(57)【要約】【課題】不均一なバックグランドを含む画像においても、良好にバックグランドを除去することができるようにすること。【解決手段】バックグランドを含む画像からバックグランドを除去する画像解析装置において、バックグランド認定領域生成部と、バックグランド認定部と、バックグランド除去部と、を備えることを特徴とする。バックグランド認定領域生成部は、画像を構成するピクセル毎にバックグランドを認定するための領域を生成する。バックグランド認定部は、バックグランド認定領域に基づいてバックグランドを認定する。バックグランド除去部は、画像からバックグランドを除去する。【選択図】図１
2014153172.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
計測画像を構成するピクセル毎にバックグランドを認定するための領域を生成するバックグランド認定領域生成部と、
前記生成されたバックグランド認定領域に基づいて、前記ピクセルのバックグランドを認定するバックグランド認定部と、
前記画像からバックグランドを除去するバックグランド除去部と、
を備えることを特徴とする画像解析装置。
【請求項２】
前記バックグランド認定領域生成部は、
バックグランド認定領域を生成するピクセルから所定の方向に画像を走査し、該方向について、現在の走査ピクセルの濃度値より次の走査ピクセルの濃度値が大きいかまたは同じになる位置に基づいてバックグランド認定領域を生成すること
を特徴とする請求項１に記載の画像解析装置。
【請求項３】
前記バックグランド認定領域は、
矩形に生成された領域であって、
前記走査によって得られた位置に基づいたバックグランド認定領域であること
を特徴とする請求項１または、請求項２に記載の画像解析装置。
【請求項４】
コンピュータを、請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の画像解析装置、として機能させるためのプログラム。
【請求項５】
計測画像を構成するピクセル毎にバックグランドを認定するための領域を生成する第１の過程と、
前記生成されたバックグランド認定領域に基づいて、前記ピクセルのバックグランドを認定する第２の過程と、
前記画像からバックグランドを除去する第３の過程と、
を有することを特徴とする画像解析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、画像解析装置、画像解析方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
２００３年にヒトゲノムプロジェクトが終了した後、今日までに様々な疾患と生体高分子との関係性が明らかになりつつある。特に、生体高分子の１つであるタンパク質は、生体の細胞、器官、および臓器の機能に直接関与しており、タンパク質のアミノ酸配列または立体構造の相違、あるいは糖鎖またはリン酸化等の化学的修飾の有無等に起因して、多くの疾患が引き起こされる可能性があることが明らかになり始めている。
【０００３】
このような状況の中、プロテオーム解析が盛んに行われている。プロテオームとは、特定の細胞、器官、および臓器の中で翻訳生産されているタンパク質全体のことを意味している。その解析（プロテオーム解析）としては、タンパク質のプロファイリング、または機能解析等が挙げられる。タンパク質の翻訳後に生体内で合成されたタンパク質は、リン酸化等の翻訳後修飾によってタンパク質の機能を制御されていることが知られている。したがって、タンパク質の化学的修飾に関する情報の入手は、今後のプロテオーム解析において取り分け重要事項の１つとなり得る。そのため、複数のタンパク質が混在する試料を、高精度で分離および検出する方法が重要視されており、そのための装置の開発が進められている。
【０００４】
現在では、タンパク質の分離検出方法として、ゲル電気泳動等が利用されている。
ゲル電気泳動では、個々のタンパク質が表面電荷および分子量について有している独特の性質を利用して分離している。例えば、タンパク質を電荷のみ、または分子量のみに依存して分離する一次元電気泳動と、両者を組み合わせて分離する二次元電気泳動とがある。中でも、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。
【０００５】
二次元電気泳動で分離されたタンパク質は、蛍光色素、または染色色素等によって染色される。染色された電気泳動ゲルは、カメラまたはスキャナ等の画像読取装置により撮影されてデジタル画像化され二次元電気泳動画像が生成される。その結果、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、または染色領域（以下、スポットという）として観察される。タンパク質の量は、スポットの体積の積分値に対応しており、分離されたタンパク質の量を定量化するために、当該スポットの位置の検出、および体積算出が行われる。
【０００６】
染色された電気泳動ゲルを画像読取装置により撮影する際、ゲル自体の自家蛍光や励起光、または照明光の写りこみにより、撮影された二次元電気泳動画像上ではバックグランドが生じ、その結果、蛍光強度、または染色強度が増大する。したがって、スポットの体積はバックグランドの大きさだけ実際よりも大きくなる。これを防ぐため、スポットの体積算出の前に、バックグランドを認定し、バックグランドを除去することが行われている。
【０００７】
例えば、特許文献１には、経時変化を伴う特定対象を撮影した二次元画像に対するスポットの領域決定において、バックグランドの認定を行う方法が開示されている。具体的には、経時的に最終画像における画像強度が基準値以下のポイントを、バックグランドと認定する方法、画像作製時に予め特定のポイントをバックグランドと認識できる場合には、そのポイントを認定する方法、経時的に最終画像において、画像強度の全平均を求め、それ以上の強度を有するポイントを平均強度に置き換え、さらに全平均を求め、これを繰り返すことでバックグランドとすることが可能なポイントを認定する方法、および経時的に最終画像において、画像強度の高いレベルから低いレベルに段階的に変化させたときに、同一レベルで形成されるスポット領域が画像全体に急激に拡大する場合において、そのレベルまでをバックグランドと認定する方法、がバックグランドの認定方法として開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−２９３０４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、特許文献１に開示されている方法では、画像全体でバックグランドを認定しているので、バックグラウンドの大きさが画像全体で一様でないときには、バックグランドを正確に認定できないことがあるという問題がある。
【００１０】
そこで、本発明は上記従来技術の欠点に鑑みてなされたものであり、不均一なバックグランドを含む画像においても、良好にバックグランドを除去することができる画像解析装置、画像解析方法およびプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明は、上記問題を解決するためになされたもので、本発明の一態様は、計測画像を構成するピクセル毎にバックグランドを認定するための領域を生成するバックグランド認定領域生成部と、前記生成されたバックグランド認定領域に基づいて、前記ピクセルのバックグランドを認定するバックグランド認定部と、前記画像からバックグランドを除去するバックグランド除去部と、を備えることを特徴とする画像解析装置である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、不均一なバックグランドを含む画像においても、良好にバックグランドを除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る画像解析装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】同実施形態における画像解析装置を構成するデータ処理部および記憶部の詳細な構成の一例を示すブロック図である。
