(57)【要約】【課題】画像の背景に輝度ムラが生じたり輝度が変化するグラデーションが生じたりする場合においても画像内に存在する粒子を計測できる粒子数計測装置、粒子数計測方法、プログラム及び記憶媒体を提供することを課題とする。【解決手段】画像データに基づいて画像内の粒子の数を計測する粒子数計測装置であって、画像内の画素間の輝度差が所定の輝度差未満の画素間は連続した面として判別し、画素間の輝度差が所定の輝度差以上の画素間は不連続個所と判別する画素間面形態判別手段と、前記画素間が連続した面と認識した画素が連続した領域を一つの領域として認識し、該一つの領域ごとの面積を算出する面積算出手段と、前記面積が所定の面積以上の領域を背景として判別し、所定の面積未満の領域を粒子として判別する背景粒子判別手段と、判別した粒子の数を計測する粒子数計測手段と、を備える粒子数計測装置により課題解決できた。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データに基づいて画像内の粒子の数を計測する粒子数計測装置であって、
画像内の画素間の輝度差が所定の輝度差未満の画素間は連続した面として判別し、画素間の輝度差が所定の輝度差以上の画素間は不連続個所と判別する画素間面形態判別手段と、
前記画素間が連続した面と認識した画素が連続した領域を一つの領域として認識し、該一つの領域ごとの面積を算出する面積算出手段と、
前記面積が所定の面積以上の領域を背景として判別し、所定の面積未満の領域を粒子として判別する背景粒子判別手段と、
判別した粒子の数を計測する粒子数計測手段と、を備えることを特徴とする粒子数計測装置。
【請求項２】
前記背景粒子判別手段で背景として判別された領域を２値化閾値の範囲から外れるように背景の色情報を変更して、判別に必要な所定の色情報を閾値として２値化する２値化処理手段と、
前記２値化画像データから粒子の形体や大きさに関する付加情報を付与するラベリング処理を行うラベリング処理手段と、又は、前記２値化画像データからから粒子の形体や大きさに関する付加情報を付与するハフ変換を行うハフ変換手段と、
ラベリング処理後に又はハフ変換後に粒子の数を計測する粒子数計測手段と、を備える特徴とする請求項１に記載の粒子数計測装置。
【請求項３】
画像データに基づいて画像内の粒子の数を計測する粒子数計測方法であって、
画像内の画素間の輝度差が所定の輝度差未満の画素間は連続した面として判別し、画素間の輝度差が所定の輝度差以上の画素間は不連続個所と判別する画素間面形態判別ステップと、
前記画素間が連続した面と認識した画素が連続した領域を一つの領域として認識し、該一つの領域ごとの面積を算出する面積算出ステップと、
前記面積が所定の面積以上の領域を背景として判別し、所定の面積未満の領域を粒子として判別する背景粒子判別ステップと、
判別した粒子の数を計測する粒子数計測ステップと、を備えることを特徴とする粒子数計測方法。
【請求項４】
前記背景粒子判別ステップで背景として判別された領域を２値化閾値の範囲から外れるように背景の色情報を変更して、判別に必要な所定の色情報を閾値として２値化する２値化処理ステップと、
前記２値化画像データから粒子の形体や大きさに関する付加情報を付与するラベリング処理を行うラベリング処理ステップと、又は、前記２値化画像データからから粒子の形体や大きさに関する付加情報を付与するハフ変換を行うハフ変換を行うハフ変換ステップと、
ラベリング処理後に又はハフ変換後に粒子の数を計測する粒子数計測ステップと、を備えることを特徴とする請求項３に記載の粒子数計測方法。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の粒子数計測方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項６】
