(57)【要約】【課題】高速かつ高精度な顕微鏡画像の生成が可能な画像処理装置、画像処理システム及び画像処理システムを提供すること【解決手段】本技術の画像処理装置は、画像取得部と、タイル領域設定部と、仮タイル領域設定部と、仮タイル画像生成部と、ノイズ除去部と、タイル画像生成部とを具備する。  上記画像取得部は、スキャン画像を取得する。タイル領域設定部はスキャン画像を複数のタイル領域に区画する。仮タイル領域設定部はスキャン画像にタイル領域を含みタイル領域より大きい仮タイル領域を設定する。仮タイル画像生成部はスキャン画像を仮タイル領域毎に抽出して仮タイル画像を生成する。ノイズ除去部は、仮タイル画像にノイズ除去処理を施す。タイル画像生成部は仮タイル画像をタイル領域毎に抽出してタイル画像を生成する。【選択図】図１
2013025466.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スキャン画像を取得する画像取得部と、
前記スキャン画像を複数のタイル領域に区画するタイル領域設定部と、
前記スキャン画像に、前記タイル領域を含み前記タイル領域より大きい仮タイル領域を設定する仮タイル領域設定部と、
前記スキャン画像を前記仮タイル領域毎に抽出して仮タイル画像を生成する仮タイル画像生成部と、
前記仮タイル画像にノイズ除去処理を施すノイズ除去部と、
前記仮タイル画像を前記タイル領域毎に抽出してタイル画像を生成するタイル画像生成部と
を具備する画像処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像処理装置であって、
前記画像取得部は、連続する複数のスキャン画像を取得し、
前記画像処理装置は、前記複数のスキャン画像の相互の相対位置を算出するスティッチング部をさらに具備し、
前記タイル領域設定部は、前記相対位置に基づいて前記スキャン画像を複数のタイル領域に区画する
画像処理装置。
【請求項３】
請求項１に記載の画像処理装置であって、
前記スキャン画像は、蛍光顕微鏡を介して撮像された蛍光顕微鏡画像である
画像処理装置。
【請求項４】
観察対象物のスキャン画像を撮像する撮像装置と、
前記スキャン画像を取得する画像取得部と、前記スキャン画像を複数のタイル領域に区画するタイル領域設定部と、前記スキャン画像に前記タイル領域を含み前記タイル領域よりより大きい仮タイル領域を設定する仮タイル領域設定部と、前記スキャン画像を前記仮タイル領域毎に抽出して仮タイル画像を生成する仮タイル画像生成部と、前記仮タイル画像にノイズ除去処理を施すノイズ除去部と、前記仮タイル画像を前記タイル領域毎に抽出してタイル画像を生成するタイル画像生成部とを有する画像処理装置と
を具備する画像処理システム。
【請求項５】
請求項４に記載の画像処理システムであって、
前記撮像装置は、蛍光顕微鏡を介して前記観察対象物を撮像する
画像処理システム。
【請求項６】
スキャン画像を取得する画像取得部と、
前記スキャン画像を複数のタイル領域に区画するタイル領域設定部と、
前記スキャン画像に、前記タイル領域を含み前記タイル領域より大きい仮タイル領域を設定する仮タイル領域設定部と、
前記スキャン画像を前記仮タイル領域毎に抽出して仮タイル画像を生成する仮タイル画像生成部と、
前記仮タイル画像にノイズ除去処理を施すノイズ除去部と、
前記仮タイル画像を前記タイル領域毎に抽出してタイル画像を生成するタイル画像生成部と
としてコンピュータを機能させる画像処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、病理診断において顕微鏡を介して撮像されたスキャン画像のタイル分割処理に係る画像処理装置、画像処理システム及び画像処理プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
病理診断等の分野において、高解像度の顕微鏡画像を処理するためにタイリング（タイル分割）と呼ばれる処理が実行されることが多い。観察対象物を高解像度（高倍率）で撮像すると一回の撮像の撮像範囲が狭くなるが、観察対象物の異なる領域を順次撮像し、撮像された複数の画像（スキャン画像）を連結（スティッチング）することによりひとつの大きな高解像度の画像を取得することができる。
【０００３】
タイリングは、観察対象物のスキャン画像を所定の大きさ（例えば２５６画素×２５６画素）のタイルに分割し、ＨＤＤ（Hard disk drive）等に保存するものである。これにより、スキャン画像が読み込まれているメモリを開放し、次のスキャン画像を取得することが可能となる。例えば特許文献１には、スキャンによって取得された「イメージがタイル化され」ことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−３７２５０号公報（段落[００３６]、図１６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで顕微鏡画像、特に蛍光顕微鏡を用いて撮像された蛍光顕微鏡画像において、画像に含まれるノイズを数学的手法（ウェーブレット変換等）により除去することが一般的である。しかしながら、上記スキャン画像に対してノイズ除去処理を実行する場合、タイリングに起因する現象によって、高速かつ高精度な顕微鏡画像の生成が困難であるという問題が生じる。
