(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
細胞本体から突出する突起を細胞画像から抽出する細胞画像処理方法であって、
細胞本体からスタートして細胞本体から離れ再び細胞本体に戻る連続したエッジを検出する工程と、
前記エッジの内、エッジの往復の軌跡が互いに所定距離内で隣接しているものを突起のエッジとする工程を含むことを特徴とする細胞の突起検出方法。
【請求項２】
細胞本体からスタートして細胞本体から離れ再び細胞本体に戻る連続したエッジを検出する工程は、細胞本体の周囲をサーチして突起の根元を検出する根元検出工程と、前記根元から突起の先端へ向かって連続するエッジを検出するエッジ検出工程を含むことを特徴とする請求項１記載の細胞の突起検出方法。
【請求項３】
前記根元検出工程は、細胞本体の外周にサーチラインを設定し、このサーチライン上を横切るエッジを検出することを特徴とする請求項２記載の細胞の突起検出方法。
【請求項４】
前記サーチラインは、細胞本体のエッジから所定画素外側に設定することを特徴とする請求項３記載の細胞の突起検出方法。
【請求項５】
前記サーチラインからスタートして細胞本体から離れ再びサーチラインに戻る連続したエッジを、突起のエッジとすることを特徴とする請求項３記載の細胞の突起検出方法。
【請求項６】
コンピュータプログラムによって作動する処理装置に、細胞本体から突出する突起を細胞画像から抽出する処理を実現させるプログラムであって、
細胞本体からスタートして細胞本体から離れ再び細胞本体に戻る連続したエッジを検出する工程と、
前記エッジの内、エッジの往復の軌跡が互いに所定距離内で隣接しているものを突起のエッジとする工程を含むことを特徴とする細胞の突起検出を実現させるためのプログラム。
【請求項７】
細胞本体からスタートして細胞本体から離れ再び細胞本体に戻る連続したエッジを検出する工程は、細胞本体の周囲をサーチして突起の根元を検出する根元検出工程と、前記根元から突起の先端へ向かって連続するエッジを検出するエッジ検出工程を含むことを特徴とする請求項６記載の細胞の突起検出を実現させるためのプログラム。
【請求項８】
前記根元検出工程は、細胞本体の外周にサーチラインを設定し、このサーチライン上を横切るエッジを検出することを特徴とする請求項７記載の細胞の突起検出を実現させるためのプログラム。
【請求項９】
前記サーチラインは、細胞本体のエッジから所定画素外側に設定することを特徴とする請求項８記載の細胞の突起検出を実現させるためのプログラム。
【請求項１０】
前記サーチラインからスタートして細胞本体から離れ再びサーチラインに戻る連続したエッジを、突起のエッジとすることを特徴とする請求項８記載の細胞の突起検出を実現させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動植物の細胞画像を画像処理することにより細胞の突起検出を行う細胞の突起検出方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
バイオテクノロジーや医薬品開発の分野では動植物細胞や微生物などに対する様々薬品や薬などの物質の効果や影響、またはこれらの物質物質に対する動植物細胞や微生物等の反応を確認する作業が行われる。例えば神経細胞の神経突起など逐次伸長する突起を観察対象とする場合には、細胞突起の状態を経時的に追跡して観察・記録し、データ化する作業が必要となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、細胞の突起の観察作業は研究者の目視観察に依存しており、観察結果が研究者間でばらついたり、顕微鏡画像を長時間観察することによる疲労により観察結果が変動するという問題があった。一方、突起の状態を自動的に観察する適切な手段は実現されていないというのが現状である。
【０００４】
そこで本発明は、このような問題に鑑み、細胞画像から細胞の突起を自動的に抽出することができる細胞の突起検出方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の細胞の突起検出方法は、細胞本体からスタートして細胞本体から離れ再び細胞本体に戻る連続したエッジを検出する工程と、エッジの内、エッジの往復の軌跡が互いに所定距離内で隣接しているものを突起のエッジとする工程を含む。これにより確実に突起のエッジを検出することができる。
