JP2003502129A - Computer aided detection method for lumps and clustered microcalcifications - Google Patents

Computer aided detection method for lumps and clustered microcalcifications

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JP2003502129A
JP2003502129A JP2001504967A JP2001504967A JP2003502129A JP 2003502129 A JP2003502129 A JP 2003502129A JP 2001504967 A JP2001504967 A JP 2001504967A JP 2001504967 A JP2001504967 A JP 2001504967A JP 2003502129 A JP2003502129 A JP 2003502129A
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JP
Japan
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image
detection
detections
microcalcification
value
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2001504967A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
スティーヴン・ケー・ロジャース
ケニス・ダブリュ・バウアー
ランディ・ピー・ブロサード
マイケル・ジェイ・コリンズ
マーティン・ピー・デスィミオ
ジェフリー・ダブリュ・ホフメイスター
リチャード・エー・ミッチェル
トーマス・エフ・ラスバン
ジョン・イー・ローゼンステンゲル
Original Assignee
クァリア・コンピューティング・インコーポレーテッド
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.)
Filing date
Publication date
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00Image analysis
    • G06T7/0002Inspection of images, e.g. flaw detection
    • G06T7/0012Biomedical image inspection

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Image Analysis (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)

Abstract

(57)【要約】 本発明は、医療画像の読み取り(1000)において放射線技師を補助するためのコンピュータ支援による検出方法およびシステムである。前記方法およびシステムは、特に、クラスタ化された微小石灰化(3000)および濃度の検出を有するマンモグラフィ領域に適用される。微小石灰化の検出が与えられ、この場合に、個々の検出が等級により順序づけされ、かつ、分類され(5000)、かつ、分類に関する特徴の1つが多層パーセプトロンを用いて得られる。 SUMMARY The present invention is a computer assisted detection method and system for assisting a radiologist in reading a medical image (1000). The method and system are particularly applied to mammographic regions with clustered microcalcification (3000) and density detection. Microcalcification detection is provided, where the individual detections are ordered and classified (5000) by grade, and one of the classification features is obtained using a multilayer perceptron.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

本発明は、ディジタル画像上における検出についてのコンピュータ支援分析の
ための方法およびシステムに関し、より詳細には、医療画像の読み取りにおいて
放射線技師を補助するための方法およびシステムに関する。
The present invention relates to methods and systems for computer-aided analysis of detection on digital images, and more particularly to methods and systems for assisting radiologists in reading medical images.

【0002】[0002]

【従来の技術】[Prior art]

マンモグラフィ(mammography)のためのコンピュータ支援検出(computer ai
ded detection:CAD)システムは、数十年にわたって唱道されてきた。あら
ゆる医療CADシステムの目的は、正常な組織を傷つけずに、医師の治療を必要
とする組織領域を示すことである。現在のシステムは、検出器に対して、1つの
、場合によっては2つの画像入力を用いる。2つの画像入力が検出器に入力され
れば、方法は、2つの方法のうちの1つに落ち着く。
Computer-aided detection for mammography
The ded detection (CAD) system has been advocated for decades. The purpose of any medical CAD system is to indicate areas of tissue that require medical attention from a physician without damaging normal tissue. Current systems use one, and possibly two, image inputs to the detector. If two image inputs are input to the detector, the method settles in one of two ways.

【0003】 第1の方法は、両側減算(bilateral subtraction)として知られている。こ
の方法において、差分画像(difference image)を生じさせるために、左右の胸
部画像が減算される。癌は通常は一側性でありかつ人体は比較的対称であるので
、多くの場合において差分画像は癌領域を際立たせる。第2の方法は、両側減算
と類似している。しかしながら、この場合には、時間的(temporal)減算が行わ
れる。以前に撮られた人体部分に関する同じ画像が、現在の画像から減算される
。この時間的減算は、撮像診療の時間間隔の間に変化した領域を際立たせるよう
に意図されている。
The first method is known as bilateral subtraction. In this method, the left and right chest images are subtracted to produce a difference image. Since cancer is usually unilateral and the human body is relatively symmetrical, difference images often highlight cancer areas. The second method is similar to two-sided subtraction. However, in this case a temporal subtraction is performed. The same image of the previously taken body part is subtracted from the current image. This temporal subtraction is intended to highlight areas that have changed during the time interval of the imaging visit.

【0004】 両方の方法は、検出器の感度を高めることができるが、2つの問題の影響を受
ける。第一に、減算により、偽の(false)表示の数が増加する。第二に、減算
処理に関係する画像を最初に整列させる必要がある。組織が弾性を有するので、
整列は取るに足らないことではない。したがって、整列の方法は、平行移動と、
回転と、縮尺と、空間に依存する伸張とを補正する必要がある。
Both methods can increase the sensitivity of the detector, but suffer from two problems. First, subtraction increases the number of false displays. Second, the images involved in the subtraction process must first be aligned. Because the tissue is elastic,
Alignment is not trivial. Therefore, the alignment method is
Rotation, scale, and space dependent stretching need to be compensated.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】[Problems to be Solved by the Invention]

本発明における方法は、1つの画像ベースの検出方法に対して著しい改善を提
供する。さらに、本出願において説明されるCADシステムは、画像を減算した
り整列させたりすることを必要とせずに、患者のスクリーニングマンモグラフィ
診療と関連した画像のセット全体から利用可能な情報を活用する。
The method in the present invention provides a significant improvement over one image-based detection method. Further, the CAD system described in this application leverages the information available from the entire set of images associated with the screening mammography practice of the patient without the need to subtract or align the images.

【0006】 本発明は、医療画像の読み取りにおいて放射線技師を補助するためのコンピュ
ータ支援検出方法およびシステムを提供する。
The present invention provides computer-aided detection methods and systems for assisting radiologists in reading medical images.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

第一段階において、患者のスクリーニング回診から得られるマンモグラムから
のもののような、ディジタルマンモグラム画像のセットが得られる。胸部組織を
含む矩形分析領域は各々のディジタルマンモグラム画像から区分され、かつ、胸
部組織に対応するバイナリーマスクが作成される。
In the first step, a set of digital mammogram images, such as those from a mammogram obtained from a screening round of a patient, is obtained. A rectangular analysis region containing breast tissue is segmented from each digital mammogram image and a binary mask corresponding to the breast tissue is created.

【0008】 微小石灰化(microcalcifications)クラスタは、微小石灰化検出段階におい
て検出される。各々の微小石灰化からのポイント特徴は、悪性のクラスタを示す
微小石灰化を通過させるようにトレーニングされた分類器に適用される。分類器
の後で残ったこれらの微小石灰化は、自らの重心位置により示され、かつこの後
に、クラスタにグループ化される。特徴はクラスタから計算され、かつ、各々に
は、クラスラベル(class label)およびクオリティスコア(quality score)が
続いて割り当てられる。
[0008] Microcalcifications clusters are detected in the microcalcification detection stage. The point features from each microcalcification are applied to a classifier trained to pass the microcalcifications that show malignant clusters. These remaining microcalcifications after the classifier are indicated by their centroid location and are later grouped into clusters. Features are calculated from the clusters, and each is subsequently assigned a class label and a quality score.

【0009】 濃度(densities)は、濃度検出段階において検出される。この段階において
、サブサンプリングされた画像はDoGフィルターバンクに適用され、これによ
り、局所的に明るく際立たせたスポットを備えた画像が生じる。次に、この画像
は、閾値により評価され、かつ、閾値評価された画像がスクリーニング分類器に
入力される。疑わしいものとしてスクリーニング分類器を通過する検出は、領域
成長段階に入力され、かつ、濃度の特徴が、領域成長した領域から計算される。
検出は、濃度分類段階に入力され、この出力は、計算された特徴と、クラスラベ
ルと、各々の検出のための2つのクオリティスコアとを有する。
Densities are detected in the density detection stage. At this stage, the sub-sampled image is applied to the DoG filter bank, which results in an image with locally bright and highlighted spots. This image is then evaluated by a threshold and the threshold evaluated image is input to the screening classifier. Detections that pass the screening classifier as suspicious are input to the region growing stage and concentration features are calculated from the region grown region.
The detections are input to the concentration classification stage, the output of which has the calculated features, class labels, and two quality scores for each detection.

【0010】 微小石灰化および濃度の両方を含む検出は、後処理段階においてさらに分析さ
れる。第1の後処理段階において、事例における全ての画像にわたる検出は、事
例ベースの等級づけにより集合的に考慮される。第2の後処理段階において、各
々の画像内において、検出カテゴリーにわたる検出の集合は、関連したクオリテ
ィスコアに基づいて、29の画像状況(image context)カテゴリーの1つに割
り当てられる。濃度に関するある一定の画像状況カテゴリーが画像上で認められ
る場合に、その画像上における全ての検出が除去される。第3の後処理段階にお
いて、事例における全ての画像にわたる残りの検出は、微小石灰化および濃度検
出のカテゴリー範囲内にあるものと考慮される。各々の検出カテゴリー内におい
て、“正常性”の特徴が、そのカテゴリーからの事例における全ての検出からの
クオリティスコアを用いて計算される。これらの正常性の特徴は、事例全体を“
正常である”または“正常ではない”として割り当てるように計画された分類段
階へ適用される。分類器が事例を“正常である”として割り当てると、対応する
カテゴリー(微小石灰化または濃度)の全ての検出は、事例における画像から除
去される。システムの最終的出力は、ディジタル画像のセット上にオーバーレイ
されて表示される表示のセットである。
Detections involving both microcalcifications and concentrations are further analyzed in the post-treatment stage. In the first post-processing stage, the detection across all images in the case is considered collectively by case-based grading. In a second post-processing stage, within each image, the set of detections across the detection categories is assigned to one of 29 image context categories based on the associated quality score. If a certain image context category for density is found on an image, then all detections on that image are eliminated. In the third post-processing stage, the remaining detections across all images in the case are considered to be within the category of microcalcification and concentration detection. Within each detection category, the "normality" characteristic is calculated using the quality score from all detections in cases from that category. These normality features are
Applies to classification stages designed to be assigned as “normal” or “non-normal.” When the classifier assigns a case as “normal,” all of the corresponding categories (microcalcifications or concentrations) Is detected from the image in the case, and the final output of the system is the set of displays that are overlaid and displayed on the set of digital images.

【0011】 本発明の方法およびシステムは、従来技術により提案される減算に基づく方法
とは対照的であることを特筆しておく。それは、このような従来技術の方法が本
質的に2つの入力画像に制約される一方で、本発明は、患者の事例を形成する4
つの画像のセットのような、患者に関する画像のセットにわたって拡張する検出
の分析を行うという点においてである。患者のスクリーニング・マンモグラフィ
診療と関連した画像のセット全体から利用可能な情報を活用することにより、本
発明の方法は、システム感度の増加および偽陽性(false positive)の検出の低
下の両方を得るという目的を達成することにおいて著しい改善をもたらす。
It should be noted that the method and system of the present invention is in contrast to the subtraction-based method proposed by the prior art. That is, while such prior art methods are essentially constrained to two input images, the present invention forms a patient case.
In that the analysis of detection extends over a set of images of the patient, such as a set of three images. By leveraging the information available from the entire set of images associated with patient screening mammography practice, the method of the present invention obtains both increased system sensitivity and reduced false positive detection. Bringing significant improvements in achieving the objectives.

【0012】 本発明の他の目的および利点は、以下の説明と、添付図面と、添付された請求
項とから明白となる。
Other objects and advantages of the invention will be apparent from the following description, the accompanying drawings and the appended claims.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

以下、図面を(特に、図1を)参照すると、患者のスクリーニングマンモグラ
フィ診療と関連したスクリーン図から得られるディジタルマンモグラムのセット
内における微小石灰化クラスタの位置を検出するために行われる段階の順序を概
略的に示す流れ図が示されており、前記図面において、幾つかの図を通して同じ
参照番号は、同一部分または対応している部分を示す。
Referring now to the drawings (and in particular to FIG. 1), the sequence of steps performed to detect the location of microcalcification clusters within a set of digital mammograms obtained from screen diagrams associated with screening mammography practice of a patient is described. A schematic flow chart is shown, in which like reference numerals refer to the same or corresponding parts throughout the several views.

【0014】 第1段階1000において、ディジタルマンモグラムのセットが、ディジタル
マンモグラフィ・システムのようなハードウェアを用いて、または、レーザーま
たは電荷結合素子(CCD)ディジタイザを用いてマンモグラフィフィルムをデ
ィジタル化することにより、得られる。
In a first step 1000, a set of digital mammograms is digitized by using a hardware such as a digital mammography system or by using a laser or charge coupled device (CCD) digitizer. ,can get.

【0015】 前処理段階2000において、胸部組織を包含する矩形分析領域がディジタル
マンモグラム画像から区分されて、これにより、マンモグラム画像を処理するた
めに必要とされる時間が減少する。胸部組織に対応するバイナリーマスク(“胸
部”マスク)は、後の処理段階において用いるために作成される。胸部マスクは
、検出を、胸部組織を包含する画像領域に限定するために用いられる。前処理段
階2000は、サブサンプリングされた入力画像をさらに生じさせる。サブサン
プリングされた画像は、後続の処理段階に入力される。サブサンプリングされた
画像の処理ピクセルは著しく少数なので、サブサンプリングされた画像を分析す
るために必要とされる時間は、元の画像のために必要とされる時間よりも遙かに
少ない。前処理段階は、胸筋組織に対応するバイナリー胸筋マスク(binary pec
toral mask)をさらに作成する。胸筋マスクについては、胸筋領域における検出
を抑制するために用いることができる。
In the preprocessing stage 2000, a rectangular analysis region containing breast tissue is segmented from the digital mammogram image, which reduces the time required to process the mammogram image. A binary mask corresponding to breast tissue ("breast" mask) is created for use in later processing steps. Chest masks are used to limit detection to image areas that encompass breast tissue. The preprocessing stage 2000 further produces a subsampled input image. The sub-sampled image is input to subsequent processing stages. Due to the significantly smaller number of processed pixels in the subsampled image, the time required to analyze the subsampled image is much less than that required for the original image. The pre-treatment stage consists of a binary peculiar mask (binary pec
create a torral mask). The pectoral mask can be used to suppress detection in the pectoral region.

【0016】 クラスタ化された微小石灰化は、微小石灰化検出段階3000において検出さ
れる。切り取られた画像をDoG(difference of Gaussians)フィルターによ
ってフィルタリングして微小石灰化を増強した後に、結果として生じる画像は、
微小石灰化を検出するために閾値により評価される。胸部マスク内における検出
の他に、胸部エッジ近傍の検出は除去され、かつ、“ポイント”特徴が個々の微
小石灰化検出から計算される。各々の微小石灰化からのポイント特徴は、悪性の
クラスタを示す微小石灰化を通過させるようにトレーニングされた分類器(clas
sifier)に適用される。分類器の後で残ったこれらの微小石灰化は、自らの重心
位置により示され、かつ、この後にクラスタ化される。“クラスタ”特徴は、段
階4000において、微小石灰化クラスタから計算される。検出されたクラスタ
は、分類段階5000において、クラスラベル‘1’または‘0’(疑わしい、
または、疑わしくないのいずれか)に割り当てられる。微小石灰化分類段階の出
力は、各々の検出された領域に関する計算された特徴と、クラスラベルと、クオ
リティスコアとを包含する。
Clustered microcalcifications are detected in the microcalcification detection stage 3000. After filtering the cropped image with a DoG (difference of Gaussians) filter to enhance microcalcification, the resulting image is
It is evaluated by a threshold to detect microcalcifications. Besides the detection in the chest mask, the detection near the chest edges is eliminated and the "point" features are calculated from the individual microcalcification detections. Point features from each microcalcification are trained to pass through the classifier (clas
sifier) is applied. These microcalcifications remaining after the classifier are indicated by their centroid location and are clustered after this. The “cluster” features are calculated from the microcalcification clusters at step 4000. The detected clusters are classified into class labels '1' or '0' (suspicious,
Or any of the ones that are not in doubt). The output of the microcalcification classification stage includes calculated features, class labels, and quality scores for each detected region.

【0017】 濃度は、濃度検出段階6000において検出される。この段階への入力は、前
処理段階からサブサンプリングされた画像である。皮膚のエッジ境界と関連した
偽の検出を低下させるために画像を最初に処理した後に、局所的に明るい濃度が
傾き補正(trend correction)により強調される。次に、傾き補正された画像は
、DoGフィルターバンクに適用される。フィルターバンクの出力は、非線形的
に結合されて、さらに増強された濃度を備えた画像が生じる。この画像は、ピー
ク検出段階において閾値評価され、かつ、結果として生じるピクセルグループは
連結した対象(object)にグループ化され、かつ、胸部マスクが適用される。元
の画像およびフィルターバンク出力イメージからのこれらの対象および画像ピク
セルは、“濃度スクリーニング”特徴を生じさせるために用いられる。これらの
濃度スクリーニング特徴は、検出された対象を疑わしいまたは疑わしくないもの
として分類するために用いられる濃度スクリーニング分類器に入力される。疑わ
しいものとしてスクリーニング分類器を通る対象は、検出された局所的なブライ
トスポットの形状を評価する領域成長(region growing)段階へ入力される。
The concentration is detected in the concentration detection stage 6000. The input to this stage is the subsampled image from the preprocessing stage. After initially processing the image to reduce false detections associated with skin edge boundaries, locally bright densities are enhanced by a trend correction. The skew-corrected image is then applied to the DoG filterbank. The outputs of the filterbanks are non-linearly combined to produce an image with further enhanced densities. The image is threshold evaluated in the peak detection stage, the resulting pixel groups are grouped into concatenated objects, and a chest mask is applied. These object and image pixels from the original image and the filterbank output image are used to generate the "density screening" feature. These concentration screening features are input to a concentration screening classifier used to classify detected subjects as suspicious or non-suspicious. Subjects that pass the screening classifier as suspicious are input to the region growing stage which evaluates the shape of the detected local bright spots.

【0018】 段階7000において、濃度の特徴は、サブサンプリングされた入力画像とフ
ィルターバンク出力とを用いて、領域成長領域から計算される。エキスパートフ
ィルター(expert filter)段階は、領域成長領域からの濃度の特徴を閾値と比
較することにより、ある一定の検出を除去する。閾値よりも低い濃度の特徴値を
備えた検出は、さらなる考察から除去される。エキスパートフィルターの後に、
検出には、濃度分類段階8000において、クラスラベル‘1’または‘0’(
疑わしい、または、疑わしくないのいずれか)が割り当てられる。濃度分類段階
の出力は、各々の検出された領域に関する計算された特徴と、クラスラベルと、
“塊体”および“スピキュラを伴う塊体(spiculated mass)”のカテゴリーに
対応する2つのクオリティスコアとを包含する。“濃度”という語は、2つの形
式の塊体に適用される。
In step 7000, density features are calculated from the region growing region using the subsampled input image and the filterbank output. The expert filter stage removes certain detections by comparing the density features from the region growing region with a threshold. Detections with feature values below the threshold are excluded from further consideration. After the expert filter,
For the detection, in the concentration classification step 8000, the class label "1" or "0" (
Suspicious or non-suspicious) will be assigned. The output of the concentration classification stage is the calculated features for each detected region, the class label, and
And two quality scores corresponding to the categories "lumps" and "spiculated mass". The term "concentration" applies to two types of agglomerates.

【0019】 検出された微小石灰化領域と濃度領域とに関するクラスラベルおよびクオリテ
ィスコアは、後処理段階9000においてさらに分析される。この段階の間に、
検出は、前述の段階とは根本的に異なる2つの方法で(事例における全ての画像
にわたって、および、微小石灰化および濃度検出カテゴリーにわたって)考察さ
れる。後処理段階の終わりにおいてクラスラベル‘1’を備えた検出のみが、シ
ステムの出力において表示される。
The class labels and quality scores for the detected microcalcifications and concentration areas are further analyzed in the post-processing stage 9000. During this stage,
Detection is considered in two ways, radically different from the previous stages (across all images in the case, and across the microcalcification and concentration detection categories). Only detections with class label '1' at the end of the post-processing stage are displayed in the output of the system.

【0020】 第1の後処理段階において、事例における全ての画像にわたる検出は、事例ベ
ースの等級づけにより、集約的に考慮される。事例ベースの等級づけは、クラス
ラベル‘1’を備えた微小石灰化および濃度の検出の数を、各々の検出と関連し
たクオリティスコアを用いて、事例毎の、および、画像毎の所定の最大数に制限
する。
In the first post-processing stage, the detection across all images in the case is considered collectively by case-based grading. Case-based grading refers to the number of microcalcification and concentration detections with class label '1', using a quality score associated with each detection, and a predetermined maximum for each case and for each image. Limit to a number.

【0021】 第2の後処理段階において、各々の画像内において、微小石灰化および濃度検
出カテゴリーにわたる検出の集合は、関連したクオリティスコアに基づいて、2
9の画像状況の組み合わせの1つに割り当てられる。検出に関する画像状況の組
み合わせが画像上で認められると、その画像における全ての検出は、自らのクラ
スラベルを‘0’に設定する。
In a second post-processing stage, within each image, the set of detections across the microcalcification and concentration detection categories is based on an associated quality score of 2
Assigned to one of nine image situation combinations. When a combination of image contexts for detection is found on an image, all detections in that image set their class label to '0'.

【0022】 第3の後処理段階において、‘1’または‘0’というクラスラベルを有する
、事例における全ての画像にわたる全ての検出は、微小石灰化および濃度検出カ
テゴリー内において考慮される。各々の検出カテゴリー内において、“正常性(
normalcy)”特徴は、該カテゴリーからの事例における全ての検出からのクオリ
ティスコアを用いて計算される。これらの正常性特徴は、事例全体を“正常”ま
たは“正常ではない”として割り当てるように意図された分類段階に適用される
。分類器が事例を“正常”として割り当てると、対応するカテゴリー(微小石灰
化または濃度)に関する全ての検出は、事例における全ての画像にわたって自ら
のクラスを‘0’に設定する。
In the third post-processing stage, all detections across all images in the case with a class label of '1' or '0' are considered within the microcalcification and concentration detection category. Within each detection category, "normality (
normalcy) "features are calculated using quality scores from all detections in cases from that category. These normality features are intended to assign the entire case as" normal "or" not normal ". If the classifier assigns a case as “normal”, all detections for the corresponding category (microcalcification or concentration) will have their class '0' over all images in the case. Set to.

【0023】 最終段階10000において、クラスラベル‘1’を備えた検出が、ディジタ
ル画像のセット上にオーバーレイされた状態で“表示”として表示される。
In the final step 10000, the detection with class label '1' is displayed as "display" overlaid on the set of digital images.

【0024】 <分類器の設計> 本発明は、処理段階を通して、パターン認識サブシステムを用いる。このセク
ションは、パターン認識の領域と、これらの領域が本発明に適用される際の分類
器の設計とに対する概観を与える。
Classifier Design The present invention uses a pattern recognition subsystem throughout the processing stages. This section gives an overview on the areas of pattern recognition and the design of classifiers when these areas are applied to the present invention.

【0025】 パターン認識は、測定値に基づくマーキング決定の処理である。このシステム
において、疑わしい領域または検出は、検出器により突き止められ、かつ、最終
的に表示のために受け入れられるかまたは拒絶される。最大限の感度のために、
検出器は、悪性であり得る多くの領域を突き止めるように設計される。このこと
は、正常である多くの領域の検出につながる。パターン認識サブシステムの目的
は、できるだけ多数の偽の検出を除去する一方で、同時にできるだけ多数の真に
悪性の検出を保持することである。癌領域に対応する検出は、“真陽性(true p
ositive)”検出、または単にTPと称される。同様に、正常領域に対応する検
出は、“偽陽性(false positive)”検出、またはFPとして知られる。
Pattern recognition is the process of marking decisions based on measured values. In this system, suspicious areas or detections are located by the detector and finally accepted or rejected for display. For maximum sensitivity,
The detector is designed to locate many areas that may be malignant. This leads to the detection of many areas that are normal. The purpose of the pattern recognition subsystem is to eliminate as many false detections as possible while retaining as many truly malicious detections as possible at the same time. The detection corresponding to the cancer area is “true positive (true p
"Ositive)" detection, or simply TP. Similarly, the detection corresponding to normal regions is known as "false positive" detection, or FP.

【0026】 前記処理における第1段階は、検出を特徴づけることである。この目的に対し
、多数の測定値が、各々の検出された領域から計算される。各々の測定値は、特
徴(feature)と称される。この検出された領域に関する測定値の集合は、その
特徴ベクトル(feature vector)と称され、この場合に、ベクトルの各要素は、
特徴値を示す。
The first step in the process is to characterize the detection. For this purpose, multiple measurements are calculated from each detected area. Each measurement is referred to as a feature. The set of measurements for this detected region is called its feature vector, where each element of the vector is
Indicates the feature value.

【0027】 前記処理における第2段階は、クオリティスコアを、または場合によってはク
ラスラベルを検出に割り当てるために、特徴ベクトル内の情報を用いることであ
る。検出器からの特徴ベクトルは、入力として分類器に供給され、該分類器は、
所定の特徴ベクトル入力に関する数を計算する。分類器を特定する1つの方法は
、判別関数のセットによるものである。
The second step in the process is to use the information in the feature vector to assign a quality score, or possibly a class label, to the detection. The feature vector from the detector is provided as an input to the classifier, which classifier
Compute a number for a given feature vector input. One way to identify a classifier is by a set of discriminant functions.

【0028】 判別関数は、1つの値を、入力された特徴ベクトルの関数として計算する。図
2を参照すると、判別関数のセット{gi(x)}(i=1,2)に適用された
特徴ベクトルxを有する分類器が示されている。図2に示される分類器は、クラ
ス毎に1つの判別関数を用いる。判別関数の出力値は、判別式(discriminant)
と称される。判別式は、減算され、かつ、閾値θと比較される。判別式の差分が
閾値よりも大きければ、クラスラベルは‘1’に設定され、そうでなければ、ク
ラスラベルは‘0’に設定される。
The discriminant function calculates one value as a function of the input feature vector. Referring to FIG. 2, a classifier having a feature vector x applied to a set of discriminant functions {g i (x)} (i = 1, 2) is shown. The classifier shown in FIG. 2 uses one discriminant function for each class. The output value of the discriminant function is the discriminant
Is called. The discriminant is subtracted and compared with the threshold θ. If the discriminant difference is greater than the threshold, the class label is set to '1', otherwise the class label is set to '0'.

