CN101996419A - 超声图像三维重建方法与系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种超声图像三维重建方法，其包括以下步骤：投射步骤，用于确定光线的起始位置及采样的起始点及采样点的坐标并给灰度值、阻光度值赋初值；查表步骤，用于根据当前采样点的灰度值，判断当前采样点是否满足合成条件，对于满足合成条件的采样点，查表得到当前采样点的阻光度以及颜色值；合成步骤，对满足合成条件的采样点，计算当前采样点到所投射光线起始点以及投射光线结束到开始的距离，以及基于该距离计算累积的灰度和累积的阻光度，并根据所述的查表步骤中得到的当前采样点的阻光度以及颜色值，进行组合计算得到合成光线颜色值。

Description

超声图像三维重建方法与系统

技术领域

本发明涉及一种成像方法与系统，尤其是涉及一种超声图像三维重建方法与系统。

背景技术

随着医学影像技术的飞速发展，超声成像(Ultrasound Imaging)、计算机断层造影术(CT，Computerized Tomography)、核医学成像(PET，SPET等)、核磁共振成像(MRI，Magnetic Resonance Imaging)逐渐成为当今社会的四大医学影像技术。相比于计算机断层扫描和核磁共振成像，超声成像具有无辐射，成像快等特点，在临床诊断和治疗中极具潜力，但超声成像有其固有缺点：

图像包含大量噪声。

相比于CT和MRI，图像具有较低的动态范围。

图像相邻像素的灰度值差别较大。

图像边界区域不明显。

三维超声重建技术是在二维超声的基础上发展起来的，相比于二维超声它具有如下优点：

帮助医生从不同视角观察脏器的切面和整体信息，图像显示直观。

帮助医生从不同的角度观察脏器的解剖结构与疾病状况。

可以提供脏器的三维测量信息。

可以提供器官准确的空间位置及形态，准确定位病变组织。

现有的三维超声重建技术主要分两类：

表面绘制方法：通过几何单元拼接拟合物体表面来描述物体的三维结构，它不能提供物体的内部信息。

直接体绘制方法，它直接应用视觉原理，经过体数据重新采样，通过对体素灰度值的处理，最终得到三维物体。

一般所指光线投射算法就是直接体绘制算法中的光线合成算法，其基本原理为：从图像平面上每一像素点发射一条光线，光线穿过三维体数据场，在光线上按一定步长采样，得到一系列采样点，对于每一个采样点，根据其相邻8个点的灰度值、梯度值插值得到采样点的灰度值及梯度值，根据灰度-阻光度传递函数及梯度阻-光度传递函数计算得到采样点的阻光度大小，所得到的一系列采样点，按照一定的合成顺序及合成规则，计算得到当前光线的颜色及阻光度大小，进而得到图像平面像素点p(i，j)的颜色。

相比于面绘制算法，体绘制方法能够得到大量信息。但是，因为图像平面上每个点都要投射光线，每条光线上都要逐点采样，三线性插值等一系列计算，绘制速度不能达到实时绘制的目的。

专利文献公开号为US5911691的美国专利，名称为“Ultrasound image processing apparatus and method of forming and displaying ultrasound images by the apparatus”详细介绍了一种三维超声图像快速重建算法，该算法通过在某个角度重建得到一个三维图像；变换视角后，通过斜切变换得到新的三维图像，不用重新进行光线投射，大大降低了三维重建的计算量，提高了速度。但该专利技术方案在降低计算量的同时并没有达到提高三维图像质量的目的。

专利文献公开号为CN101292883A，名称为“超声三维快速成像方法及其装置”详细介绍了基于直接体绘制算法的一种快速重建算法，其方法为在常规的光线投射算法基础上添加了边界处理，提高了图像质量。该技术方案的不足之处为：1)速度的提高不够理想；2)三维重建的效果不理想，图像的边界不清晰，损失了一部分图像细节信息。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种可以实现超声图像快速完成、而且成像质量高的超声图像三维重建方法。

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种可以实现超声图像快速完成、而且成像质量高的超声图像三维重建系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种超声图像三维重建方法，其包括以下步骤：