請求項５に記載のプログラムを記憶したコンピュータに読み取り可能な記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理による粒子数計測を行う粒子数計測及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像処理による粒子数計測については、一般的に画像に対して輝度の閾値を決めて２値化処理を行い、ラベリング処理して粒子を計測していた。
【０００３】
また、特許文献１には、一定の繰り返しパターンを有する検査対象の上に付着した粒子の個数を計測する粒子数計測方法において、計測すべき粒子が付着し検査対象の各部の明るさを一次画像データとし、当該一次画像データとこれを所定ピッチだけ平行移動した二次画像データとの同一座標における明るさの差を演算し、当該演算結果を所定の閾値で２値化及びラベリングする粒子数計測方法が開示されている。
【０００４】
特許文献２には、文字と写真が混在したカラー文書画像から写真領域を抽出する画像処理装置であって、入力されたカラー文書画像から２値化画像を生成し、当該２値化画像における黒画素の分布に基づき、文字領域を抽出する抽出手段と、入力された前記カラー文書画像を予め定められたサイズの部分領域に分割し、当該部分領域に前記文字領域が含まれるか判定する文字領域判定手段と、前記部分領域に前記文字領域が含まれる場合に、当該文字領域に含まれない領域の色情報の平均値を塗りつぶし色情報として算出し、当該塗りつぶし色情報により当該文字領域を塗りつぶしたカラー画像を生成する画像生成手段と、前記カラー画像の色情報を量子化し、量子化した色情報と一致する、または予め定められた閾値以下となる色情報を有する画素をグループ化して、前記カラー画像を部分領域に分割する分割手段と、分割された前記部分領域において、量子化された前記色情報と、前記塗りつぶし色情報とが一致する領域、または、それぞれの差分が予め定められた閾値以下となる領域を背景領域と判定する背景領域判定手段と、前記カラー文書画像において、前記背景領域に含まれない領域を写真領域として抽出する抽出手段と、を備える画像処理装置が開示されている。
【０００５】
特許文献３には、検体に含まれる微生物の培養後の培地の様子を示すグレースケール画像を取得するグレースケール画像取得手段と、閾値が供給される毎に、前記グレースケール画像取得手段により取得されたグレースケール画像を前記閾値により二値化することにより二値化画像を生成する二値化画像生成手段と、前記二値化画像生成手段により前記二値化画像が生成される毎に、前記二値化画像にラベリング処理を実行することにより前記二値化画像から１つのコロニーを示す画素のまとまりである連結成分を抽出する連結成分抽出手段と、前記連結成分抽出手段により前記連結成分が抽出される毎に、前記連結成分のうち記憶装置に記憶済みの連結成分情報により示される連結成分を包含しない連結成分を示す連結成分情報を、前記記憶装置にさらに記憶させる連結成分情報追加手段と、前記閾値が下限値から上限値に至るまでの間、前記連結成分情報追加手段の処理が完了する毎に、前記閾値を所定値ずつ増加させて前記二値化画像生成手段に供給する閾値供給手段と、前記記憶装置に記憶されている連結成分情報に基づいて、前記微生物のコロニーの個数を計数するコロニー計数手段と、を備えるコロニー計数装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−４６８２６号公報
【特許文献２】特開３００９−７１６２５号公報
【特許文献３】特許第５４４９４４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一般的に行われている画像処理による粒子数計測は、画像の背景に輝度ムラが生じたり輝度が変化するグラデーションが生じたりする場合には、画像のある粒子の輝度値と画像の別の箇所の背景の輝度値がほぼ同じ輝度値となる可能性があり、背景と粒子とを分離させようと所定の輝度値で分離したら背景側の輝度値と同じ輝度値の粒子を背景として認識し粒子が計測されないという問題があった。
【０００８】
特許文献１に記載の発明は、画像の背景が一定の繰り返しパターンではない、輝度ムラが生じた背景や、輝度が変化するグラデーションの背景には適用できないという問題があった。
