專利名稱：信息處理裝置、方法及包括光學顯微鏡的成像裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及對圖像傳感器所獲得的圖像信號進行處理從而校正輸出圖像的畸變的信息處理裝置、信息處理方法、程序以及包括光學顯微鏡的成像裝置。
背景技術：
過去，例如，包含諸如電荷耦合器件(CCD)的圖像傳感器的示圖相機廣泛用作成像設備。當用這種成像設備拍攝物體的圖像時，在某些情況下，由于成像設備所包括的透鏡的形狀等可能在所拍攝的圖像中導致畸變。要校正這種畸變，使用了多種畸變校正技術。例如，在日本專利公開第2000-350239號(以下稱之為專利文件1)所披露的校準系統(tǒng)中，用于校正上述畸變的畸變參數(shù)被估算如下。首先，在所述校準系統(tǒng)中，生成由已經定義了幾何形狀的圖案構成的基準圖像；然后，將所述基準圖像投影到平坦的屏幕表面上， 并用照相機進行拍攝。對基準圖像以及基準圖像的拍攝圖像進行圖像注冊處理，因此估算出用于畸變矯正的畸變參數(shù)(參考專利文件1的第W094]段等)。此外，在專利文件1中，基于拍攝到的圖像表面的點nd(其中已考慮到透鏡畸變)， 計算出所拍攝的圖像表面上的對應點nu(其中未考慮透鏡畸變)。如專利文件1第W084] 段所述，通過基于距畸變中心位置的距離通過表達式來計算點nu。

發(fā)明內容
例如，在由光學顯微鏡獲得的圖像被數(shù)字化的情況下，在許多情況下，由于顯微鏡的復雜放大光學系統(tǒng)，要輸出的圖像中發(fā)生難以預測的復雜畸變。在這種情況下，通過使用專利文件1所公開的基于距畸變中心的距離的表達式，難以對圖像的畸變進行校正。此外，例如，使用光學顯微鏡以高倍率觀察物體時，可能存在如下情況，即，通過拍攝物體的各部分圖像而獲得的多個數(shù)字圖像經受拼接處理，并且然后物體的圖像可以整合為一個圖像。為了適當?shù)貓?zhí)行拼接處理，需要高精度地校正每個數(shù)字圖像的畸變。鑒于上述情況，期望提供能夠精度地校正由光學顯微鏡獲得的圖像中所產生的復雜畸變的信息處理裝置、信息處理方法、程序及包括光學顯微鏡的成像裝置。根據(jù)本發(fā)明的實施方式，提供了一種信息處理裝置，包括第一存儲裝置、生成裝置、確定裝置、第一計算裝置、第二計算裝置以及校正裝置。第一存儲裝置存儲校準圖案中的多個亮度變化點的坐標，在亮度變化點上，亮度發(fā)生變化，校準圖案具有亮度在相互正交的兩個軸方向上有規(guī)律地變化的亮度分布。生成裝置生成與校準圖像的亮度分布有關的標準圖案信息，校準圖像通過由能夠拍攝通過光學顯微鏡獲得的圖像的成像裝置拍攝校準圖案的圖像而生成。確定裝置通過校準圖像的亮度分布與所生成的標準圖案信息之間的匹配處理，確定校準圖像的亮度變化點的坐標作為校正亮度變化點的坐標，亮度變化點對應于校準圖案的多個亮度變化點中的每個。第一計算裝置計算所存儲的多個亮度變化點的坐標與由確定裝置根據(jù)多個亮度變化點確定的校正亮度變化點的坐標之間的差，作為畸變矢量場。第二計算裝置計算通過從畸變矢量場移除平移分量和旋轉分量而獲得的分量，作為校正矢量場。校正裝置通過使用所計算出的校正矢量場對由成像裝置拍攝的圖像進行校正。在信息處理裝置中，生成了關于通過拍攝校準圖案的圖像而生成的校準圖像的亮度分布的標準圖案信息。然后，通過所述校準圖像亮度分布與標準圖案信息之間的匹配處理，高精度地確定所述校準圖像上的校正亮度變化點。因此，畸變矢量場和校正矢量場的精度也變高了，并且即使當由成像裝置拍攝的圖像中產生難以預測的復雜畸變時，仍可以高精度地校正復雜畸變。此外，計算校正矢量場，作為通過從所述畸變矢量場移除平移分量和旋轉分量而獲得的分量。因此，可以減少要校正的圖像的校正量，并且實現(xiàn)了高精度圖像校正。信息處理裝置可以進一步包括第二存儲裝置，用于存儲由第二計算裝置計算的校正矢量場。在這種情況下，校正裝置可以通過使用由第二存儲裝置存儲的校正矢量場對圖像進行校正。在信息處理裝置中，由第二存儲裝置存儲預定成像拍攝條件下的校正矢量場，在預定成像拍攝條件中，確定了照明光學系統(tǒng)等。因此，當在相同的成像拍攝條件下，由成像裝置拍攝圖像的情況下，無需重新計算校正矢量場，并且可以通過使用所存儲的校正矢量場高精度地校正所拍攝的圖像。因此，可以縮短用于圖像校正的處理時間。生成裝置可以生成關于每個分割區(qū)域的亮度信息的標準圖案信息，分割區(qū)域通過將校準圖像分割為多個區(qū)域而獲得。在這種情況下，確定裝置可以通過每個分割區(qū)域的亮度分布與針對每個分割區(qū)域生成的標準圖案信息之間的匹配處理來確定每個分割區(qū)域中的校正亮度變化點的坐標。在信息處理裝置中，針對校準圖像的每個分割區(qū)域生成標準圖案信息，并針對每個分割區(qū)域執(zhí)行匹配處理。因此，可以針對每個分割區(qū)域生成標準圖案信息，標準圖案信息適合與分割區(qū)域的匹配處理。因此，可以高精度地確定分割區(qū)域的校正亮度變化點。校準圖案可以由棋盤圖案構成，在棋盤圖案中，一個或多個明部以及一個或多個暗部交替排列，明部和暗部在兩個軸方向上均具有一定尺寸。在這種情況下，第一存儲裝置可以存儲與棋盤圖案中的明部和暗部之間的邊界相對應的多個交點的坐標。此外，生成裝置可以對校準圖像執(zhí)行傅里葉變換，以計算兩個軸方向中的每個方向上具有最大譜強度的頻率，并通過使用所計算出的兩個軸方向的頻率中的至少一個來生成標準圖案信息。此外，確定裝置可以計算校準圖像的每個像素的亮度值與標準圖案信息之間的相關值，以確定與校準圖像中的明部和暗部之間的邊界相對應的多個交點的坐標。在信息處理裝置中，使用棋盤圖案作為校準圖案，并且將棋盤圖案的交點存儲為亮度變化點。此外，校準圖像經受傅里葉變換處理，結果，至少一個所計算的頻率用于生成標準圖案信息。然后，計算出校準圖像的每個像素的亮度值與標準圖案信息之間的相關值， 結果，高精度地確定校準圖像上的交點作為校正亮度變化點。根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，提供了一種由信息處理裝置執(zhí)行的信息處理方法。
