(57)【要約】【課題】ユーザーが収縮処理による粒子の分離および消滅を容易に把握することができる画像処理装置を提供する。【解決手段】本発明に係る画像処理装置３０は、複数の粒子を含む試料を撮影または分析して得られた粒子画像を取得する画像取得部３１２と、粒子画像に対して収縮処理を行う画像処理部３１４と、収縮処理により粒子の分離および消滅の少なくとも一方が起こったか否かを判定し、粒子の分離および消滅の少なくとも一方が起こったと判定した場合に、粒子の分離および消滅の少なくとも一方が起こったことを通知する通知部３１６と、を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の粒子を含む試料を撮影または分析して得られた粒子画像を取得する画像取得部と、
前記粒子画像に対して収縮処理を行う画像処理部と、
前記収縮処理により粒子の分離および消滅の少なくとも一方が起こったか否かを判定し、粒子の分離および消滅の少なくとも一方が起こったと判定した場合に、粒子の分離および消滅の少なくとも一方が起こったことを通知する通知部と、
を含む、画像処理装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記通知部は、前記収縮処理により粒子が増加した数および前記収縮処理により粒子が減少した数を通知する、画像処理装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記通知部は、前記収縮処理後の前記粒子画像を表示部に表示させる制御を行い、
前記収縮処理により１つの粒子が複数の粒子に分離した場合、前記通知部は、前記収縮処理後の前記粒子画像において、１つの粒子から分離された複数の粒子を、互いに異なる色で前記表示部に表示させる、画像処理装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項において、
前記通知部は、前記収縮処理前の前記粒子画像に含まれる粒子の数、および前記収縮処理後の前記粒子画像に含まれる粒子の数を、表示部に表示させる制御を行う、画像処理装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項において、
前記通知部は、前記収縮処理前の前記粒子画像と、前記収縮処理後の前記粒子画像と、を重ねて表示部に表示させる制御を行う、画像処理装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項において、
前記画像処理部は、前記粒子画像を二値化した後に、前記収縮処理を行う、画像処理装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の画像処理装置を含む、分析装置。
【請求項８】
複数の粒子を含む試料を撮影または分析して得られた粒子画像を取得する工程と、
前記粒子画像に対して収縮処理を行う工程と、
前記収縮処理により粒子の分離および消滅の少なくとも一方が起こったか否かを判定し、粒子の分離および消滅の少なくとも一方が起こったと判定した場合に、粒子の分離および消滅の少なくとも一方が起こったことを通知する工程と、
を含む、画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置、分析装置、および画像処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エネルギー分散型Ｘ線検出器（ｅｎｅｒｇｙ  ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ  Ｘ−ｒａｙ-  ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ、ＥＤＳ）が搭載された走査電子顕微鏡（ｓｃａｎｎｉｎｇ  ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ、ＳＥＭ）や、電子プローブマイクロアナライザー（ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｐｒｏｂｅ  ｍｉｃｒｏ  ａｎａｌｙｚｅｒ、ＥＰＭＡ）などの分析装置では、電子顕微鏡像や元素マップから粒子を分離、抽出し、画像解析を行って、粒子の面積、円形度などの粒子形状の情報を取得する粒子解析を行うことができる。
【０００３】
例えば、特許文献１および特許文献２では、電子顕微鏡像から粒子の形状を求め、元素分析によって粒子の組成を求めて、これらの結果から統計を行って粒子の情報を取得している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１５５５１５号公報
【特許文献２】特開２００１−２７６２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
