JP2014525313A - 高速駆動のための三次元透過映像データのアクセス方法及びそのためのユーザ・インターフェース装置 - Google Patents

Abstract

三次元透過映像データに対してダウンサンプリングした低解像度のデータをロードしてディスプレイする段階と、ディスプレイされた三次元透過映像データの三次元客体を取り囲む多面体ボリュームを、三次元客体と外接するように調整する段階と、ボリュームが調整された多面体内の三次元透過映像データについて復元された高解像度のデータをロードしてディスプレイする段階と、を含むことを特徴とする高速駆動のための三次元透過映像データのアクセス方法が開示されている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、三次元透過映像のデータに対して高速駆動を可能にする発明に係り、さらに詳細には、三次元透過映像の三次元客体を取り囲む多面体ボリュームを調整し、アクセスされる三次元透過映像のデータサイズを最小化する三次元透過映像データのアクセス方法及びそのためのユーザ・インターフェース装置に関する。

三次元透過映像に係わるソフトウェア・アルゴリズムの進歩と、グラフィック・ハードウェアの発展とによって、複雑な客体及び場面をリアルタイムで、現実的な静止及びアニメーションモデルに視覚化することが可能である。また、最近では、スマートフォン、携帯電話、タブレットＰＣ（personal computer）または個人情報端末機（ＰＤＡ：personal data assistant）のような移動端末機器上でも、三次元映像の客体を再生する試みが進められている。

そのような三次元透過映像のデータサイズは、大容量という点で、低仕様のＰＣや、中央演算処理装置（ＣＰＵ）の性能が低い移動端末機器などでは、三次元透過映像のアクセスに困難がある。従って、三次元透過映像データの駆動のためにアクセスするデータのサイズを最小化する作業が必要である。

ところで、従来には、かような三次元客体を含む三次元透過映像のデータ容量を最小化するために、三次元客体を取り囲む多面体の大きさを手動調整している。すなわち、三次元透過映像の多面体ボリュームを最小サイズに調整することにより、駆動のための三次元透過映像のデータ容量を減らすことができる。

図１は、従来の三次元透過映像に対するデータ容量を減らす過程について説明するための一例の参照図である。図１に図示されているように、三次元客体に対して、前記三次元客体を取り囲む多面体の各面（図１では、３つの面を例示）をディスプレイし、三次元客体の各面に該当する二次元イメージについて、四角形のボックスを手動で調節し、三次元客体の断面が含まれた最小サイズの多面体断面を設定する。

しかし、前述のように、三次元客体の多面体ボリュームを、ユーザの手動操作によって調整することにより、三次元客体が含まれる最小化されたボリュームを有する多面体を正確に調整することに困難さが伴う。

また、ユーザが、かような多面体ボリュームを手動で操作することにより、さまざまな段階の操作過程を遂行しなければならないので、三次元透過映像の駆動のための準備時間が長くかかるという問題点がある。

また、ユーザは、三次元透過映像データをいずれもロードしなければならないので、ロードに所要する時間が長くかかるという問題点がある。

また、多面体ボリュームを正確に調整しようとするユーザの目の疲労度を高めるという問題点もある。

本発明が解決しようとする課題は、三次元透過映像の三次元客体を取り囲む多面体ボリュームを、三次元客体と外接するように自動的に調整し、調整された多面体内の三次元透過映像データのみにアクセスさせる、高速駆動のための三次元透過映像データのアクセス方法及びそのためのユーザ・インターフェース装置に係わるものである。

前記課題を解決するための本発明による高速駆動のための三次元透過映像データのアクセス方法は、三次元透過映像データに対してダウンサンプリングした低解像度のデータをロードしてディスプレイする段階と、ディスプレイされた前記三次元透過映像データの三次元客体を取り囲む多面体ボリュームを、前記三次元客体と外接するように調整する段階と、ボリュームが調整された前記多面体内の三次元透過映像データについて復元された高解像度のデータをロードしてディスプレイする段階と、を含むことを特徴とする。

望ましくは、前記多面体ボリュームを、前記三次元客体と外接するように調整する段階は、前記三次元透過映像データのボクセルのうち、前記三次元客体のボクセルを検出する段階と、検出された前記三次元客体のボクセルのうち、ｘ，ｙ及びｚ座標それぞれに係わる最大値及び最小値を検出する段階と、検出された前記ｘ座標の最大値及び最小値、前記ｙ座標の最大値及び最小値、前記ｚ座標の最大値及び最小値を、前記三次元客体の外接する地点であると判断し、前記多面体ボリュームを、前記外接する地点と接するように調整する段階と、を含むことを特徴とする。

望ましくは、前記三次元透過映像データのボクセルのうち、前記三次元客体のボクセルを検出する段階は、前記三次元客体のボクセルの密度値のうち、下限値及び上限値に属するボクセルを、前記三次元透過映像データのボクセルから検出することを特徴とする。

望ましくは、前記高速駆動のための三次元透過映像データのアクセス方法は、低解像度の前記三次元透過映像データをロードした後、前記三次元客体のディスプレイのための関心領域を設定する段階をさらに含み、前記設定された関心領域に外接するように、前記多面体ボリュームを調整することを特徴とする。