換句話說，信息處理方法包括存儲校準圖案中的多個亮度變化點的坐標，在亮度變化點上，亮度發(fā)生變化，校準圖案具有亮度在相互正交的兩個軸方向上有規(guī)律地變化的亮度分布。生成與校準圖像亮度分布有關的標準圖案信息。校準圖像通過由能夠拍攝通過光學顯微鏡獲得的圖像的成像裝置拍攝校準圖案的圖像而生成。通過校準圖像的亮度分布與所生成的標準圖案信息之間的匹配處理，確定校準圖像亮度變化點的坐標作為校正亮度變化點的坐標，亮度變化點對應于校準圖案的多個亮度變化點中的每個。計算存儲的多個亮度變化點的坐標與由確定裝置根據(jù)多個亮度變化點確定的校正亮度變化點的坐標之間的差，作為畸變矢量場。計算通過從畸變矢量場移除平移分量和旋轉分量而獲得的分量，作為校正矢量場。通過使用所計算出的校正矢量場對由成像裝置拍攝的圖像進行校正。本發(fā)明的另一實施方式，提供了一種程序，該程序使信息處理裝置執(zhí)行上述信息處理方法。該程序可以記錄在記錄介質中。根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，提供了一種成像裝置，包括光學顯微鏡、成像裝置、 存儲裝置、生成裝置、確定裝置、第一計算裝置、第二計算裝置以及校正裝置。成像裝置能夠拍攝由光學顯微鏡獲得的圖像。存儲裝置存儲校準圖案中的多個亮度變化點的坐標，在亮度變化點上，亮度發(fā)生變化，校準圖案具有亮度在相互正交的兩個軸方向上有規(guī)律地變化的亮度分布。生成裝置生成與校準圖像的亮度分布有關的標準圖案信息，校準圖像通過由成像裝置拍攝校準圖案的圖像而生成。確定裝置通過校準圖像的亮度分布與所生成的標準圖案信息之間的匹配處理，確定校準圖像的亮度變化點的坐標作為校正亮度變化點的坐標，亮度變化點對應于校準圖案的多個亮度變化點中的每個。第一計算裝置計算所存儲的多個亮度變化點的坐標與由確定裝置根據(jù)多個亮度變化點確定的校正亮度變化點的坐標之間的差，作為畸變矢量場。第二計算裝置，計算通過從畸變矢量場移除平移分量和旋轉分量而獲得的分量， 作為校正矢量場。校正裝置通過使用所計算出的校正矢量場對由成像裝置拍攝的圖像進行校正。根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，提供了一種信息處理裝置，包括第一存儲部、生成部、確定部、第一計算部、第二計算部以及校正部。第一存儲部存儲校準圖案中的多個亮度變化點的坐標，在亮度變化點上，亮度發(fā)生變化，校準圖案具有亮度在相互正交的兩個軸方向上有規(guī)律地變化的亮度分布。生成部生成與校準圖像的亮度分布有關的標準圖案信息，校準圖像通過由能夠拍攝通過光學顯微鏡獲得的圖像的成像部拍攝校準圖案的圖像而生成。確定部通過校準圖像的亮度分布與所生成的標準圖案信息之間的匹配處理，確定校準圖像的亮度變化點的坐標作為校正亮度變化點的坐標，亮度變化點對應于校準圖案的多個亮度變化點中的每個。
第一計算部計算所存儲的多個亮度變化點的坐標與由確定部根據(jù)多個亮度變化點確定的校正亮度變化點的坐標之間的差，作為畸變矢量場。第二計算部計算通過從畸變矢量場移除平移分量和旋轉分量而獲得的分量，作為校正矢量場。校正部通過使用所計算出的校正矢量場對由成像部拍攝的圖像進行校正。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的實施方式，可以高精度地校正在由光學顯微鏡獲得的圖像中的產生的難以預測的復雜畸變。如附圖所示出的，跟據(jù)本發(fā)明最佳實施方式的以下相信描述，本發(fā)明的這些和其他目的、特性及優(yōu)點將變得顯而易見。


圖1為示出根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的包括信息處理裝置的成像系統(tǒng)的結構實例的框圖；圖2為示意性示出光學顯微鏡和圖1所示的成像裝置的示圖；圖3為示出圖1所示的成像裝置的結構實例的框圖；圖4為示意性示出作為圖3所示的成像裝置所生成的圖像數(shù)據(jù)的原始數(shù)據(jù)的示圖；圖5為示出圖1所示的PC的結構實例的框圖；圖6為示出圖1所示的PC的處理的流程圖；圖7為示出圖6所示的交點提取處理中使用的校準圖像的示圖；圖8為示出當對圖7所示的校準圖像進行傅里葉變換時，χ軸方向上的頻譜及其強度的頻率響應的曲線圖；圖9A和圖9B為用于說明被生成為圖7所示的校準圖像的亮度分布的標準圖案信息的函數(shù)所表示的正弦曲面的示圖；圖10為用于說明通過計算理的論棋盤圖案的每個交點坐標與校準圖像的交點坐標之間的差分所獲得的畸變矢量場的示圖；圖11為用于具體說明圖6所示的對齊處理的示圖；圖12為用于具體說明圖6所示的對齊處理的示圖；圖13為用于具體說明圖6所示的對齊處理的示圖；圖14為用于說明圖6所示的畸變校正處理的方法的示圖；圖15為示出當使用圖13所示的校正矢量場對校準圖像進行校正的時候，與理論的棋盤圖案的比較結果的示圖；圖16為用于說明根據(jù)本發(fā)明第二實施方式在校準圖像上執(zhí)行的處理的示圖；以及圖17為示出根據(jù)本發(fā)明其他實施方式的成像系統(tǒng)的結構實例示圖。
具體實施例方式下文中將參考附圖描述本發(fā)明的實施方式。(第一實施方式)
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圖1為示出根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的包括信息處理裝置的成像系統(tǒng)的結構實例的示圖。圖2為示意性示出光學顯微鏡以及圖1所示的成像裝置的示圖。圖1所示的成像系統(tǒng)400包括光學顯微鏡300、作為成像裝置的成像裝置200以及作為信息處理裝置的個人電腦100。例如，使用數(shù)碼相機作為成像裝置200。例如，光學顯微鏡300包括諸如發(fā)光二極管(LED)的光源301、照明光學系統(tǒng) 302、成像光學系統(tǒng)303、設置在照明光學系統(tǒng)302和成像光學系統(tǒng)303的光路上的樣本臺 304。(設置有樣本305的)觀察區(qū)域306設置在樣本臺304上，并生成觀察區(qū)域306的圖像。例如，成像裝置200包括諸如電荷耦合器件(CXD)的圖像傳感器201、可以拍攝 (由光學顯微鏡300獲得的)觀察區(qū)域306的圖像并將圖像存儲為圖像數(shù)據(jù)。該圖像數(shù)據(jù)由PC 100讀取，并且在經受數(shù)據(jù)處理后被輸出。數(shù)據(jù)處理描述具體如下。這里，將詳細描述成像裝置200和PC 100。圖3為示出成像裝置200的結構實例的框圖。圖4為示意性示出作為成像裝置 200所生成的圖像數(shù)據(jù)的原始數(shù)據(jù)的示圖。成像裝置200包括圖像傳感器201、前處理電路202、記錄介質接口(I/F)203以及記錄介質204。例如，內存卡、光盤或磁盤可以用作記錄介質204。在預定的成像拍攝條件下(孔徑、變焦、焦距等)入射光由透鏡(圖中未示)進行收集。光學圖像形成在圖像傳感器201的成像面上。圖像傳感器201將形成在成像面上的光學圖像的成像結果輸出至前處理電路202。在該實施方式中，使用(其中將G的濾色器排列為棋盤圖案的)傳感器作為圖像傳感器201。但是，例如，也可以使用三層傳感器、黑白傳感器、線路傳感器或多傳感器。