近年、顕微鏡やカメラの性能向上に伴い、多次元かつ大容量の画像データが得られるようになってきていますが、多くの生物学研究者にとって画像解析は難しい技法のひとつであると見做されている傾向があります。これは、顕微鏡の原理ならびに基礎的な画像工学に触れることでその障壁を引き下げることが可能となります。
また、生物学研究者と画像工学研究者との共同研究も近年盛んですが、画像工学研究者側は自身の研究テーマとして「新しい画像解析技法の開発」に関心を払うのに対し、生物学研究者側は生物学的問題の解決を目的とし、技術の先進性を必ずしも要求しない点において、両者の目的が相反することがしばしば見受けられます。
そこで、本トレーニングコースでは、実際に顕微鏡等の画像を扱っているが、その処理・解析については比較的初心者である生物学系の研究者の方々を対象に、「簡易な画像処理・解析は自分で遂行できるようになる」「技術的に高度な問題について専門家に適切な相談ができる基礎を体得する」ことを目指します。
受講者数
18名
開催報告
生命創成探究センター(ExCELLS)、基礎生物学研究所、ならびに新学術領域研究「学術研究支援基盤形成」先端バイオイメージング支援プラットフォーム(ABiS)の共催により、「生物画像解析トレーニングコース 2020」を12月9〜11日 に開催しました。本コースは、顕微観察画像の取り扱いについて比較的初心者である生物系の研究者を対象に、画像処理・解析に関し「簡単な問題は自分で解決できる」あるいは「技術的に高度な課題についてはその道の専門家と生産的な議論ができる」ための基盤を習得することを目標としています。第7回目の開催となった本年度開催分では、16名の定員に対し114名の応募があり、本コースが設定する学習機会に対する需要の高さを窺わせるものとなりました。
本コースでは、解析に用いる画像を取得する際に留意すべき点をはじめ、画像処理・解析の基礎に至る一連の過程についての講義を行いました。さらに、生物画像処理・解析ソフトウェアである ImageJを用い、その基本操作、画像処理・解析について実習を行いました。また、近年の顕微観察画像の多次元化・大容量化に対応するべく、これらの作業をマクロプログラムとして記述、自動化する技法について実習しました。
コースの締め括りとして、各々の受講者が実際に取り組んでいる研究テーマの画像について講師による解析例を示し、解説と議論を行いました。
本コースは、今年度は昨今の事情を反映しオンラインでの開催となりましたが、可能な限り実地に近い受講環境を整えるべく、スタジオ形式での講義を実施しました。その一方で、チャットツールを用いたオンラインならではのサポート体制を構築するなどの工夫を取り入れました。
例年、参加者の方々から「たいへん」、「かなり疲れた」とご好評を頂いている内容ですが、画像解析技術をより身近なものとする上で一定の効果はあったと思われます。また、生物画像解析にかかる共同研究の契機となればと期待致しております。
オーガナイザー 加藤 輝(生命創成探究センター 生物画像情報解析グループ)
Program
12 月 9 日(水)
12:00 – 13:00 受付(岡崎コンファレンスセンター正面玄関付近)
13:00 – 13:10 はじめに(加藤)
講習のねらいについて説明、講師陣の紹介
13:10 – 14:10 クイックスタート (村田)
ImageJ ことはじめ・デジタル顕微観察画像
14:10 – 14:30 コーヒーブレイク
14:30 – 17:30 画像処理・解析の基礎 講義・実習(加藤)
・画像の基礎(畳み込み演算、カーネルの畳み込みの意味)
・前処理の基礎(カーネル処理(線形)、非線形フィルタ(中央値))
・定量化(2値化(自動閾値(大津の方法))、ラベリング、面積、数などの決定)
17:30 – 18:30 ImageJ マクロ講義・実習 #1(野中)
マクロとは何か、基本編
18:30 – 20:30 懇親会:受講者の自己紹介
12 月 10 日(木)
09:00 – 12:00 ImageJ マクロ講義・実習 #2(野中)
マクロプログラミング実践編
12:00 – 13:00 昼休み
13:00 – 19:00 画像の定量化について 講義・実習(加藤、小山)
定量的生物画像解析について実践的な演習を行います、現在のところ以下の題目を予定しています
1.Intensityの定量
2.動きの定量
3.数の定量
4.形の定量
5.画像の特性(模様など)の定量
19:00 – 各自夕食
12 月 11 日(金)
09:00 – 10:00 講義「画像解析のための顕微鏡の基礎知識」(村田)
画像を処理する以前の段階である顕微鏡画像取得の時点で気をつけねばならないことについて講義します
10:00 – 10:30 講義「顕微鏡概論」(亀井)
先進の顕微観察技法について基礎生物学研究所にて共同利用可能な顕微鏡を中心に俯瞰します
10:30 – 10:45 休憩
10:45 – 12:00 基生研顕微鏡見学会(亀井)または復習
12:00 – 13:00 昼食
13:00 – 15:00 ディスカッション
各受講者の抱えている課題を取り上げ、皆で議論します(講師全員)
15:00 解散