2015 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Resonance Biology for Innovative Bioimaging |
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15H05954
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
横田 秀夫 国立研究開発法人理化学研究所, 光量子工学研究領域, チームリーダー (00261206)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉澤 信 国立研究開発法人理化学研究所, 光量子工学研究領域, 上級研究員 (10455371)
竹本 智子 国立研究開発法人理化学研究所, 光量子工学研究領域, 研究員 (00450403)
森田 正彦 国立研究開発法人理化学研究所, 光量子工学研究領域, 特別研究員 (40449038)
世良 俊博 九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40373526)
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| Project Period (FY) |
2015-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | デジタル画像情報 / 画像認識 / 画像処理 / 画像データベース / 画像計測 / 生体画像処理 / 細胞内画像処理 / バイオイメージインフォマティクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
現状の画像情報処理技術では、本新学術領域での新規的・独創的技術から得られ
る新しい画像データの適切な管理・処理が困難である。それゆえ、本計画研究班では、共鳴誘導で革新するバイオイメージングのための新しい画像情報処理技術の研究・開発を目的としている。具体的には、新規イメージング技術から得られた画像データを統一的に管理・処理するクラウド型データベース、画像処理基盤システム、及び画像処理アルゴリズムの研究を実施し、領域内外に公開する。これは、日本発の先端画像処理技術と革新的アルゴリズムに基づき、量的・質的に従来とは大きく異なる画像を一括して管理・処理・解析しようとする独創的な試みである。また、他の各計画研究との密な連携により、生物学・光学・化学・情報学との本格的融合研究の先駆けとなり、新学術領域の構築を目指している。
本年度の具体的な研究実績は、以下にまとめられる。画像処理アルゴリズム：特徴保存画像平滑化フィルタの高速かつ高精度な近似アルゴリズムの考案とその周波数分解・画像合成への応用。画像処理基盤システム：我々独自の画像処理ソフトウェアであるVCATの拡張及び、そのレゾナンスバイオ用プラグイン（パターン認識・領域/特徴抽出・超解像）とその設計をGUIにて行えるプラグインCADの開発。クラウド型データベース：領域内拠点を結ぶプロトタイプの構築。さらに、これらの技術を生物学・医学の分野へ応用した融合研究を実施した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度は、各計画研究が対象としている異なるイメージング技術のデータ及び画像処理における共通情報の抽象化を行い、主に下記３つの項目に関して当初の計画通り進めた。
１：画像処理基礎アルゴリズムの研究：抽象化した共通情報に基づき、大容量の画像データに対する客観的なパターン解析ソフトウェアのために、特徴空間生成及び機械学習に基づく領域抽出、及び超解像フィルタのプロトタイプを開発した。
２：情報処理基盤システム・データベースの研究: 注釈・注目領域・装置情報付き画像データベースの構築と基盤となるVCATの拡張、及びそのネットワーク利用(クラウドシステム)のプロトタイプを開発した。
３：画像処理ソフトウェア作成コンテスト: 新しい学術領域としての普及推進を図るため、画像処理コンテストの企画・推進を行い、本領域の画像データが精密工学会主催第16回外観検査アルゴリズムコンテストの課題に採択された。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究は、前年度に開発したプロトタイプの検証と改善を各計画研究が対象としている異なるイメージング技術のデータへ適応することで実施する予定である。特に、各計画研究拠点と共同で基盤システムに個別のアルゴリズムを適応し、ソフトウェア化を実施する。このように、抽象化を経て個別対象への特化を行う情報学のアプローチにより、領域内の画像データに対する統一的な管理・解析法の確立を目指す。さらに、採択された画像処理コンテストの実行及び関連学協会とのシンポジウム・研究会の共催を通じて、生物学・光学・化学・情報学の融合を促進することで、本新学術領域の構築を目指す予定である。
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[Journal Article] 生物画像処理のためのクラウド型システム2015
Author(s)
森田 正彦, 吉澤 信, 井尻 敬, 俵 丈展, 西村 将臣, 趙 武魁, 黒木 一平, 舛本 現, 辻村 有紀, 姫野 龍太郎, 横田 秀夫
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Journal Title
日本医用画像工学会誌
Volume: 33(3)
Pages: 112-117
DOI
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[Journal Article] Analysis of the equine ovarian structure during the first twelve months of life by three-dimensional internal structure microscopy2015
Author(s)
M. Ono, H. Akuzawa, Y. Nambo, Y. Hirano, J. Kimura, S. Takemoto, S. Nakamura, H.Yokota, R. Himeno, T Higuchi, T. Ohtaki, and S. Tsumagari
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Journal Title
Journal of Veterinary Medical Science
Volume: 77(12)
Pages: 1599-1603
Peer Reviewed
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[Journal Article] Artificial oxygen carriers rescue placental hypoxia and improve fetal development in the rat pre-eclampsia model2015
Author(s)
H. Li, H. Ohta, Y. Tahara, S. Nakamura, K. Taguchi, M. Nakagawa, Y. Oishi, Y. Goto, K. Wada, M. Kaga, M. Inagaki, M. Otagiri, H. Yokota, S. Shibata, H. Sakai, K. Okamura, and N. Yaegashi
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 5
Pages: 15271
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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