、測定対象を表すスポットを有する複数の画像間において対応付けられている前記スポットを前記複数の画像間において比較するための画像処理装置であって、スポットの位置、スポットの広がり、及びスポットの体積に基づいて、前記複数の画像間において前記スポットの位置及び前記スポットの広がりが一致するように、且つ、再構築前後において前記スポットの体積が一致するように、前記スポットを再構築し、再構築した前記スポットを有する再構築画像を生成する再構築画像生成部を備えることを特徴とする画像処理装置である。
【０００８】
（２）また、本発明の一態様は、上記の画像処理装置において、前記スポットの広がりは、スポットの半値幅に基づいた値であることを特徴とする。
【０００９】
（３）また、本発明の一態様は、測定対象を表すスポットを有する複数の画像間において対応付けられている前記スポットを前記複数の画像間において比較するための画像処理装置が実行する画像処理方法であって、スポットの位置、スポットの広がり、及びスポットの体積に基づいて、前記複数の画像間において前記スポットの位置及び前記スポットの広がりが一致するように、且つ、再構築前後において前記スポットの体積が一致するように、前記スポットを再構築し、再構築した前記スポットを有する再構築画像を生成する再構築画像生成手順を含むことを特徴とする画像処理方法である。
【００１０】
（４）また、本発明の一態様は、測定対象を表すスポットを有する複数の画像間において対応付けられている前記スポットを前記複数の画像間において比較するための画像処理装置のコンピュータに、スポットの位置、スポットの広がり、及びスポットの体積に基づいて、前記複数の画像間において前記スポットの位置及び前記スポットの広がりが一致するように、且つ、再構築前後において前記スポットの体積が一致するように、前記スポットを再構築し、再構築した前記スポットを有する再構築画像を生成する再構築画像生成手順を実行させるための画像処理プログラムである。
【００１１】
（５）また、本発明の一態様は、上記に記載の画像処理プログラムを記録したコンピュータに読み取り可能な記録媒体である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、画像処理装置についての複数の画像間において同じ測定対象に由来するスポットの体積の比較を目視により行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像処理装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】複数のタンパク質を含む試料を二次元電気泳動したものを撮影して得られた泳動結果である二次元電気泳動画像の一例を示す図である。
【図３】スポット情報を検出する一例を説明するための図である。
【図４】本実施形態における画像処理装置による画像処理方法の一例を示すフローチャートである。
【図５】本実施形態における画像処理装置による再構築画像の生成処理の一例を示すフローチャートである。
【図６】ガウス関数によりモデル化されたスポットの一例を示す図である。
【図７】スポットを複数に分割する際の一分割例を示す図である。
【図８】スポットを複数に分割する際の別の一分割例を示す図である。
【図９】本実施形態における再構築前の画像の一例を示す図である。
【図１０】本実施形態における再構築画像の一例を示す図である。
【図１１】本実施形態における再構築画像を重ね合わせた画像の一例を説明する図である。
【図１２】二次元電気泳動画像の一例を説明する図である。
【図１３】再構築していない二次元電気泳動画像を重ね合わせた画像の一例を示す図である。
【図１４】本実施形態における画像処理装置により再構築した二次元電気泳動画像の一例を説明する図である。
【図１５】本実施形態における画像処理装置により再構築した二次元電気泳動画像を重ね合わせた画像の一例を示す図である。
【図１６】本実施形態における画像処理装置の重ね合わせ画像の生成処理の一例を示すフローチャートである。
【図１７】本実施形態における画像処理装置の重ね合わせ画像の生成処理の一例を説明する図である。
【図１８】本実施形態における画像処理装置による処理結果の出力例を示す図である。
【図１９】本実施形態における画像処理装置による処理結果の他の出力例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態による画像処理装置について図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態による画像処理装置１００の一例を示す概略ブロック図である。
図１において、画像処理装置１００は、制御部１１０と、入力部１２０と、データ処理部１３０と、記憶部１４０と、外部記憶部１５０と、出力部１６０とを備えている。なお、この図において、制御部１１０から制御対象の各部に至る制御信号の流れを示す矢印は、図面を見易くするため図示を省略している。
【００１５】
なお、本実施形態では、一例として、画像処理装置１００は、外部検出装置２００と接続されている。ここで、画像処理装置１００と、外部検出装置２００とは、解析装置１に対応する。
本実施形態において、解析装置１は、測定データとして、二次元電気泳動の泳動結果の測定データ（以下、二次元電気泳動画像の画像データという）を検出し、検出した二次元電気泳動画像の画像データ間において対応するスポットを比較するための画像処理を実行する。
【００１６】
外部検出装置２００は、測定データを測定する装置であり、例えば、電気泳動装置である。なお、電気泳動、及び二次元電気泳動画像の詳細については、後述する。外部検出装置２００は、スポットを含む測定データを測定し、測定した測定データを後述する画像処理装置１００の外部記憶部１５０に記憶させる。
【００１７】
画像処理装置１００は、測定対象の存在を示すスポットを含む測定データ間において、対応するスポットの位置、及びスポットの広がりが一致するように、且つ、再構築前のスポットの体積と再構築後のスポットの体積とが同じになるように、各測定データに含まれるスポットを再構築する。画像処理装置１００は、再構築したスポットを含むデータ（例えば、再構築画像）を重ね合わせた画像を生成して出力する。すなわち、画像処理装置１００は、測定対象を表すスポットを有する複数の画像間において対応付けられているスポットを複数の画像間において比較するための装置である。本実施形態において、画像処理装置１００は、二次元の測定データとして、二次元電気泳動画像の画像データを用いた場合の一例を説明する。
ここで、測定データから検出される測定対象は、例えば、タンパク質であり、スポットとは、二次元の測定データである画像内においてピーク値を含む一定の領域を示す概念であり、例えば、二次元電気泳動画像の画像データにおいて、タンパク質を示すデジタル画像上の蛍光領域、又は染色領域のことである。また、「対応するスポット」とは、同じ測定対象（ここではタンパク質）の存在を測定データにおいて表わす部分である。
【００１８】
制御部１１０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などであり、画像処理装置１００が備える各部を統括的に制御する。
【００１９】
入力部１２０は、自装置の外部から入力される情報を取得する。入力部１２０は、例えば、自装置を操作するユーザからの指示を入力するキーボード、又はポインティングデバイスである。入力部１２０は、キーボードやポインティングデバイス等を利用してユーザにより入力された画像処理を指示する実行指示情報を取得する。
入力部１２０は、例えば、ユーザの入力による処理の実行指示情報を取得した場合に、取得した実行指示情報を、制御部１１０、外部記憶部１５０、及び再構築画像生成部１３１に出力する。
【００２０】
外部記憶部１５０は、例えば、情報を長期的に記憶するハードディスクドライブ（ＨＤＤ）である。この外部記憶部１５０は、外部から入力された情報を記憶するものである。本実施形態において、複数のタンパク質を含む試料に対して二次元電気泳動を行い得られた泳動結果である二次元電気泳動画像の画像データは、外部検出装置２００によって検出され、外部記憶部１５０に記憶される。また、本実施形態において、外部記憶部１５０は、複数枚の二次元電気泳動画像の画像データを記憶している。
【００２１】
また、外部記憶部１５０は、各二次元電気泳動画像に含まれるスポットに関するスポット情報を、各二次元電気泳動画像の画像データに対応付けて記憶している。このスポット情報は、例えば、スポット識別情報と、二次元電気泳動画像における各スポットの位置を示すスポット位置と、スポットの広がりを示すスポット半値半幅と、スポットの体積を示すスポット体積（と、を含んでいる。ここで、スポット識別情報とは、二次元電気泳動画像の画像データから検出された各スポットを識別するための情報である。なお、以下、スポットの体積をスポット体積と記載して実施形態を説明する。
【００２２】
さらに、外部記憶部１５０は、二次元電気泳動画像に含まれるスポットの対応付け情報（以下、スポット対応付け情報という）を、二次元電気泳動画像の画像データに対応付けて記憶している。このスポット対応付け情報とは、二次元電気泳動画像内のスポットのスポット識別情報と他の二次元電気泳動画像内のスポットのスポット識別情報とを対応付けた情報である。スポット対応付け情報により対応付けられたスポットを以下、対応付けられたスポット、と呼ぶ。
なお、本実施形態において、スポット情報、及びスポット対応付け情報は、外部検出装置２００によって、二次元電気泳動画像の画像データに基づいて生成される。
また、外部記憶部１５０は、入力部１２０から出力された実行指示情報に基づいて、例えば、記憶している複数の二次元電気泳動画像の画像データのうちの２枚の画像データ、スポット情報、及びスポット対応付け情報を記憶部１４０に出力する。
【００２３】
記憶部１４０は、例えば、情報を一時的に記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）である。記憶部１４０は、データ格納部１４１と、再構築画像格納部１４２とを備えている。
データ格納部１４１は、外部記憶部１５０から出力された２枚の画像データ（二次元電気泳動画像の画像データ）、スポット情報、及びスポット対応付け情報を一時的に格納（記憶）する。
再構築画像格納部１４２は、後述する再構築画像生成部１３１が、再構築した再構築画像（後述する基準画像及びスレーブ画像を再構築した再構築画像）の画像データを一時的に格納（記憶）する。
【００２４】
データ処理部１３０は、記憶部１４０から二次元電気泳動画像の画像データと二次元電気泳動画像に含まれるスポットのスポット情報とスポットの対応付け情報とを読み出し、読み出したデータに基づいて再構築したスポットを含む再構築画像を生成する。さらに、データ処理部１３０は、再構築画像を重ね合わせた重ね合わせ画像を生成する。そして、データ処理部１３０は、生成した重ね合わせ画像を出力部１６０に出力する。
