CN101073097B - 多体探查系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明披露了多体积探查的方法和系统。第一3D体积在第一区域中呈现。一个或多个表示显示在第二区域，每个表示代表2D影像的一个层叠。第一层叠表示来自第一3D体积的一定取向的一个或多个2D影像截面。每个其它层叠包括来自与所述第一3D体积相关的3D体积的相同取向的一个或多个2D影像截面。

Description

多体探查系统和方法

本发明要求申请日为2004年4月15日的临时专利申请号60/562,262的优先权，该申请的内容以全文形式被结合入本文。

背景技术

1.技术领域

本发明主要涉及数据探查的系统和方法以及采用本发明的系统。具体地讲，本发明涉及显现和探查3D或4D体数据的方法和系统以及采用本发明的系统。

2.相关技术说明

三维(3D)成像数据通常以切片形式获得。可以检查这些切片以隐现致密的3D组织空间。例如，在医学成像中，用户可通过检查相应的影像切片来观察物体的横截面。此外，多相体积扫描和/或时序体积在研究结构动力学中已经变得越来越流行。这样大量数据的可利用率使得相关当事人很难，如果不是不可能，充分利用这些信息。通过检查单独2D切片从更高维空间中的数据提取有用信息通常需要专门技术。业已开发了辅助探查3D或4D数据的工具。尽管现代体积呈现技术已有很大的改进，但没有工具提供直观而容易的方式通过有效导航3D或4D空间的切片帮助用户探查3D/4D数据。

医学是3D或更高维数据通常使用的领域。一些现代医学软件包能够为2D影像提供多个视窗并允许用户从任意角度观察切片。其他更先进的系统支持3D视窗，可呈现3D物体。但是，用户只能在该3D窗口察看3D数据而不能编辑所述3D数据。另外，这些系统不提供显示的2D切片与3D数据之间的相互关系。结果，用户经常需要在3D物体和2D视图之间来回切换，不仅妨碍用户注意力，还造成下面流程的中断。另外，当存在多体积时，使用传统的工具以直观和连贯的方式探查4D数据会更加困难。另外，在医学领域，融合包含在多体积中的信息以便检测任何异常有时侯是很重要的。例如，肝部机能障碍的影像或体积中的灰度图形经常随时间而变化。为了获得正确的诊断，能够在不同体积观察和关联该灰度变化是至关重要的。融合来自不同体积的信息来获得整合的证据以协助诊断决策也是重要的。可惜，传统的系统不提供能使用户这样做的工具。

附图说明

本文要求保护和/或描述的发明进一步通过示例性实施例加以描述。这些示例性实施例结合附图进行详细描述。这些实施例是非限定性的示例性实施例，其中所有附图的多个视图中相同的附图标记代表类似结构，其中：

图1描述了根据本发明的一个实施例，分层次布局扩展的示例性示意图；

图2示出根据本发明的一个实施例，具有可被设定为不同观察模式的平面的示例性3D空间；

图3示出根据本发明的一个实施例，与3D空间中的3D平面相关的示例性3D控制面板；

图4示出根据本发明的一个实施例，具有多个按钮分布的示例性3D控制面板的视图；

图5示出根据本发明的一个实施例，示例性影像融合控件的组成；

图6示出根据本发明的一个实施例，影像融合控件的示例性呈现；

图7示出根据本发明的一个实施例，具有将权重分配给相应多个数据集的多个影像融合控件；

图8示出根据本发明的一个实施例的示例性3D影像融合控件；

图9是根据本发明的一个实施例的示例性程序的流程图，其中3D体积通过3D控制面板以连贯方式被显现并处理。

图10描述了根据本发明的一个实施例，通过3D控制面板便于3D体积显现和处理的示例性系统构成。

具体实施方式

本发明涉及3D体积探查的方法和系统。本文披露了多体探查(MVE)的方法和系统，使配位3D数据能够显现和处理。描述了图形用户界面，提供分层次布局扩展能力，具有影像数据结构，允许用户以动态和连贯的方式检查多个3D体积和相应的2D截面数据。控制数据显现和处理的3D控制面板直接嵌入3D空间，其中3D数据是可视的。来自多个数据集的信息可通过多个影像融合控件以影像方式融合。

图1描述了根据本发明的一个实施例，分层次布局扩展的示例性示意图。在该示例性示意图中，示出了四种不同扩展布局结构。2D显示区101示出了一种扩展结构。在该结构中，3D体积在显示区域105呈现。在分开的显示区域106中，显示了一个或多个图标表示，106-a，106-b，...106-c。每个图标表示代表一个2D截面影像层叠。截面2D影像是指以特定视角在特定3D位置从3D体积截面获得的影像。呈现在105的3D体积可能具有其他相关的对应3D体积，如时间序列或在不同相位得到的3D数据。每个层叠包括从这些多个3D体积之一以特定视角观察获得的截面影像。例如，一个层叠可以包括3D体积的所有水平截面。不同的层叠可以包括来自其它相关3D体积的相应2D水平截面。用户可以指定具体视角，用来在显示区域105中形成这些2D层叠，所述显示区域105呈现体序列中的一个3D体积。关于用户如何指定具体的视角将结合图2在下面进行讨论。