投射步骤，用于确定光线的起始位置及采样的起始点及采样点的坐标并给灰度值、阻光度值赋初值；

查表步骤，用于根据当前采样点的灰度值，判断当前采样点是否满足合成条件，对于满足合成条件的采样点，查灰度-阻光度值表以及灰度-颜色值表得到当前采样点的阻光度以及颜色值；

合成步骤，对满足合成条件的采样点，计算当前采样点到所投射光线起始点以及投射光线结束到开始的距离，以及基于该距离计算累积的灰度和累积的阻光度，并根据所述的查表步骤中得到的当前采样点的阻光度以及颜色值，进行组合计算得到合成光线颜色值。

本发明解决进一步技术问题的方案是：所述的查表步骤中涉及灰度-阻光度值表以及灰度-颜色值表，所述的灰度-阻光度值表以及灰度-颜色值表构建要通过灰度-阻光度传递函数及灰度-颜色值传递函数来构建的，传递函数相当于一个映射表，假设采样点的灰度值为s，则对应的阻光度为

T为灰度-阻光度传递函数，查找灰度值对应的颜色值。

本发明解决进一步技术问题的方案是：所述的投射步骤前进一步包括以下步骤：截取步骤，用于从体数据中截取感兴趣区域部分的数据；平滑步骤，用于对截取后的体数据进行平滑去噪处理。

本发明解决进一步技术问题的方案是：所述的平滑步骤中包括：采用三维中值滤波和三维高斯平滑滤波相结合的方式。

本发明解决进一步技术问题的方案是：所述的合成步骤后进一步输出步骤，用于满足结束条件时，输出当前累积的灰度值和累积的阻光度值作为图像平面对应像素的颜色值。

本发明解决进一步技术问题的方案是：所述的投射步骤中包括：根据图像平面像素坐标，确定投射光线的起始坐标及采样间隔，并给灰度值、阻光度值赋初值，即I_i＝0，

i＝1，计算当前采样点的坐标值，根据相邻8个点的灰度值，插值计算当前采样点的灰度值fp_i。

本发明解决进一步技术问题的方案是：所述的查表步骤中包括：根据第i个采样点的灰度值，判断该采样点是否满足合成条件，如果满足合成条件，计算得到当前采样点的阻光度

及颜色值C_pi大小，公式为：

${\∂}_{\mathrm{pi}}={\∂}_{\mathrm{tf}}\left({\mathrm{fp}}_i\right)$

C_pi＝C_tf(fp_i)

与C_tf分别为灰度-阻光度值表、灰度-颜色值表，

为第i个采样点根据其符合合成条件的灰度值fp_i查找灰度-阻光度值表所得到的阻光度大小，C_pi为第i个采样点根据其符合合成条件的灰度值fp_i查找灰度-颜色值表所得到的颜色值大小；

否则计算第i+1采样点的灰度值；得到满足合成条件的采样点的计算方法为：针对当前采样点的灰度而设置一个阈值，该阈值为动态可调的，如果灰度大于该阈值，则对该点合成，否则不对该点合成。

本发明解决进一步技术问题的方案是：所述的合成步骤中包括：对于满足合成条件的第i采样点，计算采样点到所投射光线起始处的距离D_pi，计算投射光线结束到开始的长度D，并计算两者的比值(D/D_pi)；根据第i个采样点的颜色值C_pi、阻光度值

以及根据距离因素，得到的颜色值

阻光度值

计算合成的I_i，

$I_i=I_{i-1}+(1-{\∂}_{i-1})\·{\∂}_{\mathrm{pi}}\·C_{\mathrm{pi}}$

$I_i^{\′}=I_{i-1}^{\′}+(1-{\∂}_{i-1})\·{\∂}_{\mathrm{pi}}^{\′}\·C_{\mathrm{pi}}^{\′};$

