醫(yī)用圖像處理裝置以及醫(yī)用圖像處理方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種醫(yī)用圖像處理裝置，能夠在繪制處理中，減少年輪偽影并提高色調(diào)的準(zhǔn)確性。本實施方式所涉及的醫(yī)用圖像處理裝置(50)具備：邊界確定部，根據(jù)與沿著規(guī)定的方向的多個采樣點(diǎn)的每一個對應(yīng)的體素值，確定上述采樣點(diǎn)中的相鄰的兩個采樣點(diǎn)之間的不透明區(qū)域的邊界；不透明度決定部，根據(jù)不透明度相對于包含上述邊界的上述兩個采樣點(diǎn)之間的多個體素值的關(guān)系，決定上述邊界中的不透明度；繪制處理部，使用與在上述不透明區(qū)域中不包含的上述采樣點(diǎn)的每一個對應(yīng)的上述體素值、上述邊界處的不透明度、以及不透明度相對于沿著上述規(guī)定的方向的上述體素值的第1對應(yīng)表，對體數(shù)據(jù)執(zhí)行繪制處理。
【專利說明】醫(yī)用圖像處理裝置以及醫(yī)用圖像處理方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實施方式涉及一種例如與繪制體數(shù)據(jù)相關(guān)的醫(yī)用圖像處理裝置以及醫(yī)用圖像處理方法。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，能夠使用各種攝影方式中的任意的一個方式，例如，使用(71(001111)111:6(1101110^1-81)117 (^0811:1-011 ￡1111881011 001111)111:6(1 101110^1-81)117
射計算機(jī)斷層掃描)、觀I (此即一“。1^6801181106加叫丨叩:磁共振成像)、超聲波以及X射線制作三維醫(yī)用攝影數(shù)據(jù)(以下，稱為體數(shù)據(jù))的體醫(yī)用攝影技術(shù)以攝影或者診斷為目的而被廣泛地使用。
[0003]體數(shù)據(jù)也可以具備多個體素的三維排列。多個體素分別表示三維空間內(nèi)的特定的位置。多個體素的每一個具有1個或者多個數(shù)據(jù)值。例如，在'數(shù)據(jù)的情況下，多個體素的每一個可以具備表示在由體素表示的位置提供的施加X射線輻射的衰減的強(qiáng)度值，例如，可以具備表示存在于該位置的患者的解剖學(xué)構(gòu)造的部分的衰減的強(qiáng)度值。
[0004]已知有多種多樣的繪制技術(shù)，這些繪制技術(shù)用于處理體數(shù)據(jù)，以顯示患者或者其他的物體的所希望的表現(xiàn)。例如，繪制體數(shù)據(jù)，以顯示體數(shù)據(jù)的二維投影。二維投影可以包含所希望的紋理或者陰影效應(yīng)，也可以對觀察者提供表面是三維的印象。
[0005]一般使用的體繪制技術(shù)使用轉(zhuǎn)換函數(shù)，對不透明度值以及顏色值(通常，由紅色、綠色以及藍(lán)色的顏色值表示)分別映射一系列的所采樣到的體素值。在光線投射以及類似的技術(shù)中，對20投影的各像素通過二維虛擬圖像面上的對應(yīng)的點(diǎn)，且通過由體數(shù)據(jù)表示的體積，從觀察者的視點(diǎn)投射虛擬光線。
[0006]為了實時地準(zhǔn)確地進(jìn)行評估，有時完整的體繪制積分很復(fù)雜。因此，已知如圖1概略地所示那樣，返回簡單的數(shù)值的方法，在該簡單的數(shù)值方法中，沿著通過體而投射的光線以離散的步長對(3 (8)(采樣的顏色)進(jìn)行采樣。對于沿著通過體的光線路徑的一系列的(通常，均等地空出間隔)采樣點(diǎn)，為了對采樣提取點(diǎn)分配不透明度值以及顏色值能夠使用轉(zhuǎn)換函數(shù)。接著，進(jìn)行沿著光線路徑依次組合采樣提取點(diǎn)的顏色值以及不透明度值，制作相對于該像素的單一的顏色值的過程。
[0007]例如，當(dāng)根據(jù)對第1采樣提取點(diǎn)測量出的強(qiáng)度值通過轉(zhuǎn)換函數(shù)決定的不透明度高時，事實上，虛擬光線不會越過不透明度高的第1采樣提取點(diǎn)而貫穿體，因此，對應(yīng)的像素的顏色應(yīng)該完全地、或者大致完全地根據(jù)第1采樣提取點(diǎn)的顏色值來決定。當(dāng)一系列的采樣提取點(diǎn)的第1點(diǎn)的不透明度值比較低時，直到所蓄積的不透明度達(dá)到足夠高的值，與其對應(yīng)的像素的顏色應(yīng)該由一系列的采樣提取點(diǎn)的顏色值的組合來決定。
[0008]圖1所示的簡單的采樣的方法容易受到轉(zhuǎn)換函數(shù)以及所采樣的數(shù)據(jù)中的變動性的影響。代替的已知的方法使用說明了幾個轉(zhuǎn)換函數(shù)和繪制器所接收的數(shù)據(jù)采樣中的變動性的預(yù)積分取'￡11:1011)方法。如圖2八以及28所概略地所示的那樣，預(yù)積分伴隨有使用保存在20查找表(前部采樣(切片〉、后部采樣(切片))中的計算的結(jié)果以及對于采樣間隔預(yù)先計算出的顏色。使用轉(zhuǎn)換函數(shù)預(yù)先計算與考慮強(qiáng)度值以及采樣間隔的對分別對應(yīng)的不透明度值以及顏色值，并保存在20查找表中。
[0009]分別對于沿著圖2八以及28中示出為前部切片(對)以及后部切片(?)的光線路徑的采樣的連續(xù)的對，繪制器從20查找表中檢索與所采樣的強(qiáng)度值的對以及采樣間隔對應(yīng)的預(yù)先計算出的顏色值以及不透明度值。
[0010]圖2八是具有紅色10、綠色12、藍(lán)色14以及不透明度16的通道的轉(zhuǎn)換函數(shù)的表現(xiàn)。特定的采樣提取點(diǎn)對以及％的強(qiáng)度在圖2八中由虛線示出。分別對于3？以及％獨(dú)立地計算顏色以及不透明度，接著，作為結(jié)果并不包含在積分過程中，在預(yù)積分方法中，從20查找表中直接讀出相對于采樣提取點(diǎn)對以及％的值的對的不透明度值以及顏色值。20查找表作為20強(qiáng)度繪制而被圖示地表現(xiàn)在圖28中。事實上，方法對于所采樣的強(qiáng)度值的各對，推定強(qiáng)度在采樣提取點(diǎn)之間的間隔內(nèi)線性地(或者，以其他的任何所指定的形式)變動。因此，認(rèn)為對于所采樣的強(qiáng)度值的特定的對保存于20查找表中的值，對于2個所采樣的強(qiáng)度值之間的強(qiáng)度范圍，表示轉(zhuǎn)換函數(shù)的平均化后的不透明度值以及顏色值。
[0011]通過使用20預(yù)積分，能夠使通過圖1的采樣方法提供的推定值(也在圖3八中示出)變化為圖38中概略地示出的那樣的更平滑的推定值。然而，存在噪音的數(shù)據(jù)依然可能是不準(zhǔn)確性的原因。事實上，在此，各塊被置換為(2個采樣間的)轉(zhuǎn)換函數(shù)的預(yù)先計算出的積分。該計算與體數(shù)據(jù)、視角以及其他的所有的繪制參數(shù)無關(guān)，只將采樣率以及轉(zhuǎn)換函數(shù)作為前提。事實上，20預(yù)積分方法不提供對于各像素的每個切片(811⑶)的繪制過程，而提供每個層61處)的繪制過程。因此，能夠提供使轉(zhuǎn)換函數(shù)以及被采樣提取出的數(shù)據(jù)中的變動性抵消的平滑化。
[0012]例如，如參照圖1記載的那樣，簡單的數(shù)值的采樣方法由于與簡單的數(shù)值的方法相關(guān)的離散化而可能導(dǎo)致在特定范圍內(nèi)由于沒有被采樣的薄的皮膚層而造成的圖4八所示的那樣的年輪狀偽影等偽影。另一方面，如圖48所示，20預(yù)積分方法能夠準(zhǔn)確地捕捉皮膚的細(xì)節(jié)。
[0013]20預(yù)積分方法的一個限界在于精密的20預(yù)積分可能過于消耗存儲器。例如，對于16位的無符號整數(shù)的范圍，在浮點(diǎn)1--八表現(xiàn)中需要128位父6 5 5 362 = 64 68字節(jié)。即使在組合前，與存儲器相關(guān)的該要素和與任何的段化建立關(guān)聯(lián)的處理上的要素(有時每個目標(biāo)需要1個轉(zhuǎn)換函數(shù))通常意味著無法容忍的負(fù)擔(dān)。
[0014]20預(yù)積分方法的計算時間也變長。積分的性質(zhì)伴隨著冪函數(shù)“0等大量的計算速度慢的步驟。每當(dāng)采樣率變化時，該計算必須重新進(jìn)行，通常，該操作被委托給應(yīng)用程序開發(fā)者管理。
[0015]由于用于醫(yī)療從事者使用的醫(yī)用攝影應(yīng)用程序等的大量的實用目的，速度以及存儲器的要素是重要的因素。醫(yī)師、放射線科醫(yī)師、護(hù)士以及X光操作技師等醫(yī)療從事者不希望在制作出繪制圖像之前需要長時間的等待，實際上，有時期待利用在臺式終端中能夠利用的處理資源，大致瞬間地制作該繪制。另外，醫(yī)療從事者一般希望進(jìn)行與轉(zhuǎn)換函數(shù)的變更相關(guān)聯(lián)的繪制參數(shù)的變更，或者希望一邊觀察圖像一邊導(dǎo)出繪制參數(shù)。另外，通常，直到在該變更后制作新的繪制為止，醫(yī)療從事者不希望浪費(fèi)任何的有意義的時間。
[0016]提出了以一邊減輕存儲器以及處理的負(fù)擔(dān)，一邊與20預(yù)積分方法的功能性近似的方式，根據(jù)10查找表，采用10預(yù)積分方法的方法。該10方法的一個例子記載在11.1(76 ^ ^ ^ 1111:61~801:1^6 018881^081:1011 ？01~ 1^6—1111:6^1^1:6(1 7()1111116 尺611(161111? 0？?。?^11~？1~60181011 乂011111161(3(1618,70(2008),125 ^132)中。
[0017]在11.1(76等的10預(yù)積分方法中，設(shè)10查找表與和測量到的圖像數(shù)據(jù)相關(guān)的可能的每一個值(例如，能夠測量到的每一個強(qiáng)度值)對應(yīng)，具有預(yù)先計算出的顏色以及不透明度的值。根據(jù)情況，10查找表有時具有低于測量出的圖像數(shù)據(jù)的分辨率(例如，有時只保存對于整數(shù)強(qiáng)度值的輸入)，但如果希望，也可以對所保存的值進(jìn)行插補(bǔ)。事實上，10查找表也可以與20預(yù)積分方法同樣地，考慮保存使用轉(zhuǎn)換函數(shù)對所采樣到的強(qiáng)度值的對預(yù)先計算出的顏色值以及不透明度值，此時，對的強(qiáng)度值之一通常被設(shè)定為零或者其他的任意的共用值。
[0018]根據(jù)情況，10查找表由一個10查找表保存0與一系列的圖像數(shù)據(jù)值(例如，強(qiáng)度值)之間的一系列的累積積分，另一個10查找表包含無限大(或者極大值)與一系列的圖像數(shù)據(jù)值(例如，強(qiáng)度值)之間的反累積積分這樣的2個相關(guān)聯(lián)的10查找表構(gòu)成，例如，由2個交替配置的10查找表構(gòu)成。
