多焦点面画像の取得および圧縮
【課題】病理学者がスライドを解析するのに十分な解像度および十分な焦点面の数を維持しながら、記憶要件を実質上低減させる。
【解決手段】多焦点面画像を取得する装置１００は、第１の焦点面で第１の解像度を持つ第１の画像１０７に対するコントラスト基準値１４５を算出するコントラスト検出器１４０と、コントラスト基準値１４５を閾値と比較して、第１の焦点面で第１の解像度とは異なる第２の解像度の第２の画像１０７を取り込むかどうかを判断する取得制御装置１２０と、第１および第２の画像１０７を選択的に取り込むように動作する画像取得装置１１０と、第１の焦点面での第１の表現をファイル１５５内に記憶する画像圧縮モジュール１５０とを具備し、ファイル１５５が第２の焦点面での第２の表現を含み、第２の表現が第１の表現とは異なる解像度に対応する。
【解決手段】多焦点面画像を取得する装置１００は、第１の焦点面で第１の解像度を持つ第１の画像１０７に対するコントラスト基準値１４５を算出するコントラスト検出器１４０と、コントラスト基準値１４５を閾値と比較して、第１の焦点面で第１の解像度とは異なる第２の解像度の第２の画像１０７を取り込むかどうかを判断する取得制御装置１２０と、第１および第２の画像１０７を選択的に取り込むように動作する画像取得装置１１０と、第１の焦点面での第１の表現をファイル１５５内に記憶する画像圧縮モジュール１５０とを具備し、ファイル１５５が第２の焦点面での第２の表現を含み、第２の表現が第１の表現とは異なる解像度に対応する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は一般に、画像の取得に関し、より詳細には、多焦点面画像の取得および圧縮を実行する方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル病理学という新分野では、組織サンプルスライドの画像がデジタルで走査および／または撮像されて、デジタル画像として保存される。そのような画像はそれぞれ、１０〜２５ギガバイト（ＧＢ）もの記憶域を消費することがある。組織サンプルは、数ミクロンから数ミリメートルの厚さを有することがあり、スライド上に配置される。いくつかの例では、これらのスライドを走査して単一の２次元（２Ｄ）画像にし、自動焦点アルゴリズムで、画像の各区域、領域、および／または部分に対する焦点面を判断および／または選択する。他の例では、スライドは、複数の焦点面のそれぞれに対して、および／または複数の焦点面のそれぞれの上で、完全に撮像されかつ／または取り込まれる。したがって、このスライドを表現するファイルは、複数の焦点面のそれぞれに対して複数の２Ｄ画像を含む。その場合、病理学者が焦点面の異なるデジタルスライドの任意の部分（複数可）を対話形式で調査できるように、様々な２Ｄ焦点面画像を補間することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第７，３７６，２７９号公報
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
多焦点面画像の取得および圧縮を実行する例示的な方法および装置が開示される。一般に、本明細書に開示する例では、病理学者がスライドを解析するのに十分な解像度および十分な焦点面の数を維持しながら、記憶要件を実質上低減させるように、スライドを適応的に走査および／または撮像する。スライドを特定の焦点面で走査するとき、特定の領域が病理学者の潜在的かつ／または予期される関心を表す１つまたは複数の特性を呈するかどうかに応じて、スライドの異なる領域、区域、および／または部分を異なる解像度で適応的に取り込むことができる。マルチスケールウェーブレット変換を適用することによって、さらなる節約を実現することができる。
【０００５】
開示する例示的な方法は、第１の焦点面および第１の解像度で物体の一部分の第１の画像を取り込むステップと、取り込んだ第１の画像に対するコントラスト基準値を算出するステップと、このコントラスト基準値を閾値と比較して、第１の焦点面および第２の解像度で物体のその部分の第２の画像を取り込むかどうかを判断するステップであって、第２の解像度が第１の解像度とは異なる、ステップと、第１の焦点面および第２の解像度で物体のその部分の第２の画像を取り込むステップと、第２の画像の第１の表現をファイル内に記憶するステップであって、ファイルが第２の焦点面での物体のその部分の第２の表現を含み、第２の表現が第１の解像度のものである、ステップとを含む。
【０００６】
開示する例示的な装置は、第１の焦点面および第１の解像度での物体の第１の画像に対するコントラスト基準値を算出するコントラスト検出器と、このコントラスト基準値を閾値と比較して、第１の焦点面および第２の解像度で物体の第２の画像を取り込むかどうかを判断する取得制御装置であって、第２の解像度が第１の解像度とは異なる、取得制御装置と、第１および第２の画像を取り込むように選択的に動作可能な画像取得装置と、第１の焦点面での物体の第１の表現をファイル内に記憶する画像圧縮モジュールであって、ファイルが第２の焦点面での物体の第２の表現を含み、第２の表現が第１の表現とは異なる解像度に対応する、画像圧縮モジュールとを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】例示的な適応多焦点面画像の取得および圧縮装置の概略図である。
【図２】重複するストリップおよびタイルに基づく例示的な撮像方法を示す図である。
【図３】関心のある焦点面を物体の軸に沿って変動させた、例示的な組織サンプルを示す図である。
【図４】関心のある焦点面を物体の軸に沿って変動させた、例示的な組織サンプルを示す図である。
【図５】画像の例示的な多重解像度表現を示す図である。
【図６】図１の例示的な圧縮画像を実施するために使用できる例示的なデータ構造を示す図である。
【図７】物体の例示的な仮想の多重解像度ウェーブレット変換表現を示す図である。
【図８】図１の例示的な適応多焦点面画像の取得および圧縮装置を実施するために実行できる例示的な処理を表す流れ図である。
【図９】図１の例示的な適応多焦点面画像の取得および圧縮装置を実施するために実行できる例示的な処理を表す流れ図である。
【図１０】図８および９の例示的な処理を実行するために、ならびに／または本明細書に記載の例示的な方法および装置のいずれかもしくはすべてを実施するために使用および／またはプログラムできる例示的なプロセッサプラットホームの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
複数の焦点面を折り畳んで単一の２Ｄ画像にする既存の技法の中には、病理学者が関心のある異なる領域に対して焦点面を手動で制御できないものがある。したがって、そのようなファイルは通常、病理学者には受け入れられない。既存の技法の中には、複数の焦点面で複数の完全な２Ｄ画像を取り込むことによって、この欠陥を克服するものもあるが、これには大量のデータの記憶域が必要である。たとえば、１０個の異なる焦点面に対して１０個の２Ｄ画像を含むファイルは、１００〜２５０ＧＢの記憶域を消費する可能性がある。患者が１０〜３０枚のそのようなスライドを有する場合、７．５テラバイト（ＴＢ）もの記憶域が必要になる可能性がある。
【０００９】
少なくともこれらの欠陥を克服する、多焦点面画像の取得および圧縮を実行する例示的な方法および装置が開示される。一般に、本明細書に開示する例は、病理学者がデジタルで取り込んだ画像を介してスライドを解析するのに十分な解像度および十分な数の焦点面でスライドを表現するのに必要な取得時間および／または記憶容量を実質上低減させるように、スライドを適応的に走査および／または撮像する。特定の焦点面でのスライドの各領域、区域、および／または部分に対して、本明細書に開示する例では、スライドのその部分をどの解像度で取り込むかを適応的に判断する。病理学者の潜在的および／または予期される関心を表す１つまたは複数の特性を呈する特定の領域は、高い（より高い）解像度で走査され、一方他の領域は、低い（より低い）解像度で走査される。したがって、特定の焦点面でのスライドの画像は、異なる解像度で走査され、取り込まれ、かつ／または撮像された領域を有する。解像度の異なる部分の圧縮を可能にするマルチスケールウェーブレット変換を適用することによって、さらなる節約を実現することができる。適応走査およびウェーブレット変換を使用すると、特定の焦点面を表現するのに必要なデータの量を１０分の１も低減させることができる。さらに、一部の焦点面は関心のある領域を含まない可能性があるので、これらの焦点面はさらに小さな記憶容量しか消費しない可能性がある。
【００１０】
図１は、本開示の教示に従って構築された例示的な適応多焦点面画像の取得および圧縮装置１００の概略図である。図１の例示的な適応多焦点面画像の取得および圧縮装置１００は、物体１０５の多焦点面で多重解像度の画像および／または表現を取り込みかつ／または取得する。図１の例示的な物体１０５はスライド上に１つの組織サンプルを含むが、例示的な装置１００によって、任意の数および／またはタイプ（複数可）の医療用および／または非医療用の物体１０５の画像および／または表現を取り込みかつ／または取得することができる。
【００１１】
物体１０５の画像１０７を取得し、取り込み、かつ／またはその他の方法で得るために、図１の例示的な適応多焦点面画像の取得および圧縮装置１００は、画像取得装置１１０および焦点面選択装置１１５を含む。図１の例示的な画像取得装置１１０は、物体１０５のすべてまたは一部分を表現するデジタル画像１０７を取得し、取り込み、かつ／またはその他の方法で得ることが可能な任意の数および／またはタイプ（複数可）の画像取込みデバイス（複数可）とすることができる。例示的な画像取得装置１１０には、それだけには限らないが、デジタルカメラおよび／または画像センサが含まれる。例示的な画像取得装置１１０は、画像１０７を異なる解像度で取り込むように選択的に構成可能および／または動作可能である。図１の例示的な焦点面選択装置１１５は、画像取得装置１１０の焦点を特定の焦点面で調整するように選択的に構成可能、制御可能、および／または動作可能である。例示的な焦点面選択装置１１５は、それだけには限らないが、可変焦点レンズ、ならびに／または取り込んだ画像の効果的な焦点面を調整および／または制御するように取り込んだ画像に適用できる任意の数および／もしくはタイプ（複数可）の方法（複数可）および／もしくはアルゴリズム（複数可）を含む。
【００１２】
画像の取得および／または取込みを制御するために、図１の例示的な適応多焦点面画像の取得および圧縮装置１００は、取得制御装置１２０を含む。図１の例示的な取得制御装置１２０は、画像取得装置１１０を特定の焦点面で集束させるように、制御信号および／または経路１２５を介して焦点面選択装置１１５を制御、構成、および／または動作する。例示的な取得制御装置１２０は、選択した解像度で、また焦点面選択装置１１５を介して構成された特定の焦点面で画像１０７を取得し、取り込み、かつ／またはその他の方法で得るように、制御信号および／または経路１３０を介して画像取得装置１１０を制御、構成、および／または動作する。
【００１３】
図２に示すように、物体１０５の部分、領域、区域、および／またはタイル２１０および２１１に対する物体１０５の画像１０７が取り込まれる。すなわち、特定の焦点面での物体１０５の完全な２次元（２Ｄ）画像１０７は、複数のタイル２１０および２１１のそれぞれに対する複数の画像１０７を含む。図２に示すように、タイル２１０および２１１は、物体１０５の幅（または長さ）を横切るストリップ２０５〜２０７の形で配置される。次いで各ストリップ２０５〜２０７は、領域、部分、および／またはタイル２１０および２１１に分割される。下記のように、例示的な取得制御装置１２０は、特定のタイル２１０、２１１の画像１０７を取り込む解像度を適応的に選択および／または判断する。異なる解像度で取り込んだ可能性のある構成タイル２１０および２１１の画像１０７からの２Ｄ画像全体を容易に圧縮、復元、および／または表示するために、ストリップ２０５〜２０７は、隣接するストリップ２０５〜２０７と部分的に重複し、またタイル２１０および２１１は、隣接するタイル２１０および２１１と重複する。