粒子解析では、粒子が接触することなく分布していることが理想的である。しかしながら、試料によっては複数の粒子が接触して存在している場合がある。この場合、粒子解析では、接触した複数の粒子が１つの粒子として認識されてしまう可能性がある。
【０００６】
粒子解析の対象となる画像（電子顕微鏡像等）において、接触した複数の粒子を分離する手法として、収縮処理が知られている。収縮処理は、例えば、注目する図形を構成している画素のうち、境界にある画素の値を全て背景成分の画素の値に変換して、注目する図形を収縮させる処理である。
【０００７】
粒子解析において、例えば収縮処理の条件（処理回数等）を決定する場合などには、収縮処理により粒子が適切に分離されたかを確認する必要がある。
【０００８】
しかしながら、電子顕微鏡等を用いた粒子解析では、画像内に多数の粒子が含まれる場合があり、収縮処理により粒子が分離されたり消滅したりしても、そのことを把握することが困難な場合がある。
【０００９】
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、ユーザーが収縮処理による粒子の分離および消滅を容易に把握することができる画像処理装置を提供することにある。また、本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、上記画像処理装置を含む分析装置を提供することにある。また、本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、ユーザーが収縮処理による粒子の分離および消滅を容易に把握することができる画像処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る画像処理装置は、
複数の粒子を含む試料を撮影または分析して得られた粒子画像を取得する画像取得部と、
前記粒子画像に対して収縮処理を行う画像処理部と、
前記収縮処理により粒子の分離および消滅の少なくとも一方が起こったか否かを判定し、粒子の分離および消滅の少なくとも一方が起こったと判定した場合に、粒子の分離および消滅の少なくとも一方が起こったことを通知する通知部と、
を含む。
【００１１】
このような画像処理装置では、収縮処理により粒子の分離および消滅の少なくとも一方が起こった場合に、その旨を通知することができる。したがって、このような画像処理装置によれば、ユーザーは収縮処理により粒子の分離および消滅が起こったことを容易に把握することができる。
【００１２】
本発明に係る分析装置は、
本発明に係る画像処理装置を含む。
【００１３】
このような分析装置では、本発明に係る画像処理装置を含むため、収縮処理により粒子の分離および消滅の少なくとも一方が起こった場合に、その旨を通知することができる。したがって、このような分析装置によれば、ユーザーは収縮処理により粒子の分離および消滅が起こったことを容易に把握することができる。
【００１４】
本発明に係る画像処理方法は、
複数の粒子を含む試料を撮影または分析して得られた粒子画像を取得する工程と、
前記粒子画像に対して収縮処理を行う工程と、
前記収縮処理により粒子の分離および消滅の少なくとも一方が起こったか否かを判定し、粒子の分離および消滅の少なくとも一方が起こったと判定した場合に、粒子の分離および消滅の少なくとも一方が起こったことを通知する通知部と、
を含む。
【００１５】
このような画像処理方法では、収縮処理により粒子の分離および消滅の少なくとも一方が起こった場合に、その旨を通知することができる。したがって、このような画像処理方法によれば、ユーザーは収縮処理により粒子の分離および消滅が起こったことを容易に把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態に係る電子顕微鏡の構成を示す図。
【図２】画像処理装置の処理の流れの一例を示すフローチャート。
【図３】収縮処理の流れの一例を示すフローチャート。
【図４】複数の粒子を含む試料の電子顕微鏡像を二値化した画像を模式的に示す図。
【図５】二値画像に対してラベリング処理を行った結果を示す図。
【図６】収縮処理を説明するための図。
【図７】収縮処理前の二値画像からラベルＡ１の粒子のみを含む領域を抽出した画像を示す図。
【図８】収縮処理後の二値画像から図７に示す画像と同じ領域を抽出した画像を示す図。
【図９】収縮処理前の二値画像からラベルＡ２の粒子のみを含む領域を抽出した画像を示す図。
【図１０】収縮処理後の二値画像から図９に示す画像と同じ領域を抽出した画像を示す図。
【図１１】収縮処理前の二値画像からラベルＡ３の粒子のみを含む領域を抽出した画像を示す図。
【図１２】収縮処理後の二値画像から図１１に示す画像と同じ領域を抽出した画像を示す図。
【図１３】収縮処理の結果を示す画像の一例を示す図。
【図１４】収縮処理後の二値画像の表示例を説明するための図。