前處理電路202先處理來自圖像傳感器201的輸出信號，并控制記錄介質I/F 203 以將原始數(shù)據(jù)文件記錄在記錄介質204上。如圖4所示，作為原始數(shù)據(jù)205，具有無效像素區(qū)域206 (如光學黑體0ΡΒ)、有效像素區(qū)域207以及實行像素區(qū)域208的矩形CXD圖像以點順序被存儲在原始數(shù)據(jù)文件中。[信息處理裝置的結構]圖5為示出PC 100的結構實例的框圖。PC 100包括CPU(中央處理器)101、R0M(只讀存儲器)102、RAM(隨機存儲器)103、HDD (硬盤驅動)104、操作單元105、顯示單元106、 記錄介質接口(I/F)107、打印機接口(I/F) 108、使以上部件互相連接的總線109。CPU 101從ROM 102等讀取系統(tǒng)程序，如操作系統(tǒng)(OS)，并使用RAM 103中的確保的工作區(qū)來執(zhí)行系統(tǒng)程序。CPU 101從ROM 102、R0M103、HDD 104等中讀取圖像處理程序等，并使用RAM 103中的確保的工作區(qū)或CPU 101的一次緩存和/或二次緩存中的確保的工作區(qū)來執(zhí)行該程序。CPU 101可以對上述的原始數(shù)據(jù)205執(zhí)行一系列圖像數(shù)量校正處理，包括光學校正處理、伽馬校正處理、去馬賽克處理及降噪處理等。此外，CPU 101通過由預定的數(shù)據(jù)壓縮系統(tǒng)壓縮亮度數(shù)據(jù)和彩色數(shù)據(jù)來形成記錄圖像數(shù)據(jù)，并通過解壓記錄圖像數(shù)據(jù)來恢復壓縮的原始數(shù)據(jù)205。CPUlOl的具有處理執(zhí)行部、進程信息管理部、資源信息獲取部、處理優(yōu)先級設定部以及處理控制部的功能。ROM 102存儲CPU 101所執(zhí)行的程序，處理所需的各種類型的數(shù)據(jù)等。
RAM 103包括用于圖像顯示(未示)的視頻RAM(VRAM)，并且主要用作(其中執(zhí)行各種類型的處理的)工作區(qū)。HDD 104包括硬盤，并根據(jù)CPU 101的控制對硬盤執(zhí)行數(shù)據(jù)寫入/讀取操作。操作單元105包括數(shù)字鍵、字符鍵、箭頭鍵及功能鍵等，并且向CPUlOl提供用戶的操作輸入。操作單元105可以包括點擊設備(pointingdevice)，如鼠標。CPU 101控制各單元以執(zhí)行與(通過用戶經由操作單元105輸入的)操作輸入相對應的處理。顯示單元106包括顯示設備，如IXD (液晶顯示器)和CRT(陰極射線管)，并顯示與基于亮度數(shù)據(jù)和彩色數(shù)據(jù)形成的圖像信號相對應的圖像。記錄介質I/F 107對記錄介質110(如內存卡、光盤、磁光盤)執(zhí)行數(shù)據(jù)寫入/讀取操作。可選地，作為記錄介質I/F 107和記錄介質110，也可以使用包括硬盤的HDD。打印機I/F 108向打印機111輸出圖像的打印數(shù)據(jù)等。[信息處理裝置的操作]圖6為示出根據(jù)該實施方式的(作為信息處理裝置的)PC 100的處理的流程圖。 這里，樣本圖像的原始數(shù)據(jù)文件以壓縮狀態(tài)記錄在PC 100的HDD 104中，樣本圖像為(設置有樣本305的)觀察區(qū)域306的(由成像裝置200生成的)圖像。PC 100的CPU 101解壓記錄在HDD 104中的樣本圖像的原始數(shù)據(jù)文件。然后，CPU 101將存儲在原始數(shù)據(jù)文件中所存儲的樣本圖像的原始數(shù)據(jù)205以解壓狀態(tài)存儲在RAM 103的預定存儲區(qū)中。CPU 101根據(jù)用戶或工廠協(xié)調的指令預先執(zhí)行校準處理。校準處理指的是，用于創(chuàng)建涉及由成像裝置200進行的校準圖像的拍攝的校正表的處理，并且指的是包括交點提取處理(步驟101)以及對齊處理(步驟10 的處理。稍后將詳細描述校準處理。CPU 101對樣本圖像的原始數(shù)據(jù)205執(zhí)行光學校正處理。光學校正處理包括缺陷校正，原始NR(降噪)等(步驟103)。此外，CPU 101對樣本圖像的原始數(shù)據(jù)205執(zhí)行去馬賽克處理(步驟104)。去馬賽克處理指的是，對以點順序存儲的樣本圖像的原始數(shù)據(jù)205 的執(zhí)行RGB同時化處理的處理。下文中，樣本圖像的每個像素由圖像空間上的匹配位置處的R、G、B的三個值組成。需要注意的是，在該實施方式中，在RGB同時化處理之后但在畸變校正之前執(zhí)行的處理，如伽馬校正處理，也包括在去馬賽克處理中。例如，CPU 101經由用戶接口搜尋來自用戶的、關于是否執(zhí)行畸變校正的指令(步驟105)。一旦從用戶收到執(zhí)行畸變校正的指令，CPU 101基于通過上述校準處理所獲得的校正表來執(zhí)行畸變校正處理(步驟106)。畸變校正處理指的是，用于校正每個像素中的樣本圖像形狀的畸變(稍后將詳細描述)。CPU 101根據(jù)進程標志判斷是否存在尚未完成的處理(步驟107)。然后，如果存在尚未完成的處理，則CPU 101繼續(xù)進行處理，直到不存在尚未完成的處理為止(步驟108)。 在該實施方式中，在該步驟中執(zhí)行所有在畸變校正之后執(zhí)行的處理。CPU 101對處理后的樣本圖像的原始數(shù)據(jù)205進行編碼(步驟109)，然后結束圖像處理。[交點提取處理]圖7為示出圖6所示的步驟101的交點提取處理中使用的校準圖像的示圖。例如，假設用戶經由操作單元105的校準按鈕輸入執(zhí)行校正處理的指令。然后，成像裝置200拍攝具有(作為棋盤圖案的)棋盤圖案1的校準被攝物(未示出)的圖像，并
10且生成校準圖像2的原始數(shù)據(jù)文件。校準被攝物設置在例如放置在樣本臺304上的載玻片上?？蛇x地，表面繪制有棋盤圖案1的載玻片可以用作校準被攝物。在該實施方式中，由光學顯微鏡300以20倍的倍率表示的校準被攝物的圖像被成像裝置200拍攝，并且生成具有60X40(千像素)的尺寸的校準圖像2。然而，校準圖像2的倍率或尺寸可以適當設定。在該實施方式中，拍攝棋盤圖案1的圖像。在棋盤圖案1中，(其中的每個均具有一定尺寸的)一個或多個明部3以及一個或多個暗部4在χ軸方向和y軸方向上(χ軸與 y軸為相互正交的兩個軸方向)交替排列。棋盤圖案1的明部3的具有均一的白色，并且其暗部4具有均一的黑色。此外，明部3和暗部4的形狀為邊長為50 μ m的尺寸的正方形。 然而，明部3和暗部4的顏色及形狀可以適當設定。CPU 101基于(其圖像拍攝的)棋盤圖案1的形狀來計算理論的棋盤圖案1’，并且將理論的棋盤圖案1’存儲到HDD 104等中。例如，在該實施方式中，基于光學顯微鏡300 的倍率，使用下面的表達式計算棋盤圖案1中的明部3和暗部4的每邊的尺寸、圖像傳感器 201的像素間距(該實施方式中為5.94 μ m)，理論的棋盤圖案1’中的明部3’和暗部4’的每邊的尺寸。[表達式1]