また、データ処理部１３０は、再構築画像生成部１３１と、重ね合わせ画像生成部１３２とを備えている。
【００２５】
再構築画像生成部１３１は、スポットの位置、スポットの広がり、及びスポット体積に基づいて、スポットを再構築し、再構築したスポットを有する再構築画像を生成する。ここで、スポットの広がりは、例えば、スポットの半値幅に基づいた値である。再構築画像生成部１３１は、例えば、複数（例えば、２枚）の画像間においてスポットの位置及びスポットの広がりが一致するように、且つ、再構築前後においてスポット体積が一致するように、スポットを再構築し、再構築したスポットを有する再構築画像を生成する。
【００２６】
具体的に、再構築画像生成部１３１は、入力部１２０出力された実行指示情報に基づいて、データ格納部１４１から２枚の二次元電気泳動画像の画像データ、スポット情報、及びスポット対応付け情報を読み出す。再構築画像生成部１３１は、読み出した２枚の二次元電気泳動画像の画像データ、スポット情報、及びスポット対応付け情報に基づいて、スポットの形状をモデル化したモデル関数を構築する。本実施形態では、２枚の二次元電気泳動画像の画像データは、例えば、基準画像と、スレーブ画像である。再構築画像生成部１３１は、このモデル関数に基づいて、各二次元電気泳動画像の画像データのスポットを再構築し、再構築したスポットを有する再構築画像を生成する。なお、再構築画像生成部１３１は、例えば、スポットが対応付けられた２枚の画像間において、画像サイズが等しい再構築画像を生成する。再構築画像生成部１３１は、生成した再構築画像の画像データを再構築画像格納部１４２に格納（記憶）させる。また、再構築画像生成部１３１は、再構築画像の生成処理が終了したことを示す情報を、重ね合わせ画像生成部１３２に出力する。
【００２７】
重ね合わせ画像生成部１３２は、再構築画像格納部１４２から基準画像の再構築画像の画像データとスレーブ画像の再構築画像の画像データを読み出し、読み出した２枚の再構築画像を重ね合わせた重ね合わせ画像を生成する。重ね合わせ画像生成部１３２は、生成した重ね合わせ画像を出力部１６０に出力する。なお、重ね合わせ画像生成部１３２による重ね合わせ画像の生成の詳細については、後述する。
【００２８】
出力部１６０は、データ処理部１３０の処理結果を外部に出力する。出力部１６０は、例えば、重ね合わせ画像を表示する表示装置、重ね合わせ画像を印刷する印刷装置等である。本実施形態では、出力部１６０は、一例として、表示装置である場合について説明する。
【００２９】
次に、本実施形態における解析装置１及び画像処理装置１００の動作について説明する。
まず、外部検出装置２００による二次元電気泳動に基づく検出（測定）処理について説明する。
ここで、二次元電気泳動とは、タンパク質の電気的な性質を利用して二次元に分離する手法である。この二次元電気泳動は、タンパク質を電荷に依存して分離する等電点電気泳動と、分子量に依存して分離するドデシル硫酸ナトリウム−ポリアクリルアミドゲル電気泳動（ＳＤＳ−ＰＡＧＥ）との２つの電気泳動から構成される。二次元電気泳動は、一度に多くのタンパク質を分離し、網羅的に解析することが可能であるため、プロテオーム解析において広く利用されている。なお、プロテオームとは、特定の細胞、器官、及び臓器の中で生産されているタンパク質全体のことである。
【００３０】
二次元電気泳動において、まず、一次元目では、等電点電気泳動ゲルを用いてタンパク質を等電点で分離する等電点電気泳動が行われる。この等電点電気泳動は、１次元目方向への分離であり、一定のｐＨ勾配を有する等電点電気泳動ゲルを用いている。外部検出装置２００は、この等電点電気泳動において、当該ゲルの両端に電圧を印加した際に、各タンパク質全体の電荷平均が０（等電点）となるｐＨである等電点まで当該タンパク質が移動する性質を利用して、各タンパク質をその等電点により分離する。
【００３１】
また、二次元目では、ドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）を含むポリアクリルアミドゲルを用いてタンパク質を分子量で分離するＳＤＳ−ポリアクリルアミドゲル電気泳動（ＳＤＳ−ＰＡＧＥ）が行われる。このＳＤＳ−ＰＡＧＥは、二次元目方向への分離であり、陰イオン性界面活性剤の一種であるドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）を用いている。このＳＤＳは、強い負電荷を持つ分子であり、ポリペプチド鎖と複合体を形成する。外部検出装置２００は、このＳＤＳ−ＰＡＧＥにおいて、多孔性を有するポリアクリルアミドゲル（ＰＡＧＥ）に電圧を印加した際の、ＳＤＳ−タンパク質複合体が当該ゲル中を移動する移動速度によって、各タンパク質をその分子量により分離する。
【００３２】
なお、一次元目分離方向と二次元目の分離方向とは、互いに直交している。これによって、一次元目方向と二次元目方向とに分離したタンパク質の分離パターンが得られる。電気泳動ゲル上で分離されたタンパク質は、クーマシーブリリアントブルー（ＣＢＢ）等の染色色素、又は蛍光色素等によって染色される。外部検出装置２００は、染色された電気泳動ゲルを、カメラ又はスキャナ等の画像読取装置（不図示）により撮像してデジタル画像化する。外部検出装置２００は、このデジタル画像化された画像を二次元電気泳動画像として生成する。
【００３３】
上述したように二次元電気泳動で分離されたタンパク質は、二次元電気泳動画像上で蛍光領域、又は染色領域として観察される。この蛍光領域、又は染色領域のことを上述したスポットと呼んでいる。
図２は、複数のタンパク質を含むサンプルを二次元電気泳動して得られた二次元電気泳動画像の一例である。この図において、画像Ｇ１は、二次元電気泳動して得られた二次元電気泳動画像を示している。また、Ｘ軸は等電点を示し、Ｙ軸は分子量を示している。画像Ｇ１において、等電点はＸ軸の正方向にいくほど高く、すなわちＸ軸の正方向にいくほどｐＨが高くなり、分子量はＹ軸の正方向にいくほど大きくなる。
【００３４】
図２に示すように、得られた二次元電気泳動画像（画像Ｇ１）では、タンパク質が一次元目方向（図中のＸ軸方向）に等電点の違いによって分離しており、二次元目方向（図中のＹ軸方向）に分子量の違いによって分離している。ここで、二次元電気泳動画像上の黒い斑点で表される複数のスポットは、それぞれ種類の異なるタンパク質を表している。
【００３５】
次に、二次元電気泳動画像に含まれるスポットの位置、スポット体積、及びスポットの広がりについて、図３を例に説明する。ここで、二次元電気泳動画像の画像データは、ピクセルを長さの単位とするデータであって、ピクセル毎に画像の色や明るさの濃度を示す濃度値（すなわち画素値（あるいは輝度値））によって示される情報である。すなわち、二次元電気泳動画像の画像データは、画像を構成するピクセルごとに色の濃淡を示す濃度値の高い部分を、スポットとして示している。
【００３６】
図３は、二次元電気泳動画像に含まれるあるスポットの断面図の一例である。
この図において、波形ＳＰ１は、スポットの断面を示している。また、縦軸は濃度値を示し、横軸は図２に示されたＸ軸又はＹ軸を示している。なお、横軸における単位は、ピクセルである。また、点Ｐ１は、スポット（波形ＳＰ１）のピーク位置を示し、点Ｐ２は、濃度値のピーク値の半値に対応する位置を示している。
ここで、スポットの位置とは、図３に示すスポット（波形ＳＰ１）において、スポットのピーク位置（Ｐ１）の座標ｘ０（又はｙ０）である。
また、スポットの広がりとは、図３に示すスポット（波形ＳＰ１）において、スポットの半値半幅Ｌ１である。半値半幅とは、濃度値のピークの半値を算出し、そのピークの半値に対応する位置（Ｐ２）の座標からピーク位置（Ｐ１）の座標までのスポットの幅（例えば、幅Ｌ１）である。したがって、半値半幅は、図３において、ピーク位置（座標ｘ０（又は座標ｙ０））からＸ軸又はＹ軸が小さくなる方向、及び大きくなる方向の２通り存在する。図３においては、ピーク位置からＸ軸又はＹ軸が大きくなる方向の半値半幅（幅Ｌ１）のみ図示している。
また、スポット体積とは、図３に示すスポット（波形ＳＰ１）において、濃度値のピークの半値のときの幅の内部の領域（幅Ｌ２）をスポット領域とした場合に、このスポット領域に含まれるピクセルの濃度値の和を体積とする。
【００３７】
［再構築画像・重ね合わせ画像生成処理の一例］
次に、画像処理装置１００が、二次元電気泳動画像の再構築画像を生成し、これら再構築画像を重ね合わせた重ね合わせ画像を生成するする処理の処理フローの一例について、図４を参照して、以下説明する。
図４は、本実施形態における画像処理装置１００が、二次元電気泳動画像の再構築画像を生成し、これら再構築画像を重ね合わせた重ね合わせ画像を生成するまでの流れを示すフローチャートである。
【００３８】
図４において、まず、入力部１２０は、ユーザからの操作、又は入力に基づいて、再構築画像・重ね合わせ画像生成処理の実行指示を出力する（ステップＳ１０１）。すなわち、ユーザは、外部記憶部１５０に格納されている二次元電気泳動画像の画像データの中から２枚の画像データを、入力部１２０を介して選択する。さらに、ユーザは、入力部１２０を介して、二次元電気泳動画像の再構築画像を生成し、重ね合わせ画像を生成する処理（再構築画像・重ね合わせ画像生成処理）の実行指示を指示する。入力部１２０は、ユーザによって入力されたこの実行指示情報を制御部１１０、データ処理部１３０、及び外部記憶部１５０に出力する。
【００３９】
外部記憶部１５０は、入力部１２０から実行指示に基づいて、自身が保持している二次元電気泳動画像の画像データの中からユーザが選択された２枚の画像の画像データ、スポット情報、及びスポット対応付け情報を記憶部１４０のデータ格納部１４１に出力する。そして、データ格納部１４１は、外部記憶部１５０から出力された２枚の二次元電気泳動画像の画像データとスポット情報とスポット対応付け情報とを格納する。
【００４０】
次に、データ処理部１３０の再構築画像生成部１３１は、入力部１２０から出力された実行指示情報に基づいて、データ格納部１４１から２枚の二次元電気泳動画像の画像データと、スポット情報と、スポット対応付け情報とを読み込む（ステップＳ１０２）。
【００４１】
次に、再構築画像生成部１３１は、読み込んだ２枚の二次元電気泳動画像の画像データの中から基準画像の画像データを選択する（ステップＳ１０３）。本実施形態において、再構築画像生成部１３１は、２枚の二次元電気泳動画像の画像データのうち、そのスポット情報に含まれるスポット識別情報の数が最も多い画像を基準画像の画像データとして選択する。つまり、再構築画像生成部１３１は、最も多くのスポットを含む二次元電気泳動画像の画像データを、基準画像として選択する。なお、２枚の二次元電気泳動画像の画像データにおいて含まれるスポット数が同じ場合、再構築画像生成部１３１は、これらの二次元電気泳動画像の中から任意の画像を選択する。
