(57)【要約】【課題】  分光データの主成分分析に要する時間を短縮できる分光データ処理装置を提供することを目的とする。【解決手段】  試料における複数の領域毎に取得した分光データを処理する分光データ処理装置６であって、分光データの主成分分析を行う分析部１３を有し、分析部は、前記複数の領域のうちの第１の領域の第１の分光データの主成分分析を行うことで固有ベクトルを取得し、前記固有ベクトルを用いて、前記複数の領域のうちの前記第１の領域と異なる第２の領域の第２の分光データの主成分分析を行うことを特徴とする分光データ処理装置。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料における複数の領域毎に取得した分光データを処理する分光データ処理装置であって、
前記分光データの主成分分析を行う分析部を有し、
前記分析部は、前記複数の領域のうちの第１の領域の第１の分光データの主成分分析を行うことで固有ベクトルを取得し、前記固有ベクトルを用いて、前記複数の領域のうちの前記第１の領域と異なる第２の領域の第２の分光データの主成分分析を行う
ことを特徴とする分光データ処理装置。
【請求項２】
前記分析部は、前記固有ベクトルと、前記第１及び第２の領域と異なる領域における分光データを用いて取得した固有ベクトルの少なくとも１つと、の平均値を用いて、前記第２の分光データの主成分分析を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の分光データ処理装置。
【請求項３】
前記第１の領域は、前記第２の分光データを取得する直前に分光データの取得が行われた領域である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の分光データ処理装置。
【請求項４】
前記第１の領域は、前記第２の領域と隣接している
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の分光データ処理装置。
【請求項５】
前記分析部は、前記固有ベクトルと、前記第２の領域と隣接し且つ前記第１の領域と異なる領域における分光データを用いて取得した固有ベクトルの少なくとも１つと、の平均値を用いて、前記第２の分光データの主成分分析を行う
ことを特徴とする請求項４に記載の分光データ処理装置。
【請求項６】
前記第２の分光データの取得が終了してから前記第２の分光データの主成分分析を行うことで固有ベクトルを取得するまでの所要時間Ｔｅと、前記第２の分光データの取得が終了してから前記第１及び第２の領域と異なる第３の領域の分光データの取得が終了するまでの所要時間Ｔｉと、を比較する時間比較部を更に有し、
前記分析部は、ＴｅがＴｉより長い場合は、前記第１の分光データの主成分分析を行うことで取得した固有ベクトルを用いて前記第２の分光データの主成分分析を行い、ＴｅがＴｉより短い場合又はＴｅとＴｉとが等しい場合は、前記第２の分光データの主成分分析を行うことで取得した固有ベクトルを用いて前記第２の分光データの主成分分析を行う
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の分光データ処理装置。
【請求項７】
前記第２の分光データの取得が終了してから前記第２の分光データの主成分分析を行うことで固有ベクトルを取得するまでの所要時間Ｔｅと、前記第２の分光データの取得が終了してから前記複数の領域のうち最後に分光データの取得が行われる領域の分光データの取得が終了するまでの所要時間Ｔａと、を比較する時間比較部を更に有し、
前記分析部は、ＴｅがＴａより長い場合は、前記第１の分光データの主成分分析を行うことで取得した固有ベクトルを用いて前記第２の分光データの主成分分析を行い、ＴｅがＴａより短い場合又はＴｅとＴａとが等しい場合は、前記第２の分光データの主成分分析を行うことで取得した固有ベクトルを用いて前記第２の分光データの主成分分析を行う
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の分光データ処理装置。
【請求項８】
試料の分光データを測定する分光測定部と、
前記分光データを処理する請求項１乃至７のいずれか一項に記載の分光データ処理装置と、を有する
ことを特徴とする分光測定装置。
【請求項９】
試料における複数の領域毎に取得した分光データを処理する分光データ処理方法であって、