=168.35
5.94因此，作為明部3’與暗部4’之間的邊界的交點5’的坐標在HDD 104中存儲為棋盤圖案1’的亮度變化點。關于坐標，例如，可以定義原點0’或如圖7所示的棋盤圖案1’ 中的左上部等的基準，也可以以原點0’作為基準定義坐標。校準圖像2的原始數(shù)據(jù)文件被壓縮并以壓縮狀態(tài)記錄在PC 100的HDD 104中。應當注意的是，由成像裝置200生成的校準圖像2的原始數(shù)據(jù)文件可以預先存儲在PC 100的 HDD 104 中。由于由光學顯微鏡300的照明光學系統(tǒng)302、成像光學系統(tǒng)303等構成的復雜的放大光學系統(tǒng)，校準圖像2中產生難以預測的復雜畸變。圖7示出了(形狀畸變不復雜)的校準圖像2。這是因為，對根據(jù)該實施方式的畸變校正處理的描述將容易理解。CPU 101將解壓狀態(tài)下的校準圖像2的原始數(shù)據(jù)存儲在RAM 103的預定區(qū)域中。 然后，對校準圖像2的原始數(shù)據(jù)執(zhí)行如圖6中步驟103和104所描述的光學校正處理和去馬賽克處理。因此，校準圖像2成為由照明光學系統(tǒng)302、置于樣本臺304上的載玻片以及成像光學系統(tǒng)303引起的(相對于理論的棋盤圖案1’)所有形狀畸變分量與旋轉分量和平移分量重疊的圖像。這里使用的旋轉分量及平移分量指的是，例如，由于涉及包括在成像光學系統(tǒng)303中的透鏡的安裝的公差、涉及成像裝置200的安裝的公差、置于樣本臺304的載玻片的偏差等引起的分量。CPU 101通過諸如蘭索斯(Lanczos)的過濾器將校準圖像2的尺寸縮小至 256X256(千像素)，圖像2的原尺寸為60X40(千像素)。然后，CPU 101對尺寸縮小后的校準圖像2’執(zhí)行傅里葉變換。通過縮小校準圖像2，可以減少傅里葉變換所需的計算數(shù)量。 然而，其尺寸未縮小的校準圖像2也可以經受傅里葉變換。
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圖8為示出已經經受傅里葉變換的校準圖像2’中的χ軸方向上的譜的頻率響應及其強度的曲線圖。校準圖像2’的縮小后尺寸為256X256(像素)因此可以假設采樣頻率fs為fs = 256/256。奈奎斯特(Nyquist)極限為采樣頻率fs的1/2，因此fs/2 = 128/256。CPU 101關注小于奈奎斯特極限fs/2的頻率，計算出頻譜強度變得最大的頻率 fmax = 18/2560頻率fmax = 18/256的正弦波為在256 (像素)的尺寸內振動18次的正弦波，其波長對應于256/18(像素)。當將正弦波應用在尺寸為60 X 40 (千像素)的校準圖像2上時，其波長對應于由以下表達式所表示的333 (像素)。[表達式2]
256 6000 ^ 18 256 ■CPU 101生成(表示正弦曲面的)函數(shù)z(x，y)作為校準圖像2的亮度分布的標準圖案信息。函數(shù)z(x，y)由(均有對應于333(像素)的波長的)正弦波sin (fx)和sin(fy) 的乘積表示，如下所示。[表達式3]ζ (x, y) = sin (fx) sin (fy)圖9為用于說明由上述函數(shù)z(x，y)表示的正弦曲面Z的示圖。圖9A為示出χ軸、 y軸和ζ軸的坐標系C中的曲面Z的示圖。設定函數(shù)z(x，y)中所使用的sin (fx)，使得當 χ = 0時Sin (f0)為拐點。類似地，還可以設定sin (fx)，使得當y = 0時sin(fO)為拐點。 因此，如圖9A所示，曲面Z為在坐標系C的原點(0，0)處z(0，0) =0的曲面。這里，假設函數(shù)z(x，y) >0的(x，y)的范圍為與棋盤圖案明部相對應的范圍，假設函數(shù)z(x，y) <0的(X，y)的范圍為與棋盤圖案暗部相對應的范圍。因此，如圖9B，假設在彼此正交的χ軸方向和y軸方向上，函數(shù)ζ (χ，y)表示(包括均具有333(像素)/2 = 166.5(像素)的尺寸的多個明部6和暗部7的)棋盤圖案8。此外，如圖9A所示的坐標系 C的原點(0，0)與棋盤圖案8的交點9對應。CPU 101通過使用校準圖像2的每個像素的亮度值以及函數(shù)ζ (x，y)來進行卷積， 目的在于進行校準圖像2和曲面Z的匹配處理。[表達式4]相關值=ΣI(x' ,y' )z(x,y)這里，I(x’，y’ )為位于校準圖像2上所定義的坐標(x’，y’ )處的像素的亮度值。 坐標(x’，y’ )與存儲在如圖7所示的HDD 104等的理論的棋盤圖案1’上所定義的坐標對應。換句話說，坐標(χ’，y’)為原點在校準圖像2左上點處的坐標。另一方面，函數(shù)ζ(χ， y)指的是如圖9A所示的坐標系C中的坐標。在上述的表達式中，使用了校準圖像2的像素的(當校準圖像2和曲面Z相互重疊時，位于坐標系C中的坐標(X，y)所表示的位置的) 坐標(x’，y’)。因此，如果校準圖像2和曲面Z的相對位置改變，則坐標(x，y)的位置處的像素也不同，其坐標(x’，y’ )同樣發(fā)生改變。當計算的相關值取最大值(局部最大值)時，CPU 101判斷校準圖像2和曲面Z為最佳匹配。然后，CPU 101確定與那時在坐標系C中所看到的原點(0，0)相對應的像素的坐標(x’，y’)，作為充當校正亮度變化點的交點10(見圖7)的坐標。因此，交點10由校準圖像2提取。只要能夠掌握相互關系，就可以適當?shù)卦O定校準圖像2上的坐標(x’，y’ )與坐標系C中的坐標(X，y)之間的關系。在函數(shù)z(x，y)中，在使用由χ和y的一定范圍表示的曲面Z的同時，可以對校準圖像2執(zhí)行局部匹配處理。例如，該范圍可以定義如下。166.5(像素)< 166.5(像素)-166. 5 (像素)< 166.5(像素)因此，通過函數(shù)ζ (X，y)，包括與棋盤圖案8的兩個明部6和兩個暗部7相對應的部分的曲面Z被表示為如圖9所示。通過在使用曲面Z的同時在校準圖像2上局部執(zhí)行匹配處理，可以高精度地確定校準圖像2上的交點10的坐標?？梢赃m當設置χ和y的范圍?？蛇x地，在使用在校準圖像2上延伸的曲面Z的同時，可以通過在校準圖像2和曲面Z上執(zhí)行一次匹配處理，一次計算出校準圖像2上的所有交點的坐標。