特許ウォッチ

公開番号2025135891
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-19
出願番号2024033955
出願日2024-03-06
発明の名称画像解析装置、画像解析プログラムおよび顕微鏡装置
出願人株式会社日立製作所
代理人ポレール弁理士法人
主分類G06T 7/00 20170101AFI20250911BHJP(計算;計数)
要約【課題】
組織画像における対象物の分散性や不均一性をいった配置の偏りを把握可能とする。
【解決手段】
組成物の組織画像における対象物の配置を解析する画像解析装置において、前記対象物の配置における理想状態における対象物同士の距離を示す理想収束距離を計算する理想収束距離計算部105と、複数の連結距離それぞれについて、当該連結距離で前記対象物同士が連結可能な複数の残存グループを作成し、作成された前記残存グループのグループ数と該当する連結距離の相関関係を示す連結距離相関関係情報を作成する収束計算処理部104と、前記理想収束距離および前記連結距離相関関係情報に基づいて、前記対象物の配置における偏りを示す不均衡性指標を算出する不均衡性指標計算部106と、前記不均衡性指標に応じた表示データを出力する出力部102を有する画像解析装置。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
組成物の組織画像における対象物の配置を解析する画像解析装置において、
前記対象物の配置における理想状態における対象物同士の距離を示す理想収束距離を計算する理想収束距離計算部と、
複数の連結距離それぞれについて、当該連結距離で前記対象物同士が連結可能な複数の残存グループを作成し、作成された前記残存グループのグループ数と該当する連結距離の相関関係を示す連結距離相関関係情報を作成する収束計算処理部と、
前記理想収束距離および前記連結距離相関関係情報に基づいて、前記対象物の配置における偏りを示す不均衡性指標を算出する不均衡性指標計算部と、
前記不均衡性指標に応じた表示データを出力する出力部を有する画像解析装置。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
請求項１に記載の画像解析装置において、
前記収束計算処理部は、前記対象物同士の距離を示す対象物間距離を計算し、前記連結距離により短い対象物間距離の対象物を残存グループとする画像解析装置。
【請求項３】
請求項２に記載の画像解析装置において、
前記対象物間距離は、距離を測定する２つの前記対象物の重心間距離である画像解析装置。
【請求項４】
請求項１に記載の画像解析装置において、
前記収束計算処理部は、前記理想収束距離であるＬ０を、前記組織画像の幅をW、前記組織画像の高さをＨ、前記対象物の個数をＮ、としたとき、
TIFF
2025135891000007.tif
29
112
を用いて計算する画像解析装置。
【請求項５】
請求項２に記載の画像解析装置において、
前記収束計算処理部は、前記対象物を円と仮定し、前記対象物同士の重心間距離からそれぞれの対象物の半径を差し引いた距離を前記対象物間距離として計算する画像解析装置。
【請求項６】
請求項２に記載の画像解析装置において、
前記収束計算処理部は、前記理想収束距離であるＬ０を、前記組織画像の幅をW、前記組織画像の高さをＨ、前記対象物の個数をＮ、前記対象物の総面積をＳａ、円周率をπとしたとき、
TIFF
2025135891000008.tif
16
112
を用いて計算する画像解析装置。
【請求項７】
請求項１に記載の画像解析装置において、
前記理想収束距離計算部は、前記理想収束距離を用いて、理想収束線を作成し、
収束計算処理部は、連結距離相関関係情報として、グループ収束折れ線を作成し、
前記不均衡性指標計算部は、前記グループ収束折れ線および前記理想収束線との差分を用いて、前記不均衡性指標を計算する画像解析装置。
【請求項８】
請求項７に記載の画像解析装置において、
前記不均衡性指標計算部は、前記グループ収束折れ線に、前記理想収束線を重畳描画したグループ収束グラフにおいて、前記グループ収束折れ線と前記理想収束線とで囲まれる面積Ｓｄを前記対象物の個数Ｎで割ったＳｄ／Ｎを、前記不均衡性指標として計算する画像解析装置。
【請求項９】
請求項１に記載の画像解析装置において、
さらに、
前記組織画像のコントラスト調整を行って前記対象物とそれ以外の構成要素を白黒で表す２値画像を出力する２値化処理部と、
前記２値画像から前記対象物のそれぞれの面積と重心座標のリストである座標面積リストを作成する座標面積リスト生成部を有する画像解析装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の画像解析装置において、