【００１４】
物体１０５の１組の２Ｄ画像は、任意の数および／またはタイプ（複数可）の並び（複数可）および／または順序（複数可）に基づいて取り込むことができる。たとえば、第１の焦点面から開始して、ストリップ２０５のタイル２１０および２１１の画像１０７を取り込むことができる。ストリップ２０５を撮像すると、次のストリップ２０６のタイル２１０および２１１の画像１０７を取り込むことができる。この処理は、第１の焦点面全体を撮像するまで続き、次いで任意のさらなる焦点面に対して繰り返すことができる。さらに、または別法として、各ストリップ２０５〜２０７の各タイル２１０、２１１に対して、焦点面ごとに画像１０７を取り込んでから、タイル２１０、２１１および／またはストリップ２０５〜２０７を変更することができる。
【００１５】
図１に戻ると、画像１０７をどの解像度で取り込むかを判断するために、図１の例示的な適応多焦点面画像の取得および圧縮装置１００は、コントラスト検出器１４０を含む。現在考慮している画像１０７に対して、図１の例示的なコントラスト検出器１４０は、現在考慮している焦点面の現在考慮しているタイル２１０、２１１が、病理学者によって関心があると見なされるかどうかを表す値および／または基準値１４５を算出する。これを表す例示的な値および／または基準値１４５は、現在考慮しているタイル２１０、２１１の画像１０７のコントラストの推定である。コントラストの推定は、任意の数および／またはタイプ（複数可）の方法（複数可）、アルゴリズム（複数可）、および／または論理を使用して算出することができる。たとえば、コントラスト基準値１４５は、取り込んだ画像１０７の画素の強度Ｙｉの分散として算出することができる。これは、画像１０７上の局所的な画像コントラストの尺度である。一般に、高いコントラスト値は、画像内に強いエッジが存在することに対応し、したがって病理学者にとって関心のある潜在的な領域に対応する。カラー画像１０７の場合、単一のＲＧＢ画素ｉの強度値Ｙｉは、Ｙｉ＝０．２９９×Ｒｉ＋０．５８７×Ｇｉ＋０．１１４×Ｂｉと推定することができる。現在考慮しているタイル２１０、２１１上の強度値Ｙｉの平均をＥ（Ｙ）とすると、画像１０７の画素の分散（すなわち、コントラスト基準値１４５）は、以下の数式を使用して算出することができる。
【００１６】
【数１】
【００１７】
この画像はＮ個の画素を有するものとする。
【００１８】
別の例示的なコントラスト基準値１４５は、ラプラシアン−ガウス演算子であり、これは、局所的な視覚作用の推定である。ラプラシアン−ガウス演算子は、ガウス平滑フィルタと、その後に続くラプラシアン微分フィルタとを含む。一般に、ラプラシアン−ガウス演算子の大きな出力値は、画像内に強いエッジが存在することに対応し、したがって病理学者にとって関心のある潜在的な領域に対応する。強度値Ｙｉに適用されるラプラシアン−ガウスフィルタの出力をＧＬ（Ｙｉ）とすると、この画像に対するコントラスト基準値１４５は、
【００１９】
【数２】
【００２０】
と表すことができる。
【００２１】
現在考慮しているタイル２１０、２１１および焦点面に対して、図１の例示的な取得制御装置１２０は、現在考慮しているタイル２１０、２１１の第１の画像１０７を第１のまたは低い解像度で取り込むように、例示的な画像取得装置１１０を制御する。取得制御装置１２０は、第１のまたは低い解像度の画像１０７に対するコントラスト基準値１４５を算出するように、例示的なコントラスト検出器１４０に指示する。例示的な取得制御装置１２０は、コントラスト基準値１４５を閾値と比較して、その焦点面での現在考慮しているタイル２１０、２１１の第２のまたはより高い解像度の画像１０７を取り込むかどうかを判断する。コントラスト基準値１４５が閾値より大きいとき、取得制御装置１２０は、現在考慮しているタイル２１０、２１１の第２の画像１０７を第２のまたは高い（より高い）解像度で取り込むように、画像取得装置１１０に指示する。
【００２２】
いくつかの例では、第２のまたは高い（より高い）解像度は、画像取得装置１１０の最高の解像度であり、また第１のまたは低い（より低い）解像度は、サムネイルの解像度に対応する解像度である。さらに、または別法として、例示的な取得制御装置１２０は、連続する画像１０７それぞれに対してコントラスト検出器１４０によって算出されるコントラスト基準値１４５が閾値以下になるまで、現在考慮しているタイル２１０、２１１の連続する画像１０７を、解像度を増大させて取得するように、画像取得装置１１０に指示する。いくつかの例では、コントラスト基準値１４５は、画像１０７の解像度に応じて異なる閾値と比較される。
【００２３】
図３および４に示すように、異なるタイル２１０および２１１ならびに異なる焦点面に対する画像１０７の解像度は、物体１０５を通して変動することがある。図３は、物体１０５内の異なる焦点面で発生する特徴３０５を有する物体１０５を示す（３つの焦点面を参照番号３１０、３１１、および３１２で示す）。たとえば、第１のタイル３１５では、物体１０５の画像１０７は、焦点面３１０では高い（より高い）解像度で取り込まれ、焦点面３１１では低い（より低い）解像度で取り込まれる。場合によっては、特徴３０５が、タイル３２０内の２つの焦点面３１１および３１２間ならびに／または実質上これらの近くで発生すると、２つの隣接する焦点面３１１および３１２では、タイル３１６を高い（より高い）解像度で取り込むことができる。
【００２４】
図４は、物体１０５内の潜在的に異なる焦点面にある２つの特徴４０５および４０６を有する物体１０５を示す（２つの焦点面を参照番号４１０および４１１で示す）。たとえば、２層以上のセル構造を有する組織サンプルは、関心のある特徴を２つ以上有する可能性がある。したがって、２つの隣接するおよび／または隣接しない焦点面４１０および４１１では、高いまたはより高い解像度でタイル４１５を取り込むことができる。少なくとも図３および４に基づいて、タイル２１０、２１１内の物体１０５に存在する特徴（複数可）に応じて、任意の数の隣接するおよび／または隣接しない焦点面に対して、より高いまたは高い解像度で任意のタイル２１０、２１１を取り込むことができることが明らかなはずである。
【００２５】
図５は、特定の焦点面に対して取り込んだ多重解像度２Ｄ画像の例示的な論理マルチスケール記述５００を示す。図５に示すように、２Ｄ画像は、異なる解像度で取り込んだ異なるタイル２１０および２１１の画像１０７を含む。たとえば、タイル５０５に対して取り込んだ画像１０７は、画像取得装置１１０の最高の解像度で取り込まれ、一方別のタイル５１０に対して取り込んだ画像１０７は、より低い解像度で取り込まれた。したがって、画像１０７を取り込んだ解像度で、マルチスケール表現５００内のどこでそれぞれの取り込んだ画像１０７および／または取り込んだ画像１０７を表すデータが論理的に対応するかが決まる。図５の図示の例では、隣接する解像度は２倍ずつ異なる。
【００２６】
ある特定の解像度に対して取り込んだ多重解像度２Ｄ画像の任意の部分の表現は、取り込んだタイル画像１０７の適切な補間および／またはデシメーションによって生成することができる。たとえば、タイル５０５近傍の２Ｄ画像の縮尺１：４の画像は、タイル５０５に対応する画像１０７に４分の１のデシメーションを行うことによって生成することができる。
【００２７】
図５の例示的なマルチスケール記述５００を使用すると、マルチスケール２Ｄ画像の表現を実際に記憶することができるが、マルチスケール２Ｄ画像をより効果的に記憶するために使用できる例示的なデータ構造６００について、図６に関連して以下に説明する。一般に、図６の例示的なデータ構造６００は、例示的な記述５００を「平坦化」して、画像データを含まない部分を除去することによって形成される。図５の例示的な記述５００および図６の例示的なデータ構造６００は、マルチスケール２Ｄ画像の本質的に同等の表現になりうることを理解されたい。
【００２８】
図１に戻ると、例示的な画像取得装置１１０および例示的な取得制御装置１２０を用いて取り込んだ画像１０７を圧縮するために、図１の例示的な適応多焦点面画像の取得および圧縮装置１００は、圧縮モジュール１５０を含む。特定のタイル２１０、２１１に対して最高の解像度の画像１０７を取り込んだ場合、例示的な画像圧縮モジュール１５０は、ウェーブレット変換を適用して、その画像１０７を表現する１つまたは複数のウェーブレット係数を生成する。例示的な圧縮モジュール１５０は、算出したウェーブレット係数を画像データベース１５５内に記憶する。算出したウェーブレット係数は、図５および／または６の例示的な構造（複数可）を使用する画像データベース１５５内に記憶することができる。図１の例示的な画像データベース１５５は、ハードディスクドライブ、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、フロッピー（登録商標）ドライブなど、任意の数および／またはタイプ（複数可）のメモリ（複数可）、記憶装置（複数可）、および／または記憶デバイス（複数可）を使用して実施することができる。図７に示すように、高い（最高の）周波数のウェーブレット係数は、現在考慮しているタイル２１０、２１１がタイル２１０、２１１を撮像した最高の解像度にあることに関連し、一方低い周波数のウェーブレット係数は、現在考慮しているタイル２１０、２１１が次に低い解像度にあることに関連する。
【００２９】
図７は、特定の焦点面に関連する２Ｄ画像全体を表現する「仮想」ウェーブレット変換を示す。図７に示すように、この焦点面の各タイル２１０は、例示的な取得制御装置１２０によって選択された解像度で取り込んだそのタイル２１０に対する画像１０７に基づいて算出した関連するウェーブレット係数７０５を有する。ウェーブレット係数７０５は、マルチスケールエッジ検出器と見なすことができる。ウェーブレット係数７０５の絶対値は、そのエッジの局所的な強度に対応し、すなわち、エッジ、したがってタイル２１０が、病理学者の関心を引く可能性がどれだけ高いかに対応する。図７の図示の例では、低い周波数のエッジをウェーブレット係数７０５の左上に示し、累進的により高い周波数のエッジが、ウェーブレット係数７０５内の下方および／または右寄りで発生する。
【００３０】
集合的にみると、焦点面のタイル２１０、２１１のすべてに対するウェーブレット係数７０５を使用して、その焦点面および任意の選択した解像度での画像１０７の表現を生成することができる。１組の２Ｄ多重解像度画像を３次元（３Ｄ）画像として表示、表現、伝送、および／または記憶するために使用できる例示的な方法および装置は、「Ｔｈｒｅｅ−ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ Ｉｍａｇｅ Ｓｔｒｅａｍｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｉｍａｇｅｓ」という名称の２００８年５月２０日発行の米国特許第７，３７６，２７９号公報に記載されている。同特許を全体的に参照により本明細書に組み込む。
【００３１】
図１に戻ると、物体１０５の表現１５５を記憶するのに必要なデータの量をさらに低減させるために、図１の例示的な画像圧縮モジュール１５０は、冗長を低減させるように、ならびに／またはウェーブレット係数を記憶および／もしくは表現するのに必要なデータの量を低減させるように、算出したウェーブレット係数をさらに処理することができる。任意の数および／またはタイプ（複数可）のアルゴリズム（複数可）、方法（複数可）、および／または論理を使用して、画像圧縮モジュール１５０は、たとえば、いわゆる「ゼロツリー」圧縮アルゴリズムを使用するそれらのツリー構造に従って、算出したウェーブレット係数を量子化および／またはエントロピー符号化することができる。いくつかの例では、所与のタイルおよび／または焦点面の局所的なウェーブレット係数群が、異なるデータブロックに圧縮される。ウェーブレット係数を異なるデータブロックに分類することによって、元の物体１０５の画像の復元を開始するのに、圧縮画像１５５の一部分しか抽出しなくてすむ。ウェーブレット係数をそのように分類することで、物体１０５の特定の関心のある領域だけの画像を特定の焦点面および解像度で容易に描写できるようになり、ならびに／または物体１０５の画像を漸進的に容易に復元できるようになる。