前記分光データの主成分分析を行う分析ステップを有し、
前記分析ステップでは、前記試料上の第１の領域の第１の分光データの主成分分析を行うことで固有ベクトルを取得し、前記固有ベクトルを用いて、前記試料上の前記第１の領域と異なる第２の領域の第２の分光データの主成分分析を行う
ことを特徴とする分光データ処理方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の分光データ処理方法をコンピュータに実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分光データの主成分分析を行う分光データ処理装置、及び分光データ処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療分野では、顕微鏡を用いた生体試料の拡大観察が広く行われている。生体試料は生体組織を薄く切って作成されるが、無色透明に近いため染色を施すことが多い。
【０００３】
一方、生体組織には多数種の物質が含まれており、それらの組成の違いや化学的状態を調べるために、様々な分光法による生体試料の分光スペクトルの測定が行われている。分光法としては、紫外分光、可視分光、Ｘ線分光、ラマン分光、誘導ラマン分光、コヒーレントアンチストークスラマン分光、赤外吸収分光、質量分析等がある。特に、生体試料の画像情報と、これに対応する分光スペクトルを測定する分光測定装置を用いた観測方法は分光イメージング法と呼ばれる。この観測方法によって、生体試料を染色することなく、その形態や組成、物質の化学的状態等の情報を取得できる。
【０００４】
分光スペクトルを含む分光データの解析方法として、ある波長域またはエネルギー領域の強度情報を変量として取り扱う多変量解析が採用されている。多変量解析の一種である主成分分析や独立成分分析によれば、生体試料に含まれる各成分の分光スペクトルが複雑であっても、生体試料の化学的状態の分類や検量が可能である。特許文献１には、画素毎の分光スペクトルの主成分分析を行い、主成分スコアの分布を求めることで生体試料の形態情報や組成を調べる方法が記載されている。
【０００５】
また、生体試料の観察では、細胞サイズの領域を高倍率で観察すると共に、より大きな組織サイズを観察することが求められる。そこで、特許文献２では、組織サイズの領域を複数の領域（タイル）に分割して、高倍率の顕微鏡で領域毎の拡大画像を取得する。取得した複数の拡大画像を貼り合わせる（タイリングする）ことで全体画像を生成し、その全体画像の観察を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１７４９０６号公報
【特許文献２】特開２０１１−１９６８５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
分光データの主成分分析を行う場合には、分光スペクトルに対して固有ベクトルを作用させて主成分スコアを取得する。特許文献１では、予め成分の分かっている標準試料の固有ベクトルを求めておき、その固有ベクトルを分光データの主成分分析に用いる方法が記載されている。しかし、試料に未知の成分が含まれていると、固有ベクトルが適したものにはならず、主成分分析の精度が十分でない場合がある。
【０００８】
また、固有ベクトルは、タイルを構成する複数の画素の分光スペクトルに対して分散共分散行列等を用いて、数十から数百次元あるいはそれ以上の高次元の固有値問題を解くことで求められる。そのため、タイル毎に取得した分光データの全てについて固有ベクトルを求めると、情報処理に多大な時間を要する。
【０００９】
上述の事情から、試料の全体画像を取得する場合に、適切な固有ベクトルを速やかに取得し、分光データの主成分分析を行うという課題があった。
【００１０】
本発明は上述の課題に鑑み、分光データの主成分分析に要する時間を短縮できる分光データ処理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】
【００１１】