【図３】同実施形態における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４】スポットとバックグランドの一例を説明するための図である。
【図５】同実施形態における画像解析装置による画像解析方法の一例を示すフローチャートである。
【図６】同実施形態における画像解析装置によるバックグランド認定領域の生成処理の一例を示すフローチャートである。
【図７】同実施形態におけるバックグランド認定領域の一例を示す図である。
【図８】同実施形態における画像解析装置によるバックグランド認定処理の一例を示すフローチャートである。
【図９】同実施形態におけるバックグランドの一例を示す図である。
【図１０】同実施形態における画像解析装置によるバックグランド除去処理の一例を示すフローチャートである。
【図１１】本実施形態におけるバックグランド除去画像の一例を示す図である。
【図１２】本実施形態における画像解析装置による解析結果の出力例を示す図である。
【図１３】本実施形態における画像解析装置による解析結果の他の出力例を示す図である。
【図１４】本実施形態における画像解析装置による解析結果の他の出力例を示す図である。
【図１５】本発明の第２実施形態におけるバックグランド認定領域の別の一例を示す図である。
【図１６】本発明の第３実施形態における画像解析装置による解析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】
＜第１の実施形態＞
以下では、本発明の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本実施形態における、タンパク質分析装置の全体図を表すブロック図である。前記タンパク質分析装置は、二次元電気泳動装置９０と、ゲル９１と、画像読取装置１０１と、画像解析装置１００から構成される。
【００１５】
画像解析装置１００の前に、二次元電気泳動装置９０、ゲル９１、画像読取装置１０１を説明する。
二次元電気泳動装置９０は、二次元電気泳動を行う。二次元電気泳動は、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。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。
【００１６】
まず、二次元電気泳動装置９０は、一次元目に対して、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を行う。等電点電気泳動は、１次元目方向へのタンパク質の分離であり、一定のｐＨ勾配を有する等電点電気泳動ゲルを用いる。等電点電気泳動は、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。
【００１７】
そして、二次元目に対して、二次元電気泳動装置９０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９１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）を行う。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）を用いる。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。ＳＤＳ−ＰＡＧＥは、多孔性を有するポリアクリルアミドゲル９１（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。以降、ポリアクリルアミドゲル９１を、ゲル９１と呼ぶことにする。
【００１８】
一次元目の分離方向と二次元目の分離方向は、互いに直交する。したがって、二次元電気泳動装置９０は、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を得る。
ゲル９１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、または蛍光色素等によって染色される。図１のゲル９１は、二次元電気泳動装置９０によって、タンパク質が分離され、そして染色されたゲルを表す。ゲル９１は、画像読取装置１０１によって読み込まれ、デジタル画像化される。画像読取装置１０１は、例えば、カメラやスキャナ等である。この該デジタル画像化されたものが二次元電気泳動画像（以下、原画像と呼ぶ）である。
【００１９】
なお、この蛍光領域または染色領域はスポットと呼ばれる。すなわち、分離されたタンパク質は、原画像上で蛍光領域または染色領域として観察される。
次に、画像解析装置１００を説明する。画像解析装置１００は、原画像に対して、バックグランドの除去を行う。
画像解析装置１００は、制御部１０２と、入力部１０３と、データ処理部１０４と、記憶部１０５と、外部記憶部１０６と、出力部１０７とを備える。
制御部１０２は、画像解析装置１００の各部を統括的に制御する。なお、制御部１０２から制御対象の各部へ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に図示を省略する。
【００２０】
外部記憶部１０６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１０６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、画像読取装置１０１によって撮影された原画像は、外部記憶部１０６に記憶される。
入力部１０３は、自装置の外部から入力される情報を受け取る。入力部１０３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またはポインティングデバイスである。入力部１０３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解析を指示する実行指示情報を受け付ける。
【００２１】
データ処理部１０４は、入力部１０３から実行指示情報を受けると、画像解析処理を開始する。画像解析処理は、二次元電気泳動画像の原画像データからバックグランドを除去する処理である。画像処理の詳細については後述する。
記憶部１０５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１０５の詳細は後述する。
出力部１０７は、データ処理部１０４の処理結果を外部に表示または印字する表示装置または印刷装置等である。
【００２２】
図２は、図１の画像解析装置１００のデータ処理部１０４と、記憶部１０５の詳細を表している。データ処理部１０４は、バックグランド認定領域生成部１４１と、バックグランド認定部１４２と、バックグランド除去部１４３とを備える。また、記憶部１０５は、データ格納部１５１と、バックグランド認定領域格納部１５２と、バックグランド格納部１５３とを備える。データ処理部１０４および記憶部１０５の各部による画像解析処理の詳細は、後ほど図５のフローチャートによって説明する。
【００２３】
ここで簡単に説明すると、バックグランド認定領域生成部１４１は、スポットを含む二次元電気泳動画像に関して、画像を構成するピクセル毎にバックグランド認定領域を生成する。バックグランド認定部１４２は、バックグランド認定領域生成部１４１が生成したバックグランド認定領域に基づいて、ピクセル毎にバックグランドを認定する。バックグランド除去部１４３は、バックグランド認定部１４２によって認定されたバックグランドに基づいて、二次元電気泳動の原画像からバックグランドを除去する。
【００２４】
データ格納部１５１は、バックグランド認定領域生成部１４１と、バックグランド認定部１４２と、バックグランド除去部１４３が処理を行う際に必要な、二次元電気泳動画像の原画像を一時的に記憶する。バックグランド認定領域格納部１５２は、バックグランド認定部１４１が生成したバックグランド認定領域の情報を一時的に記憶する。バックグランド格納部１５３は、バックグランド認定部１４２が生成したバックグランドの情報を一時的に記憶する。
