FR2653919A1 - Procede et appareil pour la restitution de projections volumetriques utilisant la projection inverse de rayons. - Google Patents

Procede et appareil pour la restitution de projections volumetriques utilisant la projection inverse de rayons. Download PDF

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FR2653919A1
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voxel
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volume
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FR9012829A
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Cline Harvey Ellis
Ludke Siegwalt
Nmn
Dumoulin Charles Lucian
Souza Steven Peter
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General Electric Co
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General Electric Co
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    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T17/00Three dimensional [3D] modelling, e.g. data description of 3D objects

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Image Processing (AREA)
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  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)

Abstract

La présente invention concernant un procédé pour fournir une image projetée restituée volumétriquement en utilisant la projection inverse de rayons, comprend les étapes suivantes: acquérir, d'un volume objet (11) concerné, un ensemble de données échantillonnées de chaque élément de volume (OV) (voxel); stocker les données pour chaque voxel objet (OV) dans un élément de volume de données (DV) correspondant; balayer séquentiellement chaque voxel de données (DV) à l'intérieur du volume de données (12) correspondant au volume objet (11) concerné; projet chaque voxel balayé un plan image (14), selon un angle sphérique de paramètres alpha,beta, déterminés à partir d'un angle sphérique (theta,phi) sous lequel le volume objet (11) doit être visionné; stocker une valeur pour chaque pixel (16) du plan image (14) à partir des valeurs de toutes les valeurs des voxels de données projetés incidents sur ce pixel du plan image; et puis mettre à l'échelle les dimensions (H') de chaque pixel (16) du plan image (14) pour corriger l'anisotropie.

Description

J
La présente invention conerne les techniques de visua-
lisation des informations et, notament, un nouveau procédé et appareil pour la restitution de projections volunmétriques, sous
n'importe quel angle, de données tiL-dinensionnelles (3D) vision-
nables. Dans les techniques de formation d'images médicales, il est bien connu de construire des images synthétiques semblables à des radiographies de l'intérieur d'un volume échantillon (par exemple une portion d'un patient) en projetant des données 3D sous forme d'une série de prises de vue à différents angles. Une boucle cinématique de projection en rotation peut être visionnée pour augmenter la perception de profondeur. Dans certains cas, une meilleure visualisation peut être accomplie par segmentation
du volume visionnable en utilisant un modèle d'opacité. Toute-
fois, la restitution des surfaoes, utilisant des méthodes telles que décrites et revendiquées dans les brevets US-A-4 710 876 et US-A-4 719 585, crée simplement une image cabrée ressemblant à une photographie de l'objet. Une image restituée volumétriquement est souvent préférée à un modèle bi-dimensionnel, pour fournir des images d'un volume conoerné dans lequel la morphologie d'un vaisseau peut être visionnrée en détail à partir d'un examen par
resonance magnétique (RM), comparable aux techniques de radio-
graphie. Il est souhaitable de prévoir pour une angiographie un affichage par projection à pixel maximum o l'intensité maximale de chaque pixel le long de la ligne de visée est présentée, étant donné qu'un tel affichage par projection est d'une certaine façon plus naturel que l'image bidimensionnelle. Malheureusement, les techniques de visualisation volumétrique nécessitent plus de
traitements et ont été jusqu'à maintenant trop lentes pour l'uti-
lisation en clinique dans un appareillage de scanner à RM. Il est par conséquent très souhaitable de prévoir un procédé, et un appareillage, pour fournir un affichage d'rimages volumétriques
mrdicales rapidement traitables.
Selon l'invention, un procédé pour fournir une image projetée restituée volumétriquement en utilisant la projection inverse de rayons, comprend les étapes suivantes: acquérir, d'un volume objet concerné, un ensemble de données échantillonnées de chaque élement de volume (voxel) à l'intérieur duquel l'ensemble de données est fonction d'une caractéristique sélectionnée de oe volume objet; stocker les données pour chaque voxel objet dans
un élément de volume de données correspondant; balayer séquen-
tiellement chaque voxel de données à l'intérieur du volume de données correspondant au volume objet concerne; projeter chaque voxel balayé dans un plan image, selon un angle sphérique de paramètres a, p, déterminés à partir d'un angle sphérique (O, p) sous lequel le volume objet doit être visionné; stocker une valeur pour chaque pixel du plan image, en fonction d'un critère sélectionné, à partir des valeurs de toutes les valeurs des voxels de données projetés incidents sur ce pixel du plan image; et puis mettre à l'échelle les dimensions de chaque pixel du plan image en fonction des dimensions de la forme du volume objet correspondant, et l'angle sphérique de projection impliqué, pour corriger l'anisotropie. Les valeurs résultantes stockées de
l'image peuvent alors être visualisées si désiré.
