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图像处理装置、图像处理方法和图像处理系统的制作方法
要降低受目标细胞的试样差异和成像条件等差异的影响的趋势。一种图像处理装置(10):取得通过将包括具有核的目标细胞的试样成像而得到的拍摄图像;基于针对对应于核候选的像素要具有的颜色和亮度中的至少一个规定的第一条件,从拍摄图像中包括的像素中提取对应于核候选的像素;基于针对对应于目标细胞候选的连接像素组要具有的大小和形状规定的第二条件,进一步从通过连接与提取的像素相邻的像素而得到的连接像素组中提取对应于目标细胞候选的连接像素组;在拍摄图像中建立具有预定大小且以提取的连接像素组中包括的像素为中心的矩形区域;基于从建立的矩形区域得到的图像特征量是否满足基于目标细胞的正例和负例的试样图像而机器学****的图像特征量条件,判定矩形区域中是否包括目标细胞。
【专利说明】图像处理装置、图像处理方法和图像处理系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及图像处理装置、图像处理方法和图像处理系统。
【背景技术】
[0002]在对胎儿执行产前诊断的情况下,执行检测并利用源自胎儿的并且在子宮血中包括极微量的有核红细胞(NRBC,下文中被称为目标细胞
)。由于母胎血中存在的NRBC的数量极少,因此NRBC的目视检测施加了很大的负担。因此,如以下的专利文献I中描述的,提出了一种通过在对象图像中搜索满足条件(诸如,NRBC的顔色、形状、位置关系或面积比)的细胞而用机械方式检测NRBC的技术。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:,346,923
【发明内容】
[0006]发明要解决的技术问题
[0007]本发明的目的在于提供ー种图像处理装置、图像处理方法和图像处理系统,它们都能够使得在使用图像处理在通过将具有核的目标细胞成像而得到的拍摄图像中捜索目标细胞的情况下,难以受目标细胞的样本之间的差异和成像条件等差异的影响。
[0008]解决问题的技术手段
[0009]为了实现上述目的,根据权利要求1的本发明是ー种图像处理装置,其特征在于包括:取得単元,其适于得到通`过将包括具有核的目标细胞的试样成像而得到的拍摄图像;第一提取单元,其适于基于针对将成为核候选的像素需要具有的顔色和亮度中的至少ー个预先确定的第一条件,从所述拍摄图像中包括的像素中提取将成为所述核候选的像素;第二提取单元,其适于基于针对将成为目标细胞候选的连接像素组需要具有的大小和形状预先确定的第二条件,从均通过连
接所述第一提取单元所提取的像素中的相邻像素而得到的连接像素组中提取将成为所述目标细胞候选的连接像素组;设置单元,其适于向所述拍摄图像设置具有预定大小并且以所述第二提取单元所提取的连接像素组中包括的像素为中心的矩形区域;和判定単元,其适于基于从所述设置単元所设置的所述矩形区域得到的图像特征量是否满足图像特征量的条件,判定所述矩形区域中是否包括所述目标细胞。
[0010]另外,根据权利要求2的本发明是根据权利要求1所述的图像处理装置,其特征在于,基于所述目标细胞的正例和负例的试样图像,机器学****所述图像特征量的条件。
[0011]另外,根据权利要求3的本发明是根据权利要求1和2中的ー项所述的图像处理装置,其特征在于,所述图像处理装置还包括:计算单元,其适于通过将所述设置単元所设置的所述矩形区域划分成预定部分区域、计算各部分区域中的各像素中的亮度梯度方向、计算针对各部分区域计算出的亮度梯度方向的直方图、并且连接各个部分区域的直方图,来计算从所述矩形区域得到的图像特征量。[0012]另外,根据权利要求4的本发明是根据权利要求1至3中的任一项所述的图像处理装置,其特征在于,所述图像特征量是HOG特征量。
[0013]另外,根据权利要求5的本发明是根据权利要求1至4中的任一项所述的图像处理装置,其特征在于,所述图像处理装置还包括:图像特征量取得単元,其适于旋转所述矩形区域中包括的拍摄图像、使得连接所述设置単元所设置的所述矩形区域的中心和所述矩形区域中包括的连接像素组的质心位置的向量指向预定方向,然后从经旋转的拍摄图像得到所述图像特征量,并且其特征在于,所述判定単元基于所述图像特征量取得単元所得到的所述图像特征量是否满足所述图像特征量的条件,判定所述矩形区域中是否包括所述目标细胞。
