(57)【要約】【課題】撮像中の粒子の流れをリアルタイムで観察することが可能な粒子画像分析システムを提供する。【解決手段】この粒子画像分析システム１００の粒子画像処理装置１は、撮像された全体画像から抽出した粒子画像を含む部分画像と、部分画像の位置情報を含む画像情報とを生成する画像処理基板１ｂと、部分画像と画像情報とを画像データ分析装置２に送信するためのＵＳＢインタフェース６２とを含む。また、粒子画像分析システム１００の画像データ分析装置２は、部分画像と画像情報とを受信するとともに、画像表示部２ａに、部分画像と画像情報とに基づいて模擬全体画像を生成して表示するための画像データ処理部２ｂを含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒子画像処理装置と、前記粒子画像処理装置から送信された撮像画像を表示する画像データ分析装置とを備えた粒子画像分析システムであって、
前記粒子画像処理装置は、
粒子懸濁液の流れを形成するフローセルと、
前記粒子懸濁液の粒子を含む流れの全体像を撮像する撮像部と、
撮像された全体画像から抽出した粒子画像を含む部分画像と、少なくとも前記部分画像の位置情報を含む画像情報とを生成する画像処理部と、
前記部分画像と前記画像情報とを前記画像データ分析装置に送信するための送信手段とを含み、
前記画像データ分析装置は、
前記部分画像と前記画像情報とを受信するための受信手段と、
前記受信手段により受信された前記部分画像と前記画像情報とに基づいて、表示画面に、模擬全体画像を生成して表示するための画像生成手段とを含む、粒子画像分析システム。
【請求項２】
前記粒子画像処理装置の画像処理部は、１フレーム内に粒子画像がある場合、１フレーム分の前記部分画像と前記画像情報とを１つの処理結果データとして生成する、請求項１に記載の粒子画像分析システム。
【請求項３】
前記画像情報は、前記処理結果データにおける前記部分画像の格納位置の情報を含む、請求項２に記載の粒子画像分析システム。
【請求項４】
前記粒子画像処理装置の送信手段は、１フレーム分の前記処理結果データ毎に、順次、前記画像データ分析装置に送信する、請求項２または３に記載の粒子画像分析システム。
【請求項５】
前記画像データ分析装置の画像生成手段は、前記表示画面に、前記受信手段により受信された１フレーム分の前記処理結果データ毎に、順次、前記模擬全体画像を生成して表示する、請求項２〜４のいずれか１項に記載の粒子画像分析システム。
【請求項６】
前記画像データ分析装置の画像生成手段は、前記表示画面に背景を表示した後、前記模擬全体画像を表示する、請求項５に記載の粒子画像分析システム。
【請求項７】
１フレーム分の前記１つの処理結果データは、少なくとも、１つの部分画像に対応する画像情報を有する粒子データを含む、請求項２〜６のいずれか１項に記載の粒子画像分析システム。
【請求項８】
前記粒子画像処理装置の撮像部により前記粒子を含む流れの撮像領域の全体像を撮像しながら、前記画像データ分析装置の画像生成手段により前記表示画面に前記模擬全体画像を表示する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の粒子画像分析システム。
【請求項９】
前記部分画像の位置情報は、ＸＹ直交座標における、前記部分画像の最小Ｘ座標値、最大Ｘ座標値、最小Ｙ座標値および最大Ｙ座標値を含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載の粒子画像分析システム。
【請求項１０】
粒子懸濁液の流れを形成するフローセルと、前記粒子懸濁液の粒子を含む流れの全体像を撮像する撮像部と、撮像された全体画像から抽出した粒子画像を含む部分画像と少なくとも前記部分画像の位置情報を含む画像情報とを生成する画像処理部と、前記部分画像と前記画像情報とを前記画像データ分析装置に送信する送信手段とを含む粒子画像処理装置と、前記粒子画像処理装置から送信された撮像画像を表示するとともに、コンピュータを含む画像データ分析装置とを備えた粒子画像分析システムにおける、前記画像データ分析装置のコンピュータを、
前記粒子画像処理装置から前記部分画像と前記画像情報とを受信する受信手段と、
前記受信手段により受信された前記部分画像と前記画像情報とに基づいて、表示画面に、模擬全体画像を生成して表示するための画像生成手段として機能させるための粒子画像表示用コンピュータプログラム。
【請求項１１】
前記受信手段は、前記部分画像と前記画像情報とを含む処理結果データを、前記粒子画像処理装置から、１フレーム分の前記処理結果データ毎に、順次、受信し、
前記画像生成手段は、前記１フレーム分の処理結果データ毎に、順次、模擬全体画像を生成して前記表示画面に表示する、請求項１０に記載の粒子画像表示用コンピュータプログラム。
【請求項１２】
請求項１０または１１に記載のコンピュータプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項１３】
粒子画像処置装置と、前記粒子画像処理装置から送信された撮像画像を解析する画像データ分析装置とを備えた粒子画像分析システムであって、
前記粒子画像処理装置は、
粒子懸濁液の流れを形成するフローセルと、
前記粒子懸濁液の粒子を含む流れの全体像を撮像する撮像部と、
撮像された全体画像から抽出された粒子画像を含む部分画像を生成する画像処理部と、
前記部分画像を前記画像データ分析装置に送信するための送信手段とを含み、
前記画像データ分析装置は、
前記部分画像を受信するための受信手段と、
前記部分画像に基づいて、前記粒子画像の解析パラメータを抽出するための画像解析手段とを含む、粒子画像分析システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粒子画像分析システム、粒子画像表示用コンピュータプログラムおよび記録媒体に関し、特に、撮像された粒子画像に対して画像処理を施すための画像処理部を備えた粒子画像分析システム、粒子画像表示用コンピュータプログラムおよび記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ファインセラミックス粒子や、顔料、化粧品パウダーなどの粉体（粒子）の品質を管理するための粒子画像分析システム（粒子画像分析装置）が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１に開示された従来の粒子画像分析装置は、液体中の粒子を撮像するビデオカメラを備えた撮像部と、撮像部で撮像された粒子画像に画像処理を施すための画像処理部を含む画像処理装置とにより構成されている。また、上記特許文献１には、画像処理装置に保存した処理結果データ（画像データ）を、分析処理後にモニターテレビに一括表示することにより、粒子の形態や凝集状態を確認する技術が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１３６４３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に開示された従来の粒子画像分析装置では、保存した処理結果データ（画像データ）を、分析処理後にモニターテレビに一括表示する機能を有する一方、撮像された粒子画像を撮像中にリアルタイムで表示画面に表示する機能については考慮されていなかった。このため、撮像中の粒子の流れをリアルタイムで観察するのが困難であった。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、撮像中の粒子の流れをリアルタイムで観察することが可能な粒子画像分析システム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および発明の効果】
【０００７】
