以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明する。下記の実施形態は請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
図1は、顕微鏡システム100のブロック図である。顕微鏡システム100は、画像処理装置101、顕微鏡110、入力装置120、および表示装置150を含む。
顕微鏡110は、共焦点顕微鏡である。共焦点顕微鏡は、ひとつの標本において、異なる焦点面毎の画像データを生成する。顕微鏡110により生成された画像データは、画像処理装置101に出力される。
入力装置120は、ユーザの操作に対応して、画像処理装置101に対する指示を出力する。入力装置120としては、マウスおよびキーボードを使用できる。なお、入力装置120として、マウスに替えて、ジョイスティック、タッチパッド、タッチパネル等を使用してもよい。また、マウスおよびキーボードに加えて、3Dマウス、モーションセンサ等を併用してもよい。表示装置150は、液晶表示パネルを有し、画像処理装置101が出力した顕微鏡の画像をユーザが視認できる状態で表示する。
画像処理装置101は、受付部130および画像生成部140を有する。受付部130は、ユーザに操作された入力装置120から指示を受け付けて、画像生成部140に反映させる。また、受付部130は、処理の開始、中断、および終了等を受け付けて、画像生成部140の動作に反映させる。また、受付部130は、画像生成部140が画像処理を実行する場合に、処理の種類を指定し、処理内容の選択肢、処理の程度等を、入力装置120を通じてユーザから受け付けて、画像生成部140の動作に反映させる。
画像生成部140は、顕微鏡110から取得した画像データに対する画像処理を、受付部130を通じて受け付けた指示に従って実行する。また、画像生成部140は、受付部130を通じて受け付けた指示に従って画像を生成し、表示装置150に出力する。
一例として、画像生成部140は、顕微鏡110から取得した、異なる焦点面に関する複数の画像データ(標本の二次元の像の情報)を合成して、三次元の輝度分布の情報(標本の三次元の像の情報)を有する立体顕微鏡画像データを生成する。また、画像生成部140は、生成された立体顕微鏡画像データに基づいて二次元の顕微鏡画像(二次元の顕微鏡画像データ)を生成し、表示装置150に出力して表示させる。
顕微鏡110からの画像データは、JPEG,BMPなど汎用のフォーマットで生成される。なお、これに代えて画像処理装置101で画像処理が可能な専用のフォーマットで生成されてもよい。
なお、画像生成部140が立体顕微鏡画像データから生成する二次元の顕微鏡画像は、画像生成部140が顕微鏡110から取得した画像データに基づいて生成した立体顕微鏡画像データの一部に基づく顕微鏡画像と言い換えることができる。また更に、この二次元の顕微鏡画像は、立体顕微鏡画像データを所謂レンダリングして生成した画像と言い換えることができる。
図2および図3は、画像生成部140が、顕微鏡110が取得した複数の画像データ410から、立体顕微鏡画像データ310を生成する処理を示す模式図である。図2および図3には、説明のため直交座標系(X−Y−Z座標系)を記載した。画像データ410は、顕微鏡110によって標本におけるひとつの焦点面で撮像することにより生成された、当該標本における蛍光の輝度分布を示す画像のデータである。顕微鏡110は、異なる複数の焦点面のそれぞれにおいて、画像データ410を取得する。
画像生成部140は、画像データ410の各々の焦点面を図中の座標系におけるX−Y平面に平行な面とした場合に、画像データ410をZ軸方向に積み重ね、各焦点面間の輝度分布を再構成することにより、図3に示す立体顕微鏡画像データ310を生成する。換言すれば、画像生成部140は、二次元に配列されたピクセルを含む複数の二次元の画像データを積み重ねて合成することにより立体顕微鏡画像データ310を生成する。ここでのピクセルとは、二次元の画像データを画像として扱うときの最小単位であって、各ピクセルが輝度値を有している。立体顕微鏡画像データ310は、三次元の輝度分布の情報を有する。
立体顕微鏡画像データ310は、二次元に配列された複数のピクセルの層を複数重ねた構造を有する立体画像データと言い換えることができる。また、上記の立体顕微鏡画像データは、三次元に配列されたボクセルにより形成された立体画像データと言い換えることもできる。なお、以下の説明において立体顕微鏡画像データ310の上記ピクセルとボクセルとをまとめて「画素」ともいう。また、図示の直交座標系(X−Y−Z座標系)は、立体顕微鏡画像データ310の向きを示すために記載したものである。
また、表示装置170に表示されるまで、立体顕微鏡画像データ310は画像データとして取り扱われる(例えば、画像処理装置101では画像データとして処理される)ため、以下、立体顕微鏡画像データ310と称するが、当該データが示している情報は画像であるので説明の便宜上、同じ参照番号を用いて適宜、立体顕微鏡画像310と称する。後述する立体拡大画像データ340についても同様に、説明の便宜上、同じ参照番号を用いて立体拡大画像340と称する。
更に、上記のように、異なる焦点面で輝度分布を取得できる顕微鏡110としては、STORM(STochastic Optical Reconstruction Microscopy:確率的光学再構築顕微鏡法)、SIM(Structured Illumination Microscopy:構造化照明顕微鏡法)、LSFM(Light Sheet Fluorescence Microscopy:光シート顕微鏡法)、STED(STimulated Emission Depletion: 誘導放出抑制法)、PALM(PhotoActivated Localization Microscopy:光活性化局在性顕微鏡法)、位相差顕微鏡、微分干渉顕微鏡、電子顕微鏡等、既存の顕微鏡を例示できる。また既存の顕微鏡以外で得られる画像、例えばMRI(Magnetic Resonance Imaging)、CT(Computed Tomography)、PET(Positron Emission Tomography)等で取得した画像が用いられてもよい。
図4に示すように、画像生成部140は、上記の通り立体顕微鏡画像データに基づいて生成した顕微鏡画像331、332、333を表示装置150に表示させて、受付部130は、顕微鏡画像331、332、333の位置の指定を受け付けることにより、立体顕微鏡画像データ310の少なくとも一部の指定を受け付ける。
図4の例において、表示装置150は3枚の顕微鏡画像331、332、333を含む三面図330と、ボタン520とを表示する。顕微鏡画像331は図3に示した立体顕微鏡画像310のX−Z面に平行な側面の画像であり、顕微鏡画像332はY−Z面に平行な側面の画像であり、顕微鏡画像333はX−Y面に平行な側面の画像である。
顕微鏡画像331、332、333は立体顕微鏡画像データ310の一部であると言いえる。また更に、顕微鏡画像331、332、333は、立体顕微鏡画像データ310を所謂レンダリングして生成した画像と言い換えることができる。
顕微鏡画像331には、三次元直交座標系におけるX軸と平行な直線421と、Z軸と平行な直線423とが、重ねて表示される。直線421、423は互いに直交する。直線421、423は、マウスカーソル570を重ねてマウスをドラッグ操作することにより、個別に移動できる。受付部130は、直線421、423の延在方向と直交する方向の移動を受け付ける。これにより、受付部130はユーザからの入力装置120としてのマウスの操作により、顕微鏡画像331内の直線421、423の交点429の位置の指定を受け付ける。
同様に、顕微鏡画像332には、上記三次元直交座標系におけるY軸と平行な直線422と、Z軸と平行な直線423とが、重ねて表示される。直線422、423は互いに直交し、マウスのドラッグ操作により、個別に移動できる。受付部130は、直線422、423の延在方向と直交する方向の移動を受け付ける。これにより、受付部130はユーザからの入力装置120としてのマウスの操作により、顕微鏡画像332内の、直線422、423の交点428の位置の指定を受け付ける。
更に、顕微鏡画像333には、上記三次元直交座標系におけるX軸と平行な直線421と、Y軸と平行な直線422とが、重ねて表示される。直線421、422は互いに直交し、マウスのドラッグ操作により個別に移動できる。受付部130は、直線421、422の延在方向と直交する方向の移動を受け付ける。これにより、受付部130はユーザからの入力装置120としてのマウスの操作により、顕微鏡画像333内の、直線421、422の交点427の位置の指定を受け付ける。
顕微鏡画像331、332、333は、同じ立体顕微鏡画像データ310に基づく画像なので、上記の顕微鏡画像331に重なる直線421と、顕微鏡画像333に重なる直線421は、いずれか一方を移動させた場合に他方も連動する。また、顕微鏡画像332に重なる直線422と顕微鏡画像333に重なる直線422とは、いずれか一方を移動させた場合に、他方も連動する。更に、顕微鏡画像333に重なる直線423と顕微鏡画像331に重なる直線422とは、いずれか一方を移動させた場合に、他方も連動する。
よって、3枚の顕微鏡画像331、332、333のうちのいずれか2枚の画像において3本の直線421、422、423を移動させれば、立体顕微鏡画像データ310内の一点の位置を指定できる。顕微鏡画像331、332、333は、位置指定用の画像と言い換えることができる。
更に、ユーザが入力装置120としてのマウスを操作して、表示装置150に三面図330と併せて表示されたボタン520を押した場合に、受付部130は、直線421、422、423の交点427、428、429により指定された位置を、指定位置として受け付ける。
