(57)【要約】  分類器出力及び画像中の信頼性測度を表示するシステム及び方法が説明される。信頼性測度は、有利には、分類結果の精度を指示する追加の情報をユーザに提供する。分類精度に基づいて、ユーザは、分類結果を受け入れ又は拒絶する。例示の実施形態では、分類器出力は、画像中の領域をこれらの分類結果に基づいて色分けすることによって画像上に表示される。信頼性測度は、色分け領域の透明度をこれらの信頼性測度に従って調整することにより表示される。一実施形態では、しきい値を超える信頼性測度を備えた分類結果のみが表示される。他の実施形態では、分類器出力及び信頼性測度を別々に表示することができ、輪郭線を類似の信頼性測度を備えた画像領域中に引くことができ、信頼性測度をユーザが画像内で動かすことができるポインタの下の領域について表示することができる。
2011500217.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を表示する方法であって、
前記画像の領域を分類するステップを有し、各領域は、複数個のクラスの１つに分類され、
前記分類された領域の各々に関する信頼性測度を決定するステップを有し、
前記画像上に前記領域のうちの少なくとも１つに関する前記分類及び信頼性測度を表示するステップを有する、方法。
【請求項２】
前記分類表示ステップは、前記画像の前記分類領域のうちの少なくとも１つを、対応のクラスに基づいて色分けするステップを含む、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記信頼性測度表示ステップは、各色分け領域の透明度を、対応の信頼性測度に基づいて調整するステップを含む、請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記透明度調整ステップは、信頼性測度が高い程、前記色分け領域の透明度を低くするステップを含む、請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記信頼性測度表示ステップは、前記信頼性測度を示す輪郭線を前記画像上に表示するステップを含む、請求項２記載の方法。
【請求項６】
前記信頼性測度表示ステップは、ポインタが前記領域内に位置しているときに前記信頼性測度を表示するステップを含む、請求項２記載の方法。
【請求項７】
前記分類及び信頼性測度表示ステップは、領域の信頼性測度がしきい値であるか又はこれを超える場合にのみ、その領域の分類及び信頼性測度を表示するステップを含む、請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記分類表示ステップは、前記画像の少なくとも１つの領域を、前記しきい値であるか又はこれを超える信頼性測度で色分けするステップを含む、請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記信頼性測度表示ステップは、各色分け領域の透明度を、対応の信頼性測度に基づいて調整するステップを含む、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記分類及び信頼性測度表示ステップは、前記分類を、対応のクラスに基づいて第１の画像の少なくとも１つの分類領域における色分けとして表示するステップと、第２の画像中の少なくとも１つの分類領域の強度レベルを、前記信頼性測度に基づいて調整することにより、前記少なくとも１つの分類領域の前記信頼性測度を表示するステップとを含む、請求項１記載の方法。
【請求項１１】
前記画像は、超音波画像である、請求項１記載の方法。
【請求項１２】
画像を表示するシステムであって、
ディスプレイと、
前記ディスプレイと連絡状態にある少なくとも１つのプロセッサと、
プロセッサにより実行可能な命令を含むコンピュータにより読み取り可能な記憶媒体とを有し、前記プロセッサにより実行可能な命令は、前記システムにインストールされると、前記システムが動作を実行することができるようにし、該動作は、
前記画像の領域を分類する動作を含み、各領域は複数個のクラスの１つに分類され、
前記分類された領域の各々について信頼性測度を決定する動作を含み、
前記ディスプレイ上に生じた前記画像上に、前記領域のうちの少なくとも１つに関する前記分類及び信頼性測度を表示する動作を含む、システム。
【請求項１３】
画像源を更に有する、請求項１２記載のシステム。
【請求項１４】
前記画像源は、超音波画像を生じさせるよう構成された超音波装置である、請求項１３記載のシステム。
【請求項１５】
前記分類表示動作は、前記画像の少なくとも１つの分類領域を、対応のクラスに基づいて色分けする動作を含む、請求項１２記載のシステム。
【請求項１６】
前記信頼性測度の表示動作は、各色分け領域の透明度を、対応の信頼性測度に基づいて調整する動作を含む、請求項１５記載のシステム。
【請求項１７】
