(57)【要約】  この情報処理装置は、互いに異なる焦点位置の拡大画像を取得する探索用画像取得部と、撮像された複数の前記拡大画像のそれぞれについて、前記拡大画像を構成するブロックごとの画素値の直流成分と交流成分のダイナミックレンジに基づき第１の特徴量を求める第１の特徴量算出部と、前記第１の特徴量に基づき、前記拡大画像の合焦位置を決定する合焦位置決定部とを具備する。
2014141647.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに異なる焦点位置の拡大画像を取得する探索用画像取得部と、
撮像された複数の前記拡大画像のそれぞれについて、前記拡大画像を構成するブロックごとの画素値の直流成分と交流成分のダイナミックレンジに基づき第１の特徴量を求める第１の特徴量算出部と、
前記第１の特徴量に基づき、前記拡大画像の合焦位置を決定する合焦位置決定部と
を具備する情報処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の情報処理装置であって、
前記第１の特徴量算出部は、前記交流成分のダイナミックレンジが予め定められた第１の条件を満たし、かつ前記直流成分が予め定められた第２の条件を満たす前記ブロックに応じて、前記第１の特徴量を求める
情報処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載の情報処理装置であって、
前記第１の特徴量算出部は、前記第１の条件及び前記第２の条件を満たす前記ブロックについて、予め定められた方法で単位特徴量を算出して合算し、この合算結果に基づいて前記拡大画像ごとの第１の特徴量を求める
情報処理装置。
【請求項４】
請求項３に記載の情報処理装置であって、
３点以上の焦点位置での前記第１の特徴量の逆数の組み合わせから所定の曲線へのカーブフィッティングを行い、前記所定の曲線上で前記逆数が最小となる焦点位置を算出するカーブフィッティング部を更に具備し、
前記合焦位置決定部は、前記カーブフィッティング部により算出された焦点位置を合焦位置とする
情報処理装置。
【請求項５】
請求項４に記載の情報処理装置であって、
前記所定の曲線は２次曲線である
情報処理装置。
【請求項６】
請求項３に記載の情報処理装置であって、
前記第１の特徴量算出部は、前記ブロックごとの画素値の最小値、及び最大値と最小値の差分値に基づき、前記第１の特徴量を算出する
情報処理装置。
【請求項７】
請求項３に記載の情報処理装置であって、
前記第１の特徴量算出部は、前記単位特徴量として前記ダイナミックレンジを用いる
情報処理装置。
【請求項８】
請求項３に記載の情報処理装置であって、
前記第１の特徴量算出部は、前記単位特徴量としてBrenner Gradientを用いる
情報処理装置。
【請求項９】
請求項１に記載の情報処理装置であって、
前記探索用画像取得部は、合焦位置を粗く探索するための第１の間隔だけ離れた、３点以上の焦点位置で粗探索用拡大画像を取得し、
前記第１の特徴量算出部は、前記粗探索用拡大画像毎の前記第１の特徴量を求め、
前記合焦位置決定部は、粗探索の合焦位置を求め、
前記探索用画像取得部は、前記粗探索の合焦位置を中心とした、合焦位置を細かく探索するための、前記第１の間隔よりも狭い第２の間隔だけ離れた、３点以上の焦点位置で微探索用拡大画像を取得し、
前記第１の特徴量算出部は、前記微探索用拡大画像毎の前記第１の特徴量を求め、
前記合焦位置決定部は、微探索の合焦位置を求め、前記微探索の合焦位置を最終的な合焦位置とする
情報処理装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の情報処理装置であって、
前記探索用画像取得部は、３点以上の互いに異なる焦点位置で拡大画像を取得し、
前記第１の特徴量算出部は、取得した複数の拡大画像それぞれを、ｍ×ｎ個（ｍ、ｎは２以上の整数）の第１のエリアに区画して、第１のエリア毎の前記第１の特徴量を求め、
前記合焦位置決定部は、第１のエリア毎に合焦位置を求め、前記エリア毎の合焦位置から前記検体の傾きを求め、前記傾きに基づいて最終的な合焦位置を選択する
情報処理装置。
【請求項１１】
請求項１に記載の情報処理装置であって、
前記第１の特徴量算出部は、
前記合算結果が、予め定められた所定の値よりも小さいとき、
前記拡大画像のBrenner Gradientを求めて、前記合算結果に加えて前記第１の特徴量とする
情報処理装置。
【請求項１２】
請求項１に記載の情報処理装置であって、
位相差ＡＦ（オートフォーカス）方式で合焦位置を検出する位相差ＡＦ検出部に、位相差合焦位置を検出させる位相差ＡＦ処理部をさらに具備し、
前記探索用画像取得部は、前記位相差合焦位置を間に含む３点以上の互いに異なる焦点位置で拡大画像を取得する
情報処理装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の情報処理装置であって、
前記合焦位置決定部は、前記位相差合焦位置での前記第１の特徴量が最大であること、および前記焦点位置での前記第１の特徴量の逆数が予め定められた所定の関係を満たすことの少なくとも一方を満足するとき、前記位相差合焦位置を最終的な合焦位置とする
情報処理装置。
【請求項１４】
請求項２に記載の情報処理装置であって、
位相差ＡＦ（オートフォーカス）方式で合焦位置を検出する位相差ＡＦ検出部に、位相差合焦位置を検出させる位相差ＡＦ処理部と、
スライドガラス上の検体を含む領域を区画する複数の小領域について、当該小領域の拡大画像を撮像する拡大画像撮像部と
をさらに具備し、
前記探索用画像取得部は、前記複数の小領域の中の第１の小領域で、合焦位置を粗く探索するための第１の間隔だけ離れた、３点以上の焦点位置で粗探索用拡大画像を取得し、
前記第１の特徴量算出部は、前記粗探索用拡大画像毎の前記第１の特徴量を求め、
前記合焦位置決定部は、粗探索の合焦位置を求め、
前記探索用画像取得部は、前記粗探索の合焦位置を中心とした、合焦位置を細かく探索するための、前記第１の間隔よりも狭い第２の間隔だけ離れた、３点以上の焦点位置で微探索用拡大画像を取得し、
前記第１の特徴量算出部は、前記微探索用拡大画像毎の前記第１の特徴量を求め、
前記合焦位置決定部は、微探索の合焦位置を求め、前記微探索の合焦位置を最終的な合焦位置とし、
前記位相差ＡＦ処理部は、前記複数の小領域の中の前記第１の小領域を除く１以上の小領域の各々を第２の小領域として、この第２の小領域毎の前記位相差合焦位置を算出させ、
前記探索用画像取得部は、前記位相差合焦位置を間に含む３点以上の互いに異なる焦点位置で拡大画像を取得し、
前記第１の特徴量算出部は、前記拡大画像毎の前記第１の特徴量を求め、
前記合焦位置決定部は、前記位相差合焦位置での前記第１の特徴量が最大であること、および前記焦点位置と前記第１の特徴量の逆数とが予め定められた所定の関係を満たすことの少なくとも一方を満足するとき、前記位相差合焦位置を最終的な合焦位置とする
情報処理装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の情報処理装置であって、
前記第１の特徴量算出部は、
前記粗探索用拡大画像毎の前記第１の特徴量を求めるとき、
前記拡大像撮像部が出力する最大値の平方根の値を超えることを前記第１の条件として設定する
情報処理装置。
【請求項１６】
請求項１に記載の情報処理装置であって、
前記拡大画像をｐ×ｑ個（ｐ、ｑは予め定められた正の整数）の第２のエリアに区分し、
前記第２のエリア毎に、前記第２のエリアを構成するブロック単位ごとの画素値の直流成分と交流成分のダイナミックレンジを求め、
前記交流成分のダイナミックレンジが予め定められた第１の条件を満たし、かつ前記直流成分が予め定められた第２の条件を満たす前記ブロックをカウントし、
このカウント結果を前記第２のエリアごとの第２の特徴量として求める第２の特徴量算出部と、
前記求められた第２の特徴量の中に、予め定められた値を超えるものが無ければ、前記拡大画像を、検体が写っていない白画像と判断する白画像判定部と
をさらに具備する情報処理装置。
【請求項１７】
請求項１に記載の情報処理装置であって、
スライドガラス上の検体を含む領域を区画する複数の小領域について、当該小領域の拡大画像を撮像する拡大画像撮像部
をさらに具備し、
前記拡大画像の周辺部をｐ個（ｐは予め定められた2以上の整数）の第２のエリアに分割し、
前記第２のエリア毎に、前記第２のエリアを構成するブロック単位ごとの画素値の直流成分と交流成分のダイナミックレンジを求め、
前記交流成分のダイナミックレンジが予め定められた第１の条件を満たし、かつ前記直流成分が予め定められた第２の条件を満たす前記ブロックをカウントし、
このカウント結果を前記第２のエリアごとの第２の特徴量として求める第２の特徴量算出部と、
前記求められた第２の特徴量が、予め定められた値を超えるとき、前記第２エリアに隣接する他の前記小領域の前記拡大画像を、前記検体が写っている画像と判断する続き判定部と
をさらに具備する情報処理装置。
【請求項１８】
探索用画像取得部が、互いに異なる焦点位置の拡大画像を取得し、
第１の特徴量算出部が、撮像された複数の前記拡大画像のそれぞれについて、前記拡大画像を構成するブロックごとの画素値の直流成分と交流成分のダイナミックレンジに基づき第１の特徴量を求め、
合焦位置決定部が、前記第１の特徴量に基づき、前記拡大画像の合焦位置を決定する
情報処理方法。
【請求項１９】
互いに異なる焦点位置の拡大画像を取得する探索用画像取得部、
撮像された複数の前記拡大画像のそれぞれについて、前記拡大画像を構成するブロックごとの画素値の直流成分と交流成分のダイナミックレンジに基づき第１の特徴量を求める第１の特徴量算出部、および
前記第１の特徴量に基づき、前記拡大画像の合焦位置を決定する合焦位置決定部
としてコンピュータを機能させるための情報処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、検体が載置されたプレパラートを撮影して画像を取得するデジタル顕微鏡装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
細胞組織スライド（プレパラート）を観察する顕微鏡装置を用いて、スライド情報をデジタル画像として保存し、デジタル画像の画像データを用いて病理診断などを行うデジタル顕微鏡装置やビューワがある。【０００３】
デジタル顕微鏡装置では、拡大光学系を用いて細胞組織スライドを拡大してイメージセンサに投影し、画像を撮影し、複数枚の画像をスティッチ（合成）することにより一枚の巨大な検体画像を構成する。【０００４】
このとき、顕微鏡装置の被写界深度は非常に狭い（１μｍ前後）ため、厚みのある細胞組織を撮影する場合、合焦状態が最良になる光軸方向の位置（Ｚ位置）において撮影を行わなければならない。スライド上の細胞組織は不規則なウネリを持っているため、最適な焦点位置は細胞組織の部分によって異なる。そのため、理想的には撮影するたびに焦点位置合わせを行い撮影することが望ましい。【０００５】
デジタル顕微鏡装置では、焦点位置合わせを自動で行うために、コントラストオートフォーカス（以下、ＡＦと略す）方式を採用するものと、位相差ＡＦ方式を採用するものがある。【０００６】
例えば、特許文献１に示すＡＦ方式では、コントラストが最大になるポイントを探索する際に、前回のコントラスト値と今回のコントラスト値の差分を用いて、その差分の大きさをしきい値としており、そのしきい値を使って合焦位置を特定することを特徴としている。また、特許文献２に示すＡＦ方式では、コントラストを示す特徴量の定義に、色相情報を含めている。特許文献３に示すＡＦ方式では、コントラストを示す特徴量の定義として高域成分の量を採用している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−８６５９６号公報
【特許文献２】特開２００９−５９３２６号公報
【特許文献３】特開平０３−２５８１７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
コントラストＡＦ方式を採用した顕微鏡装置では、探索用に撮影した画像のコントラストのピークにより合焦位置が判明するまで、繰り返し、探索用撮影とコントラストの比較を行うので焦点位置合わせに多くの時間を要する。【０００９】
そのため、各撮影位置において毎回個別に焦点位置合わせを行いながら撮影することは実用上、現実的ではない。そこで、選択した代表点において事前に焦点位置を探索し、その結果から撮影領域各点の焦点位置を推定する撮影方式が用いられる。【００１０】
この撮影方式を用いた場合、代表点からの推定により各撮影位置で発生する最適合焦位置との誤差や、代表点における事前の測定時から各撮影位置における実際の撮影までに時間を要し、温度変化に伴う熱膨張などにより生じる誤差が発生するため、各撮影位置での合焦状態は不確実なものとなっていた。【００１１】
コントラストＡＦ方式は精度が高いとされているが、順次、探索用撮影とコントラストの確認とを繰り返すのでは前述のように相当に時間がかかるため、探索用撮影は最小限に抑えカーブフィッティングを使い合焦位置を推定する方法が知られている。【００１２】
これまでのカーブフィッティングを使った合焦位置推定では、フォーカスが合う程、値が大きくなるという性質を備えた特徴量が用いられてきた。例えば、Brenner Gradientという隣接画素差分の総和を使ったものがよく知られている。【００１３】
また、画像の注目部分を限定するために、ハイパスフィルタやローパスフィルタを用いて空間周波数により特徴を選択するというものもあった。【００１４】
これらの方法では、特徴量をプロットした曲線が合焦位置付近でローレンツ関数に似た特徴を示すため、その逆数を使うことで単純な２次関数としてカーブフィッティングができるとしている。【００１５】