【００４２】
なお、この再構築画像生成部１３１は、入力部１２０を介してユーザから入力される指示に基づいて、ユーザが指定した二次元電気泳動画像の画像データを、基準画像の画像データとして選択するものであってもよい。また、制御部１１０が予め決められた条件を満たす二次元電気泳動画像の画像データを基準画像の画像データとして選択するように、再構築画像生成部１３１を制御するものであってもよい。
【００４３】
次に、再構築画像生成部１３１は、二次元電気泳動画像の画像データに含まれるスポットを再構築し、これら再構築したスポットを含む再構築画像を生成する（ステップＳ１０４）。なお、再構築画像生成部１３１による再構築画像の生成の詳細については、図５を参照して、後述する。
【００４４】
ここで再構築画像の生成について簡単に説明すると、再構築画像生成部１３１は、選択した基準画像と基準画像以外の画像（以下、スレーブ画像という）の２枚の二次元電気泳動画像の画像データに含まれるスポットについて、スポット対応付け情報から対応付けられたスポットの情報を取得する。再構築画像生成部１３１は、対応付けられたスポットが同じ位置になるようにスポットを再構築する。また、再構築画像生成部１３１は、対応付けられたスポット同士でスポットの広がりが同じになるように、スポットを再構築する。また、再構築画像生成部１３１は、同じスポットにおいて、再構築前のスポット体積と、再構築後のスポット体積とが同じになるように、スポットを再構築する。そして、再構築画像生成部１３１は、このようにして構築された再構築スポットを含む再構築画像を生成する。
また、再構築画像生成部１３１は、基準画像とスレーブ画像の生成した再構築画像の画像データを、再構築画像格納部１４２に格納し、その後、再構築画像の生成処理が終了したことを示す情報を、重ね合わせ画像生成部１３２に出力する。
【００４５】
次に、重ね合わせ画像生成部１３２は、重ね合わせ画像を生成する（ステップＳ１０５）。すなわち、重ね合わせ画像生成部１３２は、再構築画像生成部１３１から出力された再構築画像の生成処理が終了したことを示す情報に基づいて、基準画像の再構築画像の画像データとスレーブ画像の再構築画像の画像データとを再構築画像格納部１４２から読み込む。重ね合わせ画像生成部１３２は、読み込んだ基準画像の再構築画像の画像データとスレーブ画像の再構築画像の画像データとを重ね合わせた重ね合わせ画像を生成する。
なお、重ね合わせ画像生成部１３２による重ね合わせ画像の生成については、図１６を参照して、後述する。
【００４６】
重ね合わせ画像生成部１３２は、生成した重ね合わせ画像を出力部１６０に出力する。  出力部１６０は、重ね合わせ画像生成部１３２から入力する重ね合わせ画像を出力する。すなわち、出力部１６０は、例えば、重ね合わせ画像を表示する。これにより、ユーザは、２枚の二次元電気泳動画像に含まれるスポットについて、これらスポットを再構築したスポットを含む再構築画像を重ね合わせた画像により確認することができる。
なお、上述の実施形態では、画像処理装置１００が、最終的な重ね合わせ画像を出力部１６０に出力する一例について説明したが、本発明は、特にこれに限定されるわけではない。例えば、再構築画像生成部１３１による再構築画像生成の結果と、重ね合わせ画像生成部１３２による重ね合わせ画像生成の結果とが、それぞれ、出力部１６０を介してユーザに出力されるような構成であってもよい。
【００４７】
次に、再構築画像生成部１３１による再構築画像生成処理の詳細について説明する。
［再構築画像生成部１３１による再構築画像生成処理］
ここでは、再構築画像生成部１３１による二次元電気泳動画像に含まれるスポットを再構築した再構築スポットを含む画像を生成する処理の一例について、図５を参照して説明する。
図５は、再構築画像生成部１３１が二次元電気泳動画像に含まれるスポットについて、それらスポットを再構築した再構築スポットを含む画像を生成する処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、この再構築画像生成処理は、図４のステップＳ１０４に対応する処理である。
【００４８】
図５において、まず、再構築画像生成部１３１は、基準画像を選択した後、基準画像のスポット情報と、基準画像以外の画像（スレーブ画像）のスポット情報と、スポット対応付け情報とに基づいて、それぞれの再構築スポットについてその半値半幅を算出する（ステップＳ２０１）。具体的には、再構築画像生成部１３１は、次のようにして、ある再構築スポットの半値半幅を算出する。
【００４９】
まず、再構築画像生成部１３１は、スポット対応付け情報に基づいて、基準画像とスレーブ画像との間で対応付けられたスポットを抽出する。次に、再構築画像生成部１３１は、抽出したスポットについて、基準画像のスポット情報に含まれるスポット半値半幅情報に基づき、スポットの半値半幅を抽出する。再構築画像生成部１３１は、スレーブ画像についても同様に、抽出したスポットについて、そのスポットの半値半幅を抽出する。ここで、ひとつのスポットにおいて、その半値半幅は、１）ピーク位置からＸ軸が大きくなる方向（以下、Ｘ＋方向という）、２）ピーク位置からＸ軸が小さくなる方向（以下、Ｘ−方向という）、３）ピーク位置からＹ軸が大きくなる方向（以下、Ｙ＋方向という）、４）ピーク位置からＹ軸が小さくなる方向（以下、Ｙ−方向という）、の４つの方向が存在する。そこで、再構築画像生成部１３１は、４つの半値半幅のそれぞれについて、基準画像のスポットの半値半幅とスレーブ画像のスポットの半値半幅との平均値を、再構築スポットの半値半幅として算出する。なお、この再構築スポットの半値半幅は、下記の式（１）により示される。
【００５０】
【数１】
2014071104.tif 000003
【００５１】
ここで、変数ＨＷＨＭは半値半幅を示し、添え字「ｓｐｏｔＮｅｗ」は再構築スポットを、添え字「ｓｐｏｔＭａｓｔｅｒ」は基準画像のスポットを、添え字「ｓｐｏｔＳｌａｖｅ」はスレーブ画像のスポットをそれぞれ示している。また、添え字「ｘ１」はＸ＋方向を、添え字「ｘ２」はＸ−方向を、添え字「ｙ１」はＹ＋方向を、添え字「ｙ２」はＹ−方向をそれぞれ示している。
さらに、再構築スポットの半値半幅を算出する処理について、表１を参照して具体的に例を挙げて説明する。表１は、あるスポットの半値半幅を、基準画像とスレーブ画像とについて示している。なお、このスポットは、基準画像とスレーブ画像との間で対応付けられている。
基準画像のスポットの半値半幅とスレーブ画像のスポットの半値半幅とに基づいて、式（１）により算出した再構築スポットの半値半幅を表１に示す。
【００５２】
【表１】
2014071104.tif 000004
【００５３】
なお、上述の例では、基準画像とスレーブ画像との間で対応付けられたスポットのひとつを例に挙げて説明したが、再構築画像生成部１３１は、基準画像とスレーブ画像との間で対応付けられたスポット全てについて同様に再構築スポットの半値半幅を算出する。
【００５４】
次に、再構築画像生成部１３１は、再構築スポットの高さを算出する（ステップＳ２０２）。再構築画像生成部１３１は、例えば、基準画像のスポット情報に含まれるスポット体積情報と、算出した再構築スポットの半値半幅とに基づいて、基準画像の再構築スポットの高さを算出する。同様に、例えば、再構築画像生成部１３１は、スレーブ画像のスポット情報に含まれるスポット体積情報と、ステップＳ３０１で算出した再構築スポットの半値半幅とに基づいて、スレーブ画像の再構築スポットの高さを算出する。
【００５５】
再構築画像生成部１３１は、具体的に、次のようにして再構築スポットの高さを算出する。再構築画像生成部１３１は、再構築スポットの形状を表すモデル関数を設定し、このモデル関数の体積が、基準画像又はスレーブ画像のスポットのスポット体積と一致するように、モデル関数のピーク位置での高さを決定する。
本実施形態では、再構築画像生成部１３１は、再構築スポットの形状を表すモデル関数として、二次元ガウス関数を組み合わせた関数を構築する。二次元ガウス関数は、下記の式（２）により示される。
【００５６】
【数２】
2014071104.tif 000005
【００５７】
なお、式（２）において、Ｇ（ｘ，ｙ）は座標（ｘ，ｙ）における二次元ガウス関数の値である。
図６は、式（２）に示すガウス関数によりモデル化されたスポットの一例を示す図である。この図において、縦軸は濃度値を示し、横軸はＸ軸又はＹ軸を示している。なお、横軸における単位は、ピクセルである。また、波形ＳＰ２は、ガウス関数によりモデル化されたスポットを示し、点Ｐ３は、スポットのピーク位置を示し、点Ｐ４は、変曲点を示している。
ここで、パラメータａは、図６に示すように、ピーク位置（Ｐ３）の高さ（濃度値、以下ピーク高さという）を示し、パラメータｘ０はピーク位置のＸ座標（ピクセル）、パラメータｙ０はピーク位置のＹ座標（ピクセル）をそれぞれ示している。また、図６に示すように、パラメータｃｘはＸ軸方向における二次元ガウス関数の変曲点（Ｐ４）のＸ座標とピーク位置のＸ座標との間の距離を示し、パラメータｃｙはＹ軸方向における二次元ガウス関数の変曲点（Ｐ４）のＹ座標とピーク位置のＹ座標との間の距離を示している。
【００５８】
また、再構築画像生成部１３１は、再構築スポット形状を表すモデル関数は二次元ガウス関数を組み合わせた関数として、次のように構築する。再構築画像生成部１３１は、モデル関数の高さのピーク位置を中心として、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の両方方向で分割し、各領域でガウス関数を設定する。ここでは、図７を例に具体的に説明する。
【００５９】
図７は、スポットを複数に分割する際の一分割例を示す図である。
図７において、再構築画像生成部１３１は、モデル関数の高さのピーク位置Ｐ５を中心として、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の両方方向で分割する。ここで、図７において、モデル関数の高さのピーク位置Ｐ５の座標を（ｘ０，ｙ０）とする。スポットは、（モデル関数の高さのピーク位置Ｐ５を境に、ｘ≧ｘ０）且つ（ｙ≧ｙ０）の領域７０ａ、（ｘ≧ｘ０）且つ（ｙ＜ｙ０）の領域７０ｂ、（ｘ＜ｘ０）且つ（ｙ≧ｙ０）の領域７０ｃ、（ｘ＜ｘ０）且つ（ｙ＜ｙ０）の領域７０ｄの４つの領域に分割される。
ここで、再構築画像生成部１３１は、各領域のガウス関数を下記の式（３）〜式（６）に示すように設定する。すなわち、領域７１ａのガウス関数は、式（３）で定義され、領域７１ｂのガウス関数は、式（４）で定義される。また、領域７１ｃのガウス関数は、式（５）で定義され、領域７１ｄのガウス関数は、式（６）で定義される。