${\∂}_i={\∂}_{i-1}+{\∂}_{\mathrm{pi}}\·(1-{\∂}_{i-1})$

${\∂}_{\mathrm{pi}}^{\′}=(D/D_{\mathrm{pi}})\·{\∂}_{\mathrm{pi}}$

$C_{\mathrm{pi}}^{\′}=C_{\mathrm{tf}}\left(D_{\mathrm{pi}}\right)$

其中，I_i与I_i-1分别为前i个采样点、i-1个采样点合成的灰度值，I′_i与I′_i-1分别为前i个采样点、i-1个采样点根据距离因素合成的灰度值，

分别为前i个采样点、i-1个采样点而合成的阻光度，fp_i为第i个采样点的灰度值，D为当前光线的长度，D_pi为第i个采样点到光线开始的距离，

与C_tf分别为灰度-阻光度值表、灰度-颜色值表，

为第i个采样点根据D_pi查找灰度-颜色值表所得到的颜色值大小，计算合成后的光线颜色

其中，a，b为调节系数。

本发明解决进一步技术问题的方案是：所述的合成步骤中包括：光线停止投射的条件为满足以下之一即可：

δ_i＜K，其中K＜＜1，δ_i为前i个点阻光度的乘积，当δ_i小于一个设定的阈值K时，则说明i以后的采样点不可见了，不用计算i以后的采样点了，停止光线投射缩短绘制时间；

(2)当前采样点为光线的最后一个点，当前一个条件没有满足时，采样点为当前光线的最后一个点了，则停止光线投射。

本发明解决进一步技术问题的方案是：所述的输出步骤中包括：如果光线投射停止了，则I_end为图像平面当前像素的颜色值，输出此像素的颜色值，否则，跳到投射步骤，且i＝i+1。

本发明解决进一步技术问题的方案是：提供一种超声图像三维重建系统，其包括：

投射模块，用于确定光线的起始位置及采样的起始点及采样点的坐标并给灰度值、阻光度值赋初值；

查表模块，用于根据当前采样点的灰度值，判断当前采样点是否满足合成条件，对于满足合成条件的采样点，查灰度-阻光度值表以及灰度-颜色值表得到当前采样点的阻光度以及颜色值；

合成模块，对满足合成条件的采样点，计算当前采样点到所投射光线起始点以及投射光线结束到开始的距离，以及基于该距离计算累积的灰度和累积的阻光度，并根据所述的查表步骤中得到的当前采样点的阻光度以及颜色值，进行组合计算得到合成光线颜色值。

本发明解决进一步技术问题的方案是：其进一步包括：截取模块，用于通过界面设置获取感兴趣区域，并从体数据缓存中截取感兴趣区域部分的数据；平滑模块，用于对截取后的体数据进行平滑去噪处理；输出模块，用于满足结束条件时，则输出当前累积的灰度值和累积的阻光度值作为图像平面对应像素的颜色值。

相较于现有技术，本发明的超声图像三维重建方法与系统通过截取步骤截取感兴趣区域部分的数据，通过平滑步骤对体数据进行平滑去噪处理，通过投射步骤确定光线的起始位置及采样的起始点及采样点的坐标并给灰度值、阻光度值赋初值，通过查表步骤根据当前采样点的灰度值，判断当前采样点是否满足合成条件，通过合成步骤对于满足合成条件的采样点，计算当前采样点到所投射光线起始点的距离，以及基于该距离计算累积的灰度和累积的阻光度，并输出当前累积的灰度值和累积的阻光度值作为图像平面对应像素的颜色值，从而可以实现超声图像快速完成、而且成像质量高。

附图说明

图1是本发明的一种超声图像三维重建方法直接体绘制算法示意图。

图2是本发明的一种超声图像三维重建方法的当前采样点的8个邻近点示意图。

图3是本发明的一种超声图像三维重建方法的数据处理流程图；

图4是本发明的一种超声图像三维重建系统的结构框图；

图5是本发明的一种超声图像三维重建方法的与三维重建结构相对应的流程图。

具体实施方式

以下内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

如图1至图5所示，本发明提供一种超声图像三维重建方法，其包括以下步骤：

(1)截取步骤，用于从体数据中截取感兴趣区域部分的数据；

(2)平滑步骤，用于对截取后的体数据进行平滑去噪处理，根据超声图像的固有缺点，平滑去噪是必须的；在该步骤中，通过三维中值滤波和三维高斯平滑滤波相结合的方式提高图像质量；