【０００９】
特許文献２に記載の発明は、カラー文書画像から背景と粒子との判別手段として色情報を閾値として使っているので、背景と粒子とがほぼ同じ色情報であることが生じた個所については粒子が背景として認識され粒子の数を計測できないという問題があった。
【００１０】
特許文献３に記載の発明は、グレーススケール画像から２値化を実施しコロニーを抽出し、この２値化を閾値の輝度値を数回変えて実施して画像を上乗せしてコロニーを顕在化させていく技術であるが、培地の輝度値とコロニーの輝度値が同じ箇所が生ずる可能性があるため、コロニーでない個所をコロニーであると抽出するという問題があったり、培地をコロニーとして抽出する問題があることから、コロニーの数を誤計測するという問題があった。
【００１１】
本発明はこうした問題に鑑み創案されたもので、画像の背景に輝度ムラが生じたり輝度が変化するグラデーションが生じたりする場合においても画像内に存在する粒子を計測できる粒子数計測装置、粒子数計測方法、プログラム及び記憶媒体を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１に記載の粒子数計測装置は、画像データに基づいて画像内の粒子の数を計測する粒子数計測装置であって、画像内の画素間の輝度差が所定の輝度差未満の画素間は連続した面として判別し、画素間の輝度差が所定の輝度差以上の画素間は不連続個所と判別する画素間面形態判別手段と、前記画素間が連続した面と認識した画素が連続した領域を一つの領域として認識し、該一つの領域ごとの面積を算出する面積算出手段と、前記面積が所定の面積以上の領域を背景として判別し、所定の面積未満の領域を粒子として判別する背景粒子判別手段と、判別した粒子の数を計測する粒子数計測手段と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
前記所定の輝度差とは、連続面か不連続面かの判断に必要な所定の輝度差を意味し、前記所定の面積とは背景か粒子かの判別に必要な所定の面積を意味する。
【００１４】
請求項２に記載の粒子数計測装置は、請求項１において、前記背景粒子判別手段で背景として判別された領域を２値化閾値の範囲から外れるように背景の色情報を変更して、判別に必要な所定の色情報を閾値として２値化する２値化処理手段と、前記２値化画像データから粒子の形体や大きさに関する付加情報を付与するラベリング処理を行うラベリング処理手段と、又は、前記２値化画像データからから粒子の形体や大きさに関する付加情報を付与するハフ変換を行うハフ変換手段と、
ラベリング処理後に又はハフ変換後に粒子の数を計測する粒子数計測手段と、を備える。
【００１５】
請求項３に記載の粒子数計測装置は、画像データに基づいて画像内の粒子の数を計測する粒子数計測方法であって、画像内の画素間の輝度差が所定の輝度差未満の画素間は連続した面として判別し、画素間の輝度差が所定の輝度差以上の画素間は不連続個所と判別する画素間面形態判別ステップと、前記画素間が連続した面と認識した画素が連続した領域を一つの領域として認識し、該一つの領域ごとの面積を算出する面積算出ステップと、前記面積が所定の面積以上の領域を背景として判別し、所定の面積未満の領域を粒子として判別する背景粒子判別ステップと、判別した粒子の数を計測する粒子数計測ステップと、を備えることを特徴とする。
【００１６】
請求項４に記載の粒子数計測装置は、請求項３において、前記背景粒子判別ステップで背景として判別された領域を２値化閾値の範囲から外れるように背景の色情報を変更して、判別に必要な所定の色情報を閾値として２値化する２値化処理ステップと、前記２値化画像データから粒子の形体や大きさに関する付加情報を付与するラベリング処理を行うラベリング処理ステップと、又は、前記２値化画像データからから粒子の形体や大きさに関する付加情報を付与するハフ変換を行うハフ変換を行うハフ変換ステップと、ラベリング処理後に又はハフ変換後に粒子の数を計測する粒子数計測ステップと、を備えることを特徴とする。
