ブロック化されたイメージの空間参照の設定

ブロック化されたイメージの空間参照

ブロック化されたイメージは、解像度レベルの異なる一連のイメージとしてシーンのイメージ データが格納された多重解像度イメージを扱います。ブロック化されたイメージでは、各レベルの空間範囲は同じであると仮定します。つまり、すべてのレベルが実世界の同じ物理的領域をカバーすると仮定します。大きな多重解像度イメージを使用するときの最初の手順は、この仮定を検証することです。

ブロック化されたイメージ データのダウンロード

この例では Camelyon16 データセットの 1 つのイメージを使用します。このデータセットには、リンパ節のスライド ガラス標本全体のイメージ (WSI) が 400 個含まれています。これらのイメージは、多重解像度 TIF ファイルとして格納されていますが、サイズが大きいためメモリに読み込むことができません。

イメージを格納するディレクトリを作成します。

imageDir = fullfile(tempdir,'Camelyon17');

この例で使用するイメージ tumor_091.tif をダウンロードするには、データ セットの GigaDB ページに移動します。GigaDB ページで、テーブルまで下にスクロールし、[Files] タブを開きます。テーブル内を移動して、tumor_091.tif のエントリを見つけ、ファイル名をクリックしてイメージをダウンロードします。

イメージをダウンロードした後、そのファイルを変数 imageDir で指定したディレクトリに移動します。

既定の空間参照の調査

既定の空間参照情報を使用して blockedImage オブジェクトを作成します。既定では、ブロック化されたイメージは、最も細かいレイヤーと同じワールド範囲をもつように各レベルの空間参照を設定します。最も細かいレイヤーは、解像度が最も高く、ピクセル数が最も多いレイヤーです。

fileName = fullfile(imageDir,'tumor_091.tif');
bim = blockedImage(fileName);

最も細かいレベルの空間参照情報を表示します。イメージ サイズ (Size プロパティで指定) は、ワールド座標の範囲と一致します。既定のイメージ座標系では、最初のピクセルの中心が (1,1) に配置されることに注目してください。ピクセル範囲は各次元で 1 単位の幅があるため、最初のピクセルの左端は (0.5,0.5) から始まります。

finestLevel = 1;
finestStart = bim.WorldStart(finestLevel,:)
finestEnd = bim.WorldEnd(finestLevel,:)

finestStart =

    0.5000    0.5000    0.5000


finestEnd =

   1.0e+04 *

    5.3761    6.1441    0.0003

最も粗いレベルの空間参照情報を表示します。ワールド範囲は最も細かいレベルと同じですが、粗いイメージ サイズはわずか 512 x 512 ピクセルです。実際、この粗いレベルの各ピクセルは、最も細かい解像度のピクセルの 105 行 120 列のブロックに対応します。

coarsestLevel = bim.NumLevels;
coarsestStart = bim.WorldStart(coarsestLevel,:)
coarsestEnd = bim.WorldEnd(coarsestLevel,:)

coarsestStart =

    0.5000    0.5000    0.5000


coarsestEnd =

   1.0e+04 *

    5.3761    6.1441    0.0003

縦横比の確認

各レベルのイメージ サイズと縦横比を表示します。縦横比には一貫性がありません。これは、レベル間で、広がるワールド領域が異なることを示します。そのため、このイメージの場合、既定の仮定は正しくありません。

t = table((1:8)',bim.Size(:,1),bim.Size(:,2), ...
    bim.Size(:,1)./bim.Size(:,2), ...
    'VariableNames',["Level" "Height" "Width" "Aspect Ratio"]);
disp(t)

    Level    Height    Width    Aspect Ratio
    _____    ______    _____    ____________

      1      53760     61440        0.875   
      2      27136     30720      0.88333   
      3      13824     15360          0.9   
      4       7168      7680      0.93333   
      5       3584      4096        0.875   
      6       2048      2048            1   
      7       1024      1024            1   
      8        512       512            1   