【0029】 多くの方法が、判別関数を計画するために有効である。本発明の好ましい実施
形態において、判別関数を計画するための方法は、二次(quadratic)判別関数
をもたらす統計的方法である。ある一般的条件の下で、二次判別関数は、最小平
均誤差確率をもたらすことができる。二次判別関数の計画は、分類されたトレー
ニングデータによって始まる。
Many methods are valid for planning the discriminant function. In the preferred embodiment of the invention, the method for planning the discriminant function is a statistical method that yields a quadratic discriminant function. Under certain general conditions, a quadratic discriminant function can yield the minimum mean error probability. The design of the quadratic discriminant function begins with the classified training data.

【0030】 分類されたトレーニングデータは、以下の方法で発生された。マンモグラフィ
の画像は、免許を持つ放射線技師により検査され、これにより、癌領域が、バイ
オプシーを行った該癌領域からのセルを病理学的に分析することに基づいて確認
された。癌に関連した対応ディジタル画像領域に対して放射線技師がトゥルース
ボックス(truth boxes)をマーキングすることにより、真のデータが発生した
。微小石灰化と、“塊体”および“スピキュラを伴う(spiculated)塊体”とに
対応する癌のカテゴリーが識別された。次に、これらの画像は、複数の特徴ベク
トルを生じさせるために処理され、該特徴ベクトルの部分集合(subset)は、ト
ゥルースボックスと関連していた。トゥルースボックス内における検出からの特
徴ベクトルは、‘1’という真のラベルを受け取り、その一方で、外側における
検出は、‘0’として分類される。
The classified training data was generated in the following way. Mammographic images were examined by a licensed radiologist, which confirmed the cancerous area based on a pathological analysis of cells from the biopsied cancerous area. The true data was generated by the radiologist marking the truth boxes on the corresponding digital image areas associated with the cancer. Cancer categories were identified that corresponded to microcalcifications and "lumps" and "spiculated lumps". These images were then processed to yield a plurality of feature vectors, the subset of feature vectors associated with the truth boxes. The feature vector from the detection in the truth box receives a true label of '1', while the outer detection is classified as '0'.

【0031】 本発明において、これらのクラスは、最終的には、癌である、および、癌では
ない、というものである。識別すべき各々のクラスに関して、平均および共分散
マトリクスは、トレーニングデータの分類された特徴ベクトルから計算される。
二次分類器の判別関数は、
In the present invention, these classes are ultimately cancer and not cancer. For each class to be identified, a mean and covariance matrix is calculated from the classified feature vector of the training data.
The discriminant function of the quadratic classifier is

【数1】 という式で与えられる。ここで、Xは特徴ベクトル、Miはクラスiの平均、お
よび、Σiはクラスiの共分散マトリクスである。量βiは、決定処理を微調整す
るために変更することができるバイアス項(bias term)である。
[Equation 1] It is given by the formula. Where X is the feature vector, M i is the mean of class i, and Σ i is the covariance matrix of class i. The quantity β i is a bias term that can be modified to fine-tune the decision process.

【0032】 判別関数Gi(x)は距離関数(distance function)であるので、小さな判別
式値は、観測がクラスiに属する確率が高いことを示す。計算された判別式の差
分を、
Since the discriminant function G i (x) is a distance function, a small discriminant value indicates that the observation has a high probability of belonging to class i. The difference of the calculated discriminant,

【数2】 として考慮する。ここで、判別式の差分はデルタ判別式(delta discriminant)
と称される。癌ではないクラスをクラスi=0とし、癌であるクラスをi≠0と
する。次に、Deltaiがゼロよりも大きい場合は、特徴ベクトルXが非癌カテゴリ
ーよりも癌カテゴリーに近いことを示す。したがって、任意のi≠0に対してDe
ltai>0であれば、観測は、癌であると考慮される。さらに、判別式の差分が大
きいほど、検出のクオリティは高いものと考慮され得る。この理由により、判別
式の差分を、クオリティスコアとして用いることができる。
[Equation 2] To consider as. Here, the discriminant difference is the delta discriminant
Is called. It is assumed that a class that is not cancer is class i = 0 and a class that is cancer is i ≠ 0. Next, if Delta i is greater than zero, it indicates that the feature vector X is closer to the cancer category than the non-cancer category. Therefore, for any i ≠ 0, De
If lta i > 0, the observation is considered cancerous. Furthermore, the larger the discriminant difference, the higher the quality of detection can be considered. For this reason, the discriminant difference can be used as the quality score.

【0033】 二次分類器は、特徴ベクトルXがガウス統計分布(Gaussian statistical dis
tribution)を有している場合に最適な分類技術である。個々の測定値の分布が
他の何らかのガンマ分布の形式によるものであれば、特徴値のべき変換(power
transformation)は、より厳密にガウス分布に近似するために、分布を変更する
ことができる。このことは、個々の特徴値を、0.4乗だけ累乗する(y=x0. 4 )ことにより行われる。
In the quadratic classifier, the feature vector X has a Gaussian statistical distribution (Gaussian statistical dis).
tribution) is the optimal classification technique. If the distribution of individual measurements is in some other form of the gamma distribution, then the power transformation of the feature values (power
transformation) can change the distribution in order to more closely approximate the Gaussian distribution. This individual feature values is performed by exponentiating only 0.4 square (y = x 0. 4).

【0034】 <前処理> 図3において分かるように、前処理段階2000(図1)において、ディジタ
ルマンモグラム画像201は、段階2010において第1ローパスフィルタリン
グされ、かつこの後に、段階2020において水平方向および垂直方向に1/1
6に間引かれる(decimated)。前述の演算は、完全な空間解像度を必要としな
い後続の段階に適した低解像度の画像2070をもたらす。低解像度の画像は、
サブサンプリングされた画像と称される。サブサンプリングされた画像は、自動
切り取り装置(autocropper)2030に入力される。
Pre-Processing As can be seen in FIG. 3, in the pre-processing stage 2000 (FIG. 1), the digital mammogram image 201 is first low-pass filtered in stage 2010 and thereafter in horizontal and vertical direction in stage 2020. 1/1 in the direction
Decimated to 6. The above operation yields a low resolution image 2070 suitable for subsequent stages that do not require full spatial resolution. The low resolution image is
It is called a sub-sampled image. The sub-sampled image is input to the autocropper 2030.

【0035】 自動切り取り装置は、画像内における胸部組織の位置を識別する胸部マスク(
Breast Mask)として知られるバイナリーマスク2040を生じさせる。後続の
画像処理を胸部組織を包含する画像の部分のみに集中させることは、画像を処理
するために必要とされる時間を短縮させる。さらに、ラベルおよび患者の情報の
ようなフィルム上に現れる他の項目は考察対象から除外され、かつ、胸部組織領
域外部にある偽陽性の表示が除去される。
The automatic cropping device identifies the location of breast tissue in the image by a chest mask (
Produces a binary mask 2040 known as a Breast Mask). Focusing the subsequent image processing on only the portion of the image that includes the breast tissue reduces the time required to process the image. In addition, other items appearing on the film, such as labels and patient information, are excluded from consideration and false positive indications outside the breast tissue area are removed.

【0036】 自動切り取りは、本明細書に参照として組み込まれている米国特許第5,99
9,639号明細書に詳細に記載されている。好ましい実施形態において、自動
切り取り装置は、切り取り矩形(Crop Rectangle)2050を作成する。切り取
り矩形は、正に胸部マスクを包含する矩形領域である。
Automatic clipping is described in US Pat. No. 5,995, which is hereby incorporated by reference.
It is described in detail in 9,639. In the preferred embodiment, the automatic cropper creates a Crop Rectangle 2050. The crop rectangle is the rectangular area that exactly contains the chest mask.

【0037】 前処理段階のさらなる出力は胸筋マスク(Pectoral Mask)2060である。
胸筋マスクは、画像内における胸筋組織の位置を識別するバイナリーマスクであ
り、かつ、胸筋マスクを形成するための方法は従来技術において公知である。胸
筋におけるこれらの検出を妨げることが望ましく、その理由は、癌は胸筋におい
て稀にしか発生しないためである。さらに、ディジタルマンモグラムに関するこ
の部分は、通常は他の領域よりも明るく、これにより、偽陽性が検出されること
がある。したがって、胸筋における検出を妨げることは、本発明のシステムの性
能を向上させる。
A further output of the pre-processing stage is the Pectoral Mask 2060.
The pectoral muscle mask is a binary mask that identifies the position of pectoral muscle tissue in the image, and methods for forming the pectoral muscle mask are known in the art. It is desirable to interfere with these detections in the pectoral muscle, because cancer occurs rarely in the pectoral muscle. In addition, this part of the digital mammogram is usually brighter than other areas, which can detect false positives. Therefore, interfering with detection in the pectoral muscle improves the performance of the system of the present invention.

【0038】 <クラスタ化された微小石灰化の検出> 以下、図4および図5(図5は図4の続きである)に移ると、これらの図面に
おいては、本発明のクラスタ化された微小石灰化の検出と、クラスタ化された微
小石灰化の特徴の計算体系3000,4000とを詳細に示す流れ図が示されて
いる。ディジタル画像201および切り取り矩形2050は、微小石灰化のサイ
ズ範囲の局所的なブライトスポットを有するサブ画像領域を際立たせるために、
DoGフィルタリング段階3010に入力され、これにより、フィルタリングさ
れた画像における局所的な最大値を生じさせる。次に、段階3020において、
微小石灰化の検出を示す最大値を区分するために、DoGフィルタリングされた
画像は閾値評価される。検出された最大値の座標表示は、バイナリー胸部マスク
2040と胸筋マスク2060とによって計算され、これにより、段階3030
において、胸部組織外部における、および、胸部組織内ではあるが胸部エッジ近
傍における偽の検出が除去される。分析領域における残りの座標表示は、個々の
微小石灰化からの測定値が計算されるポイント特徴計算段階3040の影響を受
ける。これらのポイント特徴は、癌による損傷(lesion)と関連した個々の微小
石灰化の特徴を最もよく表す検出を所定数まで保持するように意図された二次分
類段階3050に入力される。保持された検出は、段階3060においてクラス
タ化される。微小石灰化クラスタの特徴は、特徴計算段階4000において、ク
ラスタのために計算され、これにより、微小石灰化クラスタの特徴ベクトルおよ
び微小石灰化クラスタの位置4100が生じる。
<Detection of Clustered Microcalcifications> Turning now to FIGS. 4 and 5 (FIG. 5 is a continuation of FIG. 4), in these figures, the clustered microcalcifications of the present invention are shown. A flow chart is shown detailing the detection of calcification and the computational scheme 3000, 4000 for clustered microcalcification features. Digital image 201 and crop rectangle 2050 are used to highlight sub-image areas with localized bright spots in the microcalcification size range.
Input to the DoG filtering stage 3010, which produces a local maximum in the filtered image. Next, in step 3020,
The DoG filtered images are thresholded to segment the maxima that indicate the detection of microcalcifications. A coordinate representation of the detected maximum is calculated by the binary chest mask 2040 and pectoral muscle mask 2060, which results in step 3030.
At, false detections outside the breast tissue and within the breast tissue but near the chest edge are eliminated. The remaining coordinate representations in the analysis area are affected by the point feature calculation step 3040, where the measurements from the individual microcalcifications are calculated. These point features are input to a secondary classification stage 3050 intended to retain up to a predetermined number of detections that best represent the individual microcalcification features associated with cancer lesions. The retained detections are clustered at step 3060. The features of the microcalcification cluster are calculated for the cluster in the feature calculation stage 4000, which results in the feature vector of the microcalcification cluster and the position 4100 of the microcalcification cluster.

【0039】 クラスタ化された微小石灰化検出処理段階に関するより詳細な説明が以下に続
く。ディジタル画像は、最初に、微小石灰化を増強するために、DoGカーネル
(DoG Kernel)によってフィルタリングされる。DoGカーネルは、N×Nの正
方形配列の値において定義される。好ましい実施形態において、カーネルは77
×77である。フィルタリングは、DoGカーネルによって入力画像を畳み込む
(convolving)ことにより行われる。他の実施形態において、フィルタリングは
、最初に入力画像およびDoGカーネルの高速フーリエ変換(FFT)を得るこ
とにより、次にこれらのFFTをともに乗算することにより、かつ、この結果と
して逆FFTを得ることにより行われる。
A more detailed description of the clustered microcalcification detection process steps follows. The digital image is first filtered by a DoG Kernel to enhance microcalcification. The DoG kernel is defined on the values of an N × N square array. In the preferred embodiment, the kernel is 77
It is x77. Filtering is done by convolving the input image with a DoG kernel. In another embodiment, the filtering is to first obtain a Fast Fourier Transform (FFT) of the input image and the DoG kernel, then multiply these FFTs together and, as a result, obtain an inverse FFT. Done by.

【0040】 DoGカーネルは、ここでは、米国特許第5,999,639号明細書に記載
されているように、個々の微小石灰化の最適な検出器として適用される。DoG
カーネルは、数学的には、
The DoG kernel is applied here as an optimal detector of individual microcalcifications, as described in US Pat. No. 5,999,639. DoG
The kernel is mathematically

【数3】 として表される。ここで、σ1およびσ2は個々のガウシアンカーネルの標準偏差
、c1およびc2はガウシアンカーネルのための正規化定数(normalizing consta
nt)である。
[Equation 3] Expressed as Where σ 1 and σ 2 are the standard deviations of the individual Gaussian kernels, and c 1 and c 2 are the normalizing consta for the Gaussian kernels.
nt).

【0041】 σ1のための最適値は、米国特許第5,999,639号明細書に詳述されて
いる。σ2=1.6σ1であるときに、DoGフィルターの応答は、人間の空間的
受容フィルター(human spatial receptive filter)の応答と厳密に整合する。
したがって、人間の生理機能からの動機づけによって、DoG標準偏差定数の比
率を1〜1.6とする。これにより、t個のピクセルの平均的な直径を有するタ
ーゲットに対しては、σ2=t/2を用いる。経験則から、σ1=σ2/1.6で
ある。
Optimal values for σ 1 are detailed in US Pat. No. 5,999,639. When σ 2 = 1.6σ 1 , the DoG filter response closely matches the response of the human spatial receptive filter.
Therefore, the ratio of the DoG standard deviation constant is set to 1 to 1.6 by motivation from human physiological functions. Thus, for targets with an average diameter of t pixels, we use σ 2 = t / 2. From the rule of thumb, σ 1 = σ 2 /1.6.

【0042】 背景に対してターゲットを際立たせるためのDoGフィルタリングの後に、フ
ィルタリングされた画像は、微小石灰化と背景との間におけるグレイレベルでの
差分を有する。微小石灰化はDoGフィルタリングされた画像中で最も明るい対
象の1つである傾向があるが、微小石灰化は、高い平均グレイレベルの領域内に
存在することがあり、かつこれにより、確実に区分することが困難であり得る。
これらの事柄を概略的に扱う本発明の一実施形態において用いられる閾値評価処
理は、米国特許第5,999,639号明細書に詳述されている局所的に傾斜し
た閾値を含んでいる。
After DoG filtering to highlight the target against the background, the filtered image has a gray level difference between the microcalcifications and the background. Microcalcifications tend to be one of the brightest objects in a DoG filtered image, but microcalcifications may lie in regions of high average gray level, and this ensures segmentation. Can be difficult to do.
The threshold evaluation process used in one embodiment of the present invention to address these issues in general includes the locally graded thresholds detailed in US Pat. No. 5,999,639.

【0043】 この閾値評価は、検出のセットの近傍において、[0043]   This threshold evaluation is, in the neighborhood of the set of detections,

【数4】 として計算される。[Equation 4] Calculated as

【0044】 DoGフィルタリングされた表示すべき画像内のピクセル値を、d(x,y)
として考慮する。各々のピクセルは、閾値T(x,y)と比較される。閾値評価
の結果は、局所的に閾値評価された画像l_s(x,y)である。l_s(x,
y)内のピクセルは、‘1’に設定され(この場合に、d(x,y)の値はT(
x,y)よりも大きい)、かつ、他の場合には‘0’に設定される。このことは
、閾値評価された画像内に対象を生じさせる。所定数の検出は、対象内の‘1’
の位置における最も明るい画像ピクセルと、該位置における閾値との間の差分に
基づいて保持される。
Pixel values in the DoG filtered image to be displayed are defined as d (x, y)
To consider as. Each pixel is compared to a threshold T (x, y). The result of the threshold evaluation is the locally thresholded image l_s (x, y). l_s (x,
Pixels in y) are set to '1' (where the value of d (x, y) is T (
x, y)) and in other cases set to '0'. This gives rise to objects in the thresholded image. The predetermined number of detections is '1' in the target
Is held based on the difference between the brightest image pixel at the location and the threshold at that location.

【0045】 閾値評価の後に、検出は、閾値評価処理により見出される対象の重心(または
重力の中心)を計算することにより、1ピクセル表示に変換される。これにより
、検出は、論理値‘1’を備えた1ピクセルとして示され、その一方で、残りの
ピクセルは、論理値‘0’の値を有する。胸部エッジからの所定距離よりも低い
重心を備えた対象は、胸部と背景との間における明るさ値の不連続性に起因して
発生する偽陽性の検出を低下させるために拒絶される。
After the threshold evaluation, the detection is converted to a one-pixel representation by calculating the centroid (or center of gravity) of the object found by the threshold evaluation process. Thereby, the detection is shown as one pixel with a logical value of "1", while the remaining pixels have a value of logical value "0". Subjects with a center of gravity less than a predetermined distance from the chest edge are rejected because they reduce the detection of false positives that occur due to discontinuities in brightness values between the chest and the background.

【0046】 悪性であることと関連した石灰化は、ある一定の特徴を共通して有している。
これらの特性については、重要ではない微小石灰化または偽の検出から、癌領域
を示す微小石灰化からのものである可能性が高い領域を区別する間に活用するこ
とができる。個々の微小石灰化検出の分離は、最初に各々の検出からポイント特
徴を計算することにより、次に後続のポイント特徴ベクトルをポイント分類器(
point classifier)に適用することにより行われる。分類器に関する好ましい実
施形態は、二次分類器である。
Calcification associated with malignancy has certain characteristics in common.
These properties can be exploited while distinguishing from regions of likely microcalcifications representing cancerous regions from insignificant microcalcifications or false detections. Separation of individual microcalcification detections is performed by first calculating the point features from each detection and then the subsequent point feature vector to a point classifier (
point classifier). A preferred embodiment for the classifier is a secondary classifier.

【0047】 偽陽性の微小石灰化検出の数は、後述するように、ポイント分類器により低下
する。ポイント特徴は、前述のように位置(x,y)における各々の微小石灰化
のために抽出される。好ましい実施形態において、各々の微小石灰化のために計
算された3つのポイント特徴は、以下の通りである: 1.(x,y)を中心とするターゲットサイズ13(t=13)のDoGカー
ネル(N×N)の応答(ここで、好ましい実施形態において、N=77である)
。 2.(x,y)の周りにおけるターゲットサイズ7(t=7)のDoGフィル
タリングされた画像の局所的平均(ここで、好ましい実施形態において、局所的
領域は、77×77ピクセルの正方形領域である)。 3.以下の測定値の非線形結合: a)(x,y)を中心とするターゲットサイズ7(t=7)のDoGカーネ
ル(N×N)の応答(ここで、好ましい実施形態において、N=77である); b)(x,y)の周りにおける元の画像の局所的平均(ここで、好ましい実
施形態において、局所的領域は、77×77ピクセルの正方形領域である); c)(x,y)の周りにおける元の入力画像の局所的標準偏差(ここで、好
ましい実施形態において、局所的領域は、77×77ピクセルの正方形領域であ
る)。
The number of false positive microcalcification detections is reduced by the point classifier, as described below. Point features are extracted for each microcalcification at location (x, y) as described above. In the preferred embodiment, the three point features calculated for each microcalcification are as follows: Response of DoG kernel (N × N) with target size 13 (t = 13) centered on (x, y), where N = 77 in the preferred embodiment.
. 2. Local average of a DoG filtered image of target size 7 (t = 7) around (x, y) (wherein in the preferred embodiment the local region is a square region of 77 × 77 pixels). .. 3. Non-linear combination of the following measurements: a) Response of a DoG kernel (N × N) with a target size of 7 (t = 7) centered on (x, y), where N = 77 in the preferred embodiment. B) a local average of the original image around (x, y) (wherein in the preferred embodiment the local area is a square area of 77 × 77 pixels); c) (x, local standard deviation of the original input image around y) (wherein in the preferred embodiment, the local area is a square area of 77 × 77 pixels).

【0048】 前記ポイント特徴3の非線形結合は、5つの入力ノードと2つの出力ノードと
からなる多層パーセプトロン(multilayer perceptron:MLP)人工神経網に
よって行われる。最初の層のノードは双曲線正接関数を用い、かつ、出力ノード
は線形関数を用いる。
The non-linear combination of the point feature 3 is performed by a multi-layer perceptron (MLP) artificial neural network having five input nodes and two output nodes. Nodes in the first layer use the hyperbolic tangent function, and output nodes use a linear function.

【0049】 MLPは、誤差逆伝搬(backpropagation)学習規則を用いてトレーニングさ
れている。第1出力ノードの望ましい応答は、クラスタートゥルースボックス(
cluster truth box)内部における微小石灰化の検出に対しては1であり、そう
でない場合にはゼロである。第2出力ノードの望ましい応答は、クラスタートゥ
ルースボックス外部における微小石灰化の検出に対しては1であり、そうでない
場合にはゼロである。
MLPs have been trained using backpropagation learning rules. The desired response of the first output node is the cluster truth box (
1 for detection of microcalcifications inside the cluster truth box), and zero otherwise. The desired response of the second output node is 1 for detection of microcalcifications outside the cluster truth box, and zero otherwise.

【0050】 前記第3のポイント特徴は、以下のように計算される。第一に、前述の測定値
3a,3b,3cは、ベクトルの形に計算され、かつ、記憶される。MLPに適
用する前に、入力ベクトルはゼロ平均および単位分散(unit variance)に正規
化され、これにより、入力データ変動の範囲にわたる頑健性(robustness)がも
たらされる。正規化された入力ベクトルは、MLPと、各々の出力ノードにおい
て得られた値とに適用される。第2出力ノードの値は、第3のポイント特徴をも
たらすために、第1出力ノードの値から減算される。
The third point feature is calculated as follows. First, the aforementioned measured values 3a, 3b, 3c are calculated and stored in vector form. Before applying to MLP, the input vector is normalized to zero mean and unit variance, which provides robustness over the range of input data variation. The normalized input vector is applied to the MLP and the value obtained at each output node. The value of the second output node is subtracted from the value of the first output node to yield the third point feature.

【0051】 微小石灰化のポイント分類器は、2つのクラスの二次分類器を用いる。2つの
クラスとは、正常、および、悪性である。各々の検出に関するポイント特徴は、
正常および悪性の判別式値を与える分類器によってテストされる。判別式の差分
が負であれば、検出は、悪性であるよりも、正常である可能性が高い。したがっ
て、このポイントは、さらなる分析から拒絶される。しかしながら、判別式の差
分が正であれば、検出はさらなる分析のために保持され、かつ、これに関連した
ポイント特徴および判別式の差分が、さらなる処理のために記憶される。
The microcalcification point classifier uses two classes of secondary classifiers. The two classes are normal and malignant. The key features of each detection are:
Tested by a classifier giving normal and malignant discriminant values. If the discriminant difference is negative, the detection is likely to be normal rather than malignant. Therefore, this point is rejected from further analysis. However, if the discriminant difference is positive, the detection is retained for further analysis and the associated point features and discriminant difference are stored for further processing.

【0052】 残りの検出は、これらの判別式の差分により、最大から最小へ、等級により順
序づけされる(rank ordered)。これらの等級が所定数(好ましい実施形態にお
いては、50)よりも大きければ、これらは、さらなる分析から拒絶される。こ
の演算は、悪性である可能性が最も高い微小石灰化の検出のみを保持する。これ
ら残りの検出は、後続のクラスタ化段階に適用される。
The remaining detections are ranked ordered from largest to smallest by the difference in these discriminants. If these grades are greater than a predetermined number (50 in the preferred embodiment), they are rejected from further analysis. This operation keeps only the detection of microcalcifications that are most likely to be malignant. These remaining detections are applied to subsequent clustering steps.

【0053】 クラスタであると考慮されるために、微小石灰化検出のセットは、2つの要求
を満たす必要がある。第一に、あるクラスタ内の全ての微小石灰化は、該クラス
タ内の他の微小石灰化の特定の距離内に存在する必要がある。第二に、少なくと
も最小限の数の微小石灰化がクラスタ内に存在する必要がある。したがって、ポ
イント分類器からの検出のセットがクラスタ化される場合に、幾つかの検出を落
とすことができる。例えば、他の微小石灰化から所定の最大距離よりも離れた孤
立した微小石灰化は、クラスタ化段階で残存することはない。
To be considered a cluster, a set of microcalcification detections needs to meet two requirements. First, all microcalcifications within a cluster must be within a certain distance of other microcalcifications within the cluster. Second, there must be at least a minimum number of microcalcifications within the cluster. Therefore, some detections can be dropped if the set of detections from the point classifier is clustered. For example, isolated microcalcifications that are more than a predetermined maximum distance from other microcalcifications do not survive the clustering stage.

