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WO2019203193A1 - 撮影システム、撮影方法及びプログラム - Google Patents

撮影システム、撮影方法及びプログラム Download PDF

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WO2019203193A1
WO2019203193A1 PCT/JP2019/016176 JP2019016176W WO2019203193A1 WO 2019203193 A1 WO2019203193 A1 WO 2019203193A1 JP 2019016176 W JP2019016176 W JP 2019016176W WO 2019203193 A1 WO2019203193 A1 WO 2019203193A1
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WO
WIPO (PCT)
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ratio
exposure time
region
shooting
photographing
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2019/016176
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English (en)
French (fr)
Inventor
康武 田中
山口　晃
ビャーネルド イェリック
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Corp
Global Life Sciences Solutions USA LLC
Original Assignee
Fujifilm Corp
GE Healthcare Bio Sciences Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority to KR1020207032533A priority patent/KR102792883B1/ko
Priority to JP2020514377A priority patent/JP7138163B2/ja
Priority to EP19788972.8A priority patent/EP3783881B1/en
Publication of WO2019203193A1 publication Critical patent/WO2019203193A1/ja
Priority to US17/072,760 priority patent/US11327020B2/en
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    • H04N5/32—Transforming X-rays
    • H04N5/321—Transforming X-rays with video transmission of fluoroscopic images

Definitions

  • the present invention relates to a photographing system, a photographing method, and a program.
  • the imaging apparatus described in Patent Document 1 obtains a histogram of pixel values of a pre-photographed image of a subject, sets the maximum peak among peaks appearing in the histogram as a background portion, and sets the minimum peak as a detection target.
  • the SN ratio which is the ratio of the pixel value of the detection target set in the pre-captured image and the pixel value of the background portion with reference to table data representing the correspondence relationship between the pixel value, the cooling temperature, the exposure time, and the SN ratio Based on the above, the exposure time that is equal to or greater than the reference SN ratio is determined. Then, actual photographing is performed with the determined exposure time.
  • Patent Document 2 uses an element capable of nondestructive reading, and repeats exposure for a short time until the light emission of the subject is inferior to the read noise of the element.
  • the minimum peak appearing in the histogram of pixel values of the pre-photographed image is automatically set as a detection target.
  • the subject may include a peak that does not appear in the histogram of the pre-shot image.
  • the peak that does not appear in the histogram may be shot with a desired S / N in the main shooting. Can not.
  • the exposure time is determined to be an exposure time that is equal to or greater than the reference SN ratio.
  • the SN ratio may not reach the reference SN ratio in a subject that emits light.
  • An object of the present invention is to photograph a subject whose distribution of light emission or color development is unknown with a high S / N and an appropriate exposure time.
  • An imaging system includes an imaging unit that images a subject, and a control unit that causes the imaging unit to perform at least one pre-imaging and one or more main images following the pre-imaging.
  • the control means includes an image generation unit that generates a subject image based on one or more captured images, and displays the subject image in each of the pre-photographing and the main photographing, and the subject
  • An interface unit that accepts a user input for setting at least a region of interest among a region of interest and a non-region of interest in an image, a region setting unit that sets the region of interest based on the user input, and sets the region of non-interest
  • a signal-to-noise ratio calculation unit that calculates a signal-to-noise ratio that is a ratio between a signal component of a pixel value and a noise component based on the set region of interest and non-region of interest;
  • a total exposure time calculation unit for calculating a total exposure time for obtaining a maximum SN ratio or a preset reference SN
  • An imaging system includes an imaging unit that images a subject, and a control unit that causes the imaging unit to perform at least one pre-imaging and one or more main images following the pre-imaging.
  • the control means includes, in each of the pre-photographing and the main photographing, an image generating unit that generates a subject image based on one or more captured images, an interface unit that displays the subject image, Based on the region setting unit that sets the region of interest and non-region of interest of the subject image, and the set region of interest and non-region of interest, an SN ratio that is the ratio of the signal component of the pixel value to the noise component is set.
  • Total exposure time calculation for calculating a total exposure time for obtaining a maximum S / N ratio or a preset reference S / N ratio based on the S / N ratio calculation unit to be calculated and the S / N ratio calculated for one or more captured images. It includes a part, and on the basis of the total exposure time, to perform the main imaging to the imaging means.
  • An imaging method uses an imaging unit for imaging a subject, and generates a subject image based on one or more pre-photographing steps and one or more images photographed by the pre-photographing. Displaying the generated subject image, setting a region of interest of the subject image based on user input, and setting a non-interesting region, the set regions of interest and non-interesting region, A signal-to-noise ratio, which is a ratio between a signal component of a pixel value and a noise component, and a maximum SN ratio or a preset value based on the SN ratio calculated for one or more captured images.
  • An imaging method uses an imaging unit for imaging a subject, and generates a subject image based on one or more pre-photographing steps and one or more images photographed by the pre-photographing.
  • An S / N ratio that is a ratio of a signal component of a pixel value and a noise component based on the step, a step of setting a region of interest and a non-region of interest in the subject image, and the set region of interest and the region of non-interest Calculating a total exposure time for obtaining a maximum S / N ratio or a preset reference S / N ratio based on the S / N ratio calculated for one or more captured images, and the imaging means And performing one or more main shootings based on the total exposure time, and generating a subject image based on one or more images shot by the main shooting. Equipped with a.
  • the program according to one embodiment of the present invention causes a computer to execute each step of the imaging method.
  • FIG. 10 is a schematic diagram of a subject image I k at a stage where the k-th main photographing is performed.
  • FIG. 10 is a schematic diagram of a subject image I k + 1 at a stage where the (k + 1) th main shooting is performed.
  • FIG. 6 is a schematic diagram of a subject image I k + 2 at a stage where the k + 2th main photographing is performed.
  • FIG. 1 shows an example of a photographing system for explaining an embodiment of the present invention.
  • the imaging system 1 is an imaging system that captures a subject by irradiating excitation light according to the subject, or shoots the subject without irradiating excitation light, and acquires a captured image of the subject.
  • the subject may be a sample that emits light as a result of a chemical reaction (hereinafter referred to as a chemiluminescent sample), and is a sample that is labeled with a fluorescent material and emits light when irradiated with excitation light (hereinafter referred to as fluorescent).
  • a luminescent sample may be a sample (hereinafter referred to as a transmission colorimetric sample) that is stained with a CBB (commercial brilliant blue) dye and that develops color when irradiated with transmitted light.
  • the imaging system 1 includes an imaging device 100 that is an imaging unit, and a control device 200 that is a control unit that causes the imaging device 100 to perform imaging.
  • FIG. 2 shows the configuration of the photographing apparatus 100.
  • the imaging apparatus 100 includes a housing 120, an imaging unit 130, an epi-illumination light source 140, and a transmission light source 150.
  • the housing 120 accommodates the subject PS.
  • the housing 120 is a substantially rectangular parallelepiped box, and has a lid 121 (see FIG. 1) that can be opened and closed.
  • the lid 121 is opened and closed by the user, and the subject PS is accommodated in the housing 120 through an opening closed by the lid 121.
  • a subject placement unit 122 is provided inside the housing 120, and the subject PS is placed in the subject placement unit 122.
  • the photographing unit 130 photographs the subject PS.
  • the photographing unit 130 is installed on the upper surface 120a of the housing 120, is disposed above the subject PS disposed in the subject placement unit 122, and is disposed facing the subject PS.
  • the imaging unit 130 includes a lens unit 131 that can move in the vertical direction (Z direction). By the vertical movement of the lens unit 131, the focus at the time of shooting is adjusted to the subject PS.
  • the epi-illumination light source 140 emits excitation light obliquely above the subject PS toward the subject PS arranged in the subject placement unit 122.
  • the transmissive light source 150 irradiates transmitted light from below the subject PS toward the subject PS arranged in the subject placement unit 122.
  • excitation light is irradiated from the incident light source 140.
  • transmitted light is irradiated from the transmitted light source 150.
  • FIG. 3 shows a configuration of the photographing unit 130.
  • the imaging unit 130 includes a lens unit 131, an image sensor 132, a signal processing unit 133, a storage unit 134, a communication unit 135, a lens unit 131, an image sensor 132, a signal processing unit 133, a storage unit 134, and a communication unit. And a photographing control unit 136 that supervises the operation of 135.
  • the communication unit 135 is connected to the control device 200 via a wired or wireless network.
  • An instruction transmitted from the control device 200 to the photographing unit 130 is input to the photographing control unit 136 via the communication unit 135.
  • the imaging control unit 136 performs imaging by operating each unit such as the lens unit 131 based on the input instruction.
  • the lens unit 131 includes, for example, a lens group including a plurality of optical lenses, an aperture adjustment mechanism, an automatic focus adjustment mechanism, and the like.
  • the lens group is provided so as to be movable in the Z direction shown in FIG. 2, and the automatic focus adjustment mechanism moves the lens group according to the distance between the subject PS and the photographing unit 130, so Focus is adjusted to the subject PS.
  • the aperture adjustment mechanism adjusts the amount of light passing through the lens unit 131 by changing the aperture diameter of the aperture. Light emitted from the subject PS is imaged on the imaging surface of the imaging element 132 through the lens unit 131.
  • the lens unit 131 may include a zoom mechanism.
  • the image sensor 132 photoelectrically converts the subject image formed on the imaging surface into a signal charge.
  • the image sensor 132 is an image sensor such as a charge coupled device (CCD), a metal oxide semiconductor (Metal Oxide Semiconductor: MOS), or the like.
  • the image sensor 132 converts the signal charge into an analog voltage signal via a charge voltage conversion amplifier (not shown) and outputs the analog voltage signal.
  • the signal processing unit 133 performs various signal processing on the analog voltage signal output from the image sensor 132.
  • the signal processing is, for example, correlated double sampling processing.
  • the correlated double sampling process reduces noise contained in the output signal for each pixel by taking the difference between the feedthrough component level included in the output signal for each pixel of the image sensor 132 and the image signal component level. is there.
  • the signal processing unit 133 converts the analog signal subjected to signal processing such as correlated double sampling processing into a digital signal and outputs the digital signal.
  • the storage unit 134 stores the digital signal output from the signal processing unit 133 as photographed image data.
  • the captured image data stored in the storage unit 134 is transmitted from the communication unit 135 to the control device 200.
  • the imaging unit 130 further includes a cooling element 137 that cools the imaging element 132.
  • the cooling element 137 is an element whose temperature can be controlled, such as a Peltier element.
  • the temperature of the cooling element 137 is controlled by the imaging control unit 136.
  • One of the noise components included in the output signal of the image sensor 132 is dark current noise.
  • the dark current noise is generated when charges are accumulated in the pixels even when no light is incident on the image sensor 132. Arise.
  • readout noise is one of noise components included in the output signal of the image sensor 132.
  • the readout noise is caused by thermal noise of a charge-voltage conversion amplifier that converts a signal charge into an analog voltage signal. Both dark current noise and readout noise have temperature dependence.
  • the imaging element 132 is appropriately cooled by the cooling element 137, thereby reducing dark current noise and readout noise.
  • FIG. 4 shows the configuration of the control device 200.
  • the control device 200 controls the operations of the operation unit 201, the display unit 202, the storage unit 203, the communication unit 204, the operation unit 201, the display unit 202, the storage unit 203, the communication unit 204, and the photographing apparatus 100. And a control unit 205.
  • the operation unit 201 accepts user input for setting shooting conditions, for example.
  • the display unit 202 displays an interface image used for user input for setting shooting conditions, for example.
  • the display unit 202 also displays a subject image generated based on an image photographed by the photographing apparatus 100 (hereinafter referred to as a photographed image).
  • the operation unit 201 is configured by, for example, a keyboard and a mouse, and the display unit 202 is configured by, for example, a liquid crystal display (LCD).
  • the operation unit 201 and the display unit 202 constitute an interface unit 206.
  • the storage unit 203 stores a control program and control data executed by the control unit 205, and also stores image data of a captured image and image data of a subject image.
  • the storage unit 203 includes a storage medium such as a flash memory, a hard disk, a ROM (Read Only Memory), and a RAM (Random Access Memory).
  • the communication unit 204 is connected to the imaging unit 130, the epi-illumination light source 140, and the transmission light source 150 of the imaging apparatus 100 via a wired or wireless network.
  • An instruction corresponding to the set imaging condition is transmitted from the communication unit 204 to the imaging unit 130, the epi-illumination light source 140, and the transmission light source 150.
  • the captured image data transmitted from the imaging unit 130 is received by the communication unit 204.
  • the control unit 205 controls the operations of the operation unit 201, the display unit 202, the storage unit 203, the communication unit 204, and the photographing apparatus 100 by operating according to the control program stored in the storage unit 203.
  • the control unit 205 also functions as an image generation unit 210 that generates a subject image based on a photographed image by operating according to the control program, and also includes an area setting unit 211, an SN ratio calculation unit 212, a total exposure time. It also functions as the calculation unit 213 and the saturation exposure time calculation unit 214. Functions of the processing units of the image generation unit 210, the region setting unit 211, the SN ratio calculation unit 212, the total exposure time calculation unit 213, and the saturation exposure time calculation unit 214 will be described later.
  • the hardware structure of the control unit 205 that performs various processes as the image generation unit 210, the region setting unit 211, the SN ratio calculation unit 212, the total exposure time calculation unit 213, and the saturation exposure time calculation unit 214 is a general-purpose processor.
  • CPU Central Processing Unit
  • FPGA Field Programmable Gate Array
  • PLD Programmable Logic Device
  • ASIC Application Specific Integrated Circuit
  • Each processing unit of the image generation unit 210, the region setting unit 211, the SN ratio calculation unit 212, the total exposure time calculation unit 213, and the saturation exposure time calculation unit 214 may be configured by one of the various processors described above. Alternatively, a combination of two or more processors of the same type or different types (for example, a combination of a plurality of FPGAs or a combination of a CPU and an FPGA) may be used. Further, the plurality of processing units may be configured by one processor.
  • FIG. 5 shows an outline of the photographing process executed by the control device 200.
  • the control device 200 causes the photographing device 100 to perform one or more pre-photographing and one or more main photographing following the pre-photographing.
  • the main shooting is shooting performed to obtain a subject image for analysis and analysis
  • the pre-shooting is shooting performed to obtain information for setting shooting conditions of the main shooting such as an exposure time. is there.
  • the control device 200 sets shooting conditions for pre-shooting (step S1), causes the shooting device 100 to perform pre-shooting based on the set shooting conditions (step S2), and based on the shot image shot by the pre-shooting.
