(57)【要約】【課題】伝送データ量を削減し、伝送時間を短縮できるとともに画像制御ブロックにおける画像データを記録するための記憶容量を削減する画像処理制御装置を提供する。【解決手段】二次元画像データの取り込み手段と、取り込み手段からのデータより有効データの形状情報を抽出する第一の位置情報抽出手段と、前記形状情報から、画像ずらし情報を検出するずらし検出手段と、前記ずらし量に従って読み取り手段からデータを読み出し、重ね合わせる合成手段とを備えた画像処理ブロックと、画像処理ブロックから出力されたデータから有効データの形状情報を抽出する第二の位置情報抽出手段と、前記位置情報をもとに必要なデータを抽出するデータ抽出手段とを備えた画像制御ブロックで、合成手段によりデータを重ね合わせて送出することにより、伝送データ量を削減し、伝送時間を短縮できるとともに画像データを記録するための記憶容量も削減することができる。【選択図】図１
2006038731.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次元画像データを取り込み、合成して出力する画像処理ブロックと、合成された画像データが入力され、前記合成された画像データから有効データ情報を抽出する画像制御ブロックとから構成される画像処理制御装置であって、前記画像処理ブロックは、前記二次元画像データを取り込む取り込み手段と、前記取り込み手段から出力された前記二次元画像データより有効データの位置情報を抽出する第一の位置情報抽出手段と、前記第一の位置情報抽出手段で抽出した前記位置情報から、前記二次元画像のずらし情報を検出するずらし検出手段と、前記ずらし情報に従って、前記読み取り手段から出力された前記二次元画像データを重ね合わせて前記合成された画像データを出力する合成手段とを備え、前記画像制御ブロックは、前記画像処理ブロックが出力する前記合成された画像データを記憶する格納手段と、前記格納手段に記憶された前記合成された画像データから有効データの合成後位置情報を抽出する第二の位置情報抽出手段と、前記第二の位置情報抽出手段で抽出した前記合成後位置情報をもとに前記格納手段に記憶された前記合成された画像データから前記有効データ情報を抽出するデータ抽出手段とを備えたことを特徴とする画像処理制御装置。
【請求項２】
二次元画像データを取り込み、合成して出力する画像処理ブロックと、合成された画像データが入力され、前記合成された画像データから有効データ情報を抽出する画像制御ブロックとから構成される画像処理制御装置であって、前記画像処理ブロックは、前記二次元画像データを取り込む取り込み手段と、前記画像制御ブロックから受け取ったずらし情報に従って、前記取り込み手段から出力された前記二次元画像データを重ね合わせて前記合成された画像データを出力する合成手段と前記取り込み手段から出力された前記二次元画像データと前記合成手段から出力された前記合成された画像データのいずれかを選択して出力するセレクト手段とを備え、前記画像制御ブロックは、前記画像処理ブロックから出力された、前記二次元画像データあるいは前記合成された画像データを記憶する格納手段と、前記セレクタによって前記二次元画像データが選択された場合には、前記格納手段に記憶したデータから有効データの位置情報を抽出する位置情報抽出手段と、前記セレクタによって前記二次元画像データが選択された場合には、前記位置情報抽出手段で抽出した前記位置情報からずらし情報を検出して前記画像処理ブロックに出力し、前記ずらし情報によって画像を重ね合わせることにより変更される前記有効データの合成後位置情報を抽出して出力するずらし検出手段と、前記セレクタによって前記合成された画像データが選択された場合には、前記ずらし検出手段で抽出した前記合成後位置情報をもとに前記格納手段に記憶された前記合成された画像データから前記有効データ情報を抽出するデータ抽出手段とを備えたことを特徴とする画像処理制御装置。
【請求項３】
二次元画像データを取り込み、合成して出力する画像処理ブロックと、合成された画像データが入力され、前記合成された画像データから有効データ情報を抽出する画像制御ブロックとから構成される画像処理制御装置であって、前記画像処理ブロックは、前記二次元画像データを取り込む取り込み手段と、前記取り込み手段から出力された前記二次元画像データより有効データの位置情報を抽出する位置情報抽出手段と、前記位置情報抽出手段で抽出した前記位置情報から、前記二次元画像のずらし情報を検出して出力し、前記ずらし情報によって画像を重ね合わせることにより変更される前記有効データの合成後位置情報を抽出して出力するずらし検出手段と、前記ずらし情報に従って、前記取り込み手段から出力された前記二次元画像データ重ね合わせて前記合成された画像データを出力する合成手段とを備え、前記画像制御ブロックは、前記画像処理ブロックが出力する前記合成された画像データを記憶する格納手段と、前記画像処理ブロックが出力する前記合成後位置情報に基づいて前記格納手段に記憶された前記合成された画像データから前記有効データ情報を抽出するデータ抽出手段とを備えたことを特徴とする画像処理制御装置。
【請求項４】
二次元画像データを取り込み、合成して出力する画像処理ブロックと、合成された画像データが入力され、前記合成された画像データから有効データ情報を抽出する画像制御ブロックとから構成される画像処理制御装置であって、前記画像処理ブロックは、前記二次元画像データを取り込む取り込み手段と、前記取り込み手段から出力された前記二次元画像データより有効データの位置情報を抽出する第一の位置情報抽出手段と、前記第一の位置情報抽出手段で抽出した前記位置情報から、前記二次元画像の折り返し情報を検出する折り返し検出手段と、前記折り返し情報に従って、前記読み取り手段から出力された前記二次元画像データを重ね合わせて前記合成された画像データを出力する合成手段とを備え、前記画像制御ブロックは、前記画像処理ブロックが出力する前記合成された画像データを記憶する格納手段と、前記格納手段に記憶された前記合成された画像データから有効データの合成後位置情報を抽出する第二の位置情報抽出手段と、前記第二の位置情報抽出手段で抽出した前記合成後位置情報をもとに前記格納手段に記憶された前記合成された画像データから前記有効データ情報を抽出するデータ抽出手段とを備えたことを特徴とする画像処理制御装置。
【請求項５】
二次元画像データを取り込み、合成して出力する画像処理ブロックと、合成された画像データが入力され、前記合成された画像データから有効データ情報を抽出する画像制御ブロックとから構成される画像処理制御装置であって、前記画像処理ブロックは、前記二次元画像データを取り込む取り込み手段と、前記画像制御ブロックから受け取った折り返し情報に従って、前記取り込み手段から出力された前記二次元画像データを重ね合わせて前記合成された画像データを出力する合成手段と前記取り込み手段から出力された前記二次元画像データと前記合成手段から出力された前記合成された画像データのいずれかを選択して出力するセレクト手段とを備え、前記画像制御ブロックは、前記画像処理ブロックから出力された、前記二次元画像データあるいは前記合成された画像データを記憶する格納手段と、前記セレクタによって前記二次元画像データが選択された場合には、前記格納手段に記憶したデータから有効データの位置情報を抽出する位置情報抽出手段と、前記セレクタによって前記二次元画像データが選択された場合には、前記位置情報抽出手段で抽出した前記位置情報から折り返し情報を検出して前記画像処理ブロックに出力し、前記折り返し情報によって画像を重ね合わせることにより変更される前記有効データの合成後位置情報を抽出して出力する折り返し検出手段と、前記セレクタによって合成された画像データが選択された場合には、前記折り返し検出手段で抽出した前記合成後位置情報をもとに前記格納手段に記憶された前記合成された画像データから前記有効データ情報を抽出するデータ抽出手段とを備えたことを特徴とする画像処理制御装置。
【請求項６】
二次元画像データを取り込み、合成して出力する画像処理ブロックと、合成された画像データが入力され、前記合成された画像データから有効データ情報を抽出する画像制御ブロックとから構成される画像処理制御装置であって、前記画像処理ブロックは、前記二次元画像データを取り込む取り込み手段と、前記取り込み手段から出力された前記二次元画像データより有効データの位置情報を抽出する位置情報抽出手段と、前記位置情報抽出手段で抽出した前記位置情報から、前記二次元画像の折り返し情報を検出して出力し、前記折り返＋し情報によって画像を重ね合わせることにより変更される前記有効データの合成後位置情報を抽出して出力する折り返し検出手段と、前記折り返し情報に従って、前記取り込み手段から出力された前記二次元画像データ重ね合わせて前記合成された画像データを出力する出力する合成手段とを備え、前記画像制御ブロックは、前記画像処理ブロックが出力する前記合成された画像データを記憶する格納手段と、前記画像処理ブロックが出力する前記合成後位置情報に基づいて前記格納手段に記憶された前記合成された画像データから前記有効データ情報を抽出するデータ抽出手段とを備えたことを特徴とする画像処理制御装置。