望ましくは、前記関心領域を設定する段階は、前記三次元客体のボクセルの密度値のうち、下限値及び上限値を使用し、前記関心領域を設定することを特徴とする。

望ましくは、前記三次元透過映像データのボクセルのうち、前記三次元客体のボクセルを検出する段階は、前記関心領域が設定された前記三次元客体のボクセルの密度値のうち、下限値及び上限値に属するボクセルを、前記三次元透過映像データのボクセルから検出することを特徴とする。

望ましくは、前記多面体ボリュームを、前記三次元客体と外接するように調整する段階は、前記多面体ボリュームを、前記三次元客体と外接する地点から、一定オフセット値ほど離隔された地点に位置するように調整することを特徴とする。

望ましくは、前記高速駆動のための三次元透過映像データのアクセス方法は、ディスプレイされた前記三次元客体に対する移動、回転、拡大及び縮小のうちいずれか一つ以上の動作を遂行する段階をさらに含むことを特徴とする。

望ましくは、前記高速駆動のための三次元透過映像データのアクセス方法は、ユーザが指定するボリュームサイズによって、前記多面体ボリュームを調整する段階をさらに含むことを特徴とする。

望ましくは、前記三次元透過映像データはＣＴ（computed tomography）データ、ＭＲＩ（magnetic resonance imaging）データ、ＭＲＡ（magnetic resonance angiography）データ、ＰＥＴ（positron emission tomography）データ、ＰＥＴ−ＣＴ（positron emission tomography-computed tomography）データ及びＰＥＴ−ＭＲＩ（positron emission tomography-magnetic resonance imaging）データのうちいずれか一つ以上を含むことを特徴とする。

前記課題を解決するための本発明による三次元透過映像データのアクセスのためのユーザ・インターフェース装置は、三次元透過映像データに対してダウンサンプリングした低解像度のデータをメインメモリにロードするデータアクセス部と、前記メインメモリにロードされた前記三次元透過映像データをディスプレイするディスプレイ部と、ディスプレイされた前記三次元透過映像データの三次元客体を取り囲む多面体ボリュームを、前記三次元客体と外接するように調整するボリューム調整部と、前記データアクセス部、前記ディスプレイ部及び前記ボリューム調整部の動作を制御する制御部と、を具備し、前記データアクセス部は、ボリュームが調整された前記多面体内の三次元透過映像データについて復元された高解像度のデータをロードし、前記ディスプレイ部は、前記復元された三次元透過映像データをディスプレイすることを特徴とする。

望ましくは、前記ボリューム調整部は、前記三次元透過映像データのボクセルのうち、前記三次元客体のボクセルを検出するボクセル検出モジュールと、検出された前記三次元客体のボクセルのうち、ｘ，ｙ及びｚ座標それぞれに係わる最大値及び最小値を検出する座標値検出モジュールと、検出された前記ｘ座標の最大値及び最小値、前記ｙ座標の最大値及び最小値、前記ｚ座標の最大値及び最小値を、前記三次元客体の外接する地点であると判断し、前記多面体ボリュームを、前記外接する地点と接するように調整する多面体調整モジュールと、を含むことを特徴とする。

望ましくは、前記ボクセル検出モジュールは、前記三次元客体のボクセルの密度値のうち、下限値及び上限値に属するボクセルを、前記三次元透過映像データのボクセルから検出することを特徴とする。

望ましくは、前記三次元透過映像データのアクセスのためのユーザ・インターフェース装置は、ロードした低解像度の前記三次元客体に対して、ディスプレイのための関心領域を設定する関心領域設定部をさらに含み、前記ボリューム調整部は、前記関心領域設定部で設定された前記関心領域に外接するように、前記多面体ボリュームを調整することを特徴とする。

望ましくは、前記関心領域設定部は、前記三次元客体のボクセルの密度値のうち、下限値及び上限値を使用し、前記関心領域を設定することを特徴とする。

望ましくは、前記ボクセル検出モジュールは、前記関心領域が設定された前記三次元客体のボクセルの密度値のうち、下限値及び上限値に属するボクセルを、前記三次元透過映像データのボクセルから検出することを特徴とする。

望ましくは、前記多面体調整モジュールは、前記多面体ボリュームを、前記三次元客体と外接する地点から、一定オフセット値ほど離隔された地点に位置するように調整することを特徴とする。

望ましくは、前記多面体調整モジュールは、ユーザが指定するボリュームサイズによって、前記多面体ボリュームを調整することを特徴とする。

望ましくは、前記三次元透過映像データのアクセスのためのユーザ・インターフェース装置は、ディスプレイされた前記三次元客体に対する移動、回転、拡大及び縮小のうちいずれか一つ以上の動作を遂行する客体調整部をさらに含むことを特徴とする。

本発明によれば、三次元透過映像で、三次元客体を取り囲む多面体ボリュームを自動的に調整させることにより、最小化されたデータ容量を有する三次元透過映像にアクセスすることができる。従って、三次元透過映像で分析が不要な外部領域を除去した最小ボリュームをメモリから読み取ることにより、使用されるメモリ量を減らすことができるので、三次元透過映像の駆動による計算速度を速めることができる。

また、三次元客体が含まれる最小化されたボリュームを有するように、多面体を自動調整することができるので、三次元透過映像データにアクセスするのに所要する時間を最小化することができる。

また、ユーザが、多面体ボリュームを手動で操作する必要がないので、三次元透過映像データを使用するユーザの便宜性を増大させることができ、二次元平面で領域を選択するより、三次元で形状を示すので、直観的であって所要時間が短い。