【００３２】
本明細書に記載の例では、物体１０５の取り込んだ画像１０７の圧縮版を表現するためにウェーブレット係数を利用するが、任意の数および／またはタイプ（複数可）の追加および／または代替の圧縮方法（複数可）、技法（複数可）、および／またはアルゴリズム（複数可）を適用することができる。たとえば、取り込んだ画像１０７をそれぞれ、必要に応じて共通の解像度に補間することができる。次いで補間した画像１０７を、たとえばジョイントフォトグラフィックエキスパートグループ（ＪＰＥＧ）および／またはＪＰＥＧ２０００規格に従って圧縮することができる。
【００３３】
例示的な適応多焦点面画像の取得および圧縮装置１００を図１に示したが、図１に示したインターフェース、データ構造、要素、処理、および／またはデバイスの１つまたは複数を、組み合わせ、分割し、再配置し、省略し、取り除き、かつ／または任意の他の方法で実施することができる。さらに、例示的な画像取得装置１１０、例示的な焦点面選択装置１１５、例示的な取得制御装置１２０、例示的なコントラスト検出器１４０、例示的な画像圧縮モジュール１５０、ならびに／またはより一般に図１の例示的な適応多焦点面画像の取得および圧縮装置１００を、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、ならびに／またはハードウェア、ソフトウェア、および／もしくはファームウェアの組合せによって実施することができる。したがって、たとえば、例示的な画像取得装置１１０、例示的な焦点面選択装置１１５、例示的な取得制御装置１２０、例示的なコントラスト検出器１４０、例示的な画像圧縮モジュール１５０、ならびに／またはより一般に例示的な適応多焦点面画像の取得および圧縮装置１００のいずれかを、１つもしくは複数の回路（複数可）、プログラム可能プロセッサ（複数可）、特定用途向け集積回路（複数可）（ＡＳＩＣ（複数可））、プログラム可能論理デバイス（複数可）（ＰＬＤ（複数可））、フィールドプログラム可能論理デバイス（複数可）（ＦＰＬＤ（複数可））、および／またはフィールドプログラム可能ゲートアレイ（複数可）（ＦＰＧＡ（複数可））などによって実施することができる。純粋にソフトウェアおよび／またはファームウェアの実装を包含するものとして添付の特許請求の範囲のいずれかを読むとき、例示的な画像取得装置１１０、例示的な焦点面選択装置１１５、例示的な取得制御装置１２０、例示的なコントラスト検出器１４０、例示的な画像圧縮モジュール１５０、ならびに／またはより一般に例示的な適応多焦点面画像の取得および圧縮装置１００の少なくとも１つは、ファームウェアおよび／またはソフトウェアを記憶するメモリ、ＤＶＤ、ＣＤ、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスクなどの有形のコンピュータ可読媒体を含むものとして本明細書に明示的に定義する。さらに、例示的な適応多焦点面画像の取得および圧縮装置１００は、図１に示したものの代わりに、もしくはこれらに加えて、インターフェース、データ構造、要素、処理、および／もしくはデバイスを含むことができ、ならびに／または図示のインターフェース、データ構造、要素、処理、および／もしくはデバイスのいずれかもしくはすべてを２つ以上含むことができる。
【００３４】
図６は、図１の例示的な画像データベース１５５を実施するために使用できる例示的なデータ構造６００を示す。図６の例示的なデータ構造６００は、タイル２１０、２１１と焦点面のそれぞれの組合せに対する複数のエントリ６０５を含む。タイル２１０、２１１を識別するために、図６の例示的なエントリ６０５はそれぞれ、タイルフィールド６１０を含む。図６の例示的なタイルフィールド６１０はそれぞれ、特定の焦点面６１５および特定の解像度６２０での特定のタイル２１０、２１１を表現する１つまたは複数の数字および／または識別子を含む。
【００３５】
焦点面を識別するために、図６の例示的なエントリ６０５はそれぞれ、焦点面フィールド６１５を含む。図６の例示的な焦点面フィールド６１５はそれぞれ、画像１０７を取得した焦点面を表現する数字および／または識別子を含む。
【００３６】
画像解像度を識別するために、図６の例示的なエントリ６０５はそれぞれ、解像度フィールド６２０を含む。図６の例示的な解像度フィールド６２０はそれぞれ、タイル６１０の画像１０７を取り込んだ解像度を表現する数字および／または識別子を含む。
【００３７】
タイル６１０の位置を識別するために、図６の例示的なエントリ６０５はそれぞれ、位置フィールド６２５を含む。図６の例示的な位置フィールド６２５はそれぞれ、ｘ座標およびｙ座標をそれぞれ表現する２つの値および／または指標を含む。
【００３８】
品質層を指定するために、図６の例示的なエントリ６０５はそれぞれ、品質フィールド６３０を含む。図６の例示的な品質フィールド６３０はそれぞれ、たとえば漸進的な描写を容易にするために使用できる値を含む。
【００３９】
ウェーブレット係数を記憶するために、図６の例示的なエントリ６０５はそれぞれ、ウェーブレット係数フィールド６３５を含む。図６の例示的なウェーブレット係数フィールド６３５はそれぞれ、タイル６１０に対して算出した１つまたは複数のウェーブレット係数を記憶する。いくつかの例では、３Ｄウェーブレットを使用して、焦点面間の相関関係を利用することができ、したがって、ウェーブレット６３５は、焦点面間の差を表現する。そのような例では、面フィールド６１５内に含まれる値は、特定の焦点面ではなく、タイル６１０に対する焦点面の差に対応する。
【００４０】
例示的な画像データベース１５５を実施するために使用できる例示的なデータ構造６００を図６に示したが、エントリおよび／またはフィールドの１つまたは複数を、組み合わせ、分割し、再配置し、省略し、取り除き、かつ／または任意の他の方法で実施することができる。たとえば、いくつかの例では、品質フィールド６３０を省略することができる。さらに、図６の例示的なデータ構造６００は、図６に示したものの代わりに、もしくはこれらに加えて、フィールドを含むことができ、および／または図示のフィールドのいずれかもしくはすべてを２つ以上含むことができる。
【００４１】
図８および９は、図１の例示的な適応多焦点面画像の取得および圧縮装置１００を実施するために実行できる例示的な処理を示す。プロセッサ、制御装置、および／または任意の他の適切な処理デバイスを使用および／またはプログラムして、図８および／または９の例示的な処理を実行することができる。たとえば、図８および／または９の例示的な処理は、コード化された命令内で実施することができ、コード化された命令は、フラッシュメモリ、ＣＤ、ＤＶＤ、フロッピー（登録商標）ディスク、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、プログラム可能ＲＯＭ（ＰＲＯＭ）、電子的プログラム可能ＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、および／もしくは電子的消去可能ＰＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）などの有形のコンピュータ可読媒体、光記憶ディスク、光記憶デバイス、磁気記憶ディスク、磁気記憶デバイス、ならびに／またはプログラム・コードおよび／もしくは命令を機械可読命令もしくはデータ構造の形で保持もしくは記憶するために使用できる任意の他の媒体上に記憶される。これらの媒体には、プロセッサ、汎用もしくは特殊用途コンピュータ、またはプロセッサを有する他の機械（たとえば、図１０に関連して下記で論じる例示的なプロセッサプラットホームＰ１００）によってアクセスすることができる。上記の組合せも、コンピュータ可読媒体の範囲内に含まれる。機械可読命令は、たとえば、プロセッサ、汎用コンピュータ、特殊用途コンピュータ、または特殊用途処理機械に１つまたは複数の特定の処理を実行させる命令およびデータを含む。別法として、図８および／または９の例示的な処理のいくつかまたはすべては、ＡＳＩＣ（複数可）、ＰＬＤ（複数可）、ＦＰＬＤ（複数可）、ＦＰＧＡ（複数可）、個別論理、ハードウェア、ファームウェアなどの任意の組合せ（複数可）を使用して実施することができる。また、図８および／または９の例示的な処理のいくつかまたはすべては、手動で実施することができ、または前述の技法のいずれかの任意の組合せとして、たとえばファームウェア、ソフトウェア、個別論理、および／もしくはハードウェアの任意の組合せとして実施することができる。さらに、図８および／または９の例示的な動作を実施する多くの他の方法を使用することができる。たとえば、ブロックの実行順序を変更することができ、および／または記載のブロックの１つもしくは複数を変更し、取り除き、さらに分割し、もしくは組み合わせることができる。さらに、図８および／または９の例示的な処理のいずれかまたはすべては、順次実行することができ、および／またはたとえば別々の処理スレッド、プロセッサ、デバイス、個別論理、回路などによって並列で実行することができる。
【００４２】
図８の例示的な処理は、たとえば図９の例示的な処理を実行することによって、現在考慮しているタイル２１０、２１１の画像１０７を現在考慮している焦点面で適応的に取得するステップから始まる（ブロック８０５）。現在考慮している焦点面上に、撮像していないタイル２１０、２１１がさらに存在する場合（ブロック８１０）、次のタイル２１０、２１１を選択し（ブロック８１５）、制御はブロック８０５に戻って、選択した次のタイル２１０、２１１に対する画像を適応的に取得する。
【００４３】
現在考慮している焦点面のタイル２１０、２１１をすべて撮像し（ブロック８１０）、さらなる焦点面を撮像する場合（ブロック８２０）、取得制御装置１２０は、例示的な画像取得装置１１０を次の焦点面上に集束させるように、例示的な焦点面選択装置１１５を制御し（ブロック８２５）、制御はブロック８０５に戻って、選択した次の焦点面を適応的に撮像する。
【００４４】
焦点面をすべて撮像した場合（ブロック８２０）、制御は図８の例示的な処理を終了する。
【００４５】
図９の例示的な処理は、例示的な取得制御装置１２０が初期解像度を選択するステップから始まる（ブロック９０５）。例示的な画像取得装置１１０は、選択した解像度で、現在考慮しているタイル２１０、２１１の画像１０７を取り込む（ブロック９１０）。例示的なコントラスト検出器１４０は、たとえば例示的な数式（１）および（２）のいずれかを実行することによって、取り込んだ画像１０７に対するコントラスト基準値１４５を算出する（ブロック９１５）。
【００４６】
取得制御装置１２０は、コントラスト基準値１４５を閾値と比較して、現在考慮しているタイル２１０、２１１の第２の画像１０７を取り込むかどうかを判断する（ブロック９２０）。コントラスト基準値１４５が閾値より大きい場合（ブロック９２０）、取得制御装置１２０は、画像取得装置１１０の解像度を変更し（ブロック９２５）、制御はブロック９１０に戻って、現在考慮しているタイル２１０、２１１の別の画像１０７を取り込む。
【００４７】
コントラスト１４５が閾値以下である場合（ブロック９２０）、例示的な画像圧縮モジュール１５０は、現在考慮しているタイル２１０、２１１に対して取り込んだ最後の画像１０７に対するウェーブレット係数を算出する（ブロック９３０）。画像圧縮モジュール１５０は、算出したウェーブレット係数を量子化および／または符号化して（ブロック９３５）、それらの係数を例示的な画像データベース１５５内に記憶する（ブロック９４０）。次いで制御は図９の例示的な処理を終了して、たとえば図８の例示的な処理のブロック８１０へ進む。