[0019]在上述的2個段落中記載的10預(yù)積分方法能夠收斂于僅僅需要保存所使用的分類符程度的大小的10查找表那樣的存儲器制限內(nèi)。涉及的計算不是指數(shù)函數(shù)而是加法，計算更快速，因此，計算時間一般比20預(yù)積分方法的情況更短。通過10預(yù)積分方法提供的畫質(zhì)也比通過圖1的簡單的采樣的方法提供的畫質(zhì)更好。
[0020]但是，!1.1(70等已知的10預(yù)積分方法(10方法)一般在不透明度高時使用不準(zhǔn)確的被采樣的顏色的不透明度的近似。圖5八以及58的曲線圖是不透明度的等高線繪制，該不透明度的等高線繪制被推定為本來的不透明度“軸)、相對于以準(zhǔn)確的步長尺寸加權(quán)了的不透明度(圖5八)和在10方法中使用的近似(圖58)的光線的步長尺寸(7軸)的函數(shù)?？芍诮咏?.0(接近完全不透明)的不透明度值的情況下，繪制進(jìn)一步不同，即，在10方法中使用的近似進(jìn)一步惡化，與實情相比較導(dǎo)致過高的透明度(過低的不透明度)。
[0021]例如能夠在11.1(76 等的“匕!:6:^。!::!^6 018881^081:1011 ^01-
^01111116 1^611(161-111^ 0？181011 ^01111116 0已七8，，10(1618, 70 (2008),
125 ?132) ^ (61-81)111081 10(1618, 70 (2008), 125 ?132)的圖 6 中看到對于高不透明度值的不完全的不透明度近似的影響。因此，轉(zhuǎn)換函數(shù)被設(shè)定為繪制被檢體的皮膚。10方法比本來應(yīng)該的狀態(tài)更透明地繪制皮膚。其結(jié)果，10方法繪制骨等的內(nèi)部構(gòu)造，此時，成為不希望的不同的觀點(diǎn)。在10方法中對于某一區(qū)域計算出的不透明度例如有時表示該區(qū)域內(nèi)的不透明度的平均。因此，包含不透明間隔以及非不透明(透明)間隔的區(qū)域被判定為非不透明的區(qū)域。
[0022]同樣地，針對10方法中的高的不透明度值的不完全的不透明度的近似，在更敏銳地、不透明度被更準(zhǔn)確地近似時，有時導(dǎo)致繪制與本來應(yīng)該的狀態(tài)不同的顏色的結(jié)果。該影響能夠參照本發(fā)明的圖6來理解。在圖6中，作為不透明度20的繪制而示出轉(zhuǎn)換函數(shù)，另夕卜，作為強(qiáng)度的函數(shù)示出紅色22、綠色24以及藍(lán)色26的顏色值。此時，在采樣點(diǎn)之一(由圖6的箭頭30表示)，當(dāng)來自圖像數(shù)據(jù)的強(qiáng)度值具有比不透明度按照轉(zhuǎn)換函數(shù)而最初到達(dá)1.0的值的位置(圖6的箭頭28所示的)的強(qiáng)度值略高的強(qiáng)度值時，作為結(jié)果而制作的顏色將具有比本來應(yīng)該的狀態(tài)高的綠色的值以及高的藍(lán)色的值。
[0023]如上所述，在10預(yù)積分方法的情況下，與對于特定的被采樣的強(qiáng)度值存儲于10查找表的不透明度、和紅色、綠色以及藍(lán)色相關(guān)的預(yù)先計算出的而值事實上是對于所采樣的值以下的所有的強(qiáng)度值根據(jù)轉(zhuǎn)換函數(shù)而得到的不透明度、以及紅色、綠色和藍(lán)色的值的平均。另外，與存儲于10查找表的不透明度、以及紅色、綠色和藍(lán)色相關(guān)的預(yù)先計算出的值事實上是對于從無限大或者極大值采樣而得到的值以上的所有的強(qiáng)度值，通過轉(zhuǎn)換函數(shù)得到的這些值的平均。在圖6的例子中，對于采樣點(diǎn)的強(qiáng)度30，存儲于10查找表的不透明度、以及紅色、綠色和藍(lán)色的值包含不透明度最初達(dá)到其極大值1.0的點(diǎn)28之后的、來自轉(zhuǎn)換函數(shù)上的點(diǎn)的貢獻(xiàn)。但是，實際上，被檢體在點(diǎn)28中被認(rèn)為完全不透明，因此，光不會越過該點(diǎn)而浸透。因此，在圖6的例子中，由于預(yù)繪制過程事實上對處于不透明的區(qū)域背后的區(qū)域的值進(jìn)行采樣，并繼續(xù)拾取作為其結(jié)果而錯誤了的顏色貢獻(xiàn)的事實，作為結(jié)果所得到的顏色與預(yù)期相比較，綠色以及藍(lán)色變強(qiáng)。
[0024]在代替的方法中，使用在高梯度范圍中以更高速進(jìn)行采樣的適應(yīng)采樣。但是，該方法一般不能捕捉轉(zhuǎn)換函數(shù)中的高頻，另外，由于與并列化/預(yù)測模型以及當(dāng)前的繪制技術(shù)相關(guān)的其他的假定相干擾，所以與預(yù)想相比，可能大大地降低性能。
[0025]大多數(shù)情況下，已知的繪制過程對繪制圖像帶來陰影效應(yīng)以及照明效應(yīng)，將顏色或者灰度設(shè)定為適合各像素的值。陰影效應(yīng)以及照明效應(yīng)通常指定1個或者多個虛擬光源的位置。接著，作為繪制過程的一部分，通過決定相對于繪制圖像的各像素的亮度的光源(1個或者多個)的效應(yīng)來提供。例如，通過像素的亮度等級表示的合適的陰影，關(guān)于各像素，通常通過對沿著通過該像素的體的光線路徑的、每一個采樣點(diǎn)的周邊的表面的朝向進(jìn)行分析來決定。梯度體(例如，4X4X4的體素量)也可以由各采樣點(diǎn)的周邊來定義，已知的梯度決定過程根據(jù)針對梯度體的每一個體素的強(qiáng)度值來進(jìn)行。因此，對于采樣提取點(diǎn)作為結(jié)果得到的梯度值包含在后續(xù)的積分過程中。后續(xù)的積分過程沿著光線路徑依次組合采樣提取點(diǎn)的顏色值、不透明度值以及此時組合梯度值，對于該像素制作單一的顏色以及陰影/亮度值。
[0026]如上所述，對于采樣的已知的10預(yù)積分方法可能導(dǎo)致近似誤差。近似誤差有時會造成不透明度對于高不透明度值的近似的過低評估。事實上，由于該不透明度的近似誤差，虛擬光線可能沿著光線路徑過于行進(jìn)到遠(yuǎn)處。當(dāng)決定在陰影/亮度繪制中使用的局部的梯度時，這可能導(dǎo)致來自位于附近的表面的干擾。即使是小的遍歷誤差61-1-01-8),根據(jù)情況，也會造成災(zāi)難性的陰影誤差。
[0027]關(guān)于由于10方法中的不透明度的過低評估而造成的陰影誤差，作為一個例子，在圖7八?7(:中示出，這些畫面示出與圖1相關(guān)聯(lián)記載的那樣的圖像(圖7八)、使用10查找表方法繪制的圖像(圖78)、以及使用20查找表方法繪制的圖像(圖70的等使用分類方法而繪制的頭蓋骨的圖像。圖78的箭頭是指包含偽影的圖像區(qū)域，該偽影具備由于10查找表方法中的不透明度的過低評估而造成的、不希望的紋理特征。圖像的放大部分在圖8八?80中示出。
[0028]由于不透明度相對于10查找表方法中的高不透明度的過低評估造成的、繪制圖像的誤差還能夠參照圖9八?90來理解。圖9八是表示沿著通過由攝影數(shù)據(jù)、例如攝影數(shù)據(jù)的一系列的體素表示的體而投射的虛擬光線路徑42的采樣點(diǎn)403的概略圖。攝影數(shù)據(jù)具備高強(qiáng)度(以及，此時，根據(jù)轉(zhuǎn)換函數(shù)，為高不透明度)的區(qū)域44，其他的區(qū)域均為低強(qiáng)度(因此，此時，根據(jù)轉(zhuǎn)換函數(shù)，為低不透明度采樣點(diǎn)403的周圍的梯度體463在圖9八中示出。為了決定任意的表面的朝向，梯度體463內(nèi)的體素包含在梯度計算過程中。通過梯度計算過程得到的梯度數(shù)據(jù)與采樣點(diǎn)403建立關(guān)聯(lián)，包含于后續(xù)的積分過程中。積分過程為了對于最終的繪制圖像的像素生成單一的顏色以及陰影/亮度值，沿著光線路徑42依次組合一系列的采樣提取點(diǎn)403?406的顏色值、不透明度值，以及此時的梯度值。
[0029]圖9八?90表不與米樣沿著光線路徑42移動相伴的一系列的另外的米樣點(diǎn)40)3?40(1。對于各個采樣位置，由10查找表得到不透明度以及顏色數(shù)據(jù)。梯度數(shù)據(jù)是通過對相對于該采樣位置的梯度體466?46(1中的體素，處理強(qiáng)度數(shù)據(jù)而得到的。
[0030]在圖％中可知，采樣點(diǎn)40(3到達(dá)高不透明度區(qū)域44。由于區(qū)域44的高不透明度，一系列的采樣點(diǎn)的蓄積不透明度是光線不應(yīng)當(dāng)能夠進(jìn)一步浸透的不透明度(在該例子中，之前的點(diǎn)40^4013的不透明度低，因此，能夠注意到蓄積不透明度與點(diǎn)40。的不透明度相坐、
寸/ 0
[0031]但是，10查找表對于高不透明度區(qū)域過低地評估不透明度，因此，如圖90所示，采樣點(diǎn)向下一位置40(1前進(jìn)。在該采樣點(diǎn)40(1，區(qū)域44的另外的等值面(180-8111^?^)進(jìn)入梯度體46(1。其結(jié)果，對相對于該采樣位置40(1的梯度數(shù)據(jù)的計算產(chǎn)生影響，因此，在與該光線路徑42對應(yīng)的最終的繪制圖像的像素中，引起陰影誤差。
[0032]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0033]非專利文獻(xiàn)
[0034]非專利文獻(xiàn)1:只66界011 1(76，076011^-860^ 811111, ^6011? 611 811111 (2008)
018551^08^1011^01111116 尺611(161*11^ 0？
^01鹽6 08^8 61*8^)111081 10(^615, 70 (2008), 125-132


【發(fā)明內(nèi)容】

[0035]目的在于，提供一種在繪制處理中，能夠減少年輪狀偽影并提高色調(diào)的準(zhǔn)確性的醫(yī)用圖像處理裝置以及醫(yī)用圖像處理方法。
[0036]本實施方式所涉及的醫(yī)用圖像處理裝置具備:邊界確定部，根據(jù)與沿著規(guī)定的方向的多個采樣點(diǎn)的每一個對應(yīng)的體素值，確定上述采樣點(diǎn)中的相鄰的2個采樣點(diǎn)之間的不透明區(qū)域的邊界；不透明度決定部，根據(jù)不透明度對于包含上述邊界的上述2個采樣點(diǎn)之間的多個體素值的關(guān)系，決定上述邊界處的不透明度；繪制處理部，使用與在上述不透明區(qū)域中不包含的上述采樣點(diǎn)的每一個對應(yīng)的上述體素值、上述邊界處的不透明度、以及不透明度相對于沿著上述規(guī)定的方向的上述體素值的第1對應(yīng)表，對體數(shù)據(jù)執(zhí)行繪制處理。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0037]圖1是表示沿著通過體的光線路徑的采樣的概略的圖。
[0038]圖2八是表示轉(zhuǎn)換函數(shù)的圖。
[0039]圖28是表示對不透明度、顏色映射所采樣的強(qiáng)度的對的20查找表的圖。