【図１５】収縮処理前の電子顕微鏡像の二値画像と収縮処理後の電子顕微鏡像の二値画像の表示方法を説明するための図。
【図１６】収縮処理前の電子顕微鏡像の二値画像と収縮処理後の電子顕微鏡像の二値画像の表示方法を説明するための図。
【図１７】収縮処理前の電子顕微鏡像の二値画像と収縮処理後の電子顕微鏡像の二値画像の表示方法を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００１８】
また、以下では、本発明に係る分析装置として電子顕微鏡（走査電子顕微鏡）を例に挙げて説明するが、本発明に係る分析装置はこれに限定されない。
【００１９】
１．  電子顕微鏡
まず、本実施形態に係る電子顕微鏡について図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る電子顕微鏡１の構成を示す図である。
【００２０】
電子顕微鏡１では、電子源１２で発生した電子を集束レンズ１３および対物レンズ１４で集束して電子プローブを形成し、当該電子プローブで試料Ｓ表面を走査したときの電子プローブの照射点から放出される二次電子を二次電子検出器１７で検出する。二次電子検出器１７の出力信号は、フレームメモリ２０に送られ、フレームメモリ２０に電子顕微鏡像（二次電子像）が記憶される。また、電子顕微鏡１では、電子プローブを試料Ｓに照射した際に発生する特性Ｘ線をＥＤＳ検出器１８で検出して、スペクトル（ＥＤＳスペクトル）を得ることができる。
【００２１】
また、電子顕微鏡１では、試料Ｓが複数の粒子を含む試料（例えば鉱物試料等）である場合、撮影された試料Ｓの電子顕微鏡像から、試料Ｓ表面の粒子を規定されたルールに従って抽出して個々の粒子の面積や円形度などの形状情報を取得する粒子解析を行うことができる。また、電子顕微鏡１では、粒子の形状情報に基づき、粒子に電子プローブを照射して発生するＸ線を検出することにより粒子の組成情報を取得することができる。
【００２２】
電子顕微鏡１は、電子顕微鏡本体１０と、フレームメモリ２０と、画像処理装置３０と、を含む。
【００２３】
電子顕微鏡本体１０は、電子源１２と、集束レンズ１３と、対物レンズ１４と、偏向器１５と、試料ステージ１６と、二次電子検出器１７と、ＥＤＳ検出器（エネルギー分散型Ｘ線検出器）１８と、を含んで構成されている。
【００２４】
電子源１２は、電子を発生させる。電子源１２は、例えば、陰極から放出された電子を陽極で加速し電子線を放出する電子銃である。
【００２５】
集束レンズ１３は、電子源１２から放出された電子線を集束させて電子プローブを形成するためのレンズである。集束レンズ１３によって、電子プローブの径やプローブ電流（
照射電流量）を制御することができる。
【００２６】
対物レンズ１４は、試料Ｓの直前に配置された電子プローブを形成するためのレンズである。対物レンズ１４は、例えば、コイルと、ヨークと、を含んで構成されている。対物レンズ１４では、コイルで作られた磁力線を、鉄などの透磁率の高い材料で作られたヨークに閉じ込め、ヨークの一部に切欠き（レンズギャップ）を作ることで、高密度に分布した磁力線を光軸上に漏洩させる。
【００２７】
偏向器１５は、集束レンズ１３と対物レンズ１４との間に配置されている。偏向器１５は、集束レンズ１３と対物レンズ１４とによって形成された電子プローブ（電子線）を偏向させる。偏向器１５は、例えば、電子プローブで、試料Ｓ上を走査するために用いられる。具体的には、偏向器１５は、走査信号生成装置（図示せず）からの走査信号に基づき電子プローブを二次元的に偏向させる。これにより、電子プローブで試料Ｓ上を走査することができる。また、偏向器１５は、試料Ｓの任意の位置に電子プローブを移動させて、当該位置を電子プローブで照射するためにも用いられる。
【００２８】
偏向器１５は、図示の例では、２段であるが、１段であってもよいし、３段以上であってもよい。また、ここでは、偏向器１５が２つの用途（電子プローブの走査と電子プローブの任意の位置への照射）に用いられる場合について説明したが、電子プローブの走査に用いられる偏向器と、電子プローブで試料Ｓ上の任意の位置を照射するために用いられる偏向器と、がそれぞれ設けられてもよい。
【００２９】
試料ステージ１６には、試料Ｓが載置される。試料ステージ１６は、試料Ｓを支持し、試料Ｓを移動させることができる。試料ステージ１６は、試料Ｓを移動させるための駆動機構を有している。
【００３０】
二次電子検出器１７は、電子プローブを試料Ｓに照射することにより試料Ｓから放出された二次電子を検出するための検出器である。二次電子検出器１７は、例えば、シンチレータと、ライトガイドと、光電子増倍管と、を含んで構成されている。二次電子検出器１７では、シンチレータで二次電子を光に変換し、当該光をライトガイドで光電子増倍管に導き、光電子増倍管において光を電気信号に変換する。二次電子検出器１７の出力信号（電気信号）は、フレームメモリ２０に送られる。
【００３１】
