(57)【要約】  装置、コンピュータ読取り可能媒体、および乳房Ｘ線撮影を使用した癌の塊を検出する方法が説明される。入力画像から、前記入力画像のアイリス・コントラスト・マップおよびアイリス・リング・フィルタ応答マップが生成される。異常塊の可能性のある候補が、アイリス・コントラスト値が所定のコントラスト閾値の上であり、アイリス・リング・フィルタ応答が所定の応答閾値の上である塊を配置することによって識別される。異常塊の可能性のある候補が識別された後に、異常である可能性がより少ない候補が排除される。
2010500049.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力画像に基づいて入力勾配ベクトル・マップを生成するステップであって、前記入力勾配ベクトル・マップは前記入力画像の画素のベクトル値のマップであり、各画素に関する前記ベクトル値が前記画素の近傍小領域で前記入力画像内の前記画素の変化の方向および大きさを表すステップと、
前記入力勾配ベクトル・マップに基づいてアイリス・コントラスト・マップを生成するステップであって、前記アイリス・コントラスト・マップは前記入力画像の前記画素のアイリス・コントラスト値のマップであり、各画素に関する前記アイリス・コントラスト値が前記入力勾配ベクトル・マップ内のアイリス・コントラスト・フィルタに対応する画素の応答値を表すステップと、
前記アイリス・コントラスト・マップに基づいてアイリス・リング・フィルタ応答マップを生成するステップであって、前記アイリス・リング・フィルタ応答マップは前記入力画像の前記画素のアイリス・リング・フィルタ応答値のマップであり、各画素に関する前記アイリス・リング・フィルタ応答値が、前記アイリス・コントラスト・マップ内のアイリス・リング・フィルタに対応する画素の応答値を表すステップと、
異常塊候補として、前記画素の前記アイリス・コントラスト値および前記アイリス・リング・フィルタ応答値の両方が、それぞれ最小アイリス・コントラスト閾値以上であり、かつ最小アイリス・リング・フィルタ応答閾値以上になっている、前記入力画像の画素の位置を出力するステップとを含む、
入力画像から異常塊候補を検出する方法。
【請求項２】
前記入力勾配ベクトル・マップを生成するステップが、
前記入力画像に基づいて入力勾配角度マップを生成するステップであって、前記入力勾配角度マップが前記入力画像の前記画素の角度のマップであり、各画素に関する前記角度が前記画素の近傍小領域での前記入力画像内の前記画素の変化の方向を表すステップと、
前記入力画像に基づいて入力勾配マグニチュード・マップを生成するステップであって、前記入力勾配マグニチュード・マップが前記入力画像の前記画素のスカラー値のマップであり、各画素に関する前記スカラー値が前記画素の近傍小領域での前記入力画像内の前記画素の変化の大きさを表すステップと、を含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記アイリス・コントラスト・マップを生成するステップが、
前記入力画像の各画素位置に対して
【数１】
2010500049.tif 000012
【数２】
2010500049.tif 000013
のように前記アイリス・コントラスト・フィルタを適用することによって応答Ｃ（ｘ，ｙ）を出力するステップを含み、
Ｃ（ｘ，ｙ）が画素位置の前記アイリス・コントラスト値であり、Ａｉｊが前記入力勾配ベクトル・マップからの画素ｉ，ｊのベクトルの大きさであり、θｉｊが前記入力勾配ベクトル・マップからの前記画素ｉ，ｊのベクトルの方向と、前記画素ｉ，ｊを前記アイリス・コントラスト・フィルタの中心に連結するライン・セグメントとの間の角度であり、ｒが前記アイリス・コントラスト・フィルタの内側半径であり、ｄが前記アイリス・コントラスト・フィルタのリングの幅であり、ＲがＲ＝ｒ＋ｄであるように前記アイリス・コントラスト・フィルタの外側半径であり、ＩがＲの上限であり、Ｍが方向の数であり、
前記アイリス・コントラスト・フィルタの中心が前記画素位置（ｘ，ｙ）に合わせられ、ｒが適応性を有し、ｄが固定される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記アイリス・リング・フィルタ応答マップを生成するステップが、
前記アイリス・コントラスト・マップに基づいてアイリス・コントラスト勾配角度マップを生成するステップであって、前記アイリス・コントラスト勾配角度マップが前記入力画像の前記画素のコントラスト角度のマップであり、各画素に関する前記コントラスト角度が、前記対応する画素の近傍小領域での前記アイリス・コントラスト・マップ内の対応する画素の変化の方向を表すステップと、
前記アイリス・リング・フィルタを各画素位置に関して
【数３】
2010500049.tif 000014
もしくは
【数４】
2010500049.tif 000015
のように適用し、
ハーフリング・アイリス・リング・フィルタを各画素位置に関して
【数５】
2010500049.tif 000016
のように適用するステップのうちの１つを介して応答Ｄ（ｘ，ｙ）を出力するステップと、を含み、
Ｄ（ｘ，ｙ）が画素位置の前記アイリス・フィルタ応答値であり、θｉｊが前記アイリス・コントラスト勾配角度マップからの画素ｉ，ｊのコントラスト角度と、前記画素ｉ，ｊを前記アイリス・リング・フィルタまたは前記ハーフリング・アイリス・リング・フィルタの中心に連結するライン・セグメントとの間の角度であり、ｒが前記アイリス・リング・フィルタまたは前記ハーフリング・アイリス・リング・フィルタの内側半径であり、ｄが前記アイリス・リング・フィルタまたは前記ハーフリング・アイリス・リング・フィルタのリングの幅であり、ＲがＲ＝ｒ＋ｄであるように前記アイリス・リング・フィルタまたは前記ハーフリング・アイリス・リング・フィルタの外側半径であり、ＩがＲの上限であり、Ｍが方向の数であり、
前記アイリス・リング・フィルタまたは前記ハーフリング・アイリス・リング・フィルタの中心が前記画素位置（ｘ，ｙ）に合わせられ、
ｒが適応性を有し、ｄが固定される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記アイリス・リング・フィルタ応答マップを生成するステップがさらに、
そのアイリス・コントラスト値のそれぞれが、前記最小アイリス・コントラスト閾値以上である１つまたは複数の画素位置を選択するステップと、
前記応答Ｄ（ｘ，ｙ）を前記選択された画素位置に対してのみ出力するステップと、を含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記アイリス・コントラスト・マップを生成するステップがさらに、
前記アイリス・コントラスト・フィルタを適用する前に、前記入力勾配ベクトル・マップを調整するステップであって、
前記入力勾配ベクトル・マップを調整するステップが、前記入力勾配ベクトル・マップの各画素（ｘ，ｙ）に関して、
所定の寸法のマスク・フィルタの中心を前記画素（ｘ，ｙ）に合わせるステップと、
Ａｍｉｎを決定するステップであって、Ａｍｉｎが前記入力勾配ベクトル・マップからの前記マスク・フィルタ内での前記画素の最小の大きさであるステップと、
調整された大きさＡｏｕｔを前記画素に関してＡｏｕｔ＝Ａｘｙ−Ａｍｉｎであるように出力するステップであって、Ａｘｙが前記入力勾配ベクトル・マップからの前記画素（ｘ，ｙ）の大きさであるステップと、を含む、請求項３に記載の方法。
【請求項７】
前記アイリス・コントラスト・マップを生成するステップが、前記アイリス・コントラスト・フィルタを適用することによって応答Ｃ（ｘ，ｙ）を前記入力画像の各画素の位置に対して
【数６】
2010500049.tif 000017
Ｃｉ＝ｍｅｄｉａｎ｛Ａｉｊｃｏｓθｉｊ，ｊ＝１，２，．．．，Ｍ｝
のように出力するステップを含み、