しかし、実際には、検体サンプルがプレパラート上の撮影領域の半分以下の面積しか占めない場合や、染色の種類により薄く染色され特徴がはっきりとしない場合、ゴミのほうに特徴が多く出てしまう場合など、多くの場合でローレンツ関数としての特徴を示さず、検体サンプルや染色の種類をかなり限定した条件でしか、デジタル顕微鏡装置を利用する事ができなかった。特に解像度を高くしようとして、NA（開口数）を大きくした場合、この問題は顕著になる。【００１６】
一方、位相差ＡＦ方式を採用した場合、合焦速度は速いが、検体サンプルの染色の種類によっては、位相差AF用の低解像度の撮像素子では像の特徴の差が捕らえられない場合があり、その場合には、正しく合焦位置を求める事ができないという問題があった。【００１７】
ハイブリッドＡＦ方式として、上記２つのＡＦ方式を併用するデジタル顕微鏡装置もある。この方式では、２つのＡＦ方式で算出された合焦位置を比較し（具体的には差分値が所定のしきい値よりも小さいかを確認する事によって）、合焦位置の確かさを得ようとしている方法も見受けられる。しかし、精度の低いもの同士を比較しても必ずしも良い結果が得られるわけではない。２つの方式ともに苦手な対象を撮影する場合には、合焦していないにも拘わらず合焦していると判断してしまう可能性が高いという問題があった。【００１８】
また、その他の問題として、画像の取得時間全体を出来るだけ短縮するために、最初に俯瞰画像を撮影し、その俯瞰画像を用いて検体サンプルの存在する領域を予め検出しておき、検体サンプルのある領域のみを本撮影するという方法も存在する。【００１９】
しかし、俯瞰画像は低解像度で撮影されるため、検体の全ての部分を検出する事は出来ない。そのため、この方法では、どうしても本撮影で撮り逃しを起こしてしまう問題があった。【００２０】
撮り逃しとは反対に、検体サンプルが無い部分やプレパラート表面のゴミの部分を検体サンプルが存在する部分として誤検出し、無駄な本撮影をしてしまうという問題もあった。この問題により、撮影時間の増大と最終的な検体画像の肥大化という問題が発生していた。【００２１】
このように、従来、適切な合焦位置を高速に求め、効率よく撮影を行うデジタル顕微鏡装置は無かった。【００２２】
以上のような事情に鑑み、本技術の目的は、適切な合焦位置を高速に求め、効率よく撮影を行わせるための情報処理装置、情報処理方法、および情報処理プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
上記目的を達成するため、本技術の一形態に係る情報処理装置は、互いに異なる焦点位置の拡大画像を取得する探索用画像取得部と、撮像された複数の前記拡大画像のそれぞれについて、前記拡大画像を構成するブロックごとの画素値の直流成分と交流成分のダイナミックレンジに基づき第１の特徴量を求める第１の特徴量算出部と、前記第１の特徴量に基づき、前記拡大画像の合焦位置を決定する合焦位置決定部とを具備する。【００２４】
本技術では、撮影された画像のコントラストの特徴量を求めるのに、従来から使われてきたBrenner Gradientなどを使う代わりに、隣接した同色画素のブロック（例えば同色８画素の連なり）において、画素値の交流成分と直流成分とを求める。そして、交流成分のダイナミックレンジおよび直流成分をしきい値によりフィルタリングし、条件に該当するダイナミックレンジと直流成分を持つブロックに対してのみ、所定の単位特徴量を求め、単位特徴量を１つの画像分だけ合計した値を第１の特徴量に基づき、画像を撮影する際の合焦位置を求める。そのため、高い精度で合焦位置を求めることが出来る。【００２５】
前記第１の特徴量算出部は、前記第１の特徴量算出部は、前記交流成分のダイナミックレンジが予め定められた第１の条件を満たし、かつ前記直流成分が予め定められた第２の条件を満たす前記ブロックに応じて、前記第１の特徴量を求める構成でもよい。【００２６】
前記第１の特徴量算出部は、前記第１の条件及び前記第２の条件を満たす前記ブロックについて、予め定められた方法で単位特徴量を算出して合算し、この合算結果に基づいて前記拡大画像ごとの第１の特徴量を求める構成でもよい。【００２７】
３点以上の焦点位置での前記第１の特徴量の逆数の組み合わせから所定の曲線へのカーブフィッティングを行い、前記所定の曲線上で前記逆数が最小となる焦点位置を算出するカーブフィッティング部を更に具備し、前記合焦位置決定部は、前記カーブフィッティング部により算出された焦点位置を合焦位置とする構成でもよい。【００２８】
前記所定の曲線は２次曲線である構成でもよい。【００２９】
前記第１の特徴量算出部は、前記ブロックごとの画素値の最小値、及び最大値と最小値の差分値に基づき、前記第１の特徴量を算出する構成でもよい。【００３０】
前記第１の特徴量算出部は、前記単位特徴量として前記ダイナミックレンジを用いる構成でもよい。【００３１】
前記探索用画像取得部は、合焦位置を粗く探索するための第１の間隔だけ離れた、３点以上の焦点位置で粗探索用拡大画像を取得し、前記第１の特徴量算出部は、前記粗探索用拡大画像毎の前記第１の特徴量を求め、前記合焦位置決定部は、粗探索の合焦位置を求め、前記探索用画像取得部は、前記粗探索の合焦位置を中心とした、合焦位置を細かく探索するための、前記第１の間隔よりも狭い第２の間隔だけ離れた、３点以上の焦点位置で微探索用拡大画像を取得し、前記第１の特徴量算出部は、前記微探索用拡大画像毎の前記第１の特徴量を求め、前記合焦位置決定部は、微探索の合焦位置を求め、前記微探索の合焦位置を最終的な合焦位置とする構成でもよい。【００３２】
前記探索用画像取得部は、３点以上の互いに異なる焦点位置で拡大画像を取得し、前記第１の特徴量算出部は、取得した複数の拡大画像それぞれを、ｍ×ｎ個（ｍ、ｎは２以上の整数）の第１のエリアに区画して、第１のエリア毎の前記第１の特徴量を求め、前記合焦位置決定部は、第１のエリア毎に合焦位置を求め、前記エリア毎の合焦位置から前記検体の傾きを求め、前記傾きに基づいて最終的な合焦位置を選択する構成でもよい。【００３３】
前記第１の特徴量算出部は、前記合算結果が、予め定められた所定の値よりも小さいとき、前記拡大画像のBrenner Gradientを求めて、前記合算結果に加えて前記第１の特徴量とする構成でもよい。【００３４】
位相差ＡＦ（オートフォーカス）方式で合焦位置を検出する位相差ＡＦ検出部に、位相差合焦位置を検出させる位相差ＡＦ処理部をさらに具備し、前記探索用画像取得部は、前記位相差合焦位置を間に含む３点以上の互いに異なる焦点位置で拡大画像を取得する構成でもよい。【００３５】
前記合焦位置決定部は、前記位相差合焦位置での前記第１の特徴量が最大であること、および前記焦点位置での前記第１の特徴量の逆数が予め定められた所定の関係を満たすことの少なくとも一方を満足するとき、前記位相差合焦位置を最終的な合焦位置とする構成でもよい。【００３６】
位相差ＡＦ（オートフォーカス）方式で合焦位置を検出する位相差ＡＦ検出部に、位相差合焦位置を検出させる位相差ＡＦ処理部と、スライドガラス上の検体を含む領域を区画する複数の小領域について、当該小領域の拡大画像を撮像する拡大画像撮像部とをさらに具備し、前記探索用画像取得部は、前記複数の小領域の中の第１の小領域で、合焦位置を粗く探索するための第１の間隔だけ離れた、３点以上の焦点位置で粗探索用拡大画像を取得し、前記第１の特徴量算出部は、前記粗探索用拡大画像毎の前記第１の特徴量を求め、前記合焦位置決定部は、粗探索の合焦位置を求め、前記探索用画像取得部は、前記粗探索の合焦位置を中心とした、合焦位置を細かく探索するための、前記第１の間隔よりも狭い第２の間隔だけ離れた、３点以上の焦点位置で微探索用拡大画像を取得し、前記第１の特徴量算出部は、前記微探索用拡大画像毎の前記第１の特徴量を求め、前記合焦位置決定部は、微探索の合焦位置を求め、前記微探索の合焦位置を最終的な合焦位置とし、前記位相差ＡＦ処理部は、前記複数の小領域の中の前記第１の小領域を除く１以上の小領域の各々を第２の小領域として、この第２の小領域毎の前記位相差合焦位置を算出させ、前記探索用画像取得部は、前記位相差合焦位置を間に含む３点以上の互いに異なる焦点位置で拡大画像を取得し、前記第１の特徴量算出部は、前記拡大画像毎の前記第１の特徴量を求め、前記合焦位置決定部は、前記位相差合焦位置での前記第１の特徴量が最大であること、および前記焦点位置と前記第１の特徴量の逆数とが予め定められた所定の関係を満たすことの少なくとも一方を満足するとき、前記位相差合焦位置を最終的な合焦位置とする構成でもよい。【００３７】
前記第１の特徴量算出部は、前記粗探索用拡大画像毎の前記第１の特徴量を求めるとき、前記拡大像撮像部が出力する最大値の平方根の値を超えることを前記第１の条件として設定する構成でもよい。【００３８】
前記拡大画像をｐ×ｑ個（ｐ、ｑは予め定められた正の整数）の第２のエリアに区分し、前記第２のエリア毎に、前記第２のエリアを構成するブロック単位ごとの画素値の直流成分と交流成分のダイナミックレンジを求め、前記交流成分のダイナミックレンジが予め定められた第１の条件を満たし、かつ前記直流成分が予め定められた第２の条件を満たす前記ブロックをカウントし、このカウント結果を前記第２のエリアごとの第２の特徴量として求める第２の特徴量算出部と、前記求められた第２の特徴量の中に、予め定められた値を超えるものが無ければ、前記拡大画像を、検体が写っていない白画像と判断する白画像判定部とをさらに具備する構成でもよい。【００３９】
スライドガラス上の検体を含む領域を区画する複数の小領域について、当該小領域の拡大画像を撮像する拡大画像撮像部をさらに具備し、前記拡大画像の周辺部をｐ個（ｐは予め定められた2以上の整数）の第２のエリアに分割し、前記第２のエリア毎に、前記第２のエリアを構成するブロック単位ごとの画素値の直流成分と交流成分のダイナミックレンジを求め、前記交流成分のダイナミックレンジが予め定められた第１の条件を満たし、かつ前記直流成分が予め定められた第２の条件を満たす前記ブロックをカウントし、このカウント結果を前記第２のエリアごとの第２の特徴量として求める第２の特徴量算出部と、前記求められた第２の特徴量が、予め定められた値を超えるとき、前記第２エリアに隣接する他の前記小領域の前記拡大画像を、前記検体が写っている画像と判断する続き判定部とをさらに具備する構成でもよい。【００４０】
上記目的を達成するため、本技術の一形態に係る情報処理方法では、探索用画像取得部が、互いに異なる焦点位置の拡大画像を取得し、第１の特徴量算出部が、撮像された複数の前記拡大画像のそれぞれについて、前記拡大画像を構成するブロックごとの画素値の直流成分と交流成分のダイナミックレンジに基づき第１の特徴量を求め、合焦位置決定部が、前記第１の特徴量に基づき、前記拡大画像の合焦位置を決定する。【００４１】
上記目的を達成するため、本技術の一形態に係る情報処理プログラムは、互いに異なる焦点位置の拡大画像を取得する探索用画像取得部、撮像された複数の前記拡大画像のそれぞれについて、前記拡大画像を構成するブロックごとの画素値の直流成分と交流成分のダイナミックレンジに基づき第１の特徴量を求める第１の特徴量算出部、および前記第１の特徴量に基づき、前記拡大画像の合焦位置を決定する合焦位置決定部としてコンピュータを機能させる。
【発明の効果】
【００４２】
以上のように、本技術によれば、適切な合焦位置を高速に求め、効率よく撮影を行うことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本実施形態に係るデジタル顕微鏡装置１００の全体構成を示した機能ブロック図である。
【図２】統合制御部５１において、制御を実現するための機能を示した機能ブロック図である。
【図３】本実施形態のデジタル顕微鏡装置１００における全体的な処理の流れについて説明するフローチャートである。
【図４】キャリブレーション処理の流れについて説明するフローチャートである。
【図５】第１の特徴量Ｈの算出処理の流れについて説明するフローチャートである。
【図６】１ブロックの例を示す図である。
【図７】１ブロックの例を示す図である。
【図８】赤プレーンで特徴量を求める際に使用する画素の例を示す図である。
【図９】ベイヤー配列で赤の特徴量を求める際に使用する画素の例を示す図である。
【図１０】直流成分DCおよびダイナミックレンジDRを求める例を示した図である。
【図１１】第１の特徴量Ｈとして採用することが出来る値例を示す図である。
【図１２】合焦位置算出処理の流れについて説明するフローチャートである。
【図１３】Ｚ位置を横軸、第１の特徴量Ｈの逆数を縦軸として、２次元平面上に、点Ａ（ＺＡ，ＨＡ）、点Ｂ（ＺＢ，ＨＢ）、点Ｃ（ＺＣ，ＨＣ）の３点をプロットした様子を示す図である。
【図１４】白画像判定処理の流れについて説明するフローチャートである。
【図１５】ＨＥ染色（ヘマトキシリン・エオジン染色）したサンプルＳＰＬの画像である。
【図１６】図１５に示すＨＥ染色（ヘマトキシリン・エオジン染色）したサンプルＳＰＬの画像について白判定処理によりエリア毎の第２の特徴量Ｅを算出した様子を示す図である。
【図１７】別のＨＥ染色したサンプルＳＰＬの画像である。
【図１８】図１７に示す、別のＨＥ染色したサンプルＳＰＬの画像についても、白判定処理によりエリア毎の第２の特徴量Ｅを算出した様子を示す図である。
【図１９】続き判定処理の流れについて説明するフローチャートである。
【図２０】図１５に示したサンプルＳＰＬの画像について続き判定処理によりエリア毎の第２の特徴量Ｅを算出した様子を示す図である。
【図２１】図１７に示した別のサンプルＳＰＬの画像について続き判定処理によりエリア毎の第２の特徴量Ｅを算出した様子を示す図である。
【図２２】カーブフィッティングの具体例で用いた画像と、その一部を拡大した小領域を示す図である。