図6に示すように、画像生成部140は、受付部130に受け付けられた指定位置420に基づいて、拡大すべき立体顕微鏡画像データ310の一部350(すなわち、立体顕微鏡画像310の一部)を特定する。図6に示す例では、画像生成部140は、一部350として指定位置420を中心とした予め定められた半径を有する球が特定されている。なお、指定位置420に基づいて特定される立体顕微鏡画像データ310の一部350は、他の形状であってもよく、円錐または多角錐、円柱または多角柱、多面体等であってよい。当該一部350の形状はデフォルトで設定されており、入力装置120によりユーザが選択できるようになっていてよい。
画像生成部140は、指定位置420に基づいて特定された立体顕微鏡画像310の一部350を拡大する立体拡大画像データ340を生成する。図6に示す例では当該一部350が球状であることに対応して、画像生成部140は、球状の立体画像を表す立体拡大画像データ340を生成する。
立体拡大画像データ340は、表示装置150において立体顕微鏡画像310の当該一部350よりも大きく表示される画像のデータであるともいえる。なお、生成される立体拡大画像データ340において、画像を形成する画素の一部が不足して画像に欠損が生じる場合は、画像生成部140が補完用の画素を生成して欠損した画素を補填してもよい。
画像生成部140は、立体顕微鏡画像データ310から図5に示す表示用顕微鏡画像321を生成する。また、画像生成部140は、立体拡大画像データ340から図7に示す拡大画像341を生成する。
図5に示した例で、画像生成部140は、三次元の立体顕微鏡画像データ310に基づく像(立体顕微鏡画像340)を投影面322に投影した、二次元の表示用顕微鏡画像321を生成する。ここで、表示用顕微鏡画像321は立体顕微鏡画像データ310の一部であると言い換えられる。また更に、表示用顕微鏡画像321は、立体顕微鏡画像データ310を所謂レンダリングして生成した画像と言い換えることができる。
図7に示した例で、画像生成部140は、立体拡大画像データ340に基づく像(立体拡大画像340)を投影面342に投影して、拡大画像341を生成する。立体拡大画像データ340は立体顕微鏡画像310で指定位置420を含む一部250を拡大した画像のデータなので、拡大画像341は表示用顕微鏡画像321よりも拡大された画像となる。よって、顕微鏡システム100においては、ユーザから立体顕微鏡画像310内の指定位置420を受け付けた場合に、指定位置420を含む領域を拡大した立体拡大画像340に基づいた拡大画像341が表示されるので、立体顕微鏡画像を詳細に観察できる。これにより、立体顕微鏡画像の観察作業が容易になる。
また、画像生成部140が立体拡大画像データ340から生成する拡大画像341は、画像生成部140が生成した立体顕微鏡画像データ310の一部であるとも言い換えることができる。また更に、拡大画像341は、立体拡大画像データ340を所謂レンダリングして生成した画像であると言い換えることもできる。
更に、画像生成部140は、立体拡大画像340を投影面342に投影する場合に、予め定めた閾値よりも高い輝度を有する像を投影して拡大画像341を生成してもよい。これにより、拡大画像341のコントラストが高くなると共に、立体拡大画像データ340が有する標本の内部の構造の情報が表された拡大画像341を生成できる。これにより、拡大画像341において、注目すべき個所を観察しやすくなり、立体顕微鏡画像の観察作業が容易になる。
図8は、拡大画像341を生成した後に、画像生成部140が表示装置150に表示させる画像を示す図である。画像生成部140は、生成した拡大画像341を、表示用顕微鏡画像321に重ねた画像を生成して表示装置150に表示させる。
ここで、拡大画像341は、表示用顕微鏡画像321において、拡大画像341の中心の位置が、ユーザが指定した指定位置と一致するように重ね合わされる。これにより、表示用顕微鏡画像321全体における拡大画像341の位置が直感的に理解されるので、顕微鏡による立体顕微鏡画像の観察がより容易になる。
また、顕微鏡システム100においては、立体顕微鏡画像310の一部を拡大して表示装置150に表示するので、拡大画像の生成に係る画像処理に係る負荷が小さく、円滑な画像表示が可能になる。よって、立体顕微鏡画像310の観察作業が容易になる。
図9は、画像生成部140の他の画像処理について説明する図である。図8で表示装置150の画面に表示されたボタン520にマウスカーソルを当ててマウスボタンを押し下げた場合、図9に示すように、表示装置150には、拡大画像341を重ねた表示用顕微鏡画像321と共に、2つのキー510、530が表示される。
更に、図中上側に表示されたキー510にマウスカーソルを重ねてマウスボタンを押し下げる操作が受け付けられた場合、キー510上でのマウスカーソルの位置で特定される回転方向および回転量だけあたかも立体顕微鏡画像310が回転したように表示用顕微鏡画像321が変化する。図9の例では図8の状態から立体顕微鏡画像310がZ軸まわりに回転したように表示用顕微鏡画像321が表示されている。これは、仮想的には、画像生成部140が、図5に示した立体顕微鏡画像310の投影面322に対する傾きを変化させて、当該投影面322に立体顕微鏡画像310を投影した新たな表示用顕微鏡画像321を生成して表示しているといえる。
同様に、キー510上でのマウスカーソルの位置で特定される回転方向および回転量だけあたかも立体拡大画像340が回転したように拡大画像341が変化する。図9の例では図8の状態から立体拡大画像340がZ軸まわりに回転したように拡大画像341が表示されている。これは、仮想的には、画像生成部140が、図7に示した立体拡大画像340の投影面322に対する傾きを変化させて、当該投影面322に立体拡大画像340を投影した新たな拡大画像341を生成して表示する。なお、投影面322は説明のための仮想的なものである。画像生成部140は、新たに生成した拡大画像341を、新たに生成した表示用顕微鏡画像321に重ね合せて、表示装置150に出力する。このように、キー510への操作があるごとに新たな表示用顕微鏡画像321および拡大画像341を順次表示することにより、表示装置150には、あたかも立体顕微鏡画像310および立体拡大画像340が同期して回転する様子が表示される。これにより、立体顕微鏡画像310を様々な方向から網羅的に観察できる。よって、立体顕微鏡画像310の観察作業が容易になる。
ここで、画像生成部140は、立体顕微鏡画像310内でユーザが指定した指定位置420と拡大画像341の中心とが一致する位置関係を保持し続けるように、拡大画像341を表示用顕微鏡画像321に重ね合わせる。これにより、ユーザは、観察方向を変化させても拡大画像341と表示用顕微鏡画像321との位置関係が容易に把握でき、立体顕微鏡画像310の観察が一層容易になる。
図10は、図9に示した画像が表示装置150に表示されている状態で、図中下側に位置するキー530が操作された場合に、画像生成部140が実行する処理を説明する図である。キー530の操作方法は、キー510の場合と同じである。受付部130がマウスを通じてキー530の操作の入力を受け付けた場合、画像生成部140は、立体拡大画像340についてのみ観察方向を変化させた拡大画像341を表示する。
これにより、表示用顕微鏡画像321が固定されている状態で、観察方向の変化に対応した拡大画像341が順次表示される。よって、注目したい領域を様々な方向から網羅的に観察することができる。また、画像処理装置101に対する処理負荷を増加させることなく、拡大画像341による立体拡大画像を詳細に観察できる。よって、顕微鏡による立体画像の観察作業が一層容易になる。
なお、上記の例では、受付部130は、表示用顕微鏡画像321および拡大画像341と共に表示装置150に表示されたキー510、530を通じて、回転の入力を受け付けた。しかしながら、キー510、530を用いなくてもよい。例えば、表示装置150において表示用顕微鏡画像321および拡大画像341が表示されている領域内にマウスカーソルが位置する状態でマウスがドラッグ操作された場合に、ドラッグ操作に応じた回転の入力を受け付けてもよい。例えば、受付部130が表示用顕微鏡画像321の上方(+Z方向)の位置をドラッグして(−Z方向に)引き下げる操作を受け付けた場合に、画像生成部140は、立体顕微鏡画像310をZ軸に回転させた場合に対応する新たな表示用顕微鏡画像321を生成する。同様に、画像生成部140は、立体拡大画像340をZ軸に直交するX軸回りに仮想的に回転させた場合に対応する新たな拡大画像341を生成する。これにより、立体顕微鏡画像310および立体拡大画像340の観察方向の入力をより直感的に操作させて、顕微鏡による立体画像の観察を、一層容易にすることができる。
図11は、画像処理装置101の処理手順を示す流れ図である。画像処理装置101による画像処理が開始されると、まず、画像生成部140が、顕微鏡110から取得した複数の画像データ410に基づいて、図2及び図3に示したように、立体顕微鏡画像データ310を生成する。(ステップS101)。
次に、画像生成部140は、立体顕微鏡画像データ310に基づいて、複数の顕微鏡画像331、332、333を含む位置指定用の三面図330を生成し(ステップS102)、図4に示したように、表示装置150に表示させる(ステップS103)。次いで、画像生成部140は、表示した三面図330に対してユーザが指定した指定位置を受付部130が受け付けるのを待って待機する(ステップS104:NO)。
次に、ステップS104において、ユーザにより指定位置が確定されると(ステップS104:YES)、画像生成部140は、立体顕微鏡画像310において、指定位置を含む領域を特定して、当該領域を拡大した立体拡大画像データ340を生成する(ステップS105)。更に、画像生成部140は、立体拡大画像データ340に基づいて、表示装置150に表示する拡大画像341を生成する(ステップS106)。
