JP6832933B2 - １つのデジタル画像の少なくとも一部分を別のデジタル画像の少なくとも一部分と整列させるための方法 - Google Patents

Description

本発明は、１つのデジタル画像の少なくとも一部分と別のデジタル画像を整列させるための方法およびシステムに関する。本発明は、特に、蛍光信号をサンプルプローブから検出することによって生体分子を分析するためのシークエンシング装置内で１つのデジタル画像の少なくとも一部分と別のデジタル画像を整列させるための方法およびシステムに関する。

バイオ技術、医学、および関連技術的分野は、分子の分析に基づく。電子デバイスは、高精度および特異性を伴って、分子を分析することができる。特に、近年、自動化された電子デバイスが、日常的方法によって大量のサンプルを分析するために開発されている。例えば、現代のＤＮＡシークエンシング装置は、大量のＤＮＡプローブの日常的分析のために使用される。タンパク質サンプルは、高スループットスクリーニングおよび関連方法によって分析されることができる。多くの場合、そのような電子デバイスは、サンプルプローブから放出される蛍光信号を検出する。これは、核酸またはタンパク質等の分子が染料等の蛍光化合物で標識されるときに可能である。

市販のシークエンシング装置は、蛍光染料で標識された大量のサンプルを並行してシークエンシング可能である。「次世代シークエンシング」（ＮＧＳ）と称される最近開発された方法は、シークエンシングに革命を起こしている。ＮＧＳは、フローセル内に空間的に分離される、または水中油型乳剤の生成によって、クローン的に拡大された、または単一のＤＮＡ分子の大量並行シークエンシングを可能にする。ＮＧＳは、数千またはさらに数百万から数十億のシークエンシング反応が同時に行われることを可能にする。

ＮＧＳでは、シークエンシングは、ポリメラーゼ媒介ヌクレオチド伸長の反復サイクルによって、または１つのフォーマットでは、ヌクレオチドライゲーションの反復サイクルによって行われる。大量並行プロセスとして、ＮＧＳは、プラットフォームに応じて、数百のメガ塩基対からギガ塩基対のヌクレオチドシーケンス出力を単一器具行程において生成する。大量のシーケンスデータの安価な生産は、従来の方法に優る主要な利点である。

ＮＧＳプラットフォームおよびＮＧＳ技術に関する一般的用途／分野は、例えば、Ｖｏｅｌｋｅｒｄｉｎｇ ｅｔ ａｌ， Ｃｌｉｎｉｃａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ５５：４６４１−６５８，２００９ ａｎｄ Ｍｅｔｚｋｅｒ， Ｎａｔｕｒｅ Ｒｅｖｉｅｗｓ／Ｇｅｎｅｔｉｃｓ Ｖｏｌｕｍｅ １１（２０１０年１月、３１−４６ページ）において論評されている。

ＮＧＳでは、種々の着目オリゴヌクレオチドが、支持体に共有結合される。続いて、蛍光染料で標識されたヌクレオチドが、ＤＮＡポリメラーゼを伴う成長中のオリゴヌクレオチド鎖に付着される。４つのヌクレオチドが、異なる蛍光染料で標識されると、プローブから放出される蛍光信号が、検出されることができ、オリゴヌクレオチドに付着されたヌクレオチドのタイプが、同定されることができる。検出後、蛍光染料は、切断され、次の合成サイクルが、実施され、新しい標識されるヌクレオチドが、成長中の鎖に付着される。複数のサイクルを実施することによって、成長中のオリゴヌクレオチド鎖のシーケンスが、段階的様式において判定されることができる。作業ステップは、自動化されたシークエンシング装置内で実施される。

第ＵＳ２０１０／０３２３３５０Ａ１号および第ＷＯ２００９／１１７１１９Ａ１号は、例えば、合成方法によるシークエンシングから得られたデータを使用して、ヌクレオチドシーケンス内の核酸の同定を判定するための方法および組成物に関する。

第ＷＯ２００８／０９７４５５Ａ１号は、蛍光材料、例えば、蛍光標識、染料、または顔料を備える、サンプル上もしくは内の蛍光を励起および測定し、特に、核酸上の蛍光標識を検出するための撮像システムに関する。さらに、複数の異なるＤＮＡテンプレート内の蛍光標識が同時に検出されるように構成される、デバイスが、開示される。

第ＷＯ２０１４／０２０１３７Ａ１号は、シークエンシングライブラリからの標的シーケンスを強化し、標的強化シークエンシングライブラリを提供するための方法に関し、シークエンシングライブラリは、大量の並行シークエンシングに好適であって、複数の二本鎖核酸分子を備える。

標識された分子を伴うサンプルプローブから放出される蛍光信号は、弱いが、信号は、高精度および特異性を伴って、検出される必要がある。したがって、精密な光学機器、特に、カメラおよび走査技術が、そのようなプロセスのために要求される。

加えて、シークエンシング装置の光学撮像システムによって捕捉されたデジタル画像の広範な評価が、例えば、ＦＡＳＴＱ内でシークエンシングの精密かつ信頼性のある結果を得るために必要である。

本発明の目的は、１つのデジタル画像の少なくとも一部分と別のデジタル画像を整列させるための方法およびシステムを提供すること、特に、蛍光信号をサンプルプローブから検出することによって生体分子を分析するためのシークエンシング装置内で１つのデジタル画像の少なくとも一部分と別のデジタル画像を整列させるための方法およびシステムを提供することである。本発明による方法は、コンピュータ実装である。しかしながら、また、本発明による方法を実装する他の方法も存在することが、当業者によって理解される。

本目的は、独立請求項に記載の方法およびシステムによって達成される。従属特許請求項は、好ましい実施形態を指す。

シークエンシング装置内で生体分子を分析するためのデジタル画像は、逐次的順序で捕捉される／得られる。捕捉ステップ間に、視野または画像セクションが、変化し得、例えば、シークエンシング装置のフローセルの移動によって生じ、これは、不整列デジタル画像につながる。

その結果、これらの不整列は、デジタル画像の包括的比較および分析を妨害する。したがって、画像位置合わせの目標は、デジタル画像の不整列を除去することである。

画像位置合わせとしてよく知られている画像の全般的整列に加え、プロセスはまた、レンズ歪曲を補償し、シークエンシングパイプラインの後続処理ステップをサポート可能である必要がある。

静的ハードウェアまたは較正ソリューションではなく、コンピュータ実装方法を使用する利点のうちの１つは、例えば、機械的コンポーネントの発生しようとしているバックラッシュを本質的に補償することによって、長期間にわたるシステムの高信頼性を確実にすることである。例えば、シークエンシング装置の劣化が、補償される必要がある。さらに、そうでなければ必要となるであろう、較正および再較正を回避することによって、保守コストが、全般的に削減される。

