CN103295268A - 网格生成设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种网格生成设备和方法，该网格生成设备包括：第一生成单元，用于针对物体的图像中的与所述物体相对应的区域，生成具有格子单元的第一网格；第一确定单元，用于基于所述区域的边界的长度以及所述第一网格的外框上的格子单元的点的数量，确定所述边界上的与格子单元的点相对应的对应点之间的距离；第二确定单元，用于基于所述距离以及格子单元的点中的一部分点来确定所述对应点，所述一部分点位于所述区域的边界上；以及第二生成单元，用于基于所述对应点以及所述格子单元的点来根据所述第一网格生成与所述区域相对应的第二网格。

Description

网格生成设备和方法

技术领域

本发明涉及用于生成图像的任意区域的网格的网格生成设备，更具体地，涉及用于通过对初始网格的表面节点进行变形来生成网格以与任意区域的形状一致的设备和方法。

背景技术

在使用有限元素方法对作用于物体的力及其变形进行模拟的情况下，需要利用由有限数量的元素所构成的网格来表示物体。具体地，在医学领域，为了以高精度模拟乳房或者软的器官的切口和变形，需要在医学图像的这些区域中生成没有显著失真的网格。所生成的三维网格的例子包括由四面体元素构成的四面体网格和由六面体元素构成的六面体网格。已知在有限元素方法中，与四面体网格相比，六面体网格通常具有更高的分析精度并且所需的分析时间更短。用于生成六面体网格的方法包括日本特开2002-251415中公开的映射法和日本特开2004-110212中公开的元素填充法。映射法涉及对位于初始网格的表面上的节点(表面节点)进行变形以与边界形状一致并且由此生成区域的网格。通过利用多个元素分割包括该区域的外框模型来获得初始网格。元素填充法涉及利用元素来填充区域，利用新的元素填补元素和边界之间的间隙，并且由此生成网格。

发明内容

然而，在日本特开2002-251415中说明的传统例子，即，使用映射法的例子中，在包含凹形状的复杂形状的情况下，需要创建多个包括区域的外框模型。为了适当地组合外框模型，需要用户的介入，这需要大量的时间并且使得难以进行自动化。另外，日本特开2004-110212中公开的传统例子，即，使用元素填充法的例子，存在在区域边界的周围生成失真的网格元素的问题。

考虑到以上问题而作出了本发明，并且本发明的目的在于提供用于自动将任意区域分割成没有显著失真的网格的处理机构。

为解决上述问题，本发明提供一种网格生成设备，包括：第一网格生成单元，用于针对对象物体的图像中的与所述对象物体相对应的区域，生成具有多个格子单元的第一网格；距离确定单元，用于基于所述区域的边界的长度并且基于所述第一网格的外框上的所述多个格子单元的点的数量，确定所述边界上的与所述多个格子单元的点相对应的多个对应点之间的距离；对应点确定单元，用于基于所述距离并且基于所述多个格子单元的点中的一部分点，确定所述多个对应点，其中，所述一部分点位于所述区域的边界上；以及第二网格生成单元，用于基于所述多个对应点并且基于所述多个格子单元的点，根据所述第一网格生成与所述区域相对应的第二网格。

本发明还提供一种网格生成方法，包括：第一网格生成步骤，用于针对对象物体的图像中的与所述对象物体相对应的区域，生成具有多个格子单元的第一网格；距离确定步骤，用于基于所述区域的边界的长度并且基于所生成的第一网格的外框上的所述多个格子单元的点的数量，确定所述边界上的与所述多个格子单元的点相对应的多个对应点之间的距离；对应点确定步骤，用于基于所确定的距离并且基于所述多个格子单元的点中的一部分点，确定所述多个对应点，其中，所述一部分点位于所述区域的边界上；以及第二网格生成步骤，用于基于所确定的多个对应点并且基于所述多个格子单元的点，根据所述第一网格生成与所述区域相对应的第二网格。

本发明提供用于针对位于近似于对象区域的初始网格的表面上的各个节点来确定多个对应点的位置的机构，其中根据节点和对应点之间的距离在区域的边界上确定位置。通过基于对应点来对初始网格进行变形，即使在区域边界的周围，也能在不生成显著失真的网格元素的情况下生成任意区域的网格。