[0040]圖3八是表示沿著通過體的光線路徑的采樣的另外的概略的圖。
[0041]圖38是表示沿著通過體的光線路徑的采樣的另外的概略的圖。
[0042]圖4八是表示按照數(shù)值的采樣繪制的圖像的圖。
[0043]圖48是表示按照20預(yù)積分方法繪制的圖像的圖。
[0044]圖5八是表示作為實際的不透明度以及光線的步長相對于以準(zhǔn)確的步長加權(quán)了的不透明度的函數(shù)的推定不透明度的等高線繪制的圖。
[0045]圖58是表示作為實際的不透明度以及作為光線的步長相對于在已知的10預(yù)積分方法中使用的近似的函數(shù)的推定不透明度的等高線繪制的圖。
[0046]圖6是表示另外的轉(zhuǎn)換函數(shù)的圖。
[0047]圖7八是表示使用預(yù)分類繪制出的圖像的圖。
[0048]圖78是表示使用10查找表繪制出的圖像的圖。
[0049]圖7(:是表示使用20查找表繪制出的圖像的圖。
[0050]圖8八是表示使用預(yù)分類繪制出的圖像的圖。
[0051]圖88是表示使用10查找表繪制出的圖像的圖。
[0052]圖8(:是表示使用20查找表繪制出的圖像的圖。
[0053]圖9八是概略地表示沿著光線路徑的采樣點(diǎn)和與該采樣點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的梯度區(qū)域的圖。
[0054]圖98是概略地表示沿著光線路徑的接著圖9八的采樣點(diǎn)和與該采樣點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的梯度區(qū)域的圖。
[0055]圖％概略地表示沿著光線路徑的接著圖98的采樣點(diǎn)和與該采樣點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的梯度區(qū)域的圖。
[0056]圖90是概略地表示沿著光線路徑的接著圖％的采樣點(diǎn)和與該采樣點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的梯度區(qū)域的圖。
[0057]圖10是概略地表示本實施方式所涉及的醫(yī)用圖像處理裝置的概略的圖。
[0058]圖11是概略地表示本實施方式所涉及的、確定來自多個高不透明度區(qū)域、或者向多個高不透明度區(qū)域的過渡點(diǎn)的處理的流程圖。
[0059]圖12是表示本實施方式所涉及的、另外的轉(zhuǎn)換函數(shù)的圖。
[0060]圖13是表示本實施方式所涉及的、繪制處理的概要的流程圖。
[0061]圖14是概略地表示本實施方式所涉及的、沿著光線路徑的采樣點(diǎn)和與該采樣點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)換函數(shù)的圖。
[0062]圖15是概略地表示沿著光線路徑的接著圖14的采樣點(diǎn)和與該采樣點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)換函數(shù)的圖。
[0063]圖16八是概略地表示沿著光線路徑的接著圖15的采樣點(diǎn)和與該采樣點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)換函數(shù)的圖。
[0064]圖168是概略地表示沿著光線路徑的接著圖164的采樣點(diǎn)和與該采樣點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)換函數(shù)的圖。
[0065]圖17是表示本實施方式所涉及的、另外的轉(zhuǎn)換函數(shù)的圖。
[0066]圖184是表示使用已知的繪制方法得到的繪制圖像的圖。
[0067]圖188是表示使用與圖13相關(guān)聯(lián)地記載的處理而得到的繪制圖像的圖。
[0068]圖19是表示本實施方式所涉及的、繪制處理的概要的流程圖。
[0069]圖20是表示本實施方式所涉及的、沿著光線路徑的采樣點(diǎn)和與該采樣點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的梯度區(qū)域的概略圖。
[0070]圖21是概略地表示沿著光線路徑的接著圖20的采樣點(diǎn)和與該采樣點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的梯度區(qū)域的圖。
[0071]圖22是概略地表示沿著光線路徑的接著圖21的采樣點(diǎn)和與該采樣點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的梯度區(qū)域的圖。
[0072]圖23是概略地表示沿著光線路徑的接著圖22的采樣點(diǎn)和與該采樣點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的梯度區(qū)域的圖。
[0073]圖24是概略地表示沿著光線路徑的接著圖23的采樣點(diǎn)和與該采樣點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的梯度區(qū)域的圖。
[0074]圖25是概略地表示沿著光線路徑的接著圖24的采樣點(diǎn)和與該采樣點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的梯度區(qū)域的圖。
[0075]圖26八是表示使用已知的繪制方法得到的繪制圖像的圖。
[0076]圖268是表示使用與圖19相關(guān)聯(lián)而記載的過程得到的繪制圖像的圖。
[0077]符號說明
[0078]50…醫(yī)用圖像處理裝置、52…處理裝置、54…顯不設(shè)備、56…01掃描儀、58…輸入設(shè)備、60…存儲器、62…0？11、64…繪制單兀、66…預(yù)繪制單兀、68…圖像數(shù)據(jù)處理單兀。

【具體實施方式】
[0079]根據(jù)一實施例，提供一種用于根據(jù)表示體的圖像數(shù)據(jù)集繪制圖像的圖像繪制裝置(醫(yī)用圖像處理裝置圖像繪制裝置具有構(gòu)成為進(jìn)行采樣過程的繪制單元。采樣過程包含:決定相對于沿著通過體的指定路徑的多個采樣位置的不透明度值的步驟對于沿著指定路徑的多個采樣位置決定顏色/灰度值、和4對于沿著指定路徑的多個梯度位置決定梯度值中的至少一方的步驟；決定是否存在來自高不透明度狀態(tài)的過渡或者向高不透明度狀態(tài)的過渡、和是否存在修正采樣過程的至少一部分的來自高不透明度狀態(tài)的過渡或者向高不透明度狀態(tài)的過渡的步驟。繪制單元為了決定相對于圖像的像素的像素值，對所決定的不透明度值、顏色/灰度值、和/或梯度值進(jìn)行處理。
[0080]根據(jù)一實施例，提供一種根據(jù)表示體的圖像數(shù)據(jù)集繪制圖像的方法。該方法具有執(zhí)行采樣處理的步驟、和為了決定相對于圖像的像素的像素值，而對所決定的不透明度值、顏色/灰度值、和/或梯度值進(jìn)行處理的步驟。采樣處理具有決定相對于沿著通過體的指定路徑的多個采樣位置的不透明度值的步驟毋)對于沿著上述指定路徑的上述多個采樣位置決定顏色/灰度值的步驟、和4對于沿著上述指定路徑的多個梯度位置決定梯度值的步驟中的至少一方；決定是否存在來自高不透明度狀態(tài)的過渡或者向高不透明度狀態(tài)的過渡、和是否存在修正采樣過程的至少一部分的來自高不透明度狀態(tài)的過渡或者向高不透明度狀態(tài)的過渡的步驟。
[0081]根據(jù)一實施例，提供一種對表示體的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的裝置。該裝置具有預(yù)繪制單元。預(yù)繪制單元取得轉(zhuǎn)換函數(shù)，按照轉(zhuǎn)換函數(shù)決定與高不透明度區(qū)域之間的至少1個過渡的位置，保存表示與高不透明度區(qū)域之間的上述至少1個過渡的所決定的位置的至少1個標(biāo)志。
[0082]圖10中概略地示出基于一實施例的醫(yī)用圖像處理裝置。醫(yī)用圖像處理裝置50構(gòu)成為執(zhí)行在上述段落中記載的方法。醫(yī)用圖像處理裝置50具備處理裝置52 (此時，是與顯示設(shè)備54連接的個人計算機(jī)或者工作站)、和1個或者多個輸入設(shè)備58 (此時，是計算機(jī)的鍵盤以及鼠標(biāo)根據(jù)圖10，對醫(yī)用圖像處理裝置連接有掃描儀56。
[0083]也可以使用能夠?qū)颊呋蛘咂渌谋粰z體進(jìn)行三維測量的任意的合適的類型的掃描儀。圖10的實施例與掃描數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)而進(jìn)行了記載，但在代替實施例中，也可以將合適的預(yù)處理作為條件，使用制作任意的合適的類型的圖像數(shù)據(jù)的掃描儀，例如，也可以使用制作合適的形態(tài)的超聲波、或者X射線圖像數(shù)據(jù)的其他的任意的合適的類型的掃描儀。
[0084]處理裝置52提供用于自動地或者半自動地對圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的處理資源。處理裝置52具備中央處理裝置(⑶⑴62。中央處理裝置(⑶⑴62能夠進(jìn)行動作，以使得下載以及執(zhí)行進(jìn)行后面詳細(xì)地敘述的那樣的方法的各種單元或者其他的構(gòu)成要素。
[0085]單元包含圖像數(shù)據(jù)處理單元68，該圖像數(shù)據(jù)處理單元68用于進(jìn)行各種圖像數(shù)據(jù)過程的任意一個，例如，進(jìn)行位置確定步驟、段化步驟，如果期望則進(jìn)行測量或診斷步驟。單元還包含用于根據(jù)接收到的體數(shù)據(jù)繪制顯示圖像的繪制單元64、和用于在基于繪制單元64的繪制之前，進(jìn)行相關(guān)聯(lián)的過程的預(yù)繪制單元66。
[0086]處理裝置52還包含狀1、如1、數(shù)據(jù)總線、具備各種設(shè)備驅(qū)動器的操作系統(tǒng)、以及具備包括顯卡的硬件設(shè)備的硬盤驅(qū)動器以及其他的構(gòu)成要素。為了清晰，圖10中沒有示出該構(gòu)成要素。也可以在不同的實施例中使用任意的合適的以及處理裝置的其他的構(gòu)成要素。
[0087]在圖10的實施例中，圖像數(shù)據(jù)集在進(jìn)行了基于掃描儀56的掃描之后，由處理裝置52從掃描儀56接收，并保存在存儲器60中，通過處理裝置進(jìn)行處理。在圖10的實施例中示出的掃描儀56是掃描儀，但在代替實施例中，為了得到圖像數(shù)據(jù)集能夠使用其他的任意的合適的類型的掃描儀，例如，能夠使用超聲波、或者X射線掃描儀中的一個或者多個。
[0088]在圖10的實施例的變形例中，處理裝置52不是從掃描儀56而是從未圖示的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)儲存器接收圖像數(shù)據(jù)集。遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)儲存器將涵蓋某一期間而從多個不同的掃描儀得到的多個不同的數(shù)據(jù)集與和其相關(guān)聯(lián)的患者數(shù)據(jù)一起保存，數(shù)據(jù)儲存器可以是保存大量的患者數(shù)據(jù)的服務(wù)器，也可以形成圖像數(shù)據(jù)保管通信系統(tǒng)⑴八^)等。