图2示出了根据本发明的一个实施例，具有可被设定为不同观察模式的一定取向平面的示例性3D空间201，以便显现部分3D数据。在示例性3D空间201中，可以存在一个或多个平面(每个以一定方向)，用于切过3D体积，以取得截面的2D视图。平面的数量可以按需而定，并且每个平面可以任意方向放置。在所示实施例中，示出了三个正交平面201-a，201-b和201-c。每个所述3D平面从一定视角切过3D空间201。例如，平面201-a水平切割3D空间201。平面201-b以一定深度切割3D空间201。平面201-c将3D空间201切割为左右两部分。

在一些实施例中，可以提供用户控制每个平面在3D空间201中放置位置的工具。还可以提供用户同时移动所有三个平面的工具。例如，用户可以点击2D截面影像上的特定位置，以使三个正交平面自动移位至作为其新原点的位置。可以在平面之一的截面视图上或一叠2D影像中的2D截面影像上进行点击。当存在一个以上平面时，用户还可以通过点击所需平面来选择焦平面。该用户还可以移动或旋转该平面以形成所需的视角。

还可以提供工具，以使用户可以为平面设定表现模式。在一个实施例中，所述表现模式可以包括不透明模式，透明模式和隐形模式。如图2所示，在3D空间201的所有三个平面是不透明模式。在图2的另一个示例性3D空间202中，平面202-a是不透明模式，平面202-b是透明模式，而平面202-c是隐形模式。当平面处于不透明模式时，由切平面产生的截面(例如，205)可以灰度亮度显现。当平面处于透明模式时(例如，平面202-b)，它可允许透明可见，产生透明的影像。这种透明视图可采用一种色调或纹理来实现，如图2中所示的平面202-b。当平面处于隐形模式时，则没有影像是可见的。

平面的表现模式可根据需要设定和改变。在一些实施例中，每个平面可与固有模式设定或变换机制相关。在这种情况下，用户可点击该平面，并且每次点击可表示一种不同的模式，从而当点击到所需模式设置时，所需的模式就可被设定。所述固有模式变换机制还可以嵌入显示3D体积截面的区域内。在这种情况下，用户可以点击该区域的任何地方以变换模式，而作用于底平面上的截面时，变换效果立即可见。该固有模式变换机制还可嵌入与所述底平面有关的3D控制面板(如下文中所述)。

不同的平面可独立设定为不同的模式，以便于适宜观察数据。例如，当一个平面处于不透明视图而另一个平面处于透明模式时，位于透明平面之后不透明平面上的部分影像是可见的。当不透明平面在3D空间移动时，它从不同角度切过3D体积，生成不同的截面。通过适当地放置平面并设定其模式，用户可以灵活地观察3D体积的不同截面。

包含在层叠中的截面影像在切平面移动时变化。在一些实施例中，对应所呈现3D体积在层叠最上面的2D影像是由切平面生成的截面。来自与所呈现3D体积相关的3D体积的其它层叠的最上面影像是与切平面生成截面处于相同位置的截面影像。

在显示区域101所示的结构，显现在区域105和区域106的数据是相互关联的。当一个变化时(例如，区域105中的平面在不同位置切割)，其他(例如，来自不同体积的截面影像层叠)相应地变化。当序列中的体积多于106的子区域数时，可在显示区域101提供滚动机制，以使所有体积的层叠可见。

在图1中的显示区域102示出了不同的示例性分层次布局扩展结构，其中选定层叠中的影像可以在显示区域107扩展为全视图。显示区域107可与其它显示区域，例如显示区域105和显示区域106重叠。选定层叠中的2D影像可以显示在区域107的不同子区域，例如，107-a，107-b，...，107-c。选定层叠的2D截面影像的显现顺序可以，例如根据基本3D体积的截面顺序来确定。显现单个截面的每个子区域的大小可根据不同的标准来确定。例如，可以根据包含在基本体积中的截面数量来确定。也可以根据其它标准来确定。例如，包含选定层叠表示的子区域大小可用作默认大小。当子区域数目小于给定的特定子区域大小的层叠截面数时，可提供允许用户滚动(例如，从左到右的方向)经过所有2D影像的工具。

在一些实施例中，当选定层叠中的2D影像显现在区域107与其它显示区域重叠的区域时，可允许用户在不同显现模式之间循环。例如，当显现2D截面影像的子区域重叠呈现3D体积(如所示区域102)的区域时，可提供允许用户在任一数据集(3D体积或截面影像)来回切换正视图和后视图的工具。

图1中的显示区域103示出了根据本发明的一个实施例，另一个示例性分层布局扩展结构。在该示例性结构中，显示区域105用于显现来自选定层叠的多个2D截面影像，而3D体积以收缩形式呈现在显示区域106的一个子区域(例如，子区域106-a)中。在该示例性结构中，显示了四个选定的截面影像，占据了显示区域105的四个象限。也可以根据用户的选择采用或选取其它配置。例如，可以在同一显示区域同时显现16个截面影像。类似地，可以提供允许用户滚动的工具，以便观察不同截面。这种滚动机制可以允许上下滚动，左右滚动，或其结合。一种特殊的情况是单个截面影像显现在整个显示区域105中，如图1的显示区域104中所示。可提供允许用户选择一个截面以全视图的方式显示在显示区域105的工具。