前記出力部は、前記組織画像、および、前記理想収束距離および前記連結距離相関関係情報を含むグループ収束グラフをＧＵＩ表示画面に表示する画像解析装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に材料等の組成物の組織画像を解析する技術に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
現在、対象物を含む組成物についての組織画像を用いて、組成物に対する分析を行うことがなされている。例えば、金属やセラミック、樹脂などの機能性材料についての分析が行われている。このような機能性材料では、材料組織の構造によって材料の特性が変化し、組織構造の制御が極めて重要である。材料の組織構造を制御するためには、組織構造を定量評価が重要である。このため、一般的には光学顕微鏡や電子顕微鏡によって得られた観察画像から、画像処理によって組織の特徴量を数値化し、そのデータを材料特性と関連付けて解析することで、特性発現メカニズム理解や特性改善の指針を得る。
【０００３】
機能性材料の中には、一つの材料の中に複数の成分や化合物が混在するものが多く、それらの材料では、材料特性に強く影響する要因として、含有成分といった組成物における対象物の分散性を重要視する場合が多い。代表的な例としては、鉄鋼材料中の微細析出物の分散性や、混錬プロセスで製造される機能性高分子材料の異種ポリマーの分散性などがあげられる。したがって、材料組織における含有成分の分散性を適切に定量化できる画像処理技術が重要となる。
【０００４】
このため、組織画像から、組織の分散性を評価する方法は従来も提案されている。古くから適用されている一般的な方法としては、組織画像を一定サイズの区画に分割し、各区画内に含まれる対象物の面積などの分布から特徴量を抽出し分散性の指標を計算する区画法がある。
【０００５】
例えば、特許文献１では、区画法を基本としながら、ミクロからマクロの分散性をより精緻に評価する方法が提案されている。特許文献１の方法によれば、画像分割の区画サイズを変えながら、各スケールの特徴量を計算し、その特徴量の区画サイズ依存性の変化から、画像全体の分散性指標を算出できることが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１５－７５４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、特許文献１は分散性の評価に有効な手法であるが、区画法を基本としているため、分割した区画内では対象物の位置関係の差異は表現されない。また、特許文献１に記載の実施例では、区画サイズを一定にする都合上、２
ｎ
×２
ｎ
（ｎ：自然数）の分割数で画像を分割するため、入力画像の制約や、区画サイズの刻み度合いに制約がある。この点において特許文献１では分割数を２
ｎ
×２
ｎ
に限らない旨の記述があるものの、具体的な内容は示されておらず、画像のＰｉｘｅｌサイズおよび縦横比によっては、分割数によっては区画を整数で割り切れず、解析が難しい課題があった。
【０００８】
そこで、本発明では、任意のサイズの組織画像における対象物の分散性や不均一性をいった配置の偏りを把握可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明では、組織画像における対象物同士の距離に応じて、当該対象物の偏りを示す不均衡性指標を算出する。すなわち、象物の配置における理想状態での理想収束距離と、対象物の連結距離と連結距離に応じて作成される残存グループのグループ数の関係を示す連結距離相関関係情報に基づいて、対象物の配置における偏りを示す不均衡性指標を算出する。
【００１０】
より具体的には、組成物の組織画像における対象物の配置を解析する画像解析装置において、前記対象物の配置における理想状態における対象物同士の距離を示す理想収束距離を計算する理想収束距離計算部と、複数の連結距離それぞれについて、当該連結距離で前記対象物同士が連結可能な複数の残存グループを作成し、作成された前記残存グループのグループ数と該当する連結距離の相関関係を示す連結距離相関関係情報を作成する収束計算処理部と、前記理想収束距離および前記連結距離相関関係情報に基づいて、前記対象物の配置における偏りを示す不均衡性指標を算出する不均衡性指標計算部と、前記不均衡性指標に応じた表示データを出力する出力部を有する画像解析装置である。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許