Un appareillage utilisant è procédé comprend: des moyens de mémoire pour stocker les données (3D) du volume objet; des moyens pour adresser séquentiellement tous les éléments du volume objet à 1' intérieur du volume sélectionné oenoeire, pour obtenir les données stockées du voxel alors adressé; des moyens pour modifier les paramètres de 1'angle sphérique (e, c) sous
lequel l'objet doit être visionné et obtenir de nouveaux para-
mntres d'angle sphérique (o,) d'un rayon qui projette la valeur
des données dans chaque voxel de données sur le plan de projec-
tion; des moyens de mémoire pour stocker les données de chaque rayon projeté incident à chaque élément image (pixel) du plan image; et des moyens pour déterminer si la valeur des données
projetées doit être placée dans la némoire image pour ce pixel.
Ainsi, il n'est pas nécessaire de recalculer ou d'in-
terpoler la position du volume objet dans l'espace des données intermédiaires, avant la projection dans le plan image, d'o il
résulte une rapidité et une efficacité améliorées.
Selon un mode de réalisation particulier, le procédé peut soit utiliser le stockage de l'intensité maximum du pixel,
soit faire la moyenne de l'intensité des donnees.
Ainsi, un objet de la présente invention est de fournir de nouveaux procédé et appareil de projection inversée de rayons pour des images de projection volumétriquement restituées à
partir d'un ensemble de données tri-dimensionnelles.
Ces objets, caractéristiques et avantages ainsi que d'autres de la présente invention seront exposés plus en détail
dans la description suivante de modes de réalisation particuliers
faite en relation avec les figures jointes parmi lesquelles:
La figure 1 représente le volume objet concerné échan-
tillonné, un volume de données associé et un plan image de pro-
jection, impliqués dans la restitution volumétrique d'une projec-
tion inversée de rayons selon les principes de la présente inven-
tion; La figure 2 représente deux configurations géométriques bidimensionnelles correspondant à des representations des espaces objet et de données, utiles pour définir des constantes d'échelles nécessaires; La figure 3 est un schéma-bloc des moyens pour mettre en oeuvre le procdé de la présente invention, en ce qui concerne une projection d'intensité maximum; et
La figure 4 est un schéma-bloc d'une portion de l'appa-
reillage de la figure 3, reconfiguré pour fournir une projection
d'intensité somme ou moyenne.
Dans un système de formation d'images, tel que pour visualiser des images projetées restituées volumétriquement d'un échantillon 10 sous un angle de vision arbitraire, ocmme par exemple un angle sphérique de projection caractérisé par des paramètres d'angle (O, cp), o Oe est l'angle que fait une extension ' d'un rayon de visualisation 15 avec le plan X-Y, et p est l'angle que fait le rayon 15 avec l'extension 15', un volume objet 11 est analysé d'au moins une façon désirée, telle qu'un
scanner à résonance magnétique nucléaire (RMN). Le volume échan-
tillon 11 est balayé de manière à créer une série de tranches ou feuilles contiguës empilées OS1, OS2,..., OSk,... dont chacune
contient le nmme nombre d'éléments de volume objet (voxels) OV.