本発明の一側面としての分光データ処理装置は、試料における複数の領域毎に取得した分光データを処理する分光データ処理装置であって、前記分光データの主成分分析を行う分析部を有し、前記分析部は、前記複数の領域のうちの第１の領域の第１の分光データの主成分分析を行うことで固有ベクトルを取得し、前記固有ベクトルを用いて、前記複数の領域のうちの前記第１の領域と異なる第２の領域の第２の分光データの主成分分析を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の一側面としての分光データ処理装置によれば、分光データの主成分分析に要する時間を短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１及び第２の実施形態の分光測定装置と分光データ処理装置のブロック図。
【図２】第１の実施形態の分光測定装置の構成を説明する図。
【図３】第１の実施形態における分光データ処理方法のフローチャート。
【図４】第１の実施形態の分光測定装置を用いて取得した試料の画像を説明する図。
【図５】第２の実施形態における分光データ処理方法のフローチャート。
【図６】従来の分光測定装置における分光データ処理方法のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（第１の実施形態）
本実施形態における分光測定装置の構成について、図１から図３を参照して説明する。
【００１５】
図１（ａ）は、本実施形態における分光測定装置のブロック図である。本実施形態における分光測定装置は、分光測定部１５と分光データ処理装置６と主記憶部７とを有する分光イメージング法が適用可能な分光測定装置である。
【００１６】
分光測定部１５は、試料を複数の領域に分割して、領域毎に分光データを測定する部分である。分光データ処理装置６は、分光測定部１５が取得した分光データを処理する部分で、具体的には、ＣＰＵ、メモリ、記憶デバイス等を備えたコンピュータである。分光データ処理装置６は、分光測定部１５と接続されている。主記憶部７は、分光測定部１５が取得した分光データを記憶する部分で、ハードディスク等の外部記憶装置である。
【００１７】
なお、本明細書では、各タイル及び各タイル中の各画素の位置情報と関連付けられた複数の分光スペクトルをまとめて「分光データ」と呼ぶ。本実施形態では、一例として試料の吸収スペクトルを分光スペクトルとして用いている。
【００１８】
本実施形態における分光測定装置の詳細な構成を図２に示した。分光測定部１５は、光源１と光学系２、ステージ３、検出器４、制御部５、分光素子１１を有する。制御部５は分光データ処理装置６及び主記憶部７と接続されている。
【００１９】
光源１は、試料１０を分光測定するための電磁波を放射する。光源１は、電磁波の波長を変えることができる波長可変型の光源でも良く、また、広帯域の電磁波を放射するものでも良い。具体的には、ハロゲンランプ、重水素ランプ、赤外線ランプ、レーザー、Ｘ線管、発光ダイオード等が挙げられる。また、同種または異なる種類の２以上の光源を組み合わせて使用しても良い。電磁波の帯域は、マイクロ波、テラヘルツ波、赤外光、可視光、紫外光、真空紫外光、Ｘ線等であっても良い。なお、本実施形態の試料１０は、生体試料である。
【００２０】
光学系２は、光源１から放出された電磁波を試料１０に導く部分である。光源１から放出された電磁波は、光学系２で収束され、試料１０に入射する。
【００２１】
ステージ３は、試料１０が配置される部分で、ステージ３を移動することで測定領域を適宜変更する。ステージ３の移動は、制御部５によって制御される。
【００２２】
検出器４は、試料１０を透過した電磁波を検出する部分である。検出器４には、ＣＣＤやＣＭＯＳ型のエリアセンサー等を用いることができる。本実施形態では、検出器４によって一度に検出できる領域を１タイルとして、試料１０を複数のタイルに分割して測定する。各タイルは、検出器の有効画素数に応じた複数の画素で構成される。
【００２３】
検出器４と試料１０との間には、分光素子１１が配置されている。光源１に広帯域の電磁波を放射する光源を用いた場合、分光素子１１を透過する波長を変化させることで分光スペクトルを測定することができる。光源１が可変波長型である場合には、波長を変えながら測定を行えば良く、この場合、分光素子１１は用いても用いなくても良い。
【００２４】
制御部５はステージ３や他の構成の制御や、各タイルの位置座標及び各画素の位置情報の取得を行う部分で、具体的には、ＣＰＵ、メモリ、記憶デバイス等を備えたコンピュータである。各タイルの位置情報として、制御部５が制御しているステージ３の位置を表す位置座標や、試料１０上の任意の位置又は任意のタイルからの相対的な位置を表す位置座標等が挙げられる。
【００２５】