【０００６】
請求項２記載の細胞の突起検出方法は、細胞本体の周囲をサーチして突起の根元を検出する根元検出工程と、前記根元から突起の先端へ向かって連続するエッジを検出するエッジ検出工程を含むものである。これにより突起の根元から突起を確実に検出することができる。
【０００７】
請求項３記載の細胞の突起検出方法は、細胞本体の外周にサーチラインを設定し、このサーチライン上を横切るエッジを検出するものである。これにより突起の根元を確実に検出することができる。
【０００８】
請求項４記載の細胞の突起検出方法は、サーチラインを細胞本体のエッジから所定画素外側に設定するものである。これにより突起以外のエッジの誤検出を少なくすることができる。
【０００９】
請求項５記載の細胞の突起検出方法は、サーチラインからスタートして細胞本体から離れ再びサーチラインに戻る連続したエッジを突起のエッジとするものである。これにより突起のエッジと突起以外のエッジとを正確に区別して検出することができる。
【００１０】
上記構成の発明によれば細胞の突起を細胞画像から自動的に抽出することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に本発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の画像処理装置の構成を示すブロック図、図２は本発明の一実施の形態の細胞画像の画像処理方法のメインフローを示すフローチャート、図３は本発明の一実施の形態の細胞画像の画像処理方法における二値化処理のフローチャート、図４は本発明の一実施の形態の細胞画像の画像処理方法におけるサーチライン設定処理のフローチャート、図５は本発明の一実施の形態の細胞画像の画像処理方法における突起検出処理のフローチャート、図６は本発明の一実施の形態の細胞画像の画像処理方法における突起判定処理のフローチャート、図７は本発明の一実施の形態の細胞画像を示す画像図、図８、図９は本発明の一実施の形態の細胞画像の画像処理方法における二値化処理の説明図、図１０は本発明の一実施の形態の細胞画像の画像処理方法におけるサーチライン設定処理の説明図、図１１、図１２、図１３は本発明の一実施の形態の細胞画像の画像処理方法における突起検出処理の説明図、図１４は本発明の一実施の形態の細胞画像の画像処理方法における突起判定処理の説明図である。
【００１２】
まず図１を参照して細胞画像の画像処理装置の構成を説明する。図１において位置決めステージ１上には、観察対象の細胞を収容するマイクロタイタープレート２が載置されている。マイクロタイタープレート２は多数のウェル２ａを備えており、ウェル２ａ内には、観察対象の動植物の細胞を含む試料３が収容されている。位置決めステージ１の下方には顕微観察を行う光学系４が配設されており、光学系４の下方にはカメラ５が配置されている。位置決めステージ１の上方に配設された照明装置６を点灯してウェル２ａを照明した状態で、光学系４を介してカメラ５によってウェル２ａ内の試料３中の動植物の細胞を撮像することにより、カメラ５は細胞画像（図７参照）を取得する。
【００１３】
カメラ５は画像処理部１０と接続されており、画像処理部１０は以下に説明する各部より構成される。画像記憶部１１は、カメラ５によって取得された細胞画像（原画像）データを記憶する。二値化処理部１２は、突起抽出データ取得のための形状抽出対象となる探査用画像を原画像より生成する。二値化画像記憶部１３は、生成された二値化画像を記憶する。
【００１４】
細胞本体検出処理部１４は、原画像データを周波数変換することにより、細胞画像中の突起を消去した細胞本体画像を検出する。サーチライン設定処理部１５は、細胞本体画像に基づいて、細胞本体画像の周囲に突起検出用のサーチラインを設定する。サーチライン記憶部１６は、設定されたサーチラインの位置情報を記憶する。突起情報記憶部１８は、突起検出処理においてサーチラインを横切るエッジとして検出された突出部分についての突起情報を記憶する。突起判定処理部１９は、記憶された突出部分が、検出目的に合致した突起に該当するか否かを判定する。