根据以下参考附图对典型实施例的说明，本发明的其余特征将变得明显。

附图说明

图1A、1B、1C和1D是说明根据第一实施例的网格生成的效果的示意图。

图2是说明根据第一实施例的网格生成设备2的装置结构的图。

图3是示出根据第一实施例的连接到网格生成设备2的装置的结构的图。

图4是示出根据第一实施例的网格生成设备2的处理过程的流程图。

图5A和5B是示出根据第一实施例的断层图像和区域之间的边界的示意图。

图6A、6B和6C是示出根据第一实施例的用于生成初始网格的方法的示意图。

图7是示出根据第一实施例的用于基于测地距离对对应点进行布局的方法的示意图。

图8是示出根据第二实施例的用于基于直线距离对对应点进行布局的方法的示意图。

图9是示出根据第三实施例的网格生成设备2的处理过程的流程图。

图10是示出根据第三实施例的乳房的体积图像的示意图。

图11是示出根据第三实施例的乳房的特征点和边界的示意图。

图12是示出根据第三实施例的乳房的表面节点和特征点之间的对应关系的图。

具体实施方式

现在将根据附图详细说明本发明的优选实施例。

以下将参考附图详细说明根据本发明的网格生成设备的典型实施例。然而，本发明的范围不限于所说明的实施例。

第一实施例(使测地距离相等)

根据本发明，网格生成设备旨在生成对象物体的图像(例如，体积图像)中的与对象物体相对应的区域的网格。该网格是由多个大小基本相等的元素(单元)所构成的格子。因此，网格生成设备首先如日本特开2002-251415中描述的方法那样针对图像中的区域准备粗略的网格。以下也将该粗略的网格称为初始网格(第一网格)。另外，在图像中的该区域的边界上，网格生成设备对与初始网格的外框上的格子的点(表面节点)相对应的多个对应点进行确定。接着，网格生成设备对初始网格进行变形以使得该初始网格中的表面节点与所述多个对应点基本一致。因此，可以生成近似于该区域的网格(第二网格)。

根据本实施例的设备基于如下距离来确定相邻对应点的位置，该距离是相对于初始网格的外框上的格子点中的、该区域的边界上的格子点(基本落在边界上的点)的沿着该区域的边界的距离。该距离被称为测地距离并且是通过将该边界的长度除以格子单元的数量来获得的。因此，即使在区域边界周围也可以生成没有显著失真的网格。

在存在不均匀的边界形状的情况下，如图1A和1C所示，如果像日本特开2002-251415中描述的方法那样在相对于表面节点的最短距离的边界上建立对应点，则将表面节点n2和m2的对应点n2’和m2’设置在分别接近n1’和m1’的位置。结果，网格在变形处理后失真。根据本实施例，例如，通过确定对应点的位置以使所述位置的测地距离彼此相等，如图1B和1D所示，将对应点n1”和n2”之间的间隔设置为与对应点m1”和m2”之间的间隔相等。因此，不管边界形状如何，即使在区域边界的周围也能生成没有显著失真的网格。

图2中示出了根据本实施例的网格生成设备2的结构。网格生成设备2包括区域获取部21、初始网格获取部22、边界点生成部23、对应点设置部24以及网格变形部25。

图3是根据本实施例的连接到网格生成设备2的装置的结构图。如图3所示，网格生成设备2经由诸如以太网(Ethernet(注册商标))等的局域网(LAN)4与断层图像摄像设备1和数据服务器3连接。断层图像摄像设备1用于产生物体的断层图像，并且断层图像摄像设备1的例子包括X射线CT摄像设备(CT)以及磁共振摄像设备(MRI)。由于CT或者MRI允许由单次摄像扫描来产生多个断层图像，因此，如果顺序排列断层图像，则可以获取物体的体积图像。体积图像由多个体素构成，并且单个体素具有一个或多个体素值。体素值的例子包括CT值。断层图像摄像设备1响应于用户(未示出)的动作而产生断层图像并且将获取到的体积图像输出到网格生成设备2。网格生成设备2可以连接至适于存储由断层图像摄像设备1获得的体积图像的数据服务器3，并且可以用于从数据服务器3获取必需的体积图像。网格生成设备2从所输入的体积图像中获取对象物体的区域并且在该区域中生成网格。上述装置可以经由USB、IEEE1394或者其它接口相互连接，或者可以经由LAN 4或诸如因特网等的外部网络相互连接。