  • a subject image is generated, and the generated subject image is displayed on the display unit 202 (step S3).
  • the control device 200 sets a region of interest and a non-region of interest in the generated subject image (step S4), and based on the set region of interest and non-region of interest, a pixel value signal component and a noise component
  • the signal-to-noise ratio (Signal-Noise ratio) is calculated (step S5), and based on the signal-to-noise ratio calculated for one or more captured images, a preset reference signal-to-noise ratio is obtained.
  • the total exposure time is calculated (step S6).
  • control device 200 causes the photographing device 100 to perform the main photographing based on the calculated total exposure time (Step S7), and generates a subject image based on the photographed image photographed by the pre-photographing (Step S8).
  • the shooting conditions for pre-shooting are set based on user input.
  • a subject type is set based on a user input, and detailed shooting conditions are automatically set by the control unit 205 according to the set subject type.
  • the control unit 205 reads out the shooting conditions corresponding to the set subject type from the storage unit 203 and pre-shoots the read shooting conditions. Set to the shooting conditions.
  • the imaging conditions for each subject type include the necessity of irradiation with excitation light, the necessity of irradiation with transmitted light, and the exposure time.
  • As the exposure time an exposure time suitable for a subject exhibiting light emission or color development of standard intensity is used.
  • the image sensor 132 may be binned from the viewpoint of shortening the time required for pre-photographing. Binning is to add the signal charges of a plurality of pixels in the image sensor 132 to generate a pixel value of one pixel in the captured image, and to increase the sensitivity of the image sensor 132 and reduce the exposure time by binning. Can do.
  • a plurality of pre-photographs may be performed for a subject whose light emission or color intensity is unknown with different exposure times.
  • FIG. 6 shows an example of a subject image generated by pre-shooting.
  • the example shown in FIG. 6 is an image of a luminescence pattern of a chemiluminescence sample or a fluorescence luminescence sample obtained by Western blotting.
  • Western blotting a sample is separated by molecular weight by electrophoresis, a labeled antibody that specifically binds to the detection target is reacted with the data, and the detection target is detected by detecting fluorescence or chemiluminescence used for the label. It is a technique.
  • the light emission patterns of the lanes L1 to L4 indicate the light emission patterns of the samples that are different for each lane. Based on the light emission pattern of each lane and the intensity of light emission, the detection target contained in the sample of each lane can be detected and quantified.
  • the image generation unit 210 generates a subject image based on a captured image captured by pre-imaging.
  • pre-photographing is performed only once, a photographed image photographed by one pre-photographing is used as a subject image.
  • pre-shooting is performed multiple times with different exposure times for each shooting, for example, a shot image with the widest dynamic range among a plurality of shot images shot by a plurality of pre-shoots is used as the subject image
  • the dynamic range can be obtained from a histogram of pixel values of the captured image.
  • a subject image can be obtained by adding a plurality of captured images, or by averaging or weighted average.
  • the generated pre-photographed subject image is displayed on the display unit 202.
  • step S4 The region of interest ROI and the non-region of interest NROI of the pre-photographed subject image are set by the region setting unit 211, and the region of interest ROI is set based on, for example, user input.
  • a subject image obtained by pre-photographing is displayed on the display unit 202, and user input for designating an arbitrary region in the subject image as the region of interest ROI is input to the operation unit 201.
  • the region of interest ROI may be automatically set by the region setting unit 211.
  • a region corresponding to the pixel value of another peak excluding the peak with the smallest pixel value among the peaks appearing in the pixel value histogram of the subject image is extracted, and the region of interest ROI is automatically set to the extracted region. obtain.
  • the peak having the smallest pixel value among the other peaks can be selected.
  • the non-interest region NROI may be set based on a user input similarly to the region of interest ROI, or may be automatically set by the region setting unit 211. For example, the region corresponding to the pixel value of the peak having the smallest pixel value among the peaks appearing in the pixel value histogram of the subject image can be extracted, and the non-interest region NROI can be automatically set to the extracted region.
  • a band B indicating the presence of the detection target appears at a predetermined position, but no band appears in the lane L2.
  • the detection target included in the sample in the lane L2 is very small, and the light emission of the sample in the lane L2 is weak with respect to the exposure time of the pre-shooting. If the emission of the sample is weak with respect to the exposure time of the pre-photographing, the band may be buried in noise even though the band exists, and the band may not appear in the image.
  • the region of interest ROI is set to the predetermined position in the lane L2 in the subject image shown in FIG. Further, the non-interest region NROI is set to a region between the lane L1 and the lane L2 where no band can exist.
  • SN ratio calculation unit 212 calculates the SN ratio in consideration of the temporal characteristics of light emission or color development of the subject.
  • the SN ratio that changes according to the exposure time is SN (t)
  • the signal component of the pixel value considering the temporal characteristics of light emission or color development of the subject is S (t)
  • the noise component of the pixel value is N (t).
  • FIG. 7 shows the temporal characteristics of chemiluminescence emission intensity
  • FIG. 8 shows the temporal characteristics of fluorescence emission intensity.
  • chemiluminescence emission intensity often decays exponentially according to the following equation. This is because as the chemical reaction proceeds, the emission intensity of chemiluminescence decreases as the concentration of the reactant in the excited state decreases.
  • y y ⁇ ⁇ exp ( ⁇ k ⁇ t) (2)
  • y alpha is a positive coefficient which depends on the concentration of the chemiluminescent substance
  • k is a positive coefficient depending on the fading characteristics of the light emission of the chemiluminescent substance.
  • the fluorescence emission intensity is ideally kept constant according to the following equation as long as excitation light is supplied. This is because fluorescent emission occurs without destroying the fluorescent substance.
  • y y ⁇ (3)
  • y ⁇ is a positive coefficient depending on the concentration of the fluorescent substance.
  • y ⁇ is a positive coefficient that depends on the concentration of the fluorescent light-emitting substance
  • a is a positive coefficient that depends on the fading characteristics of the light emission of the fluorescent light-emitting substance.
  • the color intensity of the sample stained with the CBB dye or the like is constant or can be approximated by a linear function in the same manner as the fluorescence intensity.
  • the coefficient k in Expression (3) is obtained in advance for each chemiluminescent substance, and the coefficient a in Expression (4) is also obtained in advance for each fluorescent light emitting substance and dyed substance and stored in the storage unit 203.
  • the SN ratio calculation unit 212 uses the formula (2) based on the set subject type.
  • Expression (4) an attenuation function corresponding to the subject type is determined.
  • the attenuation function is Expression (2)
  • a coefficient k is determined
  • the attenuation function is Expression (4)
  • a coefficient a is determined. decide.
  • the SN ratio calculation unit 212 is based on the pixel value of the region of interest ROI and / or the non-region of interest NROI in the pre-captured subject image, the coefficient y ⁇ when the attenuation function is the equation (2), and the attenuation function is the equation (
  • the attenuation function y is derived by obtaining the coefficient y ⁇ in the case of 3) or the coefficient y ⁇ in the case where the attenuation function is the expression (4).
  • the signal component of the pixel value in the pre-photographed subject image is, for example, the difference between the average value of the pixel values of the region of interest ROI and the average value of the pixel values of the non-region of interest NROI, or the median value and the non-value of the pixel value of the region of interest ROI. It can be the difference from the median value of the pixel values of the region of interest NROI, or the average or median value of the pixel values of the region of interest ROI.
  • the time integration of the derived attenuation function y corresponds to the signal component S (t) of the pixel value.
  • the noise component N (t) of the pixel value is expressed by the following equation, for example.
  • N (t) ⁇ Nf 2 + Nd 2 + Nr 2 + Ns 2 ⁇ 1/2 (5)
  • Nd dark current noise of the image sensor 132
  • Nr read noise of the image sensor 132
  • Nf fixed pattern noise caused by variations in sensitivity between pixels of the image sensor 132.
  • Ns shot noise generated due to a statistical change in photons incident on the image sensor 132.
  • the amount of signal charge generated in the image sensor 132 due to the incidence of photons is S [e ⁇ ], and according to Poisson statistics. It is expressed by a formula.
  • Ns ⁇ S (6)
  • Ns is obtained based on the pixel value of the region of interest ROI and / or the non-region of interest NROI in the pre-photographed subject image.
  • the standard deviation of the pixel value of the non-region of interest NROI or the standard of the pixel value of the region of interest ROI It can be a deviation.
  • ⁇ Calculation of total exposure time for actual photographing (step S6)> The total exposure time of the main photographing is calculated by the total exposure time calculation unit 213. Based on SN (t) calculated by the SN ratio calculation unit 212, the total exposure time calculation unit 213 calculates a total exposure time at which a preset reference SN ratio is obtained. Moreover, when luminescence fades, S (t) attenuates, while N (t) increases, and SN (t) reaches a peak. Thus, when SN (t) has a peak and the maximum SN ratio that is the peak value of SN (t) is less than the reference SN ratio, the total exposure time calculation unit 213 obtains the maximum SN ratio. Calculate the total exposure time.
  • the reference signal-to-noise ratio can be a standard signal-to-noise ratio required for analysis and subject images for analysis, for example, and is stored in the storage unit 203.
  • the reference SN ratio can also be set by the product of the SN ratio and the SN ratio improvement coefficient in the subject image used for setting the region of interest ROI and the non-interest region NROI. For example, when the SN ratio in the subject image used for setting the region of interest ROI and the non-region of interest NROI is 2 and the improvement coefficient is 4, the reference SN ratio is 8 (2 ⁇ 4).
  • the reference signal-to-noise ratio improvement coefficient that gives the reference signal-to-noise ratio is stored in the storage unit 203.
  • 9 and 10 show an example of the SN ratio of the region of interest ROI that changes according to the exposure time.
  • FIG. 9 is a graph showing SN (t) calculated by the SN ratio calculation unit 212 with the horizontal axis representing time and the vertical axis representing SN ratio.
  • the total exposure time is determined as a time T 0 that gives the reference SN ratio SN 0 according to the characteristic line of SN (t).
  • FIG. 10 shows a case where SN (t) has a peak and the maximum SN ratio SN 1 that is the peak value of SN (t) is less than the reference SN ratio SN 0 .
  • the total exposure time is obtained as a time T 1 that gives the maximum SN ratio SN 1 according to the characteristic line of SN (t).
  • the total exposure time may be obtained as the time T 0 giving the reference SN ratio SN 0, and the time T giving the maximum SN ratio 1 may be obtained, and it is preferably configured to be able to set which of the maximum SN ratio SN 1 and the reference SN ratio SN 0 is used based on a user input.
  • the total exposure time calculated by the total exposure time calculation unit 213 is displayed on the display unit 202. Thereby, the user can know the total exposure time required for the actual photographing, and the convenience of the photographing system 1 is enhanced.
  • the total exposure time calculation unit 213 sets the reset reference SN ratio. Recalculate the total exposure time for which Thereby, the user can set a desired reference S / N ratio while balancing the S / N ratio and the total exposure time, and the convenience of the photographing system 1 is enhanced.
  • the reference S / N ratio may be directly designated or indirectly designated via a reference S / N ratio improvement coefficient.
  • SN (t) calculated by the SN ratio calculation unit 212 is displayed on the display unit 202.
  • the display mode of SN (t) is not particularly limited, it can be displayed, for example, as a graph shown in FIG.
  • the control unit 205 causes the photographing apparatus 100 to perform the main shooting based on the total exposure time calculated by the total exposure time calculation unit 213.
  • the image sensor 132 is continuously exposed for the total exposure time. Then, a photographed image photographed by one main photographing is set as a subject image.
  • the region of interest ROI of the subject image is set based on the user input, and the main signal SNR of the region of interest ROI becomes the reference SN ratio in the subject image of the main image. Since the total exposure time of shooting is set, for example, a faint band that does not appear in a pre-shooting image can be captured in the subject image of the main shooting with a reference SN ratio, and the distribution of light emission or color development is unknown A good subject can be photographed with a high S / N and an appropriate exposure time.
  • the control unit 205 preferably controls the total exposure time calculated by the total exposure time calculation unit 213 and the total exposure time set based on the user input.
  • the photographing apparatus 100 is caused to perform the main photographing on the basis of the shorter total exposure time.
  • the reference SN ratio can be obtained in the shortest time, and when the set total exposure time is relatively short, the total allowable by the user The best S / N ratio can be obtained within the exposure time, and the convenience of the photographing system 1 is further enhanced.
  • the upper limit of the total exposure time of the main photographing may be set in advance, and the total exposure time calculated by the total exposure time calculation unit 213 or the total exposure time set based on the user input is set in advance.
  • the shooting is preferably interrupted when the exposure time in the main shooting reaches the upper limit total exposure time.
  • the upper limit total exposure time may vary depending on the subject type.For example, the upper limit total exposure time corresponding to the subject that emits fluorescence is determined in consideration of the fact that the emission intensity of fluorescence emission lasts compared to the emission intensity of chemiluminescence.
  • the upper limit total exposure time corresponding to the chemiluminescent subject can be set shorter.
  • the control unit 205 may interrupt photographing.
  • FIG. 11 shows a flow of the photographing process of the main photographing when a plurality of main photographings are performed.
  • the controller 205 divides the total exposure time into n pieces assuming that n main shootings are performed (step S11).
  • the division number n is set based on, for example, user input, and the total exposure time is divided into, for example, a constant exposure time.
  • the control unit 205 causes the photographing apparatus 100 to perform n times of main photographing (step S12), and the image sensor 132 is intermittently exposed a plurality of times according to the total exposure time.
  • the image generation unit 210 generates a subject image I for actual shooting by adding n captured images P i captured by n times of actual shooting, and the subject image every time main shooting is performed. I is updated (step S13).
  • the photographed image P i photographed at that time is added to the subject image I i ⁇ 1 , whereby the SN ratio of the region of interest ROI is gradually increased.
  • the user can confirm the appropriateness of the setting of the region of interest ROI without waiting for the completion of n times of main photographing, and the convenience of the photographing system 1 is further enhanced.
  • the shooting is performed when the total of the exposure times added for each shooting reaches the preset upper limit total exposure time. Interrupted.
  • the upper limit of one exposure time may be set in advance, and shooting may be interrupted when the exposure time of each of a plurality of main shootings exceeds a preset upper limit exposure time.
  • the upper limit exposure time may vary depending on the subject type.For example, the upper limit exposure time corresponding to the fluorescent light emitting subject is set shorter than the upper limit exposure time corresponding to the chemiluminescent subject. Can be done.