また、三次元透過映像に対して、始めからいずれもロードせずとも、三次元客体の大方の形態を短時間内にあらかじめ確認することができる。

従来の三次元透過映像に係わるデータ容量を減らす過程について説明するための一例の参照図である。 本発明による高速駆動のための三次元透過映像データのアクセス方法について説明するための一実施形態のフローチャートである。 ロードする三次元透過映像の三次元客体を例示した参照図である。 図３の三次元客体のうち一部断層映像に該当する二次元映像をダウンサンプリングした映像を例示した参照図である。 本発明による三次元透過映像データのアクセスのためのユーザ・インターフェース画面を例示した参照図である。 ディスプレイされた三次元客体に対して、密度値の下限値及び上限値の範囲を調整することによって異なる関心領域の多様な実施形態を図示した参照図である。 ディスプレイされた三次元客体に対して、密度値の下限値及び上限値の範囲を調整することによって異なる関心領域の多様な実施形態を図示した参照図である。 ディスプレイされた三次元客体に対して、密度値の下限値及び上限値の範囲を調整することによって異なる関心領域の多様な実施形態を図示した参照図である。 図２に図示された第１０４段階について説明するための一実施形態のフローチャートである。 図６Ａに図示された関心領域が設定された三次元透過映像データに対する多面体ボリューム調整を例示した参照図である。 図６Ｂに図示された関心領域が設定された三次元透過映像データに対する多面体ボリューム調整を例示した参照図である。 図６Ｃに図示された関心領域が設定された三次元透過映像データに対する多面体ボリューム調整を例示した参照図である。 本発明による三次元透過映像データのアクセスのためのユーザ・インターフェース装置について説明するための一実施形態のブロック図である。

以下、本発明による高速駆動のための三次元透過映像データのアクセス方法について、添付された図面を参照して詳細に説明する。

図２は、本発明による高速駆動のための三次元透過映像データのアクセス方法について説明するための一実施形態のフローチャートである。

まず、三次元透過映像データに対してダウンサンプリングした低解像度のデータをロードしてディスプレイする（第１００段階）。ここで、三次元透過映像データは、ＣＴ（computed tomography）データ、ＭＲＩ（magnetic resonance imaging）データ、ＭＲＡ（magnetic resonance angiography）データ、ＰＥＴ（positron emission tomography）データ、ＰＥＴ−ＣＴ（positron emission tomography-computed tomography）データまたはＰＥＴ−ＭＲＩ（positron emission tomography-magnetic resonance imaging）データのうちいずれか一つに該当する。

三次元透過映像データをロードするとき、三次元透過映像データをダウンサンプリングして低解像度のデータをロードする。図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、ロードする三次元透過映像の三次元客体を例示した参照図である。図３（Ａ）は、顔形状を有する三次元客体を例示したものであり、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）の三次元客体のうち、一部断層映像に該当する二次元映像を図示したものである。三次元透過映像は、かような各層別断層映像をいずれも結合した場合に示される映像である。

図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）の三次元客体のうち、一部断層映像に該当する二次元映像に対してダウンサンプリングしたものを例示した参照図である。図４（Ａ）は、本来の三次元客体のうち、一部断層映像に該当するものであり、３６０＊３６０の解像度を有する。かような、断層映像に対して、解像度６０＊６０の映像、すなわち、３６倍にダウンサンプリングされた映像をロードする。かように三次元客体をなす各断層映像をいずれもダウンサンプリングしてロードすれば、６０＊６０＊６０でダウンサンプリングされた三次元映像を得る。その後、６０＊６０＊６０でダウンサンプリングされた三次元映像をディスプレイする。

第１００段階後、前記三次元客体のディスプレイのための関心領域を設定する（第１０２段階）。関心領域とは、三次元客体をディスプレイ画面上に表示する場合、可視化する三次元客体の表示範囲を意味する。

かような関心領域は、三次元客体のボクセルの密度値（density value）のうち、下限値及び上限値を使用して設定することができる。三次元客体は、各ボクセルの情報として、座標値、色相値及び密度値を有する。ここで、密度値は、三次元客体の形状を表現するための値に該当する。下限密度値は、三次元客体で、低い密度を有する形状領域をディスプレイするための最小値を意味する。上限密度値は、三次元客体で高い密度を有する形状領域をディスプレイするための最大値を意味する。

図５は、本発明による三次元透過映像データのアクセスのためのユーザ・インターフェース画面を例示した参照図である。図５に図示されたユーザ・インターフェース画面上で、関心領域設定のためのメニューバーを調整することにより、ディスプレイ画面上にディスプレイされた三次元客体の関心領域を設定することができる。

図６Ａないし図６Ｃは、ディスプレイされた三次元客体に対して、密度値の下限値及び上限値の範囲を調整することによって異なる関心領域の多様な実施形態を図示した参照図である。