【００１７】
請求項５に記載のプログラムは、請求項３又は４に記載の粒子数計測方法をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
【００１８】
請求項６に記載の記憶媒体は、請求項５に記載のプログラムを記憶したコンピュータに読み取り可能な記憶媒体である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、例えばガラス製容器などの光源の光を反射する容器内に存在する粒子を顕在化させ粒子の数を計測しようとする場合に、その容器の底面が平面であっても輝度が一定の輝度にならず部位によって輝度のムラが生じたり又はグラデーションが生じたりしても、背景か粒子かの判別に必要な所定の輝度を閾値として容器の底面である背景と粒子とを判別しようとしたときに、背景の幅広い輝度範囲に属する輝度の粒子が背景として認識されることなく背景と粒子とを判別できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の粒子数計測装置のブロック図である。
【図２】本発明の粒子数計測方法のフロー図である。
【図３】シャーレで微生物を培養しコロニーを計測する場合の事例を示す説明図である。
【図４】図３における背景である培地が平坦な場合におけるＸ−Ｘ断面を説明する説明図であり、（ａ）はＸ−Ｘ断面図で、（ｂ）はＸ−Ｘ断面における輝度を示す図で、（ｃ）が本発明の２値化後の輝度（色情報の差）を示す図である。
【図５】図３における背景である培地にやや低い凸部が存する場合におけるＸ−Ｘ断面を説明する図であり、（ａ）はＸ−Ｘ断面図で、（ｂ）はＸ−Ｘ断面における輝度を示す図で、（ｃ）が本発明の２値化後の輝度（色情報の差）を示す図である。
【図６】画素間面形態判別の方法についての説明図である。
【図７】画素間面形態判別の方法についての一例を示す説明図であり、上と横との画素間の輝度差が（ａ）は上が基準の輝度差未満で横が基準の輝度差以上の場合を示し、（ｂ）は上が基準の輝度差以上で横が基準の輝度差未満の場合を示し、（ｃ）は上が基準の輝度差以上で横も基準の輝度差以上の場合を示す説明図である。
【図８】画素間面形態判別の方法についての一例を示す説明図であり、上と横との画素間の輝度差が上が基準の輝度差未満で横も基準の輝度差未満の場合を示す説明図で、（ａ）がまず上側と同じグループに設定し、（ｂ）が次に横を同じグループに変換することを示す説明図である。
【図９】画面上において画素間面形態判別の途中状況を説明する説明図である。
【図１０】画面上において画素間面形態判別から背景粒子判別までを説明する説明図である。
【図１１】背景除外画像データ作成を説明する説明図である。
【図１２】シャーレで微生物を培養しコロニーを形成された状態において本発明を実施せずに２値化した２値化画像データを示す写真図である。
【図１３】図１２の写真図と同じシャーレで微生物を培養しコロニーを形成された状態において本発明を実施して２値化した２値化画像データを示す写真図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の粒子数計測装置１は、容器とその容器内に存在する粒子３との被写体を撮像したカラー画像に基づいて粒子３の数を計測する装置である。粒子３としては、例えば、ガラス製のシャーレ内の培地に培養しているコロニー等が対象である。
【００２２】
本発明の粒子数計測装置１は、図１に示すように、被写体３１を撮像する撮像装置３２に撮像の指示を出し撮像された情報を受け取る撮像部３３と、得られた撮像を記憶する記憶部３４と、撮像や画像処理などの指示をする操作部３５と、制御された画像などを表示装置３９に表示する表示部３６と、前記撮像部３３、記憶部３４、操作部３５、表示部３６間の制御をする制御部３７（画素間面形態判別手段１１、面積算出手段１２、背景粒子判別手段１３、粒子数計測手段１４、２値化処理手段１５、ラベリング処理手段１６、ハフ変換手段１７）と、電源部３８と、を備えて構成されている。