  • FIGS. 12A to 12C are subject images of main shooting of the same sample as the example shown in FIG. 6,
  • FIG. 12A is a subject image I k at the stage where the k-th main shooting was performed
  • FIG. FIG. 12C shows the subject image I k + 1 at the stage where the photographing was performed
  • FIG. 12C shows the subject image I k + 2 at the stage where the k + 2 actual photographing was performed.
  • the band in lane L2 did not appear in the object image I k shown in FIG. 12A is sensible out increasingly image every time the photographing is performed, shown in FIG. 12C In the subject image I k + 2 , it appears in the image so as to be visible. Thereby, the user can confirm the suitability of the setting of the region of interest ROI without waiting for the completion of n times of the main photographing.
  • the set region of interest ROI is slightly shifted from the band B of the lane L2.
  • the imaging may be interrupted, but it is desirable that the region of interest ROI is reset so as to coincide with the band B of the lane L2 that appears in the subject image Ik + 2 .
  • the control unit 205 displays the updated subject image on the display unit 202 (step S ⁇ b> 14), and in the subject image I displayed on the display unit 202.
  • the region setting unit 211 returns to step S4 (see FIG. 5), and the region of interest ROI The non-interest area NROI is reset.
  • the SN ratio calculation unit 212 recalculates SN (t) based on the reset region of interest ROI and non-region of interest NROI (step S5), and the total exposure time calculation unit 213 recalculates. Based on SN (t), the total exposure time for obtaining the reference SN ratio is recalculated (step S6). Then, the control unit 205 causes the photographing apparatus 100 to perform actual photographing based on the recalculated total exposure time (step S7).
  • the resetting of the region of interest ROI is allowed even during the actual photographing, so that the efficiency of the photographing process can be improved as compared with the case where the pre-photographing is performed again.
  • the SN ratio of the region of interest ROI in the updated subject image may decrease due to the attenuation of the light emission intensity or color intensity of the subject.
  • the SN 205 is controlled by the control unit 205 based on the change in the SN ratio. It is determined whether or not the ratio change rate has fallen below a predetermined value. When the SN ratio change rate has fallen below a predetermined value, shooting is interrupted. When shooting is interrupted when the SN ratio change rate falls below a predetermined value, the subject image with the maximum SN ratio is preferably displayed on the display unit 202 among the subject images generated before the shooting is interrupted. Is displayed and saved.
  • the SN ratio of the region of interest ROI in the subject image I k at the stage where the k-th actual photographing has been performed is SN k
  • n is an integer equal to or larger than 1
  • SN k ⁇ n , SN k ⁇ (n + 1) 2 ,..., SN k can be represented by the slope of a straight line obtained by linear approximation, and the change rate of the SN ratio is obtained by linear approximation of the SN ratio of a plurality of subject images.
  • the predetermined value applied to the change rate of the SN ratio when represented by the slope of the straight line is 0, for example.
  • the subject image giving the maximum SN ratio among SN k ⁇ n , SN k ⁇ (n + 1) ,..., SN k is displayed on the display unit 202 and stored.
  • the total exposure time calculated by the total exposure time calculation unit 213 is preferably displayed on the display unit 202 even during the actual photographing. Further, preferably, when the reference SN ratio can be set based on the user input, and the reference SN ratio is reset based on the user input, the total exposure time calculation unit 213 sets the reset reference SN ratio. Recalculate the total exposure time for which Further, preferably, SN (t) calculated by the SN ratio calculation unit 212 is displayed on the display unit 202.
  • FIG. 13 shows another flow of the shooting process of the main shooting when a plurality of main shootings are performed.
  • the image generating unit 210 n times of the shooting to generate an object image I of the present photographing by averaging the n pieces of captured image P i to be taken by, and the shooting line
  • the subject image I is updated every time
  • the subject image I k at the stage where the k-th main shooting has been performed is an image obtained by averaging the captured images P 1 to P k as shown in the following equation (step S23).
  • I k (P 1 + P 2 + to + P k ) / k (8)
  • noise is also averaged among the n captured images P i . Since noise is randomly added to each pixel of the photographed image and further compressed along with the averaging, it is advantageous for improving the SN ratio of the subject image I of the actual photographing.
  • the shortest saturation exposure time TS is preferably calculated by the saturation exposure time calculation unit 214 and the control unit 205.
  • the number n of divisions is set so that all of the divided exposure times are less than the saturation exposure time TS, and the total exposure time is divided into n.
  • the shortest saturation exposure time TS is the shortest time that a pixel whose pixel value has reached the saturation region occurs in a photographed image photographed by the main photographing, and is one or more images photographed by the pre-photographing and the main photographing. It can be calculated based on the captured image.
  • the saturation region is a region near the upper limit including the upper limit that the pixel value can take, in other words, a region where the proportional relationship between the photon incident on the pixel of the image sensor 132 and the signal charge generated in the pixel is broken. .
  • the pixel values of the pixels corresponding to the band B of the lane L1, the lane L3, and the lane L4 increase each time the captured image is added, as shown in FIG. 12C.
  • the pixel values of the pixels corresponding to the band B of the lane L1 and the lane L3 reach the saturation region. In this case, for the samples in lane L1 and lane L3, the detection target can be detected, but quantification is impossible.
  • each exposure time is less than the saturation exposure time TS
  • the pixel has reached the saturation region is not generated in the n photographed images P i
  • n pieces of captured image P i Does not occur in the subject image I generated by averaging. That is, the pixel values of the pixels corresponding to the band B of the lane L1 and the lane L3 do not reach the saturation region, and the detection target can be detected and quantified for all the samples in the lanes L1 to L4 including the lane L2.
  • the exposure time for each of n main shootings is set to be longer for the subsequent main shootings.
  • FIG. 14 and FIG. 15 show the temporal characteristics of the light emission and the pixel value S (t) of the region of interest ROI considering the temporal characteristics of the light emission when the light emission intensity attenuates with time.
  • FIG. 14 shows the pixel value for each captured image when the exposure time is constant and the total exposure time for the main shooting is divided into a plurality of images.
  • FIG. 15 shows the book with a longer exposure time for the subsequent main shooting. A pixel value for each photographed image when the total exposure time for photographing is divided into a plurality of parts is shown.
  • the pixel value ⁇ S i for each captured image is smaller as the captured image is captured in the subsequent main shooting.
  • noise is dominant in a photographed image photographed in the subsequent main photographing, and there is a concern that the SN ratio is lowered due to inclusion of the photographed image in which noise is dominant in the photographed image that is averaged. Is done.
  • the exposure time is made longer as the main shooting is performed later, and the total exposure time of the main shooting is divided into a plurality of values, so that the pixel value ⁇ S i for each shot image is made constant, for example, and the influence of noise. Can be made uniform between captured images, which is advantageous in improving the SN ratio.
  • the exposure time of the i-th captured with t i may be generated object image I of the present photographing by performing weighted averaging of the weights in each photographed as 1 / t i.
  • the subject image I k at the stage where the k-th main shooting is performed is an image obtained by weighted averaging of the shot images P 1 to P k as shown in the following equation.
  • I k (P 1 / t 1 + P 2 / t 2 + to + P k / t k ) / (1 / t 1 + 1 / t 2 + to + 1 / t k ) (9)
  • the photographing system disclosed in the present specification uses photographing means for photographing a subject, one or more pre-photographing, and one or more main photographing following the pre-photographing as the photographing means.
  • Control means for performing wherein the control means generates an object image based on one or more captured images in each of the pre-photographing and the main photographing, and the subject image
  • an interface unit for receiving a user input for setting at least a region of interest among the region of interest and the non-interest region of the subject image, setting the region of interest based on the user input
  • An SN ratio calculation that calculates an SN ratio that is a ratio of a signal component of a pixel value and a noise component based on the set region setting unit and the set region of interest and non-interest region.
  • a total exposure time calculation unit for calculating a total exposure time for obtaining a maximum S / N ratio or a preset reference S / N ratio based on the S / N ratio calculated for one or more captured images. Based on the total exposure time, the main photographing is performed by the photographing means.
  • the photographing system disclosed in the present specification includes a photographing unit that photographs a subject, a control unit that causes the photographing unit to perform at least one pre-photographing and at least one main photographing following the pre-photographing.
  • the control means includes an image generation unit that generates a subject image based on one or more captured images in each of the pre-photographing and the main photographing, and an interface that displays the subject image
  • a region setting unit that sets a region of interest and a region of non-interest in the subject image, and a ratio of a signal component of a pixel value and a noise component based on the set region of interest and the region of non-interest
  • the total exposure time for obtaining the maximum SN ratio or a preset reference SN ratio is calculated. It has a light time calculation unit, and based on the total exposure time, to perform the main imaging to the imaging means.
  • the imaging system disclosed in the present specification is configured such that the signal component of the pixel value includes an average value or a median value of the set image values of the region of interest and an average of the set pixel values of the non-region of interest. Difference in value or median.
  • the noise component of the pixel value is a standard deviation of the pixel value of the set non-interest area.
  • the reference S / N ratio is determined based on an S / N ratio in the subject image used by the region setting unit for setting the region of interest and the region of non-interest, and a reference set in advance. It is set by the product of the S / N ratio improvement coefficient.
  • the interface unit accepts user input for setting the reference SN ratio or the reference SN ratio improvement coefficient.
  • the interface unit accepts a user input for selecting which of the maximum SN ratio and the reference SN ratio is used to calculate the total exposure time.
  • control unit divides the total exposure time into a plurality of times, causes the imaging unit to perform a plurality of times of the main imaging for exposure according to the classification, and the image generation unit. Generates the subject image by averaging or weighted averaging a plurality of images taken by the plurality of main photographings, and updates the subject image every time the main photographing is performed, and the interface unit Displays the updated subject image.
  • control unit determines whether the change rate of the SN ratio in the updated subject image is less than a predetermined value based on the change of the SN ratio. When the change rate of the SN ratio falls below a predetermined value, shooting is interrupted.
  • the interface unit displays the subject image having the maximum SN ratio among the subject images generated before the imaging is interrupted. ,save.
  • the region setting unit receives the user input.
  • the SN ratio calculation unit recalculates the SN ratio based on the reset region of interest and the non-interesting region.
  • the total exposure time calculation unit recalculates the total exposure time based on the recalculated SN ratio.
  • control unit generates a pixel whose pixel value has reached a saturation region based on one or more captured images in an image captured by the actual imaging.
  • a saturation exposure time calculation unit that calculates the shortest saturation exposure time is provided, and the exposure time for each of the plurality of main photographing is less than the calculated saturation exposure time.
  • control unit divides the total exposure time into a plurality of times, causes the imaging unit to perform a plurality of times of the main imaging for exposure according to the classification, and the image generation unit. Generates the subject image by adding a plurality of images captured by the plurality of main photographings, and updates the subject image every time the main photographing is performed, and the interface unit is updated. The subject image is displayed.
  • the region setting unit receives the user input.
  • the SN ratio calculation unit recalculates the SN ratio based on the reset region of interest and the non-interesting region.
  • the total exposure time calculation unit recalculates the total exposure time based on the recalculated SN ratio.
  • the exposure time of each of the plurality of main photographing is longer as the subsequent main photographing.
  • the SN ratio calculation unit calculates the SN ratio each time the subject image is updated, and the total exposure time calculation unit calculates the total exposure time. .
  • the interface unit displays the calculated SN ratio and the calculated total exposure time.
  • the total exposure time calculation unit when the interface unit receives a user input for resetting the reference signal-to-noise ratio, the total exposure time calculation unit is configured to reset the reference Recalculate the total exposure time for which the S / N ratio is obtained.
  • the control unit when the interface unit receives a user input for setting the total exposure time, the control unit is set with the calculated total exposure time. Based on the shorter total exposure time of the total exposure times, the main photographing is performed by the photographing means.
  • the control unit interrupts imaging.
  • control unit interrupts imaging when the total exposure time of each of the actual imaging exceeds a preset upper limit total exposure time.
  • the upper limit total exposure time differs depending on the subject type, and the upper limit total exposure time corresponding to a fluorescent light emitting subject corresponds to a subject that emits light as a result of a chemical reaction. It is shorter than the upper limit total exposure time.
  • control means interrupts imaging when the exposure time of each of the actual imaging exceeds a preset upper limit exposure time.
  • the upper limit exposure time varies depending on the subject type, and the upper limit exposure time corresponding to a fluorescent light emitting subject is the upper limit corresponding to the subject that emits light as a result of a chemical reaction. Shorter than exposure time.
  • the interface unit accepts user input for setting a subject type
  • the control unit includes a storage unit that stores imaging conditions for each subject type, Based on the shooting condition corresponding to the set subject type, the pre-shooting is performed by the shooting unit.
  • the imaging system disclosed in this specification captures a light-emitting subject.
  • the imaging system disclosed in this specification captures a subject whose emission intensity is attenuated with time.
  • the photographing method disclosed in the present specification uses a photographing unit that photographs a subject, performs one or more pre-photographing steps, and the subject image based on one or more images photographed by the pre-photographing.
  • Displaying the generated subject image, setting a region of interest of the subject image based on a user input, and setting a non-interesting region, the set region of interest and the non-interesting region Calculating a signal-to-noise ratio, which is a ratio of a signal component of a pixel value to a noise component, based on the region of interest, and a maximum signal-to-noise ratio based on the signal-to-noise ratio calculated for one or more captured images.
  • a step of calculating a total exposure time for obtaining a preset reference signal-to-noise ratio a step of performing one or more main shootings based on the total exposure time using the shooting means; Based on the one or more images taken by, and a step of generating an object image.
  • the photographing method disclosed in this specification photographs a subject that emits light.
  • the photographing method disclosed in the present specification uses a photographing unit that photographs a subject, performs one or more pre-photographing steps, and the subject image based on one or more images photographed by the pre-photographing. And a step of setting a region of interest and a region of non-interest in the subject image, and a ratio of a signal component of a pixel value to a noise component based on the set region of interest and the region of non-interest.
  • Calculating a certain S / N ratio calculating a total exposure time for obtaining a maximum S / N ratio or a preset reference S / N ratio based on the S / N ratio calculated for one or more captured images; Using the photographing means, performing one or more main photographings based on the total exposure time, and generating a subject image based on one or more images photographed by the main photographing. Includes a step, a.
  • the imaging method disclosed in this specification captures a subject whose emission intensity attenuates with time.
  • the program disclosed in this specification causes a computer to execute each step of the photographing method.