接着，将参考图4的流程图说明根据本实施例的网格生成设备2的各个部分的操作以及处理过程。

步骤S401

在步骤S401中，区域获取部21从断层图像摄像设备1或者数据服务器3中获取体积图像。接着，区域获取部21从体积图像中获取与对象物体有关的区域信息，并且将该区域信息输出到初始网格获取部22以及边界点生成部23。

区域获取部21可以使用任何已知的方法获取区域信息。例如，可以从体积图像的各断层图像中获取构成物体的表面的体素的位置作为区域边界并且指定为区域信息。将参考图5A和5B说明该处理的具体例子。图5A是由断层图像摄像设备1产生的、构成体积图像的断层图像501的示意图。假设在坐标系统502中定义了构成断层图像501的像素的位置。断层图像501示出物体的内部部分503和外部部分504中的区域。图5B是示出从断层图像501中获取的物体的内部部分503和外部部分504之间的边界505的示意图。可用于获取边界505的方法包括，例如，涉及对断层图像501的体素值的倾斜度的大小应用阈值处理、并且通过具有大于阈值的值的体素的位置来定义边界的方法。用于获取边界的方法不限于此，并且可以使用任何已知的方法。

步骤S402

在步骤S402中，初始网格获取部22(第一网格生成单元)从区域获取部21接收与区域有关的边界信息并且生成初始网格。接着，初始网格获取部22将所生成的初始网格输出到对应点设置部24和网格变形部25(第二网格生成单元)。

通常地，由一组节点和网格元素来表示网格。节点具有坐标，并且基于节点ID管理节点。在指定了节点ID的情况下，节点是唯一确定的。网格元素在四面体的情况下具有四个节点ID，并且在六面体的情况下具有八个节点ID，且基于网格元素ID管理网格元素。在指定了网格元素ID的情况下，网格元素是唯一确定的。根据本发明，位于初始网格的表面上的各个节点(表面节点)还包含表示该节点是表面节点的信息。

将参考图6A到6C说明生成初始网格的处理的具体例子。顺便提下，虽然为了说明的简单而以二维形式示出图6A到6C，但是实际的处理是三维处理。图6A是示出所获取的区域边界601和围绕边界601的外框模型602的示意图。首先，初始网格获取部22生成区域边界601的外框模型602。例如，生成包括区域601的六面体作为外框模型602。接着，初始网格获取部22将外框模型602分割成格子状的结构并由此生成初始网格603。然后，在构成初始网格603的节点中，初始网格获取部22将表示表面节点的信息添加到位于外框模型602的表面上(即，在六面体的边和面上)的各个节点。例如，在给出例如图6B所示的初始节点的情况下，通过图6C所示的黑点来给出表面节点。

步骤S403

在步骤S403中，边界点生成部23从区域获取部21中接收与区域有关的边界信息，并且针对体积图像的各个断层图像，生成边界点列表以存储沿着边界的边界点的坐标。然后，边界点生成部23将所生成的列表输出到对应点设置部24。

将说明生成边界点列表的具体例子。首先，对于一个断层图像，从在步骤S401中获取到的边界信息中选择一个体素并且将该体素设置在边界点列表的顶部。接着，将边界点列表中的最后的元素的坐标选择为开始坐标。然后，从边界信息中搜索使得相对于开始坐标的坐标间距离最小的体素，并且将检索到的体素的位置设置为边界点列表中的下一个元素。重复相似的处理直到设置了所有的体素为止，从而生成元素沿着边界排列的边界点列表。针对所有断层图像重复该处理，从而生成位于边界上的体素的边界点列表。

步骤S404

在步骤S404中，对应点设置部24计算作为网格变形结果初始网格的各个表面节点要移动到的、区域边界上的位置，并且指定该位置作为节点的对应点。接着，对应点设置部24生成用于对与表面节点相对应的对应点进行存储的对应点列表并且将该列表输出到网格变形部25。