【００４８】
図１０は、図１の例示的な適応多焦点面画像の取得および圧縮装置１００を実施するために使用および／またはプログラムできる例示的なプロセッサプラットホームＰ１００の概略図である。たとえば、プロセッサプラットホームＰ１００は、１つまたは複数の汎用プロセッサ、プロセッサコア、マイクロコントローラなどによって実施することができる。
【００４９】
図１０の例のプロセッサプラットホームＰ１００は、少なくとも１つの汎用プログラム可能プロセッサＰ１０５を含む。プロセッサＰ１０５は、プロセッサＰ１０５のメインメモリ内（たとえば、ＲＡＭ Ｐ１１５および／またはＲＯＭ Ｐ１２０内）に存在するコード化された命令Ｐ１１０および／またはＰ１１２を実行する。プロセッサＰ１０５は、プロセッサコア、プロセッサ、および／またはマイクロコントローラなどの任意のタイプの処理ユニットとすることができる。プロセッサＰ１０５は、特に、図８および／または９の例示的な処理を実行して、本明細書に記載の例示的な適応多焦点面画像の取得および圧縮の方法および装置を実施することができる。
【００５０】
プロセッサＰ１０５は、バスＰ１２５を介して、メインメモリ（ＲＯＭ Ｐ１２０および／またはＲＡＭ Ｐ１１５を含む）と連通する。ＲＡＭ Ｐ１１５は、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）、シンクロナスダイナミックランダムアクセスメモリ（ＳＤＲＡＭ）、および／または任意の他のタイプのＲＡＭデバイスによって実施することができ、ＲＯＭは、フラッシュメモリおよび／または任意の他の所望のタイプの記憶装置によって実施することができる。メモリＰ１１５およびメモリＰ１２０へのアクセスは、メモリ制御装置（図示せず）によって制御することができる。例示的なメモリＰ１１５を使用して、図１の例示的な画像データベース１５５を実施することができる。
【００５１】
プロセッサプラットホームＰ１００はまた、インターフェース回路Ｐ１３０を含む。インターフェース回路Ｐ１３０は、外部メモリインターフェース、直列ポート、汎用入出力などの任意のタイプのインターフェース規格によって実施することができる。インターフェース回路Ｐ１３０には、１つまたは複数の入力デバイスＰ１３５および１つまたは複数の出力デバイスＰ１４０が接続される。入力デバイスＰ１３５は、たとえば、例示的な画像取得装置１１０から画像１０７を受け取るために使用することができる。例示的な出力デバイスＰ１４０は、たとえば、例示的な画像取得装置１１０および／または例示的な焦点面選択装置１１５を制御するために使用することができる。
【００５２】
通常、コンピュータ実行可能命令には、特定のタスクを実行し、または特定の抽象データ型を実施する、ルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造などが含まれる。コンピュータ実行可能命令、関連するデータ構造、およびプログラムモジュールは、本明細書に開示する例示的な方法およびシステムを実施するための処理を実行するプログラム・コードの例である。そのような実行可能命令および／または関連するデータ構造の特定のシーケンスは、本明細書に記載のこれらの例を実施する対応する動作の例である。
【００５３】
本明細書に記載の例示的な方法および装置は、プロセッサを有する１つまたは複数の遠隔コンピュータへの論理接続を使用するネットワーク環境内で実施することができる。論理接続には、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）および広域ネットワーク（ＷＡＮ）を含むことができる。これらを例として本明細書に提示するが、限定するものではない。そのようなネットワーク環境は、職場全体または企業全体のコンピュータネットワーク、イントラネット、およびインターネットで一般的であり、様々な異なる通信プロトコルを使用することができる。そのようなネットワークコンピューティング環境は、パーソナルコンピュータ、手持ち式デバイス、マルチプロセッサシステム、マイクロプロセッサベースまたはプログラム可能な民生用電子機器、ネットワークＰＣ、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータなどを含む、多くのタイプのコンピュータシステム構成を包含することができる。本明細書に記載の例示的な方法および装置は、さらにまたは別法として、分散型コンピューティング環境で実施することができる。分散型コンピューティング環境では、通信ネットワークを通じて（ハードワイヤードリンク、無線リンクによって、またはハードワイヤードリンクもしくは無線リンクの組合せによって）接続されたローカルおよび遠隔処理デバイスによってタスクが実行される。分散型コンピューティング環境では、プログラムモジュールをローカルと遠隔の両方メモリ記憶デバイス内に配置することができる。
【００５４】
特定の例示的な方法、装置、および製造物について本明細書に説明したが、本特許が包含する範囲はそれに限定されるものではない。逆に、本特許は、文字通りまたは均等論の下で添付の特許請求の範囲の範囲内に適正に入るすべての方法、装置、および製造物を包含する。
【符号の説明】
【００５５】
１００ 適応多焦点面画像の取得および圧縮装置
１０５ 物体
１０７ 画像
１１０ 画像取得装置
１１５ 焦点面選択装置
１２０ 取得制御装置
１２５ 経路
１３０ 経路
１４０ コントラスト検出器
１４５ コントラスト基準値
１５０ 画像圧縮モジュール
１５５ 画像データベース、表現、圧縮画像、ファイル
２０５ ストリップ
２０６ ストリップ
２０７ ストリップ
２１０ タイル
２１１ タイル
３０５ 特徴
３１０ 焦点面
３１１ 焦点面
３１２ 焦点面
３１５ 第１のタイル
３１６ タイル
３２０ タイル
４０５ 特徴
４０６ 特徴
４１５ タイル
５００ 論理マルチスケール記述、マルチスケール表現
５０５ タイル
５１０ タイル
６００ データ構造
６０５ エントリ
６１０ タイルフィールド、タイル
６１５ 焦点面、焦点面フィールド、タイル
６２０ 解像度、解像度フィールド
６２５ 位置フィールド
６３０ 品質フィールド
６３５ ウェーブレット係数フィールド
７０５ ウェーブレット係数
Ｐ１００ プロセッサプラットホーム
Ｐ１０５ 汎用プログラム可能プロセッサ
Ｐ１１０ コード化された命令
Ｐ１１２ コード化された命令
Ｐ１１５ ＲＡＭ、メモリ
Ｐ１２０ ＲＯＭ、メモリ
Ｐ１３０ インターフェース回路
Ｐ１３５ 入力デバイス
Ｐ１４０ 出力デバイス
【技術分野】
【０００１】
本開示は一般に、画像の取得に関し、より詳細には、多焦点面画像の取得および圧縮を実行する方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル病理学という新分野では、組織サンプルスライドの画像がデジタルで走査および／または撮像されて、デジタル画像として保存される。そのような画像はそれぞれ、１０〜２５ギガバイト（ＧＢ）もの記憶域を消費することがある。組織サンプルは、数ミクロンから数ミリメートルの厚さを有することがあり、スライド上に配置される。いくつかの例では、これらのスライドを走査して単一の２次元（２Ｄ）画像にし、自動焦点アルゴリズムで、画像の各区域、領域、および／または部分に対する焦点面を判断および／または選択する。他の例では、スライドは、複数の焦点面のそれぞれに対して、および／または複数の焦点面のそれぞれの上で、完全に撮像されかつ／または取り込まれる。したがって、このスライドを表現するファイルは、複数の焦点面のそれぞれに対して複数の２Ｄ画像を含む。その場合、病理学者が焦点面の異なるデジタルスライドの任意の部分（複数可）を対話形式で調査できるように、様々な２Ｄ焦点面画像を補間することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第７，３７６，２７９号公報
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
多焦点面画像の取得および圧縮を実行する例示的な方法および装置が開示される。一般に、本明細書に開示する例では、病理学者がスライドを解析するのに十分な解像度および十分な焦点面の数を維持しながら、記憶要件を実質上低減させるように、スライドを適応的に走査および／または撮像する。スライドを特定の焦点面で走査するとき、特定の領域が病理学者の潜在的かつ／または予期される関心を表す１つまたは複数の特性を呈するかどうかに応じて、スライドの異なる領域、区域、および／または部分を異なる解像度で適応的に取り込むことができる。マルチスケールウェーブレット変換を適用することによって、さらなる節約を実現することができる。
【０００５】
開示する例示的な方法は、第１の焦点面および第１の解像度で物体の一部分の第１の画像を取り込むステップと、取り込んだ第１の画像に対するコントラスト基準値を算出するステップと、このコントラスト基準値を閾値と比較して、第１の焦点面および第２の解像度で物体のその部分の第２の画像を取り込むかどうかを判断するステップであって、第２の解像度が第１の解像度とは異なる、ステップと、第１の焦点面および第２の解像度で物体のその部分の第２の画像を取り込むステップと、第２の画像の第１の表現をファイル内に記憶するステップであって、ファイルが第２の焦点面での物体のその部分の第２の表現を含み、第２の表現が第１の解像度のものである、ステップとを含む。
【０００６】
開示する例示的な装置は、第１の焦点面および第１の解像度での物体の第１の画像に対するコントラスト基準値を算出するコントラスト検出器と、このコントラスト基準値を閾値と比較して、第１の焦点面および第２の解像度で物体の第２の画像を取り込むかどうかを判断する取得制御装置であって、第２の解像度が第１の解像度とは異なる、取得制御装置と、第１および第２の画像を取り込むように選択的に動作可能な画像取得装置と、第１の焦点面での物体の第１の表現をファイル内に記憶する画像圧縮モジュールであって、ファイルが第２の焦点面での物体の第２の表現を含み、第２の表現が第１の表現とは異なる解像度に対応する、画像圧縮モジュールとを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】例示的な適応多焦点面画像の取得および圧縮装置の概略図である。
【図２】重複するストリップおよびタイルに基づく例示的な撮像方法を示す図である。
【図３】関心のある焦点面を物体の軸に沿って変動させた、例示的な組織サンプルを示す図である。
【図４】関心のある焦点面を物体の軸に沿って変動させた、例示的な組織サンプルを示す図である。
【図５】画像の例示的な多重解像度表現を示す図である。
【図６】図１の例示的な圧縮画像を実施するために使用できる例示的なデータ構造を示す図である。
【図７】物体の例示的な仮想の多重解像度ウェーブレット変換表現を示す図である。
【図８】図１の例示的な適応多焦点面画像の取得および圧縮装置を実施するために実行できる例示的な処理を表す流れ図である。
【図９】図１の例示的な適応多焦点面画像の取得および圧縮装置を実施するために実行できる例示的な処理を表す流れ図である。
【図１０】図８および９の例示的な処理を実行するために、ならびに／または本明細書に記載の例示的な方法および装置のいずれかもしくはすべてを実施するために使用および／またはプログラムできる例示的なプロセッサプラットホームの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