Ｃ（ｘ，ｙ）が画素位置の前記アイリス・コントラスト値であり、Ａｉｊが前記入力勾配ベクトル・マップからの画素ｉ，ｊのベクトルの大きさであり、θｉｊが前記入力勾配ベクトル・マップからの前記画素ｉ，ｊのベクトルの方向と、前記画素ｉ，ｊを前記アイリス・コントラスト・フィルタの中心に連結するライン・セグメントとの間の角度であり、ｒが前記アイリス・コントラスト・フィルタの内側半径であり、ｄが前記アイリス・コントラスト・フィルタのリングの幅であり、ＲがＲ＝ｒ＋ｄであるように前記アイリス・コントラスト・フィルタの外側半径であり、ＩがＲの上限であり、Ｍが方向の数であり、
前記アイリス・コントラスト・フィルタの中心が前記画素位置（ｘ，ｙ）に合わせられ、
ｒが適応性を有し、ｄが固定される、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記アイリス・コントラスト・マップを生成するステップがさらに、
出力Ｃ（ｘ，ｙ）に前記アイリス・コントラスト・フィルタを適用する前に、
【数７】
2010500049.tif 000018
であるように、前記入力勾配ベクトル・マップから前記画素ｉ，ｊの前記ベクトルの大きさＡｉｊを調整するステップを含み、
Ａｍａｘが所定の最大マグニチュード値であり、Ｂが所定の除数である、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記アイリス・リング・フィルタ応答マップを生成するステップが、
前記アイリス・コントラスト・マップに基づいてアイリス・コントラスト勾配角度マップを生成するステップであって、前記アイリス・コントラスト勾配角度マップが前記入力画像の前記画素のコントラスト角度のマップであり、各画素に関する前記コントラスト角度が、前記対応する画素の近傍小領域での前記アイリス・コントラスト・マップ内の対応する画素の変化の方向を表すステップと、
前記アイリス・リング・フィルタを各画素位置に関して
【数８】
2010500049.tif 000019
もしくは
【数９】
2010500049.tif 000020
のように適用し、または
ハーフリング・アイリス・リング・フィルタを各画素位置に関して
【数１０】
2010500049.tif 000021
のように適用するステップのうちの１つを介して応答Ｄ（ｘ，ｙ）を出力するステップとを含み、
Ｄ（ｘ，ｙ）が画素位置の前記アイリス・フィルタ応答値であり、θｉｊが前記アイリス・コントラスト勾配角度マップからの画素ｉ，ｊの前記コントラスト角度と、前記画素ｉ，ｊを前記アイリス・リング・フィルタまたは前記ハーフリング・アイリス・リング・フィルタの中心に連結するライン・セグメントとの間の角度であり、ｒが前記アイリス・リング・フィルタまたは前記ハーフリング・アイリス・リング・フィルタの内側半径であり、ｄが前記アイリス・リング・フィルタまたは前記ハーフリング・アイリス・リング・フィルタのリングの幅であり、ＲがＲ＝ｒ＋ｄであるように前記アイリス・リング・フィルタまたは前記ハーフリング・アイリス・リング・フィルタの外側半径であり、ＩがＲの上限であり、Ｍが方向の数であり、
前記アイリス・リング・フィルタまたは前記ハーフリング・アイリス・リング・フィルタの中心が前記画素位置（ｘ，ｙ）に合わせられ、
ｒが適応性を有し、ｄが固定される、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記アイリス・リング・フィルタ応答マップを生成するステップがさらに、
そのアイリス・コントラスト値のそれぞれが、前記最小アイリス・コントラスト閾値以上である１つまたは複数の画素位置を選択するステップと、
前記応答Ｄ（ｘ，ｙ）を前記選択された画素位置に対してのみ出力するステップとを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記アイリス・コントラスト・マップを生成するステップがさらに、
前記アイリス・コントラスト・フィルタを適用する前に前記入力勾配ベクトル・マップを調整するステップを含み、
前記入力勾配ベクトル・マップを調整するステップは、前記入力勾配ベクトル・マップの各画素（ｘ，ｙ）に関して、
所定の寸法のマスク・フィルタの中心を前記画素（ｘ，ｙ）に合わせるステップと、
Ａｍｉｎを決定するステップであって、Ａｍｉｎが前記入力勾配ベクトル・マップからの前記マスク・フィルタ内での前記画素の最小の大きさであるステップと、
調整された大きさＡｏｕｔを前記画素に関してＡｏｕｔ＝Ａｘｙ−Ａｍｉｎであるように出力するステップであって、Ａｘｙが前記入力勾配ベクトル・マップからの前記画素（ｘ，ｙ）の大きさであるステップと、
を含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１２】
前記異常塊候補として前記位置を出力するステップが、
前記位置が、前記入力画像の別の位置によって異常であるとして既に識別された塊の一部分であるかどうか決定するステップと、
前記位置が前記入力画像の前記別の位置によって既に異常として識別された前記塊の一部分でないことが決定された場合に、前記位置を前記異常塊候補として出力するステップとを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記位置が既に異常であるとして識別された前記塊の一部分であるかどうか決定するステップが、
前記位置が前記別の位置からの最小閾値の距離内であるかどうか決定するステップと、
前記位置が前記別の位置からの前記最小閾値の距離内にあることが決定された場合に、前記位置が前記既に識別された塊の一部分であることを決定するステップと、を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記位置が複数の異常塊候補のうちの１つであり、
前記位置を前記異常塊候補として出力するステップが、
前記アイリス・コントラスト・マップ値および前記位置に対応する前記アイリス・リング・フィルタ応答値の一方または両方に基づいて前記複数の前記異常塊候補の間の前記位置の順序を決定するステップと、
前記位置の前記順序が候補の所定の最大数以内である場合に、前記位置を前記異常塊候補として出力するステップと、
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記異常塊候補として前記位置を出力するステップが、
前記位置が所定の領域内にあるかどうか決定するステップであって、前記所定の領域が胸壁領域、肩領域、スキン・ライン領域、および胸筋領域のうちの少なくとも１つであるステップと、
前記位置が前記所定の領域内にないことが決定された場合に、前記位置を前記異常塊候補として出力するステップと、
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記入力画像の所定の数の位置のみ、または所定の割合の位置のみが前記コントラスト値以上のアイリス・コントラスト値を有するように、前記アイリス・コントラスト・マップからコントラスト値レベルを決定するステップと、
前記コントラスト値を前記最小アイリス・コントラスト閾値として設定するステップとをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
入力画像に基づいて入力勾配ベクトル・マップを生成するように構成された入力勾配ベクトル・マップ生成手段であって、前記入力勾配ベクトル・マップが前記入力画像の画素のベクトル値のマップであり、各画素に関する前記ベクトル値が前記画素の近傍小領域で前記入力画像内の前記画素の変化の方向および大きさを表す入力勾配ベクトル・マップ生成手段と、
前記入力勾配ベクトル・マップに基づいてアイリス・コントラスト・マップを生成するように構成されたアイリス・コントラスト・マップ生成手段であって、前記アイリス・コントラスト・マップが前記入力画像の前記画素のアイリス・コントラスト値のマップであり、各画素に関する前記アイリス・コントラスト値が前記入力勾配ベクトル・マップ内のアイリス・コントラスト・フィルタに対応する画素の応答値を表すアイリス・コントラスト・マップ生成手段と、