上記目的を達成するために、この発明の第１の局面による粒子画像分析システムは、粒子画像処理装置と、粒子画像処理装置から送信された撮像画像を表示する画像データ分析装置とを備えた粒子画像分析システムであって、粒子画像処理装置は、粒子懸濁液の流れを形成するフローセルと、粒子懸濁液の粒子を含む流れの全体像を撮像する撮像部と、撮像された全体画像から抽出した粒子画像を含む部分画像と、少なくとも部分画像の位置情報を含む画像情報とを生成する画像処理部と、部分画像と画像情報とを画像データ分析装置に送信するための送信手段とを含み、画像データ分析装置は、部分画像と画像情報とを受信するための受信手段と、受信手段により受信された部分画像と画像情報とに基づいて、表示画面に、模擬全体画像を生成して表示するための画像生成手段とを含む。
【０００８】
この第１の局面による粒子画像分析システムでは、上記のように、撮像された全体画像から抽出した粒子画像を含む部分画像と、少なくとも部分画像の位置情報を含む画像情報とを、送信手段により画像データ分析装置に送信するとともに、画像データ分析装置により受信して表示することによって、撮像された全体画像のすべてを画像データ分析装置に送信して、画像データ分析装置により表示する場合に比べて、画像データ分析装置に送信するデータ量を大幅に減少させることができるので、送信時間を大幅に短縮することができる。これによって、粒子画像処理装置において撮像された粒子画像を撮像中にリアルタイムで画像データ分析装置において表示することができる。その結果、撮像中の粒子の流れをリアルタイムで観察することができる。また、送信手段により部分画像のみならず、部分画像の位置情報も送信することによって、模擬全体画像における部分画像の位置を容易に把握することができるので、画像データ分析装置側において、画像生成手段により模擬全体画像を容易に生成することができる。また、粒子画像処理装置が画像処理部を含むことによって、パーソナルコンピュータなどからなる画像データ分析装置が画像処理部を含む場合と異なり、パーソナルコンピュータの規格などが短期間に進化することに起因して、その進化したパーソナルコンピュータ（画像処理装置）に画像処理部（画像処理ボード）を取り付けることが困難になるという不都合が発生するのを防止することができる。
【０００９】
上記第１の局面による粒子画像分析システムにおいて、好ましくは、粒子画像処理装置の画像処理部は、１フレーム内に粒子画像がある場合、１フレーム分の部分画像と画像情報とを１つの処理結果データとして生成する。このように構成すれば、１つの処理結果データが１フレーム分の部分画像と部分画像に対応する画像情報とを含むので、画像データ分析装置が１つの処理結果データを受信することにより、容易に、画像データ分析装置の画像生成手段によって１フレーム分の模擬全体画像を生成することができる。
【００１０】
この場合、好ましくは、画像情報は、処理結果データにおける部分画像の格納位置の情報を含む。このように構成すれば、画像情報により、処理結果データに部分画像が格納されていることを容易に認識することができる。
【００１１】
上記粒子画像処理装置の画像処理部が処理結果データを生成する構成において、好ましくは、粒子画像処理装置の送信手段は、１フレーム分の処理結果データ毎に、順次、画像データ分析装置に送信する。このように構成すれば、画像処理部による全ての処理結果データの生成が終了するのを待たずに、１フレーム分の処理結果データの生成が終了すると、直ちに、送信手段によりその１フレーム分の処理結果データを画像データ分析装置に送信することができる。
【００１２】
上記粒子画像処理装置の画像処理部が処理結果データを生成する構成において、好ましくは、画像データ分析装置の画像生成手段は、表示画面に、受信手段により受信された１フレーム分の処理結果データ毎に、順次、模擬全体画像を生成して表示する。このように構成すれば、受信手段により１フレーム分の処理結果データを受信すると、直ちに、画像生成手段により表示画面に模擬全体画像を生成して表示することができる。これにより、画像データ分析装置において、１フレーム毎に、順次、粒子画像の表示を行うことができる。
【００１３】
この場合、好ましくは、画像データ分析装置の画像生成手段は、表示画面に背景を表示した後、模擬全体画像を表示する。このように構成すれば、表示画面の背景を調節することにより、模擬全体画像を実際に撮像された全体画像とほぼ一致するように、表示画面に表示することができる。また、表示画面の背景を調節することにより、模擬全体画像における部分画像を強調させるように表示画面に表示することもできる。
【００１４】
上記画像処理部が処理結果データを生成する構成において、好ましくは、１フレーム分の１つの処理結果データは、少なくとも、１つの部分画像に対応する画像情報を有する粒子データを含む。このように構成すれば、撮像された１フレーム分の全体画像に少なくとも１つの粒子が含まれていた場合に、少なくとも１つの粒子に対応する粒子データを１つの処理結果データとして画像データ分析装置に送信することができる。
【００１５】
上記第１の局面による粒子画像分析システムにおいて、好ましくは、粒子画像処理装置の撮像部により粒子を含む流れの撮像領域の全体像を撮像しながら、画像データ分析装置の画像生成手段により表示画面に模擬全体画像を表示する。このように構成すれば、粒子画像処理装置の撮像部により撮像中の粒子の流れを、リアルタイムで画像データ分析装置の表示画面で観察することができる。
【００１６】
上記第１の局面による粒子画像分析システムにおいて、好ましくは、部分画像の位置情報は、ＸＹ直交座標における、部分画像の最小Ｘ座標値、最大Ｘ座標値、最小Ｙ座標値および最大Ｙ座標値を含む。このように構成すれば、全体画像における粒子画像を含む部分画像の位置を正確に認識することができる。
【００１７】
この発明の第２の局面による粒子画像表示用コンピュータプログラムは、粒子懸濁液の流れを形成するフローセルと、粒子懸濁液の粒子を含む流れの全体像を撮像する撮像部と、撮像された全体画像から抽出した粒子画像を含む部分画像と少なくとも部分画像の位置情報を含む画像情報とを生成する画像処理部と、部分画像と画像情報とを画像データ分析装置に送信する送信手段とを含む粒子画像処理装置と、粒子画像処理装置から送信された撮像画像を表示するとともに、コンピュータを含む画像データ分析装置とを備えた粒子画像分析システムにおける、画像データ分析装置のコンピュータを、粒子画像処理装置から部分画像と画像情報とを受信する受信手段と、受信手段により受信された部分画像と画像情報とに基づいて、表示画面に、模擬全体画像を生成して表示するための画像生成手段として機能させる。
【００１８】
この第２の局面による粒子画像表示用コンピュータプログラムでは、上記のように、撮像された全体画像から抽出した粒子画像を含む部分画像と、少なくとも部分画像の位置情報を含む画像情報とを画像データ分析装置により受信して表示する受信手段としてコンピュータを機能させることによって、撮像された全体画像のすべてを画像データ分析装置により受信して表示する場合に比べて、画像データ分析装置により受信するデータ量を大幅に減少させることができるので、受信時間を大幅に短縮することができる。これによって、粒子画像処理装置において撮像された粒子画像を撮像中に画像データ分析装置においてリアルタイムで表示することができる。その結果、撮像中の粒子の流れをリアルタイムで観察することができる。また、受信手段により、部分画像のみならず、部分画像の位置情報も画像データ分析装置に受信することによって、画像データ分析装置において全体画像における部分画像の位置を容易に把握することができるので、模擬全体画像を容易に生成することができる。
【００１９】
上記粒子画像表示用コンピュータプログラムにおいて、好ましくは、受信手段は、部分画像と画像情報とを含む処理結果データを、粒子画像処理装置から、１フレーム分の処理結果データ毎に、順次、受信し、画像生成手段は、１フレーム分の処理結果データ毎に、順次、模擬全体画像を生成して表示画面に表示する。このように構成すれば、受信手段により１フレーム分の処理結果データを受信すると、直ちに、画像生成手段により表示画面に模擬全体画像を生成して表示することができる。これにより、画像データ分析装置において、１フレーム毎に、順次、粒子画像の表示を行うことができる。
【００２０】
この場合、上記第２の局面による粒子画像表示用コンピュータプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を用いるのが好ましい。
【００２１】