【００２５】
図３に、二次元電気泳動画像の一例を示す。
図３は、画像読取装置１０１が撮影した二次元電気泳動画像の例である。図３の画像Ｇ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。Ｘ軸は等電点であり、Ｙ軸は分子量である。等電点はＸ軸の正方向にいくほど高く、すなわちｐＨがＸ軸の正方向にいくほど高くなり、分子量はＹ軸の正方向にいくほど大きくなる。
【００２６】
図３に示すように、得られた二次元電気泳動画像においてタンパク質は、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。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。
ここで、二次元電気泳動画像におけるバックグランド、スポット、スポットの高さ、について図４を例に説明する。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り、ピクセル毎に画像の色や明るさの濃度を示す濃度値（すなわちピクセル値（あるいは輝度値））によって示される情報である。
【００２７】
図４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。図４では、縦軸は濃度値、横軸は図３に示されたＸ軸またはＹ軸で、単位はピクセルである。バックグランドは、二次元電気泳動画像の全ピクセルに存在しており、その値はピクセル毎に異なっている。図４では、バックグランドは点線Ｂで表わされている。図４では、スポットはｓ１とｓ２の２個存在している。スポットの高さは、各スポットのピークの濃度値であり、それぞれｈ１およびｈ２で表されている。図４に示すように、二次元電気泳動画像で観察されるスポットの高さは、バックグランドＢを含んでいる。
【００２８】
バックグランドＢを含むスポット高さｈ１またはｈ２を、以下、スポット高さ（バックグランド含む）と呼ぶ。したがって、スポット本来の高さ、つまりスポットを構成するタンパク質の量に対応したスポットの高さは、スポット高さ（バックグランド含む）からバックグランドの値を減算しなければ求められない。この、スポット高さ（バックグランド含む）からバックグランドの値を減算したスポット高さを、以下、スポット高さ（バックグランドなし）と呼ぶ。
また、以下ではバックグランドを含む二次元電気泳動画像を二次元電気泳動画像の原画像、バックグランドを除去した二次元電気泳動画像をバックグランド除去後の二次元電気泳動画像、バックグランドを含むピクセルの濃度値をバックグランドを含む濃度値、バックグランドを除去したピクセルの濃度値をバックグランド除去後の濃度値と呼ぶ。
【００２９】
次に、画像解析装置１００が、二次元電気泳動画像のバックグランドを認定し、バックグランドを除去する処理の処理フローの一例について、図５を参照して、以下説明する。
［バックグランド除去手法の一例］
図５は、本実施形態に係る画像解析装置１００が、二次元電気泳動画像のバックグランドを認定し、バックグランドを除去するまでの流れを示すフローチャートである。
（ステップＳＴ２００からＳＴ２０６）
画像解析装置１００は、以下に示すステップＳＴ２０１からＳＴ２０５の処理を繰り返す。
【００３０】
（ステップＳＴ２０１）
ユーザは入力部１０３に対して、二次元電気泳動画像のバックグランドを認定し、バックグランドを除去する処理（バックグランド除去処理）の実行指示を入力する。入力部１０３は、ユーザが入力した実行指示を示す情報を取得し、制御部１０２、データ処理部１０４および外部記憶部１０６に出力する。
入力部１０３から実行指示を受けた外部記憶部１０６は、自身が保持している二次元電気泳動画像の原画像の画像データをデータ格納部１５１に出力する。そして、データ格納部１５１は、二次元電気泳動画像の原画像の画像データ（以降、原画像データという）を格納する。
【００３１】
（ステップＳＴ２０２）
また、入力部１０３は、実行指示を示す情報を、データ処理部１０４のバックグランド認定領域生成部１４１にも出力する。このバックグランド認定領域生成部１４１は、入力部１０３から実行指示を示す情報を入力すると、データ格納部１５１から原画像データを読み込む。
（ステップＳＴ２０３）
次に、バックグランド認定領域生成部１４１は、読み込んだ原画像データが表す原画像の各ピクセルについてバックグランドを認定する領域を生成する。なお、バックグランド認定領域生成部１４１によるバックグランド認定領域の生成については、図６を参照して、後述する。
【００３２】
ここで簡単に説明すると、バックグランド認定領域生成部１４１は、二次元電気泳動画像の原画像を構成するピクセル毎に部分領域を生成する。そして、バックグランド認定領域生成部１４１は、生成した部分領域を示す情報をバックグランド認定領域情報として、バックグランド認定領域格納部１５２に格納し、その後、バックグランド認定領域の生成処理が終了したことを示す情報を、バックグランド認定部１４２に出力する。
【００３３】
（ステップＳＴ２０４）
バックグランド認定領域生成部１４１からバックグランド認定領域の生成処理が終了したことを示す情報を受けたバックグランド認定部１４２は、データ格納部１５１から原画像データを読み込み、バックグランド認定領域格納部１５２からバックグランド認定領域情報を読み込み、二次元電気泳動画像の原画像を構成するピクセル毎にバックグランドを認定する。
なお、バックグランド認定部１４２によるバックグランドの認定については、図８を参照して、後述する。
【００３４】
ここで簡単に説明すると、バックグランド認定部１４２は、読み込んだバックグランド認定領域情報が表す領域に含まれる原画像のピクセルの濃度値（ここではバックグランド除去前なのでバックグランドを含む濃度値）を、読み込んだ原画像データから抽出し、該濃度値に基づいて、ピクセル毎にバックグランドとして用いる値を設定することでバックグランドを認定する。
そして、バックグランド認定部１４２は、認定したバックグランドを、バックグランド格納部１５３に格納し、その後、バックグランド認定処理が終了したことを示す情報を、バックグランド除去部１４３に出力する。
【００３５】
（ステップＳＴ２０５）
バックグランド認定部１４２からバックグランド認定処理が終了したことを示す情報を受けたバックグランド除去部１４３は、データ格納部１５１から原画像データを読み込み、バックグランド格納部１５３からバックグランドを読み込み、二次元電気泳動画像の原画像からバックグランドを除去する。
【００３６】
なお、バックグランド除去部１４３によるバックグランドの除去については、図１０を参照して、後述する。
そして、バックグランド除去部１４３は、バックグランドを除去した結果を出力部１０７に出力する。
出力部１０７は、バックグランド除去部１４３から入力されるバックグランドを除去した結果を出力する。これにより、ユーザは、二次元電気泳動画像について、バックグランドを除去した結果を確認することができる。
【００３７】
次に、画像解析装置１００の各構成部による各処理の詳細について説明する。
［バックグランド認定領域生成部１４１によるバックグランド認定領域生成処理］
バックグランド認定領域生成部１４１は、二次元電気泳動画像のバックグランドを認定するためのバックグランド認定領域を、二次元電気泳動画像の原画像を構成するピクセル毎に生成する。
具体的には、バックグランド認定領域生成部１４１は次のように、あるピクセルについてバックグランド認定領域を生成する。以下、このピクセルを対象ピクセルと呼ぶ。
【００３８】
図６は、バックグランド認定領域生成部１４１がバックグランドを認定する領域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、このバックグランド認定領域生成処理は、図５のステップＳＴ２０３に対応する処理である。
（ステップＳＴ３００からＳＴ３０５）