【請求項７】
前記取り込み手段は、撮影対象から発する光を特定の通過帯域を持つバンドパスフィルタを通してＣＣＤカメラにて撮影し、各画素が多値の輝度値で表される前記二次元画像データを取得する画像取得手段と、前記二次元画像データを一時的に記憶しておくメモリとを備えたことを特徴とする、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の画像処理制御装置。
【請求項８】
前記ずらし検出手段は、前記二次元データの第一の任意ポイントを分割するポイントとして前記二次元データを二つに分割し、分割した二つの二次元データを第二の任意ポイントで重ね合わせ、重ね合わせ後のデータにおいて前記位置情報抽出手段で抽出した有効データの位置が他の画像データと重なっていないかを検出し、重ね合わせ後のデータで有効データが最大となる第一の任意ポイントと第二の任意ポイントを検出することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の画像処理制御装置。
【請求項９】
前記折り返し検出手段は、前記二次元データの任意ポイントを折り返しポイントとして前記二次元データを二つに分割し、前記任意のポイントで二次元データを折り返して重ね合わせ、重ね合わせ後のデータにおいて前記位置情報抽出手段で抽出した有効データの位置が他の画像データと重なっていないかを検出し、重ね合わせ後のデータで有効データが最大となる任意ポイントを検出することを特徴とする請求項４ないし請求項６のいずれかに記載の画像処理制御装置。
【請求項１０】
前記ずらし検出手段は、前記二次元画像データをＸ軸方向で分割するポイントと重ねるポイントを検出することを特徴とする請求項１ないし請求項３または請求項８のいずれかに記載の画像処理制御装置。
【請求項１１】
前記ずらし検出手段は、前記二次元画像データをＹ軸方向で分割するポイントと重ねるポイントを検出することを特徴とする請求項１ないし請求項３または請求項８のいずれかに記載の画像処理制御装置。
【請求項１２】
前記ずらし検出手段は、前記二次元画像データをＸ軸方向、Ｙ軸方向両方で分割するポイントと重ねるポイントを検出することを特徴とする請求項１ないし請求項３または請求項８のいずれかに記載の画像処理制御装置。
【請求項１３】
前記ずらし検出手段は、前記二次元画像データの一つ以上の特定の領域のみに対して分割するポイントと重ねるポイントを検出することを特徴とする請求項１ないし請求項３または請求項８のいずれかに記載の画像処理制御装置。
【請求項１４】
前記ずらし検出手段は、前記二次元画像データを複数回分割するポイントと重ねるポイントを検出することを特徴とする請求項１ないし請求項３または請求項８のいずれかに記載の画像処理制御装置。
【請求項１５】
前記ずらし検出手段は、外部から書き換え可能なレジスタを備え、前記レジスタの値により、分割するポイントと重ねるポイントを変更できることを特徴とする請求項１０ないし請求項１４のいずれかに記載の画像処理制御装置。
【請求項１６】
前記折り返し検出手段は、前記二次元画像データをＸ軸方向で折り返しポイントを検出することを特徴とする請求項４ないし請求項６または請求項９のいずれかに記載の画像処理制御装置。
【請求項１７】
前記折り返し検出手段は、前記二次元画像データをＹ軸方向で折り返しポイントを検出することを特徴とする請求項４ないし請求項６または請求項９のいずれかに記載の画像処理制御装置。
【請求項１８】
前記折り返し検出手段は、前記二次元画像データをＸ軸方向、Ｙ軸方向両方で折り返しポイントを検出することを特徴とする請求項４ないし請求項６または請求項９のいずれかに記載の画像処理制御装置。
【請求項１９】
前記折り返し検出手段は、前記二次元画像データの一つ以上の特定の領域のみに対して折り返しポイントを検出することを特徴とする請求項４ないし請求項６または請求項９のいずれかに記載の画像処理制御装置。
【請求項２０】
前記折り返し検出手段は、前記二次元画像データを複数回折り返しポイントを検出することを特徴とする請求項１６ないし請求項１９のいずれかに記載の画像処理制御装置。
【請求項２１】
前記折り返し検出手段は、外部から書き換え可能なレジスタを備え、前記レジスタの値により、折り返しポイントを変更できることを特徴とする請求項１６ないし請求項１９のいずれかに記載の画像処理制御装置。
【請求項２２】
前記合成手段は、一定レベル以下の前記二次元画像データを、ゼロレベルデータとして扱うことを特徴とする請求項１ないし請求項２１のいずれかに記載の画像処理制御装置。
【請求項２３】
前記合成手段は、外部から書き換え可能なレジスタを備え、前記レジスタの値により、設定レベル以下の前記二次元画像データを、ゼロレベルデータとして扱うことを特徴とする請求項１ないし請求項２１のいずれかに記載の画像処理制御装置。
【請求項２４】
前記第一の位置情報抽出手段は、前記二次元画像データの二値化処理ブロックを備え、二次元平面上で前記二次元画像データの二値化結果が一定のレベル以上の値と判断されたポイントの集合体の面積、縦横比、距離を検出する位置検出ブロックを備え、前記二次元画像データから有効データの位置情報を抽出し、前記第二の位置情報抽出手段は前記合成された画像データの二値化処理ブロックを備え、二次元平面上で前記合成された画像データの二値化結果が一定のレベル以上の値と判断されたポイントの集合体の面積、縦横比、距離を検出する位置検出ブロックを備え前記合成された画像データから有効データの合成後位置情報を抽出することを特徴とする請求項１あるいは請求項４に記載の画像処理制御装置。
【請求項２５】
前記位置情報抽出手段は前記二次元画像データの二値化処理ブロックを備え、二次元平面上で前記二次元画像データの二値化結果が一定のレベル以上の値と判断されたポイントの集合体の面積、縦横比、距離を検出する位置検出ブロックを備え、前記二次元画像データから有効データの位置情報を抽出することを特徴とする請求項２あるいは請求項３あるいは請求項５あるいは請求項６に記載の画像処理制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理制御装置に関するものである。より詳細には、画像処理ブロックにおいて取得及び処理した画像を、その画像制御ブロックへ伝送する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、遺伝子発現を調べるために、半導体ナノクリスタルを用いた遺伝子発現解析手法が提案されている。半導体ナノクリスタルは、組成とサイズによって特定の波長の光を発光する性質を持つ。この性質を利用して、プラスチックの球体に発光波長の異なる複数の半導体ナノクリスタルを異なる比率で付着させ、固有の発光スペクトルを持たせてコード化したビーズを作成する。そして、励起光を照射されたビーズからの発光スペクトルを測定することでデコードを行っている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図１４は、ビーズをデコードする従来の画像処理制御装置を示すブロック図である。１００は画像処理ブロック、１２０は画像制御ブロックである。１１１は、二次元画像の取り込み手段である。その中で、１０１はビーズを撮影した二次元画像データを得るための画像取得手段、１０２は、１０１で得られた二次元画像データを、記憶手段Ａ１０３に書き込むための書き込み手段Ａ、１０４は、記憶手段Ａ１０３に書き込まれた二次元画像データを読み出すための読み出し手段Ａである。１０６は、読み出し手段Ａ１０４で読み出した二次元画像データを画像制御ブロック１２０に送出するためのインターフェースＡである。１２１は、画像処理ブロック１００のインターフェースＡ１０６から二次元画像データを受け取るインターフェースブロックＢである。１３１は、格納手段である。その中で、１２２は、インターフェースブロックＢ１２１で受け取られた二次元画像データを、記憶手段Ｂ１２３に書き込むための書き込み手段Ｂ、１２４は、記憶手段Ｂ１２３に書き込まれた二次元画像データを読み出すための読み出し手段Ｂである。１２５は、ビーズの位置を検出する位置情報抽出手段Ｂである。そして１２６はビーズの発光スペクトルを抽出するデータ抽出手段である。
【０００４】
正確にビーズの発光スペクトルを測定するためには、ビーズ間の距離が十分に離れていなければならない（以下、この様なビーズを独立ビーズと称す。）。そこで、位置情報抽出手段Ｂ１２５によって独立ビーズの位置を検出し、データ抽出手段１２６においてデコードするビーズの特定を行っている。
【０００５】
図２は画像取得手段１０１が出力する二次元画像データの一例である。二次元画像データの中には複数種類にコード化されたビーズが多数存在する。図３において●が独立ビーズである。図３に示すように二次元画像データの全領域に比して独立ビーズの割合は小さい。しかしながら、従来の画像処理ブロックは二次元画像データの全領域のデータ（以下、全画像データと称す。）を画像制御ブロックに伝送しているため、余分なデータ伝送が発生し、高速化の妨げとなっている。