ＥＤＳ検出器１８は、電子プローブを試料Ｓに照射することにより試料Ｓから発生する特性Ｘ線を検出する。ＥＤＳ検出器１８は、Ｘ線をエネルギーで弁別し、スペクトルを得るための検出器である。ＥＤＳ検出器１８は、ＥＤＳ検出器１８に入射したＸ線のエネルギーに応じた信号を出力する。
【００３２】
フレームメモリ２０は、電子顕微鏡像（二次電子像）を記憶する。フレームメモリ２０は、走査信号に基づき指定されたアドレスの記憶領域に二次電子検出器１７の出力信号（二次電子の強度情報）を格納する。これにより、フレームメモリ２０に電子顕微鏡像が記憶される。
【００３３】
画像処理装置３０は、電子顕微鏡像を取得し、取得した電子顕微鏡像から粒子を抽出して個々の粒子の大きさ等の形状情報を取得する処理（粒子解析）などを行う。画像処理装置３０は、例えば、パーソナルコンピューター（ＰＣ）等の汎用のコンピューターを用いて構成される。画像処理装置３０は、処理部３１０と、操作部３２０と、表示部３３０と、記憶部３４０と、を含む。
【００３４】
操作部３２０は、ユーザーによる操作に応じた操作信号を取得し、処理部３１０に送る
処理を行う。操作部３２０の機能は、例えば、ボタン、キー、タッチパネル型ディスプレイ、マイクなどにより実現できる。
【００３５】
表示部３３０は、処理部３１０によって生成された画像を表示するものであり、その機能は、ＬＣＤ、ＣＲＴなどにより実現できる。
【００３６】
記憶部３４０は、処理部３１０が各種の計算処理を行うためのプログラムやデータ等を記憶している。また、記憶部３４０は、処理部３１０の作業領域として用いられ、処理部３１０が各種プログラムに従って実行した算出結果等を一時的に記憶するためにも使用される。記憶部３４０の機能は、ハードディスク、ＲＡＭなどにより実現できる。
【００３７】
処理部３１０は、電子顕微鏡像から粒子を抽出する処理、電子顕微鏡像に対するラベリング処理、電子顕微鏡像に対する収縮処理、粒子の形状情報を取得する処理、収縮処理の結果をユーザーに通知する処理、表示部３３０に各種の情報を表示させる処理などの処理を行う。処理部３１０の機能は、各種プロセッサ（ＣＰＵ、ＤＳＰ等）でプログラムを実行することにより実現することができる。なお、処理部３１０の機能の少なくとも一部を、ＡＳＩＣ（ゲートアレイ等）などの専用回路により実現してもよい。処理部３１０は、画像取得部３１２と、画像処理部３１４と、通知部３１６と、を含む。
【００３８】
画像取得部３１２は、試料Ｓの電子顕微鏡像を取得する。画像取得部３１２は、フレームメモリ２０から電子顕微鏡像の画像データを読み出して、電子顕微鏡像を取得する。
【００３９】
画像処理部３１４は、取得された電子顕微鏡像から粒子を抽出して、粒子解析を行う。具体的には、画像処理部３１４は、取得された電子顕微鏡像を二値化して二値画像を生成する。画像処理部３１４は、二値画像に対してラベリング処理を行って粒子を抽出し、抽出された粒子の形状情報（面積、周囲長、最大長、アスペクト比、円形度など）を算出する。ラベリング処理は、例えば、二値画像において白の画素（または黒の画素）が連続する領域ごとにラベル（番号、名称等）を付す処理である。
【００４０】
また、画像処理部３１４は、電子顕微鏡像の二値画像に対して収縮処理を行い、接触した複数の粒子を分離する。画像処理部３１４は、収縮処理により粒子が分離された場合には増加した粒子の数だけ粒子増加フラグを立て、収縮処理により粒子が消滅した場合には粒子減少フラグを立てる。粒子増加フラグおよび粒子減少フラグは、例えば、記憶部３４０に記憶される。
【００４１】
画像処理部３１４は、二値画像に対して複数回、収縮処理を行う場合には、収縮処理を行うごとに、ラベリング処理および粒子の形状情報を算出する処理を行う。
【００４２】
通知部３１６は、収縮処理により粒子の分離および消滅の少なくとも一方が起こったか否かを判定し、粒子の分離および消滅の少なくとも一方が起こったと判定した場合に、粒子の分離および消滅の少なくとも一方が起こったことを通知する。通知部３１６は、粒子増加フラグおよび粒子減少フラグに基づき、粒子の分離および消滅が起こったか否かを判断する。また、通知部３１６は、粒子増加フラグの数から収縮処理により粒子が増加した数を求め、粒子減少フラグの数から収縮処理により粒子が減少した数を求める。
【００４３】
通知部３１６は、収縮処理により粒子が増加した数および収縮処理により粒子が減少した数を通知する。また、通知部３１６は、収縮処理後の電子顕微鏡像（二値画像）を表示部３３０に表示させる制御を行い、収縮処理により１つの粒子が複数の粒子に分離した場合、収縮処理後の電子顕微鏡像において１つの粒子から分離された複数の粒子を互いに異なる色で表示部３３０に表示させる。また、通知部３１６は、収縮処理前の電子顕微鏡像
と、収縮処理後の電子顕微鏡像と、を重ねて表示部３３０に表示させる制御を行う。
【００４４】
２．  画像処理装置の処理