其它结构也可以实现这种配位的4D，3D和2D数据的显现和处理。用户可通过，例如一些屏幕上的控制(未示出)，在不同扩展结构间切换。根据本文所述的可视化方案，用户可在4D空间导航浏览数据，直接在3D视图而不是在分开的2D空间观察3D体积的内部，并检查其他3D体积的配位内部部分。不同数据之间的空间关系被嵌入影像显示中，使用户能够有效地探查高维数据，而不需要在脑海中重建3D视图。

本文所描述的数据可视化方案为3D物体(区别于3D体积)提供了类似的支持。分割算法经常产生3D二元物体，或关注体积(VOI)。当该3D二元物体/VOI与三个正交平面一起显现时，二元3D物体/VOI的截面轮廓可在切平面和相关2D截面影像层叠中显现。

为进一步方便数据处理，提供了3D控制面板，用户可通过它直接在3D空间自行控制数据的显现和处理。在一些实施例中，3D呈现区域105中的每个切平面可以具有嵌入式3D控制面板。图3示出根据本发明的一个实施例，在3D空间300中的示例性3D控制面板310。在该示例性配置中，示出了切过3D空间300的三个平面301,302,303。示出了嵌入平面301的3D控制面板310。

在一些实施例中，所述3D控制面板310可呈现在平面边界周围。该3D控制面板310可以是三维物体，并且当其嵌入平面时其形状可根据需要改变。例如，当平面具有四个边时，嵌入的3D控制面板的整体形状也可以具有四个边。如果平面具有圆形边界，则该3D控制面板的整体形状可以是圆形。3D控制面板310的不同部分可以具有不同的形状。例如，当3D控制面板的整体形状是矩形时，不同的边可具有不同的形状：该3D控制面板的一边可呈现为具有圆形截面的3D圆柱，而其它为具有方形截面的方形管。当3D呈现区域105中有多于一个3D控制面板时(嵌入不同平面)，每个可被颜色和/或纹理编码。每个控制面板可以这样的方式嵌入平面，以便该面板从任意观察角度均可见。

在一些实施例中，所述3D控制面板310可以在其被呈现的3D空间内移动。这种移动包括平移，旋转，缩放，或其任意组合。该3D控制面板310可独立于其围绕的平面移动。另外，该3D控制面板310还可以这样的方式嵌入，以使该3D控制面板与其围绕的平面(例如，图3中的平面301)一同移动。可提供允许用户通过移动3D控制面板来移动带有嵌入式3D控制面板的平面的工具。另外，可通过移动嵌入平面来移动3D控制面板。

为利用3D控制面板310进行数据处理控制，在3D控制面板中/上可以有一个或多个按钮/开关。图4示出了根据本发明的一个实施例，各种控制按钮分布在3D控制面板310上的示例性配置。该示例性配置包括体积切换按钮404，体积播放控制按钮405，缩放/比例控制按钮406，影像融合控件激活按钮408，和体积锁定/解锁按钮409。所述体积切换按钮404使用户能够选择多个3D体积中的一个以在呈现区域(例如，显示区域105)中显现。这些按钮的数量可对应特定3D序列中的体积数量。例如，如果在序列中有三个体积，可以提供三个体积切换按钮，每个按钮对应一个体积，提供选择工具以允许用户选择。体积切换按钮可以这样的方式实现，使得点击可完成选定相关的3D体积。另外，所有体积可用单个体积切换按钮。点击该单个体积切换按钮可激活另一个选择机制，例如弹出(所有体积的)选择列表，允许用户从该选择列表中作出选择。

体积播放控制按钮405用于控制如何播放体积。这类按钮可能与VCR播放器的播放控制按钮类似。例如，体积播放控制按钮可以是播放按钮，前进按钮，快进按钮，快退按钮，或停止按钮。在一些实施例中，还提供了控制体积播放速度的工具。此外，还可提供用户手动浏览3D体积的平行截面的工具。这种体积播放控制按钮有助于用户以灵活的方式根据需要观察数据。

可能有一个或多个缩放控制按钮406分布在3D控制面板310周围。具有一个以上这样的按钮更方便用户在最靠近，例如鼠标的位置控制缩放。当有多个缩放按钮时，每个可被指定用于特定的显示区域。例如，一个缩放按钮可用于缩放呈现在3D呈现区域(例如，105)的数据，而另一个缩放按钮可被指定用于特定层叠的截面影像。还可优化缩放按钮的布置，以使每个指定的缩放按钮最接近于其有效区域。