【図２３】図２２に示す小領域について、Ｚ方向に複数枚撮影した画像の、従来方式により求めた特徴量の逆数を、撮影位置によりプロットした図である。
【図２４】図２２に示す小領域について、Ｚ方向に複数枚撮影した画像の、本方式により求めた特徴量の逆数を、撮影位置によりプロットした図である。
【図２５】図２３でプロットした曲線に基づき、カーブフィッティングを行って得た、従来方式による合焦位置のグラフである。
【図２６】図２４でプロットした曲線に基づき、カーブフィッティングを行って得た、本方式による合焦位置のグラフである。
【図２７】カーブフィッティングの具体例で用いた別の画像と、その一部を拡大した小領域を示す図である。
【図２８】図２７に示す小領域について、Ｚ方向に複数枚撮影した画像の、従来方式により求めた特徴量の逆数を、撮影位置によりプロットした図である。
【図２９】図２７に示す小領域について、Ｚ方向に複数枚撮影した画像の、本方式により求めた特徴量の逆数を、撮影位置によりプロットした図である。
【図３０】図２８でプロットした曲線に基づき、カーブフィッティングを行って得た、従来方式による合焦位置のグラフである。
【図３１】図２９でプロットした曲線に基づき、カーブフィッティングを行って得た、本方式による合焦位置のグラフである。
【図３２】カーブフィッティングの具体例で用いたさらに別の画像と、その一部を拡大した小領域を示す図である。
【図３３】図３２に示す小領域について、Ｚ方向に複数枚撮影した画像の、従来方式により求めた特徴量の逆数を、撮影位置によりプロットした図である。
【図３４】図３２に示す小領域について、Ｚ方向に複数枚撮影した画像の、本方式により求めた特徴量の逆数を、撮影位置によりプロットした図である。
【図３５】図３３でプロットした曲線に基づき、カーブフィッティングを行って得た、従来方式による合焦位置のグラフである。
【図３６】図３４でプロットした曲線に基づき、カーブフィッティングを行って得た、本方式による合焦位置のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
以下、本技術に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。
＜第１の実施形態＞
図１は、本実施形態に係るデジタル顕微鏡装置１００の全体構成を示したブロック図である。
【００４５】
［全体構成］
このデジタル顕微鏡装置１００は、俯瞰画像撮像部１０と、拡大画像撮像部２０と、デフォーカス量検出部３０と、ステージ４０と、制御部５０とを有する。
【００４６】
俯瞰画像撮像部１０は、生体サンプルＳＰＬが配設されるプレパラートＰＲＴ全体の画像（以下、この画像を「俯瞰画像」と称する。）を撮像する。
【００４７】
拡大画像撮像部２０は、生体サンプルＳＰＬが所定倍率で拡大された画像（以下、この画像を「拡大画像」と称する。）を撮像する。
【００４８】
デフォーカス量検出部３０は、拡大画像撮像部２０の対物レンズ２３の焦点とプレパラートＰＲＴ上の生体サンプルＳＰＬとの光軸方向のずれの量と向きをデフォーカス量として検出する。
【００４９】
ステージ４０は、プレパラートＰＲＴを載置して俯瞰画像撮像部１０による撮像位置および拡大画像撮像部２０による撮像位置に移動させるためのものである。ステージ４０は、ステージ駆動機構４１により、拡大画像撮像部２０の対物レンズ２３の光軸の方向（Ｚ軸方向）と、光軸の方向に対して直交する方向（Ｘ軸−Ｙ軸方向）に移動自在とされている。
【００５０】
なお、プレパラートＰＲＴは、血液等の結合組織、上皮組織又はそれらの双方の組織などの組織切片又は塗抹細胞からなる生体サンプルＳＰＬを、所定の固定手法によりスライドガラスに固定したものである。これらの組織切片又は塗抹細胞には、必要に応じて各種の染色が施される。この染色には、ＨＥ（ヘマトキシリン・エオシン）染色、ギムザ染色、パパニコロウ染色、チール・ネールゼン染色、グラム染色等に代表される一般染色のみならず、ＦＩＳＨ（Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ Ｉｎ−Ｓｉｔｕ Ｈｙｂｒｉｄｉｚａｔｉｏｎ）や酵素抗体法等の蛍光染色が含まれる。
【００５１】
また、このデジタル顕微鏡装置１００には、サンプルＳＰＬを含むプレパラートＰＲＴを蓄積し、蓄積されたプレパラートＰＲＴを一つずつステージ４０の上にローディングするプレパラートストック・ローダ７０が付設されている。なお、プレパラートストック・ローダ７０はデジタル顕微鏡装置１００に組み込まれたものであってもよい。
【００５２】
次に、上述の俯瞰画像撮像部１０と、拡大画像撮像部２０と、デフォーカス量検出部３０の詳細について説明する。
【００５３】
［俯瞰画像撮像部１０］
俯瞰画像撮像部１０は、図に示したように、光源１１と、対物レンズ１２と、撮像素子１３とを有する。
【００５４】
光源１１は、ステージ４０のプレパラート配置面とは逆の面側に設けられる。
【００５５】
俯瞰画像撮像部１０には、プレパラートＰＲＴに貼付されたラベルに記載されている付帯情報を撮像するための光を照射するラベル光源（図示せず。）が別途設けられていてもよい。
【００５６】
対物レンズ１２は、プレパラートＰＲＴ配置面における俯瞰画像撮像部１０の基準位置の法線を光軸ＳＲとして、ステージ４０のプレパラートＰＲＴ配置面側に配設される。ステージ４０上に載置されたプレパラートＰＲＴを透過した透過光は、この対物レンズ１２によって集光されて、対物レンズ１２の後方（すなわち、照明光の進行方向）に設けられた撮像素子１３に結像する。
【００５７】
撮像素子１３には、ステージ４０のプレパラート配置面に載置されたプレパラートＰＲＴ全体を包括する撮影範囲の光（換言すれば、プレパラートＰＲＴ全体を透過した透過光）が結像する。この撮像素子１３上に結像した像が、プレパラートＰＲＴ全体を撮像した顕微鏡画像である俯瞰画像となる。
【００５８】
［拡大画像撮像部］
拡大画像撮像部２０は、図に示したように、光源２１と、コンデンサレンズ２２と、対物レンズ２３と、撮像素子２４と、コンデンサレンズ駆動機構２５を有する。
【００５９】
光源２１は、明視野照明光を照射するものである。光源２１はステージ４０のプレパラート配置面とは逆の面側に設けられる。
【００６０】
コンデンサレンズ２２は、光源２１から照射された明視野照明光の光源から照射された光を集光して、ステージ４０上のプレパラートＰＲＴに導くレンズである。このコンデンサレンズ２２は、プレパラートＰＲＴ配置面における拡大画像撮像部２０の基準位置の法線を光軸ＥＲとして、光源２１とステージ４０との間に配設される。
【００６１】
コンデンサレンズ駆動機構２５は、コンデンサレンズ２２を光軸ＥＲ方向に沿って駆動することによって、コンデンサレンズ２２の光軸ＥＲ上の位置を変える。
【００６２】
対物レンズ２３は、プレパラートＰＲＴ配置面における拡大画像撮像部２０の基準位置の法線を光軸ＥＲとして、ステージ４０のプレパラートＰＲＴ配置面側に配設される。拡大画像撮像部２０では、この対物レンズ２３を適宜交換することで、生体サンプルＳＰＬを様々な倍率に拡大して撮像することが可能となる。ステージ４０上に載置されたプレパラートＰＲＴを透過した透過光は、この対物レンズ２３によって集光されて、対物レンズ２３の後方（すなわち、照明光の進行方向）に設けられた撮像素子２４に結像する。
【００６３】
対物レンズ２３と撮像素子２４との間の光軸ＥＲ上にはビームスプリッター３１が設けられる。ビームスプリッター３１は、対物レンズ２３を透過した透過光の一部をデフォーカス量検出部３０へと導く。
【００６４】
撮像素子２４には、撮像素子２４の画素サイズ及び対物レンズ２３の倍率に応じて、ステージ４０のプレパラートＰＲＴ配置面上における所定の横幅及び縦幅からなる撮影範囲（以下、小領域と呼ぶ）の像が結像される。なお、対物レンズ２３により生体サンプルＳＰＬの一部が拡大されるため、上述の撮影範囲は、撮像素子１３の撮影範囲に比べて十分に狭い範囲となる。
【００６５】
［デフォーカス量検出部］
デフォーカス量検出部３０は、図に示したように、ビームスプリッター３１と、フィールドレンズ３２と、セパレータレンズ３３と、撮像素子３４とを有する。
【００６６】
ビームスプリッター３１は、先に説明したように、拡大画像撮像部２０の対物レンズ２３と撮像素子２４との間の光軸ＥＲ上に設けられており、対物レンズ２３を透過した透過光の一部を反射させる。換言すれば、ビームスプリッター３１によって、対物レンズ２３を透過した光は、撮像素子２４へと向かう反射光と、デフォーカス量検出部３０内のフィールドレンズ３２へと向かう透過光とに分岐される。
【００６７】
ビームスプリッター３１によって分岐された透過光の進行方向側には、フィールドレンズ３２が設けられる。このフィールドレンズ３２は、ビームスプリッター３１によって分岐された透過光を集光して、フィールドレンズ３２の後方（透過光の進行方向側）に設けられたセパレータレンズ３３へと導く。
【００６８】
セパレータレンズ３３は、フィールドレンズ３２から導光された光束を２つの光束へと分割する。分割された光束は、セパレータレンズ３３の後方（透過光の進行方向側）に設けられた撮像素子３４の結像面に対して、１組の被写体像を形成する。
【００６９】
撮像素子３４には、セパレータレンズ３３を透過した光がそれぞれ結像する。その結果、撮像素子３４の撮像面には、１組の被写体像が形成されることとなる。なお、ここでは２つのセパレータレンズ３３を透過した光は、単一の撮像素子３４において撮像されるとしたが、セパレータレンズ３３を透過した光それぞれを２つの撮像素子３４により撮像する構成でもよい。セパレータレンズ３３には、フィールドレンズ３２を射出した様々な方向の光束が入射するため、形成される１組の被写体像間には、位相差が存在する。以下では、この１組の被写体像を「位相差像」と称する。
【００７０】
なお、以上の説明では、対物レンズ２３と撮像素子２４との間にビームスプリッター３１が設けられる場合について説明したが、光線を分岐するための光線分岐手段はビームスプリッターに限定されるわけではなく、可動式ミラー等を利用することも可能である。また、拡大画像撮像部２０の鏡筒とデフォーカス量検出部３０の鏡筒とを切り替える機構を利用することも可能である。
【００７１】
また、前述の説明では、デフォーカス量検出部３０内の位相差ＡＦ（Auto Focus）光学系としてフィールドレンズ３２、セパレータレンズ３３及び撮像素子３４を有する構成を示したが、かかる例に限定されるわけではない。かかる位相差ＡＦ光学系は、例えば、フィールドレンズ及びセパレータレンズの代わりにコンデンサレンズ及び２眼レンズを利用したりするなど、同等の機能を実現可能なものであれば、他の光学系であってもよい。
また、俯瞰画像撮像部１０、拡大画像撮像部２０及びデフォーカス量検出部３０それぞれに設けられる撮像素子は、１次元撮像素子であってもよく、２次元撮像素子であってもよい。
【００７２】
［制御部５０］
制御部５０は、統合制御部５１と、照明制御部５２と、ステージ制御部５３と、コンデンサレンズ駆動制御部５４と、位相差像撮像制御部（位相差ＡＦ検出部）５５と、俯瞰画像撮像制御部５６と、拡大画像撮像制御部（拡大像撮像部）５７と、記憶部５８と、現像処理部５９と、画像符号化部６０とを有する。
【００７３】
照明制御部５２は、統合制御部５１から与えられる、生体サンプルＳＰＬの照明方法の指示をもとに光源１１、２１の照射制御を行う。例えば、照明制御部５２は、統合制御部５１からの指示に従って、光源１１、２１の照明光の強度の選択等を行う。
【００７４】
ステージ制御部５３は、例えば、統合制御部５１から俯瞰画像を撮像する指示が与えられると、プレパラートＰＲＴ全体が撮像素子１３の撮影範囲に入るようにステージ駆動機構４１を駆動して、ステージ面方向（Ｘ―Ｙ軸方向）にステージ４０を移動させる。ステージ制御部５３は、プレパラートＰＲＴ全体に対物レンズ１２の焦点が合うようにステージ駆動機構４１を駆動して、ステージ４０をＺ軸方向に移動させる。
【００７５】
また、ステージ制御部５３は、統合制御部５１から拡大画像を撮像する指示が与えられると、その指示されたサンプルＳＰＬの撮影範囲（小領域）が撮像素子２４の撮影範囲に入るように、ステージ駆動機構４１を駆動して、ステージ面方向（Ｘ―Ｙ軸方向）にステージ４０を移動させる。ステージ制御部５３は、サンプルＳＰＬに対物レンズ２３の焦点が合うように、ステージ駆動機構４１を駆動して、ステージ４０をＺ軸方向に移動させる。
【００７６】
コンデンサレンズ駆動制御部５４は、統合制御部５１からの、照明視野絞りのデフォーカス量に関する情報に基づいてコンデンサレンズ駆動機構２５の制御を行うことで、光源２１からの照明光をサンプルＳＰＬの観察範囲にだけ当たるように調整する。照明視野絞りに関する情報はデフォーカス量とデフォーカスの向きを含む。これらの情報は、デフォーカス量検出部３０により生成される一組の位相差像の距離をもとに求められる。
【００７７】
位相差像撮像制御部５５は、デフォーカス量検出部３０に設けられた撮像素子３４の結像面に結像した一組の位相差像の信号を取得し、統合制御部５１に供給する。統合制御部５１は、その中のメインメモリにロードされたプログラムに従って、位相差像撮像制御部５５より取得した一組の位相差像の距離をもとに、拡大画像撮像部２０の対物レンズ２３の焦点のサンプルＳＰＬに対するデフォーカス量とデフォーカスの向きを算出する。
【００７８】
統合制御部５１は、これらの情報をもとにステージ４０の制御情報を生成し、ステージ制御部５３に供給する。ステージ制御部５３は、統合制御部５１からの制御情報をもとにステージ４０をＺ軸方向に移動させるようにステージ駆動機構４１を駆動する。これにより、拡大画像撮像部２０の対物レンズ２３の焦点をサンプルＳＰＬに合わせる位相差ＡＦが行われる。