次に、画像生成部140は、生成した拡大画像341を、表示装置150に表示させて(ステップS107)、処理を終了する。こうして、ユーザは、三面図330を通じて指定した指定位置420を含む領域の拡大画像を観察できる。このように、画像処理装置101を備えた顕微鏡システム100は、注目する領域の指定を入力することが容易である。また、立体顕微鏡画像データ310のうち、指定位置または領域のみを処理するので処理負荷が軽く、円滑に動作する。よって、顕微鏡による立体顕微鏡画像の観察作業の効率が向上され、必要な手間および時間が減縮されるので、観察作業が容易になる。
なお、上記実施例では、位置を指定する場合に、立体顕微鏡画像データ310の3面の顕微鏡画像331、332、333を用いた。しかしながら、立体顕微鏡画像データ310において互いに交差する2面の顕微鏡画像で立体顕微鏡画像データ310内の1点を指定できるので、2面の顕微鏡画像のみを表示してもよい。また、4面以上の顕微鏡画像を表示してもよい。4面以上の顕微鏡画像を表示する場合には、立体顕微鏡画像データ310のいずれかの面に対して傾斜した方向から見た顕微鏡画像が含まれていてもよい。
また、複数の顕微鏡画像を表示する場合に、一部の顕微鏡画像の表示の大きさが異なっていてもよい。例えば、位置を指定するために直線421、422、423を移動している最中の顕微鏡画像を大きく表示し、他の顕微鏡画像は小さく表示してもよい。
なお、上記実施例では画像生成部140が立体顕微鏡画像データ310から生成する位置指定用の二次元の顕微鏡画像は、立体顕微鏡画像データ310の3つの側面の顕微鏡画像331、332、333であったが、立体顕微鏡画像310の任意の断面の画像であってもよい。さらに、画像生成部140が立体顕微鏡画像データ310から生成する位置指定用の二次元の顕微鏡画像は、立体顕微鏡画像310を任意の面に投影して生成された画像であってもよい。この場合、画像生成部140は、互いに交差する3つの仮想的な投影面に立体顕微鏡画像310を投影した3つの二次元の顕微鏡画像を、上記3つの側面の顕微鏡画像331、332、333に代えて用いてもよい。更に、位置指定用の顕微鏡画像は、三次元の画像データから二次元の画像を生成する既存の他の方法で生成したものであってもよい。
図12は、入力装置120を通じて、画像処理装置101において指定位置を指定する操作の変形例を説明する図である。図12は、表示装置150に表示される画像を示す。
図12に示す例では、図11のステップ103において、画像生成部140は、立体顕微鏡画像データ310の一部のデータ(つまり、立体顕微鏡画像310の一部の位置)を指定する位置指定用の画像として、顕微鏡画像333を表示装置150に表示する。また、画像生成部140は、顕微鏡画像323の下方に配置されたスライダ540と、顕微鏡画像323から離れた位置に配されたボタン520とを表示装置150に併せて表示する。
画像生成部140は、立体顕微鏡画像310(立体顕微鏡画像データ310)をZ軸に垂直な平面で切断した切断面の画像である顕微鏡画像333を生成して、位置指定用に表示装置150に表示する。
また、画像生成部140が表示するスライダ540は、目盛り541およびノブ542を有する。ノブ542は、表示装置150に現在表示されている顕微鏡画像333が、Z軸方向に並んだ複数の顕微鏡画像333のうちの何枚目であるかを、対向する目盛り541により示す。また、ノブ542は、マウスドラッグで図中水平にスライドさせることにより、表示装置150に表示させる顕微鏡画像333を、Z軸方向に並んだ複数の顕微鏡画像333のうちの何枚目にするかを選択できる。こうして、ユーザがマウスによりノブ542をスライドしたことで指定した顕微鏡画像333を画像生成部140が表示装置150に表示する。なお、スライダ540の目盛り541に代えて、スライダ540の横軸には、立体顕微鏡画像310におけるZ座標等、顕微鏡画像333のZ軸方向の位置を示す指標が示されてもよい。
更に、図12に示した例においても、図4と同様に標識430により示す直交座標系のX軸に平行な直線421と、同じくY軸に平行な直線422とが、顕微鏡画像333に重ねて表示される。直線421、423は、カーソル570を重ねてマウスをドラッグ操作することにより個別に移動できる。直線421、422を移動する場合、直線421、422は、それぞれの延在方向と直角な方向に移動する。よって、入力装置120としてのマウスを操作することにより、直線421、422を移動させて、表示用顕微鏡画像331内の一点に、直線421、423の交点429を移動できる。
こうして、スライダ540のノブ542を操作することにより、標識430で示す三次元座標におけるZ方向の位置を指定でき、更に、直線421、422を移動させて顕微鏡画像333上の一点に、直線421、422の交点を移動させることができる。
更に、図11のステップS104において、ユーザが入力装置120としてのマウスを操作して、表示装置150に表示されたボタン520を押すことにより、受付部130は、選択された顕微鏡画像333のなす平面上で、直線421、422が交差する位置を、指定位置420として受け付ける。ここで、特定の顕微鏡画像333の選択によってZ方向の位置が指定され、顕微鏡画像333内の位置の指定によってXY平面内の位置が指定されるので、当該指定位置420は三次元空間上の位置を指定しているといえる。
さらに、画像生成部140は、立体顕微鏡画像310において指定位置420を含む領域を特定して、当該領域を拡大した立体拡大画像データ340を生成する(図11のステップS105)。更に、画像生成部140は、立体拡大画像データ340に基づいて、表示装置150に表示する拡大画像341を生成し(図11のステップS106)、拡大画像341を表示装置150に表示させる(ステップS107)。
このように、図12に示した例では、Z軸方向に並んだ複数の顕微鏡画像333のうちからのいずれか一つの特定と、特定された顕微鏡画像333の面内で指定された位置との組み合わせことにより、立体顕微鏡画像310における位置(立体顕微鏡画像データ310におけるデータの一部)を容易に指定することができる。これによりステップS105からS106において当該位置を含む領域を拡大した拡大画像341が表示されるので、立体顕微鏡画像の観察を容易にすることができる。
また、上記の例では、画像生成部140は、立体顕微鏡画像データ410をX−Y平面に平行な断面で切った顕微鏡画像を表示して選択させた。しかしながら、画像生成部140が表示させる顕微鏡画像がなす平面は、X−Y平面に平行な面とは限らず、Y−Z平面またはX−Z平面と平行な面であってもよい。また、いずれの座標軸とも平行ではない平面に形成された顕微鏡画像を用いることもできる。
図13は、図11のステップS102からS104の他の例を説明する図である。図13は、表示装置150に表示される画像を示す。図13の例においてはステップS102およびS103で位置指定用の顕微鏡画像334を生成して表示することに代えて、位置指定用の参照画像440を生成して表示する。
図13に示す例において、画像生成部140は、図中左側に表示用顕微鏡画像334を、図中右側に参照画像440を表示装置150に表示する。また、画像生成部140は、表示用顕微鏡画像334の下方に、キー510を、参照画像440の下方にフィールド450およびボタン520をそれぞれ表示する。
図13において画像生成部140が表示した表示用顕微鏡画像334は、立体顕微鏡画像データ310を投影面322に投影して画像生成部140が生成する。ここで、受付部130がマウスによりキー510を押す操作を受け付けることにより、図9で説明したのと同様に、キー510上でのマウスカーソルの位置で特定される回転方向および回転量だけあたかも立体顕微鏡画像310が回転したように表示用顕微鏡画像334が変化する。図9の例では図8の状態から立体顕微鏡画像310がZ軸まわりに回転したように表示用顕微鏡画像321が表示されている。これは、仮想的には、画像生成部140が、図5に示した立体顕微鏡画像310の投影面322に対する傾きを変化させて、当該投影面322に立体顕微鏡画像310を投影した新たな表示用顕微鏡画像334を生成して表示しているといえる。なお、投影面322は説明のための仮想的なものである。
画像生成部140が生成して表示する参照画像440は、画像生成部140が、立体顕微鏡画像データ310に基づいて生成した立体参照画像データを投影面に投影して生成される。ここで、立体参照画像データは、例えば、立体顕微鏡画像310における像の情報(輝度分布)を消去して、立体顕微鏡画像310の生成領域(参照画像440の外枠に対応)を残した画像を表すデータである。
例えば、図5に示すように立体顕微鏡画像310の生成領域が直方体である場合には、表示装置150に表示される参照画像440は、図13に示すようにそれぞれが平行に対向する2対の壁面441、442により、短い筒状の枠体443をなす。
更に、受付部130がマウスによりキー510を押す操作を受け付けた場合に、画像生成部140は、上記の通り当該操作により回転量および回転方向に対応した新たな表示用顕微鏡画像324を生成するとともに、同じ回転量および回転方向に対応した新たな参照画像440も生成して、それらを表示する。よって、図13に示す表示装置150の画面においては、表示用顕微鏡画像334と、参照画像440とが、常に、同じ向きで表示される。
なお、標識430により示す三次元直交座標系は、参照画像440が形成する直方体のいずれか2つの面と常に平行である。よって、マウスによるキー510の操作で表示用顕微鏡画像334が更新された場合は、参照画像440の更新に伴って、標識430の向きも更新される。
画像生成部140は、また、図中に標識430により示す三次元座標系のX軸、Y軸、またはZ軸に平行な3本の直線421、422、423を、参照画像440の内側に表示する。これら直線421、422、423の各々は、マウスのドラッグ操作により個別に移動できる。なお、直線421、422、423の各々は、それぞれの延在方向と直角な方向にのみ移動する。