有了所示的3D控制面板310的示例性结构，用户可以点击面板区域407，以便移动下面的平面。当平面移动时，它切过3D体积的不同截面，并且运动中每个截面在平面上可见。这样，通过在3D控制面板上的简单拖动操作，用户可以直观查看垂直于平面方向的3D体积的所有截面。当对嵌入其它平面的3D控制面板进行类似操作时，用户可以从不同视角查看3D体积的截面。

体积锁定/解锁按钮409可用于控制是否将3D体积与基本平面彼此锁定。该体积锁定/解锁按钮409可作为双态元件，具有两种交替的状态：锁定状态411和解锁状态412。当体积锁定/解锁按钮处于锁定状态411时，呈现在显示区域105中的3D体积与基本平面锁定。在锁定状态411下，3D体积和平面总是同时移动。例如，在锁定状态下，如果用户拖动基本平面，3D体积与之一起被拖动。这样，3D体积与平面的相对位置在移动前和移动后没有变化，因此在所有层叠中的2D截面影像保持不变。

在解锁状态412下，3D体积和基本平面可彼此独立移动。当出现独立移动时，3D体积与平面的相对位置变化，从而显现在平面上的截面也会变化。在一些实施例中，平面切割的截面可以在任何一个移动时迅速更新。在其它实施例中，平面上的截面在运动完成之后(例如，通过在特定一段时间内没有移动来衡量)才会更新。除了平面上的截面之外，当3D体积或平面移动时，每个层叠中的2D截面影像也会变化。在一些实施例中，层叠中的2D截面影像在仍旧有运动时就迅速更新。在其它实施例中，层叠中的2D截面影像在运动完成之后才被更新。

所述锁定/解锁状态可以影响由，例如3D控制面板上的其他按钮激活的操作。例如，它可能影响缩放操作。在锁定状态411下，3D体积受缚于平面或3D控制面板框。在这种情况下，对于部分3D体积的放大操作效果可能是放大整个框，包括3D体积和平面/3D控制面板。就是说，在锁定状态下，用户可简单拖动3D控制面板的边界，以便在3D体积上产生放大效果。这与在解锁状态下对3D体积的相同部分进行相同操作的效果不同，在解锁状态下，尽管3D体积部分被放大，但平面/3D控制面板框仍然保持不变。对于3D体积的旋转或平移运动也是类似的关系。如果3D体积与3D控制面板框锁定在一起，当其旋转/平移时，整个框也会旋转/平移。

锁定/解锁按钮的状态也限制了用户通过其嵌入式3D控制面板(通过拖动407)移动平面以浏览或察看由运动平面产生的不同截面的能力。这种能力只有在3D体积和平面/3D控制面板可以彼此独立移动时才有可能。就是说，3D控制面板设定在解锁状态。

可用激活一个或多个影像融合控件的按钮408来方便用户控制如何将来自不同数据集的信息进行融合或整合。要整合的信息可包括数据本身或其特征。在一些情形，整合可用于不同体积。在其它情形，整合可用于来自相同体积或不同体积的不同截面。当按钮408被激活时，一个或多个影像融合控件可在适当位置，例如，在显示区域105显示。该适当位置可以是预定的，或当有足够显示地方呈现影像控件时可以调整确定。

可用影像融合控件分配权重给要整合的每个数据集中的数据或其特征。整合可采用多数据集的加权总和的形式以获得融合信息。所有分配给整合数据集的权重总计为一个或某个值。图5示出根据本发明的一个实施例，示例性影像融合控件的组成。所述示例性影像融合控件的组成包括权重系数控制器500，其包括杆段501，手柄502，和滑杆503。所述权重系数控制器500的杆段501表示与手柄502相关的加权值。滑杆503有两端，504和505，一端对应加权值的下限，例如零，而另一端对应表示所有权重总和的一个或某个值。沿滑杆503可以排列一个以上权重系数控制器，每个具有自己的杆段对应不同加权值。

图6示出根据本发明的一个实施例，影像融合控件600的示例性呈现。在该示例性影像融合控件600上，具有多个相对滑杆位于不同位置的手柄。一组手柄650位于位置P0，可对应滑杆的零端。手柄620位于位置P1，另一手柄610位于位置P2。每个手柄可使用不同颜色和/或纹理显现，并可以沿滑杆滑动。在一些实施例中，滑杆的总长度可对应一固定值(例如，一个或某个固定值)。在这种情况下，与手柄相关的权重可根据手柄和其最近手柄之间的距离确定。例如，假设从位置P1到位置P2构成滑杆的总长度，P0和P1之间的距离为W1，P1和P2之间的距离为W2。与手柄610相关的权重可被计算为W2/(W1+W2)，而与手柄620相关的权重可被计算为W1/(W1+W2)，其中W1+W2是与滑杆相关的固定值。

