Huygens Essntial メインウインドウ

顕微鏡画像をデコンボリューション処理する画像処理ソフトウェアパッケージです。　ウィザード形式のガイドで顕微鏡パラメータを入力することにより、簡単に最適なデコンボリューション処理ができます。

2D-WF 画像から 4D マルチチャネル、2- フォトンコンフォーカルタイムシリーズ画像まで様々な画像をデコンボリューション処理できます。　簡単なグラフィカルユーザインターフェース（GUI）と最新のデコンボリューションアルゴリズム（CMLE, QMLE, GMLE）で誰でも高品質のデコンボリューション処理を利用できます。

ソフトウェアは、効果的に画像からボケとノイズを取り除き、劇的に顕微鏡画像の解像度とコントラストを改善します。　この方法で隠されたままで残っている画像の構造と細部をはっきりと見せることができます。

Huygens ソフトウェアは、異なった顕微鏡画像ファイル形式を読み書きできます。　これらの機能により、ファイルコンバータとして Huygens Suite パッケージを使用できます。（以下のフォーマットすべてをサポートします。）

以下のフォーマットを読めます：

HDF5、ICS / ICS2、Imaris classic、TIFF（標準的な番号付けされたシリーズ TIFF）、Biorad PIC、Olympus TIFF （Fluoview と SIS）、Delta Vision IMSubs（r3d）、MRC ファイル、IPLab IPL、Image-Pro SEQ、OME XML、そして、プレーンテキスト（TXT と CSV）。

以下のフォーマットで保存できます：

HDF5、ICS / ICS2、Imaris classic、Biorad PIC、TIFF - シングル、マルチレイヤーか、またはシリーズ TIFF ファイル（Leica Tiff スタイル番号付スキーム）、OME XML、Delta Vision IMSubs（r3d）、プレーンテキスト（TXT と CSV）、そして、AVI。

Batch Processor

Workflow Processor は、複数の画像のデコンボリューション処理を自動化するツールです。

一度、特定の種類のデータセットに最適の復元パラメータを確認すれば、自動的に 2 つ以上の同様のデータセットを復元することができます。　これをバッチ処理と呼びます。

コンピューターに複数のプロセッサーを持っていれば、ワークフロープロセッサーは、いくつかのタスクを同時に、あるいは連続して実行できます。　キューを処理中に、削除するか、止めるか、新しいタスクをまだ追加できます。

Hot Pixel Remover

Bleaching Corrector

バージョン 17.04 以降で蛍光顕微鏡の褪色補正が提供されており、サンプルの蛍光強度の褪色を補正することができます。 画像サイズおよび顕微鏡タイプに依存して、蛍光強度は、画像の Z および／または T 次元に関して次第に弱くなります。

すべての画像が褪色効果を示すわけではありません。 褪色は、Widefield 3D であるか、少なくとも 2 つのタイムフレームを含む蛍光顕微鏡画像でのみ起こります。 Huygens がサポートして、褪色効果を示す画像の種類の概要を以下に示します：

・Widefield 3D
・Widefield タイムシリーズ
・Confocal タイムシリーズ
・STED タイムシリーズ
・ニポーディスクタイムシリーズ

Twin Slicer は、2 つの画像、距離測定、プロットラインプロファイル等のビューを同期させることができます。　Basic モードでは、画像比較は、直観的で容易です、一方、Advanced モードは、あらゆる任意の方向に断面を自由に回転させ、ビューパラメータ等をリンク（連動する）するか、またはリンクしないかをユーザに提供します。

Twin Slicer

Orthogonal Slicer

Orthogonal Slicer は、3 つの直交する方向、すなわち、xy 面（左上）、xz 面（左下）、yz 面（右下）からの 3D 空間の同じポイントを示すように設計されています。　スライス面のうちの 1 つを移動させれば、他のものは、スライス面のそれぞれの中心は、空間の同じポイントで交差することを確実にするために追従します。　この動作は、Orthogonal Slicer が 3D の小さな対象物を検討する有用なツールにします。

MIP レンダリング

Maximum Intensity Projection（MIP）レンダリングは、視点から投影面まで辿った平行光線の通り道の最大強度をもつボクセルだけを投影します。　これは、望む視点から 3D 顕微鏡データの直接的な空間投影画像を表示します。