この発明の第３の局面による粒子画像分析システムは、粒子画像処置装置と、粒子画像処理装置から送信された撮像画像を解析する画像データ分析装置とを備えた粒子画像分析システムであって、粒子画像処理装置は、粒子懸濁液の流れを形成するフローセルと、粒子懸濁液の粒子を含む流れの全体像を撮像する撮像部と、撮像された全体画像から抽出された粒子画像を含む部分画像を生成する画像処理部と、部分画像を画像データ分析装置に送信するための送信手段とを含み、画像データ分析装置は、部分画像を受信するための受信手段と、部分画像に基づいて、粒子画像の解析パラメータを抽出するための画像解析手段とを含む。
【００２２】
この第３の局面による粒子画像分析システムでは、上記のように、撮像された全体画像から抽出した粒子画像を含む部分画像を、送信手段により画像データ分析装置に送信するとともに、画像データ分析装置により受信して解析することによって、撮像された全体画像のすべてを画像データ分析装置に送信して、画像データ分析装置により解析する場合に比べて、画像データ分析装置に送信するデータ量を減少させることができるので、送信時間を大幅に減少させることができる。これによって、粒子画像処理装置において撮像された粒子画像を撮像中にリアルタイムで画像データ分析装置において解析することができる。その結果、測定開始から測定結果が出力されるまでの時間を大幅に短縮することができる。また、粒子画像処理装置が画像処理部を含むことによって、パーソナルコンピュータなどからなる画像データ分析装置が画像処理部を含む場合と異なり、パーソナルコンピュータの規格などが短時間に進化することに起因して、その進化したパーソナルコンピュータ（画像処理装置）に画像処理部（画像処理ボード）を取り付けることが困難になるという不都合が発生するのを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２４】
図１は、本発明の一実施形態による粒子画像分析システムの全体構成を示した斜視図であり、図２は、図１に示した一実施形態による粒子画像分析システムの概略図である。図３および図４は、図２に示した一実施形態による粒子画像分析システムの粒子画像処理装置における撮像部の構成を示した図である。図５は、図１に示した一実施形態による粒子画像分析システムの粒子画像処理装置の構成を示したブロック図である。まず、図１、図２および図５を参照して、本発明の一実施形態による粒子画像分析システム１００の全体構成について説明する。この粒子画像分析システム１００は、ファインセラミックス粒子や、顔料、化粧品パウダーなどの粉体（粒子）の品質を管理するために用いられる。また、この粒子画像分析システム１００は、図１および図２に示すように、粒子画像処理装置１と、粒子画像処理装置１に電気信号線（本実施形態では、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）２．０ケーブル）３を用いて電気的に接続される画像データ分析装置２とにより構成されている。
【００２５】
粒子画像処理装置１は、液体中の粒子を撮像し、撮像された粒子画像に画像処理を施すために設けられている。この粒子画像処理装置１により撮像される粒子としては、たとえば、ファインセラミックス粒子、顔料、化粧品パウダーなどの粉体（粒子）が挙げられる。また、画像データ分析装置２は、粒子画像処理装置１により画像処理された粒子画像のデータを記憶および分析することにより、粒子の大きさや形状などを自動的に算出して表示するために設けられている。
【００２６】
ここで、本実施形態では、粒子画像処理装置１は、図１、図２および図５に示すように、粒子懸濁液の流れを撮像する撮像部１ａと、全体画像から部分画像（粒子画像）の切り出し処理などを行う画像処理基板１ｂと、粒子画像処理装置１の制御を行うＣＰＵ基板１ｃとを備えている。
【００２７】
撮像部１ａは、図２および図３に示すように、試料液容器１１と、透明な石英製のシースフローセル１２と、光源としてのストロボランプ１３と、ＣＣＤカメラ１４と、シース液容器１５と、シリンジポンプ１６、１７および１８（図３参照）と、駆動機構部１９および２０（図３参照）と、排出液容器２１とを含んでいる。
【００２８】
試料液容器１１は、上部が開放された漏斗形状を有しており、内部に試料液（粒子懸濁液）を貯留することが可能なように構成されている。試料液容器１１とシースフローセル１２との間の流路３１には、図３に示すように、バルブ４１が設けられている。また、試料液容器１１には、試料液容器１１内に貯留された試料液（粒子懸濁液）を攪拌するための攪拌装置２２が取り付けられている。
【００２９】
シースフローセル１２は、粒子懸濁液の流れを、粒子懸濁液の両側を流れるシース液の流れで挟み込むことにより、偏平な流れに変換する機能を有している。このシースフローセル１２は、図２および図４に示すように、外面の中央位置近傍に縦長形状の凹部１２ａを有している。シースフローセル１２内を流れる粒子懸濁液は、シースフローセル１２の凹部１２ａを介してＣＣＤカメラ１４により撮像されるように構成されている。シースフローセル１２は、図３に示すように、流路３２を介して、シリンジポンプ１６に接続されている。また、シースフローセル１２は、流路３３および３４を介して、シリンジポンプ１８に接続されている。また、シースフローセル１２は、流路３３および３５を介して、排出液容器２１に接続されている。流路３２および３３には、それぞれ、バルブ４２および４３が設けられている。また、流路３４および３５には、それぞれ、バルブ４４および４５が設けられている。
【００３０】
シース液容器１５は、内部にシース液を貯留することが可能なように構成されている。このシース液容器１５は、流路３６および３７を介して、シリンジポンプ１６および１７に接続されている。流路３６および３７には、それぞれ、バルブ４６および４７が設けられている。シリンジポンプ１７は、流路３８を介して、シリンジポンプ１８に接続されている。
【００３１】
駆動機構部１９は、２つのシリンジポンプ１６および１８を連動して駆動させるために設けられている。この駆動機構部１９は、ステッピングモータ１９ａと、ステッピングモータ１９ａの回転運動を直線運動に変換してシリンジポンプ１６および１８に伝達する駆動伝達部１９ｂとを含んでいる。また、駆動機構部２０は、シリンジポンプ１７を駆動させるために設けられている。この駆動機構部２０は、ステッピングモータ２０ａと、ステッピングモータ２０ａの回転運動を直線運動に変換してシリンジポンプ１７に伝達する駆動伝達部２０ｂとを含んでいる。
【００３２】
また、シースフローセル１２とＣＣＤカメラ１４との間には、ストロボランプ１３により照射された粒子懸濁液中の粒子の光像を拡大するための対物レンズ２３が設けられている。この対物レンズ２３は、異なる拡大倍率を有する他の対物レンズ２３と交換可能なように構成されている。これにより、測定可能な粒径の範囲を広くしている。すなわち、対物レンズ２３の倍率を大きくすれば、ＣＣＤカメラ１４による撮像エリアが小さくなる一方、小さな粒子をより大きく撮像することが可能である。また、対物レンズ２３の倍率を小さくすれば、ＣＣＤカメラ１４による撮像エリアが大きくなるので、大きな粒子を撮像するのに適している。
【００３３】
次に、図２および図５を参照して、画像処理基板１ｂの構成について説明する。画像処理基板１ｂは、図５に示すように、ＣＰＵ５１と、ＲＯＭ５２と、メインメモリ５３と、画像処理プロセッサ５４と、フレームバッファ５５と、フィルタテスト用メモリ５６と、バックグラウンド補正データ用メモリ５７と、プライムコードデータ格納用メモリ５８と、頂点データ格納用メモリ５９と、結果データ格納用メモリ６０と、画像入力インタフェース６１と、ＵＳＢインタフェース６２とにより構成されている。ＣＰＵ５１、ＲＯＭ５２、メインメモリ５３および画像処理プロセッサ５４は、互いにデータの送受信が可能なようにバス（ＢＵＳ）により接続されている。また、画像処理プロセッサ５４は、フレームバッファ５５、フィルタテスト用メモリ５６、バックグラウンド補正データ用メモリ５７、プライムコードデータ格納用メモリ５８、頂点データ格納用メモリ５９、結果データ格納用メモリ６０および画像入力インタフェース６１と、それぞれ、個別のバス（ＢＵＳ）により接続されている。これにより、画像処理プロセッサ５４から、フレームバッファ５５、フィルタテスト用メモリ５６、バックグラウンド補正データ用メモリ５７、プライムコードデータ格納用メモリ５８、頂点データ格納用メモリ５９および結果データ格納用メモリ６０へ、それぞれ、データの読み出し、および書き込みが可能になるとともに、画像入力インタフェース６１から画像処理プロセッサ５４へデータの入力が可能になる。このような画像処理基板１ｂのＣＰＵ５１は、ＰＣＩバスを介してＵＳＢインタフェース６２に接続されている。ＵＳＢインタフェース６２は、図示しないＵＳＢ／ＲＳ−２３２ｃ変換器を介してＣＰＵ基板１ｃに接続されている。