[0014]另外,根据权利要求6的本发明是根据权利要求1至5中的任一项所述的图像处理装置,其特征在于,所述图像处理装置还包括:插值单元,其适于在所述设置単元所设置的所述矩形区域中包括所述拍摄图像的一端的情况下,通过将从在所述矩形区域中包括的所述连接像素组中设置的中心线起比关于所述中心线与所述端对称的区域位于更靠外侧的图像结合到所述矩形区域中包括的图像中的所述端侧,来执行插值。
[0015]另外,根据权利要求7的本发明是根据权利要求1至6中的任一项所述的图像处理装置,其特征在干,在显示装置上显示与被所述判定単元判定为包括所述目标细胞的所述矩形
区域对应的所述拍摄图像的坐标区域。
[0016]另外,根据权利要求8的本发明是ー种图像处理方法,其特征在于,所述图像处理方法包括:取得步骤,其适于得到通过将包括具有核的目标细胞的试样成像而得到的拍摄图像;第一提取步骤,其适于基于针对将成为核候选的像素需要具有的顔色和亮度中的至少ー个预先确定的第一条件,从所述拍摄图像中包括的像素中提取将成为所述核候选的像素;第二提取步骤,其适于基于针对将成为目标细胞候选的连接像素组需要具有的大小和形状预先确定的第二条件,从均通过连接所述第一提取步骤所提取的像素中的相邻像素而得到的连接像素组中提取将成为所述目标细胞候选的连接像素组;设置步骤,其适于向所述拍摄图像设置具有预定大小并且以所述第二提取步骤所提取的连接像素组中包括的像素为中心的矩形区域;和判定步骤,其适于基于从所述设置步骤所设置的所述矩形区域得到的图像特征量是否满足图像特征量的条件,判定所述矩形区域中是否包括所述目标细胞。
[0017]另外,根据权利要求9的本发明是根据权利要求8所述的图像处理方法,其特征在于,基于所述目标细胞的正例和负例的试样图像,机器学****所述图像特征量的条件。
[0018]另外,根据权利要求10的本发明是根据权利要求8和9中的ー项所述的图像处理方法,其特征在于,所述图像处理方法还包括
:计算步骤,其适于通过将所述设置步骤所设置的所述矩形区域划分成预定部分区域、计算各部分区域中的各像素中的亮度梯度方向、计算针对各部分区域计算出的亮度梯度方向的直方图、并且连接各个部分区域的直方图,来计算从所述矩形区域得到的所述图像特征量。
[0019]另外,根据权利要求11的本发明是根据权利要求8至10中的任一项所述的图像处理方法,其特征在于,所述图像特征量是HOG特征量。
[0020]另外,根据权利要求12的本发明是ー种图像处理系统,其特征在于,所述图像处理系统包括图像处理装置、用干与所述图像处理装置连接的光学显微镜和用干与所述图像处理装置连接的显示装置,其特征在于,所述图像处理装置包括:取得单元,其适于得到通过将包括具有核的目标细胞的试样成像而得到的拍摄图像;第一提取单元,其适于基于针对将成为核候选的像素需要具有的颜色和亮度中的至少一个预先确定的第一条件,从所述拍摄图像中包括的像素中提取将成为所述核候选的像素;第二提取单元,其适于基于针对将成为目标细胞候选的连接像素组需要具有的大小和形状预先确定的第二条件,从均通过连接所述第一提取单元所提取的像素中的相邻像素而得到的连接像素组中提取将成为所述目标细胞候选的连接像素组;设置单元,其适于向所述拍摄图像设置具有预定大小并且以所述第二提取单元所提取的连接像素组中包括的像素为中心的矩形区域;和判定单元,其适于基于从所述设置单元所设置的所述矩形区域得到的图像特征量是否满足图像特征量的条件,判定所述矩形区域中是否包括所述目标细胞。
[0021]另外,根据权利要求13的本发明是根据权利要求12所述的图像处理系统,其特征在于,基于所述目标细胞的正例和负例的试样图像,机器学****所述图像特征量的条件。