【０００６】
以上のような事情に鑑み、本技術の目的は、高速かつ高精度な顕微鏡画像の生成が可能な画像処理装置、画像処理システム及び画像処理システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本技術の一形態に係る画像処理装置は、画像取得部と、タイル領域設定部と、仮タイル領域設定部と、仮タイル画像生成部と、ノイズ除去部と、タイル画像生成部とを具備する。
上記画像取得部は、スキャン画像を取得する。
上記タイル領域設定部は、上記スキャン画像を複数のタイル領域に区画する。
上記仮タイル領域設定部は、上記スキャン画像に、上記タイル領域を含み上記タイル領域より大きい仮タイル領域を設定する。
上記仮タイル画像生成部は、上記スキャン画像を上記仮タイル領域毎に抽出して仮タイル画像を生成する。
上記ノイズ除去部は、上記仮タイル画像にノイズ除去処理を施す。
上記タイル画像生成部は、上記仮タイル画像を上記タイル領域毎に抽出してタイル画像を生成する。
【０００８】
この構成によれば、仮タイル画像生成部が仮タイル画像を生成した時点で画像処理装置のメモリが開放され、次のスキャン画像を取得することが可能となるが、仮タイル画像の生成までの間にはノイズ除去処理は実行されないため、早期にメモリを開放することが可能となる。したがって、本画像処理装置においては画像取得部が次のスキャン画像を迅速に取得することが可能となる。また、ノイズ除去部が仮タイル画像にノイズ除去処理を施す際、仮タイル画像の周縁においては、連続する画素の情報が欠落することに起因する「不連続領域」が生成する。これに対してタイル画像生成部が、ノイズ除去処理が施された仮タイル画像のタイル領域をタイル画像とすることにより、タイル画像に不連続領域が含まれることが防止される。したがって、本画像処理装置においては、タイル画像が配列されて表示される際、隣接するタイル画像の境界で画像が不連続となることを防止することが可能である。
【０００９】
上記画像取得部は、連続する複数のスキャン画像を取得し、上記画像処理装置は、上記複数のスキャン画像の相互の相対位置を算出するスティッチング部をさらに具備し、上記タイル領域設定部は、上記相対位置に基づいて上記スキャン画像を複数のタイル領域に区画してもよい。
【００１０】
この構成によれば、タイル領域設定部が、特定のスキャン画像に対してタイル領域を設定する際、連続するスキャン画像に跨ってタイル領域を設定することが可能となり、したがって、仮タイル画像生成部が、連続するスキャン画像も利用して仮タイル画像を生成することが可能となる。これにより、ひとつの観察対象物に対して複数のスキャン画像が撮像される場合であっても、当該複数のスキャン画像間で連続するタイル画像を生成することが可能となる。
【００１１】
上記スキャン画像は、蛍光顕微鏡を介して撮像された蛍光顕微鏡画像であってもよい。
【００１２】
蛍光顕微鏡画像は、その原理上観察対象物の明るさが小さく、したがって撮像素子による露光を長時間実行する必要がある。このため、蛍光顕微鏡画像にはノイズが生じ易く、本技術画像処理装置によるノイズ除去処理が特に有効である。
【００１３】
上記目的を達成するため、本技術の一形態に係る画像処理システムは、撮像装置と、画像処理装置とを具備する。
上記撮像装置は、観察対象物のスキャン画像を撮像する。
上記画像処理装置は、上記スキャン画像を取得する画像取得部と、上記スキャン画像を複数のタイル領域に区画するタイル領域設定部と、上記スキャン画像に上記タイル領域を含み上記タイル領域よりより大きい仮タイル領域を設定する仮タイル領域設定部と、上記スキャン画像を上記仮タイル領域毎に抽出して仮タイル画像を生成する仮タイル画像生成部と、上記仮タイル画像にノイズ除去処理を施すノイズ除去部と、上記仮タイル画像を上記タイル領域毎に抽出してタイル画像を生成するタイル画像生成部とを有する。
【００１４】
上記撮像装置は、蛍光顕微鏡を介して上記観察対象物を撮像してもよい。
【００１５】
上記目的を達成するため、本技術の一形態に係る画像処理プログラムは、画像取得部と、タイル領域設定部と、仮タイル領域設定部と、仮タイル画像生成部と、ノイズ除去部と、タイル画像生成部ととしてコンピュータを機能させる。
上記画像取得部は、スキャン画像を取得する。
上記タイル領域設定部は、上記スキャン画像を複数のタイル領域に区画する。
上記仮タイル領域設定部は、上記スキャン画像に、上記タイル領域を含み上記タイル領域より大きい仮タイル領域を設定する。
上記仮タイル画像生成部は、上記スキャン画像を上記仮タイル領域毎に抽出して仮タイル画像を生成する。
