(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料の観察領域中に、分析装置により分析を行う領域である分析対象領域を設定するための装置であって、
前記観察領域を構成する各画素の画素情報を取得する画素情報取得手段と、
各画素をその画素情報に応じて分類し、同じ分類に属する１又は複数の互いに接する画素を小領域とする小領域形成手段と、
各小領域内の一部又は全ての画素に関する特徴量を統合用情報として求める統合用情報算出手段と、
前記統合用情報に基づき、前記小領域を該小領域と隣接する一の小領域と統合して新たな小領域とする領域統合手段と、
前記小領域の中から分析対象領域を設定する分析対象領域設定手段と、
を備え、
前記領域統合手段が、各小領域内の画素数が所定値以下であること、及び各小領域内の全ての画素の画素情報の統計値と該小領域に隣接する小領域内の全ての画素の画素情報の統計値の相違に基づいて、隣接する２つの小領域を統合することを特徴とする分析対象領域設定装置。
【請求項２】
試料の観察領域中に、分析装置により分析を行う領域である分析対象領域を設定するための装置であって、
前記観察領域を構成する各画素の画素情報を取得する画素情報取得手段と、
各画素をその画素情報に応じて分類し、同じ分類に属する１又は複数の互いに接する画素を小領域とする小領域形成手段と、
各小領域内の一部又は全ての画素に関する特徴量を統合用情報として求める統合用情報算出手段と、
前記統合用情報に基づき、前記小領域を該小領域と隣接する一の小領域と統合して新たな小領域とする領域統合手段と、
前記小領域の中から分析対象領域を設定する分析対象領域設定手段と、
を備え、
前記領域統合手段が、各小領域の、隣接する小領域との境界に位置する画素数が所定値以上であること、及び該境界で隣接する画素の画素情報の差の統計値に基づいて、隣接する２つの小領域を統合することを特徴とする分析対象領域設定装置。
【請求項３】
試料の観察領域中に、分析装置により分析を行う領域である分析対象領域を設定するための装置であって、
前記観察領域を構成する各画素の画素情報を取得する画素情報取得手段と、
各画素をその画素情報に応じて分類し、同じ分類に属する１又は複数の互いに接する画素を小領域とする小領域形成手段と、
各小領域内の一部又は全ての画素に関する特徴量を統合用情報として求める統合用情報算出手段と、
前記統合用情報に基づき、前記小領域を該小領域と隣接する一の小領域と統合して新たな小領域とする領域統合手段と、
前記小領域の中から分析対象領域を設定する分析対象領域設定手段と、
を備え、
前記領域統合手段が、各小領域内の画素数が所定値以下であること、該小領域とその他の小領域の境界における画素数とから算出される円形度が所定値以下であること、及び該境界で隣接する小領域内の全ての画素の画素情報の統計値の相違に基づいて、隣接する２つの小領域を統合することを特徴とする分析対象領域設定装置。
【請求項４】
前記統合用情報算出手段と前記領域統合手段を複数回実行する制御手段を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の分析対象領域設定装置。
【請求項５】
前記制御手段が、前記領域統合手段が隣接する２つの小領域を統合するための前記統合用情報に関する条件を所定のタイミングで変更可能であることを特徴とする請求項４に記載の分析対象領域設定装置。
【請求項６】
前記観察画像内の異常点を抽出する処理を並行して行い、該異常点と最終的に得られた各小領域を選択可能に所定の表示画面上に表示することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の分析対象領域設定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学顕微鏡等の観察光学系により取得した試料の観察画像中に分析対象領域を設定する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