本発明は、第２のデジタル画像の少なくとも一部分と第１のデジタル画像の少なくとも一部分を整列させるための方法に関する。本方法は、第１のデジタル画像の少なくとも一部分を複数のタイルｔ＿ｆｉ＝｛ｔ＿ｆｉ１，ｔ＿ｆｉ２，…，ｔ＿ｆｉｎ｝（但し、ｎは正の整数である）に分割するステップを含む。本方法はさらに、第２のデジタル画像の少なくとも一部分を複数のタイルｔ＿ｓｉ＝｛ｔ＿ｓｉ１，ｔ＿ｓｉ２，…，ｔ＿ｓｉｎ｝に分割するステップであって、複数のタイルｔ＿ｓｉの各タイルｔ＿ｓｉｖ（但し、ｖ∈｛１，２，…ｎ｝）は、複数のタイルｔ＿ｆｉの１つの個別のタイルｔ＿ｆｉｖに対応する、ステップを含む。本方法はさらに、各タイルｔ＿ｆｉｖ’と対応するタイルｔ＿ｓｉｖ’（但し、ｖ’∈｛１，２，…ｎ’≦ｎ｝）との間の相関を算出することによって、複数の相関画像ｆｃｉ＝｛ｆｃｉ＿１，ｆｃｉ＿２，…ｆｃｉ＿ｎ’｝を作成するステップを含む。本方法はさらに、複数の相関画像ｆｃｉ＿ｖ’毎に、最大（ｇｌｏｂａｌ ｍａｘｉｍｕｍ）相関値ｐ＿ｖ’の位置を判定するステップを含む。本方法はさらに、複数の第１のオフセットベクトルｆｏｖ＝｛ｆｏｖ＿１，ｆｏｖ＿２，…，ｆｏｖ＿ｎ’’｝を計算するステップであって、オフセットベクトルｆｏｖ＿ｖ’’（但し、ｖ’’∈｛１，２，…ｎ’’≦ｎ’｝）は、対応する相関画像ｆｃｉ＿ｖ’’の中心位置と個別の相関画像ｆｃｉ＿ｖ’’（但し、ｖ’’∈｛１，２，…ｎ’’≦ｎ’｝）の最大相関値ｐ＿ｖ’’の位置とを考慮することによって計算される、タイルｔ＿ｓｉｖ’’と対応するタイルｔ＿ｆｉｖ’’との間のオフセットを表す、ステップを含む。本方法はまた、対応する第１のオフセットベクトルｆｏｖを適用することによって、第２のデジタル画像の少なくとも一部分と第１のデジタル画像の少なくとも一部分を整列させるステップを含む。

好ましくは、本発明による方法の前述の議論されるステップは、上記に提示される順序で実行される。

複数のタイルｔ＿ｆｉおよびｔ＿ｓｉは、それぞれ、第１および第２のデジタル画像を完全に被覆してもよく、整列させるステップはさらに、対応する第１のオフセットベクトルｆｏｖ＿ｖ’’を適用することによって、タイルｔ＿ｓｉｖ’’またはタイルｔ＿ｓｉｖ’’内の少なくとも１つのオブジェクトの位置を変換するステップを含む。

代替として、複数のタイルｔ＿ｆｉおよびｔ＿ｓｉは、それぞれ、第１および第２のデジタル画像にわたって分布され、第１および第２のデジタル画像の一部分のみを被覆することが好ましい。

複数のタイルｔ＿ｆｉおよびｔ＿ｓｉは、タイルのサイズより大きいセルサイズを有する規則的グリッド上に等しく定寸および分布されてもよい。

本方法はさらに、オフセットベクトルｆｏｖを計算後、オフセットベクトルｆｏｖ＿ｖ’’をタイルｔ＿ｓｉｖ’’の所定の領域に割り当てるステップを含んでもよい。

所定の領域は、タイルｔ＿ｓｉｖ’’の中心であってもよい。

本方法はさらに、オフセットベクトルｆｏｖを計算後、回帰分析ステップを含んでもよく、割り当てられたオフセットベクトルｆｏｖ＿ｖ’’に基づいて、所定の関数のパラメータを判定し、整列させるステップはさらに、該関数を適用することによって、第２のデジタル画像を変換するステップを含んでもよい。

所定の関数は、例えば、３次多項式関数であってもよい。

複数のタイルｔ＿ｆｉおよびｔ＿ｓｉは、好ましくは、それぞれ、第１および第２のデジタル画像上に分布され、重複しない。

言い換えると、本発明の代替側面では、第１および第２の画像の全体を複数のタイルに分割する代わりに、画像面積の小割合（例えば、画像の１０％）のみを被覆する、低密度タイル化を使用して、続いて、タイル毎に計算されるオフセットベクトルをＲ^２（Ｒ＝実数の集合）内の全ての点に外挿する、最適分析関数を判定することが好ましい。

すなわち、画像面積にわたって適正に分布されるタイルの非重複セットを使用して、平行移動、レンズ歪曲、および小角度回転を捕捉することを可能にすることが好ましい。例えば、適正なタイル化は、等しく定寸されるタイルをタイルのサイズを超えるセルサイズを伴う規則的グリッド上に設置することによって構築されることができる。

さらに、本発明の代替側面によると、第１のステップでは、オフセットベクトルは、相関画像の算出および中心位置からの最大相関値のサブピクセルの精密な位置の減算を通して、全てのタイルのために計算される。算出コストは、相関画像の計算によって左右され、画像面積の小割合への限定は、伴われる算出コストを削減することを可能にする。

第２のステップでは、本発明の代替側面によると、全てのオフセットベクトルは、対応するタイルの中心位置に割り当てられてもよい。これは、データ点Ｓ＝｛（ｘ１，ｙ１，ｄｘ１，ｄｙ１）、（ｘ２，ｙ２，ｄｘ２，ｄｙ２）、…、（ｘｎ，ｙｎ，ｄｘｎ，ｄｙｎ）｝のセットをもたらし、ｘｉおよびｙｉは、ｉ番目の中心位置の座標であって、ｄｘｉおよびｄｙｉは、座標軸の方向における対応するオフセットである。Ｓにおけるデータ点は、全ての誤差項ｅｐｓｘｉおよびｅｐｓｙｉが最小限となるように、｛１，…，ｎ｝内の全てのｉに関してｆ（ｘｉ，ｙｉ）＝（ｄｘｉ＋ｅｐｓｘｉ，ｄｙｉ＋ｅｐｓｙｉ）を満たす、適正な関数ｆの最適パラメータを同定するために使用される。例えば、上記に概略されたように、３次多項式は、自動化された蛍光顕微鏡撮像の状況において適正である。

多項式は、それらがその係数において線形関数であって、したがって、線形最小２乗回帰のための効率的方法が、最適パラメータの同定のために適用され得るという付加的利点を有する。

基準空間上への画像座標空間の所望のマッピングが、次いで、関数ｇ（ｘ，ｙ）＝（ｘ，ｙ）＋ｆ（ｘ，ｙ）によって与えられる。マッピングｇを与えられると、全てのピクセルまたはオブジェクトは、単に、ピクセルまたはオブジェクト位置におけるｇを評価することによって、恣意的精度および低算出コストを伴って基準画像と整列されることができる。

加えて、本発明の代替側面によると、結果として生じるマッピングを記憶するための最小限の占有面積が、達成され得る。完全マッピングである、３次多項式の場合、これは、ＩＥＥＥ−７５４単一精度浮動点フォーマットにおいて、３２バイトのメモリに匹敵する、８つのパラメータを記憶するために十分である。
好ましくは、ｆｏｖ＿ｖ’’は、以下のように計算される。

ｆｏｖ＿ｖ’’＝（相関画像ｆｃｉ＿ｖの中心位置）−（相関画像ｆｃｉ＿ｖのｐ＿ｖのピーク位置）。

好ましくは、本発明による方法は、複数の第１のオフセットベクトルｆｏｖを計算するステップ後、対応する第１のオフセットベクトルｆｏｖ＿ｖ’’を適用することによって、タイルｔ＿ｓｉｖ’’内の少なくとも１つのオブジェクトの位置を変換するステップを含む。タイルｔ＿ｓｉｖ’’内の少なくとも１つのオブジェクトの位置のみを変換する利点のうちの１つは、個別のタイルｔ＿ｓｉｖ’’の全てのピクセルが、変換される必要がなく、これが、時間があまりかからず、より少ないリソース消費であるということである。

ｎ’＜ｎの場合、相関画像は、ｔ＿ｆｉｘおよびｔ＿ｓｉｘ（但し、ｘ＞ｎ’）のために作成されない。したがって、最高インデックスを伴う対応するタイルは、無視されることになり、相関画像は、作成されないことになる。