【０００６】
これに対して、取得した全画像データから特定の領域のみの画像データを抽出することで、画像データ伝送時間を短縮させる画像処理ブロックが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特表２００２−５４４４８８号公報
【特許文献２】特開２００２−０３３８９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献２の画像処理ブロックでは、予め必要な画像データの範囲がわかっているものに対しては、指定された領域のみの画像情報を伝送する方法は有効であるが、撮影された二次元画像データ毎にビーズの分布が異なる遺伝子発現解析においては、予め伝送する領域を指定することはできず、画像データ伝送時間の短縮や画像データを記録するための記憶容量を削減することが容易でないという課題を有していた。
【０００８】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、画像処理ブロックが取得した二次元画像データを画像制御ブロックへ伝送する際に伝送データ量を削減することで、伝送時間が短縮できるとともに、画像データを記録するための記憶容量を削減することが可能な画像処理制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記従来の課題を解決するために、本発明の画像処理制御装置は、二次元画像データを取り込み、合成して出力する画像処理ブロックと、合成された画像データが入力され、前記合成された画像データから有効データ情報を抽出する画像制御ブロックとから構成される画像処理制御装置であって、前記画像処理ブロックは、前記二次元画像データを取り込む取り込み手段と、前記取り込み手段から出力された前記二次元画像データより有効データの位置情報を抽出する第一の位置情報抽出手段と、前記第一の位置情報抽出手段で抽出した前記位置情報から、前記二次元画像のずらし情報を検出するずらし検出手段と、前記ずらし情報に従って、前記読み取り手段から出力された前記二次元画像データを重ね合わせて前記合成された画像データを出力する合成手段とを備え、前記画像制御ブロックは、前記画像処理ブロックが出力する前記合成された画像データを記憶する格納手段と、前記格納手段に記憶された前記合成された画像データから有効データの合成後位置情報を抽出する第二の位置情報抽出手段と、前記第二の位置情報抽出手段で抽出した前記合成後位置情報をもとに前記格納手段に記憶された前記合成された画像データから前記有効データ情報を抽出するデータ抽出手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
さらに画像処理制御装置において、二次元画像データを取り込み、合成して出力する画像処理ブロックと、合成された画像データが入力され、前記合成された画像データから有効データ情報を抽出する画像制御ブロックとから構成される画像処理制御装置であって、前記画像処理ブロックは、前記二次元画像データを取り込む取り込み手段と、前記画像制御ブロックから受け取ったずらし情報に従って、前記取り込み手段から出力された前記二次元画像データを重ね合わせて前記合成された画像データを出力する合成手段と前記取り込み手段から出力された前記二次元画像データと前記合成手段から出力された前記合成された画像データのいずれかを選択して出力するセレクト手段とを備え、前記画像制御ブロックは、前記画像処理ブロックから出力された、前記二次元画像データあるいは前記合成された画像データを記憶する格納手段と、前記セレクタによって前記二次元画像データが選択された場合には、前記格納手段に記憶したデータから有効データの位置情報を抽出する位置情報抽出手段と、前記セレクタによって前記二次元画像データが選択された場合には、前記位置情報抽出手段で抽出した前記位置情報からずらし情報を検出して前記画像処理ブロックに出力し、前記ずらし情報によって画像を重ね合わせることにより変更される前記有効データの合成後位置情報を抽出して出力するずらし検出手段と、前記セレクタによって前記合成された画像データが選択された場合には、前記ずらし検出手段で抽出した前記合成後位置情報をもとに前記格納手段に記憶された前記合成された画像データから前記有効データ情報を抽出するデータ抽出手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１１】
さらに画像処理制御装置において、二次元画像データを取り込み、合成して出力する画像処理ブロックと、合成された画像データが入力され、前記合成された画像データから有効データ情報を抽出する画像制御ブロックとから構成される画像処理制御装置であって、前記画像処理ブロックは、前記二次元画像データを取り込む取り込み手段と、前記取り込み手段から出力された前記二次元画像データより有効データの位置情報を抽出する位置情報抽出手段と、前記位置情報抽出手段で抽出した前記位置情報から、前記二次元画像のずらし情報を検出して出力し、前記ずらし情報によって画像を重ね合わせることにより変更される前記有効データの合成後位置情報を抽出して出力するずらし検出手段と、前記ずらし情報に従って、前記取り込み手段から出力された前記二次元画像データ重ね合わせて前記合成された画像データを出力する合成手段とを備え、前記画像制御ブロックは、前記画像処理ブロックが出力する前記合成された画像データを記憶する格納手段と、前記画像処理ブロックが出力する前記合成後位置情報に基づいて前記格納手段に記憶された前記合成された画像データから前記有効データ情報を抽出するデータ抽出手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１２】
さらに画像処理制御装置において、二次元画像データを取り込み、合成して出力する画像処理ブロックと、合成された画像データが入力され、前記合成された画像データから有効データ情報を抽出する画像制御ブロックとから構成される画像処理制御装置であって、前記画像処理ブロックは、前記二次元画像データを取り込む取り込み手段と、前記取り込み手段から出力された前記二次元画像データより有効データの位置情報を抽出する第一の位置情報抽出手段と、前記第一の位置情報抽出手段で抽出した前記位置情報から、前記二次元画像の折り返し情報を検出する折り返し検出手段と、前記折り返し情報に従って、前記読み取り手段から出力された前記二次元画像データを重ね合わせて前記合成された画像データを出力する合成手段とを備え、前記画像制御ブロックは、前記画像処理ブロックが出力する前記合成された画像データを記憶する格納手段と、前記格納手段に記憶された前記合成された画像データから有効データの合成後位置情報を抽出する第二の位置情報抽出手段と、前記第二の位置情報抽出手段で抽出した前記合成後位置情報をもとに前記格納手段に記憶された前記合成された画像データから前記有効データ情報を抽出するデータ抽出手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１３】
さらに画像処理制御装置において、二次元画像データを取り込み、合成して出力する画像処理ブロックと、合成された画像データが入力され、前記合成された画像データから有効データ情報を抽出する画像制御ブロックとから構成される画像処理制御装置であって、前記画像処理ブロックは、前記二次元画像データを取り込む取り込み手段と、前記画像制御ブロックから受け取った折り返し情報に従って、前記取り込み手段から出力された前記二次元画像データを重ね合わせて前記合成された画像データを出力する合成手段と前記取り込み手段から出力された前記二次元画像データと前記合成手段から出力された前記合成された画像データのいずれかを選択して出力するセレクト手段とを備え、前記画像制御ブロックは、前記画像処理ブロックから出力された、前記二次元画像データあるいは前記合成された画像データを記憶する格納手段と、前記セレクタによって前記二次元画像データが選択された場合には、前記格納手段に記憶したデータから有効データの位置情報を抽出する位置情報抽出手段と、前記セレクタによって前記二次元画像データが選択された場合には、前記位置情報抽出手段で抽出した前記位置情報から折り返し情報を検出して前記画像処理ブロックに出力し、前記折り返し情報によって画像を重ね合わせることにより変更される前記有効データの合成後位置情報を抽出して出力する折り返し検出手段と、前記セレクタによって合成された画像データが選択された場合には、前記折り返し検出手段で抽出した前記合成後位置情報をもとに前記格納手段に記憶された前記合成された画像データから前記有効データ情報を抽出するデータ抽出手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１４】
