JP7061671B2 - デジタル画像の対象領域の少なくとも1つの形状を生成する方法および装置ならびに機械学習システムを訓練するための訓練データを生成する方法 - Google Patents
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Description
本出願は、2017年9月12日に出願された米国仮特許出願第62/557,737号明細書の優先権を主張するものであり、2017年10月23日に出願された米国特許出願第15/791,209号明細書及び2016年10月21日に出願された米国仮特許出願第62/411,290号明細書(それぞれ米国特許商標局に出願)に関連するものである。
この技術は、一般に認識に関し、幾つかの実施形態に関しては、画像認識に関する。幾つかの実施形態では、本技術は、組織病理学(組織が病変しているか否かを決定し、及び/又は病変した組織を調べるための組織の顕微鏡検査)に関する。組織は、例えば、乳房のしこり、腸、腎臓、肝臓、子宮内膜、肺、胸、リンパ節、筋肉、神経、皮膚、睾丸、甲状腺などの検体を含む身体の部分から除去される。
Claims (22)
- デジタル画像の対象領域の少なくとも1つの形状を生成する方法であって、
前記方法はコンピュータが実行するものであり、
画像処理エンジンによって、データ記憶装置に格納された生体サンプルのデジタル組織画像へのアクセスを得るステップと、
前記画像処理エンジンによって、前記デジタル組織画像を画像パッチの一群にタイルのように重ねずに並べるステップと、
前記画像処理エンジンによって、前記画像パッチの一群の各パッチから複数の特徴を取得するステップであって、前記複数の特徴が、次元として前記複数の特徴を含む多次元特徴空間におけるベクトルを定義する、ステップと、
前記画像処理エンジンによって、前記画像パッチの一群のパッチのユーザ選択および対象クラスのユーザ選択の入力を受け付けるステップと、
前記パッチの一群の他のパッチの前記ベクトルに訓練された分類器を適用することによって、前記他のパッチを、前記パッチのユーザ選択と同じ対象クラスに属する又は属さないに分類するステップと、
少なくとも部分的に、前記分類するステップの結果に基づいて、1つ又は複数の対象領域を識別するステップと、
を含む、方法。 - 前記デジタル組織画像をタイルのように重ねずに並べる前記ステップが、均一なサイズ及び均一な形状の画像パッチを生成することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記均一なサイズ及び均一な形状の画像パッチが、
a. 1,000ピクセル×1,000ピクセル以下、
b. 400ピクセル×400ピクセル以下、または
c. 256ピクセル×256ピクセル以下、
の正方形パッチを含む、請求項2に記載の方法。 - 前記デジタル組織画像をタイルのように重ねずに並べる前記ステップが、非均一なサイズ及び形状の画像パッチを生成することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記画像パッチの一群が、重なり合わないパッチを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記訓練された分類器が、サポートベクトルマシンを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記訓練された分類器が、サポートベクトルマシンを含み、前記サポートベクトルマシンを訓練するために使用される訓練パッチが、第2のサポートベクトルマシンによって生成される、請求項1に記載の方法。
- 前記第2のサポートベクトルマシンが、前記パッチのユーザ選択を含む訓練パッチによって訓練され、データを1つのクラスに分類する1クラスサポートベクトルマシンである、
請求項7に記載の方法。 - 前記サポートベクトルマシンが、データを2つのクラスに分類する2クラスサポートベクトルマシンであり、前記第2のサポートベクトルマシンが、前記パッチのユーザ選択を含む訓練パッチによって訓練され、データを1つのクラスに分類する1クラスサポートベクトルマシンである、
請求項7に記載の方法。 - 前記特徴を取得するステップが、特徴抽出処理を実行する訓練された画像処理ニューラルネットワークに各パッチを提出することを含み、前記特徴抽出処理が、既知のオブジェクトの画像に対して訓練済みである、請求項1に記載の方法。
- 前記画像処理ニューラルネットワークが、畳み込みニューラルネットワークである、請求項10に記載の方法。
- 前記画像処理ニューラルネットワークが、少なくとも1,000,000個の画像に対して訓練済みであり、前記様々な既知のオブジェクトが、少なくとも1,000個の異なるクラスの既知のオブジェクトに属するオブジェクトを含む、
請求項10に記載の方法。 - 前記既知のオブジェクトの過半数が、生体サンプルのデジタル組織画像ではない、請求項10に記載の方法。
- 前記既知のオブジェクトの全てが、生体サンプルのデジタル組織画像ではない、請求項10に記載の方法。
- 前記既知のオブジェクトの全てが、前記パッチのユーザ選択と同じ前記対象クラスに存在しない、請求項10に記載の方法。
- コンピューティングデバイスに、ディスプレイ上に前記対象領域の形状をレンダリングさせるステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記対象領域の形状が、少なくとも1つの組織マスクを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記対象クラスが、少なくとも1つの癌クラスを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記対象クラスが、以下の組織の種類:異常組織、良性組織、悪性組織、骨組織、皮膚組織、神経組織(nerve tissue)、間質組織、筋肉組織、結合組織、瘢痕組織、リンパ組織、脂肪、上皮組織、神経組織(nervous tissue)、又は血管の少なくとも1つを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記デジタル組織画像が、組織サンプルスライドのスライド画像を含む、
請求項1に記載の方法。 - デジタル画像の対象領域の少なくとも1つの形状を生成する装置であって、
ソフトウェア命令を保存する、非一時的コンピュータ可読メモリと、
前記非一時的コンピュータ可読メモリと結合されたプロセッサであって、前記ソフトウェア命令の実行時に、
データ記憶装置に格納された生体サンプルのデジタル組織画像へのアクセスを得るステップと、
前記デジタル組織画像を画像パッチの一群にタイルのように重ねずに並べるステップと、
前記画像パッチの一群の各パッチから複数の特徴を取得するステップであって、前記複数の特徴が、次元として前記複数の特徴を含む多次元特徴空間におけるベクトルを定義する、ステップと、
前記画像パッチの一群のパッチのユーザ選択および対象クラスのユーザ選択の入力を受け付けるステップと、
前記パッチの一群の他のパッチの前記ベクトルに訓練された分類器を適用することによって、前記他のパッチを、前記パッチのユーザ選択と同じ対象クラスに属する又は属さないに分類するステップと、
少なくとも部分的に、前記分類するステップの結果に基づいて、1つ又は複数の対象領域を識別するステップと、
を行うプロセッサと、
を含む、装置。 - 機械学習システムを訓練するための訓練データを生成する方法であって、
前記方法はコンピュータが実行するものであり、
画像処理エンジンによって、データ記憶装置に格納された生体サンプルのデジタル組織画像へのアクセスを得るステップと、
前記画像処理エンジンによって、前記デジタル組織画像を画像パッチの一群にタイルのように重ねずに並べるステップと、
前記画像処理エンジンによって、前記画像パッチの一群の各パッチから複数の特徴を取得するステップであって、前記複数の特徴が、次元として前記複数の特徴を含む多次元特徴空間におけるベクトルを定義する、ステップと、
前記画像処理エンジンによって、前記画像パッチの一群のパッチのユーザ選択および対象クラスのユーザ選択の入力を受け付けるステップと、
前記パッチの一群の他のパッチの前記ベクトルに訓練された一般分類器を適用することによって、前記他のパッチを、前記パッチのユーザ選択と同じ対象クラスに属する又は属さないに分類するステップと、
前記画像処理エンジンによって、前記パッチのユーザ選択と、前記パッチの一群の前記他のパッチとの分類に基づいて、前記機械学習システムの訓練データを生成するステップと、
を含む、方法。
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