Chaque voxel a un profil rectangulaire dans le plan de la feuille (disons le plan X-Y); alors que les côtés complémentaires S peuvent être de longueur égale, de façon que ce profil soit carré, l'épaisseur T de la feuille est en général supérieure aux longueurs de oes deux côtés. Ainsi, la première tranche objet OSl contient une première multiplicité de voxels objets OVi,j,1, o i et j sont les positions respectives du voxel sur l'axe des x et l'axe des y. De façon similaire, la deuxième tranche objet 0S2 contient les voxels objets OVi,j,2. Une tranche objet arbitraire OSk contient les voxels OVi,j,k, o k est la position de ce voxel sur l'axe des z. Chaque voxel objet OVi,j,k est analysé et sa valeur de données est placée dans un voxel de données correspondant DVi, j,k d'un volume de données 12. Le volume de données 12 est un réseau cubique simple i,j,k, bien que l'épaisseur de chaque tranche objet OSk et la taille de la face de chaque voxel objet (la taille du voxel dans le plan x-y) ne soient généralement pas identiques. Ainsi, non seulement le volume objet pourra avoir des dimensions x, y et z différentes pour chaque voxel, mais aussi le nombre total de voxels dans une queloonque dimension n'est pas forcément le même. Par exemple, une analyse classique à résonance magnétique 3D peut fournir chaque tranche avec un réseau de
voxels de 256x256, et peut impliquer 128 tranches; chaque épais-
seur de tranche T peut être de l'ordre de 3 mm, alors que les côtés S de chaque voxel dans Cette tranche peuvent être de 1 min. Il est à noter qu'un ré-échantillonnage des données 3D n'est pas nécessaire, dans la conversion de la valeur de chaque voxel du volume objet 11 découpé en de multiples tranches en la valeur des données stockées pour èla dans le voxel correspondant du volume de données 12, même si les voxels objet n'ont pas de dimensions
correctes quand on se place dans l'espace de données 12.
Selon un aspect de l'invention, une image d'un objet 10 est projetée sur un plan de projection 14 par projection de rayons vers le plan image 14 à partir d'un point du réseau pour chaque voxel de données DVi,j,k. Par ccemodité, le point du reseau peut être, par exemple, le sammet du voxel de données le plus proche de l'origine du volume de données. Le rayon projeté
17 quitte l'espace des données 12 à un angle de projection sphé-
rique de paramntres angulaires ("ó,) transformes à partir des paramêtres angulaires (e, w) de l'angle sphérique sous lequel l'espace objet 11 est visionné. Ces deux angles ne sont pas les
mêmes à cause de la distorsion géométrique provoquée par l'utili-
sation d'un volume de données cubique 12 avec un volume objet 11 non cubique. Toutefois, le rayon projeté 17 a une extension 17' dans le plan X*-Y*, qui fait un angle î avec l'axe X* de l'espace des données, et le rayon 17 fait un angle p avec l'axe Z. Ainsi, les angles î et p sont déterminés par un processus de rotation (qui sera décrit ci-après) pour oerrespondre à la vision de l'espace objet 1i sous l'angle de vision désiré e,w (ooordonnées sphériques). Jusqu'à maintenant, un pixel 16 dans le plan image 14 êtait projeté vers le volume des données, ce qui necessitait un temps de calcul important pour déterminer quelles valeurs du point du réseau ou du voxel du volume des données devaient être
traitées pour un rayon 17 projeté de ce pixel 16; des algo-
rithmes complexes étaient nécessaires pour déterminer à quelle proximité du rayon projeté devait être un voxel ou un point du
réseau du volume de données pour l'inclusion de chaque pixel 16.
Selon le présent procédé, chacun des rayons 17 est projeté en sens inverse, du point du réseau et du voxel du volume des
données vers le plan image.
