
拓海先生、お疲れ様です。部下からWhole Slide Imageとかいう話が出てきて、要は顕微鏡画像のことだと聞きましたが、なんだか扱いにくそうでして。投資対効果が見えないのが不安なんです。

素晴らしい着眼点ですね!大丈夫、一緒に整理していきましょう。ざっくり結論を3点にまとめると、1) 巨大画像を要約して計算量を下げられる、2) 順序(パッチの並び)に依らない特徴表現を作れる、3) 臨床での注目領域を示す助けになる、ということですよ。

要するに大量の顕微鏡写真を小さくまとめて、順番なんか気にせず分類できるようにする技術と。ですが、その要約が本当に診断のための重要な特徴を保つのか、そこが肝心ですよね?

良い質問です。ここでの肝は「パッチ」単位の特徴を学習器でベクトル化して、そのベクトルをクラスタ化(cluster)することで代表ベクトルを作る点です。これにより、元画像のサイズに関わらず、スライドを一本のベクトル列に圧縮できるんですよ。

そのクラスタ化というのは、具体的にはどういう操作ですか?我が社で置き換えて考えると時間がかかりそうですが。

社内での例えですと、膨大な製品検査画像を代表的な不良パターンに分類してサンプルを縮約する作業です。機械学習ではこれをK-meansのようなクラスタリングで実行し、各クラスタの中心(平均的な特徴)を代表ベクトルとして扱います。結果、処理すべきデータ量は大幅に減りますよ。

なるほど。ただ、順番を無視していいと言われても、現場では位置情報が重要な場合もあるはずです。その辺りはどう考えるべきですか?

良い観点ですね。ここで使う『Permutation-Invariant(順序不変)』という考え方は、ある目的(例えば病変の有無)において局所的な配列が重要でない場合に有効です。位置が重要なケースは別途マルチスケールや位置情報を保持する仕組みを追加すべきで、その選択は要件次第であると説明できます。

これって要するに、要点を落とさずにデータ量を削って計算を楽にするかわりに、場合によっては位置などの情報を補う必要がある、ということ?

その通りです!要点を3つにまとめると、1) 大きな画像を効率よく要約できる、2) 順序不変の表現は多くの分類タスクで有用である、3) 必要に応じて位置情報や複数のスケールを補うことで柔軟に実運用に合わせられる、ということですよ。

分かりました。最後に自分の言葉でまとめますと、この研究は顕微鏡画像を多数の小片に分け、特徴ベクトルに変換してからクラスタで代表を取り、順序に左右されない分類器で診断に必要な情報を効率的に抽出する、という理解で合っていますでしょうか。導入の際は位置情報の重要性を吟味する必要があると。