次に、画像処理装置３０の処理について説明する。図２は、画像処理装置３０の処理の流れの一例を示すフローチャートである。図３は、収縮処理（Ｓ５）の流れの一例を示すフローチャートである。
【００４５】
複数の粒子を含む試料Ｓを電子顕微鏡本体１０で撮影することにより、フレームメモリ２０に電子顕微鏡像（二次電子像）が記憶される。
【００４６】
まず、画像取得部３１２は、ユーザーが粒子解析処理を開始する指示（開始指示）を行ったか否かを判断し（Ｓ１）、開始指示が行われるまで待機する（Ｓ１のＮｏ）。画像取得部３１２は、例えば、操作部３２０を介して開始指示が入力された場合に、ユーザーが開始指示を行ったと判断する。
【００４７】
画像取得部３１２は、開始指示が行われたと判断した場合（Ｓ１のＹｅｓ）、フレームメモリ２０から電子顕微鏡像の画像データを読み出して、電子顕微鏡像を取得する（Ｓ２）。
【００４８】
次に、画像処理部３１４が、画像取得部３１２が取得した電子顕微鏡像を二値化し、二値画像を生成する（Ｓ３）。
【００４９】
二値化は、電子顕微鏡像を、白と黒の２階調に変換する処理である。図４は、複数の粒子を含む試料Ｓの電子顕微鏡像を二値化した画像（二値画像）を模式的に示す図である。電子顕微鏡像の二値画像２には、複数の粒子４（粒子の像）が含まれている。
【００５０】
次に、画像処理部３１４が、二値画像２に対してラベリング処理および粒子の形状情報を取得する処理を行う（Ｓ４）。
【００５１】
具体的には、画像処理部３１４は、二値画像を１画素ずつ（１ピクセルずつ）サーチし、白い画素が連続する領域を１つの粒子とみなしてラベルをつける。この処理は、二値画像の全画素に対して行われる。
【００５２】
図５は、図４に示す二値画像２に対してラベリング処理を行った結果を示す図である。図５では、二値画像２に含まれるｎ個の粒子４に対して、Ａ１，Ａ２，Ａ３，・・・Ａｎ−１，Ａｎのラベルが付されている。なお、図５では、便宜上、一部のラベルを図示している。
【００５３】
また、画像処理部３１４は、ラベリング処理の結果に基づき、各粒子４の面積、周囲長、最大長、アスペクト比、円形度等を算出し、各粒子４の形状情報を取得する。画像処理部３１４は、二値画像２に含まれるｎ個の粒子４の全部について、形状情報を取得する。
【００５４】
次に、画像処理部３１４が収縮処理を行う（Ｓ５）。
【００５５】
具体的には、図３に示すように、画像処理部３１４は、まず、二値画像２に対して収縮処理を行う（Ｓ５０）。
【００５６】
図６は、収縮処理を説明するための図である。収縮処理は、図６に示すように、二値画像において注目画素（白い画素）の周辺に１画素でも黒い画素があれば、注目画素を黒に置き換える処理である。図６では、収縮処理前の画像、１回目の収縮処理を行った後の画
像、および２回目の収縮処理を行った後の画像を図示している。収縮処理を行うことにより、収縮処理前の画像で１つの粒子とみなされた、接触した複数の粒子を分離することができる。
【００５７】
次に、画像処理部３１４は、収縮処理後の二値画像に対してラベリング処理および粒子の形状情報を取得する処理を行う（Ｓ５１）。この処理は、上述したステップＳ４の処理と同様に行われる。なお、粒子の形状情報を取得する処理の前に、収縮処理後の二値画像に対して膨張処理を行って粒子の大きさを元の大きさに戻してもよい。このとき、収縮処理により１つの粒子から分離した複数の粒子は、膨張処理により再び接触したとしても別々の粒子とみなされる。
【００５８】
次に、画像処理部３１４は、収縮処理前の二値画像２から１つの粒子４のみを含む領域を抽出する（Ｓ５２）。
【００５９】
図７は、収縮処理前の二値画像２から、ラベルＡ１の粒子４のみを含む領域を抽出した画像２ａである。
【００６０】
次に、画像処理部３１４は、収縮処理前の二値画像２における粒子と、収縮処理後の二値画像における粒子と、を比較する（Ｓ５３）。
【００６１】
具体的には、まず、収縮処理後の二値画像から、図７に示す画像２ａと同じ領域を抽出する。図８は、収縮処理後の二値画像から、図７に示す画像２ａと同じ領域（対応する領域）を抽出した画像３ａである。
【００６２】
画像処理部３１４は、収縮処理前の二値画像２から抽出した、ラベルＡ１の粒子４のみを含む領域の画像２ａと、収縮処理後の二値画像から抽出した、画像２ａと同じ領域の画像３ａと、を比較して、ラベルＡ１の粒子４が消滅したか否かを判定する（Ｓ５４）。
【００６３】
画像処理部３１４は、例えば、画像３ａに含まれる、白い画素が連続する領域を構成する画素数が所定数以下（例えば画像３ａに含まれる白い画素がゼロ）の場合に、ラベルＡ１の粒子４が消滅したと判断し、白い画素が連続する領域を構成する画素数が所定数より多い場合（例えば画像３ａに含まれる白い画素数が１以上）にはラベルＡ２の粒子４は消滅していないと判断する。
【００６４】