上記ノイズ除去部は、上記仮タイル画像にノイズ除去処理を施す。
上記タイル画像生成部は、上記仮タイル画像を上記タイル領域毎に抽出してタイル画像を生成する。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、本技術によれば、高速かつ高精度な顕微鏡画像の生成が可能な画像処理装置、画像処理システム及び画像処理システムを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本技術の実施形態に係る画像処理システムの機能的構成を示すブロック図である。
【図２】同画像処理システムを構成する撮像装置による撮像対象物の撮像を説明するための概念図である。
【図３】同画像処理システムを構成する画像処理装置の画像取得部が取得するスキャン画像の例である。
【図４】同画像処理システムを構成する画像処理装置のスティッチング部によるスティッチングを示す概念図である。
【図５】同画像処理システムを構成する画像処理装置のタイル領域設定部によりスキャン画像に設定されたタイル領域を示す概念図である。
【図６】同画像処理システムを構成する画像処理装置の仮タイル領域設定部によりスキャン画像に設定された仮タイル領域を示す概念図である。
【図７】同画像処理システムを構成する画像処理装置の仮タイル画像生成部により生成された仮タイル画像を示す概念図である。
【図８】同画像処理システムを構成する画像処理装置のノイズ除去部によるノイズ除去を示す概念図である。
【図９】同画像処理システムを構成する画像処理装置のタイル画像生成部により生成されたタイル画像を示す概念図である。
【図１０】同画像処理システムを構成する画像処理装置の表示部に表示される配列されたタイル画像を示す概念図である。
【図１１】比較例１に係るノイズ除去方法を示す概念図である。
【図１２】比較例２に係るノイズ除去方法を示す概念図である。
【図１３】本技術の実施形態に係る画像処理システムを構成する撮像装置の具体例である蛍光顕微鏡の構成を示す模式図である。
【図１４】同画像処理システムを構成する画像処理装置の具体例である顕微鏡用コンピュータの構成を示す模式図である。
【図１５】同画像処理システムの効果を示す各画像である。
【図１６】同画像処理システムの効果を示す各画像の輝度分布のグラフである。
【図１７】同画像処理システムの効果を示す各画像の輝度分布のグラフである。
【図１８】同画像処理システムの効果を示す各画像の輝度分布のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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。
【００１９】
＜画像処理システムの機能的構成＞
本実施形態に係る画像処理システムの機能的構成について説明する。
【００２０】
図１は、本技術の実施形態に係る画像処理システム１の機能的構成を示すブロックである。同図に示すように、画像処理システム１は画像処理装置１０、及び撮像装置２０によって構成され、撮像装置２０は画像処理装置１０に接続されている。なお、画像処理装置１０は例えば顕微鏡用コンピュータであり、撮像装置２０は例えば蛍光顕微鏡撮像装置である。
【００２１】
画像処理装置１０は、画像取得部１１、スティッチング部１２、タイル領域設定部１３、仮タイル領域設定部１４、仮タイル画像生成部１５、ノイズ除去部１６、タイル画像生成部１７、記憶部１８及び表示部１９を有する。画像取得部１１、スティッチング部１２、タイル領域設定部１３、仮タイル領域設定部１４及び仮タイル画像生成部１５はこの順に順次接続され、続いて仮タイル画像生成部１５、記憶部１８、ノイズ除去部１６、タイル画像生成部１７、記憶部１８の順で接続されている。表示部１９は記憶部１８と接続されている。
【００２２】
撮像装置２０は撮像対象物のスキャン画像を撮像する。図２は、撮像装置２０による撮像対象物Ｐの撮像を説明するための概念図である。同図に示すように、撮像対象物Ｐ上に撮像装置２０の一回（１ショット）の撮像によって撮像される撮像範囲Ｓ１、その次の撮像によって撮像される撮像範囲Ｓ２、さらに次の撮像によって撮像される撮像範囲Ｓ３を示す。
【００２３】
撮像装置２０が顕微鏡撮像装置である場合、その一回の撮像の撮像範囲は拡大倍率に応じて異なるが撮像対象物Ｐの全体には及ばず、撮像対象物Ｐの部分的領域となることが通常である。したがって、撮像対象物Ｐの全体の高倍率画像を撮像するためには撮像範囲をずらしながら撮像する必要がある。なお、撮像範囲は、撮像対象物Ｐの全体を低倍率で撮像したサムネイル画像から、領域検出処理によって決定されるものとすることができる。
【００２４】
以下、撮像装置２０による一回の撮像によって撮像される画像を「スキャン画像」とする。スキャン画像の画素数は、撮像装置２０の撮像素子の画素数となるが、例えば２４Ｍピクセル（２４００万画素）とすることができる。撮像装置２０はこれらのスキャン画像を、撮像毎に順次、画像処理装置１０の画像取得部１１に出力する。