さらに画像処理制御装置において、二次元画像データを取り込み、合成して出力する画像処理ブロックと、合成された画像データが入力され、前記合成された画像データから有効データ情報を抽出する画像制御ブロックとから構成される画像処理制御装置であって、前記画像処理ブロックは、前記二次元画像データを取り込む取り込み手段と、前記取り込み手段から出力された前記二次元画像データより有効データの位置情報を抽出する位置情報抽出手段と、前記位置情報抽出手段で抽出した前記位置情報から、前記二次元画像の折り返し情報を検出して出力し、前記折り返＋し情報によって画像を重ね合わせることにより変更される前記有効データの合成後位置情報を抽出して出力する折り返し検出手段と、前記折り返し情報に従って、前記取り込み手段から出力された前記二次元画像データ重ね合わせて前記合成された画像データを出力する出力する合成手段とを備え、前記画像制御ブロックは、前記画像処理ブロックが出力する前記合成された画像データを記憶する格納手段と、前記画像処理ブロックが出力する前記合成後位置情報に基づいて前記格納手段に記憶された前記合成された画像データから前記有効データ情報を抽出するデータ抽出手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１５】
さらに画像処理制御装置において、前記取り込み手段は、撮影対象から発する光を特定の通過帯域を持つバンドパスフィルタを通してＣＣＤカメラにて撮影し、各画素が多値の輝度値で表される前記二次元画像データを取得する画像取得手段と、前記二次元画像データを一時的に記憶しておくメモリとを備えたことを特徴とするものである。
【００１６】
さらに画像処理制御装置において、前記ずらし検出手段は、前記二次元データの第一の任意ポイントを分割するポイントとして前記二次元データを二つに分割し、分割した二つの二次元データを第二の任意ポイントで重ね合わせ、重ね合わせ後のデータにおいて前記位置情報抽出手段で抽出した有効データの位置が他の画像データと重なっていないかを検出し、重ね合わせ後のデータで有効データが最大となる第一の任意ポイントと第二の任意ポイントを検出することを特徴とするものである。
【００１７】
さらに画像処理制御装置において、前記折り返し検出手段は、前記二次元データの任意ポイントを折り返しポイントとして前記二次元データを二つに分割し、前記任意のポイントで二次元データを折り返して重ね合わせ、重ね合わせ後のデータにおいて前記位置情報抽出手段で抽出した有効データの位置が他の画像データと重なっていないかを検出し、重ね合わせ後のデータで有効データが最大となる任意ポイントを検出することを特徴とするものである。
【００１８】
さらに画像処理制御装置において、前記ずらし検出手段は、前記二次元画像データをＸ軸方向で分割するポイントと重ねるポイントを検出することを特徴とするものである。
【００１９】
さらに画像処理制御装置において、前記ずらし検出手段は、前記二次元画像データをＹ軸方向で分割するポイントと重ねるポイントを検出することを特徴とするものである。
【００２０】
さらに画像処理制御装置において、前記ずらし検出手段は、前記二次元画像データをＸ軸方向、Ｙ軸方向両方で分割するポイントと重ねるポイントを検出することを特徴とするものである。
【００２１】
さらに画像処理制御装置において、前記ずらし検出手段は、前記二次元画像データの一つ以上の特定の領域のみに対して分割するポイントと重ねるポイントを検出することを特徴とするものである。
【００２２】
さらに画像処理制御装置において、前記ずらし検出手段は、前記二次元画像データを複数回分割するポイントと重ねるポイントを検出することを特徴とするものである。
【００２３】
さらに画像処理制御装置において、前記ずらし検出手段は、外部から書き換え可能なレジスタを備え、前記レジスタの値により、分割するポイントと重ねるポイントを変更できることを特徴とするものである。
【００２４】
さらに画像処理制御装置において、前記折り返し検出手段は、前記二次元画像データをＸ軸方向で折り返しポイントを検出することを特徴とするものである。
【００２５】
さらに画像処理制御装置において、前記折り返し検出手段は、前記二次元画像データをＹ軸方向で折り返しポイントを検出することを特徴とするものである。
【００２６】
さらに画像処理制御装置において、前記折り返し検出手段は、前記二次元画像データをＸ軸方向、Ｙ軸方向両方で折り返しポイントを検出することを特徴とするものである。
【００２７】
さらに画像処理制御装置において、前記折り返し検出手段は、前記二次元画像データの一つ以上の特定の領域のみに対して折り返しポイントを検出することを特徴とするものである。
【００２８】
さらに画像処理制御装置において、前記折り返し検出手段は、前記二次元画像データを複数回折り返しポイントを検出することを特徴とするものである。
【００２９】
さらに画像処理制御装置において、前記折り返し検出手段は、外部から書き換え可能なレジスタを備え、前記レジスタの値により、折り返しポイントを変更できることを特徴とするものである。
【００３０】
さらに画像処理制御装置において、前記合成手段は、一定レベル以下の前記二次元画像データを、ゼロレベルデータとして扱うことを特徴とするものである。
【００３１】
さらに画像処理制御装置において、前記合成手段は、外部から書き換え可能なレジスタを備え、前記レジスタの値により、設定レベル以下の前記二次元画像データを、ゼロレベルデータとして扱うことを特徴とするものである。
【００３２】
さらに画像処理制御装置において、前記第一の位置情報抽出手段は、前記二次元画像データの二値化処理ブロックを備え、二次元平面上で前記二次元画像データの二値化結果が一定のレベル以上の値と判断されたポイントの集合体の面積、縦横比、距離を検出する位置検出ブロックを備え、前記二次元画像データから有効データの位置情報を抽出し、前記第二の位置情報抽出手段は前記合成された画像データの二値化処理ブロックを備え、二次元平面上で前記合成された画像データの二値化結果が一定のレベル以上の値と判断されたポイントの集合体の面積、縦横比、距離を検出する位置検出ブロックを備え前記合成された画像データから有効データの合成後位置情報を抽出することを特徴とするものである。
【００３３】
さらに画像処理制御装置において、前記位置情報抽出手段は前記二次元画像データの二値化処理ブロックを備え、二次元平面上で前記二次元画像データの二値化結果が一定のレベル以上の値と判断されたポイントの集合体の面積、縦横比、距離を検出する位置検出ブロックを備え、前記二次元画像データから有効データの位置情報を抽出することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００３４】
本発明の画像処理制御装置によれば、画像処理ブロックが取得した全画像データから画像制御ブロックに画像データを伝送する場合に伝送データ量を削減し、伝送時間を短縮できるとともに前記画像制御ブロックにおける画像データを記録するための記憶容量を削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下に、本発明の画像処理制御装置の実施の形態を図面とともに詳細に説明する。
【実施例１】
【００３６】
図１は、本発明の実施例１における画像処理制御装置のブロック構成図を示すものである。また、図２、図３、図４、図５は、本発明の実施例１におけるずらし検出手段Ａ１０８の処理イメージ図を示すものである。図６は、画像取得手段１０１の一例として用いる蛍光顕微鏡の構成を示す図である。図１において、本発明の実施例１における画像処理制御装置は、画像処理ブロック１００と画像制御ブロック１２０で構成される。
【００３７】
画像処理ブロック１００は、二次元画像の取り込み手段１１１、ビーズの位置を検出する位置情報抽出手段Ａ１０７、位置情報抽出手段Ａ１０７で得られた位置情報をもとに、最適なずらし情報を検出するずらし検出手段Ａ１０８、読み出し手段Ａ１０４で読み出した二次元画像データをずらし検出手段Ａ１０８で得られたずらし情報をもとに合成する合成手段１０５、合成手段１０５より出力された合成された画像データを、画像制御ブロック１２０に送出するためのインターフェースＡ１０６で構成される。二次元画像の取り込み手段１１１は、ビーズを撮影した二次元画像データを得るための画像取得手段１０１、得られた二次元画像データを、記憶手段Ａ１０３に書き込むための書き込み手段Ａ１０２、記憶手段Ａ１０３に書き込まれた二次元画像データを読み出すための読み出し手段Ａ１０４で構成される。画像処理ブロック１００と画像制御ブロック１２０とは、汎用のインターフェース（図示せず）、例えば、ＳＣＳＩやＥｔｈｅｒｎｅｔ（富士ゼロツクス株式会社の登録商標）などによって接続されている。
【００３８】
画像制御ブロック１２０は、画像処理ブロック１００のインターフェースＡ１０６から二次元画像データを受け取るインターフェースＢ１２１、合成された画像データを記憶する格納手段１３１、ビーズの位置を検出する位置情報抽出手段Ｂ１２５、ビーズの発光スペクトルを抽出するデータ抽出手段１２６で構成される。格納手段１３１は、インターフェースＢ１２１で受け取られた合成された画像データを、記憶手段Ｂ１２３に書き込むための書き込み手段Ｂ１２２、記憶手段Ｂ１２３に書き込まれた合成された画像データを読み出すための読み出し手段Ｂ１２４で構成される。