Alors que tous les rayons 17 frappent une partie du plan image, seuls les rayons arrivant dans le pixel considéré 16a du plan image sont autorisés à contribuer aux données pour ce pixel du plan image. Ainsi, ayant choisi une portion du volume objet 11 à visionner et un angle de vision e, cp sous lequel ce volume objet sélectionné doit être visionné, la valeur des données dans chaque voxel de la portion correspondante du volume de données est projetée à un certain angle ", p (correspondant à la vision de 1' espace de données déformn par rapport à 1 'espace objet) vers le plan image. La valeur des données dans un premier voxel (disons, le voxel DVi, l,k) est donc rétro-projetée le long d'un rayon 17a, selon les valeurs choisies de e et de -p. Ce rayon
!7a est incident au plan image 14 à une position 18a à l'inté-
rieur d'un pixel 16a, et, camme celui-ci est le premier rayon à être incident à ce pixel, la valeur de l'intensité des données incidentes est attribuée à (stockée dans) le pixel désiré 16a. Le prochain voxel dans le volume des données (disons, le voxel
DVi, 2,k) a son rayon associé 17b projeté sous la même oonfigu-
ration angulaire (oc,p) à partir du point du réseau et du voxel, et sa position 18b sur le plan image 14 est notée. En supposant que la position d'incidence 18a est à l'intérieur du pixel désiré
16a, la deuxième valeur projetée est cceparée (pour une projec-
tion de pixel maximum) avec la première valeur maintenant stockée et la valeur la plus grande (plus intense) est placée en mémoire pour le pixel 16a. On comprendra que, pour une projection d'intensité moinyen, la valeur d'un voxel de données projeté oourant est additionnée à la samue déjà némorisée pour le pixel
du plan image auquel est incident ce rayon, et la samue est éven-
tuellement divisée par un nombre compté de tels rayons incidents, pour ce pixel. Alors que chaque voxel dans le volume de données sélectionné est séquentiellement entré et projeté vers le plan image 14, un voxel du volume de données (disons, le voxel DVi, 3,k) est éventuellement projeté le long de son rayon associé 17p et n'est pas incident à l'intérieur du pixel désiré 16a, de manière que ses données d'intensité ne soient pas camaex es aux données d'intensité actuellement stockées pour le pixel 16a; les données d'intensité maximum pour le pixel 16a sont maintenant établies pour la projection des données sous l'angle de vision tri- dimensionnel particulier e,. Toutefois, le rayon 17p a, en fait, un point dTincidence 18p qui tombe à l'intérieur d'un autre pixel du plan image (disons, le pixel 16b) et est campare aux données d'intensité qui y sont stockées et la valeur la plus grande, après comparaison, est renvoyée en énmoire pour ce pixel. On comprendra que toutes les valeurs d'intensité sont
remises à zéro quand une nouvelle projection doit être prise.
Ainsi, chacun des pixels du plan image est remis à zéro au début d'une procédure de projection d'image, et tous les voxels du
volume de données (dans tout l'espace ou dans la portion sélec-
tionnée, selon la portion du volume objet 11 sélectionnée) sont balayés individuellement et séquentiellement; la valeur des données d'intensité dans chaque voxel de données DV est projetée à travers un rayon associé 17 pour être incident au plan image 14 dans un de ses pixels 16, la valeur maximale dans chaque pixel étant comparée à la valeur actuelle du voxel de volume de données projeté par rayons, pour déterminer la plus grande valeur qui est
alors stockée comme une partie de l'image d'intensité maximale.
En pratique, pour une projection à pixel maximum, la valeur d'intensité maximale stockée sera changée seulement si la valeur du voxel de données nouvellement projeté est plus grande que la valeur des données déjà stockées pour le pixel du plan image
auquel est incident le rayon nouvellement projeté.
Selon un autre aspect de la présente invention, la projection de données est mise à l'échelle et 1tanisotropie entre l'espace objet et le plan image est supprimée par un seul ensemble de calculs, apres achèveent de la rétro-projection. En se référant maintenant à la figure 2, on constatera que, l'espace objet 11 étant un volum réel alors que l'espace des données 12
est un concept abstrait, il est nécessaire de déterminer la quan-
tité de distorsion de la projection de données due à la présen-
tation du réseau cubique du volume de données 12 sous un angle différent y, dans un premier plan, puis l'angle q selon lequel une direction de vision 19 arbitraire sera positionnée par
rapport à l'espace objet 11 et l'espace des données 12. On cons-
tatera que les dimensions apparentes de chaque voxel changeront tandis que les angles effectifs d'élévation w et y changent. On constatera que, si le coefficient d'aspect A (défini coeme le rapport entre l'épaisseur réelle T de la tranche dans le volume objet 11 et la taille réelle du pixel S dans le même volume objet 11) n'est pas égal à 1 (c'est-à-dire, est plus grand que 1, étant donné que le voxel objet n'est pas un voxel cubique, tel que rencontré dans l'espaoe des données 12), alors les nouveaux angles W et y de l'élévation non seulement ne seront pas les mêmes, mais l'angle effectif d'élévation W dans l'espace des données ne sera pas le même que l'angle réel d'élévation y dans l'espace objet. La rotation des données se fait par rapport à un angle d'élévation d'objet obtenu par J= tan-r [(l/A) (tany)] Puis, les données projetées peuvent être mises à l'échelle pour
avoir la hauteur correcte dans l'espace objet, par la multipli-
cation de toutes les hauteurs des données projetées par le facteur d'échelle de l'élévation. L'ancienne hauteur H de l'image projetée peut être corrigée avec un facteur d'échelle effectif E., o E, = [(A cosy)2 + sin2 y)]1/2
et la nouvelle hauteur H' = H-Es.