複数の焦点面を折り畳んで単一の２Ｄ画像にする既存の技法の中には、病理学者が関心のある異なる領域に対して焦点面を手動で制御できないものがある。したがって、そのようなファイルは通常、病理学者には受け入れられない。既存の技法の中には、複数の焦点面で複数の完全な２Ｄ画像を取り込むことによって、この欠陥を克服するものもあるが、これには大量のデータの記憶域が必要である。たとえば、１０個の異なる焦点面に対して１０個の２Ｄ画像を含むファイルは、１００〜２５０ＧＢの記憶域を消費する可能性がある。患者が１０〜３０枚のそのようなスライドを有する場合、７．５テラバイト（ＴＢ）もの記憶域が必要になる可能性がある。
【０００９】
少なくともこれらの欠陥を克服する、多焦点面画像の取得および圧縮を実行する例示的な方法および装置が開示される。一般に、本明細書に開示する例は、病理学者がデジタルで取り込んだ画像を介してスライドを解析するのに十分な解像度および十分な数の焦点面でスライドを表現するのに必要な取得時間および／または記憶容量を実質上低減させるように、スライドを適応的に走査および／または撮像する。特定の焦点面でのスライドの各領域、区域、および／または部分に対して、本明細書に開示する例では、スライドのその部分をどの解像度で取り込むかを適応的に判断する。病理学者の潜在的および／または予期される関心を表す１つまたは複数の特性を呈する特定の領域は、高い（より高い）解像度で走査され、一方他の領域は、低い（より低い）解像度で走査される。したがって、特定の焦点面でのスライドの画像は、異なる解像度で走査され、取り込まれ、かつ／または撮像された領域を有する。解像度の異なる部分の圧縮を可能にするマルチスケールウェーブレット変換を適用することによって、さらなる節約を実現することができる。適応走査およびウェーブレット変換を使用すると、特定の焦点面を表現するのに必要なデータの量を１０分の１も低減させることができる。さらに、一部の焦点面は関心のある領域を含まない可能性があるので、これらの焦点面はさらに小さな記憶容量しか消費しない可能性がある。
【００１０】
図１は、本開示の教示に従って構築された例示的な適応多焦点面画像の取得および圧縮装置１００の概略図である。図１の例示的な適応多焦点面画像の取得および圧縮装置１００は、物体１０５の多焦点面で多重解像度の画像および／または表現を取り込みかつ／または取得する。図１の例示的な物体１０５はスライド上に１つの組織サンプルを含むが、例示的な装置１００によって、任意の数および／またはタイプ（複数可）の医療用および／または非医療用の物体１０５の画像および／または表現を取り込みかつ／または取得することができる。
【００１１】
物体１０５の画像１０７を取得し、取り込み、かつ／またはその他の方法で得るために、図１の例示的な適応多焦点面画像の取得および圧縮装置１００は、画像取得装置１１０および焦点面選択装置１１５を含む。図１の例示的な画像取得装置１１０は、物体１０５のすべてまたは一部分を表現するデジタル画像１０７を取得し、取り込み、かつ／またはその他の方法で得ることが可能な任意の数および／またはタイプ（複数可）の画像取込みデバイス（複数可）とすることができる。例示的な画像取得装置１１０には、それだけには限らないが、デジタルカメラおよび／または画像センサが含まれる。例示的な画像取得装置１１０は、画像１０７を異なる解像度で取り込むように選択的に構成可能および／または動作可能である。図１の例示的な焦点面選択装置１１５は、画像取得装置１１０の焦点を特定の焦点面で調整するように選択的に構成可能、制御可能、および／または動作可能である。例示的な焦点面選択装置１１５は、それだけには限らないが、可変焦点レンズ、ならびに／または取り込んだ画像の効果的な焦点面を調整および／または制御するように取り込んだ画像に適用できる任意の数および／もしくはタイプ（複数可）の方法（複数可）および／もしくはアルゴリズム（複数可）を含む。
【００１２】
画像の取得および／または取込みを制御するために、図１の例示的な適応多焦点面画像の取得および圧縮装置１００は、取得制御装置１２０を含む。図１の例示的な取得制御装置１２０は、画像取得装置１１０を特定の焦点面で集束させるように、制御信号および／または経路１２５を介して焦点面選択装置１１５を制御、構成、および／または動作する。例示的な取得制御装置１２０は、選択した解像度で、また焦点面選択装置１１５を介して構成された特定の焦点面で画像１０７を取得し、取り込み、かつ／またはその他の方法で得るように、制御信号および／または経路１３０を介して画像取得装置１１０を制御、構成、および／または動作する。
【００１３】
図２に示すように、物体１０５の部分、領域、区域、および／またはタイル２１０および２１１に対する物体１０５の画像１０７が取り込まれる。すなわち、特定の焦点面での物体１０５の完全な２次元（２Ｄ）画像１０７は、複数のタイル２１０および２１１のそれぞれに対する複数の画像１０７を含む。図２に示すように、タイル２１０および２１１は、物体１０５の幅（または長さ）を横切るストリップ２０５〜２０７の形で配置される。次いで各ストリップ２０５〜２０７は、領域、部分、および／またはタイル２１０および２１１に分割される。下記のように、例示的な取得制御装置１２０は、特定のタイル２１０、２１１の画像１０７を取り込む解像度を適応的に選択および／または判断する。異なる解像度で取り込んだ可能性のある構成タイル２１０および２１１の画像１０７からの２Ｄ画像全体を容易に圧縮、復元、および／または表示するために、ストリップ２０５〜２０７は、隣接するストリップ２０５〜２０７と部分的に重複し、またタイル２１０および２１１は、隣接するタイル２１０および２１１と重複する。
【００１４】
物体１０５の１組の２Ｄ画像は、任意の数および／またはタイプ（複数可）の並び（複数可）および／または順序（複数可）に基づいて取り込むことができる。たとえば、第１の焦点面から開始して、ストリップ２０５のタイル２１０および２１１の画像１０７を取り込むことができる。ストリップ２０５を撮像すると、次のストリップ２０６のタイル２１０および２１１の画像１０７を取り込むことができる。この処理は、第１の焦点面全体を撮像するまで続き、次いで任意のさらなる焦点面に対して繰り返すことができる。さらに、または別法として、各ストリップ２０５〜２０７の各タイル２１０、２１１に対して、焦点面ごとに画像１０７を取り込んでから、タイル２１０、２１１および／またはストリップ２０５〜２０７を変更することができる。
【００１５】
図１に戻ると、画像１０７をどの解像度で取り込むかを判断するために、図１の例示的な適応多焦点面画像の取得および圧縮装置１００は、コントラスト検出器１４０を含む。現在考慮している画像１０７に対して、図１の例示的なコントラスト検出器１４０は、現在考慮している焦点面の現在考慮しているタイル２１０、２１１が、病理学者によって関心があると見なされるかどうかを表す値および／または基準値１４５を算出する。これを表す例示的な値および／または基準値１４５は、現在考慮しているタイル２１０、２１１の画像１０７のコントラストの推定である。コントラストの推定は、任意の数および／またはタイプ（複数可）の方法（複数可）、アルゴリズム（複数可）、および／または論理を使用して算出することができる。たとえば、コントラスト基準値１４５は、取り込んだ画像１０７の画素の強度Ｙｉの分散として算出することができる。これは、画像１０７上の局所的な画像コントラストの尺度である。一般に、高いコントラスト値は、画像内に強いエッジが存在することに対応し、したがって病理学者にとって関心のある潜在的な領域に対応する。カラー画像１０７の場合、単一のＲＧＢ画素ｉの強度値Ｙｉは、Ｙｉ＝０．２９９×Ｒｉ＋０．５８７×Ｇｉ＋０．１１４×Ｂｉと推定することができる。現在考慮しているタイル２１０、２１１上の強度値Ｙｉの平均をＥ（Ｙ）とすると、画像１０７の画素の分散（すなわち、コントラスト基準値１４５）は、以下の数式を使用して算出することができる。
【００１６】
【数１】
【００１７】
この画像はＮ個の画素を有するものとする。
【００１８】
別の例示的なコントラスト基準値１４５は、ラプラシアン−ガウス演算子であり、これは、局所的な視覚作用の推定である。ラプラシアン−ガウス演算子は、ガウス平滑フィルタと、その後に続くラプラシアン微分フィルタとを含む。一般に、ラプラシアン−ガウス演算子の大きな出力値は、画像内に強いエッジが存在することに対応し、したがって病理学者にとって関心のある潜在的な領域に対応する。強度値Ｙｉに適用されるラプラシアン−ガウスフィルタの出力をＧＬ（Ｙｉ）とすると、この画像に対するコントラスト基準値１４５は、
【００１９】
【数２】
【００２０】
と表すことができる。
【００２１】
現在考慮しているタイル２１０、２１１および焦点面に対して、図１の例示的な取得制御装置１２０は、現在考慮しているタイル２１０、２１１の第１の画像１０７を第１のまたは低い解像度で取り込むように、例示的な画像取得装置１１０を制御する。取得制御装置１２０は、第１のまたは低い解像度の画像１０７に対するコントラスト基準値１４５を算出するように、例示的なコントラスト検出器１４０に指示する。例示的な取得制御装置１２０は、コントラスト基準値１４５を閾値と比較して、その焦点面での現在考慮しているタイル２１０、２１１の第２のまたはより高い解像度の画像１０７を取り込むかどうかを判断する。コントラスト基準値１４５が閾値より大きいとき、取得制御装置１２０は、現在考慮しているタイル２１０、２１１の第２の画像１０７を第２のまたは高い（より高い）解像度で取り込むように、画像取得装置１１０に指示する。
【００２２】
いくつかの例では、第２のまたは高い（より高い）解像度は、画像取得装置１１０の最高の解像度であり、また第１のまたは低い（より低い）解像度は、サムネイルの解像度に対応する解像度である。さらに、または別法として、例示的な取得制御装置１２０は、連続する画像１０７それぞれに対してコントラスト検出器１４０によって算出されるコントラスト基準値１４５が閾値以下になるまで、現在考慮しているタイル２１０、２１１の連続する画像１０７を、解像度を増大させて取得するように、画像取得装置１１０に指示する。いくつかの例では、コントラスト基準値１４５は、画像１０７の解像度に応じて異なる閾値と比較される。
【００２３】
図３および４に示すように、異なるタイル２１０および２１１ならびに異なる焦点面に対する画像１０７の解像度は、物体１０５を通して変動することがある。図３は、物体１０５内の異なる焦点面で発生する特徴３０５を有する物体１０５を示す（３つの焦点面を参照番号３１０、３１１、および３１２で示す）。たとえば、第１のタイル３１５では、物体１０５の画像１０７は、焦点面３１０では高い（より高い）解像度で取り込まれ、焦点面３１１では低い（より低い）解像度で取り込まれる。場合によっては、特徴３０５が、タイル３２０内の２つの焦点面３１１および３１２間ならびに／または実質上これらの近くで発生すると、２つの隣接する焦点面３１１および３１２では、タイル３１６を高い（より高い）解像度で取り込むことができる。
【００２４】
図４は、物体１０５内の潜在的に異なる焦点面にある２つの特徴４０５および４０６を有する物体１０５を示す（２つの焦点面を参照番号４１０および４１１で示す）。たとえば、２層以上のセル構造を有する組織サンプルは、関心のある特徴を２つ以上有する可能性がある。したがって、２つの隣接するおよび／または隣接しない焦点面４１０および４１１では、高いまたはより高い解像度でタイル４１５を取り込むことができる。少なくとも図３および４に基づいて、タイル２１０、２１１内の物体１０５に存在する特徴（複数可）に応じて、任意の数の隣接するおよび／または隣接しない焦点面に対して、より高いまたは高い解像度で任意のタイル２１０、２１１を取り込むことができることが明らかなはずである。
【００２５】