需要注意的是，除了上述計算外，用于計算相關值的計算的實例包括各種用于判斷校準圖像2和曲面Z之間的相似性的計算，諸如計算校準圖像2和曲面Z重疊的區(qū)域的亮度值和函數(shù)值之間的差的平方。通過匹配處理，由照明光學系統(tǒng)302、置于樣本臺304上的載玻片、成像光學系統(tǒng) 303引起的所有形狀畸變分量與旋轉分量及平移分量一起被提取為校準圖像2的交點10。 例如，在拍攝由60X40(千像素)形成的校準圖像2的情況下，由于光學顯微鏡300的照明光學系統(tǒng)302、成像光學系統(tǒng)303等確定的衍射極限使校準圖像2的邊緣部變得模糊。在這種情況下，很難僅基于校準圖像2每個像素的亮度值來確定交點10。然而，在該實施方式中，可以通過匹配處理來高精度地確定校準圖像2的交點10。CPU 101計算存儲在HDD 104等中的理論的棋盤圖案1’的交點5’的坐標與在校準圖像2上提取的(與交點5’相對應的)交點10的坐標之間的差，作為畸變矢量場。圖10為用于說明畸變矢量場的示圖。在下面的描述中，著眼于理論的棋盤圖案1’ 的交點5’和校準圖像2的交點10。因此，在圖10中，為了便于對描述的理解，簡化了對明部和暗部的圖示并減少了明部和暗部的數(shù)量。此外，在圖10中，具有畸變形狀的棋盤圖案被示出為校準圖像2。如圖10所示，CPU 101設定理論的棋盤圖案1’，使得相對于在圖10的左上部的原點0’沒有旋轉分量。然后，在校準圖像2上，計算理論的棋盤圖案1’的交點5’的坐標與其對應的交點10的坐標之間的差，作為畸變矢量場11。因此，畸變矢量場11包括由成像光學系統(tǒng)303等引起的形狀畸變分量，以及旋轉分量和平移分量。 通過使用畸變矢量場11，還可以校正由成像裝置200拍攝的樣本圖像。然而，與樣本圖像的像素相對應的、包括在畸變矢量場11中的離散數(shù)據(jù)(矢量12)不需要與坐標的整數(shù)頂點相對應。因此其處理并不容易。此外，當具有60X40(千像素)的尺寸的樣本圖像由包括旋轉分量和平移分量的畸變矢量場11校正后，需要大的計算量和大的內存容量。此外，樣本圖像上的校正量同樣較大。因此，很難高精度地實現(xiàn)畸變校正。鑒于此，在該實施方式中，CPU 101執(zhí)行下面所描述的對齊處理(圖6所示的步驟 102)。[對齊處理]
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對齊處理指的是如下處理，其中，通過諸如高斯函數(shù)(Gaussianfunction)的評價函數(shù)從畸變矢量場11提取旋轉分量和平移分量，并且對其執(zhí)行逆映射，以在與理論的棋盤圖案1’的交點5’相對應的空間位置上執(zhí)行重新采樣(resample)。在該實施方式中，使用下面所描述的函數(shù)執(zhí)行對齊處理。[表達式5]ciu = ^lux - XF + (u% - y)2u = (ux, uy)重新采樣前矢量U:重新采樣前矢量集合E(X)評估函數(shù)(正方形變長為σ高斯函數(shù))圖11 圖13為用于具體說明使用上述函數(shù)的對齊處理的示圖。首先，CPU 101計算如圖11所示的畸變矢量場11中的多個矢量的平均矢量13。然后，從畸變矢量場11的每個矢量12減去平均矢量13。因此，從畸變矢量場中移除平移分量，生成如圖11所示的中間畸變矢量場14。中間畸變矢量場14為保留了旋轉分量的矢量場。如圖12所示，CPU 101將中間畸變矢量場14的每個矢量15轉換為極坐標，并生成轉換后的中間畸變矢量場14’。中間矢量場14’的每個矢量場15’由角度方向的分量表示，指示旋轉分量和從與校準圖像2的中心相對應的位置放射狀擴散的分量。CPU 101計算以極坐標表示的多個矢量15’的平均矢量16。將平均矢量16分解為角度分量(即，旋轉分量)17和擴散分量18。在分解的旋轉分量17和擴散分量18中，提取旋轉分量17，并且從轉換后的中間畸變矢量場14’的每個矢量15’減去旋轉分量17。因此，生成了包括以極坐標表示的多個校正矢量19的校正矢量場20。將校正矢量場20的校正矢量19從極坐標返回到原坐標中，計算出包括多個校正矢量21的校正矢量場22。校正矢量場22具有通過將旋轉分量和平移分量從由成像光學系統(tǒng)303等引起的所有形狀畸變分量中移除而獲得的分量。如圖13所示，假設包括(旋轉分量和平移分量被移除的)畸變分量的校準圖像2 被設定在與理論的棋盤圖案1’相對應的空間位置上。因此，校正矢量場22對應于由棋盤圖案1’上的交點5’的坐標與校準圖像2的交點10的坐標之間的差表示的矢量場。將校正矢量場22存儲在HDD 104等中，或存儲在(由CPU 101作為校正表使用的)RAM 103的預定存儲區(qū)中。例如，由于照明光學系統(tǒng)302或成像光學系統(tǒng)303的設計變化、成像裝置200的附接、或隨著時間的劣化，可能需要更新校正處理。在這種情況下，例如，通過來自用戶的校準指令，執(zhí)行上述的交點提取處理和對齊處理，并生成校正矢量場22的校正表。[畸變校正處理]圖14為用于說明圖6所示的步驟106的畸變校正處理方法的示圖?；诖鎯υ贖DD 104等中的校正矢量場22的校正表，CPU 101計算與樣本圖像23 的每個像素M的坐標相對應的逆映射25。例如，如圖14所示，假設樣本圖像23上的像素2 具有與校準圖像2上(在交點提取處理中確定的)交點10的坐標相同的坐標。在這種情況下，包括在校正矢量場22中的校正矢量21的逆矢量計算為(與交點10相對應的)逆映射25a。然后，基于逆映射25a，計算與樣本圖像23的像素2 相對應的像素^a的校正坐標。當理論的棋盤圖案1’與校準圖像2被設定為如圖13所示時，像素^a的校正坐標與棋盤圖案1’的交點5’的坐標相對應。另一方面，關于具有與校準圖像2上的交點10的坐標不同的坐標的像素Mb，內插與多個校正矢量21相對應的多個逆映射25a，結果，計算出與像素24b相對應的逆映射 25b。在該實施方式中，使用了與(設置在最靠近像素24b周圍的)四個像素2 相對應的四個逆映射25a。根據(jù)像素24b與設置在像素24b周圍的四個像素Ma中的每個之間的距離，確定每個逆映射25a的比率，計算相加的比率作為與像素24b相對應的逆映射25b?；谟嬎愕哪嬗成?5b，計算出與像素24b相對應的像素^b的校正坐標。在根據(jù)樣本圖像23的像素24b的逆映射2 的內插中，例如，可以使用(關于從樣本圖像23的像素2 開始的一定范圍內的像素Mb，原樣使用相對應于像素Ma的逆映射25a的)內插法。除了該內插法，還可以使用各種內插法。此外，可以通過多個校正矢量 21內插與像素而非校準圖像2的交點10相對應的校正矢量，可以使用其逆矢量作為與樣本圖像23上的像素24b相對應的逆映射25b。CPU 101用校正之前的像素2 和24b的亮度值對位于校正之后獲得的計算的像素26a和^b的坐標上的像素進行重寫(overwrite)，因此，樣本圖像23的畸變得以校正。 