(57)【要約】【課題】画像データをユーザの作成した画像処理方法でリアルタイムに画像処理できる画像取得装置を提供すること。【解決手段】画像データを取り込むフレームメモリ８１と、フレームメモリ８１が取り込んだ画像データを画像処理する画像処理部９２と、画像処理部９２による画像データの画像処理時間が、フレームメモリ８１による画像データの画像取得時間を越える場合、画像取得時間として画像処理時間を設定する画像取得時間設定部８７と、この設定された画像取得時間をかけて画像データを取り込むようフレームメモリ８１を制御するスキャナ制御部８９と、を備える。【選択図】        図１
2005064812.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データを取り込む画像取り込み手段と、
前記画像取り込み手段が取り込んだ画像データを画像処理する画像処理手段と、
前記画像処理手段による前記画像データの画像処理時間が、前記画像取り込み手段による前記画像データの画像取得時間を越える場合、前記画像取得時間として前記画像処理時間を設定する画像取得時間設定手段と、
前記画像取得時間設定手段によって設定された前記画像取得時間をかけて前記画像データを取り込むよう前記画像取り込み手段を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする画像取得装置。
【請求項２】
前記画像取得時間設定手段は、
前記画像データの画像処理方法を設定する処理設定手段と、
前記画像データのデータ量を設定するデータ量設定手段と、
前記データ量設定手段が設定したデータ量の試験データを作成するデータ作成手段と、
前記試験データを前記画像処理方法によって処理する画像処理時間を計測する計測手段と、
を備え、前記計測手段で計測された計測画像処理時間が、前記制御手段が制御できる最も速い速度で前記試験データを取り込んだ最速時間以下の場合は、前記画像取得時間を前記最速時間に設定し、前記計測画像処理時間が前記最速時間を超える場合は、前記画像取得時間を前記計測画像処理時間に設定することを特徴とする請求項１に記載の画像取得装置。
【請求項３】
画像データを取り込む画像取り込み手段と、
前記画像取り込み手段に対して前記画像取り込み手段が取り込む画像データを所定の画像取得時間に取り込ませるよう制御を行う制御手段と、
前記画像取り込み手段が取り込んだ画像データを画像処理する画像処理手段と、
前記画像取り込み手段が画像データを取り込む所定の画像取得時間以下となるように前記画像処理手段が画像処理する前記画像データのデータ量をパケット量として設定するパケット量設定手段と、
を備え、
前記画像取り込み手段は、前記パケット量設定手段が算出したデータ量を単位として前記画像データを取り込むことを特徴とする画像取得装置。
【請求項４】
前記パケット量設定手段は、
前記画像データの画像処理方法を設定する処理設定手段と、
前記画像データのデータ量を設定するデータ量設定手段と、
前記データ量設定手段によって設定されたデータ量を分割して試験パケット量を設定し、該パケット量の試験データを作成するデータ作成手段と、
前記試験データを前記画像処理方法で画像処理する時間を計測する計測手段と、
を備え、
前記パケット量設定手段は、前記試験パケット量を変更して前記データ作成手段で前記試験データを再作成し、前記計測手段で画像処理時間を計測する処理を繰り返して行い、前記計測手段で計測された画像処理時間が前記所定の画像取得時間以下で前記所定の画像取得時間に最も近い値となるときの試験パケット量を求め、該試験パケット量を前記パケット量として設定することを特徴とする請求項３に記載の画像取得装置。
【請求項５】
前記パケット量は、前記画像取り込み手段から前記画像処理手段に前記画像データを伝送するパケットのデータ量であることを特徴とする請求項４に記載の画像取得装置。
【請求項６】
前記パケット量は、画素量を単位として画像データを設定することを特徴とする請求項４または５に記載の画像取得装置。
【請求項７】
前記所定の画像取得時間は、前記制御手段の制御できる最も速い速度で前記データ量設定手段によって設定されたデータ量の画像データを取り込む画像取得時間であることを特徴とする請求項３または４に記載の画像取得装置。
【請求項８】
前記画像処理は、画像間演算処理であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の画像取得装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、顕微鏡などで取得した画像をリアルタイムに画像演算処理することのできる画像取得装置に関するものであり、特に、ユーザが新たに作成した画像演算処理をユーザが取得したい大きさの画像データにリアルタイムに施すことができる画像取得装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、細胞の代謝機能を研究する神経科学や細胞生物学分野における新しい研究手法として、細胞内遊離カルシウムイオン濃度等を定量する方法が急速に広がっている。例えば、細胞内のカルシウムイオン濃度を測定するときは、サンプルである細胞に蛍光試薬fura−２を投与し、蛍光試薬とカルシウムイオンとが特異的に結合して励起スペクトルが変化する様子を蛍光顕微鏡と画像処理装置等を組み合わせて用いて高速で画像処理を行い、生きた細胞内のカルシウムイオン濃度等を、平面的な濃度分布として把握し得る蛍光顕微鏡装置がある。