【００１５】
画像処理部１０を構成するハードウェアとしては、パーソナルコンピュータのようにコンピュータプログラムによって作動する汎用的な処理装置が用いられる。本実施の形態ではこのような処理装置に、画像処理部１０として機能させるためのコンピュータプログラム及び二値化処理部１２、細胞本体検出処理部１４、サーチライン設定処理部１５、突起検出処理部１７、突起判定処理部１９の機能を実現させるためのプログラムをインストールして細胞画像の処理装置を構成している。
【００１６】
次に細胞画像の画像処理方法について、各図を参照して説明する。この画像処理方法は、神経細胞などの細胞本体から外側に突出する突起を、画像処理手法によって細胞画像から抽出するものである。ここでは、観察対象の細胞を撮像して得られた細胞画像（図７参照）中の細胞本体２４ａの周囲をサーチして突起２４ｂの根本を検出し、この根本から先端へ向かって連続するエッジを検出する方法が用いられる。
【００１７】
まず図２のフローチャートに沿って画像処理方法のメインフローについて説明する。図２のフローチャートは、画像処理部１０の機能を実現するための処理プログラムである。ここでは、上記処理の概要について述べ、詳細な説明を要するステップについては個別に後述する。図２において、取得された細胞画像（原画像）の二値化処理が行われる（ＳＴ１）。次に細胞本体２４ａの外周に突起の根本を検出するためのサーチラインを設定するサーチライン設定処理が行われる（ＳＴ２）。
【００１８】
そして二値化処理により得られた二値化画像（探査用画像）においてサーチラインＳＬに該当する位置（画素）に沿って突起抽出が行われる（図１１参照）。すなわち、サーチラインに沿って輝度の変化を確認することによりサーチライン上を横切る突起の根本のエッジを検出し、このエッジを起点として突起の輪郭を検出する。
【００１９】
図１１に示すように探査用画像を構成する格子配列の各画素Ａには、位置情報を示すラベルｉが付されている。すなわち、ラベルｉを指定することにより、その画素を注目画素とし、またラベルｉの値で左上端に位置する画素Ａ［０］から右下端に位置するＡ［ＳＩＺＥ−１］まで、各画素の位置を特定することができる。上述のサーチライン検出のための画像処理においては、処理の対象となる注目画素Ａ［ｉ］を各画素位置に移動させながら所定の処理ステップが反復実行される。
【００２０】
このため、（ＳＴ２）以後のメインフローにおいては、まず探査用画像の画像サイズ入力が行われ、探査用画像の画素数（ＳＩＺＥ）を画像サイズとして入力し（ＳＴ３）、ラベルｉを０とする（ＳＴ４）ことにより、最初の画素Ａ［０］から順次各画素について以下の処理ステップが行われる。
【００２１】
まず対象となる当該注目画素Ａ［ｉ］はサーチラインに該当するか否かを判断し（ＳＴ５）、サーチラインに該当すると判断されたならば、さらに当該サーチラインは未だ以降の処理の対象となっていない未検出のサーチラインであるか否かを判断し（ＳＴ６）、未検出のサーチラインであれば、突起抽出を行う対象となるサーチラインが検出されたと判断して、突起検出処理（ＳＴ７）を行う。
【００２２】
この（ＳＴ５）〜（ＳＴ７）のサーチライン検出処理（及び検出されたサーチラインについて行われる突起検出処理）は、探査用画像の全ての画素が注目画素とされ、所要処理ステップが完了するまで反復される。すなわち、ラベルｉをｉ＋１に置き換え（ＳＴ８）、ここでｉが画像サイズとして入力された画素数（ＳＩＺＥ）に到達したか否かを判断し、到達していなければ（ＳＴ５）に戻ってサーチライン検出処理を反復する。
【００２３】
そして、ラベルｉが画素数（ＳＩＺＥ）に到達している場合には、全画素を注目画素としたサーチライン検出処理及び検出されたサーチラインについて行われる突起検出処理が完了したと判断し、突起判定処理（ＳＴ１０）に移行する。ここでは（ＳＴ７）にて検出された突起が検出目的に該当する突起であるか否かを判定する。そして突起判定の後、細胞画像の画像処理を終了する。
【００２４】