【００２５】
画像取得部１１は、上述のように撮像装置２０から出力されたスキャン画像を取得する。図３は画像取得部１１が取得するスキャン画像の例を示す図である。図３（ａ）は上記撮像範囲Ｓ１において撮像されたスキャン画像Ｇ１、図３（ｂ）は撮像範囲Ｓ２において撮像されたスキャン画像Ｇ２、図３（ｃ）は撮像範囲Ｓ３において撮像されたスキャン画像Ｇ３を示す。画像取得部１１は、これらのスキャン画像を順次スティッチング部１２に供給する。
【００２６】
スティッチング部１２は、画像取得部１１から供給されたスキャン画像を「スティッチング」する。図４はスティッチングを示す概念図である。同図に示すように、スティッチングとは、別々に撮像されたスキャン画像の相互の相対位置を算出することを意味する。スティッチング部１２は、例えばスキャン画像の各画素について輝度値の相関関数等を用いてスキャン画像の相対位置を算出することができる。
【００２７】
スティッチング部１２は、例えば図４（ａ）に示すように、画像取得部１１からスキャン画像Ｇ１とスキャン画像Ｇ２が供給された時点でスキャン画像Ｇ１に対するスキャン画像Ｇ２の相対位置を算出する。続いてスティッチング部１２は、図４（ｂ）に示すようにスキャン画像Ｇ３が供給された時点でスキャン画像Ｇ２に対するスキャン画像Ｇ３の相対位置を算出する。これによりスティッチング部１２は、スキャン画像Ｇ１からスキャン画像Ｇ３の相対位置を算出することができる。
【００２８】
なお、スティッチング部１２は、実際にスキャン画像を連結させた画像を生成するのではなく、スキャン画像相互の相対位置（例えばオフセット値）を算出するものである。スティッチング部１２は、算出した相対位置をタイル領域設定部１３に供給する。なお、以下の説明において、スキャン画像Ｇ１〜Ｇ３のひとつを単にスキャン画像Ｇとする。
【００２９】
タイル領域設定部１３は、スキャン画像Ｇを複数の「タイル領域」に区画する。図５は、スキャン画像Ｇに設定されたタイル領域Ｒ１を示す概念図である。タイル領域Ｒ１は、後に説明するタイル画像生成部１７がスキャン画像Ｇを分割して「タイル画像」を生成する際に分割単位となる領域である。タイル領域Ｒ１は、任意の大きさとすることができるが、画像容量や演算処理の便宜から２５６画素×２５６画素の大きさが好適である。
【００３０】
図５（ａ）に示すタイル領域Ｒ１はスキャン画像Ｇの周縁に一致しているが、例えば図５（ｂ）に示すようにタイル領域Ｒ１がスキャン画像Ｇからはみ出す場合も考えられる。この場合はタイル画像生成部１７が、上記スティッチング部１２により算出された相対位置に基づいて他のスキャン画像の一部を利用するため問題とはならない。タイル領域設定部１３は、タイル領域Ｒ１をスキャン画像Ｇと共に仮タイル領域設定部１４に供給する。
【００３１】
仮タイル領域設定部１４は、上記スキャン画像に「仮タイル領域」を設定する。図６はスキャン画像Ｇに設定された仮タイル領域Ｒ２を示す概念図である。仮タイル領域Ｒ２は、タイル領域Ｒ１を少なくとも一つ含む、そのタイル領域Ｒ１より大きい領域とすることができる。
【００３２】
図６（ａ）に示すように、仮タイル領域Ｒ２は、各タイル領域Ｒ１から所定幅大きい領域とすることができる。具体的には、タイル領域Ｒ１のサイズが２５６画素×２５６画素である場合に、仮タイル領域Ｒ２は２８８画素×２８８画素（即ち所定幅を１６画素）とすることができる。所定幅は、特に限定されないが、後述するノイズ除去における演算処理の負担を軽減するため、８の倍数の画素が望ましい。また、仮タイル領域Ｒ２は図６（ｂ）に示すように、隣接する複数（例えば４つや９つ）のタイル領域Ｒ１から所定幅大きい領域とすることもできる。
【００３３】
上記のようにタイル領域Ｒ１はスキャン画像Ｇを区画する領域であるから、各タイル領域Ｒ１は隣接するタイル領域Ｒ１と重複しない。しかし、仮タイル領域Ｒ２はそのタイル領域Ｒ１より所定幅大きい領域であるから、仮タイル領域Ｒ２は隣接する仮タイル領域Ｒ２と重複することになる。仮タイル領域設定部１４は仮タイル領域Ｒ２をタイル領域Ｒ１及びスキャン画像Ｇと共に仮タイル画像生成部１５に供給する。
【００３４】
仮タイル画像生成部１５は、「仮タイル画像」をスキャン画像Ｇから生成する。図７は、仮タイル画像Ｘを示す概念図である。同図に示すように仮タイル画像生成部１５は、スキャン画像Ｇにおいて仮タイル領域Ｒ２毎にスキャン画像を抽出し、仮タイル画像Ｘを生成する。上記のように仮タイル領域Ｒ２は隣接する仮タイル領域Ｒ２と重複するものであるから、２つ以上の仮タイル領域Ｒ２に含まれていた画像領域は、各タイル画像Ｘに含まれている。
【００３５】
なお仮タイル画像生成部１５は、タイル領域設定部１３によって設定されたタイル領域Ｒ１（及び仮タイル領域Ｒ２）が、スキャン画像Ｇからはみ出す場合（図５（ｂ）参照）次のように動作する。即ち仮タイル画像生成部１５は、スティッチング部１２において算出された各スキャン画像Ｇ間の相対位置に基づいて、隣接するスキャン画像Ｇから仮タイル領域Ｒ２に含まれるべき画像領域を抽出し、仮タイル画像Ｘを生成する。仮タイル画像生成部１５は、生成した仮タイル画像Ｘを記憶部１８に供給する。