【００６０】
【数３】
2014071104.tif 000006
【００６１】
【数４】
2014071104.tif 000007
【００６２】
【数５】
2014071104.tif 000008
【００６３】
【数６】
2014071104.tif 000009
【００６４】
ここで、ガウス関数Ｔ及びガウス関数Ｕにおけるパラメータｃｘ１は、ガウス関数Ｔ及びガウス関数ＵにおいてＸ＋方向における二次元ガウス関数の変曲点のＸ座標とピーク位置のＸ座標との間の距離である。また、ガウス関数Ｔ及びガウス関数Ｖにおけるパラメータｃｙ１は、ガウス関数Ｔ及びガウス関数ＶにおいてＹ＋方向における二次元ガウス関数の変曲点のＹ座標とピーク位置のＹ座標との距離である。
また、ガウス関数Ｖ及びガウス関数Ｗにおけるパラメータｃｘ２は、ガウス関数Ｖ及びガウス関数ＷにおいてＸ−方向における二次元ガウス関数の変曲点のＸ座標とピーク位置のＸ座標との距離である。また、ガウス関数Ｕ及びガウス関数Ｗにおけるパラメータｃｙ２は、ガウス関数Ｕ及びガウス関数ＷにおいてＹ−方向における二次元ガウス関数の変曲点のＹ座標とピーク位置のＹ座標との距離である。
なお、上記ガウス関数Ｔ〜Ｗを組み合わせて再構築スポットの形状を表すモデル関数を構築すると、当該モデル関数は、下記の式（７）で定義される。
【００６５】
【数７】
2014071104.tif 000010
【００６６】
このように、再構築画像生成部１３１は、式（７）に示されるモデル関数を構築する。ここで、モデル関数は、スポットを複数領域（７０ａ〜７０ｄ）に分割し、分割した領域ごとに定められた関数を組み合わせて構築される。また、モデル関数は、複数領域を、スポットのピーク位置を中心として、直交する２方向の各方向に分割して構築される。
【００６７】
なお、本実施形態では、ガウス関数Ｔ〜Ｗにおいて、パラメータａ、ｘ０、ｙ０、ｃｘ１、ｃｘ２、ｃｙ１、及びｃｙ２を同等の値（等しい値）に設定する。この理由について以下説明する。
ガウス関数Ｔ〜Ｗにおいて、パラメータａ、ｘ０、ｙ０、ｃｘ１、ｃｘ２、ｃｙ１、及びｃｙ２を同等の値（等しい値）に設定しない場合、ガウス関数Ｔ〜Ｗの結合部で関数値が不連続になってしまう。図８に、パラメータａ、ｘ０、及びｙ０を同等の値にし、パラメータｃｘ１、ｃｘ２、ｃｙ１、及びｃｙ２を異ならせた場合のモデル関数の一例を示す。
【００６８】
図８に示すように、ガウス関数Ｔ（領域７０ａ）のパラメータｃｘ１と、ガウス関数Ｕ（領域７０ｂ）のパラメータｃｘ１とを異なる値にした場合、得られるモデル関数は、ガウス関数Ｔとガウス関数Ｕとの接合面で段差ができたものになる。また、ガウス関数Ｖ（領域７０ｃ）のパラメータｃｘ２と、ガウス関数Ｗ（領域７０ｄ）のパラメータｃｘ２とを異なる値にした場合、得られるモデル関数は、ガウス関数Ｖとガウス関数Ｗとの接合面で段差ができたものになる。ガウス関数Ｔのパラメータｃｙ１と、ガウス関数Ｖのパラメータｃｙ１との値を異ならせ、ガウス関数Ｕのパラメータｃｙ２と、ガウス関数Ｗのパラメータｃｙ２との値を異ならせた場合も同様に、得られるモデル関数は、ガウス関数Ｔとガウス関数Ｖとの接合面及びガウス関数Ｕとガウス関数Ｗとの接合面で段差ができたものになる。このように、隣り合う２つの領域の境界線の伸展方向への広がりを異ならせた場合には、得られるモデル関数において、ガウス関数Ｔ〜Ｗの接合面で段差が生じる。
【００６９】
そのため、ガウス関数Ｔ〜Ｗの結合部で関数値が不連続にならないように、モデル関数は、ガウス関数Ｔ〜Ｗにおいて、パラメータａ、ｘ０、ｙ０、ｃｘ１、ｃｘ２、ｃｙ１、及びｃｙ２に同等の値を使用する。すなわち、モデル関数は、複数領域のうちの隣り合う２つの領域の境界において不連続が生じないように、分割した領域ごとに定められた関数を組み合わせて構築される。
【００７０】
また、式（７）で定義されるモデル関数において、このモデル関数によるスポット体積は、モデル関数のピーク位置における高さの半値に対応する幅の内部の領域に含まれるピクセルの濃度値の和である。この場合、式（７）で定義されるモデル関数におけるスポット体積は下記の式（８）により示される。
【００７１】
【数８】
2014071104.tif 000011
【００７２】
ここで、変数ＶＳＰはモデル関数によるスポット体積を示し、パラメータａはモデル関数のピーク位置における高さを示し、パラメータπは円周率を示している。また、パラメータｃｘ１は、Ｘ＋方向におけるモデル関数の変曲点のＸ座標とピーク位置のＸ座標との距離を示し、パラメータｃｘ２は、Ｘ−方向におけるモデル関数の変曲点のＸ座標とピーク位置のＸ座標との距離を示している。また、パラメータｃｙ１は、Ｙ＋方向におけるモデル関数の変曲点のＹ座標とピーク位置のＹ座標との距離を示し、パラメータｃｙ２は、Ｙ−方向におけるモデル関数の変曲点のＹ座標とピーク位置のＹ座標との距離を示している。
【００７３】
また、上述の式（８）を変形して、式（７）で定義されるモデル関数のピーク位置における高さは、下記の式（９）により示される。
【００７４】
【数９】
2014071104.tif 000012
【００７５】
再構築画像生成部１３１は、式（９）により、スポット体積と、Ｘ軸及びＹ軸上おける変曲点の座標とピーク位置の座標との間の距離とに基づいて、モデル関数のピーク位置における高さを算出する。
【００７６】
一方、基準画像及びスレーブ画像のスポット情報には、スポット半値半幅情報と、スポット体積情報とが含まれる。なお、Ｘ軸及びＹ軸上おける変曲点の座標とピーク位置の座標との間の距離は、下記の式（１０）によりスポット半値半幅に基づいて示される。
【００７７】
【数１０】
2014071104.tif 000013
【００７８】
ここで、変数ＨＷＨＭｘ１は、Ｘ＋方向における半値半幅を示し、変数ＨＷＨＭｘ２は、Ｘ−方向における半値半幅を示している。また、変数ＨＷＨＭｙ１は、Ｙ＋方向における半値半幅を示し、変数ＨＷＨＭｙ２は、Ｙ−方向における半値半幅を示している。
再構築画像生成部１３１は、例えば、再構築スポットの半値半幅（上述の変数ＨＷＨＭｘ１、ＨＷＨＭｘ２、ＨＷＨＭｙ１、変数ＨＷＨＭｙ２）を、式（１）により基準画像のスポットの半値半幅とスレーブ画像のスポットの半値半幅との平均値として算出することが可能である。
【００７９】
このように、再構築スポットを生成する際に、再構築画像生成部１３１は、基準画像及びスレーブ画像のスポット情報に含まれるスポット半値半幅情報に基づいて、式（１）により再構築スポットの半値半幅を算出する。そして、再構築画像生成部１３１は、この再構築スポットの半値半幅に基づいて、式（１０）を用いてＸ軸及びＹ軸上おける変曲点の座標とピーク位置の座標との間の距離をパラメータｃｘ１、ｃｘ２、ｃｙ１、及びｃｙ２として算出する。さらに、再構築画像生成部１３１は、算出した再構築スポットのパラメータｃｘ１、ｃｘ２、ｃｙ１、及びｃｙ２と、基準画像及びスレーブ画像のスポット情報に含まれるスポット体積の情報とに基づいて、式（９）を用いて再構築スポット形状を表すモデル関数のピーク高さ（ａ）を算出する。
【００８０】
ここで、再構築スポットのピーク高さ算出処理について、表２、表３を参照して具体的に例を挙げて説明する。
表２は、あるスポットのスポット体積を、基準画像とスレーブ画像とについて示している。
なお、表２に示されるスポットは、基準画像とスレーブ画像との間で対応付けられている。また、スポット体積は、相対値であり、単位はａ．ｕ．（ａｒｂｉｔｒａｒｙ  ｕｎｉｔ）である。
【００８１】
【表２】
2014071104.tif 000014
【００８２】
表３は、表２に示されるスポットにおける、式（１）によって算出した再構築スポットの半値半幅を示している。
表３において、ｘ１方向は、ピーク位置からのＸ＋方向を示し、ｘ２方向はピーク位置からのＸ−方向を示している。また、ｙ１方向は、ピーク位置からのＹ＋方向を示し、ｙ２方向は、ピーク位置からのＹ−方向を示している。ここで、半値半幅の単位は、ピクセルである。
【００８３】
【表３】
2014071104.tif 000015
【００８４】
まず、再構築画像生成部１３１は、再構築スポットの半値半幅から、再構築スポットのＸ軸及びＹ軸上おける変曲点の座標とピーク位置の座標との間の距離（パラメータｃｘ１、ｃｘ２、ｃｙ１、及びｃｙ２）を、式（１０）により算出する。ここで、再構築画像生成部１３１により算出されたパラメータｃｘ１、ｃｘ２、ｃｙ１、及びｃｙ２は、下記の式（１１）のように示される。
【００８５】
【数１１】
2014071104.tif 000016
【００８６】
また、再構築画像生成部１３１は、基準画像におけるこのスポットの再構築スポットのピーク高さ（ａ）を、式（９）にしたがって下記の式（１２）のように算出する。
【００８７】
【数１２】
2014071104.tif 000017
【００８８】
また、同様に、再構築画像生成部１３１は、スレーブ画像におけるこのスポットの再構築スポットのピーク高さ（ａ）を、式（９）にしたがって下記の式（１３）のように算出する。
【００８９】
【数１３】
2014071104.tif 000018
【００９０】
なお、上述の例では、基準画像とスレーブ画像との間で対応付けられたスポットのひとつを例に挙げて再構築スポットのピーク高さの算出方法を説明したが、再構築画像生成部１３１は、基準画像とスレーブ画像間で対応付けられたスポットすべてについても同様に再構築スポットのピーク高さを算出する。
【００９１】
次に、再構築画像生成部１３１は、再構築画像を生成する（ステップＳ２０３）。すなわち、再構築画像生成部１３１は、ステップＳ２０１において算出した再構築スポットの半値半幅と、ステップＳ２０２において算出した基準画像の再構築スポットのピーク高さと、基準画像のスポット情報に含まれるスポット位置情報と、スポット対応付け情報とに基づいて、再構築スポットを構築する。そして、再構築画像生成部１３１は、生成した基準画像の再構築スポットを含む基準画像の再構築画像を生成する。同様に、再構築画像生成部１３１は、ステップＳ２０１において算出した再構築スポットの半値半幅と、ステップＳ２０２において算出したスレーブ画像の構築スポットのピーク高さと、スレーブ画像のスポット情報に含まれるスポット位置情報と、スポット対応付け情報とに基づいて、再構築スポットを構築する。そして、再構築画像生成部１３１は、生成したスレーブ画像の再構築スポットを含むスレーブ画像の再構築画像を生成する。
【００９２】
具体的には、再構築画像生成部１３１は、次のようにして再構築画像を生成する。
まず、再構築画像生成部１３１が、基準画像の再構築画像を生成する場合について、以下説明する。
再構築画像生成部１３１は、最初に、基準画像と横幅及び縦幅が等しいサイズの画像（以下、初期画像という）を生成する。この際、再構築画像生成部１３１は、初期画像の各ピクセルの濃度値は“０”で初期化しておく。