【００７９】
俯瞰画像撮像制御部５６は、俯瞰画像撮像部１０の撮像素子１３の結像面に結像した俯瞰画像に対応する信号をもとに当該俯瞰画像に対応するデータを生成して統合制御部５１に供給する。統合制御部５１は、その中のメインメモリにロードされたプログラムに従って、俯瞰画像撮像制御部５６から取得した俯瞰画像からサンプルＳＰＬが存在する領域を特定する処理などを行う。
【００８０】
拡大画像撮像制御部５７は、拡大画像撮像部２０の撮像素子２４の結像面に結像した撮影範囲（小領域）毎の拡大画像に対応する信号をもとに当該拡大画像に対応するデータを生成して統合制御部５１に供給する。
【００８１】
統合制御部５１は、その中のメインメモリにロードされたプログラムに従って、拡大画像撮像制御部５７より取得した撮影範囲（小領域）毎のＲＡＷデータである拡大画像を現像処理部５９に供給して現像処理を実行させ、現像された撮影範囲（小領域）毎の拡大画像のデータをサンプルＳＰＬ単位の拡大画像に繋ぎ合わせるスティッチング処理、これにより生成されたサンプルＳＰＬ単位の拡大画像をタイルと呼ばれる所定の解像度の単位に分割する処理などを行う。
【００８２】
統合制御部５１は、分割により生成された各々のタイルを画像符号化部６０に供給して、所定の圧縮符号化形式の画像データを生成させ、記憶部５８に保存させる。
【００８３】
記憶部５８は、デジタル顕微鏡装置１００を制御するための各種設定情報などの情報やプログラムなどが記憶される。また、記憶部５８には、デジタル顕微鏡装置１００によって得られたサンプルＳＰＬの拡大画像がタイルと呼ばれる所定の解像度の単位で格納される。
【００８４】
現像処理部５９は、拡大画像撮像部２０によって撮像された撮影範囲（小領域）毎のＲＡＷデータである拡大画像を現像する。現像された撮影範囲（小領域）毎の拡大画像は、統合制御部５１にてサンプルＳＰＬ単位の拡大画像となるように繋ぎ合わされ、繋ぎ合わされたサンプルＳＰＬ単位の拡大画像はタイルと呼ばれる所定の解像度の単位に分割され、画像符号化部６０に供給される。
【００８５】
画像符号化部６０は、タイル毎の画像を所定の画像圧縮形式で符号化する。ここで、画像圧縮形式として、例えば、ＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）などが採用される。勿論、ＪＰＥＧ以外の圧縮符号化形式が採用されてもよい。画像符号化部６０により圧縮符号化されたタイル単位の画像データは記憶部５８に記憶される。
【００８６】
記憶部５８に記憶されたタイル化された拡大画像は、通信部６１によってネットワーク６２を通じて画像管理サーバ６３に蓄積される。画像管理サーバ６３は、ビューワ端末６４からのリクエストに応じて該当する１以上のタイル単位の拡大画像をビューワ端末６４に応答する。ビューワ端末６４は、画像管理サーバ６３より取得した１以上のタイル単位の拡大画像を用いて表示用の拡大画像を生成して、ビューワ端末６４が持つディスプレイ上に表示させることができる。
【００８７】
［拡大画像撮像部の対物レンズのオートフォーカス］
この実施形態のデジタル顕微鏡装置１００には、拡大画像撮像部２０の対物レンズ２３のオートフォーカス方式として、位相差オートフォーカス方式およびコントラストオートフォーカス方式が搭載されている。本実施形態では、合焦位置を求めるために、位相差オートフォーカス方式と拡大画像撮像部２０の撮像素子２４にＣＭＯＳイメージャーを使用したコントラストオートフォーカス方式とを組み合わせて高速かつ正確なハイブリッドオートフォーカス方式を実現している。
【００８８】
位相差オートフォーカス方式を用いる場合、統合制御部５１は位相差像撮像制御部５５に位相差像を撮像させるように指示を出す。位相差像撮像制御部５５は、この指示を受けると、デフォーカス量検出部３０から、撮像素子３４の撮像面に並んで結像された一組の位相差像の信号を取り込み、２つの位相差像の位相差を求める。
【００８９】
ここで、対物レンズ２３の焦点が適切な面から遠ざかると、２つの位相差像上における観測面の同一の領域は、撮像素子２４の外側方向に向かって互いに離れるように移動する。逆に、対物レンズ２３の焦点が適切な面よりも近くなると、２つの位相差像上における観測面の同一の領域は撮像素子２４の内側方向に向かって互いに近づくように移動する。統合制御部５１は、２つの位相差像上における観測面の同一の領域間の距離を、上記の位相差として求める。
【００９０】
統合制御部５１は、求めた位相差から対物レンズ２３の焦点の観察対象であるサンプルＳＰＬに対するデフォーカス量とデフォーカスの向きを求める。統合制御部５１は、求めたデフォーカス量とデフォーカスの向きをもとにステージ４０の制御情報を生成し、ステージ制御部５３に供給する。ステージ制御部５３は、統合制御部５１からの制御情報をもとにステージ４０をＺ軸方向に移動させるようにステージ駆動機構４１を駆動する。これにより、拡大画像撮像部２０の対物レンズ２３の焦点をサンプルＳＰＬに合わせる位相差オートフォーカスが行われる。
【００９１】
一方、コントラストオートフォーカス方式は、拡大画像撮像部２０を用いて山登り方式で焦点探索を行う方式である。コントラストオートフォーカス方式を用いる場合、統合制御部５１は、対物レンズ２３の焦点位置を所定の距離ずつずらし、各々の焦点位置で拡大画像撮像部２０にサンプルＳＰＬの撮影範囲の撮像を実行させる。統合制御部５１は、撮像された画像の中でコントラストがもっとも高い画像が撮像されたときの焦点位置を最適な焦点位置として判定する。
【００９２】
［統合制御部５１について］
次に、上述した統合制御部５１の詳細について説明する。図２は、統合制御部５１において、制御を実現するための機能を示した機能ブロック図である。
【００９３】
本実施形態のデジタル顕微鏡装置１００では、統合制御部５１が、この統合制御部５１内のメインメモリに格納されたプログラムに従って制御を行う。
【００９４】
同図に示すように、統合制御部５１は、領域検出部５１１、位相差ＡＦ合焦位置算出部（位相差ＡＦ処理部）５１２、コントラストＡＦ合焦位置算出部（探索用画像取得部、合焦位置決定部）５１３、第１の特徴量算出部５１４、カーブフィッティング処理部（カーブフィッティング部）５１５、白画像判定部５１６、第２の特徴量算出部５１７、続き判定部５１８、合焦位置合否判定部（合焦位置決定部）５１９を備える。
【００９５】
これらの機能ブロックは、統合制御部５１内のメインメモリにロードされたプログラムが統合制御部５１を動作させることによって実現される。
【００９６】
領域検出部５１１は、まず、俯瞰画像撮像制御部５６が俯瞰画像撮像部１０を用いて取得した俯瞰画像を、拡大画像撮像部２０の視野に応じたサイズ単位でメッシュ状に区画する。区画された各々の領域が上述した小領域である。領域検出部５１１は、次に、各小領域について、その中にサンプルＳＰＬの像が写っているか否かを判定する。そして、領域検出部５１１は、サンプルＳＰＬの像が写っていると判定された小領域を抽出し、撮影リストと撮影順序情報を生成する。サンプルＳＰＬの像が写っているか否かの判定には、例えば、俯瞰画像において、輝度値が急峻に変化する画素の分布からサンプルＳＰＬの像が存在する小領域を判定する。輝度値が急峻に変化する画素の検出には、例えばエッジ検出によって検体の境界を検出する方法などが用いられる。
【００９７】
位相差ＡＦ合焦位置算出部５１２は、位相差像撮像制御部５５より取得した一組の位相差像の距離をもとに、拡大画像撮像部２０の対物レンズ２３の、サンプルＳＰＬに対するデフォーカス量（合焦位置）とデフォーカスの向きを算出する。また、位相差ＡＦ合焦位置算出部５１２は、２つのセパレータレンズ３３により結像した位相差像の撮影データについて、例えば８×６個のエリアに分割し、特徴のあるエリアを検出する。その後、位相差ＡＦ合焦位置算出部５１２は、それら特徴のあるエリアについて合焦位置を計算し、それら特徴のあるエリアの位置情報と合焦位置を統合制御部５１に供給する。
【００９８】
コントラストＡＦ合焦位置算出部５１３は、ステージ制御部５３に指示を出してサンプルＳＰＬのＺ軸方向の位置を変えながら、拡大画像撮像制御部５７に指示を出して撮影対象である小領域の拡大画像を複数枚撮像する。コントラストＡＦ合焦位置算出部５１３は、また撮像した小領域の画像を第１の特徴量算出部５１４に供給し、画像それぞれについて第１の特徴量を算出させる。コントラストＡＦ合焦位置算出部５１３は、算出された第１の特徴量をカーブフィッティング処理部５１５に供給し、コントラストＡＦ方式での合焦位置を得る。
【００９９】
第１の特徴量算出部５１４は、カーブフィッティング処理部５１５が２次関数へのカーブフィッティングによりコントラストＡＦ方式での合焦位置を求めるための第１の特徴量を算出する。第１の特徴量の算出方法については後述する。
【０１００】
カーブフィッティング処理部５１５は、統合制御部５１から供給された３個以上の第１の特徴量の、２次曲線上へのフィッティングを行い、２次曲線の頂点の位置からコントラストＡＦ方式における合焦位置を算出する。
【０１０１】
白画像判定部５１６は、供給された拡大画像が、サンプルＳＰＬの全く写っていない画像（白画像）であるか否かの判定を行う。判定には、第２の特徴量算出部５１７により算出された第２の特徴量を用いる。詳細は後述する。
【０１０２】
第２の特徴量算出部５１７は、白画像判定部５１６による白画像の判定や、続き判定部５１８による、撮影対象の小領域に続く（隣接する）小領域にもサンプルＳＰＬの像があるかの判定において、指標として用いる第２の特徴量を算出する。第２の特徴量の算出方法は後述する。
【０１０３】
続き判定部５１８は、上述のとおり、現在、拡大撮影の撮影対象としている小領域に続く（隣接する）小領域にもサンプルＳＰＬの像があるか否かの判定を行う。判定には、第２の特徴量算出部５１７により算出された第２の特徴量を用いる。詳細は後述する。
【０１０４】
合焦位置合否判定部５１９は、位相差ＡＦ合焦位置算出部５１２により算出された位相差ＡＦ方式による合焦位置が、予め定められた許容範囲に入っているか（合格）入っていないか（不合格）の判定を行う。判定の際、合焦位置合否判定部５１９は、ステージ制御部５３に指示を出してサンプルＳＰＬのＺ軸方向の位置を変えながら、拡大画像撮像制御部５７に指示を出して撮影対象である小領域の拡大画像を複数枚撮像する。合焦位置合否判定部５１９は、また撮像した小領域の画像を第１の特徴量算出部５１４に供給し、画像それぞれについて第１の特徴量を算出させる。合焦位置合否判定部５１９は、算出された第１の特徴量の値の関係が、予め定められた関係式を満たすとき、位相差ＡＦ方式による合焦位置を合格とする。合格となった合焦位置は、拡大画像の本撮影のために用いられる。
【０１０５】
［全体的な処理の流れについて］
次に、本実施形態のデジタル顕微鏡装置１００における全体的な処理の流れについて説明する。図３は、本実施形態のデジタル顕微鏡装置１００における全体的な処理の流れについて説明するフローチャートである。
【０１０６】
本技術と、従来のハイブリッドＡＦ方式の違いは、以下のとおりである。従来方式では、位相差ＡＦ方式とコントラストＡＦ方式の２通りの方式でそれぞれ合焦位置を求め両方の値が近ければ合焦位置の信頼性が高いとしており、両方のＡＦ方式の位置づけは同等である。
【０１０７】
これに対し、本技術では、サンプルＳＰＬの種類によっては算出される合焦位置が不正確ではあるが、合焦位置の探索にかかる時間が圧倒的に短い位相差ＡＦ方式と、合焦位置の探索にかかる時間は長いが、算出される合焦位置の正確性が高いコントラストＡＦ方式の特徴を組み合わせている。
【０１０８】
すなわち、本技術では、最初に位相差ＡＦ方式で仮の合焦位置を求め、簡略化したコントラストＡＦ方式で仮の合焦位置の妥当性を確認するという方法を採っている。
【０１０９】
簡略化したコントラストＡＦ方式とは、位相差AFでは、撮影する画像上で、サンプルＳＰＬの存在する（特徴のある）領域を検出する事ができるため、その領域のみで本技術のコントラストＡＦを行うことにより、コントラストＡＦ方式による画像取得速度の低下を最小限に抑えるものである。
【０１１０】
最初のステップとして、統合制御部５１が、俯瞰画像撮像制御部５６に指示を出し、プレパラートＰＲＴの俯瞰画像を撮影する。（ステップＳ１）
【０１１１】
次のステップとして、領域検出部５１１が、撮影された俯瞰画像を、拡大画像撮像部２０の視野に応じたサイズ単位でメッシュ状に区画する。区画された各々の領域が上述した小領域である。領域検出部５１１は、次に、各小領域について、その中にサンプルＳＰＬの像が写っているか否かを判定する。そして、領域検出部５１１は、サンプルＳＰＬの像が写っていると判定された小領域を抽出し、撮影リストと撮影順序情報を決定する。（ステップＳ３）
【０１１２】
領域検出部５１１が上記の処理を行うのは、以下の理由からである。
仮に、デジタル顕微鏡装置１００が光学倍率２０倍の対物レンズ２３を使うとすると、拡大画像撮像部２０の撮像素子２４の撮像面が３７ｍｍ×２５ｍｍのサイズの場合、1度にプレパラートＰＲＴ上の１．８７ｍｍ×１．２４ｍｍの範囲を撮影できる。プレパラートＰＲＴ上の撮影領域の大きさは、それよりも大きく６０ｍｍ×２５ｍｍある。そのため、撮影領域を複数の小領域に区画し、複数回、ステージ４０の移動と小領域の撮影を繰り返して撮影領域全体を撮影し、小領域を撮影した画像を貼り合わせ、１枚の巨大な画像に合成することにより、巨大画像の撮影を行う。貼り合わせの際、貼り合わせる画像どうしの合成用に、少なくとも５％から２０％程度のマージン（のり代）が必要となるため、小領域の撮影では、隣接する小領域の画像どうしで周辺部が重複するように撮影を行う。
【０１１３】