図６Ａは、密度値の下限値が低く設定（例えば、１２５５９）され、上限値が適正なレベルに設定（例えば、５５６５４）されているということを例示しており、三次元客体に該当する人の顔形状のうち、肌に該当する部分まで関心領域として設定したということを示している。また、図６Ｂは、密度値の下限値が適正なレベルに設定（例えば、２２１８５）され、上限値が高く設定（例えば、６５０００以上）されているということを例示したものであり、顔形状のうち、骨格に該当する部分位のみを関心領域として設定したということを示している。また、図６Ｃは、密度値の下限値が高く設定（例えば、４２３１２）され、上限値も高く設定（例えば、６３０００以上）されているということを例示したものであり、顔形状の骨格部分のうち、堅固な骨格部分についてのみ関心領域として設定したということを示している。図６Ａないし図６Ｃに図示された関心領域の設定は、図６Ａないし図６Ｃのユーザ・インターフェース画面のうち、下端にある関心領域設定のためのメニューバーを調整して設定することができる。

一方、前述の関心領域を設定する段階は、必ずしも要求される段階ではなく、デフォルトとして決定された密度値によって、関心領域が設定されもする。

第１０２段階後、三次元客体を取り囲む多面体内のデータ、すなわち、三次元透過映像データに対して、多面体ボリュームを三次元客体と外接するように調整する（第１０４段階）。ユーザが、図５に図示されたユーザ・インターフェース画面のうち、自動ボリュームに該当するメニューバーを選択する場合、多面体ボリュームを、三次元客体と外接するように自動調整する。ここで、多面体は、三次元透過映像で、三次元客体を取り取り囲む仮想の体積を有するものであり、一例として、六面体を例示することができる。

図７は、図２に図示された第１０４段階について説明するための一実施形態のフローチャートである。

ロードされた三次元透過映像データのボクセルのうち、三次元客体のボクセルを検出する（第２００段階）。ダウンサンプリングされた三次元透過映像データのボクセルのうち、三次元客体のボクセルを検出するための方法として、三次元客体のボクセルの密度値のうち、既設定の下限値及び上限値に属するボクセルを、三次元透過映像データのボクセルから検出する。既設定の下限値及び上限値に属さないボクセルの場合には、三次元透過映像データの背景として認識する。

特に、三次元客体の関心領域が設定された三次元透過映像データについては、関心領域が設定された三次元客体のボクセルの密度値のうち、下限値及び上限値に属するボクセルを、三次元透過映像データのボクセルから検出する。そのときにも、関心領域として設定された密度値の下限値及び上限値に属さないボクセルの場合には、三次元透過映像データの背景として認識する。

第２００段階後、検出された前記三次元客体のボクセルのうち、ｘ，ｙ及びｚ座標それぞれに係わる最大値及び最小値を検出する（第２０２段階）。三次元客体をなすボクセルのあらゆるｘ座標の座標値のうち、最大値及び最小値を検出する。また、三次元客体をなすボクセルのあらゆるｙ座標の座標値のうち、最大値及び最小値を検出する。また、三次元客体をなすボクセルのあらゆるｚ座標の座標値のうち、最大値及び最小値を検出する。

第２０２段階後、検出された前記ｘ座標の最大値及び最小値、前記ｙ座標の最大値及び最小値、前記ｚ座標の最大値及び最小値を、前記三次元客体の外接する地点であると判断し、前記多面体ボリュームを、前記外接する地点と接するように調整する（第２０４段階）。ｘ座標の最大値及び最小値が意味するところは、三次元客体が、ｘ軸を基準として、最小値と最大値との範囲で存在するということを意味し、かような最小値と最大値とを外れるｘ軸の範囲では、三次元客体のボクセルが存在しないということを意味する。また、ｙ座標の最大値及び最小値が意味するということは、三次元客体がｙ軸を基準として、最小値と最大値との範囲でのみ存在するということを意味し、ｚ座標の最大値及び最小値が意味するところも、三次元客体がｚ軸を基準として、最小値と最大値との範囲でのみ存在するということを意味する。

従って、三次元客体を含むように、三次元透過映像データの多面体を調整するとするとき、ｘ座標の最大値及び最小値、ｙ座標の最大値及び最小値、ｚ座標の最大値及び最小値の位置まで、多面体ボリュームを縮小調整することができる。かように、多面体ボリュームを、三次元客体のｘ，ｙ、ｚ座標それぞれの最小値及び最大値の位置まで縮めることにより、多面体が三次元客体と外接するようになる。

図８は、図６Ａに図示された関心領域が設定された三次元透過映像データに係わる多面体ボリューム調整を例示した参照図である。また、図９は、図６Ｂに図示された関心領域が設定された三次元透過映像データに係わる多面体ボリューム調整を例示した参照図である。また、図１０は、図６Ｃに図示された関心領域が設定された三次元透過映像データに係わる多面体ボリューム調整を例示した参照図である。図８ないし図１０の参照図から分かるように、三次元客体に係わる関心領域の設定を異ならせることにより、縮小される多面体ボリュームも異なるということを確認することができる。

一方、第１０４段階で、前記多面体ボリュームを、前記三次元客体と外接するように調整することもできるが、前記多面体ボリュームを、前記三次元客体と外接する地点から、一定オフセット値ほど離隔された地点に位置するように調整することもできる。三次元客体と外接する地点に多面体を位置させる代わりに、外接する地点より、一定オフセット値（例えば、１ないし５ボクセルの間隔）ほど、さらに大きいボリュームを有する多面体になるように調整することもでき、一定オフセット値ほど、さらに小さいボリュームを有する多面体になるように調整することもできる。