【００３９】
まず、画像取得手段１０１について図６を用いて詳細に説明する。図６において、６０２は、観察対象（図示せず。半導体ナノ粒子が結合したｍＲＮＡやタンパク質とビーズを結合させたもの）を注入するウエル、６０１は、複数のウエル６０２から構成されたウエルプレート、６０３は、ウエルプレート６０１を２次元平面ＸＹ方向に移動させるウエルプレート駆動手段である。６０４は、画像取得手段１０１をコントロールするＣＰＵ、６０５は、対物レンズ、６１２は、対物レンズ６０５をＺ軸方向に移動させるＺ軸駆動手段である。６０７は、所定の波長未満の光を反射し、所定の波長以上の光を通過するダイクロイックミラーである。６０６は、観察対象物を透過させる為のＬＥＤ、６１３は、観察対象物を励起させる為の励起光源である。６０８は、所定の波長域のみを通過する光学フィルタ、６１４は、複数の光学フィルタ６０８を装着することができるフィルターホイール、６１５は、フィルターホイールを回転させるフィルターホイール駆動手段である。６０９は、光を集光するための結像レンズ、６１０は、結像レンズ６０９で集光された光を二次元画像データに変換して出力するＣＣＤカメラ、６１１は、ＣＣＤカメラ６１０を制御するＣＣＤカメラ制御手段である。
【００４０】
ＣＰＵ６０４は、ウエルプレート駆動手段６０３を制御して、観察対象が注入されたウエル６０２が対物レンズ６０５の真上に位置するように、ウエルプレート６０１を移動させるとともに、光学フィルタ６０８が実装されていない箇所が、対物レンズ６０５の真上に位置するように、フィルターホイール駆動手段６１５を制御してフィルターホイール６１４を回転させる。
【００４１】
次にＣＰＵ６０４は、ＬＥＤ６０６を点灯し、ウエル６０２にＬＥＤ光を照射する。ＬＥＤ光は、ウエル６０２内の観察対象の透過光となり、対物レンズ６０５により拡大され、ダイクロイックミラー６０７及びフィルターホイール６１４の光学フィルタ６０８未実装部分を通過し、さらに、結像レンズ６０９によって集光されて、ＣＣＤカメラ６１０に到達する。このように、透過画像撮影時には、光学フィルタ６０８は使用しないものとする。ＣＰＵ６０４は、ＣＣＤカメラ制御手段６１１に指令を与え、ＣＣＤカメラ６１０によって観察対象の透過画像を撮影する。ＣＰＵ６０４の自動焦点調整プログラム（図示せず）は、前記透過画像から画像のコントラスト値を計算し、このコントラスト値が最大になる位置を見つけ出すことによって、対物レンズ６０５の焦点を合わせる。ＣＰＵ６０４の自動焦点調整プログラムは、対物レンズ６０５を、２次元平面ＸＹと垂直となる方向（Ｚ軸方向）へ、Ｚ軸駆動手段６１２によって移動させながら、前記コントラスト値が最大となる対物レンズ６０５の位置を見つけ出す。ＣＰＵ６０４は、対物レンズ６０５の焦点が合った状態で撮影した観察対象の透過画像を、ＢＦＩ（Ｂｒｉｇｈｔ  Ｆｉｅｌｄ  Ｉｍａｇｅ）として、書き込み手段Ａ１０２へ出力する。書き込み手段Ａ１０２は、記憶手段Ａ１０３に透過画像を書き込む。
【００４２】
次に、ＣＰＵ６０４は、光学フィルタ６０８が実装されている箇所が、対物レンズ６０５の真上に位置するように、フィルターホイール駆動手段６１５を制御してフィルターホイール６１４を回転させるとともに、ＬＥＤ６０６を消灯し、励起光源６１３から励起光を照射する。励起光は、青色レーザー光のような短波長の光であり、ダイクロイックミラー６０７に当たると、ダイクロイックミラー６０７が所定の波長以下の光を反射するという性質によって、対物レンズ６０５の方向へ反射する。対物レンズ６０５はダイクロイックミラー６０７からの光をウエル６０２内の観察対象に集光させる。ウエル６０２内の観察対象に付着した半導体ナノ粒子は、対物レンズ６０５から照射された光によって、ダイクロイックミラー６０７を通過できる所定の波長以上の光を発光する。観察対象に付着した半導体ナノ粒子が発光した光は、前記観察対象の透過光と同様に、対物レンズ６０５、ダイクロイックミラー６０７、さらに、光学フィルタ６０８を通過し、結像レンズ６０９によって集光されて、ＣＣＤカメラ６１０に到達する。このとき、光学フィルタ６０８は、特定の波長域のみを通過させる性質を持つため、観察対象に付着した半導体ナノ粒子が発光した光の特定の波長域のみが、ＣＣＤカメラ６１０に到達する。この状態で、ＣＰＵ６０４は、ＣＣＤカメラ制御手段６１１に指令を与え、ＣＣＤカメラ６１０によって観察対象に付着した半導体ナノ粒子が発光した光のうち、光学フィルタ６０８を通過した特定の波長域のみの光の二次元画像データ（以下、フィルタ通過画像と称す）を書き込み手段Ａ１０２へ出力する。
【００４３】
光学フィルタ６０８は、通過波長域の異なるものが複数あり、フィルターホイール６１４に取り付けられている。フィルターホイール６１４は、フィルターホイール駆動手段６１５によって回転し、光学フィルタ６０８を切り替えることができる。ＣＰＵ６０４は、光学フィルタ６０８を切り替えながら、上記の方法によって観察対象に付着した半導体ナノ粒子が発光した光の種々の波長域の画像を撮影し、同様の処理を繰り返す。
【００４４】
次に、図１に示す画像処理制御装置の動作について、図２ないし図５を用いて説明する。
図２は、ＢＦＩのイメージ図である。本実施例では、二次元画像データの領域を例えばＸ方向に４８の領域に分割、Ｙ方向に３２の領域に分割し、（Ｘ１、Ｙ１）から（Ｘ４８、Ｙ３２）の領域を用いて説明する。
【００４５】
位置情報抽出手段Ａ１０７は、読み出し手段Ａ１０４を通して記憶手段Ａ１０３よりＢＦＩを読み出し、特定の閾値で二値化処理を実施した後、ビーズのデコード結果が周辺のビーズの影響を受けないように、一定の距離以上離れていないビーズ（２０１）の除外や、ビーズの重なりやゴミによる誤検出を防ぐために、一定の大きさ（たとえば観察対象物の面積で判断）の範囲に入っていない観察対象物（２０２）や一定の形（たとえば観察対象物の縦横比で判断）の範囲に入っていない観察対象物（２０３）の除外を行い、最終的に計測を行う独立観察対象物（独立ビーズ）の位置を抽出する。例えば、位置情報抽出手段Ａ１０７は取り込み手段１１１から出力される二次元画像データの各画素毎に”０”もしくは”１”の二値化を行なう二値化処理ブロック（図示せず）と、二値化処理ブロックで”１”と判断された画素の一固まりの集合体の面積、縦横比及び集合体同士の距離を検出する位置検出ブロック（図示せず）を備え、上記のように独立ビーズの位置を検出するものである。ここで、二値化処理ブロックは、予め定められる、あるいはレジスタ等によって外部から変更可能なしきい値と各画素の輝度値とを比較し、輝度値がしきい値よりも大きければ”１”、小さければ”０”と判定するものである。
【００４６】
図３は、図２に示すＢＦＩから独立ビーズを検出した結果を示すイメージ図である。黒く塗りつぶしたビーズ（●）が独立ビーズである。ずらし検出手段Ａ１０８は、位置情報抽出手段Ａ１０７で得られた独立ビーズの位置情報をもとに、最適なずらし情報を検出する。本実施例においては、Ｙ軸方向に全領域に対して１回分割するポイントと重ねるポイントを検出する方法について説明する。図３に示す独立ビーズの位置を示すイメージ図において、二次元空間のＹ軸方向に３２箇所の分割が可能なポイントがある場合、ずらし検出手段Ａ１０８は、まず分割するポイントをＹ１とＹ２の間としてＹ１をＹ２に重ね、重ね合わせた領域に位置情報抽出手段Ａ１０７で得られた独立ビーズの位置が存在する場合は、その独立ビーズの位置に重ね合わせたことによって他の観察対象物が存在するかどうかを検出し、存在しない場合は、重ね合わせ後の有効な独立ビーズとし、有効な独立ビーズの数が何個存在して、送出するデータの総数がいくらかを算出する。尚、ずらし検出手段Ａ１０８において、重ね合わせたデータをもとに位置情報抽出手段Ａ１０７と同じ処理をすることにより重ね合わせ後の有効な独立ビーズを検出することも可能である。
【００４７】
同様に、Ｙ１をＹ３に重ねた場合、Ｙ１をＹ４に重ねた場合と順次繰り返し、Ｙ３２まで終了すると、分割するポイントをＹ２とＹ３の間に変更して、（Ｙ１−Ｙ２）を（Ｙ２−Ｙ３）に重ねた場合（Ｙ２にはＹ１のみのデータが、Ｙ３にはＹ２とＹ３のデータが重なった状態）、（Ｙ１−Ｙ２）を（Ｙ３−Ｙ４）に重ねた場合（Ｙ３にはＹ１とＹ３のデータが重なった状態、Ｙ４にはＹ２とＹ４のデータが重なった状態）、（Ｙ１−Ｙ２）を（Ｙ４−Ｙ５）に重ねた場合と順次繰り返し、（Ｙ１−Ｙ２）を（Ｙ３２−Ｙ３３）に重ねる（Ｙ３２にはＹ１とＹ３２のデータが重なった状態、Ｙ３３はＹ２のデータのみが存在する）まで終了すると、分割ポイントをＹ３とＹ４の間に変更する。同様に、分割ポイントをＹ３１とＹ３２の間まで繰り返す。
【００４８】
最終的に重ね合わせ後の独立ビーズの数が、図３の独立ビーズの数と同じで、画像制御ブロックに送出するデータの総数が一番少ないポイントを最適なずらし情報とする。また別の判断基準として、重ね合わせ後の独立ビーズ数と画像制御ブロックに送出するデータの総数のバランスを考慮して、最適なずらし情報とすることも可能である。