なお、サンプルＳＰＬの大きさが小さい場合（例えば、１５ｍｍ×１５ｍｍ）、プレパラートＰＲＴ上の撮影領域のどこにサンプルＳＰＬが存在するか、そのままでは分からない。もし、全ての撮影領域をカバーしようとすると、３６×２３＝８２８回、小領域を撮影しなければならない。しかし、サンプルＳＰＬの位置を把握し、その部分のみを撮影できれば、９×１４＝１２６回の撮影で済む。
【０１１４】
このように、俯瞰画像を利用してサンプルＳＰＬの像がある小領域を検出する事により、撮影時間を大幅に短縮することが出来る。
【０１１５】
次のステップとして、統合制御部５１は、ステージ制御部５３に指示を出し、撮影リストの最初の小領域が対物レンズ２３の真下に来るように、ステージ４０を移動させる。（ステップＳ５）
【０１１６】
すなわち、統合制御部５１は、個々の撮影対象の小領域の位置情報をステージ制御部５３に与える。これにより、ステージ制御部５３は、与えられた撮影対象領域の位置情報をもとに、ステージ駆動機構４１を駆動して、撮影対象の小領域が拡大画像撮像部２０の撮影範囲に入るようにステージ４０を移動させる。
【０１１７】
なお、ステージ４０のＺ方向の位置は、対物レンズ２３に最も近い位置とする。このＺ位置に位置づけることにより、コントラストＡＦ方式での合焦位置の探索において、ステージ４０を対物レンズ２３から遠ざける方向で、ステージ移動を行うことが出来る。但し、ステージ４０と対物レンズ２３との距離は、最も近い場合でも、５０μｍ以上の間隔を開ける。
【０１１８】
俯瞰画像の撮影後、対物レンズ２３の真下に搬送されたプレパラートＰＲＴは、光源２１からの透過照明により照射される。プレパラートＰＲＴ上のサンプルＳＰＬを透過した透過光は、対物レンズ（結像レンズ）２３などを介して、拡大画像撮像部２０の撮像素子２４と、デフォーカス量検出部３０の撮像素子３４とに入射する。
【０１１９】
次のステップとして、統合制御部５１は、位相差ＡＦとコントラストＡＦとのキャリブレーション処理を行う。（ステップＳ７）
【０１２０】
キャリブレーション処理は、位相差ＡＦ方式とコントラストＡＦ方式を併用するハイブリッドＡＦ方式で合焦位置を算出する、本実施形態のデジタル顕微鏡装置１００では必須の処理である。この処理により、位相差ＡＦ方式での合焦位置とコントラストＡＦ方式での合焦位置のずれを補正するためのオフセット値を求める。キャリブレーション処理の詳細については、後述する。
【０１２１】
次のステップとして、統合制御部５１は、キャリブレーション処理で求められた合焦位置を用いて小領域の本撮影を行う。（ステップＳ９）
【０１２２】
本撮影は、統合制御部５１が拡大画像撮像制御部５７に指示を出すことにより行われる。
【０１２３】
次のステップとして、統合制御部５１は、白画像判定部５１６に指示を出し、白画像判定処理を行う。（ステップＳ１０）
【０１２４】
この白画像判定処理により、キャリブレーション処理で用いた小領域を本撮影した画像がサンプルＳＰＬの写っていない画像（白画像）であったか否かを確認する。
【０１２５】
次のステップとして、統合制御部５１は、キャリブレーションに用いた小領域を本撮影した画像が白画像であるか否かを判断する。（ステップＳ１１）
【０１２６】
白画像であった場合（ステップＳ１１のＹ）、次のステップとして、統合制御部５１は、白画像にはサンプルＳＰＬの像が写っていないので、最終的に保存する画像に含める必要は無く、後の処理で処理対象としないように、白画像フラグを立てておく。（ステップＳ１３）
【０１２７】
白画像フラグを立てた後、統合制御部５１は、撮影リストの次の小領域が対物レンズ２３の真下に来るように、ステージ４０を移動させるために、ステップＳ５に処理を戻す。
【０１２８】
白画像でなかった場合（ステップＳ１１のＮ）、次のステップとして、統合制御部５１は、続き判定部５１８に指示を出し、続き判定処理を行う。（ステップＳ１５）
【０１２９】
続き判定処理は、本撮影した画像のマージン（後述）部分の画像を検証することにより、ステップ３で領域検出部５１１が行った、各小領域について、その中にサンプルＳＰＬの像が写っているか否かの判定を検証するものである。この処理により、サンプルＳＰＬの像の取り逃しを低減することが出来る。
【０１３０】
俯瞰画像を使って、予め撮影する小領域を決める方法では、撮像素子としてＣＭＯＳイメージャーを使った本撮影とは別の低解像度の撮像素子による撮影を行ったり、本撮影と同じ撮像素子を使用するものの光学系を切り替えて低倍率で撮影を行ったりする事が考えられる。その場合、俯瞰画像の解像度が低くなるため、細部まで撮りきれない事が起こる。例えば、脂肪組織など染色が難しい部分は俯瞰画像では解像できないため撮り逃す可能性が高い。
【０１３１】
そこで、本技術では、脂肪組織などの俯瞰画像では撮影できない部分については、本撮影時に得られた画像のマージン部分をチェックすることにより、現在撮影している小領域の周辺の小領域について、俯瞰画像の処理ではサンプルＳＰＬの像を検出できなかったものについても、検出を行う。
【０１３２】
次のステップとして、統合制御部５１は、現像処理部５９に指示を出し、本撮影した画像の現像処理を行う。（ステップＳ１９）
【０１３３】
次のステップとして、統合制御部５１は、本撮影した画像のスティッチング処理を行う。（ステップＳ２１）
【０１３４】
なお、上記の現像処理とスティッチング処理は、撮影リストで次に撮影の順番が来る小領域に対する合焦位置算出処理や本撮影処理と並行して行われる。
【０１３５】
次のステップとして、統合制御部５１は、撮影リストに挙げられたすべての小領域について、本撮影と本撮影に付随する処理とが終わったかを判断する。（ステップＳ２３）
【０１３６】
撮影リストに挙げられたすべての小領域について、本撮影と本撮影に付随する処理とがまだ終わっていない場合（ステップＳ２３のＮ）、統合制御部５１は、撮影リストの次の小領域が対物レンズ２３の真下に来るように、ステージ制御部５３に指示を出し、ステージ４０を移動させる。（ステップＳ２５）
【０１３７】
次のステップとして、統合制御部５１は、新しく対物レンズ２３の真下に位置づけられた小領域を本撮影するための合焦位置を算出するために、合焦位置算出処理を行う。（ステップＳ２７）
【０１３８】
合焦点算出処理は、位相差ＡＦ方式とコントラストＡＦ方式を合わせたハイブリッドＡＦ方式により合焦位置を算出するものである。詳細は後述する。
【０１３９】
次のステップとして、統合制御部５１は、合焦点算出処理で求められた合焦位置を用いて小領域の本撮影を行う。（ステップＳ２９）
【０１４０】
本撮影は、統合制御部５１が拡大画像撮像制御部５７に指示を出すことにより行われる。
【０１４１】
次のステップとして、統合制御部５１は、白画像判定部５１６に指示を出し、白画像判定処理を行う。（ステップＳ３０）
【０１４２】
ここで行う白画像判定処理は、キャリブレーション処理の後に行った白画像判定処理と異なり、キャリブレーションの有効性を判断する意味は無い。単に白画像フラグを立てるためのものである。
【０１４３】
次のステップとして、統合制御部５１は、小領域を本撮影した画像が白画像であるか否かを判断する。（ステップＳ３１）
【０１４４】
白画像であった場合（ステップＳ３１のＹ）、次のステップとして、統合制御部５１は、白画像を最終的に保存する画像に含めないように、白画像フラグを立てておく。（ステップＳ３３）
【０１４５】
撮影リストに挙げられたすべての小領域について、本撮影と本撮影に付随する処理とが全て終わっている場合（ステップＳ２３のＹ）、統合制御部５１は、画像符号化部６０２指示を出し、スティッチング処理が終わって合成された巨大画像をタイル単位に分割し、分割した画像を符号化して圧縮する。（ステップＳ３５）
【０１４６】
次のステップとして、統合制御部５１は、圧縮されたタイル画像を記憶部５８に保存する。（ステップＳ３７）
【０１４７】
以上が、本実施形態のデジタル顕微鏡装置１００における全体的な処理の流れである。
【０１４８】
［キャリブレーション処理について］
次に、キャリブレーション処理の流れについて説明する。図４は、キャリブレーション処理の流れについて説明するフローチャートである。
【０１４９】
（位相差ＡＦ方式での計算）
最初のステップとして、位相差ＡＦ合焦位置算出部５１２が、位相差ＡＦ方式での合焦位置Ｚ１を算出する。（ステップＳ４１）
【０１５０】
（コントラストＡＦ方式での粗探索）
次のステップとして、コントラストＡＦ合焦位置算出部５１３が、粗探索用のＺ軸方向の間隔を、例えば２５μｍとして、Ｚ軸方向の位置ＺＡ、ＺＢ、ＺＣ、（ＺＡ＞ＺＢ＞ＺＣ）を設定する。また、粗探索用のしきい値を第１の特徴量算出部５１４に設定する。（ステップＳ４３）
コントラストAFでは、まず大まかに合焦するZ位置を探るために粗探索を行う。
【０１５１】
次のステップとして、コントラストＡＦ合焦位置算出部５１３は、ステージ制御部５３に指示を出し、ステージのＺ方向の位置がステップＳ４３で設定したものになるように、ステージ４０を移動させる。（ステップＳ４５）
【０１５２】
粗探索では、２５μｍ単位でステージ４０を、Z方向の対物レンズ２３から遠ざかる方向に移動する。
【０１５３】
次のステップとして、コントラストＡＦ合焦位置算出部５１３は、拡大画像撮像制御部５７に指示を出し、探索用撮影として、小領域の画像を撮影する。（ステップＳ４７）
【０１５４】
拡大画像撮像制御部５７は、拡大画像撮像部２０の撮像素子２４から全画素分（全画角）の画素値を読み出す。画像データは、RAWデータのままである。
なお、画像は３つのＺ位置に対応した合計３枚を撮影することになる。
【０１５５】
次のステップとして、コントラストＡＦ合焦位置算出部５１３は、設定されたＺ方向の位置全てで探索用画像が撮像されたか否かを判断する。（ステップＳ４９）
【０１５６】
必要な画像の全てが撮像されていない場合（ステップＳ４９のＮ）、ステップＳ４５に戻って処理を繰り返す。
【０１５７】
必要な画像の全てが撮像された場合（ステップＳ４９のＹ）、次のステップとして、コントラストＡＦ合焦位置算出部５１３は、第１の特徴量算出部５１４に指示を出し、第１の特徴量Ｈを算出させる。（ステップＳ５１）
【０１５８】
第１の特徴量Ｈは、画像１枚につき、１個算出する。画像が３枚あるので、グラフ上に第１の特徴量Ｈの逆数を３点とることにより、２次曲線にカーブフィッティングさせることが出来る。２次曲線は第１の特徴量Ｈが最も大きくなる（逆数が最も小さくなる）位置で合焦する頂点を持つので、合焦位置を求めることが出来る。第１の特徴量Ｈの算出方法については後述する。
【０１５９】
次のステップとして、コントラストＡＦ合焦位置算出部５１３は、３つの画像について処理を行ったか否かを判断する。（ステップＳ６３）
【０１６０】
次のステップとして、コントラストＡＦ合焦位置算出部５１３は、算出された第１の特徴量Ｈを用いて、カーブフィッティング処理部５１５に指示を出し、カーブフィッティング処理を行う。（ステップＳ６５）
【０１６１】
カーブフィッティング処理では、第１の特徴量Ｈの逆数をとり、下に凸の２次曲線に対してフィッティングを行う。
【０１６２】
次のステップとして、コントラストＡＦ合焦位置算出部５１３は、カーブフィッティングにより、２次曲線の頂点の位置から合焦位置Ｚ２を算出する。（ステップＳ６７）
【０１６３】
以上が粗探索の処理の流れである。ここまでの処理で得られた合焦位置Ｚ２には、±３μｍ程度の誤差が含まれている。さらに合焦位置の精度を上げるため、コントラストＡＦ方式による微探索処理を行う。以下の説明では、コントラストＡＦ合焦位置算出部５１３による、合焦位置Ｚ２を用いた微探索の手順について説明を行う。
【０１６４】
（コントラストＡＦ方式での微探索）
次のステップとして、コントラストＡＦ合焦位置算出部５１３は、微探索用のＺ軸方向の間隔を、合焦位置Ｚ２を中心として、例えば±３μｍの間隔で、Ｚ軸方向の位置ＺＡ、ＺＢ、ＺＣ、（ＺＡ＞ＺＢ＞ＺＣ）を設定する。（ステップＳ６９）
【０１６５】
また、コントラストＡＦ合焦位置算出部５１３は、微探索用のしきい値を第１の特徴量算出部５１４に設定する。（ステップＳ７０）
【０１６６】
次のステップとして、コントラストＡＦ合焦位置算出部５１３は、ステージ制御部５３に指示を出し、ステージのＺ方向の位置がステップＳ６９で設定したものになるように、ステージ４０を移動させる。（ステップＳ７１）
【０１６７】
次のステップとして、コントラストＡＦ合焦位置算出部５１３は、拡大画像撮像制御部５７に指示を出し、探索用撮影として、小領域の画像を撮影する。（ステップＳ７３）
【０１６８】
拡大画像撮像制御部５７は、拡大画像撮像部２０の撮像素子２４から全画素分（全画角）の画素値を読み出す。画像は３つのＺ位置に対応した合計３枚を撮影することになる。
【０１６９】
次のステップとして、コントラストＡＦ合焦位置算出部５１３は、設定されたＺ方向の位置全てで探索用画像が撮像されたか否かを判断する。（ステップＳ７５）
【０１７０】
必要な画像の全てが撮像されていない場合（ステップＳ７５のＮ）、ステップＳ７１に戻って処理を繰り返す。
【０１７１】
必要な画像の全てが撮像された場合（ステップＳ７５のＹ）、次のステップとして、コントラストＡＦ合焦位置算出部５１３は、第１の特徴量算出部５１４に指示を出し、第１の特徴量Ｈを算出させる。（ステップＳ７９）
【０１７２】
次のステップとして、コントラストＡＦ合焦位置算出部５１３は、３つの画像について処理を行ったか否かを判断する。（ステップＳ８１）
【０１７３】
次のステップとして、コントラストＡＦ合焦位置算出部５１３は、算出された第１の特徴量Ｈを用いて、カーブフィッティング処理部５１５に指示を出し、カーブフィッティング処理を行う。（ステップＳ９１）
【０１７４】
次のステップとして、コントラストＡＦ合焦位置算出部５１３は、カーブフィッティングにより、２次曲線の頂点の位置から合焦位置Ｚ３を算出する。（ステップＳ９３）