En utilisant la relation ci-dessus, la rotation des angles (c, p) de l'espace des données fournit les angles (E, cp), car la distorsion est seulement selon un axe, de sorte que l'angle e est égal à l'angle oc. Les éléments de la matrice cubique de rotation M peuvent être déterminés, et les deux
angles de rotation étant donnés, ces relations peuvent être uti-
lisées pour déterminer les transformations espace des données-
plan image: X' = MlX+M2Y+M3Z+XO et
Y' = M4X+M5Y+M6Z+YO,
o M1-M6 sont les deux premières lignes de la matrice de rotation (c'est à dire MI = -sine, M2 = cosesinw, M3 = O, M4 = -cosesinw, M5 = -sinesini et M6 = cosp), X' et Y' sont les positions dans le plan image du point projeté, et XO et YO sont les décalages à
1 'origine dans le plan image selon les axes X et Y (respecti-
vement associés aux points de valeur la plus faible selon les axes X et Y) auxquels la portion sélectionnée du plan image coemnce. Apres que les données ont été projetées sur le plan image 14, 1 'image est remise à l'échelle pour corriger l'effet dû aux voxels objet anisotropes. On constatera que les facteurs Ml-M6 peuvent être pré-calculés au début d'une projection (O et p étant donnés), et que ces valeurs pré-calculées peuvent être
utilisées pour tous les calculs de rotation.
En se référant maintenant à la figure 3, un appareil
pour l'utilisation de ce procédé peut comprendre un sous-
ensemble 20 pour l'inclusion dans un système de formation d'image. Le sous-ensemble comprend un moyen de nmmoire 22 de données 3D pour stocker des données de tranche qui sont fournies
à une entrée de données 22a par un appareil de sondage qui échan-
tillonne l'objet à examiner. Les données associées à chaque voxel
objet sont stockées à l'adresse de ce voxel, en fonction d'infor-
mations d'entrée d'adresses de voxel fournies à une entrée 22b d'adresses de voxel par l'appareil de sondage (par exemple, par l'unité de traitement des données de contrôle (CPU) 27 de l'appareil de sondage). Une fois que le nxmoyen de mémoire de données est rempli (oe qui correspond au transfert de toutes les données requises des données objet 11 vers le volume de données 12), la portion du volume objet concernée est sélectionnée et les données établissant son origine et les extensions selon les axes X, Y et Z sont envoyées du CPU 27 à une entrée 25a d'un moyen générateur d'adresses 25. Le moyen 25 fournit séquentiellement, à une sortie d'adresses 25b, l'adresse X, Y, Z de chaque voxel à
l'intérieur du volume objet sélectionné. Cette succession séquen-
tielle d'adresses de voxels X, Y, Z à la sortie 25b est fournie à une entrée 22c de sortie-données-adresses du moyen de mémoire de données 22, provoquant la sortie des données d'intensité stockées pour ce voxel alors adressé à une sortie 22d du moyen de mémoire de données. La séquence d'adresses de voxels X, Y, Z est aussi
fournie à une première entrée 30a d'un calculateur 30 de para-
nmètres de rotation, qui reoit les informations d'arngle x, p par
le calculateur du système (CPU 27) ainsi que les valeurs calcu-
lées M1-M6 des éléments de la matrice, pour fournir à une sortie c l'adresse X', Y' du pixel du plan image correspondant à ce pixel objet X, Y, Z quand il est visionné sous un angle de vision sélectionné, p. L'information de l'angle de vision, <p est
introduite dans le système, traitée par le CPU 27 et les résul-
tats sont fournis à des entrées 35b et 35c d'un moyen de matrice de vision 35, pour fournir les éléments de matrice M1-M6 à sa sortie 35a et puis au moyen de rotation 30. L'adresse X', Y' du pixel du plan image est fournie à une entrée d'adresses 40a d'un registre d'image qui se camporte corme un moyen de mémoire 40 du plan image. Simultanément, les données d'intensité, projetées de l'espace de données sur le plan de projection, sont fournies à une nouvelle entrée de données 40b du moyen de mémoire du plan image par la sortie 22d du moyen de mémoire à données 3D. Ces données sont aussi fournies à une nouvelle entrée de données 45a