より低いインデックスを伴うタイルが、無視されることになる場合、相関画像ｆｃｉ＿ｘのための対応するｔ＿ｆｉｙおよびｔ＿ｓｉｙは、関数ｙ＝Ｃ（ｘ）、すなわち、ｔ＿ｆｉＣ（ｘ），ｔ＿ｓｉＣ（ｘ）によって与えられるであろうことが考慮される必要がある。全ての対応および全ての方向に関して、個別の関数が、使用される必要があるであろう。
ｆｃｉ−＞ｔ＿ｆｉ，ｔ＿ｓｉ；
ｆｏｖ−＞ｔ＿ｆｉ，ｔ＿ｓｉ；
ｆｏｖ−＞ｆｃｉ

すなわち、無視されるべきタイルの情報は、デジタル画像を複数のタイルに分割する前に判定される必要があるであろう。

好ましくは、ｎ＝ｎ’＝ｎ’’およびｖ’＝ｖ’＝ｖ’’である。好ましくは、相関画像ｆｃｉの数ｎ’と同一数ｎの第２のデジタル画像の少なくとも一部分のタイルｔ＿ｓｉと、数ｎの第１のデジタル画像の少なくとも一部分のタイルｔ＿ｆｉとが存在し、すなわち、ｎ＝ｎ’である。好ましくは、第１のオフセットベクトルｆｏｖの数ｎ’’と同一数ｎ’の相関画像ｆｃｉが存在し、ｎ’＝ｎ’’である。

用語「オブジェクト」は、デジタル画像内の所定の領域に関する。所定の領域は、デジタル画像の具体的領域における強度を評価することによって判定されてもよい。

好ましくは、少なくとも１つのオブジェクトは、好ましくは、ＤＮＡおよび／またはＲＮＡを受容するように構成される、ビーズである。
好ましくは、本発明による方法はさらに、
第１のデジタル画像の少なくとも一部分と第２のデジタル画像の少なくとも一部分との間の相関を算出することによって、相関画像ｓｃｉを作成するステップと、
相関画像ｓｃｉの最大相関値ｐ＿ｃの位置を判定するステップと、
第１の相関画像ｓｃｉの中心位置と、第１の相関画像ｓｃｉの最大相関値ｐ＿ｃの位置とを考慮することによって、第１のデジタル画像の少なくとも一部分と第２のデジタル画像の少なくとも一部分との間のオフセットベクトルｓｏｖを計算するステップと、
を含む。

好ましくは、本発明による方法はさらに、計算されたオフセットベクトルｓｏｖを適用することによって、第２のデジタル画像の少なくとも一部分を変換するステップを含む。好ましくは、本発明による方法はさらに、計算されたオフセットベクトルｓｏｖを適用することによって、第２のデジタル画像を変換するステップを含む。好ましくは、これらのステップは、第２のデジタル画像の少なくとも一部分を複数のタイルｔ＿ｓｉに分割するステップを行う前に行われる。好ましくは、変換するステップは、アフィン変換、すなわち、平行移動を含む。

好ましくは、変換は、画像全体の完全なシフト、特に、画像全体の整数ピクセルシフトに関する。

当業者は、本発明が具体的変換に限定されないことを理解されるであろう。

変換の選択肢は、一般に、具体的変換を本発明に適切に実装するためのさらなる考慮点と関連付けられる。したがって、全ての可能性として考えられる変換および具体的実装の完全な説明は、当業者の共通の一般的な知識内であると考えられ、その説明は、本時点では省略される。

好ましくは、変換は、概して、ｔ＿ｓｉｖ’’内の全てのピクセルを基準座標系（ｔ＿ｆｉｖ’’によって定義される）にマッピングすることによって定義される。すなわち、新しい画像ｔ＿ｒｉｖ’’が、生成され、「ｒ」は、位置合わせされたことを表し、全てのピクセル（ｘ，ｙ）の強度は、ｔ＿ｓｉｖ’’内の対応するピクセル（ｘ，ｙ）＋ｆｏｖ＿ｖ’’における強度に対応する。

オブジェクト、すなわち、所定の領域（着目領域）（ｘ，ｙ）が、ｔ＿ｓｉｖ’’内で変換されることになる場合、変換は、上記に説明されるものと同一方法、すなわち、ｆｏｖ＿ｖ’’を適用することによって基準座標系内でシフトさせることによって、実行されてもよい。該所定の領域に属さない領域は、次いで、変換によって無視される。

概して、整数ピクセルが該変換によって整数ピクセルにマッピングされることは当てはまらない。非整数ピクセル位置が補間を使用して取り扱われてもよいことは、当業者に明白となるはずである。

本発明は、概して、第１および第２のデジタル画像間の小シフトに関する。したがって、変換によって作成された穴および重複の外観に起因して可能性として考えられる「アーチファクト」は、あまり有意ではなく、容認され得る。これらのアーチファクトは、画像の所定の領域のみが変換される場合、さらに有意ではない。

しかしながら、あるタイルの計算されたオフセットベクトルを個別のタイルの中心に割り当て、一般的補間を使用して、連続非重複ベクトルフィールドが、生成されてもよい。したがって、アーチファクトは、この場合、存在し得ない。

画像全体がタイルによって被覆される場合、近隣タイル間のバイキュービック補間が、ピクセル位置毎に適切な値を得るために使用されてもよい。

好ましくは、第２のデジタル画像の少なくとも一部分を変換するステップは、第２のデジタル画像の少なくとも一部分と第１のデジタル画像の少なくとも一部分との間のオフセットが所定の限界を超える場合のみ行われる。好ましくは、限界は、オフセットベクトルｓｏｖの長さを備える。好ましくは、限界は、ベクトル成分のうちの少なくとも１つを備える。好ましくは、第２のデジタル画像の少なくとも一部分を変換するステップは、ベクトル成分のうちの少なくとも１つが、所定の値より大きい場合、より好ましくは、ベクトル成分のうちの少なくとも１つが、個別のタイルｔ＿ｓｉｖの側方サイズまたは個別のタイルｔ＿ｔ＿ｓｉｖのタイルサイズの１０ピクセルおよび／または１０％より大きい場合のみ行われる。好ましくは、所定の限界は、第２のデジタル画像および第１のデジタル画像の少なくとも一部分のサイズの考慮下で判定される。

好ましくは、複数のタイルｔ＿ｓｉの各タイルｔ＿ｓｉｖは、同一長さｌ_＿１を第１の方向に、同一長さｌ＿２を第１の方向と垂直な第２の方向に有し、好ましくは、ｌ＿１＝ｌ＿２であって、より好ましくは、ｌ＿１＝ｌ＿２＝１２８ピクセルである。

好ましくは、複数のタイルｔ＿ｆｉの各タイルｔ＿ｆｉｖは、長さｌ_＿１を第１の方向に、長さｌ＿２を第２の方向に有する。

好ましくは、第１および／または第２のデジタル画像は、蛍光化合物を運ぶ少なくとも１つのオブジェクトを含有し、第１のデジタル画像および／または第２のデジタル画像は、蛍光化合物による電磁放射の放出の間、光学撮像システムによって得られる。

好ましくは、第１のデジタル画像および／または第２のデジタル画像は、反射照明の間、好ましくは、反射白色光照明の間、光学撮像システムによって得られる。

好ましくは、タイルｔ＿ｓｉｖ’と対応するタイルｔ＿ｆｉｖ’との間の相関は、タイルｔ＿ｓｉｖ’および対応するタイルｔ＿ｆｉｖ’の位相相関または相互相関によって算出される。

好ましくは、第１のデジタル画像の少なくとも一部分と第２のデジタル画像の少なくとも一部分との間の相関は、第１のデジタル画像の少なくとも一部分および第２のデジタル画像の少なくとも一部分の位相相関または相互相関によって算出される。

本発明はまた、第２のデジタル画像の少なくとも一部分と第１のデジタル画像の少なくとも一部分を整列させるためのシステムを指す。

好ましくは、本システムは、請求項のいずれかに記載の方法のいずれかのステップを実施するように構成される。

本発明によるシステムは、第１のデジタル画像の少なくとも一部分を複数のタイルｔ＿ｆｉ＝｛ｔ＿ｆｉ１，ｔ＿ｆｉ２，…，ｔ＿ｆｉｎ｝（但し、ｎは正の整数である）に分割するように構成される、第１のユニットを備える。