【００２３】
本発明の粒子数計測装置１は、画像データに基づいて画像内の粒子３の数を計測する粒子数計測装置１であって、画像内の画素間の輝度差が所定の輝度差未満の画素間は連続した面として判別し、画素間の輝度差が所定の輝度差以上の画素間は不連続個所と判別する画素間面形態判別手段１１と、前記画素間が連続した面と認識した画素が連続した領域を一つの領域として認識し、該一つの領域ごとの面積を算出する面積算出手段１２と、前記面積が所定の面積以上の領域を背景として判別し、所定の面積未満の領域を粒子として判別する背景粒子判別手段１３と、判別した粒子の数を計測する粒子数計測手段１４と、を備える。
【００２４】
そして、前記背景粒子判別手段１３で背景４２として判別された領域を２値化閾値の範囲から外れるように背景の色情報を変更して、判別に必要な所定の色情報を閾値として２値化する２値化処理手段１５と、前記２値化画像データから粒子の形体や大きさに関する付加情報を付与するラベリング処理を行うラベリング処理手段１６と、又は、前記２値化画像データからから粒子の形体や大きさに関する付加情報を付与するハフ変換を行うハフ変換手段１７と、ラベリング処理後に又はハフ変換後に粒子の数を計測する粒子数計測手段１４と、を備える。
【００２５】
また、本発明の粒子数計測方法２は図２に示すように、画像データに基づいて画像内の粒子３の数を計測する粒子数計測方法２であって、画像内の画素間の輝度差が所定の輝度差未満の画素間は連続した面として判別し、画素間の輝度差が所定の輝度差以上の画素間は不連続個所と判別する画素間面形態判別ステップ２１と、前記画素間が連続した面と認識した画素が連続した領域を一つの領域として認識し、該一つの領域ごとの面積を算出する面積算出ステップ２２と、前記面積が所定の面積以上の領域を背景として判別し、所定の面積未満の領域を粒子として判別する背景粒子判別ステップ２３と、判別した粒子の数を計測する粒子数計測ステップと２４、を備える。
【００２６】
そして、前記背景粒子判別ステップ２３で背景４２として判別された領域を２値化閾値の範囲から外れるように背景の色情報を変更して、判別に必要な所定の色情報を閾値として２値化する２値化処理ステップ２５と、前記２値化画像データから粒子３の形体や大きさに関する付加情報を付与するラベリング処理を行うラベリング処理ステップ２６と、又は、前記２値化画像データからから粒子３の形体や大きさに関する付加情報を付与するハフ変換を行うハフ変換を行うハフ変換ステップ２７と、ラベリング処理後に又はハフ変換後に粒子の数を計測する粒子数計測ステップ２４と、を備える。
【００２７】
まず、被写体撮像ステップ１９を説明する。例えば図３に示すように被写体３１をセットし、電源部３８をオンし、操作部３５を操作して撮像部３３から撮像装置３２を作動させて被写体３１を撮像する。
【００２８】
次に、撮像画像記憶ステップ２０を説明する。前記撮像したカラー画像を記憶部３４に記憶する。
【００２９】
前記記憶部３４に記憶されたカラー画像を２値化すると図１２に示すように、シャーレ４１の周縁と粒子３であるコロニーが明るい画像となっている。このため、図３に示す断面Ｘ−Ｘが図４（ａ）に示すように培地４２の高さが低くコロニー（粒子３）の高さが高いというように相違点が明確であっても、撮像すると図４（ｂ）に示すように、被写体３１の輝度が高い領域にガラス製シャーレ４１の周縁とコロニーが含まれ、中央寄りのコロニーである粒子３ａの輝度が前記シャーレ４１の周縁の輝度より低くなり、この場合に背景４２と粒子３、３ａとの判別に必要な輝度を閾値６０として設定し判別すると、図４（ｂ）に示すように、輝度値が閾値６０の輝度以上の範囲５２と閾値６０の輝度未満の範囲５１とに分離され、中央寄りに存するコロニーである粒子３ａが閾値６０の輝度未満の範囲５１となることから、粒子３ａを計測できないという問題があった。
【００３０】