在本实施例中，将说明用于设置对应点以使得相邻的对应点之间的测地距离相等从而生成在边界周围没有任何显著失真的网格的方法。顺便提下，在本实施例中，将说明以下情况：针对与体积图像的断层图像平行的每个平面而对初始网格的表面节点进行分组(构成二维平面内的表面节点组)，并且对各个表面节点组进行对应点设置处理。

首先，对于一个表面节点组，选择位于与表面节点组相同的平面内的断层图像，并且从边界点生成部23获取断层图像的边界点列表。接着，计算围绕边界的整个周围的测地距离。可以获得边界点列表中的相邻元素的坐标之间的距离的总和来作为测地距离。接着，将测地距离除以表面节点的数量以计算对应点距离d。然后，针对一个表面节点选择其中一个边界点作为对应点，并将该一个边界点设置在对应点列表中。例如，获得它们之间的距离最小的表面节点和边界点的组合，并且选择该边界点作为该表面节点的对应点。然后，基于得到的上述对应点距离d以及边界点之间的测地距离，计算剩下的所有表面节点的对应点的坐标。

现在，将参考图7说明用于基于对应点距离d和边界点之间的测地距离来计算对应点的坐标的方法。图7是示出存储在边界点列表的各个元素中的边界点p1、p2和p3以及它们之间的距离d12和d23、以及对应点q2和边界点p2之间的(在后面的处理中设置的)距离d1的示意图。边界点p1还作为与第一表面节点相对应的对应点q1。在后面的处理中，将对应点q2设置在沿着边界的相对于q1的测地距离等于对应点距离d的位置。首先，判断对应点距离d是否比d12短。在d比d12短的情况下，对应点q2位于边界点p1和p2之间，因此，通过线性插值根据p1和p2计算对应点q2的坐标。另一方面，在d比d12长的情况下，判断d是否比d12和d23之和(即，p1和p3之间的测地距离)短。在d比d12和d23之和短的情况下(如图7所示)，对应点q2位于边界点p2和p3之间，因此，通过线性插值根据距离d1和d23以及边界点p2和p3的坐标来计算对应点q2的坐标。通过从对应点距离d中减去距离d12来计算距离d1。另一方面，在d比d12和d23之和长的情况下，顺次加上相对于边界点列表中的下一个元素的距离(即，计算相对于q1的测地距离)。在总和超过对应点距离的情况下，进行与上述线性插值处理类似的线性插值处理，从而计算对应点q2的坐标(以使得相对于q1的测地距离与对应点距离一致)。然后，将计算出的坐标设置在对应点列表中作为第二表面节点的对应点。另外，类似地将下一个对应点(q3)设置到相对于q2的测地距离等于对应点距离d的位置。通过重复该处理，顺序设置所有表面节点的对应点。作为上述处理的结果，针对一个平面内的表面节点组设置对应点，以使得所述对应点在区域边界上的测地距离在该平面内相等。术语“相等”不仅指间隔严格相等的情况，还指间隔(存在一些偏差的)基本上相等的情况。

在针对所有表面节点组重复以上处理的情况下，针对初始网格中的所有表面节点设置对应点。

步骤S405

在步骤S405中，网格变形部25接收初始网格以及对应点列表，并且对初始网格进行变形以使得初始网格中的表面节点与对应点一致。将经过变形处理后的网格指定为任意区域的网格。之后，可以通过基于例如有限元素方法的已有的变形模拟技术，实现对初始网格进行变形以使得初始网格的表面节点的坐标与对应点的坐标一致的处理。

利用上述结构，基于沿着任意区域的边界形状的测地距离，在边界上等间隔地设置初始网格中的表面节点的对应点。因此，也等间隔地对通过对初始网格进行变形所生成的任意区域的网格上的节点位置进行排列。因此，即使在区域边界周围也能够在没有显著的网格元素失真的情况下生成网格。

第二实施例(使用直线距离)