【０００３】
この蛍光顕微鏡装置は、画像データを画像処理装置に取り込み、各測定波長（３４０ｎｍと３６０ｎｍ）の画像について画像処理プログラムに従って対応する画素間の比を求め、画素間の比を検量線によりカルシウムイオン濃度に変換し、濃度に応じた疑似カラーを与えてカルシウムイオン濃度分布図を作成している。
【０００４】
このように反応の途中で画素間の比を求める画像間演算処理を行うとカルシウムイオン濃度分布図を得ることができる。また、画像を演算処理すると反応の経過点が的確に捉えられることがあり、そのタイミングで新たな試薬等を投入して、また新しい反応を起こすというような実験を試みたいという要望がある。
【０００５】
また、従来の画像取得装置の中には予め設定された画像データをリアルタイムに処理するものもある。ここで、スキャナ等の画像取得装置で取得した画像が画像取得装置に接続された画像処理装置等のコンピュータによってリアルタイムに画像処理されるという状態について説明する。
【０００６】
図７は、ｉ番目、ｉ＋１番目、ｉ＋２番目の３枚の画像データを取得してリアルタイムに画像処理されるときの様子を説明する図である。図７に示すように、画像取得装置が走査線等によって被検体の画像をＴｓ時間かかってスキャンしてｉ番目の１枚分の画像データを取得する。画像取得装置は、ｉ番目の１枚分の画像データの取得が完了すると、ｉ番目の１枚分の画像データをコンピュータに送り、コンピュータはＴｐ時間かかってｉ番目の画像データを画像処理する。画像取得装置は、ｉ番目の画像データを送信し、ｉ＋１番目の画像データをスキャンし始める。
【０００７】
ここで、画像データがリアルタイムに画像処理されるとは、画像取得装置がｉ番目の画像データの取得を完了してｉ＋１番目の画像データの取得を完了するまでに、コンピュータがｉ番目の画像データの画像処理を終了することである。このように、画像データがリアルタイムに画像処理されている状態では、画像処理時間が画像取得時間をオーバーすることがないので、遅くとも画像取得装置がｉ＋２番目の画像を取得し始める前に、コンピュータは、２画像前の画像つまりｉ番目の画像データを画像処理した映像を表示することができる。
【０００８】
図８は、１枚の画像データを複数例えば２個のパケットに分けて取得してリアルタイムに画像処理するときの様子を説明する図である。図８に示すように、画像取得装置が走査線等によって被検体のｉ番目の半分の画像データをＴｓ’時間かかってスキャンしてｉ番目の半分の画像データを取得する。画像取得装置は、ｉ番目の半分の画像データの取得が完了すると、ｉ番目の半分の画像データをコンピュータに送り、コンピュータはＴｐ’時間かかってｉ番目の半分の画像データを処理する。画像取得装置は、ｉ番目の半分の画像データを送信し、ｉ番目の残りの半分の画像データをスキャンし始める。
【０００９】
ここで、同様に、画像データがリアルタイムに画像処理されるとは、画像取得装置がｉ番目の半分の画像データの取得を完了し、ｉ番目の残りの半分の画像データの取得が完了するまでに、コンピュータがｉ番目の半分の画像データの画像処理を終了することである。このように、画像データがリアルタイムに画像処理される状態では、半分の画像データの画像処理時間が半分の画像データの画像取得時間をオーバーすることがないので、遅くとも画像取得装置がｉ＋２番目の画像を取得し始める前に、コンピュータは、２画像前の画像つまりｉ番目の画像データを画像処理した映像を表示することができる。
【００１０】
ここで、特許文献１では（ａ）プログラムによってライブラリに対して手順を要求するステップと、（ｂ）前記ライブラリによって１組の変数を判定するステップと、（ｃ）前記ライブラリによって前記組の変数のそれぞれに対応するソースコードを提供するステップと、（ｄ）前記ライブラリによって前記ソースコードをコンパイルするためのコンパイラを呼び出すステップと、（ｅ）前記コンパイラによって前記ソースコードをコンパイルし、新たな手順を得るステップと、（ｆ）前記ライブラリによって前記新たな手順を呼び出すステップによってプログラムの実行中に手順を作り出す方法が記載され、この手順を画像処理に適用すると、プログラム実行中に任意の画像処理パターンを作成することができる。
【００１１】
【特許文献１】特開平１０−１０５４１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、従来の画像取得処理では、リアルタイムに画像演算処理が行える画像間演算パターンが予め決められたものに限られ、ユーザが新たに画像間演算処理パターンを作成してその処理をリアルタイムに処理することはできなかった。