また、他の事例としては、図５（ａ）に示すように背景４２である培地の一部が盛り上がっている箇所５３がある場合には、図５（ｂ）に示すように中央寄りのコロニーである粒子３ｂの輝度より盛り上がった培地の箇所５３である背景の輝度の方が高いという場合がある。この場合に、例えば背景４２と粒子３との判別に必要な輝度を閾値６１として設定し判別すると、図５（ｂ）に示すように、輝度値が閾値６１の輝度以上の範囲５２と閾値６１の輝度未満の範囲５１とに分離され、盛り上がった培地の箇所５３である背景４２が閾値６１の輝度以上の範囲５２となることから、粒子３として計測するという問題があった。
【００３１】
そこで、本発明は、背景４２と粒子３とが同じような輝度となることにより粒子３の数の計測が不正確になる前記問題を解消させるために、以下のステップや手段を想到した。
【００３２】
次に、画素間面形態判別ステップ２１を説明する。画像４内の画素５間の輝度差が所定の輝度差未満の画素５間は連続した面として判別し、画素間の輝度差が所定の輝度差以上の画素間は不連続個所と判別するステップである。
【００３３】
粒子３であるコロニーの輝度とそのコロニーの周縁の培地４２の輝度との輝度差から画素間が連続面か不連続面かを判別する輝度差を、画素間の面が連続面か不連続面かを判別する輝度差の基準として設定する。そして、隣同士の画素の輝度を測定し画素間の輝度差を算出して、前記輝度差を所定の輝度差と比較し、前記輝度差が所定の輝度差未満の画素間は連続した面として判別し、画素間の輝度差が所定の輝度差以上の画素間は不連続個所と判別する。
【００３４】
隣同士の画素の輝度を測定し画素間の輝度差を算出して画素間が連続面か不連続面かを判別する例を図６から図８により説明する。例えば図６に示すように、１段ａ列の画素グループをＡと設定する。１段ａ列の画素の輝度を測定し次に１段ｂ列の画素を測定し、前記輝度差を算出し、あらかじめ定めた連続面とするか不連続面とするかを判別する所定の輝度差と比較する。前記輝度差が所定の輝度差以上であると１段ｂ列の画素をグループＢと設定する。
【００３５】
次に、１段ｃ列の画素の輝度を測定し、前記輝度差を算出し、あらかじめ定めた連続面とするか不連続面とするかを判別する所定の輝度差と比較する。前記輝度差が所定の輝度差以上であると１段ｃ列の画素をグループＣと設定する。次に、１段ｄ列の画素の輝度を測定し、前記輝度差を算出し、あらかじめ定めた連続面とするか不連続面とするかを判別する所定の輝度差と比較する。前記輝度差が所定の輝度差未満であると１段ｄ列の画素をグループＣと設定する。１列目については一つ前の画素と比較しながら面の高さを設定していく。
【００３６】
そして、２段ａ列の画素は上の１段ａ列の画素と比較し、２段ａ列の画素の輝度を測定し、前記輝度差を算出し、あらかじめ定めた連続面とするか不連続面とするかを判別する所定の輝度差と比較する。前記輝度差が所定の輝度差以上であると２段ａ列の画素をグループＤと設定する。
【００３７】
そして、２段ｂ列の画素Ｘの面のグループ分けをする方法を説明する。画素間の比較は上段の１段ｂ列の画素と手前の横の２段ａ列の画素との隣接する２ケ所の画素と画素差を算出する事例の説明である。画素Ｘと上段の１段ｂ列の画素との輝度差が所定の輝度差未満で手前の横の２段ａ列の画素との輝度差が所定の輝度差以上の場合は、図７（ａ）に示すように画素Ｘの面はＢグループに属すると判別する。
【００３８】
画素Ｘと上段の１段ｂ列の画素との輝度差が所定の輝度差以上で手前の横の２段ａ列の画素との輝度差が所定の輝度差未満の場合は、図７（ｂ）に示すように画素Ｘの面はＤグループに属すると判別する。
【００３９】
画素Ｘと上段の１段ｂ列の画素との輝度差が所定の輝度差以上で手前の横の２段ａ列の画素との輝度差が所定の輝度差以上の場合は、図７（ｃ）に示すように画素Ｘの面は新たな面の高さを有するとして新たなＥグループであると判別する。
【００４０】
画素Ｘと上段の１段ｂ列の画素との輝度差が所定の輝度差未満で手前の横の２段ａ列の画素との輝度差が所定の輝度差未満の場合は、まず図８（ａ）に示すように画素Ｘの面はＢグループに属すると判別し、次に、２段ａ列の画素をグループＤからグループＢに変える。このように面をグループ分けしていく。