バックグランド認定領域生成部１４１は、原画像データが表す原画像を構成するピクセル各々に対して、以下のステップＳＴ３０１からＳＴ３０４に示す処理を行う。
【００３９】
（ステップＳＴ３０１）
バックグランド認定領域生成部１４１は、原画像データが表す原画像に対して、対象ピクセルを原点として所定の方向に走査を行い、対象ピクセルを含むスポットの端部を探索する。本実施形態では、この所定の方向は、対象ピクセルを原点として上下左右のそれぞれ４方向である。バックグランド認定領域生成部１４１は、次の走査ピクセルの濃度値が、現在の走査ピクセルの濃度値と等しいか大きくなるまで走査する。
【００４０】
そして、バックグランド認定領域生成部１４１は、次の走査ピクセルの濃度値が、現在の走査ピクセルの濃度値と等しいか大きくなったときの、対象ピクセルと現在の走査ピクセル間の距離（ピーク・ディップ間距離）を求める。これを、バックグランド認定領域生成部１４１は、対象ピクセルを原点として上下左右のそれぞれ４方向について行うことで、対象ピクセルを原点として上下左右のそれぞれ４方向についてピーク・ディップ間距離を求める。
【００４１】
さらに、対象ピクセルから上下左右方向へのピクセルの走査処理について、図７を参照して具体的に例を挙げて説明する。
図７は、二次元電気泳動画像の原画像データの模式図を示している。図７において、表６０１は、原画像データであり、原画像を構成する各ピクセルの濃度値からなるテーブルである。表６０１において、一つのセルが画像の一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（二次元電気泳動画像の原画像なのでバックグランドを含む濃度値）である。以下では、一例として、バックグランド認定領域生成部１４１が、座標（６，６）のピクセルのバックグランド認定領域を生成する場合を説明する。図７では、座標（６，６）のピクセルは、対象ピクセル６０２として太枠で示されている。
【００４２】
対象ピクセル６０２の上下左右方向へのピクセルの走査処理について、まず上方向への走査について説明する。バックグランド認定領域生成部１４１は、対象ピクセル６０２から上方向、つまり図７ではＹ軸に沿って大きくなる方向にピクセルを走査していき、次の走査ピクセルの濃度値が、現在の走査ピクセルの濃度値と等しいか大きくなるまで走査する。最初の走査ピクセルは、対象ピクセルである座標（６，６）のピクセルである。現在の走査ピクセルの座標（６，６）のピクセルの濃度値は２３であり、次の走査ピクセルである座標（６，７）のピクセルの濃度値は１９である。したがって、バックグランド認定領域生成部１４１は、現在の走査ピクセルの濃度値より次の走査ピクセルの濃度値が小さいので次のピクセルへ進む。
【００４３】
これを繰り返していくと、現在の走査ピクセルが座標（６，１０）のピクセルになったとき、座標（６，１０）のピクセルの濃度値は６であり、次の走査ピクセルである座標（６，１１）のピクセルの濃度値は８となっている。すなわち、バックグランド認定領域生成部１４１は、座標（６，１０）のピクセルにおいて、次の走査ピクセルの濃度値が、現在の走査ピクセルの濃度値より大きくなっているので、上方向への走査を終了する。このとき対象ピクセルと現在の走査ピクセル間の距離（ピーク・ディップ間距離）は、４ピクセルである。同様に、バックグランド認定領域生成部１４１は、下方向について走査処理を行う。現在の走査ピクセルが座標（６，２）のときに、次の走査ピクセルである座標（６，１）のピクセルの濃度値が、現在の走査ピクセルの濃度値と等しくなるので、バックグランド認定領域生成部１４１は、下方向への走査を終了する。このときのピーク・ディップ間距離は、４ピクセルである。
【００４４】
同様に左方向について走査処理を行うと、現在の走査ピクセルが座標（２，６）のときに、次の走査ピクセルである座標（１，６）のピクセルの濃度値が、現在の走査ピクセルの濃度値と等しくなるので、バックグランド認定領域生成部１４１は、左方向への走査を終了する。このときのピーク・ディップ間距離は４ピクセルである。同様に右方向について走査処理を行うと、現在の走査ピクセルが座標（８，６）のときに、次の走査ピクセルである座標（９，６）のピクセルの濃度値が、現在の走査ピクセルの濃度値より大きくなるので、バックグランド認定領域生成部１４１は、右方向への走査を終了する。このときのピーク・ディップ間距離は２ピクセルである。
【００４５】
上記のように、バックグランド認定領域生成部１４１は、対象ピクセルを原点として上下左右のそれぞれ４方向に走査を行い、対象ピクセルの上下左右方向でピーク・ディップ間距離を求める。これを、バックグランド認定領域生成部１４１は、原画像を構成するすべてのピクセルについて繰り返し行う。
（ステップＳＴ３０２）
次に、バックグランド認定領域生成部１４１は、対象ピクセルから、Ｘ軸方向、およびＹ軸方向の線を境界線として、原画像データが表す二次元電気泳動画像を分割する。この分割により、画像は対象ピクセルを中心として、右上領域、右下領域、左上領域、左下領域、の四領域に分割される。
【００４６】
図７を参照して四領域への分割を具体的に説明する。図７において、バックグランド認定領域生成部１４１が対象ピクセル６０２を中心として、Ｘ軸方向、およびＹ軸方向で画像領域を分割すると、画像は次の四領域に分割される。右上領域は座標（６，６）、（６，１２）、（１２，１２）、（１２，６）で囲まれる領域、右下領域は座標（６，５）、（１２，５）、（１２，０）、（６，０）で囲まれる領域、左上領域は座標（５，６）、（５，１２）、（０，１２）、（０，６）で囲まれる領域、左下領域は座標（５，５）、（０，５）、（０，０）、（５，０）で囲まれる領域、となる。ここでは、バックグランド認定領域生成部１４１は、対象ピクセル６０２が右上領域に含まれるように画像を分割したが、これに限定されるものではなく、対象ピクセル６０２が右下領域、または左上領域、または左下領域に含まれるように画像を分割してもよい。
【００４７】
（ステップＳＴ３０３）
次に、バックグランド認定領域生成部１４１は、ステップＳＴ３０２において分割した各領域についてバックグランド認定領域の部分領域を生成する。バックグランド認定領域生成部１４１は、バックグランド認定領域の部分領域を生成する際に、ステップＳＴ３０１で求めた対象ピクセルの上下左右方向でのピーク・ディップ間距離を用いる。
バックグランド認定領域生成部１４１は、対象ピクセルの上方向のピーク・ディップ間距離を縦方向の大きさとし、対象ピクセルの右方向のピーク・ディップ間距離を横方向の大きさとする矩形を設定する。バックグランド認定領域生成部１４１は、この矩形の左下の頂点の座標を対象ピクセルの座標と一致させたときの矩形の内部領域を右上領域における部分領域とする。
【００４８】
バックグランド認定領域生成部１４１は、原画像における対象ピクセルの下方向のピーク・ディップ間距離を縦方向の大きさとし、対象ピクセルの右方向のピーク・ディップ間距離を横方向の大きさとする矩形を設定する。バックグランド認定領域生成部１４１は、この矩形の左上の頂点の座標を対象ピクセルの座標と一致させたときの矩形の内部領域を右下領域における部分領域とする。ただし、右下領域には原画像に含まれていた対象ピクセルが含まれていないため、バックグランド認定領域生成部１４１は、１だけ減らしたピーク・ディップ間距離を縦方向の大きさとし、横方向は前記横方向のピーク・ディップ間距離とすることで前記右下領域を生成する。
【００４９】
バックグランド認定領域生成部１４１は、対象ピクセルの上方向のピーク・ディップ間距離を縦方向の大きさとし、対象ピクセルの左方向のピーク・ディップ間距離を横方向の大きさとする矩形を設定する。バックグランド認定領域生成部１４１は、この矩形の右下の頂点の座標を対象ピクセルの座標と一致させたときの矩形の内部領域を左上領域における部分領域とする。ただし、左上領域には原画像に含まれていた対象ピクセルが含まれていないため、バックグランド認定領域生成部１４１は、１だけ減らしたピーク・ディップ間距離を横方向の大きさとし、縦方向は前記縦方向のピーク・ディップ間距離とすることで前記左上領域を生成する。