図５は、特定の焦点面に対して取り込んだ多重解像度２Ｄ画像の例示的な論理マルチスケール記述５００を示す。図５に示すように、２Ｄ画像は、異なる解像度で取り込んだ異なるタイル２１０および２１１の画像１０７を含む。たとえば、タイル５０５に対して取り込んだ画像１０７は、画像取得装置１１０の最高の解像度で取り込まれ、一方別のタイル５１０に対して取り込んだ画像１０７は、より低い解像度で取り込まれた。したがって、画像１０７を取り込んだ解像度で、マルチスケール表現５００内のどこでそれぞれの取り込んだ画像１０７および／または取り込んだ画像１０７を表すデータが論理的に対応するかが決まる。図５の図示の例では、隣接する解像度は２倍ずつ異なる。
【００２６】
ある特定の解像度に対して取り込んだ多重解像度２Ｄ画像の任意の部分の表現は、取り込んだタイル画像１０７の適切な補間および／またはデシメーションによって生成することができる。たとえば、タイル５０５近傍の２Ｄ画像の縮尺１：４の画像は、タイル５０５に対応する画像１０７に４分の１のデシメーションを行うことによって生成することができる。
【００２７】
図５の例示的なマルチスケール記述５００を使用すると、マルチスケール２Ｄ画像の表現を実際に記憶することができるが、マルチスケール２Ｄ画像をより効果的に記憶するために使用できる例示的なデータ構造６００について、図６に関連して以下に説明する。一般に、図６の例示的なデータ構造６００は、例示的な記述５００を「平坦化」して、画像データを含まない部分を除去することによって形成される。図５の例示的な記述５００および図６の例示的なデータ構造６００は、マルチスケール２Ｄ画像の本質的に同等の表現になりうることを理解されたい。
【００２８】
図１に戻ると、例示的な画像取得装置１１０および例示的な取得制御装置１２０を用いて取り込んだ画像１０７を圧縮するために、図１の例示的な適応多焦点面画像の取得および圧縮装置１００は、圧縮モジュール１５０を含む。特定のタイル２１０、２１１に対して最高の解像度の画像１０７を取り込んだ場合、例示的な画像圧縮モジュール１５０は、ウェーブレット変換を適用して、その画像１０７を表現する１つまたは複数のウェーブレット係数を生成する。例示的な圧縮モジュール１５０は、算出したウェーブレット係数を画像データベース１５５内に記憶する。算出したウェーブレット係数は、図５および／または６の例示的な構造（複数可）を使用する画像データベース１５５内に記憶することができる。図１の例示的な画像データベース１５５は、ハードディスクドライブ、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、フロッピー（登録商標）ドライブなど、任意の数および／またはタイプ（複数可）のメモリ（複数可）、記憶装置（複数可）、および／または記憶デバイス（複数可）を使用して実施することができる。図７に示すように、高い（最高の）周波数のウェーブレット係数は、現在考慮しているタイル２１０、２１１がタイル２１０、２１１を撮像した最高の解像度にあることに関連し、一方低い周波数のウェーブレット係数は、現在考慮しているタイル２１０、２１１が次に低い解像度にあることに関連する。
【００２９】
図７は、特定の焦点面に関連する２Ｄ画像全体を表現する「仮想」ウェーブレット変換を示す。図７に示すように、この焦点面の各タイル２１０は、例示的な取得制御装置１２０によって選択された解像度で取り込んだそのタイル２１０に対する画像１０７に基づいて算出した関連するウェーブレット係数７０５を有する。ウェーブレット係数７０５は、マルチスケールエッジ検出器と見なすことができる。ウェーブレット係数７０５の絶対値は、そのエッジの局所的な強度に対応し、すなわち、エッジ、したがってタイル２１０が、病理学者の関心を引く可能性がどれだけ高いかに対応する。図７の図示の例では、低い周波数のエッジをウェーブレット係数７０５の左上に示し、累進的により高い周波数のエッジが、ウェーブレット係数７０５内の下方および／または右寄りで発生する。
【００３０】
集合的にみると、焦点面のタイル２１０、２１１のすべてに対するウェーブレット係数７０５を使用して、その焦点面および任意の選択した解像度での画像１０７の表現を生成することができる。１組の２Ｄ多重解像度画像を３次元（３Ｄ）画像として表示、表現、伝送、および／または記憶するために使用できる例示的な方法および装置は、「Ｔｈｒｅｅ−ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ Ｉｍａｇｅ Ｓｔｒｅａｍｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｉｍａｇｅｓ」という名称の２００８年５月２０日発行の米国特許第７，３７６，２７９号公報に記載されている。同特許を全体的に参照により本明細書に組み込む。
【００３１】
図１に戻ると、物体１０５の表現１５５を記憶するのに必要なデータの量をさらに低減させるために、図１の例示的な画像圧縮モジュール１５０は、冗長を低減させるように、ならびに／またはウェーブレット係数を記憶および／もしくは表現するのに必要なデータの量を低減させるように、算出したウェーブレット係数をさらに処理することができる。任意の数および／またはタイプ（複数可）のアルゴリズム（複数可）、方法（複数可）、および／または論理を使用して、画像圧縮モジュール１５０は、たとえば、いわゆる「ゼロツリー」圧縮アルゴリズムを使用するそれらのツリー構造に従って、算出したウェーブレット係数を量子化および／またはエントロピー符号化することができる。いくつかの例では、所与のタイルおよび／または焦点面の局所的なウェーブレット係数群が、異なるデータブロックに圧縮される。ウェーブレット係数を異なるデータブロックに分類することによって、元の物体１０５の画像の復元を開始するのに、圧縮画像１５５の一部分しか抽出しなくてすむ。ウェーブレット係数をそのように分類することで、物体１０５の特定の関心のある領域だけの画像を特定の焦点面および解像度で容易に描写できるようになり、ならびに／または物体１０５の画像を漸進的に容易に復元できるようになる。
【００３２】
本明細書に記載の例では、物体１０５の取り込んだ画像１０７の圧縮版を表現するためにウェーブレット係数を利用するが、任意の数および／またはタイプ（複数可）の追加および／または代替の圧縮方法（複数可）、技法（複数可）、および／またはアルゴリズム（複数可）を適用することができる。たとえば、取り込んだ画像１０７をそれぞれ、必要に応じて共通の解像度に補間することができる。次いで補間した画像１０７を、たとえばジョイントフォトグラフィックエキスパートグループ（ＪＰＥＧ）および／またはＪＰＥＧ２０００規格に従って圧縮することができる。
【００３３】
例示的な適応多焦点面画像の取得および圧縮装置１００を図１に示したが、図１に示したインターフェース、データ構造、要素、処理、および／またはデバイスの１つまたは複数を、組み合わせ、分割し、再配置し、省略し、取り除き、かつ／または任意の他の方法で実施することができる。さらに、例示的な画像取得装置１１０、例示的な焦点面選択装置１１５、例示的な取得制御装置１２０、例示的なコントラスト検出器１４０、例示的な画像圧縮モジュール１５０、ならびに／またはより一般に図１の例示的な適応多焦点面画像の取得および圧縮装置１００を、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、ならびに／またはハードウェア、ソフトウェア、および／もしくはファームウェアの組合せによって実施することができる。したがって、たとえば、例示的な画像取得装置１１０、例示的な焦点面選択装置１１５、例示的な取得制御装置１２０、例示的なコントラスト検出器１４０、例示的な画像圧縮モジュール１５０、ならびに／またはより一般に例示的な適応多焦点面画像の取得および圧縮装置１００のいずれかを、１つもしくは複数の回路（複数可）、プログラム可能プロセッサ（複数可）、特定用途向け集積回路（複数可）（ＡＳＩＣ（複数可））、プログラム可能論理デバイス（複数可）（ＰＬＤ（複数可））、フィールドプログラム可能論理デバイス（複数可）（ＦＰＬＤ（複数可））、および／またはフィールドプログラム可能ゲートアレイ（複数可）（ＦＰＧＡ（複数可））などによって実施することができる。純粋にソフトウェアおよび／またはファームウェアの実装を包含するものとして添付の特許請求の範囲のいずれかを読むとき、例示的な画像取得装置１１０、例示的な焦点面選択装置１１５、例示的な取得制御装置１２０、例示的なコントラスト検出器１４０、例示的な画像圧縮モジュール１５０、ならびに／またはより一般に例示的な適応多焦点面画像の取得および圧縮装置１００の少なくとも１つは、ファームウェアおよび／またはソフトウェアを記憶するメモリ、ＤＶＤ、ＣＤ、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスクなどの有形のコンピュータ可読媒体を含むものとして本明細書に明示的に定義する。さらに、例示的な適応多焦点面画像の取得および圧縮装置１００は、図１に示したものの代わりに、もしくはこれらに加えて、インターフェース、データ構造、要素、処理、および／もしくはデバイスを含むことができ、ならびに／または図示のインターフェース、データ構造、要素、処理、および／もしくはデバイスのいずれかもしくはすべてを２つ以上含むことができる。
【００３４】
図６は、図１の例示的な画像データベース１５５を実施するために使用できる例示的なデータ構造６００を示す。図６の例示的なデータ構造６００は、タイル２１０、２１１と焦点面のそれぞれの組合せに対する複数のエントリ６０５を含む。タイル２１０、２１１を識別するために、図６の例示的なエントリ６０５はそれぞれ、タイルフィールド６１０を含む。図６の例示的なタイルフィールド６１０はそれぞれ、特定の焦点面６１５および特定の解像度６２０での特定のタイル２１０、２１１を表現する１つまたは複数の数字および／または識別子を含む。
【００３５】
焦点面を識別するために、図６の例示的なエントリ６０５はそれぞれ、焦点面フィールド６１５を含む。図６の例示的な焦点面フィールド６１５はそれぞれ、画像１０７を取得した焦点面を表現する数字および／または識別子を含む。
【００３６】
画像解像度を識別するために、図６の例示的なエントリ６０５はそれぞれ、解像度フィールド６２０を含む。図６の例示的な解像度フィールド６２０はそれぞれ、タイル６１０の画像１０７を取り込んだ解像度を表現する数字および／または識別子を含む。
【００３７】
タイル６１０の位置を識別するために、図６の例示的なエントリ６０５はそれぞれ、位置フィールド６２５を含む。図６の例示的な位置フィールド６２５はそれぞれ、ｘ座標およびｙ座標をそれぞれ表現する２つの値および／または指標を含む。
【００３８】
品質層を指定するために、図６の例示的なエントリ６０５はそれぞれ、品質フィールド６３０を含む。図６の例示的な品質フィールド６３０はそれぞれ、たとえば漸進的な描写を容易にするために使用できる値を含む。
【００３９】
ウェーブレット係数を記憶するために、図６の例示的なエントリ６０５はそれぞれ、ウェーブレット係数フィールド６３５を含む。図６の例示的なウェーブレット係数フィールド６３５はそれぞれ、タイル６１０に対して算出した１つまたは複数のウェーブレット係数を記憶する。いくつかの例では、３Ｄウェーブレットを使用して、焦点面間の相関関係を利用することができ、したがって、ウェーブレット６３５は、焦点面間の差を表現する。そのような例では、面フィールド６１５内に含まれる値は、特定の焦点面ではなく、タイル６１０に対する焦点面の差に対応する。
【００４０】
例示的な画像データベース１５５を実施するために使用できる例示的なデータ構造６００を図６に示したが、エントリおよび／またはフィールドの１つまたは複数を、組み合わせ、分割し、再配置し、省略し、取り除き、かつ／または任意の他の方法で実施することができる。たとえば、いくつかの例では、品質フィールド６３０を省略することができる。さらに、図６の例示的なデータ構造６００は、図６に示したものの代わりに、もしくはこれらに加えて、フィールドを含むことができ、および／または図示のフィールドのいずれかもしくはすべてを２つ以上含むことができる。
【００４１】