【0054】 <微小石灰化クラスタの特徴> 偽陽性の微小石灰化クラスタは、後述する分類器によって低下する。特徴の説
明における記号“PT”は、べき変換が測定値に適用されることを示す。7つの
微小石灰化クラスタの特徴は、各々の微小石灰化クラスタのために計算され、か
つ、好ましい実施形態において、以下の通りである: 1.線形濃度 − ポイント間の最大距離により除算された、検出された微小石
灰化の数として計算される(PT)。 2.平均DoG値 − 検出されたクラスタのピクセル位置にわたって計算され
た、ターゲットサイズ7(t=7)のDoGフィルタリングされた画像ピクセル
の平均値。 3.平均DoGサイズ − 検出されたクラスタのピクセル位置に対応する重心
を有する、閾値評価されたターゲットサイズ7(t=7)のDoGフィルタリン
グされた画像における各々の対象の平均サイズ(PT)。 4.平均ガボール(Gabor)値 − ガボールフィルターのバンクを通して検出
されたクラスタのピクセル位置に対応するディジタル画像からのピクセルのセッ
トを適用した結果として生じる平均値。平均化は、ガボールフィルターバンクに
おけるフィルターの全てのN個の方位(orientation)に対する最大値にわたる
ものである。ガボールカーネル(Gabor kernel)は、
<Characteristics of Microcalcification Clusters> False-positive microcalcification clusters are reduced by a classifier described later. The symbol "PT" in the feature description indicates that the power transformation is applied to the measurement. The characteristics of the seven microcalcification clusters are calculated for each microcalcification cluster and in the preferred embodiment: Linear concentration-calculated as the number of microcalcifications detected divided by the maximum distance between points (PT). 2. Mean DoG value-the average value of DoG filtered image pixels with a target size of 7 (t = 7) calculated over the pixel positions of the detected cluster. 3. Average DoG Size-The average size (PT) of each target in the DoG filtered image of threshold-evaluated target size 7 (t = 7) with the centroid corresponding to the pixel position of the detected cluster. 4. Mean Gabor Value-The mean value that results from applying a set of pixels from the digital image corresponding to the pixel locations of the cluster detected through a bank of Gabor filters. The averaging is over the maximum for all N orientations of the filter in the Gabor filter bank. Gabor kernel is

【数5】 という式により与えられ、ここで、 x,yは、カーネル下におけるピクセルの座標、 Tは、シヌソイドの周期、 θは、シヌソイドの方位角度、 wは、ガウス関数の幅、および、 φは、シヌソイドの位相である(0=正弦、π/2=余弦)。 この実施形態において、ガボールフィルターは、M×M配列において、0°〜1
80°の間における24個の方位角度において定義される。周期Tは、ターゲッ
トサイズの2倍により除算されたカーネルサイズとして見出される。この実施形
態において、カーネルサイズは、32×32のピクセル近傍に対応し、かつ、タ
ーゲットサイズは7.0ピクセルである。ガウス関数の幅は、1.0に等しい。
シヌソイドの位相は、局所的なブライトスポットにもっと良好に応答するために
、π/2に等しい(PT)。 5.ポイント分類器の3つの等級値 − クラスタ内におけるポイントは、ポイ
ント分類段階からの判別式の差分のスコアに基づいて等級により順序づけされ、
かつ、M番目に大きい判別式の差分のスコアが、クラスタのための特徴値として
選択され、ここで、好ましい実施形態において、M=3である(PT)。 6.平均強度比 − この特徴は、ポイント位置をシードピクセル(seed pixel
)として用いて、クラスタ内の各々の検出を領域成長させることにより計算され
る。各々の領域成長領域内部の画像ピクセルの平均強度は、所定サイズの矩形近
傍区域内における領域成長領域外部の画像ピクセルの平均強度により除算される
。クラスタ内の全ての検出に対する強度比は合算され、かつ次に、クラスタ内の
ポイントの数により除算され、これにより、平均強度比特徴が得られる(PT)
。 7.平均第2中心モーメント − この特徴は、ポイント位置をシードピクセル
として用いて、クラスタ内の各々の検出を領域成長させることにより計算される
。入力画像のポイント位置を中心とする所定サイズの矩形近傍区域は、該近傍区
域内のエネルギーにより正規化されて用いられる。次に、エネルギーにより正規
化された画像の領域成長部分の第2中心モーメントが計算される。第2中心モー
メントは平均化され、これにより、この特徴が得られる。
[Equation 5] Where x is the coordinate of the pixel under the kernel, T is the period of the sinusoid, θ is the azimuth angle of the sinusoid, w is the width of the Gaussian function, and φ is the sinusoid. (0 = sine, π / 2 = cosine). In this embodiment, the Gabor filter is 0 ° to 1 in the M × M array.
It is defined at 24 azimuth angles between 80 °. The period T is found as the kernel size divided by twice the target size. In this embodiment, the kernel size corresponds to a 32 × 32 pixel neighborhood and the target size is 7.0 pixels. The width of the Gaussian function is equal to 1.0.
The phase of the sinusoid is equal to π / 2 (PT) to better respond to the local bright spot. 5. Three classifier classifier values-the points within the cluster are ordered by class based on the score of the discriminant difference from the point classification stage,
And the score of the M-th largest discriminant difference is selected as the feature value for the cluster, where in the preferred embodiment M = 3 (PT). 6. Average Intensity Ratio-This feature determines the position of a point as a seed pixel.
) Is used to compute the region growth of each detection in the cluster. The average intensity of image pixels inside each region growth region is divided by the average intensity of image pixels outside the region growth region within a rectangular neighborhood of a given size. The intensity ratios for all detections in the cluster are summed and then divided by the number of points in the cluster, which gives the average intensity ratio feature (PT).
. 7. Mean Second Central Moment-This feature is calculated by region growing each detection in the cluster using the point positions as seed pixels. A rectangular neighborhood area of a predetermined size centered on the point position of the input image is used after being normalized by the energy in the neighborhood area. Then, the second central moment of the energy-normalized region growing portion of the image is calculated. The second central moments are averaged, which gives this feature.

【0055】 この実施形態において用いられる特定的な第2中心モーメントは、[0055]   The specific second central moment used in this embodiment is

【数6】 として定義される。ここで、x ̄(“x ̄”は、“x”の上に“ ̄”を付した文 字を示すものとする)は、領域成長した検出の重心のx成分である。[Equation 6] Is defined as Here, x-("x-" indicates a character with "-" on "x") is the x-component of the centroid of the region-grown detection.

【0056】 これらの微小石灰化クラスタの特徴は、段階5000において、微小石灰化ク
ラスタ分類器に適用される。
These microcalcification cluster features are applied to the microcalcification cluster classifier in step 5000.

【0057】 <濃度の検出> 濃度の検出は、悪性の塊体と関連したマンモグラフィ画像の領域を突き止める
処理である。濃度の検出は、幾つかの理由により、微小石灰化の検出よりも困難
であると考えられている。小さいが、サイズの範囲が比較的小さな間隔に及ぶ重
要な微小石灰化は、通常は非常に明るく、かつ、大部分の胸部組織内において高
いコントラストを有する。しかしながら、重要な濃度は、サイズの変動が極めて
大きく(0〜2.5cm)、かつ、低いコントラストを有することがある。さら
に、微小石灰化は、胸部組織との明確な境界を有しているが、その一方で、濃度
と背景組織との間の境界は不明確であり得る。
<Density Detection> Density detection is the process of locating the area of the mammography image associated with the malignant mass. Detecting concentrations is considered more difficult than detecting microcalcifications for several reasons. Significant microcalcifications, which are small, but range in size over relatively small intervals, are usually very bright and have high contrast within most breast tissue. However, important densities can have very large size variations (0-2.5 cm) and have low contrast. Furthermore, microcalcifications have a clear boundary with breast tissue, while the boundary between concentration and background tissue may be unclear.

【0058】 疑わしい濃度を識別するために放射線技師により用いられる2つの主要な要因
は、損傷の境界の明確さ、および、損傷の形状である。不明確な境界は、悪性で
あることを示している。スピキュラを伴う損傷は、楕円形の損傷よりも悪性であ
る可能性が高い。ケッゲルメイヤー(Keggelmeyer)は、米国特許第5,633
,948号明細書および米国特許第5,661,820号明細書に開示されてい
るように、特にスピキュラを伴う損傷のための検出器を設計した。
Two major factors used by radiologists to identify suspect concentrations are lesion demarcation and lesion shape. Unclear boundaries indicate malignancy. Damage with spicules is more likely to be malignant than oval-shaped damage. Keggelmeyer, US Pat. No. 5,633.
, 948 and US Pat. No. 5,661,820, a detector was designed specifically for damage with spicules.

【0059】 以下、図6および図7(図7は図6の続きである)に移ると、これらの図面に
おいては、本発明の濃度検出と、濃度特徴計算体系6000,7000とを詳細
に示す流れ図が示されている。サブサンプリングされたディジタル画像2070
および胸部マスク2040は、前処理段階6010に入力される。この段階にお
いて、胸部と背景との間の境界は、胸部組織とフィルムの背景との間における大
きなコントラストのみに起因して発生する偽の検出の数を低下させるために滑ら
かにされる。段階6020において、胸部組織処理段階からの出力画像は傾き補
正され、これにより、画像強度の局所的な値は、近傍において評価され、次に、
この近傍から減算される。このことは、高められたコントラストをもたらし、か
つこれにより、元の画像において低いコントラストを有する損傷の検出を可能に
する。次に、結果として生じる画像は、段階6030において、MaxDoGフ
ィルターバンクに入力され、その出力は、局所的に明るくかつ概略的に円形(直
径0.5〜2.5cm)の際立たせた領域を有する画像である。MaxDoG画
像におけるピークは、段階6040において検出される。ピークは、MaxDo
G画像における局所的に明るい領域であるピクセル位置に対応する。これらの位
置は、段階6050において、連結した対象にグループ化され、かつ、これらの
連結した対象は、濃度検出器の最初の検出となる。これらの連結した対象からの
スクリーニング特徴は、段階6050において計算され、かつこの後に、スクリ
ーニング分類段階6070に入力される。スクリーニング分類器の主要な目的は
、より詳細な後続の分析の前における最初の検出数を低下させ、その一方で、さ
らなる考察のために悪性領域を保持することである。スクリーニング分類器を通
過する検出は、領域成長段階6080に入力される。領域成長は、損傷の形状に
関するより正確な評価を与える。領域成長は、本発明の重大な段階である。困難
な問題であることを含意して、マンモグラフィにおける領域成長に関して多くの
方法が説明されている。本発明に説明されている領域成長方法は、非常に一般的
であり、かつ、成長の各反復における適合性重みづけ(adaptive weighting)、
および、人間により真と判定された(hand-truthed)損傷のデータベースを用い
て設計された最適な領域成長したマスク(region grown mask)の分類器に基づ
く選択という2つの主要な領域において最新技術を進歩させる。領域成長した対
象は、濃度エキスパートフィルター特徴計算段階6090において分析される。
ここで、特徴は、疑わしい領域と疑わしくない領域とを分離する目的のために計
算される。これらの濃度の特徴は、エキスパートフィルター段階6100におい
て分析され、これにより、最も明白に癌と関連していない対象が除去される。エ
キスパートフィルター段階の後で残る検出は、濃度特徴計算段階7000に入力
される。濃度検出器の出力は、濃度の特徴ベクトルと、検出された濃度の位置と
を有する(段階7100)。
Turning now to FIGS. 6 and 7 (FIG. 7 is a continuation of FIG. 6), these drawings show the concentration detection of the present invention and the concentration feature calculation system 6000, 7000 in detail. A flow chart is shown. Subsampled digital image 2070
And the chest mask 2040 is input to the pre-processing stage 6010. At this stage, the border between the chest and the background is smoothed to reduce the number of false detections that occur only due to the large contrast between the chest tissue and the film background. In step 6020, the output image from the breast tissue processing step is deskewed so that local values of image intensity are evaluated in the neighborhood and then
Subtracted from this neighborhood. This leads to an increased contrast and thereby allows the detection of lesions with low contrast in the original image. The resulting image is then input to a MaxDoG filter bank at step 6030, the output of which has locally bright and generally circular (0.5-2.5 cm diameter) salient regions. It is an image. The peak in the MaxDoG image is detected at step 6040. The peak is MaxDo
Corresponds to a pixel location that is a locally bright area in the G image. These positions are grouped into connected objects in step 6050, and these connected objects are the first detections of the concentration detector. Screening features from these connected objects are calculated at step 6050 and are subsequently input to screening classification step 6070. The main purpose of the screening classifier is to reduce the number of initial detections before more detailed subsequent analysis, while preserving malignant areas for further consideration. The detections that pass the screening classifier are input to the region growing stage 6080. Region growth gives a more accurate assessment of the shape of the lesion. Region growth is a critical step in the present invention. Many methods have been described for region growth in mammography, implying a difficult problem. The region growing method described in the present invention is very general and adaptive weighting at each iteration of growth,
And state-of-the-art in two main areas: classifier-based selection of optimal region grown masks designed with a database of hand-truthed damage by humans. Make progress. The region grown object is analyzed in a density expert filter feature calculation step 6090.
Here, the features are calculated for the purpose of separating suspicious and non-suspect regions. These concentration features are analyzed in the expert filter stage 6100, which removes the subjects that are not most clearly associated with cancer. The detections remaining after the expert filter step are input to the density feature calculation step 7000. The output of the density detector comprises the density feature vector and the position of the detected density (step 7100).

【0060】 濃度検出処理における段階に関するより詳細な説明は以下の通りである。サブ
サンプリングされたディジタル画像2070および胸部マスク2040は、前処
理段階6010へ入力される。ここで、画像は、最初に、胸部およびマンモグラ
フィフィルムの境界のエッジと関連した不連続性に起因する偽の検出の数を低下
させるための後続の処理のために準備される。大きな不連続性によって、フィル
ターが画像上で動作する場合にすり替え(ringing)が生じる。すり替えは、偽
の検出を生じさせることがあり、かつ、損傷を不明瞭にすることがあり、これに
より、これらの損傷が検出されなくなってしまう。濃度の前処理段階6010は
、これらの望ましくない効果を低下させる。
A more detailed description of the steps in the density detection process is as follows. The subsampled digital image 2070 and chest mask 2040 are input to the preprocessing stage 6010. Here, the image is first prepared for subsequent processing to reduce the number of false detections due to discontinuities associated with the edges of the chest and mammography film boundaries. Large discontinuities cause ringing when the filter operates on the image. Swapping can cause spurious detections and obscure the damage, which makes these damage go undetected. The concentration pretreatment step 6010 reduces these undesirable effects.

【0061】 濃度の前処理は、背景と組織との間における急激な強度の不連続性に起因した
胸部のエッジ上におけるすり替えを低下させるために用いられる。前処理は、2
つのマスク、膨張した胸部マスク、および侵食された胸部マスクの形成によって
始まる。次に、傾き補正が、侵食された胸部マスクと膨張した胸部マスクとの間
の領域に適用される。この動作は、画像の細部を維持し、かつ、局所的な背景の
明るさを除去する。局所的な平均は、膨張した胸部マスクのエッジにおいて計算
され、かつ、この値は、傾き補正された局所的な領域に加えられる。このことは
、胸部と背景との間の移行における細部の情報を維持する画像を生じさせ、その
一方で、胸部と背景との間における明るさの不連続性を低下させる。
Density pretreatment is used to reduce the hand-over on the chest edge due to the abrupt intensity discontinuity between background and tissue. Pretreatment is 2
Begins with the formation of two masks, an inflated chest mask, and an eroded chest mask. Tilt correction is then applied to the area between the eroded and dilated breast mask. This action preserves image detail and removes local background brightness. A local average is calculated at the edges of the dilated chest mask and this value is added to the tilt-corrected local area. This results in an image that retains detailed information on the transition between the chest and the background, while reducing the brightness discontinuity between the chest and the background.

【0062】 濃度の前処理の後に、傾き補正段階6020が画像に適用される。傾き補正段
階は、標準的なベジエ面フィッティングアルゴリズム(Bezier surface fitting
algorithm)を用いる。ベジエ面はバイキュービック(bi-cubic)のパラメトリ
ックパッチであるので、面を特徴づけるために、16個の制御ポイントが用いら
れる。これら16個の制御ポイントは4×4グリッドの形で組織され、かつ、こ
れに対応するパラメトリック面は、画像の局所的部分における背景画像強度に対
する近似値として用いられる。4×4グリッドの境界内における各々のピクセル
強度は、前記近似値から、次の段階への入力のために濃度について前処理された
画像という結果となる背景画像強度値に対する近似値を減算している。
After density pre-processing, a skew correction step 6020 is applied to the image. The tilt correction stage is a standard Bezier surface fitting algorithm.
algorithm)). Since the Bezier surface is a bi-cubic parametric patch, 16 control points are used to characterize the surface. These 16 control points are organized in a 4 × 4 grid, and the corresponding parametric surface is used as an approximation to the background image intensity in the local part of the image. Each pixel intensity within the boundaries of a 4 × 4 grid is subtracted from the approximation by an approximation to the background image intensity value that results in a pre-processed image for density for input to the next stage. There is.

【0063】 濃度について前処理された画像は、MaxDoGフィルターバンク6030に
適用される。図8に示されるMaxDoGフィルターバンクは、最初に、DoG
フィルターバンクとともに、入力画像を畳み込む。5つのDoGのターゲットサ
イズは、t=12,14,16,18,20である。これらのターゲットサイズ
は、サブサンプリングされた画像における損傷の直径に関連する。DoGカーネ
ルのターゲットサイズtと標準偏差との間の関係は、σ1=(t/3.2)およ
びσ2=(t/2.0)である。各々のDoGカーネルは、入力画像とともに個
々に畳み込まれる。前記入力画像は、5つのDoGフィルタリングされた画像を
生じさせ、各々の画像は、特定のターゲットサイズに対して最も感度がよい。次
に、各々のピクセル位置における最大の応答は、全てのDoGフィルタリングさ
れた画像にわたって選択され、これにより、MaxDoG出力画像が作成される
The density pre-processed image is applied to the MaxDoG filterbank 6030. The MaxDoG filter bank shown in FIG.
Convolve the input image with the filter bank. The target size of the five DoGs is t = 12, 14, 16, 18, 20. These target sizes are related to the diameter of the lesion in the subsampled image. The relationship between the target size t of the DoG kernel and the standard deviation is σ 1 = (t / 3.2) and σ 2 = (t / 2.0). Each DoG kernel is individually convolved with the input image. The input image yields five DoG filtered images, each image being most sensitive to a particular target size. The maximum response at each pixel location is then selected across all DoG filtered images, which creates a MaxDoG output image.

【0064】 DoGカーネルは癌の濃度がマンモグラム上にどのように現れるのかに対する
おおよその近似であるので、画像を伴うカーネルのような畳み込みの応答は、こ
のカーネルに類似した、したがって癌の濃度に類似した画像の領域を示す。Do
Gカーネルは、濃度が概略的にDoGと同じサイズである場合に(したがって、
5つの異なるサイズにされたDogのバンクが用いられる場合に)、最も強く応
答する。こうして、診断上関連するサイズの間隔に及ぶ様々なサイズの濃度が検
出される。
Since the DoG kernel is an approximate approximation of how the cancer concentration appears on the mammogram, the kernel-like convolution response with the image is similar to this kernel and thus similar to the cancer concentration. The area of the image is shown. Do
The G kernel is given when the cardinality is roughly the same size as DoG (hence,
The strongest response (when 5 banks of different sized Dogs are used). In this way, concentrations of various sizes are detected over a diagnostically relevant size interval.

【0065】 MaxDoG画像は、ピーク検出器段階6040に入力される。ここで、癌の
濃度であり得るMaxDoG画像におけるピークが、さらなる処理のために突き
止められる。これらの段階は、以下の通りである。第一に、各々のMaxDoG
画像のピクセル位置に関して、ピーク検出器は、該位置から3ピクセル離れた全
てのピクセルを検査する。現在のピクセルの強度値が3ピクセル離れたピクセル
の強度値の90%よりも大きければ、現在のピクセルは、ピーク選択段階の出力
における局所的最大画像上において、論理値‘1’に設定される。そうでない場
合には、ピーク選択からの出力画像は、論理値‘0’に設定される。
The MaxDoG image is input to the peak detector stage 6040. Here, the peaks in the MaxDoG image, which may be the concentration of cancer, are located for further processing. These stages are as follows. First, each MaxDoG
For a pixel location in the image, the peak detector examines every pixel 3 pixels away from that location. If the intensity value of the current pixel is greater than 90% of the intensity value of the pixel 3 pixels away, then the current pixel is set to a logical '1' on the local maximum image at the output of the peak selection stage. . Otherwise, the output image from peak selection is set to the logical value '0'.

【0066】 次の段階6050は、局所的最大画像において‘1’の値を有する連結された
ピクセルを、論理値“対象(objects)”にグループ化する。このことは、以下
のような近傍アルゴリズム(neighborhood algorithm)によって行われる。局所
的最大画像は、局所的最大値となるように示されたピクセルのために、ラスター
(raster)順に(画像の左上から画像の右下へ1行ずつ)検索される。見出され
た各々の局所的最大画像に関して、該画像上方の隣接ピクセルおよび該画像左側
の隣接ピクセルが検査される。どちらの隣接ピクセルも対象の一部でなければ、
新たな対象が、局所的最大ピクセルによって、その第1部材として作成される。
隣接ピクセルの1つが既に対象の一部であれば、局所的最大ピクセルがこの対象
内に配置される。両方の隣接ピクセルが対象の一部であれば、これらの対象は結
合され、かつ、局所的最大ピクセルは、結果として生じた対象内に配置される。
このことは、画像全体が検査されるまで続く。この時点において、アルゴリズム
は、局所的最大画像上におけるN個の対象の順序づけされたリストを発生させて
いる。対象は、各々の対象指数(object index)1〜Nと関連したピクセル位置
のセットにより識別される。
The next step 6050 groups connected pixels having a value of '1' in the local maximal image into logical "objects". This is done by the following neighborhood algorithm. The local maximum image is searched in raster order (upper left of image to lower right of image row by row) for the pixels indicated to be the local maximum. For each local maximum image found, adjacent pixels above the image and adjacent pixels to the left of the image are examined. If neither adjacent pixel is part of the target,
A new object is created with its local maximum pixel as its first member.
If one of the neighboring pixels is already part of the object, the local maximum pixel is placed in this object. If both neighboring pixels are part of the object, then these objects are combined and the local maximum pixel is placed in the resulting object.
This continues until the entire image has been examined. At this point, the algorithm is generating an ordered list of N objects on the local maximum image. An object is identified by a set of pixel locations associated with each object index 1-N.

【0067】 濃度検出に関する次の段階は、濃度検出器により最初に検出されかつ癌領域で
ある可能性が低い領域の多くを除去する。量に関して、検出の数は、しばしば1
000以上から所定の限度(ここでは、20に設定される)まで低下する。幾つ
かの段階は、この低下に寄与する。第一には、胸筋マスク2060を用いて胸筋
内で突き止められた全ての検出を除去することである。次に、MaxDoG画像
において最も高い応答を有する所定数の検出のみが保持される。このことは、各
々の検出された対象下におけるMaxDoG画像からの最大値に対して降順ソー
トを行うことにより、次に、所定数(本実施形態においては、3.5)よりも大
きく等級づけされる対象をさらなる考察から除去することにより行われる。この
段階のための動機づけは、MaxDoG値が大きいほど、損傷がターゲット用モ
デルと良好に整合する、ということである。この段階における最終段階は、濃度
スクリーニングの特徴を計算することと、二次スクリーニング分類器を通過する
検出の数を第2所定値以下に保ちながら検出を分類することとを必要とする。
The next step in concentration detection is to remove many of the areas initially detected by the concentration detector and unlikely to be cancerous areas. In terms of quantity, the number of detections is often one
000 or more to a predetermined limit (here set to 20). Several steps contribute to this reduction. First, the pectoral mask 2060 is used to eliminate all detections located in the pectoral muscle. Then only the predetermined number of detections with the highest response in the MaxDoG image are retained. This is then graded above a predetermined number (3.5 in this embodiment) by performing a descending sort on the maximum value from the MaxDoG image under each detected object. By removing the subject from further consideration. The motivation for this step is that the larger the MaxDoG value, the better the damage matches the target model. The final step in this step involves calculating the features of the concentration screen and classifying the detections while keeping the number of detections passing through the secondary screening classifier below a second predetermined value.

【0068】 スクリーニング分類器への入力は、残存している検出された対象、および、こ
れに関連した濃度スクリーニング特徴のセットである。特徴の説明における記号
“PT”は、べき変換が測定値に適用されることを示す。好ましい実施形態にお
ける濃度スクリーニング特徴は、 1.MaxDoGの最大値 − 検出された対象に対応するピクセルのセットか
らのMaxDoG画像の最大値(PT)。 2.MaxDoGの標準偏差 − 検出された対象に対応するピクセルのセット
からのMaxDoG画像の標準偏差。 3.MaxDoGの正規化された平均 − 検出された対象に対応するピクセル
のセットからのサブサンプリング画像の平均により除算された被検出対象よりも
下にあるMaxDoG画像の平均。 4.MaxDoGの最小値 − 前記検出を中心とする5×5ピクセルブロック
内のMaxDoG画像の最小MaxDoG値。 5.MaxDoG5×5の正規化された平均 − 5×5ピクセルの中心ブロッ
クの周りにおいて、サブサンプリングされた入力画像の平均により除算された5
×5ピクセルの中心ブロック内のMaxDoG画像の平均。
The input to the screening classifier is the remaining detected subjects and their associated set of concentration screening features. The symbol "PT" in the feature description indicates that the power transformation is applied to the measurement. The concentration screening features in the preferred embodiment include: MaxDoG Maximum-The maximum value (PT) of the MaxDoG image from the set of pixels corresponding to the detected object. 2. MaxDoG standard deviation-The standard deviation of the MaxDoG image from the set of pixels corresponding to the detected object. 3. MaxDoG Normalized Mean-The average of the MaxDoG images below the detected object divided by the average of the sub-sampled images from the set of pixels corresponding to the detected objects. 4. Minimum MaxDoG value-Minimum MaxDoG value of a MaxDoG image in a 5 × 5 pixel block centered on the detection. 5. MaxDoG 5x5 Normalized Mean-5 divided by the mean of the subsampled input image around the central block of 5x5 pixels.
Average of MaxDoG images in the central block of × 5 pixels.

【0069】 これらの濃度スクリーニングの特徴ベクトルは、濃度スクリーニング分類器に
入力される。濃度スクリーニング分類器は、各々が正常および異常のための2つ
の判別関数を用いる。判別式が計算された後に差分が見出される。この差分は、
所定の閾値と比較される。判別式の差分が閾値よりも小さければ、検出された対
象はさらなる考察から除去される。閾値よりも大きな濃度スクリーニング判別式
の差分を有する領域は判別式の差分により等級づけされ、これにより、最も大き
な判別式の差分が最も小さな等級値(すなわち、1)を有する。さらなる所定の
上限よりも大きな等級を有するあらゆる被検出対象は、さらなる考察から除去さ
れる。残りの検出された対象は、後続の処理のための次の段階へ通される。
These feature vectors for concentration screening are input to the concentration screening classifier. The concentration screening classifier uses two discriminant functions, one for normal and one for abnormal. The difference is found after the discriminant is calculated. This difference is
It is compared with a predetermined threshold. If the discriminant difference is less than the threshold, the detected object is removed from further consideration. Regions having a density screening discriminant difference greater than a threshold are graded by the discriminant difference, whereby the largest discriminant difference has the smallest grade value (ie, 1). Any detected object with a magnitude greater than a further predetermined upper limit is excluded from further consideration. The remaining detected objects are passed to the next stage for further processing.