顕微分光分析装置は、試料表面を顕微観察するための観察光学系と、観察された領域の一部或いは全部について分光分析を行うための分析系を備えた装置である。例えば、赤外光で分析を行う顕微赤外分光分析装置では、前記分析系として赤外光を照射する照射光学系と、試料表面の特定の微小領域にのみ赤外光を照射するためのアパーチャと、前記アパーチャを通過した試料からの反射光又は透過光を検出する赤外検出器と、を有する。以下、顕微赤外分光分析装置を単に赤外顕微鏡と呼ぶ。赤外顕微鏡では、前記観察光学系により試料表面の可視光観察画像を取得し、この可視光観察画像から、前記アパーチャの位置、大きさ、及び向き（角度）を指定する。【０００３】
このような赤外顕微鏡では、通常、ユーザが可視光観察画像を見て、逐一、マウス等のポインティングデバイスによりアパーチャの位置、大きさ及び向きを指定する。ところが、品質管理を目的とする異物解析等、一度に大量の試料について分光分析を行う場合にユーザが手動でアパーチャの位置等を設定することは面倒であり、時間がかかる。そこで、観察画像の中から特徴的な画像領域を抽出し、この領域に対してアパーチャの位置等を自動的に設定するようにした赤外顕微鏡が提供されている。【０００４】
例えば特許文献１には、試料の観察画像に色相や輝度等に基づくエッジ抽出や二値化等の処理を行うことにより、特徴画像領域を抽出する赤外顕微鏡が記載されている。また、ユーザがポインティングデバイス等により、観察画像内の適当な位置を指定すると、指定した位置の例えば輝度値に基づき、該輝度値を中心とする所定範囲の輝度値を持つ領域が特徴画像領域として抽出される赤外顕微鏡もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開2010-276371号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、試料の表面にざらつきや凹凸等（テクスチャ）が存在すると、そこで光の反射や屈折等が他の部分と異なってしまい、色相や輝度等の違いとして現れることがある。ユーザが分析対象とする領域にこのようなテクスチャを有する領域が含まれる場合、これら領域は上記の自動処理では特徴画像領域に含まれない異質な領域（これを「擬異質領域」と呼ぶ。）として処理されてしまう。分析対象とする領域内にこのような擬異質領域が多数存在し、特徴画像領域が擬異質領域を除いて抽出されると、アパーチャも擬異質領域を含まないように設定され、アパーチャのサイズは、分析対象とする領域の大きさに比べて非常に小さなものとなる。これにより、このアパーチャを用いて得られる信号強度は低レベルなものとなり、分析データのＳ／Ｎ比が低下する。【０００７】
このような擬異質領域が現れることは、閾値（例えば上記の「所定範囲」）の設定を調整することにより避けることができるが、最適な閾値は試料によって異なるため、多数の異なる試料を順次分析していく場合、その都度、閾値の調整が必要となり、ユーザの手間が大きくなる。
以上のような問題は、赤外顕微鏡に限らず、試料の観察画像に基づき、その中にユーザが分析対象とする領域（以下、「分析対象領域」とする）を設定し、該分析対象領域の分析を行う分析装置において一般的に生じる。【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、光学顕微鏡等で得た試料の観察画像に基づき、その中に分析対象領域を設定する際、試料表面のテクスチャによらず、的確に分析対象領域を設定することのできる分析対象領域設定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために成された本発明に係る分析対象領域設定装置は、
試料の観察領域中に、分析装置により分析を行う領域である分析対象領域を設定するための装置であって、
前記観察領域を構成する各画素の画素情報を取得する画素情報取得手段と、
各画素をその画素情報に応じて分類し、同じ分類に属する１又は複数の互いに接する画素を小領域とする小領域形成手段と、                    
