[发明专利]成像系统、成像装置和图像处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及具有把图像拼接在一起的功能的显微镜成像系统。

背景技术

近年来，为了解决诸如病理学家短缺和远程医疗之类的问题，使用病理标本图像来进行的诊断的重要性提升。病理标本图像是由包括电动台架的显微镜或医学幻灯片扫描仪(后文称为显微镜成像系统)获取的。但是，为了获取适用于诊断的高准确度图像，需要克服大量的技术问题。

作为其中一个技术问题，有关图像拼接的问题是已知的。可由数码显微镜的物镜成像的标本的范围相比于整个标本较小，通常等于或小于整个标本的百分之一。所以，为了对整个标本成像，需要捕获不同位置中的多幅图像并且把这些图像拼接在一起。

一般来说，多幅图像数据是通过在使用电动台架每次以固定间隔移动标本的同时重复成像来获取的(一次成像所获取的图像数据被称为“拼片(tile)”)。在这种情况下，台架的后冲等导致位置偏差并且位置偏差影响图像。结果，当简单地排列拼片时，在接缝中出现差异。无法获取表示整个标本的图像数据(后文被称为“整幅图像”)。所以一般来说，获得拼片使得彼此相邻的拼片的外围部分重叠。在进行了位置偏差校正以匹配重叠处的形状之后形成整幅图像。还进行物镜的畸变像差的校正和图像的旋转等。

当把大量的拼片拼接在一起时，无法仅仅根据位于附近的拼片来估计位置偏差。需要保持相当于宽范围的大量拼片并且进行位置偏差估计。这种方法被称为全局配准(global registration)。为了产生病理标本的整体图像，当使用常规配置(1/1.8英寸图像传感器和20倍率物镜)时，需要20000个或更多个拼片。为了保持和处理这么多的拼片，显微镜成像系统需要包括具有大存储容量并且能够高速访问的硬盘和存储器以及能够执行具有大计算负荷的位置偏差量估计处理的CPU。但是，从装置的尺寸和成本的角度来看，不期望硬件尺寸增大。

在PCT申请No.2008-511899(WO2006/028439)的日文翻译中公开的显微镜成像系统按顺序对图像条带(在移动台架时由线传感器获取的横向长部分)成像并且在获取相邻的图像条带的时候进行位置偏差估计。图像条带相当于具有的尺寸等于或大于由图像传感器获取的拼片的100倍的区域。当与包括图像传感器的显微镜成像系统相比时，接缝的数量大幅减少。不需要执行全局配准。结果，保持显微镜成像系统的硬件小。

在除了显微镜成像系统以外的扫描仪装置中，装置的硬件尺寸有可能因为执行拼接而增大。在日本专利申请公开No.H11-73494(US6259826B1)中公开的手持扫描仪是在纸上移动主体并且用在主体上安装的线传感器来获取纸上描绘的图像信息的装置。由于手持扫描仪是由手把持并移动的，所以装置主体需要形成得尽可能小。手持扫描仪把通过扫描固定部分而获取的数据设置为一个拼片并且在压缩拼片后把拼片传送到PC。手持扫描仪把手持扫描仪的位置数据添加到拼片并且发送位置数据。PC根据位置数据来拼接拼片。通常，在扫描仪装置与PC之间进行的数据通信的传送速率低。但是，由于拼片被压缩和发送，所以不需要在扫描仪装置中存储拼片。在PC上执行大计算负荷的拼接以实现小的硬件配置。

在拼接时进行的位置偏差估计处理也用在使用多幅图像进行的图像高清晰度处理中。如在使用拼接的装置中，有可能导致硬件尺寸增大。在日本专利申请公开No.2009-048487中公开的图像处理装置使压缩后的高分辨率的局部图像对齐并且把高分辨率的局部图像粘贴到低分辨率的整幅图像以生成高清晰度的图像。这些图像在增大清晰度之前以压缩的状态存储和传送，以保持存储器等的硬件尺寸小。

在说明问题之前，定义有关装置配置的术语。显微镜成像系统需要对由图像传感器成像的图像数据进行范围从诸如噪声校正处理之类的计算负荷小的轻处理到诸如拼接之类的重处理的处理。在以下说明中，显微镜成像系统被配置为分担处理的两个装置(分别称为成像装置和图像处理装置)。成像装置通过图像传感器进行图像数据获取以及诸如传感器噪声校正之类的相对轻的处理。图像处理装置进行诸如拼接之类的相对重的处理。作为图像处理装置，假定是诸如工作站或服务器之类的外部计算机和已面市母板的实施。