d'un moyen de comparaison des données 45. Les données d'inten-
sité, préalablement sauvegardées par le moyen de mémoire 40 du plan image pour cette adresse, à l'entrée 40a, sont fournies à une sortie de données antérieures 40c, et puis à une entrée de l1 données antérieures 45b du mnyen de canparaison. Les données antérieures et nouvelles aux entrées 45b/45a, respectivement, sont coearées dans le moyen 45 dont une sortie 45c est mise à une condition logique sélectionnée (par exemple un niveau logique haut) si les nouvelles données présentes à l'entrée 45a sont d'amplitude plus grande que les données antérieures présentes à l'entrée 45b. La sortie 45c est connectée à une entrée 40d de substitutionoontrôle du moyen de mémoire du plan image, pour
provoquer le changement des données stockées à l'adresse contrô-
lée par l'entrée 40a pour accepter les nouvelles données à l'en-
trée 40b, si l'entrée de contrôle 40d de substitution-données est au niveau logique sélectionné. Ainsi, les données stockées sont initialement remises à zéro, comme par un signal venant d'un aoeês de données/contrôle 40e (du CPU 27), et les données de plus grande intensité sont stockées pour chaque position X', Y' du pixel du plan image en réponse à une cnoparaison indiquant que la
valeur des nouvelles données dépasse la valeur des données préa-
lablement stockées. Apres que toutes les adresses sélectionnées ont été balayées séquentiellement par le générateur d'adresses 25, les données stockées dans le moyen de mémoire 40 du plan image sont mises à l''échelle dans le CPU 27, et les données du plan image remises à l'échelle peuvent être retirées du moyen de
mémoire 40 pour être visualisées ou stockées de façon permanete.
Selon un autre aspect de la présente invention, il
n'est pas néoessaire d'utiliser les projections de pixel maximum.
La figure 4 illustre une portion d'un appareillage modifié 20' dans laquelle les moyens de comparaison des données 45 sont remplacés par un moyen additionneur de données 50. L'intensité
moyenne de chaque pixel du plan image est trouvée selon les opé-
rations suivantes: pour chaque adresse X, Y, Z du voxel du volume objet, de nouvelles données sont fournies à une première entrée 50a d'un moyen additionneur 50; en méme temps, l'adresse
ayant subi une rotation est fournie en tant qu'adresse correspon-
dante X', Y' du plan image à l'adresse 40a du moyen de mémoire du plan image. L'apparition de nouvelles données d'adresses est détectée par une bascule 52, pour fournir un signal de substition-données à l'entrée 40d. Ce signal se produit avec un délai suffisant pour que les données préalablement stockées dans le moyen de mémoire 40, et disponibles à une sortie de données 40c de celui-ci, aient été présentées à une deuxième entrée 50b du moyen additionneur, avant que la somme des données nouvelles et des données stockées soit fournie à l'entrée de données 40b du toyen de mémoire du plan image. Les données sommées sont stockées dans le moyen 40, pour oe pixel du plan image, jusqu'à ce que tous les voxels du volume objet dans le volume concerné aient été balayés, et aient apporté leur contribution aux pixels associés du plan image. Les valeurs des somies des pixels du plan image sont traitées par le CPU, par des accès de données 40e des moyens de mémoire, selon le nombre d'additions pour chaque pixel du plan image (qui est un nombre obtenu en additionnant les activations de l'entrée 40d pour chaque pixel et qui est aussi stocké dans les moyens de mémoire 40 du plan image) pour obtenir l'intensité moyenne pour chaque pixel du plan image, pour la visualisation ou
le stockage.
Alors que l'invention a été décrite selon un mode de réalisation préféré, un certain nombre de modifications et de variantes apparaîtront à l'hcomne du métier. La présente invention
est seulement limitée par la portée des revendications ci-après
et non par les détails de réalisations spécifiques du mode de
réalisation spécifiquement décrit.