各小領域内の一部又は全ての画素に関する特徴量を統合用情報として求める統合用情報算出手段と、
前記統合用情報に基づき、前記小領域を該小領域と隣接する一の小領域と統合して新たな小領域とする領域統合手段と、
前記小領域の中から分析対象領域を設定する分析対象領域設定手段と、
を備え、
前記領域統合手段が、各小領域内の画素数が所定値以下であること、及び各小領域内の全ての画素の画素情報の統計値と該小領域に隣接する小領域内の全ての画素の画素情報の統計値の相違に基づいて、隣接する２つの小領域を統合することを特徴とする。
【００１０】
また、上記課題を解決するために成された本発明に係る分析対象領域設定装置は、
試料の観察領域中に、分析装置により分析を行う領域である分析対象領域を設定するための装置であって、
前記観察領域を構成する各画素の画素情報を取得する画素情報取得手段と、
各画素をその画素情報に応じて分類し、同じ分類に属する１又は複数の互いに接する画素を小領域とする小領域形成手段と、
各小領域内の一部又は全ての画素に関する特徴量を統合用情報として求める統合用情報算出手段と、
前記統合用情報に基づき、前記小領域を該小領域と隣接する一の小領域と統合して新たな小領域とする領域統合手段と、
前記小領域の中から分析対象領域を設定する分析対象領域設定手段と、
を備え、
前記領域統合手段は、各小領域の、隣接する小領域との境界に位置する画素数が所定値以上であること、及び該境界で隣接する画素の画素情報の差の統計値に基づいて、隣接する２つの小領域を統合することを特徴とする。
さらに、上記課題を解決するために成された本発明に係る分析対象領域設定装置は、
試料の観察領域中に、分析装置により分析を行う領域である分析対象領域を設定するための装置であって、
前記観察領域を構成する各画素の画素情報を取得する画素情報取得手段と、
各画素をその画素情報に応じて分類し、同じ分類に属する１又は複数の互いに接する画素を小領域とする小領域形成手段と、
各小領域内の一部又は全ての画素に関する特徴量を統合用情報として求める統合用情報算出手段と、
前記統合用情報に基づき、前記小領域を該小領域と隣接する一の小領域と統合して新たな小領域とする領域統合手段と、
前記小領域の中から分析対象領域を設定する分析対象領域設定手段と、
を備え、
前記領域統合手段は、各小領域内の画素数が所定値以下であること、該小領域とその他の小領域の境界における画素数から算出される円形度が所定値以下であること、及び該境界で隣接する小領域内の全ての画素の画素情報の統計値の相違に基づいて、隣接する２つの小領域を統合することを特徴とする。
【００１１】
各小領域内の画素数は、該小領域の面積に相当する。また、各小領域の、前記隣接する小領域との境界に位置する画素数は、両領域が接する境界の長さに相当する。さらに、各小領域とその他の小領域の境界における画素数は、各小領域の周囲の長さ（周囲長）に相当する。前記画素情報には、例えば輝度、色相、彩度等を用いることができ、前記統計値には、例えば平均値や中央値、標準偏差等を用いることができる。【００１２】
本発明に係る分析対象領域設定装置では、まず画像情報取得手段が、観察領域中の各画素より画素情報を取得する。小領域形成手段は、そうして取得した各画素の画素情報に基づいて、単一又は複数の隣接画素から成る小領域を観察領域中に形成する。これにより、多くの場合、観察領域は多数の小領域に分割される。そこで本発明では、統合用情報算出手段が各小領域内の一部又は全ての画素に関する特徴量を前記統合用情報として求め、領域統合手段がその統合用情報に基づいて隣接する小領域同士を統合する。「画素に関する特徴量」には画素数、画素情報の統計値等が含まれる。「統合用情報に基づいて」とは、該統合用情報が所定の条件を満たすか否か、例えば、或る小領域の面積（画素数）が基準値以下であるか否か、或る小領域が隣接する小領域とほぼ全周で接しているか否か、隣接する２つの小領域の画素情報の統計値の相違が基準値以下であるか否か、等に基づいてという意味である。統合用情報としては、１種類の画素に関する特徴量を用いたものであっても、複数種類を組み合わせたものであっても良い。このような処理により、テクスチャ等の様々な擬異質領域が存在しているような試料において、擬異質領域を解消し、本来の領域に統合していくことが可能となる。【００１３】