【００３６】
記憶部１８は、仮タイル画像生成部１５から供給された仮タイル画像Ｘを記憶する。この時点で上記画像取得部１１から仮タイル画像生成部１５の処理に使用されていたメモリが開放される。即ち、画像取得部１１から仮タイル画像生成部１５は新たなスキャン画像に対して上記処理を実行することが可能となる。
【００３７】
ノイズ除去部１６は、記憶部１８に記憶されている各仮タイル画像Ｘを読み出し、ノイズ除去処理を実行する。ノイズ除去は、ウェーブレット変換や高周波成分カット等の各種アルゴリズムにより実行することができ、具体的には、MATLAB（登録商標：MathWorks社）の拡張パッケージであるwavelet toolbox（登録商標：同社）を用いて実行することができる。図８は、ノイズ除去部１６によるノイズ除去を概念的に示す図である。図８（ａ）にノイズ除去前の仮タイル画像Ｘのひとつを示し、図８（ｂ）にノイズ除去後の仮タイル画像Ｘ（以下、仮タイル画像Ｘ’とする）を示す。
【００３８】
図８（ａ）に示す仮タイル画像Ｘには、画像全体にノイズ成分が存在している。これに対しノイズ除去処理を実行すると、図８（ｂ）に示すようにノイズ成分が除去される。ただし、仮タイル画像Ｘ’の周縁部において「不連続領域」Ｈが生じる。不連続領域Ｈは、ノイズ除去処理の際、仮タイル画像Ｘの周縁において画像が途切れていることに起因するものであり、詳細は後述する比較例２との対比において説明する。ノイズ除去部１６は、全ての仮タイル画像Ｘにノイズ除去処理を施し、生成された仮タイル画像Ｘ’を再び記憶部１８に供給し、記憶させる。
【００３９】
タイル画像生成部１７は、記憶部１８に記憶されているノイズ除去済みの仮タイル画像Ｘ’を読み出し、「タイル画像」を生成する。図９は、タイル画像生成部１７によるタイル画像の生成を概念的に示す図である。図９（ａ）に仮タイル画像Ｘ’を示し、図９（ｂ）にタイル画像生成部１７によって生成されるタイル画像Ｙを示す。タイル画像生成部１７は、仮タイル画像Ｘ’からタイル領域Ｒ１を抽出し（即ち、タイル領域Ｒ１以外の部分を除去し）、タイル画像Ｙとする。上記のように仮タイル画像Ｘ’に存在していた不連続領域Ｈはタイル領域Ｒ１には含まれない（そのようにタイル領域Ｒ１を設定している）ため、タイル画像Ｙにも含まれない。タイル画像生成部１７は全ての仮タイル画像Ｘ’についてタイル画像Ｙを生成して記憶部１８に供給し、記憶させる。
【００４０】
画像取得部１１からタイル画像生成部１７までの動作によって、記憶部１８には各スキャン画像から生成されたタイル画像Ｙが記憶されることとなる。表示部１９は、ユーザによる指示に応じて、タイル画像生成部１７からこれらのタイル画像Ｙを読み出してディスプレイ等に表示させることができる。図１０に、表示部１９が表示させる画像（配列されたタイル画像Ｙ）を示す。
【００４１】
以上のようにして、スキャン画像Ｇからタイル画像Ｙが生成される。仮タイル画像生成部１５が、スキャン画像Ｇを仮タイル画像Ｘに分割して記憶部１８に記憶させるので、この時点でメモリを開放することができる。これにより、画像取得部１１が速やかに次のスキャン画像Ｇを取得することが可能となる。
【００４２】
また、上述のように仮タイル領域設定部１４がタイル領域Ｒ１を含む仮タイル領域Ｒ２を設定し、タイル画像生成部１７が仮タイル画像Ｘ’からタイル領域Ｒ１のみを抽出してタイル画像Ｙを生成することにより、ノイズ除去処理により発生する不連続領域Ｈはタイル領域Ｒ１には含まれない。したがって表示部１９がタイル画像Ｙを配列して表示させる際に表示画像に不連続領域が含まれないものとすることが可能となる。
【００４３】
＜他のノイズ除去処理との比較＞
［比較例１：スキャン画像のタイル化前にノイズ除去する場合］
比較として、スキャン画像をタイル画像に分割する前に、スキャン画像にノイズ除去処理を施す場合について検討する。図１１は、比較例１に係るノイズ除去方法を概念的に説明する図である。
【００４４】
図１１（ａ）にスキャン画像Ａ１を示す。本比較例ではこのスキャン画像Ａ１に対してノイズ除去処理を施し図１１（ｂ）に示すスキャン画像Ａ１’が生成し、さらにスキャン画像Ａ１’を分割して図１１（ｃ）に示すタイル画像Ａ２を生成させるとする。最終的には図１１（ｄ）に示す画像（配列されたタイル画像Ａ２）が表示画像となる。
【００４５】
この場合、スキャン画像Ａ１は一般に画像サイズ（画素数）が大きいので、ノイズ除去処理の速度が極めて遅くなる。このため、スキャン画像Ａ１からスキャン画像Ａ１’を生成させるまでに非常に長い時間が必要となる。スキャン画像Ａ１’をタイル画像Ａ２に分割してＨＤＤ等に保存させることによってはじめてメモリを開放させることが可能となるから、撮像装置にひとつのスキャン画像を撮像させてからすぐに次のスキャン画像を撮像させることができず、観察対象物全体の撮像に非常に長い時間が必要となる。