【００３４】
ＣＰＵ５１は、ＲＯＭ５２に記憶されているコンピュータプログラムと、メインメモリ５３にロードされたコンピュータプログラムとを実行する機能を有している。ＲＯＭ５２は、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭなどにより構成されている。このＲＯＭ５２には、ＣＰＵ５１により実行されるコンピュータプログラムや、コンピュータプログラムに用いるデータなどが記録されている。メインメモリ５３は、ＳＲＡＭまたはＤＲＡＭなどにより構成されている。このメインメモリ５３は、ＲＯＭ５２に記録されているコンピュータプログラムの読み出しに用いられるとともに、コンピュータプログラムをＣＰＵ５１が実行する際のＣＰＵ５１の作業領域として使用される。
【００３５】
画像処理プロセッサ５４は、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）やＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）などにより構成されている。この画像処理プロセッサ５４は、メディアンフィルタ処理回路、ラプラシアンフィルタ処理回路、２値化処理回路、エッジトレース処理回路、重なりチェック処理回路、結果データ作成回路などの画像処理を実行可能なハードウェアを備える画像処理専用のプロセッサである。フレームバッファ５５、フィルタテスト用メモリ５６、バックグラウンド補正データ用メモリ５７、プライムコードデータ格納用メモリ５８、頂点データ格納用メモリ５９および結果データ格納用メモリ６０は、それぞれ、ＳＲＡＭやＤＲＡＭなどにより構成されている。これらのフレームバッファ５５、フィルタテスト用メモリ５６、バックグラウンド補正データ用メモリ５７、プライムコードデータ格納用メモリ５８、頂点データ格納用メモリ５９および結果データ格納用メモリ６０は、画像処理プロセッサ５４が画像処理を実行する際のデータの格納用として使用される。
【００３６】
画像入力インタフェース６１は、Ａ／Ｄ変換器を含むビデオデジタイズ回路（図示せず）を備えている。この画像入力インタフェース６１は、図２に示すように、ビデオ信号ケーブル４によってＣＣＤカメラ１４に電気的に接続されている。これにより、ＣＣＤカメラ１４から入力されたビデオ信号は、画像入力インタフェース６１（図５参照）でＡ／Ｄ変換される。そして、デジタル化された画像データ（粒子画像）は、フレームバッファ５５に格納されるように構成されている。ＵＳＢインタフェース６２は、ＣＰＵ基板１ｃと図示しないＵＳＢ／ＲＳ−２３２ｃ変換器を介して接続されている。また、ＵＳＢインタフェース６２は、電気信号線（ＵＳＢ２．０ケーブル）３によって画像データ分析装置２に接続されている。ＣＰＵ基板１ｃは、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭなどにより構成されており、粒子画像処理装置１を制御する機能を有している。
【００３７】
画像データ分析装置２は、図１および図２に示すように、画像表示部２ａと、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびハードディスクなどを備えた装置本体としての画像データ処理部２ｂと、キーボードなどの入力装置２ｃとを含むパーソナルコンピュータ（ＰＣ）により構成されている。画像データ処理部２ｂのハードディスクには、粒子画像処理装置１と通信することにより粒子画像処理装置１での処理結果に基づいて画像データの解析処理および統計処理を行うためのアプリケーションプログラムがインストールされている。このアプリケーションプログラムは、画像データ処理部２ｂのＣＰＵにより実行されるように構成されている。
【００３８】
図６は、図１に示した一実施形態による粒子画像分析システムの画像処理動作を説明するための概略図である。次に、図１〜図４および図６を参照して、本発明の一実施形態による粒子画像分析システム１００の動作について説明する。
【００３９】
まず、図１〜図３に示した粒子画像処理装置１の撮像部１ａによる粒子の撮像を開始する前に、シース液容器１５に収容されたシース液による流体経路の洗浄が行われる。具体的には、図３に示すように、シリンジポンプ１６を、ピストンがシリンダから引き出された状態（吐出動作可能状態）にするとともに、シリンジポンプ１７および１８を、ピストンがシリンダ内へ押し込まれた状態（吸引動作可能状態）にする。この状態を初期状態とする。また、初期状態では、すべてのバルブ４１〜４７が閉じられた状態（遮断状態）になっている。
【００４０】
次に、上記した初期状態から、バルブ４２、４３、４５および４６が開放される。このとき、シース液容器１５には予め陽圧が印加されているので、シース液容器１５内に収容されているシース液は、バルブ４６、シリンジポンプ１６、バルブ４２、シースフローセル１２、バルブ４３およびバルブ４５を通過して排出液容器２１内へ排出される。これにより、シース液容器１５から、バルブ４６、シリンジポンプ１６、バルブ４２、シースフローセル１２、バルブ４３およびバルブ４５を介して排出液容器２１へ至る流体経路がシース液により洗浄される。そして、バルブ４２、４３、４５および４６が再度閉じられる。これにより、シース液がシリンジポンプ１６に充填される。
【００４１】
次に、バルブ４４、４５および４７が開放される。これにより、シース液容器１５内に収容されているシース液は、バルブ４７、シリンジポンプ１７、シリンジポンプ１８、バルブ４４およびバルブ４５を通過して排出液容器２１内へ排出される。これにより、シース液容器１５から、バルブ４７、シリンジポンプ１７、シリンジポンプ１８、バルブ４４およびバルブ４５を介して排出液容器２１へ至る流体経路がシース液により洗浄される。そして、バルブ４４、４５および４７が再度閉じられる。
【００４２】
次に、本実施形態では、バックグラウンド補正データを生成するためのバックグラウンド補正用画像の撮像が行われる。具体的には、シースフローセル１２にシース液のみを供給した状態で、ストロボランプ１３からパルス光を照射し、ＣＣＤカメラ１４により撮像する。すなわち、バルブ４２〜４４が開放され、駆動機構部１９のステッピングモータ１９ａが駆動される。これにより、シリンジポンプ１６が流量Ｑのシース液の吐出動作を行うとともに、シリンジポンプ１８が流量Ｑのシース液の吸引動作を行う。これによって、シースフローセル１２に、シリンジポンプ１６から流量Ｑのシース液が流入する。このとき、バルブ４１が遮断状態にあるので、試料液容器１１内の試料液（粒子懸濁液）がシースフローセル１２に流入することはない。そして、シースフローセル１２内をシース液が上方から下方に向かって流れる。そして、流量Ｑのシース液が、シースフローセル１２から排出されて、シリンジポンプ１８に吸引される。
【００４３】
このとき、シースフローセル１２内のシース液の流れに対して、ストロボランプ１３からパルス光を１／６０秒毎に周期的に照射する。これによって、粒子がシースフローセル１２内を通過していない状態の１／６０秒毎の静止画像（バックグラウンド補正用画像）が、対物レンズ２３を介してＣＣＤカメラ１４により撮像される。そして、粒子が写っていない状態の複数のバックグラウンド補正用画像を画像処理基板１ｂに取り込む。これにより、図６に示すように、１つのバックグラウンド補正データを生成する。そして、画像処理基板１ｂでは、バックグラウンド補正データをバックグラウンド補正データ用メモリ５７（図５参照）に格納するとともに、電気信号線（ＵＳＢ２．０ケーブル）３を介して画像データ分析装置２の画像データ処理部２ｂに送信する。そして、画像データ分析装置２側では、受信したバックグラウンド補正データを画像データ処理部２ｂ内のメモリに保存する。なお、このバックグラウンド補正データを生成する処理は、粒子の撮像開始前に１回だけ実行される。