在根据第一实施例的步骤S404中，对应点设置部24使用边界点之间的测地距离来确定对应点的位置。然而，用于确定对应点的位置的方法不限于使用边界点之间的测地距离的方法，还可以使用通过其它方法定义的边界点之间的距离。例如，可以使用边界点之间的直线距离来确定对应点的位置。根据本实施例，对应点设置部24使用边界点之间的直线距离来确定对应点的坐标。

根据本实施例的网格生成设备2的结构和处理流程除以下地方以外与第一实施例类似。即，由对应点设置部24在步骤S404中进行的部分处理(针对各个表面节点组设置对应点的处理)与第一实施例不同。以下将参考图8说明该不同之处。

图8是示出存储在边界点列表的各个元素中的边界点p1、p2和p3、以及在与对应点q1在直线距离上相隔对应点距离d的位置处(在后面的处理中)设置的对应点q2。边界点p1还作为与第一表面节点相对应的对应点q1。首先，如同第一实施例的情况那样，针对一个表面节点选择其中一个边界点作为对应点，并且将该一个边界点设置在对应点列表中。接着，为了确定与对应点q1相隔直线距离d的对应点q2的位置，计算中心位于对应点q1的并且半径为d的圆与连接相邻边界点的线段(图8的例子中为线段112和123)之间的交点。接着，将该交点(图8的例子中的圆和线段123之间的交点)设置为对应点列表中的对应点q2。顺便提下，例如，可以将通过将外框模型除以初始网格上的表面节点的数量所获得的商用作对应点距离d。另外，使用中心位于q2的并且半径为d的圆来类似地设置下一个对应点。通过重复该处理，顺次设置所有表面节点的对应点。作为以上处理的结果，对一个平面内的表面节点组设置对应点以使得所述对应点的直线距离在该平面内彼此相等，并且将所述对应点建立在区域边界上。术语“相等”不仅指间隔严格相等的情况，还指间隔(存在一些偏差的)基本上相等的情况。

顺便提下，在使用直线距离的情况下，可能存在最后的对应点和第一个对应点之间的直线距离d1与d不一致的情况。因此，在d长于d1的情况下，可以如下所述地从对应点q2开始重新计算对应点的位置：将d1和d之差除以表面节点的数量，将商加上d，并且将由此获得的距离用作重新计算中使用的新的对应点距离d。类似地，在d短于d1的情况下，可以如下所述地从对应点q2开始重新计算对应点的位置：将d1和d之差除以表面节点的数量，从d减去商，并且将由此获得的距离用作重新计算中使用的新的对应点距离d。如果在d1与d一致之前重复进行计算，则可以设置对应点从而以相等的直线距离来近似边界。

第三实施例(生成乳房的网格的示例)

根据本实施例的网格生成设备通过将对象区域中的特征点的位置作为除边界点之间的距离以外的条件来考虑，设置初始网格中的表面节点的对应点，并且基于以这种方式设置的对应点来生成网格。在本实施例中，将通过引用如下的医学网格生成设备作为例子来进行说明，该医学网格生成设备使用被检者的乳房的体积图像作为处理物体、获取乳房的左右乳头位置和外端位置作为特征点、并且通过考虑这些位置来生成乳房区域的网格。

根据本实施例的网格生成设备2的结构与第一实施例类似。以下将参考图9中的流程图说明根据本实施例的网格生成设备2的各个部分的操作和处理过程。

步骤S901

步骤S901是与根据第一实施例的步骤S401类似的处理。即，在步骤S901中，区域获取部21获取乳房的体积图像，并且如图10的示意图所示从乳房的断层图像1001中获取乳房区域1002和边界1003。

步骤S902

在步骤S902中，区域获取部21从乳房的体积图像中提取乳房区域中的预定特征点。接着，区域获取部21将与获取到的特征点有关的信息输出到边界点生成部23。如图11的示意图中所示，本实施例中使用的特征点包括各断层图像中包含的左乳头1101、右乳头1102、各断层图像中包含的左乳房外端1103以及各断层图像中包含的右乳房外端1104。乳房的体积图像使用图11所示的坐标系统1111。