また、第１０４段階で、ユーザが、図５に図示されたユーザ・インターフェース画面において、自動ボリュームメニューバーの代わりに、ディスプレイ画面上の多面体の一面に、入力装置（例えば、マウスのカーサなど）を位置させ、入力装置を調整（例えば、マウスのドラッグなど）し、多面体ボリュームの大きさを指定する場合には、ユーザが指定するボリュームサイズによって、多面体ボリュームが調整される。

第１０４段階後、ボリュームが調整された多面体内の三次元透過映像データについて復元された高解像度のデータをロードしてディスプレイする（第１０６段階）。第１００段階で、ダウンサンプリングした低解像度の三次元データをロードしたので、ボリュームが調整された多面体内のデータを、本来の高解像度の三次元データに復元してロードするのである。例えば、第１００段階で、図４Ａ及び図４Ｂに図示されているように、３６０＊３６０＊３６０の解像度を有する三次元透過映像データについて、解像度６０＊６０＊６０の映像、すなわち、１／２１６倍にダウンサンプリングされた映像をロードした場合には、ボリュームが調整された多面体内のデータについて、本来の高解像度に該当する２１６倍の解像度を有する三次元透過映像データに復元してロードする。かように、本来の高解像度に復元された三次元透過映像データをロードした後、当該ロードされた三次元透過映像を、図５のディスプレイ画面上にディスプレイする。

一方、本発明の高速駆動のための三次元透過映像データのアクセス方法は、ディスプレイされた前記三次元客体に対する移動、回転、拡大及び縮小のうち、いずれか一つ以上の動作を遂行することができる。図５に図示された、ディスプレイ画面上にディスプレイされた多面体の一面に、入力装置（例えば、マウスのカーサなど）を位置させ、入力装置を調整（例えば、マウスのドラッグなど）し、多面体を、拡大／縮小、移動または回転するように指示することにより、多面体内に存在する三次元客体の拡大／縮小、移動、回転の動作を遂行することができる。前記三次元客体に対する移動、回転、拡大及び縮小のうち、いずれか一つ以上の動作は、低解像度の三次元透過映像データをロードした後、いずれの段階を遂行する過程でも、併行して遂行することができる。

以下、本発明による三次元透過映像データのアクセスのためのユーザ・インターフェース装置について、添付された図面を参照して詳細に説明する。

図１１は、本発明による三次元透過映像データのアクセスのためのユーザ・インターフェース装置について説明するための一実施形態のブロック図であり、データアクセス部３００、メインメモリ３１０、ディスプレイ部３２０、関心領域設定部３３０、ボリューム調整部３４０、客体調整部３５０及び制御部３６０によって構成される。

データアクセス部３００は、ハードディスクなどの補助メモリに保存されている三次元透過映像データについて、低解像度のデータにダウンサンプリングし、メインメモリ３１０にロードする。例えば、図４Ａ及び図４Ｂに図示されているように、データアクセス部３００は、解像度３６０＊３６０を有する本来の三次元客体の一部断層映像に対して、解像度６０＊６０の映像、すなわち、１／３６倍にダウンサンプリングされた映像をロードする。かように、データアクセス部３１０は、三次元客体をなすそれぞれの断層映像をダウンサンプリングしていずれもロードする。かように、それぞれの断層映像をいずれもロードすることにより、６０＊６０＊６０にダウンサンプリングされた三次元映像がメインメモリ３１０に保存される。

データアクセス部３００は、三次元透過映像データとして、ＣＴデータ、ＭＲＩデータ、ＭＲＡデータ、ＰＥＴデータ、ＰＥＴ−ＣＴデータまたはＰＥＴ−ＭＲＩデータなどをロードする。

メインメモリ３１０は、データアクセス部３００によってロードされる三次元透過映像データを保存する。

ディスプレイ部３２０は、メインメモリ３１０にロードされた三次元透過映像データを、図５に図示されたディスプレイ画面を介してディスプレイする。

関心領域設定部３３０は、データアクセス部３００でロードした低解像度の三次元客体について、ディスプレイのための関心領域を設定する。関心領域設定部３３０は、三次元客体のボクセルの密度値のうち、下限値及び上限値を使用して、関心領域を設定することができる。下限値は、三次元客体で、低い密度を有する形状領域をディスプレイするための最小値を意味し、上限値は、三次元客体で高い密度を有する形状領域をディスプレイするための最大値を意味する。前述の、図５に図示されたユーザ・インターフェース画面上で、関心領域設定メニューバーを調整することにより、ディスプレイ画面上にディスプレイされた三次元客体の関心領域を設定することができる。例えば、図６Ａないし図６Ｃの画面において、下端に図示された関心領域設定メニューバーを使用して、ユーザが関心領域を選択すれば、関心領域設定部３３０は、ユーザが選択した密度値の下限値及び上限値の範囲を可視化する三次元客体の表示範囲として設定する。これにより、密度値の下限値及び上限値に該当する部分位ほど三次元客体がディスプレイされる。

ボリューム調整部３４０は、データアクセス部３００でロードした三次元透過映像データの三次元客体を取り囲む多面体ボリュームを、三次元客体と外接するように調整する。特に、関心領域設定部３３０で、三次元客体に対して関心領域を設定した場合には、ボリューム調整部３４０は、設定された関心領域に外接するように、多面体ボリュームを調整する。ユーザが、図５に図示されたユーザ・インターフェース画面において、自動ボリュームメニューバーを選択する場合、ボリューム調整部３４０は、多面体ボリュームを三次元客体と外接するように自動調整する。