【００１３】
また、特許文献１では、作成した画像処理パターンを取得した画像データにリアルタイムに適用することについては記載されていない。そのため、もし、作成した画像処理パターンを取得した画像データにリアルタイムに適用しようとすると、画像処理パターンや画像データによっては、リアルタイムに処理しきれないためデータが溢れ、接続されたコンピュータが停止してしまうと考えられる。
【００１４】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、画像データをユーザの作成した画像処理方法でリアルタイムに画像処理できる画像取得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】
【００１５】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の請求項１に係る画像取得装置は、画像データを取り込む画像取り込み手段と、前記画像取り込み手段が取り込んだ画像データを画像処理する画像処理手段と、前記画像処理手段による前記画像データの画像処理時間が、前記画像取り込み手段による前記画像データの画像取得時間を越える場合、前記画像取得時間として前記画像処理時間を設定する画像取得時間設定手段と、前記画像取得時間設定手段によって設定された前記画像取得時間をかけて前記画像データを取り込むよう前記画像取り込み手段を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１６】
請求項１の発明によると、画像処理手段が画像データを画像処理する画像処理時間が、画像取り込み手段が画像データを取り込む画像取得時間を越える場合、画像取得時間に画像処理時間を設定し設定された画像取得時間で画像データを取り込むよう制御するため、どのような画像データであってもリアルタイムに画像処理が行える画像取得装置を得ることができる。
【００１７】
本発明の請求項２に係る画像取得装置は、請求項１において、前記画像取得時間設定手段は、前記画像データの画像処理方法を設定する処理設定手段と、前記画像データのデータ量を設定するデータ量設定手段と、前記データ量設定手段が設定したデータ量の試験データを作成するデータ作成手段と、前記試験データを前記画像処理方法によって処理する画像処理時間を計測する計測手段と、を備え、前記計測手段で計測された計測画像処理時間が、前記制御手段が制御できる最も速い速度で前記試験データを取り込んだ最速時間以下の場合は、前記画像取得時間を前記最速時間に設定し、前記計測画像処理時間が前記最速時間を超える場合は、前記画像取得時間を前記計測画像処理時間に設定することを特徴とする。
【００１８】
請求項２の発明によると、ユーザが取得したい画像のデータ量を設定して試験データを作成し、作成した試験データをユーザが作成した画像処理方法で画像処理する時間に合わせて、画像取得時間を設定するため、設定された画像取得時間でユーザが設定したデータ量の画像データを取り込めば、ユーザが作成した画像処理方法でユーザが取得したいデータ量の画像処理がリアルタイムに行える。
【００１９】
本発明の請求項３に係る画像取得装置は、画像データを取り込む画像取り込み手段と、前記画像取り込み手段に対して前記画像取り込み手段が取り込む画像データを所定の画像取得時間に取り込ませるよう制御を行う制御手段と、前記画像取り込み手段が取り込んだ画像データを画像処理する画像処理手段と、前記画像取り込み手段が画像データを取り込む所定の画像取得時間以下となるように前記画像処理手段が画像処理する前記画像データのデータ量をパケット量として設定するパケット量設定手段と、を備え、前記画像取り込み手段は、前記パケット量設定手段が算出したデータ量を単位として前記画像データを取り込むことを特徴とする。
【００２０】
請求項３の発明によると、画像取り込み手段が画像データを取り込む画像取得時間を所定の時間に定め、取り込んだデータを画像処理する画像処理時間が定めた画像取得時間以下となるように画像処理手段が画像処理するデータ量をパケット量として設定し、設定されたデータ量を単位として画像データを取り込むため、画像データを取り込む画像取得時間が所定の時間に定められていても、画像データを算出されたデータ量を単位として分割し、取り込んで画像処理を行えば、画像データをリアルタイムに画像処理できる。
【００２１】
本発明の請求項４に係る画像取得装置は、請求項３において、前記パケット量設定手段は、前記画像データの画像処理方法を設定する処理設定手段と、前記画像データのデータ量を設定するデータ量設定手段と、前記データ量設定手段によって設定されたデータ量を分割して試験パケット量を設定し、該パケット量の試験データを作成するデータ作成手段と、前記試験データを前記画像処理方法で画像処理する時間を計測する計測手段と、を備え、前記パケット量設定手段は、前記試験パケット量を変更して前記データ作成手段で前記試験データを再作成し、前記計測手段で画像処理時間を計測する処理を繰り返して行い、前記計測手段で計測された画像処理時間が前記所定の画像取得時間以下で前記所定の画像取得時間に最も近い値となるときの試験パケット量を求め、該試験パケット量を前記パケット量として設定することを特徴とする。
