(57)【要約】【課題】隣り合った粒子の輝度が徐々に変化しているため、粒子の境界が１つの閾値では判別できないような画像でも粒子の境界を判別できる粒子解析装置と、粒子解析方法を提供すること。【解決手段】取得した粒子の画像中のそれぞれの粒子に対してそれぞれの粒子の輝度に対応するインデックスカラーに変換した画像を作成する変換手段４ａと、前記インデックスカラーの各カラーに割付けられた記号を記憶するカラールックアップテーブル４ｂと、前記記号と前記インデックスカラーに変換された前記粒子の画像データとから、前記各粒子が同じであるか又は異なるものであるかを解析する粒子解析部４ｃと、を有することを特徴とする粒子解析装置１００。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
取得した粒子の画像中のそれぞれの粒子に対してそれぞれの粒子の輝度に対応するインデックスカラーに変換した画像を作成する変換手段と、
前記インデックスカラーの各カラーに割付けられた記号を記憶するカラールックアップテーブルと、
前記記号と前記インデックスカラーに変換された前記粒子の画像データとから、前記各粒子が同じであるか又は異なるものであるかを解析する粒子解析部と、
を有することを特徴とする粒子解析装置。
【請求項２】
前記粒子解析部は、連続した同じ前記記号の前記粒子を同じ粒子と判定することを特徴とする請求項１に記載の粒子解析装置。
【請求項３】
前記粒子解析部は、同じ色のインデックスカラーに変換された前記粒子中に異なるインデックスカラーからなる領域が存在している時、前記同じ色のインデックスカラーの前記粒子は、前記異なる色のインデックスカラーの領域を境界とする異なる粒子であると判断することを特徴とする請求項１または２に記載の粒子解析装置。
【請求項４】
画像取得手段で取得された粒子の画像の各粒子に対してそれぞれの粒子の輝度に対応するインデックスカラーに変換し、当該インデックスカラーの各カラーに割付けられた記号を用いて粒子解析を行うことを特徴とする粒子解析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像を用いて粒子の数や形状等の特徴を解析する粒子解析装置と、粒子解析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、金属結晶組織やフェライトの結晶をカメラで撮像し、撮像された画像の結晶粒界を２値化処理することで粒子の平均粒径等を計測する方法、装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平８−１０１１１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の画像を２値化処理する方法、装置では、隣り合った粒子の輝度が徐々に変化して隣り合った粒子の境界が一つの閾値では判別できない画像は、粒子解析することが困難であるという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するため、本発明は、取得した粒子の画像中のそれぞれの粒子に対してそれぞれの粒子の輝度に対応するインデックスカラーに変換した画像を作成する変換手段と、前記インデックスカラーの各カラーに割付けられた記号を記憶するカラールックアップテーブルと、前記記号と前記インデックスカラーに変換された前記粒子の画像データとから、前記各粒子が同じであるか又は異なるものであるかを解析する粒子解析部と、を有することを特徴とする粒子解析装置を提供する。
【０００５】
また、本発明は、画像取得手段で取得された粒子の画像の各粒子に対してそれぞれの粒子の輝度に対応するインデックスカラーに変換し、当該インデックスカラーの各カラーに割付けられた記号を用いて粒子解析を行うことを特徴とする粒子解析方法を提供する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、隣り合った粒子の輝度が徐々に変化しているため、粒子の境界が１つの閾値では判別できないような画像でも粒子の境界を判別できる粒子解析装置と、粒子解析方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の一実施の形態にかかる粒子解析方法と、粒子解析装置について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施の形態は、発明の理解の容易化のためのものに過ぎず、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲において当業者により実施可能な付加・置換等を施すことを排除することは意図していない。この点に関しては補正・訂正後においても同様である。
【０００８】
はじめに、従来の１つの閾値に基づく２値化処理では画像を良好に処理できない理由について以下に簡単に説明する。
【０００９】
図５は、標本から取得された画像の模式図を示し、（ａ）は粒子画像の模式図を、（ｂ）はＡ−Ａ線における輝度信号の模式図をそれぞれ示す。
【００１０】
図５において、画像ａは、グラデーションを有するバックグラウンドｂに３つの明るさの異なる粒子ｃ，ｄ，ｅが存在する場合を模式的に示している。これら粒子ｃ，ｄ，ｅをＡ−Ａ線に沿って輝度信号を検出すると（ｂ）のように、粒子ｃからｅに向かって輝度が段階的に変化している。この様な場合、輝度信号に１つの閾値を設定して各粒子の境界を一度に検出することはできず、従来の２値化処理を用いた粒子解析を行うことはできない。もし、２値化処理で解析しようとすれば、それぞれの粒子の境界を検出するために、閾値を複数回設定して各粒子の境界を検出するという煩雑な処理を行う必要がある。
【００１１】
本実施の形態にかかる粒子解析方法と、粒子解析装置は、上述のような画像であっても粒子解析を可能にするものである。
【００１２】
以下、本実施の形態にかかる粒子解析方法と、粒子解析装置について説明する。
【００１３】
図１は、一実施の形態にかかる粒子解析装置の概略構成図である。
【００１４】