そのために、ボリューム調整部３４０は、ボクセル検出モジュール３４２、座標値検出モジュール３４４及び多面体調整モジュール３４６から構成される。

ボクセル検出モジュール３４２は、メインメモリ３１０にロードされた三次元透過映像データのボクセルのうち、三次元客体のボクセルを検出し、検出された結果を、座標値検出モジュール３４４に出力する。ボクセル検出モジュール３４２が検出する三次元客体のボクセル情報には、座標値、色相値及び密度値をそれぞれ含んでいる。

ボクセル検出モジュール３４２は、三次元客体のボクセルの密度値のうち、既設定の下限値及び上限値に属するボクセルを、三次元透過映像データのボクセルから検出する。ボクセル検出モジュール３４２は、既設定の下限値及び上限値に属さないボクセルの場合には、三次元透過映像データの背景として認識することにより、背景に該当するボクセルは、検出対象から除外する。

一方、ボクセル検出モジュール３４２は、三次元客体の関心領域が設定された三次元透過映像データについては、関心領域が設定された三次元客体のボクセルの密度値のうち、下限値及び上限値に属するボクセルを、三次元透過映像データのボクセルから検出する。そのときにも、ボクセル検出モジュール３４２は、関心領域として設定された密度値の下限値及び上限値に属さないボクセルの場合には、三次元透過映像データの背景として認識する。

座標値検出モジュール３４４は、ボクセル検出モジュール３４２で検出された三次元客体のボクセルのうち、ｘ，ｙ及びｚ座標それぞれに係わる最大値及び最小値を検出し、検出された結果を、多面体調整モジュール３４６に出力する。座標値検出モジュール３４４は、三次元客体をなすボクセルのあらゆるｘ座標の座標値のうち、最大値及び最小値を検出する。また、座標値検出モジュール３４４は、三次元客体をなすボクセルのあらゆるｙ座標の座標値のうち、最大値及び最小値を検出する。また、座標値検出モジュール３４４は、三次元客体をなすボクセルのあらゆるｚ座標の座標値のうち、最大値及び最小値を検出する。

多面体調整モジュール３４６は、検出されたｘ座標の最大値及び最小値、ｙ座標の最大値及び最小値、ｚ座標の最大値及び最小値を、三次元客体の外接する地点であると判断し、多面体ボリュームを外接する地点と接するように調整する。ｘ座標の最大値及び最小値が意味するところは、三次元客体が、ｘ軸を基準として、最小値と最大値との範囲に存在するということを意味するので、多面体調整モジュール３４６は、多面体のｘ軸に該当する２個の面を、ｘ座標の最大値及び最小値に該当する地点にそれぞれ接するように調整する。また、ｙ座標の最大値及び最小値が意味するところは、三次元客体がｙ軸を基準として、最小値と最大値との範囲に存在するということを意味するので、多面体調整モジュール３４６は、多面体のｙ軸に該当する２個の面を、ｙ座標の最大値及び最小値に該当する地点にそれぞれ接するように調整する。また、ｚ座標の最大値及び最小値が意味するところは、三次元客体がｚ軸を基準として、最小値と最大値との範囲に存在するということを意味するので、多面体調整モジュール３４６は、多面体のｚ軸に該当する２個の面を、ｚ座標の最大値及び最小値に該当する地点にそれぞれ接するように調整する。前述の、図８ないし図１０の参照図から分かるように、三次元客体に係わる関心領域の設定を異ならせることにより、多面体調整モジュール３４６は、三次元客体の設定領域に対応し、多面体ボリュームを調整することができる。

一方、多面体調整モジュール３４６は、多面体ボリュームを三次元客体と外接するように調整することもできるが、多面体ボリュームを、三次元客体と外接する地点から、一定オフセット値ほど離隔された地点に位置するように調整することもできる。多面体調整モジュール３４６は、三次元客体と外接する地点に多面体を位置させる代わりに、外接する地点より、一定オフセット値（例えば、１ないし５ボクセルの間隔）ほどさらに大きいボリュームを有する多面体になるように調整することもでき、一定オフセット値ほどさらに小さいボリュームを有する多面体になるように調整することもできる。

また、多面体調整モジュール３４６はユーザが、図５に図示されたディスプレイ画面上の多面体の一面に、入力装置（例えば、マウスのカーサなど）を位置させて入力装置を調整し、多面体ボリュームの大きさを指定する場合には、ユーザが指定するボリュームサイズによって多面体ボリュームを調整する。

ボリューム調整部３４０で、多面体ボリュームが調整されれば、データアクセス部３００は、ボリュームが調整された多面体内の三次元透過映像データについて、復元された高解像度のデータをメインメモリ３１０にロードする。最初に、ダウンサンプリングした低解像度の三次元データをロードしたので、データアクセス部３００は、ボリュームが調整された多面体内のデータを、本来の高解像度の三次元データに復元してロードする。例えば、図４Ａ及び図４Ｂに図示されているように、３６０＊３６０＊３６０の解像度を有する三次元透過映像データについて、解像度６０＊６０＊６０の映像、すなわち、１／２１６倍にダウンサンプリングされた映像をロードした場合には、データアクセス部３００は、ボリュームが調整された多面体内のデータについて、本来の高解像度に該当する２１６倍の解像度を有する三次元透過映像データに復元してロードする。