  • the above program can be provided by being recorded on a non-transitory recording medium that can be read by a computer.
  • a non-transitory recording medium includes, for example, an optical medium such as a CD-ROM (Compact Disc-Rom), a magnetic recording medium such as a memory card, and the like.
  • Such a program can also be provided by downloading via a network.
  • the present invention can be used for analyzing an object that emits light or develops color.

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Abstract

撮影システム１は、撮影装置１００と、プレ撮影と本撮影とを撮影装置１００に行わせる制御装置２００とを備え、制御装置２００は、プレ撮影と本撮影とのそれぞれにおいて、撮影された一つ以上の画像に基づき被写体画像を生成する画像生成部２１０と、被写体画像を表示し、且つ関心領域を設定するためのユーザ入力を受け付けるインタフェース部２０６と、ユーザ入力に基づいて関心領域を設定する領域設定部２１１と、設定された関心領域と非関心領域とに基づいてＳＮ比を算出するＳＮ比算出部２１２と、撮影された一つ以上の画像について算出されたＳＮ比に基づき、最大ＳＮ比又は予め設定される基準ＳＮ比が得られる総露光時間を算出する総露光時間算出部２１３と、を有し、総露光時間に基づき、本撮影を撮影装置１００に行わせる。

Description

撮影システム、撮影方法及びプログラム
　本発明は、撮影システム、撮影方法及びプログラムに関する。
　例えば生化学分野において、化学反応の結果として発光しているサンプルを被写体として撮影し、蛍光発光物質で標識され且つ励起光が照射されることによって発光しているサンプルを被写体として撮影し、又はＣＢＢ（クマーシーブリリアントブルー）色素等によって染色され且つ透過光が照射されることによって発色するサンプルを被写体として撮影する撮影装置が知られている。
　特許文献１に記載された撮影装置は、被写体のプレ撮影画像の画素値のヒストグラムを求め、ヒストグラムに現れるピークのうち最大のピークを背景部分に設定し、最小のピークを検出対象に設定する。画素値と、冷却温度と、露出時間と、ＳＮ比との対応関係を表すテーブルデータを参照し、プレ撮影画像で設定した検出対象の画素値と背景部分の画素値との比であるＳＮ比に基づき、基準ＳＮ比以上となる露光時間を決定する。そして、決定した露光時間で本撮影を行う。
　特許文献２に記載された撮影装置は、非破壊読出し可能な素子を用い、被写体の発光が素子のリードノイズ程度に褪色するまで、短時間露光を繰り返す。
日本国特開２０１１－１９９６５９号公報 米国特許出願公開２０１５／０１７２２５２６号明細書
　特許文献１に記載された撮影装置では、プレ撮影画像の画素値のヒストグラムに現れる最小のピークが自動的に検出対象に設定される。プレ撮影の撮影条件によっては、プレ撮影画像のヒストグラムに現れないピークが被写体に含まれる場合があり、この場合に、ヒストグラムに現れないピークを、本撮影において所望のＳ／Ｎで撮影することはできない。また、特許文献１に記載された撮影装置では、露光時間が基準ＳＮ比以上となる露光時間に決定されるが、発光が褪色する被写体では、ＳＮ比が基準ＳＮ比に達しない場合がある。
　特許文献２に記載された撮影装置では、被写体の発光が素子のリードノイズ程度に褪色するまで露光が繰り返されるため、発光の褪色が比較的遅い被写体、特に蛍光発光する被写体では露光が長時間に及び、時間を浪費する虞がある。
　本発明は、発光又は発色の分布が不明な被写体を、高Ｓ／Ｎに且つ適切な露光時間で撮影することを目的とする。
　本発明の一態様の撮影システムは、被写体を撮影する撮影手段と、一回以上のプレ撮影と、上記プレ撮影に続く一回以上の本撮影とを上記撮影手段に行わせる制御手段と、を備え、上記制御手段は、上記プレ撮影と上記本撮影とのそれぞれにおいて、撮影された一つ以上の画像に基づき、被写体画像を生成する画像生成部と、上記被写体画像を表示し、且つ上記被写体画像の関心領域及び非関心領域のうち少なくとも関心領域を設定するためのユーザ入力を受け付けるインタフェース部と、上記ユーザ入力に基づき上記関心領域を設定し、また上記非関心領域を設定する領域設定部と、設定された上記関心領域と上記非関心領域とに基づいて、画素値の信号成分とノイズ成分との比であるＳＮ比を算出するＳＮ比算出部と、撮影された一つ以上の画像について算出された上記ＳＮ比に基づき、最大ＳＮ比又は予め設定される基準ＳＮ比が得られる総露光時間を算出する総露光時間算出部と、を有し、算出された上記総露光時間に基づき、上記本撮影を上記撮影手段に行わせる。
　本発明の一態様の撮影システムは、被写体を撮影する撮影手段と、一回以上のプレ撮影と、上記プレ撮影に続く一回以上の本撮影とを上記撮影手段に行わせる制御手段と、を備え、上記制御手段は、上記プレ撮影と上記本撮影とのそれぞれにおいて、撮影された一つ以上の画像に基づき、被写体画像を生成する画像生成部と、上記被写体画像を表示するインタフェース部と、上記被写体画像の関心領域及び非関心領域を設定する領域設定部と、設定された上記関心領域と上記非関心領域とに基づいて、画素値の信号成分とノイズ成分との比であるＳＮ比を算出するＳＮ比算出部と、撮影された一つ以上の画像について算出された上記ＳＮ比に基づき、最大ＳＮ比又は予め設定される基準ＳＮ比が得られる総露光時間を算出する総露光時間算出部と、を有し、上記総露光時間に基づき、上記本撮影を上記撮影手段に行わせる。
　本発明の一態様の撮影方法は、被写体を撮影する撮影手段を用い、一回以上のプレ撮影を行うステップと、上記プレ撮影によって撮影された一つ以上の画像に基づき、被写体画像を生成するステップと、生成された上記被写体画像を表示し、ユーザ入力に基づいて上記被写体画像の関心領域を設定し、また非関心領域を設定するステップと、設定された上記関心領域と上記非関心領域とに基づいて、画素値の信号成分とノイズ成分との比であるＳＮ比を算出するステップと、撮影された一つ以上の画像について算出された上記ＳＮ比に基づき、最大ＳＮ比又は予め設定される基準ＳＮ比が得られる総露光時間を算出するステップと、上記撮影手段を用い、算出された上記総露光時間に基づいて一回以上の本撮影を行うステップと、上記本撮影によって撮影された一つ以上の画像に基づき、被写体画像を生成するステップと、を備える。
　本発明の一態様の撮影方法は、被写体を撮影する撮影手段を用い、一回以上のプレ撮影を行うステップと、上記プレ撮影によって撮影された一つ以上の画像に基づき、被写体画像を生成するステップと、上記被写体画像の関心領域及び非関心領域を設定するステップと、設定された上記関心領域と上記非関心領域とに基づいて、画素値の信号成分とノイズ成分との比であるＳＮ比を算出するステップと、撮影された一つ以上の画像について算出された上記ＳＮ比に基づき、最大ＳＮ比又は予め設定される基準ＳＮ比が得られる総露光時間を算出するステップと、上記撮影手段を用い、上記総露光時間に基づいて一回以上の本撮影を行うステップと、上記本撮影によって撮影された一つ以上の画像に基づき、被写体画像を生成するステップと、を備える。
　本発明の一態様のプログラムは、上記撮影方法の各ステップをコンピュータに実行させる。
　本発明によれば、発光又は発色の分布が不明な被写体を、高Ｓ／Ｎに且つ適切な露光時間で撮影することができる。
本発明の実施形態を説明するための、撮影システムの一例の斜視図である。 図１の撮影システムの撮影手段の断面図である。 図２の撮影手段の撮影部の機能ブロック図である。 図１の撮影システムの制御手段の機能ブロック図である。 図４の制御手段が実行する撮影プロセスのフロー図である。 プレ撮影によって得られる被写体画像の一例の模式図である。 化学発光の経時特性の一例のグラフである。 蛍光発光の経時特性の一例のグラフである。 ＳＮ比の一例の模式図である。 ＳＮ比の他の例の模式図である。 複数回の本撮影が行われる場合の本撮影の撮影プロセスの一例のフロー図である。 ｋ回目の本撮影が行われた段階の被写体画像Ｉｋの模式図である。 ｋ＋１回目の本撮影が行われた段階の被写体画像Ｉｋ＋１の模式図である。 ｋ＋２回目の本撮影が行われた段階の被写体画像Ｉｋ＋２の模式図である。 複数回の本撮影が行われる場合の本撮影の撮影プロセスの他の例のフロー図である。 露光時間を一定として本撮影の総露光時間を複数に区分した場合の、撮影画像毎の画素値を示すグラフである。 露光時間を後の本撮影ほど長くして本撮影の総露光時間を複数に区分した場合の、撮影画像毎の画素値を示すグラフである。
　図１は、本発明の実施形態を説明するための、撮影システムの一例を示す。
　撮影システム１は、被写体に応じ、励起光を照射して被写体を撮影し、又は励起光を照射せずに被写体を撮影し、被写体の撮影画像を取得する撮影システムである。被写体は、化学反応の結果として発光しているサンプル（以下、化学発光サンプルと言う）であってもよく、蛍光発光物質で標識され且つ励起光が照射されることによって発光するサンプル（以下、蛍光発光サンプルと言う）であってもよい。また、被写体は、ＣＢＢ（クマーシーブリリアントブルー）色素等によって染色され且つ透過光が照射されることによって発色するサンプル（以下、透過カラリメトリックサンプルという）であってもよい。撮影システム１は、撮影手段である撮影装置１００と、撮影装置１００に撮影を行わせる制御手段である制御装置２００とを備える。
　図２は、撮影装置１００の構成を示す。
　撮影装置１００は、筐体１２０と、撮影部１３０と、落射光源１４０と、透過光源１５０とを備える。
　筐体１２０は被写体ＰＳを収容する。筐体１２０は、略直方体状の箱体であって、開閉可能な蓋１２１（図１参照）を有する。蓋１２１はユーザによって開閉され、被写体ＰＳは、蓋１２１によって閉じられる開口を通して筐体１２０の内部に収容される。蓋１２１が閉じられている状態では外光が遮断され、筐体１２０の内部は暗室となる。筐体１２０の内部には被写体配置部１２２が設けられており、被写体ＰＳは被写体配置部１２２に配置される。
　撮影部１３０は被写体ＰＳを撮影する。撮影部１３０は、筐体１２０の上面１２０ａに設置されており、被写体配置部１２２に配置されている被写体ＰＳの上方に配置され、且つ被写体ＰＳに正対して配置されている。撮影部１３０は、上下方向（Ｚ方向）に移動可能なレンズ部１３１を有する。レンズ部１３１の上下動により、撮影の際のフォーカスが被写体ＰＳに合せられる。
　落射光源１４０は、被写体配置部１２２に配置されている被写体ＰＳに向けて、被写体ＰＳの斜め上方から励起光を射出する。透過光源１５０は、被写体配置部１２２に配置されている被写体ＰＳに向けて、被写体ＰＳの下方から透過光を照射する。被写体ＰＳが蛍光発光サンプルである場合に、落射光源１４０から励起光が照射される。また、被写体ＰＳが透過カラリメトリックサンプルである場合に、透過光源１５０から透過光が照射される。
　図３は、撮影部１３０の構成を示す。
　撮影部１３０は、レンズ部１３１と、撮像素子１３２と、信号処理部１３３と、記憶部１３４と、通信部１３５と、レンズ部１３１、撮像素子１３２、信号処理部１３３、記憶部１３４及び通信部１３５の動作を統括する撮影制御部１３６とを備える。
　通信部１３５は、有線又は無線のネットワークを介して制御装置２００と接続される。制御装置２００から撮影部１３０に送信される指示は、通信部１３５を介して撮影制御部１３６に入力される。撮影制御部１３６は、入力された指示に基づき、レンズ部１３１等の各部を動作させることによって撮影を行う。
　レンズ部１３１は、図示は省略するが、例えば複数の光学レンズからなるレンズ群、絞り調整機構、自動焦点調節機構等を含んで構成される。レンズ群は、図２に示されるＺ方向に移動可能に設けられており、自動焦点調節機構は、被写体ＰＳと撮影部１３０との距離に応じてレンズ群を移動させることにより、撮影の際のフォーカスが被写体ＰＳに合せる。絞り調節機構は、絞りの開口径を変化させることにより、レンズ部１３１を通過する光量を調整する。被写体ＰＳから発せられる光は、レンズ部１３１を通して撮像素子１３２の撮像面に結像される。なお、レンズ部１３１はズーム機構を含んでもよい。
　撮像素子１３２は、撮像面に結像された被写体像を信号電荷に光電変換する。撮像素子１３２は、例えば電荷結合素子（Charge Coupled Device：ＣＣＤ）、金属酸化膜型半導体（Metal Oxide Semiconductor：ＭＯＳ）等のイメージセンサである。撮像素子１３２は、図示しない電荷電圧変換アンプを介して信号電荷をアナログ電圧信号に変換して出力する。
　信号処理部１３３は、撮像素子１３２から出力されるアナログ電圧信号に対して種々の信号処理を施す。信号処理は、例えば相関二重サンプリング処理である。相関二重サンプリング処理は、撮像素子１３２の画素毎の出力信号に含まれるフィードスルー成分レベルと画像信号成分レベルとの差をとることによって画素毎の出力信号に含まれるノイズ等を軽減するものである。そして、信号処理部１３３は、相関二重サンプリング処理等の信号処理を施したアナログ信号をデジタル信号に変換して出力する。
　記憶部１３４は、信号処理部１３３から出力されるデジタル信号を撮影画像データとして記憶する。記憶部１３４に記憶された撮影画像データは、通信部１３５から制御装置２００に送信される。