[0089]圖10的系統(tǒng)構(gòu)成為從存儲器60、掃描儀56或者遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)源接收體數(shù)據(jù)，對體數(shù)據(jù)的二維投影進(jìn)行繪制。二維投影可以包含所希望的紋理或者陰影效應(yīng)，也可以對觀察者提供三維的表面的印象。
[0090]繪制單元64進(jìn)行基于任意的合適的繪制技術(shù)的直接體繪制，例如，進(jìn)行基于光線投射或者光線跟蹤技術(shù)的直接體繪制，使用轉(zhuǎn)換函數(shù)，對于不透明度值以及顏色值映射體數(shù)據(jù)的強(qiáng)度或者其他的體素值。接著，繪制單元為了決定相對于繪制圖像的像素的像素值，對相對于沿著光線路徑采樣而得到的體素作為結(jié)果而得到的不透明度值以及顏色值進(jìn)行處理。繪制單元為了對繪制圖像的像素的每一個制作像素值，對于多個光線路徑重復(fù)該過程。
[0091]圖10的實施例的特征在于，用于決定采樣位置的不透明度值以及顏色值的體素值的采樣基于10查找表的使用。10查找表將圖像數(shù)據(jù)值(例如體素值、例如強(qiáng)度值)對顏色值以及不透明度值映射，例如，向紅色、綠色、藍(lán)色以及^值映射。在代替實施例中，10查找表對于不透明度值和灰度值映射圖像數(shù)據(jù)值，而不是對于不透明度值和顏色值映射圖像數(shù)據(jù)值。
[0092]在圖10實施例中，10查找表保存在存儲器60中。10查找表使用記載在11.1(76 ^ 018881^081:1011 1^6—1111:6^1^1:6(1 ^01111116 1^611 (161-111? 0？！！1^11~？1~60181011 乂011111161(3(1618,70(2008),125 ^132)中的那樣的處理而產(chǎn)生。
[0093]10查找表根據(jù)繪制所使用的轉(zhuǎn)換函數(shù)而產(chǎn)生。10查找表也可以在每當(dāng)轉(zhuǎn)換函數(shù)發(fā)生變化時重新產(chǎn)生。轉(zhuǎn)換函數(shù)也可以經(jīng)由輸入設(shè)備58由用戶進(jìn)行修正或者選擇。例如，用戶為了依次修正由轉(zhuǎn)換函數(shù)表現(xiàn)的繪制的圖像參數(shù)(配色、或者對象的強(qiáng)度范圍等)，也可以操作1個或者多個滑塊、按鈕、或者其他的控制。作為另一方法，或者除了該方法之外，轉(zhuǎn)換函數(shù)以及伴隨著轉(zhuǎn)換函數(shù)而相關(guān)聯(lián)的10查找表也可以從多個保存的轉(zhuǎn)換函數(shù)(以及與其相關(guān)聯(lián)的10查找表)中選擇。
[0094]圖11是表示為了生成10查找表，確定與其相關(guān)聯(lián)的高不透明度區(qū)域的過渡點(diǎn)(不透明區(qū)域中的邊界)，而通過預(yù)繪制單元66執(zhí)行的預(yù)繪制過程的概要的流程圖。
[0095]在第1階段100中，預(yù)繪制單元66取得與當(dāng)前要求的繪制相關(guān)的轉(zhuǎn)換函數(shù)。例如，轉(zhuǎn)換函數(shù)可以從存儲器60得到，或者例如也可以響應(yīng)要求繪制的所希望的特性的用戶輸入，通過圖像數(shù)據(jù)處理單元68生成。
[0096]在第2階段102中，作為體素強(qiáng)度的函數(shù)，預(yù)繪制單元66產(chǎn)生保存顏色以及不透明度的值的10查找表。在該實施例中，10查找表例如使用記載在!1.辦6等的
018881^1081:10111:6^81:6(1 ^01111116 尺 611(161111? 0？181011 ^01111116
0咖” (61-81)111081 10(1618,70(2008), 125 ?132)中的那樣的過程來生成。
[0097]接著，在階段104中，預(yù)繪制單元66為了確定高不透明度區(qū)域，對轉(zhuǎn)換函數(shù)進(jìn)行分析。在該例子中，高不透明度區(qū)域被看作具有等于1.0的不透明度值的區(qū)域。在另一實施例中，高不透明度區(qū)域也可以是其他的任何的具有不透明度閾值以上的不透明度的區(qū)域。
[0098]接著，在階段106中，預(yù)繪制單元66確定從任意的高不透明度區(qū)域過渡的、和/或向任意的高不透明度區(qū)域過渡的點(diǎn)(此時，體素強(qiáng)度值)。所確定的這些點(diǎn)分別被看作表示來自高不透明度狀態(tài)的、或者向高不透明度狀態(tài)的過渡點(diǎn)的點(diǎn)。作為不透明度相對于體素強(qiáng)度(此時，值)的繪制，圖12示出該例子中的轉(zhuǎn)換函數(shù)。此時，預(yù)繪制單元66確定比作為表示高不透明度區(qū)域(不透明區(qū)域)的點(diǎn)而由箭頭110所示的點(diǎn)的強(qiáng)度值高的所有的強(qiáng)度值。預(yù)繪制單元66確定作為向高不透明度區(qū)域的過渡的那樣的通過箭頭110表示的點(diǎn)處的強(qiáng)度值。預(yù)繪制單元66將確定過渡點(diǎn)110的過渡點(diǎn)數(shù)據(jù)保存在存儲器60中。預(yù)繪制單元66將所保存的過渡點(diǎn)數(shù)據(jù)與和所確定的過渡點(diǎn)對應(yīng)的轉(zhuǎn)換函數(shù)以及10查找表建立關(guān)聯(lián)。
[0099]事實上，也可以探索10查找表，記錄轉(zhuǎn)換函數(shù)變?yōu)椴煌该骰蛘咿D(zhuǎn)換函數(shù)變?yōu)橥该鞯狞c(diǎn)。由此，能夠在記錄中留下這些間隔(不透明區(qū)域)位于轉(zhuǎn)換函數(shù)的何處(未修正的方法的精度最顯著的區(qū)域)，并能夠具體地對這些進(jìn)行處理。
[0100]為了對于沿著路徑的一系列的采樣點(diǎn)決定顏色以及不透明度，能夠使用10查找表和與其對應(yīng)的轉(zhuǎn)換函數(shù)以及所保存的過渡點(diǎn)。接著，為了決定與該路徑對應(yīng)的像素的像素色，所決定的顏色以及不透明度由繪制單元64 —起進(jìn)行處理。該過程參照圖13的流程圖更詳細(xì)地記載，圖13包含具備階段122、124、126、128、130、132、134的采樣過程。
[0101]在第1階段120中，繪制單元64接收作為采樣以及繪制過程的對象的體數(shù)據(jù)。在下一階段122中，繪制單元64與虛擬圖像面上的像素位置對應(yīng)，對沿著通過體的虛擬光線路徑的一系列的采樣點(diǎn)的每一個的體素強(qiáng)度值進(jìn)行采樣。
[0102]在下一階段124中，繪制單元64對于采樣點(diǎn)中的第1點(diǎn)，決定過渡點(diǎn)是否位于與對于該采樣點(diǎn)決定的強(qiáng)度值對應(yīng)的采樣間隔內(nèi)。在本實施例中，對于所決定的特定的強(qiáng)度值的采樣間隔具備對于所決定的強(qiáng)度值以下的所有的強(qiáng)度值的轉(zhuǎn)換函數(shù)。
[0103]繪制單元64根據(jù)所保存的過渡點(diǎn)數(shù)據(jù)與構(gòu)成采樣間隔的強(qiáng)度值范圍的比較，決定在采樣間隔內(nèi)是否存在過渡點(diǎn)(階段126)。
[0104]在圖13的例子中，沿著光線路徑152的第1采樣點(diǎn)(30)的位置在圖14中概略地示出。圖14還示出作為強(qiáng)度(此時，值)相對于該例子中的轉(zhuǎn)換函數(shù)的函數(shù)的不透明度的繪制?？芍c采樣點(diǎn)(30) 1503相關(guān)的強(qiáng)度相當(dāng)于基于轉(zhuǎn)換函數(shù)的不透明度值0.0。
[0105]此時，采樣點(diǎn)(30)的采樣間隔15?包含0和與采樣點(diǎn)(30) 1503相關(guān)的值之間的所有的強(qiáng)度值。對于采樣點(diǎn)(30) 1508的采樣間隔的不透明度值均等于0.0，因此，可知在第1采樣點(diǎn)(30) 1503的采樣間隔15?中，不存在與高不透明度區(qū)域之間的過渡點(diǎn)。因此，不存在向高不透明度狀態(tài)的過渡，過程向階段128轉(zhuǎn)移，采樣點(diǎn)(30) 1503的顏色值以及不透明度值根據(jù)采樣點(diǎn)(30) 1503的強(qiáng)度由10查找表決定。此時，與采樣間隔15?內(nèi)的所有的強(qiáng)度值對應(yīng)的不透明度值為零，因此，由10查找表決定的不透明度為零，其與涵蓋采樣間隔15?的不透明度值的平均大致相等。
[0106]接著，在階段132中，決定采樣點(diǎn)是否是最后的采樣點(diǎn)。此時，采樣點(diǎn)(30)不是最后的采樣點(diǎn)，因此，過程進(jìn)入圖15中的下一采樣點(diǎn)(31) 150“階段134)。接著，過程返回到階段124，對于下一采樣點(diǎn)(31) 150?決定在采樣間隔內(nèi)是否存在過渡點(diǎn)。
[0107]在該例子中，沿著光線路徑152的下一采樣點(diǎn)(31)15(^的位置在圖15中概略地示出。圖15再次示出作為相對于轉(zhuǎn)換函數(shù)的強(qiáng)度的函數(shù)的不透明度的繪制。采樣點(diǎn)
(31)15013中的強(qiáng)度略高于與最初的采樣點(diǎn)(30)150^1相關(guān)的強(qiáng)度。但是，由圖15可知，第2采樣點(diǎn)(31) 1506中的強(qiáng)度按照轉(zhuǎn)換函數(shù)也再次與0.0的不透明度值對應(yīng)。另外，對于采樣點(diǎn)(31) 150比在采樣間隔15仙內(nèi)不存在與高不透明度區(qū)域之間的過渡。因此，過程進(jìn)入圖16八所示的下一采樣點(diǎn)(32) 150(:(^^134^并且，過程返回到階段124，對于下一采樣點(diǎn)(82) 1500決定在采樣間隔內(nèi)是否存在過渡點(diǎn)。
[0108]沿著光線路徑152的下一采樣點(diǎn)(32)1500的位置在圖16八中示出。采樣點(diǎn)
(82)1500中的強(qiáng)度大幅度地高于之前的2個采樣點(diǎn)(30)150^1以及(31) 1506中的強(qiáng)度。另外，采樣點(diǎn)(32)150(:中的強(qiáng)度高于在圖16八中在轉(zhuǎn)換函數(shù)上示出的過渡點(diǎn)156。在該點(diǎn)(采樣點(diǎn)(32) 1500，不存在向高不透明度區(qū)域(不透明區(qū)域:此時，不透明度=1.0)的過渡。因此，在從采樣點(diǎn)31到采樣點(diǎn)32之間，存在向高不透明度狀態(tài)的過渡(不透明區(qū)域的邊界