【００４１】
隣同士の画素の輝度を測定し画素間の輝度差を算出して画素間が連続面か不連続面かを判別する例を説明したが、前記画素間の比較は上段の画素と手前の横の画素との隣接する２ケ所の画素と画素差を算出する場合に限定されず、一つ前の横隣の２段ａ列の画素、一つ上の１段ｂ列の画素及び斜め隣の１段ａ列の画素と比較する場合、一つ前の横隣の２段ａ列の画素、一つ上の１段ｂ列の画素、斜め隣の１段ａ列の画素及び１段ｃ列の画素と比較する方法もあり、それぞれ連続面と不連続面とを判別する輝度差を設定していけばよいので、いずれの方法でもよい。
【００４２】
隣同士の画素の輝度を測定し画素間の輝度差を算出して画素間が連続面か不連続面かを判別しいくと、例えば図９に示すように画素５の連続面のグループ面としてグループＡとグループＢに分けられていき、さらに進むと図１０に示すように画素のグループとしてグループＡ、グループＢ又はグループＣに分けられる。
【００４３】
次に、面積算出ステップ２２を説明する。面積算出ステップ２２では、前記画素間が連続した面と認識した画素が連続した領域を一つの領域として認識し、該一つの領域ごとの画素数をもとに面積を算出する。例えば、図１０において、対象範囲の画素数を４８とすると、Ａで連続した範囲の画素数、Ｂで連続した範囲の画素数、及び、Ｃで連続した範囲の画素数を計測し、Ａ範囲の面積が４３、Ｂ範囲の面積が４、Ｃ範囲の面積が１を算出する。
【００４４】
次に、背景粒子判別ステップ２３を説明する。背景粒子判別ステップ２３は、前記面積が所定の面積以上の領域を背景として判別し、所定の面積未満の領域を粒子として判別する。例えば、背景の面積と粒子の面積の閾値として面積１０以上を背景として判別するように設定すると、図１０において、Ａの範囲の面積は４３であるので背景として判別し、Ｂの範囲の面積は４であるので粒子として判別し、Ｃの範囲の面積は１であるので粒子として判別する。
【００４５】
次に、粒子数計測ステップ２４を説明する。粒子として判別されたグループ数を計測する。粒子として判別するグループはグループＢとグループＣの２であるので粒子数は２と計測される。
【００４６】
次に、２値化処理ステップ２５を説明する。まず、背景４２として判別された領域を２値化閾値の範囲から外れるように背景の色情報、例えばＲＧＢデータを変更する。そして、判別に必要な所定の色情報を閾値として設定する。該閾値は、前記背景４２として変更した色情報を含まない範囲の色情報を設定する。該閾値６０は図４（ｂ）や図５（ｂ）に示すように一本線で示しているが、図４（ｃ）や図５（ｃ）に示すように閾値６１として範囲を設定し二本線で示す場合もあり、例えば色情報のＲＧＢデータを１００〜２００というように範囲を設定する。この２値化した結果は、図４（ｃ）や図５（ｃ）に示すように背景４２の輝度と粒子３、３ａ、又は、粒子３、３ｂの輝度との差を拡大したことにより粒子３、３ａ、又は、粒子３、３ｂの数の計測が正確にできることが示され、図１３に示すように黒色の背景４２と白色の粒子３とがはっきりと区別され粒子３の数の計測が正確にできることが示されている。
【００４７】
次は、前記２値化画像データから重心、径、周囲長等の粒子の形体や大きさに関する付加情報を付与するラベリング処理を行うラベリング処理ステップ２６と、又は、前記２値化画像データから重心、径、円部分を判別し分離する等の粒子の形体や大きさに関する付加情報を付与するハフ変換を行うハフ変換ステップ２７である。これにより、粒子に関する情報を得ることができ種々に分析に寄与できるデータを提供できる。
【００４８】
次に、２値化に進んだ場合の粒子数計測ステップで２４ある。このステップでは、ラベリングステップを経て粒子の数を計測する、又は、ハフ変換ステップを経て粒子の数を計測する。
【００４９】
以上のステップを経て、背景４２と粒子３との輝度が同じ輝度になる画像の場合であっても正確に粒子数を計測することができる。
【００５０】