【００４４】
次に、撮像部１ａ（図２参照）による粒子の撮像が開始される。具体的には、図３に示すバルブ４１〜４４が開放され、駆動機構部１９および２０のステッピングモータ１９ａおよび２０ａが駆動される。これにより、シリンジポンプ１６が流量Ｑのシース液の吐出動作を行うとともに、シリンジポンプ１８および１７が流量Ｑおよび流量Ｑｓの吸引動作を行う。これによって、シースフローセル１２に、シリンジポンプ１６から流量Ｑのシース液が流入するとともに、試料液容器１１から流量Ｑｓの試料液（粒子懸濁液）が流入する。そして、試料液（粒子懸濁液）は、図４に示すように、シース液に両側を挟み込まれることにより流体力学的に偏平に絞られた状態で、シースフローセル１２内を上方から下方に向かって流れる。そして、試料液（粒子懸濁液）とシース液とが混合された流量（Ｑ＋Ｑｓ）の混合液が、シースフローセル１２から排出されて、図３に示すシリンジポンプ１８および１７に吸引される。
【００４５】
このとき、シースフローセル１２内で偏平に絞られた粒子懸濁液の流れに対して、ストロボランプ１３からパルス光を１／６０秒毎に周期的に照射する。このストロボランプ１３からのパルス光の照射は、６０秒間行われる。これによって、合計３６００枚の粒子の静止画像が対物レンズ２３を介してＣＣＤカメラ１４により撮像される。
【００４６】
なお、半透明状の粒子を撮像する場合には、装置内に染色液を収容する染色液ボトルと、粒子を染色液で染色するための反応チャンバとを設けることにより、撮像前の粒子に対して適当な染色を施すのが好ましい。また、粒子の特性（粒径や比重）に応じて粒子を懸濁する溶媒を選択するのが好ましい。また、粒子懸濁液の特性（たとえば、溶媒の粘度や比重など）に応じて、シース液の粘度や比重を変更することが好ましい。これにより、容易に、粒子懸濁液の流れを偏平に絞り込むことが可能である。
【００４７】
また、粒子懸濁液の流れの偏平な面をＣＣＤカメラ１４で撮像することにより、撮像される粒子の重心と、ＣＣＤカメラ１４の撮像面との距離を実質的に一定にすることが可能である。これにより、粒子の大きさに関わらず常にピントの合った粒子像を得ることが可能である。
【００４８】
そして、ＣＣＤカメラ１４によって撮像された静止画像（粒子画像）は、ビデオ信号ケーブル４を介してビデオ信号として画像処理基板１ｂ（図５参照）へ出力される。画像処理基板１ｂの画像入力インタフェース６１では、ＣＣＤカメラ１４（図２参照）からのビデオ信号をＡ／Ｄ変換することにより、デジタル化された画像データを生成する。図５に示す画像入力インタフェース６１が出力した画像データは、転送されてフレームバッファ５５に格納される。そして、フレームバッファ５５に格納されたフレームデータに対して、図６に示すように、画像処理基板１ｂによる画像データからの部分画像（粒子画像）の切り出し処理と、画像データ処理部２ｂへの画像処理結果データの送信とが行われる。この場合、まず、画像処理基板１ｂの画像処理プロセッサ５４（図５参照）による以下のような画像処理が実行される。
【００４９】
図７は、図５に示した一実施形態による粒子画像処理装置の画像処理プロセッサの処理手順を示したフローチャートである。図８〜図１４は、図５に示した一実施形態による粒子画像処理装置の画像処理プロセッサの処理方法を説明するための図である。図５〜図１４を参照して、画像処理プロセッサ５４による画像処理としては、ステップＳ１において、画像処理プロセッサ５４は、フレームバッファ５５に格納された粒子画像（画像データ）に対してノイズ除去処理を実行する。すなわち、画像処理プロセッサ５４には、上記したように、メディアンフィルタ処理回路が設けられている。このメディアンフィルタ処理回路によるメディアンフィルタ処理を施すことによって、粒子画像中のゴミなどのノイズが除去される。このメディアンフィルタ処理は、注目画素およびその近傍の８画素を含む計９画素について、各々の輝度値（画素値）を数値の大きい（または、小さい）順に並べて、９画素の画素値のメディアン（中間値）を注目画素の画素値とする処理である。
【００５０】
次に、ステップＳ２において、画像処理プロセッサ５４は、粒子懸濁液の流れに対する照射光の強度むらを補正するためのバックグラウンド補正処理を実行する。すなわち、画像処理プロセッサ５４には、上記したように、ラプラシアンフィルタ処理回路が設けられている。バックグラウンド補正処理では、ラプラシアンフィルタ処理回路によって、予め取得されてバックグラウンド補正データ用メモリ５７に格納されているバックグラウンド補正データと、メディアンフィルタ処理後の粒子画像との比較演算を行い、粒子画像から大部分の背景画像を除去した補正画像を生成する。
【００５１】
次に、ステップＳ３において、画像処理プロセッサ５４は、輪郭強調処理を実行する。この輪郭強調処理においては、ラプラシアンフィルタ処理回路によるラプラシアンフィルタ処理が行われる。このラプラシアンフィルタ処理は、注目画素およびその近傍の８画素を含む計９画素について、各々の輝度値と、対応する所定の係数とを掛け合わせ、その乗算結果の和を注目画素の画素値とする処理である。図８に示すように、本実施形態においては、注目画素Ｘ（ｉ，ｊ）に対応する係数を「２」とし、注目画素と上下左右方向で隣接する４つの画素Ｘ（ｉ，ｊ−１）、Ｘ（ｉ，ｊ＋１）、Ｘ（ｉ−１，ｊ）、および、Ｘ（ｉ＋１，ｊ）に対応する係数を「−１／４」とし、注目画素と斜め方向で隣接する４つの画素Ｘ（ｉ−１，ｊ−１）、Ｘ（ｉ＋１，ｊ−１）、Ｘ（ｉ＋１，ｊ＋１）、および、Ｘ（ｉ−１，ｊ＋１）に対応する係数を「０」としている。そして、以下の式（１）によって、ラプラシアンフィルタ処理後の注目画素の画素値Ｙ（ｉ，ｊ）を算出する。なお、以下の式（１）による演算の結果が２５５よりも大きい場合には２５５を出力し、式（１）による演算の結果が負の数となる場合には０を出力する。
Ｙ（ｉ，ｊ）  ＝  ２×Ｘ（ｉ，ｊ）−０．２５×（Ｘ（ｉ，ｊ−１）＋Ｘ（ｉ−１，ｊ）＋Ｘ（ｉ，ｊ＋１）＋Ｘ（ｉ＋１，ｊ））＋０．５  ・・・（１）
【００５２】
次に、ステップＳ４において、画像処理プロセッサ５４は、輪郭強調処理が施された後のデータに基づいて、２値化のスレッシュホールドレベル（２値化閾値）を設定する。すなわち、画像処理プロセッサ５４のラプラシアンフィルタ回路には、２値化閾値設定処理を実行する輝度ヒストグラマ部が設けられている。まず、画像処理プロセッサ５４は、ラプラシアンフィルタ処理後の画像データから輝度ヒストグラムを作成し、この輝度ヒストグラムに対して所定のスムージング処理を行う。そして、スムージング処理後の輝度ヒストグラムから最頻度輝度値を求めた後、この最頻度輝度値を用いて以下の式（２）によって２値化閾値を算出する。
２値化閾値  ＝  最頻度輝度値  ×  Ａ  ＋  Ｂ  ・・・（２）
なお、上記式（２）において、ＡおよびＢは、設定可能なパラメータであり、本実施形態では、ＡおよびＢのデフォルト値（既定値）は、それぞれ、「９０％」および「０」である。
【００５３】