レイヤーの表示による空間範囲の比較

関数 bigimageshow を使用してブロック化されたイメージを表示します。最も粗い解像度レベルで表示します。

figure
subplot(1,2,1);
hl = bigimageshow(bim,'ResolutionLevel',coarsestLevel);
title('Coarsest Resolution Level (8)')
%

同じ Figure ウィンドウに、既定の解像度レベルでイメージ データを表示します。既定では、bigimageshow は、画面解像度と表示される領域のサイズに基づいて、表示するレベルを選択します。

subplot(1,2,2);
hr = bigimageshow(bim);
title('Default Resolution Level')
%

両方の表示の範囲が同じであることを確認します。

linkaxes([hl.Parent,hr.Parent]);

既定の空間参照の確認

特徴を拡大します。

xlim([45000 50000]);
ylim([12000 17000]);

Figure ウィンドウの右側のイメージの解像度レベルを変更します。レベル 6 では、特徴が最も粗いレベルと一致しているように見えます。

hr.ResolutionLevel = 6;
title('Level 6');
snapnow
%

レベル 1 では、特徴は一致しません。そのため、レベル 1 とレベル 8 でワールド範囲が異なります。

hr.ResolutionLevel = 1;
title('Level 1');
snapnow
%

ブロック化されたイメージのメタデータの空間範囲の取得

通常、データの元のソースには、そのメタデータにエンコードされている空間参照情報が含まれています。Camelyon16 データセットの場合、空間参照情報は、最も細かい解像度レベルの ImageDescription メタデータ フィールドに XML コンテンツとして格納されます。XML コンテンツには、ピクセル範囲を指定する各解像度レベルの DICOM_PIXEL_SPACING 属性が含まれています。

blockedImage オブジェクトの最も細かい解像度レベルで ImageDescription メタデータ フィールドを取得します。

binfo = imfinfo(bim.Source);
binfo = binfo(1).ImageDescription;

コンテンツで文字列 "DICOM_PIXEL_SPACING" を検索します。9 つの一致が見つかります。属性の 2 番目のインスタンスは、最も細かいレベルのピクセル間隔に対応します。属性の最後のインスタンスは、最も粗いレベルのピクセル間隔に対応します。

indx = strfind(binfo,"DICOM_PIXEL_SPACING");

最も細かいレベルのピクセル間隔を格納します。XML テキストからピクセル間隔の値を抽出するには、"DICOM_PIXEL_SPACING" 属性の 2 番目のインスタンスに続くテキストを目視で確認します。

disp(binfo(indx(2):indx(2)+100))
pixelSpacing_L1 = 0.000227273;

DICOM_PIXEL_SPACING" Group="0x0028" Element="0x0030" PMSVR="IDoubleArray">"0.000227273" &qu

同様に、最も粗いレベルのピクセル間隔を格納します。XML テキストからピクセル間隔の値を抽出するには、"DICOM_PIXEL_SPACING" 属性の最後のインスタンスに続くテキストを目視で確認します。

disp(binfo(indx(end):indx(end)+100))
pixelSpacing_L8 = 0.0290909;

DICOM_PIXEL_SPACING" Group="0x0028" Element="0x0030" PMSVR="IDoubleArray">"0.0290909" &quot

空間範囲の設定

レベル 8 とレベル 1 の間の相対的なピクセル幅を計算します。

pixelDims = pixelSpacing_L8/pixelSpacing_L1;

最も細かいレベルには基準空間範囲が含まれます。レベル 1 の範囲に対するレベル 8 の対応範囲を計算します。

worldExtents = bim.Size(8,1:2).*pixelDims;

レベル 8 の空間参照を更新します。

bim.WorldEnd(8,1:2) =  worldExtents(2);

カスタム空間参照での配置の確認

データを再表示して、主要な特徴の配置を確認します。左側にレベル 8 を表示し、右側にレベル 1 を表示します。

hl.CData = bim;
hl.ResolutionLevel = 8;
snapnow
hr.CData = bim;
hr.ResolutionLevel = 1;
snapnow