[0109]在階段128中由10查找表通過通常的方法決定了采樣點(diǎn)(32)150^的不透明度時，此時，所要制作的不透明度的近似值成為0.6(表示涵蓋相對于采樣點(diǎn)(32) 1500的采樣間隔15()0的轉(zhuǎn)換函數(shù)的所有的不透明度值的平均)。但是，實際上，光束不會超過不透明度最初達(dá)到1.0的值的點(diǎn)156而前進(jìn)，因此，由于包含該點(diǎn)之后的不透明度(以及顏色值)，所以有時不透明度(以及顏色)值變得不準(zhǔn)確。因此，采用不同的方法，因為存在向高不透明度狀態(tài)(不透明區(qū)域)的過渡156，所以修正采樣過程，過程不向階段128轉(zhuǎn)移，而向階段130轉(zhuǎn)移。
[0110]在階段130中，作為圖168所示的過渡點(diǎn)156的結(jié)束(3-)決定部分步長。此時，假設(shè)強(qiáng)度從之前的采樣點(diǎn)(31)15013的值到當(dāng)前的采樣點(diǎn)(32) 150(3線性地增加(或者減少因此，橫穿的光線以(32-31)/(3--31),到達(dá)不透明間隔3—的起點(diǎn)。這僅僅是到達(dá)不透明點(diǎn)之前的最后的階段的比率。
[0111]接著，進(jìn)行轉(zhuǎn)換函數(shù)的檢索，將對于點(diǎn)(3-)156的不透明度決定為相對于過渡點(diǎn)156中的強(qiáng)度值以下的強(qiáng)度值的轉(zhuǎn)換函數(shù)的不透明度值的平均(通過實質(zhì)上與10查找表中的值的決定相同的方法此時，所決定的不透明度值是0.48(與對于位置(32)150(3由10查找表決定的值0.60相比較)。
[0112]同樣地，進(jìn)行轉(zhuǎn)換函數(shù)的檢索，對于點(diǎn)(3,,)156的顏色值(例如，紅色、綠色以及藍(lán)色的顏色值)被決定為相對于(不是點(diǎn)(32)150^中的過渡值以下)過渡點(diǎn)156的強(qiáng)度值以下的強(qiáng)度值的轉(zhuǎn)換函數(shù)的顏色值的平均。
[0113]事實上，之前的采樣(采樣點(diǎn)(32)150(3)事先與不透明度過渡點(diǎn)156(得到到達(dá)不透明度區(qū)域的緊前面的顏色)合并(預(yù)積分)，按照計算出的步長部分進(jìn)行換算，在計算出的顏色下與成為不透明的點(diǎn)的轉(zhuǎn)換函數(shù)值合成。
[0114]采樣點(diǎn)的位置能夠認(rèn)為從(32) 150(3變更為過渡點(diǎn)6。胃3 156。通過該例子中的采樣點(diǎn)的位置的修正，修正了相對于采樣點(diǎn)的不透明度值以及顏色值。
[0115]在代替實施例中，關(guān)于相對于修正完成的采樣點(diǎn)(3叩叫116) 156的不透明度值以及顏色值，對于緊前面以及緊后面的(未修正)采樣點(diǎn)，此時為對于(31)15013以及
(32)1500，插補(bǔ)來自10查找表的值來決定。
[0116]在下一階段132中，決定采樣點(diǎn)是否是最后的采樣點(diǎn)。在該例子中，光線不會越過高不透明度過渡點(diǎn)156而前進(jìn)，因此，理解為點(diǎn)(32) 1500 (與點(diǎn)(3-) 156置換)是最后的采樣點(diǎn)。在下一階段136中，對于采樣點(diǎn)，此時是對(30)150^ (31) 1506、以及(3,,)156決定的不透明度以及顏色，使用已知的繪制技術(shù)同時進(jìn)行處理，決定所繪制的圖像的像素的顏色。
[0117]接著，對于與繪制的圖像的各像素對應(yīng)的光線路徑重復(fù)圖13的過程。
[0118]包含與來自高不透明度狀態(tài)的過渡、或者向高不透明度狀態(tài)的過渡相關(guān)的確認(rèn)的圖13的方法也可以通過幾個實施例來執(zhí)行，該幾個實施例是作為相對于所產(chǎn)生的過渡點(diǎn)的二分查找而執(zhí)行的。二分查找通過任一數(shù)據(jù)值(保存有上限閾值以及下限閾值)，確定從轉(zhuǎn)換函數(shù)的不透明間隔向外或者向不透明間隔內(nèi)交叉、且橫穿體的光線。在各采樣點(diǎn)，將當(dāng)前的采樣與閾值進(jìn)行比較，當(dāng)與該點(diǎn)交叉時(實質(zhì)上，當(dāng)采樣出入不透明物體時)，添加標(biāo)
0
[0119]與圖13相關(guān)聯(lián)而記載的例子被與具有伴隨著強(qiáng)度的增加的向高不透明度(不透明區(qū)域)的過渡的圖12的轉(zhuǎn)換函數(shù)相關(guān)聯(lián)地進(jìn)行了記載。在大多數(shù)的繪制中，根據(jù)可視化的解剖學(xué)構(gòu)造或者物質(zhì)，轉(zhuǎn)換函數(shù)隨著強(qiáng)度的增加，有時不向高不透明度區(qū)域(不透明區(qū)域)過渡，而從高透明度區(qū)域(不透明區(qū)域)過渡。圖13的過程相同地探索來自高不透明度區(qū)域的過渡，而不是向高不透明度區(qū)域的過渡，當(dāng)檢測到該過渡時，如上述那樣，能夠修正采樣過程。
[0120]在圖13中示出概要的過程對于在醫(yī)用可視化(低不透明度部分、不透明部分、以及使用這兩個之間的過渡的大部分)中通常使用的類型的轉(zhuǎn)換函數(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)良好的結(jié)果。在繪制器的內(nèi)部中，方法也可以具有局部探索方法(10(^1 116111181:1(38)。在其他的情況下，該方法具有高的性能成本。但是，在其他的情況下，根據(jù)情況，該方法有時僅設(shè)置大致0?5個的點(diǎn)的低頻率的探索，在每個步長中只設(shè)置2個邏輯比較而已。實踐該操作對性能的影響是對于至少幾個數(shù)據(jù)集能夠忽視的程度，可見獲得了顯著的圖像精度。
[0121]在圖17中示出另外的轉(zhuǎn)換函數(shù)。圖17表示作為測量到的強(qiáng)度的函數(shù)的不透明度170、紅色172、綠色174以及藍(lán)色176的值的不同。轉(zhuǎn)換函數(shù)例如在氣管內(nèi)部的30繪制中使用。
[0122]例如，此時，參照圖1記載的那樣的簡單的數(shù)值的采樣方法導(dǎo)致圖18八所示的那樣的年輪狀或者等高線偽影。偽影是由于簡單的數(shù)值的方法的離散化，氣管的表面上的薄層在特定范圍中未被采樣而產(chǎn)生的。20查找表的方法也導(dǎo)致繪制圖像的顏色的誤差。此時，淡粉色的等值面存在于氣管的內(nèi)表面，但在該等值面后存在白色的物質(zhì)(可知在圖17的轉(zhuǎn)換函數(shù)中，在不透明度峰值之后綠色以及藍(lán)色的通道上升)。由于通過已知的20查找表的方法作為結(jié)果而得到的向高不透明度(不透明區(qū)域)的過渡后的區(qū)域的采樣，繪制圖像看上去不是粉色而是白色。對照性地，圖13的過程更準(zhǔn)確地捕捉氣管表面的細(xì)節(jié)，制作不包含年輪狀或者等高線偽影、且具有所希望的顏色表現(xiàn)(此時，粉色)的圖188所示的圖像。
[0123]圖13的方法與局部的轉(zhuǎn)換函數(shù)信息組合而使用預(yù)積分。圖13的方法，根據(jù)情況，有時為能夠忽視對于內(nèi)存占用的影響的程度，性能成本非常少，且?guī)缀鯖]有對于繪制器的構(gòu)造的剩余的部分的干涉或者侵入，能夠?qū)崿F(xiàn)畫質(zhì)中的大幅度的增益。
[0124]特定的實施例的特征在于為了在存在高不透明度狀態(tài)(不透明區(qū)域)下提供梯度位置的校正，或者代替地提供顏色以及不透明度的校正，繪制單元64以及預(yù)繪制單元66構(gòu)成為對采樣過程進(jìn)行修正的方面。在該實施例中進(jìn)行的過程在圖19的流程圖中示出概要，圖 19 包含具備階段 202、204、206、208、210、212、214、216、218 的采樣過程。
[0125]在第1階段200中，繪制單元64接收作為采樣以及繪制過程的對象的體數(shù)據(jù)。在下一階段202中，繪制單元64對沿著通過體的虛擬的光線路徑的一系列的采樣點(diǎn)的每一個的體素強(qiáng)度值進(jìn)行采樣。光線路徑與虛擬圖像面上的像素位置對應(yīng)。
[0126]在下一階段204中，繪制單元64針對采樣點(diǎn)中的第1采樣點(diǎn)，由10查找表決定不透明度值以及顏色值。繪制單元64也可以使用關(guān)于圖13記載的那樣的過程決定不透明度值以及顏色值。在上述過程中，當(dāng)存在來自高不透明度區(qū)域(不透明區(qū)域)的過渡、或者向高不透明度區(qū)域(不透明區(qū)域)的過渡時，對不透明度值以及顏色值進(jìn)行修正。其結(jié)果，提供顏色誤差的校正。在代替實施例中，如果希望，繪制單元64也可以不進(jìn)行修正而從10查找表讀出不透明度值以及顏色值。
[0127]在下一階段206中，繪制單元64對于采樣點(diǎn)以及任意的之前的多個采樣點(diǎn)決定累積不透明度值。例如，該值也可以是對于當(dāng)前的采樣點(diǎn)以及任意的之前的多個采樣點(diǎn)的不透明度的簡單的合計。
[0128]接著，在階段208中，決定累積不透明度是否超過規(guī)定的閾值。當(dāng)累積不透明度超過閾值時，理解為存在向高不透明度狀態(tài)(不透明區(qū)域)的過渡。該例子中的第1采樣點(diǎn)2303在圖20中示出。第1采樣點(diǎn)2303沿著通過由攝影數(shù)據(jù)(例如，攝影數(shù)據(jù))的一系列的體素表示的體而投射的虛擬光線的路徑232來定位。攝影數(shù)據(jù)(體數(shù)據(jù))具備高強(qiáng)度(以及，此時，根據(jù)變換系數(shù)為高不透明度)的區(qū)域234，其他的區(qū)域均為低強(qiáng)度(因此，此時，根據(jù)轉(zhuǎn)換函數(shù)為低不透明度)。在圖20所示的那樣的情況下，第1采樣點(diǎn)2303處于低不透明度區(qū)域。因此，可知累積不透明度(其是第1點(diǎn)，因此，只等于點(diǎn)2303的不透明度)低于累積不透明度閾值。
[0129]點(diǎn)2303的累積不透明度低于閾值，因此，過程轉(zhuǎn)移到階段210。并且，梯度區(qū)域2368以采樣點(diǎn)2303為中心，確定在采樣點(diǎn)2303的周圍。此時，采樣點(diǎn)2303也作為決定強(qiáng)度數(shù)據(jù)的梯度的梯度位置來發(fā)揮作用。在該例子中，梯度區(qū)域2363是以采樣點(diǎn)2303為中心的4體素乂4體素X 4體素的立方體，但在其他的實施例中，也可以使用梯度區(qū)域的其他的任意的合適的尺寸或者形狀。
[0130]在下一階段212中，通過對與梯度區(qū)域2363中的多個體素相關(guān)的多個體素強(qiáng)度值進(jìn)行處理，來對于采樣點(diǎn)決定梯度值。梯度值表示梯度區(qū)域內(nèi)的體素強(qiáng)度值的三維的變化率。當(dāng)梯度區(qū)域內(nèi)存在明確定義的表面時，梯度值例如表示表面的陡坡以及朝向。在采樣點(diǎn)2308的情況下，所有的體素具有相同的低的強(qiáng)度值，因此，梯度值將具有表示均質(zhì)的區(qū)域的零的值。