画像処理部３１４は、収縮処理によりラベルＡ１の粒子４が消滅したと判断した場合（Ｓ５４のＹｅｓ）、粒子減少フラグを立てる（Ｓ５５）。そして、画像処理部３１４は、ステップＳ５２に戻って、収縮処理前の二値画像２から次の粒子４（ラベルＡ２の粒子４）のみを含む領域（図９参照）を抽出し（Ｓ５２）、収縮処理後の二値画像から前記領域と同じ領域（図１０参照）を抽出する（Ｓ５３）。
【００６５】
図９は、収縮処理前の二値画像２から、ラベルＡ２の粒子４のみを含む領域を抽出した画像２ｂである。図１０は、収縮処理後の二値画像から、図９に示す画像２ｂと同じ領域を抽出した画像３ｂである。
【００６６】
画像処理部３１４は、画像２ｂと画像３ｂとを比較して、ラベルＡ２の粒子４が消滅したか否かを判定する（Ｓ５４）。画像処理部３１４は、ラベルＡ２の粒子４が消滅していないと判断した場合（Ｓ５４のＮｏ）、ラベルＡ２の粒子４が分離したか否かを判定する（Ｓ５６）。
【００６７】
具体的には、画像処理部３１４は、ラベリング処理（Ｓ５１）の結果基づき、画像３ｂ
に複数の粒子４が含まれている場合には、ラベルＡ２の粒子が分離したと判断する。また、画像３ｂに１つの粒子４だけが存在する場合にはラベルＡ２の粒子は分離していないと判断する。
【００６８】
図９および図１０に示すように、画像２ｂにおけるラベルＡ２の粒子４は、収縮処理により２つの粒子４（ラベルＢ１の粒子４およびラベルＢ２の粒子４）に分離されている。この場合、画像処理部３１４は、収縮処理により粒子が分離されたと判断し（Ｓ５６のＹｅｓ）、粒子増加フラグを立てる（Ｓ５７）。そして、画像処理部３１４は、ステップＳ５２に戻って、収縮処理前の二値画像２から次の粒子４（ラベルＡ３の粒子４）のみを含む領域（図１１参照）を抽出し（Ｓ５２）、収縮処理後の二値画像から前記領域と同じ領域（図１２参照）を抽出する（Ｓ５３）。
【００６９】
なお、図示はしないが、収縮処理前の二値画像２における１つの粒子が、収縮処理により３つの粒子に分離された場合には、画像処理部３１４は２つの粒子増加フラグを立てる。このように、画像処理部３１４は、収縮処理により増加した粒子４の数に応じた数の粒子増加フラグを立てる。
【００７０】
図１１は、収縮処理前の二値画像２から、ラベルＡ３の粒子４のみを含む領域を抽出した画像２ｃである。図１２は、収縮処理後の二値画像から、図１１に示す画像２ｃと同じ領域を抽出した画像３ｃである。
【００７１】
画像処理部３１４は、画像２ｃと画像３ｃとを比較して、ラベルＡ３の粒子４が消滅したか否かを判定する（Ｓ５４）。画像処理部３１４は、ラベルＡ３の粒子４が消滅していないと判断した場合（Ｓ５４のＮｏ）、ラベルＡ３の粒子４が分離したか否かを判定する（Ｓ５６）。
【００７２】
図１１および図１２に示すように、画像３ｃにおける粒子４の数は１つであり、ラベルＡ３の粒子４は、収縮処理により消滅も分離もしていない。
【００７３】
画像処理部３１４は、ラベルＡ３の粒子４が分離していないと判断した場合（Ｓ５６のＮｏ）、収縮処理前の二値画像２に含まれる、すべての粒子４について収縮処理後の二値画像との比較が行われたか否かを判定する（Ｓ５８）。画像処理部３１４は、収縮処理前の二値画像２に対するラベリング処理（Ｓ４）で抽出されたすべての粒子４（ラベルＡ１〜ラベルＡＮのｎ個の粒子４）について収縮処理後の二値画像との比較が行われるまで、繰り返しステップＳ５２〜Ｓ５８の処理を行う。
【００７４】
画像処理部３１４は、ラベルＡＮの粒子４について収縮処理後の画像との比較が行われたと判断した場合（Ｓ５８のＹｅｓ）、収縮処理が設定された回数だけ行われたか否かを判定する（Ｓ５９）。収縮処理の回数は、適宜設定可能であり、収縮処理の設定回数はあらかじめ記憶部３４０に記憶されている。
【００７５】
画像処理部３１４は、収縮処理を行った回数をカウントしており、その回数が設定回数未満の場合（Ｓ５９のＮｏ）、ステップＳ５０に戻る。一方、収縮処理を行った回数が設定回数となった場合（Ｓ５９のＹｅｓ）、画像処理部３１４は収縮処理を終了する。
【００７６】
次に、通知部３１６が、収縮処理により粒子の分離および消滅の少なくとも一方が起こったか否かを判定し、粒子の分離および消滅の少なくとも一方が起こったと判定された場合に、その旨を通知する処理を行う（Ｓ６）。
【００７７】
具体的には、通知部３１６は、粒子増加フラグの数から収縮処理により粒子が増加した
数を求め、粒子減少フラグの数から収縮処理により粒子が減少した数を求める。そして、通知部３１６は、収縮処理前のラベリング処理（Ｓ４）で計数された粒子４の数、および収縮処理後のラベリング処理（Ｓ５１）により計数された粒子４の数とともに、粒子が増加した数および粒子が減少した数を、収縮処理の結果として、表示部３３０に表示させる制御を行う。
【００７８】
図１３は、収縮処理の結果を示す画像６の一例を示す図である。通知部３１６は、表示部３３０に図１３に示す画像６を表示させる制御を行い、ユーザーに収縮処理の結果を通知する。画像６には、収縮処理前の二値画像に含まれる全粒子数、収縮処理後の二値画像に含まれる全粒子数、収縮処理により減少した粒子数、および収縮処理により増加した粒子数、の情報が含まれる。