在一些实施例中，呈现在滑杆上的权重系数控制器的数量是可调整的。例如，它可根据要整合的数据集数来确定。为利用影像融合控件产生每个数据集的权重，若干权重系数控制器可最初位于滑杆的零端。用户可抓住权重系数控制器的手柄并使其沿滑杆滑动。在一些实施例中，所述滑动是从左向右。权重系数控制器越向右滑动，加权值就越大。当权重系数控制器的杆段具有非零长度时，它不与其它任何权重系数控制器重叠。当滑杆上有不止一个非零长度的权重系数控制器时，只要一个权重系数控制器的位置变化，例如杆段长度增加或权重增加，其它控制器的位置会自动变化，例如，其它控制器的权重降低，因为所有权重的总和是固定值，例如1。在另一个实施例中，滑动可以从右向左。在一些实施例中，滑动可从滑杆的零端开始。在另一些实施例中，滑动可以从另一端开始。在任何一种情况，可以相应设计与权重系数控制器相关的权重的适宜计算。

当权重系数控制器沿滑杆滑动时，可以看到与其滑动位置相关的权重值。图7示出了根据本发明的一个实施例，通过影像融合控件看到获得权重的示例性工具。在第一示例性控件710，表示与控制器相关的权重的数值显示在控制器的杆段上(例如，在控制器的手柄和与其最邻近的手柄之间，朝向例如滑杆的零端)。例如，控件710上与权重系数控制器720相关的权重显示在控制器720的杆段位置720-a处(在控制器720和滑杆的零端之间)。与控制器730相关的权重显示在控制器730的杆段位置730-a处(在控制器730和控制器720之间)。

在另一个实施例中，与权重系数控制器相关的权重可以显示在该权重系数控制器的手柄上。例如，在示例性控件740上，与控制器750相关的权重显示在控制器750的手柄750-a上，而与另一个控制器760相关的权重显示在控制器760的手柄760-a上。在另一个实施例中，与权重系数控制器相关的权重可以显示为来自控制器手柄的标注。这在控件770示出，其中与控制器780相关的权重显示为来自控制器780的手柄780-a的标注，而与另一个控制器790相关的权重显示为来自控制器790的手柄790-a的另一个标注。

图8示出了根据本发明的一个实施例，示例性3D影像融合控件800的透视图。该示例性3D影像融合控件800包括多个3D手柄，810，820，...，840和850，以及3D滑杆830。每个手柄可沿3D滑杆830滑动，从3D滑杆的一端开始并沿3D滑杆在一定位置停止。可以根据本文所述的方法类似确定并显示与控制器相关的权重。当手柄滑动时或在滑动停止后可迅速显示权重。

图9是根据本发明一个实施例的示例性程序的高级流程，其中通过3D控制面板以连贯方式显现并处理体数据。在该示例性高级流程中，在910，3D体积被呈现在显示区的第一区域。在该第一区域中，可以有一个或多个不同取向的平面切过3D体积并允许以某个表现模式显现不同截面的2D视图。在显示区域的第二区域中，对于不透明模式的平面，提取来自不同体积的2D影像截面，对应每个体积进行组织，并在920以层叠显示，每个对应一个体积。在930，在第一区域的平面呈现3D控制面板，其中该3D控制面板包括一个或多个控制按钮，其在3D控制面板上所呈现的位置和方向使得用户视野可以看到。用户可以操作3D控制面板的按钮以完成不同的数据处理操作。在940可以发出和接收通过3D控制面板的按钮执行相关操作的指令。根据接收到的指令，在950进行相应的数据处理操作。

图10描述了根据本发明的一个实施例，通过3D控制面板便于数据处理的系统1000的示例性构成。系统1000包括显示器1010，图形用户界面(GUI)控制器1015，数据库1020，数据检索机制1025，多个呈现机制(3D数据呈现机制1030，2D影像层叠呈现机制1035，2D截面影像呈现机制1040，3D控制面板呈现机制1045，和控件呈现机制1055)，3D控制面板管理器1050，和数据处理机制1060。用户1005可通过显示在显示器1010上的用户界面与系统1000交互。GUI控制器1015可控制系统1000和用户1005之间的交互。当用户1005希望察看某些数据时，GUI控制器1015在接收到该请求后激活数据检索机制1025，以从数据库1020中取回所需要的数据。根据所取回的数据特性和/或用户的选择，可调用一个或多个数据呈现机制以将取回的数据呈现在显示器1010上。可以动态进行数据呈现，并且呈现的数据也可以变化。例如，当用户1005旋转3D体积时，需要更新最初的呈现以反映由于旋转而引起的数据变化。相应地，由于旋转，要呈现的2D截面也会变化。

所述数据呈现机制(1030，1035，和1040)不仅可以执行数据呈现，还可以根据来自GUI控制器1015的信息迅速确定需要访问、处理和显示的数据。在一些情况下，当对数据进行某些处理时，例如，通过数据处理机制1060，被处理的数据可能还需要再次呈现，以反映数据处理结果。在其他情况下，对3D控制面板的一个操作可能导致需要再次呈现数据。例如，当用户1015点击缩放按钮以放大部分3D体积时，需要再次呈现那部分3D体积。

3D控制面板呈现机制1045用于在显示器1010上呈现3D控制面板。它可在不同情况被调用。例如，每当3D控制面板与移动平面一起旋转时，可能需要再次呈现。另外，3D控制面板呈现机制1045能够确定如何呈现3D控制面板上的按钮，以便不管3D控制面板的定向用户1005都能看见这些按钮。