前記アイリス・コントラスト・マップに基づいてアイリス・リング・フィルタ応答マップを生成するように構成されたアイリス・リング・フィルタ応答マップ生成手段であって、前記アイリス・リング・フィルタ応答マップが前記入力画像の前記画素のアイリス・リング・フィルタ応答値のマップであり、各画素に関する前記アイリス・リング・フィルタ応答値が前記アイリス・コントラスト・マップ内のアイリス・リング・フィルタに対応する画素の応答値を表すアイリス・リング・フィルタ応答マップ生成手段と、
前記異常塊候補として、前記画素の前記アイリス・コントラスト値および前記アイリス・リング・フィルタ応答値の両方が、それぞれ最小アイリス・コントラスト閾値以上であり、かつ最小アイリス・リング・フィルタ応答閾値以上になっている、前記入力画像の画素の位置を出力するように構成された異常塊候補出力手段とを備える、異常塊候補の検出装置。
【請求項１８】
前記アイリス・コントラスト・マップ生成手段が、
前記アイリス・コントラスト・フィルタを適用することによって応答Ｃ（ｘ，ｙ）を前記入力画像の各画素位置に対して
【数１１】
2010500049.tif 000022
のように出力するように構成されたアイリス・コントラスト・フィルタリング手段であって、
Ｃ（ｘ，ｙ）が画素位置の前記アイリス・コントラスト値であり、Ａｉｊが前記入力勾配ベクトル・マップからの画素ｉ，ｊのベクトルの大きさであり、θｉｊが前記入力勾配ベクトル・マップからの前記画素ｉ，ｊのベクトルの方向と、前記画素ｉ，ｊを前記アイリス・コントラスト・フィルタの中心に連結するライン・セグメントとの間の角度であり、ｒが前記アイリス・コントラスト・フィルタの内側半径であり、ｄが前記アイリス・コントラスト・フィルタのリングの幅であり、ＲがＲ＝ｒ＋ｄであるように前記アイリス・コントラスト・フィルタの外側半径であり、ＩがＲの上限であり、Ｍが方向の数であり、
前記アイリス・コントラスト・フィルタの中心が前記画素位置（ｘ，ｙ）に合わせられ、
ｒが適応性を有し、ｄが固定される、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記アイリス・リング・フィルタ応答マップ生成手段が、
前記アイリス・コントラスト・マップに基づいてアイリス・コントラスト勾配角度マップを生成するように構成されたアイリス・コントラスト勾配角度マップ生成手段であって、前記アイリス・コントラスト勾配角度マップが前記入力画像の前記画素のコントラスト角度のマップであり、各画素に関する前記コントラスト角度が、前記対応する画素の近傍小領域での前記アイリス・コントラスト・マップ内の対応する画素の変化の方向を表すアイリス・コントラスト勾配角度マップ生成手段と、
前記アイリス・フィルタリング手段、またはハーフリング・アイリス・リング・フィルタリング手段、もしくは両方であって、前記アイリス・フィルタリング手段が各画素位置に関してアイリス・リング・フィルタを適用することによって応答Ｄ（ｘ，ｙ）を
【数１２】
2010500049.tif 000023
であるように出力するように構成され、
前記ハーフリング・アイリス・リング・フィルタリング手段が各画素位置に関してハーフリング・アイリス・リング・フィルタを適用することによって応答Ｄ（ｘ，ｙ）を
【数１３】
2010500049.tif 000024
であるように出力するように構成され、
Ｄ（ｘ，ｙ）が画素位置の前記アイリス・フィルタ応答値であり、θｉｊが前記アイリス・コントラスト勾配角度マップからの画素ｉ，ｊの前記コントラスト角度と、前記画素ｉ，ｊを前記アイリス・リング・フィルタまたは前記ハーフリング・アイリス・リング・フィルタの中心に連結するライン・セグメントとの間の角度であり、ｒが前記アイリス・リング・フィルタまたは前記ハーフリング・アイリス・リング・フィルタの内側半径であり、ｄが前記アイリス・リング・フィルタまたは前記ハーフリング・アイリス・リング・フィルタのリングの幅であり、ＲがＲ＝ｒ＋ｄであるように前記アイリス・リング・フィルタまたは前記ハーフリング・アイリス・リング・フィルタの外側半径であり、ＩがＲの上限であり、Ｍが方向の数であり、
前記アイリス・リング・フィルタまたは前記ハーフリング・アイリス・リング・フィルタの中心が前記画素位置（ｘ，ｙ）に合わせられ、
ｒが適応性を有し、ｄが固定される、前記アイリス・フィルタリング手段、またはハーフリング・アイリス・リング・フィルタリング手段、もしくは両方、を備える、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記アイリス・コントラスト・マップ生成手段がさらに、
前記入力勾配ベクトル・マップ生成手段から前記入力勾配ベクトル・マップを調整するように構成された勾配マグニチュード調整手段を備え、
前記調整された入力勾配ベクトル・マップが前記アイリス・コントラスト・フィルタリング手段に提供され、
前記勾配マグニチュード調整手段が、前記入力勾配ベクトル・マップの各画素（ｘ，ｙ）に関して、
所定の寸法のマスク・フィルタの中心を前記画素（ｘ，ｙ）に合わせるステップと、
Ａｍｉｎを決定するステップであって、Ａｍｉｎが前記入力勾配ベクトル・マップからの前記マスク・フィルタ内での前記画素の最小の大きさであるステップと、
調整された大きさＡｏｕｔを前記画素に関してＡｏｕｔ＝Ａｘｙ−Ａｍｉｎであるように出力するステップであって、Ａｘｙが前記入力勾配ベクトル・マップからの前記画素（ｘ，ｙ）の大きさであるステップとを行うことによって前記入力勾配ベクトル・マップを調整するように構成される、請求項１８に記載の装置。
【請求項２１】
前記アイリス・コントラスト・マップ生成手段が、
前記アイリス・コントラスト・フィルタを適用することによって応答Ｃ（ｘ，ｙ）を前記入力画像の各画素位置に対して
【数１４】
2010500049.tif 000025
Ｃｉ＝ｍｅｄｉａｎ｛Ａｉｊｃｏｓθｉｊ，ｊ＝１，２，．．．，Ｍ｝
であるように出力するように構成されたメジアン・アイリス・コントラスト・フィルタリング手段であって、
Ｃ（ｘ，ｙ）が画素位置の前記アイリス・コントラスト値であり、Ａｉｊが前記入力勾配ベクトル・マップからの画素ｉ，ｊのベクトルの大きさであり、θｉｊが前記入力勾配ベクトル・マップからの前記画素ｉ，ｊのベクトルの方向と、前記画素ｉ，ｊを前記アイリス・コントラスト・フィルタの中心に連結するライン・セグメントとの間の角度であり、ｒが前記アイリス・コントラスト・フィルタの内側半径であり、ｄが前記アイリス・コントラスト・フィルタのリングの幅であり、ＲがＲ＝ｒ＋ｄであるように前記アイリス・コントラスト・フィルタの外側半径であり、ＩがＲの上限であり、Ｍが方向の数であり、
前記アイリス・コントラスト・フィルタの中心が前記画素位置（ｘ，ｙ）に合わせられ、
ｒが適応性を有し、ｄが固定される、請求項１７に記載の装置。
【請求項２２】
前記アイリス・コントラスト・マップ生成手段がさらに、
前記入力勾配ベクトル・マップ生成手段から前記入力勾配ベクトル・マップを調整するように構成された勾配マグニチュード調整手段を備え、
前記調整された入力勾配ベクトル・マップが前記メジアン・アイリス・コントラスト・フィルタリング手段に提供され、
前記勾配マグニチュード調整手段が、前記入力勾配ベクトル・マップの各画素ｉ，ｊに関して、前記入力勾配ベクトル・マップから前記画素ｉ，ｊの前記ベクトルの大きさＡｉｊを調整するステップを
【数１５】
2010500049.tif 000026
であり、ただし、Ａｍａｘが所定の最大マグニチュード値であり、Ｂが所定の除数であるように、前記アイリス・コントラスト・フィルタを出力Ｃ（ｘ，ｙ）を適用する前に行うことによって前記入力勾配ベクトル・マップを調整するように構成された、請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
前記アイリス・フィルタ応答マップ生成手段が、
前記アイリス・コントラスト・マップに基づいてアイリス・コントラスト勾配角度マップを生成するように構成された、アイリス・コントラスト勾配角度マップ生成手段であって、前記アイリス・コントラスト勾配角度マップが前記入力画像の前記画素のコントラスト角度のマップであり、各画素に関する前記コントラスト角度が、前記対応する画素の近傍小領域での前記アイリス・コントラスト・マップ内の対応する画素の変化の方向を表すステップと、