本システムはさらに、第２のデジタル画像の少なくとも一部分を複数のタイルｔ＿ｓｉ＝｛ｔ＿ｓｉ１，ｔ＿ｓｉ２，…，ｔ＿ｓｉｎ｝に分割するように構成され、複数のタイルｔ＿ｓｉの各タイルｔ＿ｓｉｖ（但し、ｖ∈｛１，２，…ｎ｝）は、複数のタイルｔ＿ｆｉの１つの個別のタイルｔ＿ｆｉｖに対応する、第２のユニットを備える。

本システムはさらに、各タイルｔ＿ｆｉｖ’と対応するタイルｔ＿ｓｉｖ’（但し、ｖ’∈｛１，２，…ｎ’≦ｎ｝）との間の相関を算出することによって、複数の相関画像ｆｃｉ＝｛ｆｃｉ＿１，ｆｃｉ＿１，…ｆｃｉ＿ｎ’｝を作成するように構成される、第３のユニットを備える。

本システムはさらに、複数の相関画像ｆｃｉ＿ｖ’毎に、最大相関値ｐ＿ｖ’の位置を判定するように構成される、第４のユニットを備える。

本システムはさらに、複数の第１のオフセットベクトルｆｏｖ＝｛ｆｏｖ＿１，ｆｏｖ＿２，…，ｆｏｖ＿ｎ’’｝を計算するように構成され、オフセットベクトルｆｏｖ＿ｖ’’（但し、ｖ’’∈｛１，２，…ｎ’’≦ｎ’｝）は、対応する相関画像ｆｃｉ＿ｖ’’の中心位置と、個別の相関画像ｆｃｉ＿ｖ’’ （但し、ｖ’’∈｛１，２，…ｎ’’≦ｎ’｝）の最大相関値ｐ＿ｖ’’の位置とを考慮することによって計算される、タイルｔ＿ｆｉｖ’’と対応するタイルｔ＿ｓｉｖ’’との間のオフセットを表す、第５のユニットを備える。

好ましくは、本システムはさらに、複数の第１のオフセットベクトルｆｏｖを計算するステップ後、対応する第１のオフセットベクトルｆｏｖ＿ｖ’’を適用することによって、タイルｔ＿ｓｉｖ’’を変換するように構成される、変換ユニットを備える。

好ましくは、本システムはさらに、複数の第１のオフセットベクトルｆｏｖを計算するステップ後、対応する第１のオフセットベクトルｆｏｖ＿ｖ’’を適用することによって、タイルｔ＿ｓｉｖ’’内の少なくとも１つのオブジェクトの位置を変換するように構成される、変換ユニットを備える。

好ましくは、本システムはさらに、第１のデジタル画像の少なくとも一部分と第２のデジタル画像の少なくとも一部分との間の相関を算出することによって、相関画像ｓｃｉを作成するように構成される、ユニットを備える。

好ましくは、本システムはさらに、相関画像ｓｃｉの最大相関値の位置を判定するように構成される、ユニットを備える。

好ましくは、本システムはさらに、第１の相関画像の中心位置と、第１の相関画像の最大相関値の位置とを考慮することによって、第１のデジタル画像の少なくとも一部分と第２のデジタル画像の少なくとも一部分との間のオフセットベクトルｓｏｖを計算するように構成される、ユニットを備える。

好ましくは、本システムはさらに、計算されたオフセットベクトルｓｏｖを適用することによって、第２のデジタル画像の少なくとも一部分および／または第２のデジタル画像を変換するように構成される、ユニットを備える。好ましくは、これらのステップは、第２のデジタル画像の少なくとも一部分を複数のタイルｔ＿ｓｉに分割するステップを行う前に行われる。