また、直線421、422、423は、互いに直交して、3本が一点で交差する。よって、例えば、直線421を標識430で示すY軸方向に移動させた場合は直線423もY方向に移動し、直線421をZ方向に移動した場合は、直線422もZ方向に移動する。よって、3本の直線421、422、423のうち、2本を移動させることにより、立体参照画像データが形成する空間内の任意の位置に直線421、422、423の交点を移動できる。
換言すれば、顕微鏡システム100においては、入力装置120を操作して、直線421、422、423のうちの2本を移動させることにより、指定位置420を指定できる。更に、顕微鏡システム100においては、入力装置120としてのマウスのクリック操作によりボタン520を押して、入力した指定位置420を確定できる。
さらに、画像生成部140は、立体顕微鏡画像310において指定位置420を含む領域を特定して、当該領域を拡大した立体拡大画像データ340を生成する(図11のステップS105)。更に、画像生成部140は、立体拡大画像データ340に基づいて、表示装置150に表示する拡大画像341を生成し(図11のステップS106)、拡大画像341を表示装置150に表示させる(ステップS107)。
図13の例によれば、簡潔に表示された参照画像440内の直線421、422、423をマウスにより操作して、立体顕微鏡画像データ310内の指定位置を、たやすく指定できる。これにより、顕微鏡による立体画像の観察を容易にすることができる。
なお、上記のように、3本の直線421、422、423のうちの2本を移動させることにより、立体顕微鏡画像データ310内の任意の位置を指定することができる。よって、参照画像440に表示する直線を2本にして、表示を簡素化することもできる。これにより、画像生成部140の処理の負担を軽減できる。
また、図13に示す例では、表示装置150に、文字を表示し、また、文字入力できるフィールド450が表示されている。画像生成部140は、参照画像440内の直線421、422、423により指定位置420が指定された場合に、指定された指定位置420を、標識430により表示された三次元直交座標系における座標値でフィールド450に表示してもよい。これにより、参照画像440の直線421、422、423を用いて入力した指定位置420の位置精度が向上される。よって、顕微鏡による立体画像の観察を一層容易にすることができる。
また、画像生成部140は、入力装置120としてのキーボード等によりフィールド450に入力された座標値を受付部130が受け付けた場合に、入力された座標値を、参照画像440の直線421、422、423の位置に反映させてもよい。これにより、指定位置の位置精度を向上できると共に、指定位置420の微調整が容易になる。よって、顕微鏡による立体画像の観察を一層容易にすることができる。
なお、上記の例では、受付部130は表示装置150に表示されたキー510を通じて、回転の入力を受け付けた。しかしながら、キー510を用いなくてもよい。例えば、表示装置150において表示用顕微鏡画像334が表示されている領域内にマウスカーソルが位置する状態でマウスがドラッグ操作された場合に、ドラッグ操作に応じた回転の入力を受け付けてもよい。例えば、受付部130が表示用顕微鏡画像321の上方(+Z方向)の位置をドラッグして(−Z方向に)引き下げる操作を受け付けた場合に、画像生成部140は、立体顕微鏡画像310をZ軸に回転させた場合に対応する新たな表示用顕微鏡画像334を生成する。これにより、立体顕微鏡画像310および立体拡大画像340の観察方向の入力をより直感的に操作させて、顕微鏡による立体画像の観察を、一層容易にすることができる。
図14は、入力装置120を通じて、画像処理装置101において指定位置420を指定する操作のまた他の変形例を説明する図である。図14は、表示装置150に表示される画像を示す。
図14に示す例において、画像生成部140は、図11のステップS102において位置指定用の顕微鏡画像634を生成し、表示装置150に表示する(同図ステップS103)。また、画像生成部140は、顕微鏡画像634の側方にキー510を表示する。
図14に示す顕微鏡画像634は、図5を用いて説明したのと同様に、立体顕微鏡画像データ310を投影面322に投影して画像生成部140が生成する。ここで、受付部130がマウスによりキー510を押す操作を受け付けることにより、図9で説明したのと同様に、画像生成部140は、図5に示した立体顕微鏡画像310の投影面322に対する傾きを仮想的に変化させた場合の当該投影面322に、立体顕微鏡画像310を投影した新たな表示用顕微鏡画像324を生成し、表示装置150に表示させる。これにより、表示装置150には、あたかも立体顕微鏡画像310が回転して観察方向が変化している様子が表示される。
顕微鏡システム100においては、上記の顕微鏡画像634に対して、マウスの操作でカーソル570を顕微鏡画像634の所望の位置に移動させ、更に、当該位置でマウスをクリック操作する。ここで、受付部130は、マウスがクリック操作された時点のカーソル570の位置で指定された標本の、顕微鏡画像634内の位置(XY座標)を特定する。また、当該顕微鏡画像634は立体顕微鏡画像データ310に基づいて生成されているので、受付部130は、顕微鏡画像634の標本の位置と立体顕微鏡画像310の標本の位置の関係から、カーソル570の位置で指定された標本のZ方向の位置(深さ方向における位置)を特定する。これを仮想的に説明するならば、受付部130は、マウスがクリック操作された時点のカーソル570の位置に、顕微鏡画像634が形成された面に直交する方向に存在する、立体顕微鏡画像データ310内の所定の閾値以上の輝度値を有する画素であって、当該方向において一番手前の画素の位置を、指定位置420として受け付ける。こうして、顕微鏡システム100において、指定位置420を簡潔な手順で直感的に指定できるので、顕微鏡による立体画像の観察が容易になる。
なお、上記の例では、受付部130は、表示装置150に表示されたキー510を通じて、観察方向の入力を受け付けた。しかしながら、キー510を用いなくてもよい。例えば、表示装置150において顕微鏡画像634が表示されている領域内にマウスカーソルが位置する状態でマウスがドラッグ操作された場合に、ドラッグ操作に応じた観察方向の入力を受け付けてもよい。例えば、受付部130が顕微鏡画像634の上方(+Z方向)の位置をドラッグして(−Z方向に)引き下げる操作を受け付けた場合に、画像生成部140は、図5に示した立体顕微鏡画像310の投影面322に対する傾きをZ軸に直交するX軸回りに仮想的に変化させた場合の当該投影面322に、立体顕微鏡画像310を投影した新たな顕微鏡画像634を生成する。これにより、立体顕微鏡画像310の観察方向の入力をより直感的に操作させて、顕微鏡による立体画像の観察を、一層容易にすることができる。
なお、位置指定用に二次元の顕微鏡画像を用いるのに代えて、ユーザが視差等により立体感を感じる立体画像を用いてもよい。また、拡大画像341を表示することに代えて、ユーザが視差等により立体感を感じる立体拡大画像を表示してもよい。この場合に、この立体画像と立体拡大画像を表示する表示装置150として、VRヘッドマウントディスプレイ、VRゴーグル、裸眼3Dモニタ、3Dホログラム等の立体表示装置が用いられる。また、表示装置15として立体表示装置を使用する場合は、3Dマウス(3Dconnexion(登録商標))やモーションセンサーデバイス(キネクト(登録商標)、LEAP(登録商標)等)などのポインティングデバイスを、マウスに替えて、あるいはマウスに加えて使用してもよい。
この場合に、図11のステップS102に代えて、画像生成部140は、立体顕微鏡画像データ310に基づいて、位置指定用に立体画像を生成し、ステップS103に代えて当該立体画像を立体表示装置に表示する。ステップS104において、受付部130は、ポインティングデバイスを介してユーザから三次元立体画像内の位置の指定を受け付け、指定位置とする。画像生成部140は、ステップS105において指定位置を含む領域を拡大した立体拡大画像データを生成し、ステップS106に代えて、立体拡大画像データに基づいて立体拡大画像を生成し、ステップS107に代えて、当該立体拡大画像を立体表示装置に表示する。これにより、ユーザが直接的に立体感を感じる立体画像を用いるので、拡大する立体顕微鏡画像データの指定が容易になり、立体表示装置に立体拡大画像を表示するため、拡大した部位の観察しやすくなる。したがって、立体顕微鏡画像における一連の観察作業を一層容易に行うことができる。
なお、上記いずれの実施例においても、立体顕微鏡画像データ310から二次元の表示用顕微鏡画像321を生成し、また、参照画像データから二次元の表示用参照画像440を生成して表示装置150に表示した。これに代えて、表示用顕微鏡画像321および表示用参照画像440を立体表示装置で立体表示してもよい。
また、上記いずれの実施例においても、受付部130は顕微鏡画像内の位置の指定により立体顕微鏡画像データ310の少なくとも一部の指定を受け付けるが、指定の方法はこれに限られない。受付部130は、立体顕微鏡画像データ310の少なくとも一部の指定として、位置の指定に代えて立体顕微鏡画像データ310の三次元空間の領域の指定を受け付けてもよい。この場合、例えば、二次元の顕微鏡画像内において、ユーザがある位置でマウスをドラッグしつつ移動することで移動量を対角線とする矩形が表示され、ドラッグをリリースすることにより、受付部130でその矩形が受け付けられてもよい。そして、画像生成部140は、指定された矩形の位置に関する情報(例えば、矩形の4つの頂点の座標)を受付部130から取得し、その情報に基づいて、指定された矩形を含む予め設定された領域(例えば、指定された矩形の対角線を直径とする領域)を拡大すべき領域として特定する。また、受付部130は、入力装置120としてキーボード等により直接入力される立体顕微鏡画像310(立体顕微鏡画像データ310)の座標を位置情報として受け付けてもよい。この場合、立体顕微鏡画像310上の点を指定するように1点の座標を受け付けてもよいし、立体顕微鏡画像310上の領域を指定するように複数点の座標(例えば、矩形領域であれば4つの頂点の座標)を受け付けてもよい。画像生成部140は、受け付けられた座標を取得し、その座標に対応する点や領域を含む領域を拡大すべき領域として特定する。さらに、受付部120は、立体顕微鏡画像310で拡大すべき領域自体の指定を受け付けてもよい。この場合、立体顕微鏡画像310において、ある位置でマウスをドラッグしつつ移動することで移動量を直径または半径とする円が表示され、ドラッグをリリースすることでその円が拡大すべき領域として受け付けられてもよい。そして、画像生成部140は、指定された円の位置に関する情報(例えば、円の中心座標と半径)を取得し、指定された円を拡大すべき領域として特定する。上記いずれの場合も領域の指定は、矩形や円に限られず他の形状で指定されてもよい。