(3)投射步骤，用于确定光线的起始位置及采样的起始点及采样点的坐标并给灰度值、阻光度值赋初值；

(4)查表步骤，用于根据当前采样点的灰度值，判断当前采样点是否满足合成条件，对于满足合成条件的采样点，查表得到当前采样点的阻光度值、颜色值，否则返回投射步骤，计算下一个采样点的坐标，此处所涉及的表为灰度-阻光度值表，灰度-颜色值表，两个表的构建要通过灰度-阻光度传递函数及灰度-颜色值传递函数来构建的，传递函数相当于一个映射表，假设采样点的灰度值为s，则对应的阻光度为

T为灰度-阻光度传递函数，相同的道理，查找灰度值对应的颜色值；

(5)合成步骤，用于对于满足合成条件的采样点，计算当前采样点到所投射光线起始点的距离，以及基于该距离计算累积的灰度和累积的阻光度；在该步骤中，通过仅使用边界点而不是采样线上的所有点提高绘制速度；通过添加距离因素实现图像的高质量。在上述合成步骤中，需要计算当前投射光线的起始点到结束点的距离，满足合成条件的采样点到光线起始点的距离，并求出两者的比值，计算基于此比值的阻光度及颜色值，最终光线的颜色值是采样点累加的颜色值与距离产生颜色值的线性组合。

(6)输出步骤，用于满足结束条件时，则输出当前累积的灰度值和累积的阻光度值作为图像平面对应像素的颜色值，对于不满足光线停止投射条件的情况，则返回投射步骤。

三维重建方法是从获取到体数据后开始的，所以不涉及到对超声数据获取的改进，图3所示为本发明提供一种超声图像三维重建方法的数据处理流程图：

(1)获取体数据场：此处的体数据场为从探头所获取的超声三维体数据，数据重建流程中并没有用到所有的体数据，用户可从中选择感兴趣区域的数据；

(2)设置感兴趣区域：获取到感兴趣的三维体数据；

(3)体数据场的预处理：此处的预处理为三维体数据的预处理，预处理方法为三维中值滤波与三维高斯平滑方法；

(4)数据重建：此处的数据重建方法为使用基于光线跟踪的直接体绘制算法对体数据进行三维重建，得到三维立体图像；

(5)图像输出：输出所有投射光线的合成灰度值。

以图1举例说明：假设v点为视点位置，从v点发射一条光线穿过体数据场，该光线在图像平面相对应的像素为p点，光线穿过体数据，并对体数据进行采样得到一系列采样点，通过对这些点进行光线合成，从而得到p点的像素值，在屏幕上输出该光线的合成灰度值。

在重建之前对所选取的感兴趣区域进行预处理是必须的，常用的预处理方法有均值滤波，中值滤波，高斯平滑滤波，基于小波变换的去噪处理，基于偏微分方程的去噪处理等。从算法的实效、可接受质量方面来选择算法，本发明所使用的预处理算法为三维中值滤波与三维高斯平滑滤波相结合的处理算法。

图5所示的是本发明的一种超声图像三维重建方法的与三维重建结构相对应的流程图，图3中超声图像三维重建方法的数据重建步骤进一步包括：

S1根据图像平面像素坐标，确定投射光线的起始坐标及采样间隔，并给灰度值、阻光度值赋初值，即I_i＝0，

i＝1，计算当前采样点的坐标值，根据图2所示的相邻8个点的灰度值，插值计算当前采样点的灰度值fp_i；

S2根据第i个采样点的灰度值，判断该采样点是否满足合成条件，如果满足合成条件，计算得到当前采样点的阻光度

及颜色值C_pi大小，公式为：

${\∂}_{\mathrm{pi}}={\∂}_{\mathrm{tf}}\left({\mathrm{fp}}_i\right)$

C_pi＝C_tf(fp_i)