フレームの視点を変えて、アニメーション画像を作成することもできます。

SFP レンダリング

シミュレートされた蛍光プロセスレンダリングは、3D 顕微鏡画像を蛍光物質の分布と考えます。　物質が励起され、その後に発光した蛍光が、観察者に進む時にどのように起こるかをシュミレートします。　Simulated Fluorescence Process（SFP）アルゴリズムで計算をします。　SFP アルゴリズムは、未処理データから奥行き表現の豊かな画像を作成して、境界、あるいは急な階調に依存しないので、3D 顕微鏡データセットを表現するために極めて適しています。　アルゴリズムは、レイトレーシングに基づくので、特別なグラフィックカードを必要としません。

Gallery Tool

私たちソフトウェアは、ハードウェアの CPU と GPU コアの数を最適に活用することができ、（Performance and GPU オプション」を参照）SVI 社は、顕微鏡分野の数少ないソフトウェア企業のひとつで、クロスプラットフォーム技術に基づいて Microsoft Windows、Apple Mac OS X、および Linux で利用可能なソフトウェアです。 すべてのアプリケーションは、使用されているオペレーティングシステムのウィンドウマネージャーによって違いが作成される場合を除いて、すべてのプラットフォームで同じ外観および操作感です。

Windows Vista、Windows 7、Windows 8 および Windows 10（64 bit）で動作

プロセッサー: AMD Athlon 64 または、Intel Pentium 4 以降
推奨メモリ： 4 GB 以上

OS X 10.8（Mountain Lion）、OS X 10.9（Mavericks）、OS X 10.10（Yosemite）、OS X 10.11（El Capitan）の完全な 64 bit 性能（X11、または XQuartz)および完全なマルチプロセッサーのサポートを必要とします。

プロセッサー: AMD Athlon 64 または、Intel Pentium 4 以降
推奨メモリ： 4 GB 以上

Ubuntu、RedHat、Fedora、および SuSE のようなもっとも普及しているディストリビューションをサポート

プロセッサー: AMD Athlon 64 または、Intel Pentium 4 以降
推奨メモリ： 4 GB 以上

広視野蛍光顕微鏡の光学的特質を特別に考慮に入れた設計。　広視野蛍光顕微鏡のビーズ画像から開口数を評価して、褪色、ランプの不安定性等をチェックし、補正します。

STED 画像（誘導放出抑制顕微鏡）を Huygens でデコンボリューションすることができ、本当に素晴らしい結果が得られます。 最新のデータは、22 nm の FWHM 解像度が達成可能であることを示しています。　Object Stabilizer オプションを含みます。

3D STED upgrade option

生物学研究の非常に重要な部分である Z 分解能は、相対的に低いです。 Huygens 3D STED オプションを適用すると、コントラストと Z 解像度が大幅に向上します。　いつものように、Huygens デコンボリューションは、ノイズとぼやけを低減して、深度に依存する球面収差補正を考慮に入れます。

シート光データのデコンボリューションは、正確な点像分布関数を計算して、データセットを最適に細かく分割することによって広範囲にわたって調整されます： 大きなデータセットを処理するか、またはシート光にわたる PSF の変化に対処するためです。 このようにして、PSF は、理論的モデリングによって正確に計算されます。

Huygens は、視野にわたりシート光の厚さの変動を考慮します、それは、大きな試料ではかなり重要です。 PSF Distiller を使用して蛍光ビーズ画像から抽出できる測定 PSF を使用することもできます 。 また　光散乱を補正するためのオプションも提供されています、それは、シート光イメージングで厚いサンプルでの深刻な問題となる可能性があります。

Huygens SPIM デコンボリューションは、GPU アクセラレーションを最適に使用して、マルチプロセッサシステムを十分に活用することができます。 アルゴリズムそのものもスピードに合わせて最適化されています。