制御部５のメモリには、図３（ａ）に示した分光データ処理方法のステップＳ１０１からステップＳ２に対応するプログラムが記憶されており、ＣＰＵがそれを読み込んで実行することで各処理が行われる。なお、本実施形態では、制御部５と分光データ処理装置６とを別のコンピュータで構成したが、制御部５と分光データ処理装置６とを１つのコンピュータで構成しても良い。その場合、コンピュータには、図３（ａ）に示した本実施形態の分光データ処理方法のステップＳ１０１からステップＳ１１に対応するプログラムが記憶され、ＣＰＵがそれを読みこんで実行することにより各処理が行われる。
【００２６】
上述の構成から、試料１０を透過した電磁波を検出して各画素の分光スペクトルが取得できる。また、試料１０上の各タイル及び各画素の位置情報が取得され、対応する分光スペクトルと関連付けられている。なお、上記の分光スペクトルは、吸収スペクトルであっても良く、また蛍光スペクトル、ラマンスペクトル、Ｘ線スペクトル等であっても良い。さらには、２以上の波長を有する電磁波を放射する光源を用いることによって、誘導ラマンスペクトル、コヒーレントアンチストークスラマンスペクトルの取得にも適用できる。
【００２７】
このようにして得られた分光データは、制御部５から主記憶部７に送られ、主記憶部７に記憶される。
【００２８】
分光データは、制御部５から分光データ処理装置６に送られる。分光データ処理装置６は、領域（タイル）毎に取得した分光データを受け取って主成分分析を行う。
【００２９】
なお、分光データ処理装置６には、表示部８及び指示部９が接続されている。表示部８は、ディスプレイである。表示部８には、分光データ処理装置６が生成した試料１０の画像が分光データ処理装置によって表示される。指示部９は、ユーザからの指示が入力される部分であり、キーボード、マウス等を含む。
【００３０】
分光データ処理装置６の構成と分光データ処理方法を詳細に説明する。図１（ｂ）に本実施形態における分光データ処理装置の機能ブロック図を示した。図１（ｂ）に示したように、分光データ処理装置６は、分析部１３と記憶部１２とを備える。具体的には、ＣＰＵが分析部１３の機能を、メモリ又は記憶デバイスが記憶部１２の機能を有する。
【００３１】
分析部１３は、分光データの主成分分析を行う。より詳細には、一個のタイル内の一部あるいは全ての画素について分光データの主成分分析を行う。記憶部１２は、主成分分析の過程で得られた固有ベクトルを記憶する部分である。
【００３２】
分光データ処理装置６による分光データの処理方法について、図３を参照して説明する。図３（ａ）は、本実施形態の分光データ処理方法のフローチャートである。分光データ処理装置のメモリに図３（ａ）に示した分光データ処理方法のステップＳ３からステップＳ１１に対応するプログラムが記憶されており、ＣＰＵがそれを読み込んで実行することで各処理が行われる。
【００３３】
まず、分光測定装置の分光測定部１５で各タイルの分光データを取得する。より詳細には、試料上の任意の領域を測定できるように制御部５がステージ３を移動させ、この領域の位置情報を主記憶部７に記憶する（Ｓ１０１）。説明の簡略のため、この領域を第１のタイル（第１の領域）と呼ぶ。続いて、制御部５は検出器４の検出結果から第１のタイルの各画素の分光スペクトルを取得し（Ｓ１）、各画素の位置情報と併せて分光データとして主記憶部７に記憶する（Ｓ２）。主記憶部７に記憶された分光データ（第１の分光データ）は分光データ処理装置６の分析部１３に送られる。
【００３４】
分析部１３は、第１の分光データを受け取り、第１のタイル内の一部あるいは全ての画素の分光データの主成分分析を行う（Ｓ３）。主成分分析を行うにあたって取得される固有ベクトルは、主成分スコアの分散が最大になるように分散共分散行列によって求められる。分析部１３が、第１の分光データの主成分分析を行って算出した固有ベクトルは、記憶部１２に記憶される（Ｓ４）。
【００３５】
また、分析部１３は、取得した固有ベクトルを用いて主成分スコアを取得する。主成分スコアは、第１から第ｎ主成分スコアが取得される。主成分スコアは、各主成分について主成分分析に用いるデータの数、すなわち画素数に応じて複数取得される。取得した主成分スコアは、各画素の位置情報とともに記憶部１２に記憶される（Ｓ４）。
【００３６】