【0070】 残りの検出された対象の各々は、以下に、領域成長段階6080に入力される
。ここで、各々の検出物の形状が、より厳密に評価される。改善された形状評価
は、次の分類段階8000のための、さらなる濃度の特徴の計算7000におい
て用いられる。領域成長による形状評価について、以下に説明する。
Each of the remaining detected objects is input to the region growing stage 6080 below. Here, the shape of each detected object is evaluated more strictly. The improved shape evaluation is used in the further density feature calculation 7000 for the next classification stage 8000. The shape evaluation by region growth will be described below.

【0071】 <領域成長> 濃度検出器に関するこの段階において、検出の境界を評価するために、領域成
長が用いられる。理想的には、全ての検出が、疑わしい損傷に対応する。しかし
ながら、実際には、この時点までの段階は、癌と関連していない領域を検出する
。望ましくない検出を拒絶するための有用な方法は、局所的に明るい領域の形状
に基づいて特徴を計算することである。しかしながら、胸部組織の複雑さと、疑
わしい領域のしばしば微妙な性質と、疑わしい領域の不明瞭なエッジとに起因し
て、形状評価は困難な問題である。
Region Growth At this stage in the concentration detector, region growth is used to evaluate the boundaries of the detection. Ideally, all detections correspond to suspicious damage. However, in practice, the steps up to this point detect areas not associated with cancer. A useful way to reject unwanted detections is to compute features based on the shape of locally bright areas. However, due to the complexity of the chest tissue, the often subtle nature of the suspicious area, and the obscure edges of the suspicious area, shape evaluation is a difficult problem.

【0072】 領域成長は、医療画像処理コミュニティにおいて、なおも活動状態の研究領域
である。損傷の微妙さと、これらの損傷の境界の複雑さと、損傷を包囲する背景
画像の特性に起因して、形状評価は、医療画像において自動的に行うことが困難
である。多くの場合において、周囲の組織は、損傷に関連していない明るい構造
を有する。従来の百分率に基づく塗りつぶし(floodfill)に関する1つの欠点
は、明るく細長い構造が画像チップ内に存在すれば、早計に終了してしまうこと
である。このことは、塗りつぶしが構造に成長する場合に発生し、その理由は、
塗りつぶしの傾向が、明るく細長い構造を画像チップの境界まで辿ることである
ためである。
Area growth is still an active area of research in the medical imaging community. Due to the subtleties of the lesions, the complexity of the boundaries of these lesions, and the characteristics of the background image surrounding the lesions, shape evaluation is difficult to perform automatically in medical images. In many cases, the surrounding tissue has a bright structure that is not associated with injury. One drawback with conventional percentage-based floodfills is that they are prematurely terminated if bright and elongated structures are present in the image chip. This happens when the fill grows into the structure, because
This is because the tendency to fill is to follow bright and elongated structures to the boundaries of the image chips.

【0073】 本発明において説明される領域成長方法は、2つの独自の特徴を有する。第一
に、画像に関する反復的な動的重みづけ(iterative dynamic weighting)は、
評価された形状における背景構造の効果を低下させるために用いられる。反復的
な動的重みづけは、混合画像を、入力画像と重みづけされた入力画像との合計と
して計算する処理である。重みづけは、現在の形状評価の関数である。第二に、
分類器は、損傷を最も表す形状を選択するために用いられる。反復処理の間に作
成された評価値のセットから最適な形状評価を選択する問題は、“領域成長マス
ク選択分類器”の利用により解決される。この分類器は、領域成長判別関数に基
づいて、領域のために最適な形状評価を識別する。候補マスクのセットは、反復
的な動的ガウシアン重みづけによって、塗りつぶしアルゴリズムを用いて形成さ
れ、これにより、成長した領域が小型となりかつ適度に良好に形成されることが
保証される。出力は、選択された領域成長マスクのセット、および、各々の検出
と関連した領域成長判別式値である。
The region growing method described in the present invention has two unique features. First, iterative dynamic weighting for images is
Used to reduce the effect of background structures on the evaluated shape. Iterative dynamic weighting is the process of calculating a mixed image as the sum of an input image and a weighted input image. Weighting is a function of current shape evaluation. Secondly,
The classifier is used to select the shape that most represents the damage. The problem of selecting the optimal shape evaluation from the set of evaluation values created during the iterative process is solved by the use of a "region growth mask selection classifier". The classifier identifies the best shape estimate for a region based on the region growth discriminant function. The set of candidate masks is formed with a fill algorithm by iterative dynamic Gaussian weighting, which ensures that the grown regions are small and reasonably well formed. The output is a set of selected area growth masks and area growth discriminant values associated with each detection.

【0074】 本発明の適用において、領域成長は、検出された対象に適用される。濃度スク
リーニング分類器を通過する検出された対象は、領域成長段階6080に入力さ
れる。動作の概観を示すブロック図は、図9に与えられている。領域成長段階へ
の入力は、サブサンプリングされた画像、検出された対象のマスク、および所定
の最大限に許容される領域成長近傍サイズである。出力は、損傷と関連した‘最
適な’ブール画像(Boolean images)のセットである。ブール画像における‘1
’ピクセルは、損傷のための形状評価を示す。これらのブール画像は、領域成長
したマスク(region grown mask)として知られる。最終的に選択すべきマスク
の数は、Nとして予め決められており、ここで、最適なN個のマスクの選択は、
各々のマスクと関連した判別式の値に基づいている。
In the application of the invention, area growth is applied to the detected object. The detected objects that pass the concentration screening classifier are input to the region growing stage 6080. A block diagram outlining the operation is given in FIG. The inputs to the region growing stage are the subsampled image, the mask of the detected object, and a predetermined maximum allowed region growing neighborhood size. The output is a set of'optimal 'Boolean images associated with the damage. '1 in Boolean image
'Pixel indicates shape evaluation for damage. These Boolean images are known as region grown masks. The number of masks to be finally selected is predetermined as N, where the optimum selection of N masks is
It is based on the discriminant value associated with each mask.

【0075】 本発明において説明される領域成長のための方法は、2つの反復的なループを
用いる。外側の反復は、単調に減少する閾値を確立するために用いられる。外側
ループ内において、多数のマスクの評価が、反復的活動的重みづけループを通し
て生じる。領域成長マスクと関連した判別式の値は、後続の処理のための出力と
して、さらに与えられる。
The method for region growth described in the present invention uses two iterative loops. The outer iterations are used to establish a monotonically decreasing threshold. Within the outer loop, evaluation of multiple masks occurs through an iterative active weighting loop. The discriminant value associated with the region growth mask is further provided as an output for subsequent processing.

【0076】 領域成長方法について、以下に詳細に説明する。シードピクセルと称されるピ
クセル位置は、検出領域内のサブサンプリングされた画像において最も明るいポ
イントとして見出される。これが、処理の始まりである。すなわち、第1の現在
の領域成長マスクは、シードピクセルの位置において‘1’に設定される。次に
、画像チップは、シードピクセルの周りを中心とした最大領域成長近傍サイズの
2倍の正方形の近傍部分(square neighborhood)を選択することにより形成さ
れる。
The region growing method will be described in detail below. Pixel locations, called seed pixels, are found as the brightest points in the subsampled image in the detection area. This is the beginning of the process. That is, the first current region growth mask is set to '1' at the seed pixel location. The image chip is then formed by selecting a square neighborhood twice the maximum region growth neighborhood size centered around the seed pixel.

【0077】 次に、百分率に基づく塗りつぶしは画像チップに連続的に適用され、これによ
り、領域のブールマスク(Boolean masks)が作成される。塗りつぶしは、現在
のマスクに連結された全てのピクセルをテストすることにより、次に、テストを
通過したピクセルを現在のマスクに加えることにより、次のマスクを作成する工
程である。マスクに追加されるために、考慮中のピクセルは、(1)シードピク
セルの強度のx%以内の強度を有する必要があり、かつ、(2)既に領域内に配
置されている他のピクセルに連結される必要がある。塗りつぶしのパーセンテー
ジxは、この後に、所定のステップサイズにて、所定の下限から上限へ増加する
。好ましい実施形態において、塗りつぶしのパーセンテージは、1%のステップ
にて、1%〜40%まで変動する。塗りつぶしを終了させるための1つの基準は
、塗りつぶしのパーセンテージが上限に到達した場合である。塗りつぶしを終了
させるための第2の基準は、所定のパーセンテージを塗りつぶされた領域が最大
領域サイズを超過した場合である。ここで、最大サイズを超過することは、正方
形の近傍部分のエッジに接しているマスクの任意の部分として定義される。実際
には、第2の終了基準の方が、より広く一般的である。
Next, the percentage-based fills are successively applied to the image chips, thereby creating Boolean masks of the area. Filling is the process of creating the next mask by testing all the pixels connected to the current mask and then adding the pixels that pass the test to the current mask. In order to be added to the mask, the pixel under consideration must (1) have an intensity within x% of the intensity of the seed pixel, and (2) to other pixels already located in the region. Must be concatenated. The fill percentage x then increases at a given step size from a given lower limit to an upper limit. In a preferred embodiment, the percentage of fill varies from 1% to 40% in 1% steps. One criterion for ending a fill is when the fill percentage reaches an upper limit. The second criterion for ending the fill is when the area filled with a predetermined percentage exceeds the maximum area size. Here, exceeding the maximum size is defined as any part of the mask that touches the edge of the neighborhood of the square. In practice, the second termination criterion is more broad and general.

【0078】 塗りつぶしパーセンテージの増加によって、領域を成長させることが可能とな
る。成長の制御は、各々のパーセンテージに関する、以下のさらなる段階の反復
的セットによって行われる。これらのさらなる段階は、円対称(circularly sym
metric)ガウシアン重みづけカーネル(Gaussian weighting kernel)を、画像
チップピクセル値に対して動的に作成しかつ適用することを必要とする。ガウシ
アン重みづけカーネルは、
Increasing the fill percentage allows the area to grow. Control of growth is done by an iterative set of the following additional steps for each percentage. These further steps are based on the circularly sym
We need to dynamically create and apply a Gaussian weighting kernel to the image chip pixel values. The Gaussian weighting kernel is

【数7】 として見出される。ここで、μxおよびμyは、現在のマスクの重心のx,y座標
、σrは、マスクの重心から現在のマスクのエッジまでの最大距離の3倍である
。このウィンドウは入力画像チップによって乗算され、これにより、重みづけさ
れた画像が形成される。次に、混合画像(mixture image)が、後続の塗りつぶ
し工程のために、以下のように作成される。
[Equation 7] Found as. Where μ x and μ y are the x, y coordinates of the current mask centroid and σ r is three times the maximum distance from the mask centroid to the current mask edge. This window is multiplied by the input image chip, which forms a weighted image. Next, a mixture image is created for the subsequent fill step as follows.

【数8】 ここで、好ましい実施形態において、α=0.5である。図10は、動的ガウシ
アン重みづけと、特定の塗りつぶしパーセント値の範囲内における反復とについ
て詳述している。
[Equation 8] Here, in the preferred embodiment, α = 0.5. FIG. 10 details dynamic Gaussian weighting and iteration within a particular fill percentage value.

【0079】 各々の反復に関して、混合画像が形成される。第一に、ガウシアン重みづけカ
ーネルは、現在のマスクから作成される。次に、重みづけが元の画像に適用され
て、重みづけされた画像が形成され、かつ、混合画像が、重みづけされた画像と
元の画像とから作成される。領域成長が、混合画像において行われる。
For each iteration, a mixed image is formed. First, the Gaussian weighting kernel is created from the current mask. Weighting is then applied to the original image to form a weighted image, and a mixed image is created from the weighted image and the original image. Region growing is performed on the mixed image.

【0080】 これらの段階は、各々のマスクが各々のパーセントの塗りつぶし値のためのも
のであるマスクのセットを作成する。特徴がマスクから計算され、次に、所定数
の‘最適な’濃度マスクを選択するように設計された領域成長マスク選択分類器
に入力される。選択されたマスクは、百分率による塗りつぶし値の任意の部分集
合から生じたマスクであってもよい。これらの最適なマスクは、これらの領域成
長マスク選択分類器の判別式の値とともに、後続の処理のために記憶される。
These steps create a set of masks, where each mask is for each percent fill value. The features are calculated from the mask and then input to a region growing mask selection classifier designed to select a predetermined number of'optimal 'density masks. The selected mask may be a mask resulting from any subset of the percentage fill values. These optimal masks, along with the discriminant values of these region growth mask selection classifiers, are stored for subsequent processing.

【0081】 分類器を通過したマスクの部分集合は、芯の成長から外側の巻きひげを除去す
るために、ポッドチョッパー(pod chopper)に適用される。第一に、ポッドと
芯との間の連結を切断するために、単独の侵食が領域成長マスク上で行われる。
第二に、侵食されたマスクから対象が形成され、かつ、最も大きい対象のみが保
持される。最後に、最も大きい対象のマスクが、元のマスクの範囲内で一度膨張
し、これにより、ポッドチョッピングされた領域成長マスクが形成される。
The subset of masks passed through the classifier is applied to a pod chopper to remove the outer tendrils from the core growth. First, a single erosion is performed on the area growth mask to break the connection between the pod and the core.
Second, the object is formed from the eroded mask and only the largest object is retained. Finally, the largest target mask expands once within the original mask, thereby forming a podchopped area growth mask.

【0082】 <領域成長マスクの特徴> 分類器は、最適な領域成長マスクのセットを選択するために用いられ、したが
って、特徴が必要とされる。領域成長マスクから計算されるこれらの特徴は、以
下の通りであり、この場合に、下記に参照されるバウアー・フィッシャー比(Ba
uer-Fischer ratios)が、濃度の特徴に関するセクションにおいて、詳細に説明
される。特徴の説明における記号“PT”は、べき変換が測定値に適用されるこ
とを示す。 1.バウアー・フィッシャー比E5L5、最初の反復〜vs.〜以前のパーセ
ント −−− ローズカーネル関数E5L5を用いたローズテクスチャ(Laws Tex
ture)測定値のバウアー・フィッシャー比。この特徴を生じさせるために用いら
れる2つの領域は、以前の塗りつぶしパーセントに関する最初の重みづけ反復の
マスク、および、現在の塗りつぶしパーセントに関する最初の重みづけ反復の領
域の非重複部分である。非重複部分は、他の領域に含まれていない一領域の部分
を示す。このことは、以前のパーセントからのマスクのための芯領域、および、
現在のパーセントのマスクからの非重複部分のための環という結果となる。ロー
ズテクスチャは、芯および環の範囲内で計算され、次に、バウアー・フィッシャ
ー比が計算される。 2.領域の差分、最後の反復〜vs.〜以前のパーセント −−− 現在の塗り
つぶしパーセントに関する最後の重みづけ反復のマスクと、以前の塗りつぶしパ
ーセントに関する最後の重みづけ反復のマスクとの間における領域の差分(PT
)。 3.バウアー・フィッシャー比L5E5、最後の反復〜vs.〜以前のパーセ
ント −−− ローズカーネル関数L5E5を用いたローズテクスチャ測定値のバ
ウアー・フィッシャー比。この特徴を生じさせるために用いられる2つの領域は
、以前の塗りつぶしパーセントに関する最後の重みづけ反復の領域、および、現
在の塗りつぶしパーセントに関する最後の重みづけ反復の領域の非重複部分であ
る(PT)。 4.バウアー・フィッシャー比R5S5、最初の反復〜vs.〜以前のパーセ
ントに関する最後の反復 −−− ローズカーネル関数R5S5を用いたローズテ
クスチャ測定値のバウアー・フィッシャー比。この特徴を生じさせるために用い
られる2つの領域は、以前の塗りつぶしパーセントに関する最後の重みづけ反復
の領域、および、現在の塗りつぶしパーセントに関する最初の重みづけ反復の領
域の非重複部分である。 5.バウアー・フィッシャー比E5L5、最初の反復〜vs.〜以前のパーセ
ントに関する最後の反復 −−− ローズカーネル関数E5L5を用いたローズテ
クスチャ測定値のバウアー・フィッシャー比。この特徴を生じさせるために用い
られる2つの領域は、以前の塗りつぶしパーセントに関する最後の重みづけ反復
の領域、および、現在の塗りつぶしパーセントに関する最初の重みづけ反復の領
域の非重複部分である。
Region Growing Mask Features The classifier is used to select the optimal set of region growing masks and thus the features are needed. These features calculated from the area growth mask are as follows, where the Bauer-Fisher ratio (Ba
uer-Fischer ratios) are described in detail in the section on concentration characteristics. The symbol "PT" in the feature description indicates that the power transformation is applied to the measurement. 1. Bower-Fisher ratio E5L5, first iteration ~ vs. ~ previous percent --- Rose texture using Rose kernel function E5L5 (Laws Tex
ture) Bauer-Fisher ratio of the measured value. The two regions used to produce this feature are the non-overlapping portion of the region of the first weighting iteration for the previous fill percentage and the region of the first weighting iteration for the current fill percentage. The non-overlapping part indicates a part of one area that is not included in the other area. This is the core area for the mask from the previous percentage, and
This results in a ring for non-overlapping parts from the current percent mask. The rose texture is calculated within the core and annulus, and then the Bauer-Fisher ratio is calculated. 2. Area Difference, Last Iteration ~ vs. ~ Previous Percent --- Area difference between the mask of the last weighted iteration for the current fill percentage and the mask of the last weighted iteration for the previous fill percent. (PT
). 3. Bauer-Fisher ratio L5E5, last iteration ~ vs.-previous percentage --- Bauer-Fisher ratio of rose texture measurements using the Rose kernel function L5E5. The two regions used to produce this feature are the non-overlapping parts of the region of the last weighted iteration for the previous fill percentage and the region of the last weighted iteration for the current fill percentage (PT). . 4. Bauer-Fisher ratio R5S5, first iteration vs. last iteration for previous percent --- Bauer-Fisher ratio of rose texture measurements using the Rose kernel function R5S5. The two regions used to produce this feature are the non-overlapping parts of the region of the last weighting iteration for the previous fill percentage and the region of the first weighting iteration for the current fill percentage. 5. Bauer-Fisher ratio E5L5, first iteration ˜vs.˜last iteration with respect to previous percent --- Bauer-Fisher ratio of rose texture measurements using the Rose kernel function E5L5. The two regions used to produce this feature are the non-overlapping parts of the region of the last weighting iteration for the previous fill percentage and the region of the first weighting iteration for the current fill percentage.

【0083】 これらの特徴は、各々の塗りつぶしパーセント反復サイクルの終わりにおいて
、全てのマスクのために生じる。これらの特徴は、マスクの‘最適な’部分集合
を選択するために、領域成長マスク分類器によってテストされる。
These features occur for all masks at the end of each fill percent repeat cycle. These features are tested by the region growing mask classifier to select the'optimal 'subset of masks.

【0084】 <領域成長マスク分類器> 領域成長マスク分類器は、以前の領域成長段階から、‘最適な’形状評価のセ
ットを決定する。領域成長マスク分類器は、検出された対象のために最適な領域
成長マスクを決定するために、二次分類器を用いる。多くの領域成長マスクがこ
の時点までに発生し、かつ、これらの成長した領域からの特徴が分類器に入力さ
れる。各々のマスクのために、分類器は、‘最適な’カテゴリーと関連した判別
式と、‘最適ではない’カテゴリーと関連した判別式とを計算する。これらの判
別式は減算され、領域成長マスクのクオリティスコアを与える。次に、これらの
差分は、最も大きな差分が1という等級値を受け取るように、等級により順序づ
けされる。等級づけに基づいて、上位N個のマスクが選択される。
Region Growth Mask Classifier The region growth mask classifier determines a set of'optimal 'shape evaluations from previous region growth stages. The region growth mask classifier uses a quadratic classifier to determine the optimal region growth mask for the detected object. Many region growth masks have been generated up to this point, and features from these grown regions are input to the classifier. For each mask, the classifier computes the discriminant associated with the'optimal 'category and the discriminant associated with the'non-optimal' category. These discriminants are subtracted to give the region growth mask quality score. These differences are then ordered by grade such that the largest difference receives a grade value of 1. The top N masks are selected based on the grading.

【0085】 <濃度の特徴> 濃度の特徴は、領域成長段階からの各々の検出のために計算される。これらの
特徴は、濃度分類器へ通され、ここで、癌の濃度である可能性が最も高い検出の
みが保持される。多くの特徴は、強度コントラストまたはテクスチャコントラス
トのような、ある形式または他の形式のコントラストである。濃度検出器の特徴
において用いられるコントラストの2つの測定値は、
Density Features Density features are calculated for each detection from the region growth stage. These features are passed to a concentration classifier, where only the detections that are most likely cancer concentrations are retained. Many features are one form or another form of contrast, such as intensity contrast or texture contrast. The two measurements of contrast used in the density detector feature are:

【数9】 というバウアー・フィッシャー比(Bauer-Fischer ratio)、および、[Equation 9] Bauer-Fischer ratio, and

【数10】 という平均比(mean ratio)である。[Equation 10] Is a mean ratio.

【0086】 下付き文字1,2は、検出内の領域と検出外の第2領域とにそれぞれ対応する
入力画像上における2つの領域を示す。測定値は、各々の領域において計算され
る。幾つかの場合には、測定値は、単に、入力画像からのピクセル値であり得る
。検出内の領域は、領域成長マスクの一部である全てのポイントとして定義され
る。検出外の領域は、領域成長マスクの2倍大きな(各方向に少なくとも1cm
増加した)ボックスにより境界を定められた領域成長マスクの逆マスクとして定
義される。幾つかの特徴は、内部と外部との正確な区別にそれほど依存しないよ
うに、内部マスクおよび外部マスクをさらに侵食する。侵食されたマスク領域の
場合に、内部マスクは一度侵食され、外部マスクは、元の領域の半分になるまで
侵食される。いずれのマスクも、30ピクセルよりも小さくなるようには侵食さ
れない。
Subscripts 1 and 2 indicate two areas on the input image respectively corresponding to the area inside the detection and the second area outside the detection. Measurements are calculated in each area. In some cases, the measurements may simply be pixel values from the input image. The area within the detection is defined as all points that are part of the area growth mask. The undetected area is twice as large as the area growth mask (at least 1 cm in each direction).
Defined as the inverse mask of the region growth mask bounded by the (increased) box. Some features further erode the inner and outer masks so that they do not rely too much on the correct distinction between the inside and the outside. In the case of an eroded mask area, the inner mask is eroded once and the outer mask is eroded to half the original area. Neither mask is eroded to be smaller than 30 pixels.

【0087】 フィッシャー比の限界は、平均値間の関係が失われることである。すなわち、
μ1がμ2よりも大きいかまたは小さいかに関する情報は存在しない。バウアー・
フィッシャー比は、フィッシャー比に関連情報を追加するために、符号(.)の
項を組み込んでいる。
The limitation of the Fisher ratio is that the relationship between the mean values is lost. That is,
There is no information about whether μ 1 is greater than or less than μ 2 . Bauer
The Fisher ratio incorporates a term with a sign (.) To add relevant information to the Fisher ratio.

【0088】 特徴の幾つかは、画像毎の(by-image)正規化をさらに用いる。画像毎の正規
化は、ある状況においては問題となり得る全体的な閾値の必要性をなくす方法で
ある。最も大きな値を最初とする等級による順序づけ、最も小さな値を最初とす
る等級による順序づけ、および、画像に関する各特徴の平均値を特徴ベクトルか
ら減算する、という3つの異なった画像毎の正規化スキームが用いられる。これ
らの方法は、それぞれ、等級により順序づけされる下降(rank ordered down:
ROD)、等級により順序づけされる上昇(rank ordered up:ROU)、画像
毎のゼロ平均(zero mean by image:ZMI)と称される。RODの特徴値およ
びROUの特徴値は整数の等級値である一方で、ZMIの特徴値は実数である。
Some of the features further use by-image normalization. Image-by-image normalization is a method that eliminates the need for global thresholds, which can be problematic in some situations. There are three different image-wise normalization schemes: ordering by magnitude with highest value first, ordering by lowest value first, and subtracting the mean value of each feature for the image from the feature vector. Used. Each of these methods has a rank ordered down:
ROD), rank ordered up (ROU), zero mean by image (ZMI). The feature value of ROD and the feature value of ROU are integer grade values, while the feature value of ZMI is a real number.

【0089】 濃度の特徴段階において生じた特徴の最終クラスは、“デルタ特徴(delta fe
atures)”である。デルタ特徴は、領域成長分類器を通るN個のマスク全てにわ
たる特徴値の最大値、最小値、平均、または標準偏差を得ることにより生じる。
通常は、偽陽性は、領域成長から戻される“良好な”マスクを、癌の濃度よりも
少数だけ有しており、かつ、デルタ特徴はこの差分を活用する。
The final class of features generated in the concentration feature stage is the “delta feature (delta fe
deltas. The delta features result from obtaining the maximum, minimum, mean, or standard deviation of the feature values across all N masks through the region growing classifier.
Usually, false positives have less than a "good" mask of cancer growth than the concentration of cancer, and the delta feature takes advantage of this difference.

【0090】 濃度の特徴を計算する前に、エキスパートフィルター段階618が適用される
。エキスパートフィルターは、全ての残存している検出から、エキスパートフィ
ルターの特徴に関して境界のチェックを行う。エキスパートフィルターの特徴が
境界内に収まらなければ、領域はさらなる考察から除去される。“最適”とは、
領域成長マスク選択分類器からの、1と等級づけられた領域成長マスクを指すこ
とを、また、エキスパートフィルターの特徴は以下の通りであることを特筆して
おく: 1)最適な領域成長マスクが円形であること。 2)最適な領域成長マスクの長い方の軸(λ1)の長さ。 3)最適な領域成長マスクの下でのローズE5L5テクスチャ画像の標準偏差
。 4)最適な領域成長マスクの内部および外部におけるローズE5L5テクスチ
ャ画像のバウアー・フィッシャー比。
Before calculating the concentration features, the expert filter stage 618 is applied. The expert filter does a boundary check on the features of the expert filter from all remaining detections. If the features of the expert filter do not fit within the bounds, the region is removed from further consideration. What is "optimal"?
Note that we refer to the region growth mask graded as 1 from the region growth mask selection classifier and that the features of the expert filter are as follows: 1) the optimal region growth mask is Be circular. 2) Optimal area growth mask long axis (λ 1 ) length. 3) Standard deviation of the Rose E5L5 texture image under the optimal region growing mask. 4) Bower-Fisher ratio of the Rose E5L5 texture image inside and outside the optimal area growing mask.