図８および９は、図１の例示的な適応多焦点面画像の取得および圧縮装置１００を実施するために実行できる例示的な処理を示す。プロセッサ、制御装置、および／または任意の他の適切な処理デバイスを使用および／またはプログラムして、図８および／または９の例示的な処理を実行することができる。たとえば、図８および／または９の例示的な処理は、コード化された命令内で実施することができ、コード化された命令は、フラッシュメモリ、ＣＤ、ＤＶＤ、フロッピー（登録商標）ディスク、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、プログラム可能ＲＯＭ（ＰＲＯＭ）、電子的プログラム可能ＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、および／もしくは電子的消去可能ＰＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）などの有形のコンピュータ可読媒体、光記憶ディスク、光記憶デバイス、磁気記憶ディスク、磁気記憶デバイス、ならびに／またはプログラム・コードおよび／もしくは命令を機械可読命令もしくはデータ構造の形で保持もしくは記憶するために使用できる任意の他の媒体上に記憶される。これらの媒体には、プロセッサ、汎用もしくは特殊用途コンピュータ、またはプロセッサを有する他の機械（たとえば、図１０に関連して下記で論じる例示的なプロセッサプラットホームＰ１００）によってアクセスすることができる。上記の組合せも、コンピュータ可読媒体の範囲内に含まれる。機械可読命令は、たとえば、プロセッサ、汎用コンピュータ、特殊用途コンピュータ、または特殊用途処理機械に１つまたは複数の特定の処理を実行させる命令およびデータを含む。別法として、図８および／または９の例示的な処理のいくつかまたはすべては、ＡＳＩＣ（複数可）、ＰＬＤ（複数可）、ＦＰＬＤ（複数可）、ＦＰＧＡ（複数可）、個別論理、ハードウェア、ファームウェアなどの任意の組合せ（複数可）を使用して実施することができる。また、図８および／または９の例示的な処理のいくつかまたはすべては、手動で実施することができ、または前述の技法のいずれかの任意の組合せとして、たとえばファームウェア、ソフトウェア、個別論理、および／もしくはハードウェアの任意の組合せとして実施することができる。さらに、図８および／または９の例示的な動作を実施する多くの他の方法を使用することができる。たとえば、ブロックの実行順序を変更することができ、および／または記載のブロックの１つもしくは複数を変更し、取り除き、さらに分割し、もしくは組み合わせることができる。さらに、図８および／または９の例示的な処理のいずれかまたはすべては、順次実行することができ、および／またはたとえば別々の処理スレッド、プロセッサ、デバイス、個別論理、回路などによって並列で実行することができる。
【００４２】
図８の例示的な処理は、たとえば図９の例示的な処理を実行することによって、現在考慮しているタイル２１０、２１１の画像１０７を現在考慮している焦点面で適応的に取得するステップから始まる（ブロック８０５）。現在考慮している焦点面上に、撮像していないタイル２１０、２１１がさらに存在する場合（ブロック８１０）、次のタイル２１０、２１１を選択し（ブロック８１５）、制御はブロック８０５に戻って、選択した次のタイル２１０、２１１に対する画像を適応的に取得する。
【００４３】
現在考慮している焦点面のタイル２１０、２１１をすべて撮像し（ブロック８１０）、さらなる焦点面を撮像する場合（ブロック８２０）、取得制御装置１２０は、例示的な画像取得装置１１０を次の焦点面上に集束させるように、例示的な焦点面選択装置１１５を制御し（ブロック８２５）、制御はブロック８０５に戻って、選択した次の焦点面を適応的に撮像する。
【００４４】
焦点面をすべて撮像した場合（ブロック８２０）、制御は図８の例示的な処理を終了する。
【００４５】
図９の例示的な処理は、例示的な取得制御装置１２０が初期解像度を選択するステップから始まる（ブロック９０５）。例示的な画像取得装置１１０は、選択した解像度で、現在考慮しているタイル２１０、２１１の画像１０７を取り込む（ブロック９１０）。例示的なコントラスト検出器１４０は、たとえば例示的な数式（１）および（２）のいずれかを実行することによって、取り込んだ画像１０７に対するコントラスト基準値１４５を算出する（ブロック９１５）。
【００４６】
取得制御装置１２０は、コントラスト基準値１４５を閾値と比較して、現在考慮しているタイル２１０、２１１の第２の画像１０７を取り込むかどうかを判断する（ブロック９２０）。コントラスト基準値１４５が閾値より大きい場合（ブロック９２０）、取得制御装置１２０は、画像取得装置１１０の解像度を変更し（ブロック９２５）、制御はブロック９１０に戻って、現在考慮しているタイル２１０、２１１の別の画像１０７を取り込む。
【００４７】
コントラスト１４５が閾値以下である場合（ブロック９２０）、例示的な画像圧縮モジュール１５０は、現在考慮しているタイル２１０、２１１に対して取り込んだ最後の画像１０７に対するウェーブレット係数を算出する（ブロック９３０）。画像圧縮モジュール１５０は、算出したウェーブレット係数を量子化および／または符号化して（ブロック９３５）、それらの係数を例示的な画像データベース１５５内に記憶する（ブロック９４０）。次いで制御は図９の例示的な処理を終了して、たとえば図８の例示的な処理のブロック８１０へ進む。
【００４８】
図１０は、図１の例示的な適応多焦点面画像の取得および圧縮装置１００を実施するために使用および／またはプログラムできる例示的なプロセッサプラットホームＰ１００の概略図である。たとえば、プロセッサプラットホームＰ１００は、１つまたは複数の汎用プロセッサ、プロセッサコア、マイクロコントローラなどによって実施することができる。
【００４９】
図１０の例のプロセッサプラットホームＰ１００は、少なくとも１つの汎用プログラム可能プロセッサＰ１０５を含む。プロセッサＰ１０５は、プロセッサＰ１０５のメインメモリ内（たとえば、ＲＡＭ Ｐ１１５および／またはＲＯＭ Ｐ１２０内）に存在するコード化された命令Ｐ１１０および／またはＰ１１２を実行する。プロセッサＰ１０５は、プロセッサコア、プロセッサ、および／またはマイクロコントローラなどの任意のタイプの処理ユニットとすることができる。プロセッサＰ１０５は、特に、図８および／または９の例示的な処理を実行して、本明細書に記載の例示的な適応多焦点面画像の取得および圧縮の方法および装置を実施することができる。
【００５０】
プロセッサＰ１０５は、バスＰ１２５を介して、メインメモリ（ＲＯＭ Ｐ１２０および／またはＲＡＭ Ｐ１１５を含む）と連通する。ＲＡＭ Ｐ１１５は、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）、シンクロナスダイナミックランダムアクセスメモリ（ＳＤＲＡＭ）、および／または任意の他のタイプのＲＡＭデバイスによって実施することができ、ＲＯＭは、フラッシュメモリおよび／または任意の他の所望のタイプの記憶装置によって実施することができる。メモリＰ１１５およびメモリＰ１２０へのアクセスは、メモリ制御装置（図示せず）によって制御することができる。例示的なメモリＰ１１５を使用して、図１の例示的な画像データベース１５５を実施することができる。
【００５１】
プロセッサプラットホームＰ１００はまた、インターフェース回路Ｐ１３０を含む。インターフェース回路Ｐ１３０は、外部メモリインターフェース、直列ポート、汎用入出力などの任意のタイプのインターフェース規格によって実施することができる。インターフェース回路Ｐ１３０には、１つまたは複数の入力デバイスＰ１３５および１つまたは複数の出力デバイスＰ１４０が接続される。入力デバイスＰ１３５は、たとえば、例示的な画像取得装置１１０から画像１０７を受け取るために使用することができる。例示的な出力デバイスＰ１４０は、たとえば、例示的な画像取得装置１１０および／または例示的な焦点面選択装置１１５を制御するために使用することができる。
【００５２】
通常、コンピュータ実行可能命令には、特定のタスクを実行し、または特定の抽象データ型を実施する、ルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造などが含まれる。コンピュータ実行可能命令、関連するデータ構造、およびプログラムモジュールは、本明細書に開示する例示的な方法およびシステムを実施するための処理を実行するプログラム・コードの例である。そのような実行可能命令および／または関連するデータ構造の特定のシーケンスは、本明細書に記載のこれらの例を実施する対応する動作の例である。
【００５３】
本明細書に記載の例示的な方法および装置は、プロセッサを有する１つまたは複数の遠隔コンピュータへの論理接続を使用するネットワーク環境内で実施することができる。論理接続には、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）および広域ネットワーク（ＷＡＮ）を含むことができる。これらを例として本明細書に提示するが、限定するものではない。そのようなネットワーク環境は、職場全体または企業全体のコンピュータネットワーク、イントラネット、およびインターネットで一般的であり、様々な異なる通信プロトコルを使用することができる。そのようなネットワークコンピューティング環境は、パーソナルコンピュータ、手持ち式デバイス、マルチプロセッサシステム、マイクロプロセッサベースまたはプログラム可能な民生用電子機器、ネットワークＰＣ、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータなどを含む、多くのタイプのコンピュータシステム構成を包含することができる。本明細書に記載の例示的な方法および装置は、さらにまたは別法として、分散型コンピューティング環境で実施することができる。分散型コンピューティング環境では、通信ネットワークを通じて（ハードワイヤードリンク、無線リンクによって、またはハードワイヤードリンクもしくは無線リンクの組合せによって）接続されたローカルおよび遠隔処理デバイスによってタスクが実行される。分散型コンピューティング環境では、プログラムモジュールをローカルと遠隔の両方メモリ記憶デバイス内に配置することができる。
【００５４】
特定の例示的な方法、装置、および製造物について本明細書に説明したが、本特許が包含する範囲はそれに限定されるものではない。逆に、本特許は、文字通りまたは均等論の下で添付の特許請求の範囲の範囲内に適正に入るすべての方法、装置、および製造物を包含する。
【符号の説明】
【００５５】
１００ 適応多焦点面画像の取得および圧縮装置
１０５ 物体
１０７ 画像
１１０ 画像取得装置
１１５ 焦点面選択装置
１２０ 取得制御装置
１２５ 経路
１３０ 経路
１４０ コントラスト検出器
１４５ コントラスト基準値
１５０ 画像圧縮モジュール
１５５ 画像データベース、表現、圧縮画像、ファイル
２０５ ストリップ
２０６ ストリップ
２０７ ストリップ
２１０ タイル
２１１ タイル
３０５ 特徴
３１０ 焦点面
３１１ 焦点面
３１２ 焦点面
３１５ 第１のタイル
３１６ タイル
３２０ タイル
４０５ 特徴
４０６ 特徴
４１５ タイル
５００ 論理マルチスケール記述、マルチスケール表現
５０５ タイル
５１０ タイル
６００ データ構造
６０５ エントリ
６１０ タイルフィールド、タイル
６１５ 焦点面、焦点面フィールド、タイル
６２０ 解像度、解像度フィールド
６２５ 位置フィールド
６３０ 品質フィールド
６３５ ウェーブレット係数フィールド
７０５ ウェーブレット係数
Ｐ１００ プロセッサプラットホーム
Ｐ１０５ 汎用プログラム可能プロセッサ
Ｐ１１０ コード化された命令
Ｐ１１２ コード化された命令
Ｐ１１５ ＲＡＭ、メモリ
Ｐ１２０ ＲＯＭ、メモリ
Ｐ１３０ インターフェース回路