Claims (19)

REVENDICATIONS
1. Procédé pour fournir des données affichables sous forme d'une image de projection restituée volumétriquement d'un objet échantillon (10) caractérisé en è qu'il comprend les étapes suivantes: a) acquérir à partir de chaque voxel (OV) d'un volume concerné (11) de l'objet (10) des données qui sont fonction d'une caractéristique sélectionnée de è volume objet (11); b) transformer chaque position de voxel objet en une position d'un pixel dans un plan de projection (14) choisi; c) rétroprojeter un rayon (17) à partir de chaque voxel (OV) dans un volume de données (12), correspondant au volume objet (11) concerrn, vers le plan de projection (14), à un angle
de projection (N. p) correspondant à un angle de projection sélec-
tionné (e,) pour visionner le volume objet (11); d) stocker une valeur de données de projection pour chaque pixel (16) du plan image (14), en fonction d'un critère sélectionné, à partir des valeurs de tous les voxels de donnres (DVi, 2,k, DVi,3,k) projetés incidents en un pixel particulier (16a) du plan image (14); et e) mettre à l'échelle les dimensions (4) de chaque pixel (16) du plan image (14), en fonction des dimensions (4) du voxel objet correspondant et l'angle de projection impliqué;
pour corriger 1' anisotropie.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape b) comprend les étapes suivantes: sélectionner un angle de vision (s,û) sous lequel le volume objet (11) doit être visionné; transformer l'angle de vision en un ensemble d' angles (ó,) sous lequel chaque rayon (17) de voxel de données (DV) est rétroprojeté sur le plan image (14); et projeter chaque position du voxel de données sur le plan image en utilisant les angles projetés.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque voxel objet (OV) projeté (X, Y, Z) est incident au plan image (14) en une position X' sur l'axe des x et en une position Y' sur l'axe des y, données par: X' = Ml+M2Y+DM3Z+X0 et
Y' = M4X+M5Y+M6Z+Y0,
o M1-M6 sont des termes des deux premières lignes d'une matrice de rotation 3x3 décrivant la relation entre le volume objet (11)
et le plan image (14), et o X0 et Y0 sont les décalages à l'ori-
gine du plan image.
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'angle de vision est caractérisé par des paramètres d'angle
sphérique (e, >).
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que les termes M1M6 de la matrice sont Ml = -sine, M2 = cose, M3 = 0, M4 = -cosesinW, M5 = -sinGsinW et M6 = cosW, o i est un angle représentant une élévation du volume objet (11) par rapport
à l'angle de vision (e,D).
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'angle W = tan-i [(l/A)tany], o y est un angle d'élévation dans le volume objet (11) et A est un coefficient d'aspect d'une épaisseur réelle T de la tranche objet (OS) par rapport à un côté
réel S du voxel objet (OV).
7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape e) ocmprend l'étape de multiplication de chaque hauteur H de voxel objet (OV) par un facteur d'échelle effectif Es pour obtenir une hauteur mise à l'échelle H' d'un pixel (16)
associé dans le plan image (14).
8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que Es= [(Aosy)2+ sin2y]'/2, o y est un angle d'élévation dans le volume objet (11) et A est un coefficient d'aspect d'une épaisseur réelle T de la tranche objet (OS) par rapport à un côté
réel S du voxel objet (OV).
9. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce
que l'étape d) comprend l'étape d'obtention de données d'inten-
sité maximuxm pour le stockage dans chaque pixel (16) du plan
image (14).
10. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en oe
que l'étape d) cmaprend l'étape d'obtention de données d'inten-
sité moyenne pour le stockage dans chaque pixel (16) du plan
image (14).
11. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en c que l'étape a) cmtprend l'étape d'acquisition de données par
résonance magnétique nucléaire.