首先，将说明从整个体积图像中提取左右乳头的处理。首先，将在步骤S901中提取到的乳房区域分割成左右区域。由于乳房差不多是左右对称的，因此，对沿着X轴将外框模型1109的边分成两部分的中心线1110进行计算，并且将在中心线的左边的乳房区域指定为左区域并且将在中心线的右边的乳房区域指定为右区域。接下来，对于乳房的整个体积图像，从左区域和右区域的各区域中提取具有最大的Y坐标的坐标。然后，将从左区域中提取出的坐标确定为左乳头1101的坐标并且将从右区域中提取出的坐标确定为右乳头1102的坐标。

接下来，比较左右乳头位置的Z坐标，并且在由此得到的差小于预定值的情况下，获得包含这两个乳头位置并且平行于Y轴的平面，并将与该平面有关的信息保持为与乳头横截面有关的信息。作为在以上确定过程中使用的预定值，例如，可以采用接下来在步骤S903中生成初始网格时使用的分割间隔。

左右乳头中的每一个仅包含在单个断层图像中。关于其它断层图像，提取与指定的乳头具有相同的X坐标并且具有最大的Y坐标的边界点作为指定断层图像的临时乳头位置。

最后，从各个断层图像中提取乳房外端。在左区域中，将具有最小的X坐标和最小的Y坐标的体素的坐标确定为与左乳房外端1103相对应。在右区域中，将具有最大的X坐标和最小的Y坐标的体素的坐标确定为与右乳房外端1104相对应。针对各个断层图像重复该处理以从每个断层图像中提取乳房外端。顺便提下，可以使用任何其它合适的处理来提取乳头和乳房外端。

步骤S903

在步骤S903中，如在根据第一实施例的步骤S402的情况下那样，初始网格获取部22根据外框模型1004来生成区域的初始网格。然而，根据本实施例，使用步骤S402的方法生成初始网格，然后基于在步骤S902中得到的乳头位置对该初始网格中的节点位置进行调整。

首先，针对与断层图像平行的每个平面，对使用步骤S402的方法所生成的初始网格中的节点进行分组。然后，在已经在步骤S902中设置乳头横截面的情况下(在左右乳头位置的Z坐标之差小于预定值的情况下)，进行下面所说明的处理。首先，从由分组所产生的节点组中选择离乳头横截面最近的节点组，作为表示乳头横截面的节点组。例如，选择最接近于左右乳头的Z坐标平均值的平面内的节点组。然后，对所选择的节点组中包含的各个节点的Z坐标进行校正以使其位于乳头横截面中。

另一方面，在步骤S902中尚未设置乳头横截面的情况下(在左右乳头的Z坐标之差大于预定值的情况下)，进行下面所说明的处理。首先，从由分组所产生的节点组中选择离右乳头位置的Z坐标最近的平面内的节点组，作为表示右乳头的断层图像的节点组。然后，将所选择的节点组中包含的各个节点的Z坐标校正为右乳头位置的Z坐标。(通过选择其它节点组)针对左乳头进行类似的处理。

作为以上处理的结果，将初始网格分配到与包含乳头位置的断层图像(或者乳头横截面)相同的平面。因此，将最终生成的区域网格中的节点分配到乳头位置。

步骤S904

在步骤S904中，边界点生成部23针对体积图像的各个断层图像，生成用于对沿着乳房的边界的边界点的坐标进行存储的边界点列表。用于生成边界点列表的方法与步骤S403的处理类似，但是本实施例的不同之处在于，将左乳头位置(或临时的左乳头位置)的体素设置在边界点列表的顶部。在将左乳头位置的体素设置在边界点列表的顶部之后，其余的处理与步骤S403类似。如果已经在步骤S903中对初始网格的乳头横截面进行了校正，则类似地生成乳头横截面的边界点列表。

步骤S905

在步骤S905中，对应点设置部24生成初始网格中的表面节点要移动至的区域边界上的对应点的列表，并且将该列表输出到网格变形部25。根据本实施例的对应点设置部24不仅通过考虑边界点间的距离的均一性、还通过使用与特征点的位置有关的信息来设置对应点。根据本实施例，针对通过从作为步骤S903中的分组结果所建立的节点组中提取表面节点而设置的各个表面节点组，进行设置对应点的处理。

