2種類の顕微鏡画像によるレジストレーション手法
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*2種類の顕微鏡画像によるレジストレーション手法 [#d4129c6e]
#contents
*はじめに [#s5449e43]
現在医学の世界で、細胞内での特定蛋白質の観察を行うための...
-病気の際に異常が起きている細胞内での特定蛋白質の位置がわ...
-異なる種類の蛋白質同士が隣接している際にお互いにどのよう...
といったことが可能になる。
そのために現在電子顕微鏡画像と共焦点レーザー顕微鏡画像を...
-電子顕微鏡画像
#ref(電子顕微鏡画像.JPG,center,nolink)
CENTER:図１ 電子顕微鏡画像
この画像は図1のような画像である。この画像には細胞膜、細胞...
-共焦点レーザー顕微鏡画像
#ref(共焦点レーザー顕微鏡画像(全).JPG,center,nolink)
CENTER:図2 共焦点レーザー顕微鏡画像
この画像は図2のような画像である。図2はタリンという蛋白質...
今回用いる画像では、共焦点レーザー顕微鏡画像の方が広範囲...
#ref(共焦点レーザー顕微鏡画像.JPG,left,nolink,around)
#ref(重ね合わせ図.JPG,right,nolink)
図3 図２から図１の範囲を切り抜いた画像 ...
しかし、この手法を行う上で共焦点レーザー顕微鏡画像の写す...
そこで本研究では、特定蛋白質をタリンと定め、この探索をコ...
*原理 [#c492c219]
2種類の画像を使って位置を特定するわけなのだが、2種類の画...
-電子顕微鏡画像&br;→ 細胞膜を確認することができるのでそ...
-共焦点レーザー顕微鏡画像&br;→ タリンが細胞膜付近に分布...
*本手法の説明 [#x8f337ec]
**画像の取得 [#kea2904c]
***電子顕微鏡画像 [#d8cc8043]
（人の手による作業）&br;電子顕微鏡画像の細胞膜を画像処理...
（以下はコンピュータで行う作業である）&br;電子顕微鏡画像...
例として、図5のような電子顕微鏡画像にこれらの処理を施すこ...
#ref(電子顕微鏡画像１.JPG,left,nolink,around)
#ref(テンプレート画像１.JPG,right,nolink)
図5 もとの画像 ...
***共焦点レーザー顕微鏡画像 [#e4ddfdd3]
原理の項でも述べたように共焦点レーザー顕微鏡画像の発色部...
図2を例にとると、処理を行ったものは図7のようになる。
#ref(2値化レーザー2.JPG,center,nolink)
CENTER:図7 図2の2値化画像
**探索 [#d11584a7]
以上の画像を用いて探索を行う。探索にはテンプレートマッチ...
テンプレートマッチングとは、入力画像とテンプレート画像と...
-入力画像 → 共焦点レーザー顕微鏡画像から細胞膜の形を抜...
-テンプレート画像 → 電子顕微鏡画像から細胞膜の形を抜き...
である。以降はこれを踏まえて入力画像、テンプレート画像と...
入力画像とテンプレート画像の重なった部分がどの程度似てい...
bb: テンプレート画像の黒のうち入力画像の黒と重なった割合...
#mimetex(score=bb+ww-wb-bw)
これはテンプレート画像の画素の色を基準に、どのくらいの割...
（図は必要だろうか…）
また、テンプレート画像が入力画像上でどの角度で一致するか...
-テンプレート画像は0°～359°の範囲で回転させる
-テンプレート画像の縮尺率に少し幅を持たせる
といった処理を行いながらの探索となる。
*実験と結果 [#e3a8c0f4]
**実験に使用した画像 [#n2c77ba8]
画像は以下の画像を使用した。
-電子顕微鏡画像
本手法は倍率5倍の電子顕微鏡画像を基準として考えたので、他...
#ref(電子顕微鏡画像2.JPG,left,nolink,around)
#ref(電子顕微鏡画像3.JPG,left,nolink,around)
#ref(電子顕微鏡画像4.JPG,left,nolink)
図8 電子顕微鏡画像(倍率5倍) 図9 電子...
-共焦点レーザー顕微鏡画像（2値化済み）
共焦点レーザー顕微鏡画像は以下の2枚を使用した。これらの画...
#ref(2値化レーザー1.JPG,left,nolink,around)
#ref(2値化レーザー2.JPG,center,nolink)
図11 探索する範囲1 ...
**実験での出力画像について [#xacf515a]
出力される画像は探索に使用したテンプレート画像が、入力画...
以下の例は図5を図11上で探索した場合のものである。これはと...