次に、試料１０上の第１のタイルと異なる第２のタイル（第２の領域）を測定できるように制御部５がステージ３を移動させて、その位置情報を取得する。取得した位置情報は主記憶部７に記憶する（Ｓ５）。その後、制御部５が第２のタイルにおける分光データ（第２の分光データ）を取得して、各画素の位置情報（アドレス）と併せて主記憶部７に記憶する（Ｓ６）。なお、第２のタイルは第１のタイルと異なる領域であると記載したが、第１のタイルと第２のタイルは一部同じ領域を含んでいても良い。
【００３７】
分析部１３は、第２の分光データの主成分分析を、第１のタイルと異なる手順で行う。具体的には、分散共分散行列による固有ベクトルの算出を行わず、測定済みのタイルで取得した第一の分光データの主成分分析を行うことで算出した固有ベクトルを用いて主成分分析を行う。分析部１３は、記憶部１２に記憶されている固有ベクトルを読み出し（Ｓ７）、読み出した固有ベクトルを用いて主成分分析を行い、主成分スコアを取得する。取得した主成分スコアは、記憶部１２に記憶される（Ｓ８）。
【００３８】
続いて、分光データ処理装置６で取得した主成分スコアと各画素の位置情報とを用いて、各タイルの主成分スコアをプロットした主成分スコアプロット図を作成する（Ｓ９）。なお、主成分スコアプロット図の作成は、全てのタイルの測定が完了してからまとめて行っても良い。
【００３９】
ステップＳ１０では、制御部５が、試料上の全てのタイルの測定が完了したかを判断する。測定が完了していない場合には、ステップＳ５からＳ９を繰り返す。全てのタイルの測定が完了したら、分光データ処理装置６が、各タイルの位置情報に基づいて複数の主成分スコアプロット図をつなぎ合わせて（タイリングして）、試料１０の全体画像を生成する（Ｓ１１）。取得した全体画像は、分光データ処理装置６から表示部８に送られ、表示部８で表示される。
【００４０】
主成分スコアプロット図の作成とタイリングについて図４を参照して説明する。図４（ａ）は各タイルの主成分スコアプロット図と全体画像の模式図であり、図４（ｂ）は主成分スコアプロット図を説明する図である。
【００４１】
図４（ａ）には、試料１０を３つのタイルに分割して測定した場合の例を示している。各タイルについて取得した主成分スコアを画素の位置情報に基づいてプロットすることで、各タイルの主成分スコアプロット図Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３を生成する。その後、３つの主成分スコアプロット図をタイリングすると、試料１０の全体画像Ｂ４が生成できる。
【００４２】
また、同一の分光データＢ５から取得された複数の主成分スコアから任意の主成分スコアを用いて主成分スコアプロット図を生成しても良い。図４（ｂ）では、第１主成分スコアプロット図Ｂ６と第２主成分スコアプロット図Ｂ７を生成し、それらを重ね合わせた主成分スコアプロット図Ｂ８を生成している。このように、複数の異なる主成分スコアを用いて生成した複数の主成分スコアプロット図を重ね合わせると、各主成分スコア間の関係性を効果的に表現できる。画像の生成に用いる主成分スコアはユーザが指示部９から設定しても良い。
【００４３】
図３（ｂ）に本実施形態における分光データ処理装置６が分光データ処理方法における各処理を行うタイミングを示した。本実施形態では、分光データに対して主成分分析を行う場合、固有ベクトルをタイル毎に取得するのではなく、先に取得した固有ベクトルを用いている。
【００４４】
ここで比較のために、本実施形態を適用しない場合の分光データ処理装置について考える。図６（ａ）に従来の分光データ処理装置に係るフローチャートを示し、図６（ｂ）に分光データ処理の各処理のタイミングを示した。なお、各タイルの分光データ取得時間、タイル移動時間、固有ベクトル取得時間、主成分スコア取得時間、及び主成分スコアプロット図生成時間は、従来の分光測定装置でも本実施形態の分光測定装置でも同じであるとした。
【００４５】
本実施形態を適用しない場合には、分光データ毎に固有ベクトルを求める。具体的には、まず、ステップＳ２４からステップＳ２６において、本実施形態のステップＳ０からステップＳ２と同じようにタイルの分光データを取得する。ステップＳ２８で全てのタイルの測定が完了したかを判断し、完了していない場合は測定領域を変えて（Ｓ２７）、ステップＳ２６に戻って分光データを取得する。全てのタイルの測定が完了したら、主成分分析を行って（Ｓ２９）各タイルの固有ベクトルと主成分スコアを取得する（Ｓ３０）。
【００４６】