【００９３】
次に、再構築画像生成部１３１は、スポット対応付け情報から対応付けられたスポット情報を取得し、この取得したスポットに対応するスポット位置を、基準画像のスポット情報に含まれるスポット位置情報から取得する。そして、再構築画像生成部１３１は、取得した基準画像のスポット位置が示す座標を再構築スポットのピーク位置の座標とする。
【００９４】
次に、再構築画像生成部１３１は、上記で取得したスポットに対応する再構築スポットを描画する。ここで、再構築画像生成部１３１は、再構築スポットの描画を次のように行う。再構築画像生成部１３１は、式（７）により、再構築スポットのピーク位置の座標と、再構築スポットのピーク位置とＸ軸及びＹ軸上における変曲点との間の距離と、再構築スポットのピーク高さとに基づいて、座標（ｘ，ｙ）における再構築スポットの濃度値を算出する。なお、再構築画像生成部１３１は、再構築スポットのピーク位置とＸ軸及びＹ軸上における変曲点との間の距離を、式（１０）に基づいて再構築スポットの半値半幅から算出する。再構築画像生成部１３１は、（７）に基づいて算出した各ピクセルの再構築スポットの濃度値を、初期画像の各ピクセルに、加算していくことにより基準画像の再構築画像を生成する。
なお、スポット対応付け情報に、複数の対応付けられたスポット情報がある場合には、再構築画像生成部１３１は、基準画像におけるすべての対応付けられたスポットについて再構築スポットを構築し、上記初期画像に、再構築スポットを上書きする。
【００９５】
次に、再構築画像生成部１３１がスレーブ画像の再構築画像の生成の場合について説明する。
スレーブ画像の再構築画像の生成の場合において、再構築画像生成部１３１が初期画像の生成する処理は、基準画像の場合と同じである。つまり、再構築画像生成部１３１は、スレーブ画像の場合においても、基準画像と横幅及び縦幅が等しいサイズの画像を生成する。すなわち、再構築画像生成部１３１は、スポットが対応付けられた複数の画像間（基準画像とスレーブ画像の間）において、画像サイズが等しい再構築画像を生成する。
【００９６】
次に、再構築画像生成部１３１は、再構築スポットのピーク位置の座標について、基準画像のスポット情報に含まれるスポット位置の座標を、スレーブ画像の再構築スポットのピーク位置座標とする。すなわち、再構築画像生成部１３１は、スレーブ画像の再構築スポットのピーク位置座標を、スレーブ画像のスポット情報に含まれるスポット位置の座標ではなく、基準画像のスポット情報に含まれるスポット位置の座標にする。このようにスポット位置を設定するのは、スポット対応付け情報により対応付けられたスポット同士を、基準画像の再構築画像とスレーブ画像の再構築画像との間で同じ位置（等しいスポット位置）になるようにするためである。
これにより、基準画像の再構築画像とスレーブ画像の再構築画像とを重ね合わせた場合に、対応付するスポット同士は同じ位置に重ね合わされることになり、スポット体積の大小を視覚的に確認することが容易になる。
【００９７】
また、スレーブ画像の再構築画像を生成する際に、再構築画像生成部１３１は、基準画像の場合と同様に、再構築スポットを描画する。つまり、再構築画像生成部１３１は、再構築スポットの半値半幅から再構築スポットのピーク位置とＸ軸及びＹ軸上における変曲点との間の距離を算出する。再構築画像生成部１３１は、算出した再構築スポットのピーク位置とＸ軸及びＹ軸上における変曲点との間の距離と、スレーブ画像における再構築スポットのピーク高さと、再構築スポットのピーク位置の座標とから、式（７）に基づいて、各ピクセルの再構築スポットの濃度値を算出する。そして、再構築画像生成部１３１は、スレーブ画像の初期画像の各ピクセルに、この算出した濃度値を加算していくことにより基準画像の再構築画像を生成する。
また、再構築画像生成部１３１は、スポット対応付け情報に、複数の対応付けられたスポット情報がある場合は、スレーブ画像における全ての対応付けられたスポットについて再構築スポットを構築し、上記初期画像に、再構築スポットを上書きする。
【００９８】
次に、図９〜図１１を参照して、再構築画像生成部１３１による再構築画像の生成処理について、具体的に例を示してさらに説明する。
図９は、本実施形態における再構築前の画像の一例を示す図である。
この図において、ひとつのセルが画像のひとつのピクセルに対応している。また、各セルに表示されている値は、当該セルに対応するピクセルの濃度値である。
【００９９】
図９では、二次元電気泳動画像と再構築画像とを区別するため、二次元電気泳動画像の基準画像を基準画像の原画像、二次元電気泳動画像のスレーブ画像をスレーブ画像の原画像と呼んでいる。図９（ａ）、及び図９（ｂ）は、それぞれ基準画像の原画像、スレーブ画像の原画像を示している。すなわち、図９において、画像Ｇ２は、基準画像の原画像を示し、画像Ｇ３は、スレーブ画像の原画像を示している。
【０１００】
また、図１０は、本実施形態における再構築画像の一例を示す図である。
図１０（ａ）、及び図１０（ｂ）は、それぞれ基準画像の再構築画像、スレーブ画像の再構築画像を示している。すなわち、図１０において、画像Ｇ４は、基準画像の再構築画像を示し、画像Ｇ５は、スレーブ画像の再構築画像を示している。
図９（ａ）に示す基準画像の原画像には、例えば、スポットが１個存在し、図９（ｂ）に示すスレーブ画像の原画像には、例えば、スポットが１個存在する。これらスポットは基準画像とスレーブ画像との間で対応付けられている。表４には、これらスポットのピーク位置の座標とスポット体積とが示され、表５には、半値半幅が示されている。
【０１０１】
【表４】
2014071104.tif 000019
【０１０２】
【表５】
2014071104.tif 000020
【０１０３】
さらに、表６は、再構築画像生成部１３１によって、式（１）に基づいて算出されたこのスポットの再構築スポットの半値半幅を示している。
なお、表５及び表６において、ｘ１方向、ｙ１方向、及びｙ２方向は、表３と同様である。また、ここで、半値半幅の単位は、ピクセルである。
【０１０４】
【表６】
2014071104.tif 000021
【０１０５】
また、表７は、再構築画像生成部１３１によって、式（９）に基づいて算出されたこのスポットの再構築スポットのピーク高さを示している。
【０１０６】
【表７】
2014071104.tif 000022
【０１０７】
図１０（ａ）、及び図１０（ｂ）は、このようにして、再構築画像生成部１３１が生成した再構築スポットを含む再構築画像を示している。
図１０（ａ）、及び図１０（ｂ）において、それぞれ基準画像の再構築画像（画像Ｇ４）、スレーブ画像の再構築画像（画像Ｇ５）である。スレーブ画像の再構築画像に含まれる再構築スポットのピーク位置の座標は、基準画像における対応付けられたスポットのピーク位置の座標に合わせるので、図１０（ｂ）に示すスレーブ画像の再構築画像に含まれる再構築スポットのピーク位置の座標は（４，９）となる。
【０１０８】
このように、再構築画像では、基準画像の再構築スポットと、スレーブ画像の再構築スポットとにおいて、対応付けられたスポットは、そのピーク位置の座標が等しくなるように定められる。
さらに、再構築画像では、基準画像の再構築スポットと、スレーブ画像の再構築スポットとにおいて、対応付けられた再構築スポットの半値半幅は等しくなるように定められ、再構築スポットのピーク高さは基準画像とスレーブ画像とのスポット体積に応じてそれぞれ算出した高さに定められている。
【０１０９】
これにより、対応付けられたスポットについて、基準画像の再構築画像とスレーブ画像の再構築画像との間で濃度値を比較すると、再構築スポットの領域のすべてのピクセルにおいて、体積が大きいほうのスポットの再構築スポットの濃度値が大きくなるので、スポット体積の大小を視覚的に確認することが容易になる。
【０１１０】
例えば、図１１は、再構築スポットのピーク位置を中心としてＸ軸に沿った断面図を示している。図１１において、縦軸は濃度値を示し、横軸はＸ軸のピクセルを示している。図１１（ａ）において、スポットＳＰ３は、図１０（ａ）に示した基準画像の再構築画像の断面を示している。また、図１１（ｂ）において、スポットＳＰ４は、図１０（ｂ）に示したスレーブ画像の再構築画像の断面を示している。
また、図１１（ｃ）は、図１０（ａ）に示す基準画像の再構築画像の断面（スポットＳＰ３）と、図１０（ｂ）に示すスレーブ画像の再構築画像の断面（スポットＳＰ４）とを重ね描きした図である。重ね合わせ画像生成部１３２は、例えば、図１１（ｃ）に示すような重ね合わせ画像を生成し、生成した重ね合わせ画像を出力部１６０に出力する。そして、出力部１６０は、例えば、重ね合わせ画像を表示する。
【０１１１】
図１１（ｃ）に示す重ね描きした図により、スポットの全領域にわたってスレーブ画像の再構築画像の濃度値よりも基準画像の再構築画像の濃度値のほうがが大きいことがわかる。このように、本実施形態における画像処理装置１００は、基準画像とスレーブ画像との間でスポット体積のどちらが大きいかを視覚的に確認することができる。
【０１１２】
次に、図１２〜図１５を参照して、対応するスポットを含む画像間におけるスポット体積の比較について、再構築を実行しない場合の二次元電気泳動画像と、本実施形態における再構築画像との違いについて説明する。
図１２は、二次元電気泳動による基準画像及びスレーブ画像の一例を示す模式図である。
図１２において、ひとつのセルが画像のひとつのピクセルに対応している。各セルに表示されている値は、当該セルに対応するピクセルの濃度値である。図１２（ａ）において、画像Ｇ６は、基準画像を示し、図１２（ｂ）において、画像Ｇ７は、スレーブ画像を示している。
図１２（ａ）に示す基準画像（Ｇ６）には、スポットが１個存在し、図１２（ｂ）に示すスレーブ画像（Ｇ７）には、スポットが１個存在する。これらスポットは、基準画像とスレーブ画像との間で対応付けられている。これらスポットは、例えば、基準画像とスレーブ画像との間で、スポット位置が等しく、スポット体積、ピークの高さ、及び半値幅が異なっている。また、スポット体積については、スレーブ画像のスポットの方が基準画像のスポットより大きい。これらスポットのピーク位置の座標とスポット体積とピーク高さを表８に、半値半幅を表９に示す。
【０１１３】
【表８】
2014071104.tif 000023
【０１１４】
【表９】
2014071104.tif 000024
【０１１５】
なお、表８において、スポット体積は、基準画像よりもスレーブ画像の方が大きく、ピークの高さは、基準画像よりもスレーブ画像の方が低い値である。
図１３は、図１２に示す画像をスポットのピーク位置を中心としてＸ軸に沿った断面図を示している。図１３において、縦軸は濃度値を示し、横軸はＸ軸のピクセルを示している。図１３（ａ）において、スポットＳＰ５は、図１２（ａ）に示した基準画像の原画像の断面を示している。また、図１３（ｂ）において、スポットＳＰ６は、図１２（ｂ）に示したスレーブ画像の原画像の断面を示している。