本発明はまた、前述の方法のいずれかのステップを行うためのコンピュータ実行可能命令を有する、１つまたはそれを上回るコンピュータ可読媒体を備える、コンピュータプログラム製品に関する。
本明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
（項目１）
第２のデジタル画像の少なくとも一部分と第１のデジタル画像の少なくとも一部分とを整列させるための方法であって、前記方法は、好ましくは、以下の順序で、
ａ）前記第１のデジタル画像の少なくとも一部分を複数のタイルｔ＿ｆｉ＝｛ｔ＿ｆｉ１，ｔ＿ｆｉ２，…，ｔ＿ｆｉｎ｝（但し、ｎは正の整数である）に分割するステップと、
ｂ）前記第２のデジタル画像の少なくとも一部分を複数のタイルｔ＿ｓｉ＝｛ｔ＿ｓｉ１，ｔ＿ｓｉ２，…，ｔ＿ｓｉｎ｝に分割するステップであって、前記複数のタイルｔ＿ｓｉの各タイルｔ＿ｓｉｖ（但し、ｖ∈｛１，２，…ｎ｝）は、前記複数のタイルｔ＿ｆｉの１つの個別のタイルｔ＿ｆｉｖに対応する、ステップと、
ｃ）各タイルｔ＿ｆｉｖ’と対応するタイルｔ＿ｓｉｖ’（但し、ｖ’∈｛１，２，…ｎ’≦ｎ｝）との間の相関を算出することによって、複数の相関画像ｆｃｉ＝｛ｆｃｉ＿１，ｆｃｉ＿２，…ｆｃｉ＿ｎ’｝を作成するステップと、
ｄ）前記複数の相関画像ｆｃｉ＿ｖ’毎に、最大相関値ｐ＿ｖ’の位置を判定するステップと、
ｅ）複数の第１のオフセットベクトルｆｏｖ＝｛ｆｏｖ＿１，ｆｏｖ＿２，…，ｆｏｖ＿ｎ’’｝を計算するステップであって、オフセットベクトルｆｏｖ＿ｖ’’（但し、ｖ’’∈｛１，２，…ｎ’’≦ｎ’｝）は、対応する相関画像ｆｃｉ＿ｖ’’の中心位置と個別の相関画像ｆｃｉ＿ｖ’’（但し、ｖ’’∈｛１，２，…ｎ’’≦ｎ’｝）の最大相関値ｐ＿ｖ’’の位置とを考慮することによって計算される、タイルｔ＿ｓｉｖ’’と対応するタイルｔ＿ｆｉｖ’’との間のオフセットを表す、ステップと、
ｆ）前記対応する第１のオフセットベクトルｆｏｖを適用することによって、前記第２のデジタル画像の少なくとも一部分と前記第１のデジタル画像の少なくとも一部分を整列させるステップと、
を含む、方法。
（項目２）
前記複数のタイルｔ＿ｆｉおよびｔ＿ｓｉは、それぞれ、前記第１および第２のデジタル画像を完全に被覆し、ステップｆ）はさらに、前記対応する第１のオフセットベクトルｆｏｖ＿ｖ’’を適用することによって、前記タイルｔ＿ｓｉｖ’’または前記タイルｔ＿ｓｉｖ’’内の少なくとも１つのオブジェクトの位置を変換するステップを含む、項目１に記載の方法。
（項目３）
前記少なくとも１つのオブジェクトは、好ましくは、ＤＮＡおよび／またはＲＮＡを受容するように構成される、ビーズである、項目２に記載の方法。
（項目４）
前記複数のタイルｔ＿ｆｉおよびｔ＿ｓｉは、それぞれ、前記第１および第２のデジタル画像にわたって分布され、前記第１および第２のデジタル画像の一部分のみを被覆する、項目１に記載の方法。
（項目５）
前記複数のタイルｔ＿ｆｉおよびｔ＿ｓｉは、前記タイルのサイズより大きいセルサイズを有する規則的グリッド上に等しく定寸および分布される、項目４に記載の方法。
（項目６）
ステップｅ）後、前記オフセットベクトルｆｏｖ＿ｖ’’を前記タイルｔ＿ｓｉｖ’’の所定の領域に割り当てるステップをさらに含む、項目４または５に記載の方法。
（項目７）
前記所定の領域は、前記タイルｔ＿ｓｉｖ’’の中心である、項目６に記載の方法。
（項目８）
前記方法はさらに、ステップｅ）後、回帰分析ステップを含み、前記回帰分析ステップは、前記割り当てられたオフセットベクトルｆｏｖ＿ｖ’’に基づいて、所定の関数のパラメータを判定し、ステップｆ）はさらに、前記関数を適用することによって、前記第２のデジタル画像を変換するステップを含む、項目４から７のいずれかに記載の方法。
（項目９）
前記所定の関数は、３次多項式関数である、項目８に記載の方法。
（項目１０）
前記複数のタイルｔ＿ｆｉおよびｔ＿ｓｉは、それぞれ、前記第１および第２のデジタル画像上に分布され、重複しない、項目２から８のいずれかに記載の方法。
（項目１１）
ｎ＝ｎ’＝ｎ’’であって、ｖ’＝ｖ’＝ｖ’’である、項目１から１０のいずれかに記載の方法。
（項目１２）
ステップａ）の前に、
ａ１）前記第１のデジタル画像の少なくとも一部分と前記第２のデジタル画像の少なくとも一部分との間の相関を算出することによって、相関画像ｓｃｉを作成するステップと、
ａ２）前記相関画像ｓｃｉの最大相関値ｐ＿ｃの位置を判定するステップと、
ａ３）前記第１の相関画像ｓｃｉの中心位置と、前記第１の相関画像ｓｃｉの最大相関値ｐ＿ｖの位置とを考慮することによって、前記第１のデジタル画像の少なくとも一部分と前記第２のデジタル画像の少なくとも一部分との間のオフセットベクトルｓｏｖを計算するステップと、
をさらに含む、項目１から１１のいずれかに記載の方法。
（項目１３）
ステップａ３）後、前記計算されたオフセットベクトルｓｏｖを適用することによって、前記第２のデジタル画像の少なくとも一部分を変換するステップをさらに含む、項目１２に記載の方法。
（項目１４）
前記複数のタイルｔ＿ｓｉの各タイルｔ＿ｓｉｖは、同一長さｌ＿１を第１の方向に、同一長さｌ＿２を前記第１の方向と垂直な第２の方向に有し、好ましくは、ｌ＿１＝ｌ＿２であって、より好ましくは、ｌ＿１＝ｌ＿２＝１２８ピクセルである、項目１から１３のいずれかに記載の方法。
（項目１５）
前記複数のタイルｔ＿ｆｉの各タイルｔ＿ｆｉｖは、前記長さｌ＿１を前記第１の方向に、前記長さｌ＿２を前記第２の方向に有する、項目１４に記載の方法。
（項目１６）
前記第１および／または前記第２のデジタル画像は、蛍光化合物を運ぶ少なくとも１つのオブジェクトを含有し、前記第１のデジタル画像および／または前記第２のデジタル画像は、前記蛍光化合物による電磁放射の放出の間、光学撮像システムによって得られる、項目１から１５のいずれかに記載の方法。
（項目１７）
前記第１のデジタル画像および／または前記第２のデジタル画像は、反射照明の間、好ましくは、反射白色光照明の間、光学撮像システムによって得られる、項目１から１６のいずれかに記載の方法。
（項目１８）
前記タイルｔ＿ｓｉｖ’と前記対応するタイルｔ＿ｆｉｖ’との間の相関は、前記タイルｔ＿ｓｉｖ’および前記対応するタイルｔ＿ｆｉｖ’の位相相関または相互相関によって算出される、項目１から１７のいずれかに記載の方法。
（項目１９）
前記第１のデジタル画像の少なくとも一部分と前記第２のデジタル画像の少なくとも一部分との間の相関は、前記第１のデジタル画像の少なくとも一部分および前記第２のデジタル画像の少なくとも一部分の位相相関または相互相関によって算出される、項目１２から１８のいずれかに記載の方法。
（項目２０）
第２のデジタル画像の少なくとも一部分と第１のデジタル画像の少なくとも一部分とを整列させるためのシステムであって、前記システムは、好ましくは、前記項目のいずれかに記載の方法のいずれかのステップを実施するように構成され、
前記第１のデジタル画像の少なくとも一部分を複数のタイルｔ＿ｆｉ＝｛ｔ＿ｆｉ１，ｔ＿ｆｉ２，…，ｔ＿ｆｉｎ｝（但し、ｎは正の整数である）に分割するように構成される、第１のユニットと、
前記第２のデジタル画像の少なくとも一部分を複数のタイルｔ＿ｓｉ＝｛ｔ＿ｓｉ１，ｔ＿ｓｉ２，…，ｔ＿ｓｉｎ｝に分割するように構成された第２のユニットであって、前記複数のタイルｔ＿ｓｉの各タイルｔ＿ｓｉｖ（但し、ｖ∈｛１，２，…ｎ｝）は、前記複数のタイルｔ＿ｆｉの１つの個別のタイルｔ＿ｆｉｖに対応する、第２のユニットと、
各タイルｔ＿ｆｉｖ’と対応するタイルｔ＿ｓｉｖ’（但し、ｖ’∈｛１，２，…ｎ’≦ｎ｝）との間の相関を算出することによって、複数の相関画像ｆｃｉ＝｛ｆｃｉ＿１，ｆｃｉ＿２，…ｆｃｉ＿ｎ’｝を作成するように構成される、第３のユニットと、
前記複数の相関画像ｆｃｉ＿ｖ’毎に、最大相関値ｐ＿ｖ’の位置を判定するように構成される、第４のユニットと、
複数の第１のオフセットベクトルｆｏｖ＝｛ｆｏｖ＿１，ｆｏｖ＿２，…，ｆｏｖ＿ｎ’’｝を計算するように構成された第５のユニットであって、オフセットベクトルｆｏｖ＿ｖ’’（但し、ｖ’’∈｛１，２，…ｎ’’≦ｎ’｝）は、対応する相関画像ｆｃｉ＿ｖ’’の中心位置と、個別の相関画像ｆｃｉ＿ｖ’’（但し、ｖ’’∈｛１，２，…ｎ’’≦ｎ’｝）の最大相関値ｐ＿ｖ’’の位置とを考慮することによって計算される、タイルｔ＿ｓｉｖ’’と対応するタイルｔ＿ｆｉｖ’’との間のオフセットを表し、前記第５のユニットは、さらに、前記対応する第１のオフセットベクトルｆｏｖを適用することによって、前記第２のデジタル画像の少なくとも一部分と前記第１のデジタル画像の少なくとも一部分とを整列させるように構成される、第５のユニットと、
を備える、システム。
（項目２１）
項目１から１９に記載の１項に記載の方法のステップを行うためのコンピュータ実行可能命令を有する、１つまたはそれを上回るコンピュータ可読媒体を備える、コンピュータプログラム製品。

本発明は、好ましい例示的実施形態を参照して、かつ添付の図面を参照して、以下により詳細に説明されるであろう。
図１は、白色光画像を表す第２のデジタル画像の例示的スケッチと、蛍光画像を表す第１のデジタル画像の例示的スケッチとを示す。 図２ａは、例示的白色光画像を示す。 図２ｂは、例示的蛍光画像を示す。 図３は、図１に示されるような第２のデジタル画像のスケッチと、図１に示されるような第１のデジタル画像のスケッチとの間の相関画像の例示的スケッチを示す。 図４は、本発明の好ましい実施形態による、図１に示されるような第２のデジタル画像のスケッチおよび図１に示されるような第１のデジタル画像のスケッチの複数のタイルへの例示的分割を示す。 図５は、第１のデジタル画像と第２のデジタル画像との間のオフセットが所定の値より大きい、例示的スケッチを示す。 図６は、本発明の好ましい実施形態による、例示的システムを示す。