12. Appareil pour fournir des données affichables sous forme d'une image de projection restituée volumétriquement d'un objet échantillon (10), caractérisé en è qu'il camprend:
un premier moyen (25) pour fournir une série séquen-
tielle d'adresses à l'intérieur d'un volume objet (11) "onoerné sélectionné; un ooen de mémoire de données 3D (22) pour stocker à chacune d'une multitude d'adresses, chacune correspondant à un voxel d'une pluralité de tranches de l'objet échantillon (10) dans un volume objet (11), des données caractérisant è voxel carme étant obtenu par un appareil de sondage sélectionné, et aussi pour fournir les données (22d) de chaque voxel adressé en fonction de la réoeption de son adresse (22c) à partir des premiers toyens (25);
des moyens (30) pour faire tourner un ensemble de para-
nétres d'angle de vision en entrée (356, 35c), l'adresse étant alors présentée à la sortie (256) du premier toyen (25) pour obtenir l'adresse (30c) d'une position de pixel correspondant à laquelle des données du voxel alors adressé seront incidentes sur un plan image de projection (14) ; des moyens de némoire de plan image (40) pour stocker à chacune d'une multiplicité d'adresses, chacune correspondant à un pixel (16) du plan image (14), des données d'image présentées à son entrée (40b); et des moyens pour traiter les données du moyen de mémoire 3D (22) selon un algorithme présélectionné, avant le stockage des données traitées dans les moyens de mémoire du plan image (40); oes moyens de traitement fournissant une indication (45c) de données affichables, après que toutes les données traitées ont
été stockées dans les moyens de mémoire du plan image (40).
13. Appareil selon la revendication 12, caractérisé en ce que les moyens de ménimoire du plan image (40) sont remis à zéro avant que le premier moyen (25) fournisse une séquence d'adresses.
14. Appareil selon la revendication 13, caractérisé en ce que les nmyens de traitement cmprennent des moyens pour retenir dans les moyens de nmémoire du plan image (40) la plus grande entre les valeurs (a) de chaque donnée nouvellement fournie (406) par le moyen de mémoire 3D (22) et (b) des données (40c) déjà stockées dans le moyen de mémoire du plan image (40)
pour un pixel spécifique, pour tout voxel projeté pour être inci-
dent en ce pixel du plan image.
15. Appareil selon la revendication 14, caractérisé en ce que les moyens de retention comprennent un ccmparateur de données (45) recevant la valeur des données (456) déjà stockée dans les moyens de mémoire du plan image (40) et la valeur des données alors présentée à la sortie (22d) du moyen de mémoire 3D (22), et amenant la mémoire du plan image (40) à stocker la plus
grande des deux valeurs de données en entrée.
16. Appareil selon la revendication 15, caractérisé en ce que les moyens de mémoire du plan image (40) remplacent les données déjà stockées seulement si la valeur des données alors présentée à la sortie (22d) du moyen de mémoire 3D (22) est plus
grande que la valeur des données stockée.
17. Appareil selon la revendication 13, caractérisé en ce que les moyens de traitement comprennent des moyens pour additionner (50) et stocker alors dans les moyens de mémoire du plan image (40), une valeur de chaque donnée nouvellement fournie par le moyen de mémoire 3D (22) et une valeur des données déjà stockées par le moyen de mémoire du plan image (40) pour un pixel
spécifique, et pour stocker aussi le nrombre d'additions effec-
tuées pour chaque pixel; les données de l'addition stockées pour
chaque pixel du plan image étant divisées par le hombre d'addi-
tions pour oe pixel, après que toutes les adresses d'une séquenre ont été fournies par le tooyen pour fournir des adresses (25), pour obtenir une valeur de données moyennes pour oe pixel.
18. Appareil selon la revendication 11, cemprenant en outre un mooyen d'unité de traitement de données (CRP 27) pour mettre à échelle les données des moyens de mnmoire du plan image (40) représentant chaque hauteur H du voxel objet avec un facteur d'échelle effectif Es pour obtenir une hauteur H', remise à
l'échelle, d'un pixel associé dans le plan image.
19. Appareil selon la revendication 18, o le facteur d'échelle effectif Es = [(Acos )2+sin2y]l/2, o Y est un angle d'élévation dans le volume objet et A est un coefficient d'aspect d'une épaisseur réelle T de la tranche objet par rapport
à un côté réel S de voxel objet.
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JPH0743776B2 (ja) 1995-05-15
JPH03154179A (ja) 1991-07-02
GB9023313D0 (en) 1990-12-05
DE4034086A1 (de) 1991-05-02
GB2237714A (en) 1991-05-08

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