アイリス・リング・フィルタリング手段、またはハーフリング・アイリス・リング・フィルタリング手段、もしくは両方であって、前記アイリス・フィルタリング手段が各画素位置に関してアイリス・リング・フィルタを適用することによって応答Ｄ（ｘ，ｙ）を
【数１６】
2010500049.tif 000027
であるように出力するように構成され、
前記ハーフリング・アイリス・リング・フィルタリング手段が各画素位置に関してハーフリング・アイリス・リング・フィルタを適用することによって前記応答Ｄ（ｘ，ｙ）を
【数１７】
2010500049.tif 000028
であるように出力するように構成され、
Ｄ（ｘ，ｙ）が画素位置の前記アイリス・フィルタ応答値であり、θｉｊが前記アイリス・コントラスト勾配角度マップからの画素ｉ，ｊの前記コントラスト角度と、前記画素ｉ，ｊを前記アイリス・リング・フィルタまたは前記ハーフリング・アイリス・リング・フィルタの中心に連結するライン・セグメントとの間の角度であり、ｒが前記アイリス・リング・フィルタまたは前記ハーフリング・アイリス・リング・フィルタの内側半径であり、ｄが前記アイリス・リング・フィルタまたは前記ハーフリング・アイリス・リング・フィルタのリングの幅であり、ＲがＲ＝ｒ＋ｄであるように前記アイリス・リング・フィルタまたは前記ハーフリング・アイリス・リング・フィルタの外側半径であり、ＩがＲの上限であり、Ｍが方向の数であり、
前記アイリス・リング・フィルタまたは前記ハーフリング・アイリス・リング・フィルタの中心が前記画素位置（ｘ，ｙ）に合わせられ、
ｒが適応性を有し、ｄが固定される、請求項２１に記載の装置。
【請求項２４】
前記アイリス・コントラスト・マップ生成手段がさらに、
前記入力勾配ベクトル・マップ生成手段から前記入力勾配ベクトル・マップを調整するように構成された勾配マグニチュード調整手段を備え、
前記調整された入力勾配ベクトル・マップが前記アイリス・コントラスト・フィルタリング手段に提供され、
前記調整された入力勾配ベクトル・マップが前記アイリス・コントラスト・フィルタリング手段に提供され、前記勾配マグニチュード調整手段が、前記入力勾配ベクトル・マップの各画素（ｘ，ｙ）に関して、
所定の寸法のマスク・フィルタの中心を前記画素（ｘ，ｙ）に合わせるステップと、
Ａｍｉｎを決定するステップであって、Ａｍｉｎが前記入力勾配ベクトル・マップからの前記マスク・フィルタ内での前記画素の最小の大きさであるステップと、
調整された大きさＡｏｕｔを前記画素に関してＡｏｕｔ＝Ａｘｙ−Ａｍｉｎであるように出力するステップであって、Ａｘｙが前記入力勾配ベクトル・マップからの前記画素（ｘ，ｙ）の大きさであるステップとを行うことによって、前記入力勾配ベクトル・マップを調整するように構成される、請求項２１に記載の装置。
【請求項２５】
前記異常塊候補出力手段が、前記異常塊候補として、前記画素の前記アイリス・コントラスト応答値が、前記最小アイリス・リング・フィルタ応答閾値以上になっているアイリス・リング・フィルタ応答値を有する位置が全く存在しない場合に、前記最小アイリス・コントラスト閾値以上である前記入力画像の画素の前記位置を出力するように構成された、請求項１７に記載の装置。
【請求項２６】
入力画像から異常塊候補を検出するコンピュータで実行可能なプログラムが記録されるコンピュータ読取り可能な媒体であって、前記プログラムが、
前記入力画像に基づいて入力勾配ベクトル・マップを生成するステップであって、前記入力勾配ベクトル・マップが前記入力画像の画素のベクトル値のマップであり、各画素に関する前記ベクトル値が前記画素の近傍小領域で前記入力画像内の前記画素の変化の方向および大きさを表すステップと、
前記入力勾配ベクトル・マップに基づいてアイリス・コントラスト・マップを生成するステップであって、前記アイリス・コントラスト・マップが前記入力画像の前記画素のアイリス・コントラスト値のマップであり、各画素に関する前記アイリス・コントラスト値が前記入力勾配ベクトル・マップ内のアイリス・コントラスト・フィルタに対応する画素の応答値を表すステップと、
前記アイリス・コントラスト・マップに基づいてアイリス・リング・フィルタ応答マップを生成するステップであって、前記アイリス・リング・フィルタ応答マップが前記入力画像の前記画素のアイリス・リング・フィルタ応答値のマップであり、各画素に関する前記アイリス・リング・フィルタ応答値が、前記アイリス・コントラスト・マップ内のアイリス・リング・フィルタに対応する画素の応答値を表すステップと、
前記異常塊候補として、前記画素の前記アイリス・コントラスト値および前記アイリス・リング・フィルタ応答値の両方が、それぞれ最小アイリス・コントラスト閾値以上であり、かつ最小アイリス・リング・フィルタ応答閾値以上になっている、前記入力画像の画素の位置を出力するステップとを含む、コンピュータ読取り可能な媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力画像内の異常塊候補（ａｂｎｏｒｍａｌ  ｍａｓｓ  ｃａｎｄｉｄａｔｅｓ）を検出するための装置、方法、およびコンピュータ読取り可能媒体に関する。入力画像内の癌の可能性のある塊は、１つのタイプの異常塊候補である。特に、本発明は、ある種の特徴を有する入力画像内の塊を識別することによって異常塊候補を検出することに関する。
【背景技術】
【０００２】
医療分野では、画像に埋め込まれた異常塊候補を自動的に検出し、検出された異常塊候補の画質を向上させ、画質を向上された異常塊候補を含む可視画像を表示する、コンピュータ支援診断（ＣＡＤ）システムが知られている。医師は、ＣＡＤシステムによって検出された異常塊候補を含む可視画像を見て、画像に含まれる異常塊候補が、癌の塊などの患部を表す真の異常塊か否かについて最終的な判断を下す。
【０００３】
たとえばモフォロジカル・フィルタ技術などの異常塊候補を検出する技術が知られている。モフォロジカル・フィルタ技術を使用して、胸部画像にモフォロジカル・フィルタによる画像処理が行われ、モフォロジカル・フィルタの出力値に閾値処理が行われ、微細石灰化の塊（ｍｉｃｒｏｃａｌｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｍａｓｓ）（異常塊の１つの形態）の候補が自動的に検出される。
【０００４】
減算処理を利用する技術も知られている。減算処理を使用して、入力された医療画像に対応する正常な構造の画像が人工的に形成され、入力された医療画像と正常な構造の画像との差を表す差分画像が形成され、差分画像内の所定値に少なくとも等しい画素値を有する塊が異常塊候補として検出される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
いかなる自動化されたシステムにおいても、正確さが向上することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一の実施形態による入力画像から異常塊候補を検出する方法は、入力画像に基づいて入力勾配ベクトル・マップを生成するステップと、入力勾配ベクトル・マップに基づいてアイリス・コントラスト（ｉｒｉｓ  ｃｏｎｔｒａｓｔ）マップを生成するステップと、アイリス・コントラスト・マップに基づいてアイリス・リング・フィルタ（ｉｒｉｓ  ｒｉｎｇ  ｆｉｌｔｅｒ）応答マップを生成するステップと、異常塊候補として、画素のアイリス・コントラスト値およびアイリス・リング・フィルタ応答値の両方が、それぞれ最小アイリス・コントラスト閾値以上であり、かつ最小アイリス・リング・フィルタ応答閾値以上になっている、入力画像の画素の位置を出力するステップと、を含む。
【０００７】
入力勾配ベクトル・マップは、入力画像の画素のベクトル値のマップであってもよい。各画素に関するベクトル値は、画素の近傍小領域での入力画像内の画素の変化の方向および大きさを表していてもよい。
【０００８】
