荧光观察装置以及荧光观察方法_4

文档序号:9354941阅读:来源:国知局
输入的差分图像的重叠的A2+B2运算,由此,生成了差分图像被重叠于彩色图像的观察图像。
[0074]即使是在以上那样的荧光观察装置IB中,荧光图像取得期间的曝光时间与背景图像取得期间的曝光时间也互相不同。这样,通过使荧光图像取得期间的曝光时间与背景图像取得期间的曝光时间为非对称从而观测图像的流畅性变得良好。另外,因为激发光的开启/断开的时间对应于曝光时间的非对称性也变成非对称,所以能够减少由激发光的忽亮忽灭引起的给使用者的不协调感。另外,因为通过使由白色光源21形成的观测对象物P的彩色图像重叠于差分图像从而荧光被显示于由彩色进行显示的观测对象物P,所以能够进一步提高观测图像的视觉辨认性。
[0075]还有,在图6的时序图中,因为常时将白色光源21作为开启(点灯)的状态所以白色光源21的白色光的波长区域与激发光源11的激发光的波长区域即使重复(包括一部分重复)也在荧光图像和背景图像中包含被白色光激发的荧光,并且在差分图像中排除了该影响。但是,如图7所示,也可以以与激发光源11的开启/断开的切换翻转的方式切换白色光源21的开启/断开。还有,即使是由图6所表示的时序图的情况下,也因为通过以从来自白色光源21的白色光的波长区域截止激发光的波长区域的光的方式将带通滤波器等的分光单元(没有图示)配置于白色光源21的白色光的光路上从而荧光图像能够避免由于白色光源而受到影响,所以能够适宜地获得以彩色进行显示的观测图像。
[0076][第3实施方式]
[0077]图8是表示本发明的第3实施方式所涉及的荧光观察装置的方块图。如同图所示,第3实施方式所涉及的荧光观测IC在帧存储器14的后段还具备MAX/MIN滤波器31的方面与第I实施方式不同。
[0078]该MAX/MIN滤波器31为如下滤波器:相对于从帧存储器14输出到差分运算器15的荧光图像或者背景图像,对于包含于这些图像中的各个像素的亮度,进行将对对象像素加上处于其附近的规定范围内的像素后的多个像素中的最大亮度作为对象像素的亮度的最大滤波处理、或者将对对象像素加上处于其附近的规定范围内的像素后的多个像素中的最小亮度作为对象像素的亮度的最小滤波处理。
[0079]图9是表示在图8所表示的荧光观察装置中被执行的荧光观察方法的时序图。在同图所表示的例子中,以图像取得期间Tll取得的荧光图像在图像取得期间T21中经过基于图像处理部13中的第I修正值的亮度修正而被输入到差分运算器15的Al输入端子。另夕卜,以I个之前的帧图像取得期间Tn 4勺图像取得期间T20进行取得的背景图像在图像取得期间Tll中经过基于图像处理部13中的第2修正值的亮度修正而被输入到帧存储器14,并在图像取得期间T21中在由MAX/MIN滤波器31进行最大滤波处理之后被输入到差分运算器15的BI输入端子。于是,在图像取得期间T21中,执行取得Al输入的荧光图像与BI输入的背景图像之差分的Al-MAX(Bl)运算,并生成荧光被抽出的差分图像。
[0080]即使是在以上那样的荧光观察装置IC中,荧光图像取得期间的曝光时间与背景图像取得期间的曝光时间也互相不同。这样,通过使荧光图像取得期间的曝光时间与背景图像取得期间的曝光时间为非对称从而观测图像的流畅性变得良好。另外,因为激发光的开启/断开的时间对应于曝光时间的非对称性也变成非对称,所以能够减少由激发光的忽亮忽灭引起的给使用者的不协调感。
[0081]另外,在荧光观察装置IC中,相对于从帧存储器14被输出到差分运算器15的背景图像,进行由MAX/MIN滤波器31进行的最大滤波处理。在第I帧图像与第2帧图像的差分图像中,例如会有假的差分图像成分在明亮的图像部分与暗淡的图像部分的边界上被抽出的情况。另外,即使是在对于观测对象物P来说有活动的情况下也会有假的差分图像成分被抽出的情况。相对于此,通过将最大滤波处理应用于背景图像从而能够抑制假的差分图像成分的抽出。
[0082]接着,对由MAX/MIN滤波器31的最大滤波处理得到的假的差分图像成分的抽出的抑制效果进行说明。图10是表示图8所表示的荧光观察装置中的图像的一个例子的示意图,(a)为背景图像,(b)荧光图像。这些背景图像以及荧光图像是已完成亮度修正,表示从取得背景图像到取得荧光图像为止,观测对象物P仅以2个像素份向上侧移动的状态。另夕卜,图11是表示在图10的例子中假的差分图像成分的除去的情况的示意图,(a)为取得通常的差分的情况,(b)、(C)为进行了最大滤波处理的情况。