[0131]接著，在階段214中，繪制單元64決定采樣點(diǎn)是否是最后的采樣點(diǎn)。此時，采樣點(diǎn)2308不是最后的采樣點(diǎn)，因此，過程進(jìn)入下一采樣點(diǎn)(階段216)，在階段206中，對于下一采樣點(diǎn)決定累積不透明度。
[0132]該例子中的下一采樣點(diǎn)2306在圖21中示出。再次由10查找表以及/或者與圖13相關(guān)聯(lián)而記載的過程決定采樣點(diǎn)2306的不透明度。接著，計算累積不透明度。該累積不透明度是對于采樣點(diǎn)2303以及2306的不透明度的合計。
[0133]此時，采樣點(diǎn)2306的不透明度低。累積不透明度低于累積不透明度閾值。因此，過程進(jìn)入階段210，繪制單元64決定以采樣點(diǎn)以及梯度位置2306為中心的梯度區(qū)域236匕梯度區(qū)域2366是與梯度區(qū)域2363相同的尺寸以及形狀。接著，在階段212中，根據(jù)梯度區(qū)域2366內(nèi)的體素的強(qiáng)度數(shù)據(jù)，計算梯度數(shù)據(jù)。此時，根據(jù)圖21可知，梯度區(qū)域2366的1個角進(jìn)入高強(qiáng)度區(qū)域234。因此，對于位置2306的梯度數(shù)據(jù)的值被計算為與相對于位置2303的梯度數(shù)據(jù)的值略有不同的值。
[0134]采樣點(diǎn)2306不是最后的采樣點(diǎn)。因此，繪制單元64進(jìn)入下一采樣點(diǎn)，在階段206中，對于下一采樣點(diǎn)決定累積不透明度。下一采樣點(diǎn)230(3在圖22中示出。此時，采樣點(diǎn)2300的不透明度值也低。另外，累積不透明度值低于閾值，因此，繪制單元64經(jīng)由階段210以及階段212，由以采樣點(diǎn)23()0為中心的梯度區(qū)域236^決定對于采樣點(diǎn)23(^的梯度值。此時，關(guān)于高強(qiáng)度區(qū)域(不透明區(qū)域)234,更大的部分包含于梯度區(qū)域2360。因此，對于采樣點(diǎn)230^的梯度值與對于采樣點(diǎn)2303以及2306的梯度值不同。
[0135]采樣點(diǎn)230。不是最后的采樣點(diǎn)。因此，繪制單元64進(jìn)入下一采樣點(diǎn)，在階段206中，對于下一采樣點(diǎn)決定累積不透明度。下一采樣點(diǎn)230(1在圖23中示出。
[0136]根據(jù)圖23得知，采樣點(diǎn)230(1進(jìn)入高強(qiáng)度區(qū)域(不透明區(qū)域)。相對于由10查找表決定的采樣點(diǎn)230(1的不透明度值與相對于之前的采樣點(diǎn)230^23012300的值相比較，相對于采樣點(diǎn)230(1的值大幅度地高出。但是，累積不透明度(此時，對于采樣點(diǎn)230^23013、230(^230(1決定的不透明度的合計)依然低于閾值。因此，繪制單元64經(jīng)過階段210以及212，以采樣點(diǎn)230(1為中心由梯度區(qū)域236(1決定對于采樣點(diǎn)230(1的梯度值。此時，關(guān)于高強(qiáng)度區(qū)域234，更大的部分包含于梯度區(qū)域236山因此，相對于采樣點(diǎn)230(1的梯度值與相對于采樣點(diǎn)230^2306以及230(3的梯度值不同。
[0137]采樣點(diǎn)230(1不是最后的采樣點(diǎn)，因此，繪制單元64進(jìn)入下一采樣點(diǎn)，在階段206中，對于下一采樣點(diǎn)決定累積不透明度。下一采樣點(diǎn)2306在圖24中示出。
[0138]根據(jù)圖24可知，采樣點(diǎn)2306此時也位于高強(qiáng)度區(qū)域內(nèi)。相對于采樣點(diǎn)2306的不透明度值高。此時，累積不透明度(對于采樣點(diǎn)230^230^230(^230(^2306決定的不透明度的合計)在此超過閾值。因此，進(jìn)入高不透明度狀態(tài)。
[0139]當(dāng)累積不透明度超過閾值時，修正采樣過程，繪制單元不進(jìn)入階段210而進(jìn)入階段218。在階段218中，繪制單元使梯度區(qū)域2366推遲到采樣位置2306之后。
[0140]此時，繪制單元64例如使用梯度位置=881111)16^1)0811:1011-1-87.(0.5+已經(jīng)蓄積的不透明度值)這樣的式子，計算對于采樣位置的梯度區(qū)域的推遲。此時，光線增量表示連續(xù)的采樣點(diǎn)之間的距離。不透明度值為0.0?1.0的范圍(0.0表示完全透明，1.0表示完全不透明)。
[0141]在圖24的例子中可知，繪制單元64以采樣點(diǎn)2306成為梯度區(qū)域2366的邊緣部的外側(cè)的方式，通過梯度區(qū)域2366(以梯度位置為中心)推遲采樣點(diǎn)2306。
[0142]接著，在階段212中，根據(jù)梯度區(qū)域2366內(nèi)的體素的強(qiáng)度數(shù)據(jù)，計算梯度數(shù)據(jù)。即使在采樣點(diǎn)2306位于梯度區(qū)域2366的外部的情況下，梯度數(shù)據(jù)也與采樣點(diǎn)2306建立關(guān)聯(lián)。因此，相對于繪制的與采樣點(diǎn)2306相關(guān)的顏色的貢獻(xiàn)即使在采樣點(diǎn)位于為了決定梯度數(shù)據(jù)而使用的梯度區(qū)域的外部的情況下，也受到該顏色的貢獻(xiàn)造成的陰影的影響，由此，接著也決定與陰影相關(guān)的貢獻(xiàn)。
[0143]發(fā)現(xiàn)梯度對于評估位置(即，梯度區(qū)域的位置)的不連續(xù)性的影響非常敏感，但對于評估位置本身的影響卻沒有那么敏感。一般而言，有時繪制的算法以及參數(shù)越連續(xù)，作為結(jié)果得到的繪制變得越良好。圖24所示的推遲的過程可能使由體數(shù)據(jù)定義的任意的等值面(圖14的區(qū)域234的表面等)逐漸地對梯度位置產(chǎn)生影響。由此，能夠得到圖像偽影減少了的更平滑的繪制。
[0144]在下一階段214中，決定采樣點(diǎn)2306是否是最后的采樣點(diǎn)。此時，采樣點(diǎn)2306不是最后的采樣點(diǎn)。繪制單元64向圖25所示的下一采樣點(diǎn)230？移動，決定顏色值以及不透明度值。當(dāng)然，采樣點(diǎn)230？的累積不透明度高于閾值，因此，繪制單元64轉(zhuǎn)移到階段218，決定梯度區(qū)域236？的位置。梯度區(qū)域236？繼續(xù)推遲到采樣點(diǎn)230？之后。此時，由圖25得知，梯度區(qū)域236？略向前方移動。盡管沿著光線路徑232向采樣點(diǎn)繼續(xù)前進(jìn)，但梯度區(qū)域236？依然存在于高強(qiáng)度以及高不透明度區(qū)域234的等值面的前方的一部分的周圍。
[0145]在采樣位置2306以及230？的情況下，梯度區(qū)域2360、236？的推遲意味著梯度區(qū)域2366、236？并未擴(kuò)展為包含強(qiáng)度(以及，根據(jù)本實施方式的轉(zhuǎn)換函數(shù)，不透明度)再次降低的區(qū)域234的遠(yuǎn)的表面。此時，不包含遠(yuǎn)的表面能夠有助于避免陰影偽影。
[0146]接著，在階段212中，對于梯度區(qū)域236？計算梯度數(shù)據(jù)，與對于采樣位置230？決定的顏色值以及不透明度值建立關(guān)聯(lián)。
[0147]采樣位置230？被認(rèn)為是最后的采樣位置，因此，繪制單元64從階段214向階段220轉(zhuǎn)移，合成對于采樣位置230^2301230(^230(^2306 43(^決定的顏色、不透明度以及梯度，決定相對于繪制圖像的像素之一的像素色以及陰影。對于通過由圖像數(shù)據(jù)表示的體的其他的一系列的光線路徑重復(fù)圖19的過程。由此，決定分別對于繪制圖像的像素的顏色值以及陰影值。
[0148]根據(jù)情況，圖19的梯度區(qū)域推遲過程能夠排除通過已知的10預(yù)積分方法產(chǎn)生的重大的圖像偽影。另外，梯度區(qū)域推遲過程幾乎不存在或者完全不存在性能的劣化。梯度區(qū)域推遲過程對于0^繪制與繪制的雙方有用。特別地，梯度區(qū)域推遲過程能夠改善薄的表面以及小的粒子的繪制圖像的外觀。
[0149]圖26八表示按照圖19的過程繪制出的、被檢體的軀干區(qū)域的骨以及血管系統(tǒng)的繪制圖像。圖268表示不存在梯度區(qū)域推遲的、按照已知的10預(yù)積分方法繪制的相同的區(qū)域的繪制圖像，特別地該繪制圖像在骨的區(qū)域包含各種等高線狀的圖像偽影的圖像。
[0150]與圖19相關(guān)聯(lián)而記載的梯度推遲過程按照能夠使梯度區(qū)域逐漸地推遲到采樣位置之后的方式，使梯度區(qū)域推遲到采樣位置之后，根據(jù)是哪種成的迅速或者急速，增加蓄積不透明度。在代替實施例中，也可以使用用于決定梯度區(qū)域推遲的任意的合適的方式。例如，根據(jù)情況，一旦蓄積不透明度超過閾值，則梯度區(qū)域也可以自動地固定。因此，梯度區(qū)域在采樣點(diǎn)通過體進(jìn)一步行進(jìn)的期間，停留在相同的位置。
[0151]圖10的實施例在繪制中能夠進(jìn)行圖13與圖19的雙方的過程。當(dāng)存在來自高不透明度狀態(tài)(不透明區(qū)域)的過渡、或者向高不透明度狀態(tài)(不透明區(qū)域)的過渡時，圖13和圖19的雙方的過程具有采樣過程的修正。在圖13的過程的情況下，來自高不透明度狀態(tài)(不透明區(qū)域)的過渡、或者向高不透明度狀態(tài)(不透明區(qū)域)的過渡在轉(zhuǎn)換函數(shù)的采樣間隔中，具有來自高不透明度區(qū)域(不透明區(qū)域)的過渡、或者向高不透明度狀態(tài)(不透明區(qū)域)的過渡。另一方面，在圖19的過程的情況下，向高不透明度狀態(tài)(不透明區(qū)域)的過渡也可以包括蓄積不透明度值與閾值一致或者超過閾值的情況。在代替實施例或者代替的動作模式中，能夠不伴隨著另一方而進(jìn)行圖13以及圖19的過程的某一個。因此，在存在來自高不透明度區(qū)域(不透明區(qū)域)的過渡、或者向高不透明度狀態(tài)(不透明區(qū)域)的過渡的狀態(tài)下，不一定進(jìn)行梯度區(qū)域推遲過程，而能夠得到顏色校正。同樣地，在存在來自高不透明度區(qū)域(不透明區(qū)域)的過渡、或者向高不透明度狀態(tài)(不透明區(qū)域)的過渡的狀態(tài)下，不一定進(jìn)行顏色和/或不透明度的校正過程，而能夠進(jìn)行梯度區(qū)域推遲過程。
[0152]與決定相對于像素的顏色值相關(guān)聯(lián)而記載了圖13以及圖19的過程，但也能夠?qū)⑦@些以及其他的實施例同樣地用于決定相對于像素的灰度，而不用于決定相對于像素的顏色值。