【0091】 これらの特徴は、画像セクション上の測定値から形成される。例えば、エキス
パートフィルター3は、最初にE5L5テクスチャ画像を測定値として用いるこ
とにより見出される。この特徴は、測定値の標準偏差として見出される。
These features are formed from measurements on the image section. For example, expert filter 3 is found by first using the E5L5 texture image as a measurement. This feature is found as the standard deviation of the measurements.

【0092】 これらの特徴は、エキスパートフィルターを通過する対象のために計算される
。特徴の説明における記号“PT”は、べき変換が測定値に適用されることを示
す。以下は、濃度分類器に入力される後続の処理のために計算される18の濃度
の特徴である: 1)元の検出された対象下における、MaxDoG画像の平均(PT)。 2)最適な領域成長マスクの内部および外部における画像強度の平均比(PT
)。 3)最適な領域成長マスクの周囲長さ、ZMI(PT)。 4)元の検出された対象下における、スクリーナにおけるMaxDoGの平均
、ROD(PT)。 5)最適な領域成長マスクの領域、ROD(PT)。 6)最適な領域成長マスクの内部および外部における画像強度の平均比、RO
D(PT)。 7)最適な領域成長マスクのアスペクト比、ROU(PT)。 8)最適な領域成長マスクから除去された総ポッド領域。 9)円形領域成長マスクのうちの上位4つの領域成長マスクの平均(PT)。 10)領域成長マスク内部のローズR5S5画像の平均の上位4つの領域成長
マスクの平均(PT)。 11)領域成長マスクの内部および外部におけるローズR5S5画像の平均比
の上位4つの領域成長マスクの平均。 12)侵食された領域成長マスクの内部および外部における強度のバウアー・
フィッシャー比の上位4つの領域成長マスクの平均(PT)。 13)侵食された領域成長マスクの内部および外部におけるローズL5E5画
像の平均比の上位4つの領域成長マスクの標準偏差(PT)。 14)領域成長マスクの短い方の軸(λ2)の長さの上位4つの領域成長マス
クの最小値(PT)。 15)上位4つの領域成長マスクの長さ比に対する最小周囲長(PT)。 16)μ20(秒瞬間)の上位4つの領域成長マスクの最小値(PT)。 17)侵食された領域成長マスクの内部および外部におけるローズL5E5画
像のバウアー・フィッシャー比の上位4つの領域成長マスクの最小値。 18)上位4つの領域成長マスクの周囲長の最大値。
These features are calculated for objects that pass the expert filter. The symbol "PT" in the feature description indicates that the power transformation is applied to the measurement. The following are the 18 density features calculated for subsequent processing that are input to the density classifier: 1) Mean (PT) of the MaxDoG image under the original detected object. 2) Optimum average ratio of image intensity inside and outside the area growth mask (PT
). 3) Optimal region growth mask perimeter, ZMI (PT). 4) Mean of MaxDoG in screener, ROD (PT), under original detected subject. 5) Optimal region growth mask region, ROD (PT). 6) Average ratio of image intensities inside and outside the optimum region growing mask, RO
D (PT). 7) Optimal region growth mask aspect ratio, ROU (PT). 8) Total pod area removed from the optimal area growth mask. 9) Average (PT) of the top four area growth masks of the circular area growth mask. 10) Average (PT) of the top four region growth masks of the average of the Rose R5S5 images inside the region growth mask. 11) Average of the top four area growth masks in the average ratio of the Rose R5S5 images inside and outside the area growth mask. 12) Strong bower inside and outside the eroded area growth mask
Average (PT) of the top four region growth masks by Fisher ratio. 13) Standard deviation (PT) of the top four area growth masks of the average ratio of the Rose L5E5 images inside and outside the eroded area growth mask. 14) Minimum value (PT) of the top four area growth masks in the length of the shorter axis (λ 2 ) of the area growth mask. 15) Minimum perimeter (PT) to length ratio of the top four region growth masks. 16) Minimum value (PT) of the top four region growth masks of μ20 (instantaneous second). 17) Minimum of the top four area growth masks of the Bower-Fisher ratio of the Rose L5E5 image inside and outside the eroded area growth mask. 18) Maximum perimeter of the top four region growth masks.

【0093】 この時点において、最適な4つのマスクが連続的な塗りつぶしパーセンテージ
値から必ずしも生じるとは限らないことを特筆することにより、本発明を従来技
術から区別することが重要である。エキスパートフィルターを通過する対象と関
連したこれらの濃度の特徴ベクトルは、濃度分類器8000に適用される。
At this point, it is important to distinguish the present invention from the prior art by noting that the optimal four masks do not necessarily result from consecutive fill percentage values. These density feature vectors associated with objects that pass the expert filter are applied to a density classifier 8000.

【0094】 <微小石灰化の検出の分類> 画像内の(within-image)微小石灰化クラスタの特徴ベクトル4100は、図
11および図12(図12は、図11の続きである)に示されるように、微小石
灰化分類器に入力として与えられる。これらの微小石灰化クラスタの特徴ベクト
ルは、2つの二次判別関数Gc(x),Gt(x)(段階5010,5020)に
適用される。Gc(x)は、真と判定された(truthed)微小石灰化クラスタのた
めの判別関数であり、かつ、Gt(x)は、トゥルースボックス外部の組織領域
と関連した判別関数である。トゥルースボックス外部の組織は正常であると考慮
される。判別式の差分Gt(x)−Gc(x)は、“デルタ判別式”を生じさせる
ために、段階5030において計算される。段階5040において、デルタ判別
式は閾値と比較される(この実施形態において、閾値は0である)。デルタ判別
式が閾値よりも小さければ、検出は正常であると考慮され、かつ、段階5050
においてクラスラベル‘0’を受け取る。そうでない場合には、検出は疑わしい
と考慮され、かつ、段階5060においてクラスラベル‘1’を受け取る。デル
タ判別式および分類器のラベルは、後処理段階9000における後続の分析のた
めに、段階5070において記憶される。
<Classification of Detection of Microcalcifications> The feature vector 4100 of the within-image microcalcification clusters is shown in FIGS. 11 and 12 (FIG. 12 is a continuation of FIG. 11). , As an input to the microcalcification classifier. The feature vectors of these microcalcification clusters are applied to two quadratic discriminant functions G c (x), G t (x) (steps 5010, 5020). G c (x) is the discriminant function for the truthed microcalcification clusters, and G t (x) is the discriminant function associated with the tissue region outside the truth box. Tissues outside the Truth Box are considered normal. The discriminant difference G t (x) −G c (x) is calculated at step 5030 to yield the “delta discriminant”. At step 5040, the delta discriminant is compared to a threshold (in this embodiment, the threshold is 0). If the delta discriminant is less than the threshold, then the detection is considered normal and step 5050
Receive class label '0' at. If not, the detection is considered suspicious and receives class label '1' in step 5060. The delta discriminant and classifier labels are stored at step 5070 for subsequent analysis at post-processing step 9000.

【0095】 <濃度の検出の分類> 濃度検出器からの、画像内の(within-image)の濃度の特徴ベクトルは、図1
3および図14(図14は、図13の続きである)に示されるように、濃度分類
器に入力される。これらの濃度の特徴ベクトルは、3つの二次判別関数Gm(x
),Gs(x),Gn(x)に適用される。Gm(x)(段階8010)は、楕円
形の塊体のための判別関数である。Gn(x)(段階8010)は、トゥルース
ボックス外部の組織のための判別関数である。トゥルースボックス外部の組織は
正常であると考慮される。Gs(x)(段階8020)は、スピキュラを伴う塊
体のための判別関数である。次に、2つのデルタ判別式が形成される。段階80
40,8050において、塊体の判別式およびスピキュラを伴う塊体の判別式が
、正常組織の判別式から減算される。段階8060において、2つのデルタ判別
式は、閾値と比較される。この実施形態において、閾値は0である。両方のデル
タ判別式が閾値よりも小さければ、検出は正常であると考慮され、かつ、段階8
070においてクラスラベル‘0’を受け取る。しかしながら、どちらかの判別
式が閾値よりも大きければ、検出は疑わしいと考慮され、かつこれにより、段階
8080においてクラスラベル‘1’を受け取る。2つのデルタ判別式および分
類器のラベルは、後処理段階9000における後続の分析のために、段階809
0において記憶される。
<Classification of Detecting Density> The density feature vector of (within-image) from the density detector is shown in FIG.
3 and FIG. 14 (FIG. 14 is a continuation of FIG. 13) are input to the concentration classifier. The feature vectors of these concentrations are three quadratic discriminant functions G m (x
), G s (x), G n (x). G m (x) (step 8010) is the discriminant function for an elliptical mass. G n (x) (step 8010) is the discriminant function for tissues outside the truth box. Tissues outside the Truth Box are considered normal. G s (x) (step 8020) is the discriminant function for agglomerates with spicules. Next, two delta discriminants are formed. Step 80
At 40, 8050, the discriminant of the mass and the discriminant of the mass with spicula are subtracted from the discriminant of the normal tissue. At step 8060, the two delta discriminants are compared to a threshold. In this embodiment, the threshold is 0. If both delta discriminants are less than the threshold, then the detection is considered normal and step 8
At 070, the class label “0” is received. However, if either discriminant is greater than the threshold value, then the detection is considered suspicious and thus receives the class label '1' in step 8080. The two delta discriminants and the label of the classifier are used in step 809 for subsequent analysis in post-processing step 9000.
Stored at 0.

【0096】 <後処理> 本発明の後処理部分9000は、3つの主要な機能を行う。これらの段階は、
事例ベースの等級づけ(段階9020,9030)、画像状況(段階9040)
、および、正常性の分類(段階9050,9060)である。
Post-Processing The post-processing portion 9000 of the present invention performs three main functions. These stages are
Case-based grading (steps 9020, 9030), image context (step 9040)
, And normality classification (steps 9050, 9060).

【0097】 図15は、本発明の後処理段階である。この工程について、以下に概略的に説
明する。後処理への入力は、クラスラベル‘1’を有する事例内の微小石灰化デ
ルタ判別式および事例内の濃度デルタ判別式である。事例内(Within-case)と
は、1度のマンモグラフィ・スクリーニング試験により同じ患者から入力された
画像のセットを指す。各々の後処理段階において、検出のクラスラベルは、‘1
’から‘0’へ変化することがある。後処理段階の出力においてクラスラベル‘
1’を有する検出のみが、エンドユーザーに表示される。
FIG. 15 is a post-processing stage of the present invention. This process will be briefly described below. The inputs to the post-processing are the microcalcification delta discriminant in the case and the concentration delta discriminant in the case with the class label '1'. Within-case refers to a set of images input from the same patient by one mammography screening test. At each post-processing stage, the detection class label is' 1.
It may change from 'to' 0 '. In the output of the post-processing stage the class label '
Only detections with 1'are displayed to the end user.

【0098】 後処理の第1段階は、半径方向の抑制(Radial Inhibition)9010である
。ある局所的領域内において2つ以上の濃度検出が濃度分類器からのラベル1を
有していれば、癌の可能性が最も高い領域のみが考慮のために保持される。この
モジュールにより影響を受ける領域は、互いの中心から中心まで測定された、半
径1cm以内で発生する領域である。ある領域が他の領域よりも癌的な領域であ
ると考慮される基準は、特徴分類器からの判別式の差分の合計である。より大き
な判別式の差分の合計を有する領域は、癌である可能性がより高いと考慮され、
したがって、潜在的な癌領域として保持される。より小さな判別式の合計を有す
る領域は、さらなる考察から除去される。
The first stage of post-treatment is Radial Inhibition 9010. If more than one concentration detection in a local region has label 1 from the concentration classifier, then only the region with the highest likelihood of cancer is retained for consideration. The areas affected by this module are those that occur within a 1 cm radius, measured from center to center of each other. The criterion for considering that an area is more cancerous than another area is the sum of the discriminant differences from the feature classifier. Regions with a larger sum of discriminant differences are considered more likely to be cancer,
Therefore, it is retained as a potential cancer area. Regions with smaller discriminant sums are removed from further consideration.

【0099】 <事例ベースの等級づけ> 事例ベースの等級づけ(Case Based Ranking:CBR)910において、この
事例からの上位N個の検出のみが、任意の一画像上に保持されたM個以内の検出
とともに保持される。保持とは、クラスラベルを‘1’のままにしておくことを
示す。除去とは、クラスラベルを‘0’に変化させることを示す。分類ラベルを
保持する検出の数は、画像がこの事例にはいくつ存在するのかと、画像にわたる
分布と、検出のカテゴリー(微小石灰化または濃度)とに依存する。
<Case-Based Grading> In Case-Based Ranking (CBR) 910, only the top N detections from this case are within the M number held on any one image. Retained with detection. Retaining means keeping the class label as "1". Removal means changing the class label to "0". The number of detections that carry a classification label depends on how many images are present in this case, the distribution across the image, and the category of detection (microcalcification or concentration).

【0100】 CBRの入力は、濃度分類器および微小石灰化分類器のためのデルタ判別式、
および、事例における各々の検出のためのクラスラベルである。CBRは、微小
石灰化検出および濃度検出の両方から独立して動作する。損傷カテゴリー(微小
石灰化または濃度)内において、検出は、クオリティスコアにより、最大から最
小へ等級により順序づけされる。好ましい実施形態において、クオリティスコア
は、微小石灰化の場合にはデルタ判別式であり、または、濃度の場合にはこれら
のデルタ判別式の合計である。微小石灰化分類器は1つのデルタ判別式(正常−
悪性)を与え、その一方で、濃度分類器は2つのデルタ判別式(正常−スピキュ
ラを伴う塊体、および、正常−塊体)を与えることを想起されたい。いずれの場
合にも、クオリティスコアが大きいほど、検出が癌的である可能性がより高い。
The CBR input is the delta discriminant for the concentration classifier and the microcalcification classifier,
And a class label for each detection in the case. CBR operates independently of both microcalcification and concentration detection. Within the injury category (microcalcification or concentration), the detections are ordered by quality score, from highest to lowest, and by grade. In a preferred embodiment, the quality score is the delta discriminant for microcalcifications or the sum of these delta discriminants for concentration. The microcalcification classifier has one delta discriminant (normal-
Recall that the concentration classifier gives two delta discriminants (normal-lump with spicule and normal-lump). In any case, the higher the quality score, the more likely the detection is cancerous.

【0101】 事例毎に許容すべき検出の数は、4フィルムの事例と仮定して、所定の許容検
出数Nに基づいて決定される。4フィルム以外が事例を構成するときには、許容
検出数は、
The number of detections to be allowed for each case is determined based on a predetermined allowable number of detections N, assuming a case of 4 films. When cases other than 4 films make up the case, the allowable number of detections is

【数11】 として見出される。ここで、Iは、事例を構成するフィルムの数、ceil(.)は
、次の整数への切り上げを示す。例えば、4フィルムの事例のための許容検出数
を7とする。3フィルムの事例の許容検出数は、ceil(3*7/4)、すなわち
、6である。
[Equation 11] Found as. Here, I represents the number of films forming the case, and ceil (.) Represents rounding up to the next integer. For example, the allowable number of detections for the case of 4 films is 7. The allowable number of detections for the case of 3 films is ceil (3 * 7/4), or 6.

【0102】 事例ベースの等級づけは、以下のように進行する。第一に、許容検出数Dは、
前述のように計算される。次に、デルタ判別式は、最大から最小へ等級により順
序づけされる。Dよりも大きな等級を有する検出は、自らのクラスラベルを‘0
’に設定する。
Case-based grading proceeds as follows. First, the allowable detection number D is
Calculated as described above. The delta discriminant is then ordered by magnitude from largest to smallest. Detections with a magnitude greater than D will set their class label to '0.
Set to '.

【0103】 いったん、事例の検出がDと等級づけされると、第2条件が適用される(すな
わち、M個以内の検出が、任意の一画像上において分類ラベル‘1’を有するこ
とができる)。画像が、‘1’に等しいラベルを有する検出をM個よりも多く有
していれば、この画像からの検出は、これらの判別式により、再び最大から最小
へ等級により順序づけされる。Mよりも大きな等級を有する画像上におけるあら
ゆる検出は、その分類ラベルを‘0’に設定する。
Once the case detection is graded D, the second condition applies (ie no more than M detections can have the classification label '1' on any one image). ). If the image has more than M detections with a label equal to '1', the detections from this image are again ordered by maximum to minimum by these discriminants. Any detection on an image with a magnitude greater than M sets its classification label to '0'.

【0104】 M,Nに対する値については、検出カテゴリーに基づいて独立して設定するこ
とができる。濃度検出の最大数がN_densityに等しく、かつ、微小石灰化検出の
最大数がN_microcalcに等しいものとする。次に、事例毎の検出の最大数は、N_d
ensityおよびN_microcalcの合計に等しい。
The values for M and N can be set independently based on the detection category. The maximum number of detected concentrations is equal to N_density and the maximum number of detected microcalcifications is equal to N_microcalc. Then the maximum number of detections per case is N_d
Equal to the sum of ensity and N_microcalc.

【0105】 好ましい実施形態において、濃度および微小石灰化の検出は、最初に、M_dens
ity=3およびM_microcalc=2と制限される。すなわち、各々の画像内において
、濃度の検出は、続いて、1〜M_densityに等級により順序づけされる。等級値
1〜M_densityの濃度検出は‘1’のクラスラベルを保持し、その一方で、この
制限以上の濃度検出は‘0’のクラスラベルを受け取る。同様に、微小石灰化の
検出は、1〜M_microcalcに等級により順序づけされる。等級値1〜M_microcalc
の微小石灰化検出は‘1’のクラスラベルを保持し、その一方で、この制限以上
の微小石灰化検出は‘0’のクラスラベルを受け取る。
In a preferred embodiment, the detection of concentration and microcalcification is carried out first by M_dens
Limited to ity = 3 and M_microcalc = 2. That is, within each image, the density detections are subsequently ordered by grade from 1 to M_density. Density detections with grade values 1-M_density retain a class label of '1', while density detections above this limit receive a class label of '0'. Similarly, the detection of microcalcifications is ordered by grade from 1 to M_microcalc. Grade value 1-M_microcalc
Microcalcification detection retains a class label of '1', while microcalcification detection above this limit receives a class label of '0'.

【0106】 これは、ある事例における画像にわたって、制約された数のCAD表示を分布
するために一般的かつ効果的な方法である。唯一必要なのは、この事例における
全ての画像からの検出が、等級により順序づけされるための関連したクオリティ
スコアを有していることである。さらに、幾つかの場合においては、事例ベース
の等級づけが、事例毎の傷跡の総数を減少させる一方で、より多くの癌を同時に
見出すことが確認されている。以下のセクションは、事例ベースの等級づけの有
用性を示している。
This is a common and effective way to distribute a constrained number of CAD representations across an image in some cases. The only requirement is that the detections from all images in this case have an associated quality score to be ordered by grade. Moreover, in some cases, case-based grading has been found to reduce the total number of scars per case while simultaneously finding more cancers. The following section demonstrates the utility of case-based grading.

【0107】 事例ベースの等級づけの一例として、表1に示されるような、濃度検出のセッ
トと、これに対応するデルタ判別式スコアの合計とについて考慮する。
As an example of case-based grading, consider a set of concentration detections and the corresponding sum of delta discriminant scores, as shown in Table 1.

【0108】 事例ベースの等級づけの利点についてより理解するために、最初に、画像ベー
スの等級づけ(image based ranking)の方策について考慮する。画像ベースの
等級づけの例は、各々の画像からの上位2つに等級づけされた検出を通過させる
ことであり、この結果は表2に示されている。これらは8つ(各画像に2つずつ
)の残存検出である。この例において、ある検出は、検出指数9に対する真陽性
である。他の全ての検出は偽陽性である。
To better understand the advantages of case-based grading, first consider the strategy of image based ranking. An example of image-based grading is to pass the top two ranked detections from each image, the results of which are shown in Table 2. These are eight (two for each image) residual detections. In this example, some detections are true positives for a detection index of 9. All other detections are false positives.

【0109】 以下に、同じセットの検出に対する、事例ベースの等級づけの結果について考
慮する。表3は、事例毎に6つの検出という制約を有するCBRの利点を示して
いる。この例においては、ある事例内における全ての検出の集合を等級づけし、
かつ、最大6つまでに制約しているので、さらなる癌は、画像ベースの等級づけ
に方法よりも少数の偽陽性によって見出される。この例において、画像2におけ
る癌は、この事例における3番目に“最適な”検出である。事例ベースの等級づ
けによって、この検出を保持することが可能となる一方で、画像ベースの等級づ
けによっては、この検出を保持することが可能とはならない。
In the following, consider the results of case-based grading for the same set of detections. Table 3 shows the advantages of CBR with the constraint of 6 detections per case. In this example, we classify the set of all detections in a case,
And, constraining to a maximum of 6, additional cancers are found with fewer false positives than the method for image-based grading. In this example, the cancer in image 2 is the third "optimal" detection in this case. Case-based grading makes it possible to preserve this detection, whereas image-based grading does not make it possible to preserve this detection.

【表1】 [Table 1]

【表2】 [Table 2]

【0110】 事例ベースの等級づけが、ある事例に関する全ての画像にわたって全ての同じ
カテゴリーの検出を検査する一方で、画像状況処理は、画像のための検出カテゴ
リーにわたる、かつ、該カテゴリー内における検出に関する選択された組み合わ
せを除去する。この段階のための動機づけは、トレーニングデータベースの正常
な画像上においてある一定の検出の組み合わせが優先的に発生することが認めら
れることである。
While case-based grading checks for detection of all the same categories across all images for a case, image context processing involves detection over and within detection categories for images. Remove selected combinations. The motivation for this step is that it is observed that certain detection combinations occur preferentially on the normal images of the training database.

【表3】 [Table 3]

【0111】 画像状況処理の概略について、以下に与える。濃度および微小石灰化の検出に
は、デルタ判別式値を適切な閾値(この場合、閾値は、トレーニングデータから
得られる)と比較することに基づいて、ハイまたハローという信用等級が割り当
てられる。他の実施形態は、3つ以上の信用等級を用いることができる。検出の
セットに関する数、形式、および信用度が記録される。トレーニングデータの分
析から、ある一定の検出の組み合わせが正常な画像上において優先的に発生する
ことが認められた。したがって、これらの組み合わせが発生する場合には、この
画像からの全ての検出は、常に除去される。この段階は、感度を不都合に低下さ
せることなく、傷のない画像の数を大いに増加させる。
An outline of the image situation processing will be given below. The detection of concentration and microcalcifications is assigned a credit rating of high or halo based on comparing the delta discriminant value to an appropriate threshold (where the threshold is derived from training data). Other embodiments may use more than two credit grades. The numbers, formats, and credits for the set of detections are recorded. Analysis of the training data showed that certain detection combinations occurred preferentially on normal images. Therefore, if these combinations occur, all detections from this image are always removed. This step greatly increases the number of flawless images without adversely reducing sensitivity.

【0112】 画像状況処理について、以下に詳細に説明する。画像状況のクオリティスコア
は、以下のように各々の検出のために計算される。濃度検出に関して、デルタ判
別式は平均化される。微小石灰化に関して、デルタ判別式は現状のままで用いら
れる。クオリティスコアは、信用等級を各々の検出に割り当てるために、所定の
閾値と比較される。各々の検出カテゴリーに関する所定の閾値は、トレーニング
データベースの分析から得られ、これにより、真陽性の検出の大部分はハイの信
用等級を受け取り、かつ、偽陽性の検出の大部分はローの信用等級を受け取る。
The image situation processing will be described in detail below. An image context quality score is calculated for each detection as follows. For concentration detection, the delta discriminant is averaged. For microcalcification, the delta discriminant is used as is. The quality score is compared to a predetermined threshold to assign a credit rating to each detection. The predetermined threshold for each detection category is obtained from the analysis of the training database so that most of the true positive detections receive a high credit grade and most false positive detections the low credit grade. To receive.

【0113】 好ましい実施形態において、3つまでの濃度検出と1つの微小石灰化検出とに
ついて考慮する。各々の検出は、ハイまたハローの信用等級を受け取る。この場
合には、表4に示されるように、濃度検出および微小石灰化検出の可能な組み合
わせの数は29である。
In the preferred embodiment, up to three concentration detections and one microcalcification detection are considered. Each detection receives a high or halo credit rating. In this case, as shown in Table 4, there are 29 possible combinations of concentration detection and microcalcification detection.

【0114】 表4は、画像状況の組み合わせを約3200の処理された画像に割り当てた結
果を示しており、この場合に、約600の画像が悪性の微小石灰化を有しており
、かつ、約600の画像が悪性の濃度損傷を有している。第1列は組み合わせを
列挙し、第2列は組み合わせのカテゴリーを示す。文字“C”,“D”は、微小
石灰化検出および濃度検出をそれぞれ示す。大文字はハイの信用等級を示し、そ
の一方で、小文字はローの信用等級を示す。最後の4列は、対応する組み合わせ
が、所定の真のカテゴリーを有する画像上で発生した発生数を示す。例えば、指
数1に関しては、1つの信用度ローの濃度検出は、悪性の塊体を有する画像上で
6回、悪性の微小石灰化クラスタを有する画像上で0回、両方の損傷カテゴリー
を有する画像上で1回、かつ、正常画像上で324回発生した。組み合わせが以
下のうちの1つである場合に、画像が正常である頻度が最も高いことを特筆して
おく: i)1つの信用度ローの濃度検出(d); ii)3つの信用度ローの濃度検出(ddd); iii)1つの信用度ローの微小石灰化表示、および、1つの信用度ローの濃度
表示(cd)。 このような例において、感度を不都合に低下させることなく、画像上における全
ての検出を落とすことができる。
Table 4 shows the results of assigning a combination of image contexts to about 3200 processed images, where about 600 images have malignant microcalcifications, and About 600 images have malignant density damage. The first column lists the combinations and the second column shows the category of combinations. The letters "C" and "D" indicate microcalcification detection and density detection, respectively. Uppercase letters indicate a high credit rating, while lowercase letters indicate a low credit rating. The last four columns show the number of occurrences of the corresponding combination on the image with the given true category. For example, for index 1, one confidence low density detection is performed 6 times on images with malignant mass, 0 on images with malignant microcalcification clusters, on images with both damage categories. , And 324 times on the normal image. It should be noted that the image is most often normal when the combination is one of the following: i) one credit low density detection (d); ii) three credit low density Detection (ddd); iii) One credibility low microcalcification display and one credibility low concentration display (cd). In such an example, all detections on the image can be dropped without unduly reducing sensitivity.