3D控制面板管理器1050用于完成用户1005通过3D控制面板上的不同按钮发出的不同操作请求。当从GUI控制器1015接收到该请求，3D控制面板管理器1050确定系统1000的哪部分可完成该请求，并随后调用该部分。例如，当按下用于激活影像融合控件的按钮时，3D控制面板管理器1050从GUI控制器1015接收到该信息后，可相应调用控件呈现机制1055，以呈现影像融合控件并且与用户1005交互，以获得权重并将其分配到不同的数据集。在一些情况，用户1005还可通过3D控制面板请求对数据进行某个数据处理。当接收到该请求时，3D控制面板管理器可以调用数据处理机制以完成所需的处理。

尽管结合某些图示实施例对本发明进行了描述，本文所使用的文字是说明性的文字，而非限定性的文字。在所附权利要求书的范围内，在不背离本发明的范围和构思的前提下可对其改变。尽管结合特定的结构，过程和材料对本发明进行了描述，本发明并不限于所披露的细节，而是可以多种形式体现，其中某些形式可能与所披露的实施例差别很大，并且延伸至所附权利要求书范围内的所有等同结构，过程和材料。

Claims (65)

1.一种处理3D数据的方法，包括：

在第一区域呈现第一3D体积；

呈现嵌入3D控制面板的3D平面，其中所述3D控制面板嵌入在切过3D体积的切平面中，所述第一3D体积被具有一定取向的所述切平面切割，产生所述第一3D体积的截面；和

在第二区域显示一个或多个表示，每个表示代表一个2D影像层叠，其中，

第一层叠包括来自所述第一3D体积的被所述一定取向的切平面切割而产生的一个或多个2D影像截面，

每个其它层叠包括来自与所述第一3D体积相关的3D体积的被所述一定取向的切平面切割所产生的一个或多个2D影像截面，和

所述3D控制面板具有一个或多个按钮，用于处理至少第一3D体积。

2.根据权利要求1的方法，其中：

在所述第一层叠最上面的2D影像对应所述第一3D体积在一定位置和一定取向上的截面；和

在所述每个其它层叠最上面的2D影像对应与所述第一3D体积相关的3D体积在一定位置和一定取向上的截面。

3.根据权利要求1的方法，其中在所述3D空间有三个切平面且它们彼此正交。

4.根据权利要求1的方法，其中切平面是不透明表现模式，透明表现模式，和隐形表现模式之一。

5.根据权利要求4的方法，其中处于透明表现模式的切平面通过使用色调显现。

6.根据权利要求1的方法，其中2D影像层叠的每个表示可以是非层叠的，以使来自所述层叠的一个或多个2D影像以全视图显示。

7.根据权利要求6的方法，其中所述非层叠的2D影像在第一区域显示。

8.根据权利要求6的方法，其中当所述非层叠的2D影像显示在第一区域时，所述3D体积呈现在第二区域。

9.根据权利要求1的方法，还包括将3D控制面板嵌入所述切平面的第一区域，其中所述3D控制面板用于处理所述第一3D体积和与其相关的3D体积。

10.根据权利要求9的方法，其中嵌入的3D控制面板沿所述切平面边界配置。

11.根据权利要求10的方法，其中嵌入所述切平面第一区域的3D控制面板以三维圆柱体呈现。

12.根据权利要求9的方法，其中所述3D控制面板包括一个或多个按钮，每个按钮与一个功能和/或操作关联，并可被按下以激活其相关的功能和/或操作。

13.根据权利要求10的方法，其中嵌入所述3D控制面板的所述切平面可通过移动所述3D控制面板而移动。

14.根据权利要求12的方法，其中当嵌入所述3D控制面板的所述切平面移动时，所述3D控制面板上的一个或多个按钮位置可动态调整，以使所述一个或多个按钮保持可见。

15.根据权利要求12的方法，其中所述一个或多个按钮包括至少下述之一：

至少一个按钮用于激活所述3D体积的缩放/比例控制；

至少一个按钮用于选择要显现的3D体积；

按钮，用于将3D体积与切割所述3D体积的嵌入平面进行锁定/解锁；

至少一个按钮用于控制体积播放；和

按钮用于激活影像融合控件。

16.根据权利要求15的方法，其中用于控制体积播放的按钮包括播放按钮，快进按钮和快退按钮之一。

17.根据权利要求15的方法，其中影像融合控件以2D平面物体显示。

18.根据权利要求15的方法，其中影像融合控件以3D物体显示。

19.根据权利要求15的方法，其中所述影像融合控件包括：

多个权重系数控制器，每个与一要整合的数据集相关，并用于获得权重以分配给所述要整合的数据集，以便与其它权重系数控制器的数据集融合；和

滑杆，每个权重系数控制器在其上滑动，以便根据对滑杆的相对位置确定权重。

20.根据权利要求19的方法，其中与权重系数控制器相关的数据集是3D体积。

21.根据权利要求19的方法，其中与权重系数控制器相关的数据集是2D影像。

22.根据权利要求20的方法，其中与权重系数控制器相关的数据集包括一个或多个特征。

23.根据权利要求21的方法，其中与权重系数控制器相关的数据集是所述3D体积的2D影像截面。

24.根据权利要求19的方法，其中每个权重系数控制器用不同颜色和/或纹理显示。