前記分類及び信頼性測度の表示動作は、領域の前記信頼性測度がしきい値であるか又はこれを超えている場合のみ、その領域の前記分類及び信頼性測度を表示する動作を含む、請求項１２記載のシステム。
【請求項１８】
プロセッサにより実行可能な命令を含むコンピュータにより読み取り可能な記憶媒体であって、前記プロセッサにより実行可能な命令は、システムにインストールされると、前記システムが動作を実行することができるようにし、該動作は、
前記画像の領域を分類する動作を含み、各領域は複数個のクラスの１つに分類され、
前記分類された領域の各々について信頼性測度を決定する動作を含み、
前記画像上に、前記画像上の前記領域のうちの少なくとも１つに関する前記分類及び信頼性測度を表示する動作を含む、コンピュータにより読み取り可能な記憶媒体。
【請求項１９】
前記分類表示動作は、前記画像の少なくとも１つの分類領域を、対応のクラスに基づいて色分けする動作を含む、請求項１８記載のコンピュータにより読み取り可能な記憶媒体。
【請求項２０】
前記信頼性測度の表示動作は、各色分け領域の透明度を、対応の信頼性測度に基づいて調整する動作を含む、請求項１９記載のコンピュータにより読み取り可能な記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の分野は、分類器（classifier）に関し、特に、分類器出力及び画像中の信頼性測度を表示するシステム及び方法に関する。
【０００２】
〔関連出願の説明〕
本願は２００７年１０月１９日に出願された米国特許仮出願第６０／９８１，４１７号の優先権主張出願であり、この米国特許仮出願を参照により引用し、その記載内容を本明細書の一部とする。
【背景技術】
【０００３】
パターン認識の分野では、分類器は、対象を、多くの既定のクラス又はカテゴリのうちの１つに分類するために用いられている。分類器の用途としては、音声認識、顔面認識、画像処理及び医学的診断が挙げられる。
【０００４】
分類器は、画像中の画素又は領域を多くの既定のクラスのうちの１つに分類するために画像処理において用いられている。例えば、分類器は、自然風景の画像中の領域を多数のクラス、例えば葉、草又は空のうちの１つに分類するために使用できる。医療分野においては、分類器は、患者の画像中の領域を、様々な形式の組織、例えば異常な又は疾患のある組織及び通常の組織に分類するために用いられている。
【０００５】
分類器は、特定のクラスを識別するよう分類器を訓練することにより特定の分類上の問題に合わせてカスタマイズできる。これには、通常、「訓練」プロセスが必要であり、このプロセスでは、包括的な分類器に各カテゴリ又はクラスの多数の例示の画像領域を与える。分類器は、各画像領域と関連した特徴（パターンとも呼ばれる）を抽出し「学習」してこれら特徴（パターン）をその領域の公知のカテゴリ又はクラスに関連づける。学習処理は、例えば、数学的モデル中のパラメータ値を分類器が各訓練入力のための正しいクラスを理想的に表示させるまで調節する処理であるのが良い。分類器をいったん訓練してクラスを識別すると、分類器は、先に学習した関連性を適用することにより新たな入力画像領域を分類するよう使用できる。
【０００６】
大抵の実用的用途では、所与の入力画像領域の場合、分類器の出力は、どうひいき目に見ても統計学的意味において正確であるに過ぎない。現実世界における分類上の問題において誤差は不可避である。分類器の全体的精度は、正確に分類された訓練入力の割合をコンピュータ処理することにより提示できる。
【０００７】
医療分野においては、分類は、医用画像、例えば血管内超音波（ＩＶＵＳ）画像中の組織を分類するために用いられている。図１ａは、画像化トランスデューサ組立体１の一例を示している。画像化トランスデューサ１は、典型的には、外側管状壁部材５を備えたガイドワイヤ（部分的に示されている）のルーメン１０内に位置している。血管の画像を得るには、画像化トランスデューサ組立体１を血管中に挿入するのが良い。次にトランスデューサ組立体１は、回転すると同時にエネルギーパルス、例えば超音波を血管内から血管の幾つかの部分に放出し、エコー又は反射信号を受け取るのが良い。
【０００８】
図１ｂを参照すると、当該技術分野においては、ディスプレイスクリーン、プロセッサ及び関連のグラフィックスハードウェア（図示せず）を備えた画像化コンソール２０を画像化トランスデューサ組立体１に結合して医用画像化（イメージング）システム３０を形成することが知られている。画像化コンソール２０は、画像化トランスデューサ組立体１から受け取ったエコー信号を処理し、画像化されるべきエリアの画像を形成する。画像を形成するため、画像化コンソール２０は、「半径方向線」（図示せず）と呼ばれている多数本の線をディスプレイスクリーン上に引き、各線は、トランスデューサ組立体１の角度位置に対応している。画像化コンソール２０のプロセッサは、輝度値を線に対応している角度位置のところでトランスデューサ組立体１から受け取ったエコー信号の振幅レベルに基づいて線の画素に割り当てる。多数本のこれら半径方向線を含む作図の結果として、画像、例えば血管内超音波（ＩＶＵＳ）画像（図示せず）が得られる。かかる画像は、とりわけ、画像化されるべきテクスチャ、例えば画像化されるべきエリアの表面の滑らかさ又は粗さを示すことができる。
