高倍率光学顕微鏡画像からのパンフォーカス・ステレオ表示

高倍光学显微镜图像的全焦立体显示

基本信息

批准号：
05750425
负责人：
金田和文
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Hiroshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1993
资助国家：
日本
起止时间：
1993 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、光学顕微鏡の欠点である焦点深度の浅さに起因するボケによる試料の形状認知の困難さを解決するために、画像処理とコンピュータグラフィックスの両者の手法を融合した高倍率光学顕微鏡画像のパンフォーカス・ステレオ表示法を開発した。すなわち、次の項目に関する手法の開発を行った。1.焦点位置を一定間隔で奥行き方向に変化させた複数枚の光学顕微鏡画像をCCDカメラから取り込み、それらの連続画像から、合焦点領域のみを高速かつ精度よく抽出する手法を開発した。焦点の合っている領域ほど空間周波数が高くなるという性質を利用し、画像中の高周波成分を取り出したマップ画像を用いて合焦点領域の抽出を行う。さらに精度良く合焦点領域を抽出するために、マップ画像値を奥行き方向にスプライン補間して合焦点位置を決定する方法を開発した。2.抽出された合焦点領域ををもとに、合焦点領域の色をもった柱状ボクセルにより3次元形状を構築し、カラー陰影表示を施したステレオ表示を行う方法を開発した。多数の柱状ボクセルの表示を高速に行うために、視点位置からの可視の優先順位に従ってボクセル画を描画する手法を開発した。さらに詳細な観察を行うために、表面の高さに応じた類似カラー表示を行うことも可能である。土木工学の材料学や医学分野における、水中の微粒子や眼球内部の観察に本手法を適用することにより、その有用性を明かにした。

在这项研究中，我们开发了一种结合图像处理和计算机图形技术的高倍光学显微镜，解决了光学显微镜因焦深浅而导致模糊而难以识别样品形状的缺点。我们开发了一种图像的泛焦立体显示方法。具体来说，我们开发了与以下项目相关的方法。 1. 我们开发了一种方法，从 CCD 相机捕获焦点位置在深度方向上定期变化的多个光学显微镜图像，并从这些连续图像中高速、高精度地仅提取焦点对准区域。利用区域越聚焦，空间频率越高的特性，使用从图像中提取高频分量的映射图像来提取聚焦区域。为了更精确地提取对焦区域，我们开发了一种通过在深度方向对贴图图像值进行样条插值来确定对焦位置的方法。 2. 基于提取的对焦区域，利用柱状体素和对焦区域的颜色构建三维形状，并开发了一种具有颜色渐晕的立体显示方法。为了高速显示大量柱状体素，我们开发了一种根据视点位置的可见性优先级来绘制体素图像的方法。为了更细致的观察，还可以根据表面的高度显示相似的颜色。通过将该方法应用于土木工程和医学材料科学领域中水和眼球内部微粒的观察，我们已经证明了其有用性。