関心領域

関心領域（ROIと略されることが多い）は、特定の目的のために識別されたデータセット内のサンプルです。 ^[1] ROIの概念は、多くのアプリケーション分野で一般的に使用されています。近傍として、または近傍内に存在します。たとえば、医療用画像処理では、腫瘍の大きさを測定する目的で、腫瘍の境界を画像上またはボリューム内に定義する場合があります。心機能を評価する目的で、心内膜の境界を、おそらく心周期のさまざまな段階、たとえば収縮末期と拡張末期に画像上に定義する場合があります。地理情報システム（GIS）では、ROIは文字通り2Dマップからの多角形選択として解釈できます。コンピュータービジョンと光学式文字認識では、ROIは検討中のオブジェクトの境界を定義します。多くのアプリケーションでは、ROIに記号（テキスト）ラベルが追加され、その内容を簡潔に説明します。ROI内には、個別の関心ポイント（POI）が存在する場合があります。

• 1Dデータセット: 波形上の時間または周波数間隔
• 2Dデータセット: 画像上のオブジェクトの境界
• 3Dデータセット:ボリューム内のオブジェクトの輪郭または表面(関心領域( VOI )とも呼ばれる)
• 4Dデータセット: 時間ボリューム内の特定の時間間隔におけるオブジェクトのアウトライン

ROI は注釈の一種で、多くの場合、カテゴリ情報または定量情報 (ボリュームや平均強度などの測定値など) に関連付けられ、テキストまたは構造化された形式で表現されます。

ROI をエンコードする方法は、基本的に 3 つあります。

• サンプルデータセットの不可欠な部分として、通常発生する値の通常範囲外であるかどうかにかかわらず、個々のデータセルにタグを付ける一意の値またはマスキング値を持つ
• ベクターまたはビットマップ（ラスタライズ）描画要素などの独立した純粋にグラフィックな情報として、データ自体の形式でプレーン（非構造化）テキストが付随する場合もあります。
• 空間座標や時間座標のセットを持つ、別個の構造化された意味情報（コード化された値の種類など）として

DICOMなどの医療画像標準は、さまざまなユースケースをサポートするための一般的なメカニズムとアプリケーション固有のメカニズムを提供します。

DICOM 画像（2 次元以上）の場合:

• 通常のピクセル値の範囲内（例えば、最大白値）でグラフィックやテキストが焼き付くことがあります（非推奨）
• ビットマップ（ラスタライズ）オーバーレイグラフィックとテキストは、ピクセルデータの未使用の上位ビットまたは別の属性（非推奨）に存在する場合があります。
• ベクターグラフィックは、曲線として別の画像属性にエンコードされる可能性があります（非推奨）
• 非構造化ベクターグラフィックとテキスト、およびビットマップ（ラスタライズ）オーバーレイグラフィックは、適用されるイメージオブジェクトを参照するプレゼンテーション状態として別のオブジェクトにエンコードされる場合があります。
• 構造化データは、コード化された概念またはテキスト概念の名前と値のペアのツリーの形式で構造化レポートとして別のオブジェクトにエンコードされる可能性があり、派生した定量的情報に関連付けられている可能性があり、空間座標や時間座標を参照でき、その座標は、適用される画像オブジェクトを参照できます。
• 参照位置は、特定の画像を参照したピクセル座標、または名前付き患者相対3D直交座標空間の座標として、関連するコード化された目的を持つ空間座標の形式で基準としてエンコードされることがあります。
• ピクセル（連続していない場合もある）は、セグメンテーション オブジェクトにバイナリ値またはラスターの確率値としてエンコードされたセグメントに分類されることがあります（セグメンテーションの元となった画像と同じ空間サンプリングまたは範囲である必要はありません）。これらは通常、構造化されたコンテンツ（構造化レポート）を含む他のオブジェクトによって参照されます。

DICOM放射線治療の場合:

• オブジェクトの輪郭は、特定の画像を参照したピクセル座標として、または名前付き患者相対 3D 直交座標空間内の座標として構造セットとして定義できます (これらは非 RT アプリケーションでも使用されます)。

DICOM 時間ベース波形の場合:

• 波形に焼き付き値が発生する場合があります (非推奨)
• 注釈は別の属性でエンコードすることができ、サンプル番号または指定された時間のいずれかで複数の時点または時点の範囲を選択できます。
• 構造化データは、コード化された概念またはテキスト概念の名前と値のペアのツリーの形式で構造化レポートとして別のオブジェクトにエンコードされる可能性があり、派生した定量的情報に関連付けられている可能性があり、適用される波形オブジェクトを参照する時間座標を参照できます。

HL7 臨床文書アーキテクチャには、画像関連の空間座標を観察として参照するための DICOM に類似した (互換性を持つように意図された) メカニズムのサブセットもあります。これにより、円、楕円、ポリライン、または点を、外部のマルチメディア画像オブジェクトを参照する整数ピクセル相対座標として定義できます。このオブジェクトは、医療用画像形式ではなくコンシューマ用画像形式 ( GIF、PNG、JPEGなど) である場合があります。

光学式文字認識(OCR) および文書レイアウト分析では、関心領域 (ROI) は、ページ、テキスト、またはグラフィック ブロックから、個々の線画イメージ、単語、および文字イメージ ボックスまでを階層的に囲みます。アーカイブおよびライブラリのデファクト スタンダードは、タプレット {image_file, xml_file} であり、通常は *.tif ファイルとそれに付随する *.xml ファイルの形式です。

非医療標準に関しては、広く利用可能で特定の ROI セマンティクスを持たない純粋にグラフィックなマークアップ言語 ( PostScriptやPDFなど)、ベクター グラフィック ( SVGなど)、3D ( VRMLなど) 描画ファイル形式に加えて、 JPEG 2000などの一部の標準では、関心領域と呼ばれる異なる忠実度でラベル付けおよび/または圧縮するメカニズムを具体的に提供しています。