また、図１３（ｃ）は、図１２（ａ）に示す基準画像の原画像の断面（スポットＳＰ５）と、図１２（ｂ）に示すスレーブ画像の原画像の断面（スポットＳＰ６）とを重ね描きした図である。図１３（ｃ）に示す重ね描きした図により、スポットのピーク位置周辺では基準画像のスポットＳＰ５の濃度値が大きいが、スポットの周辺部ではスレーブ画像のスポットＳＰ６の濃度値が大きくなっている。
このように、本実施形態のような再構築を実行しない従来の画像の比較では、基準画像とスレーブ画像との間で、どちらのスポット体積が大きいかを視覚的に確認することが困難である。
【０１１６】
これに対して、図１４及び図１５は、図１２に示す基準画像及びスレーブ画像を本実施形態における再構築画像生成部１３１により再構築した場合の一例を示している。
図１４は、図１２に示す基準画像及びスレーブ画像の再構築画像を示している。
図１４（ａ）において、画像Ｇ８は、再構築画像生成部１３１が図１２（ａ）の基準画像に基づいて生成した基準画像の再構築画像を示している。また、図１４（ｂ）において、画像Ｇ９は、再構築画像生成部１３１が図１２（ｂ）のスレーブ画像に基づいて生成した基準画像のスレーブ画像を示している。
また、再構築画像生成部１３１が算出した再構築スポットの半値半幅を表１０に示し、再構築スポットのピーク高さを表１１に示す。
【０１１７】
【表１０】
2014071104.tif 000025
【０１１８】
【表１１】
2014071104.tif 000026
【０１１９】
また、図１５は、図１４に示す再構築画像を再構築スポットのピーク位置を中心としてＸ軸に沿った断面図を示している。図１５において、縦軸は濃度値を示し、横軸はＸ軸のピクセルを示している。図１５（ａ）において、スポットＳＰ７は、図１４（ａ）に示した基準画像の再構築画像の断面を示している。また、図１５（ｂ）において、スポットＳＰ８は、図１４（ｂ）に示したスレーブ画像の再構築画像の断面を示している。
また、図１５（ｃ）は、図１４（ａ）に示す基準画像の再構築画像の断面（スポットＳＰ７）と、図１４（ｂ）に示すスレーブ画像の再構築画像の断面（スポットＳＰ８）とを重ね描きした図である。
【０１２０】
図１５（ｃ）に示すように、この例では、再構築スポットの領域の全てのピクセルにおいて、スレーブ画像の再構築画像のスポットＳＰ８の方が基準画像の再構築画像のスポットＳＰ７よりも濃度値が大きくなっている。なお、表８に示すように、スポット体積は、スレーブ画像におけるスポットのほうが基準画像におけるスポットよりも大きくなっている。すなわち、再構築画像生成部１３１により生成された再構築画像では、対応付けられたスポットにおいて、再構築スポットの領域のすべてのピクセルについて、体積の大きいほうのスポットの再構築スポットの濃度値が大きくなるので、スポット体積の大小を視覚的に確認することができる。
このように、本実施形態における画像処理装置１００は、再構築画像生成部１３１がスポットを再構築することにより、図１３に示すような従来の二次元電気泳動画像の比較では目視により比較が困難であったスポットを含む画像であっても、図１５に示すように目視による比較を行うことができる。
【０１２１】
このようにして、再構築画像生成部１３１は、スポット対応付け情報により対応付けられたスポットについて再構築スポットを構築し、再構築スポットを含む再構築画像を生成する。再構築画像生成部１３１は、生成された再構築画像の画像データを、再構築画像格納部１４２に格納する。
【０１２２】
［重ね合わせ画像生成部１３２による重ね合わせ画像の生成処理］
次に、本実施形態における重ね合わせ画像生成部１３２の動作の一例について説明する。
図１６は、重ね合わせ画像生成部１３２が基準画像の再構築画像とスレーブ画像の再構築画像とを重ね合わせた画像を生成する処理の流れの一例を示すフローチャートである。
なお、この重ね合わせ画像生成処理は、図４のステップＳ１０５に対応する処理である。
【０１２３】
図１６において、まず、重ね合わせ画像生成部１３２は、重ね合わせ画像のＲ成分（赤色成分）に基準画像の再構築画像の濃度値を割り当て、重ね合わせ画像のＢ成分（青色成分）にスレーブ画像の再構築画像の濃度値を割り当てる（ステップＳ３０１）。ここで、重ね合わせ画像生成部１３２は、例えば、重ね合わせ画像をカラー画像により生成する。カラー画像は、ピクセルごとにＲ成分（赤色成分）、Ｇ成分（緑色成分）、及びＢ成分（青色成分）を有している。そこで、重ね合わせ画像生成部１３２は、再構築画像における各ピクセルの濃度値を、重ね合わせ画像のＲ成分、Ｇ成分、及びＢ成分のうちのいずれかに割り当てる。
すなわち、重ね合わせ画像生成部１３２は、基準画像の再構築画像の濃度値を、重ね合わせ画像のＲ成分、Ｇ成分、及びＢ成分のうちのいずれかひとつに割り当てる。さらに、重ね合わせ画像生成部１３２は、スレーブ画像の再構築画像の濃度値を、重ね合わせ画像のＲ成分、Ｇ成分、及びＢ成分のうちの、基準画像の再構築画像の濃度値を割り当てていない、いずれかひとつの色成分に割り当てる。ここでは、上述したように、重ね合わせ画像生成部１３２は、例えば、基準画像の再構築画像の濃度値を重ね合わせ画像のＲ成分に、スレーブ画像の再構築画像の濃度値を重ね合わせ画像のＢ成分に、それぞれ割り当てる。
【０１２４】
次に、重ね合わせ画像生成部１３２は、重ね合わせ画像のＧ成分に、基準画像の再構築画像の濃度値と、スレーブ画像の再構築画像の濃度値のうち小さい方を割り当てる（ステップＳ３０２）。すなわち、重ね合わせ画像生成部１３２は、重ね合わせ画像のＲ成分、Ｇ成分、及びＢ成分のうち、基準画像の再構築画像の濃度値、又はスレーブ画像の再構築画像の濃度値が割り当てられてない残りのひとつの色成分に、基準画像の再構築画像の濃度値とスレーブ画像の再構築画像の濃度値のうち小さい方の濃度値を割り当てる。
【０１２５】
ここで、重ね合わせ画像生成部１３２による重ね合わせ画像の生成処理について、図１７を参照して例を挙げてさらに説明する。
図１７は、重ね合わせ画像生成部１３２による重ね合わせ画像の生成方法を説明する模式図である。図１７において、図１７（ａ）の画像Ｇ１０は、基準画像の再構築画像を示し、図１７（ｂ）の画像Ｇ１１は、スレーブ画像の再構築画像を示し、図１７（ｃ）の画像Ｇ１２は、重ね合わせ画像生成部１３２による重ね合わせ画像を示している。
【０１２６】
なお、図１７における各画像では、ひとつのセルが画像のひとつのピクセルに対応している。また、各セルに表示されている値は、当該セルに対応するピクセルの濃度値である。
図１７に示すように、重ね合わせ画像生成部１３２は、基準画像の再構築画像（Ｇ１０）の各ピクセルの濃度値を、重ね合わせ画像のＲ成分（Ｇ１２Ｒ）に割り当てる。また、重ね合わせ画像生成部１３２は、スレーブ画像の再構築画像（Ｇ１１）の各ピクセルの濃度値を、重ね合わせ画像のＢ成分（Ｇ１２Ｂ）に割り当てる。また、重ね合わせ画像生成部１３２は、重ね合わせ画像のＧ成分（Ｇ１２Ｇ）に、ピクセルごとに基準画像の再構築画像の濃度値とスレーブ画像の再構築画像の濃度値のうち小さい方の濃度値を割り当てる。
【０１２７】
また、図１７に示す一例では、全てのピクセルについて基準画像の再構築画像の濃度値よりスレーブ画像の再構築画像の濃度値のほうが小さいので、重ね合わせ画像生成部１３２は、重ね合わせ画像のＧ成分にスレーブ画像の再構築画像の濃度値を割り当てている。このようにして、重ね合わせ画像生成部１３２は、重ね合わせ画像を生成する。
上記のように重ね合わせ画像を生成することによって、図１７の重ね合わせ画像に示すように、あるスポットについて基準画像の再構築画像の濃度値の方がスレーブ画像の再構築画像の濃度値より大きい場合に、基準画像の再構築画像の濃度値はＲ成分に割り当てられている。そのため、重ね合わせ画像では、このスポットは、赤色がかった灰色に表示される。また、あるスポットについて基準画像の再構築画像の濃度値が、例えば、スレーブ画像の再構築画像の濃度値より大きくなるに応じて、重ね合わせ画像では、このスポットはより赤色が強く表示される。
【０１２８】
また、例えば、あるスポットについて基準画像の再構築画像の濃度値とスレーブ画像の再構築画像の濃度値が同じ場合に、そのスポットを構築するピクセルの濃度値は、Ｒ成分、Ｇ成分、及びＢ成分で等しくなるので、重ね合わせ画像では、このスポットは、灰色に表示される。また、例えば、あるスポットについてスレーブ画像の再構築画像の濃度値の方が基準画像の再構築画像の濃度値より大きい場合に、スレーブ画像の再構築画像の濃度値は、Ｂ成分に割り当てられているので、重ね合わせ画像では、このスポットは青色がかった灰色に表示される。さらに、例えば、あるスポットについてスレーブ画像の再構築画像の濃度値が、基準画像の再構築画像の濃度値より大きくなるに応じて、重ね合わせ画像では、このスポットは、より青色が強く表示される。
【０１２９】
基準画像の再構築画像とスレーブ画像の再構築画像との間において、スポット領域の濃度値の大小は、スポット体積の大小と対応している。そのため、ユーザは、重ね合わせ画像においてスポットの色を確認することにより、基準画像よりスレーブ画像で体積が大きいスポットと、スレーブ画像より基準画像で体積が大きいスポットと、基準画像とスレーブ画像で体積が同じスポットとを視覚的に確認することができる。
【０１３０】
このように、本実施形態における重ね合わせ画像生成部１３２は、重ね合わせ画像をカラー画像で生成する。例えば、重ね合わせ画像生成部１３２は、基準画像の再構築画像の濃度値と、スレーブ画像の再構築画像の濃度値と、を重ね合わせのカラー画像のＲ成分（赤色成分）、Ｇ成分（緑色成分）、Ｂ成分（青色成分）のうちそれぞれ別の成分に割り当てる。そして、重ね合わせ画像生成部１３２は、残りのひとつの色成分には、基準画像の再構築画像の濃度値とスレーブ画像の再構築画像の濃度値とのうちの小さい方の濃度値を割り当てる。重ね合わせ画像生成部１３２は、このようにしてカラー画像のＲＧＢ成分の各成分に再構築画像の濃度値を割り当てることで、重ね合わせ画像を生成する。
【０１３１】
すなわち、重ね合わせ画像生成部１３２は、再構築画像生成部１３１が生成した基準画像の再構築画像（第１の再構築画像）及びスレーブ画像の再構築画像（第２の再構築画像）を重ね合わせて、重ね合わせ画像として生成する場合に、以下のように色成分を割り当てることにより重ね合わせ画像を生成する。重ね合わせ画像生成部１３２は、基準画像の再構築画像に含まれる再構築されたスポットを示す基準画像の再構築スポット（第１スポット）の濃度値を、重ね合わせ画像の第１の色成分（例えば、Ｒ成分）に割り当てる。また、重ね合わせ画像生成部１３２は、スレーブ画像の再構築画像に含まれる再構築されたスポットを示すスレーブ画像の再構築スポット（第２スポット）の濃度値を、第１の色成分とは異なる重ね合わせ画像の第２の色成分（例えば、Ｂ成分）に割り当てる。そして、重ね合わせ画像生成部１３２は、第１スポットの濃度値と第２スポットの濃度値とをピクセルごとに比較し、基準画像の再構築スポットとスレーブ画像の再構築スポットとのうちの低い方の濃度値を、重ね合わせ画像における当該ピクセルの第３の色成分（例えば、Ｇ成分）に割り当てる。