【００２２】
請求項４の発明によると、ユーザが作成した画像処理方法でユーザが取得したい画像のデータ量をパケットに分割して試験パケット量を設定し、設定した試験パケット量の試験データを作成して所定の画像取得時間以下で画像処理手段が画像処理できるパケット量を設定したため、ユーザが取得したい画像のデータ量を設定されたパケット量に分割し、所定の画像取得時間で設定されたパケット量の画像データを取り込んで画像処理を行えば、ユーザが作成した画像処理方法でユーザが取得したい大きさのデータ量の画像処理がリアルタイムに行える。
【００２３】
本発明の請求項５に係る画像取得装置は、請求項４において、前記パケット量は、前記画像取り込み手段から前記画像処理手段に前記画像データを伝送するパケットのデータ量であることを特徴とする。
【００２４】
請求項５の発明によると、パケット量を画像取得装置から画像処理装置へ伝送される画像データのデータ量としたため、画像取得装置から画像処理装置へ伝送されるパケットの画像処理がリアルタイムに行える。
【００２５】
本発明の請求項６に係る画像取得装置は、請求項４または５において、前記パケット量は、画素量を単位として画像データを設定することを特徴とする。
【００２６】
本発明の請求項７に係る画像取得装置は、請求項３または４において、前記所定の画像取得時間は、前記制御手段の制御できる最も速い速度で前記データ量設定手段によって設定されたデータ量の画像データを取り込む画像取得時間であることを特徴とする。
【００２７】
本発明の請求項８に係る画像取得装置は、請求項１〜４のいずれか一つにおいて、前記画像処理は、画像間演算処理であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
本発明にかかる画像取得装置は、ユーザが取得したい大きさのデータ量の画像データにユーザが作成した画像処理をリアルタイムに施した画像を画像が生物化学反応によって変化するその場で観察して計測できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下に、本発明にかかる画像取得装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００３０】
（実施の形態１）
実施の形態１は、画像データの取得時間を画像処理時間に合わせて遅らせることによってリアルタイムに画像処理を行うものである。
【００３１】
図１は、本発明にかかる画像取得装置１の実施の形態１の構成を示すブロック図である。画像取得装置１は、レーザ光源２、共焦点用スキャナ３、対物レンズ４、ステージ５、光検出器６、Ａ／Ｄ変換器７、コンピュータ８、モニタ９等から構成される。レーザ光源２から照射された光ビームは、コンピュータ８によって制御される共焦点スキャナ３によってＸＹ面内を移動可能で、対物レンズ４を通りステージ５上の試料面を操作する。試料面の透過光、または試料面からの反射光、および蛍光は、光検出器６によって電気信号に変換され、Ａ／Ｄ変換器７によってデジタルデータに変換され、一時的にＡ／Ｄ変換器７に蓄積される。
【００３２】
コンピュータ８は、制御部８０、フレームメモリ８１、入力部８２、画像取得時間設定部８７、メモリ８８、画像処理部９２、およびスキャナ制御部８９等から構成され、画像取得時間設定部８７は、画像処理設定部８３、データ量設定部８４、データ作成部８５、および処理時間計測部８６から構成される。
【００３３】
制御部８０は、入力部８２、画像処理部９２、画像取得時間設定部８７、スキャナ制御部８９および画像取得時間設定部８７の画像処理設定部８３、データ量設定部８４、データ作成部８５、および処理時間計測部８６を制御する。フレームメモリ８１は、１画面ないし数画面分の画像データをデジタルデータとして格納する画像メモリである。
【００３４】
入力部８２は、ユーザが新たに作成した画像処理方法、ユーザが取得したい画像のデータ量、および試験データを入力する。画像処理設定部８３は、入力部８２を介してユーザが新たに画像間演算処理を組み合わせて作成した画像処理方法を設定する。データ量設定部８４は、入力部８２を介して取得したい画像のデータ量を設定する。データ作成部８５は、入力部８２を介してデータ量設定部８４で設定されたデータ量の試験データを作成する。
【００３５】
処理時間測定部８６は、データ作成部８５が作成した試験データを画像処理設定部８３が設定した画像処理方法で処理する時間を計測する。画像取得時間設定部８７は、画像処理設定部８３、データ量設定部８４、データ作成部８５、および処理時間計測部８６によって、データ量設定部８４が設定したデータ量の画像データを取得する時間を設定する。メモリ８８には、任意のデータ量の画像データを最も速い速度で取得する時間が記憶される。
【００３６】