それに対し本実施形態では、先に取得した固有ベクトルを用いて主成分分析を行うため、固有ベクトルを求める回数を減らすことができる。その結果、固有ベクトルを求めるために高次の行列計算を毎回行う必要がなく、主成分分析を行う時間が短くなるため、試料の画像の取得に要する時間を短縮できる。
【００４７】
また、本実施形態では、試料の測定結果から固有ベクトルを求めて主成分分析を行っている。そのため、標準試料を用いる場合よりも適切な固有ベクトルを用いることができ、精度の良い主成分分析が可能となる。
【００４８】
第２の分光データの主成分分析を行う場合に用いる固有ベクトルは、最初に測定したタイルの分光データから取得したものでも良く、他の適当なタイルの分光データから取得したものでも良い。また、複数のタイルの分光データから取得した固有ベクトルの平均値でも良い。固有ベクトルは試料の組成や状態によって変化するため、平均値を用いることで主成分分析の精度が向上する。
【００４９】
さらに、第２のタイルと隣接する１つ又は複数のタイルの分光データから取得した固有ベクトルを用いる方法でも良い。常に隣接するタイルの固有ベクトルを用いて主成分分析を行う方法として、固有ベクトルを算出するタイルと固有ベクトルを算出しないタイルとを予め設定しておく方法が挙げられる。この場合、固有ベクトルを算出しないタイルと隣接する全てのタイルが、固有ベクトルを算出するタイルとなるように設定すれば良い。
【００５０】
このように設定すれば、分光データを主成分分析する際、固有ベクトルを算出しないタイルのいずれにおいても、隣接するタイルの固有ベクトルを用いることができる。また、周囲の隣接するタイル全ての固有ベクトルが分かるため、その平均値を用いて主成分分析を行えば、より適切な固有ベクトルを用いた高精度な処理が可能となる。
【００５１】
（第２の実施形態）
上述した第１の実施形態とは異なる形態の分光測定装置について、図１（ｃ）及び図５を参照して説明する。なお、前述の第１の実施形態と共通する部分についての説明は省略する。
【００５２】
本実施形態における分光測定装置は、分光データ処理装置６の構成が第１の実施形態と異なる。第１の実施形態の分光データ処理装置６は、記憶部１２と分析部１３とを有していたが、本実施形態では、更に、時間比較部１４を有している。すなわち、本実施形態における分光データ処理装置が、ＣＰＵ、メモリ、記憶デバイス等を備えたコンピュータで、ＣＰＵが記憶部１２、分析部１３、時間比較部１４の機能を有している。分光データ処理装置のメモリに図５（ａ）のステップＳ１４からＳ２３に対応するプログラムが記憶されており、ＣＰＵがそのプログラムを読み込んで実行することで各処理が行われる。
【００５３】
図５（ａ）に本実施形態における分光測定装置のフローチャートを示した。図５（ａ）に示すように、第２のタイル（第２の領域）の測定が可能な位置に制御部５がステージ３を移動させて、その位置情報を主記憶部７に記憶する（Ｓ１１１）。その後、制御部５は、検出器４の検出結果から第２のタイルの分光データ（第２の分光データ）を取得して（Ｓ１２）、記憶部１２に記憶する（Ｓ１３）。
【００５４】
時間比較部１４は、所要時間Ｔｉと所要時間Ｔｅとの比較を行う（Ｓ１４）。所要時間Ｔｉは、第２の分光データの取得が終了してから第３のタイルの分光データの取得が終了するまでの所要時間である。所要時間Ｔｅは、第２の分光データの取得が終了してから第２の分光データの主成分分析を行って固有ベクトルの取得が終了するまでの所要時間である。前述の第３のタイルは、第２のタイルが測定された直後に測定されるタイルである。所要時間ＴｉとＴｅは、所定の値を用いても良いし、時間比較部１４で実際に分光データの取得に要した時間や固有ベクトルの算出に要した時間を計測しても良い。なお、第３のタイルは、第２のタイルの測定直後に測定されるタイルに限らず、第２のタイルの測定後に測定されるタイルであればよい。
【００５５】
まず、ＴｉがＴｅよりも短い場合、すなわち、第３のタイルの分光データの取得が終了した後も第２の分光データの固有ベクトルの算出が続くと予測される場合の処理を説明する。この場合、分析部１３は、先に取得した第１のタイルで測定された分光データから求めた固有ベクトル（測定済みタイルの分光データから算出した固有ベクトル）を用いて第２の分光データの主成分分析を行う（Ｓ２０、Ｓ２１）。取得した主成分スコアは、記憶部１２に記憶する（Ｓ２２）。
【００５６】