　本例では、撮影部１３０は、撮像素子１３２を冷却する冷却素子１３７をさらに備える。冷却素子１３７は、温度制御可能な素子であり、例えばペルチェ素子等である。冷却素子１３７の温度は、撮影制御部１３６によって制御される。撮像素子１３２の出力信号に含まれるノイズ成分の一つとして暗電流ノイズがあり、暗電流ノイズは、撮像素子１３２に光が入射していない状態であっても電荷が画素に蓄積されることによって生じる。また、撮像素子１３２の出力信号に含まれるノイズ成分の一つとして読み出しノイズがあり、読み出しノイズは、信号電荷をアナログ電圧信号に変換する電荷電圧変換アンプの熱雑音等に起因して生じる。暗電流ノイズ及び読み出しノイズは、いずれも温度依存性を有する。本例では、撮像素子１３２が冷却素子１３７によって適宜冷却されることによって暗電流ノイズ及び読み出しノイズの低減が図られている。
　図４は、制御装置２００の構成を示す。
　制御装置２００は、操作部２０１と、表示部２０２と、記憶部２０３と、通信部２０４と、操作部２０１、表示部２０２、記憶部２０３及び通信部２０４、並びに撮影装置１００の動作を統括する制御部２０５とを備える。
　操作部２０１は、例えば撮影条件を設定するためのユーザ入力を受け付ける。表示部２０２は、例えば撮影条件を設定するためのユーザ入力に用いられるインタフェース画像を表示する。また、表示部２０２は、撮影装置１００によって撮影された画像（以下、撮影画像という）に基づいて生成される被写体画像を表示する。操作部２０１は、例えばキーボード、マウス等によって構成され、表示部２０２は、例えば液晶ディスプレ（liquid crystal display：ＬＣＤ）等によって構成される。操作部２０１と、表示部２０２とによってインタフェース部２０６が構成される。
　記憶部２０３は、制御部２０５によって実行される制御プログラム及び制御データを記憶しており、また、撮影画像の画像データ及び被写体画像の画像データを記憶する。記憶部２０３は、例えばフラッシュメモリ、ハードディスク、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶媒体によって構成される。
　通信部２０４は、有線又は無線のネットワークを介して、撮影装置１００の撮影部１３０と、落射光源１４０と、透過光源１５０と接続される。設定された撮影条件に応じた指示は、通信部２０４から撮影部１３０と、落射光源１４０と、透過光源１５０とに送信される。また、撮影部１３０から送信される撮影画像データは、通信部２０４によって受信される。
　制御部２０５は、記憶部２０３に記憶されている制御プログラムに従って動作することにより、操作部２０１、表示部２０２、記憶部２０３及び通信部２０４、並びに撮影装置１００の動作を統括する。また、制御部２０５は、制御プログラムに従って動作することにより、撮影画像に基づいて被写体画像を生成する画像生成部２１０としても機能し、また、領域設定部２１１、ＳＮ比算出部２１２、総露光時間算出部２１３及び飽和露光時間算出部２１４としても機能する。画像生成部２１０、領域設定部２１１、ＳＮ比算出部２１２、総露光時間算出部２１３及び飽和露光時間算出部２１４の各処理部の機能については後述する。
　画像生成部２１０、領域設定部２１１、ＳＮ比算出部２１２、総露光時間算出部２１３及び飽和露光時間算出部２１４として各種の処理を行う制御部２０５のハードウェア的な構造は、汎用的なプロセッサであるＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の製造後に回路構成を変更可能なプロセッサであるプログラマブルロジックデバイス（Programmable Logic Device:ＰＬＤ）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路などが含まれる。
　画像生成部２１０、領域設定部２１１、ＳＮ比算出部２１２、総露光時間算出部２１３及び飽和露光時間算出部２１４の各処理部は、上記各種のプロセッサのうちの一つのプロセッサによって構成されてもよいし、同種又は異種の二つ以上のプロセッサの組み合わせ（例えば、複数のＦＰＧＡの組み合わせ、又はＣＰＵとＦＰＧＡとの組み合わせ）によって構成されてもよい。また、複数の処理部が一つのプロセッサによって構成されてもよい。
　図５は、制御装置２００が実行する撮影プロセスの概略を示す。
　制御装置２００は、一回以上のプレ撮影と、プレ撮影に続く一回以上の本撮影とを撮影装置１００に行わせる。ここで、本撮影とは、解析及び分析用の被写体画像を得るために行う撮影であり、プレ撮影は、露出時間等の本撮影の撮影条件を設定するための情報を得るために行う撮影である。
　制御装置２００は、プレ撮影の撮影条件を設定し（ステップＳ１）、設定した撮影条件に基づいて撮影装置１００にプレ撮影を行わせ（ステップＳ２）、プレ撮影によって撮影された撮影画像に基づいて被写体画像を生成し、生成した被写体画像を表示部２０２に表示させる（ステップＳ３）。
　次に、制御装置２００は、生成した被写体画像の関心領域と非関心領域とを設定し（ステップＳ４）、設定した関心領域と非関心領域とに基づいて、画素値の信号成分とノイズ成分との比であるＳＮ比（Signal-Noise ratio）を算出し（ステップＳ５）、撮影された一つ以上の画像について算出されたＳＮ比に基づき、予め設定される基準ＳＮ比が得られる本撮影の総露光時間を算出する（ステップＳ６）。
　そして、制御装置２００は、算出した総露光時間に基づいて撮影装置１００に本撮影を行わせ（ステップＳ７）、プレ撮影によって撮影された撮影画像に基づいて被写体画像を生成する（ステップＳ８）。
　上述した撮影プロセスの各ステップと、各ステップにおける制御部２０５の各処理部（画像生成部２１０、領域設定部２１１、ＳＮ比算出部２１２、総露光時間算出部２１３及び飽和露光時間算出部２１４）が果たす機能について、以下に説明する。
＜プレ撮影の撮影条件の設定（ステップＳ１）＞
　プレ撮影の撮影条件はユーザ入力に基づいて設定される。好ましくはユーザ入力に基づいて被写体種別が設定され、設定された被写体種別に応じて詳細な撮影条件が制御部２０５によって自動的に設定される。例えば、被写体種別として、化学発光サンプルと、蛍光発光サンプルと、透過カラリメトリックサンプルとがあるものとし、ユーザ入力に基づいて被写体種別が化学発光サンプル、蛍光発光サンプル又は透過カラリメトリックサンプルに設定される。記憶部２０３には、被写体種別毎の詳細な撮影条件が予め記憶されており、制御部２０５は、設定された被写体種別に対応する撮影条件を記憶部２０３から読み出し、読み出した撮影条件をプレ撮影の撮影条件に設定する。
　被写体種別毎の撮影条件は、励起光の照射の要否、透過光の照射の要否、露光時間等である。露光時間は、標準的な強度の発光又は発色を呈する被写体に適合する露光時間が用いられる。なお、プレ撮影に要する時間を短縮する観点から、撮像素子１３２をビニングさせてもよい。ビニングとは、撮像素子１３２における複数の画素の信号電荷を加算して撮影画像における一つの画素の画素値を生成するものであり、ビニングによって撮像素子１３２の感度を高めて露光時間を短縮することができる。また、発光又は発色の強度が不明な被写体に対し、露光時間を異ならせて複数回のプレ撮影を行ってもよい。
＜プレ撮影（ステップＳ２）及び被写体画像の生成と表示（ステップＳ３）＞
　図６は、プレ撮影によって生成される被写体画像の一例を示す。
　図６に示す例は、ウエスタンブロッティング法によって得られる化学発光サンプル又は蛍光発光サンプルの発光パターンを画像化したものである。ウエスタンブロッティング法は、サンプルを電気泳動によって分子量毎に分離し、検出対象に特異的に結合する標識抗体を資料に反応させ、標識に用いられる蛍光又は化学発光を検出することによって検出対象を検出する手法である。図６において、レーンＬ１～レーンＬ４の発光パターンは、レーン毎に異なるサンプルの発光パターンを示している。各レーンの発光パターンと、発光の強度とに基づいて、各レーンのサンプルに含まれる検出対象の検出と、定量とが可能である。
　画像生成部２１０は、プレ撮影によって撮影された撮影画像に基づいて被写体画像を生成する。プレ撮影が一回だけ行われる場合には、一回のプレ撮影によって撮影された撮影画像が被写体画像とされる。プレ撮影が、撮影毎に露光時間を異ならせて複数回行われる場合には、例えば複数回のプレ撮影によって撮影された複数の撮影画像のうち最もダイナミックレンジが広い撮影画像を被写体画像とすることができ、ダイナミックレンジは撮影画像の画素値のヒストグラムから得られる。また、複数の撮影画像を加算し、又は加算平均または加重平均したものを被写体画像とすることもできる。生成されたプレ撮影の被写体画像は、表示部２０２に表示される。
＜関心領域及び非関心領域の設定（ステップＳ４）＞
　プレ撮影の被写体画像の関心領域ＲＯＩと非関心領域ＮＲＯＩとは、領域設定部２１１によって設定され、関心領域ＲＯＩは、例えばユーザ入力に基づいて設定される。プレ撮影で得られた被写体画像が表示部２０２に表示され、被写体画像における任意の領域を関心領域ＲＯＩに指定するユーザ入力が操作部２０１に入力される。また、関心領域ＲＯＩは、領域設定部２１１によって自動的に設定されてもよい。例えば被写体画像の画素値のヒストグラムに現れるピークのうち画素値が最も小さいピークを除いた他のピークの画素値に対応する領域が抽出され、関心領域ＲＯＩは抽出された領域に自動的に設定され得る。上記他のピークが複数ある場合には、例えば上記他のピークのなかで画素値が最も小さいピークが選択され得る。
　非関心領域ＮＲＯＩは、関心領域ＲＯＩと同様にユーザ入力に基づいて設定されてもよいし、領域設定部２１１によって自動的に設定されてもよい。例えば被写体画像の画素値のヒストグラムに現れるピークのうち画素値が最も小さいピークの画素値に対応する領域が抽出され、非関心領域ＮＲＯＩは抽出された領域に自動的に設定され得る。
　図６に示す被写体画像において、レーンＬ１、レーンＬ３及びレーンＬ４の各レーンには、検出対象の存在を示すバンドＢが所定位置に現れているが、レーンＬ２にはバンドが現れていない。この場合、レーンＬ２のサンプルに含まれる検出対象が微量であり、レーンＬ２のサンプルの発光がプレ撮影の露光時間に対して微弱である可能性が考えられる。プレ撮影の露光時間に対してサンプルの発光が微弱であると、バンドが存在しているにもかかわらず、バンドがノイズに埋もれてしまい、バンドが画像に現れない場合がある。
　本撮影においてレーンＬ２の上記所定位置を高ＳＮ比に撮影するために、図６に示す被写体画像において、関心領域ＲＯＩはレーンＬ２の上記所定位置に設定されている。また、非関心領域ＮＲＯＩは、レーンＬ１とレーンＬ２との間の領域であってバンドが存在し得ない領域に設定されている。
＜ＳＮ比算出（ステップＳ５）＞
　関心領域ＲＯＩのＳＮ比は露光時間に応じて変化し、露光時間に応じて変化するＳＮ比はＳＮ比算出部２１２によって算出される。ここで、ＳＮ比算出部２１２は、被写体の発光又は発色の経時特性を考慮してＳＮ比を算出する。露光時間に応じて変化するＳＮ比をＳＮ（ｔ）とし、被写体の発光又は発色の経時特性を考慮した画素値の信号成分をＳ（ｔ）とし、画素値のノイズ成分をＮ（ｔ）として、ＳＮ（ｔ）は次式によって表される。なお、被写体の発光又は発色の経時特性とは、時間の経過と発光又は発色の強度との関係を表す特性である。
　ＳＮ（ｔ）＝Ｓ（ｔ）／Ｎ（ｔ）・・・（１）
　図７は、化学発光の発光強度の経時特性を示し、図８は、蛍光発光の発光強度の経時特性を示す。
　化学発光の発光強度は、図７に示すように、次式に従って指数関数的に減衰する場合が多い。これは、化学反応の進行に伴い、励起状態にある反応物の濃度が減少するのに従って化学発光の発光強度が減少するためである。
　ｙ＝ｙα・ｅｘｐ（－ｋ・ｔ）・・・（２）
　ただし、ｙαは化学発光物質の濃度に依存する正の係数であり、ｋは化学発光物質の発光の褪色特性に依存する正の係数である。
　蛍光発光の発光強度は、図８に示すように、励起光が供給される限り、理想的には次式に従って一定に保たれる。これは、蛍光発光物質の破壊を伴わずに蛍光発光が発生するためである。
　ｙ＝ｙβ・・・（３）
　ただし、ｙβは蛍光発光物質の濃度に依存する正の係数である。
　なお、蛍光発光物質の種類によっては、蛍光発光の発光強度が減衰する場合もあるが、時間経過に対する蛍光発光の発光強度の減衰率は化学発光の発光強度の減衰率に比べて小さい。したがって、減衰する蛍光発光の発光強度は、次式の一次関数によって近似することができる。
　ｙ＝－ａ・ｔ＋ｙγ・・・（４）
　ただし、ｙγは蛍光発光物質の濃度に依存する正の係数であり、ａは蛍光発光物質の発光の褪色特性に依存する正の係数である。
　図示は省略するが、ＣＢＢ色素等によって染色されたサンプルの発色強度は、蛍光発光の発光強度と同様に、一定であるか、又は一次関数によって近似できる。
　式（３）の係数ｋは化学発光物質毎に予め求められ、式（４）の係数ａもまた蛍光発光物質毎及び染色物質毎に予め求められ、記憶部２０３に記憶されている。ステップＳ１において設定される被写体種別が使用試薬（化学発光物質、蛍光発光物質及び染色物質）によって分類されているものとして、ＳＮ比算出部２１２は、設定された被写体種別に基づき、式（２）～式（４）のうち被写体種別に対応する減衰関数を決定し、減衰関数が式（２）の場合には係数ｋを決定し、また減衰関数が式（４）の場合には係数ａを決定する。