図15は、入力装置120を通じて、画像処理装置101において指定位置420を指定する操作のまた他の変形例を説明する図である。図15は、表示装置150に表示される画像を示す。
図15に示す例において、図11のステップS103で、画像生成部140は、表示装置150の図中左側に、図12に示した顕微鏡画像333、スライダ540およびボタン520と同じ画像を表示する。また、画像生成部140は、表示装置150の図中右側に、位置参照画像640、フィールド450、およびボタン520を表示する。位置参照画像640は図13の立体拡大画像データ340と同型であってよい。
図12と同様に、入力装置120としてのマウスで、顕微鏡画像333に重ねて表示された直線421、422と、顕微鏡画像333の下に隣接した表示されたスライダ540がユーザにより操作されることにより、位置が指定される(図11のステップS104)。ボタン520が押し下げられることにより、受付部130は指定位置420の指定を受け付ける。
さらに、画像生成部140は、立体顕微鏡画像310において指定位置420を含む領域を特定して、当該領域を拡大した立体拡大画像データ340を生成する(図11のステップS105)。更に、画像生成部140は、立体拡大画像データ340に基づいて、表示装置150に表示する拡大画像341を生成し(図11のステップS106)、拡大画像341を表示装置150に表示させる(ステップS107)。
ここで、図15に示す例では、画像生成部140は顕微鏡画像333における直線421、422の移動と連動して、位置参照画像640内に表示された直線421、422を移動させる。これにより、ユーザは、顕微鏡画像333側で自身が移動させた指定位置420の位置を、位置参照画像640においてリアルタイムで確認できる。
これにより、指定位置420を指定する場合の、指定位置420の確認が容易になる上に、指定位置420の位置精度も向上される。よって、顕微鏡による立体画像の観察作業が容易になる。
また、図15に示す例でも、表示装置150には、文字を表示し、また、文字を入力できるフィールド450が表示されている。画像生成部140は、顕微鏡画像333内で指定位置420が指定された場合に、指定された指定位置420を、標識430により表示された三次元直交座標系における座標値でフィールド450に表示してもよい。これにより、位置参照画像640の直線421、422、423を用いて入力した指定位置420の位置精度が向上される。よって、顕微鏡による立体画像の観察を一層容易できる。
更に、画像生成部140は、入力装置120としてのキーボード等によりフィールド450に入力された座標値を受付部130が受け付けた場合に、入力された座標値を、位置参照画像640の直線421、422、423の位置に反映させてもよい。これにより、指定位置の位置精度を向上できると共に、指定位置420の微調整が容易になる。よって、顕微鏡による立体画像の観察を一層容易にすることができる。
上記いずれの実施例および変形例においても、拡大画像341は、立体拡大画像340の少なくとも一部を任意の面に投影して生成された画像である。これに代えて、拡大画像341は、立体拡大画像340の断面に現れる画像であってもよい。更に、拡大画像341は、三次元画像データである立体拡大画像データ340から二次元の画像を生成する既存の他の方法で生成したものであってもよい。
同様に、上記いずれの実施例および変形例においても、表示用顕微鏡画像321は、立体顕微鏡画像310の少なくとも一部を任意の面に投影して生成された画像である。これに代えて、表示用顕微鏡画像321は、立体顕微鏡画像310の断面に現れる画像であってもよい。更に、表示用顕微鏡画像321は、三次元画像データである立体顕微鏡画像データ310から二次元の画像を生成する既存の他の方法で生成したものであってもよい。
図16は、表示装置150に表示される表示用顕微鏡画像および拡大画像の変形例(図11のステップS106、S107の変形例)を示す。図16の例において、受付部130は、立体拡大画像データ340の断面の位置を受け付ける。また、画像生成部140は、立体拡大画像データ340における指定された位置の断面像を二次元画像として出力する。
画像生成部140は、表示用顕微鏡画像321、拡大画像341、面指定表示424、キー510、ボタン520、およびフィールド450を表示装置150に表示する。拡大画像341は、表示用顕微鏡画像321に重ねて表示されている。
画像生成部140は、マウスによる図中左側のキー510の操作により、表示用顕微鏡画像321を指示された傾きで表示する。また、画像生成部140は、マウスによる図中右側のキー510の操作に応じて、拡大画像341を、指示された傾きで表示装置150に表示する。
更に、画像生成部140は、フィールド450への数値入力またはマウスによる断面追加ボタン520の操作に応じて、拡大画像341に対して、面指定表示424を重ねて表示する。また、画像生成部140は、画面上の面指定表示424をマウスのドラッグ操作により移動させて、面指定表示424を、所望の断面が得られる位置に配置する。更に、画像生成部140は、図中右側に位置するキーに対するマウスの操作に応じて面指定表示424の傾きを変更する。こうして、面指定表示424が所望の断面と一致した場合は、マウスによりボタン520のひとつを押して面指定表示424の位置を固定する。
以下、予定した断面のすべてが指定されるまで上記の操作を繰り返し、立体拡大画像データ340に対して複数の断面の位置および傾きが指定される。画像処理装置101では、上記のようなマウスの操作による面指定表示424の他に、フィールド450に数値を入力することにより、断面の傾き、枚数等を指定することもできる。フィールド450に入力する数値は、無単位の相対値、または、標本における実寸でもよい。
なお、上記の例では、表示装置150に表示されたキー510を通じたマウスの操作により、表示用顕微鏡画像321および面指定表示424の回転の指示を入力した。しかしながら、キー510を表示装置150に明示的に表示しなくても、表示用顕微鏡画像321または面指定表示424が表示されている領域内にカーソル570が位置する状態でマウスをドラッグ操作することにより、表示用顕微鏡画像321または面指定表示424が、カーソル570の移動方向に追従して回転するインターフェースとしてもよい。これにより、表示装置150に表示された表示用顕微鏡画像321および面指定表示424の回転を、より直感的に操作して、顕微鏡による立体画像の観察を一層容易にすることができる。
図17は、上述のように、面指定表示424の配置が完了した後に、画像生成部140が画像処理を実行して表示装置150に出力する画像を示す。表示装置150には、図16に示した画像において面指定表示424により指定された断面が現れた、複数の断面画像370が表示される。
断面画像370の各々は、表示用断面画像371および表示用拡大断面画像372をそれぞれ含む。表示用断面画像371は、図16に示した表示用顕微鏡画像321を生成する場合に元になった立体顕微鏡画像データ310を、面指定表示424により切断した断面に現れた画像である。また、表示用拡大断面画像372は、図16に示した拡大画像341を生成する場合に元になった立体拡大画像データ340を、面指定表示424により切断した断面に現れた画像である。画像生成部140は、面指定表示424により指定されたそれぞれの断面に現れる表示用断面画像371および表示用拡大断面画像372を重ね合わせて断面画像370を生成する。
このように、顕微鏡システム100においては、面指定表示424の配置により面の位置を指定することにより、当該位置の面で生成された断面の画像を表示装置150に出力できる。これにより、立体顕微鏡画像データ310の内部を、任意の断面において簡単に観察できる。よって、顕微鏡による立体画像の観察が容易になる。
図18は、画像処理装置101による他の処理を実行した後に表示装置150に表示される画像を示す図である。ここで画像生成部140が実行する処理は、立体拡大画像データ340から拡大画像341を生成する場合に、拡大画像341の中心を含む第1領域に表示される第1画像343と、第1領域の外側に位置する第2領域に表示される第2画像344とを併せて生成する処理である。
図示の例では、画像生成部140が出力する第1画像343として、立体拡大画像データ340の該当領域を拡大した、神経細胞550の立体拡大画像データが生成される。神経細胞550は、塊状の細胞体551と、細胞体551の近傍に突出した樹状突起552と、細胞体551から長く延びた軸索553とを有する。
ここで、画像生成部140は、主に細胞体551を含む表示用顕微鏡画像として、第1画像343を生成する。また、画像生成部140は、第1画像343の周囲の領域に形成され、樹状突起552を含む第2画像344を生成する。
ここで、第1画像343は、立体拡大画像データ340に含まれる細胞体551の画像をそのまま拡大した画像である。第2画像344は、立体拡大画像データ340の該当領域において、細胞体551の周囲に突出する樹状突起552が強調された画像として生成される。換言すれば、第2画像344においては、樹状突起552以外の要素の表示が抑制された画像といえる。これにより、画像生成部140が、立体拡大画像データ340から拡大画像341を生成した場合、図18に示すように、第1画像に表示された神経細胞の細胞体551の周囲に、放射状に延在する樹状突起552が強調された第2画像344が表示される。