図７は、本発明の別の好ましい実施形態による、例示的システムを示す。

図１の左側は、いわゆる白色光画像、すなわち、シークエンシング装置のフローセルの一部分の反射白色光照明の間、光学撮像システムを使用して得られるデジタル画像を表す、第１のデジタル画像の例示的スケッチを示す。例示的白色光画像は、図２ａに示される。例示的白色光画像は、例証目的のために、色反転される。

図１の右側は、いわゆる蛍光画像、すなわち、蛍光化合物の放出の間に得られる画像を表す、第２のデジタル画像の例示的スケッチを示し、蛍光化合物は、表面上にＤＮＡまたはＲＮＡを備える少なくとも１つの分子を受容するように構成される、ビーズに付着される。そのようなビーズは、例えば、Ｄｙｎａｂｅａｄｓという商標名で、例えば、Ｔｈｅｒｍｏ Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｉｎｃ．から市販されている（参考文献［１］参照）。また、例示的蛍光画像は、図２ｂに示される。例示的蛍光画像は、例証目的のために、色反転される。

図１では、ビーズは、黒色ドットとして示される。しかしながら、ビーズのサイズおよびビーズの数は、例証目的のために選定され、その実際のサイズおよび数を反映するものではないことは、当業者によって理解される。

第１のデジタル画像および第２のデジタル画像の例示的スケッチ内の丸で囲まれたビーズから分かるように、オフセットが、図１では「ｘ」として示される方向に、第１のデジタル画像と第２のデジタル画像との間に存在する。

図３は、図１に示されるような第１のデジタル画像のスケッチと図１に示されるような第２のデジタル画像のスケッチとの間の相関画像の例示的スケッチを示す。相関画像は、好ましくは、相互相関によって相関される。図から分かるように、ピークＰ、すなわち、「ｘ」方向に中心Ｃから変位される、相関画像内の最大相関値が、相関画像内に存在する。中心からの相関画像内のピークＰの本変位は、直接、第１のデジタル画像を表すスケッチと第２のデジタル画像を表すスケッチとの間のオフセットから生じる。

図４は、本発明の好ましい実施形態による、図１に示されるような第２のデジタル画像のスケッチおよび図１に示されるような第２のデジタル画像のスケッチの複数のタイルへの例示的分割を示す。好ましい実施形態では、第１のデジタル画像は、６４のタイルｔ＿ｆｉに分割され、第２のデジタル画像は、６４のタイルｔ＿ｓｉに分割される。第１のデジタル画像の６４のタイルｔ＿ｆｉの各タイルｔ＿ｆｉｖおよび第２のデジタル画像の６４のタイルｔ＿ｓｉの各タイルｔ＿ｓｉｖは、長さｌ＿１を図４に示されるように「ｘ」方向と垂直な方向に、長さｌ＿２を「ｘ」方向に有し、長さｌ＿１およびｌ＿２は両方とも、同一である。言い換えると、タイルｔ＿ｆｉｖおよびタイルｔ＿ｓｉｖは、同一サイズを有する。

本実施形態では、両画像のタイルへの分割後、タイルｔ＿ｆｉｖ毎およびタイルｔ＿ｓｉｖ毎の相関画像ｆｃｉ＿ｖが、作成され、６４の相関画像ｆｃｉをもたらす。相関画像ｆｃｉは、本実施形態では、相互相関によって算出される。

相関画像の作成後、複数の相関画像ｆｃｉ＿ｖのそれぞれ内の個別のピークの位置、すなわち、個別の最大相関値が、判定される。

さらなるステップでは、６４対のタイル毎にタイルｔ＿ｆｉｖと対応するタイルｔ＿ｓｉｖとの間のオフセットベクトルｆｏｖ＿ｖが、計算される。計算は、個別の相関画像ｆｃｉ＿ｖの中心位置と、相関画像ｆｃｉ＿ｖの最大相関値ｐ＿ｖの位置とを考慮することによって行われる。言い換えると、タイルの対毎に、オフセットベクトルｆｏｖ＿ｖが、以下のように計算されることができる。

ｆｏｖ＿ｖ＝（相関画像ｆｃｉ＿ｖの中心位置）−（相関画像ｆｃｉ＿ｖのｐ＿ｖのピーク位置）。

両画像を複数のタイルに分割する利点のうちの１つは、タイルへの適切な細分割が、例えば、レンズ歪曲から生じ得る、回転変位を本質的に考慮することである。

さらなるステップでは、ビーズ位置が、個別のオフセットベクトルｆｏｖ＿ｖを使用して変換され、ビーズは、タイルｔ＿ｓｉｖ内に位置する。言い換えると、タイルｔ＿ｓｉｖ全体ではなく、ビーズ位置のみが、変換される。タイル全体ではなく、ビーズ位置のみを変換する利点のうちの１つは、個別のタイルの全てのピクセルが、変換される必要がなく、特に、第２のデジタル画像全体ではなく、これが、あまり時間がかからず、あまりリソースを要求しないことである。１つのみのビーズ位置が、個別のタイルｔ＿ｓｉｖ内で変換されることができるのではなく、また、複数のビーズ位置も、個別のタイルの全てのピクセルを変換する必要なく、個別のタイルｔ＿ｓｉｖ内で変換されることができることが、当業者によって理解される。さらにまた、全てのピクセルを変換する必要なく、少なくとも１つのビーズ位置が、全てのタイルｔ＿ｓｉｖ内で変換されることができる、または単に、少なくとも１つのビーズ位置が、タイルｔ＿ｓｉのうちのいくつか内で変換されることができることが、当業者によって理解される。

図５は、第１のデジタル画像と第２のデジタル画像との間のオフセットが、所定の値より大きい、本好ましい実施形態によると、細分割のブロックサイズより大きい、すなわち、タイルｔ＿ｆｉｖおよびｔ＿ｓｉｖの長さｌ＿１ならびに／またはｌ＿２のある割合より大きい、実施例を示す。この場合、タイルは、重複せず、位置合わせプロセスは、失敗するであろう。したがって、大域的位置合わせが、タイルへの分割を使用した整列の前述の説明される方法の前に行われる。そのような大域的位置合わせの利点のうちの１つは、整列方法のロバスト性の改良である。

第１のデジタル画像および第２のデジタル画像の丸で囲まれたセクションから分かるように、直接、第１のデジタル画像および第２のデジタル画像を複数のタイルｔ＿ｆｉ／ｔ＿ｓｉに分割するであろう場合、「ｘ」方向における第２のデジタル画像内の第１のデジタル画像間のオフセットは、タイルｔ＿ｆｉｖおよびｔ＿ｓｉｖサイズのｌ＿２より大きい。その結果、重複がタイルｔ＿ｆｉｖとタイルｔ＿ｓｉｖとの間に存在せず、位置合わせは、失敗するであろう。

本好ましい実施形態の前の方法ステップは、図４に示されるような好ましい実施形態に提示されるように、第１のデジタル画像および第２のデジタル画像の複数のタイルへの分割前に行われる。

第１のステップでは、第１のデジタル画像と第２のデジタル画像との間の相関画像ｓｃｉが、第１のデジタル画像と第２のデジタル画像との間の相関を算出することによって作成される。本好ましい実施形態では、相関画像は、相互相関によって作成される。

第２のステップでは、相関画像ｓｃｉの最大相関値、すなわち、例えば、図３に示されるような相関画像のピーク値の位置が、判定される。

第３のステップでは、第１のデジタル画像と第２のデジタル画像との間のオフセットベクトルｓｏｖが、第１の相関画像の中心位置と、第１の相関画像の最大相関値の位置とを考慮することによって計算される。言い換えると、オフセットベクトルｓｏｖは、以下のように計算されることができる。

