JP6262748B2 - 教師あり形状ランク付けに基づく生物学的単位の識別 - Google Patents
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Claims (25)
- 生物学的組織のデジタル画像をセグメント化するコンピュータ実装方法であって、コンピュータが、プロセッサ(814)及び該プロセッサ(814)に動作可能に接続されたメモリ(812)を含み、
メモリ(812)において、生物学的単位の適合例の形状及び生物学的単位の非適合例の形状を表す訓練データから計算されるランク付けモデル(20)にアクセスするステップであって、ランク付けモデル(20)が、生物学的単位の適合例及び生物学的単位の非適合例に関連して訓練データ内の形状の品質のランク付けを規定するステップと、
メモリ(812)において、生物学的組織のデジタル画像を表す画像データにアクセスするステップと、
プロセッサ(814)によって、画像データを用いてデジタル画像において第1の形状及び一組の第2の要素形状を識別するステップであって、第1の形状が、一組の第2の要素形状の和集合を含むステップと、
プロセッサ(814)によって、ランク付けモデル(20)を用いて、第1の形状に対応する、画像データの第1のデータ点のランク及び一組の第2の要素形状に対応する、画像データの第2のデータ点のランクを決定するステップと、
プロセッサ(814)によって、第1のデータ点及び第2のデータ点のどちらがより高いランクを有するかに基づいて第1の形状及び一組の第2の要素形状の一方を用いてデジタル画像をセグメント化するステップとを含む方法。 - ランク付けモデル(20)が、訓練データから計算される複数のサポートベクターを含み、該複数のサポートベクターが、ベクトル空間に超平面を規定し、
決定ステップが、プロセッサ(814)によって、第1のデータ点及び第2のデータ点をベクトル空間に写像することを含み、
セグメント化ステップが、プロセッサ(814)によって、第1のデータ点及び第2のデータ点のどちらがより大きな、超平面からの距離を有するかに基づいて第1の形状及び一組の第2の要素形状の一方を用いてデジタル画像をセグメント化することを含む、請求項1に記載のコンピュータ実装方法。 - デジタル画像が、超平面と第1のデータ点との間の符号付き距離が、超平面と第2のデータ点との間の符号付き距離よりも大きな場合、第1の形状を用いてセグメント化される、請求項2に記載のコンピュータ実装方法。
- デジタル画像が、超平面と第2のデータ点との間の符号付き距離が、超平面と第1のデータ点との間の符号付き距離よりも大きな場合、一組の第2の要素形状を用いてセグメント化される、請求項2に記載のコンピュータ実装方法。
- メモリ(812)に訓練データを記憶するステップを含む、請求項2乃至4のいずれか1項に記載のコンピュータ実装方法。
- プロセッサ(814)を用いて複数のサポートベクターを計算するステップを含む、請求項2乃至5のいずれか1項に記載のコンピュータ実装方法。
- プロセッサ(814)によって、一組の第2の要素形状の各形状の線形結合を計算するステップであって、第2のデータ点が、線形結合に対応するステップを含む、請求項2乃至6のいずれか1項に記載のコンピュータ実装方法。
- 第1の形状及び一組の第2の要素形状の各形状の線形結合がそれぞれ、画像データにおいて、それぞれ第1の形状及び線形結合の境界に対応する点のヒストグラムとして表され、点のそれぞれが、極座標平面に配置され、
方法が、プロセッサ(814)によって、第1の形状及び線形結合に対応するヒストグラムをそれぞれ用いて第1のデータ点及び第2のデータ点を計算するステップを含む、請求項7に記載のコンピュータ実装方法。 - 第1のデータ点及び第2のデータ点を計算するステップの前に、形状のそれぞれの最小慣性の軸が、極座標平面の0度の半径方向と一致するように第1の形状及び一組の第2の要素形状の線形結合のそれぞれを回転させるステップであって、最小慣性の軸が、形状のそれぞれの境界上の点のそれぞれまでの距離の2乗の積分が最小となる直線を含むステップを含む、請求項8に記載のコンピュータ実装方法。