[0022]另外,根据权利要求14的本发明是根据权利要求12和13中的一项所述的图像处理系统,其特征在于,所述图像处理系统还包括:计算单元,其适于通过将所述设置单元所设置的所述矩形区域划分成预定部分区域、计算各部分区域中的各像素中的亮度梯度方向、计算针对各部分区域计算出的亮度梯度方向的直方图、并且连接各个部分区域的直方图,来计算从所述矩形区域得到的所述图像特征量。
[0023]另外,根据权利要求15的本发明是根据权利要求12至14中的任一项所述的图像处理系统,其特征在于,所述图像特征量是HOG特征量。
[0024]发明效果
[0025]根据权利要求1、8和12中的任一项所述的本发明,相比于没有本构造的情况,可以使得在使用图像处理在通过将具有核的目标细胞成像而得到的拍摄图像中搜索目标细胞的情况下,难以受目标细胞的试样之间的差异和成像条件等差异的影响。
[0026]根据权利要求2、9和13中的任一项所述的本发明,可以基于目标细胞的正例和负例的试样图像,与没有学****图像特征量的条件的情况相比准确地判定拍摄图像中是否包括目标细胞。
[0027]根据权利要求3、10和14中的任一项所述的本发明,相比于没有本构造的情况,目标细胞的样本之间的差异和成像条件等的差异对从矩形区域得到的图像特征量的影响减小。
[0028]根据权利要求4、11和15中的任一项所述的本发明,相比于没有使用HOG特征量作为图像特征量的情况,目标细胞的样本之间的差异和成像条件等差异对从矩形区域得到的图像特征量的影响减小。
[0029]根据权利要求5所述的本发明,通过使用在将矩形区域中的图像定向到特定方向之后得到的图像特征量,相比于没有本构造的情况,可以准确地判定矩形区域中的图像是否是目标细胞。
[0030]根据权利要求6所述的本发明,相比于没有本构造的情况,即使根据在拍摄图像的端中设置的矩形区域,也可以准确地判定矩形区域的图像是否是目标细胞。
[0031]根据权利要求7所述的本发明,在通过将具有核的目标细胞成像而得到的拍摄图像中,可以显示包括目标细胞的图像区域。【专利附图】
【附图说明】
[0032][图1]是根据本实施方式的图像处理系统的系统构造图。
[0033][图2]是图像处理装置的功能框图。
[0034][图3]是示出通过用光学显微镜将试样(母胎血)成像而得到的拍摄图像的示例的示图。
[0035][图4]是示出核候选的像素的示例的示图。
[0036][图5]是示出被提取作为目标细胞的候选的像素组的示例的示图。
[0037][图6]是示出拍摄图像中设置的判定对象区域的示例的示图。
[0038][图7]是用于说明归一化部进行的处理的流的示图。
[0039][图8]是用于说明图像插值部进行的处理的流的示图。
[0040][图9]是用于说明HOG特征量的示图。
[0041][图10]是基于目标细胞的正例和负例执行的图像特征量的学****处理的流程图。
[0042][图11A]是在用光学显微镜拍摄的试样(母胎血)的拍摄图像中搜索目标细胞的处理的流程图。
[0043][图11B]是在用光学显微镜拍摄的试样(母胎血)的拍摄图像中搜索目标细胞的处理的流程图。
·[0044][图12]是图像插值处理的流程图。
【具体实施方式】
[0045]下文中,将参照【专利附图】
【附图说明】用于实施本发明的实现方式(下文中被称为实施方式)的配置。
[0046]图1示出根据本实施方式的图像处理系统I的系统构造图。如图1中所示,图像处理系统I包括光学显微镜2、图像处理装置10和显示装置6,其中,图像处理装置10连接到光学显微镜2和显示装置6中的每个,以能够彼此执行数据通信。
[0047]光学显微镜2使用CXD相机5经由诸如物镜4的光学系统拍摄设置在试样台上的载玻片3上的试样的图像。在本实施方式中,将通过在载玻片3上涂布母胎血然后应用梅-吉染色法(May-Giemsastain)而得到的用作试样。因此,母胎血中的源自胎儿的有核红细胞(NRBC)被染色成具有蓝紫色。下文中,NRBC被称为目标细胞。
[0048]图像处理装置10得到光学显微镜2所拍摄的拍摄图像,同时在由此得到的拍摄图像中搜索目标细胞。稍后将描述在图像处理装置10中执行的目标细胞的搜索处理的细节。
[0049]显示装置6基于图像处理装置10的处理结果显示图像。例如,在显示装置6上,显示光学显微镜2所拍摄的拍摄图像、图像处理装置10对目标细胞的搜索结果等等。