【００５０】
バックグランド認定領域生成部１４１は、対象ピクセルの下方向のピーク・ディップ間距離を縦方向の大きさとし、対象ピクセルの左方向のピーク・ディップ間距離を横方向の大きさとする矩形を設定する。この矩形の右上の頂点の座標を対象ピクセルの座標と一致させたときの矩形の内部領域を左下領域における部分領域とする。ただし、左下領域には原画像に存在した対象ピクセルが含まれていないため、バックグランド認定領域生成部１４１は、１だけ減らしたピーク・ディップ間距離を縦方向の大きさとし、１だけ減らしたピーク・ディップ間距離を縦方向の大きさとすることで前記左下領域を生成する。
【００５１】
図７を参照して各部分領域の生成処理を具体的に説明する。対象ピクセル６０２を中心として分割したときの右上領域におけるバックグランド認定領域の部分領域の生成処理は次のように行う。図７では、対象ピクセル６０２の上方向へのピーク・ディップ間距離は４ピクセル、右方向へのピーク・ディップ間距離は２ピクセルである。そこで、バックグランド認定領域生成部１４１は、対象ピクセルから上方向へ４ピクセル、右方向へ２ピクセルで囲まれる矩形の内部領域を右上領域のバックグランド認定領域の部分領域として生成する。したがって、右上領域のバックグランド認定領域の部分領域は、座標（６，６）、（６，１０）、（８，１０）、（８，６）で囲まれる領域となる。
【００５２】
バックグランド認定領域生成部１４１は、右下領域、左上領域、左下領域のバックグランド認定領域の部分領域の生成処理も同様に行う。右下領域のバックグランド認定領域の部分領域は座標（６，５）、（８，５）、（８，２）、（６，２）で囲まれる領域、左上領域のバックグランド認定領域の部分領域は座標（５，６）、（５，１０）、（２，１２）、（２，６）で囲まれる領域、左下領域のバックグランド認定領域の部分領域は座標（５，５）、（２，５）、（２，２）、（５，２）で囲まれる領域、となる。
【００５３】
（ステップＳＴ３０４）
最後に、バックグランド認定領域生成部１４１は、ステップＳＴ３０３で生成した各領域でのバックグランド認定領域の部分領域を結合させて、バックグランド認定領域を生成する。図７の場合で説明すると、対象ピクセル６０２のバックグランド認定領域は、右上領域、右下領域、左上領域、左下領域各々のバックグランド認定領域の部分領域を結合した領域、すなわち座標（２，２）、（８，２）、（８，１０）、（２，１０）で囲まれる領域となる。すなわち、座標（６，６）のピクセルのバックグランド認定領域６０３は、図７において太枠で示した領域である。
【００５４】
このようにして、バックグランド認定領域生成部１４１は、二次元電気泳動画像の原画像を構成するすべてのピクセルについてバックグランド認定領域を生成する。生成されたバックグランド認定領域を示す情報は、バックグランド認定領域生成部１４１によってバックグランド認定領域格納部１５２に格納される。
【００５５】
［バックグランド認定部１４２によるバックグランドの認定処理］
次に、バックグランド認定部１４２によるバックグランドの認定処理について説明する。
バックグランド認定部１４２は、二次元電気泳動画像の原画像を構成するピクセル毎に、バックグランドを認定する。
具体的には、バックグランド認定部１４２は、あるピクセルについてそのバックグランドの認定を次のように行う。以下、このピクセルを対象ピクセルと呼ぶ。
図８は、バックグランド認定部１４２がバックグランドを認定する処理の流れを示すフローチャートである。なお、バックグランド認定処理は、図５のステップＳＴ２０４に対応する処理である。
【００５６】
（ステップＳＴ４００からＳＴ４０３）
バックグランド認定部１４２は、原画像データが表す原画像を構成するピクセル各々に対して、以下のステップＳＴ４０１からＳＴ４０２に示す処理を行う。
（ステップＳＴ４０１）
バックグランド認定部１４２は、二次元電気泳動画像の原画像データから、対象ピクセルのバックグランド認定領域内に含まれるピクセルの濃度値の中で最小の濃度値を抽出する。バックグランド認定部１４２は、抽出した最小の濃度値を対象ピクセルのバックグランド値として設定することで、対象ピクセルのバックグランドを認定する。
【００５７】
さらに、対象ピクセルのバックグランド認定処理について、図７を参照して具体的に例を挙げて説明する。図７における、座標（６，６）の対象ピクセル６０２のバックグランドの認定を、バックグランド認定部１４２は、以下のように行う。対象ピクセル６０２のバックグランド認定領域６０３は、図７において太枠で示されている。バックグランド認定領域６０３に含まれるピクセルの濃度値の中で最小の濃度値は、座標（６，１０）のピクセルの６である。したがって、バックグランド認定部１４２は、対象ピクセル６０２のバックグランド値を６に設定する。（ステップＳＴ４０２）
バックグランド認定部１４２は、ステップＳＴ４０２で前記バックグランド認定部１４２が認定したバックグランド値の６を、対象ピクセル６０２の座標（６，６）とともにバックグランド格納部１５３に格納する。
【００５８】
上記では、二次元電気泳動画像の原画像を構成する一つのピクセルを例に挙げてバックグランド認定方法を説明したが、バックグランド認定部１４２は、二次元電気泳動画像の原画像を構成するピクセルすべてについて同様に繰り返しバックグランドを認定する。
図９は、図７に示す原画像を構成するすべてのピクセルについて、認定されたバックグランドを示す表である。表８０１に関して、一つのセルは、画像の一つのピクセルに対応する。また、表８０１に関して、各セルに表示されている値は、当該セルに対応するバックグランドの値である。
このようにして、バックグランド認定部１４２は、二次元電気泳動画像の原画像を構成するすべてのピクセルについてバックグランドを認定する。認定されたバックグランドはすべて、バックグランド認定部１４２によってバックグランド格納部１５３に格納される。
【００５９】
［バックグランド除去部１４３によるバックグランドの除去処理］
最後に、バックグランド除去部１４３による、二次元電気泳動画像の原画像からバックグランドを除去する処理について説明する。
バックグランド除去部１４３では、二次元電気泳動画像の原画像を構成するピクセル毎にバックグランドを除去し、二次元電気泳動画像の原画像からバックグランドを除去した二次元電気泳動画像（バックグランド除去後の二次元電気泳動画像）を生成する。
具体的には、バックグランド除去部１４３は、あるピクセルについてそのバックグランドの除去を次のように行う。以下、このピクセルを対象ピクセルと呼ぶ。
【００６０】
図１０は、バックグランド除去部１４３が、対象ピクセルからバックグランドを除去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、このバックグランド除去処理は、図５のステップＳＴ２０５に対応する処理である。
（ステップＳＴ５００からＳＴ５０２）
バックグランド除去部１４３は、原画像データが表す原画像を構成するピクセル各々に対して、以下のステップＳＴ５０１に示す処理を行う。
（ステップＳＴ５０１）
バックグランド除去部１４３は、対象ピクセルについて二次元電気泳動画像の原画像の濃度値からバックグランド値を減算することで、対象ピクセルのバックグランドを除去し、バックグランド除去後の濃度値を算出する。図７および図９を参照して具体例を挙げて説明する。
【００６１】
図７に示す座標（６，６）の対象ピクセル６０２のバックグランド除去を、バックグランド除去部１４３は、以下のように行う。図７より、対象ピクセル６０２のバックグランドを含む濃度値は２３である。また、図９より、座標（６，６）の対象ピクセル６０２のバックグランド値は６である。したがって、対象ピクセル６０２のバックグランドを含む濃度値からバックグランドを減算した値（バックグランド除去後の濃度値）は、２３から６を減算した１７と求まる。
【００６２】