- 一組の第2の要素形状を生成するために、プロセッサ(814)によって、画像データに弱いセグメンテーションアルゴリズムを適用するステップを含む、請求項2乃至9のいずれか1項に記載のコンピュータ実装方法。
- プロセッサ(814)によって、画像データを用いてデジタル画像において一組の第3の要素形状を識別するステップであって、一組の第2の要素形状の1以上の形状が、一組の第3の要素形状の和集合を含むステップと、
プロセッサ(814)によって、一組の第3の要素形状に対応する第3のデータ点をベクトル空間に写像するステップとを含み、
セグメント化ステップが、第1のデータ点、第2のデータ点、及び第3のデータ点のどれが、より大きな、超平面からの符号付き距離を有するかに基づいて第1の形状、一組の第2の要素形状、及び一組の第3の要素形状のうちの1つを用いてデジタル画像をセグメント化することを含む、請求項2乃至10のいずれか1項に記載のコンピュータ実装方法。 - デジタル画像が、超平面と第1のデータ点との間の符号付き距離が、超平面と第2のデータ点との間の符号付き距離及び超平面と第3のデータ点との間の符号付き距離のどちらよりも大きな場合、第1の形状を用いてセグメント化され、
デジタル画像が、超平面と第2のデータ点との間の符号付き距離が、超平面と第1のデータ点との間の符号付き距離及び超平面と第3のデータ点との間の符号付き距離のどちらよりも大きな場合、一組の第2の要素形状を用いてセグメント化され、
デジタル画像が、超平面と第3のデータ点との間の符号付き距離が、超平面と第1のデータ点との間の符号付き距離及び超平面と第2のデータ点との間の符号付き距離のどちらよりも大きな場合、一組の第3の要素形状を用いてセグメント化される、請求項11に記載のコンピュータ実装方法。 - 一組の第3の要素形状を生成するために、プロセッサ(814)によって、画像データに弱いセグメンテーションアルゴリズムを適用するステップを含む、請求項11又は12に記載のコンピュータ実装方法。
- デジタル画像の各セグメントが、細胞を表す、請求項2乃至13のいずれか1項に記載のコンピュータ実装方法。
- 細胞のそれぞれのカラーコーディングを用いて、セグメント化されたデジタル画像を、プロセッサ(814)に動作可能に接続されたディスプレイ上に表示するステップを含み、カラーコーディングが、セグメンテーションの品質を表す、請求項14に記載のコンピュータ実装方法。
- 非一時的なコンピュータ可読媒体であって、コンピュータ実行可能命令であって、コンピュータによって実行されたときにコンピュータに、
生物学的単位の適合例の形状及び生物学的単位の非適合例の形状を表す訓練データから計算されるランク付けモデル(20)であって、生物学的単位の適合例及び生物学的単位の非適合例に関連して訓練データ内の形状の品質のランク付けを規定するランク付けモデル(20)にアクセスさせ、
生物学的組織のデジタル画像を表す画像データにアクセスさせ、
第1の形状が一組の第2の要素形状の和集合を含むように、画像データを用いてデジタル画像において第1の形状及び一組の第2の要素形状を識別させ、
第1の形状に対応する、画像データの第1のデータ点のランク及び一組の第2の要素形状に対応する、画像データの第2のデータ点のランクを決定させ、
第1のデータ点及び第2のデータ点のどちらがより高いランクを有するかに基づいて第1の形状及び一組の第2の要素形状の一方を用いてデジタル画像をセグメント化させるコンピュータ実行可能命令を記憶した非一時的なコンピュータ可読媒体。 - コンピュータによって実行されたときにコンピュータに、一組の第2の要素形状を生成するために画像データに弱いセグメンテーションアルゴリズムを適用させるコンピュータ実行可能命令を含む、請求項16に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
- 生物学的組織のデジタル画像をセグメント化するためのシステム(810)であって、
プロセッサ(814)と、