ディスプレイ部３２０は、データアクセス部３００によって、本来の高解像度に復元され、メインメモリ３１０にロードされた三次元透過映像データの映像を、図５のディスプレイ画面上にディスプレイする。

客体調整部３５０は、ディスプレイ画面上にディスプレイされた三次元透過映像の三次元客体に対して、移動、回転、拡大または縮小動作を遂行する。ユーザが、図５に図示された、ディスプレイ画面上にディスプレイされた多面体の一面に、入力装置（例えば、マウスのカーサなど）を位置させ、多面体の拡大／縮小、移動または回転操作を指示すれば、客体調整部３５０は、多面体内に存在する三次元客体の拡大／縮小、移動、回転の動作を遂行する。客体調整部３５０は、三次元客体に対する移動、回転、拡大及び縮小などの動作を、低解像度の三次元透過映像データをロードした後、いかなる過程でも併行して遂行することができる。

制御部３６０は、前述のデータアクセス部３００、メインメモリ３１０、ディスプレイ部３２０、関心領域設定部３３０、ボリューム調整部３４０及び客体調整部３５０の相互間動作を制御する。制御部３６０は、各構成要素の動作を制御するためのデータの演算、比較などの作業を行う。

前述のように、ボリュームが調整された多面体内の三次元透過映像データの大きさは、多面体ボリュームが調整される前のデータサイズに比べ、多面体ボリュームが小さくなったほど縮小される。従って、縮小される多面体ボリュームほど、三次元透過映像データの大きさも小さくなるので、低仕様のＰＣ上または移動端末機器上でも、三次元透過映像の高速駆動が可能になる。

なお、前述の本発明の高速駆動のための三次元透過映像データのアクセス方法は、コンピュータで読み取り可能なコード／命令（instructions）／プログラムで具現される。例えば、コンピュータで読み取り可能な記録媒体を利用して、前記コード／命令／プログラムを動作させる汎用デジタルコンピュータでも具現される。前記コンピュータで読み取り可能な記録媒体は、マグネチック記録媒体（例えば、ＲＯＭ（read-only memory）、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、マグネチックテープなど）、光学的判読媒体（例えば、ＣＤ（compact disc）−ＲＯＭ、ＤＶＤ（digital versatile disc）など）のような記録媒体を含む。

かような本発明である高速駆動のための三次元透過映像データのアクセス方法及びそのためのユーザ・インターフェース装置は、理解を助けるために、図面に図示された実施形態を参照して説明したが、それらは例示的なものに過ぎず、当該分野で当業者であるならば、それらから多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるという点を理解するであろう。従って、本発明の真正な技術的保護範囲は、特許請求の範囲によって決決定されるものである。

本発明は、三次元客体を含む三次元透過映像のデータ容量を最小化することにより、三次元透過映像のデータにアクセスするにあたり、高速駆動を可能にするところの技術であるという点に、産業上利用可能性がある。

Claims (19)