ｓｏｖ＝（第１の相関画像ｓｃｉの中心位置）−（第１の相関画像のピーク位置）。

第１のデジタル画像と第２のデジタル画像との間のオフセットが所定の限界を超えると判定される場合、第２のデジタル画像は、計算されたオフセットベクトルｓｏｖを適用することによって、変換される。前述の平行移動は、アフィン変換によって行われることが当業者によって理解される。本好ましい実施形態では、限界は、ベクトル成分のうちの少なくとも１つを備える。本実施形態では、第２のデジタル画像は、ベクトル成分のうちの少なくとも１つが、所定の値、例えば、個別のタイルｔ＿ｓｉｖの側方サイズの１０％または個別のタイルｔ＿ｓｉｖの側方サイズの１０％より大きい場合のみ、計算されたオフセットベクトルｓｏｖを適用することによって変換される。第１のデジタル画像と第２のデジタル画像との間のオフセットが所定の限界を超える場合、第２のデジタル画像のみを変換する利点のうちの１つは、時間がかかり、リソースを消費する大域的変換が、オフセットが高すぎ、したがって、位置合わせプロセスの失敗をもたらす場合のみ行われる必要があるということである。

図６は、本発明の好ましい実施形態による、例示的システム１００を示す。

一般に、システム１００は、図４を参照した実施形態に提示されるような方法ステップを実施するように構成される。

システム１００は、第１のデジタル画像を複数のタイルｔ＿ｆｉに分割する、第１のユニット１０１を備える。第１のユニット１０１が、第１のデジタル画像を複数のタイルｔ＿ｆｉに分割した後、第２のユニット１０２は、第２のデジタル画像を複数のタイルｔ＿ｓｉに分割する。両プロセスは第１のユニット１０１および第２のユニット１０２によって同時に行われることができることが、当業者によって理解される。代替として、また、第２のユニット１０２は、第１のユニット１０１が第１のデジタル画像を複数のタイルｔ＿ｆｉに分割する前に、第２のデジタル画像を複数のタイルｔ＿ｓｉに分割することができることが当業者によって理解される。第１のユニット１０１によって行われる分割の結果は、図４の左側に提示される。第２のユニット１０２によって行われる分割の結果は、図４の右側に提示される。

システム１００はさらに、各タイルｔ＿ｓｉｖと対応するタイルｔ＿ｆｉｖとの間の相関を算出することによって、複数の相関画像ｆｃｉを作成する、第３のユニット１０３を備える。

さらに、システム１００はさらに、相関画像ｆｃｉ＿ｖ毎に相関画像のピーク位置ｐ＿ｖ、すなわち、相関画像ｆｃｉ＿ｖ毎に最大相関値の位置を判定する、第４のユニット１０４を備える。

システム１００はさらに、対応する相関画像ｆｃｉ＿ｖの中心位置と、ピーク位置ｐ＿ｖとを考慮することによって、ペアｔ＿ｆｉｖおよびｔ＿ｓｉｖ毎に、オフセットベクトルｆｏｖ＿ｖを計算する、第５のユニット１０５を備える。言い換えると、第５のユニット１０５は、図４を参照した実施形態に提示されるような式を使用することによって、ｆｏｖ＿ｖを計算するように構成される。

図７は、本発明の別の好ましい実施形態による、例示的システム１００を示す。

システム１００は、図６を参照した好ましい実施形態による、システム１００と同一ユニットを備える。加えて、システム１００はさらに、第１のデジタル画像と第２のデジタル画像との間の相関を算出することによって、相関画像ｓｃｉを作成する、ユニット１０１−１を備える。ユニット１０１−１が、相関画像ｓｃｉを作成した後、ユニット１０１−２は、相関画像ｓｃｉの最大相関値の位置を判定する。ユニット１０１−２が、最大相関値の位置、すなわち、相関のピークを判定した後、ユニット１０１−３は、第１の相関画像の中心位置ｓｃｉと、第１の相関画像ｓｃｉの最大相関値の位置とを考慮することによって、第１のデジタル画像と第２のデジタル画像との間のオフセットベクトルｓｏｖを計算する。第１のデジタル画像と第２のデジタル画像との間のオフセットが、所定の限界を超える場合、ユニット１０１−４は、オフセットベクトルｓｏｖを第２のデジタル画像に適用することによって、第２のデジタル画像を変換する。変換後、または第１のデジタル画像と第２のデジタル画像との間のオフセットが所定の限界を超えないため変換が必要ではない場合、第１から第５のユニット１０１から１０５は、図６を参照した好ましい実施形態において議論されるようなプロセスステップを行う。

本発明は、図面および前述の説明において詳細に図示ならびに説明されたが、そのような例証および説明は、例証的または例示的かつ非制限的と見なされるべきである。本発明は、したがって、開示される実施形態に限定されない。開示される実施形態の変形例は、図面、本開示、および添付の請求項の研究から、当業者および請求される発明の実践者によって理解され、もたらされることができる。請求項では、単語「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（〜を備える）」は、他の要素またはステップを除外せず、不定冠詞「ａ」または「ａｎ」は、複数形を除外せず、「少なくとも１つ」を意味し得る。
（参考文献）

Claims (21)