首先，如在步骤S404的情况下那样，获取位于与关注的表面节点组相同的平面上的断层图像的边界点列表。然而，在表面节点组表示乳头横截面的情况下，获取乳头横截面的边界点列表。然后，如图11所示，将左乳头1101和右乳头1102之间的边界定义为乳头侧边界1105，而将左乳房外端1103和右乳房外端1104之间的边界定义为背侧边界1107。另外，将右乳头1102和右乳房外端1104之间的边界定义为右体侧边界1106，而将左乳头1101和左乳房外端1103之间的边界定义为左侧体边界1108。在断层图像不包括任何乳头的情况下，使用上述临时的乳头位置。

接下来，如图12所示，将位于左乳头1205上的边界点设置为初始网格的左上节点(位于左上方的表面节点)1201的对应点。类似地，将右乳头1206设置为右上节点1202的对应点，将左乳房外端1207设置为左下节点1203的对应点，并且将位于右乳房外端1208的边界点设置为右下节点1204的对应点。然后，设置节点的对应点以使得位于外框模型的上平面上的初始网格的表面节点组在网格变形后移动到乳头侧边界1105。通过这样的处理，计算出各个对应点的坐标以使得对应点之间的所有测地距离与对应点距离d相等(彼此之间相等)，其中对应点距离d是通过将乳头侧边界1105的测地距离除以节点数所获得的商。另外，类似地设置对应点以使得位于右平面上的表面节点落到右体侧边界1106上，使得位于下平面上的表面节点落到背侧边界1107上，并且使得位于左平面上的表面节点将落到左体侧边界1108上。以这种方式，根据本实施例，可以将对应点设置在使得表面节点落到外框模型的各个平面的边界上的位置。

在针对所有节点组重复以上处理的情况下，对初始网格中的所有表面节点设置对应点。

步骤S906

在步骤S906中，网格变形部25以与步骤S405类似的方式进行操作。

这种实现方式允许生成网格以使得边界上的节点位置尽可能地等间隔并且使得将节点设置在诸如乳头和乳房外端等的乳房的特征点的位置。由于将网格节点设置在特征点位置并且由于区域边界周围的失真减少，因此，这适于使用特征点位置对区域的失真进行估计。

虽然在本实施例中，以用于乳房区域的网格生成处理为例进行了说明，但是即使是处理其它区域(其它器官或物体的体积图像)，也可以进行类似的网格生成处理。

第四实施例(使用平均几何模型准备初始网格)

在上述实施例中，初始网格获取部22使用外接于所获取的区域上的外框模型来生成初始网格。然而，初始网格的形状不限于此。在本实施例中，将说明将乳房的平均几何模型的网格用作初始网格的情况。

根据本实施例的网格生成设备2的结构和处理流程除以下地方外与第三实施例类似。即，在步骤S903中初始网格获取部22进行的处理以及在步骤S905中对应点设置部24进行的部分处理与第三实施例不同。以下仅说明该不同之处。

在步骤S903中，初始网格获取部22从数据服务器3中获取乳房的平均几何模型并且将该模型建立为初始网格。通过从多个人的乳房区域、乳头和乳房外端中提取特征点，将特征点进行对准及匹配，并且计算平均值，来获得平均几何模型。用于生成平均几何模型的方法不限于此，并且可以使用任何合适的已知方法。

在步骤S905中，对应点设置部24使得作为初始网格的平均几何模型中的乳头和乳房外端的节点与边界点列表中的节点相对应，并且建立剩余表面节点的对应关系以使得测地距离彼此相等。

该实现方式允许使得初始网格的形状与任意区域的形状相近，从而减少变形模拟所需的时间。

其它实施例

以上已经详细说明典型实施例。另外，本发明可以实现为系统、设备或方法。具体地，本发明可以应用于由两个以上的设备构成的系统或者由单个设备构成的装置。

还可以通过执行以下处理来实现本发明。即，经由网络或者多种存储介质将用于实现上述实施例的功能的软件(程序)提供给系统或设备并且该系统或设备的计算机(或者CPU或MPU等)读出并执行该程序代码的处理。

尽管参考典型实施例说明了本发明，但是应该理解，本发明不局限于所公开的典型实施例。所附权利要求书的范围符合最宽的解释，以包含所有这类修改、等同结构和功能。

Claims (14)