与C_tf分别为灰度-阻光度值表、灰度-颜色值表，

为第i个采样点根据其符合合成条件的灰度值fp_i查找灰度-阻光度值表所得到的阻光度大小，C_pi为第i个采样点根据其符合合成条件的灰度值fp_i查找灰度-颜色值表所得到的颜色值大小；

否则计算第i+1采样点的灰度值；得到满足合成条件的采样点的计算方法为：针对当前采样点的灰度而设置一个阈值，该阈值为动态可调的，如果灰度大于该阈值，则对该点合成，否则不对该点合成；

S3对于满足合成条件的第i采样点，计算采样点到所投射光线起始处的距离D_pi，计算投射光线结束到开始的长度D，并计算两者的比值(D/D_pi)；根据第i个采样点的颜色值C_pi、阻光度值

以及根据距离因素，得到的颜色值

阻光度值计算合成的I_i，

$I_i=I_{i-1}+(1-{\∂}_{i-1})\·{\∂}_{\mathrm{pi}}\·C_{\mathrm{pi}}$

$I_i^{\′}=I_{i-1}^{\′}+(1-{\∂}_{i-1})\·{\∂}_{\mathrm{pi}}^{\′}\·C_{\mathrm{pi}}^{\′};$

${\∂}_i={\∂}_{i-1}+{\∂}_{\mathrm{pi}}\·(1-{\∂}_{i-1})$

${\∂}_{\mathrm{pi}}^{\′}=(D/D_{\mathrm{pi}})\·{\∂}_{\mathrm{pi}}$

$C_{\mathrm{pi}}^{\′}=C_{\mathrm{tf}}\left(D_{\mathrm{pi}}\right)$

其中，I_i与I_i-1分别为前i个采样点、i-1个采样点合成的灰度值，I′_i与I′_i-1分别为前i个采样点、i-1个采样点根据距离因素合成的灰度值，

分别为前i个采样点、i-1个采样点而合成的阻光度，fp_i为第i个采样点的灰度值，D为当前光线的长度，D_pi为第i个采样点到光线开始的距离，

与C_tf分别为灰度-阻光度值表、灰度-颜色值表，

为第i个采样点根据D_pi查找灰度-颜色值表所得到的颜色值大小。计算合成后的光线颜色其中，a，b为调节系数。

如果光线投射停止了，则I_out为图像平面当前像素的颜色值，输出此像素的颜色值，否则，跳到步骤S1(i＝i+1)。

光线停止投射的条件为满足以下之一即可：

δ_i＜K，其中K＜＜1，δ_i为前i个点阻光度的乘积，当δ_i小于一个设定的阈值K时，则说明i以后的采样点不可见了，不用计算i以后的采样点了，停止光线投射缩短绘制时间；

(2)当前采样点为光线的最后一个点，当前一个条件没有满足时，采样点为当前光线的最后一个点了，则停止光线投射。

本发明提供一种超声图像三维重建系统的结构框图如图4所示，其包括：

(1)截取模块，用于通过界面设置获取感兴趣区域，并从体数据缓存中截取感兴趣区域部分的数据；

(2)平滑模块，用于对截取后的体数据进行平滑去噪处理，根据超声图像的固有缺点，平滑去噪是缺之不可的；

(3)投射模块，用于确定光线的起始位置及采样的起始点及采样点的坐标并给灰度值、阻光度值赋初值；

(4)查表模块，用于根据当前采样点的灰度值，判断当前采样点是否满足合成条件，对于满足合成条件的采样点，查表得到当前采样点的阻光度值、颜色值，否则返回投射模块，计算下一个采样点的坐标，此处所涉及的表为灰度-阻光度值表，灰度-颜色值表，两个表的构建要通过灰度-阻光度传递函数及灰度-颜色值传递函数来构建的，传递函数相当于一个映射表，假设采样点的灰度值为s，则对应的阻光度为