【００７９】
また、通知部３１６は、収縮処理後の二値画像を表示部３３０に表示させる制御を行う。このとき、収縮処理により１つの粒子が複数の粒子に分離した場合、表示部３３０に表示される収縮処理後の二値画像において１つの粒子から分離された複数の粒子を互いに異なる色で表示部３３０に表示させる。
【００８０】
図１４は、収縮処理後の二値画像の表示例を説明するための図であり、収縮処理後の二値画像の一部を拡大して示す図である。例えば、図９に示す収縮処理前の画像２ｂにおけるラベルＡ２の粒子４が、収縮処理により図１０に示すように２つの粒子４（ラベルＢ１の粒子４およびラベルＢ２の粒子４）に分離した場合、通知部３１６は、図１４に示す収縮処理後の二値画像において２つの粒子４を互いに異なる色で表示させる。これにより、ユーザーは、収縮処理により粒子４が分離したことを視覚的に把握できる。
【００８１】
また、通知部３１６は、収縮処理前の電子顕微鏡像の二値画像と、収縮処理後の電子顕微鏡像の二値画像と、を表示部３３０に表示させる制御を行う。
【００８２】
図１５〜図１７は、収縮処理前の電子顕微鏡像の二値画像２と、収縮処理後の電子顕微鏡像の二値画像３、の表示方法を説明するための図である。
【００８３】
通知部３１６は、例えば、図１５に示すように、二値画像２と二値画像３とを並べて表示部３３０に表示させる制御を行う。また、通知部３１６は、例えば、図１６に示すように、二値画像２と二値画像３とを重ねて表示部３３０に表示させる制御を行う。このとき、下に位置する二値画像２の粒子が上に位置する二値画像３の粒子とともに表示されるように、二値画像３の透明度（不透明度）を調整する。この結果、図１７に示すように、収縮処理前の粒子と収縮処理後の粒子とが重なった画像２３が表示部３３０に表示される。なお、図１７に示す画像２３は、二値画像２と二値画像３とを重畳した画像の一部を示している。
【００８４】
また、通知部３１６は、各粒子の形状情報のリストを表示部３３０に表示させる制御を行う。通知部３１６は、例えば、二値画像に対する収縮処理を、複数回行った場合には、収縮処理ごとの各粒子の形状情報のリストを表示部３３０に表示させる制御を行ってもよい。
【００８５】
通知部３１６がユーザーに収縮処理の結果および粒子の形状情報を通知した後、処理部３１０は処理を終了する。
【００８６】
画像処理装置３０は、例えば、以下の特徴を有する。
【００８７】
画像処理装置３０は、複数の粒子を含む試料Ｓを撮影して得られた電子顕微鏡像を取得
する画像取得部３１２と、電子顕微鏡像（二値画像２）に対して収縮処理を行う画像処理部３１４と、収縮処理により粒子の分離および消滅の少なくとも一方が起こったか否かを判定し、粒子の分離および消滅の少なくとも一方が起こったと判定された場合に、その旨を通知する通知部３１６と、を含む。そのため、画像処理装置３０では、収縮処理により粒子の分離および消滅の少なくとも一方が起こった場合に、その旨を通知することができる。したがって、ユーザーは収縮処理により粒子の分離および消滅が起こったことを容易に把握することができる。
【００８８】
画像処理装置３０では、通知部３１６は、収縮処理により粒子が増加した数および収縮処理により粒子が減少した数を通知する。そのため、画像処理装置３０では、ユーザーに、収縮処理により粒子が増加した数および収縮処理により粒子が減少した数を通知することができる。したがって、ユーザーは収縮処理の効果を、定量的に把握することができる。
【００８９】
画像処理装置３０では、通知部３１６は、収縮処理後の電子顕微鏡像（二値画像）を表示部３３０に表示させる制御を行う。このとき、通知部３１６は、収縮処理により１つの粒子が複数の粒子に分離した場合、表示部３３０に表示される収縮処理後の粒子画像において、１つの粒子から分離された複数の粒子を互いに異なる色で表示部３３０に表示させる。そのため、画像処理装置３０では、収縮処理により分離した複数の粒子を互いに異なる色で表示部３３０に表示することができる。したがって、ユーザーは収縮処理の効果を、視覚的に把握することができる。
【００９０】
画像処理装置３０では、通知部３１６は、収縮処理前の電子顕微鏡像（二値画像２）に含まれる粒子の数、および収縮処理後の電子顕微鏡像（二値画像３）に含まれる粒子の数を、表示部３３０に表示させる制御を行う。そのため、画像処理装置３０では、収縮処理前の電子顕微鏡像（二値画像２）に含まれる粒子の数、および収縮処理後の電子顕微鏡像（二値画像３）に含まれる粒子の数を、表示部３３０に表示することができる。したがって、ユーザーは収縮処理の効果を、定量的に把握することができる。
【００９１】
画像処理装置３０では、通知部３１６は、収縮処理前の電子顕微鏡像（二値画像２）と、収縮処理後の電子顕微鏡像（二値画像３）と、を重ねて表示部３３０に表示させる制御を行う。そのため、画像処理装置３０では、収縮処理前の電子顕微鏡像（二値画像２）と、収縮処理後の電子顕微鏡像（二値画像３）と、を重ねて表示部３３０に表示することができる。したがって、ユーザーは収縮処理の効果を、視覚的に把握することができる。