本発明に係る分析対象領域設定装置は、前記統合用情報算出手段と前記領域統合手段を複数回実行する制御手段を有することが望ましい。これにより、統合後の小領域の統合用情報に基づいて、更に隣接する小領域を統合するという処理が可能となる。この制御手段はまた、前記領域統合手段が隣接する２つの小領域を統合するための統合用情報に関する条件を変更可能であることが望ましい。これにより、条件を変えながら小領域を統合していくという処理が可能となる。【００１４】
その後、最終的に得られた複数の小領域の中から、分析装置に分析させる分析対象領域をユーザに選択させれば良い。この際、例えば、小領域毎にアパーチャの位置、大きさ及び向きを最適化等の計算により自動的に設定し、その中からユーザにアパーチャを選択させるようにしても良い。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る分析対象領域設定装置では、観察領域中の各画素の画素情報に基づいて該観察領域中に小領域を形成し、各小領域について統合用情報を求め、その統合用情報に基づいて、隣接する小領域同士を統合していく。これにより、試料の表面形状等によるノイズを無視して、画素情報が類似する小領域毎に観察領域を分割することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施例である赤外顕微鏡の要部の構成図。
【図２】本実施例の赤外顕微鏡における分析対象領域の設定の手順を示すフローチャート。
【図３】本実施例の赤外顕微鏡における微小領域統合処理の手順を示すフローチャート。
【図４】本実施例の赤外顕微鏡における線状領域統合処理の手順を示すフローチャート。
【図５】本実施例の赤外顕微鏡における輝度ムラ統合処理の手順を示すフローチャート。
【図６】表示部の画面上に表示される観察画像の一例を示す図。
【図７】小領域形成処理により得られた領域を色分けして表示した図。
【図８】微小領域統合処理を行わずに得られた各領域を色分けして表示した図。
【図９】線状領域統合処理を行わずに得られた各領域を色分けして表示した図。
【図１０】輝度ムラ統合処理を行わずに得られた各領域を色分けして表示した図。
【図１１】全ての領域統合処理を行うことにより得られた各領域を色分けして表示した図。
【図１２】各領域に設定されるアパーチャの候補を示す図。
【図１３】本実施例の赤外顕微鏡における分析対象領域の設定の別の手順を示すフローチャート。
【図１４】各極大点に設定されるアパーチャの候補を示す図。
【図１５】別の観察画像に対し、領域統合処理後に設定されたアパーチャの候補を示す図(a)及び極大点抽出後に設定されたアパーチャの候補を示す図(b)。
【図１６】更に別の観察画像に対し、領域統合処理後に設定されたアパーチャの候補を示す図(a)及び極大点抽出後に設定されたアパーチャの候補を示す図(b)。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の一実施例である赤外顕微鏡を、各図を参照して説明する。
【実施例】
【００１８】
図１は本実施例の赤外顕微鏡の要部の構成図である。この図の赤外顕微鏡において、赤外干渉計１は、赤外光源、固定鏡、移動鏡、ビームスプリッタ等を含み、複数の異なる波長の赤外光を干渉させた赤外干渉光を放射する。この赤外干渉光はハーフミラー４で反射され、アパーチャ５により照射範囲が制限されたうえで、可動ステージ２上に載置されている試料３に照射される。試料３から反射した赤外光はアパーチャ５とハーフミラー４を通過し、反射ミラー６を経て赤外検出器７に入射し、赤外検出器７により検出される。赤外干渉光は試料３の表面で反射する際に、その箇所に存在する物質に固有の波長（一般に複数）において吸収を受ける。そのため、赤外検出器７に到達する赤外光は、試料３中の赤外干渉光が照射された特定の領域における赤外吸収が反映されたものとなる。【００１９】