T为灰度-阻光度传递函数，相同的道理，查找灰度值对应的颜色值；

(5)合成模块，对满足合成条件的采样点，计算当前采样点到所投射光线起始点以及投射光线结束到开始的距离，以及基于该距离计算累积的灰度和累积的阻光度，并根据所述的查表步骤中得到的当前采样点的阻光度以及颜色值，进行组合计算得到合成光线颜色值；

(6)输出模块，用于满足结束条件时，则输出当前累积的灰度值和累积的阻光度值作为图像平面对应像素的颜色值，对于不满足光线停止投射条件的情况，则返回投射模块。

本发明的超声图像三维重建方法与系统通过截取步骤截取感兴趣区域部分的数据，通过平滑步骤对体数据进行平滑去噪处理，通过投射步骤确定光线的起始位置及采样的起始点及采样点的坐标并给灰度值、阻光度值赋初值，通过查表步骤根据当前采样点的灰度值，判断当前采样点是否满足合成条件，通过合成步骤对于满足合成条件的采样点，计算当前采样点到所投射光线起始点的距离，以及基于该距离计算累积的灰度和累积的阻光度，并输出当前累积的灰度值和累积的阻光度值作为图像平面对应像素的颜色值，从而可以实现超声图像快速完成、而且成像质量高。

Claims (12)

1.一种超声图像三维重建方法，其包括以下步骤：

投射步骤，用于确定光线的起始位置及采样的起始点及采样点的坐标并给灰度值、阻光度值赋初值；

查表步骤，用于根据当前采样点的灰度值，判断当前采样点是否满足合成条件，对于满足合成条件的采样点，查表得到当前采样点的阻光度以及颜色值；

合成步骤，对满足合成条件的采样点，计算当前采样点到所投射光线起始点以及投射光线结束到开始的距离，以及基于该距离计算累积的灰度和累积的阻光度，并根据所述的查表步骤中得到的当前采样点的阻光度以及颜色值，进行组合计算得到合成光线颜色值。

2.根据权利要求1所述的超声图像三维重建方法，其特征在于：所述的查表步骤中涉及灰度-阻光度值表以及灰度-颜色值表，所述的灰度-阻光度值表以及灰度-颜色值表构建要通过灰度-阻光度传递函数及灰度-颜色值传递函数来构建的，传递函数相当于一个映射表，假设采样点的灰度值为s，则对应的阻光度为

T为灰度-阻光度传递函数，查找灰度值对应的颜色值。

3.根据权利要求1所述的超声图像三维重建方法，其特征在于：所述的投射步骤前进一步包括以下步骤：截取步骤，用于从体数据中截取感兴趣区域部分的数据；平滑步骤，用于对截取后的体数据进行平滑去噪处理。

4.根据权利要求3所述的超声图像三维重建方法，其特征在于：所述的平滑步骤中包括：采用三维中值滤波和三维高斯平滑滤波相结合的方式。

5.根据权利要求4所述的超声图像三维重建方法，其特征在于：所述的合成步骤后进一步输出步骤，用于满足结束条件时，输出当前累积的灰度值和累积的阻光度值作为图像平面对应像素的颜色值。

6.根据权利要求5所述的超声图像三维重建方法，其特征在于：所述的投射步骤中包括：根据图像平面像素坐标，确定投射光线的起始坐标及采样间隔，并给灰度值、阻光度值赋初值，即I_i＝0，

i＝1，计算当前采样点的坐标值，根据相邻8个点的灰度值，插值计算当前采样点的灰度值fp_i。

7.根据权利要求6所述的超声图像三维重建方法，其特征在于：所述的查表步骤中包括：根据第i个采样点的灰度值，判断该采样点是否满足合成条件，如果满足合成条件，计算得到当前采样点的阻光度

及颜色值C_pi大小，公式为：

${\∂}_{\mathrm{pi}}={\∂}_{\mathrm{tf}}\left({\mathrm{fp}}_i\right)$

C_pi＝C_tf(fp_i)

与C_tf分别为灰度-阻光度值表、灰度-颜色值表，

为第i个采样点根据其符合合成条件的灰度值fp_i查找灰度-阻光度值表所得到的阻光度大小，C_pi为第i个采样点根据其符合合成条件的灰度值fp_i查找灰度-颜色值表所得到的颜色值大小；