このオプションは、一般的な Zeiss® Airyscan を含むマルチ検出器コンフォーカルシステムで取得した画像を復元するために特別に開発されました。
Zeiss® Airyscan システムで取得したアレイ検出器データなどの高解像度とコントラストを得ることができます。 Airyscan 顕微鏡は、4 つのモードで使用でき、Huygens は、各シングルモードで高品質のデコンボリューションを提供します。
新たに開発されたスマートマルチ検出器アルゴリズムのおかげで、Huygens で生のアレイ検出器画像の復元は、非常に効率的で、100 nm の距離の対象物を区別できる信頼できる超解像度画像を得ることができます。 さらに重要なことに、ユニークな Huygens Array Detector Super-Sampling モードは、画像のコントラストと解像度の向上を損なうことなく、褪色および光毒性の少ない高速画像取得を可能にします。
さまざまな Zeiss Airyscan モードをサポートするほかに、他のマルチ検出器配列もサポートしています。 これには、nanoSPAD25 検出器配列か、または他の一般的なマルチ検出器配列が含まれます。

Crosstalk Corrector option

Crosstalk Corrector は、表面滲みとしても知られるクロストークを評価して、補正します。　異なるチャネル間にスペクトルのオーバーラップがある場合に、これを引き起こします。　32 チャネルまでのマルチチャネル画像のクロストークを容易に評価でき、視覚化でき、このツールで補正できます。

Chromatic Aberration Corrector option

Chromatic Aberration Corrector は、異なるチャネルにわたって存在するミスアライメントを除去して、マルチチャネル（タイム）シリーズ画像の異なるチャネル間の色シフトを評価して、補正する以外に、現在、チャネル間のスケーリングおよび回転の違いを自動的に評価して補正できます。補正の結果は、色シフトのない調整されたチャネル画像です。

PSF Distiller、Colocalization、および Object Analyzer のような別のオプションと一緒に使用するのが理想的です。

Object Stabilizer option

Object Stabilizer は、細胞運動、熱ドリフト、揺れ、および他のタイプの動作（x-y-z 移動と軸回転）を測定して、補正できます。　測定と連続する安定化の両方を 3D で、そして、サブピクセルレベルで行います。　Stabilizer は、2D 、または、3D タイムシリーズを安定させるだけではなく、3D スタック内の断面のアライメントも可能にします。

Stitching & Decon Wizard option

高品質の貼り合せとデコンボリューションを組み合わせることで、独自の解決策を提供します。　ウィザード形式の Stitcher は、LIF および CZI ファイルの 2D、3D、3D-time のマルチチャネル画像のタイルを自動的に整列して貼り合わせます。　ケラレとシェーディングは、最新の Huygens のアルゴリズムを使用して自動的に評価、補正することができます、あるいは、暗視野/平坦な視野画像をマニュアルでロードして補正することもできます。

Light Sheet Fuser option

一般的なシート光蛍光顕微鏡（LSFM）では、対象物の複数の（反対か、または回転）視野の取得であり、これらを融合して、シート光イメージングで非常に典型的な光吸収および散乱の問題を補正します。 Huygens 17.04 以降、Fusion and Deconvolution Wizard は、マルチビュー画像のデコンボリューション処理と融合に多くのユーザーに使用されてきましたが、アライメント手順での直接的な視覚フィードバックが欠けていました。　したがって、新しい Light Sheet Fuser には、以前の Fusion and Deconvolution Wizard の機能に加えて、CPU + GPU サポート、さらに広範な融合パラメータの設定、各ビューの最適な配置のための対話的な場面、アライメントプロセス時にリアルタイムの視覚フィードバック、そして、より高速なアライメントおよびより効率的な計算使用のための事前のクロップ機能を含み、特定の LSFM データ用にカスタマイズされたパラメータテンプレートを選択することにより、シート光可変 PSF によるデコンボリューションと融合の両方が簡単かつ再現性よく実行できます。　Huygens 独自の追加復元オプションセットを使用すると、Hot and Cold Pixel Remover、Crosstalk Corrector（表面滲み）、Chromatic Abberation Corrector およびドリフトのような追加のイメージングアーティファクトを補正することもできます。

Light Sheet Fuser は、マルチビュー 2D - 5D（マルチチャネルと時間を含む）画像のアライメントと融合を支援するために、非常に汎用性があります。

