テクスチャ解析 · Radiomics · IBSI準拠

GLDZM
距離ゾーン特徴量

Gray Level Distance Zone Matrix から算出される IBSI 16特徴量を、ゾーンとROI境界からの距離マップでリアルタイムに体験できます。

GLDZM(グレーレベル距離ゾーン行列)とは?

GLDZMは、GLSZM と同じ連結ゾーン(同一輝度・8連結)を、そのROI(Region of Interest、関心領域)境界からの距離で分類した行列です。要素 \(d_{ij}\) は「輝度 \(i\)・距離 \(j\) のゾーン数」。距離は4連結の反復エロージョンで定義され、境界のボクセルが距離1です。IBSI GLDZM グループは16特徴量

GLSZMが「ゾーンの大きさ」を見るのに対し、GLDZMは「ゾーンがROIの中心寄りか辺縁寄りか」を捉えます。腫瘍内の位置と輝度の関係を表現します。

本ページは IBSI「2D」(スライス毎に算出して平均)、離散化 FBN(既定 \(N_g=32\))。右のゾーン距離マップは、各連結ゾーンに割り当てられる距離 \(j\)(ゾーン内ボクセルの境界距離の最小値)で塗り分けたものです。パターンを変えるとゾーンが変わるため、マップも変化します。

画像パターンを変えて16特徴量を観察

※ 64×64px・FBN \(N_g=32\)・ゾーン8連結・距離4連結

GLDZM行列 \(d_{ij}\) の作り方

GLDZM は、画像を「同じ輝度でつながった領域=ゾーン」(8連結)に分け、各ゾーンに 輝度 \(i\)距離 \(j\) の2つの値を与えて数え上げた行列です。

  1. 同じ輝度でつながったゾーンを見つける(GLSZM と同じ)。
  2. 各ボクセルの ROI境界からの距離 を求める(境界に接する=1、内側ほど大きい)。
  3. 各ゾーンの 距離 \(j\) = そのゾーンに属するボクセルの距離の最小値(最も外側に近い部分)。
  4. 「輝度 \(i\)・距離 \(j\)」の組み合わせごとにゾーン数を数える → 行列 \(d_{ij}\)。

下は 5×5・3階調の簡単な例。中央の単独ゾーン(輝度3)は境界から遠い(距離3)、周囲の2つのゾーンは境界に接する(距離1)。

22111
22111
11311
11111
11111
① 合成画像(輝度 \(i\))
3ゾーン: 輝度1・2・3
11111
12221
12321
12221
11111
② 境界からの距離(距離 \(j\))
(中心ほど大きい)
j=1j=2j=3
i=1100
i=2100
i=3001
③ 行列 \(d_{ij}\)
輝度3のゾーンは距離3に1個
輝度1輝度2輝度3 着目ゾーン/セル

16特徴量の意味

以下の16特徴量は、すべて上で作った距離ゾーン行列 \(d_{ij}\) から計算します(画像から直接ではなく、行列を1つの数値に要約したものです)。各特徴がどんな画像で大きく/小さくなるかを併記します。数式はクリックすると LaTeX をコピーできます。

画像パターン × 全16特徴量 比較表

各プリセット画像で全16特徴量をライブ算出し(2D, \(N_g=32\))、各行=特徴量ごとにパターン間で相対比較し、バーの長さと色で大小を表示しています(各行の最大・最小を明示)(数値はマウスオーバーで表示)。