#ref(テンプレート1一致.JPG,center,nolink,around)
#ref(電1-共1.JPG,left,nolink)
図13 一致したときの状態 図14 出力画像1
**実験時の条件 [#s29c66c0]
-電子顕微鏡画像(テンプレート画像)に関して
--細胞膜に線を引く処理にはWindows付属のPaintを使用した
--処理内容の設定としては、膨張処理は倍率によりその回数を...
--倍率による画像の大きさの変化だが、テンプレート画像を倍...
--縮尺率の幅は 0.07≦横の縮尺率≦0.11 、 0.06≦縦の縮尺率...
-共焦点レーザー顕微鏡画像に関して
--閾値32で2値化したものを入力画像として使用する
**結果 [#mdcb2d72]
以下に示した出力画像は該当箇所が四角で囲んであるが、これ...
-図8(倍率5倍)についての結果
#ref(電子顕微鏡画像2一致.JPG,left,nolink,around)
#ref(テンプレート2一致.JPG,left,nolink,around)
#ref(一致箇所2.JPG,center,nolink)
&br;&br; 図15 原画像 ...
#ref(テンプレート2結果.JPG,center,nolink)
CENTER:図18 出力画像
-図9(倍率10倍)についての結果
#ref(電子顕微鏡画像3一致.JPG,left,nolink,around)
#ref(テンプレート3一致.JPG,left,nolink,around)
#ref(一致箇所3.JPG,center,nolink)
&br;&br;&br;&br; 図19 原画像 ...
#ref(テンプレート3結果.JPG,center,nolink)
CENTER:図22 出力画像
-図10(倍率20倍)についての結果
#ref(電子顕微鏡画像4一致.jpg,left,nolink,around)
#ref(テンプレート4一致.JPG,left,nolink,around)
#ref(一致箇所4.JPG,center,nolink)
&br;&br;&br;&br;&br;&br;&br;&br;&br; 図23 ...
#ref(テンプレート4結果.JPG,center,nolink)
CENTER:図26 出力画像
比較的指標の高い箇所で適応する位置を見つけることができた。
しかし、高倍率のものは指標が全体的に高くなってしまってお...
*今後の課題 [#t385e65a]
さらなる探索範囲の限定、特に高倍率の画像の探索の精度の向...
*参考文献 [#v5f3afe9]
-[1] オーム社出版局 田村秀行 編著 コンピュータ画像処理
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*2種類の顕微鏡画像によるレジストレーション手法 [#d4129c6e]
#contents
*はじめに [#s5449e43]
現在医学の世界で、細胞内での特定蛋白質の観察を行うための...
-病気の際に異常が起きている細胞内での特定蛋白質の位置がわ...
-異なる種類の蛋白質同士が隣接している際にお互いにどのよう...
といったことが可能になる。
そのために現在電子顕微鏡画像と共焦点レーザー顕微鏡画像を...
-電子顕微鏡画像
#ref(電子顕微鏡画像.JPG,center,nolink)
CENTER:図１ 電子顕微鏡画像
この画像は図1のような画像である。この画像には細胞膜、細胞...
-共焦点レーザー顕微鏡画像
#ref(共焦点レーザー顕微鏡画像(全).JPG,center,nolink)
CENTER:図2 共焦点レーザー顕微鏡画像
この画像は図2のような画像である。図2はタリンという蛋白質...
今回用いる画像では、共焦点レーザー顕微鏡画像の方が広範囲...
#ref(共焦点レーザー顕微鏡画像.JPG,left,nolink,around)
#ref(重ね合わせ図.JPG,right,nolink)
図3 図２から図１の範囲を切り抜いた画像 ...
しかし、この手法を行う上で共焦点レーザー顕微鏡画像の写す...
そこで本研究では、特定蛋白質をタリンと定め、この探索をコ...
*原理 [#c492c219]
2種類の画像を使って位置を特定するわけなのだが、2種類の画...
-電子顕微鏡画像&br;→ 細胞膜を確認することができるのでそ...
-共焦点レーザー顕微鏡画像&br;→ タリンが細胞膜付近に分布...
*本手法の説明 [#x8f337ec]
**画像の取得 [#kea2904c]
***電子顕微鏡画像 [#d8cc8043]
（人の手による作業）&br;電子顕微鏡画像の細胞膜を画像処理...
（以下はコンピュータで行う作業である）&br;電子顕微鏡画像...
例として、図5のような電子顕微鏡画像にこれらの処理を施すこ...
#ref(電子顕微鏡画像１.JPG,left,nolink,around)
#ref(テンプレート画像１.JPG,right,nolink)
図5 もとの画像 ...