赤外検出器７による検出信号はデータ処理部１０に入力され、データ処理部１０においてフーリエ変換演算部１００が検出信号に対してフーリエ変換処理を実行することにより、所定波長範囲の吸光度を示す赤外吸収スペクトルが得られる。このようにして得られたスペクトルデータは制御部１１に送られ、制御部１１に接続された表示部１３の画面上に表示される。一方、可視光源８から放射される可視光は試料３上の広い範囲に当たり、試料３からの可視反射光はＣＣＤカメラ９に導入される。ＣＣＤカメラ９では試料３の表面の観察画像が作成され、該観察画像のデータが制御部１１に送られる。制御部１１に送られた観察画像データは、スペクトルデータと同様に、表示部１３の画面上に表示される。赤外干渉光を照射する領域は、可動ステージ２及びアパーチャ５を制御部１１が適宜制御することにより変更することができる。制御部１１はまた、赤外干渉計１、可視光源８等の各部の動作を制御する。【００２０】
データ処理部１０及び制御部１１は、パーソナルコンピュータに予めインストールされた専用の制御・データ処理ソフトウエアを該コンピュータで実行することにより、後述するような各種機能を達成するものとすることができる。【００２１】
図１の構成は反射赤外測定と反射可視観察を行うものであるが、透過赤外測定を行う構成としたり透過可視観察を行う構成に変更することができる。また、接眼レンズを用いて、ユーザが直接的に目視で試料表面を観察できる機構を組み込んでもよい。【００２２】
次に、本実施例の赤外顕微鏡において、観察画像データから制御部１１が分析対象領域を設定する手順を、図２のフローチャートを用いて説明する。【００２３】
可動ステージ２上に測定対象の試料３が載置されると、まずＣＣＤカメラ９により試料３の可視画像が撮影され、その画像データが制御部１１に送られ、図６に示すような観察画像が表示部１３の画面上に表示される（ステップＳ１）。制御部１１はまた、この観察画像を構成する各画素の輝度情報を画素情報として取得する（ステップＳ２）。なお、画素情報は輝度以外にも色相や彩度等を好適に用いることができる。【００２４】
ステップＳ３及びＳ４は、小領域形成処理である。この小領域形成処理では、観察画像を構成する各画素がその輝度情報に応じて分類され、同じ分類に属する１又は複数の互いに接する画素が１つの小領域にまとめられる。この処理により、観察画像内に複数の小領域が形成される。
なお、この小領域形成処理により得られる小領域の数が多いと、以降の計算量が膨大となる。そのような場合は、ステップＳ３の画素の分類数を減らす。これにより、ステップＳ４で得られる小領域の数が減るため、計算量を減らすことができる。【００２５】
ステップＳ３及びＳ４の処理は、例えば低階調化処理により容易に行うことができる。ステップＳ４で得られる小領域の数が以降の処理時間に問題が生じるほど大きくなる場合は、階調数を減らして同様の処理を繰り返す。【００２６】
ステップＳ５〜Ｓ７は、ステップＳ３及びステップＳ４で形成された複数の小領域のうち、本来ならば隣接する小領域に含まれるべき小領域（このような小領域を「擬異質領域」ともいう）を、隣接する小領域に統合する処理である。【００２７】
ステップＳ５は、試料表面に存在するざらつきや凹凸等によって生じる微小な擬異質領域をそれに隣接する小領域に統合する微小領域統合処理である。この微小領域統合処理の詳細を、図３のフローチャートを用いて説明する。【００２８】
微小領域統合処理では、まず、観察画像内に形成された各小領域の統合用情報を算出する（ステップＡ１）。本実施例では、統合用情報として、小領域内の画素数（面積）、小領域内の輝度の合計、輝度の二乗値の合計、隣接する一の小領域との境界の長さ、その境界上の輝度差の合計を用いる。これらの統合用情報は、２つの小領域を統合する際、各々の統合用情報を加算するだけで統合後の小領域の統合用情報を算出することができるため、高速演算が可能となる。またこれらの統合用情報から間接的に、小領域内の輝度平均、標準偏差、隣接する一の小領域との境界上の輝度差平均、境界全体の長さ（周囲長）、円形度（面積を周囲長で除した値）が求まる。なお、隣接する一の小領域との境界の長さや境界全体の長さは、境界に位置する画素数から求めることができる。【００２９】