アイリス・コントラスト・マップは、入力画像の画素のアイリス・コントラスト値のマップであってもよい。各画素に関するアイリス・コントラスト値は、入力勾配ベクトル・マップ内のアイリス・コントラスト・フィルタに対応する画素の応答値を表していてもよい。
【０００９】
アイリス・リング・フィルタ応答マップは、入力画像の画素のアイリス・リング・フィルタ応答値のマップであってもよい。各画素に関するアイリス・リング・フィルタ応答値は、アイリス・コントラスト・マップ内のアイリス・リング・フィルタに対応する画素の応答値を表していてもよい。
【００１０】
本発明の一の実施形態による異常塊候補の検出装置は、入力画像に基づいて入力勾配ベクトル・マップを生成するように構成された入力勾配ベクトル・マップ生成手段と、入力勾配ベクトル・マップに基づいてアイリス・コントラスト・マップを生成するように構成されたアイリス・コントラスト・マップ生成手段と、アイリス・コントラスト・マップに基づいてアイリス・リング・フィルタ応答マップを生成するように構成されたアイリス・リング・フィルタ応答マップ生成手段と、異常塊候補として、画素のアイリス・コントラスト値およびアイリス・リング・フィルタ応答値の両方が、それぞれ最小アイリス・コントラスト閾値以上であり、かつ最小アイリス・リング・フィルタ応答閾値以上になっている、入力画像の画素の位置を出力するように構成された異常塊候補出力手段と、を備える。
【００１１】
本発明の一の実施形態によるコンピュータ読取り可能な媒体は、入力画像から異常塊候補を検出するための、コンピュータ上で実行可能なプログラムを含む。プログラムは、入力画像に基づいて入力勾配ベクトル・マップを生成するステップと、入力勾配ベクトル・マップに基づいてアイリス・コントラスト・マップを生成するステップと、アイリス・コントラスト・マップに基づいてアイリス・リング・フィルタ応答マップを生成するステップと、異常塊候補として、画素のアイリス・コントラスト値およびアイリス・リング・フィルタ応答値の両方が、それぞれ最小アイリス・コントラスト閾値以上であり、かつ最小アイリス・リング・フィルタ応答閾値以上になっている、入力画像の画素の位置を出力するステップと、を含む。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のこれらの、およびその他の実施形態は、異常塊候補を検出する正確さを向上させる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の１つの実施形態に従って異常塊候補を検出する方法を示す。
【図２】本発明の１つの実施形態に従って異常塊候補を検出する別の方法を示す。
【図３Ａ】本発明の１つの実施形態に従って入力画像の画素のベクトル値を決定する例を示す。
【図３Ｂ】本発明の１つの実施形態に従って入力画像の画素のベクトル値を決定する例を示す。
【図４】本発明の１つの実施形態に従って入力勾配ベクトル・マップの成分マップを生成する方法を示す。
【図５】本発明の１つの実施形態に従って入力勾配ベクトル・マップを生成するために使用されるアイリス・コントラスト・フィルタの例示のマスク領域を示す。
【図６】本発明の１つの実施形態による、アイリス・コントラスト・フィルタのライン・セグメントと入力画像の画素の勾配との間の例示の角度関係を示す。
【図７Ａ】本発明の１つの実施形態に従ってアイリス・フィルタ応答マップを生成する方法を示す。
【図７Ｂ】本発明の１つの実施形態に従ってアイリス・フィルタ応答マップを生成する別の方法を示す。
【図８】本発明の１つの実施形態に従ってアイリス・コントラスト・マップを生成する別のプロセスを示す。
【図９】本発明の１つの実施形態に従って、画素のベクトルの大きさを調整する方法を示す。
【図１０】本発明の１つの実施形態に従って、識別された異常塊候補を除去する方法を示す。
【図１１】本発明の１つの実施形態に従って、異常塊の識別プロセスの一貫性を向上させる方法を示す。
【図１２】本発明の１つの実施形態に従って、入力画像から異常塊候補を検出する装置を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の特徴および利点は、当分野の技術者には図面を参照して以下の説明から明らかになる。
【００１５】
単純化し、かつ例示する目的で、本発明の原理がその例示の実施形態を主に参照することによって説明される。しかし、当業者は、同じ原理が多くのタイプの画像分析システムおよび方法に等しく適用可能であることを容易に理解するであろう。
【００１６】
大まかには、異常塊候補を検出する方法１０は、図１に示されるような２つの概略のステップを含む。最初に、異常塊候補が、乳房Ｘ線撮影画像などの入力画像から識別される（ステップ１０１）。異常塊の１つの例には癌腫瘍がある。異常塊候補が識別された後に、異常塊である可能性が最も大きい候補を除去するために除去プロセスを行うことができる（ステップ１０３）。
【００１７】
図２は、図１のステップ１０１および１０３を実行するための例示の方法２０を示す。図示されるように、入力勾配ベクトル・マップが乳房Ｘ線撮影画像などの入力画像から生成される（ステップ２０１）。入力勾配ベクトル・マップは、入力画像の画素のベクトル値のマップとして表現できる。言い換えれば、入力画像の各画素に対して、入力勾配ベクトル・マップ内に画素の対応するベクトル値がある。
【００１８】
各画素に対して、ベクトル値は、画素の近傍小領域での画素の方向および大きさの両方の変化を表す。ベクトル値は、ベクトルの指向角度（ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ  ａｎｇｌｅ）φ、およびベクトルの大きさＡの２つの成分を含み、
【００１９】
【数１】
2010500049.tif 000003
【００２０】
のように定義できる。
ただし、ΔｘおよびΔｙはそれぞれ、画素の近傍小領域でのｘおよびｙ方向の画素の変化を表す。
【００２１】
図３Ａおよび３Ｂは、画素のベクトル値を決定するための例を示す。入力画像内の各画素ｊに関して、図３Ａに示されるような寸法ｎ×ｎの正方形のマスク・フィルタの中心を、画素ｊに合わせることができる。この例では、ｎは５であり、Δｘは（ｆ１５＋ｆ２５＋ｆ３５＋ｆ４５＋ｆ５５）−（ｆ１１＋ｆ２１＋ｆ３１＋ｆ４１＋ｆ５１）と定義され、Δｙは（ｆ１１＋ｆ１２＋ｆ１３＋ｆ１４＋ｆ１５）−（ｆ５１＋ｆ５２＋ｆ５３＋ｆ５４＋ｆ５５）と定義される。次いで、ベクトルの指向角度（または単に角度）φ、および大きさが、それぞれ式（１）および（２）に従って計算できる。計算されたベクトル値が図３Ｂに示される。
【００２２】
マスク・フィルタの寸法は、図３Ａおよび３Ｂに示されるような例に限定されない。実際に、マスク・フィルタの形も限定されない。その他の形状および寸法のマスク・フィルタが、ベクトル値を決定するために利用できる。
【００２３】
さらに、ベクトルを決定することは、フィルタの使用に厳密には限定されない。ベクトル値が画素の十分に局所化された領域（たとえば近傍小領域）で画素の変化を表すことのみが求められる。本発明の範囲は、説明されたようにベクトル値を生成するために使用できる任意の方法およびシステムを完全に包含する。
【００２４】
上述したように、ベクトル値は角度φおよび大きさＡの２つの成分を含む。したがって、入力勾配ベクトル・マップを生成することは、図４に示されるように２つの成分マップを生成することによって遂行できる。図４では、入力勾配ベクトル・マップを生成するステップ（図２のステップ２０１）は、入力画像から入力勾配角度マップを生成するステップ（ステップ４０１）、および同じく入力画像から入力勾配マグニチュード・マップを生成するステップ（ステップ４０３）によって遂行できる。入力勾配角度マップおよび入力勾配マグニチュード・マップは、それぞれ入力画像の画素の成分の角度および大きさの値を含む。入力勾配角度マップおよび入力勾配マグニチュード・マップが生成される順番は、図４に示されるような実施形態に限定されない。
【００２５】