【表4】 [Table 4]

【0115】 <正常性の分類> 正常性の分類とは、事例における全ての画像にわたって、各々の検出カテゴリ
ーからの判別式を検査する処理を指す。正常性の条件が満たされる場合に、濃度
検出および/または微小石灰化検出は、事例における全ての画像から除去される
。“正常性”の条件は、分類器により、ある事例にわたる全ての検出から入力の
特徴として得られたクオリティスコアを用いて割り当てられる。正常性段階に入
力されるクオリティスコアは、濃度および微小石灰化のデルタ判別式値である。
さらなる入力は、各々の検出のための割り当てられたクラスラベルである。別個
の正常性分類器が、各々の損傷カテゴリーのために用いられる。
<Classification of Normality> Classification of normality refers to a process of checking a discriminant from each detection category over all images in a case. If normality conditions are met, density detection and / or microcalcification detection is removed from all images in the case. The "normality" condition is assigned by the classifier using the quality score obtained as a feature of the input from all detections over a case. The quality score entered in the normality stage is the delta discriminant value of concentration and microcalcification.
A further input is the assigned class label for each detection. A separate health classifier is used for each injury category.

【0116】 前述の後処理段階により検出が削除されないことを特筆することが重要である
。全ての検出に関するデルタ判別式は、‘1’のクラスラベルによって識別され
ても、‘0’のクラスラベルによって識別されても、正常性の特徴を発生させる
ために用いられる。
It is important to note that the above post-processing steps do not eliminate detections. The delta discriminant for all detections, whether identified by a '1' class label or a '0' class label, is used to generate the normality feature.

【0117】 微小石灰化の正常性分類器は、2つの“微小石灰化の正常性”の特徴を必要と
する。これらは、以下の通りである: 微小石灰化の正常性の特徴1 −− 微小石灰化分類器からのデルタ判別式値は
、事例における全ての画像のために、画像によりソートされる。各々の画像のた
めの最大のデルタ判別式値がソートされる。次に、画像毎にソートされたデルタ
判別式は、事例における全ての画像にわたって検索される。画像全般にわたる検
索からの最大値は、第1の微小石灰化の正常性の特徴として用いられる。 微小石灰化の正常性の特徴2 −− 各々の画像のための最大のデルタ判別式値
が記憶される。次に、画像内の最大値は、事例における全ての画像にわたって平
均化され、これにより、第2の正常性の特徴が与えられる。
The microcalcification normality classifier requires two “microcalcification normality” characteristics. These are: Microcalcification Normality Features 1--The Delta discriminant values from the microcalcification classifier are sorted by image for all images in the case. The largest delta discriminant value for each image is sorted. The image-sorted delta discriminant is then searched across all images in the case. The maximum value from the image-wide search is used as the normality feature of the first microcalcification. Microcalcification Normality Feature 2 --- The maximum delta discriminant value for each image is stored. The maxima in the images are then averaged over all images in the case, which gives a second normality feature.

【0118】 これら2つの微小石灰化の正常性の特徴は、微小石灰化の正常性分類器への入
力として用いられる。ある実施形態は、統計的二次分類器(statistical quadra
tic classifier)であってもよい。この分類器の重みは、2つのカテゴリー(正
常な事例、および、悪性であることと関連した微小石灰化を含む事例)の事例の
トレーニングデータベースを用いて計画される。2つの判別関数が得られる。一
方の判別式は、微小石灰化の意味において“正常である”事例を示し、かつ、他
方の判別式は、微小石灰化の意味において“正常ではない”事例を示す。“正常
ではない”判別式は、“正常である”判別式から減算され、微小石灰化の正常性
のデルタ判別式、すなわち、正常性値が生じる。この正常性値が所定の閾値より
も大きい場合には、全ての微小石灰化の検出が、この事例から除去される。
These two microcalcification normality features are used as inputs to the microcalcification normality classifier. One embodiment is a statistical quadratic classifier.
tic classifier). The classifier weights are planned using a training database of cases in two categories: normal cases and cases containing microcalcifications associated with being malignant. Two discriminant functions are obtained. One discriminant shows the case "normal" in the meaning of microcalcification, and the other discriminant shows the case "not normal" in the meaning of microcalcification. The “non-normal” discriminant is subtracted from the “normal” discriminant to yield the normal delta discriminant for microcalcifications, ie, the normality value. If this normality value is greater than a predetermined threshold, then all microcalcification detections are removed from this case.

【0119】 第一に、デルタ判別式の合計は、各々の画像上における全ての検出のために計
算される。この段階においては、‘0’のクラスラベルを有する検出でさえも考
慮される。各々の検出は2つのデルタ判別式(塊体およびスピキュラを伴う塊体
)を有することを示しているので、デルタ判別式の合計は各々の検出のために計
算され、かつ、デルタ判別式の最大合計を有する各々の画像上における検出が識
別される。
First, the sum of the delta discriminants is calculated for all detections on each image. At this stage, even detections with a class label of '0' are considered. Since each detection is shown to have two delta discriminants (lumps and lumps with spicules), the sum of the delta discriminants is calculated for each detection and the maximum of the delta discriminants. The detection on each image with the sum is identified.

【0120】 濃度の正常性の特徴は、デルタ判別式から計算される。特徴の説明における記
号“PT”は、べき変換が測定値に適用されることを示す。以下の正常性の特徴
は、画像毎に識別された検出を用いて、以下のように計算される: 濃度の正常性の特徴1 −− 各々の画像上において識別された検出のために、
塊体およびスピキュラを伴う塊体の平均を計算する。次に、事例における全ての
画像にわたって検索し、平均デルタ判別式の最小値を第1の特徴として選択する
(PT)。 濃度の正常性の特徴2 −− 各々の画像上において識別された検出のために、
2つのデルタ判別式(塊体およびスピキュラを伴う塊体)の最大値を選択する。
次に、選択されたデルタ判別式の平均を、第2の特徴として計算する(PT)。 濃度の正常性の特徴3 −− 各々の画像上において識別された検出のために、
2つのデルタ判別式(塊体およびスピキュラを伴う塊体)の最小値を選択する。
次に、選択されたデルタ判別式の平均を、第3の特徴として計算する。
The normality characteristic of concentration is calculated from the delta discriminant. The symbol "PT" in the feature description indicates that the power transformation is applied to the measurement. The following normality features are calculated using the detections identified for each image as follows: Density normality feature 1--for the detections identified on each image,
Calculate the average of the mass and mass with spicula. Next, a search is performed over all images in the case, and the minimum value of the average delta discriminant is selected as the first feature (PT). Normality features of density 2 --- For the detections identified on each image,
Select the maximum of the two delta discriminants (lumps and chunks with spicules).
Next, the average of the selected delta discriminants is calculated as the second feature (PT). Normality features of density 3 --- For the detections identified on each image,
Select the minimum of the two delta discriminants (lumps and chunks with spicules).
Next, the average of the selected delta discriminants is calculated as the third feature.

【0121】 これら3つの濃度の正常性の特徴は、濃度の正常性分類器への入力として用い
られる。ある実施形態は、統計的二次分類器であってもよい。この分類器の重み
は、2つのカテゴリー(正常な事例、および、悪性の濃度を含む事例)の事例の
トレーニングデータベースを用いて計画される。2つの判別関数が得られる。一
方の判別式は、濃度の意味において“正常である”事例を示し、かつ、他方の判
別式は、濃度の意味において“正常ではない”事例を示す。“正常ではない”判
別式は、“正常である”判別式から減算され、濃度の正常性のデルタ判別式、す
なわち、正常性値が生じる。この正常性値が所定の閾値よりも大きい場合には、
全ての濃度の検出が、この事例から除去される。
These three density normality features are used as inputs to the density normality classifier. An embodiment may be a statistical quadratic classifier. The weights of this classifier are planned using a training database of cases in two categories (normal cases and cases containing malignant concentrations). Two discriminant functions are obtained. One of the discriminants indicates a “normal” case in the sense of density, and the other discriminant indicates a “not normal” case in the sense of concentration. The "non-normal" discriminant is subtracted from the "normal" discriminant to yield the normality delta discriminant of concentrations, or normality values. If this normality value is greater than the predetermined threshold,
Detection of all concentrations is removed from this case.

【0122】 正常性段階の出力は、検出のセット、および、これに関連したクラスラベルで
ある。‘1’のクラスラベルを有する検出は、放射線技師によるさらなる判定を
必要とする際に、医療画像上にオーバーレイされて表示される。
The output of the normality stage is a set of detections and associated class labels. Detections with a class label of '1' are displayed overlaid on the medical image as they require further judgment by the radiologist.

【0123】 前述の説明に鑑みて、本発明が、癌による損傷を示す基準を満たすディジタル
画像上の検出を識別するための改善された方法およびシステムを提供し、かつ、
特に、患者のスクリーニング回診から得られるマンモグラム上における癌による
損傷を識別するために都合よく用いることができる方法およびシステムを提供す
ることは明白である。前述の説明からさらに特筆されるように、本発明は、偽陽
性の数を減少させる一方で前記方法およびシステムの感度を高め、これにより、
癌による損傷を識別する正確さが増す結果となる、というさらなる利点をもたら
すような方法で、微小石灰化および検出を分類するための、かつ、検出の後処理
を行うための処理を呈している。
In view of the foregoing description, the present invention provides an improved method and system for identifying detections on digital images that meet criteria indicative of cancer damage, and
In particular, it is clear to provide methods and systems that can be conveniently used to identify cancer-induced damage on mammograms obtained from screening rounds of patients. As further noted from the above description, the present invention increases the sensitivity of the method and system while reducing the number of false positives, thereby
Presents a process for classifying microcalcifications and detections and for post-processing detections in such a way as to provide the additional benefit of increasing the accuracy with which cancer damage is identified. .

【0124】 本発明については、マンモグラム上で見出された検出を分析するという状況に
おいて説明してきたが、本明細書において説明された方法およびシステムについ
ては、他の医療画像の分析にも適用できることをさらに特筆しておく。
Although the present invention has been described in the context of analyzing detections found on mammograms, the methods and systems described herein are also applicable to the analysis of other medical images. Is further noted.

【0125】 本明細書において説明された方法およびシステムは、本発明に関する好ましい
実施形態を構成しているが、本発明は本明細書において説明された通りの方法お
よびシステムに制約されるものではなく、かつ、添付された請求項において定義
される本発明の範囲から逸脱することなく、前記方法およびシステムにおいて変
更を行うことができることが理解されるべきである。
Although the methods and systems described herein form the preferred embodiments for the present invention, the present invention is not limited to the methods and systems as described herein. And, it is to be understood that changes can be made in the methods and systems without departing from the scope of the invention as defined in the appended claims.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 ディジタルマンモグラムでの塊体およびクラスタ化された微小
石灰化の検出のための自動化された方法を示す流れ図である。
FIG. 1 is a flow chart showing an automated method for detection of agglomerates and clustered microcalcifications on a digital mammogram.

【図2】 概略的な分類器アーキテクチャを示す流れ図である。FIG. 2 is a flow chart showing a schematic classifier architecture.

【図3】 前処理工程の流れ図である。FIG. 3 is a flowchart of a pretreatment process.

【図4】 クラスタ化された微小石灰化の検出器の流れ図である。FIG. 4 is a flow chart of a clustered microcalcification detector.

【図5】 図4と同様の図である。FIG. 5 is a view similar to FIG.

【図6】 濃度検出器の流れ図である。FIG. 6 is a flow chart of a concentration detector.

【図7】 図6と同様の図である。FIG. 7 is a view similar to FIG.

【図8】 DoGフィルターバンクの流れ図である。FIG. 8 is a flow chart of a DoG filter bank.

【図9】 領域成長法の流れ図である。FIG. 9 is a flowchart of a region growing method.

【図10】 領域成長法の適合性重みづけ部を詳述する流れ図である。FIG. 10 is a flow chart detailing a fitness weighting unit of the region growing method.

【図11】 クラスタ化された微小石灰化の分類器の流れ図である。FIG. 11 is a flow chart of a clustered microcalcification classifier.

【図12】 図11と同様の図である。FIG. 12 is a view similar to FIG. 11.

【図13】 濃度分類器を示す流れ図である。FIG. 13 is a flow chart showing a concentration classifier.

【図14】 図13と同様の図である。FIG. 14 is a view similar to FIG.

【図15】 後処理工程の流れ図である。FIG. 15 is a flowchart of a post-treatment process.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1000 ディジタル画像を得る段階 2000 前処理段階 3000 微小石灰化検出段階 4000 微小石灰化の特徴を計算する段階 5000 微小石灰化分類段階 6000 濃度検出段階 7000 濃度の特徴を計算する段階 8000 濃度分類段階 9000 後処理段階 1000 Steps to obtain digital image 2000 Pretreatment stage 3000 Microcalcification detection stage 4000 Calculating microcalcification features 5000 Microcalcification classification stage 6000 Concentration detection stage 7000 Calculation of concentration characteristics 8000 concentration classification stage 9000 post-treatment stage

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,MZ,SD,SL,SZ,TZ,UG ,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD, RU,TJ,TM),AE,AL,AM,AT,AU, AZ,BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH,C N,CR,CU,CZ,DE,DK,DM,EE,ES ,FI,GB,GD,GE,GH,GM,HR,HU, ID,IL,IN,IS,JP,KE,KG,KP,K R,KZ,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV ,MA,MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO, NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG,S I,SK,SL,TJ,TM,TR,TT,TZ,UA ,UG,UZ,VN,YU,ZA,ZW (72)発明者 ランディ・ピー・ブロサード アメリカ合衆国・メリーランド・20778・ ウェスト・リバー・ビルトモア・アベニ ュ・1002 (72)発明者 マイケル・ジェイ・コリンズ アメリカ合衆国・オハイオ・45431・ビー ヴァークリーク・バンディット・トレイ ル・2225 (72)発明者 マーティン・ピー・デスィミオ アメリカ合衆国・オハイオ・45324・フェ アボーン・アパローザ・トレイル・4770 (72)発明者 ジェフリー・ダブリュ・ホフメイスター アメリカ合衆国・オハイオ・45324・フェ アボーン・オールド・トルーン・ドライ ブ・2945−H (72)発明者 リチャード・エー・ミッチェル アメリカ合衆国・オハイオ・45066・スプ リングボロ・マックレイ・ブールヴァー ド・125 (72)発明者 トーマス・エフ・ラスバン アメリカ合衆国・コロラド・80132・モニ ュメント・ノース・シャーウッド・グレ ン・15 (72)発明者 ジョン・イー・ローゼンステンゲル アメリカ合衆国・オハイオ・45431・ビー ヴァークリーク・オールド・ウィロー・ド ライブ・3685 Fターム(参考) 4C093 DA06 FD01 FD03 FD05 FD09 FD12 FD13 FF07 FF16 FF17 FF18 FF19 FF28 FF29 5B057 AA07 CA08 CA12 CA16 CE06 DA01 DB02 DB09 DC01 DC22 5L096 AA06 BA06 BA13 DA01 EA37 GA10 GA51 GA55 HA11 JA11─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (81) Designated countries EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, I T, LU, MC, NL, PT, SE), OA (BF, BJ , CF, CG, CI, CM, GA, GN, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, GM, K E, LS, MW, MZ, SD, SL, SZ, TZ, UG , ZW), EA (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AE, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, CA, CH, C N, CR, CU, CZ, DE, DK, DM, EE, ES , FI, GB, GD, GE, GH, GM, HR, HU, ID, IL, IN, IS, JP, KE, KG, KP, K R, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV , MA, MD, MG, MK, MN, MW, MX, NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD, SE, SG, S I, SK, SL, TJ, TM, TR, TT, TZ, UA , UG, UZ, VN, YU, ZA, ZW (72) Inventor Randy P. Brossard             United States · Maryland · 20778 ·             West River Biltmore Aveni             1002 (72) Inventor Michael Jay Collins             United States Ohio 45431 Bee             Ver Creek Bandit Tray             Le-2225 (72) Inventor Martin P. Desimio             United States, Ohio, 45324, Fe             Aborn Aparosa Trail 4770 (72) Inventor Jeffrey W. Hoffmeister             United States, Ohio, 45324, Fe             Aborn Old Troon Dry             B-2945-H (72) Inventor Richard A. Mitchell             United States Ohio 45066 Sp             Ringborough McRae Boulevard             Do 125 (72) Inventor Thomas F. Rathvan             United States of America Colorado 80132 Moni             North Sherwood Grew             15 (72) Inventor John E. Rosen Stengel             United States Ohio 45431 Bee             Ver Creek Old Willow Do             Live3685 F term (reference) 4C093 DA06 FD01 FD03 FD05 FD09                       FD12 FD13 FF07 FF16 FF17                       FF18 FF19 FF28 FF29                 5B057 AA07 CA08 CA12 CA16 CE06                       DA01 DB02 DB09 DC01 DC22                 5L096 AA06 BA06 BA13 DA01 EA37                       GA10 GA51 GA55 HA11 JA11