Ｐ１３５ 入力デバイス
Ｐ１４０ 出力デバイス
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の焦点面で第１の解像度を有する物体（１０５）の第１の画像（１０７）に対するコントラスト基準値（１４５）を算出するコントラスト検出器（１４０）と、
前記コントラスト基準値（１４５）を閾値と比較して、前記第１の焦点面で前記第１の解像度とは異なる第２の解像度を有する前記物体（１０５）の第２の画像（１０７）を取り込むかどうかを判断する取得制御装置（１２０）と、
前記第１および第２の画像（１０７）を選択的に取り込むように動作可能な画像取得装置（１１０）と、
前記第１の焦点面での前記物体（１０５）の第１の表現をファイル（１５５）内に記憶する画像圧縮モジュール（１５０）とを具備し、
前記ファイル（１５５）は、第２の焦点面での前記物体（１０５）の第２の表現を含み、前記第２の表現が前記第１の表現とは異なる解像度に対応する、
ことを特徴とする装置（１００）。
【請求項２】
前記取得制御装置（１２０）が前記第２の画像（１０７）を取り込まないと判断したとき、前記画像圧縮モジュール（１５０）が、前記第１の画像（１０７）に基づいて前記第１の表現を判断する、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記画像圧縮モジュール（１５０）が、前記第２の画像（１０７）に基づいて前記第１の表現を判断する、請求項１記載の装置。
【請求項４】
前記取得制御装置（１２０）が、前記第２の焦点面および前記第１の解像度での前記物体（１０５）の第３の画像（１０７）に対する第２のコントラスト基準値（１４５）を算出し、また前記第２のコントラスト基準値（１４５）を前記閾値と比較して、前記第２の焦点面および前記第２の解像度で前記物体（１０５）の第４の画像（１０７）を取り込むかどうかを判断し、前記画像取得装置（１１０）が、前記第３および第４の画像（１０７）を取り込むように選択的に動作可能であり、また前記画像圧縮モジュール（１５０）が、前記第３の画像（１０７）または前記第４の画像（１０７）の少なくとも１つに基づいて前記第２の表現を判断する、請求項１記載の装置。
【請求項５】
前記画像圧縮モジュール（１５０）が、
前記第２の画像（１０７）を表現するウェーブレット係数を算出することによって、そして
前記第２の解像度を表す前記ウェーブレット係数および指標を前記ファイル（１５５）内に記憶することによって、前記物体の前記第１の表現を前記ファイル（１５５）内に記憶する、請求項１記載の装置。
【請求項６】
第１の焦点面および第１の解像度で物体（１０５）の一部分の第１の画像（１０７）を取り込むステップと、
前記取り込んだ第１の画像（１０７）に対するコントラスト基準値（１４５）を算出するステップと、
前記コントラスト基準値（１４５）を閾値と比較して、前記第１の焦点面および第２の解像度で前記物体（１０５）の前記部分の第２の画像（１０７）を取り込むかどうかを判断するステップであって、前記第２の解像度が前記第１の解像度とは異なる、ステップと、
前記第１の焦点面および前記第２の解像度で前記物体（１０５）の前記部分の前記第２の画像（１０７）を取り込むステップと、
前記第２の画像（１０７）の第１の表現をファイル（１５５）内に記憶するステップであって、前記ファイル（１５５）が第２の焦点面での前記物体（１０５）の前記部分の第２の表現を含み、前記第２の表現が前記第１の解像度のものである、ステップと
を含む方法。
【請求項７】
前記第２の解像度が前記第１の解像度より大きく、また前記第２の画像（１０７）が、前記コントラスト基準値（１４５）が前記閾値より大きいときに取り込まれる、請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記取り込んだ第２の画像（１０７）に対する第２のコントラスト基準値（１４５）を算出するステップと、
前記第２のコントラスト基準値（１４５）を第２の閾値と比較して、前記第１の焦点面および第３の解像度で前記物体（１０５）の前記部分の第３の画像（１０７）を取り込むかどうかを判断するステップであって、前記第３の解像度が前記第２の解像度とは異なる、ステップと
をさらに含む、請求項６記載の方法。
【請求項９】
第２の焦点面および第３の解像度で前記物体（１０５）の第２の部分の第３の画像（１０７）を取り込むステップと、
前記取り込んだ第３の画像（１０７）に対する第２のコントラスト基準値（１４５）を算出するステップと、
前記第２のコントラスト基準値（１４５）を第２の閾値と比較して、前記第２の焦点面および第４の解像度で前記物体（１０５）の前記第２の部分の第４の画像（１０７）を取り込むかどうかを判断するステップと
をさらに含む、請求項６記載の方法。
【請求項１０】
前記第２の画像（１０７）の前記第１の表現を前記ファイル（１５５）内に記憶するステップが、
前記取り込んだ第２の画像（１０７）を表現するウェーブレット係数を算出するステップと、
前記第２の解像度を表す前記ウェーブレット係数および指標を前記ファイル（１５５）内に記憶するステップとを含む、請求項６記載の方法。
【請求項１】
第１の焦点面で第１の解像度を有する物体（１０５）の第１の画像（１０７）に対するコントラスト基準値（１４５）を算出するコントラスト検出器（１４０）と、
前記コントラスト基準値（１４５）を閾値と比較して、前記第１の焦点面で前記第１の解像度とは異なる第２の解像度を有する前記物体（１０５）の第２の画像（１０７）を取り込むかどうかを判断する取得制御装置（１２０）と、
前記第１および第２の画像（１０７）を選択的に取り込むように動作可能な画像取得装置（１１０）と、
前記第１の焦点面での前記物体（１０５）の第１の表現をファイル（１５５）内に記憶する画像圧縮モジュール（１５０）とを具備し、
前記ファイル（１５５）は、第２の焦点面での前記物体（１０５）の第２の表現を含み、前記第２の表現が前記第１の表現とは異なる解像度に対応する、
ことを特徴とする装置（１００）。
【請求項２】
前記取得制御装置（１２０）が前記第２の画像（１０７）を取り込まないと判断したとき、前記画像圧縮モジュール（１５０）が、前記第１の画像（１０７）に基づいて前記第１の表現を判断する、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記画像圧縮モジュール（１５０）が、前記第２の画像（１０７）に基づいて前記第１の表現を判断する、請求項１記載の装置。
【請求項４】
前記取得制御装置（１２０）が、前記第２の焦点面および前記第１の解像度での前記物体（１０５）の第３の画像（１０７）に対する第２のコントラスト基準値（１４５）を算出し、また前記第２のコントラスト基準値（１４５）を前記閾値と比較して、前記第２の焦点面および前記第２の解像度で前記物体（１０５）の第４の画像（１０７）を取り込むかどうかを判断し、前記画像取得装置（１１０）が、前記第３および第４の画像（１０７）を取り込むように選択的に動作可能であり、また前記画像圧縮モジュール（１５０）が、前記第３の画像（１０７）または前記第４の画像（１０７）の少なくとも１つに基づいて前記第２の表現を判断する、請求項１記載の装置。
【請求項５】
前記画像圧縮モジュール（１５０）が、
前記第２の画像（１０７）を表現するウェーブレット係数を算出することによって、そして
前記第２の解像度を表す前記ウェーブレット係数および指標を前記ファイル（１５５）内に記憶することによって、前記物体の前記第１の表現を前記ファイル（１５５）内に記憶する、請求項１記載の装置。
【請求項６】
第１の焦点面および第１の解像度で物体（１０５）の一部分の第１の画像（１０７）を取り込むステップと、
前記取り込んだ第１の画像（１０７）に対するコントラスト基準値（１４５）を算出するステップと、
前記コントラスト基準値（１４５）を閾値と比較して、前記第１の焦点面および第２の解像度で前記物体（１０５）の前記部分の第２の画像（１０７）を取り込むかどうかを判断するステップであって、前記第２の解像度が前記第１の解像度とは異なる、ステップと、
前記第１の焦点面および前記第２の解像度で前記物体（１０５）の前記部分の前記第２の画像（１０７）を取り込むステップと、
前記第２の画像（１０７）の第１の表現をファイル（１５５）内に記憶するステップであって、前記ファイル（１５５）が第２の焦点面での前記物体（１０５）の前記部分の第２の表現を含み、前記第２の表現が前記第１の解像度のものである、ステップと
を含む方法。
【請求項７】
前記第２の解像度が前記第１の解像度より大きく、また前記第２の画像（１０７）が、前記コントラスト基準値（１４５）が前記閾値より大きいときに取り込まれる、請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記取り込んだ第２の画像（１０７）に対する第２のコントラスト基準値（１４５）を算出するステップと、
前記第２のコントラスト基準値（１４５）を第２の閾値と比較して、前記第１の焦点面および第３の解像度で前記物体（１０５）の前記部分の第３の画像（１０７）を取り込むかどうかを判断するステップであって、前記第３の解像度が前記第２の解像度とは異なる、ステップと
をさらに含む、請求項６記載の方法。
【請求項９】
第２の焦点面および第３の解像度で前記物体（１０５）の第２の部分の第３の画像（１０７）を取り込むステップと、
前記取り込んだ第３の画像（１０７）に対する第２のコントラスト基準値（１４５）を算出するステップと、
前記第２のコントラスト基準値（１４５）を第２の閾値と比較して、前記第２の焦点面および第４の解像度で前記物体（１０５）の前記第２の部分の第４の画像（１０７）を取り込むかどうかを判断するステップと
をさらに含む、請求項６記載の方法。
【請求項１０】
前記第２の画像（１０７）の前記第１の表現を前記ファイル（１５５）内に記憶するステップが、
前記取り込んだ第２の画像（１０７）を表現するウェーブレット係数を算出するステップと、
前記第２の解像度を表す前記ウェーブレット係数および指標を前記ファイル（１５５）内に記憶するステップとを含む、請求項６記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−２２６７１９（Ｐ２０１０−２２６７１９Ａ）
【公開日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−６５５０５（Ｐ２０１０−６５５０５）
【出願日】平成２２年３月２３日（２０１０．３．２３）
【出願人】（３９００４１５４２）ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ (6,332)
【氏名又は名称原語表記】ＧＥＮＥＲＡＬ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＣＯＭＰＡＮＹ
【出願人】（５１００７９３９６）デジタル パスコ エルエルシー ディー・ビー・エイ オムニクス (2)
【氏名又は名称原語表記】ＤＩＧＩＴＡＬ ＰＡＴＨＣＯ， ＬＬＣ ｄ．ｂ．ａ． ＯＭＮＹＸ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２３日（２０１０．３．２３）
【出願人】（３９００４１５４２）ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ (6,332)
【氏名又は名称原語表記】ＧＥＮＥＲＡＬ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＣＯＭＰＡＮＹ
【出願人】（５１００７９３９６）デジタル パスコ エルエルシー ディー・ビー・エイ オムニクス (2)
【氏名又は名称原語表記】ＤＩＧＩＴＡＬ ＰＡＴＨＣＯ， ＬＬＣ ｄ．ｂ．ａ． ＯＭＮＹＸ
【Ｆターム（参考）】
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