[0153]例如，關(guān)于數(shù)據(jù)的處理記載了圖13以及圖19的過程，但也可以使用其他的任意的合適的體數(shù)據(jù)，例如，也可以使用通過？價、1虹、超聲波或者X射線攝影裝置產(chǎn)生的體數(shù)據(jù)。圖像數(shù)據(jù)也可以是為了制作顯示用的圖像而能夠進(jìn)行處理的任意的數(shù)據(jù)。
[0154]基于實施例的10查找表也可以具備將參數(shù)值與至少1個其他的參數(shù)值建立關(guān)聯(lián)的任意的數(shù)據(jù)構(gòu)造。10查找表例如是一系列的數(shù)據(jù)庫輸入和/或一系列的對象或者對象的例子，但并不限定于此，也可以具備任意的合適的數(shù)據(jù)構(gòu)造。10查找表可以保存在單一的物理性的數(shù)據(jù)存儲設(shè)備中，或者，也可以涵蓋位于相同或者不同的位置的多個物理性數(shù)據(jù)存儲設(shè)備而分配。
[0155]在幾個實施例的情況下，對于各圖像數(shù)據(jù)(體數(shù)據(jù))值，轉(zhuǎn)換函數(shù)的采樣間隔也可以具備該圖像數(shù)據(jù)值以下的圖像數(shù)據(jù)值的范圍。是否存在來自高不透明度區(qū)域(不透明區(qū)域)的過渡、或者向高不透明度狀態(tài)(不透明區(qū)域)的過渡的決定，也可以包括對每個采樣點(diǎn)決定是否存在來自高不透明度區(qū)域(不透明區(qū)域)的過渡、或者向高不透明度狀態(tài)(不透明區(qū)域)的過渡。高不透明度區(qū)域例如也可以包括不透明度是不透明度閾值以上的區(qū)域。
[0156]特定的實施例還提供用于在體繪制器中減少顏色的不準(zhǔn)確性的方法以及裝置。體繪制器具有:制作轉(zhuǎn)換函數(shù)的不透明間隔的稀疏的記錄的步驟；搜索并保存用于與采樣進(jìn)行比較的光線的局部的閾值(在此，光線進(jìn)入不透明材料)的步驟；使用顏色包含不透明點(diǎn)的信息校正通過事先合并(預(yù)積分)計算出的該顏色的步驟；使用通過事先合并(預(yù)積分)計算出的顏色涵蓋局部便利區(qū)間廿'而推定蓄積顏色的步驟。
[0157]特定的實施例還提供用于使用一個或者多個10預(yù)積分轉(zhuǎn)換函數(shù)的帶有陰影的體繪制的方法。在用于帶有陰影的體繪制的方法中，梯度根據(jù)從光線位置的偏移進(jìn)行評估。此時，偏移是蓄積不透明度(例如，0)的函數(shù)。另外，梯度也可以是偏移到相鄰的等值面的距離的函數(shù)。另外，梯度也可以使用轉(zhuǎn)換函數(shù)或者預(yù)先決定的公式，與不透明度(例如，分開計算。
[0158]實施例也可以提供根據(jù)建立了關(guān)聯(lián)的光線間隔的不透明度的判定，對預(yù)積分過程修正米樣過程。
[0159]存儲器(存儲部)60存儲第1對應(yīng)表、第2對應(yīng)表、體數(shù)據(jù)、閾值(不透明閾值、累積不透明閾值等)、通過繪制處理部產(chǎn)生的繪制圖像、經(jīng)由輸入設(shè)備(輸入部)58輸入的各種指示、與繪制處理/各種(邊界、不透明度、色調(diào)、梯度值、規(guī)定區(qū)域)決定處理相關(guān)的程序等。第1對應(yīng)表和第2對應(yīng)表與10查找表對應(yīng)。第1對應(yīng)表是根據(jù)不透明度相對于沿著規(guī)定的方向的體素值的關(guān)系而預(yù)先決定的對應(yīng)表。第2對應(yīng)表是根據(jù)色調(diào)相對于沿著規(guī)定的方向的體素值的關(guān)系而預(yù)先決定的對應(yīng)表。所謂規(guī)定的方向，例如是指與繪制處理相關(guān)的視線方向。視線方向例如與圖14、圖15、圖16八、圖168的每一個中的152對應(yīng)。
[0160]第1對應(yīng)表是表示不透明度相對于沿著視線方向的體素值的關(guān)系(函數(shù))的對應(yīng)表。第1對應(yīng)表例如相當(dāng)于圖14、圖15、圖16八、圖168的每一個中的下方的曲線圖。第2對應(yīng)表是表示色調(diào)相對于沿著視線方向的體素值的關(guān)系(函數(shù))的對應(yīng)表。第2對應(yīng)表相當(dāng)于圖17中記載的曲線圖。第1對應(yīng)表以及第2對應(yīng)表與上述的10查找表的產(chǎn)生相同地產(chǎn)生，且被存儲于存儲部60。
[0161]體數(shù)據(jù)中的多個體素的每一個中的體素值具有顏色值、灰度值、亮度值中的至少一個。體數(shù)據(jù)是通過X射線計算機(jī)斷層攝影裝置、磁共振成像裝置、超聲波診斷裝置、X射線診斷裝置中的至少一個產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。
[0162]預(yù)繪制單元66具有邊界確定部。邊界確定部根據(jù)分別與沿著規(guī)定的方向的多個采樣點(diǎn)對應(yīng)的體素值，確定采樣點(diǎn)中的相鄰的2個采樣點(diǎn)(以下，稱為相鄰采樣點(diǎn))之間的不透明區(qū)域的邊界。所謂不透明區(qū)域的邊界例如與圖168中的3—對應(yīng)。邊界確定部中的處理例如與圖11中的階段104及階段106、圖13的階段124對應(yīng)。
[0163]例如，邊界確定部根據(jù)不透明度閾值、分別與沿著視線方向從體數(shù)據(jù)采樣得到的多個采樣點(diǎn)對應(yīng)的體素值、以及第1對應(yīng)表，確定不透明區(qū)域的邊界。不透明區(qū)域的邊界在體數(shù)據(jù)中的多個采樣點(diǎn)中的相鄰采樣點(diǎn)之間(以下，稱為邊界包含范圍)被確定。在視線方向中與不透明區(qū)域的邊界對應(yīng)的點(diǎn)，例如相當(dāng)于從透明區(qū)域(或者半透明區(qū)域)過渡到不透明區(qū)域的過渡點(diǎn)(例如，圖164的156、圖168的3,,)。
[0164]具體而言，邊界確定部通過在不透明度對于體素值的關(guān)系(第1對應(yīng)表)中，比較沿著視線方向從視點(diǎn)到采樣點(diǎn)的每一個累積不透明度而得到的累積不透明度與規(guī)定的閾值，從而確定邊界。另外，邊界確定部將在規(guī)定的方向確定的邊界確定為沿著規(guī)定的方向排列的采樣點(diǎn)的終點(diǎn)。在此，采樣點(diǎn)的終點(diǎn)與不透明區(qū)域的邊界對應(yīng)，例如，與圖168中的
2 05 3(1116 又寸 1?°
[0165]繪制單元64具有不透明度決定部、色調(diào)決定部、梯度決定部、以及繪制處理部。另夕卜，不透明度決定部等也可以屬于預(yù)繪制單元66。另外，繪制單元64也可以具有上述邊界確定部。
[0166]不透明度決定部根據(jù)不透明度相對于在體數(shù)據(jù)中包含所確定的邊界的2個采樣點(diǎn)之間的多個體素值的關(guān)系，決定所確定的邊界(采樣點(diǎn)的終點(diǎn))的不透明度。具體而言，不透明度決定部根據(jù)位于體數(shù)據(jù)中的邊界包含范圍的兩端的2個采樣點(diǎn)的體素值和第1對應(yīng)表，決定相鄰采樣點(diǎn)的每一個的累積不透明度。
[0167]接著，不透明度決定部根據(jù)相鄰采樣點(diǎn)的每一個的累積不透明度和第1對應(yīng)表，決定所確定的邊界處的不透明度。不透明度決定部將所確定的邊界的不透明度向繪制處理部輸出。另外，不透明度決定部也可以將所決定的不透明度向色調(diào)決定部輸出。與不透明度的決定相關(guān)的處理例如與圖13的階段130以及圖16八、圖168對應(yīng)。
[0168]梯度決定部根據(jù)與采樣點(diǎn)的每一個相關(guān)的規(guī)定區(qū)域中的多個體素值，決定分別與采樣點(diǎn)對應(yīng)的多個梯度值。在此，所謂規(guī)定區(qū)域與上述的梯度區(qū)域?qū)?yīng)。具體而言，首先，梯度決定部根據(jù)沿著規(guī)定的方向(虛擬的光線路徑)從視點(diǎn)到各個采樣點(diǎn)對不透明度進(jìn)行累積而得到的累積不透明度、采樣點(diǎn)的位置、采樣點(diǎn)之間的間隔以及規(guī)定的閾值，決定分別與采樣點(diǎn)建立對應(yīng)的規(guī)定區(qū)域的位置。
[0169]接著，梯度決定部根據(jù)規(guī)定區(qū)域所包含的多個體素值，決定分別與采樣點(diǎn)對應(yīng)的多個梯度值。梯度決定部將與采樣點(diǎn)的每一個相關(guān)的梯度值向繪制處理部輸出。另外，梯度決定部也可以將與采樣點(diǎn)的每一個相關(guān)的梯度值向色調(diào)決定部輸出。與梯度的決定相關(guān)的處理例如與圖19的各處理、圖20至圖25對應(yīng)。
[0170]色調(diào)決定部根據(jù)色調(diào)相對于在體數(shù)據(jù)中包含確定的邊界的2個采樣點(diǎn)之間的多個體素值的關(guān)系(圖17所示的第2對應(yīng)表)，決定所確定的邊界的色調(diào)。具體而言，色調(diào)決定部根據(jù)位于體數(shù)據(jù)中的邊界包含范圍的兩端的2個采樣點(diǎn)的體素值、第1對應(yīng)表和第2對應(yīng)表，決定所確定的邊界中的色調(diào)。
[0171]另外，色調(diào)決定部也可以代替第1對應(yīng)表，而使用由不透明度決定部決定的不透明度。色調(diào)決定部將在所確定的邊界決定出的色調(diào)向繪制處理部輸出。另外，色調(diào)決定部也可以使用與采樣點(diǎn)的每一個相關(guān)聯(lián)的梯度值、第1對應(yīng)表以及第2對應(yīng)表，來校正邊界中的色調(diào)。與色調(diào)的決定相關(guān)的處理例如與圖13的階段130對應(yīng)。
[0172]繪制處理部使用與不透明區(qū)域中不包含的采樣點(diǎn)的每一個對應(yīng)的上述體素值、邊界中的不透明度、不透明度相對于沿著規(guī)定的方向的上述體素值的第1對應(yīng)表，對于體數(shù)據(jù)執(zhí)行繪制處理。例如，繪制處理部通過合成沿著通過體的虛擬的光線路徑(規(guī)定的方向)的多個采樣點(diǎn)的每一個以及終點(diǎn)的不透明度，來執(zhí)行繪制處理。繪制處理部通過繪制處理，產(chǎn)生繪制圖像。繪制處理部將所產(chǎn)生的繪制圖像向存儲部、顯示部等輸出。繪制處理例如與圖13的階段136、圖19的階段220對應(yīng)。
[0173]另外，繪制處理部還可以使用與不透明區(qū)域中不包含的采樣點(diǎn)的每一個對應(yīng)的體素值、邊界的色調(diào)、以及色調(diào)相對于沿著規(guī)定的方向的體素值的第2對應(yīng)表，執(zhí)行繪制處理。例如，繪制處理部合成沿著通過體的虛擬的光線路徑(規(guī)定的方向)的采樣點(diǎn)的每一個以及終點(diǎn)的色調(diào)，因此執(zhí)行繪制處理。