これにより、拡大画像341においても、神経細胞の樹状突起が周囲に拡がっていることが感覚的に把握でき、関心の対象である神経細胞と、隣接細胞(隣接構造)との接触状態、接続状態等を理解しやすくなる。よって、顕微鏡による立体画像の観察作業が容易になる。
なお、第2画像344で強調される対象は樹状突起552のような、第1領域と第2領域とでつながっているものに限られない。他の例として、第1領域と第2領域とのそれぞれに共通して含まれ、離散的に存在している細胞のような対象であってもよい。また、第2画像344における特定の対象の強調は、第1画像343と表示条件が異なることの一例であって強調以外の表示条件を異ならせてもよい。
なお、上記の例では、表示装置150に表示されたキー510を通じたマウスの操作により、表示用顕微鏡画像321および拡大画像341の回転の指示を入力した。しかしながら、キー510を表示装置150に明示的に表示しなくても、表示用顕微鏡画像321または拡大画像341が表示されている領域内にカーソル570が位置する状態でマウスをドラッグ操作することにより、表示用顕微鏡画像321または拡大画像341が、カーソル570の移動方向に追従して回転するインターフェースとしてもよい。これにより、表示装置150に表示された表示用顕微鏡画像321および拡大画像341の回転を、より直感的に操作して、顕微鏡による立体画像の観察を一層容易できる。
図19は、長い標本に沿って視野を移動させるトレース観察をする場合の処理を、段階を追って説明する図である。この例では、長い軸索につながった神経細胞が観察の対象となる。
画像生成部140は、顕微鏡110から取得した画像データ410に基づいて立体顕微鏡画像データ310を生成し、生成した立体顕微鏡画像データ310を投影面322に投影して表示用顕微鏡画像321を生成する。こうして生成された表示用顕微鏡画像321は、画像生成部140から表示装置150に出力されて表示される。これにより、図示のように、表示装置150には、長い軸索を含む表示用顕微鏡画像321が表示される。
表示装置150に表示された表示用顕微鏡画像321は、キー510をマウスを通じて操作することにより、表示装置150の画面上で、任意の角度から観察できる。よって、観察の対象となる軸索付きの神経細胞が見え易い位置および傾きで、表示用顕微鏡画像321を表示させることができる。
顕微鏡システム100においては、表示装置150に表示された表示用顕微鏡画像321に対して、トレース観察の開始位置を、マウスの操作により指定する。なお、顕微鏡110は、トレースライン461の入力方法として、2つの方法を実装している。トレースライン461を形成する方法のひとつとして、マウスのドラッグ操作により描く連続的なラインでトレースラインを指定する方法がある。また、トレースライン461の経路上の複数の点の位置を指定して、画像処理装置101に、複数の点の間のトレースラインを補完させる方法がある。
顕微鏡システム100では、上記の2つの方法を両方実装しており、用途に応じて選択して使い分けることができる。図示の例では、表示装置150の表示画像の右上のボタン521により、トレースライン461を、ライン、すなわち、マウスのドラッグ操作により連続的に入力することが選択されている。
この場合、ユーザは、まず、観察の開始位置にカーソル570を当てた状態でマウスボタンを押し下げ、ボタンを押し下げたままマウスを移動させるドラッグ操作により、観察の対象となる神経細胞の軸索に沿ってカーソル570を移動させる。これにより、マウスボタンが開放されるまでの間、トレースの経路となるトレースライン461が、画像生成部140により、表示装置150に表示された表示用顕微鏡画像321に重ねて表示される。もうひとつの方法については、図23を参照して後述する。
図20は、上記の操作に続く段階を説明する図である。図中に矢印460により示すように、マウスのドラッグによりカーソル570が観察範囲の終端に到達すると、ユーザは、マウスボタンの解放により、表示用顕微鏡画像321にして観察範囲の指定の入力が確定される。これにより観察の開始位置および終了位置の指定が受付部130に受け付けられ、画像生成部140は、指定された軸索の映像に重ねて、カーソル570の軌跡として描かれたトレースライン461を、表示用顕微鏡画像321に重ねて表示装置150に表示する。
図21は、上記の操作に続いて画像処理装置101が実行する処理を説明する図である。図示のように、トレースラインとして、拡大画像を生成する位置が指定された後、ユーザが操作するマウスで実行のボタン520が押されると、画像生成部140は、まず、トレースライン461の開始位置を最初の指定位置420として取得し、立体顕微鏡画像データ310に基づいて立体拡大画像データ340を生成する。次いで、画像生成部140は、生成された立体拡大画像データ340から拡大画像341を生成する。
こうして生成された拡大画像341は、表示用顕微鏡画像321におけるトレースライン461の始点に中心が一致するように、表示用顕微鏡画像321に重ねて表示される。更に、画像生成部140は、表示装置150に拡大画像341を出力すると、トレースライン461上の、終端側により近い点を選んで、その位置を中心として、次の立体拡大画像データ340を生成する。
画像生成部140が上記のようなトレースライン上の新しい指定位置の取得から拡大画像341の表示までの一連の画像処理を繰り返すことにより、表示装置150においては、トレースライン461に沿って、拡大画像341が終端に向かって順次表示される。これにより、拡大画像341の視野よりも大きな長さを有する軸索553をトレースして、連続的に観察できる。これにより、顕微鏡の高い解像度と、長い標本の連続観察とを両立させた観察を容易に実行できる。
なお、上記の例では、表示装置150に表示されたキー510を通じたマウスの操作により、表示用顕微鏡画像321の回転の指示を入力した。しかしながら、キー510を表示装置150に明示的に表示しなくても、表示用顕微鏡画像321が表示されている領域内にカーソル570が位置する状態でマウスをドラッグ操作することにより、表示用顕微鏡画像321が、カーソル570の移動方向に追従して回転するインターフェースとしてもよい。これにより、表示装置150に表示された表示用顕微鏡画像321の回転を、より直感的に操作して、顕微鏡による立体画像の観察を一層容易できる。
図22は、図19から図21を参照して説明した画像処理装置101による処理の手順を示す流れ図である。画像処理装置101による画像処理が開始されると、まず、画像生成部140が、顕微鏡110から取得した複数の画像データ410に基づいて、図2及び図3に示したように、立体顕微鏡画像データ310を生成する。(ステップS111)。
次に、画像生成部140は、立体顕微鏡画像データ310に基づく顕微鏡画像を生成して(ステップS112)、表示装置150に表示させる(ステップS113)。なお、この例では、立体顕微鏡画像データ310を投影面322に投影して生成した表示用顕微鏡画像321を生成して(ステップS111)、表示装置150に表示させた(ステップS113)。
次に、位置指定の入力として、表示装置150に表示させた表示用顕微鏡画像321に対してユーザがトレースライン461を入力するのを受付部130が監視しつつ、画像生成部140は待機する(ステップS114:NO)。ユーザが、位置の指定の入力としてトレースライン461を入力すると(ステップS114:YES)、受付部130は、入力されたトレースラインを受け付けて(ステップS115)、画像生成部140に参照させる。
次に、画像生成部140は、取得したトレースライン461に基づいて、表示用顕微鏡画像321に重ねて、トレースライン461を表示装置150に順次表示する(ステップS116)。この後、マウスのドラッグ操作が継続している間、画像生成部140は、表示装置150に表示するトレースライン461の延伸に勤める(ステップS117:YES)。
続いて、マウスによるトレースラインの入力が完了すると(ステップS117:YES)、画像生成部140は、ユーザが実行を指示するボタン520を押すことを監視しつつ待機する(ステップS118:NO)。ユーザが、マウスの操作によりボタン520を押して画像処理の開始を指示すると(ステップS118:YES)、画像生成部140は、立体顕微鏡画像データ310の一部から、立体拡大画像データ340を生成し(ステップS119)、生成した立体拡大画像データ340から、拡大画像341を生成する(ステップS120)。
更に、画像生成部140は、トレースライン461により指定されているにもかかわらず拡大画像341を生成していない位置が残っているか否かを調べ(ステップS121)、トレースライン上の位置で未処理が残っている場合は(ステップS121:NO)、処理の対象となる指定位置420を更新して(ステップS122)、ステップS119から121までのステップを繰り返す。そして、未処理の位置が残っていない場合は、処理を終了する。このように、ユーザは、予めトレースの経路を指定しておくことにより、糸状など長い標本を容易に観察することができる。
図23は、画像処理装置101に対してトレースライン461を入力する場合の他の方法を説明する図である。この方法は、図19から図21を参照して説明した手順に代えて実行することにより、画像処理装置101にトレースライン461を入力できる。まず、図19に示した画面において、ボタン521によりトレースライン461の入力としてポイントを選択する。これにより、表示装置150には、図23に示す画像が表示される。
図示のように、画像生成部140は、表示装置150の図中左側に、図9にも示した表示用顕微鏡画像321を表示する。また、画像生成部140は、表示装置150の図中右側に、図13にも示した表示用参照画像440を表示する。更に、画像生成部140は、表示装置150の図中下段に、キー510、ボタン520、およびフィールド450を表示する。