【０１７５】
最後のステップとして、統合制御部５１は、合焦位置Ｚ１とＺ３との差分を、ＡＦ方式の違いによるオフセット値として計算する。（ステップＳ９５）
【０１７６】
ここで計算されたＡＦオフセット値は、合焦位置算出処理において、位相差ＡＦ方式で求められた合焦位置をコントラストＡＦ方式で用いる際の変換用に用いられる。
以上、キャリブレーション処理の流れについて説明した。
【０１７７】
［第１の特徴量Ｈの算出処理について］
次に、第１の特徴量Ｈの算出処理の流れについて説明する。図５は、第１の特徴量Ｈの算出処理の流れについて説明するフローチャートである。
【０１７８】
最初のステップとして、第１の特徴量算出部５１４が、対象とするＲＡＷ画像全体または区分されたエリアの中から、１ブロック分の画素値を読み込む。（ステップＳ１０１）
【０１７９】
１ブロックとは、同色の画素の並びのうち、縦ｉ個、横ｊ個（ｉ、ｊは予め定められた所定の整数）で構成されるものである。例えば、赤プレーンでは図６のように、また、ベイヤー配列では図７のように、赤色画素の縦１個、横８個の領域を１ブロックとすることができる。
【０１８０】
なお、図８は、赤プレーンで特徴量を求める際に使用する画素の例である。図９は、ベイヤー配列で赤の特徴量を求める際に使用する画素の例である。
【０１８１】
次のステップとして、第１の特徴量算出部５１４は、読み込んだブロック内のそれぞれの画素の画素値から、最大値と最小値を求める。そして、直流成分値ＤＣ、交流成分のダイナミックレンジＤＲを以下の式から求める。（ステップＳ１０３）
【０１８２】
直流成分DC＝（最小値）
交流成分のダイナミックレンジDR＝（最大値）−（最小値）
【０１８３】
なお、ここでは最小値を直流成分と呼ぶことにする。図１０は、直流成分DCおよび交流成分のダイナミックレンジDRを求める例を示した図である。
【０１８４】
次のステップとして、第１の特徴量算出部５１４は、求めたDC、DRが、しきい値を超えたか否か（第１の条件および第２の条件を満たすか否か）を判断する。（ステップＳ１０５）
【０１８５】
求めたDC、DRが、しきい値を超えたか否かを判断するためのしきい値DCt_min、DRt_minは、例えば、出力が１２bitの撮像素子において、粗探索の場合、DCt_min=0、DRt_min=128であり、微探索の場合、DCt_min=0、DRt_min=250である。
【０１８６】
なお、DC、DRの有効な上限を規定する上限値DCt_max、DRt_maxは、粗探索の場合、例えば共に4096であり、微探索の場合、例えばDCt_min=0、DRt_min=250である。
【０１８７】
粗探索のDRt_minを128にした理由は、粗探索の場合、遠距離に対して探索を行うため第１の特徴量の減衰は抑えたいが、最低限白部分に含まれているノイズをカットしたいという意図からである。撮像素子には、ショットノイズというものがあり、これが信号の強度に対してその平方根分だけ現れる。ノイズの大きさは、出力が１２bitの撮像素子の場合、画素値の最大値が4096なので、以下の式から６４と求められる。
【０１８８】
ノイズの強度：sqr(4096)＝64
【０１８９】
ダイナミックレンジDRは、画素値の最大値と最小値の差分から計算されるので、最大値と最小値のノイズが上下に振れたときの最大値として求められる64×2=128を、しきい値としている。
なお、しきい値は、使用する撮像素子や光学系の特性に合わせて調整する必要がある。
【０１９０】
求めたDC、DRが、しきい値を超えた場合（ステップＳ１０５のＹ）、次のステップとして、第１の特徴量算出部５１４は、ダイナミックレンジDRをそのブロックの単位特徴量に採用する。（ステップＳ１０７）
【０１９１】
一般的に使われるBrenner Gradientの代わりにダイナミックレンジDRを使うことで、第１の特徴量Ｈの変化を緩やかにして、フィッティングに適したカーブを形成する。
【０１９２】
次のステップとして、第１の特徴量算出部５１４は、前ステップで採用した単位特徴量を、第１の特徴量Ｈに加算する。（ステップＳ１０９）
【０１９３】
なお、この実施形態では、第１の特徴量Ｈとして、ダイナミックレンジDRの総和を用いるが、それ以外に、図１１に示す値を第１の特徴量Ｈとして採用することが出来る。
【０１９４】
次のステップとして、第１の特徴量算出部５１４は、全ての画素について特徴量の計算を行ったかを判断する。（ステップＳ１１１）
【０１９５】
全ての画素については、まだ特徴量の計算を行っていない場合（ステップＳ１１１のＮ）、ステップＳ１０１に戻って、次のブロックについて処理を続行する。なお、次のブロックのスタート地点としては、前のスタート地点からｋ画素（ｋは予め定められた１以上の整数）だけずらした画素の位置を使う。例えば、縦１画素、横８画素のブロックの場合、スタート地点を１画素分だけずらしてもよいし、８画素分だけずらしてもよい。
【０１９６】
ブロックスタート地点を1画素単位ではなく、ｋ画素単位でずらす事により、総演算回数を減らすことが出来、また、特徴量の変化を緩やかにすることが出来るので、よりフィッティングに適したカーブを形成できる。
【０１９７】
（特徴量算出方法の選択）
次のステップとして、第１の特徴量算出部５１４は、単位特徴量を全て加算して得られた第１の特徴量Ｈの値が極端に少ないか否かを判断する。（ステップＳ１１３）
【０１９８】
第１の特徴量Ｈの値が極端に少ない場合（ステップＳ１１３のＹ）、第１の特徴量算出部５１４は、しきい値DCt、DRtを、フィルタ効果が減る方向に変更する。（ステップＳ１１５）
【０１９９】
次のステップとして、第１の特徴量算出部５１４は、対象とするＲＡＷ画像全体または区分されたエリアについて、Brenner Gradientの値を求める。（ステップＳ１１７）
【０２００】
次のステップとして、第１の特徴量算出部５１４は、求めたBrenner Gradientの値を極端に少ない第１の特徴量Ｈの値に加算する。（ステップＳ１１９）
【０２０１】
ダイナミックレンジDRを用いた特徴量は、フォーカスがずれると値が大幅に減るという性質を持っている。また、Brenner Gradientも隣接画素差分2乗の総和のため、ダイナミックレンジDRと同様に特徴量の変化が急である。そのため、その両方を同時に使うと特徴量の急激な変化という特徴が際立ってしまいフィッティングに利用すると誤差が大きくなってしまうことがある。しかし、サンプルＳＰＬが小さいなどの理由により、第１の特徴量Ｈが極端に少なく、この値を少しでも大きくしたい場合には、Brenner Gradientも併用する。このように、第１の特徴量Ｈを求める画像の状態にあった特徴量算出方法を選択することで、より合焦精度を向上させる事が出来る。
以上、第１の特徴量Ｈの算出処理の流れについて説明した。
【０２０２】
［合焦位置算出処理について］
次に、合焦位置算出処理の流れについて説明する。図１２は、合焦位置算出処理の流れについて説明するフローチャートである。
基本的な流れとしては、位相差ＡＦ方式により素早く合焦位置を求め、その位置の妥当性をコントラストＡＦ方式により検証する。検証の結果、位相差ＡＦ方式により求めた合焦位置が妥当な場合は、その位置を本撮影のために採用する。位相差ＡＦ方式により求めた合焦位置が妥当ではない場合は、コントラストＡＦ方式により合焦位置を求め直す。
【０２０３】
（位相差ＡＦ方式での計算）
最初のステップとして、位相差ＡＦ合焦位置算出部５１２が、位相差ＡＦ方式での合焦位置Ｚ１を算出する。（ステップＳ２０１）
【０２０４】
なお、このステップでは、撮影する小領域をｍ×ｎ個（ｍ、ｎは予め定められた所定の１以上の整数）のエリアに区分して、エリアごとに特徴の有無を判断して、特徴のあるエリアの位置情報を求める。求めた位置情報は、後のステップにおいて、拡大画像撮像部２０の撮像素子２４から画素値を帯読み（一部読み）する際に用いられる。
【０２０５】
（コントラストＡＦ方式での検証）
次のステップとして、合焦位置合否判定部５１９が、検証用のＺ軸方向の間隔を、合焦位置Ｚ１を中心として、例えば±１μｍの間隔で、Ｚ軸方向の位置ＺＡ、ＺＢ、ＺＣ、（ＺＡ＞ＺＢ＞ＺＣ）を設定する。（ステップＳ２０３）
【０２０６】
また、合焦位置合否判定部５１９は、検証用のしきい値として、微探索用のしきい値を第１の特徴量算出部５１４に設定する。（ステップＳ２０５）
【０２０７】
次のステップとして、合焦位置合否判定部５１９は、ステージ制御部５３に指示を出し、ステージのＺ方向の位置がステップＳ２０３で設定したものになるように、ステージ４０を移動させる。（ステップＳ２０７）
【０２０８】
次のステップとして、合焦位置合否判定部５１９は、拡大画像撮像制御部５７に指示を出し、検証用撮影として、小領域の画像を撮影する。（ステップＳ２０９）
【０２０９】
拡大画像撮像制御部５７は、拡大画像撮像部２０の撮像素子２４の撮像面をステップＳ２０１と同じくｍ×ｎ個のエリアに区分して、ステップＳ２０１で得ている位置情報に基づき、特徴のあるエリアの画素値のみの部分読み出し（帯読み）を行う。読み出しが部分的なものであることと、その後の処理での処理しなければならないデータ量が削減されることから、検証処理に要する処理時間を短縮することが出来る。
なお、画像は３つのＺ位置に対応した合計３枚を撮影することになる。
【０２１０】
次のステップとして、合焦位置合否判定部５１９は、設定されたＺ方向の位置全てで検証用画像が撮像されたか否かを判断する。（ステップＳ２１１）
【０２１１】
必要な画像の全てが撮像されていない場合（ステップＳ２１１のＮ）、ステップＳ２０７に戻って処理を繰り返す。
【０２１２】
必要な画像の全てが撮像された場合（ステップＳ２１１のＹ）、次のステップとして、合焦位置合否判定部５１９は、第１の特徴量算出部５１４に指示を出し、第１の特徴量Ｈを算出させる。（ステップＳ２１３）
【０２１３】
なお、ステップＳ２１３では、第１の特徴量Ｈに加え、特徴のあるエリアのエリア毎の特徴量Ｇｍｎ（エリア特徴量Ｇｍｎ）も求めてもよい。
【０２１４】
次のステップとして、合焦位置合否判定部５１９は、３つの画像を撮影したか否かを判断する。（ステップＳ２１５）
【０２１５】
第１の特徴量Ｈは、画像１枚につき、１個算出する。３つのＺ位置ＺＡ、ＺＢ、ＺＣに対応して、第１の特徴量Ｈは、ＨＡ、ＨＢ、ＨＣの３つが求められる。図１３は、Ｚ位置を横軸、第１の特徴量Ｈの逆数を縦軸として、２次元平面上に、点Ａ（ＺＡ，ＨＡ）、点Ｂ（ＺＢ，ＨＢ）、点Ｃ（ＺＣ，ＨＣ）の３点をプロットした様子を示している。
【０２１６】
次のステップとして、合焦位置合否判定部５１９は、３つの第１の特徴量Ｈのうち、ＨＢが最大であるか否かを判断する。（ステップＳ２１７）
【０２１７】
ＨＢが最大である場合（ステップＳ２１７のＹ）、合焦位置合否判定部５１９は、位相差ＡＦ方式で求めた合焦位置Ｚ１を本撮影のための合焦位置に採用する。（ステップＳ２１９）
【０２１８】
ＨＢが最大ではない場合（ステップＳ２１７のＮ）、次のステップとして、合焦位置合否判定部５１９は、上述した３点（点Ａ、Ｂ、Ｃ）間の傾きが、以下の条件式を満たすか否かを判断する。（ステップＳ２２１）
【０２１９】
条件式は、点Ａと点Ｂ間の傾きを傾きＡＢと表すとして、また、Ｌを予め定められた所定の値として、
傾きＡＢ＞傾きＢＣのとき、
Ｌ＞｜傾きＢＣ｜／｜傾きＡＢ｜
傾きＡＢ＜傾きＢＣのとき、
Ｌ＞｜傾きＡＢ｜／｜傾きＢＣ｜
である。
【０２２０】
３点間の傾きが条件式を満たす場合（ステップＳ２２１のＹ）、合焦位置合否判定部５１９は、位相差ＡＦ方式で求めた合焦位置Ｚ１を本撮影のための合焦位置に採用する。（ステップＳ２１９）
【０２２１】
なお、上記の処理では、カーブフィッティングを行わず、傾きの条件式により、合焦位置Ｚ１の妥当性を検証した。しかし、ここでカーブフィッティングを行って合焦位置を求め直すことにより、さらに正確な合焦位置を求めることも出来る。但し、合焦位置を求め直したことにより、その位置にステージ４０を再度移動させる必要があり、その分、時間が余計にかかる。そのため、画質と処理時間のどちらを優先させるかにより、いずれかの方式を選択すればよい。
【０２２２】
ステップＳ２１９においてカーブフィッティングを行う場合、第１の特徴量Ｈと、複数あるエリア特徴量Ｇｍｎを用いてカーブフィッティングを行い、合焦位置ＺＨおよび合焦位置ＺＧｍｎを求める。
【０２２３】
合焦位置ＺＧｍｎから、小領域内のサンプルＳＰＬの傾きが分かるので、画像の貼り合わせ時に境界での繋ぎ目を目立たなくするために、境界での合焦位置のずれが最小になるように、複数ある合焦位置ＺＧｍｎの中から１つを選択する。選択する際、合焦位置ＺＨと極端に値が異なるＺＧｍｎは、選択候補から除外する。
【０２２４】
具体的には、小領域の中心付近のエリアの合焦位置ＺＧｍｎが、周辺エリアの合焦位置ＺＧｍｎと異なった場合には、周辺エリアの合焦位置ＺＧｍｎを本撮影の合焦位置として採用する。サンプルＳＰＬが全体的に斜めになっている場合には、中心付近のエリアの合焦位置ＺＧｍｎを本撮影の合焦位置として採用する。全体的に傾斜が無く一様である場合は、合焦位置ＺＨを本撮影の合焦位置として採用する。
【０２２５】
エリアごとにエリア特徴量Ｇｍｎを求め、その値の状況により合焦位置の調整を細かく行うことにより、１つの小領域の画像で１つだけ特徴量を求める場合に比べ、画像の貼り合わせ時に境界での繋ぎ目を目立たなくすることが出来る。
【０２２６】
この方法により、合焦誤差を０．８μｍまで抑えた合焦位置を得ることが出来る。
【０２２７】
３点間の傾きが条件式を満たさない場合（ステップＳ２２１のＮ）、位相差ＡＦ方式で求めた合焦位置Ｚ１は本撮影のための合焦位置に採用できないので、合焦位置合否判定部５１９は、コントラストＡＦ合焦位置算出部５１３に制御を移し、コントラストＡＦ方式による合焦位置の算出を行う。なお、合焦位置は、既に求めた、隣接する小領域の合焦位置と大きくずれることはないため、基本的には粗探索は行わず、微探索から始める。