【００４９】
また本実施例では、ずらし可能なすべての状態で独立ビーズの数と画像制御ブロックに送出するデータの総数とを算出しているが、算出途中で最適と判断される場合は、算出を中断することも可能である。
【００５０】
尚、本実施例の分割ポイントと重ねるポイントを算出する方法は一例であり、別の方法で分割ポイントと重ねるポイントを算出しても、本発明の効果が同様に得られることは明白である。
【００５１】
また、ずらし検出手段Ａ１０８は、外部から書き換え可能なレジスタを備え、該レジスタの値により、分割するポイントと重ねるポイントを所定の場所に固定することも可能である。これにより、たとえば同じウエル６０２の再測定を実施する場合に前回測定した分割するポイントと重ねるポイントを設定することにより、ずらし検出の時間を短縮することが可能となる。
【００５２】
本実施例では、分割ポイントをＹ１７とＹ１８の間、（Ｙ１−Ｙ１７）を（Ｙ１４−Ｙ３０）に重ねたときに、独立ビーズの数が図３と同じで、（Ｙ１−Ｙ１３）のデータを画像制御ブロック１２０に送出する必要がなくなるため、データの総数を３８％削減することが可能である。図４に分割ポイントと重ねるポイントの図を、図５に分割ポイントを重ねるポイントに重ねたときのイメージ図を示す。図５に示す（Ｙ１４−Ｙ３２）のデータが、画像制御ブロック１２０に送出するデータとなる。ここで図４、および図５に示す斜線２０４は実際に撮影される画像ではなく、重ねのイメージが分かり易いように付け加えたものである。
【００５３】
合成手段１０５は、ずらし検出手段Ａ１０８で得られた分割ポイントと重ねるポイントをもとに、読み出し手段Ａ１０４から順次データを読み出しながら、インターフェースＡ１０６を介して画像制御装置１２０に合成された画像データを送出する。
【００５４】
まず（Ｘ１、Ｙ１）から（Ｘ４８、Ｙ１）までの領域は、重ねるデータが存在しないためそのままインターフェースＡ１０６に送出する。同様に（Ｘ１、Ｙ２）から（Ｘ４８、Ｙ４）までを送出する。
【００５５】
次にＹ５は、Ｙ１８と重ねるポイントである。まず（Ｘ１、Ｙ５）と重ねるポイントの（Ｘ１、Ｙ１８）のデータ読み出し、それぞれのデータを加算した結果を（Ｘ１、Ｙ５）のデータとして送出する。同様にＸ２からＸ４８の領域まで、Ｙ５とＹ１８のデータを読み出し、加算結果を送出する。以降Ｙ６からＹ１７までの領域についても同様に、Ｙ１９からＹ３０までのデータを加算して送出する。
【００５６】
Ｙ１８からＹ３０に関しては、すでに加算されて送出済であるため、Ｙ１７のデータに続いて（Ｘ１、Ｙ３１）から（Ｘ４８、Ｙ３１）のデータを（Ｘ１、Ｙ１８）から（Ｘ４８、Ｙ１８）のデータとしてそのまま送出する。同様に（Ｘ１、Ｙ３２）から（Ｘ４８、Ｙ３２）のデータを（Ｘ１、Ｙ１９）から（Ｘ４８、Ｙ１９）のデータとして送出する。
【００５７】
従って実際にインターフェースＡ１０６が受け取るデータは（Ｘ１、Ｙ１）から（Ｘ４８、Ｙ１９）までのデータとなり、送出データ総数を削減できる。
【００５８】
尚、本実施例では、合成手段としてデータをそのまま加算しているが、それぞれの個別のデータ値が特定のレベル以下（外部から設定可能）のデータに対しては、ゼロと判断して加算しないように合成することも可能である。そうすることにより、ビーズの存在しない場所のデータをゼロにすることが可能となり、独立ビーズの存在する場所での合成したデータのＳ／Ｎを改善することが可能である。
【００５９】
画像制御ブロック１２０は、インターフェースＢ１２１を通して、（Ｘ１、Ｙ１）から（Ｘ４８、Ｙ１９）の合成された画像データを受け取る。受け取った合成された画像データは、書き込み手段Ｂ１２２を通して、記憶手段Ｂ１２３に書き込まれる。読み出し手段Ｂ１２４は、記憶手段Ｂ１２３に書き込まれた合成された画像データを読み出し、位置情報抽出手段Ｂ１２５に入力する。位置情報抽出手段Ｂ１２５は、位置情報抽出手段Ａ１０７と同じ処理を行い、受け取った合成された画像データから独立ビーズの位置を抽出する。
【００６０】
そして、ＢＦＩに対する処理が終了した後に、フィルタ通過画像を処理する際は、ＢＦＩの二次元画像データとビーズ位置は同じであるため、新たな位置情報抽出をする必要は無く、ＢＦＩ処理の際に決定した分割ポイントと重ねるポイントを用いて、読み出し手段Ａ１０４で読み出したフィルタ通過画像を合成手段１０５で重ね合わせ、インターフェースＡ１０６を通して画像制御ブロック１２０に送出する。画像制御装置１２０においても、新たな位置情報抽出の必要はなく、書き込み手段Ｂ１２２を通して記憶手段Ｂ１２３に書き込まれた合成されたフィルタ通過画像は、読み出し手段Ｂ１２４は通してデータ抽出手段１２６に送られ、位置情報抽出手段Ｂ１２５で得られた位置情報をもとに、独立ビーズの位置の情報を抽出する。ここで、位置情報抽出手段Ｂ１２５は位置情報抽出手段Ａ１０７と同じ構成、及び動作を行なって独立ビーズの位置情報を抽出する。位置情報抽出手段Ｂ１２５が位置情報抽出手段Ａ１０７と異なるのは、二次元画像データに対して独立ビーズの位置情報を抽出するのではなく、画像処理ブロック１００で合成された画像データから独立ビーズの位置情報を抽出する点である。
【００６１】
以上の動作を繰り返すことにより、同じ位置の独立ビーズの種々の波長域の画像データより、該独立ビーズの発光スペクトルを算出することができ、その算出結果よりコード化された独立ビーズのデコードを行うことができる。
【００６２】
以上のように本発明の実施例１においては、ビーズの位置を検出する位置情報抽出手段Ａ１０７、位置情報抽出手段Ａ１０７で得られた位置情報をもとに、最適なずらし情報を検出するずらし検出手段Ａ１０８、読み出し手段Ａ１０４で読み出したデジタル画像データをずらし検出手段Ａ１０８で得られたずらし量をもとに合成する合成手段１０５を備えることにより画像制御ブロック１２０に送出する一枚目の画像（ＢＦＩ）からすべてのフィルタ通過画像の伝送データ量を削減し、伝送時間を短縮できるとともに画像制御ブロック１２０における画像データを記録するための記憶手段Ｂ１２４容量も大幅に削減することが可能となる。
【００６３】
尚、本実施例では、全領域を対象にＹ方向に一回分割して重ねる方法を説明したが、たとえば全領域に含まれるビーズの数が少ないウエル６０２に対しては、複数回分割して重ねることにより、更に画像制御ブロック１２０への伝送データ量を減らすことも可能である。また、たとえば特定の領域にビーズが密集して存在しているウエル６０２に対しては、ビーズが密集していない特定の領域のみに対して、分割重ね合わせを行うことにより、効率の良い伝送データ量の削減も可能である。さらに、分割の方向をＸ軸に対して実行しても、Ｘ軸方向とＹ軸方向両方に実行しても、本発明の同様の効果が得られることは明白である。
【実施例２】
【００６４】
図７は、本発明の実施例２における画像処理制御装置のブロック構成図を示すものである。図７において、実施例１の構成と異なるところは画像処理ブロック１００の位置情報抽出手段Ａ１０７とずらし検出手段Ａ１０８を削除し、読み出し手段Ａ１０４と合成手段１０５の出力を選択するセレクト手段７０９を設けた点と、画像制御ブロック１２０にずらし検出手段Ｂ７２７を設けた点であり、実施例１と同じ構成要素については同一の符号を付して説明を省略する。
【００６５】
まずＢＦＩを処理する場合は、セレクト手段７０９は読み出し手段Ａ１０４の出力信号を選択するように設定され、記憶手段Ａ１０３より読み出し手段Ａ１０４を通して読み出されたＢＦＩは、合成手段１０５を通すことなくセレクト手段７０９に入力され、インターフェースＡ１０６を介して画像制御ブロック１２０に送出される。
【００６６】
画像制御ブロック１２０は、インターフェースＢ１２１を通して、ＢＦＩを受け取る。受け取ったＢＦＩは、書き込み手段Ｂ１２２を通して、記憶手段Ｂ１２３に書き込まれる。読み出し手段Ｂ１２４は、記憶手段Ｂ１２３に書き込まれたＢＦＩを読み出し、位置情報抽出手段Ｂ１２５にＢＦＩを入力する。位置情報抽出手段Ｂ１２５は、受け取ったＢＦＩから、特定の閾値で二値化処理を実施した後、ビーズのデコード結果が周辺のビーズの影響を受けないように、一定の距離以上離れていないビーズの除外や、ビーズの重なりやゴミによる誤検出を防ぐために、一定の大きさ（たとえば観察対象物の面積で判断）の範囲に入っていない観察対象物や一定の形（たとえば観察対象物の縦横比で判断）の範囲に入っていない観察対象物の除外を行い、最終的に計測を行う独立観察対象物（独立ビーズ）の位置を抽出する。上述の処理は、実施例１で説明した独立ビーズの位置抽出と同様にして行う。この時、位置情報検出手段Ｂ１２５は実施例１と同じ構成及び動作するものであり、二次元画像データから独立ビーズの位置情報を検出する。ここで、フィルタ通過画像を処理する際には、位置情報検出手段Ｂ１２５はＢＦＩで検出した独立ビーズの位置情報を用いる。あるいは、フィルタ通過画像毎に独立ビーズの位置を検出しても良い。その際にはフィルタによって各ビーズの輝度値が異なるため、しきい値を輝度値にあわせて変更する必要がある。