　そして、ＳＮ比算出部２１２は、プレ撮影の被写体画像における関心領域ＲＯＩ及び／又は非関心領域ＮＲＯＩの画素値に基づき、減衰関数が式（２）の場合の係数ｙα、減衰関数が式（３）の場合の係数ｙβ又は減衰関数が式（４）の場合の係数ｙγを求めることによって減衰関数ｙを導出する。プレ撮影の被写体画像における画素値の信号成分は、例えば関心領域ＲＯＩの画素値の平均値と非関心領域ＮＲＯＩの画素値の平均値との差、又は関心領域ＲＯＩの画素値の中央値と非関心領域ＮＲＯＩの画素値の中央値との差、又は関心領域ＲＯＩの画素値の平均値又は中央値とすることができる。導出した減衰関数ｙの時間積分が画素値の信号成分Ｓ（ｔ）に対応する。
　一方、画素値のノイズ成分Ｎ（ｔ）は、例えば次式で表わされる。
　Ｎ（ｔ）＝｛Ｎｆ２＋Ｎｄ２＋Ｎｒ２＋Ｎｓ２｝１／２・・・（５）
　ここで、Ｎｄは撮像素子１３２の暗電流ノイズであり、Ｎｒは撮像素子１３２の読み出しノイズである。また、Ｎｆは、撮像素子１３２の画素間の感度のバラツキに起因する固定パターンノイズである。これらのノイズＮｄ、Ｎｒ、Ｎｆは予め求められ、記憶部２０３に記憶されている。また、Ｎｓは、撮像素子１３２に入射する光子の統計的な変化により発生するショットノイズであり、光子の入射によって撮像素子１３２に発生する信号電荷量をＳ［ｅ－］として、ポアソン統計に従い次式で表される。
　Ｎｓ＝√Ｓ・・・（６）
　Ｎｓについては、プレ撮影の被写体画像における関心領域ＲＯＩ及び／又は非関心領域ＮＲＯＩの画素値に基づいて求められ、例えば非関心領域ＮＲＯＩの画素値の標準偏差、又は関心領域ＲＯＩの画素値の標準偏差とすることができる。
＜本撮影の総露光時間算出（ステップＳ６）＞
　本撮影の総露光時間は総露光時間算出部２１３によって算出される。総露光時間算出部２１３は、ＳＮ比算出部２１２によって算出されたＳＮ（ｔ）に基づき、予め設定される基準ＳＮ比が得られる総露光時間を算出する。また、発光が褪色すると、Ｓ（ｔ）は減衰し、一方でＮ（ｔ）は増加し、ＳＮ（ｔ）はピークを迎える。このようにＳＮ（ｔ）がピークを有し、ＳＮ（ｔ）のピーク値である最大ＳＮ比が基準ＳＮ比未満である場合には、総露光時間算出部２１３は、最大ＳＮ比が得られる総露光時間を算出する。
　基準ＳＮ比は、例えば解析及び分析用の被写体画像に要求される標準的なＳＮ比とすることができ、記憶部２０３に記憶されている。また、基準ＳＮ比は、関心領域ＲＯＩ及び非関心領域ＮＲＯＩの設定に用いられた被写体画像におけるＳＮ比とＳＮ比の改善係数との積によって設定することもできる。例えば、関心領域ＲＯＩ及び非関心領域ＮＲＯＩの設定に用いられた被写体画像におけるＳＮ比が２であり、改善係数が４である場合に、基準ＳＮ比は８（２×４）となる。基準ＳＮ比を与える基準ＳＮ比改善係数は、記憶部２０３に記憶されている。
　図９及び図１０は、露光時間に応じて変化する関心領域ＲＯＩのＳＮ比の一例を示す。
　図９は、ＳＮ比算出部２１２によって算出されたＳＮ（ｔ）を、横軸を時間とし、縦軸をＳＮ比としてグラフに表したものである。総露光時間は、ＳＮ（ｔ）の特性線に従い、基準ＳＮ比ＳＮ０を与える時間Ｔ０として求められる。
　図１０は、ＳＮ（ｔ）がピークを有し、ＳＮ（ｔ）のピーク値である最大ＳＮ比ＳＮ１が基準ＳＮ比ＳＮ０未満である場合を示している。この場合に、総露光時間は、ＳＮ（ｔ）の特性線に従い、最大ＳＮ比ＳＮ１を与える時間Ｔ１として求められる。
　一方、最大ＳＮ比ＳＮ１が基準ＳＮ比ＳＮ０以上である場合に、総露光時間は、基準ＳＮ比ＳＮ０を与える時間Ｔ０として求められてもよく、また、最大ＳＮ比を与える時間Ｔ１として求められてもよく、好ましくは、ユーザ入力に基づき、最大ＳＮ比ＳＮ１及び基準ＳＮ比ＳＮ０のいずれを用いるかを設定可能に構成される。
　また、好ましくは、総露光時間算出部２１３によって算出された総露光時間は、表示部２０２に表示される。これにより、ユーザは、本撮影に要する総露光時間を知ることができ、撮影システム１の利便性が高まる。
　また、好ましくは、基準ＳＮ比がユーザ入力に基づいて設定可能であり、基準ＳＮ比がユーザ入力に基づいて再設定された場合に、総露光時間算出部２１３は、再設定された基準ＳＮ比が得られる総露光時間を再算出する。これにより、ユーザが、ＳＮ比と総露光時間とのバランスをとりながら所望の基準ＳＮ比を設定することができ、撮影システム１の利便性が高まる。ユーザ入力に基づく基準ＳＮ比の再設定において、基準ＳＮ比が直接指定されてもよく、又は基準ＳＮ比改善係数を介して間接的に指定されてもよい。
　また、好ましくは、ＳＮ比算出部２１２によって算出されたＳＮ（ｔ）は、表示部２０２に表示される。ＳＮ（ｔ）の表示態様は特に限定されないが、例えば図９に示したグラフとして表示され得る。ＳＮ（ｔ）が表示されることにより、ユーザが、ＳＮ比と総露光時間との関係を容易に把握できる。これにより、ユーザが、ＳＮ比と総露光時間とのバランスをとりながら所望の基準ＳＮ比を容易に設定することができ、撮影システム１の利便性が一層高まる。
＜本撮影（ステップＳ７）及び被写体画像の生成（ステップＳ８）＞
　制御部２０５は、総露光時間算出部２１３によって算出された総露光時間に基づき、本撮影を撮影装置１００に行わせる。ここでは、本撮影が一回だけ行われるものとして、撮像素子１３２は総露光時間だけ連続して露光される。そして、一回の本撮影によって撮影された撮影画像が被写体画像とされる。
　以上により得られる本撮影の被写体画像では、被写体画像の関心領域ＲＯＩがユーザ入力に基づいて設定されており、この関心領域ＲＯＩのＳＮ比が本撮影の被写体画像において基準ＳＮ比となるように本撮影の総露光時間が設定されるので、例えばプレ撮影の撮影画像には現れない微弱なバンドも、本撮影の被写体画像に基準ＳＮ比で捉えることが可能であり、発光又は発色の分布が不明な被写体を、高Ｓ／Ｎに且つ適切な露光時間で撮影することができる。
　なお、基準ＳＮ比がユーザ入力に基づいて再設定される場合に、本撮影の総露光時間は基準ＳＮ比を介して間接的に調整される。一方、本撮影の総露光時間がユーザ入力に基づいて設定可能とされ、総露光時間が直接的に調整されてもよい。総露光時間がユーザ入力に基づいて設定可能とされる場合に、好ましくは、制御部２０５は、総露光時間算出部２１３によって算出された総露光時間とユーザ入力に基づいて設定された総露光時間とのうち、いずれか短いほうの総露光時間に基づいて本撮影を撮影装置１００に行わせる。これにより、算出された総露光時間が相対的に短い場合に、基準ＳＮ比を最短の時間で得ることができ、設定された総露光時間が相対的に短い場合には、ユーザが許容する総露光時間内で最良のＳＮ比を得ることができ、撮影システム１の利便性が一層高まる。
　また、本撮影の総露光時間の上限が予め設定されていてもよく、総露光時間算出部２１３によって算出された総露光時間、又はユーザ入力に基づいて設定された総露光時間が、予め設定されている上限総露光時間を超える場合に、好ましくは、本撮影における露光時間が上限総露光時間に達した時点で、撮影が中断される。上限総露光時間は被写体種別によって異なっていてもよく、例えば、蛍光発光の発光強度が化学発光の発光強度に比べて持続することを考慮して、蛍光発光する被写体に対応する上限総露光時間は、化学発光する被写体に対応する上限総露光時間よりも短く設定され得る。
　また、撮影システム１の利便性を高める観点から、撮影を中断するためのユーザ入力を操作部２０１が受け付けた場合に、制御部２０５は撮影を中断させてもよい。
　ここまで、本撮影が一回だけ行われるものとして説明したが、複数回の本撮影が行われてもよい。
　図１１は、複数回の本撮影が行われる場合の本撮影の撮影プロセスのフローを示す。
　ｎ回の本撮影が行われるものとして、制御部２０５は、総露光時間をｎ個に区分する（ステップＳ１１）。区分数ｎは、例えばユーザ入力に基づいて設定され、総露光時間は、例えば一定の露光時間に区分される。そして、制御部２０５はｎ回の本撮影を撮影装置１００に行わせ（ステップＳ１２）、撮像素子１３２は、総露光時間の区分に従って、間欠的に複数回露光される。
　ここで、画像生成部２１０は、ｎ回の本撮影によって撮影されるｎ個の撮影画像Ｐｉを加算することによって本撮影の被写体画像Ｉを生成し、且つ本撮影が行われる度に被写体画像Ｉを更新する（ステップＳ１３）。ｋ回目の本撮影が行われた段階の被写体画像Ｉｋは、次式に示されるとおり、撮影画像Ｐ１～撮影画像Ｐｋが加算された画像である。
　Ｉｋ＝Ｐ１＋Ｐ２＋　～　＋Ｐｋ＝Ｉｋ－１＋Ｐｋ・・・（７）
　ｎ個の撮影画像Ｐｉが加算されることによって生成された被写体画像Ｉｎの関心領域ＲＯＩの画素値は、Ｐｉの単純和になる。一方、被写体画像Ｉｎにおいて、式（５）で表されるノイズは二乗和平均になるので、被写体画像Ｉｎの関心領域ＲＯＩのＳＮ比が高まる。
　また、本撮影が行われる度に、その際に撮影された撮影画像Ｐｉが被写体画像Ｉｉ－１に加算されることにより、関心領域ＲＯＩのＳＮ比が次第に高まる。これにより、ユーザは、ｎ回の本撮影の終了を待たずに関心領域ＲＯＩの設定の適否を確認でき、撮影システム１の利便性が一層高まる。
　なお、本撮影の総露光時間の上限が予め設定されている場合に、好ましくは、撮影毎に加算される露光時間の総和が予め設定されている上限総露光時間に達した時点で、撮影が中断される。また、一回の露光時間の上限が予め設定されていてもよく、複数回の本撮影それぞれの露光時間が、予め設定される上限露光時間を超える場合には、撮影が中断されてもよい。上限露光時間は、上限総露光時間と同様に、被写体種別によって異なっていてもよく、例えば、蛍光発光する被写体に対応する上限露光時間は、化学発光する被写体に対応する上限露光時間よりも短く設定され得る。
　図１２Ａから図１２Ｃは、図６に示す例と同一サンプルの本撮影の被写体画像であり、図１２Ａはｋ回目の本撮影が行われた段階の被写体画像Ｉｋ、図１２Ｂはｋ＋１回目の本撮影が行われた段階の被写体画像Ｉｋ＋１、図１２Ｃはｋ＋２回目の本撮影が行われた段階の被写体画像Ｉｋ＋２をそれぞれ示す。
　関心領域ＲＯＩのＳＮ比が次第に高まることに伴い、図１２Ａに示す被写体画像Ｉｋには現れていなかったレーンＬ２のバンドが、本撮影が行われる度に次第に画像に顕出し、図１２Ｃに示す被写体画像Ｉｋ＋２では視認可能な程に画像に現れている。これにより、ユーザは、ｎ回の本撮影の終了を待たずに関心領域ＲＯＩの設定の適否を確認することができる。
　ここで、図１２Ｃに示す例では、設定されている関心領域ＲＯＩがレーンＬ２のバンドＢに対して僅かにずれている。このような場合に、撮影が中断されてもよいが、関心領域ＲＯＩが、被写体画像Ｉｋ＋２に現れたレーンＬ２のバンドＢに一致するように再設定されることが望ましい。
　再び図１１を参照して、制御部２０５は、被写体画像が更新される度に、更新された被写体画像を表示部２０２に表示させ（ステップＳ１４）、表示部２０２に表示された被写体画像Ｉにおける任意の領域を関心領域ＲＯＩに指定するユーザ入力が操作部２０１に入力された場合に（ステップＳ１５―Ｙｅｓ）、領域設定部２１１は、上記ステップＳ４（図５参照）に戻り、関心領域ＲＯＩと非関心領域ＮＲＯＩとを再設定する。
　そして、ＳＮ比算出部２１２は、再設定された関心領域ＲＯＩと非関心領域ＮＲＯＩとに基づいてＳＮ（ｔ）を再算出し（ステップＳ５）、総露光時間算出部２１３は、再算出されたＳＮ（ｔ）に基づいて、基準ＳＮ比が得られる総露光時間を再算出する（ステップＳ６）。そして、制御部２０５は、再算出された総露光時間に基づき、本撮影を撮影装置１００に行わせる（ステップＳ７）。
　このように、本撮影の途中であっても関心領域ＲＯＩの再設定が許容されることにより、プレ撮影からやり直される場合に比べて、撮影プロセスの効率化が図られる。
　ここで、被写体の発光強度又は発色強度の減衰に起因し、更新された被写体画像における関心領域ＲＯＩのＳＮ比が低下する場合があり、好ましくは、ＳＮ比の変化に基づき、制御部２０５によってＳＮ比の変化率が所定の値を下回ったか否かが判定され、ＳＮ比の変化率が所定の値を下回った場合に撮影が中断される。そして、ＳＮ比の変化率が所定の値を下回ることに伴って撮影が中断される場合に、好ましくは、撮影中断前に生成された被写体画像のうちＳＮ比が最大の被写体画像が表示部２０２に表示され、保存される。ＳＮ比の変化率は、例えば、ｋ回目の本撮影が行われた段階の被写体画像Ｉｋにおける関心領域ＲＯＩのＳＮ比をＳＮｋとし、ｎを１以上の整数として、ＳＮｋ－ｎ、ＳＮｋ－（ｎ＋１）、・・・、ＳＮｋを線形近似することによって得られる直線の傾きによって表すことができ、ＳＮ比の変化率が、複数の被写体画像のＳＮ比を線形近似することによって得られた直線の傾きによって表される場合に、ＳＮ比の変化率に対して適用される所定の値は、例えば０である。そして、ＳＮｋ－ｎ、ＳＮｋ－（ｎ＋１）、・・・、ＳＮｋのうち最大のＳＮ比を与える被写体画像が表示部２０２に表示され、保存される。
　なお、本撮影が行われている間も、好ましくは、総露光時間算出部２１３によって算出された総露光時間が表示部２０２に表示される。また、好ましくは、基準ＳＮ比がユーザ入力に基づいて設定可能であり、基準ＳＮ比がユーザ入力に基づいて再設定された場合に、総露光時間算出部２１３は、再設定された基準ＳＮ比が得られる総露光時間を再算出する。また、好ましくは、ＳＮ比算出部２１２によって算出されたＳＮ（ｔ）は、表示部２０２に表示される。
　図１３は、複数回の本撮影が行われる場合の本撮影の撮影プロセスの他のフローを示す。
　図１３に示す例では、画像生成部２１０が、ｎ回の本撮影によって撮影されるｎ個の撮影画像Ｐｉを加算平均することによって本撮影の被写体画像Ｉを生成し、且つ本撮影が行われる度に被写体画像Ｉを更新する。ｋ回目の本撮影が行われた段階の被写体画像Ｉｋは、次式に示されるとおり、撮影画像Ｐ１～撮影画像Ｐｋが加算平均された画像である（ステップＳ２３）。
　Ｉｋ＝（Ｐ１＋Ｐ２＋　～　＋Ｐｋ）／ｋ・・・（８）
　ｎ個の撮影画像Ｐｉが加算平均されることにより、ノイズもまたｎ個の撮影画像Ｐｉ間において平均化される。ノイズは撮影画像の各画素にランダムに付加され、平均化に伴ってさらに圧縮されるので、本撮影の被写体画像ＩのＳＮ比の向上に有利である。