【発明の概要】
【０００９】
分類器出力及び画像中の信頼性測度を表示するシステム及び方法が本明細書において開示される。信頼性測度は、有利には、分類結果の精度を指示する追加の情報をユーザに提供する。分類精度に基づいて、ユーザは、分類結果を受け入れ又は拒絶し、別の分類法及び／又は他の方法を用いて患者を評価する。
【００１０】
例示の実施形態では、分類器出力は、画像中の領域をこれらの分類結果に基づいて色分けすることにより画像上に表示される。信頼性測度は、色分け領域の透明度をこれらの信頼性測度に従って調整することにより表示される。一実施形態では、しきい値を超える信頼性測度を備えた分類結果のみが表示される。他の実施形態では、分類器出力及び信頼性測度を別々に表示することができ、輪郭線を類似の信頼性測度を備えた画像領域中に引くことができ、信頼性測度をユーザが例えばタッチパッドを用いて画像内で動かすことができるポインタの下の領域について表示することができる。
【００１１】
本発明の他のシステム、方法、特徴及び利点は、添付の図及び詳細な説明を読むと当業者には明らかになろう。かかる全ての追加のシステム、方法、特徴及び利点は、本明細書に含まれ、本発明の範囲に含まれ、そして特許請求の範囲の記載によって保護される。
【００１２】
以下の図面を参照して本発明の非限定的且つ非排除的実施形態を説明する。図中、同一の参照部分は、別段の指定がなければ、種々の図全体を通じて同一の部分を示している。
【００１３】
本発明の良好な理解を得るため、添付の図面と関連して読まれるべき以下の詳細な説明を参照されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１ａ】画像化トランスデューサ組立体の断面図である。
【図１ｂ】医用画像化システムのブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態としてのＩＶＵＳ画像上に表示された分類器出力及び信頼性測度の一例の略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
分類器出力及び画像中の信頼性測度を表示するシステム及び方法について本明細書において説明する。
【００１６】
画像は、医用画像、例えば超音波ＯＣＴ若しくはＭＲＩ画像又は他の形式の画像であるのが良い。例えば、患者の体の医用画像を分類するのが良く、この場合、画像の領域を多くの所定のクラス又はカテゴリ、例えば健常な組織、異常な組織などのうちの１つに分類する。次に、画像の領域を、分類された画像を生じさせるこれらの分類結果に基づいて色分けするのが良い。分類された画像を医用診断に用いると、外科医が画像中の例えば異常な組織を突き止めるのを助けることができる。各画像領域は、１つ又は２つ以上の画素から成るのが良い。
【００１７】
用いることができる分類器の例としては、ベイズ型（Bayesian）分類器、ｋ最近傍（ｋ−ＮＮ）型分類器及び神経回路網型分類器が挙げられる。
【００１８】
ｋ−ＮＮ分類法では、既知のクラス又はカテゴリのｋ個のサンプルを識別し、これらは、特徴空間中の入力画像領域のｋ最近傍である。次に、入力画像領域をそのｋ最近傍の大部分のクラスに基づいて分類するのが良い。例えば、ｋ＝１の場合、入力画像領域をその最近傍のクラスに基づいて分類するのが良い。ｋ＝５の場合、入力画像領域をその５つの最近傍の大部分のクラスに基づいて分類するのが良い。ｋ値は、任意の正の整数であるのが良い。
【００１９】
信頼性測度を分類（分類結果）が正しいという信頼性を指示する入力画像領域のｋ−ＮＮ分類法についてコンピュータ処理するのが良い。信頼性測度は、入力画像領域のｋ最近傍のクラスに基づくのが良い。例えば、ｋ最近傍の全てが同一クラスに属する場合、入力画像領域の分類が正しいという高い信頼性が得られる。ｋ最近傍が互いに異なるクラスに属する場合、分類の信頼性は低い。例えば、ｋ＝５の場合、最近傍のうちの４つがクラスＡに属し、最近傍のうちの１つがクラスＢに属する場合、５つ全ての最近傍がクラスＡに属する場合と比較して、入力画像領域がクラスＡとして正確に分類されている信頼性は低い。５つ全ての最近傍が同一クラスに属する信頼性測度は、１００％として表示でき、５つの最近傍のうち４つが同一クラスに属する信頼性測度は８０％として表示できる。分類の信頼性測度をコンピュータ処理するために他の公知の方法を用いることができる。例えば、信頼性測度に対する各最近傍の寄与分は、特徴空間中の入力画像領域に対する最近傍の近接性について重み付けされるのが良い。
【００２０】
ｋ−ＮＮ分類法の例を上述したが、任意形式の画像分類及び信頼性測度を用いることができる。
【００２１】