図示の表示用顕微鏡画像321は、図19に示した表示用顕微鏡画像321と同様に、キー510をマウスにより操作して回転させることができる。表示用参照画像440は、図9について説明した通り、表示用顕微鏡画像321が回転した場合に、それに追従して回転する。よって、表示用顕微鏡画像321および表示用参照画像440の相対位置は固定されている。
また、表示用参照画像440の内側には、直線421、422、423が表示されている。ユーザは、マウスの操作を通じて直線421、422、423のうちの2本を移動させることにより、その交点の位置を立体顕微鏡画像データ310の領域内で移動できる。
そこで、ユーザは、トレースする対象物に重なる位置を指定して、当該位置420を、トレースライン461上のひとつの点として、マウスの操作により登録のボタン520を押すことにより受付部130に登録する。こうして、最初のトレースのポイントAが登録により画像処理装置101に保持される。
更に、上記の操作をくり返して、複数のポイント、図示の例では、トレースポイントBからDの位置を受付部130に受け付させる。そして、十分な数のトレースポイントが登録された後、ユーザは、マウスの操作によりトレースの実行を指示するボタン520を押して、画像処理の実行を画像生成部140に指示する。
これにより、画像処理装置101においては、画像生成部140が、複数のトレースポイントA〜Dを経由するトレースライン461を生成し、表示用顕微鏡画像321に重ねて、表示装置150に表示する。更に、画像生成部140は、図21に示した場合と同様に、拡大画像341を更新しながら、トレースライン461をなぞって拡大画像341を移動させる。こうして、ユーザは、指定したトレースラインに沿って、軸索全体を連続的に観察する。
なお、上記の例では、表示装置150に表示されたキー510を通じたマウスの操作により、表示用顕微鏡画像321および表示用参照画像440の回転の指示を入力した。しかしながら、キー510を表示装置150に明示的に表示しなくても、表示用顕微鏡画像321または表示用参照画像440が表示されている領域内にカーソル570が位置する状態でマウスをドラッグ操作することにより、表示用顕微鏡画像321および表示用参照画像440が、カーソル570の移動方向に追従して回転するインターフェースとしてもよい。これにより、表示装置150に表示された表示用顕微鏡画像321および表示用参照画像440の回転を、より直感的に操作して、顕微鏡による立体画像の観察を一層容易できる。
図24は、画像処理装置101がまた他の処理を実行する場合に、表示装置150に表示される画像を示す。画像生成部140は、図中左側部分に、拡大画像341を重ね合わせた表示用顕微鏡画像321を表示する。
また、画像生成部140は、図中右側部分に、拡大画像341を画像処理により二値化した二値化画像380を表示する。更に、画像の中央には、設定された閾値を数値で表示するフィールド450と、次に説明する処理の設定および実行を指示するボタン520が配される。また、二値化画像380の上方には、後述する判定の結果を表示する表示欄480が配される。
図示の画像が表示装置150に表示されている場合、画像処理装置101における画像生成部140は、入力された位置420に対応する立体拡大画像データ340を既に生成し、更に、表示用顕微鏡画像321がなす面と平行な投影面に立体拡大画像データ340を投影して、拡大画像341を生成している。
上記のような状態で、ユーザは、マウスおよびキーボードを使用して、画像処理装置101に閾値を設定する。閾値を設定する場合、入力した閾値の値は、数値によりフィールド450に表示される。入力された数値は、設定を指示するボタン520をマウスで操作することにより確定され、閾値受付部を形成する受付部130により受け付けられた後、画像生成部140に保持される。
次に、ユーザがマウスを操作して、実行を指示するボタン520を押すと、画像生成部140は、立体拡大画像データ340を形成する画素のひとつひとつの輝度を閾値と比較して、閾値を超えたか否かにより二値化する。更に、画像生成部140は、二値化した画素を立体拡大画像データに再構成する。更に画像生成部140は、例えば、再構成された立体拡大画像データ340において閾値を超えた画素の割合に基づいて、処理した立体拡大画像データ340の、画像としての品質の良否を判定する。
画像生成部140は、判定結果を表示装置150に出力して表示させる。表示装置150に表示された画面の表示欄480に判定結果が表示される。また、同画面には、再構成された二値化画像380も併せて表示される。これにより、判定結果の妥当性を、ユーザが確認できる。このように、画像処理装置101は、位置420に対応した立体拡大画像を自動的に評価できるので、顕微鏡画像を評価する作業を省力化できる。よって、顕微鏡による立体画像の観察作業が、容易になる。なお、二値化は表示条件の一例であって、画像生成部140は、各画素の輝度が閾値を超えたか否かにより、二値化以外の方法で異なる表示条件で表示する拡大画像を出力してもよい。
図25は、画像処理装置102を含む顕微鏡システム100のブロック図である。図25に示す顕微鏡システム100において、画像処理装置102は、次に説明する部分で、図1に示した顕微鏡システム100と異なる。また、顕微鏡111も、図1に示した顕微鏡110と異なる。その他の部分は、画像処理装置101と同じ構造を有するので、共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。
画像処理装置102は、顕微鏡111からの入力を受け、立体顕微鏡画像データ310を画像生成部140および表示装置150に取得させる画像対応部160を備える点で、画像処理装置101と異なる。また、この顕微鏡システム100では、顕微鏡111が、互いに異なる顕微鏡法で標本から立体顕微鏡画像データ310を生成する複数の顕微鏡を含む点で、画像処理装置101と異なる。
上記のような顕微鏡システム100において、画像処理装置102の画像対応部160は、互いに異なる顕微鏡法で構成された2つの立体顕微鏡画像データ310を顕微鏡111から取得して、それらを対応付ける処理を実行する。画像対応部160は、一方の立体顕微鏡画像データ310を構成する画素の各々の三次元座標値である画素位置と、他方の立体顕微鏡画像データ310の画素位置とを対応付ける。ここでいう画素位置は、各立体顕微鏡画像データの内側の位置なので、画像位置と呼ぶこともできる。
図26は、画像対応部160により対応付けられた2つの立体顕微鏡画像データ310から生成した、第1表示用顕微鏡画像401および第2表示用顕微鏡画像402を、表示装置150に並置して表示した状態を示す。
本実施例において、第1表示用顕微鏡画像401は、SIM(Structured Illumination Microscopy:構造化照明顕微鏡法)により標本を撮像する。SIMは、周期的な照度パターンを有する照明下で標本を観察し、観察像に生じる干渉縞に基づいて照明光波長よりも小さな標本の微細構造を表す顕微鏡画像を再構成することができる。
また、第2表示用顕微鏡画像402は、STORM(STochastic Optical Reconstruction Microscopy:確率的光学再構築顕微鏡法)により標本を撮像して得られた立体顕微鏡画像データ310から生成された。STORMは、複数の蛍光画像から高精度に検出した蛍光色素の位置情報を重ね合わせることで、照明光波長よりも高い分解能で蛍光画像を再構築できる。
第1表示用顕微鏡画像401および第2表示用顕微鏡画像402の各々は、それぞれ、図2を参照して説明したように、複数の焦点面で撮像した二次元顕微鏡画像を積み重ねることにより生成された立体顕微鏡画像データ310を、図5を参照して説明したように、投影面に投影して生成された。更に、第1表示用顕微鏡画像401および第2表示用顕微鏡画像402は、画像対応部160に対応付けられて、像の大きさ、傾き、および表示位置が揃えられている。
よって、顕微鏡法の相違に起因するテクスャの違いを除くと、同じ大きさ、同じ傾き、同じ表示位置の第1表示用顕微鏡画像401および第2表示用顕微鏡画像402が表示されている。また,第1拡大画像403および第2拡大画像404は相互に対応付けられているので、キー510の操作により第1拡大画像403が回転した画像に更新された場合は、第2拡大画像404も同じように回転した表示用顕微鏡画像に更新される。
図27は、画像生成部140により実行される処理の概念を説明する図である。画像生成部140は、第1表示用顕微鏡画像401の元になった立体顕微鏡画像データ310内のひとつの位置が、マウスにより操作されるカーソル570により受付部130に受付けられると、受け付けられた位置に対応する、他方の立体顕微鏡画像データ310内の位置を特定する。更に、画像生成部140は、指定された位置と特定された位置のそれぞれについて、予め設定された大きさの領域を特定する。本実施例で特定される領域は、指定された位置と特定された位置を中心とする、所定の半径の球に包囲された領域である。
更に、画像生成部140は、特定された領域について、立体拡大画像データを生成し、生成した立体拡大画像データを投影面に投影して第1拡大画像403を生成する。立体拡大画像データの倍率は、予め設定されていた倍率であってもよいし、位置が指定された後に画像処理装置101がユーザに問い合わせてもよい。
次に、画像生成部140は、第1表示用顕微鏡画像401で指定された位置と、第2表示用顕微鏡画像402で特定された位置とのそれぞれに、拡大顕微鏡画像データから生成した拡大画像341の位置を特定する。第1顕微鏡画像データおよび第2顕微鏡画像データは既に、画像対応部160により、同じ大きさ、向きおよび位置に揃えられているので、画像生成部140は、第1表示用顕微鏡画像401内の位置と同じ位置を、第2表示用顕微鏡画像402における対応する位置として特定する。