否则计算第i+1采样点的灰度值；得到满足合成条件的采样点的计算方法为：针对当前采样点的灰度而设置一个阈值，该阈值为动态可调的，如果灰度大于该阈值，则对该点合成，否则不对该点合成。

8.根据权利要求7所述的超声图像三维重建方法，其特征在于：所述的合成步骤中包括：对于满足合成条件的第i采样点，计算采样点到所投射光线起始处的距离D_pi，计算投射光线结束到开始的长度D，并计算两者的比值(D/D_pi)；根据第i个采样点的颜色值C_pi、阻光度值

以及根据距离因素，得到的颜色值

阻光度值

计算合成的I_i，

$I_i=I_{i-1}+(1-{\∂}_{i-1})\·{\∂}_{\mathrm{pi}}\·C_{\mathrm{pi}}$

$I_i^{\′}=I_{i-1}^{\′}+(1-{\∂}_{i-1})\·{\∂}_{\mathrm{pi}}^{\′}\·C_{\mathrm{pi}}^{\′};$

${\∂}_i={\∂}_{i-1}+{\∂}_{\mathrm{pi}}\·(1-{\∂}_{i-1})$

${\∂}_{\mathrm{pi}}^{\′}=(D/D_{\mathrm{pi}})\·{\∂}_{\mathrm{pi}}$

$C_{\mathrm{pi}}^{\′}=C_{\mathrm{tf}}\left(D_{\mathrm{pi}}\right)$

其中，I_i与I_i-1分别为前i个采样点、i-1个采样点合成的灰度值，I′_i与I′_i-1分别为前i个采样点、i-1个采样点根据距离因素合成的灰度值，

分别为前i个采样点、i-1个采样点而合成的阻光度，fp_i为第i个采样点的灰度值，D为当前光线的长度，D_pi为第i个采样点到光线开始的距离，

与C_tf分别为灰度-阻光度值表、灰度-颜色值表，

为第i个采样点根据D_pi查找灰度-颜色值表所得到的颜色值大小，计算合成后的光线颜色

其中，a，b为调节系数。

9.根据权利要求8所述的超声图像三维重建方法，其特征在于，所述的合成步骤中包括：光线停止投射的条件为满足以下之一即可：

δ_i＜K，其中K＜＜1，δ_i为前i个点阻光度的乘积，当δ_i小于一个设定的阈值K时，则说明i以后的采样点不可见了，不用计算i以后的采样点了，停止光线投射缩短绘制时间；

(2)当前采样点为光线的最后一个点，当前一个条件没有满足时，采样点为当前光线的最后一个点了，则停止光线投射。

10.根据权利要求9所述的超声图像三维重建方法，其特征在于：所述的输出步骤中包括：如果光线投射停止了，则I_end为图像平面当前像素的颜色值，输出此像素的颜色值，否则，跳到投射步骤，且i＝i+1。

11.一种超声图像三维重建系统，其特征在于，其包括：

投射模块，用于确定光线的起始位置及采样的起始点及采样点的坐标并给灰度值、阻光度值赋初值；

查表模块，用于根据当前采样点的灰度值，判断当前采样点是否满足合成条件，对于满足合成条件的采样点，查表得到当前采样点的阻光度以及颜色值；

合成模块，对满足合成条件的采样点，计算当前采样点到所投射光线起始点以及投射光线结束到开始的距离，以及基于该距离计算累积的灰度和累积的阻光度，并根据所述的查表步骤中得到的当前采样点的阻光度以及颜色值，进行组合计算得到合成光线颜色值。

12.根据权利要求11所述的超声图像三维重建系统，其特征在于，其进一步包括：截取模块，用于通过界面设置获取感兴趣区域，并从体数据缓存中截取感兴趣区域部分的数据；平滑模块，用于对截取后的体数据进行平滑去噪处理；输出模块，用于满足结束条件时，则输出当前累积的灰度值和累积的阻光度值作为图像平面对应像素的颜色值。

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