次に、ステップＳ５において、画像処理プロセッサ５４は、２値化閾値設定処理で設定したスレッシュホールドレベル（２値化閾値）で、ラプラシアンフィルタ処理後の画像に対して２値化処理を行う。そして、ステップＳ６において、２値化処理が施された画像の各画素に対して、プライムコードおよび多重点情報を取得する。すなわち、画像処理プロセッサ５４には、２値化処理回路が設けられている。この２値化処理回路によって、２値化処理およびプライムコード・多重点情報取得処理が実行される。なお、プライムコードとは、注目画素およびその近傍の８つの画素を含む計９画素について求められる２値化コードであり、以下のように定義される。プライムコードデータ格納用メモリ５８は、図９に示すように、１ワード（１１ｂｉｔ）中にプライムコード格納領域５８ａおよび多重点数格納領域５８ｂの２つの領域を含んでいる。プライムコード格納領域５８ａは、図９中のｂｉｔ０〜ｂｉｔ７で示す８ｂｉｔの領域であり、多重点数領域５８ｂは、図９中のｂｉｔ８〜ｂｉｔ１０で示す３ｂｉｔの領域である。次に、プライムコードの定義について説明する。図１０に示すように、２値化処理された画像データのＰ０〜Ｐ８の９画素について、Ｐ１〜Ｐ３の画素値が０になっており、Ｐ０およびＰ４〜Ｐ８の画素値が１となっている。なお、Ｐ０〜Ｐ８の９画素に各々対応する輝度値が２値化閾値以上の場合には、Ｐ０〜Ｐ８の画素値が１となり、Ｐ０〜Ｐ８の９画素に各々対応する輝度値が２値化閾値未満の場合には、Ｐ０〜Ｐ８の画素値が０となる。この場合のプライムコードを説明する。注目画素Ｐ８以外の８つの画素Ｐ０〜Ｐ７は、プライムコード格納領域５８ａのｂｉｔ０〜ｂｉｔ７に各々対応している。つまり、プライムコード格納領域５８ａは、下位ビット（ｂｉｔ０）から上位ビット（ｂｉｔ７）へ向けて、８つの画素Ｐ０〜Ｐ７の画素値が各々格納されるように構成されている。これにより、プライムコードは、２進数表記では１１１１０００１となり、１６進数表記ではＦ１となる。なお、注目画素Ｐ８の画素値は、プライムコードには含まれない。
【００５４】
また、注目画素とその近傍の８画素とによって構成される領域が、粒子像の境界の一部である場合、すなわち、プライムコードが２進数表記で００００００００以外の場合には、多重点情報が求められる。多重点とは、後述するエッジトレースの際に何回通過する可能性があるかを示すコードであり、予めルックアップテーブル（図示せず）に全てのパターンに対応する多重点情報が記憶されている。そして、このルックアップテーブルを参照することによって多重点数が求められる。図１１を参照して、Ｐ２およびＰ５〜Ｐ８の４画素の画素値が１であり、Ｐ０、Ｐ１、Ｐ３およびＰ４の４画素の画素値が０である場合には、図１１中の矢印ＡおよびＢで示すように、エッジトレースの際に注目画素Ｐ８を２回通過する可能性がある。したがって、注目画素Ｐ８は２重点となり、多重点数は２となる。この多重点数は、多重点数格納領域５８ｂに格納される。
【００５５】
次に、ステップＳ７において、画像処理プロセッサ５４は、頂点データを作成する。この頂点データ作成処理も、上記した２値化処理およびプライムコード・多重点情報取得処理と同様、画像処理プロセッサ５４に設けられた２値化処理回路によって実行される。頂点データとは、後述するエッジトレースを開始する予定の座標を示すデータである。注目画素およびその近傍の８画素を含む計９画素の領域が、以下の３つの条件（条件（１）〜条件（３））をすべて満たす場合にのみ頂点であると判断される。
条件（１）・・・注目画素Ｐ８の画素値が１である。
条件（２）・・・注目画素Ｐ８の上方の３画素（Ｐ１〜Ｐ３）、および、注目画素Ｐ８の左隣の１画素（Ｐ４）の画素値が０である。
条件（３）・・・注目画素Ｐ８の右隣の１画素（Ｐ０）、および、注目画素Ｐ８の下方の３画素（Ｐ５〜Ｐ７）のうち少なくとも１つの画素の画素値が１である。
画像処理プロセッサ５４は、全画素の中から頂点に該当する画素を検索し、作成した頂点データ（頂点の位置を示す座標データ）を頂点データ格納用メモリ５９に格納する。
【００５６】
次に、ステップＳ８において、画像処理プロセッサ５４は、エッジトレース処理を実行する。画像処理プロセッサ５４には、上記したように、エッジトレース処理回路が設けられており、エッジトレース処理回路によりエッジトレース処理が実行される。このエッジトレース処理では、まず、頂点データからエッジトレースを開始する座標を特定し、この座標からプライムコードと、予め記憶されている進行方向を決定するためのコードとに基づいて、粒子像のエッジトレースを行う。そして、画像処理プロセッサ５４は、エッジトレースの際に、各粒子像の面積値、直行カウント数、斜行カウント数、コーナカウント数および位置を算出する。ここで、粒子像の面積値とは、粒子像を構成する画素の総数、すなわち、エッジで囲まれた領域の内側に含まれる画素の総数をいう。また、直行カウント数とは、粒子像の３画素以上のエッジ画素が上下方向または左右方向に直線状に並ぶ場合に、その直線区間の両端のエッジ画素を除いたエッジ画素の総数をいう。すなわち、直行カウント数は、粒子像のエッジのうち、上下方向または左右方向へ延びた直線成分を構成するエッジ画素の総数のことである。また、斜行カウント数とは、粒子像の３画素以上のエッジ画素が斜め方向に直線状に並ぶ場合に、その斜め方向の直線区間の両端のエッジ画素を除いたエッジ画素の総数をいう。すなわち、斜行カウント数は、粒子像のエッジのうち、斜め方向へ延びた直線成分を構成するエッジ画素の総数のことである。また、コーナカウント数とは、粒子像のエッジ画素のうち、隣り合う複数のエッジ画素がそれぞれ異なる方向で接する（たとえば、一方のエッジ画素とは上方で隣り合い、他方のエッジ画素とは左方で隣り合う場合など）エッジ画素の総数をいう。すなわち、コーナカウント数は、粒子像のエッジのうち、コーナを構成するエッジ画素の総数のことである。また、粒子像の位置は、本実施形態では、粒子像の右端、左端、上端および下端の座標により決定される。画像処理プロセッサ５４は、上記した算出結果のデータを、画像処理プロセッサ５４に内蔵されている内部メモリ（図示せず）に格納する。
【００５７】
次に、ステップＳ９において、画像処理プロセッサ５４は、粒子の重なりチェック処理を実行する。画像処理プロセッサ５４には、上記したように、重なりチェック回路が設けられており、この重なりチェック回路によって、重なりチェック処理が実行される。この粒子の重なりチェック処理においては、まず、画像処理プロセッサ５４が、上記したエッジトレース処理による粒子像の解析結果に基づいて、１つの粒子像（外側粒子像）の中に他の粒子像（内側粒子像）が包含されているか否かを判別する。そして、外側粒子像の中に内側粒子像が存在する場合には、内側粒子像を後述する結果データ作成処理における部分画像の切り出し対象から除外する。次に、内側粒子像が存在するか否かの判別原理について説明する。まず、図１２に示すように、２つの粒子像Ｇ１およびＧ２を選択し、一方の粒子像Ｇ１のＸ座標の最大値Ｇ１ＸＭＡＸおよび最小値Ｇ１ＸＭＩＮと、Ｙ座標の最大値Ｇ１ＹＭＡＸおよび最小値Ｇ１ＹＭＩＮとを特定する。次に、他方の粒子像Ｇ２のＸ座標の最大値Ｇ２ＸＭＡＸおよび最小値Ｇ２ＸＭＩＮと、Ｙ座標の最大値Ｇ２ＹＭＡＸおよび最小値Ｇ２ＹＭＩＮとを特定する。そして、以下の４つの条件（条件（４）〜条件（７））を全て満たす場合に、粒子像Ｇ１は、粒子像Ｇ２を包含していると判別されて、内側粒子像が存在すると判別される。
条件（４）・・・粒子像Ｇ１のＸ座標の最大値Ｇ１ＸＭＡＸが、粒子像Ｇ２のＸ座標の最大値Ｇ２ＸＭＡＸよりも大きい。
条件（５）・・・粒子像Ｇ１のＸ座標の最小値Ｇ１ＸＭＩＮが、粒子像Ｇ２のＸ座標の最小値Ｇ２ＸＭＩＮよりも小さい。
条件（６）・・・粒子像Ｇ１のＹ座標の最大値Ｇ１ＹＭＡＸが、粒子像Ｇ２のＹ座標の最大値Ｇ２ＹＭＡＸよりも大きい。
条件（７）・・・粒子像Ｇ１のＹ座標の最小値Ｇ１ＹＭＩＮが、粒子像Ｇ２のＹ座標の最小値Ｇ２ＹＭＩＮよりも小さい。
上記した重なりチェック処理の結果データは、画像処理プロセッサ５４の内部メモリ（図示せず）に格納される。
【００５８】
次に、ステップＳ１０において、画像処理プロセッサ５４は、上記したステップＳ１〜Ｓ９における処理により特定した個々の粒子像を個別に含む部分画像を粒子画像から切り出すとともに、画像処理結果データを作成する。画像処理プロセッサ５４には、上記したように、結果データ作成回路が設けられており、結果データ作成回路により結果データ作成処理が実行される。この結果データ作成処理により作成される部分画像は、粒子画像から、１つの粒子と、予め設定されている余白値によって決定される粒子の周囲の領域とを含む矩形領域を切り出した画像である。なお、本実施形態による矩形領域は、図１３に示す粒子像の上端の座標（ＹＭＩＮ）、下端の座標（ＹＭＡＸ）、左端の座標（ＸＭＩＮ）および右端の座標（ＸＭＡＸ）により決定される領域Ｒ１よりも上下左右方向に各々３画素分ずつ広い領域Ｒ２のことをいう。
【００５９】