本発明の例示の実施形態では、分類出力と信頼性測度の両方は、画像上に、例えばグレイスケール又は単色超音波画像上に表示される。この実施形態では、画像中の互いに異なる領域の分類結果は、これらの分類結果に基づいて領域を色分けすることにより示されるのが良い。各分類に関する信頼性測度も又、対応の色分け領域の透明度を調整することにより画像上に表示できる。例えば、画像領域に関する信頼性測度が高い場合、色分け領域の透明度は低い場合があり、色分け領域はべた色として現れる。画像領域に関する信頼性測度が低い場合、色分け領域の透明度は高い場合があり、グレイスケール画像のうちの多くは、色分け領域を介して見える。高い信頼性と低い信頼性との間の信頼性測度に関し、対応の色分け領域の透明度をそれに応じて調整するのが良く、高い信頼性については透明度を低くし、低い信頼性については透明度を高くする。
【００２２】
図２は、血管のＩＶＵＳ画像１１０上に表示された分類器出力及び信頼性測度の一例を示している。この例では、画像１１０の領域は、線維性組織１２０（例えば、緑色に色分けされている）及び脂質状組織１３０（色分け黄色）として分類されている。この例は、線維状組織分類の信頼性測度が低いエリア１２５を示している。このエリア１２５内において緑色の色分け領域の透明度は高く、このことは信頼性が低いことを示している。同様に、この例は脂質状組織分類結果の信頼性測度が低いエリア１３５を示している。このエリア１３５内において黄色の色分け領域の透明度は高く、このことは信頼性が低いことを示している。
【００２３】
別の例示の実施形態では、所定のしきい値よりも高い信頼性測度を備えた領域の分類結果のみが示されている。例えば、画像領域の分類結果がしきい値よりも低い信頼性測度を示している場合、分類結果、例えば色分け領域は、示されていない。しきい値よりも高い分類結果の場合、対応の色分け領域はべた色であるのが良く又はこれらの信頼性測度に従って調整されたこれらの透明度を有するのが良い。しきい値は、ユーザにより選択されるしきい値であっても良い。
【００２４】
別の例示の実施形態では、分類器出力及び信頼性測度のために２つの別々の窓を用いることができる。例えば、一方の窓は、画像の領域がこれらの分類結果に従って色分けされた画像を示すのが良い。色分け領域は、べた色であるのが良い。他方の窓は、グレイスケール画像の対応の領域の強度レベルを調整することにより分類結果に関する信頼性を示すのが良い。例えば、高い信頼性領域に対応した画像領域は、明るいままであるのが良く、低い信頼性領域に対応した画像領域は暗くされるのが良い。非常に低い信頼性に対応した画像領域は、黒色又はほぼ黒色に見えるのが良い。２つの窓を同一スクリーン又は別々のスクリーン上に表示することができる。
【００２５】
更に別の例示の実施形態では、輪郭線を画像に追加して互いに異なる画像領域の信頼性測度を指示するのが良い。例えば、画像の領域をこれらの分類結果に従って色分けするのが良い。輪郭線を各輪郭線が同一の信頼性測度を備え又は互いに近い信頼性測度を備えた画像領域中に延びる状態で画像に追加する。かくして、各輪郭線は、同一又は類似の信頼性測度を備えた領域を指示する。各輪郭線は、閉ループを形成するのがよい。
【００２６】
更に別の例示の実施形態では、ユーザは、特定の領域に関する信頼性測度を読み取るためにタッチパッド又はマウスを用いてポインタを画像内で動かすことができる。この実施形態では、ポインタの下の領域に関する信頼性測度を数値及び／又は記号としてポインタの次に表示するのが良い。別の実施形態では、ポインタ周りのエリア内の色分け領域の透明度を調整することによりポインタ周りの信頼性測度を示すことができる。
【００２７】
ディスプレイは、追加の信頼性に関する情報、例えば画像中の最大信頼性測度、画像中の最小信頼性測度及び／又は画像の平均信頼性測度を含むのが良い。追加の信頼性に関する情報をスクリーン上に表の形態で表示できる。
【００２８】
上記において、本発明をその特定の実施形態を参照して説明した。しかしながら、本発明の広い精神及び範囲から逸脱することなく、これら実施形態に対して種々の改造及び変更を行うことができることは明らかであろう。例えば、一実施形態の各特徴を他の実施形態に示されている他の特徴と組み合わせたり、これに合わせたりすることができる。当業者に知られている特徴及びプロセスは、所望通りに同様に組み込むことができる。加うるに且つ明らかなこととして特徴を所望に応じて追加し又は差し引くことができる。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲及びこれらの均等範囲に照らした場合を除き限定されることはない。
【図１ａ】
2011500217.tif 000003
【図１ｂ】
2011500217.tif 000004
【図２】
2011500217.tif 000005
【国際調査報告】
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