上記では、二次元電気泳動画像の原画像を構成する一つのピクセルを例に挙げてバックグランド除去方法を説明したが、バックグランド除去部１４３は、二次元電気泳動画像の原画像を構成するピクセルすべてについて同様にバックグランドを除去し、バックグランド除去後の濃度値を求める。さらに、バックグランド除去部１４３は、バックグランド除去後の濃度値を持つピクセルから構成される二次元電気泳動画像、すなわちバックグランドを除去した二次元電気泳動画像（バックグランド除去後の二次元電気泳動画像）を生成する。
【００６３】
図１１は、図７に示す二次元電気泳動画像の原画像から、図９に示すバックグランドを除去して生成したバックグランド除去後の二次元電気泳動画像を示している。また、図１１の表１００１は、画像を構成する各ピクセルに、バックグランド除去後の濃度値を示している。表１００１において、一つのセルは、画像の一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バックグランド除去後の濃度値である。
【００６４】
［画像解析装置１００の表示画面例］
次に、画像解析装置１００の出力部１０７に表示される表示画像の一例について、図１２から図１４に示す。
例えば、図１２は、バックグランド認定領域生成部１４１がバックグランドを認定する領域を生成した結果を出力部１０７から出力する構成にした場合に、出力部１０７がユーザに表示する画像の一例である。図１２は、二次元電気泳動画像の原画像と、ユーザが指定したピクセルと、そのピクセルのバックグランド認定領域と、が表示されている例である。
【００６５】
表１１０１は、二次元電気泳動画像の原画像に対応しており、その各セルは、原画像の各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（二次元電気泳動画像の原画像なのでバックグランドを含む濃度値）である。ユーザは、表示されている原画像の一つのピクセルを指定することができる。ここではユーザは、ピクセル１１０２を指定しており、このピクセル１１０２は太い枠線で囲まれて表示される。さらに、ユーザが指定したピクセル１１０２のバックグランド認定領域１１０３は、太い枠線で囲まれて表示される。
【００６６】
また、例えば図１３は、バックグランド認定部１４２がバックグランドを認定した結果を出力部１０７に出力する構成にした場合に、出力部１０７がユーザに表示する画像の一例である。図１３は、バックグランドの値を濃度値として持つピクセルから構成された画像（バックグランド画像）が表示されている例である。
表１２０１は、バックグランド画像に対応しており、各セルがバックグランド画像の各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、すなわちバックグランドの値である。
【００６７】
また、例えば図１４は、バックグランド除去部１４３がバックグランドを除去した結果を出力部１０７に出力する構成にした場合に、出力部１０７がユーザに表示する画像の一例である。図１４は、バックグランド除去後の濃度値を持つピクセルから構成される二次元電気泳動画像（バックグランド除去後の二次元電気泳動画像）が表示されている例である。
表１３０１は、バックグランド除去後の二次元電気泳動画像に対応しており、一つのセルがバックグランド除去後の二次元電気泳動画像の一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、すなわちバックグランド除去後の濃度値である。
【００６８】
このように、本実施形態では、画像解析装置１００を備えたタンパク質分析装置は、バックグランド認定領域生成部１４１と、バックグランド認定部１４２と、バックグランド除去部１４３によって、ピクセル毎にバックグランドを認定するので、バックグランドが画像全体で一様ではない二次元電気泳動画像に対しても、良好にバックグランドを除去できる。また、本実施形態では、バックグランド認定領域生成部１４１は、対象ピクセルから、所定の方向に走査を行い、対象ピクセルを含むスポットの端部を検出している。そして、バックグランド認定部１４２は、該端部を含む領域から、バックグランドを認定しているので、スポットの大きさや形状に異存せず良好にバックグランドを認定できる。
【００６９】
＜第２の実施形態＞
上記第１の実施形態では、バックグランド認定領域生成部１４１でのバックグランド認定領域の生成において、バックグランド認定領域を矩形として生成する例を示したが、バックグランド認定領域は、特にこれに限定されるわけではない。例えば、バックグランド認定領域生成部１４１は、バックグランド認定領域を矩形以外の形として生成することも可能である。
【００７０】
バックグランド認定領域生成部１４１が、バックグランド認定領域を矩形以外の形として生成する場合を、図１５を参照して説明する。図１５は、二次元電気泳動画像の原画像の模式図を示している。図１５は、表１４０１に画像を構成する各ピクセルの濃度値を示している。表１４０１において、一つのセルは、画像の一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（二次元電気泳動画像の原画像なのでバックグランドを含む濃度値）である。以下では、一例として、座標（６，６）のピクセルのバックグランド認定領域を矩形以外の形として生成する場合を説明する。図１５では、座標（６，６）のピクセルは、対象ピクセル１４０２として太枠で示されている。
【００７１】
図１５の画像に対して、対象ピクセル１４０２を上下左右方向へ走査処理を行うと、上下左右方向でのピーク・ディップ間距離は、それぞれ４ピクセル、４ピクセル、４ピクセル、２ピクセルと求まる。次に、バックグランド認定領域生成部１４１は、これらのピーク・ディップ間距離を基にして、以下のようにしてバックグランド認定領域を生成する。
まず、バックグランド認定領域生成部１４１は、対象ピクセル１４０２から、Ｘ軸方向、およびＹ軸方向の線を境界線として、原画像データが表す二次元電気泳動画像を分割する。この分割により、画像は対象ピクセル１４０２を中心として、右上領域、右下領域、左上領域、左下領域の四領域に分割される。
【００７２】
次に、バックグランド認定領域生成部１４１は、右上領域、右下領域、左上領域、左下領域の各領域において、バックグランド認定領域の部分領域を生成し、最後に各領域でのバックグランド認定領域の部分領域を結合させて対象ピクセル１４０２のバックグランド認定領域とする。
具体的に、対象ピクセル１４０２のバックグランド認定領域の生成について、詳細に説明する。バックグランド認定領域生成部１４１は、対象ピクセル１４０２を中心としたときの右上領域のバックグランド認定領域の部分領域の生成処理を、次のように行う。
【００７３】
図１５において、対象ピクセル１４０２の上方向へのピーク・ディップ間距離は４ピクセル、右方向へのピーク・ディップ間距離は２ピクセルである。そこで、バックグランド認定領域生成部１４１は、中心を対象ピクセル１４０２の座標とし、対象ピクセルから上方向へ４ピクセルの長さを半径とし、右方向へ２ピクセルの長さをもう一つの半径とする楕円を設定する。バックグランド認定領域生成部１４１は、対象ピクセル１４０２を中心としたときの右上領域における、この楕円の内部領域をバックグランド認定領域の部分領域とする。なお、バックグランド認定領域生成部１４１は、楕円の２つの半径のうち、長い方を長軸の半径、短い方を短軸の半径とする。図１５における対象ピクセル１４０２を中心としたときの右上領域での場合は、対象ピクセルから上方向への半径が長軸の半径、対象ピクセルから右方向への半径が短軸の半径となる。
【００７４】
バックグランド認定領域生成部１４１は、対象ピクセル１４０２を中心としたときの右下領域、左上領域、左下領域のバックグランド認定領域の部分領域の生成処理も同様に行う。バックグランド認定領域生成部１４１は、右下領域におけるバックグランド認定領域の部分領域を、対象ピクセルの下方向のピーク・ディップ間距離を縦方向の半径とし、対象ピクセルの右方向のピーク・ディップ間距離を横方向の半径とする楕円を設定し、この楕円の左上の頂点の座標を対象ピクセルの座標と一致させたときの前記楕円の内部領域とする。バックグランド認定領域生成部１４１は、右下領域には原画像に含まれていた対象ピクセルが含まれていないため、対象ピクセルから一つ下の座標から下方向へ、１だけ減らしたピーク・ディップ間距離を縦方向の大きさとし、横方向は前記横方向のピーク・ディップ間距離とすることで、前記右下領域を生成する。