ここで、画像処理結果データは、図１４に示すように、上記したステップＳ１０における画像処理によって認識された全ての粒子像についての部分画像データ、粒子像の面積値（画素数）、直行カウント数、斜行カウント数およびコーナカウント数などのデータに加えて、粒子像を含む部分画像の位置のデータ（ＸＭＩＮ、ＸＭＡＸ、ＹＭＩＮおよびＹＭＡＸ）や、画像データの格納位置のデータを含んでいる。この画像処理結果データは、１フレーム毎に生成される。なお、１フレームの画像処理結果データ（１フレームデータ）の大きさは、６４キロバイトの固定長である。このため、１粒子データの大きさによって、１フレームデータの大きさが変化することはない。また、１フレームデータは、前フレームデータに上書きされて生成される。図１４に示した１フレームデータでは、各々の１粒子データが非常に大きいため、４つの粒子データのみが埋め込まれている。１粒子データ長が小さい場合や、１粒子データの数が少ない場合には、１フレームデータの先頭からデータが埋め込まれていくので、１フレームデータの末尾に前フレームデータが残ることがある。しかしながら、転送先の画像データ処理部では、１粒子データ内に記憶されている１フレーム内の粒子総数によって、１フレームデータ内の１粒子データを認識するため、末尾に残った前フレームデータが認識されることはない。画像処理プロセッサ５４は、結果データ作成処理によって作成した画像処理結果データを結果データ格納用メモリ６０に格納する。このようにして、画像処理プロセッサ５４による画像処理が終了する。なお、画像処理プロセッサ５４は、以上のような一連の画像処理をパイプライン処理によって繰り返し実行し、１フレーム毎の部分画像を３６００フレーム分について生成する。なお、１フレーム内に粒子画像が存在しない場合は、図１４に示した１フレーム内の１粒子データの先頭データを上書きするとともに、ヘッダーとフッターとの間の粒子情報を「０」で埋める。
【００６０】
ここで、本実施形態では、結果データ格納用メモリ６０に格納された画像処理結果データは、図６に示すように、１フレーム毎に順次、電気信号線（ＵＳＢ２．０ケーブル）３を介して画像データ分析装置２の画像データ処理部２ｂへ送信される。そして、画像データ処理部２ｂでは、受信した１フレーム分の画像処理結果データ毎に画像データ処理部２ｂのメモリ（図示せず）に保存する。この画像データ処理部２ｂのメモリに保存された画像処理結果データは、画像データ処理部２ｂの解析処理後にメモリから取り出して、画像表示部２ａに表示することが可能である。
【００６１】
また、本実施形態では、図６に示すように、画像データ分析装置２の画像データ処理部２ｂは、上記した画像処理結果データの保存動作に並行して、粒子画像処理装置１から順次受信した１フレーム分の画像処理結果データ毎に含まれる部分画像をリアルタイムで画像表示部２ａに表示する。この部分画像の表示は、画像データ処理部２ｂの画像表示モジュール（図示せず）により実行される。図１５は、図６に示した一実施形態による画像データ処理部の画像表示モジュールの動作手順を示したフローチャートである。図１６は、図５に示した一実施形態による画像データ処理部の画像表示部に表示される模擬全体画像示した図である。以下、図１５および図１６を参照して、画像データ分析装置２の画像データ処理部２ｂによる部分画像の表示動作について説明する。なお、この画像データ分析装置２における部分画像の表示動作を行う前に、画像データ分析装置２を構成するパーソナルコンピュータに、予め、部分画像の表示動作を実行するためのプログラムが格納されたＦＤやＣＤなどの記録媒体からプログラムをインストールする必要がある。この部分画像の表示動作では、まず、ステップＳ１１において、画像データ処理部２ｂが、１フレーム分の画像処理結果データ（部分画像および画像情報）を受信する。そして、ステップＳ１２において、受信した１フレーム分の画像処理結果データ内に入っている粒子数を取得する。粒子数を取得することにより、１フレーム内の何個の部分画像を処理する必要があるかが認識される。
【００６２】
ここで、ステップＳ１３において、画像データ処理部２ｂは、画像表示部２ａ（図１６参照）の表示画面に背景色（本実施形態では、灰色）を描画する。そして、ステップＳ１４において、画像処理結果データに含まれる部分画像の位置情報から１粒子の表示座標を取得する。そして、ステップＳ１５において、１粒子の表示座標に基づいて、画像表示部２ａの表示画面に１粒子を含む矩形状の部分画像を描画する。そして、ステップＳ１６において、１フレーム分の画像処理結果データに含まれる１粒子を含む矩形状の部分画像を全て描画したか否かが判断される。そして、ステップＳ１６において、１フレーム分の画像処理結果データに含まれる１粒子を含む矩形状の部分画像を全て描画していないと判断された場合には、ステップＳ１４に戻り、画像処理結果データに含まれる部分画像の位置情報から他の１粒子を含む矩形状の部分画像の表示座標を取得する。一方、ステップＳ１６において、１フレーム分の画像処理結果データに含まれる１粒子を含む矩形状の部分画像を全て描画したと判断された場合には、ステップＳ１７に進む。そして、ステップＳ１７において、全て（３６００枚）のフレームについて画像処理結果データ（部分画像および画像情報）を受信したか否かが判断される。そして、ステップＳ１７において、全て（３６００枚）のフレームについて画像処理結果データ（部分画像および画像情報）を受信していないと判断された場合には、ステップＳ１１に戻り、他の１フレーム分の画像処理結果データ（部分画像および画像情報）を受信する。一方、ステップＳ１７において、全て（３６００枚）のフレームについて画像処理結果データ（部分画像および画像情報）を受信したと判断された場合には、そのまま終了する。これにより、６０秒間の粒子の撮像により得られた３６００フレーム分の全体画像に対応する模擬全体画像の画像表示部２ａへのリアルタイム表示が終了する。
【００６３】
また、画像データ処理部２ｂのハードディスクには、粒子画像処理装置１での画像処理結果データに基づいて部分画像の解析処理（画像処理）および統計処理を行うためのアプリケーションプログラムがインストールされている。つまり、画像処理部２ｂは、解析処理および統計処理を実行可能なソフトウェアを備えている。これにより、図６に示したように、画像データ処理部２ｂでは、上記した画像処理結果データの保存動作と、模擬全体画像の画像表示部２ａへのリアルタイム表示動作とに並行して、受信した部分画像に対して上記した画像処理基板１ｂの画像処理プロセッサ５４と同様の画像処理を実行することにより、各粒子像の粒径（円相当径）や円形度などを算出する。この画像処理を行う際には、予め粒子画像処理装置１から送信されて画像データ処理部２ｂのメモリに記憶されているバックグラウンド補正データが使用される。なお、画像データ分析装置２の画像データ処理部２ｂでは、受信した部分画像に対して上記した画像処理基板１ｂの画像処理プロセッサ５４とは異なる画像処理を実行することにより、各粒子像の粒径（円相当径）や円形度などを算出することも可能である。そして、解析処理の終了後に、部分画像を画像データ処理部２ｂのメモリから取り出して、画像表示部２ａに、マトリックス状に並べて表示するとともに、選択されている部分画像の粒子の粒径および円形度を表示する。
【００６４】
次に、画像データ処理装置２の画像データ処理部２ｂによる部分画像の解析処理の動作について説明する。前述したように、画像データ処理部２ｂのハードディスクには、部分画像の解析処理を行うためのアプリケーションプログラム（画像解析処理モジュール）がインストールされている。そして、この画像解析処理モジュールにより部分画像の解析処理が実行される。図１７は、図６に示した一実施形態による画像データ処理部の画像解析処理モジュールの動作手順を示したフローチャートである。この部分画像の解析処理動作では、まず、図１７に示したステップＳ２１において、画像データ処理部２ｂが、１フレーム分の画像処理結果データ（部分画像を含む）を受信する。そして、ステップＳ２２において、受信した１フレーム分の画像処理結果データ内に入っている粒子数を取得する。
【００６５】