次に、ステップＡ１で得られた面積が閾値Ｃ１以下となる微小領域を全て探索する（ステップＡ２）。このステップＡ２で探索された全ての微小領域について、以下に示す乖離度ｆｉｊが閾値Ｃ２以下となる、微小領域iとそれに隣接する一の小領域jの組み合わせを全て探索する（ステップＡ３）。
ｆｉｊ＝｜（Ｒｉ−Ｒｊ）×Ｂｉｊ）｜
ここで、Ｒｉ, Ｒｊはそれぞれ小領域i, jの輝度平均、Ｂｉｊはこれら小領域i, j間の境界上の輝度差平均である。そして、ステップＡ３で得られた全ての組み合わせの中から、乖離度ｆｉｊが最小の２つの小領域の組み合わせを統合する（ステップＡ４）。小領域が統合されると統合後の小領域の統合用情報は変化するため、統合後の小領域の統合用情報を再算出し（ステップＡ５）、再度ステップＡ２〜Ａ４の処理を行う。以上の処理を、ステップＡ４で統合すべき小領域の組み合わせがステップＡ２及びＡ３において探索されなくなるまで繰り返す。【００３０】
なお、上記のステップＡ２は、微小領域iとそれに隣接する小領域jとの境界の長さが或る基準値以上となる組み合わせを探索するという処理であっても良い。これにより、隣接する小領域に囲まれた微小領域が存在した場合、これらの間の輝度平均の差や輝度差平均の差が大きくても統合することが可能となる。この処理は、上記のステップＡ２とステップＡ３の間に追加されても良い。【００３１】
ステップＳ６は、線状の輝度ムラを統合する線状領域統合処理である。試料内に複数の物質が存在すると、その物質と物質の境界上では段差等により、線状の輝度ムラによる擬異質領域が現れることが多く、それにより複数の線状の小領域が隣接して現れることが多い。そのため、これらを統合するのが線状領域統合処理の目的である。以下、線状領域統合処理の詳細を、図４のフローチャートを用いて説明する。【００３２】
線状領域統合処理では、まず、統合用情報から求められる円形度が閾値Ｃ３以下となる線状の小領域を全て探索する（ステップＢ１）。次に、ステップＢ１で探索された各線状領域のうち、互いに隣接し、上記の乖離度ｆｉｊが閾値Ｃ４以下となる２つの線状領域の組み合わせを探索する（ステップＢ２）。そうして、ステップＢ２で得られた全ての組み合わせの中から、乖離度ｆｉｊが最小の組み合わせを統合する（ステップＢ３）。以上のように２つの線状領域を統合した後は、微小領域統合処理と同様に、統合された線状領域（小領域）の統合用情報を再算出し（ステップＢ４）、再度ステップＢ１〜Ｂ３の処理を行う。以上の処理を、ステップＢ１及びステップＢ２において、線状領域の組み合わせが探索されなくなるまで繰り返す。【００３３】
なお、ステップＢ１では、Hesse行列から求まる線度合いを利用して線状領域を抽出しても良い。また、ステップＢ２は、隣接する２つの線状領域の間の境界の長さが或る基準値以上となる線状領域i, jの組み合わせを探索するという処理でも良い。また、この処理を、上記の閾値Ｃ４以下となる２つの線状領域の組み合わせを探索した後に行っても良い。【００３４】
ステップＳ７は、輝度ムラ統合処理である。試料表面に輝度ムラや色ムラ等のムラによる擬異質領域が現れると、小領域が過剰に現れる。そのため、ステップＳ７では、このようにムラにより分割された小領域を統合する。この輝度ムラ統合処理の詳細を、図５を用いて説明する。【００３５】
輝度ムラ統合処理では、まず、互いに接する境界の長さが比較的長く、乖離度ｆｉｊが閾値Ｃ５以下となる２つの隣接する小領域の組み合わせを探索する（ステップＣ１）。次に、ステップＣ１で探索された組み合わせのうち、各々の統合用情報から求められる輝度平均と標準偏差を用いて、以下の条件を満たす２つの小領域i, jの組み合わせを探索する（ステップＣ２）。
｜Ｒｉ−Ｒｊ｜≦α×min（Ｄｉ, Ｄｊ）