【００９２】
画像処理装置３０では、画像処理部３１４は、粒子画像を二値化した後に、収縮処理を行う。そのため、画像処理装置３０では、ラベリング処理や、粒子の形状情報を算出する処理を簡略化できる。
【００９３】
上述したように、画像処理装置３０では、ユーザーは収縮処理の効果を、視覚的、定量的に把握することができる。そのため、画像処理装置３０では、収縮処理により粒子が適切に分離されているか否かを容易に把握することができる。したがって、収縮処理の条件（収縮処理の回数）が適切であったか否かの判断を容易に行うことができる。
【００９４】
電子顕微鏡１は、画像処理装置３０を含むため、収縮処理により粒子の分離および消滅の少なくとも一方が起こった場合に、その旨を通知することができる。したがって、電子顕微鏡１によれば、ユーザーは収縮処理により粒子の分離および消滅が起こったことを容易に把握することができる。
【００９５】
本実施形態に係る画像処理方法は、複数の粒子を含む試料Ｓを撮影して得られた電子顕
微鏡像を取得する工程と、電子顕微鏡像に対して収縮処理を行う工程と、収縮処理により粒子の分離および消滅の少なくとも一方が起こったか否かを判定し、粒子の分離および消滅の少なくとも一方が起こったと判定された場合に、粒子の分離および消滅の少なくとも一方が起こったことを通知する工程と、を含む。そのため、本実施形態に係る画像処理方法では、収縮処理により粒子の分離および消滅の少なくとも一方が起こった場合に、その旨を通知できるため、ユーザーは収縮処理により粒子の分離および消滅が起こったことを容易に把握することができる。
【００９６】
３．  変形例
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
【００９７】
例えば、上述した実施形態では、複数の粒子を含む試料Ｓを撮影して得られた電子顕微鏡像（二次電子像）を用いて、収縮処理を含む粒子解析を行う場合について説明したが、本発明に係る画像処理装置において、収縮処理を含む粒子解析の対象となる粒子画像は電子顕微鏡像に限定されない。例えば、粒子解析の対象となる粒子画像は、反射電子像や、透過電子顕微鏡像（ＴＥＭ像）、走査透過電子顕微鏡像（ＳＴＥＭ像）などであってもよい。また、例えば、粒子解析の対象となる粒子画像は、複数の粒子を含む試料Ｓを分析して得られた元素マップであってもよい。元素マップは、元素の分布を示す画像であり、例えば、電子ビームを二次元走査しながら各元素に固有のＸ線の強度を測定し、その強度に応じた輝度変調を、走査信号と同期させて画像化することにより得られる。また、粒子解析の対象となる粒子画像は、複数の粒子を含む試料Ｓを光学顕微鏡で撮影して得られた光学顕微鏡像であってもよい。
【００９８】
また、例えば、上述した実施形態では、画像処理部３１４が電子顕微鏡像を二値化して、ラベリング処理や収縮処理などの処理を行ったが、画像処理部３１４は電子顕微鏡像を二値化せずに、そのまま（すなわち多値画像のまま）ラベリング処理や収縮処理などの処理を行ってもよい。
【００９９】
また、例えば、上述した実施形態では、本発明に係る分析装置として、電子顕微鏡（走査電子顕微鏡）を例に挙げて説明したが、本発明に係る分析装置はこれに限定されない。本発明に係る分析装置は、複数の粒子を含む試料Ｓを撮影または分析して粒子画像を取得できる装置であればよく、例えば、透過電子顕微鏡や、走査透過電子顕微鏡、電子プローブマイクロアナライザー、集束イオンビーム加工観察装置、オージェマイクロプローブ、光電子分光装置、光学顕微鏡などであってもよい。
【０１００】
なお、上述した実施形態及び変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば各実施形態及び各変形例は、適宜組み合わせることが可能である。
【０１０１】
本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【符号の説明】
【０１０２】
１…電子顕微鏡、２…二値画像、２ａ…画像、２ｂ…画像、２ｃ…画像、３…二値画像、３ａ…画像、３ｂ…画像、３ｃ…画像、４…粒子、６…画像、１０…電子顕微鏡本体、１２…電子源、１３…集束レンズ、１４…対物レンズ、１５…偏向器、１６…試料ステージ
、１７…二次電子検出器、１８…ＥＤＳ検出器、２０…フレームメモリ、２３…画像、３０…画像処理装置、３１０…処理部、３１２…画像取得部、３１４…画像処理部、３１６…通知部、３２０…操作部、３３０…表示部、３４０…記憶部
【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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