1.一种网格生成设备，包括：

第一网格生成单元，用于针对对象物体的图像中的与所述对象物体相对应的区域，生成具有多个格子单元的第一网格；

距离确定单元，用于基于所述区域的边界的长度并且基于所述第一网格的外框上的所述多个格子单元的点的数量，确定所述边界上的与所述多个格子单元的点相对应的多个对应点之间的距离；

对应点确定单元，用于基于所述距离并且基于所述多个格子单元的点中的一部分点，确定所述多个对应点，其中，所述一部分点位于所述区域的边界上；以及

第二网格生成单元，用于基于所述多个对应点并且基于所述多个格子单元的点，根据所述第一网格生成与所述区域相对应的第二网格。

2.根据权利要求1所述的网格生成设备，其中，所述对应点确定单元将所述多个格子单元的点中的、所述区域的边界上的点确定为第一对应点，并且将所述边界上与所述第一对应点相隔所述距离的位置确定为与所述第一对应点相邻的第二对应点。

3.根据权利要求1所述的网格生成设备，其中，

所述第一网格是初始网格；

所述第二网格是近似于所述区域的新的网格；以及

所述第二网格生成单元将所述初始网格变形为所述新的网格以使得所述初始网格的外框上的所述多个格子单元的点与所述多个对应点一致。

4.根据权利要求1所述的网格生成设备，其中，所述距离确定单元确定所述距离，以使得所述多个对应点之间的沿着所述边界的曲线的距离大体相等。

5.根据权利要求1所述的网格生成设备，其中，所述距离确定单元确定所述距离，以使得所述多个对应点之间的直线距离大体相等。

6.根据权利要求1所述的网格生成设备，其中，

所述对象物体是乳房；以及

所述第一网格生成单元基于乳房的特征生成所述第一网格。

7.根据权利要求1所述的网格生成设备，其中，

所述对象物体是左乳房和右乳房；以及

所述第一网格生成单元基于左乳房和右乳房的各自的乳头的位置和乳房外端的位置来生成所述第一网格。

8.根据权利要求1所述的网格生成设备，其中，所述第一网格生成单元生成平均几何模型的网格作为所述第一网格，其中所述平均几何模型表示多个几何模型的平均形状。

9.一种网格生成方法，包括：

第一网格生成步骤，用于针对对象物体的图像中的与所述对象物体相对应的区域，生成具有多个格子单元的第一网格；

距离确定步骤，用于基于所述区域的边界的长度并且基于所生成的第一网格的外框上的所述多个格子单元的点的数量，确定所述边界上的与所述多个格子单元的点相对应的多个对应点之间的距离；

对应点确定步骤，用于基于所确定的距离并且基于所述多个格子单元的点中的一部分点，确定所述多个对应点，其中，所述一部分点位于所述区域的边界上；以及

第二网格生成步骤，用于基于所确定的多个对应点并且基于所述多个格子单元的点，根据所述第一网格生成与所述区域相对应的第二网格。

10.根据权利要求9所述的网格生成方法，其中，所述对应点确定步骤将所述多个格子单元的点中的、所述区域的边界上的点确定为第一对应点，并且将所述边界上与所述第一对应点相隔所述距离的位置确定为与所述第一对应点相邻的第二对应点。

11.根据权利要求9所述的网格生成方法，其中，

所述第一网格是初始网格；

所述第二网格是近似于所述区域的新的网格；以及

所述第二网格生成步骤将所述初始网格变形为所述新的网格以使得所述初始网格的外框上的所述多个格子单元的点与所述多个对应点一致。

12.根据权利要求9所述的网格生成方法，其中，所述距离确定步骤确定所述距离，以使得所述多个对应点之间的沿着所述边界的曲线的距离大体相等。

13.根据权利要求9所述的网格生成方法，其中，

所述对象物体是乳房；以及

所述第一网格生成步骤基于乳房的特征生成所述第一网格。

14.根据权利要求9所述的网格生成方法，其中，

所述对象物体是左乳房和右乳房；以及

所述第一网格生成步骤基于左乳房和右乳房的各自的乳头的位置和乳房外端的位置来生成所述第一网格。

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