25.根据权利要求19的方法，其中每个权重系数控制器包括手柄和杆段，所述手柄用于在所述滑杆上滑动，而所述杆段的长度用于确定所述权重。

26.根据权利要求25的方法，其中表示与所述权重系数控制器相关的权重的数值显示在所述权重系数控制器的杆段上。

27.根据权利要求26的方法，其中表示与所述权重系数控制器相关的权重的数值显示在所述权重系数控制器的手柄上。

28.根据权利要求26的方法，其中表示所分配权重的数值显示在所述权重系数控制器的手柄附近。

29.一种提供3D控制面板的方法，包括：

生成3D结构；

将所述3D结构嵌入呈现在第一2D显示区域的3D平面，其中所述3D结构嵌入在切过3D体积的切平面中，所述3D体积被具有一定取向的所述切平面切割，产生所述3D体积的截面；并且其中，

所述3D结构具有一个或多个按钮以这样的方式呈现在所述第一2D显示区域，使得所述一个或多个按钮均可见，

所述具有一个或多个按钮的3D结构用于处理至少一个3D体积；和

在第二2D显示区域显示一个或多个表示，每个表示代表一个2D影像层叠，其中第一层叠包括来自所述3D体积的被所述一定取向的切平面切割而产生的一个或多个2D影像截面，每个其他层叠包括来自与所述3D体积相关的3D体积的被所述一定取向的切平面切割而产生的一个或多个2D影像截面。

30.根据权利要求29的方法，其中：

所述3D结构的至少一部分是三维圆柱体；和

所述一个或多个按钮的每个按钮与一个功能和/或操作关联，并可被按下以激活其所关联的功能和/或操作。

31.根据权利要求29的方法，其中当所述平面移动时，所述3D结构的一个或多个按钮的位置可以动态调整，以使所述一个或多个按钮保持可见。

32.根据权利要求29的方法，其中所述切平面可通过移动所述3D结构而移动。

33.一种处理3D数据的方法，包括：

在第一呈现空间呈现第一3D体积，所述第一呈现空间至少有一个3D平面，每个所述3D平面为具有一定取向并横截所述3D体积的切平面，所述切平面切过所述第一3D体积产生所述第一3D体积的截面；

将3D控制面板嵌入在切过3D体积的切平面中；和在第二呈现空间显示一个或多个表示，每个表示代表一个2D影像层叠，其中第一层叠包括来自所述第一3D体积的被所述一定取向的切平面切割而产生的一个或多个2D影像截面，每个其他层叠包括来自与所述第一3D体积相关的3D体积的被所述一定取向的切平面切割而产生的一个或多个2D影像截面；和

所述3D控制面板包括一个或多个按钮，每个按钮与处理所述第一3D体积和与所述第一体积相关的一个或多个3D体积的一个功能和/或操作相关，并且可被按下以激活其所关联的功能和/或操作。

34.根据权利要求33的方法，其中嵌入所述切平面的至少部分3D控制面板是三维圆柱体。

35.根据权利要求33的方法，其中所述切平面和所述3D控制面板可同时移动。

36.根据权利要求33的方法，其中当所述切平面移动时，所述3D控制面板的一个或多个按钮的位置可动态调整，以使所述按钮保持可见。

37.根据权利要求33的方法，其中所述一个或多个按钮包括至少下述之一：

至少一个按钮用于激活对所述3D体积的缩放/比例控制；

至少一个按钮用于选择要显现的3D体积；

按钮用于锁定/解锁3D体积，具有所述切平面切割所述3D体积；

至少一个按钮用于控制体积播放；和

按钮用于激活影像融合控件。

38.根据权利要求37的方法，其中体积播放控制按钮包括播放按钮，快进按钮和快退按钮之一。

39.根据权利要求37的方法，其中所述影像融合控件显示为2D平面物体和3D物体之一。

40.根据权利要求37的方法，其中所述影像融合控件包括：

多个权重系数控制器，每个与下面数据集相关，用于获得权重分配给下面的数据集，以便与其它权重系数控制器的数据集融合；和

滑杆，每个权重系数控制器在其上滑动，以便根据对滑杆的相对位置确定权重。

41.根据权利要求40的方法，其中与每个权重系数控制器相关的数据集是3D体积，2D影像，以及其一个或多个特征之一。

42.根据权利要求40的方法，其中每个权重系数控制器用于将权重分配给其相关的数据集。

43.根据权利要求40的方法，其中每个权重系数控制器用不同颜色和/或纹理显示。

44.根据权利要求40的方法，其中每个权重系数控制器包括手柄和杆段，所述手柄用于在所述滑杆上滑动，而所述杆段的长度用于确定所述权重。

45.根据权利要求44的方法，其中表示与所述权重系数控制器相关的权重的数值显示在所述权重系数控制器的杆段上。

46.根据权利要求44的方法，其中表示与所述权重系数控制器相关的权重的数值显示在所述权重系数控制器的手柄上。

47.根据权利要求44的方法，其中表示所分配权重的数值显示在所述权重系数控制器的手柄附近。

48.一种用于处理数据的系统，包括：

3D数据呈现机构，用于呈现第一3D体积；

3D控制面板呈现机构，用于呈现3D控制面板，其中所述3D控制面板嵌入在切过3D体积的切平面中，所述第一3D体积被具有一定取向的所述切平面切割，产生所述第一3D体积的截面；和

