利用已知传递函数的体呈现优化制造技术

本发明专利技术题为“利用已知传递函数的体呈现优化”。公开了一种图像处理方法，该方法通过以下步骤来执行：接受体素阵列，该体素包括表示三维对象的物理特性的数据；将该体素阵列分割成分别满足预定标准的多个区域性体素子阵列；将该子阵列变换为相应的三角形网格，该网格具有围绕该子阵列并且截断该子阵列的外部体素的三角形；以及将该三角形网格呈现在显示器上。

【技术实现步骤摘要】
利用已知传递函数的体呈现优化版权声明本专利文献的公开内容的一部分包括受版权保护的材料。版权所有者不反对任何人照专利和商标办公室专利文件或记录原样复制本专利文件或专利公开内容，但除此之外版权所有者保留所有相关的版权。
技术介绍
1.
本专利技术涉及图像数据处理。更具体地，本专利技术涉及基于图像数据的三维结构的建模和呈现。2.相关技术描述表1中给出了本文使用的某些首字母缩略词和缩写的含义。表1：首字母缩略词和缩写CAT计算机轴向断层摄影DICOM医学诊断成像和通信ECT发射型计算机断层摄影GPU图形处理单元HLSL高级着色语言MMI多模态成像NMR核磁共振表示实体内部的规则网格位置处的一个或多个物理特性的三维数据阵列可通过非侵入式方法诸如计算机轴向断层摄影(CAT)x射线扫描系统、通过核磁共振(NMR)成像系统、或通过其他非侵入式机制诸如超声、正电子发射型断层摄影(PET)、发射型计算机断层摄影(ECT)和多模态成像(MMI)来获得。这些技术中的每种为实体对象的一系列切片中的每个产生平面的、网格状的值阵列，从而提供这些值的三维阵列。通常，实体对象为人体或其部分，但该方法同样适用于其他自然或人工主体。就CAT扫描而言，物理值将为x射线吸收系数。对于NMR成像而言，物理值将为自旋-自旋或自旋-晶格弛豫时间。在任何情况下，所测得的物理值反映了下面物理结构的组成、密度或表面特性的变化。这种三维数据阵列通常由分布在主体内的立方体或平行六面体晶格中的规则位置处的多组三维(x,y,z)坐标构成，并且至少一个物理特性值(Vxyz)与坐标位置中的每个相应位置相关联。每组立方体相邻的八个此类位置限定称为“体素”的立方体体积，该体素具有被指定用于这八个体素顶点中的每个的物理特性值。继而，每个体素“邻域”包括体素自身和共享公共面的紧邻的六个体素；因此，体素邻域为包括七个体素的具有与体素顶点相关联的32个物理值的立方体体积。例如得自MRI或CT扫描的DICOM文件包括呈3D体素形式的大量数据，其中每个体素具有一个值，诸如就CT扫描而言的亨氏单位值。通常，数据被生成为切片，并且其可以切片形式呈现在屏幕上。但是，为了转换数据以使其可被更清楚地观察，需要对数据进行分割，使得例如骨的体素可与皮肤的体素区分开。分割的数据随后被呈现为体积。即使这样做，由于涉及大量数据，任何处理(诸如旋转骨(已被呈现为体积)的图像以使其可从不同角度进行观察)仍为耗时的，甚至对于现代快速计算机亦是如此。授予Cline等人的美国专利4,710,876描述了表示多边形并且具体地三角形表面的坐标值的生成，该专利以引用方式并入本文。这些多边形表面邻近期望表面与三维体积元素诸如体素的交点。利用限定在三维网格结构的八个顶点处的八个值来生成八位向量。该向量被用作地址以快速地生成坐标值。在每个体素元素(由八个立方体相邻的网格点限定)中，目标为限定将内含顶点与除外顶点分开的表面。描述于美国专利4,710,876中的技术被称为“移动立方体”方法。医学图像的分割已被提出用于区分多个器官，以作为执行进一步搜索来识别可疑病灶的策略。例如，HuiSun等人的美国专利申请公布2009/0116709描述了通过在医学图像数据内产生多个行进区域来分割图像数据。对该多个行进区域执行区域水平分割。可对该多个行进区域的子集执行体素水平分割。可由快速移动算法来计算有关哪些体素或像素相似的决定。
技术实现思路
本专利技术的实施方案采用多个步骤来缩短从任何所选择的方向查看文件所涉及的时间。时间缩短依赖于下述事实，即当数据为三角形形式时，图形处理单元(GPU)能够极其快速地处理数据。从DICOM文件的体素生成三角形网格。平行射线由体素生成并根据它们的源进行编码。例如，表示骨组织的体素可被编码为1并且非骨体素可被编码为0。与网格相交的射线可根据组织的物理特性(诸如X射线吸收率)来导致像素颜色被分配给骨组织。类似地，编码和颜色被分配给图像的其他组织。每个像素的颜色为与入射到网格中的该像素的一条或多条射线相关的所有颜色的合成色。在处理文件中的对象的图像时，GPU需要仅作用于网格的三角形，而非体素。这导致对象的呈现和旋转被加速最多达400％。根据本专利技术的实施方案，提供了一种图像处理方法，该方法通过以下步骤来执行：接受体素阵列，该体素包括表示三维对象的物理特性的数据；将体素阵列分割成分别满足预定标准的多个区域性体素子阵列；将子阵列变换为相应的三角形网格，该网格具有围绕子阵列并且截断子阵列的外部体素的三角形；以及将三角形网格以一系列旋转视图呈现在显示器上。根据所述方法的一个方面，分割体素阵列是通过射线行进来进行的。根据所述方法的另一个方面，变换子阵列是通过对子阵列执行移动立方体算法来进行的。根据所述方法的另一个方面，构造三角形网格是通过执行球枢转算法来进行的。根据所述方法的另一个方面，变换子阵列是通过执行Delaunay三角形划分算法来进行的。根据所述方法的另一个方面，呈现三角形网格包括将相应的光学特性分配给子阵列并且将光学特性的合成体呈现在显示器上。根据所述方法的另一个方面，光学特性为伪彩色。根据本专利技术的实施方案，还提供了一种图像处理设备，该图像处理设备包括处理器、显示器、数据输入接口、图形处理单元、处理器可访问的存储程序模块和数据对象的存储器，其中程序模块的执行致使处理器执行以下步骤：接受体素阵列，该体素包括表示三维对象的物理特性的数据；将体素阵列分割成分别满足预定标准的多个区域性体素子阵列；将子阵列变换为相应的三角形网格。网格包括围绕子阵列并且截断子阵列的外部体素的三角形，其中图形处理单元将三角形网格以一系列旋转视图呈现在显示器上。附图说明为更好地理解本专利技术，就本专利技术的详细说明以举例的方式做出参考，该详细说明应结合以下附图来阅读，其中类似的元件用类似的参考标号来表示，并且其中：图1为根据本专利技术的实施方案的示出射线行进算法的图；图2为根据本专利技术的实施方案的操作GPU或其他显示处理器的方法的流程图；图3为根据本专利技术的实施方案的类似于图1的示出体素阵列的分割的图；图4为根据本专利技术的实施方案的类似于图3的示出有关体素片段的三角形网格的图；图5为类似于图4的示出导出三角形网格的体素的图；图6为根据本专利技术的实施方案的示出由点云进行体积重建的步骤的系列图；图7为根据本专利技术的实施方案的示出多个网格的图形处理的合成示意图；并且图8为根据本专利技术的实施方案的适用于执行图形处理的计算系统的框图。具体实施方式在以下描述中，列出了许多具体细节，以便提供对本专利技术的各种原理的全面理解。然而，对于本领域的技术人员而言将显而易见的是，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像处理方法，包括以下步骤：/n接受体素阵列，所述体素包括表示三维对象的物理特性的数据；/n将所述体素阵列分割成分别满足预定标准的多个区域性体素子阵列，所述子阵列具有外部体素；/n将所述子阵列变换为相应的三角形网格，所述网格具有围绕所述子阵列并且截断所述子阵列的所述外部体素的三角形；以及/n将所述三角形网格以一系列旋转视图呈现在显示器上。/n