ＴｉがＴｅよりも長い場合、すなわち、第３のタイルの測定が終了する前に第２の分光データの固有ベクトルの算出が終了すると予測される場合は、分析部１３は、第２の分光データの主成分分析を行って固有ベクトルと主成分スコアを取得する（Ｓ１５）。取得した固有ベクトルと主成分スコアは、記憶部１２に記憶する（Ｓ１６）。制御部５は、分光データ処理装置で取得した主成分スコアを読み込み、画素の位置情報に基づいて主成分スコアプロット図を生成する（Ｓ１７）。
【００５７】
なお、ＴｉとＴｅとが等しい場合、すなわち、第３のタイルの分光データの取得と第２の分光データの固有ベクトルの算出とが同時に終了すると予測される場合にも、ステップＳ１５からＳ１７の処理を行う。
【００５８】
次に、制御部５で全てのタイルの測定が完了したかを判断し（Ｓ１８）、測定が完了していない場合には、ステップＳ１１に戻って前述の処理を繰り返す。全てのタイルの測定が完了したら、分光データ処理装置６でタイリングを行い試料の全体画像を生成する（Ｓ１９）。
【００５９】
ステップＳ２１で用いる固有ベクトルは、最初に測定したタイルを第１のタイルとしてその分光データから求めた固有ベクトルでも良いし、最初に測定したタイルと異なる任意のタイルを第１のタイルとした場合の固有ベクトルでも良い。また、第２のタイルを測定する直前に測定したタイルの分光データから求めた固有ベクトルでも良いし、第２のタイルと隣接するタイルの固有ベクトルでも良い。更に、複数のタイルの分光データから固有ベクトルを取得してその平均値を求めて使用しても良い。
【００６０】
本実施形態では、時間比較部１４が、固有ベクトル算出の所要時間Ｔｅと次のタイルの測定の所要時間Ｔｉとを比較して、その結果に応じて先に取得しておいた固有ベクトルを用いるかどうかを判断する。所要時間Ｔｅの方が長い場合は、分析部１３は、固有ベクトルを算出せずに、記憶部に記憶してある固有ベクトルを用いて主成分スコアを求める。このような構成にすることで、分光データの主成分分析に要する時間を短縮でき、試料の全体画像の取得に要する時間を短縮できる。
【００６１】
また、所要時間Ｔｅの方が短い場合又は所要時間Ｔｅと所要時間Ｔｉが等しい場合は、取得した分光データから求めた固有ベクトルを用いて主成分スコアを取得することができる。そのため、より精度の高い主成分分析が可能となる。
【００６２】
また、本実施形態に限らず、時間比較部１４は、第２の分光データの取得が終了してから全てのタイルの分光データの取得が終了するまでの所要時間Ｔａと所要時間Ｔｅとの比較を行う構成でも良い。所要時間Ｔａは、具体的には、第２の分光データの取得が終了してから最後に分光データの取得が行われるタイルの分光データの取得が終了するまでの所要時間である。すなわち、前述の第３のタイルを最後に分光データの取得が行われるタイルとする。
【００６３】
ＴａがＴｅより短い場合、すなわち、最後のタイルの分光データの取得の終了後も固有ベクトルの算出が続くと予測される場合は、分析部１３は、第１の分光データから求めた固有ベクトルを用いて第２の分光データの主成分分析を行う。
【００６４】
ＴａがＴｅより長い場合、すなわち、最後のタイルの測定が終了する前に第２の分光データの固有ベクトルの算出が終了すると予測される場合は、分析部１３は、第２の分光データの主成分分析を行って固有ベクトルと主成分スコアを取得する。また、ＴｉとＴｅとが等しい場合も、第２の分光データの主成分分析を行って固有ベクトルと主成分スコアを取得する。
【００６５】
この方法を用いる場合、分光データの取得が行われる順番が遅いタイルほど、固有ベクトルの算出が行われない可能性が高い。そのため、有用なデータが得られると考えられる領域の分光データから取得することが望ましい。例えば、試料の中心または中心付近のタイルから外側に向かって円を描くように取得していく方法等が考えられる。この場合、最外周のタイルには有用な情報が含まれている可能性が低いという仮定に基づいている。
【００６６】
試料のうち有用な情報が含まれている可能性が高い領域が中心付近でない場合には、有用な情報が含まれている可能性が高い領域を指定してそこから円を描くように取得する構成をとるとよい。このような構成にすることで、分光データの主成分分析に要する時間を短縮でき、且つ、より適切な固有ベクトルを用いた主成分分析が可能となる。
【００６７】
なお、固有ベクトルを算出せずに主成分スコアを取得する場合は、空間的又は時間的に近いタイルで求めた固有ベクトルや、それを含むより広い領域における分光データから求めた固有ベクトルを用いることが望ましい。その結果、より精度の高い主成分分析が可能となる。