【００７５】
バックグランド認定領域生成部１４１は、左上領域におけるバックグランド認定領域の部分領域を、対象ピクセルの上方向のピーク・ディップ間距離を縦方向の半径とし、対象ピクセルの左方向のピーク・ディップ間距離を横方向の半径とする楕円を設定し、この楕円の右下の頂点の座標を対象ピクセルの座標と一致させたときの前記楕円の内部領域とする。バックグランド認定領域生成部１４１は、左上領域には原画像に含まれていた対象ピクセルが含まれていないため、対象ピクセルから一つ左の座標から左方向へ、１だけ減らしたピーク・ディップ間距離を横方向の大きさとし、縦方向は前記縦方向のピーク・ディップ間距離とすることで、前記左上領域を生成する。
【００７６】
バックグランド認定領域生成部１４１は、左下領域におけるバックグランド認定領域の部分領域を、対象ピクセルの下方向のピーク・ディップ間距離を縦方向の半径とし、対象ピクセルの左方向のピーク・ディップ間距離を横方向の半径とする楕円を設定し、この楕円の右上の頂点の座標を対象ピクセルの座標と一致させたときの前記楕円の内部領域とする。バックグランド認定領域生成部１４１は、左下領域には原画像に含まれていた対象ピクセルが含まれていないため、対象ピクセルから一つ左の座標から左方向へ、１だけ減らしたピーク・ディップ間距離を横方向の大きさとし、縦方向は対象ピクセルから一つ下の座標から下方向へ、１だけ減らしたピーク・ディップ間距離とすることで、前記左下領域を生成する。なお、この場合は長軸の半径と短軸の半径とが同じ大きさなので、対象ピクセルから下方向へ４ピクセルの長さを短軸の半径とし、対象ピクセルから左方向へ４ピクセルの長さを長軸の半径としてもよい。
【００７７】
最後に、バックグランド認定領域生成部１４１は、各領域でのバックグランド認定領域の部分領域を結合して対象ピクセル１４０２のバックグランド認定領域を生成する。
以上のようにして、バックグランド認定領域生成部１４１が生成した対象ピクセル１４０２のバックグランド認定領域１４０３は、図１５において太枠で示されている。
なお、生成したバックグランド認定領域に基づいて、バックグランド認定を行う処理、バックグランド除去を行う処理は、第１の実施形態と同様であるため説明を省略する。
したがって、第２の実施形態でも、第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００７８】
＜第３の実施形態＞
上記第１の実施形態では、画像解析装置１００の出力部１０７に表示される表示画像の一例について、バックグランド認定領域生成部１４１がバックグランドを認定する領域を生成した結果と、バックグランド認定部１４２がバックグランドを認定した結果と、バックグランド除去部１４３がバックグランドを除去した結果と、をそれぞれ別の画面に表示する例を示したが、画面に表示される出力結果は、特にこれに限定されるわけではない。例えば、出力部１０７は、バックグランド認定領域生成部１４１がバックグランドを認定する領域を生成した結果と、バックグランド認定部１４２がバックグランドを認定した結果と、バックグランド除去部１４３がバックグランドを除去した結果と、を同時に一つの画面に表示することも可能である。
【００７９】
具体的には、図１６は、バックグランド認定領域生成部１４１がバックグランドを認定する領域を生成した結果と、バックグランド認定部１４２がバックグランドを認定した結果と、バックグランド除去部１４３がバックグランドを除去した結果と、を出力部１０７に出力する構成にした場合に、ユーザに表示される画像の一例である。図１６は、二次元電気泳動画像の原画像と、ユーザが指定したピクセルと、そのピクセルのバックグランド認定領域と、そのピクセルのバックグランドの値と、そのピクセルのバックグランド除去後の濃度値と、が表示されている例である。
【００８０】
表１５０１は、二次元電気泳動画像の原画像に対応しており、一つのセルが二次元電気泳動画像の原画像の一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（二次元電気泳動画像の原画像なのでバックグランドを含む濃度値）である。ユーザは、表示されている二次元電気泳動画像の原画像の一つのピクセルを指定することができる。ここではユーザは、ピクセル１５０２を指定しており、このピクセル１５０２は太い枠線で囲まれて表示される。
【００８１】
さらに、ユーザが指定したピクセル１５０２のバックグランド認定領域１５０３は、太い枠線で囲まれて表示される。出力部１０７は、表１５０４にユーザが指定したピクセル１５０２の座標と、バックグランドを含む濃度値と、バックグランド値と、バックグランド除去後の濃度値を出力している。
このように、画像解析装置１００を備えるタンパク質分析装置は、出力部１０７から様々な形式の出力をすることで、ユーザが所望する情報を得ることができる。
【００８２】
［プログラムおよび記録媒体］
画像解析装置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すればよい。または、次のように、画像解析装置１００は、ＣＰＵがソフトウェアを実行することによって実現されてもよい。
すなわち、画像解析装置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、およ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。なお、前記構成はすべての実施形態に対して共通である。
【００８３】
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解析装置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）をコンピュータで読み取り可能に記録していればよい。例えば、コンピュータは、画像解析装置１００に記録媒体を供給されることで、コンピュータとしての画像解析装置１００（または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、実行可能となる。
【００８４】
プログラムコードを画像解析装置１００に供給する記録媒体は、特定の構造また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、磁気テープまた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、または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。
【００８５】
また、画像解析装置１００は、通信ネットワークと接続可能であるように構成しても、本発明の目的を達成できる。この場合、例えば、上記のプログラムコードは、通信ネットワークを介して画像解析装置１００に供給される。この通信ネットワークは、画像解析装置１００にプログラムコードを供給できるものであればよく、特定の種類また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、または衛星通信網等であればよい。
【００８６】
この通信ネットワークを構成する伝送媒体は、プログラムコードを伝送可能な任意の媒体であればよく、特定の構成または種類のものに限定されない。例えば、ユーザは、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ、電力線搬送、ケーブルＴＶ回線、電話線、またはＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）回線等の有線でも、ＩｒＤＡまた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、または地上波デジタル網等の無線でも、前記構成を利用可能である。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され得る。