なお　SPIM/Light Sheet optical option を含みます。

Deconvolution Express & Batch Feeder option

Batch Feeder は、Watched Folder ディレクトリにある画像の完全な自動化画像処理パイプラインです。　以前に取得されたか、またはその場で取得された画像は、Watched Folder ディレクトリー内に保存することができ、数秒内に、以下の Deconvolution Express によって即座に自動的にデコンボリューション処理されます。 Batch Feeder は、スマートテンプレートおよび Huygens でよく知られているものと同じ高品質のデコンボリューションアルゴリズムを使用します。　Batch Feeder は、広範囲の顕微鏡タイプとファイルフォーマットをサポートしているので、画像ファイルとの適合性は、問題になりません。

Deconvolution Express は、ボタンを 1 回クリックするだけで、鮮明な画像の詳細、ぼやけの少ない、ノイズの少ない画像を表示するのに役立つツールです。Express ツールは、各画像の最適なデコンボリューション方法を見つけるために、異なるプロファイル（Fast、Standard、Conservative、Aggressive）を使用します。

PSF Distiller option

Huygens Essential で点像分布関数（PSF）を測定するためのウィザード。

顕微鏡の PSF を測定します。　Measured PSF は、デコンボリューション処理の結果を改善します。　PSF Distiller は、それぞれに 1 個以上のビーズを含んだ 1 枚以上の蛍光ビーズの画像から測定できる高度のウィザードベースのツールです。　多波長ビーズから収集された情報でマルチチャネル PSF を抽出でき、またはシングルチャネル PSF からもマルチチャネル PSF を収集することもできます。

タイムシリーズ処理は、単純にフレームごとのデコンボリューションの問題ではありません。　このモジュールは、以下のことを考慮に入れています：時間依存するバックグラウンドを決定します、そして、すべてのタイプのデータに関して、プログラムは、時間経過の褪色カーブを捜して補正します。

コンフォーカルか、または 2 フォトンの場合には、時間経過と z の両方で補正できます。　広視野蛍光顕微鏡と同じ適用をしますが、褪色は、z に沿っていつも補正されます、すべてのフレームを 4D Gaussian、Laplacian、plotFLux、バックグラウンド、z- ドリフト補正等でタイムシリーズを処理するために総時間の 1 つのセッションで修復するのは、このオプションでだけ行えます。

以下のファイル形式に関して、利用可能です。

Zeiss CZI、Zeiss ZVI、Zeiss LSM、Leica LIF、Leica LOF/XLF、Olympus OIF、Olympus VSI、Nikon ND2（.nd2）、Metamorph STK、Metamorph ND version 1.0 および 2.0、BioVision IPM（.ipm）、BioVision IPL（.ipl）、BioVision IPM（.tif）、Andor Tiff

Surface Renderer option

Surface Renderer は、明確に分離されたボリュームを見る使いやすい方法でデータを表現できます。 Iso サーフェイス レンダリングの能力だけではなく、オリジナル顕微鏡のボクセルデータの参照として使えるサーフェイス画像と共に MIP 画像も表示可能です。

この Surface Renderer は、速いレイトレーシングアルゴリズムに基づいているので、どんな特別なグラフィックカードも全く必要としません。

Movie Maker option

Movie Maker は、強力な Huygens ビジュアリゼーションレンダリングを使用して、マルチチャネル 3D 画像の洗練されたアニメーションを容易に作成することを可能にするツールです。　AVI か、または TIFF 画像としてムービーをエクスポートできます。

Object Analyzer option

Object Analyzer は、対象物上でクリックすることで個々の対象物の統計値を得られ、または単一のボタンを押して、すべての対象物を解析できる素晴らしいツールです。　画像を有効な seed-threshold 値と接続技術により、対象物を区分します。　初期段階で、解析から小さ過ぎる対象物を取り除くために、対象物をある値以下に、不要なデータのレベルを設定できます。　その後に、検出された対象物は、自動的に分類され、連続的な Iso サーフェイスレンダーに送ります。　区分され、分類された画像は、有色の Iso サーフェイス画像として表示されます。　3D 関心領域（ROI）セレクターツールで、解析をあるボリュームに制限できるだけでなく、詳細解析のために 3D でオリジナルデータを切り取ることもできます。　異なるチャネルで、そして、異なる時間ポイントで、対象物を解析できます、そして、それらの統計値を CSV ファイルとしてエクスポートできます。