次に、画像生成部140は、第2表示用顕微鏡画像402の元になった立体顕微鏡画像データ310において、第1表示用顕微鏡画像401の場合と同じ半径を有する円形の領域を特定して、領域を特定する。更に、画像生成部140は、立体拡大画像データを生成した上で、先に説明した場合と同じ倍率で、立体拡大画像データ340を生成する。更に、生成した立体拡大画像データを投影面に投影して、第2拡大画像404を生成する。
図28は、上記の一連の処理が終了した後に表示装置150に表示される画像を示す図である。表示装置150には、第1拡大画像403を重ね合わされた第1表示用顕微鏡画像401と、第2拡大画像404を重ね合わされた第2表示用顕微鏡画像402とが並べて表示される。ここで、第1拡大画像403の中心は、第1表示用顕微鏡画像401に対して指定された位置と一致している。
よって、第1拡大画像403は、第1表示用顕微鏡画像401の指定された位置の周囲を、恰も虫眼鏡で拡大して観察しているかのように表示する。よって、ユーザは、第1表示用顕微鏡画像401により全体を俯瞰しつつ、ユーザ自身が注目した領域について拡大された、第1拡大画像を観察できる。これにより、顕微鏡画像の直感的な観察作業を実施できる。
また、画像生成部140は、第2拡大画像404を、第2表示用顕微鏡画像402に重畳して表示する。第2拡大画像404の中心は、第1表示用顕微鏡画像401に対して指定された位置に対応する。よって、第2拡大画像404は、第2表示用顕微鏡画像402において、第1拡大画像403に対応する位置の周囲を、恰も虫眼鏡で拡大して観察しているかのように表示するので、ユーザは、第2表示用顕微鏡画像402全体を俯瞰しつつ、顕微鏡画像の直感的な観察作業を実施できる。
更に、第1表示用顕微鏡画像401および第2表示用顕微鏡画像402は、予め、像の大きさ、向きおよび位置を合わせて表示されている。また、第1拡大画像403および第2拡大画像404は、それぞれ、表示されている第1表示用顕微鏡画像401および第2表示用顕微鏡画像402に対して、同じ倍率で拡大されている。
これにより、第1表示用顕微鏡画像401と第2表示用顕微鏡画像402との倍率や向きが異なって撮影されていても、第1表示用顕微鏡画像401と第2表示用顕微鏡画像402との画像全体の比較観察を容易に実施できる。更に、第1表示用顕微鏡画像401と第2表示用顕微鏡画像402においてユーザが注目した領域についての比較観察を容易に実施できる。
更に、ユーザは、第1表示用顕微鏡画像401および第2表示用顕微鏡画像402の一方の内の位置を指定することにより、第1拡大画像403およびそれに合わせて生成された第2拡大画像404を並置して観察できる。よって、第1表示用顕微鏡画像401および第2表示用顕微鏡画像402を比較観察する場合のユーザの操作手順が簡略になり、比較観察の作業効率が向上する。
なお、上記の例では、第1拡大画像403および第2拡大画像404は、第1表示用顕微鏡画像401および第2表示用顕微鏡画像402にそれぞれ重ねて表示された。また、第1拡大画像403および第2拡大画像404の中心が、第1表示用顕微鏡画像401および第2表示用顕微鏡画像402において指定された位置に一致するように表示された。
しかしながら、表示のレイアウトは、上記のようなものに限られない。例えば、画像生成部140は、第1表示用顕微鏡画像401および第1拡大画像403を、互いに重ねることなく、並置して表示装置150に表示してもよい。また、画像生成部140は、第1拡大画像403を表示装置150に単独で表示してもよい。更に、画像生成部140は、第1拡大画像403の中心が、第1表示用顕微鏡画像401においてユーザが指定位置と異なる位置に配置して表示してもよい。
第2表示用顕微鏡画像402および第2拡大画像404に関しても、同様に、表示のレイアウトは、上記のものに限られない。例えば、画像生成部140は、第2表示用顕微鏡画像402および第2拡大画像404を、互いに重ねることなく、並置して表示装置150に表示してもよい。また、画像生成部140は、第2拡大画像404を表示装置150に単独で表示してもよい。更に、画像生成部140は、第2拡大画像404の中心が、第2表示用顕微鏡画像402においてユーザが指定位置と異なる位置に配置して表示してもよい。
なお、画像生成部140は、第1拡大画像403および第1表示用顕微鏡画像401と、および第2拡大画像404および第2表示用顕微鏡画像402との少なくとも一方を、重ねることなく並置して表示装置150に表示してもよい。また、画像生成部140は、第1表示用顕微鏡画像401および第2表示用顕微鏡画像402の少なくとも一方を表示装置150に表示せずに、第1拡大画像403および第2拡大画像404の少なくとも一方を単独で表示装置150に表示してもよい。いずれの場合も、表示装置150には、ユーザが指定位置を含む領域の第1拡大画像403および第2拡大画像404の少なくとも一方が表示されるので、指定した領域を詳細に観察でき、立体顕微鏡画像の観察作業が容易になる。
また、画像生成部140は、第1拡大画像のデータおよび第2拡大画像のデータにおいて手前側に位置するか、奥に位置するかに応じて、第1表示用顕微鏡画像401、第2表示用顕微鏡画像402、第1拡大画像403、および第2拡大画像404の明るさおよび色を変化させる画像処理を実行してもよい。この場合、例えば、立体顕微鏡画像データ310および立体拡大画像データ340において、より手前側に位置する部分を、より明るく、または、より赤くし、立体顕微鏡画像データ310および立体拡大画像データ340において、より奥に位置する部分を、より暗く、または、より青くする。これにより、第1表示用顕微鏡画像401、第2表示用顕微鏡画像402、第1拡大画像403、および第2拡大画像404の奥行き感が強調され、立体顕微鏡画像がより観察しやすくなる。
なお、上記いずれの実施例および変形例においても、画像生成部140は、立体拡大画像データ340が示す領域の形状および大きさを変更してもよい。ここで、形状は、立体図形、例えば、球、円錐または多角錐、円柱または多角柱、多面体等を含む。例えば、立体拡大画像データ340が示す領域の形状を、球体から円盤状あるいはレンズ状に変更したり、球体の径を小さくすることを含む。これにより、投影面342に投影する場合に、立体拡大画像データ340の内部に位置するものを隠蔽するものが少なくなり、立体拡大画像データ340の内部を観察することが容易になる。よって、顕微鏡による立体画像の観察作業が容易になる。
また、上記いずれの実施例および変形例においても、受付部130は顕微鏡画像または三次元立体画像の位置の指定を受け付けることにより、立体顕微鏡画像データ310の少なくとも一部の指定を受け付けている。これに代えて、受付部130は顕微鏡画像または三次元立体画像の範囲の指定を受け付けることにより、立体顕微鏡画像データ310の少なくとも一部の指定を受け付けてもよい。この場合に、受付部130は、顕微鏡画像または三次元立体画像へのマウスのドラッグ・アンド・リリースの操作を受け付けて、ドラッグの開始位置を中心としてリリース位置を半径とする球の領域、または、ドラッグの開始位置とリリース位置を対角の頂点とする立方体の領域の指定を受け付けてもよい。
また、上記いずれの実施例および変形例においても、画像生成部140は、拡大画像341および表示用顕微鏡画像321を重ねることなく並置して表示装置150に表示してもよい。また、画像生成部140は、表示用顕微鏡画像321を表示装置150に表示せずに、拡大画像341を単独で表示装置150に表示してもよい。いずれの場合も、表示装置150には、ユーザが指定位置を含む領域の拡大画像341が表示されるので、指定した領域を詳細に観察でき、立体顕微鏡画像の観察作業が容易になる。
また、上記いずれの実施例および変形例においても、画像生成部140は、表示装置150に出力して表示させる拡大画像341における輝度値を特定の範囲に分布させる輝度変換をしてもよい。画像生成部140は、例えば、拡大画像341における輝度値(言い換えると、拡大画像341の各画素の輝度値)が256階調のうちの低い(暗い)方に集中して分布している場合に、画像生成部140は、その分布が256階調全体に広がるように輝度の変換を行う。具体的には、拡大画像341の各画素の輝度値のうち、輝度値の高い画素の輝度値がより高く(より明るく)なるように各画素の輝度を変換する。一方、例えば、拡大画像341における輝度値(言い換えると、拡大画像341の各画素の輝度値)が256階調のうちの高い(明るい)方に集中して分布している場合、画像生成部140は、その分布が256階調全体に広がるように、拡大画像341の画素のうち、輝度値の低い画素の輝度値がより低く(より暗く)なるように各画素の輝度を変換する。これにより、拡大画像341でそれまで見えていなかった輝度の差が表れて標本の微細な構造の像が観察できる。この場合に変換前の輝度値と変換後の輝度値との関係が記述された既知のルックアップテーブル等が用いられる。
また、上記いずれの実施例および変形例においても、画像生成部140は、立体顕微鏡画像310および立体拡大画像340において手前側に位置する像と、奥側に位置する像とで、表示用顕微鏡画像321および拡大画像341の明るさおよび色を変化させる画像処理を実行してもよい。この場合、例えば、立体顕微鏡画像310および立体拡大画像340において、より手前側に位置する像をより明るくし、より奥側に位置する像をより暗くする。または、立体顕微鏡画像データ310および立体拡大画像データ340において、より手前側に位置する像をより赤くし、より奥側に位置する部分をより青くしてもよい。これにより、表示用顕微鏡画像321および拡大画像341の奥行き感が強調され、立体顕微鏡画像がより観察しやすくなる。よって、立体顕微鏡拡大画像の観察作業が一層容易になる。
画像処理装置101の各動作が、コンピュータプログラムとして提供され、当該コンピュータプログラムをインストールすることにより実現されてもよい。
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載から明らかである。
請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。