Ａ／Ｄ変換器７は、データ量設定部８４で設定されたデータ量になるまで、デジタルデータを一時的に蓄積し、データ量設定部８４で設定されたデータ量になると、蓄積したデジタルデータをフレームメモリ８１に転送する。フレームメモリ８１は、データ量設定部８４で設定されたデータ量の画像データを１フレームの画像として格納する。
【００３７】
コンピュータ８の画像処理部９２は、フレームメモリ８１にデータが記憶されると、フレームメモリ８１に記録された画像データに対し画像処理設定部８３で設定された画像処理を行い、コンピュータ８の制御部８０は、処理結果をフレームメモリ８１に接続されたモニタ９に表示する。スキャナ制御部８９は、共焦点スキャナ３の光ビームの移動速度を操作して光検出器６への取り込み時間を制御する。
【００３８】
図２は、実施の形態１におけるコンピュータ８の画像取得時間設定部８７の処理を示すフローチャートである。画像取得装置１のユーザは入力部８２を介して画像処理設定部８３に任意の画像処理方法を入力する（ステップＳ２０１）。画像処理方法は、画像処理装置１に予め備わっている画像間演算処理をユーザが任意に組み合わせてもよいし、ユーザが新たに作成した画像処理でもよい。
【００３９】
例えば、画像処理方法はフレームメモリ８１に格納される画像データをＡと表して式で入力することができる。画像処理の例と入力する式について説明する。
（１） ｉ番目の画像Ａｉとｉ＋１番目の画像Ａｉ＋１の各々の位置の画素の比を取る画像間演算処理は、
Ａｉ＋１／Ａｉ  と入力する。
画像間演算は、Ａｉ＋１とＡｉに限定されない。
（２） 画像Ａの画素全体に定数ｃｏｎｓｔ１を加算する画像演算処理は、
Ａ＋ｃｏｎｓｔ１  と入力する。
（３） 画像Ａの画素全体に定数ｃｏｎｓｔ１を乗算する画像演算処理は、
Ａ×ｃｏｎｓｔ１  と入力する。
（４） 画像Ａの画素全体を定数ｃｏｎｓｔ１で除算する画像演算処理は、
Ａ／ｃｏｎｓｔ１  と入力する。
【００４０】
（１）から（４）の演算処理を複数組み合わせて新たに画像演算処理を作成してもよい。例えば、画像Ａの画素全体にｃｏｎｓｔ１を加え、それをｃｏｎｓｔ２で割る画像演算処理を行う場合は、
（Ａ＋ｃｏｎｓｔ１）／ｃｏｎｓｔ２  と入力する。このように演算処理を複数組み合わせれば、特殊な画像を得ることができる。
【００４１】
続いて、入力部８２を介してデータ量設定部８４で取得したい画像のデータ量を画像サイズＤピクセルと１ピクセルのデータ量を入力して設定する（ステップＳ２０２）。画像のデータ量は、次式で計算される。
データ量＝画像サイズＤピクセル×１ピクセルのデータ量
ここで、画像サイズＤピクセルは、画像の縦幅の画素数、および画像の横幅の画素数で設定され、次式で計算される。
画像サイズＤピクセル＝画像の縦幅の画素数×画像の横幅の画素数
【００４２】
図３に取得する画像のデータ量の例を示す。図３に示すように、例えば、画像の縦幅が５１２画素、画像の横幅が５１２画素で、１画素が８ビットの画像のデータ量は、
データ量＝５１２×５１２×８ビット
と計算される。１画素のデータ量は他の値もしくは他の単位を用いてもよい。
【００４３】
次に、入力部８２を介してデータ作成部８５においてステップＳ２０２で入力されたデータ量の試験データを作成する（ステップＳ２０３）。このとき、試験データとしては実際に取り扱うデータに近い画像データを用意するとよい。次に、ステップＳ２０３で作成した試験データにステップＳ２０１で入力した画像演算処理を行い、処理時間計測部８６で画像処理時間Ｔｐを計測する（ステップＳ２０４）。
【００４４】
次に、画像取得時間設定部８７において画像取得時間Ｔｓを決定する。処理時間計測部８６で計測した画像処理時間Ｔｐが試験データを最も高速で取得するときの画像取得時間Ｔｌ以下のとき（ステップＳ２０５，Ｙｅｓ）、画像取得時間Ｔｓを、試験データを最も高速で取得する画像取得時間Ｔｌに設定する（ステップＳ２０６）。
【００４５】
この場合、ステップＳ２０１でユーザが設定した画像処理が比較的簡単な処理であり、試験データを演算する画像処理時間Ｔｐが試験データを最も速い速度で取得する画像取得時間Ｔｌより短いので、画像取得時間Ｔｓを、試験データを最も速い速度で取得する画像取得時間Ｔｌに設定しても画像取得時間Ｔｌ内に十分画像処理を完了することができる。
【００４６】
計測した画像処理時間Ｔｐが試験データを最も高速で取得するときの画像取得時間Ｔｌを越えるとき（ステップＳ２０５，Ｎｏ）、画像取得時間ＴｓをステップＳ２０４で計測した試験データの画像処理時間Ｔｐに設定する（ステップＳ２０７）。
【００４７】
この場合は、ステップＳ２０１で設定した画像処理が複雑で、試験データを演算する画像処理時間Ｔｐが試験データを最も高速で取得する画像取得時間Ｔｌを越えてしまう。ここで、画像取得時間Ｔｓを、試験データを最も高速で取得する画像取得時間Ｔｌに設定してしまうと、画像演算処理が画像取得処理に追いつかないため、画像演算処理でデータが処理しきれないで溜まってしまうのでリアルタイムに処理できない。そのため、画像取得時間ＴｓをステップＳ２０４で計測した試験データの画像処理時間Ｔｐに設定して画像取得を遅らせる。