【０１３２】
［画像処理装置１００の表示画面例］
次に、画像処理装置１００の出力部１６０に表示される表示画像の一例について、図１８及び図１９を参照して説明する。
図１８は、再構築画像生成部１３１が生成した基準画像の再構築画像及びスレーブ画像の再構築画像を出力部１６０に出力する場合に、ユーザに表示する画像の一例を示している。
図１８において、出力部１６０は、基準画像の原画像Ｇ１３、スレーブ画像の原画像Ｇ１４、原画像のスポット情報、基準画像の再構築画像Ｇ１５、スレーブ画像の再構築画像Ｇ１６、再構築画像のスポット情報を表示する。
ここで、基準画像の原画像Ｇ１３及びスレーブ画像の原画像Ｇ１４は、二次元電気泳動画像に対応しており、ひとつのセルが二次元電気泳動画像のひとつのピクセルに対応している。また、各セルに表示されている値は、当該セルに対応するピクセルの濃度値である。
【０１３３】
また、スポットのスポット領域ＳＰ９〜ＳＰ１２は、黒い枠線で囲まれている。なお、スポット領域ＳＰ９〜ＳＰ１２は、各スポットにおいて濃度値のピークの半値に対応する幅の内部の領域である。ここで、スポット領域ＳＰ９により示されるスポットと、スポット領域ＳＰ１０により示されるスポットとは、対応付けられている。また、表ＴＢ１は、スポット領域ＳＰ９及びスポット領域ＳＰ１０におけるスポット情報（原画像のスポット情報）を示している。
さらに、スポット領域ＳＰ１１により示されるスポットは、スポット領域ＳＰ９により示されるスポットを再構築したスポットである。スポット領域ＳＰ１２により示されるスポットは、スポット領域ＳＰ１０により示されるスポットを再構築したスポットである。また、表ＴＢ２は、スポット領域ＳＰ１１及びスポット領域ＳＰ１２におけるスポット情報（再構築画像のスポット情報）を示している。
【０１３４】
図１９は、重ね合わせ画像生成部１３２が生成した重ね合わせ画像を出力部１６０に出力する場合に、ユーザに表示する画像の一例を示している。
図１９において、出力部１６０は、重ね合わせ画像Ｇ１７とスポット情報とを表示する。ここで、重ね合わせ画像Ｇ１７は、図１８に示される基準画像の再構築画像Ｇ１５と、スレーブ画像の再構築画像Ｇ１６とを重ね合わせた画像である。
【０１３５】
重ね合わせ画像Ｇ１７は、ひとつのセルが重ね合わせ画像のひとつのピクセルに対応している。また、各セルには３個の値が表示されているが、上から順に、当該セルに対応するピクセルのＲ成分、Ｇ成分、及びＢ成分のそれぞれの濃度値である。また、スポットのスポット領域ＳＰ１３は、黒い枠線で囲まれている。表ＴＢ３は、上述した表ＴＢ２と同様に、スポット領域ＳＰ１１及びスポット領域ＳＰ１２におけるスポット情報（再構築画像のスポット情報）を示している。
【０１３６】
なお、図１９では、重ね合わせ画像Ｇ１７を、重ね合わせ画像に対応する表により表わし、ピクセルのＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分の濃度値をセルに表示したが、濃度値に対応した色で各ピクセルを表わしてもよい。例えば、出力部１６０は、ひとつのピクセルに対応するセルの色を、ピクセルのＲ成分、Ｇ成分、及びＢ成分の濃度値に対応したカラー画像として表示してもよい。
【０１３７】
以上説明したように、本実施形態における画像処理装置１００は、側定対象を表すスポットを有する複数の画像間において対応付けられているスポットを複数の画像間において比較するための画像処理装置であって、再構築画像生成部１３１を備えている。再構築画像生成部１３１は、スポットの位置、スポットの広がり、及びスポットの体積に基づいて、複数の画像間においてスポットの位置及びスポットの広がりが一致するように、且つ、再構築前後においてスポットの体積が一致するように、スポットを再構築する。そして、再構築画像生成部１３１は、再構築したスポットを有する再構築画像を生成する。
これにより、本実施形態における画像処理装置１００は、例えば、複数の画像間において同じ測定対象に由来するスポットの位置やスポットの広がりが異なっている場合であっても、例えば、図１１に示すように、同じ測定対象に由来するスポットの体積（スポット体積）の比較を目視により行うことができる。そのため、例えば、二次元電気泳動画像を利用したプロテオーム解析において、本実施形態における画像処理装置１００は、病気に関連したマーカータンパク質の発見を、画像により目視で容易に行うことができる。
【０１３８】
また、本実施形態では、スポットの広がりは、スポットの半値幅に基づいた値である。
これにより、本実施形態における画像処理装置１００は、スポットのピーク値に基づいて、簡易な手段により、スポットの広がりを算出することができる。
【０１３９】
また、本実施形態では、複数の画像（例えば、２枚の二次元電気泳動画）のそれぞれは、画像を構成するピクセルごとに色の濃淡を示す濃度値の高い部分を、スポットとして示している。
これにより、スポットを色の濃淡として視認することができるので、本実施形態における画像処理装置１００は、同じ測定対象に由来するスポットの体積（スポット体積）の比較を、色の濃淡として目視により行うことができる。
【０１４０】
また、本実施形態では、再構築画像生成部１３１は、スポットが対応付けられた複数の画像間において、画像サイズが等しい再構築画像を生成する。
これにより、本実施形態における画像処理装置１００は、再構築画像の画像サイズが異なる場合に比べて、スポット体積の比較を目視により容易に行うことができる。
【０１４１】
また、本実施形態では、再構築画像生成部１３１は、スポットの形状をモデル化したモデル関数に基づいて、スポットを再構築する。
これにより、例えば、モデル関数の演算によりスポットを再構築するので、本実施形態における画像処理装置１００は、簡易な構成によりスポットを再構築することができる。
【０１４２】
また、本実施形態では、モデル関数は、スポットを複数領域に分割し、分割した領域ごとに定められた関数を組み合わせて構築される。さらに、モデル関数は、スポットのピーク位置を中心として、直交する２方向（例、Ｘ軸方向、及びＹ軸方向）の各方向に複数領域を分割して構築される。
これにより、分割した領域ごとに異なる関数を用いて再構築スポットを生成するので、本実施形態における画像処理装置１００は、複雑な形状のスポットを再構築することができる。例えば、本実施形態における画像処理装置１００は、スポットのピーク位置を中心に、Ｘ軸方向又はＹ軸方向に非対称な再構築スポットに対応することができる。
【０１４３】
また、本実施形態では、モデル関数は、複数領域のうちの隣り合う２つの領域の境界において不連続が生じないように、分割した領域ごとに定められた関数を組み合わせて構築される。
これにより、本実施形態における画像処理装置１００は、例えば、カラー画像などで目視によりスポットを確認する場合に、ユーザに違和感を生じさせない再構築スポットを生成することができる。
【０１４４】
また、本実施形態では、モデル関数は、ガウス関数に基づいて構築される。
これにより、本実施形態における画像処理装置１００は、ガウス関数の演算によりスポットを再構築するので、簡易な構成によりスポットを再構築することができる。
【０１４５】
また、本実施形態における画像処理装置１００は、再構築画像を重ね合わせた重ね合わせ画像を生成する重ね合わせ画像生成部１３２を備えている。
これにより、ユーザが目視によりスポット体積を比較するための重ね合わせ画像を生成するので、本実施形態における画像処理装置１００は、スポット体積の比較を目視により容易に行うことができる。したがって、本実施形態における画像処理装置１００は、スポット体積を比較する際の利便性を向上させることができる。
【０１４６】
また、本実施形態では、重ね合わせ画像生成部１３２は、再構築画像生成部１３１が生成した基準画像の再構築画像及びスレーブ画像の再構築画像を重ね合わせて、重ね合わせ画像として生成する場合に、以下のように色成分を割り当てることにより重ね合わせ画像を生成する。基準画像の再構築画像に含まれる再構築スポット（第１スポット）の濃度値を重ね合わせ画像の第１の色成分（例、Ｒ成分）に割り当てる。また、重ね合わせ画像生成部１３２は、スレーブ画像の再構築画像に含まれる再構築スポット（第２スポット）の濃度値を、第１の色成分とは異なる重ね合わせ画像の第２の色成分（例、Ｂ成分）に割り当てる。そして、重ね合わせ画像生成部１３２は、第１スポットの濃度値と第２スポットの濃度値とをピクセルごとに比較し、第１スポットと第２スポットとのうちの低い方の濃度値を、重ね合わせ画像における当該ピクセルの第３の色成分（例、Ｇ成分）に割り当てる。
【０１４７】
これにより、例えば、基準画像の再構築スポット（第１スポット）の濃度値が、スレーブ画像の再構築スポット（第２スポット）の濃度値より大きい場合に、重ね合わせ画像のスポットは、赤色がかった灰色に表示される。また、例えば、基準画像の再構築スポット（第１スポット）の濃度値が、スレーブ画像の再構築スポット（第２スポット）の濃度値より小さい場合に、重ね合わせ画像のスポットは、青色がかった灰色に表示される。したがって、本実施形態における画像処理装置１００は、スポット体積の比較を生成した重ね合わせ画像の色調により容易に行うことができる。
【０１４８】
また、本実施形態における画像処理装置１００は、重ね合わせ画像生成部１３２によって生成された重ね合わせ画像を出力する出力部１６０を備えている。
これにより、本実施形態における画像処理装置１００は、スポット体積を比較するために、自装置単独により、ユーザによる重ね合わせ画像の確認を行うことができる。
【０１４９】
また、本実施形態では、出力部１６０は、再構築画像生成部１３１によって生成された再構築画像を出力してもよい。
これにより、本実施形態における画像処理装置１００は、スポット体積を比較するために、ユーザによる再構築画像の比較が可能になる。
【０１５０】
また、本実施形態における解析装置１は、上述の画像処理装置１００を備えている。
これにより、本実施形態における解析装置１は、画像処理装置１００と同様の効果を奏する。
【０１５１】
［プログラム、及び記録媒体］
画像処理装置１００に含まれている各部は、ハードウェアロジックによって構成してもよいし、次のように、ＣＰＵを用いてソフトウェアによって実現してもよい。