【００４６】
［比較例２：スキャン画像のタイル化後にノイズ除去する場合］
さらに比較として、スキャン画像をタイル画像に分割した後に、タイル画像にノイズ除去処理を施す場合について検討する。図１２は、比較例２に係るノイズ除去方法を概念的に説明する図である。
【００４７】
図１２（ａ）にスキャン画像Ｂ１を示す。本比較例ではこのスキャン画像Ｂ１を分割して図１２（ｂ）に示すタイル画像Ｂ２を生成させ、さらに各タイル画像Ｂ２に対しノイズ除去処理を施して図１２（ｃ）に示すタイル画像Ｂ２’を生成させるとする。最終的には図１２（ｄ）に示す画像（配列されたタイル画像Ｂ２’）が表示画像となる。
【００４８】
この場合、スキャン画像Ｂ１にノイズ除去処理を施すことなくタイル画像Ｂ２に分割するので、タイル画像Ｂ２の生成には時間を要しない。したがって、タイル画像Ｂ２を保存させてメモリを開放させることにより、撮像装置にひとつのスキャン画像を撮像させてからすぐに次のスキャン画像を撮像させることは可能となる。
【００４９】
ただし、この方法では「不連続領域」が問題となる。上述のようにタイル画像Ｂ２にノイズ除去処理を施す際、タイル画像Ｂ２の周縁において画像が途切れているため、隣接する画素の情報（輝度値等）が欠落することとなる。したがってタイル画像Ｂ２’の周縁において、隣接するタイル画像Ｂ２’と連続性を有しない領域（不連続領域Ｊ）が生じる。即ち、図１２（ｄ）に示すように、表示部に表示される画像において、タイル画像Ｂ２’の境界に不連続領域Ｊが存在することとなる。
【００５０】
この不連続領域Ｊはユーザが表示画像を観察する際に妨げとなり、また、病理診断においてはこのような画像にさらに画像処理（蛍光画像における輝点計数処理等）を施すことが多いが、その際にも誤検出等の原因となる。
【００５１】
［本実施形態に係る画像処理システムの比較例１及び２との比較］
比較例１に対して画像処理システム１では、仮タイル画像生成部１５がノイズ除去処理を実行する前にスキャン画像Ｇから仮タイル画像Ｘを生成し、記憶部１８に記憶させる。したがって比較例１のように、（メモリが開放される）タイル分割までに時間を要するためにスキャン画像の撮像が遅延するという問題は生じない。
【００５２】
比較例２に対して画像処理装置１０では、タイル画像生成部１７が、不連続領域Ｈが含まれない仮タイル画像Ｘ’のタイル領域Ｒ１のみをタイル画像Ｙとする。したがって、比較例２のように（最終的な表示画像となる）タイル画像Ｙには不連続領域Ｈが含まれず、不連続領域Ｈによる影響のない表示画像を生成させることが可能となる。
【００５３】
＜スキャン画像について＞
本実施形態に係る画像処理システム１が処理対象とするスキャン画像は、顕微鏡画像であれば特に限定されないが、蛍光顕微鏡によって撮像された蛍光顕微鏡画像が特に有効である。蛍光顕微鏡とは、特定の染色剤によって染色された観察対象物に励起光を照射し、観察対象物から放出される蛍光を撮像する顕微鏡である。
【００５４】
蛍光顕微鏡では、可視光を対象とする通常の顕微鏡（明視野顕微鏡）に比べその観察対象物の明るさが小さく、したがって撮像素子による露光を長時間実行する必要がある。このため、蛍光顕微鏡画像にはノイズが生じ易く、蛍光顕微鏡画像にノイズ除去処理を実行することは蛍光画像による病理診断の分野において一般的である。したがって、本実施形態に係る画像処理システム１は、蛍光顕微鏡画像に対して特に有効である。
【００５５】
＜画像処理システムの具体的構成＞
本技術の実施形態に係る画像処理システム１の具体的構成ついて説明する。図１３は画像処理システム１の撮像装置２０の一例である蛍光顕微鏡２００を示し、図１４は画像処理システム１の画像処理装置１０の一例である顕微鏡用コンピュータ１００を示す。
【００５６】
図１３に示すようにスライドガラスストック２０１は、観察対象物Ｐが載置されたスライドガラスＳを複数保持する。搬送用ロボット２０２がスライドガラスストック２０１から、一つのスライドガラスＳを取り出し、ステージ２０３に載置する。
【００５７】
スライドガラスＳは、ステージ２０３上においてマクロ画像用照明２０４から照明されている状態で、マクロ画像撮像用カメラ２０５によって撮像される。マクロ画像撮像用カメラ２０５は撮像したマクロ画像をカメラ制御基板２０６に出力する。カメラ制御基板２０６はマクロ画像を顕微鏡用コンピュータ１００のマザー基板１０１に供給する。
【００５８】
マザー基板１０１は、スライドガラスＳのマクロ画像に対して撮像領域検出処理を実行し、顕微鏡によって撮像させる領域を選定する。マザー基板１０１は、選定した領域の情報（以下、領域情報）をシステムコントロール基板２０７に供給する。
【００５９】
スライドガラスＳはステージ２０３によって顕微鏡の撮像範囲に搬送される。システムコントロール基板２０７は、領域情報に基づいてステージ制御部２０８を制御し、スライドガラスＳの観察対象物Ｐが顕微鏡の撮像範囲となるようにステージ２０３を微調整する。