【００８７】
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、上述した第１から第３の実施形態では、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またはＲＮＡ等の生体高分子の二次元電気泳動画像に用いてもよいし、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に用いてもよい。
【００８８】
また、上述した第１から第３の実施形態では、画像読取装置１０１は外部に備えられているが、画像解析装置１００の内部に備えてもよい。
また、上述した第１から第３の実施形態では、バックグランド認定領域生成部１４１は、バックグランド認定領域を生成するピクセルから上下左右方向に走査しているが、例えば、斜めに走査してもよいし、上下方向もしくは左右方向という単一方向に走査してもよいし、上下左右に加えて右肩辺りの方向や左肩上がりの方向というように走査方向が増えてもよい。
【００８９】
また、上述した第１から第３の実施形態では、計測画像として、二次元電気泳動の計測画像を用いたが、これに限らない。
また、上述した第１から第３の実施形態では、バックグランド認定領域生成部１４１およびバックグランド認定部１４２は、バックグランド認定領域を生成するピクセルから所定の方向へ走査し、次の走査ピクセルの濃度値が、現在の走査ピクセルの濃度値と等しいか大きくなるまで走査することで、バックグランド認定領域を生成し、該バックグランド認定領域からバックグランド値を認定しているが、たとえば、対象ピクセルから所定の方向への濃度値の変化を関数化し、該関数の傾きがゼロもしくは正の値に変化する位置に該当するピクセルの濃度値を求め、求められた濃度値の中の最小値をバックグランド値と認定してもよい。
【００９０】
また、上述した第１から第３の実施形態では、バックグランド認定領域生成部１４１によって生成された該ピクセルに対するバックグランド認定領域の部分領域の生成に関して、位置を示す情報としてピーク・ディップ間距離を用いたが、例えば、該位置の座標値を用いてもよい。
また、バックグランド認定領域を示す情報は、例えば、該領域の４つの頂点の座標であってもよいし、各ピクセルが該領域内であるか、外であるかを示すテーブルであってもよい。
【００９１】
また、上述した第１から第３の実施形態では、バックグランド認定領域生成部１４１によって生成された該ピクセルに対するバックグランド認定領域は、矩形もしくは楕円形だが、例えば、走査した線の形状でもよいし、菱形でもよいし、ピーク・ディップ間距離を半径に持つリング形状でもよい。
また、上述した第１から第３の実施形態では、バックグランド認定部１４２は、バックグランド格納部１５３へ、座標と一緒にバックグランド値を格納したが、例えば、原画像データと同じセル構成を持ったテーブルを新たに作成し、それにすべてのバックグランド値を対応させてから格納してもよい。
【００９２】
また、上述した第１から第３の実施形態では、出力部１０７は、バックグランド認定領域生成部１４１と、バックグランド認定部１４２と、バックグランド除去部１４３と、のうちいずれか、またはそれらを組み合わせて出力する際、出力結果を画像に対応するテーブルで表わし、ピクセルの濃度値をセルに表示したテーブルとして出力したが、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。
【００９３】
（１）本発明の一態様は、計測画像を構成するピクセル毎にバックグランドを認定するための領域を生成するバックグランド認定領域生成部と、前記生成されたバックグランド認定領域に基づいて、前記ピクセルのバックグランドを認定するバックグランド認定部と、前記画像からバックグランドを除去するバックグランド除去部と、を備えることを特徴とする画像解析装置である。
これにより、前記画像解析装置は、ピクセル毎にバックグランドを認定するので、バックグランドが画像全体で一様ではない計測画像に対しても、良好にバックグランドを除去することができる。
【００９４】
（２）また、本発明の他の態様は、（１）に記載の画像解析装置であって、前記バックグランド認定領域生成部は、バックグランド認定領域を生成するピクセルから所定の方向に画像を走査し、該方向について、現在の走査ピクセルの濃度値より次の走査ピクセルの濃度値が大きいかまたは同じになる位置に基づいてバックグランド認定領域を生成する。
これにより、前記バックグランド認定領域生成部は、前記バックグランド認定領域を生成するピクセルから、前記所定の方向への走査により検出した、ピクセルを含むスポットの端部を含む領域によって、バックグランドを認定しているので、スポットの大きさや形状に異存せず良好にバックグランドを認定するための領域を生成できる。
【００９５】
（３）また、本発明の他の態様は、（１）または、（２）に記載の画像解析装置であって、前記バックグランド認定領域は、矩形に生成された領域であって、前記走査によって得られた位置に基づいたバックグランド認定領域である。
これにより、前記バックグランド認定領域は、前記走査によって検出された、ピクセルを含むスポットの端部を含むため、前記矩形に生成された領域データを用いて、不均一なバックグランドを含む画像においても、良好にバックグランドを認定できる。
【００９６】
（４）本発明の他の態様は、コンピュータを、（１）から（３）のうちいずれか一項に記載の画像解析装置、として機能させるためのプログラム。
これにより、バックグランドが画像全体で一様ではない計測画像に対しても、良好にバックグランドを除去する画像解析装置を得ることができる。
【００９７】
（５）本発明の他の態様は、計測画像を構成するピクセル毎にバックグランドを認定するための領域を生成する第１の過程と、前記生成されたバックグランド認定領域に基づいて、前記ピクセルのバックグランドを認定する第２の過程と、前記画像からバックグランドを除去する第３の過程と、を有することを特徴とする画像解析方法である。
これにより、前記画像解析方法は、ピクセル毎にバックグランドを認定するので、バックグランドが画像全体で一様ではない計測画像に対しても、良好にバックグランドを除去することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明は、タンパク質、ＤＮＡ、またはＲＮＡ等の二次元電気泳動画像からバックグランドを除去する際に好適に用いられるが、これに限られない。
【符号の説明】
【００９９】
９０・・・二次元電気泳動装置
９１・・・二次元電気泳動されたゲル
１００・・・画像解析装置
１０１・・・画像読取装置
１０２・・・制御部
１０３・・・入力部
１０４・・・データ処理部
１０５・・・記憶部
１０６・・・外部記憶部
１０７・・・出力部
１４１・・・バックグランド認定領域生成部
１４２・・・バックグランド認定部
１４３・・・バックグランド除去部
１５１・・・データ格納部
１５２・・・バックグランド認定領域格納部
１５３・・・バックグランド格納部
６０１、８０１、１００１、１１０１、１２０１、１３０１、１４０１、１５０１・・・表
６０２、１１０２、１４０２、１５０２・・・対象ピクセル
６０３、１１０３、１４０３、１５０３・・・バックグランド認定領域
１５０４・・・表
【図１】
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【図２】
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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３】
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