ここで、ステップＳ２３において、画像データ処理部２ｂは、画像データ格納位置（図１４参照）に基づいて、１フレーム分の画像処理結果データから部分画像を抽出する。そして、ステップＳ２４、Ｓ２５、Ｓ２６、Ｓ２７およびＳ２８において、ノイズ除去処理、バックグラウンド補正処理、２値化閾値設定処理、２値化処理およびエッジトレース処理の各処理を実行する。なお、ステップＳ２４〜Ｓ２８において実行される各処理は、それぞれ、図７に示した画像処理プロセッサの処理手順フロー中のステップＳ１、Ｓ２、Ｓ４、Ｓ５およびＳ８における各処理に対応する。また、画像処理プロセッサ５４での処理がハードウェア処理されているのに対して、画像データ処理部２ｂでの処理は、ソフトウェア処理されている。
【００６６】
次に、ステップＳ２９において、１フレーム分の全ての部分画像が解析処理されたか否かが判断される。そして、ステップＳ２９において、１フレーム分の全ての部分画像が解析処理されていないと判断された場合には、ステップＳ２３に戻り、画像データ格納位置（図１４参照）に基づいて、１フレーム分の画像処理結果データから他の部分画像を抽出する。一方、ステップＳ２９において、１フレーム分の全ての部分画像が解析処理されたと判断された場合には、ステップＳ３０に進む。ステップＳ３０において、全て（３６００枚）のフレームについて画像処理結果データを受信したか否かが判断される。そして、ステップＳ３０において、全てのフレームについて画像処理結果データを受信していないと判断された場合には、ステップＳ２１に戻り、他の１フレーム分の画像処理結果データを受信する。一方、ステップＳ３０において、全てのフレームについて画像処理結果データを受信したと判断された場合には、そのまま終了する。これにより、６０秒間の粒子の撮像により得られた３６００フレーム分の部分画像に対応する粒子画像のリアルタイム画像解析処理が終了する。
【００６７】
本実施形態では、上記のように、撮像された全体画像から抽出した粒子画像を含む部分画像と、部分画像の位置情報を含む画像処理結果データとを、ＵＳＢインタフェース６２により画像データ分析装置２に１フレーム毎に、順次、送信するとともに、画像データ分析装置２の画像データ処理部２ｂにより１フレーム毎に、順次、受信して表示することによって、撮像された全体画像のすべてを画像データ分析装置２に送信して、画像データ処理部２ｂにより表示する場合に比べて、画像データ分析装置２に送信するデータ量を大幅に減少させることができるので、送信時間を大幅に短縮することができる。これによって、粒子画像処理装置１において撮像された粒子画像を撮像中にリアルタイムで画像データ分析装置２において表示することができる。その結果、撮像中の粒子の流れをリアルタイムで観察することができる。また、ＵＳＢインタフェース６２により部分画像のみならず、部分画像の位置情報も送信することによって、模擬全体画像における部分画像の位置を容易に把握することができるので、画像データ分析装置２側において、画像データ処理部２ｂの画像表示モジュールにより模擬全体画像を容易に生成することができる。
【００６８】
また、本実施形態では、上記のように、粒子画像処理装置１に画像処理基板１ｂを設置することによって、パーソナルコンピュータからなる画像データ分析装置２に画像処理基板１ｂを取り付ける場合と異なり、画像データ分析装置（パーソナルコンピュータ）２の規格などが短期間に進化することに起因して、その進化した画像データ分析装置（パーソナルコンピュータ）２に画像処理基板１ｂを取り付けることが困難になるという不都合が発生するのを防止することができる。
【００６９】
また、本実施形態では、上記のように、画像処理結果データが画像データの格納位置のデータを含むことによって、容易に、画像処理結果データに部分画像データが格納されていることを認識することができる。
【００７０】
また、本実施形態では、上記のように、部分画像の位置のデータが、部分画像の最小Ｘ座標値（ＸＭＩＮ）、最大Ｘ座標値（ＸＭＡＸ）、最小Ｙ座標値（ＹＭＩＮ）および最大Ｙ座標値（ＹＭＡＸ）を含むことによって、撮像された全体画像における粒子画像を含む部分画像の位置を正確に認識することができる。
【００７１】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００７２】
たとえば、上記実施形態では、本発明を、ファインセラミックス粒子や、顔料、化粧品パウダーなどの粉体（粒子）の品質を管理するための粒子画像分析システムに適用する例について説明したが、本発明はこれに限らず、ファインセラミックス粒子や、顔料、化粧品パウダーなどの粉体（粒子）以外の粒子の品質を管理するための粒子画像分析システムに適用してもよい。
【００７３】
また、上記実施形態では、画像表示部に灰色の背景色を描画する例について説明したが、本発明はこれに限らず、画像表示部に灰色以外の背景色を描画してもよい。このとき、部分画像の粒子像以外の領域の色と一致するように画像表示部の背景色を描画することにより、模擬全体画像を実際の全体画像に実質的に一致するように表示画面に表示することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の一実施形態による粒子画像分析システムの全体構成を示した斜視図である。
【図２】図１に示した一実施形態による粒子画像分析システムの全体構成を示した概略図である。
【図３】図２に示した一実施形態による粒子画像分析システムの粒子画像処理装置における撮像部の構成を示した概略図である。
【図４】図３に示した一実施形態による撮像部のシースフローセル内における粒子懸濁液およびシース液の流れを説明するための断面図である。
【図５】図１に示した一実施形態による粒子画像分析システムの粒子画像処理装置の構成を示したブロック図である。
【図６】図１に示した一実施形態による粒子画像分析システムの画像処理動作を説明するための概略図である。
【図７】図５に示した一実施形態による粒子画像処理装置の画像処理プロセッサの処理手順を示したフローチャートである。
【図８】図５に示した一実施形態による画像処理プロセッサのラプラシアンフィルタ処理回路によるラプラシアンフィルタ処理の際に使用する係数の設定値を説明するための模式図である。
【図９】図５に示した一実施形態による画像処理プロセッサの２値化処理回路によるプライムコード・多重点情報取得処理の際に使用するプライムコードデータ格納用メモリの内容を示した模式図である。
【図１０】図５に示した一実施形態による画像処理プロセッサの２値化処理回路によるプライムコード・多重点情報取得処理の際に使用するプライムコードの定義を説明するための模式図である。
【図１１】図５に示した一実施形態による画像処理プロセッサの２値化処理回路によるプライムコード・多重点情報取得処理の際に使用する多重点の概念を説明するための模式図である。
【図１２】図５に示した一実施形態による画像処理プロセッサの重なりチェック回路による重なりチェック処理の際に用いる内側粒子像が存在するか否かの判別原理を説明するための模式図である。
【図１３】図６に示した一実施形態による画像処理基板から画像データ処理部に送信される１フレームデータ中の１粒子データの構成を示した模式図である。
【図１４】図６に示した一実施形態による画像処理基板により粒子の全体画像から部分画像を切り出す際の法則を説明するための図である。
【図１５】図６に示した一実施形態による画像データ処理部の画像表示モジュールの動作手順を示したフローチャートである。
【図１６】図５に示した一実施形態による画像データ処理部の画像表示部に表示される模擬全体画像を示した図である。
【図１７】図６に示した一実施形態による画像データ処理部の画像解析処理モジュールの動作手順を示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００７５】
１  粒子画像処理装置
１ｂ  画像処理基板（画像処理部）
２  画像データ分析装置
２ａ  画像表示部（表示画面）
２ｂ  画像データ処理部
１２  シースフローセル（フローセル）
１４  ＣＣＤカメラ（撮像部）
６２  ＵＳＢインタフェース（送信手段）
１００  粒子画像分析システム
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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