【００６８】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【００６９】
例えば、上述した実施形態では分光測定装置に主記憶部７が備わっているが、必要ない場合には省略できる。また、主記憶部７や分光データ処理装置の記憶部１２に各種データを記憶する方法としては、各装置と接続された外部メモリに記憶する方法や、ネットワークを利用して各種データを記憶する方法等を用いることもできる。
【００７０】
また、上述した実施形態では、演算処理、データ処理等にＣＰＵを用い、プログラムの記憶領域としてメモリを用いるとして説明した。しかし、分光データ処理装置に演算処理ボードを設けて、その演算処理ボード内のプロセッサやバッファメモリを代わりに用いることで、本発明をハードウェアで実現してもよい。
【００７１】
上述の実施形態では、生体試料の吸収スペクトルを分光データとして用い、多変量解析の一例である主成分分析を適用しているが、本発明は生体試料に限らず他の試料を用いて取得した分光データにも適用できる。また、分光データも吸収スペクトルに限らず、他の分光方法で取得した分光データにも適用できる。例えば、本発明は分光スペクトルの一例である質量スペクトルにも適用可能であり、かかる場合は本明細書において波長と記載した部分を質量または質量電荷比と読み替えれば良い。
【００７２】
なお、本発明は例えば、システム、装置、方法、プログラムもしくは記憶媒体等としての実施態様をとることが可能である。また、複数の機器から構成されるシステムに適用しても良いし、一つの機器からなる装置に適用しても良い。
【００７３】
また、本発明はソフトウェアのプログラムをシステム或いは装置に直接或いは遠隔から供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータが該供給されたプログラムコードを読み出して実行することによって前述した実施形態の機能が達成される場合を含む。この場合、供給されるプログラムは実施形態で図に示したフローチャートに対応したコンピュータプログラムである。従って、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、該コンピュータにインストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。
【００７４】
つまり、本発明は、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も含まれる。その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、ＯＳに供給するスクリプトデータ等の形態であっても良い。
【００７５】
コンピュータプログラムを供給するためのコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、例えば、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＭＯ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、磁気テープ等でも良い。また、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ、ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−Ｒ）などでも良い。
【００７６】
その他、プログラムの供給方法としては、クライアントコンピュータのブラウザを用いてインターネットのホームページに接続し、該ホームページから本発明のコンピュータプログラムをハードディスク等の記憶媒体にダウンロードすることが挙げられる。この場合、ダウンロードされるプログラムは、圧縮され自動インストール機能を含むファイルであっても良い。また、本発明の機能処理をコンピュータで実現するためのプログラムファイルを複数のユーザに対してダウンロードさせるＷＷＷサーバも、本発明に含まれるものである。
【符号の説明】
【００７７】
６  分光データ処理装置
１３  分析部
【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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