プロセッサ(814)に接続された入力であって、生物学的組織のデジタル画像を表す画像データを受信するように構成された入力と、
プロセッサ(814)に接続されたメモリ(812)であって、プロセッサ(814)によって実行されたときにプロセッサ(814)に、
生物学的単位の適合例の形状及び生物学的単位の非適合例の形状を表す訓練データに基づくランク付けモデル(20)であって、生物学的単位の適合例及び生物学的単位の非適合例に関連して訓練データ内の形状の品質のランク付けを規定するランク付けモデル(20)にアクセスさせ、
第1の形状が一組の第2の要素形状の和集合を含むように、生物学的組織のデジタル画像を表す画像データを用いてデジタル画像において第1の形状及び一組の第2の要素形状を識別させ、
第1の形状に対応する、画像データの第1のデータ点のランク及び一組の第2の要素形状に対応する、画像データの第2のデータ点のランクを決定させ、
第1のデータ点及び第2のデータ点のどちらがより高いランクを有するかに基づいて第1の形状及び一組の第2の要素形状の一方を用いてデジタル画像をセグメント化させるコンピュータ実行可能命令を含むメモリ(812)とを備えるシステム(810)。 - ランク付けモデル(20)が、訓練データから計算される複数のサポートベクターを含み、該複数のサポートベクターが、ベクトル空間に超平面を規定し、
メモリ(812)が、プロセッサ(814)によって実行されたときにプロセッサ(814)に、
第1のデータ点及び第2のデータ点をベクトル空間に写像させ、
第1のデータ点及び第2のデータ点のどちらがより大きな、超平面からの距離を有するかに基づいて第1の形状及び一組の第2の要素形状の一方を用いてデジタル画像をセグメント化させるコンピュータ実行可能命令を含む、請求項18に記載のシステム(810)。 - デジタル画像が、超平面と第1のデータ点との間の符号付き距離が、超平面と第2のデータ点との間の符号付き距離よりも大きな場合、第1の形状を用いてセグメント化される、請求項19に記載のシステム(810)。
- デジタル画像が、超平面と第2のデータ点との間の符号付き距離が、超平面と第1のデータ点との間の符号付き距離よりも大きな場合、一組の第2の要素形状を用いてセグメント化される、請求項20に記載のシステム(810)。
- メモリ(812)が、プロセッサ(814)によって実行されたときにプロセッサ(814)に、一組の第2の要素形状を生成するために所定のフラッディングレベルで画像データにウォーターシェッド変換を適用させるコンピュータ実行可能命令を含む、請求項20又は21に記載のシステム(810)。
- メモリ(812)が、プロセッサ(814)によって実行されたときにプロセッサ(814)に、一組の第2の要素形状の各形状の線形結合であって、第2のデータ点に対応する線形結合を計算させるコンピュータ実行可能命令を含む、請求項20乃至22のいずれか1項に記載のシステム(810)。
- 第1の形状及び一組の第2の要素形状の各形状の線形結合がそれぞれ、画像データにおいて、それぞれ第1の形状及び線形結合の境界に対応する点のヒストグラムとして表され、点のそれぞれが、極座標平面に配置され、
メモリ(812)が、プロセッサ(814)によって実行されたときにプロセッサ(814)に、第1の形状及び線形結合に対応するヒストグラムをそれぞれ用いて第1のデータ点及び第2のデータ点を計算させるコンピュータ実行可能命令を含む、請求項23に記載のシステム(810)。 - メモリ(812)が、プロセッサ(814)によって実行されたときにプロセッサ(814)に、第1のデータ点及び第2のデータ点を計算する前に形状のそれぞれの最小慣性の軸が、極座標平面の0度の半径方向と一致するように第1の形状及び一組の第2の要素形状の線形結合のそれぞれを回転させるコンピュータ実行可能命令を含み、最小慣性の軸が、形状のそれぞれの境界上の点のそれぞれまでの距離の2乗の積分が最小となる直線を含む、請求項24に記載のシステム(810)。
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