Claims (105)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ディジタルマンモグラム画像における微小石灰化を検出す
る方法であって、 a)微小石灰化のサイズに対応する局所的なブライトスポットを有するフィル
タリングされた画像を作成するために、ディジタル画像をフィルタリングする段
階と、 b)ディジタル画像上のポイント位置に形成された微小石灰化を示すブライト
スポットを区分するために、フィルタリングされた画像を閾値により評価する段
階と、 c)b)段階において区分された各々の微小石灰化のためのポイント特徴を計
算する段階と、 d)癌による損傷の特性を最もよく示す微小石灰化を識別するために、ポイン
ト特徴を微小石灰化ポイント分類器に入力する段階と を有することを特徴とする方法。
1. A method of detecting microcalcifications in a digital mammogram image, the method comprising the steps of: a) creating a filtered image with local bright spots corresponding to the size of the microcalcifications. Filtering, b) evaluating the filtered image with a threshold to segment bright spots showing microcalcifications formed at point locations on the digital image, and c) segmenting in b) Calculating point features for each microcalcification, and d) inputting the point features into a microcalcification point classifier to identify the microcalcifications that best characterize the damage caused by the cancer. And a method comprising:
【請求項2】 前記ポイント特徴のうち少なくとも1つは、所定サイズの
、かつ、各々の微小石灰化のポイント位置を中心としたDoGカーネルの応答を
具備することを特徴とする請求項1に記載の方法。
2. The at least one of the point features comprises a DoG kernel response of a predetermined size and centered at each microcalcification point position. the method of.
【請求項3】 前記ポイント特徴のうち少なくとも1つは、DoGフィル
タリングされた画像における各々の微小石灰化のポイント位置の周りにおける局
所的平均値を具備することを特徴とする請求項1に記載の方法。
3. The method of claim 1, wherein at least one of the point features comprises a local average value around each microcalcification point location in the DoG filtered image. Method.
【請求項4】 前記ポイント特徴のうち少なくとも1つは、各々の微小石
灰化から得られた測定値の非線形結合を具備することを特徴とする請求項1に記
載の方法。
4. The method of claim 1, wherein at least one of the point features comprises a non-linear combination of measurements obtained from each microcalcification.
【請求項5】 前記各々の微小石灰化から得られた測定値は、 i)微小石灰化のポイント位置を中心としたDoGカーネルの応答と、 ii)微小石灰化のポイント位置の周りにおいて得られた、元の画像の局所的平
均と、 iii)微小石灰化のポイント位置の周りにおいて得られた、元の画像の局所的
標準偏差と を具備することを特徴とする請求項4に記載の方法。
5. The measurements obtained from each of the microcalcifications are obtained around i) the response of the DoG kernel centered on the microcalcification point position and ii) around the microcalcification point position. 5. The method of claim 4, further comprising: a local mean of the original image; and iii) a local standard deviation of the original image obtained around the microcalcification point locations. .
【請求項6】 前記非線形結合は、多層パーセプトロン神経網を用いて行
われることを特徴とする請求項2に記載の方法。
6. The method of claim 2, wherein the non-linear coupling is performed using a multilayer perceptron neural network.
【請求項7】 前記段階d)の微小石灰化ポイント分類器は、二次分類器
を具備することを特徴とする請求項1に記載の方法。
7. The method of claim 1, wherein the microcalcification point classifier of step d) comprises a secondary classifier.
【請求項8】 3つのポイント特徴がポイント分類器への入力のために計
算され、該ポイント特徴は、 1)所定サイズの、かつ、各々の微小石灰化のポイント位置を中心としたDo
Gカーネルの応答と、 2)DoGフィルタリングされた画像における各々の微小石灰化のポイント位
置の周りにおける局所的平均値と、 3)各々の微小石灰化から得られた測定値の非線形結合と を具備することを特徴とする請求項7に記載の方法。
8. Three point features are calculated for input to a point classifier, which are: 1) Do of a predetermined size and centered on each microcalcification point location.
Comprising the response of the G kernel, 2) the local mean around each microcalcification point location in the DoG filtered image, and 3) the non-linear combination of the measurements obtained from each microcalcification. The method of claim 7, wherein the method comprises:
【請求項9】 前記各々の微小石灰化から得られた測定値は、 i)微小石灰化のポイント位置を中心としたDoGカーネルの応答と、 ii)微小石灰化のポイント位置の周りにおいて得られた、元の画像の局所的平
均と、 iii)微小石灰化のポイント位置の周りにおいて得られた、元の画像の局所的
標準偏差と を具備することを特徴とする請求項8に記載の方法。
9. The measurements obtained from each of the microcalcifications are obtained around i) the response of the DoG kernel centered at the microcalcification point position and ii) around the microcalcification point position. 9. The method of claim 8, further comprising: a local average of the original image; and iii) a local standard deviation of the original image obtained around the microcalcification point locations. .
【請求項10】 前記段階d)は、各々の微小石灰化に関する判別式の差
分の分析に基づいて、癌である可能性が高い微小石灰化を等級により順序づけす
る段階と、癌領域を示す可能性が最も高い微小石灰化を保持するための所定等級
限界値を超える等級を有する微小石灰化を除去する段階とを有することを特徴と
する請求項1に記載の方法。
10. The step d) may include a step of ordering microcalcifications, which are likely to be cancers, by grade, based on an analysis of discriminant differences regarding each microcalcification, and indicating a cancer area. Removing microcalcifications having a grade above a predetermined grade limit value for retaining the most prominent microcalcifications.
【請求項11】 ディジタルマンモグラム画像における微小石灰化クラス
タを検出する方法であって、 a)ディジタルマンモグラム画像上の微小石灰化を識別する段階と、 b)微小石灰化クラスタを形成するために、微小石灰化のグループをクラスタ
化する段階と、 c) i)微小石灰化クラスタ内の各々の微小石灰化から計算された特徴を具
備する少なくとも1つのクラスタの特徴を計算することにより、 ii)偽陽性のクラスタを識別するために、少なくとも1つのクラスタの特徴
を微小石灰化クラスタ分類器に入力することにより 各々の微小石灰化クラスタを分析する段階と を有することを特徴とする方法。
11. A method of detecting microcalcification clusters in a digital mammogram image, the method comprising: a) identifying microcalcifications on the digital mammogram image; and b) forming microcalcification clusters to form microcalcification clusters. Clustering a group of calcifications, and c) i) calculating features of at least one cluster comprising features calculated from each microcalcification in each microcalcification cluster, ii) false positives Analyzing each microcalcification cluster by inputting features of the at least one cluster into a microcalcification cluster classifier to identify the clusters of.
【請求項12】 前記ポイント特徴は、各々のクラスタ内の各々の微小石
灰化のために計算され、かつ、ポイント特徴は、各々の微小石灰化のための判別
式スコアの差分をもたらすためにポイント分類器に入力され、かつ、少なくとも
1つのクラスタの特徴は、微小石灰化のための判別式スコアの差分から得られる
ことを特徴とする請求項11に記載の方法。
12. The point features are calculated for each microcalcification in each cluster, and the point features are pointed to yield a discriminant score difference for each microcalcification. The method of claim 11, wherein the features of the at least one cluster that are input to the classifier are obtained from the difference of discriminant scores for microcalcifications.
【請求項13】 前記少なくとも1つのクラスタの特徴は、クラスタ内の
微小石灰化のための、M番目に大きい判別式スコアの差分であることを特徴とす
る請求項11に記載の方法。
13. The method of claim 11, wherein the at least one cluster feature is the difference in the Mth largest discriminant score for microcalcifications within the cluster.
【請求項14】 前記少なくとも1つのクラスタの特徴は、 i)領域成長した領域を形成するために、クラスタ内の各々の微小石灰化を領
域成長させることにより、 ii)各々の微小石灰化のための強度比を定義するために、各々の領域成長した
領域内部の画像ピクセルの平均強度を、所定の形状およびサイズの領域内に配置
された領域成長した領域外部の画像ピクセルの平均強度により除算することによ
り、 iii)平均強度比の特徴を得るために、クラスタ内の全ての微小石灰化のため
の強度比の合計を、クラスタ内の微小石灰化の数により除算することにより 計算されることを特徴とする請求項11に記載の方法。
14. The features of the at least one cluster are: i) by regionally growing each microcalcification within a cluster to form a region grown region, ii) for each microcalcification The average intensity of image pixels inside each region-grown region is divided by the average intensity of image pixels outside the region-grown region located within a region of a given shape and size to define the intensity ratio of Iii) that the sum of the intensity ratios for all microcalcifications in a cluster is calculated by dividing by the number of microcalcifications in the cluster to obtain the mean intensity ratio feature. The method of claim 11 characterized.
【請求項15】 前記少なくとも1つのクラスタの特徴は、 i)領域成長した領域を形成するために、クラスタ内の各々の微小石灰化を領
域成長させることにより、 ii)クラスタの重心を中心とする所定領域を、所定領域におけるエネルギーを
参照して正規化することにより、 iii)平均第2モーメントの特徴を定義するために、領域成長した領域の第2
モーメントを計算することにより 計算されることを特徴とする請求項11に記載の方法。
15. The feature of the at least one cluster is: i) centering the centroid of the cluster by locally growing each microcalcification in the cluster to form a region grown area. By normalizing the predetermined region with reference to the energy in the predetermined region, iii) the second of the region grown regions to define the characteristics of the average second moment.
The method of claim 11, wherein the method is calculated by calculating a moment.
【請求項16】 ディジタルマンモグラム画像における微小石灰化を検出
する方法であって、 a)微小石灰化のサイズに対応する局所的なブライトスポットを有するフィル
タリングされた画像を作成するために、ディジタル画像をフィルタリングする段
階と、 b)ディジタル画像上のポイント位置に形成された微小石灰化を示すブライト
スポットを区分するために、フィルタリングされた画像を閾値により評価する段
階と、 c)b)段階において区分された各々の微小石灰化のためのポイント特徴を計
算する段階と、 d)癌による損傷の特性を最もよく示す微小石灰化を識別するために、ポイン
ト特徴を微小石灰化ポイント分類器に入力する段階と、 e)微小石灰化クラスタを形成するために、微小石灰化のグループをクラスタ
化する段階と、 f) i)微小石灰化クラスタ内の各々の微小石灰化から計算された特徴を具
備する少なくとも1つのクラスタの特徴を計算することにより、 ii)偽陽性のクラスタを識別するために、少なくとも1つのクラスタの特徴を
微小石灰化クラスタ分類器に入力することにより 各々の微小石灰化クラスタを分析する段階と を有することを特徴とする方法。
16. A method of detecting microcalcifications in a digital mammogram image, the method comprising the steps of: a) creating a filtered image with localized bright spots corresponding to the size of the microcalcifications. Filtering, b) evaluating the filtered image with a threshold to segment bright spots showing microcalcifications formed at point locations on the digital image, and c) segmenting in b) Calculating point features for each microcalcification, and d) inputting the point features into a microcalcification point classifier to identify the microcalcifications that best characterize the damage caused by the cancer. And e) clustering groups of microcalcifications to form microcalcification clusters F) i) by calculating features of at least one cluster comprising features calculated from each microcalcification in each microcalcification cluster, ii) at least 1 to identify false positive clusters, Inputting the features of one cluster into a microcalcification cluster classifier, and analyzing each microcalcification cluster.
【請求項17】 ディジタル画像上における検出の反復的形状評価の方法
であって、 a)入力されたディジタル画像上における検出に対応するピクセル位置を与え
る段階と、 b)与えられたピクセル位置において‘1’に等しくなるように、現在の領域
成長したマスクを定義する段階と、 c)現在の重みづけカーネルを、現在の領域成長したマスクの関数として計算
する段階と、 d)入力画像と現在の重みづけカーネルとから、現在の混合画像を計算する段
階と、 e)新たな領域成長したマスクを得るために、現在の混合画像を領域成長させ
る段階と、 f)所定の継続条件を満たすために、新たな領域成長したマスクをテストし、
かつ、 i)継続条件が満たされる場合には、 A)現在の反復のための新たな領域成長したマスクに等しくなるように、
次の反復のための現在の領域成長したマスクを割り当て、 B)段階c)〜段階f)を反復し、 ii)継続条件が満たされない場合には、 A)反復を終了させ、 B)継続条件を満たす最終的な領域成長したマスクを、検出に関する評価
された形状として選択する段階と を有することを特徴とする方法。
17. A method of iterative shape estimation of detections on a digital image, comprising the steps of: a) providing a pixel position corresponding to the detection on an input digital image; and b) at a given pixel position. Defining the current region-grown mask to be equal to 1 ′, c) calculating the current weighting kernel as a function of the current region-grown mask, and d) the input image and the current Calculating a current blended image from the weighting kernel, e) region growing the current blended image to obtain a new region grown mask, and f) satisfying a predetermined continuation condition. Test the new area grown mask,
And i) if the continuation condition is met: A) equal to the new region grown mask for the current iteration,
Assign the current region grown mask for the next iteration, B) repeat steps c) to f), ii) if the continuation condition is not satisfied, A) terminate the iteration, and B) continue condition. Selecting the final region-grown mask that satisfies as the evaluated shape for detection.
【請求項18】 前記領域成長は、所定範囲の塗りつぶしパーセンテージ
を用いて、パーセンテージに基づく塗りつぶしを行い、かつ、 g)塗りつぶしパーセンテージの開始値を初期化する段階と、 h)塗りつぶしパーセンテージの開始値によって始まる塗りつぶしパーセンテ
ージの範囲にわたって、各々の塗りつぶしパーセンテージのために段階a)〜段
階f)を行う段階と、 i)マスクのセットを生じさせるために、各々の塗りつぶしパーセンテージの
ために、ii)のB)から選択された最終的な領域成長したマスクを記憶する段階
と、 j)マスクのセットから、マスクの1つを、検出のための最終的な形状評価と
して選択する段階と をさらに有することを特徴とする請求項17に記載の方法。
18. The area growth comprises: performing a percentage-based fill using a predetermined range of fill percentages; and g) initializing a fill percentage start value; and h) depending on a fill percentage start value. Performing steps a) to f) for each fill percentage over a range of starting fill percentages, and i) for each fill percentage to yield a set of masks, ii) B). Further comprising the steps of storing a final region-grown mask selected from, and j) selecting one of the masks from the set of masks as a final shape evaluation for detection. The method according to claim 17, wherein:
【請求項19】 前記マスクの1つを選択する段階j)は、分類器を用い
て行われることを特徴とする請求項18に記載の方法。
19. The method according to claim 18, wherein the step j) of selecting one of the masks is performed with a classifier.
【請求項20】 前記継続条件は、現在の領域成長したマスクとは異なっ
た新たな領域成長したマスクを具備することを特徴とする請求項17に記載の方
法。
20. The method of claim 17, wherein the continuation condition comprises a new area grown mask different from the current area grown mask.
【請求項21】 前記継続条件は、所定の最大マスクサイズに到達してい
ない新たな領域成長したマスクを具備することを特徴とする請求項17に記載の
方法。
21. The method of claim 17, wherein the continuation condition comprises a new region grown mask that has not reached a predetermined maximum mask size.
【請求項22】 前記重みづけカーネルは、円対称ガウシアン重みづけカ
ーネルであることを特徴とする請求項17に記載の方法。
22. The method of claim 17, wherein the weighting kernel is a circularly symmetric Gaussian weighting kernel.
【請求項23】 入力画像上における検出から特徴を計算する方法であっ
て、 a)検出内部の第1領域と検出外部の第2領域とに対応する入力画像上に、2
つの領域を与える段階と、 b)入力画像上の2つの領域から得られた値に基づいて測定値を計算する段階
と、 c)各々の領域の測定値の平均を計算する段階と、 d)各々の領域の測定値の標準偏差を計算する段階と、 e)特徴 = SIGN(μ1−μ2)*(μ1−μ22/(σ1 2+σ2 2) (ここで、SIGN(μ1−μ2)は、正の偏角に対しては+1、負の偏角に対し
ては−1であり、μiはi番目の領域の平均、σiはi番目の領域の標準偏差であ
る。) という式にしたがって、検出の特徴を計算する段階と を有することを特徴とする方法。
23. A method of calculating features from detections on an input image, comprising: a) 2 on the input image corresponding to a first region inside the detection and a second region outside the detection.
Giving two regions, b) calculating the measured values based on the values obtained from the two regions on the input image, c) calculating the average of the measured values of each region, and d) Calculating the standard deviation of the measured values of each region, and e) feature = SIGN (μ 1 −μ 2 ) * (μ 1 −μ 2 ) 2 / (σ 1 2 + σ 2 2 ) (where SIGN (Μ 1 −μ 2 ) is +1 for positive declination and −1 for negative declination, μ i is the average of the i-th region, and σ i is the i-th region. A standard deviation.) According to the formula.
【請求項24】 前記測定値は、ピクセル値を具備することを特徴とする
請求項23に記載の方法。
24. The method of claim 23, wherein the measurement comprises a pixel value.
【請求項25】 前記測定値は、ローズE5L5バウアー・フィッシャー
比を具備することを特徴とする請求項23に記載の方法。
25. The method of claim 23, wherein the measured value comprises a Rose E5L5 Bower Fisher ratio.
【請求項26】 画像上における複数の検出から特徴を得る方法であって
、 a)画像上における複数の検出のうちの各々の検出から測定値を得る段階と、 b)画像上における各々の検出に関する独自の特徴を生じさせるために、全て
の検出からの測定値を組み合わせる段階と を有することを特徴とする方法。
26. A method of obtaining a feature from a plurality of detections on an image, the method comprising: a) obtaining a measurement value from each detection of the plurality of detections on the image; and b) each detection on the image. Combining the measurements from all the detections to produce a unique feature for.
【請求項27】 前記測定値を組み合わせる段階は、 i)各々の検出のための測定値の値に基づいて、画像上における全ての検出を
等級により順序づけする段階と、 ii)各々の検出の等級値を、該検出の特徴として用いる段階と を有することを特徴とする請求項26に記載の方法。
27. Combining the measurements, i) ordering all detections on the image by grade based on the value of the measurement for each detection, and ii) the grade of each detection. 27. The method of claim 26, comprising using a value as a characteristic of the detection.
【請求項28】 前記測定値を組み合わせる段階は、画像上における検出
のための測定値の平均値を計算する段階と、各々の検出に関する独自の特徴を生
じさせるために、該平均値を、画像上における各々の検出のための測定値から減
算する段階とを有することを特徴とする請求項26に記載の方法。
28. Combining the measurements includes calculating an average of the measurements for detection on the image and combining the averages with the image to produce unique features for each detection. 27. Subtracting from the measurement value for each detection above.
【請求項29】 画像上における検出に対応する複数のマスクから特徴を
得る方法であって、 a)画像上の1つの検出に対応する複数のマスクを与える段階と、 b)各々のマスクのためのクオリティスコアを計算する段階と、 c)クオリティスコアに基づいて、マスクを等級により順序づけする段階と、 d)マスクの等級値に基づいて、マスクの部分集合を選択する段階と、 e)マスクの部分集合を用いて、複数の測定値を計算する段階と、 f)複数の測定値から、特徴を得る段階と を有することを特徴とする方法。
29. A method of obtaining features from a plurality of masks corresponding to detections on an image, the method comprising: a) providing a plurality of masks corresponding to one detection on the image; and b) for each mask. C) ordering the masks by grade based on the quality score, d) selecting a subset of masks based on the grade value of the mask, and e) selecting the mask A method comprising: calculating a plurality of measurement values using a subset; and f) obtaining a feature from the plurality of measurement values.
【請求項30】 前記特徴のうち少なくとも1つは、測定値の平均である
ことを特徴とする請求項29に記載の方法。
30. The method of claim 29, wherein at least one of the features is an average of measurements.
【請求項31】 前記特徴のうち少なくとも1つは、測定値の標準偏差で
あることを特徴とする請求項29に記載の方法。
31. The method of claim 29, wherein at least one of the features is a standard deviation of measurements.
【請求項32】 前記特徴のうち少なくとも1つは、測定値の最小値であ
ることを特徴とする請求項29に記載の方法。
32. The method of claim 29, wherein at least one of the features is a minimum of measurements.
【請求項33】 前記特徴のうち少なくとも1つは、測定値の最大値であ
ることを特徴とする請求項29に記載の方法。
33. The method of claim 29, wherein at least one of the features is a maximum of measurements.
【請求項34】 ディジタル画像セット上における検出を分析するための
処理において、画像セット上における検出の部分集合を選択するための方法であ
って、 a)画像セット上における識別された検出のために、等級順序クオリティスコ
アを与える段階と、 b)識別された検出に割り当てられたクオリティスコアに基づいて、画像セッ
ト上における検出を等級により順序づけする段階と、 c)1〜N(ここで、Nは、画像セット上に保持される検出の数に関する所定
の上限である)に等級づけされる、画像セット上における検出のみを保持する段
階と を有することを特徴とする方法。
34. A method for selecting a subset of detections on an image set in a process for analyzing detections on a digital image set comprising: a) for identified detections on the image set. , B) ordering the detections on the image set by grade based on the quality score assigned to the identified detections, and c) 1 to N, where N is , A predetermined upper bound on the number of detections retained on the image set), retaining only the detections on the image set.
【請求項35】 前記クオリティスコアは、画像セット上における癌領域
に対応する検出の可能性を示し、かつ、癌領域に対応する検出の可能性は、1か
らNへ進行して減少していくことを特徴とする請求項34に記載の方法。
35. The quality score indicates the probability of detection corresponding to a cancer area on an image set, and the probability of detection corresponding to a cancer area progressively decreases from 1 to N. 35. The method of claim 34, wherein:
【請求項36】 前記画像セットは、複数の画像を具備することを特徴と
する請求項34に記載の方法。
36. The method of claim 34, wherein the image set comprises a plurality of images.
【請求項37】 前記段階b)の等級により順序づけする段階は、画像セ
ットの全ての画像を参照して行われることを特徴とする請求項36に記載の方法
37. The method of claim 36, wherein the step of b) ordering by grade is performed with reference to all images in the image set.
【請求項38】 前記セットにおける全ての画像は、1つの事例からの画
像を具備することを特徴とする請求項37に記載の方法。
38. The method of claim 37, wherein all images in the set comprise images from one case.
【請求項39】 前記検出は、微小石灰化および濃度という2つのカテゴ
リーを具備し、かつ、各々のカテゴリーは、別個に等級により順序づけされるこ
とを特徴とする請求項34に記載の方法。
39. The method of claim 34, wherein the detection comprises two categories, microcalcification and concentration, and each category is separately ordered by grade.
【請求項40】 別個の上限N1,N2は、各々の検出カテゴリーのために
定義されることを特徴とする請求項39に記載の方法。
40. The method of claim 39, wherein separate upper bounds N 1 , N 2 are defined for each detection category.
【請求項41】 微小石灰化のための上限N1は、濃度のための上限N2
は異なることを特徴とする請求項40に記載の方法。
41. The method according to claim 40, wherein the upper limit N 1 for microcalcification is different from the upper limit N 2 for concentration.
【請求項42】 前記画像セットは複数の画像を具備し、かつ、1〜M(
ここで、Mは、画像上に保持される検出の数に関する、所定の画像毎の上限であ
る)に等級づけされた検出のみが、各々の検出カテゴリーのために、各々の画像
上に保持されることを特徴とする請求項40に記載の方法。
42. The image set comprises a plurality of images, and 1-M (
Where M is an upper limit for a given image with respect to the number of detections retained on the image), only those detections graded for each detection category are retained on each image. 41. The method of claim 40, wherein:
【請求項43】 微小石灰化のための画像毎の上限M1は、濃度のための画
像毎の上限M2とは異なることを特徴とする請求項42に記載の方法。
43. The method of claim 42, wherein the per-image upper limit M 1 for microcalcification is different than the per-image upper limit M 2 for density.
【請求項44】 ディジタル画像上における検出を分析するための方法で
あって、 a)画像上における識別された検出のために、画像状況のクオリティスコアを
与える段階と、 b)検出のためのクオリティスコアに基づいて、識別された検出に信用等級を
割り当てる段階と、 c)画像上における全ての識別された検出のための信用等級を、所定の信用等
級の組み合わせと比較する段階と、 d)段階c)において、画像上における全ての識別された検出のための信用等
級が、所定の信用等級の組み合わせの1つと一致すれば、全ての検出を画像から
除去する段階と を有することを特徴とする方法。
44. A method for analyzing detections on a digital image, comprising the steps of: a) providing a quality score of the image context for the identified detections on the image; and b) quality for detection. Assigning a credit rating to the identified detections based on the score; c) comparing all identified detection credit ratings on the image to a predetermined credit rating combination; and d) a step. c), removing all detections from the image if the credit grades for all identified detections on the image match one of the predetermined credit grade combinations. Method.
【請求項45】 前記クオリティスコアは、各々の検出のための少なくと
も1つのデルタ判別式値から得られることを特徴とする請求項44に記載の方法
45. The method of claim 44, wherein the quality score is obtained from at least one delta discriminant value for each detection.
【請求項46】 前記b)段階は、2つの等級のうち1つを、各々の検出
に割り当てる段階を具備することを特徴とする請求項44に記載の方法。
46. The method of claim 44, wherein step b) comprises assigning one of two grades to each detection.
【請求項47】 前記クオリティスコアは、各々の検出のためのデルタ判
別式値の平均を具備することを特徴とする請求項46に記載の方法。
47. The method of claim 46, wherein the quality score comprises an average of delta discriminant values for each detection.
【請求項48】 前記クオリティスコアは、信用等級を割り当てるために
、所定の閾値と比較され、かつ、クオリティスコアが閾値よりも低ければ第1信
用等級が割り当てられ、クオリティスコアが閾値よりも高ければ第2信用等級が
割り当てられることを特徴とする請求項47に記載の方法。
48. The quality score is compared with a predetermined threshold to assign a credit grade, and a first credit grade is assigned if the quality score is lower than the threshold, and a quality score is higher than the threshold. 48. The method of claim 47, wherein a second credit rating is assigned.
【請求項49】 前記画像上における検出は、一緒に分析される少なくと
も2つの検出カテゴリーを有し、かつ、段階c)は、各々の検出のための信用等
級および検出カテゴリーの両方を参照した比較を具備することを特徴とする請求
項48に記載の方法。
49. The detections on the image have at least two detection categories that are analyzed together, and step c) compares with reference to both the credit rating and the detection categories for each detection. 49. The method of claim 48, comprising:
【請求項50】 前記少なくとも2つの検出カテゴリーは、微小石灰化お
よび濃度を具備することを特徴とする請求項49に記載の方法。
50. The method of claim 49, wherein the at least two detection categories comprise microcalcification and concentration.
【請求項51】 前記a)段階〜d)段階は、複数のマンモグラフィ画像
のセットのうちの各々の画像上において行われ、かつ、各々の画像上における全
ての検出は、画像のセットにおける偽陽性検出の数を低下させるために、保持さ
れるかまたは除去されるかのいずれかであることを特徴とする請求項50に記載
の方法。
51. The steps a) to d) are performed on each image of the set of mammography images, and all detections on each image are false positives in the set of images. 51. The method of claim 50, which is either retained or removed to reduce the number of detections.
【請求項52】 前記a)段階〜d)段階は、複数のマンモグラフィ画像
のセットのうちの各々の画像上において行われ、かつ、各々の画像上における全
ての検出は、画像のセットにおける偽陽性検出の数を低下させるために、保持さ
れるかまたは除去されるかのいずれかであることを特徴とする請求項44に記載
の方法。
52. The steps a) to d) are performed on each image of the set of mammographic images, and all detections on each image are false positives in the set of images. 45. The method of claim 44, wherein the method is either retained or removed to reduce the number of detections.
【請求項53】 ディジタル画像上における検出を分析するための方法で
あって、 少なくとも2つの検出カテゴリーが画像内で一緒に分析され、 前記方法は、 a)画像上における識別された検出のために、画像状況のクオリティスコアを
与える段階と、 b)検出のためのクオリティスコアに基づいて、識別された検出に信用等級を
割り当てる段階と、 c)画像上における全ての識別された検出のための信用等級を、前記少なくと
も2つの検出カテゴリーにわたって、所定の信用等級の組み合わせと比較する段
階と、 d)段階c)において、画像上における全ての識別された検出のための信用等
級が、所定の信用等級の組み合わせの1つと一致すれば、全ての検出を画像から
除去する段階と を有することを特徴とする方法。
53. A method for analyzing detections on a digital image, wherein at least two detection categories are analyzed together in the image, the method comprising: a) for the identified detections on the image. , Giving a quality score for the image situation, b) assigning a credit rating to the identified detections based on the quality score for the detection, and c) credit for all identified detections on the image. Comparing a grade to a combination of predetermined credit grades across said at least two detection categories, and d) in step c) the credit grades for all identified detections on the image are given credit grades. And removing all detections from the image if they match one of the combinations of.
【請求項54】 前記クオリティスコアは、各々の検出のためのデルタ判
別式値の平均を具備することを特徴とする請求項53に記載の方法。
54. The method of claim 53, wherein the quality score comprises an average of delta discriminant values for each detection.
【請求項55】 前記少なくとも2つの検出カテゴリーは、微小石灰化お
よび濃度を具備することを特徴とする請求項53に記載の方法。
55. The method of claim 53, wherein the at least two detection categories comprise microcalcification and concentration.
【請求項56】 前記a)段階〜d)段階は、複数のマンモグラフィ画像
のセットのうちの各々の画像上において行われ、かつ、各々の画像上における全
ての検出は、画像のセットにおける偽陽性検出の数を低下させるために、保持さ
れるかまたは除去されるかのいずれかであることを特徴とする請求項53に記載
の方法。
56. The steps a) to d) are performed on each image of the set of mammography images, and all detections on each image are false positives in the set of images. 54. The method of claim 53, which is either retained or removed to reduce the number of detections.
【請求項57】 ディジタル画像セット上における検出を分析するための
処理において、画像セット上における検出のカテゴリーを選択するかまたは拒絶
するための方法であって、 a)画像セット上における検出のカテゴリーから各々の検出に対応する計算さ
れた値を与える段階と、 b)検出に対応する計算された値を用いて、正常性値を計算する段階と、 c)正常性値を、所定の閾値と比較する段階と、 d)正常性値が所定の閾値条件を満たさなければ、対応するカテゴリーの全て
の検出を拒絶する段階と を有することを特徴とする方法。
57. A method for selecting or rejecting a category of detections on an image set in a process for analyzing detections on a digital image set, the method comprising: a) selecting from categories of detections on the image set. Giving a calculated value corresponding to each detection, b) calculating a normality value using the calculated value corresponding to the detection, and c) comparing the normality value with a predetermined threshold value. And d) rejecting all detections of the corresponding category if the normality value does not meet a predetermined threshold condition.
【請求項58】 前記画像セットは、複数のディジタル画像を具備し、か
つ、検出は、画像セットを通して拡げられることを特徴とする請求項57に記載
の方法。
58. The method of claim 57, wherein the image set comprises a plurality of digital images and the detection is spread through the image set.
【請求項59】 前記検出は、少なくとも2つの検出カテゴリーを具備し
、かつ、別個の正常性値が各々の検出カテゴリーのために計算され、かつ、検出
を拒絶する段階は、各々の検出カテゴリーにおいて別個に行われることを特徴と
する請求項57に記載の方法。
59. The detection comprises at least two detection categories, and a separate normality value is calculated for each detection category, and the step of rejecting the detection is performed in each detection category. 58. The method of claim 57, wherein the method is performed separately.