【０２２８】
（コントラストＡＦ方式での微探索）
次のステップとして、コントラストＡＦ合焦位置算出部５１３は、微探索用のＺ軸方向の間隔を、合焦位置Ｚ１を中心として、例えば±３μｍの間隔で、Ｚ軸方向の位置ＺＡ、ＺＢ、ＺＣ、（ＺＡ＞ＺＢ＞ＺＣ）を設定する。（ステップＳ２２３）
【０２２９】
なお、微探索用のしきい値は、ステップＳ２０３で設定されているので、改めての設定は行わない。
【０２３０】
次のステップとして、コントラストＡＦ合焦位置算出部５１３は、ステージ制御部５３に指示を出し、ステージのＺ方向の位置がステップＳ２２３で設定したものになるように、ステージ４０を移動させる。（ステップＳ２２５）
【０２３１】
次のステップとして、コントラストＡＦ合焦位置算出部５１３は、拡大画像撮像制御部５７に指示を出し、探索用撮影として、小領域の画像を撮影する。（ステップＳ２２７）
【０２３２】
拡大画像撮像制御部５７は、拡大画像撮像部２０の撮像素子２４から全画素分（全画角）の画素値を読み出す。位相差ＡＦ方式の合焦位置の検証の際には、位相差ＡＦ方式により得られた位置情報に基づき、必要最低限のエリアについて画素値を読み込んだ。しかし、位相差ＡＦ方式による合焦位置が採用できなかった場合には、位相差ＡＦ方式により得られた位置情報は信頼できないと判断し、位置情報に基づく部分読みではなく、全エリア（全画角）について、画素値の読み込みを行う。
なお、画像は３つのＺ位置に対応した合計３枚を撮影することになる。
【０２３３】
次のステップとして、コントラストＡＦ合焦位置算出部５１３は、設定されたＺ方向の位置全てで探索用画像が撮像されたか否かを判断する。（ステップＳ２２９）
【０２３４】
必要な画像の全てが撮像されていない場合（ステップＳ２２９のＮ）、ステップＳ２２５に戻って処理を繰り返す。
【０２３５】
必要な画像の全てが撮像された場合（ステップＳ２２９のＹ）、次のステップとして、コントラストＡＦ合焦位置算出部５１３は、第１の特徴量算出部５１４に指示を出し、第１の特徴量Ｈを算出させる。（ステップＳ２３１）
【０２３６】
次のステップとして、コントラストＡＦ合焦位置算出部５１３は、３つの画像について処理を行ったか否かを判断する。（ステップＳ２３３）
【０２３７】
次のステップとして、コントラストＡＦ合焦位置算出部５１３は、算出された第１の特徴量Ｈを用いて、カーブフィッティング処理部５１５に指示を出し、カーブフィッティング処理を行う。（ステップＳ２３５）
【０２３８】
次のステップとして、コントラストＡＦ合焦位置算出部５１３は、カーブフィッティングにより、２次曲線の頂点の位置から合焦位置Ｚ２を算出し、算出した合焦位置Ｚ２を本撮影のための合焦位置に採用する。（ステップＳ２３７）
【０２３９】
なお、算出した合焦位置Ｚ２が採用するには不適切である場合、コントラストＡＦ合焦位置算出部５１３は、再度、粗探索から処理を行ってもよいし、隣接する小領域を本撮影した際の合焦位置の情報があれば、その情報を補間して用いてもよい。
【０２４０】
以上の処理により、画像の取得速度が速く、合焦精度も高いハイブリッドＡＦ方式を実現させることが出来る。
【０２４１】
例えば、1000個の小領域を撮影する場合、位相差ＡＦの処理時間を20msec、合否判定用撮影（部分読み出し、全画角に対し特徴のあるエリアが10％、３枚分）の処理時間を51msec、微探索用撮影（全画角の読み出し、３枚分）の処理時間を510msecとする。合否判定で合格せず、微探索用撮影を行う確率（失敗率）をＸとし、ハイブリッドＡＦ方式での処理時間と、コントラストＡＦでの処理時間が等しいとすると次の式が成り立つ。
【０２４２】
(20msec + 51msec + 510msec × X) × 1000 = 510msec × 1000
【０２４３】
この式を解くと、Ｘ=0.86となる。すなわち、特徴のあるエリアが全体の10％ある場合、失敗率が86%を超えない限りハイブリッドＡＦ方式の方が高速に撮影できる。
以上、合焦位置算出処理の流れについて説明した。
【０２４４】
［白画像判定処理について］
次に、白画像判定処理の流れについて説明する。図１４は、白画像判定処理の流れについて説明するフローチャートである。
【０２４５】
最初のステップとして、白画像判定部５１６が、撮影により得られた小領域の画像全体を、ｐ×ｑ個（ｐ、ｑは予め定められた正の整数）のエリアに区分する。（ステップＳ３０１）
【０２４６】
次のステップとして、白画像判定部５１６は、第２の特徴量算出部５１７が用いるしきい値の設定を行う。（ステップＳ３０３）
【０２４７】
次のステップとして、第２の特徴量算出部５１７が、処理するエリアに対する第２の特徴量Ｅをゼロクリアする。（ステップＳ３０５）
【０２４８】
次のステップとして、第２の特徴量算出部５１７は、１ブロック分の画素値の読み込みを行う。（ステップＳ３０７）
【０２４９】
ブロックの定義は、第１の特徴量を算出する際の定義と同じなので、ここでの説明は省略する。
【０２５０】
次のステップとして、第２の特徴量算出部５１７は、直流成分DC、ダイナミックレンジDRの算出を行う。（ステップＳ３０９）
【０２５１】
直流成分DC、ダイナミックレンジDRの算出方法は、第１の特徴量を算出する際の方法と同じなので、ここでの説明は省略する。
【０２５２】
次のステップとして、第２の特徴量算出部５１７は、算出した直流成分DCおよびダイナミックレンジDRが以下の条件式を満たすか否かを判断する。（ステップＳ３１１）
【０２５３】
条件式は、直流成分DCの最小しきい値をDCt_min、最大しきい値をDCt_max、ダイナミックレンジDRの最小しきい値をDRt_min、最大しきい値をDRt_maxとして、
DCt_min＜DC＜DCt_max
DRt_min＜DR＜DRt_max
である。
【０２５４】
しきい値の値は、例えば、DCt_min=1800、DRt_min=200である。
【０２５５】
直流成分DCおよびダイナミックレンジDRが上記の条件式を満たす場合（ステップＳ３１１のＹ）、第２の特徴量算出部５１７は、第２の特徴量Ｅをインクリメントする。（ステップＳ３１３）
【０２５６】
次のステップとして、第２の特徴量算出部５１７は、全画素について、処理が行われたか否かを判断する。（ステップＳ３１５）
【０２５７】
全画素については、まだ処理が行われていない場合（ステップＳ３１５のＮ）、ステップＳ３０７に戻り、次のブロックについて処理を続行する。
【０２５８】
全画素について処理が行われた場合（ステップＳ３１５のＹ）、次のステップとして、白画像判定部５１６は、全エリアについて、第２の特徴量Ｅの算出が行われたか否かを判断する。（ステップＳ３１７）
【０２５９】
全エリアについては、まだ第２の特徴量Ｅの算出が行われていない場合（ステップＳ３１７のＮ）、ステップＳ３０５に戻り、次のエリアについて処理を続行する。
【０２６０】
全エリアについて第２の特徴量Ｅの算出が行われた場合（ステップＳ３１７のＹ）、次のステップとして、白画像判定部５１６は、サンプル存在確認しきい値Ｅｔを超えた第２の特徴量Ｅがあるか否かを判断する。（ステップＳ３１９）
【０２６１】
サンプル存在確認しきい値Ｅｔの値は、例えば、Ｅｔ=2500である。
【０２６２】
全エリアについて、第２の特徴量Ｅの算出が行われると、全部でｐ×ｑ個の第２の特徴量Ｅが算出される。
【０２６３】
図１５に示すＨＥ染色（ヘマトキシリン・エオジン染色）したサンプルＳＰＬの画像について白判定処理によりエリア毎の第２の特徴量Ｅを算出した様子を図１６に示す。
【０２６４】
また、図１７に示す、別のＨＥ染色したサンプルＳＰＬの画像についても、白判定処理によりエリア毎の第２の特徴量Ｅを算出した様子を図１８に示す。
【０２６５】
サンプル存在確認しきい値Ｅｔを超えた第２の特徴量Ｅが１つでもある場合（ステップＳ３１９のＹ）、白画像判定部５１６は、撮影した画像にはサンプルＳＰＬが写っており白画像ではないと判定する。（ステップＳ３２１）
【０２６６】
サンプル存在確認しきい値Ｅｔを超えた第２の特徴量Ｅが１つも無い場合（ステップＳ３１９のＮ）、白画像判定部５１６は、撮影した画像がサンプルＳＰＬの写っていない白画像であると判定する。（ステップＳ３２３）
【０２６７】
白画像であると判定された小領域の画像では、白画像フラグが立てられ、後の現像処理以降では処理対象としないことにより、処理時間の短縮と画像の保存容量の削減が図られる。
以上、白画像判定処理の流れについて説明した。
【０２６８】
［続き判定処理について］
次に、続き判定処理の流れについて説明する。図１９は、続き判定処理の流れについて説明するフローチャートである。
【０２６９】
最初のステップとして、続き判定部５１８が、撮影により得られた小領域の画像の周辺部分（マージン部分）を、ｐ個（ｐは予め定められた２以上の整数）のエリアに区分する。（ステップＳ４０１）
【０２７０】
次のステップとして、続き判定部５１８は、第２の特徴量算出部５１７が用いるしきい値の設定を行う。（ステップＳ４０３）
【０２７１】
次のステップとして、第２の特徴量算出部５１７が、処理するエリアに対する第２の特徴量Ｅをゼロクリアする。（ステップＳ４０５）
【０２７２】
次のステップとして、第２の特徴量算出部５１７は、１ブロック分の画素値の読み込みを行う。（ステップＳ４０７）
【０２７３】
ブロックの定義は、第１の特徴量を算出する際の定義と同じなので、ここでの説明は省略する。
【０２７４】
次のステップとして、第２の特徴量算出部５１７は、直流成分DC、ダイナミックレンジDRの算出を行う。（ステップＳ４０９）
【０２７５】
直流成分DC、ダイナミックレンジDRの算出方法は、第１の特徴量を算出する際の方法と同じなので、ここでの説明は省略する。
【０２７６】
次のステップとして、第２の特徴量算出部５１７は、算出した直流成分DCおよびダイナミックレンジDRが以下の条件式を満たすか否かを判断する。（ステップＳ４１１）
【０２７７】
条件式は、直流成分DCの最小しきい値をDCt_min、最大しきい値をDCt_max、ダイナミックレンジDRの最小しきい値をDRt_min、最大しきい値をDRt_maxとして、
DCt_min＜DC＜DCt_max
DRt_min＜DR＜DRt_max
である。
【０２７８】
しきい値の値は、例えば、DCt_min=1800、DRt_min=200である。
【０２７９】
直流成分DCおよびダイナミックレンジDRが上記の条件式を満たす場合（ステップＳ４１１のＹ）、第２の特徴量算出部５１７は、第２の特徴量Ｅをインクリメントする。（ステップＳ４１３）
【０２８０】
次のステップとして、第２の特徴量算出部５１７は、全画素について、処理が行われたか否かを判断する。（ステップＳ４１５）
【０２８１】
全画素については、まだ処理が行われていない場合（ステップＳ４１５のＮ）、ステップＳ４０７に戻り、次のブロックについて処理を続行する。
【０２８２】
全画素について処理が行われた場合（ステップＳ４１５のＹ）、次のステップとして、続き判定部５１８は、全エリアについて、第２の特徴量Ｅの算出が行われたか否かを判断する。（ステップＳ４１７）
【０２８３】
全エリアについては、まだ第２の特徴量Ｅの算出が行われていない場合（ステップＳ４１７のＮ）、ステップＳ４０５に戻り、次のエリアについて処理を続行する。
【０２８４】
全エリアについて、第２の特徴量Ｅの算出が行われると、全部でｐ個の第２の特徴量Ｅが算出される。
【０２８５】
図１５に示したサンプルＳＰＬの画像について続き判定処理によりエリア毎の第２の特徴量Ｅを算出した様子を図２０に示す。
【０２８６】
また、図１７に示す、別のサンプルＳＰＬの画像についても、続き判定処理によりエリア毎の第２の特徴量Ｅを算出した様子を図２１に示す。
【０２８７】
全エリアについて第２の特徴量Ｅの算出が行われた場合（ステップＳ４１７のＹ）、次のステップとして、続き判定部５１８は、各エリアの第２の特徴量Ｅそれぞれについて、サンプル存在確認しきい値Ｅｔを超えたか否かを判断する。（ステップＳ４１９）
【０２８８】
サンプル存在確認しきい値Ｅｔの値は、例えば、Ｅｔ=2500である。
【０２８９】
第２の特徴量Ｅがサンプル存在確認しきい値Ｅｔを超えた場合（ステップＳ４１９のＹ）、続き判定部５１８は、当該エリアに隣接する小領域を撮影リストに追加する。（ステップＳ４２１）
【０２９０】
なお、隣接する小領域が既に撮影リストに入っている場合は、追加処理は行わない。
【０２９１】
次のステップとして、続き判定部５１８は、全てのエリアについて、ステップＳ４１７の判定が行われたか否かを判断する。（ステップＳ４２３）
【０２９２】
全てのエリアについては、まだステップＳ４１７の判定が行われていない場合（ステップＳ４２３のＮ）、ステップＳ４１７に戻り、残りのエリアについても処理を続行する。
【０２９３】
続き判定処理により、サンプルＳＰＬの撮り逃しを回避することが出来る。
以上、続き判定処理の流れについて説明した。
【０２９４】
［カーブフィッティングの具体例］
次に、カーブフィッティング処理部が行うカーブフィッティングの具体例を、従来のBrenner Gradient方式（以下、従来方式と呼ぶ）により第１の特徴量Ｈを求めた場合と、ダイナミックレンジDR方式（以下、本方式と呼ぶ）により第１の特徴量Ｈを求めた場合とを比較して説明する。
【０２９５】
図２２は、以下の具体例で用いた画像と、その一部を拡大した小領域を示す図である。
【０２９６】
図２３は、図２２に示す小領域について、Ｚ方向に複数枚撮影した画像の、従来方式により求めた特徴量の逆数を、撮影位置によりプロットした図である。
【０２９７】