Colocalization Analyzer option

Colocalization Analyzer は、3D スタックか、または 3D タイムシリーズで、異なるチャネルデータ間の空間的なオーバーラップの量に関する定量的な情報を提供します。　Huygens は、文献で最も一般的に使用されるコロカリゼーション係数を提供します： Pearson、Overlap、Spearman、そして、Manders M および K。　さらに、コロカライズする領域の局所統計値を計算でき、視覚化できます。

Object Tracker option

Object Tracker は、最適化された対象物検出およびファ－ストトラッキングフィルタリングのウィザードを装備しています。　統合された Track Analyzer は、対象物の位置、速度およびフローを解析して、視覚化でき、そして、ヒストグラムとプロットの結果を CSV ファイルとしてエクスポートできます。

Huygens ソフトウェアは、高速処理と高品質デコンボリューション結果としてよく知られています。 GPU アクセラレーションと CPU オプションを使用すると、同じ高品質の結果をさらに速く得ることができます。 ハイエンドの NVIDIA GPU（CUDA 対応）カードと強力な Huygens デコンボリューションアルゴリズムを使用して数秒内ですばらしいデコンボリューション結果を実現します。 ワークステーションを最大限に活用するために、以下のパフォーマンスパッケージを提供しています。

最大 6 つの CPU コア（ハイパースレッドの場合は、12 logical）と 1 つの Small GPU カードを使用できるように Huygens に標準で含まれています。

Huygens GPU アクセラレーションで、かなりの計算時間を必要とするデータの小さなセクションは、GPU で実行され、一方、残りのデータは、CPU で処理されます。 GPU は、数百か、または数千の別々の処理ユニット（コア）から構成されています、それによって、データを非常に効率的かつ高速に処理します。（Nvidia 社 CUDA GPU 対応グラフィックカードを必要とします。）

以下のように GPU オプションを区別します：

Huygens Localizer スタートアップウインドウ

Huygens Localizer は、光活性化局在化顕微鏡（PALM）、確率光学再構成顕微鏡（STORM）、基底状態抑制（GSD）画像などの単一分子局在化顕微鏡データ（SMLM）の高性能処理用のスタンドアロンソフトウェアパッケージです。 Huygens Localizer は、CPU と GPU の計算用に最適に設計され、これまでにない高品質を実現します。

微小管を Leica GSD で画像化。　同等の広視野画像を得るために 2000 フレームを積算（右側）。　Huygens Localizer によるレンダリング結果（左側）。

• シリーズ画像の個々の分子をローカライズするためのウィザード方式のインターフェース。
• 対話式の前および後処理（Hot & Cold Pixel Remover、フィルタリングオプション）。
• さまざまな近似アルゴリズム（最小二乗法、最大尤度（Maximum Likelihood）など）。
• 強力なバックグラウンド評価方法。
• 結果として得られるローカライゼーション表に対するオプションのドリフト補正。
• CPU と GPU の両方で動作します（Windows および Linux でサポートされている GPU カード）。
• ビジュアリゼーション： 画像にローカライゼーションを対話的にリアルタイムレンダリングします。
• ローカライゼーションとビジュアリゼーションの表をファイルにエクスポートします。
• Windows、Linux、および Mac で利用可能です。

PALM、STORM、および GSD からの単一分子局在化顕微鏡データを解析するためのスタンドアロンソフトウェアパッケージ。 Huygens Localizer は、非常に高い精度で SMLM （単一分子局在化顕微鏡）データの高性能な処理を提供します。 Localizer は、最大限の使いやすさを目指して設計されており、さまざまなファイル形式をサポートして、SMLM 画像の最適なメタデータ入力を保証しています。　効率的な並列 CPU および GPU 計算は、これまでにない高品質の結果を高速で提供します。　機能は、次のとおりです：