1. 三次元透過映像データに対してダウンサンプリングした低解像度のデータをロードしてディスプレイする段階と、
   ディスプレイされた前記三次元透過映像データの三次元客体を取り囲む多面体ボリュームを、前記三次元客体と外接するように調整する段階と、
   ボリュームが調整された前記多面体内の三次元透過映像データについて復元された高解像度のデータをロードしてディスプレイする段階と、を含むことを特徴とする高速駆動のための三次元透過映像データのアクセス方法。
2. 前記多面体ボリュームを、前記三次元客体と外接するように調整する段階は、
   前記三次元透過映像データのボクセルのうち、前記三次元客体のボクセルを検出する段階と、
   検出された前記三次元客体のボクセルのうち、ｘ，ｙ及びｚ座標それぞれに係わる最大値及び最小値を検出する段階と、
   検出された前記ｘ座標の最大値及び最小値、前記ｙ座標の最大値及び最小値、前記ｚ座標の最大値及び最小値を、前記三次元客体の外接する地点であると判断し、前記多面体ボリュームを、前記外接する地点と接するように調整する段階と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の高速駆動のための三次元透過映像データのアクセス方法。
3. 前記三次元透過映像データのボクセルのうち、前記三次元客体のボクセルを検出する段階は、
   前記三次元客体のボクセルの密度値のうち、下限値及び上限値に属するボクセルを、前記三次元透過映像データのボクセルから検出することを特徴とする請求項２に記載の高速駆動のための三次元透過映像データのアクセス方法。
4. 前記高速駆動のための三次元透過映像データのアクセス方法は、
   低解像度の前記三次元透過映像データをロードした後、前記三次元客体のディスプレイのための関心領域を設定する段階をさらに含み、
   前記設定された関心領域に外接するように、前記多面体ボリュームを調整することを特徴とする請求項１または２に記載の高速駆動のための三次元透過映像データのアクセス方法。
5. 前記関心領域を設定する段階は、
   前記三次元客体のボクセルの密度値のうち、下限値及び上限値を使用し、前記関心領域を設定することを特徴とする請求項４に記載の高速駆動のための三次元透過映像データのアクセス方法。
6. 前記三次元透過映像データのボクセルのうち、前記三次元客体のボクセルを検出する段階は、
   前記関心領域が設定された前記三次元客体ボクセルの密度値のうち、下限値及び上限値に属するボクセルを、前記三次元透過映像データのボクセルから検出することを特徴とする請求項４に記載の高速駆動のための三次元透過映像データのアクセス方法。
7. 前記多面体ボリュームを、前記三次元客体と外接するように調整する段階は、
   前記多面体ボリュームを、前記三次元客体と外接する地点から、一定オフセット値ほど離隔された地点に位置するように調整することを特徴とする請求項１に記載の高速駆動のための三次元透過映像データのアクセス方法。
8. 前記高速駆動のための三次元透過映像データのアクセス方法は、
   ディスプレイされた前記三次元客体に対する移動、回転、拡大及び縮小のうちいずれか一つ以上の動作を遂行する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の高速駆動のための三次元透過映像データのアクセス方法。
9. 前記高速駆動のための三次元透過映像データのアクセス方法は、
   ユーザが指定するボリュームサイズによって、前記多面体ボリュームを調整する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の高速駆動のための三次元透過映像データのアクセス方法。
10. 前記三次元透過映像データは、ＣＴ（computed tomography）データ、ＭＲＩ（magnetic resonance imaging）データ、ＭＲＡ（magnetic resonance angiography）データ、ＰＥＴ（positron emission tomography）データ、ＰＥＴ−ＣＴ（positron emission tomography-computed tomography）データ及びＰＥＴ−ＭＲＩ（positron emission tomography-magnetic resonance imaging）データのうちいずれか一つ以上を含むことを特徴とする請求項１に記載の高速駆動のための三次元透過映像データのアクセス方法。
11. 三次元透過映像データに対してダウンサンプリングした低解像度のデータをメインメモリにロードするデータアクセス部と、
    前記メインメモリにロードされた前記三次元透過映像データをディスプレイするディスプレイ部と、
    ディスプレイされた前記三次元透過映像データの三次元客体を取り囲む多面体ボリュームを、前記三次元客体と外接するように調整するボリューム調整部と、
    前記データアクセス部、前記ディスプレイ部及び前記ボリューム調整部の動作を制御する制御部と、を具備し、
    前記データアクセス部は、ボリュームが調整された前記多面体内の三次元透過映像データについて復元された高解像度のデータをロードし、前記ディスプレイ部は、前記復元された三次元透過映像データをディスプレイすることを特徴とする三次元透過映像データのアクセスのためのユーザ・インターフェース装置。
12. 前記ボリューム調整部は、
    前記三次元透過映像データのボクセルのうち、前記三次元客体のボクセルを検出するボクセル検出モジュールと、
    検出された前記三次元客体のボクセルのうち、ｘ，ｙ及びｚ座標それぞれに係わる最大値及び最小値を検出する座標値検出モジュールと、
    検出された前記ｘ座標の最大値及び最小値、前記ｙ座標の最大値及び最小値、前記ｚ座標の最大値及び最小値を、前記三次元客体の外接する地点であると判断し、前記多面体ボリュームを、前記外接する地点と接するように調整する多面体調整モジュールと、を含むことを特徴とする請求項１１に記載の三次元透過映像データのアクセスのためのユーザ・インターフェース装置。
13. 前記ボクセル検出モジュールは、
    前記三次元客体のボクセルの密度値のうち、下限値及び上限値に属するボクセルを、前記三次元透過映像データのボクセルから検出することを特徴とする請求項１２に記載の三次元透過映像データのアクセスのためのユーザ・インターフェース装置。
14. 前記三次元透過映像データのアクセスのためのユーザ・インターフェース装置は、
    ロードした低解像度の前記三次元客体に対して、ディスプレイのための関心領域を設定する関心領域設定部をさらに含み、
    前記ボリューム調整部は、前記関心領域設定部で設定された前記関心領域に外接するように、前記多面体ボリュームを調整することを特徴とする請求項１１または１２に記載の三次元透過映像データのアクセスのためのユーザ・インターフェース装置。
15. 前記関心領域設定部は、
    前記三次元客体のボクセルの密度値のうち、下限値及び上限値を使用し、前記関心領域を設定することを特徴とする請求項１４に記載の三次元透過映像データのアクセスのためのユーザ・インターフェース装置。
16. 前記ボクセル検出モジュールは、
    前記関心領域が設定された前記三次元客体のボクセルの密度値のうち、下限値及び上限値に属するボクセルを、前記三次元透過映像データのボクセルから検出することを特徴とする請求項１４に記載の三次元透過映像データのアクセスのためのユーザ・インターフェース装置。
17. 前記多面体調整モジュールは、
    前記多面体ボリュームを、前記三次元客体と外接する地点から、一定オフセット値ほど離隔された地点に位置するように調整することを特徴とする請求項１２に記載の三次元透過映像データのアクセスのためのユーザ・インターフェース装置。
18. 前記多面体調整モジュールは、
    ユーザが指定するボリュームサイズによって、前記多面体ボリュームを調整することを特徴とする請求項１２に記載の三次元透過映像データのアクセスのためのユーザ・インターフェース装置。
19. 前記三次元透過映像データのアクセスのためのユーザ・インターフェース装置は、
    ディスプレイされた前記三次元客体に対する移動、回転、拡大及び縮小のうちいずれか一つ以上の動作を遂行する客体調整部をさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の三次元透過映像データのアクセスのためのユーザ・インターフェース装置。

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