【００６７】
ずらし検出手段Ｂ７２７は、位置情報抽出手段Ｂ１２５で得られた独立ビーズの位置情報をもとに、最適なずらし情報を検出し、分割ポイントと重ねるポイントをインターフェースＢ１２１を介して画像処理ブロック１００に送出するとともに、ずらし情報によって画像を重ね合わせることにより変更される有効な独立ビーズの位置情報を、データ抽出手段１２５に送出する。ここで、ずらし検出手段Ｂ７２７が行う処理は実施例１において説明したずらし検出手段Ａ１０８と同じ処理に加えて、重ね合わせ後の有効な独立ビーズの位置情報出力することである。実施例１と異なるのは、ずらし検出手段Ｂ７２７に入力される位置情報が位置情報抽出手段Ｂ１２５から与えられる点である。そしてインターフェースＡ１０６は、受け取った分割ポイントと重ねるポイントを合成手段１０５に伝える。
【００６８】
次にフィルタ通過画像を処理する際について説明する。この時、セレクト手段７０９は合成手段１０５が出力する合成された画像データを選択するように設定される。記憶手段Ａ１０３より読み出し手段Ａ１０４を通して読み出されたフィルタ通過画像は、ＢＦＩの二次元画像データとビーズ位置は同じであるため、画像制御ブロック１２０より受け取った、位置情報抽出手段Ｂ１２５及びずらし検出手段Ｂ７２７によって得られた分割ポイントと重ねるポイントで合成手段１０５を動作させる。
【００６９】
合成手段１０５は、ずらし検出手段Ｂ７２７で得られた分割ポイントと重ねるポイントをもとに、読み出し手段Ａ１０４から順次データを読み出しながら、セレクト手段７０９、インターフェースＡ１０６を介して画像制御ブロック１２０に合成された画像データを送出する。
【００７０】
画像制御ブロック１２０は、インターフェースＢ１２１を通して、合成された画像データを受け取る。受け取った合成された画像データは、書き込み手段Ｂ１２２を通して、記憶手段Ｂ１２３に書き込まれる。読み出し手段Ｂ１２４は、記憶手段Ｂ１２３に書き込まれた合成された画像データを読み出し、データ抽出手段１２６にデータを送出する。データ抽出手段１２６は、ずらし検出手段Ｂ７２７から得られた、ＢＦＩ処理時に決定された重ね合わせ後の有効な独立ビーズの位置情報をもとに、合成された画像データにおける独立ビーズの位置の特定波長域の画像データ情報を抽出する。
【００７１】
以上のように本発明の実施例２においては、画像処理ブロック１００からビーズの位置を検出する位置情報抽出手段Ａと最適なずらし情報を検出するずらし検出手段Ａを取り除き、画像制御ブロック１２０にずらし検出手段Ｂ７２７を備えることにより画像制御ブロック１２０に送出するＢＦＩ以外の画像（フィルタ通過画像）の伝送データ量を削減し、伝送時間を短縮できるとともに画像制御ブロック１２０におけるフィルタ通過画像を記録するための記憶手段Ｂ１２４容量も大幅に削減することが可能となるとともに、画像処理ブロック１００において位置情報抽出手段Ａとずらし検出手段Ａが不要となり、回路規模の削減も可能となる。
【実施例３】
【００７２】
図８は、本発明の実施例３における画像処理制御装置のブロック構成図を示すものである。図８において、実施例１の構成と異なるところは、画像制御ブロック１２０の位置情報抽出手段Ｂ１２５を削除した点であり、実施例１と同じ構成要素については同一の符号を付して説明を省略する。
【００７３】
ずらし検出手段Ａ１０８は、ＢＦＩに対する処理で、分割ポイントと重ねるポイントを合成手段１０５に送出するとともに、重ね合わせ後の有効な独立ビーズの位置情報をインターフェースＡ１０６を介して画像制御ブロック１２０に送出することが実施例１と異なる点である。ここで、ずらし検出手段Ａ１０８が行う処理は実施例２において説明したずらし検出手段Ｂ７２７と同じである。
【００７４】
画像制御装置１２０は、インターフェースＢ１２１を介して、重ね合わせ後の有効な独立ビーズの位置情報を受け取り、データ抽出手段１２６に送出する。データ抽出手段１２６は、受け取った重ね合わせ後の有効な独立ビーズの位置情報をもとに、合成されたフィルタ通過画像における独立ビーズの位置の特定波長域の画像データ情報を抽出する。
【００７５】
この時、位置情報抽出手段Ａ１０７は実施例１と同じ構成及び動作するものであり、二次元画像データから独立ビーズの位置情報を検出する。ここで、フィルタ通過画像を処理する際には、位置情報検出手段Ａ１０７はＢＦＩで検出した独立ビーズの位置情報を用いる。あるいは、フィルタ通過画像毎に独立ビーズの位置を検出しても良い。その際にはフィルタによって各ビーズの輝度値が異なるため、しきい値を輝度値にあわせて変更する必要がある。
【００７６】
以上のように本発明の実施例３においては、画像制御ブロック１２０から位置情報抽出手段を取り除き、ビーズの位置を検出する位置情報抽出手段Ａ１０７、位置情報抽出手段Ａ１０７で得られた位置情報をもとに、最適なずらし情報を検出するずらし検出手段Ａ１０８、読み出し手段Ａ１０４で読み出したデジタル画像データをずらし検出手段Ａ１０８で得られたずらし情報をもとに合成する合成手段１０５を備えることにより画像制御ブロック１２０に送出する一枚目の画像（ＢＦＩ）からすべてのフィルタ通過画像の伝送データ量を削減し、伝送時間を短縮できるとともに画像制御ブロック１２０における画像データを記録するための記憶手段Ｂ１２４容量も大幅に削減することが可能となるとともに、画像制御ブロック１２０において位置情報抽出手段が不要となり、回路規模の削減も可能となる。
【実施例４】
【００７７】
図９は本発明の実施例４の画像処理制御装置を表すブロック図である。図９において、実施例１の構成と異なるところはずらし検出手段Ａ１０８の代わりに折り返し検出手段１０９を設けた点であり、実施例１と同じ構成要素については同一の符号を付して説明を省略する。図１０、図１１、図１２、図１３は、本発明の実施例４における折り返し検出手段１０９の処理イメージ図を示すものである。
【００７８】
図１０は、ＢＦＩのイメージ図である。本実施例では、二次元画像データの領域を例えばＸ方向に４８の領域に分割、Ｙ方向に３２の領域に分割し、（Ｘ１、Ｙ１）から（Ｘ４８、Ｙ３２）の領域を用いて説明する。位置情報抽出手段Ａ１０７は、読み出し手段Ａ１０４を通して記憶手段Ａ１０３よりＢＦＩを読み出し、特定の閾値で二値化処理を実施した後、ビーズのデコード結果が周辺のビーズの影響を受けないように、一定の距離以上離れていないビーズの除外や、ビーズの重なりやゴミによる誤検出を防ぐために、一定の大きさ（たとえば観察対象物の面積で判断）の範囲に入っていない観察対象物や一定の形（たとえば観察対象物の縦横比で判断）の範囲に入っていない観察対象物の除外を行い、最終的に計測を行う独立観察対象物（独立ビーズ）の位置を抽出する。上述の処理及び位置情報抽出手段Ａ１０７の構成は、実施例１で説明したものと同じである。
【００７９】
図１１は、図１０に示すＢＦＩから独立ビーズを検出した結果を示すイメージ図である。黒く塗りつぶしたビーズ（●）が独立ビーズである。
【００８０】
折り返し検出手段１０９は、位置情報抽出手段Ｂ１２５で得られた独立ビーズの位置情報をもとに、最適な折り返しポイントを検出する。本実施例においては、Ｘ軸方向に全領域に対して１回折り返すポイントを検出する方法について説明する。
【００８１】
図１１に示す独立ビーズの位置を示すイメージ図において、二次元空間のＸ軸方向に４７箇所の折り返し可能なポイントがある場合、まずＸ１とＸ２の間で折り返し、重ね合わせた領域に位置情報抽出手段Ｂ１２５で得られた独立ビーズの位置が存在する場合は、その独立ビーズの位置に重ね合わせたことによって他の観察対象物が存在するかどうかを検出し、存在しない場合は、重ね合わせ後の有効な独立ビーズとし、有効な独立ビーズの数が何個存在して、送出するデータの総数がいくらかを算出する。尚、折り返し検出手段１０９において、重ね合わせたデータをもとに位置情報抽出手段Ｂ１２５と同じ処理をすることにより重ね合わせ後の有効な独立ビーズを検出することも可能である。同様に、Ｘ２とＸ３の間で折り返した場合、Ｘ３とＸ４の間で折り返した場合と順次Ｘ４６とＸ４７の間まで繰り返す。
【００８２】
最終的に折り返した後の独立ビーズの数が、図１１の独立ビーズの数と同じで、データの総数が一番少ないポイントを最適な折り返し情報とする。また別の判断基準として、折り返し後の独立ビーズ数と送出するデータの総数のバランスを考慮して、最適な折り返し情報とすることも可能である。
【００８３】
また本実施例では、折り返し可能なすべての状態で独立ビーズの数とデータの総数とを算出しているが、算出途中で最適と判断される場合は、算出を中断することも可能である。
【００８４】
尚、本実施例の折り返すポイントを算出する方法は一例であり、別の方法で折り返しポイントを算出しても、本発明の効果が同様に得られることは明白である。
【００８５】
また、折り返し検出手段１０９は、外部から書き換え可能なレジスタを備え、該レジスタの値により、折り返しポイントを所定の場所に固定することも可能である。これにより、同じウエル６０２の再測定を実施する場合に前回測定した折り返しポイントを設定することにより、折り返しポイント検出の時間を短縮することが可能となる。