再び図２を参照すると、入力画像の入力勾配ベクトル・マップが生成された後に、アイリス・コントラスト・マップが入力勾配ベクトル・マップから生成できる（ステップ２０３）。アイリス・コントラスト・マップは、入力画像の画素のアイリス・コントラスト値のマップとして表現できる。画素のアイリス・コントラスト値は、入力勾配ベクトル・マップ内のアイリス・コントラスト・フィルタに対応する画素の応答として表現できる。
【００２６】
図５は、入力勾配ベクトル・マップの画素に適用できるマスク領域を有する例示のアイリス・コントラスト・フィルタを示す。マスク領域は、リング（ハッシュ化された部分）によって特徴付けることができる。アイリス・コントラスト・フィルタのパラメータには、ｒ（リングの内側半径）、ｄ（リングの幅）、Ｒ（リングの外側半径）、Ｉ（リングの外側の限界）、およびＭ（フィルタ処理で検討される角度の数）が含まれる。リングの内側半径ｒは、適応性を有することができ、リングの幅ｄは固定できる。１つの例として、リングの幅ｄは５ピクセルに固定でき、Ｉは２５ピクセルに固定できる。この例では、ｒは、０から２０の範囲の値（０からＩ−ｄ）を取ることができる。また、Ｍは１６に定めることができる。
【００２７】
入力画像内の各画素（ｘ、ｙ）に関するアイリス・コントラスト・マップを生成するために、画素（ｘ、ｙ）のアイリス・コントラスト値Ｃ（ｘ、ｙ）は、
【００２８】
【数２】
2010500049.tif 000004
【００２９】
ただし、
【００３０】
【数３】
2010500049.tif 000005
【００３１】
のようにアイリス・コントラスト・フィルタを適用することによって定義できる。
【００３２】
式（３）および（４）では、Ａｉｊは入力勾配ベクトル・マップからの画素ｉ，ｊのベクトルの大きさであり、θｉｊは、入力勾配ベクトル・マップからの画素ｉ，ｊのベクトルの方向φｉｊと、画素ｉ，ｊをアイリス・コントラスト・フィルタの中心に連結するライン・セグメントとの間の角度である。あるいは、大きさＡｉｊおよび角度θｉｊの値は、個々の成分の入力勾配マグニチュード・マップおよび入力勾配角度マップから決定できる（図４を参照されたい）。
【００３３】
上記に示されたように、角度θｉｊは、画素ｉ，ｊのベクトルの方向φｉｊと、画素ｉ，ｊをアイリス・コントラスト・フィルタの中心に連結するライン・セグメントとの間の角度として定義される。図５では、そのような１６本のライン・セグメントｊ（Ｍ＝１６）が示される。図６は、式（４）で使用される角度θｉｊと、特定のライン・セグメントｊ上の画素ｉ，ｊのベクトルの方向（配向角度）φｉｊとの間の関係を示す。
【００３４】
また、上記に示されるように、Ｍはフィルタ処理で検討される角度の数を表す。たとえば、Ｍが１６に定められる場合、式（４）を使用して計算されたそれぞれに対して、対象とする画素（ｘ、ｙ）からの半径ｉおよび角度０、±π／１６、±π／８、±３π／１６、±π／４、±５π／１６、±３π／８、±７π／１６、±π／２での画素のみが計算で考慮される。しかし、半径ｉでの全ての画素が、Ｃｉを決定する際に考慮できることが企図される。この例では、Ｍは、対象とする画素から半径ｉにある画素の総数を単に表す。Ｍを特定の数に定めると、計算がより速くなるが、正確さが犠牲になる可能性がある。数Ｍは、正確さの犠牲が、特定の適用に関して無視できる場合に選択できる。
【００３５】
図２を再び参照すると、入力画像のアイリス・コントラスト・マップが生成された後に、アイリス・フィルタ応答マップがアイリス・コントラスト・マップから生成できる（ステップ２０５）。アイリス・フィルタ応答マップは、入力画像の画素のアイリス・フィルタ応答値のマップとして表現できる。画素に関するアイリス・フィルタ応答値は、アイリス・コントラスト・マップ内のアイリス・リング・フィルタに対応する画素の応答として表現できる。
【００３６】
図７Ａは、アイリス・フィルタ応答マップを生成するための例示の過程を示す（図２のステップ２０５）。図示されるように、アイリス・コントラスト勾配角度マップがアイリス・コントラスト・マップから生成できる（ステップ７０１）。アイリス・コントラスト勾配マップは、図３Ａおよび３Ｂに示されるように入力勾配ベクトル・マップを生成するための過程と同様である。しかし、入力画像の代わりに、アイリス・コントラスト・マップがこの過程で入力として使用される。また、勾配角度値（すなわちコントラスト角度）のみが決定される必要がある（式（１）を参照されたい）。
【００３７】
簡単にするため、入力勾配ベクトル・マップを生成するために使用されるマスク・フィルタが、アイリス・コントラスト勾配角度マップを生成するためにも使用できる。しかし、これは厳密には必要でなく、すなわち完全に異なるマスク・フィルタが使用できる。
【００３８】
図７Ａを再び参照すると、画素のアイリス・フィルタ応答値を決定するために、アイリス・フィルタ応答マップが、アイリス・リング・フィルタをアイリス・コントラスト勾配角度マップに適用することによって生成できる（ステップ７０３）。アイリス・リング・フィルタは、図５に示されるアイリス・コントラスト・フィルタと同様なものであることができるが、全く同じである必要はない。言い換えれば、アイリス・リング・フィルタのパラメータｒ、ｄ、Ｒ、Ｉ、およびＭの値は、アイリス・コントラスト・フィルタの対応するパラメータと同じである必要はない。
【００３９】
画素（ｘ、ｙ）のアイリス・フィルタ応答値Ｄ（ｘ、ｙ）は、アイリス・リング・フィルタを
【００４０】
【数４】
2010500049.tif 000006
【００４１】
ただし、
【００４２】
【数５】
2010500049.tif 000007
【００４３】
のように適用することによって決定できる。
【００４４】
式（５）および（６）では、θｉｊはアイリス・コントラスト勾配角度マップからの画素ｉ，ｊの方向と、画素ｉ，ｊをアイリス・リング・フィルタの中心に連結するライン・セグメントとの間の角度である（図５の説明を参照されたい）。また、Ｍはフィルタ処理で検討される角度の数である。式（３）および（４）に関係する状態と同様に、Ｍは、いくつかの角度のみが検討されることを示すために、任意の特定の値を取ることができる。同じく、全ての角度が同様に検討できる。固定された数の角度を検討するか、全ての角度を検討するかの選択は、計算上の効率および複雑さの問題である。
【００４５】
図２を再び参照すると、アイリス・フィルタ応答マップが生成された後に、異常塊候補位置の位置が出力できる（ステップ２０７）。異常塊候補は、以下の出力条件の両方が真である位置であるように決定できる。第１に、位置のアイリス・コントラスト値（すなわち画素位置）は、最小アイリス・コントラスト閾値以上である。第２に、位置のアイリス・リング・フィルタ応答値が、最小アイリス・リング・フィルタ応答閾値以上である。第１および第２の条件の組合せにより、方法の全体の正確さが向上する。
【００４６】
図２に示される方法は、より効率的にすることができる。たとえば、図７Ｂはアイリス・フィルタ応答マップを生成する別の過程を示す。図示されるように、アイリス・コントラスト勾配角度マップが図７Ａと同じく、アイリス・コントラスト・マップから生成できる（ステップ７０１）。その後、アイリス・コントラスト値が最小アイリス・コントラスト閾値以上である画素（または画素位置）が配置できる（ステップ７１１）。次いで、ステップ７１３で、アイリス・リング・フィルタ応答値が、ステップ７１１で配置された画素に対してのみ決定できる（式（５）および（６）が適用される）。このようにして、第１の出力条件を満たす画素位置のみが評価されるので、過程が速度を上げる、すなわちより効率的にすることができる。
【００４７】
図２に示される方法も代替を含む。上記に示したように、画素（ｘ、ｙ）のアイリス・フィルタ応答値Ｄ（ｘ、ｙ）は、アイリス・リング・フィルタを式（５）および（６）に適用することによって決定できる。しかし、代替として、画素（ｘ、ｙ）の応答値Ｄ（ｘ、ｙ）は、ハーフリング・アイリス・フィルタを
【００４８】
【数６】
2010500049.tif 000008
【００４９】
ただし、
【００５０】
【数７】
2010500049.tif 000009
【００５１】
のように適用することによって決定できる。
【００５２】