以上が細胞画像の画像処理方法のメインフローであり、以下個別処理の詳細について説明する。まず図８，図９を参照して、二値化処理について図３のフローチャートに沿って説明する。この二値化処理は、透過照明によって細胞を撮像して得られた細胞画像（原画像）から、形状抽出のための探査用画像を生成するものであり、後述するように同一対象画像内において、二値化対象画素に応じてしきい値を変動させる動的二値化処理が用いられる。
【００２５】
次に二値化処理の対象となる原画像について説明する。図７に示すように原画像では、各種のノイズ成分を含む背景部分２２の中に細胞２４の画像が現れている。細胞２４は、細胞本体２４ａとこの細胞本体から突出する突起２４ｂより成る。
【００２６】
この原画像においては、細胞本体２４ａの周囲には輪状の高輝度部分２３が現出している。このような高輝度部分は、照明装置６からの透過照明光によってカメラ５で細胞を撮像する場合に、照明光が細胞本体２４ａの近傍を通過する際に回折することによって生じるものである。そしてこのような本来存在しない高輝度部分を含む画像をそのまま動的二値化処理の対象とすると、形状抽出用として適切な二値化画像を得ることができない場合が生じるため、本実施の形態に示す二値化処理においては、以下に説明する前処理を施した画像を動的二値化処理の対象とするようにしている。
【００２７】
図３のフローチャートは、二値化処理部１２の機能を実現するための二値化プログラムを示している。まず図８（ａ）に示すように二値化対象の全画素の輝度の分布を求める（ＳＴ１１）。図８（ａ）は輝度の分布を示すためのヒストグラムであり、横軸に輝度、縦軸には度数（画素数）をとっている。次いで輝度の分布から輝度の平均値Ｍを求めるとともに、高輝度検出用のしきい値ＴＨを設定し（ＳＴ１２）、輝度値Ｂがこのしきい値ＴＨを超える範囲ＨＢに対応する画素を、高輝度部分として抽出する（ＳＴ１３）。このしきい値ＴＨの設定方法としては、しきい値を超える画素の全画素に対する割合が所定の値を超えるような値に設定する方法等、様々な手法が適用できる。透過照明にて得られた細胞画像において、光の回折によって細胞本体の周囲に生じた高輝度部分を検出する。これにより、図７に示す原画像中の高輝度部分２３が画素単位で特定される。
【００２８】
そして特定された高輝度部分２３の輝度の値を、（ＳＴ１２）で求めた平均値Ｍと置換する（ＳＴ１４）。すなわち高輝度部分の輝度の値を所定の値に置換してこれらの高輝度部分を消去する。これにより、図８（ｂ）に示すように原画像のうち高輝度部分２３の輝度を平均値Ｍで置き換えて平均輝度部２３’とした前処理画像が生成される。この後、このようにして得られた前処理画像を対象として、動的二値化処理によって全画素を二値化処理し、得られた二値化画像を二値化画像記憶部１３に記憶させる（ＳＴ１５）。
【００２９】
ここで動的二値化処理について説明する。この動的二値化処理においては、図８（ｃ）に示すように、二値化対象画素Ａ［ｊ］の周囲に複数の画素Ａを含む参照範囲Ｚを設定し、この参照範囲Ｚ内の画素Ａの輝度の値に基づいて、二値化対象画素Ａ［ｊ］の二値化しきい値を設定する。ここでは、参照範囲Ｚ内の画素Ａの輝度の平均値を二値化しきい値として用いている。そして二値化対象画素Ａ［ｊ］の輝度を二値化しきい値と比較することにより、二値化対象画素Ａ［ｊ］の輝度値は、「１」または「０」のいずれかに置き換えられる。
【００３０】
これにより、図９（ａ）に示すように、背景画像を明部（輝度値「１」）とし、細胞本体２４ａ、突起２４ｂを暗部（輝度値「０」）とする二値化画像を得る。この原画像の二値化において前述のような動的二値化処理を用いることにより、同一の画像内において領域によって輝度値の分布に偏りがある場合にあっても、画像内の全ての領域について正しい形状抽出結果を与える探査用画像を生成することができる。
【００３１】
ここで、この動的二値化処理において、原画像中の高輝度部分を消去する前処理の意義について説明する。図９（ｂ）は、同様の細胞画像を対象として、このような前処理を行わない従来の動的二値化処理によって得られた二値化画像を参照のために示したものである。この場合においても、細胞本体２４ａの周囲には透過照明光の回折によって高輝度部分２３が輪状に現れている。