這里，校正的畸變分量為通過將旋轉分量和平移分量從由照明光學系統(tǒng)302、載玻片、成像光學系統(tǒng)303等引起的所有形狀畸變分量中移除而獲得的分量。圖15為示出使用校正矢量場22來校正校準圖像2時，與理論的棋盤圖案1’的比較結果的示圖。在圖15中示出的、從校正后的校準圖像27上的各交點觀延伸的矢量四，均指示距理論的棋盤圖案1’的每個交點5’的偏差量。當計算偏差量時，最大偏差量為1.9(像素)，平均偏差量為0. 6(像素)。此外，在從各交點觀延伸的矢量四的方向方面未發(fā)現(xiàn)任何規(guī)律。換句話說，據(jù)發(fā)現(xiàn)，通過根據(jù)該實施方式的畸變校正處理，以具有0.6(像素)的平均偏差量的公差(即，具有60X40 (千像素)尺寸的校準圖像2上的1 (像素)以下的公差)來校正無規(guī)律的復雜畸變。光學顯微鏡300的光學系統(tǒng)的機制較復雜，疊加了幾十倍于裝配時的公差。此外， 在光學系統(tǒng)中，使用了許多關于光軸中心不對稱的光學系統(tǒng)，諸如反射鏡和棱鏡。因此，在如上所述的樣本圖像23上引起復雜的畸變。此外，在光學顯微鏡300中所包括的具有淺景深的成像光學系統(tǒng)中，由于來自光源301的光的放射角或照明孔徑，從樣本發(fā)出的光不平行，并具有一定角度。此外，在(諸如具有不同折射率的載玻片的)玻璃上方拍攝樣本的圖像。出于這種原因，可能存在如下情況，即，同時也產生關于光軸中心不對稱的圖像的形狀畸變，如光暈。因此，很難在使用基于距畸變中心的距離的表達式的同時校正樣本圖像23 的畸變。此外，即使當旨在從基于圖像拍攝條件的模擬值適當設定用于畸變校正的表達式時，由于發(fā)生可能無法模擬的畸變的高概率，仍然很難高精度地執(zhí)行畸變校正。然而，在作為根據(jù)該實施方式的信息處理裝置的PC 100中，拍攝包括棋盤圖案1 的校準被攝物的圖像，并生成校準圖像2。此外，作為校準圖像2亮度分布的標準圖案信息，
15生成了表示正弦曲面Z的函數(shù)ζ (x，y)。然后，通過校準圖像2的每個像素的亮度值與函數(shù) ζ (x, y)的值之間的匹配處理，高精度地確定校準圖像2上的交點10。因此，基于校準圖像 2的交點10計算出的畸變矢量場11和校正矢量場22的精度也較高。因此，即使當成像裝置200拍攝的樣本圖像23中產生了難以預測的復雜畸變時，仍能夠高精度地校正復雜畸變。因此，可以提高樣本圖片23的灰度級、分辨率、動態(tài)范圍擴展、色彩再現(xiàn)等。此外，在該實施方式中，通過將平移分量和旋轉分量從計算的畸變矢量場11中移除而獲得的分量被計算為校正矢量場22。如圖2所示，樣本305 (其圖像由成像裝置200拍攝)置于樣本臺304上。因此，不會產生在樣本圖像23中產生光軸方向上的畸變，即深度分量的畸變。結果，平移分量和旋轉分量可以從畸變矢量場11中移除。因此，由成像裝置 200拍攝的樣本圖像23上的校正量可以減小，結果，實現(xiàn)高精度的圖像校正。此外，對通過拍攝樣本305的各部分的圖像而獲得的多個圖像進行拼接處理，對各圖像執(zhí)行根據(jù)該實施方式的畸變校正處理。由于如上所述地將平移分量和旋轉分量從上述的畸變矢量場11中移除，平移分量和旋轉分量保留在各圖像中。然而，相對于各圖像均具有相同量的平移分量和旋轉分量被保留，因此，在各圖像上充分進行拼接處理。因此，根據(jù)該實施方式的畸變校正處理在拼接處理(其中需要進行高精度的圖像校正，因為能夠產生足夠的效果)中是有效的。此外，在該實施方式中，例如，在(確定了光源301、照明光學系統(tǒng)302、成像光學系統(tǒng)303等的)預定圖像拍攝條件下的校正矢量場22的校正表存儲在HDD 104等中。因此， 當在相同的圖像拍攝條件下拍攝新樣本的圖像時，校準圖像2被重新拍攝。不需要計算校正矢量場22，可以基于存儲在HDD 104中的校正表高度高精度地校正樣本圖像。因此，可以縮短用于畸變校正的處理時間?？梢皂憫谟脩舻闹噶罴虞d校正表，或者可以自動加載。例如，在執(zhí)行上述的拼接處理的情況下，如果每當拍攝樣本的各部分的圖像時自動加載校正表，則用戶的便利性得以提尚。(第二實施方式)將描述根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的信息處理裝置。在以下的描述中，對第一實施方式中所描述的成像系統(tǒng)400中的各種裝置或數(shù)據(jù)的等同替換不再進行描述或進行簡單描述。圖16為用于說明在根據(jù)該實施方式的校準圖像2上執(zhí)行的處理的示圖。在該實施方式中，CPU對(通過將校準圖像2分割為多個區(qū)域而獲得的)分割區(qū)域30中的每個執(zhí)行傅里葉變換。然后，針對每個分割區(qū)域30計算具有最大譜強度的頻率，并使用該頻率生成表示正弦曲面的函數(shù)。在每個分割區(qū)域30中，CPU通過使用生成的函數(shù)來計算區(qū)域中交點10的坐標。以這種方式，針對具有復雜畸變的校準圖像2的每個分割區(qū)域30生成表示正弦曲面的函數(shù)。因此，生成用于確定交點10的坐標匹配處理的最佳函數(shù)。因此，可以高精度地確定分割區(qū)域30中的交點10的坐標?？梢赃m當設定分割區(qū)域30的尺寸和數(shù)量。在考慮必要的計算量和計算速度、交點 10的坐標的確定精度等之后，可以設定分割區(qū)域30的預定尺寸和數(shù)量。此外，可以設定多個分割區(qū)域30使得其間具有重疊區(qū)域，例如，使得彼此重疊一個像素?？蛇x地，只有包括校
16準圖像2上的預定區(qū)域的分割區(qū)域30可以經受傅里葉變換，并生成表示正弦曲面的函數(shù)。 用基于經受傅里葉變換的分割區(qū)域30而生成的函數(shù)，對未經受傅里葉變換的分割區(qū)域30 進行匹配處理，可以確定預定區(qū)域內的交點10的坐標。因此，可以縮短用于交點提取的處理時間。基于為每個分割區(qū)域30確定的交點10的坐標，CPU生成圖10所示的畸變矢量場 11，并隨后執(zhí)行如在第一實施方式中所執(zhí)行的對齊處理和畸變校正處理。CPU可以生成用于每個分割區(qū)域30的畸變矢量場，并基于畸變矢量場計算每個分割區(qū)域30中的校正矢量場。CPU將成像裝置200拍攝的樣本圖像分割為多個分割區(qū)域，以便與上述的分割區(qū)域30相對應。然后，使用針對每個分割區(qū)域30生成的校正矢量場，CPU 這對樣本圖像上的每個分割區(qū)域執(zhí)行畸變校正處理。以這種方式，針對樣本圖像上的每個分割區(qū)域執(zhí)行畸變校正。