式（７）および（８）では、θｉｊはアイリス・コントラスト勾配角度マップからの画素ｉ，ｊの方向と、画素ｉ，ｊをハーフリング・アイリス・リング・フィルタの中心に連結するライン・セグメントとの間の角度である（図５の説明を参照されたい）。式（７）および（８）は、方法をより効率的にするために最小アイリス・コントラスト閾値以上のアイリス・コントラスト値を有する画素位置のみに適用できることに留意されたい。
【００５３】
別の代替として、方法の正確さは、アイリス・コントラスト・マップを生成する前に、入力勾配ベクトル・マップの大きさを調整することによって向上できる。図８は、アイリス・コントラスト・マップを生成する別の過程を示す。図８では、入力勾配ベクトル・マップのベクトル値の大きさが調整できる（ステップ８０１）。次いで、アイリス・コントラスト・マップが、調整された入力勾配ベクトル・マップから生成できる（ステップ８０３）。
【００５４】
特に、大きさは図９に示されるように調整できる。入力勾配ベクトル・マップの各画素（ｘ、ｙ）に対して、マスク・フィルタの中心を画素に合わせることができる（ステップ９０１）。マスク・フィルタは、図３Ａに示されるフィルタと同様の正方形のフィルタであることができる。しかし、この過程に関するマスク・フィルタの寸法および形状はそれほど限定されない。次いで、最小の大きさＡｍｉｎがフィルタ内の画素に対して確認できる（ステップ９０３）。画素（ｘ、ｙ）の調整された大きさＡｏｕｔは、Ａｘｙ−Ａｍｉｎであるように計算でき、ただし、Ａｘｙは、調整する前の画素ベクトルの大きさである（ステップ９０５）。
【００５５】
そのような調整を行う理由は、スキン・ライン付近の領域では、勾配ベクトルが同様に評価された大きさを有するという観察に基づいている。したがって、ＡｘｙとＡｍｉｎの間の差は小さく、それにより低く評価されたＡｏｕｔが、領域内の偽の勾配ベクトルを抑制するようになる。胸部の中央領域では、胸部組織または癌の塊の画素、および脂肪の領域の画素は、両方とも任意の局所的な領域にある可能性がある。通常は、Ａｍｉｎは脂肪領域の画素に一致し、非常に小さい。したがって、ＡｏｕｔはほぼＡｘｙと同じである。したがって、対象とする領域の所望の勾配情報が保存される。
【００５６】
入力勾配ベクトル・マップの成分マップが使用される場合、入力勾配マグニチュード・マップのみを調整することが求められる可能性がある。
【００５７】
上記の説明では、アイリス・コントラスト・マップ（図２のステップ２０３）は、入力勾配ベクトル・マップの画素に図５のアイリス・コントラスト・フィルタおよび式（３）および（４）を適用することによって生成できる。代替として、アイリス・コントラスト・マップは、下記に示されるように同様のアイリス・コントラスト・フィルタを使用して式
【００５８】
【数８】
2010500049.tif 000010
【００５９】
（ただし、Ｃｉ＝ｍｅｄｉａｎ｛Ａｉｊｃｏｓθｉｊ，ｊ＝１，２，．．．，Ｍ｝  （１０））
を適用することによって生成できる。
【００６０】
式（９）および（１０）では、Ａｉｊは入力勾配ベクトル・マップからの画素ｉ，ｊのベクトルの大きさであり、θｉｊは、入力勾配ベクトル・マップからの画素ｉ，ｊのベクトルの方向と、画素ｉ，ｊをアイリス・コントラスト・フィルタの中心に連結するライン・セグメントとの間の角度である。あるいは、大きさＡｉｊおよび角度θｉｊの値は、個々の成分の入力勾配マグニチュード・マップおよび入力勾配角度マップから決定できる。
【００６１】
式（９）および（１０）を適用することから生じるアイリス・コントラスト・マップは、入力の画素のメジアン・アイリス・コントラスト値のアイリス・コントラスト・マップとして、または単にメジアン・アイリス・コントラスト・マップとして表現できる。メジアン・アイリス・コントラスト値は、第１の出力条件が満たされるか否かを決定するために、最小メジアン・アイリス・コントラスト閾値と比較できる。
【００６２】
アイリス・コントラスト出力およびメジアン・アイリス・コントラスト出力の両方が、入力画像、この例では入力勾配ベクトル・マップの円形の縁部に対して感度があり、すなわち高い応答性を有する。対象となる異常塊候補は、一般的に円形を有するものとして特徴付けられ、したがって、円形の縁部に対する感受性が有利であり、システムの正確さがアイリス・コントラスト出力またはメジアン・アイリス・コントラスト出力を利用することによって向上できる。
【００６３】
しかし、メジアン・アイリス・コントラストは、アイリス・コントラスト出力より優れた１つの利点を有する。対象でない通常の塊は、一般的に非円形である。しかし、勾配の大きさが大きい場合、アイリス・コントラスト出力は非円形の塊に対して高い応答を有することができる。一方で、メジアン・アイリス・コントラスト出力は、非円形の塊に対してアイリス・コントラスト出力よりも低い応答を有する。したがって、メジアン・アイリス・コントラスト・マップは、全体的にアイリス・コントラスト・マップよりもノイズが少ない（またはより正確である）。
【００６４】
メジアン・アイリス・コントラスト・マップを生成することの改善として、式（１０）でＣｉを決定するのに使用されるベクトルの大きさＡｉｊは
【００６５】
【数９】
2010500049.tif 000011
【００６６】
のように調整できる。
【００６７】
マグニチュード調整式（１１）は、非常に強力な勾配が癌の塊から生じる可能性が少ないという観察に基づいている。値ＡｍａｘおよびＢは、異常塊候補の偽陽性の識別が起こることを最小限に抑えるために、強い勾配を抑制するように選択できる。パラメータＡｍａｘは、典型的な異常塊の縁部が超えない勾配マグニチュード値を表すことができる。バラメータＢは、ガウス関数の広がり（ｓｐｒｅａｄ）を表すことができ、実験的に決定できる。
【００６８】
大きさＡｉｊが式（１１）に従って調整される場合、式（１１）に従って大きさを調整する前に、図８および９に示されるように大きさが調整されることが好ましい。
【００６９】
図２を再び参照すると、アイリス・フィルタ応答マップを生成するステップ（ステップ２０５）では、メジアン・アイリス・コントラスト・マップがアイリス・コントラスト・マップの代わりに使用できる。より具体的には、アイリス・コントラスト勾配マップがメジアン・アイリス・コントラスト・マップから生成でき（図７Ａのステップ７０１）、アイリス・フィルタ応答値がアイリス・コントラスト勾配マップから決定できる（ステップ７０３）。メジアン・アイリス・コントラスト・マップは、図７Ｂに示される向上した効率の過程にも適用される。さらに、ハーフリング・アイリス・リング・フィルタ（式（７）および（８）を参照されたい）がアイリス・リング・フィルタ応答マップを生成するためにメジアン・アイリス・コントラスト・マップに適用できる。
【００７０】
アイリス・リング・フィルタ応答マップが生成された後に、第１および第２の出力条件の両方を満たす、入力画像の１つまたは複数の画素位置が異常塊候補として識別できる（図２のステップ２０７）。正確さおよび有用性は、識別された位置の除去によって向上できる。
【００７１】
図１０は、含むことができるいくつかの除去過程を示す。異常塊候補の可能性として識別される各画素位置に対して、別の画素位置によって異常として既に識別された塊の一部分である場合、それは除去（排除）できる（ステップ１００１）。たとえば、対象となる異常塊候補は、特定の最小寸法になっているものとして特徴付けることができる。したがって、２つの識別された位置が互いの所定の距離の中にある場合、２つの位置が同じ異常塊の部分になっている可能性がある。有用性は、同じ塊を重複して識別する可能性を低減することによって向上できる。
【００７２】
また、エンドユーザは、所定の数の最も可能性のある候補のみに興味を持つ可能性がある。第１および第２の出力条件の両方を満たす全ての位置の中で、異常である位置の可能性に基づいて位置が順序付けられる。尤度は、アイリス・コントラスト値から単独で、アイリス・リング・フィルタ応答値から単独で、または両方の組合せから決定できる。両方が使用される場合、各値は順序を決定するために重み付けすることができる。位置の順序が決定された後に、最も上にある所定の数の位置が、異常塊候補として出力できる（ステップ１００３）。