[0174]另外，繪制處理部還可以使用分別與采樣點(diǎn)建立了對應(yīng)的梯度值，執(zhí)行繪制處理。此時，繪制處理部根據(jù)梯度值，決定繪制圖像中的多個像素的每一個的陰影值(陰影的貢獻(xiàn)繪制處理部使用所決定的陰影值，產(chǎn)生伴隨有陰影的繪制圖像。
[0175]顯示設(shè)備(顯示部)54顯示通過繪制處理產(chǎn)生的繪制圖像。在顯示部中顯示的繪制圖像例如是圖188示出的圖像、圖26八中示出的圖像。如圖188所示，在通過本實施方式產(chǎn)生的繪制圖像中，與圖18八不同，幾乎沒有產(chǎn)生年輪狀(等高線)偽影。另外，如圖26八所示，在根據(jù)本實施方式產(chǎn)生的繪制圖像中，與圖268不同，特別地，在骨的區(qū)域幾乎沒有產(chǎn)生年輪狀偽影。另外，雖然沒有圖示，但在根據(jù)本實施方式產(chǎn)生的繪制圖像中，幾乎沒有產(chǎn)生陰影偽影。
[0176]根據(jù)以上所述的結(jié)構(gòu)，能夠得到以下那樣的效果。
[0177]根據(jù)本實施方式所涉及的醫(yī)用圖像處理裝置50，在透過繪制處理所使用的體數(shù)據(jù)的多個虛擬的光線路徑的每一個中的多個采樣點(diǎn)，能夠根據(jù)相鄰采樣點(diǎn)的體素值，決定不透明區(qū)域的邊界。接著，根據(jù)本實施方式，能夠使用第1對應(yīng)表，決定虛擬的光線路徑的每一個中的邊界(采樣點(diǎn)的終點(diǎn))的不透明度。另外，根據(jù)本實施方式，能夠使用梯度值、第2對應(yīng)表、所決定的不透明度等決定邊界中的色調(diào)。另外，根據(jù)本實施方式，根據(jù)沿著虛擬的光線路徑從視點(diǎn)到各個采樣點(diǎn)累積不透明度而得到的累積不透明度、采樣點(diǎn)的位置、采樣點(diǎn)之間的間隔以及規(guī)定的閾值，使得通過沿著虛擬的光線路徑的采樣點(diǎn)的移動推遲，能夠移動與梯度值的計算相關(guān)的規(guī)定區(qū)域。即，根據(jù)本實施方式，能夠使用累積不透明度，較窄地決定沿著虛擬的光線路徑的相鄰的規(guī)定區(qū)域之間的間隔。
[0178]因此，根據(jù)本實施方式所涉及的醫(yī)用圖像處理裝置50，在對于體數(shù)據(jù)的虛擬的光線路徑中，能夠決定不透明區(qū)域的邊界，并更準(zhǔn)確地決定所決定的邊界處的不透明度以及色調(diào)。因此，根據(jù)本實施方式，不會產(chǎn)生年輪狀(等高線狀)偽影以及陰影偽影，而能夠產(chǎn)生提高了色調(diào)的精度以及不透明度的精度的繪制圖像。另外，根據(jù)本實施方式，不會大量地消費(fèi)存儲區(qū)域以及處理速度等的處理資源，能夠低成本且高速地產(chǎn)生色調(diào)以及形狀準(zhǔn)確的繪制圖像。
[0179]本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該充分理解，幾個實施例也可以使用具有用于進(jìn)行實施例的方法的能夠執(zhí)行的計算機(jī)可讀命令的計算機(jī)程序，來實踐特定的功能性，但計算機(jī)程序的功能性能夠通過以硬件(例如，使用0^或者基于1個或者多個…1“面向特定用途的集成電路))現(xiàn)場可編程門陣列)、或者圖形處理單元)的形式，或者通過硬件與軟件的混合來安裝。
[0180]針對特定的單元在本說明書中進(jìn)行了記載，但在代替實施例中，能夠通過單一的單元、處理資源或者其他的構(gòu)成要素提供這些單元的1個或者多個功能性，或者，也可以通過2個以上的單元或者其他的構(gòu)成要素的組合來提供由單一的單元提供的功能性。對于單一的單元的表述包含提供該單元的功能性的單一的構(gòu)成要素或者多個構(gòu)成要素，例如包含單元，而不管該構(gòu)成要素是否相互分離，另外，對于多個單元的表述包含提供這些單元的功能性的單一的構(gòu)成要素，例如包含單元、或者提供這些單元的功能性的多個構(gòu)成要素。
[0181]雖然記載了特定的實施例，但這些實施例僅是作為一個例子而提示的，并不用于限定本發(fā)明的范圍。實際上，本說明書中記載的新的方法以及系統(tǒng)可以通過其他的各種方式來具體化，進(jìn)而，在不脫離發(fā)明的要旨的范圍內(nèi)，也可以進(jìn)行本說明書中記載的方法以及系統(tǒng)的方式中的各種的省略、置換以及變更。關(guān)于所附的權(quán)利要求及其等效范圍，包含相應(yīng)的方式以及修正都在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0182]另外，本發(fā)明并不限定于上述實施方式本身，在實施階段中在不脫離其要旨的范圍內(nèi)能夠?qū)?gòu)成要素進(jìn)行變形來具體化。另外，能夠通過上述實施方式中公開的多個構(gòu)成要素的適當(dāng)?shù)慕M合來形成各種發(fā)明。例如，也可以從實施方式所示的全部構(gòu)成要素中刪除幾個構(gòu)成要素。另外，也可以適當(dāng)?shù)亟M合不同的實施方式中的構(gòu)成要素。
【權(quán)利要求】
1.一種醫(yī)用圖像處理裝置，其特征在于，具備: 邊界確定部，根據(jù)與沿著規(guī)定的方向的多個采樣點(diǎn)的每一個對應(yīng)的體素值，確定上述采樣點(diǎn)中相鄰的2個采樣點(diǎn)之間的不透明區(qū)域的邊界； 不透明度決定部，根據(jù)不透明度相對于包含上述邊界的上述2個采樣點(diǎn)之間的多個體素值的關(guān)系，決定上述邊界處的不透明度；以及 繪制處理部，使用與上述不透明區(qū)域中不包含的上述采樣點(diǎn)的每一個對應(yīng)的上述體素值、上述邊界中的不透明度、以及不透明度相對于沿著上述規(guī)定的方向的上述體素值的第I對應(yīng)表,對體數(shù)據(jù)執(zhí)行繪制處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的醫(yī)用圖像處理裝置，其特征在于， 上述醫(yī)用圖像處理裝置還具備色調(diào)決定部，上述色調(diào)決定部根據(jù)色調(diào)相對于包含上述邊界的上述2個采樣點(diǎn)之間的多個體素值的關(guān)系，決定上述邊界處的色調(diào)， 上述繪制處理部還使用與上述不透明區(qū)域中不包含的上述采樣點(diǎn)的每一個對應(yīng)的上述體素值、上述邊界處的色調(diào)、以及色調(diào)相對于沿著上述規(guī)定的方向的上述體素值的第2對應(yīng)表，執(zhí)行上述繪制處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的醫(yī)用圖像處理裝置，其特征在于， 上述醫(yī)用圖像處理裝置還具備梯度決定部，上述梯度決定部根據(jù)與上述采樣點(diǎn)的每一個相關(guān)的規(guī)定區(qū)域中的多個體素值，決定分別與上述采樣點(diǎn)對應(yīng)的多個梯度值， 上述繪制處理部還使用分別與上述采樣點(diǎn)建立了對應(yīng)的上述梯度值，執(zhí)行上述繪制處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的醫(yī)用圖像處理裝置，其特征在于， 上述醫(yī)用圖像處理裝置還具備存儲部，上述存儲部存儲上述第I對應(yīng)表、上述第2對應(yīng)表以及上述體數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的醫(yī)用圖像處理裝置，其特征在于， 上述第I對應(yīng)表根據(jù)上述不透明度相對于沿著上述方向的上述體素值的關(guān)系而被預(yù)先決定， 上述第2對應(yīng)表根據(jù)上述色調(diào)相對于沿著上述方向的上述體素值的關(guān)系而被預(yù)先決定。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的醫(yī)用圖像處理裝置，其特征在于， 上述邊界確定部在上述不透明度相對于上述體素值的關(guān)系中，對累積不透明度與規(guī)定的閾值進(jìn)行比較，來確定上述邊界，該累積不透明度是沿著上述方向到上述采樣點(diǎn)的每一個累積上述不透明度而得到的。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的醫(yī)用圖像處理裝置，其特征在于， 上述梯度決定部根據(jù)累積不透明度、上述采樣點(diǎn)的位置、上述采樣點(diǎn)之間的間隔以及規(guī)定的閾值，決定分別與上述采樣點(diǎn)建立了對應(yīng)的上述規(guī)定區(qū)域的位置，該累積不透明度是沿著上述方向到上述采樣點(diǎn)的每一個累積上述不透明度而得到的。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的醫(yī)用圖像處理裝置，其特征在于， 上述體素值具有顏色值、灰度值，亮度值中的至少一個。
9.根據(jù)權(quán)利要I所述的醫(yī)用圖像處理裝置，其特征在于， 上述體數(shù)據(jù)是由X射線計算機(jī)斷層攝影裝置、磁共振成像裝置、超聲波診斷裝置、X射線診斷裝置中的至少一個產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的醫(yī)用圖像處理裝置，其特征在于， 上述邊界確定部將在上述方向上確定的上述邊界確定為沿著上述方向排列的上述采樣點(diǎn)的終點(diǎn)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的醫(yī)用圖像處理裝置，其特征在于， 上述繪制處理部通過合成上述采樣點(diǎn)的每一個以及上述終點(diǎn)的不透明度，來執(zhí)行上述繪制處理。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的醫(yī)用圖像處理裝置，其特征在于， 上述醫(yī)用圖像處理裝置還具備顯示部，上述顯示部顯示通過上述繪制處理產(chǎn)生的繪制圖像。
13.一種醫(yī)用圖像處理方法，其特征在于， 根據(jù)與沿著規(guī)定的方向的多個采樣點(diǎn)的每一個對應(yīng)的體素值，確定上述采樣點(diǎn)中相鄰的2個采樣點(diǎn)之間的不透明區(qū)域的邊界， 根據(jù)不透明度相對于包含上述邊界的上述2個采樣點(diǎn)之間的多個體素值的關(guān)系，決定上述邊界處的不透明度， 使用分別與上述不透明區(qū)域中不包含的上述采樣點(diǎn)的每一個對應(yīng)的上述體素值、上述邊界處的不透明度、以及不透明度相對于沿著上述規(guī)定的方向的上述體素值的第I對應(yīng)表,對體數(shù)據(jù)執(zhí)行繪制處理。
【文檔編號】G06T7/00GK104299222SQ201410342376
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年7月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月19日
【發(fā)明者】A·默里, M·瓦倫伯格 申請人:株式會社東芝, 東芝醫(yī)療系統(tǒng)株式會社