[0083]图11(a)的X为沿着图10(a)的线LI的亮度分布,Y表示沿着图10(b)的线L2的亮度分布。相对于在亮度分布X中,从图中的上侧的像素按顺序成为“暗一亮一暗一亮一暗—暗一亮一亮一亮一暗一暗”,在亮度分布Y中,观测对象物P移动的结果,从图中的上侧按顺序成为“暗一壳一暗一暗一壳一壳一壳一暗一暗一壳一壳”。此时,在由Y-X运算取得的差分图像中,本来除了荧光信号之外所有的像素中亮度分布不得不成为“暗”,但是在亮度分布Y为“亮”并且亮度分布X为“暗”的像素中产生假的差分图像成分Zl,Z2。
[0084]相对于这样的假的差分图像成分,在图11 (b)中,将滤波处理的像素数设为η = 2并进行最大滤波处理,将对对象像素加上了在垂直方上在时间上之前的I个像素后的2个像素中的最大亮度作为对象像素的亮度。另外,在图11(c)中,将滤波处理的像素数设为η=3并进行最大滤波处理,将对对象像素加上了在垂直方上在时间上之前的2个像素后的3个像素中的最大亮度作为对象像素的亮度。
[0085]如图11(b)所示,在η = 2的最大滤波处理中,在背景图像的亮度分布MAX(X)中,I个之前的像素的亮度从“暗”被替换成“亮”,并成为“暗一亮一亮一亮一亮一暗一亮一亮—亮一亮一暗”。由此,在由Y-MAX⑴运算获得的差分图像中,假的差分图像成分Z1,Z2被除去。另外,在由Y-MAX(X)运算获得的差分图像中,因为亮度分布MAX(X)中的第6个像素依然为“暗”,所以产生了假的差分图像成分Z3。
[0086]相对于此,如图11(c)所示,在n = 3的最大滤波处理中,在背景图像的亮度分布MAX⑴中,2个之前以及I个之前的像素的亮度从“暗”被替换成“亮”,并成为“暗一亮一亮—亮一亮一亮一亮一亮一亮一亮一亮”。由此,在由Y-MAX(X)运算获得的差分图像中,所有的假的差分图像成分被除去。
[0087]图12是表示在图8所表示的荧光观察装置中被执行的荧光观察方法的变形例的时序图。在同图所表示的例子中,以图像取得期间Tll取得的荧光图像在图像取得期间Τ21中经过基于图像处理部13中的第I修正值的亮度修正而被输入到帧存储器14。被输入到帧存储器14的荧光图像在图像取得期间Τ12中由ΜΑΧ/ΜΙΝ滤波器31进行最小滤波处理,之后被输入到差分运算器15的BI输入端子。另外,以图像取得期间Τ21取得的背景图像在图像取得期间Τ12中经过基于图像处理部13中的第2修正值的亮度修正而被输入到差分运算器15的Al输入端子。于是,在图像取得期间Τ12中,执行取得BI输入的荧光图像与Al输入的背景图像之差分的MIN(Bl)-Al运算,生成荧光被抽出的差分图像。
[0088]接着,对由ΜΑΧ/ΜΙΝ滤波器31的最小滤波处理得到的假的差分图像成分的抽出的抑制效果进行说明。图13是表示图8所表示的荧光观察装置中的图像的一个例子的示意图,(a)为荧光图像,(b)背景图像。这些荧光图像以及背景图像是已完成亮度修正,表示从取得荧光图像到取得背景图像为止,观测对象物P仅以2个像素份向下侧移动的状态。另夕卜,图14是表示在图13的例子中假的差分图像成分的除去的情况的示意图,(a)为取得通常的差分的情况,(b)、(C)为进行了最小滤波处理的情况。
[0089]图14(a)的X为沿着图13(a)的线L3的亮度分布,Y表示沿着图13 (b)的线L4的亮度分布。相对于在亮度分布X中从图中的上侧的像素按顺序成为“暗一亮一暗一暗一亮—亮一亮一暗一暗一亮一亮”,在亮度分布Y中,观测对象物P移动的结果,从图中的上侧按顺序成为“暗一亮一暗一亮一暗一暗一亮一亮一亮一暗一暗”。此时,在由Y-X运算取得的差分图像中,在亮度分布X为“亮”并且亮度分布Y为“暗”的像素上产生假的差分图像成分 Z4, Z5。
[0090]相对于这样的假差分图像成分,在图14(b)中,将滤波处理的像素数设为η = 2并进行最小滤波处理,将对对象像素加上了在垂直方上在时间上之前的I个像素后的2个像素中的最小亮度作为对象像素的亮度。另外,在图14(c)中,将滤波处理的像素数设为η =3并进行最小滤波处理,将对对象像素加上了在垂直方上在时间上之前的2个像素后的
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