【００３２】
そしてこの高輝度部分２３の外側近傍の画素を動的二値化処理の対象とする場合において、この範囲にノイズなどにより輝度値が幾分周囲よりも低い部分（グレーゾーン）が存在する場合には、以下に説明する不具合が生じる。すなわち二値化しきい値を設定するために参照範囲Ｚ内の複数画素の輝度値の平均値を求めると、高輝度部分２３が参照範囲Ｚ内に含まれていることから、平均値は高輝度部分２３が存在しない場合と比較して高輝度側に偏る。この結果、設定された二値化しきい値が上述のグレーゾーンの輝度値よりも高くなる場合が発生する。
【００３３】
そしてこのような場合には、グレーゾーンを二値化対象画素とした動的二値化処理においては、本来ならば輝度値「１」に区分されるべき場合にあっても、二値化しきい値が高輝度側に偏って設定されていることから、当該画素は輝度値「０」に区分される。このため、高輝度部分２３の近傍にグレーゾーンが存在する場合には、二値化画像では本来存在しない暗部２５として現れ、形状抽出においてこのような暗部２５は突起２４ｂと誤認されやすいことから、突起検出精度を低下させることとなっていた。
【００３４】
これに対し、本実施の形態に示す細胞画像の画像処理においては、前述のように原画像中の高輝度部分２３を予め消去した前処理画像を動的二値化処理の対象としていることから、上述の高輝度部分２３の存在に起因する二値化処理上の誤差を生じることなく、正しい形状抽出を行うことができる。
【００３５】
次に図１０を参照して、サーチライン設定処理について図４のフローチャートに沿って説明する。図４のフローチャートは、サーチライン設定処理部１５の機能を実現するためのサーチライン設定プログラムを示している。まず図１０（ａ）に示すように、原画像より突起２４ｂを消去し細胞本体２４ａのみとした画像（細胞本体画像）を細胞本体検出処理部１４より入手する（ＳＴ２１）。この細胞本体画像は、細胞本体検出処理部１４にて生成され、原画像中の細胞画像をウェーブレット変換によって周波数変換して得られる低周波側の成分から細胞本体画像が生成される。なお、周波数変換としては、ウェーブレット変換以外にもアダマール変換や離散コサイン変換（ＤＣＴ）、フーリエ変換等を使用したものを用いてもよい。
【００３６】
そしてこの細胞本体画像から突起の根本を検出するためのサーチラインＳＬが設定される。すなわち図１０（ｂ）に示すように、この細胞本体画像において細胞本体２４ａを数画素太らせた画像（細胞本体２４ａ’の画像）を生成して、サーチライン記憶部１６に格納し（ＳＴ２２）、メインフローに戻る。そしてここで求められた拡大された細胞本体２４ａ’の外側のエッジが、サーチラインＳＬとして設定される。すなわち細胞本体画像の細胞本体２４ａのエッジを所定画素外側に拡大して得られる細胞本体のエッジが突起の根本を検出するためのサーチラインＳＬとして設定される。
【００３７】
なお、ここでサーチラインＳＬを求める処理として、図１０（ｃ）に示すように細胞本体画像において細胞本体２４ａのエッジの数画素外側に直接サーチラインＳＬを設定し、これをサーチライン記憶部１６に格納するようにしてもよい（ＳＴ２２’）。すなわちこの場合にはサーチラインＳＬは、細胞本体画像の細胞本体２４ａのエッジから、根本検出のサーチのために適切な距離に相当する所定画素だけ外側に設定される。
【００３８】
次に図１１、図１２、図１３を参照して、突起検出処理について図５のフローチャートに沿って説明する。図５のフローチャートは、突起検出処理部１７の機能を実現するための突起検出処理プログラムを示している。この突起検出処理は、図１１に示すように二値化処理によって求められた二値化画像（探査用画像）において、サーチラインＳＬに該当する位置（画素）に沿ってエッジをサーチして突起の根本を検出し、検出された根本から突起の先端へ向かって連続するエッジを検出するものである。これらの処理は、サーチラインＳＬに該当する位置（画素）に沿って注目画素を移動させながら行われる。そして以下に示すステップが注目画素に対して適用される。
【００３９】