【００６０】
システムコントロール基板２０７は蛍光光源２０９を制御し、蛍光照明光を発生させる。蛍光照明光は、ライトガイド２１０及び蛍光照明光学系２１１を経てエキサイトフィルタ２１２を透過し、励起光となる。励起光はダイクロイックミラー２１３によって反射され、対物レンズ２１４で集束され、観察対象物Ｐに照射される。観察対象物Ｐにおいて、入射した励起光により蛍光が発生する。
【００６１】
観察対象物Ｐにおいて発生した蛍光は対物レンズ２１４によって拡大され、ダイクロイックミラー２１３を直進する。エミッションフィルタ２１５によって蛍光以外の波長の光が除去され、結像レンズ２１６を経て撮像素子２１７（ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等）によって撮像される。撮像素子２１７によって撮像された蛍光画像（スキャン画像）はカメラ制御基板２０６に出力される。
【００６２】
また、撮像の前に位相差検出部２１８が蛍光の位相差を検出し、顕微鏡用コンピュータ１００のマザー基板１０１に供給してもよい。マザー基板１０１によって蛍光の位相差から焦点深度を規定するフォーカス信号が生成され、システムコントロール基板２０７を介してステージ制御部２０８によるステージ制御に反映されるものとすることができる。
【００６３】
撮像素子２１７によって撮像されたスキャン画像は、図１４に示すように、顕微鏡用コンピュータ１００のＧＰＧＰＵ(General-purpose computing on graphics processing unit：汎用演算処理が可能なＧＰＵ）１０２に供給される。
【００６４】
ＧＰＧＰＵ１０２はスキャン画像Ｇを現像（画像取得部１１）し、マザー基板１０１に供給する。また、ＧＰＧＰＵ１０２はスキャン画像Ｇの画素圧縮を実行し、ディスプレイ１０３にスキャン画像を表示させてもよい。マザー基板１０１はスキャン画像Ｇのスティッチングを実行（スティッチング部１２）し、タイル領域Ｒ１及び仮タイル領域Ｒ２を設定（タイル領域設定部１３及び仮タイル領域設定部１４）する。マザー基板１０１はタイル領域Ｒ１及び仮タイル領域Ｒ２が設定されたスキャン画像Ｇを、ＧＰＧＰＵ１０４に供給する。
【００６５】
ＧＰＧＰＵ１０４はスキャン画像ＧにＪＰＥＧコーディングを実行して仮タイル画像Ｘを生成（仮タイル画像生成部１５）し、ＨＤＤ１０５（記憶部１８）に記憶させる。マザー基板１０１は、ＨＤＤ１０５に記憶されている仮タイル画像Ｘを読み込み、ノイズ除去処理を実行（ノイズ除去部１６）する。マザー基板１０１は、ノイズ除去処理により生成された仮タイル画像Ｘ’からタイル領域Ｒ１を抽出し、タイル画像Ｙを生成（タイル画像生成部１７）する。マザー基板１０１は、タイル画像ＹをＨＤＤ１０５に記憶させる。マザー基板１０１は必要に応じて、生成されたタイル画像Ｙをネットワークカード１０６を介してサーバに送信する。
【００６６】
＜画像処理システムの効果＞
本実施形態に係る画像処理システムの効果について説明する。図１５に各種の画像を示す。図１５（ａ）は、ノイズ除去処理が施されていないスキャン画像（２００画素×１００画素）、図１５（ｂ）はタイル化後にノイズ除去処理が施された（上記比較例２に相等する）タイル画像である。図１５（ｃ）は本実施形態に係る画像処理システム１によってノイズ除去処理が施されたタイル画像である。
【００６７】
図１６乃至図１９は、図１５（ａ）〜（ｃ）に示す各画像における輝度分布を示すグラフである。図１６乃至図１９は図１５（ａ）〜（ｃ）に示す各画像のタイル（図１５（ａ）を除く）の継ぎ目に垂直なライン（図１５（ａ）〜（ｃ）に白破線で示す）における輝度分布である。それぞれ図１６は赤色（Ｒ）、図１７は緑（Ｇ）、図１８は青（Ｂ）についての輝度分布を示す。なお、図１６（ｂ）、図１７（ｂ）、図１８（ｂ）はそれぞれ図１６（ａ）、図１７（ａ）、図１８（ａ）の縦軸を拡大したグラフである。
【００６８】
図１６乃至図１８の各プロットは、それぞれ「ノイズ除去処理前（original)（図１５（ａ）に対応）」、「タイル化後ノイズ除去（tile denoising)（図１５（ｂ）に対応））」、「本実施形態のノイズ除去（subtile denoising)（図１５（ｃ）に対応）」を示す。
【００６９】
図１６乃至図１８に示すように、「タイル化後ノイズ除去（tile denoising)」のプロットは「ノイズ除去処理前（original)」に比べてタイルの境界において不連続となっている。これに対し、「本実施形態のノイズ除去（subtile denoising)」のプロットは不連続ではなくなり、「ノイズ除去処理前（original)」に近いプロットとなっている。
【００７０】
したがって、これらのプロットから、図１５（ａ）に示すノイズ除去処理前のスキャン画像に比べて、図１５（ｂ）に示すタイル化後にノイズ除去処理が施されたタイル画像では、タイルを連結した境界に上記不連続領域に起因する「継ぎ目」（図中に矢印で示す）が生じていることがわかる。これに対し図１５（ｃ）に示すタイル画像では、継ぎ目が存在していないことがわかる。即ち、本実施形態に係る画像処理システム１は、不連続領域の発生を防止し、高精度なタイル画像を得ることを可能とするといえる。