【００４８】
このように予め試験データを作成して画像取得時間Ｔｓを設定したため、ステップＳ２０２で入力されたデータ量の画像データをステップＳ２０６またはステップＳ２０７で設定された画像取得時間Ｔｓかけて取り込めば、ステップＳ２０２で入力されたデータ量の画像データにステップＳ２０１で入力した画像演算処理をリアルタイムに施すことができる。
【００４９】
実施の形態１では、ユーザの作成した画像演算処理が複雑になって画像演算処理に時間のかかる場合、画像データの取得時間を画像演算処理に合わせて遅らせることで、リアルタイムに画像演算した画像をモニタ９で観察することができる。
【００５０】
（実施の形態２）
実施の形態２は、画像データをフレームメモリ８１の１フレームに取り込む画像取得時間Ｔｃを固定とし、固定とされた画像取得時間Ｔｃ内に取り込まれた画像データに対する画像処理が終了するように画像データをパケットに分割して取得し、リアルタイムに画像処理を行うものである。
【００５１】
図４は、本発明にかかる画像取得装置１００の実施の形態２の構成を示すブロック図である。画像取得装置１００は、図１の画像取得装置１と同一の部分については同じ記号を付与し、説明を省略する。
【００５２】
コンピュータ８００は、制御部８０、フレームメモリ８１、入力部８２、パケット量設定部９１、メモリ８８、画像処理部９２、およびスキャナ制御部８９等から構成され、パケット量設定部９１は、画像処理設定部８３、データ量設定部８４、データ作成部８５、および処理時間計測部８６から構成される。
【００５３】
メモリ８８には、任意のデータ量の画像データを最も速い速度で取得する時間および１フレームを取り込む画像取得時間Ｔｃが記憶される。パケット量設定部９１は、画像処理設定部８３、データ量設定部８４、データ作成部８５、および処理時間計測部８６によって、データ量設定部８４が設定されたデータ量の画像データをパケットに分割し、分割された１つのパケットのデータ量をパケット量として設定する。パケット量設定部９１が設定されたパケット量は、フレームメモリ８１の１フレームに取り込まれるデータ量となる。
【００５４】
Ａ／Ｄ変換器７は、パケット量設定部９１で設定されたパケット量になるまで、デジタルデータを一時的に蓄積し、パケット量設定部９１が設定されたパケット量になると、蓄積したデジタルデータをフレームメモリ８１の１つのフレームに転送する。
【００５５】
コンピュータ８００の画像処理部９２は、フレームメモリ８１の１つのフレームに画像データが記憶されると、フレームメモリ８１の１つのフレームに記憶された画像データに対して画像処理設定部８３で設定された画像処理を行う。
【００５６】
Ａ／Ｄ変換器７は、デジタルデータをフレームメモリ８１の１つのフレームに転送すると、また、新たな画像データを蓄積し、蓄積されたデジタルデータがパケット量設定部９１に設定されたパケット量になると、再びフレームメモリ８１の他のフレームに転送する。
【００５７】
フレームメモリ８１の他のフレームに画像データが記憶されると、コンピュータ８００の制御部８０は、フレームメモリ８１の他のフレームに記憶された画像データに対して画像処理設定部８３で設定された画像処理を繰り返して行い、データ量設定部８４で設定されたデータ量の画像処理が終了すると、処理結果をフレームメモリ８１に接続されたモニタ９に表示する。
【００５８】
フレームメモリ８１の１フレームに取り込まれる画像データ量は、パケット量設定部９１で設定されたパケット量によって異なる。コンピュータ８００のスキャナ制御部８９は、フレームメモリ８１の１フレームに画像データを取り込む画像取得時間Ｔｃが常に一定の時間となるよう、共焦点スキャナ３の光ビームの移動速度を制御する。
【００５９】
図５は、実施の形態２におけるコンピュータ８００のパケット量設定部９１の処理を示すフローチャートである。画像取得装置１００のユーザが入力部８２を介して画像処理設定部８３で任意の画像処理方法を入力する（ステップＳ５０１）。続いて、入力部８２を介してデータ量設定部８４で取得したい画像のデータ量を画像サイズＤピクセルと１ピクセルのデータ量を入力して設定する（ステップＳ５０２）。
【００６０】
次に、パケット量ｐに１ピクセルを設定して（ステップＳ５０３）、１ピクセルの試験データを作成する（ステップＳ５０４）。このとき、試験データとしては実際に取り扱うデータに近い画像データを用意するとよい。次に、ステップＳ５０４で作成した試験データにステップＳ５０１で入力した画像処理を行い、画像処理時間Ｔｐ１を計測する（ステップＳ５０５）。
【００６１】
計測した処理時間Ｔｐ１が１フレームの画像取得時間Ｔｃ以下のときは（ステップＳ５０６，Ｙｅｓ）、少なくともパケット量を１ピクセルとすればステップＳ５０１で設定した画像処理を行うことができるため、パケット量設定部９１で最適なパケット量を求める処理を行う（ステップＳ５０７）。最適なパケット量を求める処理は後述の図６に示す。
【００６２】