【技术特征摘要】
20181231 US 16/2369641.一种图像处理方法，包括以下步骤：
接受体素阵列，所述体素包括表示三维对象的物理特性的数据；
将所述体素阵列分割成分别满足预定标准的多个区域性体素子阵列，所述子阵列具有外部体素；
将所述子阵列变换为相应的三角形网格，所述网格具有围绕所述子阵列并且截断所述子阵列的所述外部体素的三角形；以及
将所述三角形网格以一系列旋转视图呈现在显示器上。


2.根据权利要求1所述的方法，其中分割所述体素阵列是通过射线行进来进行的。


3.根据权利要求1所述的方法，其中变换所述子阵列是通过对所述子阵列执行移动立方体算法来进行的。


4.根据权利要求1所述的方法，其中构造三角形网格是通过执行球枢转算法来进行的。


5.根据权利要求1所述的方法，其中变换所述子阵列是通过执行Delaunay三角形划分算法来进行的。


6.根据权利要求1所述的方法，其中呈现所述三角形网格包括将相应的光学特性分配给所述子阵列并且将所述光学特性的合成体呈现在所述显示器上。


7.根据权利要求6所述的方法，其中所述光学特性为伪彩色。


8.一种图像处理设备，包括：
处理器；
显示器；
数...

【专利技术属性】
技术研发人员：B科恩，L扎尔，A特格曼，NS卡茨，
申请(专利权)人：韦伯斯特生物官能以色列有限公司，
类型：发明
国别省市：以色列;IL