図５においてまず画素Ａ［ｉ］（図１２参照）を注目画素とする（ＳＴ３１）。次いで注目画素Ａ［ｉ］の輝度を検出する（ＳＴ３２）。そしてこの注目画素Ａ［ｉ］が根本条件に合致しているか否かを判断する（ＳＴ３３）。根本検出条件とは、サーチラインＳＬ上で注目画素を移動させて突起を検出する過程において、当該注目画素が細胞本体から外側に突出する突起の根本のエッジに到達したか否かを判定するための条件であり、具体的には図１２（ａ）に示す点Ｐ１から点Ｐ２に注目画素が移動した場合のように、現在の注目画素（点Ｐ２）の輝度値「１」であり、かつサーチラインＳＬ上の１つ手前の注目画素（点Ｐ１）の輝度値が「０」となる場合、現在の注目画素（点Ｐ２）を根本検出条件に合致するものとする。
【００４０】
そして根本検出条件に合致しているならば、当該注目画素Ａ［ｉ］を突起のエッジとして突起情報記憶部１８に記憶させる。また（ＳＴ３３）にて根本検出条件に合致していない場合には、サーチラインＳＬに沿って注目画素を１つだけ移動する（ＳＴ３９）。そして突起の根本が検出されたならば、この注目画素に連続する突起のエッジを検出する（ＳＴ３５）。すなわち図１２（ｂ）に示すように突起２４ｂの根本として検出された注目画素（矢印（イ））を起点として、突起２４ｂの輪郭であるエッジを連続して検出するエッジ追跡が行われる。ここでは、図１３に示すように注目画素Ａ［ｉ］の廻りを時計回りにサーチし、輝度値が「０」→「１」となる画素を見いだすことにより、エッジに該当する画素を検出する。図１３においてＷが新たなエッジとして検出される。
【００４１】
このエッジ検出の過程において、検出対象とする突起２４ｂの輪郭が全て追跡されたか否かを確認する目的で、以下のステップが実行される。すなわちエッジが検出される度に、検出されたエッジはサーチラインＳＬに該当するか否かを判断する（ＳＴ３６）。エッジ追跡が未だ完了しておらず注目画素がエッジ上の矢印（ロ）の位置にあって、サーチラインＳＬに該当しないならば、検出した当該エッジの画素を次の処理の対象となる注目画素とし（ＳＴ３７）、（ＳＴ３４）に戻る。そして以降のステップを反復し、エッジ追跡を継続して行う。このようにして（ＳＴ３４）〜（ＳＴ３７）のステップを反復することにより、突起２４ｂの根本から先端に向かって連続するエッジが検出される。
【００４２】
また（ＳＴ３６）において注目画素がサーチラインＳＬに該当するならば、すなわちエッジとサーチラインＳＬの交点を示す矢印（ハ）に注目画素が戻ったならば、注目画素を根本検出条件に合致した最新の画素（矢印（イ））に戻す（ＳＴ３８）。そしてこの後サーチラインＳＬに沿って注目画素を１つだけ移動させて（ＳＴ３９）、新たな突起の根本検出を行う。すなわちエッジ検出工程で検出したエッジの軌跡が、突起２４ｂの縁を周回して細胞本体２４ａ側に向かって戻り、サーチラインＳＬに到達したならば、エッジ検出工程を終了して根本検出工程を再開する。
【００４３】
そしてサーチラインＳＬに沿って順次移動させた注目画素が、画素Ａ［ｉ］であるか否か、すなわちサーチラインＳＬ上の起点に戻ったか否かを判定し、戻っていなければ（ＳＴ３２）に戻って同一サーチラインＳＬ上で新たな突起を検出するためのステップを反復する。また起点に戻ったならば、当該サーチラインＳＬについての突起検出処理を終了しメインフローに戻る。
【００４４】
上記説明したように、この細胞画像の画像処理におけるエッジ検出工程は、細胞本体２４ａからスタートして細胞本体２４ａから離れ、再び細胞本体２４ａに戻る連続したエッジを検出するものである。そして細胞本体２４ａからスタートして再び細胞本体２４ａに戻る形態の１つとして、ここでは細胞本体の外側に設定されたサーチラインＳＬからスタートしてサーチラインＳＬに戻る形態となっている。
【００４５】
次に図１４を参照して、突起判定処理について図６のフローチャートに沿って説明する。ここでは、突起検出処理において検出された突起が、検出目的に該当する突起であるか否かが判定される。まず突起２４ｂの連続するエッジのデータを抽出し（ＳＴ４１）、連続するエッジの軌跡は所定距離内で隣接しているか否かを判断する（ＳＴ４２）。
【００４６】