ここでは、例えば、１フレームの画像取得時間ＴｃをステップＳ５０２で入力されたデータ量の画像データを、最も高速で取得する画像取得時間と定める。１フレームの画像取得時間Ｔｃは、パケット量設定部９１で設定された１フレームに取り込まれるパケット量にかかわらず、常に一定の時間で１フレームの画像データを読み込むようにコンピュータ８００のスキャナ制御部８９によって制御される。
【００６３】
計測した処理時間Ｔｐ１が１フレームの画像取得時間Ｔｃを越えるときは（ステップＳ５０６，Ｎｏ）、ステップＳ５０１で設定した画像演算処理を行うと１ピクセルもリアルタイムに画像処理できないので、処理不可能を表示する（ステップＳ５０８）。処理不可能の場合、ユーザは計測した処理時間Ｔｐ１に合わせて、１フレームの画像取得時間Ｔｃを遅らせるよう調整してもよい。
【００６４】
図６は、最適なパケット量を算定するフローチャートである。パケット量ｐにステップＳ５０２で入力されたＤピクセルを設定する（ステップＳ６０１）。Ｄピクセルは、ユーザが取得したい画像データであり、パケット量の最大値である。次に、パケット量ｐに設定されたｐピクセルのデータ量の試験データを作成する（ステップＳ６０２）。このとき、試験データとしては実際に取り扱うデータに近い画像データを用意するとよい。続いて、ステップＳ６０２で作成した試験データにステップＳ５０１で入力した画像演算処理を行い、画像処理時間Ｔｐｐを計測する（ステップＳ６０３）。
【００６５】
計測した処理時間Ｔｐｐが１フレームの画像取得時間Ｔｃを越えると（ステップＳ６０４，Ｎｏ）、画像処理時間Ｔｐｐが長すぎるため、パケット量ｐを１画素分少ないデータ量に設定し直し（ステップＳ６０５）、ステップＳ６０２に戻ってステップＳ６０３、およびステップＳ６０４の処理を繰り返す。
【００６６】
計測した処理時間Ｔｐｐが１フレームの画像取得時間Ｔｃ以下になれば（ステップＳ６０４，Ｙｅｓ）、画像をリアルタイムに処理することができる最適なパケット量ｐが求められる（ステップＳ６０６）。
【００６７】
このように予め試験データを作成して最適なパケット量ｐを設定したため、ステップＳ５０２で入力されたデータ量の画像データをステップＳ６０６で求めたパケット量に分割して取得して画像処理を行えば、１フレームの画像取得時間Ｔｃが固定された場合であっても、ステップＳ５０２で入力されたデータ量の画像データにステップＳ５０１で入力した画像演算処理をリアルタイムに施すことができる。
【００６８】
実施の形態２では、ユーザが作成した画像演算処理が複雑になって画像演算処理に時間のかかる場合、画像データをフレームメモリ８１の１フレームに取り込む画像取得時間Ｔｃを固定とし、固定とされた画像取得時間Ｔｃ内に取り込まれた画像データに対する画像処理が終了するように画像データをパケットに分割し、複数回に分けて画像データを取得して画像処理を行うことで、リアルタイムに画像演算した画像をモニタ９で観察することができる。
【００６９】
なお、実施の形態２では、１フレームの画像取得時間ＴｃをステップＳ５０２で入力されたデータ量の画像データを、最も高速で取得する画像取得時間と定めたが、他の時間としてもよい。
【００７０】
（付記１）画像データを取り込む画像取り込みステップと、
前記画像取り込みステップにより取り込んだ画像データを画像処理する画像処理ステップと、
前記画像データの画像処理方法を設定する処理設定ステップと、
前記画像データのデータ量を設定するデータ量設定ステップと、
前記データ量設定ステップによって設定されたデータ量の試験データを作成するデータ作成ステップと、
前記試験データを前記画像処理方法によって処理する画像処理時間を計測する計測ステップと、
前記計測ステップによって計測された計測画像処理時間が、前記画像取り込みステップにおいて最も速い速度で前記試験データを取り込んだ最速時間以下の場合は、前記画像取得時間を前記最速時間に設定し、前記計測画像処理時間が前記最速時間を超える場合は、前記画像取得時間を前記計測画像処理時間に設定する画像取得時間設定ステップと、
を含み、前記画像取得時間設定ステップによって設定された前記画像取得時間をかけて前記画像データを取り込むことを特徴とする画像取得方法。
【００７１】
（付記２）画像データを所定の画像取得時間かかって取り込む画像取り込みステップと、
前記画像取り込みステップによって取り込んだ画像データを画像処理する画像処理ステップと、
前記画像データの画像処理方法を設定する処理設定ステップと、
前記画像データのデータ量を設定するデータ量設定ステップと、
前記データ量設定ステップによって設定されたデータ量を分割して試験パケット量を設定し、該パケット量の試験データを作成するデータ作成ステップと、
前記試験データを前記画像処理方法で画像処理する時間を計測する計測ステップと、
前記試験パケット量を変更して前記データ作成ステップによって前記試験データを再作成し、前記計測ステップによって画像処理時間を計測する処理を繰り返して行い、前記計測ステップにおいて計測された画像処理時間が前記所定の画像取得時間以下で前記所定の画像取得時間に最も近い値となるときの試験パケット量を求め、該試験パケット量を前記パケット量として設定するパケット量設定ステップと、