結果，即使當樣本圖像具有例如60X40(千像素)的尺寸并且大量數(shù)據(jù)被校正時，諸如PC的CPU和RAM等處理資源的負荷得以減輕，并且處理速度得以提尚ο根據(jù)上述實施方式中的每個的信息處理裝置用于例如，對活體的細胞、組織、器官等的(在醫(yī)學或病理學領域中，由光學顯微鏡獲得的)圖像進行數(shù)字化的系統(tǒng)中，例如以便由醫(yī)生或病理學家對組織等進行檢查，或者基于數(shù)字化的圖像對病人進行診斷。然而，信息處理裝置還可以適用于其他領域。(其他實施方式)根據(jù)本發(fā)明的實施方式不限于上述實施方式，并且其他各種實施方式可以是可能的。在上述實施方式中，將PC例示為信息處理裝置。然而，例如，通過圖1所示的成像裝置200，可以執(zhí)行交點提取處理、對齊處理或畸變校正處理的一部分或全部。在這種情況下，使用成像裝置200和PC 100作為根據(jù)本發(fā)明實施方式的信息處理裝置。此外，例如，可以使用具有光學顯微鏡功能的掃描裝置等作為包括根據(jù)本發(fā)明實施方式的光學顯微鏡的成像裝置，該成像裝置具有光學顯微鏡300、成像裝置200、圖1所示的PC100的功能。此外，如圖17所示，由本發(fā)明實施方式中所使用的掃描裝置500生成的校準圖像或樣本圖像的原始數(shù)據(jù)可以存儲在不同于PC 100或服務器600的計算機中，并且用戶作為終端裝置使用的PC 100可以通過訪問那些不同的計算機和服務器600來接收原始數(shù)據(jù)。在這種情況下，作為終端裝置的PC 100和服務器600可以經由(諸如LAN(局域網)和WAN(廣域網)的)網絡700連接。特別地，通過使用WAN可以實現(xiàn)遠程病理學或遠程診斷。在第一實施方式中，如圖8所示，使用具有最大(通過在χ軸方向上對校準圖像2 執(zhí)行傅里葉變換計算出的)譜強度的頻率，可以生成表示正弦曲面Z的函數(shù)ζ (X，y)。然而， 可以使用具有最大(通過在y軸方向上對的校準圖像2執(zhí)行傅里葉變換計算出的)譜強度的頻率?？蛇x地，作為函數(shù)ζ (χ，y)，可以使用在χ軸方向上計算出的頻率的正弦波與在y軸方向上計算出的頻率的正弦波的乘積。在以上描述中，對預先執(zhí)行交點提取處理和對齊處理的情況進行了描述。然而，交點提取處理和對齊處理的一部分或全部可以與畸變校正處理同時執(zhí)行。在這種情況下，用于保持樣本的載玻片可以設置有(具有校準圖案的)校準被攝物。在以上描述中，棋盤圖案用作校準圖案。代替棋盤圖案，例如，點圖案、MTF(調制傳遞函數(shù))圖案等用作校準圖案。在以上描述中，在光學校正處理和去馬賽克處理之后，執(zhí)行交點提取處理、對齊處理、畸變校正處理。然而，也可以在光學校正處理和去馬賽克處理之前，執(zhí)行交點提取處理、 對齊處理或畸變校正處理的一部分或全部。在以上描述中，為了確定校準圖像的交點，計算校準圖像的每個像素的亮度值與表示正弦曲面的函數(shù)的值之間的相關值。然而，為了確定交點，可以對校準圖像和通過移動校準圖像而獲得的圖像進行匹配處理。此外，對于確定交點的匹配處理，可以使用諸如圖案識別和學習電路的算法。在以上描述中，創(chuàng)建了在執(zhí)行對齊處理執(zhí)行之后獲得的校正矢量場的校正表。然而，例如，也可以創(chuàng)建在執(zhí)行對齊處理執(zhí)行之前獲得的校正矢量場的校正表，而且可以在執(zhí)行畸變校正處理執(zhí)的時候，對讀取的畸變矢量場執(zhí)行對齊處理。此外，可以創(chuàng)建如下校正表，其中，將校正矢量場的每個矢量的逆矢量存儲為逆映射。此外，作為校正表，可以創(chuàng)建如下校正表，其中，存儲了與樣本圖像的各像素相對應的(包括內插校正矢量的)全部校正矢量?？蛇x地，在與周圍像素進行平滑處理之后，可以將校正矢量場存儲為校正表。此外，通過執(zhí)行傅里葉變換并使用表達式或系數(shù)，可以創(chuàng)建校正表?？梢韵鄬τ跇颖緢D像的各像素針對每個R、G或B計算校正矢量場?？蛇x地，可以針對對應于濾色器的每個R、Gr, ( 或B計算校正矢量場。此外，每當Z位置、相對于觀察區(qū)域的成像位置、照明光學系統(tǒng)、成像光學系統(tǒng)、樣本、傳感器、成像裝置、圖像處理方法、溫度、視場光闌、曝光時間、模擬增益設定值、曝光校正設定值、色度設定值、倍率設定值等改變時，執(zhí)行校正處理的同時，可以創(chuàng)建校正矢量場的校正表。在以上描述中，使用了校正矢量場的所有校正矢量，但是要使用的校正矢量的數(shù)量可以減少，從而縮短處理時間或減少計算量。例如，關于預定范圍內的多個像素，分配了相同的校正矢量，結果，可以減少畸變校正處理中使用的校正矢量的數(shù)量。在以上的描述中，如圖3所示的成像裝置200創(chuàng)建了包含校準圖像和樣本圖像的原始數(shù)據(jù)的原始數(shù)據(jù)文件。然而，通過成像裝置200，可以對原始數(shù)據(jù)進行圖像處理，或者可以創(chuàng)建包含(諸如用于識別成像裝置200的信息和用于識別圖像拍攝條件的信息的)各種類型的數(shù)據(jù)的原始數(shù)據(jù)文件。此外，各種類型的數(shù)據(jù)可以用于交點提取處理、對齊處理或畸變校正處理。此外，每個圖像的原始數(shù)據(jù)、校正表或已經受上述畸變校正處理的樣本圖像可以用于獲得校準過程或畸變校正過程中所使用的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，校準數(shù)據(jù)等。在以上的描述中，具有棋盤圖案的被攝物的圖像由成像裝置拍攝，并生成校準圖像。然而，可以將從具有棋盤圖案的光源發(fā)射的照明光應用于具有80%的均勻灰色的被攝物，例如，并且在該狀態(tài)下拍攝被攝物的圖像，從而生成校準圖像。此外，可以拍攝校準圖像，從而獲得理想的畸變特性。本申請包含涉及于2010年3月5日向日本專利局提交的日本優(yōu)先權專利申請JP 2010049020中披露的主題內容，其全部內容結合于此作為參考。本領域技術人員應該理解，在權利要求或其等同替換的范圍內，根據(jù)設計要求和其它因素，可以進行各種變形、組合、次組合和修改。
權利要求