2D影像层叠呈现机构，用于显示一个或多个表示，每个表示代表一个2D影像层叠，其中

第一层叠包括来自所述第一3D体积的被所述一定取向的切平面切割而产生的一个或多个2D影像截面，

每个其他层叠包括来自与所述第一3D体积相关的3D体积的被所述一定取向的切平面切割而产生的一个或多个2D影像截面，和

所述3D控制面板具有一个或多个按钮，用于处理至少第一3D体积。

49.根据权利要求48的系统，其中所述3D体积和所述一个或多个表示在不同显示区域可见。

50.根据权利要求48的系统，其中所述截面的取向根据横截所述第一3D体积的3D平面确定。

51.根据权利要求48的系统，还包括2D截面影像呈现机构，用于在特定显示区域中显示一个或多个来自所述层叠之一的2D影像截面。

52.根据权利要求51的系统，其中所述2D影像呈现机构在所述特定显示区域的子区域以根据子区域位置确定的大小显示2D影像。

53.根据权利要求50的系统，还包括：

3D控制面板呈现机构，能够：

将3D控制面板嵌入所述3D平面；和

以这样的方式在所述3D控制面板上呈现一个或多个按钮，使得无论所述3D控制面板如何取向，所述一个或多个按钮都是可见的，其中

所述3D控制面板用于处理第一3D体积和与其相关的3D体积。

54.根据权利要求53的系统，其中所述一个或多个按钮包括至少下述之一：

至少一个按钮用于激活对所述第一3D体积的缩放/比例控制；

至少一个按钮用于选择要显现的3D体积；

按钮，用于将3D体积与切割所述3D体积的嵌入平面进行锁定/解锁；

至少一个按钮用于控制体积播放；和

按钮用于激活影像融合控件。

55.根据权利要求53的系统，其中所述3D控制面板呈现机构沿所述3D平面的边界显示所述3D控制面板。

56.根据权利要求55的系统，其中：

所述3D控制面板的至少一部分以三维圆柱体呈现；和

所述一个或多个按钮中的每个按钮与一个功能和/或操作关联，并且可被按下以激活其关联的功能和/或操作。

57.根据权利要求55的系统，其中当所述3D平面移动时，所述3D控制面板呈现机构还能够动态调整所述3D控制面板的一个或多个按钮的位置，使得所述按钮保持可见。

58.根据权利要求53的系统，还包括影像控件呈现机构，用于在按下激活影像融合控件的按钮时呈现所述影像融合控件。

59.根据权利要求53的系统，还包括3D控制面板管理器，用于当所述按钮被激活时，完成与每个所述按钮相关联的功能和/或操作。

60.一种通过3D控制面板进行数据处理的系统，包括：

3D数据呈现机构，用于在第一显示区域呈现第一3D体积；和

3D控制面板呈现机构，能够：

在所述第一显示区域呈现3D控制面板；

以这种方式在所述3D控制面板呈现一个或多个按钮，使得所述一个或多个按钮可见，其中

所述3D控制面板嵌入在切过3D体积的切平面中，

所述3D控制面板用于处理所述第一3D体积及其相关的3D体积，

所述第一3D体积被具有一定取向的所述切平面切割，产生所述第一3D体积的截面；和在第二显示区域显示一个或多个表示，每个表示代表一个2D影像层叠，其中第一层叠包括来自所述第一3D体积的被所述一定取向的切平面切割而产生的一个或多个2D影像截面，每个其他层叠包括来自与所述第一3D体积相关的3D体积的被所述一定取向的切平面切割而产生的一个或多个2D影像截面。

61.根据权利要求60的系统，其中所述3D控制面板呈现机构将所述3D控制面板嵌入横截所述第一3D体积的3D平面。

62.根据权利要求61的系统，其中：

所述3D控制面板以三维圆柱体沿所述3D平面的边界呈现；和

所述一个或多个按钮中的每个按钮与处理所述第一3D体积及其相关3D体积的功能和/或操作相关联，并且可被按下以激活所相关的功能和/或操作。

63.根据权利要求62的系统，其中当所述3D平面移动时，所述3D控制面板呈现机构还能够动态调整所述3D控制面板的一个或多个按钮的位置，使得所述按钮保持可见。

64.根据权利要求63的系统，其中可通过移动所述3D控制面板来移动所述3D控制平面。

65.根据权利要求60的系统，还包括3D控制面板管理器，用于当按钮被激活时完成与每个所述按钮相关联的功能和/或操作。

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