を含み、前記パケット量設定ステップによって算出されたデータ量を単位として前記画像データを取り込むことを特徴とする画像取得方法。
【００７２】
（付記３）画像データを取り込む画像取り込み手順と、
前記画像取り込み手順によって取り込んだ画像データを画像処理する画像処理手順と、
前記画像データの画像処理方法を設定する処理設定手順と、
前記画像データのデータ量を設定するデータ量設定手順と、
前記データ量設定手順によって設定されたデータ量の試験データを作成するデータ作成手順と、
前記試験データを前記画像処理方法によって処理する画像処理時間を計測する計測手順と、
前記計測手順によって計測された計測画像処理時間が、前記画像取り込み手順において最も速い速度で前記試験データを取り込んだ最速時間以下の場合は、前記画像取得時間を前記最速時間に設定し、前記計測画像処理時間が前記最速時間を超える場合は、前記画像取得時間を前記計測画像処理時間に設定する画像取得時間設定手順と、
を含み、前記画像取得時間設定手順によって設定された前記画像取得時間をかけて前記画像データを取り込むことをコンピュータに実行させる画像取得プログラム。
【００７３】
（付記４）画像データを所定の画像取得時間かかって取り込む画像取り込み手順と、
前記画像取り込み手順によって取り込んだ画像データを画像処理する画像処理手順と、
前記画像データの画像処理方法を設定する処理設定手順と、
前記画像データのデータ量を設定するデータ量設定手順と、
前記データ量設定手順によって設定されたデータ量を分割して試験パケット量を設定し、該パケット量の試験データを作成するデータ作成手順と、
前記試験データを前記画像処理方法で画像処理する時間を計測する計測手順と、
前記試験パケット量を変更して前記データ作成手順によって前記試験データを再作成し、前記計測手順によって画像処理時間を計測する処理を繰り返して行い、前記計測手順において計測された画像処理時間が前記所定の画像取得時間以下で前記所定の画像取得時間に最も近い値となるときの試験パケット量を求め、該試験パケット量を前記パケット量として設定するパケット量設定手順と、
を含み、前記パケット量設定手順によって算出されたデータ量を単位として前記画像データを取り込むことをコンピュータに実行させる画像取得プログラム。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
以上のように、本発明にかかる画像取得装置は、顕微鏡装置と画像処理装置を組み合わせて細胞のカルシウムイオン濃度等を観測しながら測定する画像取得装置に有用であり、特に、ユーザが新たに作成した画像処理をユーザが取得したい大きさの画像データにリアルタイムに施しながら観測を行うことのできる画像取得装置に適している。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる画像取得装置の構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１における画像取得時間設定部の処理手順を示すフローチャートである。
【図３】取得する画像のデータ量の例を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態２にかかる画像取得装置の構成を示すブロック図である。
【図５】実施の形態２におけるパケット量設定部の処理手順を示すフローチャートである。
【図６】最適なパケット量を算定する処理手順を示すフローチャートである。
【図７】画像データを取得してリアルタイムに画像処理される状態を示すタイムチャートである。
【図８】１枚の画像データを複数のパケットに分けて取得してリアルタイムに画像処理する状態を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００７６】
１，１００  画像取得装置
２  レーザ光源
３  共焦点用スキャナ
４  対物レンズ
５  ステージ
６  光検出器
７  Ａ／Ｄ変換器
８，８００  コンピュータ
９  モニタ
８０  制御部
８１  フレームメモリ
８２  入力部
８３  画像処理設定部
８４  データ量設定部
８５  データ作成部
８６  処理時間計測部
８７  画像取得時間設定部
８８  メモリ
８９  スキャナ制御部
９１  パケット量設定部
９２  画像処理部
Ｔｐ  試験データを入力された画像処理方法で処理する時間
Ｔｓ  画像取り込み時間
Ｔｌ  試験データを最も高速で取得する時間
Ｔｐ１  １ピクセルの試験データの画像処理時間
Ｔｃ  １フレームの画像取得時間
Ｔｐｐ  ｐピクセルの試験データの画像処理時間
【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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