【００８６】
本実施例では、折り返しポイントをＸ３５とＸ３６の間にしたときに、独立ビーズの数が図１１と同じで、Ｘ３６以降のデータを画像制御装置に送出す必要がなくなるため、データの総数を２７％（Ｘ３６からＸ４８までのデータ割合）削減することが可能である。図１２に折り返しポイントのイメージ図を示す。図１３に折り返しポイントで折り返したときのイメージ図を示す。図１３に示す（Ｘ１−Ｘ３５）のデータが、画像制御ブロック１２０に送出するデータとなる。ここで図１２、および図１３に示す斜線２０４は実際に撮影される画像ではなく、重ねのイメージが分かり易いように付け加えたものである。
【００８７】
合成手段１０５は、折り返し検出手段１０９で得られた折り返しポイントをもとに、読み出し手段Ａ１０４から順次データを読み出しながら、インターフェースＡ１０６を介して画像制御ブロック１２０に合成された画像データを送出する。まず（Ｘ１、Ｙ１）から（Ｘ２２、Ｙ１）までの領域は、重ねるデータが存在しないためそのままインターフェースＡ１０６に送出する。次にＸ２３は、Ｘ３５とＸ３６の間で折り返したときのＸ４８が重なるポイントであるため、（Ｘ２３、Ｙ１）と（Ｘ４８、Ｙ１）のデータ読み出し、加算結果を（Ｘ２３、Ｙ１）のデータとしてインターフェースＡ１０６に送出する。同様にＸ２４からＸ３５の領域についても、Ｘ４７からＸ３６までのデータを加算してインターフェースＡ１０６に送出する。Ｘ３６からＸ４８に関しては、送出するデータが存在しないため、送出しないことで、送出データ総数を削減できる。Ｙ２以降も同様に、（Ｘ１、Ｙ２）から（Ｘ２２、Ｙ２）までは、そのままインターフェースＡ１０６に送出し、Ｘ２３からＸ３５の領域についても、Ｘ４８からＸ３６までのデータを加算して、インターフェースＡ１０６に送出する。以降Ｙ３２まで、同様に繰り返す。
【００８８】
画像制御ブロック１２０は、インターフェースＢ１２１を通して、（Ｘ１、Ｙ１）から（Ｘ３５、Ｙ３２）の合成された画像データを受け取る。受け取った合成された画像データは、書き込み手段Ｂ１２２を通して、記憶手段Ｂ１２３に書き込まれる。読み出し手段Ｂ１２４は、記憶手段Ｂ１２３に書き込まれた合成された画像データを読み出し、位置情報抽出手段Ｂ１２５に入力する。位置情報抽出手段Ｂ１２５は、位置情報抽出手段Ａ１０７と同じ処理を行い、受け取った合成された画像データから独立ビーズの位置を抽出する。
【００８９】
そして、ＢＦＩに対する処理が終了した後に、フィルタ通過画像を処理する際は、ＢＦＩの二次元画像データとビーズ位置は同じであるため、新たな位置情報抽出をする必要は無く、ＢＦＩ処理の際に決定した折り返しポイントを用いて、読み出し手段Ａ１０４で読み出したフィルタ通過画像を合成手段１０５で重ね合わせ、インターフェースＡ１０６を通して画像制御ブロック１２０に送出する。
【００９０】
画像制御装置１２０においても、新たな位置情報抽出の必要はなく、書き込み手段Ｂ１２２を通して記憶手段Ｂ１２３に書き込まれた合成されたフィルタ通過画像は、読み出し手段Ｂ１２４を通してデータ抽出手段１２６に送られ、位置情報抽出手段Ｂ１２５で得られた位置情報をもとに、独立ビーズの位置の情報を抽出する。上述の処理及び位置情報抽出手段Ｂ１２５の構成は、実施例１で説明したものと同じである。
【００９１】
同じ位置の独立ビーズの種々の波長域の画像データより、該独立ビーズの発光スペクトルを算出することができ、その算出結果よりコード化された独立ビーズのデコードを行うことができる。
【００９２】
以上のように本発明の実施例４においては、ビーズの位置を検出する位置情報抽出手段Ａ１０７、位置情報抽出手段Ａ１０７で得られた位置情報をもとに、最適な折り返し情報を検出する折り返し検出手段１０９、読み出し手段Ａ１０４で読み出したデジタル画像データを折り返し検出手段１０９で得られた折り返し量をもとに合成する合成手段１０５を備えることにより、画像制御ブロック１２０に送出する一枚目の画像（ＢＦＩ）からすべてのフィルタ通過画像の伝送データ量を削減し、伝送時間を短縮できるとともに画像制御ブロック１２０における画像データを記録するための記憶手段Ｂ１２４容量も大幅に削減することが可能となる。
【００９３】
尚、本実施例では、全領域を対象にＸ方向に一回折り返す方法を説明したが、たとえば全領域に含まれるビーズの数が少ないウエル６０２に対しては、複数回折り返して重ねることにより、更に画像制御ブロック１２０への伝送データ量を減らすことも可能である。また、たとえば特定の領域にビーズが密集して存在しているウエル６０２に対しては、ビーズが密集していない特定の領域のみに対して、折り返して重ねることを行うことにより、効率の良い伝送データ量の削減も可能である。さらに、折り返す方向をＹ軸に対して実行しても、Ｘ軸方向とＹ軸方向両方に実行しても、本発明の同様の効果が得られることは明白である。
【００９４】
尚、本実施例４においては実施例１におけるずらし検出手段Ａ１０８の代わりに折り返し検出手段１０９を用いるように説明を行ったが、実施例２におけるずらし検出手段Ｂ７２７の代わりに本実施例の折り返し検出手段１０９を用いるようにしても、実施例３におけるずらし検出手段Ａ１０８の代わりに本実施例の折り返し検出手段１０９を用いるようにしても、同様の効果が得られることは明白である。
【００９５】
尚、本実施例１ないし４においては、合成手段としてデータをそのまま加算しているが、それぞれの個別のデータ値が予め定められた特定のレベル以下のデータに対しては、ゼロと判断して加算しないように合成することも可能である。そうすることにより、ビーズの存在しない場所のデータをゼロにすることが可能となり、独立ビーズの存在する場所での合成したデータのＳ／Ｎを改善することが可能である。また、外部から書き換え可能なレジスタを備え、該レジスタ値を変更することで前記特定のレベルを変えるようにすることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９６】
本発明にかかる画像処理制御装置は、撮影した画像の伝送データ量を削減することが出来るため、撮影したデジタル画像データから観察対象を測定する遺伝子発現解析装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本発明の実施例１における画像処理装置と画像制御装置のブロック構成図
【図２】本発明の実施例１におけるＢＦＩのイメージ図
【図３】本発明の実施例１における独立ビーズの位置を示すイメージ図
【図４】本発明の実施例１における分割ポイントと重ねるポイントのイメージ図
【図５】本発明の実施例１における分割ポイントを重ねるポイントに重ねたときのイメージ図
【図６】本発明の実施例１、２、３、４における蛍光顕微鏡を用いた遺伝子発現解析装置とその画像制御装置の構成図
【図７】本発明の実施例２における画像処理装置と画像制御装置のブロック構成図
【図８】本発明の実施例３における画像処理装置と画像制御装置のブロック構成図
【図９】本発明の実施例４における画像処理装置と画像制御装置のブロック構成図
【図１０】本発明の実施例４におけるＢＦＩのイメージ図
【図１１】本発明の実施例４における独立ビーズの位置を示すイメージ図
【図１２】本発明の実施例４における折り曲げるポイントのイメージ図
【図１３】本発明の実施例４における折り曲げるポイントで折り曲げたときのイメージ図
【図１４】従来の画像処理制御装置を示すブロック図
【符号の説明】
【００９８】
１００  画像処理装置
１０１  画像取得手段
１０２  書き込み手段Ａ
１０３  記憶手段Ａ
１０４  読み出し手段Ａ
１０５  合成手段
１０６  インターフェースＡ
１０７  位置情報抽出手段Ａ
１０８  ずらし検出手段Ａ
１０９  折り返し検出手段
１１１  取り込み手段
１２０  画像制御装置
１２１  インターフェースＢ
１２２  書き込み手段Ｂ
１２３  記憶手段Ｂ
１２４  読み出し手段Ｂ
１２５  位置情報抽出手段Ｂ
１２６  データ抽出手段
１３１  格納手段
２０１  一定の距離以上離れていないビーズ
２０２  一定の大きさの範囲に入っていない観察対象物
２０３  一定の形の範囲に入っていない観察対象物
２０４  重ね合わせイメージを分かり易くするための斜線
６０１  ウエルプレート
６０２  ウエル
６０３  ウエルプレート駆動手段
６０４  ＣＰＵ
６０５  対物レンズ
６０６  ＬＥＤ
６０７  ダイクロイックミラー
６０８  光学フィルタ
６０９  結像レンズ
６１０  ＣＣＤカメラ
６１１  ＣＣＤカメラ制御手段
６１２  Ｚ軸駆動手段
６１３  励起光源
６１４  フィルターホイール
６１５  フィルターホイール駆動手段
７０９  セレクト手段
７２７  ずらし検出手段Ｂ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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