　ｎ個の撮影画像Ｐｉが加算平均されることによって本撮影の被写体画像Ｉが生成される場合に、好ましくは、最短の飽和露光時間ＴＳが飽和露光時間算出部２１４によって算出され、制御部２０５は、総露光時間を複数に区分する際に、区分された露光時間がいずれも飽和露光時間ＴＳ未満となるように、区分数ｎを設定し、総露光時間をｎ個に区分する。なお、最短の飽和露光時間ＴＳは、画素値が飽和領域に達した画素が本撮影によって撮影される撮影画像に発生する最短の時間であり、プレ撮影及び本撮影によって撮影された一つ以上の撮影画像に基づいて算出され得る。そして、飽和領域は、画素値がとり得る上限を含む上限付近の領域であり、換言すれば、撮像素子１３２の画素に入射する光子と画素に発生する信号電荷との比例関係が崩れる領域である。
　例えば図１２Ａ～図１２ｃに示した例において、レーンＬ１、レーンＬ３及びレーンＬ４のバンドＢに対応する画素の画素値は、撮影画像が加算される度に大きくなっており、図１２Ｃに示した被写体画像ＩｋにおいてはレーンＬ１及びレーンＬ３のバンドＢに対応する画素の画素値は飽和領域に達している。この場合、レーンＬ１及びレーンＬ３のサンプルについて、検出対象の検出は可能であるが定量は不能となる。これに対し、ｎ回の本撮影それぞれの露光時間が飽和露光時間ＴＳ未満であることにより、飽和領域に達した画素がｎ個の撮影画像Ｐｉに発生せず、ｎ個の撮影画像Ｐｉが加算平均されることによって生成される被写体画像Ｉにも発生しない。すなわち、レーンＬ１及びレーンＬ３のバンドＢに対応する画素の画素値が飽和領域に達することはなく、レーンＬ２を含むレーンＬ１～レーンＬ４の全てのサンプルについて、検出対象の検出及び定量が可能となる。
　また、好ましくは、ｎ回の本撮影それぞれの露光時間は、後の本撮影ほど長く設定される。
　図１４及び図１５は、発光強度が経時的に減衰する場合の、発光の経時特性と、発光の経時特性を考慮した関心領域ＲＯＩの画素値Ｓ（ｔ）とを示す。そして、図１４は、露光時間を一定として本撮影の総露光時間を複数に区分した場合の、撮影画像毎の画素値を示し、図１５は、露光時間を後の本撮影ほど長くして本撮影の総露光時間を複数に区分した場合の、撮影画像毎の画素値を示す。
　図１４に示すとおり、露光時間を一定として本撮影の総露光時間を区分した場合に、撮影画像毎の画素値ΔＳｉは、後の本撮影で撮影される撮影画像ほど小さくなっている。この場合に、後の本撮影で撮影される撮影画像ではノイズが支配的となり、ノイズが支配的な撮影画像が加算平均される撮影画像に含まれることに起因して、ＳＮ比の低下が懸念される。
　一方、図１５に示すとおり、露光時間を後の本撮影ほど長くして本撮影の総露光時間を複数に区分することにより、撮影画像毎の画素値ΔＳｉを、例えば一定とし、ノイズの影響を撮影画像間で均一化することができ、ＳＮ比の向上に有利である。このとき、ｉ回目の撮影の露光時間をｔｉとし、各撮影における重みを１／ｔｉとして加重平均することによって本撮影の被写体画像Ｉを生成しても良い。すなわち、ｋ回目の本撮影が行われた段階の被写体画像Ｉｋは、次式に示されるとおり、撮影画像Ｐ１～撮影画像Ｐｋが加重平均された画像である。
　Ｉｋ＝（Ｐ１／ｔ１＋Ｐ２／ｔ２＋　～　＋Ｐｋ／ｔｋ）／（１／ｔ１＋１／ｔ２＋　～　＋１／ｔｋ）・・・（９）
　以上、説明したとおり、本明細書に開示された撮影システムは、被写体を撮影する撮影手段と、一回以上のプレ撮影と、上記プレ撮影に続く一回以上の本撮影とを上記撮影手段に行わせる制御手段と、を備え、上記制御手段は、上記プレ撮影と上記本撮影とのそれぞれにおいて、撮影された一つ以上の画像に基づき、被写体画像を生成する画像生成部と、上記被写体画像を表示し、且つ上記被写体画像の関心領域及び非関心領域のうち少なくとも関心領域を設定するためのユーザ入力を受け付けるインタフェース部と、上記ユーザ入力に基づいて関心領域を設定し、また非関心領域を設定する領域設定部と、設定された上記関心領域と上記非関心領域とに基づいて、画素値の信号成分とノイズ成分との比であるＳＮ比を算出するＳＮ比算出部と、撮影された一つ以上の画像について算出された上記ＳＮ比に基づき、最大ＳＮ比又は予め設定される基準ＳＮ比が得られる総露光時間を算出する総露光時間算出部と、を有し、上記総露光時間に基づき、上記本撮影を上記撮影手段に行わせる。
　また、本明細書に開示された撮影システムは、被写体を撮影する撮影手段と、一回以上のプレ撮影と、上記プレ撮影に続く一回以上の本撮影とを上記撮影手段に行わせる制御手段と、を備え、上記制御手段は、上記プレ撮影と上記本撮影とのそれぞれにおいて、撮影された一つ以上の画像に基づき、被写体画像を生成する画像生成部と、上記被写体画像を表示するインタフェース部と、上記被写体画像の関心領域及び非関心領域を設定する領域設定部と、設定された上記関心領域と上記非関心領域とに基づいて、画素値の信号成分とノイズ成分との比であるＳＮ比を算出するＳＮ比算出部と、撮影された一つ以上の画像について算出された上記ＳＮ比に基づき、最大ＳＮ比又は予め設定される基準ＳＮ比が得られる総露光時間を算出する総露光時間算出部と、を有し、上記総露光時間に基づき、上記本撮影を上記撮影手段に行わせる。
　また、本明細書に開示された撮影システムは、上記画素値の信号成分が、設定された上記関心領域の画像値の平均値又は中央値と、設定された上記非関心領域の画素値の平均値又は中央値の差である。
　また、本明細書に開示された撮影システムは、上記画素値のノイズ成分が、設定された前記非関心領域の画素値の標準偏差である。
　また、本明細書に開示された撮影システムは、上記基準ＳＮ比は、上記領域設定部が上記関心領域及び上記非関心領域の設定に用いた上記被写体画像におけるＳＮ比と、予め設定される基準ＳＮ比改善係数との積によって設定される。
　また、本明細書に開示された撮影システムは、上記インタフェース部は、上記基準ＳＮ比又は上記基準ＳＮ比改善係数を設定するためのユーザ入力を受け付ける。
　また、本明細書に開示された撮影システムは、上記インタフェース部は、上記最大ＳＮ比及び上記基準ＳＮ比のいずれを用いて上記総露光時間を算出するかを選択するためのユーザ入力を受け付ける。
　また、本明細書に開示された撮影システムは、上記制御手段は、上記総露光時間を複数に区分し、区分に従って露光する複数回の上記本撮影を上記撮影手段に行わせ、上記画像生成部は、複数回の上記本撮影によって撮影される複数の画像を加算平均または加重平均することによって上記被写体画像を生成し、且つ上記本撮影が行われる度に上記被写体画像を更新し、上記インタフェース部は、更新された上記被写体画像を表示する。
　また、本明細書に開示された撮影システムは、上記制御手段は、上記ＳＮ比の変化に基づき、更新された上記被写体画像における上記ＳＮ比の変化率が所定の値を下回ったか否かを判定し、上記ＳＮ比の変化率が所定の値を下回った場合に撮影を中断させる。
　また、本明細書に開示された撮影システムは、撮影が中断された場合に、上記インタフェース部は、撮影中断前に生成された上記被写体画像のうち上記ＳＮ比が最大の上記被写体画像を表示し、保存する。
　また、本明細書に開示された撮影システムは、上記インタフェース部が、更新された上記被写体画像の関心領域を設定するためのユーザ入力を受け付けた場合に、上記領域設定部は、上記ユーザ入力に基づいて上記関心領域を再設定し、また上記非関心領域を再設定し、上記ＳＮ比算出部は、再設定された上記関心領域と上記非関心領域とに基づいて上記ＳＮ比を再算出し、上記総露光時間算出部は、再算出された上記ＳＮ比に基づいて上記総露光時間を再算出する。
　また、本明細書に開示された撮影システムは、上記制御手段は、撮影された一つ以上の画像に基づき、画素値が飽和領域に達した画素が上記本撮影によって撮影される画像に発生する最短の飽和露光時間を算出する飽和露光時間算出部を有し、複数回の上記本撮影それぞれの露光時間は、算出された上記飽和露光時間未満である。
　また、本明細書に開示された撮影システムは、上記制御手段は、上記総露光時間を複数に区分し、区分に従って露光する複数回の上記本撮影を上記撮影手段に行わせ、上記画像生成部は、複数回の上記本撮影によって撮影される複数の画像を加算することによって上記被写体画像を生成し、且つ上記本撮影が行われる度に上記被写体画像を更新し、上記インタフェース部は、更新された上記被写体画像を表示する。
　また、本明細書に開示された撮影システムは、上記インタフェース部が、更新された上記被写体画像の関心領域を設定するためのユーザ入力を受け付けた場合に、上記領域設定部は、上記ユーザ入力に基づいて上記関心領域を再設定し、また上記非関心領域を再設定し、上記ＳＮ比算出部は、再設定された上記関心領域と上記非関心領域とに基づいて上記ＳＮ比を再算出し、上記総露光時間算出部は、再算出された上記ＳＮ比に基づいて上記総露光時間を再算出する。
　また、本明細書に開示された撮影システムは、複数回の上記本撮影それぞれの露光時間は、後の本撮影ほど長い。
　また、本明細書に開示された撮影システムは、上記被写体画像が更新される度に、上記ＳＮ比算出部は上記ＳＮ比を算出し、上記総露光時間算出部は上記総露光時間を算出する。
　また、本明細書に開示された撮影システムは、上記インタフェース部は、算出された上記ＳＮ比と、算出された上記総露光時間とを表示する。
　また、本明細書に開示された撮影システムは、上記インタフェース部が、上記基準ＳＮ比を再設定するためのユーザ入力を受け付けた場合に、上記総露光時間算出部は、再設定された上記基準ＳＮ比が得られる総露光時間を再算出する。
　また、本明細書に開示された撮影システムは、上記インタフェース部が、上記総露光時間を設定するためのユーザ入力を受け付けた場合に、上記制御手段は、算出された上記総露光時間と設定された上記総露光時間とのうちいずれか短いほうの総露光時間に基づき、上記本撮影を上記撮影手段に行わせる。
　また、本明細書に開示された撮影システムは、上記インタフェース部が、撮影を中断するためのユーザ入力を受け付けた場合に、上記制御手段は、撮影を中断させる。
　また、本明細書に開示された撮影システムは、上記本撮影それぞれの露光時間の総和が、予め設定される上限総露光時間を超える場合に、上記制御手段は、撮影を中断させる。
　また、本明細書に開示された撮影システムは、上記上限総露光時間は、被写体種別によって異なり、蛍光発光する被写体に対応する上記上限総露光時間は、化学反応の結果として発光する被写体に対応する上記上限総露光時間よりも短い。
　また、本明細書に開示された撮影システムは、上記本撮影それぞれの露光時間が、予め設定される上限露光時間を超える場合に、上記制御手段は、撮影を中断させる。
　また、本明細書に開示された撮影システムは、上記上限露光時間は、被写体種別によって異なり、蛍光発光する被写体に対応する上記上限露光時間は、化学反応の結果として発光する被写体に対応する上記上限露光時間よりも短い。
　また、本明細書に開示された撮影システムは、上記インタフェース部は、被写体種別を設定するためのユーザ入力を受け付け、上記制御手段は、被写体種別毎の撮影条件を記憶した記憶部を有し、設定された被写体種別に対応する上記撮影条件に基づき、上記プレ撮影を上記撮影手段に行わせる。
　また、本明細書に開示された撮影システムは、発光する被写体を撮影する。
　また、本明細書に開示された撮影システムは、発光強度が経時的に減衰する被写体を撮影する。
　また、本明細書に開示された撮影方法は、被写体を撮影する撮影手段を用い、一回以上のプレ撮影を行うステップと、上記プレ撮影によって撮影された一つ以上の画像に基づき、被写体画像を生成するステップと、生成された上記被写体画像を表示し、ユーザ入力に基づいて上記被写体画像の関心領域を設定し、また非関心領域を設定するステップと、設定された上記関心領域と上記非関心領域とに基づいて、画素値の信号成分とノイズ成分との比であるＳＮ比を算出するステップと、撮影された一つ以上の画像について算出された上記ＳＮ比に基づき、最大ＳＮ比又は予め設定される基準ＳＮ比が得られる総露光時間を算出するステップと、上記撮影手段を用い、上記総露光時間に基づいて一回以上の本撮影を行うステップと、上記本撮影によって撮影された一つ以上の画像に基づき、被写体画像を生成するステップと、を備える。
　また、本明細書に開示された撮影方法は、発光する被写体を撮影する。
　また、本明細書に開示された撮影方法は、被写体を撮影する撮影手段を用い、一回以上のプレ撮影を行うステップと、上記プレ撮影によって撮影された一つ以上の画像に基づき、被写体画像を生成するステップと、上記被写体画像の関心領域及び非関心領域を設定するステップと、設定された上記関心領域と上記非関心領域とに基づいて、画素値の信号成分とノイズ成分との比であるＳＮ比を算出するステップと、撮影された一つ以上の画像について算出された上記ＳＮ比に基づき、最大ＳＮ比又は予め設定される基準ＳＮ比が得られる総露光時間を算出するステップと、上記撮影手段を用い、上記総露光時間に基づいて一回以上の本撮影を行うステップと、上記本撮影によって撮影された一つ以上の画像に基づき、被写体画像を生成するステップと、を備える。
　また、本明細書に開示された撮影方法は、発光強度が経時的に減衰する被写体を撮影する。
　また、本明細書に開示されたプログラムは、上記撮影方法の各ステップをコンピュータに実行させる。
　なお、上記プログラムは、コンピュータが読取可能な一時的でない（Non-transitory）記録媒体に記録して提供可能である。このような「コンピュータが読取可能な記録媒体」は、たとえば、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc-Rom）等の光学媒体や、メモリカード等の磁気記録媒体等を含む。また、このようなプログラムを、ネットワークを介したダウンロードによって提供することもできる。