すなわち図１４に示すように、突起２４ｂの縁に沿ったエッジが連続して検出された軌跡のうち、細胞本体２４ａから遠ざかる方向の往路の軌跡と細胞本体２４ａ側に向かって戻る復路の軌跡との間の距離Ｄが所定距離以内であって隣接していると判断されたならば、当該エッジは検出目的に該当する突起であると判定する。そしてさらに未判定のエッジがあるか否かを判断し（ＳＴ４４）、未判定のエッジがある場合には、（ＳＴ４１）に戻って、当該エッジについて同様の突起判定処理を行う。また未判定のエッジが存在しないならば、メインフローに戻る。
【００４７】
これに対し（ＳＴ４２）において、図１４に示す細胞本体２４ａから外側へ幾分突出した凸部２４ｃのように、軌跡形状が緩やかな弧状であり往路の軌跡と復路の軌跡が離れているような場合には、すなわち連続するエッジの軌跡が隣接していないならば、当該エッジは検出目的に該当せずと判定して当該エッジのデータを突起情報記憶部１８から削除し（ＳＴ４３）、この後（ＳＴ４４）に進む。
【００４８】
すなわち、ここでは細胞本体から外側へ突出した部分のエッジのうち、エッジの往復の軌跡が互いに所定距離内で隣接したものを突起のエッジとする。これにより、突起抽出処理において本来の検出目的に合致する形状の突起のみを正しく抽出することができる。
【００４９】
上記説明したように、細胞画像から神経突起などの突起部分のみを検出する突起抽出処理において、細胞本体の周囲のみを突起検出のための探査対象とすることにより、画像に含まれるノイズの影響を低減して、突起抽出を適切にかつ効率よく行うことができる。また、探査用画像の生成において、動的二値化処理に先立って撮像時に照明光の回折によって細胞本体の周囲に生じた高輝度部分を検出し、検出した高輝度部分の輝度の値を所定の値に置換してこれらの高輝度部分を消去する処理を行うようにしたので、高輝度部分の影響を排除して正しい形状抽出を行うことができる。
【００５０】
【発明の効果】
本発明によれば、細胞本体の周囲をサーチして突起の根元を検出する根元検出工程と、根元から突起の先端へ向かって連続するエッジを検出するエッジ検出工程を含むので、細胞の突起を自動的に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の画像処理装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の一実施の形態の細胞画像の画像処理方法のメインフローを示すフローチャート
【図３】本発明の一実施の形態の細胞画像の画像処理方法における二値化処理のフローチャート
【図４】本発明の一実施の形態の細胞画像の画像処理方法におけるサーチライン設定処理のフローチャート
【図５】本発明の一実施の形態の細胞画像の画像処理方法における突起検出処理のフローチャート
【図６】本発明の一実施の形態の細胞画像の画像処理方法における突起判定処理のフローチャート
【図７】本発明の一実施の形態の細胞画像を示す画像図
【図８】本発明の一実施の形態の細胞画像の画像処理方法における二値化処理の説明図
【図９】本発明の一実施の形態の細胞画像の画像処理方法における二値化処理の説明図
【図１０】本発明の一実施の形態の細胞画像の画像処理方法におけるサーチライン設定処理の説明図
【図１１】本発明の一実施の形態の細胞画像の画像処理方法における突起検出処理の説明図
【図１２】本発明の一実施の形態の細胞画像の画像処理方法における突起検出処理の説明図
【図１３】本発明の一実施の形態の細胞画像の画像処理方法における突起検出処理の説明図
【図１４】本発明の一実施の形態の細胞画像の画像処理方法における突起判定処理の説明図
【符号の説明】
２  マイクロタイタープレート
３  試料
５  カメラ
１０  画像処理部
１２  二値化処理部
１４  細胞本体検出処理部
１５  サーチライン設定処理部
１７  突起検出処理部
１９  突起判定処理部
２４  細胞
２４ａ  細胞本体
２４ｂ  突起
【図１】
0003743317.tif 000002
【図２】
0003743317.tif 000003
【図３】
0003743317.tif 000004
【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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