図２４は、図２２に示す小領域について、Ｚ方向に複数枚撮影した画像の、本方式により求めた特徴量の逆数を、撮影位置によりプロットした図である。
【０２９８】
これらの図から分かることは、従来方式のプロットでは、曲線が滑らかになっていないのに対し、本方式では、きれいな２次曲線のカーブを描いている。この形状の違いがフィッティングの結果に大きく影響している。
【０２９９】
次に、フィッティングにより算出した合焦位置のばらつきを見てみる。
図２５は、図２３でプロットした曲線に基づき、カーブフィッティングを行って得た、従来方式による合焦位置のグラフである。
【０３００】
図２６は、図２４でプロットした曲線に基づき、カーブフィッティングを行って得た、本方式による合焦位置のグラフである。
【０３０１】
図中のσは、合焦位置のばらつきの少なさを示している。従来方式では、ばらつきが多くσ=0.31となっているのに対し、本方式では、σ=0.13と良い結果が出ている。これは、コントラストＡＦ方式による探索時に、どの3点でフィッティングを行っても合焦位置のばらつきが少ない事を意味している。それに対し、従来方式では、探索用に選んだ３点のZ位置により、算出される合焦位置の値がばらつくため、分割撮影した画像どうしを合成したときに、画像を貼り合わせた境目においてピントのずれが目立つという結果を招いてしまう。
【０３０２】
また、最大誤差も、従来方式が0.49μｍであるのに対し、本方式では0.2μｍとなり、
本方式の方が高い性能を示している。
【０３０３】
さらに、２つの画像について、検証した結果を図２８から３１、および図３３から３６に示しておく。
【０３０４】
図２７は、別の画像と、その一部を拡大した小領域を示す図である。
図２８は、図２７に示す小領域について、Ｚ方向に複数枚撮影した画像の、従来方式により求めた特徴量の逆数を、撮影位置によりプロットした図である。
図２９は、図２７に示す小領域について、Ｚ方向に複数枚撮影した画像の、本方式により求めた特徴量の逆数を、撮影位置によりプロットした図である。
図３０は、図２８でプロットした曲線に基づき、カーブフィッティングを行って得た、従来方式による合焦位置のグラフである。
図３１は、図２９でプロットした曲線に基づき、カーブフィッティングを行って得た、本方式による合焦位置のグラフである。
【０３０５】
図３２は、さらに別の画像と、その一部を拡大した小領域を示す図である。
図３３は、図３２に示す小領域について、Ｚ方向に複数枚撮影した画像の、従来方式により求めた特徴量の逆数を、撮影位置によりプロットした図である。
図３４は、図３２に示す小領域について、Ｚ方向に複数枚撮影した画像の、本方式により求めた特徴量の逆数を、撮影位置によりプロットした図である。
図３５は、図３３でプロットした曲線に基づき、カーブフィッティングを行って得た、従来方式による合焦位置のグラフである。
図３６は、図３４でプロットした曲線に基づき、カーブフィッティングを行って得た、本方式による合焦位置のグラフである。
【０３０６】
［本技術の別の構成］
なお、本技術は以下のような構成も採ることができる。
（１）
互いに異なる焦点位置の拡大画像を取得する探索用画像取得部と、
撮像された複数の前記拡大画像のそれぞれについて、前記拡大画像を構成するブロックごとの画素値の直流成分と交流成分のダイナミックレンジに基づき第１の特徴量を求める第１の特徴量算出部と、
前記第１の特徴量に基づき、前記拡大画像の合焦位置を決定する合焦位置決定部と
を具備する情報処理装置。
（２）
前記（１）に記載の情報処理装置であって、
前記第１の特徴量算出部は、前記交流成分のダイナミックレンジが予め定められた第１の条件を満たし、かつ前記直流成分が予め定められた第２の条件を満たす前記ブロックに応じて、前記第１の特徴量を求める
情報処理装置。
（３）
前記（２）に記載の情報処理装置であって、
前記第１の特徴量算出部は、前記第１の条件及び前記第２の条件を満たす前記ブロックについて、予め定められた方法で単位特徴量を算出して合算し、この合算結果に基づいて前記拡大画像ごとの第１の特徴量を求める
情報処理装置。
（４）
前記（１）から（３）のいずれか１つに記載の情報処理装置であって、
３点以上の焦点位置での前記第１の特徴量の逆数の組み合わせから所定の曲線へのカーブフィッティングを行い、前記所定の曲線上で前記逆数が最小となる焦点位置を算出するカーブフィッティング部を更に具備し、
前記合焦位置決定部は、前記カーブフィッティング部により算出された焦点位置を合焦位置とする
情報処理装置。
（５）
前記（４）に記載の情報処理装置であって、
前記所定の曲線は２次曲線である
情報処理装置。
（６）
前記（１）から（５）のいずれか１つに記載の情報処理装置であって、
前記第１の特徴量算出部は、前記ブロックごとの画素値の最小値、及び最大値と最小値の差分値に基づき、前記第１の特徴量を算出する
情報処理装置。
（７）
前記（３）に記載の情報処理装置であって、
前記第１の特徴量算出部は、前記単位特徴量として前記ダイナミックレンジを用いる
情報処理装置。
（８）
前記（３）に記載の情報処理装置であって、
前記第１の特徴量算出部は、前記単位特徴量としてBrenner Gradientを用いる
情報処理装置。
（９）
前記（１）から（８）のいずれか１つに記載の情報処理装置であって、
前記探索用画像取得部は、合焦位置を粗く探索するための第１の間隔だけ離れた、３点以上の焦点位置で粗探索用拡大画像を取得し、
前記第１の特徴量算出部は、前記粗探索用拡大画像毎の前記第１の特徴量を求め、
前記合焦位置決定部は、粗探索の合焦位置を求め、
前記探索用画像取得部は、前記粗探索の合焦位置を中心とした、合焦位置を細かく探索するための、前記第１の間隔よりも狭い第２の間隔だけ離れた、３点以上の焦点位置で微探索用拡大画像を取得し、
前記第１の特徴量算出部は、前記微探索用拡大画像毎の前記第１の特徴量を求め、
前記合焦位置決定部は、微探索の合焦位置を求め、前記微探索の合焦位置を最終的な合焦位置とする
情報処理装置。
（１０）
前記（１）から（８）のいずれか１つに記載の情報処理装置であって、
前記探索用画像取得部は、３点以上の互いに異なる焦点位置で拡大画像を取得し、
前記第１の特徴量算出部は、取得した複数の拡大画像それぞれを、ｍ×ｎ個（ｍ、ｎは２以上の整数）の第１のエリアに区画して、第１のエリア毎の前記第１の特徴量を求め、
前記合焦位置決定部は、第１のエリア毎に合焦位置を求め、前記エリア毎の合焦位置から前記検体の傾きを求め、前記傾きに基づいて最終的な合焦位置を選択する
情報処理装置。
（１１）
前記（１）から（１０）のいずれか１つに記載の情報処理装置であって、
前記合算結果が、予め定められた所定の値よりも小さいとき、
前記拡大画像のBrenner Gradientを求めて、前記合算結果に加えて前記第１の特徴量とする
情報処理装置。
（１２）
前記（１）から（８）のいずれか１つに記載の情報処理装置であって、
位相差ＡＦ（オートフォーカス）方式で合焦位置を検出する位相差ＡＦ検出部に、位相差合焦位置を検出させる位相差ＡＦ処理部をさらに具備し、
前記探索用画像取得部は、前記位相差合焦位置を間に含む３点以上の互いに異なる焦点位置で拡大画像を取得する
情報処理装置。
（１３）
前記（１２）に記載の情報処理装置であって、
前記合焦位置決定部は、前記位相差合焦位置での前記第１の特徴量が最大であること、および前記焦点位置での前記第１の特徴量の逆数が予め定められた所定の関係を満たすことの少なくとも一方を満足するとき、前記位相差合焦位置を最終的な合焦位置とする
情報処理装置。
（１４）
前記（２）に記載の情報処理装置であって、
位相差ＡＦ（オートフォーカス）方式で合焦位置を検出する位相差ＡＦ検出部に、位相差合焦位置を検出させる位相差ＡＦ処理部と、
スライドガラス上の検体を含む領域を区画する複数の小領域について、当該小領域の拡大画像を撮像する拡大画像撮像部と
をさらに具備し、
前記探索用画像取得部は、前記複数の小領域の中の第１の小領域で、合焦位置を粗く探索するための第１の間隔だけ離れた、３点以上の焦点位置で粗探索用拡大画像を取得し、
前記第１の特徴量算出部は、前記粗探索用拡大画像毎の前記第１の特徴量を求め、
前記合焦位置決定部は、粗探索の合焦位置を求め、
前記探索用画像取得部は、前記粗探索の合焦位置を中心とした、合焦位置を細かく探索するための、前記第１の間隔よりも狭い第２の間隔だけ離れた、３点以上の焦点位置で微探索用拡大画像を取得し、
前記第１の特徴量算出部は、前記微探索用拡大画像毎の前記第１の特徴量を求め、
前記合焦位置決定部は、微探索の合焦位置を求め、前記微探索の合焦位置を最終的な合焦位置とし、
前記位相差ＡＦ処理部は、前記複数の小領域の中の前記第１の小領域を除く１以上の小領域の各々を第２の小領域として、この第２の小領域毎の前記位相差合焦位置を算出させ、
前記探索用画像取得部は、前記位相差合焦位置を間に含む３点以上の互いに異なる焦点位置で拡大画像を取得し、
前記第１の特徴量算出部は、前記拡大画像毎の前記第１の特徴量を求め、
前記合焦位置決定部は、前記位相差合焦位置での前記第１の特徴量が最大であること、および前記焦点位置と前記第１の特徴量の逆数とが予め定められた所定の関係を満たすことの少なくとも一方を満足するとき、前記位相差合焦位置を最終的な合焦位置とする
情報処理装置。
（１５）
前記（１４）に記載の情報処理装置であって、
前記第１の特徴量算出部は、
前記粗探索用拡大画像毎の前記第１の特徴量を求めるとき、
前記拡大像撮像部が出力する最大値の平方根の値を超えることを前記第１の条件として設定する
情報処理装置。
（１６）
互いに異なる焦点位置の拡大画像を取得する探索用画像取得部と、
前記拡大画像をｐ×ｑ個（ｐ、ｑは予め定められた正の整数）の第２のエリアに区分し、
前記第２のエリア毎に、前記第２のエリアを構成するブロック単位ごとの画素値の直流成分と交流成分のダイナミックレンジを求め、
前記交流成分のダイナミックレンジが予め定められた第１の条件を満たし、かつ前記直流成分が予め定められた第２の条件を満たす前記ブロックをカウントし、
このカウント結果を前記第２のエリアごとの第２の特徴量として求める第２の特徴量算出部と、
前記求められた第２の特徴量の中に、予め定められた値を超えるものが無ければ、前記拡大画像を、検体が写っていない白画像と判断する白画像判定部と
を具備する情報処理装置。
（１７）
互いに異なる焦点位置の拡大画像を取得する探索用画像取得部と、
スライドガラス上の検体を含む領域を区画する複数の小領域について、当該小領域の拡大画像を撮像する拡大画像撮像部と、
前記拡大画像の周辺部をｐ個（ｐは予め定められた2以上の整数）の第２のエリアに分割し、
前記第２のエリア毎に、前記第２のエリアを構成するブロック単位ごとの画素値の直流成分と交流成分のダイナミックレンジを求め、
前記交流成分のダイナミックレンジが予め定められた第１の条件を満たし、かつ前記直流成分が予め定められた第２の条件を満たす前記ブロックをカウントし、
このカウント結果を前記第２のエリアごとの第２の特徴量として求める第２の特徴量算出部と、
前記求められた第２の特徴量が、予め定められた値を超えるとき、前記第２エリアに隣接する他の前記小領域の前記拡大画像を、前記検体が写っている画像と判断する続き判定部と
を具備する情報処理装置。
（１８）
探索用画像取得部が、互いに異なる焦点位置の拡大画像を取得し、
第１の特徴量算出部が、撮像された複数の前記拡大画像のそれぞれについて、前記拡大画像を構成するブロックごとの画素値の直流成分と交流成分のダイナミックレンジに基づき第１の特徴量を求め、
合焦位置決定部が、前記第１の特徴量に基づき、前記拡大画像の合焦位置を決定する
情報処理方法。
（１９）
互いに異なる焦点位置の拡大画像を取得する探索用画像取得部、
撮像された複数の前記拡大画像のそれぞれについて、前記拡大画像を構成するブロックごとの画素値の直流成分と交流成分のダイナミックレンジに基づき第１の特徴量を求める第１の特徴量算出部、および
前記第１の特徴量に基づき、前記拡大画像の合焦位置を決定する合焦位置決定部
としてコンピュータを機能させるための情報処理プログラム。
［補足事項］
その他、本技術は、上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【０３０７】
１０…俯瞰画像撮像部
１１…光源
１２…対物レンズ
１３…撮像素子
２０…拡大画像撮像部
２１…光源
２２…コンデンサレンズ
２３…対物レンズ
２４…撮像素子
２５…コンデンサレンズ駆動機構
３０…デフォーカス量検出部
３１…ビームスプリッター
３２…フィールドレンズ
３３…セパレータレンズ
３４…撮像素子
４０…ステージ
４１…ステージ駆動機構
５０…制御部
５１…統合制御部
５１１…領域検出部
５１２…位相差ＡＦ合焦位置算出部
５１３…コントラストＡＦ合焦位置算出部
５１４…第１の特徴量算出部
５１５…カーブフィッティング処理部
５１６…白画像判定部
５１７…第２の特徴量算出部
５１８…続き判定部
５１９…合焦位置合否判定部
５２…照明制御部
５３…ステージ制御部
５４…コンデンサレンズ駆動制御部
５５…位相差像撮像制御部
５６…俯瞰画像撮像制御部
５７…拡大画像撮像制御部
５８…記憶部
５９…現像処理部
６０…画像符号化部
７０…プレパラートストック・ローダ
１００…デジタル顕微鏡装置
ＰＲＴ…プレパラート
ＳＰＬ…生体サンプル
【図１】
2014141647.tif 000003
【図２】
2014141647.tif 000004
【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１９】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【国際調査報告】
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