• シリーズ画像の個々の分子をローカライズするためのウィザード方式のインターフェース。
• 対話式の前および後処理（Hot & Cold Pixel Remover、フィルタリングオプション）。
• さまざまな近似アルゴリズム（最小二乗法、最大尤度（Maximum Likelihood）など）。
• 強力なバックグラウンド評価方法。
• 結果として得られるローカライゼーション表に対するオプションのドリフト補正。
• CPU と GPU の両方で動作します（Windows および Linux でサポートされている Medium GPU カード）。
• ビジュアリゼーション： 画像にローカライゼーションを対話的にリアルタイムレンダリングします。
• ローカライゼーションとビジュアリゼーションの表をファイルにエクスポートします。
• Windows、Linux、および Mac で利用可能です。

PALM、STORM、および GSD からの単一分子局在化顕微鏡データを解析するためのスタンドアロンソフトウェアパッケージ。 Huygens Localizer は、非常に高い精度で SMLM （単一分子局在化顕微鏡）データの高性能な処理を提供します。 Localizer は、最大限の使いやすさを目指して設計されており、さまざまなファイル形式をサポートして、SMLM 画像の最適なメタデータ入力を保証しています。　効率的な並列 CPU および GPU 計算は、これまでにない高品質の結果を高速で提供します。　機能は、次のとおりです：

• シリーズ画像の個々の分子をローカライズするためのウィザード方式のインターフェース。
• 対話式の前および後処理（Hot & Cold Pixel Remover、フィルタリングオプション）。
• さまざまな近似アルゴリズム（最小二乗法、最大尤度（Maximum Likelihood）など）。
• 強力なバックグラウンド評価方法。
• 結果として得られるローカライゼーション表に対するオプションのドリフト補正。
• CPU と GPU の両方で動作します（Windows および Linux でサポートされている Large GPU カード）。
• ビジュアリゼーション： 画像にローカライゼーションを対話的にリアルタイムレンダリングします。
• ローカライゼーションとビジュアリゼーションの表をファイルにエクスポートします。
• Object Analyzer Basic。　レイトレーシングに基づく立体画像の高速で対話式の等値面レンダリング。　直感的なアンカーと ROI の選択による対象物の対話式の解析。　使いやすい自動セグメンテーション、分岐点分割、および閾値処理。　可能な解析の例は、対象物の数、幾何学的形状および強度、最近傍までの距離および参照対象物までの距離などです。
• Windows、Linux、および Mac で利用可能です。

PALM、STORM、および GSD からの単一分子局在化顕微鏡データを解析するためのスタンドアロンソフトウェアパッケージ。 Huygens Localizer は、非常に高い精度で SMLM （単一分子局在化顕微鏡）データの高性能な処理を提供します。 Localizer は、最大限の使いやすさを目指して設計されており、さまざまなファイル形式をサポートして、SMLM 画像の最適なメタデータ入力を保証しています。　効率的な並列 CPU および GPU 計算は、これまでにない高品質の結果を高速で提供します。　機能は、次のとおりです：

• シリーズ画像の個々の分子をローカライズするためのウィザード方式のインターフェース。
• 対話式の前および後処理（Hot & Cold Pixel Remover、フィルタリングオプション）。
• さまざまな近似アルゴリズム（最小二乗法、最大尤度（Maximum Likelihood）など）。
• 強力なバックグラウンド評価方法。
• 結果として得られるローカライゼーション表に対するオプションのドリフト補正。
• CPU と GPU の両方で動作します（Windows および Linux でサポートされている Extreme GPU カード）。
• ビジュアリゼーション： 画像にローカライゼーションを対話的にリアルタイムレンダリングします。
• ローカライゼーションとビジュアリゼーションの表をファイルにエクスポートします。
• Object Analyzer Basic。　レイトレーシングに基づく立体画像の高速で対話式の等値面レンダリング。　直感的なアンカーと ROI の選択による対象物の対話式の解析。　使いやすい自動セグメンテーション、分岐点分割、および閾値処理。　可能な解析の例は、対象物の数、幾何学的形状および強度、最近傍までの距離および参照対象物までの距離などです。
• Chromatic Aberration Corrector。　マルチチャネル画像の移動、回転、および倍率差の評価と補正を可能にします。
• Windows、Linux、および Mac で利用可能です。