***共焦点レーザー顕微鏡画像 [#e4ddfdd3]
原理の項でも述べたように共焦点レーザー顕微鏡画像の発色部...
図2を例にとると、処理を行ったものは図7のようになる。
#ref(2値化レーザー2.JPG,center,nolink)
CENTER:図7 図2の2値化画像
**探索 [#d11584a7]
以上の画像を用いて探索を行う。探索にはテンプレートマッチ...
テンプレートマッチングとは、入力画像とテンプレート画像と...
-入力画像 → 共焦点レーザー顕微鏡画像から細胞膜の形を抜...
-テンプレート画像 → 電子顕微鏡画像から細胞膜の形を抜き...
である。以降はこれを踏まえて入力画像、テンプレート画像と...
入力画像とテンプレート画像の重なった部分がどの程度似てい...
bb: テンプレート画像の黒のうち入力画像の黒と重なった割合...
#mimetex(score=bb+ww-wb-bw)
これはテンプレート画像の画素の色を基準に、どのくらいの割...
（図は必要だろうか…）
また、テンプレート画像が入力画像上でどの角度で一致するか...
-テンプレート画像は0°～359°の範囲で回転させる
-テンプレート画像の縮尺率に少し幅を持たせる
といった処理を行いながらの探索となる。
*実験と結果 [#e3a8c0f4]
**実験に使用した画像 [#n2c77ba8]
画像は以下の画像を使用した。
-電子顕微鏡画像
本手法は倍率5倍の電子顕微鏡画像を基準として考えたので、他...
#ref(電子顕微鏡画像2.JPG,left,nolink,around)
#ref(電子顕微鏡画像3.JPG,left,nolink,around)
#ref(電子顕微鏡画像4.JPG,left,nolink)
図8 電子顕微鏡画像(倍率5倍) 図9 電子...
-共焦点レーザー顕微鏡画像（2値化済み）
共焦点レーザー顕微鏡画像は以下の2枚を使用した。これらの画...
#ref(2値化レーザー1.JPG,left,nolink,around)
#ref(2値化レーザー2.JPG,center,nolink)
図11 探索する範囲1 ...
**実験での出力画像について [#xacf515a]
出力される画像は探索に使用したテンプレート画像が、入力画...
以下の例は図5を図11上で探索した場合のものである。これはと...
#ref(テンプレート1一致.JPG,center,nolink,around)
#ref(電1-共1.JPG,left,nolink)
図13 一致したときの状態 図14 出力画像1
**実験時の条件 [#s29c66c0]
-電子顕微鏡画像(テンプレート画像)に関して
--細胞膜に線を引く処理にはWindows付属のPaintを使用した
--処理内容の設定としては、膨張処理は倍率によりその回数を...
--倍率による画像の大きさの変化だが、テンプレート画像を倍...
--縮尺率の幅は 0.07≦横の縮尺率≦0.11 、 0.06≦縦の縮尺率...
-共焦点レーザー顕微鏡画像に関して
--閾値32で2値化したものを入力画像として使用する
**結果 [#mdcb2d72]
以下に示した出力画像は該当箇所が四角で囲んであるが、これ...
-図8(倍率5倍)についての結果
#ref(電子顕微鏡画像2一致.JPG,left,nolink,around)
#ref(テンプレート2一致.JPG,left,nolink,around)
#ref(一致箇所2.JPG,center,nolink)
&br;&br; 図15 原画像 ...
#ref(テンプレート2結果.JPG,center,nolink)
CENTER:図18 出力画像
-図9(倍率10倍)についての結果
#ref(電子顕微鏡画像3一致.JPG,left,nolink,around)
#ref(テンプレート3一致.JPG,left,nolink,around)
#ref(一致箇所3.JPG,center,nolink)
&br;&br;&br;&br; 図19 原画像 ...
#ref(テンプレート3結果.JPG,center,nolink)
CENTER:図22 出力画像
-図10(倍率20倍)についての結果
#ref(電子顕微鏡画像4一致.jpg,left,nolink,around)
#ref(テンプレート4一致.JPG,left,nolink,around)
#ref(一致箇所4.JPG,center,nolink)
&br;&br;&br;&br;&br;&br;&br;&br;&br; 図23 ...
#ref(テンプレート4結果.JPG,center,nolink)
CENTER:図26 出力画像
比較的指標の高い箇所で適応する位置を見つけることができた。
しかし、高倍率のものは指標が全体的に高くなってしまってお...
*今後の課題 [#t385e65a]
さらなる探索範囲の限定、特に高倍率の画像の探索の精度の向...
*参考文献 [#v5f3afe9]
-[1] オーム社出版局 田村秀行 編著 コンピュータ画像処理
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