【請求項60】 前記検出カテゴリーは、微小石灰化および濃度を具備す
ることを特徴とする請求項59に記載の方法。
60. The method of claim 59, wherein the detection category comprises microcalcification and concentration.
【請求項61】 前記各々の検出に対応する計算された値は、デルタ判別
式値を具備することを特徴とする請求項57に記載の方法。
61. The method of claim 57, wherein the calculated value corresponding to each of the detections comprises a delta discriminant value.
【請求項62】 特徴は、正常性値の計算において用いるために、デルタ
判別式値から得られることを特徴とする請求項61に記載の方法。
62. The method of claim 61, wherein the features are derived from delta discriminant values for use in calculating a normality value.
【請求項63】 前記デルタ判別式値から得られた特徴は、正常性値を得
るために、分類器に入力されることを特徴とする請求項62に記載の方法。
63. The method of claim 62, wherein the features derived from the delta discriminant value are input to a classifier to obtain a normality value.
【請求項64】 前記分類器は、二次分類器を具備することを特徴とする
請求項63に記載の方法。
64. The method of claim 63, wherein the classifier comprises a quadratic classifier.
【請求項65】 前記検出は、少なくとも2つの検出カテゴリーを具備し
、かつ、各々の検出カテゴリーのためのデルタ判別式値から得られた特徴は、各
々の検出カテゴリーのための別個の正常性値を計算するために用いられ、かつ、
検出を拒絶する段階は、各々の検出カテゴリーにおいて別個に行われることを特
徴とする請求項62に記載の方法。
65. The detection comprises at least two detection categories, and the features derived from the delta discriminant values for each detection category are distinct normality values for each detection category. Used to calculate and
63. The method of claim 62, wherein the step of rejecting detection occurs separately in each detection category.
【請求項66】 前記検出カテゴリーは、微小石灰化および濃度を具備す
ることを特徴とする請求項65に記載の方法。
66. The method of claim 65, wherein the detection category comprises microcalcification and concentration.
【請求項67】 前記微小石灰化のためにデルタ判別式値から得られた特
徴は2つの特徴を具備し、これらの特徴は、 i)画像セット内の全ての画像のために、画像毎に、微小石灰化のデルタ判別
式値をソートすることにより、 ii)各々の画像のために、画像内最大デルタ判別式値を識別することにより、 iii)第1の特徴を定義するために、画像セット内の全ての画像を検索し、か
つ、最大デルタ判別式値を選択することにより、 iv)第2の特徴を定義するために、画像セット内の全ての画像からの画像内最
大デルタ判別式値を平均化することにより 計算され、 前記第1および第2の特徴は、所定の微小石灰化の正常性閾値と比較するため
の微小石灰化の正常性値を得るために、微小石灰化の正常性分類器への入力を具
備することを特徴とする請求項66に記載の方法。
67. The features derived from the delta discriminant values for the microcalcifications comprise two features, which are: i) for every image in the image set, image by image. , By sorting the delta discriminant values of microcalcifications, ii) for each image, by identifying the maximum delta discriminant value within the image, iii) the image to define the first feature By searching all the images in the set and selecting the maximum delta discriminant value, iv) the maximum delta discriminant in image from all the images in the image set to define the second feature Calculated by averaging the values, the first and second features of the microcalcification to obtain a microcalcification normality value for comparison with a predetermined microcalcification normality threshold. Characterized by having an input to a normality classifier 67. The method of claim 66, wherein
【請求項68】 第1および第2デルタ判別式値は、各々の濃度検出のた
めに計算され、濃度のためにデルタ判別式値から得られる特徴は3つの特徴を具
備し、これらの特徴は、 i)各々の濃度検出のための第1および第2デルタ判別式値を合計することに
より、 ii)各々の画像のための識別された検出を定義するために、段階i)の合計演
算の結果として生じる最大値を有する濃度検出を、各々の画像のために識別する
ことにより、 iii)各々の画像における識別された検出のために、第1および第2デルタ判
別式の平均を計算することにより、 iv)第1の特徴を定義するために、段階iii)において計算された平均値の最
小値を選択することにより、 v)各々の画像のための最大デルタ判別式値を定義するために、最大デルタ判
別式値を、識別された検出のための第1および第2デルタ判別式から、各々の画
像のために選択することにより、 vi)第2の特徴を定義するために、全ての画像のための最大デルタ判別式値の
平均を計算することにより、 vii)各々の画像のための最小デルタ判別式値を定義するために、最小デルタ
判別式値を、識別された検出のための第1および第2デルタ判別式から、各々の
画像のために選択することにより、 viii)第3の特徴を定義するために、全ての画像のための最小デルタ判別式値
の平均を計算することにより、 計算され、 前記第1、第2、および第3の特徴は、所定の濃度の正常性閾値と比較するた
めの濃度の正常性値を得るために、濃度分類器への入力を具備することを特徴と
する請求項66に記載の方法。
68. The first and second delta discriminant values are calculated for each concentration detection, and the features derived from the delta discriminant values for concentration comprise three features, which are: , I) by summing the first and second delta discriminant values for each density detection, ii) to define the identified detections for each image, of the summation operation of step i) Identifying the resulting density detection with the maximum value for each image, iii) calculating the average of the first and second delta discriminants for the identified detection in each image. Iv) by selecting the minimum of the mean values calculated in step iii) to define the first feature, v) to define the maximum delta discriminant value for each image , The maximum delta discriminant value, By selecting for each image from the first and second delta discriminants for separate detection, vi) the maximum delta discriminant for all images to define the second feature. Vii) determining the minimum delta discriminant value for each image by calculating the average of the values, the minimum delta discriminant value being the first and second delta discriminants for the identified detection. By selecting for each image, viii) by defining an average of the minimum delta discriminant values for all images to define a third feature, 67. The second, third, and third features comprise an input to a concentration classifier to obtain a concentration normality value for comparison with a predetermined concentration normality threshold. The method described in.
【請求項69】 ディジタル画像セットを形成する複数の画像上における
検出を分析するための処理において、画像セット上における検出の部分集合を選
択するための方法であって、 a)画像セット上における各々の検出のために、等級順序クオリティスコアを
与える段階と、 b)各々の検出に割り当てられた等級順序クオリティスコアに基づいて、画像
セット上における検出を等級により順序づけする段階と、 c)1〜N(ここで、Nは、画像セット上に保持される検出の数に関する所定
の上限である)に等級づけされる、画像セット上における検出のみを保持する段
階と、 d)段階c)から残った各々の検出のために、検出のための画像状況のクオリ
ティスコアに基づいて、各々の検出に信用等級を割り当てる段階と、 e)各々の画像のために、画像上における全ての検出のための信用等級を、所
定の信用等級の組み合わせと比較する段階と、 f)画像上における検出のための信用等級が、所定の信用等級の組み合わせの
1つと一致すれば、全ての検出をあらゆる画像から除去する段階と、 g)画像セット上における検出のカテゴリー上の各々の検出に対応する計算さ
れた値を与える段階と、 h)検出に対応する計算された値を用いて、正常性値を計算する段階と、 i)正常性値を、所定の閾値と比較する段階と、 j)正常性値が所定の閾値条件を満たさなければ、全ての検出を拒絶する段階
と を具備することを特徴とする方法。
69. A method for selecting a subset of detections on an image set in a process for analyzing detections on a plurality of images forming a digital image set, comprising: a) each on the image set. Providing a graded order quality score for the detection of b), b) ordering the detections on the image set by grade based on the graded order quality score assigned to each detection, c) 1-N Retained only detections on the image set, where N is a predetermined upper bound on the number of detections retained on the image set, and d) remaining from step c) Assigning a credit rating to each detection based on the quality score of the image context for each detection, and e) each image. To compare all the credit grades for detection on the image with a predetermined combination of credit grades, and f) the credit grade for detection on the image is one of the combinations of predetermined credit grades. If there is a match, then removing all detections from every image, g) giving a calculated value corresponding to each detection on the category of detections on the image set, and h) calculating corresponding to the detections. The normality value is calculated using the calculated value, i) the normality value is compared with a predetermined threshold value, and j) if the normality value does not satisfy the predetermined threshold value condition, all detections are performed. And a step of rejecting.
【請求項70】 ディジタル画像セットを形成する複数の画像上における
検出であって、微小石灰化および濃度を具備する少なくとも2つの検出カテゴリ
ーを有する検出を分析するための処理において、画像上における検出の部分集合
を選択するための方法であって、 a)画像セット上における各々の検出のために、各々の検出に関して少なくと
も1つのデルタ判別式値から得られる等級順序クオリティスコアを与える段階と
、 b)検出に割り当てられた等級順序クオリティスコアに基づいて、画像セット
上における各々の検出カテゴリーの検出を等級により順序づけする段階と、 c)1〜N1(ここで、N1は、画像セット上に保持される微小石灰化の数に関
する所定の上限である)に等級づけされる、画像セット上における微小石灰化の
検出のみを保持する段階と、 d)1〜N2(ここで、N2は、画像セット上に保持される濃度の数に関する所
定の上限である)に等級づけされる、画像セット上における濃度の検出のみを保
持する段階と、 e)各々の画像のために、各々のカテゴリー内における残りの検出を等級によ
り順序づけする段階と、 f)各々の画像のために、1〜M1(ここで、M1は、画像セット上に保持され
る微小石灰化の数に関する所定の画像毎の上限である)に等級づけされる微小石
灰化の検出のみを保持する段階と、 g)各々の画像のために、1〜M2(ここで、M2は、画像セット上に保持され
る濃度の数に関する所定の画像毎の上限である)に等級づけされる濃度の検出の
みを保持する段階と、 h)段階g)の後に残った各々の検出に、各々の検出のためのデルタ判別式値
の平均を参照して決定される信用等級を割り当てる段階と、 i)各々の画像のために、微小石灰化および濃度の検出の組み合わせ、および
、これらに関連した信用等級とを一緒に、所定の検出の組み合わせおよびこれに
関連した信用等級と比較する段階と、 j)画像上における、検出の組み合わせおよびこれに関連した信用等級が、所
定の検出の組み合わせおよびこれに関連した信用等級の1つと一致すれば、全て
の検出をあらゆる画像から除去する段階と、 k)画像セット上における各々の検出カテゴリーに関する特徴を計算する段階
と、 l)各々の検出カテゴリーのための正常性値を与えるために、検出カテゴリー
からそれぞれの分類器へ特徴を入力する段階と、 m)各々の検出カテゴリーのために、正常性値を、それぞれの所定の閾値と比
較する段階と、 n)カテゴリーのための正常性値が所定の閾値条件を満たさなければ、該カテ
ゴリーのための全ての検出を拒絶する段階と を具備することを特徴とする方法。
70. A process for analyzing detections on a plurality of images forming a digital image set, the detections having at least two detection categories comprising microcalcifications and concentrations. A method for selecting a subset comprising: a) providing for each detection on an image set a graded order quality score derived from at least one delta discriminant value for each detection; b) Ordering the detections of each detection category on the image set by grade based on the grade order quality score assigned to the detections; c) 1 to N 1 (where N 1 is retained on the image set) Of microcalcifications on a set of images, which is graded to a given upper limit on the number of microcalcifications A step of holding the output only, d) 1 to N 2 (where, N 2 is the predetermined upper limit on the number of levels retained on the image set) is graded, the concentration on the image set Retaining only the detections of, e) ordering the remaining detections within each category by grade for each image, f) for each image, 1 to M 1 (where , M 1 is an upper limit for each given image on the number of microcalcifications retained on the image set), retaining only detections of microcalcifications graded, and g) for each image To hold only the detection of densities graded from 1 to M 2 (where M 2 is an upper limit for a given image with respect to the number of densities held on the image set). h) For each detection remaining after step g), Assigning a credit grade determined with reference to the average of the delta discriminant values for: i) a combination of microcalcification and concentration detection and associated credit grades for each image , Together with a predetermined detection combination and its associated credit grade, j) on the image, the combination of the detection and its associated credit grade relates to the predetermined detection combination and its associated credit grade. Removing all detections from every image if it matches one of the credit grades, k) calculating features for each detection category on the image set, and l) normality for each detection category. Inputting features from the detection categories into the respective classifiers to give values, m) for each detection category, a normality value Comparing with a respective predetermined threshold, n) rejecting all detections for the category if the normality value for the category does not meet the predetermined threshold condition. And how to.
【請求項71】 ディジタル画像セット上における検出を分析するための
、かつ、画像セット上における検出の部分集合を選択するためのシステムであっ
て、 a)画像セット上における識別された検出のために、等級順序クオリティスコ
アを与えるための手段と、 b)識別された検出に割り当てられた等級順序クオリティスコアに基づいて、
画像セット上における検出を等級により順序づけするための手段と、 c)1〜N(ここで、Nは、画像セット上に保持される検出の数に関する所定
の上限である)に等級づけされる、画像セット上における検出のみを保持するた
めの手段と を具備することを特徴とするシステム。
71. A system for analyzing detections on a digital image set and for selecting a subset of detections on the image set, comprising: a) for identified detections on the image set. A means for providing a graded order quality score, and b) based on the graded order quality score assigned to the identified detections,
Means for ordering the detections on the image set by grade, c) 1 to N, where N is a predetermined upper limit on the number of detections retained on the image set, Means for retaining only detections on the image set.
【請求項72】 前記クオリティスコアは、画像セット上における癌領域
に対応する検出の可能性を示し、かつ、癌領域に対応する検出の可能性は、1か
らNへ進行して減少していくことを特徴とする請求項71に記載のシステム。
72. The quality score indicates the probability of detection corresponding to a cancer area on an image set, and the probability of detection corresponding to a cancer area decreases from 1 to N. 72. The system of claim 71, wherein:
【請求項73】 前記画像セットは、複数の画像を具備することを特徴と
する請求項71に記載のシステム。
73. The system of claim 71, wherein the image set comprises a plurality of images.
【請求項74】 前記等級により順序づけするための手段は、画像セット
の全ての画像を参照して、等級により順序づけすることを特徴とする請求項73
に記載のシステム。
74. The means for ordering by grade refers to all images in an image set and orders by grade.
The system described in.
【請求項75】 前記セットにおける全ての画像は、1つの事例からの画
像を具備することを特徴とする請求項74に記載のシステム。
75. The system of claim 74, wherein all images in the set comprise images from one case.
【請求項76】 前記検出は、微小石灰化および濃度という2つのカテゴ
リーを具備し、かつ、等級により順序づけするための手段は、各々のカテゴリー
のための等級順序を別個に決定することを特徴とする請求項71に記載のシステ
ム。
76. The detection comprises two categories, microcalcifications and concentrations, and the means for ordering by grade determines the grade order for each category separately. 72. The system according to claim 71.
【請求項77】 別個の上限N1,N2は、各々の検出カテゴリーのために
定義されることを特徴とする請求項76に記載のシステム。
77. The system of claim 76, wherein a separate upper bound N 1 , N 2 is defined for each detection category.
【請求項78】 微小石灰化のための上限N1は、濃度のための上限N2
は異なることを特徴とする請求項77に記載のシステム。
78. The system of claim 77, wherein the upper limit N 1 for microcalcification is different than the upper limit N 2 for concentration.
【請求項79】 前記画像セットは複数の画像を具備し、かつ、1〜M(
ここで、Mは、画像上に保持される検出の数に関する、所定の画像毎の上限であ
る)に等級づけされた検出のみが、各々の検出カテゴリーのために、各々の画像
上に保持されることを特徴とする請求項77に記載のシステム。
79. The image set comprises a plurality of images, and 1-M (
Where M is an upper limit for a given image with respect to the number of detections retained on the image), only those detections graded for each detection category are retained on each image. 78. The system of claim 77, wherein the system is:
【請求項80】 微小石灰化のための画像毎の上限M1は、濃度のための画
像毎の上限M2とは異なることを特徴とする請求項79に記載のシステム。
80. The system of claim 79, wherein the per-image upper limit M 1 for microcalcifications is different than the per-image upper limit M 2 for density.
【請求項81】 ディジタル画像上における検出を分析するためのシステ
ムであって、 a)画像上における識別された検出のために、画像状況のクオリティスコアを
与えるための手段と、 b)検出のためのクオリティスコアに基づいて、識別された検出に信用等級を
割り当てるための手段と、 c)画像上における全ての識別された検出のための信用等級を、所定の信用等
級の組み合わせと比較するための手段と、 d)画像上における全ての識別された検出のための信用等級が、所定の信用等
級の組み合わせの1つと一致すれば、全ての検出を画像から除去するための手段
と を具備することを特徴とするシステム。
81. A system for analyzing detections on a digital image, comprising: a) means for providing a quality score of the image context for the identified detections on the image; and b) for detection. Means for assigning a credit rating to the identified detections based on the quality score of c., C) for comparing all identified detection credit ratings on the image with a given combination of credit ratings And d) means for removing all detections from the image if the credit grades for all identified detections on the image match one of the predetermined credit grade combinations. System characterized by.
【請求項82】 前記クオリティスコアは、各々の検出のための少なくと
も1つのデルタ判別式値から得られることを特徴とする請求項81に記載のシス
テム。
82. The system of claim 81, wherein the quality score is obtained from at least one delta discriminant value for each detection.
【請求項83】 前記信用等級を割り当てるための手段は、2つの等級の
うち1つを、各々の検出に割り当てるための手段を具備することを特徴とする請
求項81に記載のシステム。
83. The system of claim 81, wherein the means for assigning a credit grade comprises means for assigning one of two grades to each detection.
【請求項84】 前記クオリティスコアを与えるための手段は、各々の検
出のためのデルタ判別式値の平均を与えることを特徴とする請求項83に記載の
システム。
84. The system of claim 83, wherein the means for providing the quality score provides an average of delta discriminant values for each detection.
【請求項85】 前記クオリティスコアを与えるための手段は、信用等級
を割り当てるめに、クオリティスコアを所定の閾値と比較し、かつ、クオリティ
スコアが閾値よりも低ければ第1信用等級が割り当てられ、クオリティスコアが
閾値よりも高ければ第2信用等級が割り当てられることを特徴とする請求項84
に記載のシステム。
85. The means for providing the quality score comprises comparing the quality score to a predetermined threshold to assign a credit grade, and assigning a first credit grade if the quality score is below the threshold; 85. A second credit grade is assigned if the quality score is higher than a threshold value.
The system described in.
【請求項86】 前記画像上における検出は、少なくとも2つの検出カテ
ゴリーを有し、かつ、信用等級を比較するための手段は、各々の検出のための信
用等級および検出カテゴリーの両方を参照して、2つの検出カテゴリーに関する
比較を一緒に行うことを特徴とする請求項85に記載のシステム。
86. The detection on the image has at least two detection categories, and the means for comparing credit ratings refers to both the credit rating and the detection category for each detection. 86. The system of claim 85, wherein the comparisons for the two detection categories are performed together.
【請求項87】 前記少なくとも2つの検出カテゴリーは、微小石灰化お
よび濃度を具備することを特徴とする請求項86に記載のシステム。
87. The system of claim 86, wherein the at least two detection categories comprise microcalcification and concentration.
【請求項88】 前記クオリティスコアを与えるための手段は、複数のマ
ンモグラフィ画像のセットのためのクオリティスコアを与え、かつ、各々の画像
上における全ての検出は、画像のセットにおける偽陽性検出の数を低下させるた
めに、保持されるかまたは除去されるかのいずれかであることを特徴とする請求
項87に記載のシステム。
88. The means for providing the quality score provides a quality score for a set of mammography images, and all detections on each image are the number of false positive detections in the set of images. 88. The system of claim 87, which is either retained or removed to reduce the.
【請求項89】 前記クオリティスコアを与えるための手段は、複数のマ
ンモグラフィ画像のセットのためのクオリティスコアを与え、かつ、各々の画像
上における全ての検出は、画像のセットにおける偽陽性検出の数を低下させるた
めに、保持されるかまたは除去されるかのいずれかであることを特徴とする請求
項81に記載のシステム。
89. The means for providing the quality score provides a quality score for a set of mammographic images, and all detections on each image are the number of false positive detections in the set of images. 82. The system of claim 81, which is either retained or removed to reduce the.
【請求項90】 ディジタル画像上における検出を分析するためのシステ
ムであって、 少なくとも2つの検出カテゴリーが画像内で一緒に分析され、 前記システムは、 a)画像上における識別された検出のために、画像状況のクオリティスコアを
与えるための手段と、 b)検出のためのクオリティスコアに基づいて、識別された検出に信用等級を
割り当てるための手段と、 c)画像上における全ての識別された検出のための信用等級を、所定の信用等
級の組み合わせと比較するための手段と、 d)画像上における全ての識別された検出のための信用等級が、所定の信用等
級の組み合わせの1つと一致すれば、全ての検出を画像から除去するための手段
と を具備することを特徴とするシステム。
90. A system for analyzing detection on a digital image, wherein at least two detection categories are analyzed together in the image, said system comprising: a) for identified detection on the image. , A means for giving a quality score for the image situation, b) a means for assigning a credit rating to the identified detections based on the quality score for the detections, and c) all the identified detections on the image Means for comparing a credit rating for a given credit rating to a given credit rating combination, and d) all identified detection credit ratings on the image are consistent with one of the given credit rating combinations. And a means for removing all detections from the image.
【請求項91】 前記クオリティスコアを与えるための手段は、各々の検
出のためのデルタ判別式値の平均を与えることを特徴とする請求項90に記載の
システム。
91. The system of claim 90, wherein the means for providing the quality score provides an average of delta discriminant values for each detection.
【請求項92】 前記少なくとも2つの検出カテゴリーは、微小石灰化お
よび濃度を具備することを特徴とする請求項90に記載のシステム。
92. The system of claim 90, wherein the at least two detection categories comprise microcalcification and concentration.
【請求項93】 前記クオリティスコアを与えるための手段は、複数のマ
ンモグラフィ画像のセットのためのクオリティスコアを与え、かつ、各々の画像
上における全ての検出は、画像のセットにおける偽陽性検出の数を低下させるた
めに、保持されるかまたは除去されるかのいずれかであることを特徴とする請求
項90に記載のシステム。
93. The means for providing the quality score provides a quality score for a set of mammographic images, and all detections on each image are the number of false positive detections in the set of images. 91. The system of claim 90, which is either retained or removed to reduce the.
【請求項94】 画像セット上における検出のカテゴリーを選択するかま
たは拒絶するためのシステムであって、 a)画像セット上における検出のカテゴリーから各々の検出に対応する計算さ
れた値を与えるための手段と、 b)検出に対応する計算された値を用いて、正常性値を計算するための手段と
、 c)正常性値を、所定の閾値と比較するための手段と、 d)正常性値が所定の閾値条件を満たさなければ、対応するカテゴリーの全て
の検出を拒絶するための手段と を具備することを特徴とするシステム。
94. A system for selecting or rejecting a category of detections on an image set, comprising: a) providing a calculated value corresponding to each detection from the category of detections on the image set. Means, b) means for calculating a normality value using the calculated value corresponding to the detection, c) means for comparing the normality value with a predetermined threshold, and d) normality. Means for rejecting all detections of the corresponding category if the value does not meet a predetermined threshold condition.
【請求項95】 前記画像セットは、複数のディジタル画像を具備し、か
つ、検出は、画像セットを通して拡げられることを特徴とする請求項94に記載
のシステム。
95. The system of claim 94, wherein the image set comprises a plurality of digital images and the detection is spread through the image set.
【請求項96】 前記検出は、少なくとも2つの検出カテゴリーを具備し
、かつ、各々の検出カテゴリーのために別個の正常性値を計算するための手段を
有することを特徴とする請求項94に記載のシステム。
96. The detection of claim 94, wherein the detection comprises at least two detection categories and has means for calculating a separate normality value for each detection category. System.
【請求項97】 前記検出カテゴリーは、微小石灰化および濃度を具備す
ることを特徴とする請求項96に記載のシステム。
97. The system of claim 96, wherein the detection category comprises microcalcification and concentration.
【請求項98】 前記各々の検出に対応する計算された値を与えるための
手段は、デルタ判別式値を与えることを特徴とする請求項94に記載のシステム
98. The system of claim 94, wherein the means for providing a calculated value corresponding to each of the detections provides a delta discriminant value.
【請求項99】 正常性値の計算において用いるために、デルタ判別式値
から特徴を得るための手段を有することを特徴とする請求項98に記載のシステ
ム。
99. The system of claim 98, comprising means for deriving a feature from a delta discriminant value for use in calculating a normality value.
【請求項100】 前記デルタ判別式値から得られた特徴を、正常性値を
得るために、分類器に入力するための手段を有することを特徴とする請求項99
に記載のシステム。
100. Means for inputting a feature obtained from the delta discriminant value to a classifier to obtain a normality value.
The system described in.
【請求項101】 前記分類器は、二次分類器を具備することを特徴とす
る請求項100に記載のシステム。
101. The system of claim 100, wherein the classifier comprises a secondary classifier.
【請求項102】 前記検出は、少なくとも2つの検出カテゴリーを具備
し、かつ、特徴を得るための手段は、各々の検出カテゴリーのための別個の正常
性値を計算するために、各々の検出カテゴリーのためのデルタ判別式値から特徴
を得ることを特徴とする請求項100に記載のシステム。
102. The detection comprises at least two detection categories, and the means for characterization obtains each detection category to calculate a separate normality value for each detection category. 101. The system of claim 100, wherein the features are obtained from delta discriminant values for.
【請求項103】 前記検出カテゴリーは、微小石灰化および濃度を具備
することを特徴とする請求項102に記載のシステム。
103. The system of claim 102, wherein the detection category comprises microcalcification and concentration.
【請求項104】 前記微小石灰化のためにデルタ判別式値から得られた
特徴は2つの特徴を具備し、かつ、特徴を得るための手段は、 i)画像セット内の全ての画像のために、画像毎に、微小石灰化のデルタ判別
式値をソートするための手段と、 ii)各々の画像のために、画像内最大デルタ判別式値を識別するための手段と
、 iii)第1の特徴を定義するために、画像セット内の全ての画像を検索し、か
つ、最大デルタ判別式値を選択するための手段と、 iv)第2の特徴を定義するために、画像セット内の全ての画像からの画像内最
大デルタ判別式値を平均化するための手段と、 v)前記第1および第2の特徴を受け取る微小石灰化の正常性分類器と を具備し、 前記微小石灰化の正常性分類器は、所定の微小石灰化の正常性閾値と比較する
ための微小石灰化の正常性値を生じさせることを特徴とする請求項103に記載
のシステム。
104. The feature derived from the delta discriminant value for said microcalcification comprises two features, and the means for obtaining the feature are: i) for all images in the image set. A means for sorting the delta discriminant values of microcalcifications for each image; ii) a means for identifying the intra-image maximum delta discriminant values for each image; iii) a first Means for retrieving all the images in the image set and selecting the maximum delta discriminant value to define the feature of iv) and iv) to define the second feature Means for averaging the intra-image maximum delta discriminant values from all images; and v) a microcalcification normality classifier receiving said first and second features, said microcalcifications Normality classifier compares against a predetermined microcalcification normality threshold The system of claim 103, wherein the generating the health value of microcalcifications in order.
【請求項105】 第1および第2デルタ判別式値は、各々の濃度検出の
ために計算され、濃度のためにデルタ判別式値から得られる特徴は3つの特徴を
具備し、これらの特徴は、 i)各々の濃度検出のための第1および第2デルタ判別式値を合計するための
手段と、 ii)各々の画像のための識別された検出を定義するために、前記合計するため
の手段により行われた合計演算の結果として生じる最大値を有する濃度検出を、
各々の画像のために識別するための手段と、 iii)各々の画像における識別された検出のために、第1および第2デルタ判
別式の平均を計算するための手段と、 iv)第1の特徴を定義するために、前記第1および第2デルタ判別式の平均を
計算するための手段により計算された平均値の最小値を選択するための手段と、 v)各々の画像のための最大デルタ判別式値を定義するために、最大デルタ判
別式値を、識別された検出のための第1および第2デルタ判別式から、各々の画
像のために選択するための手段と、 vi)第2の特徴を定義するために、全ての画像のための最大デルタ判別式値の
平均を計算するための手段と、 vii)各々の画像のための最小デルタ判別式値を定義するために、最小デルタ
判別式値を、識別された検出のための第1および第2デルタ判別式から、各々の
画像のために選択するための手段と、 viii)第3の特徴を定義するために、全ての画像のための最小デルタ判別式値
の平均を計算するための手段と、 ix)前記第1、第2、および第3の特徴を受け取る濃度の正常性分類器と により計算され、 前記濃度の正常性分類器は、所定の濃度の正常性閾値と比較するための濃度の
正常性値を生じさせることを特徴とする請求項103に記載のシステム。
105. The first and second delta discriminant values are calculated for each concentration detection, and the features derived from the delta discriminant values for concentration comprise three features, which are: I) means for summing the first and second delta discriminant values for each density detection; and ii) summing to define the identified detections for each image The concentration detection with the maximum value resulting from the summation operation performed by the means,
Means for identifying for each image, iii) means for calculating an average of the first and second delta discriminants for the identified detections in each image, iv) first Means for selecting the minimum of the mean values calculated by the means for calculating the average of said first and second delta discriminants to define a feature; and v) a maximum for each image. Means for selecting for each image a maximum delta discriminant value from the first and second delta discriminants for identified detection to define a delta discriminant value; vi) A means for computing the average of the maximum delta discriminant values for all images to define the two features, and vii) a minimum to define the minimum delta discriminant value for each image. The delta discriminant value is used as the first value for the identified detection. And means for selecting for each image from the second delta discriminant, and viii) for computing the average of the minimum delta discriminant values for all images to define the third feature And ix) a concentration normality classifier that receives the first, second, and third features, the concentration normality classifier being compared to a predetermined concentration normality threshold. 104. The system of claim 103, wherein the system produces a normality value for the concentration.
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