以上説明したように、本発明の粒子数計測装置１では、図１に示すように、撮像部３３において被写体３１を撮像し（被写体撮像ステップ１９）、記憶部３４において得られた撮像を記憶し（撮像画像記憶ステップ２１）、操作部３５において撮像や画像処理などの操作をし、表示部３６において画像を表示し、制御部３７においては、画素間面形態判別手段１１において画像内の画素間の輝度差が所定の輝度差未満の画素間は連続した面として判別し、画素間の輝度差が所定の輝度差以上の画素間は不連続個所と判別し（画素間面形態判別ステップ２１）、面積算出手段１２において一つの領域ごとの面積を算出し（面積算出ステップ２２）、背景粒子判別手段１３において前記面積が所定の面積以上の領域を背景として判別し、所定の面積未満の領域を粒子として判別し（背景粒子判別ステップ２３）、粒子数計測手段１４において判別した粒子の数を計測する（粒子数計測ステップ２４）。
【００５１】
そして、粒子３に関する付加情報を得たい場合には、２値化処理手段１５において前記背景粒子判別手段１３で背景４２として判別された領域を２値化閾値の範囲から外れるように背景の色情報を変更して、判別に必要な所定の色情報を閾値として２値化し（２値化処理ステップ２５）、ラベリング処理手段１６において前記２値化画像データから粒子の形体や大きさに関する付加情報を付与し（ラベリング処理ステップ２６）、又は、ハフ変換手段１７において前記２値化画像データからから粒子の形体や大きさに関する付加情報を付与し（ハフ変換ステップ２７）、ラベリング処理手段１６又はハフ変換手段１７後に粒子数計測手段１４において判別した粒子の数を計測する（粒子数計測ステップ２４）。
【００５２】
また、本発明は以下の処理を実行することによっても実現される。前記粒子数計測方法をコンピュータで実行可能なプログラムであって、前記プログラムをネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータが前記プログラムを呼び出して実行する処置である。
【００５３】
また、前記粒子数計測方法をコンピュータに実行させるプログラムを記憶した記憶媒体であって、コンピュータ読み取り可能な前記粒子数計測方法を実現するプログラムを記憶した記憶媒体に記憶した前記プログラムを呼び出して実行する処置である。前記記憶媒体としては、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスク、フレキシブルディスク、磁気テープ、光磁気ディスクなどがある。
【符号の説明】
【００５４】
１          粒子数計測装置
２          粒子数計測方法
３          粒子
４          画像
５          画素
１１        画素間面形態判別手段
１２        面積算出手段
１３        背景粒子判別手段
１４        粒子数計測手段
１５        ２値化処理手段
１６        ラベリング処理手段
１７        ハフ変換手段
１９        被写体撮像ステップ
２０        撮像画像記憶ステップ
２１        画素間面形態判別ステップ
２２        面積算出ステップ
２３        背景粒子判別ステップ
２４        粒子数計測ステップ
２５        ２値化処理ステップ
２６        ラベリング処理ステップ
２７        ハフ変換ステップ
３１        被写体
３２        撮像装置
３３        撮像部
３４        記憶部
３５        操作部
３６        表示部
３７        制御部
３８        電源部
３９        表示装置
４１        シャーレ
４２        背景
【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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