【００７３】
第１の出力条件を満たす位置があるが、同じ位置が第２の出力条件を満たさない状態がある可能性がある。この場合には、第１の出力条件を満たす１つまたは複数の位置が異常塊候補として識別できるように、第２の出力条件、すなわち最小アイリス・リング・フィルタ応答閾値を緩和できる。
【００７４】
さらに、異常塊を有する可能性が他の領域よりも少ない身体の領域がある。そのような領域の例には、胸壁、肩、スキン・ライン、および胸筋が含まれる。画素位置がこれらの所定の領域のいずれかの中に収まる場合、位置が除去できる（ステップ１００５）。
【００７５】
必ずしも全ての除去ステップ１００１、１００３、および１００５が行われる必要がないことが企図される。また、除去ステップの順序は、図１０に示される順序に限定されない。ステップは、同時または逐次に行うことができ、あるいは全く行われなくてもよい。
【００７６】
別の向上として、最小アイリス・コントラスト閾値が入力画像の特徴に従って設定できる。異なる入力画像が異なる特徴を有することが一般に認識されている。したがって、アイリス・コントラスト値の範囲は、ある入力画像と隣の入力画像とは異なる可能性がある。最小コントラスト閾値が全ての入力画像に関して固定された場合、異常塊候補の識別不足または識別過剰が生じるおそれがある。
【００７７】
異常塊候補の識別の一貫性を向上させる１つの方式は、最小アイリス・コントラスト閾値を入力画像から生成されたアイリス・コントラスト・マップに基づいて調整することである可能性がある。図１１は、この向上された過程を示す。図示されるように、アイリス・コントラスト・マップを生成した後に（ステップ２０３）、およびアイリス・フィルタ応答マップを生成する前に（ステップ２０５）、最小アイリス・コントラスト・レベルが１つまたは複数の入力画像の特徴に基づいて設定できる（ステップ１１０１）ことを除いて、図１１は図２と同一である。
【００７８】
たとえば、所与の画像内で、最上にあるわずかな割合のアイリス・コントラスト値のみが、真に異常である可能性があるとすることができる。たとえば、最も高い５％のアイリス・コントラスト値のみを対象とするこができる。この環境では、最小アイリス・コントラスト・レベルを第９５のパーセンタイル・レベルに設定できる。
【００７９】
別の例として、所定の数の最も可能性のある候補のみが識別できる。次いで、最小アイリス・コントラスト閾値は、アイリス・コントラスト・マップでの所定の数の位置のみが、レベル以上のアイリス・コントラスト値を有するようなレベルに設定できる。
【００８０】
最小アイリス・コントラスト閾値を設定することによって、異常識別の結果においての一貫性が入力画像の範囲全体にわたって達成できる。一貫性をさらに向上させるために、同様の検討が最小アイリス・リング・フィルタ応答閾値を設定するために行われる。
【００８１】
図１２は、入力画像から異常塊候補を検出する装置１２００を示す。装置１２００は、入力勾配ベクトル・マップ生成デバイス１２１０、アイリス・コントラスト・マップ生成デバイス１２２０、アイリス・フィルタ応答マップ生成デバイス１２３０、最小アイリス・コントラスト閾値設定デバイス１２４０、および異常塊候補出力デバイス１２５０を備えることができる。
【００８２】
入力勾配ベクトル・マップ生成デバイス１２１０は、入力画像から入力勾配ベクトル・マップを生成するように構成できる。入力勾配ベクトル・マップ生成デバイス１２１０は、入力勾配ベクトル・マップの成分マップを生成するように構成された、入力勾配角度マップ生成デバイス１２１１、および入力勾配マグニチュード・マップ生成デバイス１２１３を備えることができる。
【００８３】
アイリス・コントラスト・マップ生成デバイス１２２０は、入力勾配ベクトル・マップ生成デバイス１２１０によって生成された入力勾配ベクトル・マップに基づいてアイリス・コントラスト・マップを生成するように構成できる。アイリス・コントラスト・マップ生成デバイス１２２０は、アイリス・コントラスト・フィルタリング・デバイス１２２１、および／またはメジアン・アイリス・コントラスト・フィルタリング・デバイス１２２３を備えることができる。アイリス・コントラスト・フィルタリング・デバイス１２２１は、式（３）および（４）に基づいて画素のアイリス・コントラスト応答値を決定するように構成でき、メジアン・アイリス・コントラスト・フィルタリング・デバイス１２２３は、式（９）および（１０）に基づいて画素のメジアン・アイリス・コントラスト応答値を決定するように構成できる。アイリス・コントラスト・マップ生成デバイス１２２０は、図８および９に示され、ならびに／または式（１１）による過程の結果に従って入力勾配ベクトル・マップの大きさを調整するように構成された、勾配マグニチュード調整デバイス１２２５をさらに備えることができる。
【００８４】
アイリス・フィルタ応答マップ生成デバイス１２３０は、アイリス・コントラスト・マップ生成デバイス１２２０によって生成された入力コントラスト・マップに基づいてアイリス・フィルタ応答マップを生成するように構成できる。アイリス・フィルタ応答マップ生成デバイス１２３０は、アイリス・リング・フィルタリング・デバイス１２３１、および／またはハーフリング・アイリス・フィルタリング・デバイス１２３３を備えることができる。アイリス・リング・フィルタリング・デバイス１２３１は、式（５）および（６）に基づいて画素のアイリス・リング・フィルタ応答値を決定するように構成でき、ハーフリング・アイリス・フィルタリング・デバイス１２３３は式（７）および（８）に基づいて画素のハーフリング・アイリス・リング・フィルタ応答値を決定するように構成できる。アイリス・フィルタ応答マップ生成デバイス１２３５は、アイリス・フィルタ応答マップを生成するために、アイリス・リング・フィルタリング・デバイス１２３１および／またはハーフリング・アイリス・フィルタリング・デバイス１２３３に対する入力として使用できるアイリス・コントラスト勾配角度マップを生成するように構成されたアイリス・コントラスト勾配角度マップ生成デバイスをさらに備えることができる。
【００８５】
最小アイリス・コントラスト閾値設定デバイス１２４０は、図１１のステップ１１０１の結果に従ってアイリス・コントラスト・マップ生成デバイス１２２０によって生成される入力コントラスト・マップに基づいて最小アイリス・コントラスト閾値を設定するように構成できる。
【００８６】
異常塊候補出力デバイス１２５０は、ステップ２０７に従って異常塊候補として第１および第２の出力条件を満たす画素の位置を出力するように構成できる（図２および１１を参照されたい）。異常塊候補出力デバイス１２５０は、ステップ１００１、１００３、および１００５のうちの１つまたは複数の結果に従って候補の位置を除去するように構成された除去デバイス１２５１を備えることができる（図１０を参照されたい）。
【００８７】
異常塊候補を識別する方法は、実行された場合にコンピュータ・デバイスが異常塊候補を識別できるように、計算可能−読取り可能媒体（ｃｏｍｐｕｔａｂｌｅ−ｒｅａｄａｂｌｅ  ｍｅｄｉｕｍ）でのプログラムとして記録できる。
【００８８】
本発明をその例示の実施形態を参照して説明してきたが、当業者は、本発明の真の趣旨および範囲から逸脱することなく本発明の説明された実施形態に様々な変形を行うことができる。本明細書に使用される用語および説明は、例示として明記されるに過ぎず、限定するものではない。特に、本発明の方法は例として説明してきたが、方法のステップを例示されたものとは異なる順序で、または同時に行うことができる。当業者は、これらの、およびその他の変形形態が、以下の特許請求の範囲に定義された本発明の趣旨および範囲、ならびにその等価物の中で可能であることを理解するであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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