図１において、粒子解析装置１００は、標本１を載置するステージ６を有する顕微鏡２と、標本１の像を撮像する撮像装置３（例えばデジタルカメラ、以後単に「カメラ」と記す）と、カメラ３で取得した画像を処理し粒子解析を行う粒子解析装置４（例えば、パーソナルコンピュータ、以後単に「ＰＣ」と記す）と、取得した画像や画像処理した画像を表示するモニター５から構成されている。また粒子解析装置４内には、後述するインデックスカラー変換部４ａ、カラールックアップテーブル４ｂ、及び特徴抽出手段を含む粒子解析処理部４ｃ等が内蔵されている。
【００１５】
図２は、カメラ３で取得した標本１の粒子画像を模式的に示した図である。画像１０は、グラデーションを有するバックグラウンド１５に４つの異なる粒子１１、１２、１３、１４が存在する場合を模式的に示している。この画像１０は、図５と同様の輝度特性を有し、従来の２値化処理では粒界を検出することが難しいものである。なお、バックグラウンド１５は説明の為に図中では白色にしている。
【００１６】
図２において、画像１０は、カメラ３で取得した標本１のカラー粒子画像をＰＣ４のインデックスカラー変換処理部４ａでインデックスカラーに変換された画像を示している。画像１０は、例えば８色の内５色のインデックスカラーに変換した場合を示している。ここでは粒子１１を赤色、粒子１２を青色、粒子１３を緑色、粒子１４を黄色に変換している。バックグラウンド１５は上記４色とは異なる色に変換される。
【００１７】
なお、インデックスカラー変換に用いられる色の数は、標本１の粒子分布特性によって適宜設定可能に構成されている。また、粒子画像をインデックスカラーに変換する変換手法は既存のソフトが用いられるため詳細な説明は省略する。
【００１８】
また、図２に示すように粒子同士が接触している場合でも、或いは孤立している場合でも同様の処理でインデックスカラーに変換することができる。
【００１９】
インデックスカラー変換が終わった粒子画像は、ＰＣ４のカラールックアップテーブル４ｂに記憶されている各インデックスカラーに割付けられた番号（以後「パレット番号」と言う）を用いて粒子解析処理が行われる。本実施の形態は、番号を採用したがアルファベット等の他の記号を用いても良い。
【００２０】
図３は、インデックスカラーに変換された粒子画像の各画素におけるパレット番号を模式的に示している。
【００２１】
図３において、赤色はパレット番号１、緑色はパレット番号３、青色はパレット番号５、及び黄色はパレット番号７がルックアップテーブルで割付される。そして、粒子解析処理部４ｃは同じパレット番号が連続して隣接している部分を全て同じ粒子とみなし、連続したパレット番号の画素から異なるパレット番号に変わる画素の境界を粒界２０（図３において、太い実線で示す）とみなして処理する。つまり、粒子が同じものであるか、又は異なるものであるかを解析する。なお、複数の粒子に割付されたパレット番号が同じであってもパレット番号が連続していない場合は、これら複数の粒子は異なる粒子であると認識する。これらの処理は、ＰＣ４に内蔵された粒子解析処理部４ｃにより実行される。
【００２２】
ＰＣ４の粒子解析処理部４ｃは、インデックスカラーに変換された粒子画像１０の画素データから、同じパレット番号が連続している領域を同じ粒子とみなす処理を行う。これにより粒子解析装置１００は、粒子の数、平均粒径、或いは面積等の特徴を解析することができる。
【００２３】
なお、上記の説明では、画像１０がカラー画像の場合について説明したが、グレースケール画像の場合も同様のことを行うことで粒子を分類でき粒子解析を行うことができる。
【００２４】
図４は、粒子１４内に粒子１４を分断するように粒界Ｐが存在する場合の画像３０を模式的に示している。この画像３０の様に、標本１によっては同じ色のインデックスカラーに変換された粒子１４の中に別の色のインデックスカラーに変換された狭い幅の粒界Ｐを有することがある。この様な場合、粒界Ｐの画素データから粒界Ｐの幅を算出し、この算出された幅が前もって設定されている閾値幅より小さい場合、粒界Ｐを１つの粒子とせず、これを粒界Ｐとみなして粒子解析処理部４ｃで解析する。粒界Ｐの幅の大きさによっては粒子１４ａ、１４ｂは同じ粒子１４とみなして解析しても良い。なお、閾値幅は標本によって適宜変更することができる。
【００２５】
この技術によれば、インデックスカラーによる変換をした際、実際には異なる粒子であるにもかかわらず、同じインデックスカラーに定義されてしまうことで、隣接する同じ粒子であると誤った判断をしてしまうことを防ぐことが可能になる。
【００２６】
また、上述の説明において、カメラ３から取得された画像、インデックスカラー変換された画像、或いは粒子解析処理された画像等は、モニター５にそれぞれ表示され使用者に観察、操作可能に構成されていることは言うまでもない。
【００２７】
以上述べたように、本実施の形態にかかる粒子解析方法、及び粒子解析装置によれば、２値化処理が難しい粒子画像であっても、それぞれの粒子をそれぞれインデックスカラー変換したのち、インデックスカラーに割付けられたパレット番号を用いて、粒子の面積、数、平均粒径、或いはこれらの分布統計等、標本の特徴を容易に解析することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施の形態にかかる粒子解析装置の概略構成図である。
【図２】カメラで取得した標本の粒子画像をインデックスカラー変換した結果を模式的に示した図である。
【図３】インデックスカラーに変換された粒子画像の各画素におけるパレット番号を模式的に示している。
【図４】粒子内に粒子を分断するように粒界が存在する場合の模式図を示している。
【図５】標本から取得された画像の模式図を示し、（ａ）粒子画像の模式図を、（ｂ）はＡ−Ａ線における輝度信号の模式図をそれぞれ示す。
【符号の説明】
【００２９】
１    標本
２    顕微鏡
３    撮像装置（カメラ）
４    粒子解析装置（ＰＣ）
５    モニター
６    ステージ
１０、３０  画像
１１、１２、１３、１４  粒子
１５  バックグラウンド
２０  境界（粒界）
Ｐ    粒界
１００  粒子解析装置
【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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