ここで、αは正の整数であり、Ｄｉ, Ｄｊはそれぞれ小領域i, jの標準偏差である。このステップＣ２で得られた組み合わせの中から、最小の乖離度ｆｉｊを有する２つの小領域を統合する（ステップＣ３）。以上のように２つの小領域を統合した後は、統合後の小領域の統合用情報を再算出し（ステップＣ４）、再度ステップＣ１〜Ｃ３の処理を行う。以上の処理を、ステップＣ１及びステップＣ２において２つの小領域の組み合わせが探索されなくなるまで繰り返す。【００３６】
以上のように、本実施例の分析対象領域設定装置では、制御部１１が統合条件を所定のタイミングで変更していくことにより、様々なパターンの擬異質領域をその周囲の小領域に統合していくことができる。なお、統合条件は、小領域毎の統合用情報を用いるものであれば、擬異質領域の種類に応じて様々な条件を追加しても良い。また、統合用情報も、各小領域から得られる情報であれば、どのような情報を追加しても良い。【００３７】
以下、図６の観察画像について、各ステップの処理がどのように作用するかを示す。なお、図６の画像は、樹脂片を透過観察したものである。また、図７〜図１１は、後述する各処理によって得られた小領域を色分けして表示したものである。【００３８】
図７は、図６の観察画像に対して、ステップＳ４の小領域形成処理を行った後の結果を示す図である。この図に示すように、ステップＳ４による処理だけでは、テクスチャによるノイズが多数現れた状態となる。【００３９】
図８は、ステップＳ５の微小領域統合処理を行わなかったときの結果である（ステップＳ６及びＳ７は実施）。この図に示すように、微小領域統合処理を行わなければ微小な擬異質領域が多数残ったままとなる。また、境界部分の境界線が曖昧になり、中央にある横線上の筋を見落とす等の副作用も生じる。【００４０】
図９は、ステップＳ６の線状領域統合処理を行わなかったときの結果である（ステップＳ５及びＳ７は実施）。線状領域が統合されていないため、図９では、境界や線状のテクスチャ部分に、統合しきれていない細かい小領域が残ってしまう。【００４１】
図１０は、ステップＳ７の輝度ムラ統合処理を行わなかったときの結果である（ステップＳ５及びＳ６は実施）。【００４２】
図１１は、ステップＳ１〜Ｓ７の処理を全て行った場合の結果である。この図１１の結果から、微小なテクスチャが周囲の小領域に統合されていると共に、境界や線状のテクスチャ部分に多数の小領域が形成されていないことが分かる。【００４３】
図１２は、図１１のように得られた各小領域について制御部１１が設定した、赤外顕微鏡による分析を行う際のアパーチャの候補を示す図である。本実施例の赤外顕微鏡では、現実的に設定しうるアパーチャサイズと傾きが複数用意され、各小領域内にそれらのアパーチャを当て嵌め、最適なアパーチャを選択する。
なお、本実施例では、各小領域が適切に分割されているか否かを判定するために、各領域において２つのアパーチャを同一のアパーチャのサイズ・角度で設定することができる場合は２つのアパーチャを設定し、それら２つのアパーチャに対する分析結果を比較できるようにしている。また、このように設定することができない場合は、１つのアパーチャのみを各領域内に設定している。本実施例では適当なサイズの正方形・長方形を１６方向に傾けたアパーチャセットを用いてアパーチャの当て嵌めを行った。【００４４】
図１３は、本実施例の赤外顕微鏡における分析対象領域の設定の別の手順を示すフローチャートである。この処理では、上記の領域形成・統合処理（ステップＳ２〜Ｓ７）と共に、極大点抽出処理（ステップＳ９、Ｓ１０）を並行して行い、これら２つの処理に対して得られるアパーチャの候補（ステップＳ８、Ｓ１１）の中から、どのアパーチャを用いるかをユーザにより選択させる（ステップＳ１２）。【００４５】
ステップＳ９は、平均・標準偏差算出処理である。この処理では、観察画像の局所的な特徴量（本実施例では輝度値）の平均と標準偏差を算出して、σ値を求める。この処理を高速化するため、本実施例では、まず低周波成分をカットすることで、異常点のみが明るい(又は暗い)画像を作成する。その後、異常値（異常点における値）に対して「ロバストな平均・標準偏差算出処理」を行う。