1. 第２のデジタル画像の少なくとも一部分と第１のデジタル画像の少なくとも一部分とを整列させるための方法であって、前記方法は、好ましくは、以下の順序で、
   ａ）前記第１のデジタル画像の少なくとも一部分を複数のタイルｔ＿ｆｉ＝｛ｔ＿ｆｉ１，ｔ＿ｆｉ２，…，ｔ＿ｆｉｎ｝（但し、ｎは正の整数である）に分割するステップと、
   ｂ）前記第２のデジタル画像の少なくとも一部分を複数のタイルｔ＿ｓｉ＝｛ｔ＿ｓｉ１，ｔ＿ｓｉ２，…，ｔ＿ｓｉｎ｝に分割するステップであって、前記複数のタイルｔ＿ｓｉの各タイルｔ＿ｓｉｖ（但し、ｖ∈｛１，２，…ｎ｝）は、前記複数のタイルｔ＿ｆｉの１つの個別のタイルｔ＿ｆｉｖに対応する、ステップと、
   ｃ）各タイルｔ＿ｆｉｖ’と対応するタイルｔ＿ｓｉｖ’（但し、ｖ’∈｛１，２，…ｎ’≦ｎ｝）との間の相関を算出することによって、複数の相関画像ｆｃｉ＝｛ｆｃｉ＿１，ｆｃｉ＿２，…ｆｃｉ＿ｎ’｝を作成するステップと、
   ｄ）前記複数の相関画像ｆｃｉ＿ｖ’毎に、最大相関値ｐ＿ｖ’の位置を判定するステップと、
   ｅ）複数の第１のオフセットベクトルｆｏｖ＝｛ｆｏｖ＿１，ｆｏｖ＿２，…，ｆｏｖ＿ｎ’’｝を計算するステップであって、オフセットベクトルｆｏｖ＿ｖ’’（但し、ｖ’’∈｛１，２，…ｎ’’≦ｎ’｝）は、対応する相関画像ｆｃｉ＿ｖ’’の中心位置と個別の相関画像ｆｃｉ＿ｖ’’（但し、ｖ’’∈｛１，２，…ｎ’’≦ｎ’｝）の最大相関値ｐ＿ｖ’’の位置とを考慮することによって計算される、タイルｔ＿ｓｉｖ’’と対応するタイルｔ＿ｆｉｖ’’との間のオフセットを表す、ステップと、
   ｆ）前記対応する第１のオフセットベクトルｆｏｖを適用することによって、前記第２のデジタル画像の少なくとも一部分と前記第１のデジタル画像の少なくとも一部分を整列させるステップと、
   を含む、方法。
2. 前記複数のタイルｔ＿ｆｉおよびｔ＿ｓｉは、それぞれ、前記第１および第２のデジタル画像を完全に被覆し、ステップｆ）はさらに、前記対応する第１のオフセットベクトルｆｏｖ＿ｖ’’を適用することによって、前記タイルｔ＿ｓｉｖ’’または前記タイルｔ＿ｓｉｖ’’内の少なくとも１つのオブジェクトの位置を変換するステップを含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記少なくとも１つのオブジェクトは、好ましくは、ＤＮＡおよび／またはＲＮＡを受容するように構成される、ビーズである、請求項２に記載の方法。
4. 前記複数のタイルｔ＿ｆｉおよびｔ＿ｓｉは、それぞれ、前記第１および第２のデジタル画像にわたって分布され、前記第１および第２のデジタル画像の一部分のみを被覆する、請求項１に記載の方法。
5. 前記複数のタイルｔ＿ｆｉおよびｔ＿ｓｉは、前記タイルのサイズより大きいセルサイズを有する規則的グリッド上に等しく定寸および分布される、請求項４に記載の方法。
6. ステップｅ）後、前記オフセットベクトルｆｏｖ＿ｖ’’を前記タイルｔ＿ｓｉｖ’’の所定の領域に割り当てるステップをさらに含む、請求項４または５に記載の方法。
7. 前記所定の領域は、前記タイルｔ＿ｓｉｖ’’の中心である、請求項６に記載の方法。
8. 前記方法はさらに、ステップｅ）後、回帰分析ステップを含み、前記回帰分析ステップは、前記割り当てられたオフセットベクトルｆｏｖ＿ｖ’’に基づいて、所定の関数のパラメータを判定し、ステップｆ）はさらに、前記関数を適用することによって、前記第２のデジタル画像を変換するステップを含む、請求項４から７のいずれかに記載の方法。
9. 前記所定の関数は、３次多項式関数である、請求項８に記載の方法。
10. 前記複数のタイルｔ＿ｆｉおよびｔ＿ｓｉは、それぞれ、前記第１および第２のデジタル画像上に分布され、重複しない、請求項２から８のいずれかに記載の方法。
11. ｎ＝ｎ’＝ｎ’’であって、ｖ’＝ｖ’＝ｖ’’である、請求項１から１０のいずれかに記載の方法。
12. ステップａ）の前に、
    ａ１）前記第１のデジタル画像の少なくとも一部分と前記第２のデジタル画像の少なくとも一部分との間の相関を算出することによって、相関画像ｓｃｉを作成するステップと、
    ａ２）前記相関画像ｓｃｉの最大相関値ｐ＿ｃの位置を判定するステップと、
    ａ３）前記第１の相関画像ｓｃｉの中心位置と、前記第１の相関画像ｓｃｉの最大相関値ｐ＿ｖの位置とを考慮することによって、前記第１のデジタル画像の少なくとも一部分と前記第２のデジタル画像の少なくとも一部分との間のオフセットベクトルｓｏｖを計算するステップと、
    をさらに含む、請求項１から１１のいずれかに記載の方法。
13. ステップａ３）後、前記計算されたオフセットベクトルｓｏｖを適用することによって、前記第２のデジタル画像の少なくとも一部分を変換するステップをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
14. 前記複数のタイルｔ＿ｓｉの各タイルｔ＿ｓｉｖは、同一長さｌ＿１を第１の方向に、同一長さｌ＿２を前記第１の方向と垂直な第２の方向に有し、好ましくは、ｌ＿１＝ｌ＿２であって、より好ましくは、ｌ＿１＝ｌ＿２＝１２８ピクセルである、請求項１から１３のいずれかに記載の方法。
15. 前記複数のタイルｔ＿ｆｉの各タイルｔ＿ｆｉｖは、前記長さｌ＿１を前記第１の方向に、前記長さｌ＿２を前記第２の方向に有する、請求項１４に記載の方法。
16. 前記第１および／または前記第２のデジタル画像は、蛍光化合物を運ぶ少なくとも１つのオブジェクトを含有し、前記第１のデジタル画像および／または前記第２のデジタル画像は、前記蛍光化合物による電磁放射の放出の間、光学撮像システムによって得られる、請求項１から１５のいずれかに記載の方法。
17. 前記第１のデジタル画像および／または前記第２のデジタル画像は、反射照明の間、好ましくは、反射白色光照明の間、光学撮像システムによって得られる、請求項１から１６のいずれかに記載の方法。
18. 前記タイルｔ＿ｓｉｖ’と前記対応するタイルｔ＿ｆｉｖ’との間の相関は、前記タイルｔ＿ｓｉｖ’および前記対応するタイルｔ＿ｆｉｖ’の位相相関または相互相関によって算出される、請求項１から１７のいずれかに記載の方法。
19. 前記第１のデジタル画像の少なくとも一部分と前記第２のデジタル画像の少なくとも一部分との間の相関は、前記第１のデジタル画像の少なくとも一部分および前記第２のデジタル画像の少なくとも一部分の位相相関または相互相関によって算出される、請求項１２から１８のいずれかに記載の方法。
20. 第２のデジタル画像の少なくとも一部分と第１のデジタル画像の少なくとも一部分とを整列させるためのシステムであって、前記システムは、好ましくは、前記請求項のいずれかに記載の方法のいずれかのステップを実施するように構成され、
    前記第１のデジタル画像の少なくとも一部分を複数のタイルｔ＿ｆｉ＝｛ｔ＿ｆｉ１，ｔ＿ｆｉ２，…，ｔ＿ｆｉｎ｝（但し、ｎは正の整数である）に分割するように構成される、第１のユニットと、
    前記第２のデジタル画像の少なくとも一部分を複数のタイルｔ＿ｓｉ＝｛ｔ＿ｓｉ１，ｔ＿ｓｉ２，…，ｔ＿ｓｉｎ｝に分割するように構成された第２のユニットであって、前記複数のタイルｔ＿ｓｉの各タイルｔ＿ｓｉｖ（但し、ｖ∈｛１，２，…ｎ｝）は、前記複数のタイルｔ＿ｆｉの１つの個別のタイルｔ＿ｆｉｖに対応する、第２のユニットと、
    各タイルｔ＿ｆｉｖ’と対応するタイルｔ＿ｓｉｖ’（但し、ｖ’∈｛１，２，…ｎ’≦ｎ｝）との間の相関を算出することによって、複数の相関画像ｆｃｉ＝｛ｆｃｉ＿１，ｆｃｉ＿２，…ｆｃｉ＿ｎ’｝を作成するように構成される、第３のユニットと、
    前記複数の相関画像ｆｃｉ＿ｖ’毎に、最大相関値ｐ＿ｖ’の位置を判定するように構成される、第４のユニットと、
    複数の第１のオフセットベクトルｆｏｖ＝｛ｆｏｖ＿１，ｆｏｖ＿２，…，ｆｏｖ＿ｎ’’｝を計算するように構成された第５のユニットであって、オフセットベクトルｆｏｖ＿ｖ’’（但し、ｖ’’∈｛１，２，…ｎ’’≦ｎ’｝）は、対応する相関画像ｆｃｉ＿ｖ’’の中心位置と、個別の相関画像ｆｃｉ＿ｖ’’（但し、ｖ’’∈｛１，２，…ｎ’’≦ｎ’｝）の最大相関値ｐ＿ｖ’’の位置とを考慮することによって計算される、タイルｔ＿ｓｉｖ’’と対応するタイルｔ＿ｆｉｖ’’との間のオフセットを表し、前記第５のユニットは、さらに、前記対応する第１のオフセットベクトルｆｏｖを適用することによって、前記第２のデジタル画像の少なくとも一部分と前記第１のデジタル画像の少なくとも一部分とを整列させるように構成される、第５のユニットと、
    を備える、システム。
21. 請求項１から１９のうちの１項に記載の方法のステップを行うためのコンピュータ実行可能命令を記録したコンピュータ可読記録媒体。