すなわち、画像処理装置１００は、各機能を実現するプログラムの命令を実行するＣＰＵ、このプログラムを格納した、上記プログラムを実行可能な形式に展開するＲＡＭ、及び上記プログラムと各種データとを格納するメモリ等の記憶装置（記録媒体）を備えている。この構成により、本発明の目的は、所定の記録媒体によっても達成できる。
【０１５２】
この記録媒体は、上述した機能を実現するソフトウェアである画像処理装置１００のプログラムのプログラムコード（実行形式プログラム，中間コードプログラム，ソースプログラム）をコンピュータに読み取り可能に記録していればよい。画像処理装置１００に、この記録媒体を供給する。これにより、コンピュータとしての画像処理装置１００（又はＣＰＵやＭＰＵ）が、供給された記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し、実行すればよい。
【０１５３】
プログラムコードを画像処理装置１００に供給する記録媒体は、特定の構造又は種類のものに限定されない。すなわちこの記録媒体は、例えば、磁気テープ又はカセットテープ等のテープ系、フロッピー（登録商標）ディスク／ハードディスク等の磁気ディスク、又はＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ／ＢＤ／ＣＤ−Ｒ等の光ディスクを含むディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード系、あるいはマスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ／フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ系等とすることができる。
【０１５４】
また、画像処理装置１００を通信ネットワークと接続可能に構成しても、本発明の目的を達成できる。この場合、上記のプログラムコードを、通信ネットワークを介して画像処理装置１００に供給する。この通信ネットワークは画像処理装置１００にプログラムコードを供給できるものであれば良く、特定の種類又は形態に限定されない。例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、ＬＡＮ、ＩＳＤＮ、ＶＡＮ、ＣＡＴＶ通信網、仮想専用網（Virtual Private Network）、電話回線網、移動体通信網、又は衛星通信網等であればよい。
【０１５５】
この通信ネットワークを構成する伝送媒体も、プログラムコードを伝送可能な任意の媒体であれば良く、特定の構成又は種類のものに限定されない。例えば、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ、電力線搬送、ケーブルＴＶ回線、電話線、又はＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）回線等の有線でも、ＩｒＤＡ又はリモコンのような赤外線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、８０２．１１無線、ＨＤＲ、携帯電話網、衛星回線、又は地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現することができる。
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
【０１５６】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、上述した実施形態では、測定対象がタンパク質である場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、ある物質を構成している成分を同定する際の任意の成分等であってもよい。
また、上述した実施形態では、タンパク質の二次元電気泳動画像を用いて、二次元電気泳動画像に含まれるスポットを再構築する一例を説明したが、例えば、ＤＮＡ又はＲＮＡ等の生体高分子の二次元電気泳動画像を用いてもよい。
【０１５７】
また、上述した実施形態において、外部記憶部１５０が、画像処理装置１００に内蔵されている例について説明したが、これに限られず、外部記憶部１５０が外部の装置として設けられて、画像処理装置１００と接続されるものであってもよい。
また、上述した実施形態において、画像処理装置１００が重ね合わせ画像生成部１３２を備える例について説明したが、これに限られず、重ね合わせ画像生成部１３２が外部の装置として設けられて、画像処理装置１００と接続されるものであってもよい。
【０１５８】
また、上述した実施形態において、外部記憶部１５０が、各二次元電気泳動画像に含まれるスポットに関するスポット情報を、各二次元電気泳動画像の画像データに対応付けて記憶している形態を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、データ処理部１３０が、取得した二次元電気泳動画像の画像データに基づいてスポット情報を生成してもよい。
また、上述した実施形態において、再構築画像生成部１３１がガウス関数に基づいてモデル化して、再構築スポットを生成する形態を説明したが、他の関数によりモデル化して再構築スポットを生成する形態であってもよい。
【０１５９】
また、上述した実施形態において、再構築スポットのスポット位置に基準画像のスポット位置を用いる形態を説明したが、これに限定されるものではなく、スレーブ画像のスポット位置を用いる形態でもよいし、基準画像のスポット位置とスレーブ画像のスポット位置との平均位置を用いる形態であってもよい。
また、上述した実施形態において、基準画像のスポットの半値半幅とスレーブ画像のスポットの半値半幅との平均値を、再構築スポットの半値半幅として用いる形態を説明したが、基準画像のスポットの半値半幅、又はスレーブ画像のスポットの半値半幅を再構築スポットの半値半幅として用いる形態であってもよい。
【０１６０】
また、上述した図１７において、二次元電気泳動画像を二次元電気泳動画像に対応する表として表わし、ピクセルの濃度値の値をセルに表示したが、濃度値の値に対応した色により各ピクセルを表わしてもよい。例えば、濃度値の最小値を白色、濃度値の最大値を黒色とし、その間の濃度値を白色から黒色までのグレイスケールで表示してもよい。
【０１６１】
本発明に係る画像処理装置は、以下の態様で実施することができる。
（１）測定対象を表すスポットを有する複数の画像間において対応付けられている前記スポットを前記複数の画像間において比較するための画像処理装置であって、スポットの位置、スポットの広がり、及びスポットの体積に基づいて、前記複数の画像間において前記スポットの位置及び前記スポットの広がりが一致するように、且つ、再構築前後において前記スポットの体積が一致するように、前記スポットを再構築し、再構築した前記スポットを有する再構築画像を生成する再構築画像生成部を備えることを特徴とする画像処理装置である。
（２）前記スポットの広がりは、スポットの半値幅に基づいた値であることを特徴とする（１）に記載の画像処理装置。
（３）前記複数の画像のそれぞれは、画像を構成するピクセルごとに色の濃淡を示す濃度値の高い部分を、前記スポットとして示していることを特徴とする（１）又は（２）に記載の画像処理装置。
（４）前記再構築画像生成部は、前記スポットが対応付けられた前記複数の画像間において、画像サイズが等しい前記再構築画像を生成することを特徴とする（１）から（３）のいずれか一項に記載の画像処理装置。
（５）前記再構築画像生成部は、スポットの形状をモデル化したモデル関数に基づいて、前記スポットを再構築することを特徴とする（１）から（４）のいずれか一項に記載の画像処理装置。
（６）前記モデル関数は、前記スポットを複数領域に分割し、分割した領域ごとに定められた関数を組み合わせて構築されることを特徴とする（５）に記載の画像処理装置。
（７）前記モデル関数は、前記複数領域を、スポットのピーク位置を中心として、直交する２方向の各方向に分割して構築されることを特徴とする（６）に記載の画像処理装置。
（８）前記モデル関数は、前記複数領域のうちの隣り合う２つの領域の境界において不連続が生じないように、前記分割した領域ごとに定められた関数を組み合わせて構築されることを特徴とする（６）又は（７）に記載の画像処理装置。
（９）前記モデル関数は、ガウス関数に基づいて構築されることを特徴とする（６）から（８）のいずれか一項に記載の画像処理装置。
（１０）前記再構築画像を重ね合わせた重ね合わせ画像を生成する重ね合わせ画像生成部を備えることを特徴とする（１）から（９）のいずれか一項に記載の画像処理装置。
（１１）前記重ね合わせ画像生成部は、前記再構築画像生成部が生成した第１の再構築画像及び第２の再構築画像を重ね合わせて、前記重ね合わせ画像として生成する場合に、前記第１の再構築画像に含まれる再構築された前記スポットを示す第１スポットの濃度値を、前記重ね合わせ画像の第１の色成分に割り当て、前記第２の再構築画像に含まれる再構築された前記スポットを示す第２スポットの濃度値を、前記第１の色成分とは異なる前記重ね合わせ画像の第２の色成分に割り当て、前記第１スポットの濃度値と前記第２スポットの濃度値とをピクセルごとに比較し、前記第１スポットと前記第２スポットとのうちの低い方の濃度値を、前記重ね合わせ画像における当該ピクセルの第３の色成分に割り当てることにより前記重ね合わせ画像を生成することを特徴とする（１０）に記載の画像処理装置。
（１２）前記再構築画像生成部によって生成された前記再構築画像を出力する出力部を備えることを特徴とする（１）から（１１）のいずれか一項に記載の画像処理装置。
（１３）前記重ね合わせ画像生成部によって生成された前記重ね合わせ画像を出力する出力部を備えることを特徴とする（１０）又は（１１）に記載の画像処理装置。
【産業上の利用可能性】
【０１６２】
本発明は、タンパク質、ＤＮＡ、又はＲＮＡ等の二次元電気泳動画像等のスポットを有する画像間において、対応付けられたスポットのスポット体積を比較する際に好適に用いられる。
また、本発明に係る画像処理装置１００は、例えば、タンパク質の解析装置、又は、ＤＮＡ又はＲＮＡ等の生体高分子の解析装置などに適用することができる。
【符号の説明】
【０１６３】
解析装置  １００  画像処理装置
１１０  制御部
１２０  入力部
１３０  データ処理部
１３１  再構築画像生成部
１３２  重ね合わせ画像生成部
１４０  記憶部
１４１  データ格納部
１４２  再構築画像格納部
１５０  外部記憶部
１６０  出力部
２００  外部検出装置
【図１】
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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２】
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