　本発明は、発光又は発色する被写体の分析に用いることができる。
　以上本発明の実施形態を詳述したがこれはあくまで一例示であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた態様で実施可能である。本出願は、２０１８年４月１７日出願の日本特許出願（特願２０１８－７９３６１）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
１　撮影システム
１００　撮影装置
１２０　筐体
１２０ａ　筐体の上面
１２１　蓋
１２２　被写体配置部
１３０　撮影部
１３１　レンズ部
１３２　撮像素子
１３３　信号処理部
１３４　記憶部
１３５　通信部
１３６　撮影制御部
１３７　冷却素子
１４０　落射光源
１５０　透過光源
２００　制御装置
２０１　操作部
２０２　表示部
２０３　記憶部
２０４　通信部
２０５　制御部
２０６　インタフェース部
２１０　画像生成部
２１１　領域設定部
２１２　ＳＮ比算出出部
２１３　総露光時間算出部
２１４　飽和露光時間算出部
Ｂ　バンド
Ｉ　被写体画像
Ｌ１～Ｌ４　レーン
ＮＲＯＩ　非関心領域
Ｐ　撮影画像
ＰＳ　被写体
ＲＯＩ　関心領域
 

Claims (32)

  1. 　被写体を撮影する撮影手段と、
    　一回以上のプレ撮影と、前記プレ撮影に続く一回以上の本撮影とを前記撮影手段に行わせる制御手段と、
    　を備え、
    　前記制御手段は、
    　前記プレ撮影と前記本撮影とのそれぞれにおいて、撮影された一つ以上の画像に基づき、被写体画像を生成する画像生成部と、
    　前記被写体画像を表示し、且つ前記被写体画像の関心領域及び非関心領域のうち少なくとも関心領域を設定するためのユーザ入力を受け付けるインタフェース部と、
    　前記ユーザ入力に基づいて関心領域を設定し、また非関心領域を設定する領域設定部と、
    　設定された前記関心領域と前記非関心領域とに基づいて、画素値の信号成分とノイズ成分との比であるＳＮ比を算出するＳＮ比算出部と、
    　撮影された一つ以上の画像について算出された前記ＳＮ比に基づき、最大ＳＮ比又は予め設定される基準ＳＮ比が得られる総露光時間を算出する総露光時間算出部と、
    　を有し、
    　前記総露光時間に基づき、前記本撮影を前記撮影手段に行わせる、
    　撮影システム。
  2. 　被写体を撮影する撮影手段と、
    　一回以上のプレ撮影と、前記プレ撮影に続く一回以上の本撮影とを前記撮影手段に行わせる制御手段と、
    　を備え、
    　前記制御手段は、
    　前記プレ撮影と前記本撮影とのそれぞれにおいて、撮影された一つ以上の画像に基づき、被写体画像を生成する画像生成部と、
    　前記被写体画像を表示するインタフェース部と、
    　前記被写体画像の関心領域及び非関心領域を設定する領域設定部と、
    　設定された前記関心領域と前記非関心領域とに基づいて、画素値の信号成分とノイズ成分との比であるＳＮ比を算出するＳＮ比算出部と、
    　撮影された一つ以上の画像について算出された前記ＳＮ比に基づき、最大ＳＮ比又は予め設定される基準ＳＮ比が得られる総露光時間を算出する総露光時間算出部と、
    　を有し、
    　前記総露光時間に基づき、前記本撮影を前記撮影手段に行わせる、
    　撮影システム。
  3. 　請求項１又は２記載の撮影システムであって、
    　前記画素値の信号成分は、設定された前記関心領域の画像値の平均値又は中央値と、設定された前記非関心領域の画素値の平均値又は中央値の差である、
    　撮影システム。
  4. 　請求項１から３のいずれか一項記載の撮影システムであって、
    　前記画素値のノイズ成分は、設定された前記非関心領域の画素値の標準偏差である、
    　撮影システム。
  5. 　請求項１から４のいずれか一項記載の撮影システムであって、
    　前記基準ＳＮ比は、前記領域設定部が前記関心領域及び前記非関心領域の設定に用いた前記被写体画像におけるＳＮ比と、予め設定される基準ＳＮ比改善係数との積によって設定される、
    　撮影システム。
  6. 　請求項５記載の撮影システムであって、
    　前記インタフェース部は、前記基準ＳＮ比又は前記基準ＳＮ比改善係数を設定するためのユーザ入力を受け付ける、
    　撮影システム。
  7. 　請求項１から６のいずれか一項記載の撮影システムであって、
    　前記インタフェース部は、前記最大ＳＮ比及び前記基準ＳＮ比のいずれを用いて前記総露光時間を算出するかを選択するためのユーザ入力を受け付ける、
    　撮影システム。
  8. 　請求項１から７のいずれか一項記載の撮影システムであって、
    　前記制御手段は、前記総露光時間を複数に区分し、区分に従って露光する複数回の前記本撮影を前記撮影手段に行わせ、
    　前記画像生成部は、複数回の前記本撮影によって撮影される複数の画像を加算平均または加重平均することによって前記被写体画像を生成し、且つ前記本撮影が行われる度に前記被写体画像を更新し、
    　前記インタフェース部は、更新された前記被写体画像を表示する、
    　撮影システム。
  9. 　請求項８記載の撮影システムであって、
    　前記制御手段は、前記ＳＮ比の変化に基づき、更新された前記被写体画像における前記ＳＮ比の変化率が所定の値を下回ったか否かを判定し、前記ＳＮ比の変化率が所定の値を下回った場合に撮影を中断させる、
    　撮影システム。
  10. 　請求項９記載の撮影システムであって、
    　撮影が中断された場合に、前記インタフェース部は、撮影中断前に生成された前記被写体画像のうち前記ＳＮ比が最大の前記被写体画像を表示し、保存する、
    　撮影システム。
  11. 　請求項８記載の撮影システムであって、
    　前記インタフェース部が、更新された前記被写体画像の関心領域を設定するためのユーザ入力を受け付けた場合に、
    　前記領域設定部は、前記ユーザ入力に基づいて前記関心領域を再設定し、また前記非関心領域を再設定し、
    　前記ＳＮ比算出部は、再設定された前記関心領域と前記非関心領域とに基づいて前記ＳＮ比を再算出し、
    　前記総露光時間算出部は、再算出された前記ＳＮ比に基づいて前記総露光時間を再算出する、
    　撮影システム。
  12. 　請求項１１記載の撮影システムであって、
    　前記制御手段は、撮影された一つ以上の画像に基づき、画素値が飽和領域に達した画素が前記本撮影によって撮影される画像に発生する最短の飽和露光時間を算出する飽和露光時間算出部を有し、
    　複数回の前記本撮影それぞれの露光時間は、算出された前記飽和露光時間未満である、
    　撮影システム。
  13. 　請求項１から７のいずれか一項記載の撮影システムであって、
    　前記制御手段は、前記総露光時間を複数に区分し、区分に従って露光する複数回の前記本撮影を前記撮影手段に行わせ、
    　前記画像生成部は、複数回の前記本撮影によって撮影される複数の画像を加算することによって前記被写体画像を生成し、且つ前記本撮影が行われる度に前記被写体画像を更新し、
    　前記インタフェース部は、更新された前記被写体画像を表示する、
    　撮影システム。
  14. 　請求項１３記載の撮影システムであって、
    　前記インタフェース部が、更新された前記被写体画像の関心領域を設定するためのユーザ入力を受け付けた場合に、
    　前記領域設定部は、前記ユーザ入力に基づいて前記関心領域を再設定し、また前記非関心領域を再設定し、
    　前記ＳＮ比算出部は、再設定された前記関心領域と前記非関心領域とに基づいて前記ＳＮ比を再算出し、
    　前記総露光時間算出部は、再算出された前記ＳＮ比に基づいて前記総露光時間を再算出する、
    　撮影システム。
  15. 　請求項８から１４のいずれか一項記載の撮影システムであって、
    　複数回の前記本撮影それぞれの露光時間は、後の本撮影ほど長い、
    　撮影システム。
  16. 　請求項８から１５のいずれか一項記載の撮影システムであって、
    　前記被写体画像が更新される度に、前記ＳＮ比算出部は前記ＳＮ比を算出し、前記総露光時間算出部は前記総露光時間を算出する、
    　撮影システム。
  17. 　請求項１から１６のいずれか一項記載の撮影システムであって、
    　前記インタフェース部は、算出された前記ＳＮ比と、算出された前記総露光時間とを表示する、
    　撮影システム。
  18. 　請求項１を引用する請求項１７記載の撮影システムであって、
    　前記インタフェース部が、前記基準ＳＮ比を再設定するためのユーザ入力を受け付けた場合に、
    　前記総露光時間算出部は、再設定された前記基準ＳＮ比が得られる総露光時間を再算出する、
    　撮影システム。
  19. 　請求項１７又は１８記載の撮影システムであって、
    　前記インタフェース部が、前記総露光時間を設定するためのユーザ入力を受け付けた場合に、
    　前記制御手段は、算出された前記総露光時間と設定された前記総露光時間とのうちいずれか短いほうの総露光時間に基づき、前記本撮影を前記撮影手段に行わせる、
    　撮影システム。
  20. 　請求項１７から１９のいずれか一項記載の撮影システムであって、
    　前記インタフェース部が、撮影を中断するためのユーザ入力を受け付けた場合に、
    　前記制御手段は、撮影を中断させる、
    　撮影システム。
  21. 　請求項１から２０のいずれか一項記載の撮影システムであって、
    　前記本撮影それぞれの露光時間の総和が、予め設定される上限総露光時間を超える場合に、
    　前記制御手段は、撮影を中断させる、
    　撮影システム。
  22. 　請求項２１記載の撮影システムであって、
    　前記上限総露光時間は、被写体種別によって異なり、蛍光発光する被写体に対応する前記上限総露光時間は、化学反応の結果として発光する被写体に対応する前記上限総露光時間よりも短い、
    　撮影システム。
  23. 　請求項２１又は２２記載の撮影システムであって、
    　前記本撮影それぞれの露光時間が、予め設定される上限露光時間を超える場合に、
    　前記制御手段は、撮影を中断させる、
    　撮影システム。
  24. 　請求項２３記載の撮影システムであって、
    　前記上限露光時間は、被写体種別によって異なり、蛍光発光する被写体に対応する前記上限露光時間は、化学反応の結果として発光する被写体に対応する前記上限露光時間よりも短い、
    　撮影システム。
  25. 　請求項１から２４のいずれか一項記載の撮影システムであって、
    　前記インタフェース部は、被写体種別を設定するためのユーザ入力を受け付け、
    　前記制御手段は、
    　被写体種別毎の撮影条件を記憶した記憶部を有し、
    　設定された被写体種別に対応する前記撮影条件に基づき、前記プレ撮影を前記撮影手段に行わせる、
    　撮影システム。
  26. 　請求項１記載の撮影システムであって、
    　発光する被写体を撮影する撮影システム。
  27. 　請求項２記載の撮影システムであって、
    　発光強度が経時的に減衰する被写体を撮影する撮影システム。
  28. 　被写体を撮影する撮影手段を用い、一回以上のプレ撮影を行うステップと、
    　前記プレ撮影によって撮影された一つ以上の画像に基づき、被写体画像を生成するステップと、
    　生成された前記被写体画像を表示し、ユーザ入力に基づいて前記被写体画像の関心領域を設定し、また非関心領域を設定するステップと、
    　設定された前記関心領域と前記非関心領域とに基づいて、画素値の信号成分とノイズ成分との比であるＳＮ比を算出するステップと、
    　撮影された一つ以上の画像について算出された前記ＳＮ比に基づき、最大ＳＮ比又は予め設定される基準ＳＮ比が得られる総露光時間を算出するステップと、
    　前記撮影手段を用い、前記総露光時間に基づいて一回以上の本撮影を行うステップと、
    　前記本撮影によって撮影された一つ以上の画像に基づき、被写体画像を生成するステップと、
    　を備える撮影方法。
  29. 　請求項２８記載の撮影方法であって、
    　発光する被写体を撮影する撮影方法。
  30. 　被写体を撮影する撮影手段を用い、一回以上のプレ撮影を行うステップと、
    　前記プレ撮影によって撮影された一つ以上の画像に基づき、被写体画像を生成するステップと、
    　前記被写体画像を表示し、前記被写体画像の関心領域及び非関心領域を設定するステップと、
    　設定された前記関心領域と前記非関心領域とに基づいて、画素値の信号成分とノイズ成分との比であるＳＮ比を算出するステップと、
    　撮影された一つ以上の画像について算出された前記ＳＮ比に基づき、最大ＳＮ比又は予め設定される基準ＳＮ比が得られる総露光時間を算出するステップと、
    　前記撮影手段を用い、前記総露光時間に基づいて一回以上の本撮影を行うステップと、
    　前記本撮影によって撮影された一つ以上の画像に基づき、被写体画像を生成するステップと、
    　を備える撮影方法。
  31. 　請求項３０記載の撮影方法であって、
    　発光強度が経時的に減衰する被写体を撮影する撮影方法。
  32. 　請求項２８から３１のいずれか一項記載の撮影方法の各ステップをコンピュータに実行させるプログラム。
     
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