【００７１】
以上のように、本実施形態に係る顕微鏡画像処理システムは、仮タイル画像の生成によりメモリを迅速に開放させるものである。また、同画像処理システムは、ノイズ除去処理を施した仮タイル画像において、不連続領域が発生し得る周縁部分を除いてタイル画像を生成させることにより、タイル画像の境界に不連続領域が存在しないタイル画像を生成させるものである。したがって、本実施形態に係る顕微鏡画像処理システムによって、高速かつ高精度な顕微鏡画像の生成が可能となる。
【００７２】
本技術は上記各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変更することが可能である。
【００７３】
なお、本技術は以下のような構成も採ることができる。
【００７４】
（１）
スキャン画像を取得する画像取得部と、
上記スキャン画像を複数のタイル領域に区画するタイル領域設定部と、
上記スキャン画像に、上記タイル領域を含み上記タイル領域より大きい仮タイル領域を設定する仮タイル領域設定部と、
上記スキャン画像を上記仮タイル領域毎に抽出して仮タイル画像を生成する仮タイル画像生成部と、
上記仮タイル画像にノイズ除去処理を施すノイズ除去部と、
上記仮タイル画像を上記タイル領域毎に抽出してタイル画像を生成するタイル画像生成部と
を具備する画像処理装置。
【００７５】
（２）
上記（１）に記載の画像処理装であって、
上記画像取得部は、連続する複数のスキャン画像を取得し、
上記画像処理装置は、上記複数のスキャン画像の相互の相対位置を算出するスティッチング部をさらに具備し、
上記タイル領域設定部は、上記相対位置に基づいて上記スキャン画像を複数のタイル領域に区画する
画像処理装置。
【００７６】
（３）
上記（１）又は（２）に記載の画像処理装置であって、
上記スキャン画像は、蛍光顕微鏡を介して撮像された蛍光顕微鏡画像である
画像処理装置。
【００７７】
（４）
観察対象物のスキャン画像を撮像する撮像装置と、
上記スキャン画像を取得する画像取得部と、上記スキャン画像を複数のタイル領域に区画するタイル領域設定部と、上記スキャン画像に上記タイル領域を含み上記タイル領域よりより大きい仮タイル領域を設定する仮タイル領域設定部と、上記スキャン画像を上記仮タイル領域毎に抽出して仮タイル画像を生成する仮タイル画像生成部と、上記仮タイル画像にノイズ除去処理を施すノイズ除去部と、上記仮タイル画像を上記タイル領域毎に抽出してタイル画像を生成するタイル画像生成部とを有する画像処理装置と
を具備する画像処理システム。
【００７８】
（５）
上記（４）に記載の画像処理システムであって、
上記撮像装置は、蛍光顕微鏡を介して上記観察対象物を撮像する
画像処理システム。
【００７９】
（６）
スキャン画像を取得する画像取得部と、
上記スキャン画像を複数のタイル領域に区画するタイル領域設定部と、
上記スキャン画像に、上記タイル領域を含み上記タイル領域より大きい仮タイル領域を設定する仮タイル領域設定部と、
上記スキャン画像を上記仮タイル領域毎に抽出して仮タイル画像を生成する仮タイル画像生成部と、
上記仮タイル画像にノイズ除去処理を施すノイズ除去部と、
上記仮タイル画像を上記タイル領域毎に抽出してタイル画像を生成するタイル画像生成部と
としてコンピュータを機能させる画像処理プログラム。
【符号の説明】
【００８０】
１…画像処理システム
１０…画像処理装置
１１…画像取得部
１２…スティッチング部
１３…タイル領域設定部
１４…仮タイル領域設定部
１５…仮タイル画像生成部
１６…ノイズ除去部
１７…タイル画像生成部
２０…撮像装置
【図１】
2013025466.tif 000003
【図２】
2013025466.tif 000004
【図３】
2013025466.tif 000005
【図４】
2013025466.tif 000006
【図５】
2013025466.tif 000007
【図６】
2013025466.tif 000008
【図７】
2013025466.tif 000009
【図１３】
2013025466.tif 000010
【図１４】
2013025466.tif 000011
【図１６】
2013025466.tif 000012
【図１７】
2013025466.tif 000013
【図１８】
2013025466.tif 000014
【図８】
2013025466.tif 000015
【図９】
2013025466.tif 000016
【図１０】
2013025466.tif 000017
【図１１】
2013025466.tif 000018
【図１２】
2013025466.tif 000019
【図１５】
2013025466.tif 000020