「ロバストな平均・標準偏差算出処理」には一般的な手法を用いても良いが、本実施例では、まず異常値を含めて通常の平均値と標準偏差値を算出し、以降、その平均値から±1σの範囲において、異常値を除いて平均値と標準偏差値を算出する処理を繰り返す。【００４６】
ステップＳ１０は極大点探索処理である。この処理ではステップＳ９で得られたσ値が閾値Ｃ６以上で、かつ局所的に見たときに極大となる点を探索する。
なお、閾値Ｃ６は、本実施例ではアパーチャを必要とする個数分だけ極大点を探索するように動的に決定している（すなわち、極大点探索処理により探索される極大点の数が所定個数になるように、その都度Ｃ６を変えている）。【００４７】
図１４は、ステップＳ１０において探索された各極大点にアパーチャを設定したことを示す図である。この図に示すように、ステップＳ９及びＳ１０の極大点抽出処理では、ステップＳ２〜Ｓ７の領域形成・統合処理ではノイズとして除去されやすい微小な点が抽出される。そのため、ステップＳ２〜Ｓ７の領域形成・統合処理に対する補完的な処理として、ステップＳ９及びＳ１０の処理を行うことができる。【００４８】
図１５(a)は、ステップＳ２〜Ｓ７の領域形成・統合処理の後、ステップＳ８において設定されたアパーチャの候補を示す図であり、図１５(b)は、ステップＳ９及びＳ１０の極大点抽出処理の後、ステップＳ１１において設定されたアパーチャの候補を示す図である。ここで用いた観察画像では、小領域が縞状に現れており、領域形成・統合処理を用いることにより、これらの各小領域に対して適切にアパーチャを設定することができる。一方、極大点抽出処理後に設定されたアパーチャは、観察画像の境界部分にのみ現れている。このように、輝度値の類似する領域が比較的広く現れている試料に対しては、領域形成・統合処理が適している。【００４９】
図１６(a)は、ステップＳ２〜Ｓ７の領域形成・統合処理の後に設定されたアパーチャの候補を示す図であり、図１６(b)は、ステップＳ９及びＳ１０の極大点抽出処理の後に設定されたアパーチャの候補を示す図である。ここで用いた観察画像では、梨地状に黒点が現れているが、領域形成・統合処理では、黒点を除いた部分にアパーチャが設定されており、この黒点部分にアパーチャを自動設定することができない。一方、極大点抽出処理では、各黒点上にアパーチャが設定される。このような梨地状の試料に対しては、極大点抽出処理が適している。【００５０】
なお、極大点抽出処理を適切に行うことができなかった場合、図１５(b)に示したように、境界部分にアパーチャが設定されることが多い。そのため、アパーチャが線状に並んで現れた場合には、その結果が不適切であると制御部１１に判断させ、領域形成・統合処理による結果のみを表示部１３に表示するようにしても良い。【００５１】
なお、上記実施例では赤外顕微鏡について説明したが、本発明は赤外顕微鏡以外の顕微分光分析装置や、顕微質量分析装置等にも適用することが可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１…赤外干渉計
２…可動ステージ
３…試料
４…ハーフミラー
５…可変アパーチャ
６…反射ミラー
７…赤外検出器
８…可視光源
９…ＣＣＤカメラ
１０…データ処理部
１００…フーリエ変換演算部
１１…制御部
１２…入力部
１３…表示部
【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１３】
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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１４】
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【図１５】
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【図１６】
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