1.一種信息處理裝置，包括第一存儲裝置，用于存儲校準圖案中的多個亮度變化點的坐標，在所述亮度變化點上， 亮度發(fā)生變化，所述校準圖案具有亮度在相互正交的兩個軸方向上有規(guī)律地變化的亮度分布；生成裝置，用于生成與校準圖像的亮度分布有關的標準圖案信息，所述校準圖像通過由能夠拍攝通過光學顯微鏡獲得的圖像的成像裝置拍攝校準圖案的圖像而生成；確定裝置，用于通過所述校準圖像的亮度分布與所生成的標準圖案信息之間的匹配處理，確定所述校準圖像的亮度變化點的坐標作為校正亮度變化點的坐標，所述亮度變化點對應于所述校準圖案的多個亮度變化點中的每個；第一計算裝置，用于計算所存儲的所述多個亮度變化點的坐標與由所述確定裝置根據(jù)所述多個亮度變化點確定的所述校正亮度變化點的坐標之間的差，作為畸變矢量場；第二計算裝置，用于計算通過從所述畸變矢量場去除平移分量和旋轉分量而獲得的分量，作為校正矢量場；以及校正裝置，用于通過使用所計算出的校正矢量場對由所述成像裝置拍攝的圖像進行校正。
2.根據(jù)權利要求1所述的信息處理裝置，還包括第二存儲裝置，用于存儲由所述第二計算裝置計算的所述校正矢量場，其中所述校正裝置通過使用由所述第二存儲裝置存儲的所述校正矢量場對所述圖像進行校正。
3.根據(jù)權利要求1所述的信息處理裝置，其中所述生成裝置生成與每個分割區(qū)域的亮度信息有關的標準圖案信息，所述分割區(qū)域通過將所述校準圖像分割為多個區(qū)域而獲得，以及所述確定裝置通過每個分割區(qū)域的亮度分布與針對每個所述分割區(qū)域生成的所述標準圖案信息之間的匹配處理來確定每個所述分割區(qū)域內的所述校正亮度變化點的坐標。
4.根據(jù)權利要求1所述的信息處理裝置，其中所述校準圖案由棋盤圖案構成，在所述棋盤圖案中，一個或多個明部以及一個或多個暗部交替排列，所述明部和所述暗部在兩個軸方向上均具有一定尺寸，所述第一存儲裝置存儲與所述棋盤圖案上的所述明部和所述暗部之間的邊界相對應的多個交點的坐標，所述生成裝置對所述校準圖像執(zhí)行傅里葉變換，以計算兩個軸方向中的每個方向上具有最大譜強度的頻率，并通過使用所計算出的兩個軸方向的頻率中的至少一個來生成所述標準圖案信息，以及所述確定裝置計算所述校準圖像的每個像素的亮度值與所述標準圖案信息之間的相關值，以確定與所述校準圖像中的明部和暗部之間的邊界相對應的多個交點的坐標。
5.一種由信息處理裝置執(zhí)行的信息處理方法，所述方法包括存儲校準圖案中的多個亮度變化點的坐標，在所述亮度變化點上，亮度發(fā)生變化，所述校準圖案具有亮度在相互正交的兩個軸方向上有規(guī)律地變化的亮度分布；生成與校準圖像的亮度分布有關的標準圖案信息，所述校準圖像通過由能夠拍攝通過光學顯微鏡獲得的圖像的成像裝置拍攝校準圖案的圖像而生成；通過所述校準圖像的亮度分布與所生成的所述標準圖案信息之間的匹配處理，確定所述校準圖像的亮度變化點的坐標作為校正亮度變化點的坐標，所述亮度變化點對應于所述校準圖案的多個亮度變化點中的每個；計算所存儲的所述多個亮度變化點的坐標與由所述確定裝置根據(jù)所述多個亮度變化點確定的所述校正亮度變化點的坐標之間的差，作為畸變矢量場；計算通過從所述畸變矢量場移除平移分量和旋轉分量而獲得的分量，作為校正矢量場；以及通過使用所計算出的校正矢量場對由所述成像裝置拍攝的圖像進行校正。
6.一種程序，使信息處理裝置執(zhí)行以下步驟存儲校準圖案中的多個亮度變化點的坐標，在所述亮度變化點上，亮度發(fā)生變化，所述校準圖案具有亮度在相互正交的兩個軸方向上有規(guī)律地變化的亮度分布；生成與校準圖像的亮度分布有關的標準圖案信息，所述校準圖像通過由能夠拍攝通過光學顯微鏡獲得的圖像的成像裝置拍攝校準圖案的圖像而生成；通過所述校準圖像的亮度分布與所生成的所述標準圖案信息之間的匹配處理，確定所述校準圖像的亮度變化點的坐標作為校正亮度變化點的坐標，所述亮度變化點對應于所述校準圖案的多個亮度變化點中的每個；計算所存儲的所述多個亮度變化點的坐標與由所述確定裝置根據(jù)所述多個亮度變化點確定的所述校正亮度變化點的坐標之間的差，作為畸變矢量場；計算通過從所述畸變矢量場移除平移分量和旋轉分量而獲得的分量，作為校正矢量場；以及通過使用所計算出的校正矢量場對由所述成像裝置拍攝的圖像進行校正。
7.一種成像設備，包括 光學顯微鏡；成像裝置，能夠拍攝由所述光學顯微鏡獲得的圖像；存儲裝置，用于存儲校準圖案中的多個亮度變化點的坐標，在所述亮度變化點上，亮度發(fā)生變化，所述校準圖案具有亮度在相互正交的兩個軸方向上有規(guī)律地變化的亮度分布；生成裝置，用于生成與校準圖像的亮度分布有關的標準圖案信息，所述校準圖像通過由成像裝置拍攝校準圖案的圖像而生成；確定裝置，用于通過所述校準圖像的亮度分布與所生成的標準圖案信息之間的匹配處理，確定所述校準圖像的亮度變化點的坐標作為校正亮度變化點的坐標，所述亮度變化點對應于所述校準圖案的多個亮度變化點中的每個；第一計算裝置，用于計算所存儲的所述多個亮度變化點的坐標與由所述確定裝置根據(jù)所述多個亮度變化點確定的所述校正亮度變化點的坐標之間的差，作為畸變矢量場；第二計算裝置，用于計算通過從所述畸變矢量場移除平移分量和旋轉分量而獲得的分量，作為校正矢量場；以及校正裝置，用于通過使用所計算出的校正矢量場對由所述成像裝置拍攝的圖像進行校正。
8.一種信息處理裝置，包括第一存儲部，被配置為存儲校準圖案中的多個亮度變化點的坐標，在所述亮度變化點上，亮度發(fā)生變化，所述校準圖案具有亮度在相互正交的兩個軸方向上有規(guī)律地變化的亮度分布；生成部，被配置為生成與校準圖像的亮度分布有關的標準圖案信息，所述校準圖像通過由能夠拍攝通過光學顯微鏡獲得的圖像的成像部拍攝校準圖案的圖像而生成；確定部，被配置為通過所述校準圖像的亮度分布與所生成的標準圖案信息之間的匹配處理，確定所述校準圖像的亮度變化點的坐標作為校正亮度變化點的坐標，所述亮度變化點對應于所述校準圖案的多個亮度變化點中的每個；第一計算部，被配置為計算所存儲的所述多個亮度變化點的坐標與由所述確定部根據(jù)所述多個亮度變化點確定的所述校正亮度變化點的坐標之間的差，作為畸變矢量場；第二計算部，被配置為計算通過從所述畸變矢量場移除平移分量和旋轉分量而獲得的分量，作為校正矢量場；以及校正部，被配置為通過使用所計算出的校正矢量場對由所述成像部拍攝的圖像進行校正。
全文摘要
本發(fā)明公開了信息處理裝置、方法及包括光學顯微鏡的成像裝置。信息處理裝置，包括第一存儲部，存儲校準圖案中的亮度變化點的坐標，校準圖案具有相互正交的兩個軸方向上的亮度分布；生成部，生成與校準圖像的亮度分布有關的標準圖案信息；確定部，確定校準圖像的亮度變化點的坐標作為校正亮度變化點的坐標；第一計算部，計算所存儲的亮度變化點的坐標與校正亮度變化點的坐標之間的差，作為畸變矢量場；第二計算部，計算通過從畸變矢量場移除平移分量和旋轉分量而獲得的分量，作為校正矢量場；以及校正部，通過使用所計算出的校正矢量場對由成像部拍攝的圖像進行校正。
文檔編號G06T5/00GK102194217SQ201110046940
公開日2011年9月21日 申請日期2011年2月25日 優(yōu)先權日2010年3月5日
發(fā)明者坂上順一, 高橋正弘 申請人:索尼公司