JP3608225B2

JP3608225B2 - ３次元画像データを用いた展開図作成方法

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Publication number: JP3608225B2
Application number: JP18924794A
Authority: JP
Inventors: 昇東; 耕一佐野
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1994-08-11
Filing date: 1994-08-11
Publication date: 2005-01-05
Anticipated expiration: 2020-01-05
Also published as: US5748193A; JPH0855242A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、画像処理に関するもので、例えばｘ線ＣＴによる複数スライスの撮像で得た３次元デジタルデータなどの３次元画像データを２次元平面上に展開して展開像を得るする方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
（１）３次元表示手法
３次元表示手法は、これまでに様々な手法が報告されており、Ｍ．Ｌｅｖｏｙ，”ＤｉｓｐｌａｙｏｆＳｕｒｆａｃｅｆｒｏｍＶｏｌｕｍｅＤａｔａ”，ＩＥＥＥＣＧ＆Ａ，Ｖｏｌ．８，Ｎｏ．５，ｐｐ２９−３７（１９８８）によって、３次元ボリュームデータを直接扱って３次元表示を行うボリュウームレンダリング手法が報告されている。これは、投影面から発せられた光りが半透明なボクセルを減衰しながら透過してゆき、その時透過していくボクセルの不透明度や濃度勾配からボクセルの輝度を求め、２次元に投影する手法である。その他３次元内部データの表示方法として”ＳｕｒｆａｃｅＲｅｎｄｅｒｉｎｇ”，ＩＥＥＥＣＧ＆Ａ，Ｖｏｌ．１０，ｐｐ４１−５３，（Ｍａｒｃｈ，１９９０）が報告されており、また抽出データの合成表示方法としてＴｅｒｒｙＳ．Ｙｏｏ他、”ＤｉｒｅｃｔＶｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆＶｏｌｕｍｅＤａｔａ”，ＩＥＥＥＣＧ＆Ａ，Ｖｏｌ．１０，ｐｐ４１−５３（Ｍａｒｃｈ，１９９０）が報告されている。
【０００３】
（２）展開図作成手法
展開図作成方法の代表的な例として、”ＡＭｅｔｈｏｄｆｏｒｔｈｅＳｙｎｃｈｒｏｎｉｚｅｄＡｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｏｆＣｙｌｉｎｄｉｃａｌＲａｎｇｅａｎｄＣｏｌｏｒＤａｔａ”，ＩＥＩＣＥＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮ，Ｖｏｌ．Ｅ７４，Ｎｏ．１０Ｏｃｔ１９９１において、計測対象の周囲をスリット（検出器を直線上に複数並べたもの）をスリット回転軸と平行となるように円周上に設定し、物体の表面データ１ライン分を計測し、その後このスリットを円周上に移動させ物体の展開図データを計測し、このデータをワイヤーフレームモデルに張り付け３次元カラー表示を行う方法が報告されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
３次元デジタルデータ（以下３次元データとする）から展開図を作成する例は報告されていないが、上記従来技術（１）（２）を応用することで、３次元データから展開図を作成することができる。従来技術（２）で述べた方法において、計測対象物（実物）の代わりに３次元データを設置し、スリットから得るデータ技術（１）のボリュームレンダリング手法を用いたり、それに変わる方法、例えばサーフェスレンダリング手法やしきい値処理方法にて作成する。これにより３次元データから展開図を作成することができる。この様子を図４を用いて説明する。３次元データ２０１の中心点を原点とし、３次元データを内部に含む円の円周上にスリット２０２を設定する。スリット２０２から回転軸２０３方向に、ボリュームレンダリング処理を行いスリットから見える画像データを作成する。この操作を、スリットを等角度間隔で移動させて行い、スリットが３６０度回転するまで繰り返し行い展開図２０４を作成する。ボリュームレンダリング手法（その他の手法でも同じ）は、視点及び光源を無限後方に設定することにより、スリット内に設定した視点原点２１０、２１１、２１２を通過する視線ベクトル（＝光の進むベクトル）２０６、２０７、２０８は互いに平行で、且つ、スリットと垂直で、スリットと平行に設定された回転軸と交わるベクトルとなる。そしてこの視線ベクトル上の３次元デジタルデータ２０９を用いて、視点原点から見る画像データを生成する。スリット２０５では視点原点を３つ設定した様子を示したが、例えば２５６＊２５６＊２５６の３次元デジタルデータに対して３次元データの分解能と等しい分解能の側面展開図を作成する場合には、２５６の視点原点を設定すればよい。またこの時スリットを１度づつ移動させると、作成する展開図は高さ２５６、幅３６０のサイズの画像となる。図５にＭＲＩ（ＭａｇｎｅｔｉｃＲｅｓｏｎａｎｃｅＩｍａｇｉｎｇ）装置で撮影した３次元データに対して、ボリュームレンダリング手法を用いて作成した正面像３０１と上記手法によって作成した展開図３０２を示す。
【０００５】
しかし、上記で述べた展開図作成手法では、次のような問題がある。
【０００６】
（１）視線ベクトル上の３次元データにおける表裏データの混在：
線状の３次元データに対して、上記手法で２次元展開図を作成すると、データの位置関係が不明瞭な展開図となってしまう。図６にこの様子を示す。３次元データの前半分のみを正面からみた像４０１、後半分を後ろ正面から見た像４０２、３次元データ全体を正面から見た像４０３の形状を持つ３次元データに対して上記手法で展開図を作成すると、線データが存在しない部分では裏側の線が見えるため展開図４０４が生成されてしまい、球の表面を展開した展開図４０５が得られない。またこれは、線状の表面模様に対してだけでなく、物体の周りに描かれた絵画を展開図として表現したい場合などでも、やはり裏側の絵画が現れてしまい、生成する展開図において表裏の絵画が混在してしまう。
【０００７】
（２）データ形状による連続性の欠如：
展開図作成対象の形状によって、従来法では物体表面の連続性が失われてしまうケースがある。この様子を図７に示す。図７は展開図の作成操作を真上から見たものである。展開図作成対象となる３次元データ５０１に対し、スリット５０２をスリット５０３の位置まで移動させ、８つの角度から見た画像を作成し、これを横に並べて展開図５０４を作成する。しかしこの展開図においては表面の連続性が失われており、目的とする展開図５０５のような表面位置の連続性が保たれた展開図を作成できない。
【０００８】
（３）データ形状による表面非処理部分の発生：
図８を用いて説明する。従来法では、スリット６０１から見た画像を作成する処理において、スリットをから出る視線ベクトル６０５はそれぞれが互いに平行となるよう設定しているため、３次元データ６０２におてい、視線ベクトルと平行な部分６０３、６０４の表面が生成する展開図において描画されない。
【０００９】
（４）視点原点（スリット）位置の変更不可：
従来法では物体が実物であったため、視点を物体内部に設定することは不可能であり、物体内部の展開図が作成できなかった。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
（１）視線ベクトル上の３次元データにおける表裏データの混在への対応：
視線ベクトル上の３次元データにおいて物体の表裏面を認識し、表面に対してのみボリュームレンダリング等の画像生成処理を行い、これを横に並べて展開図を作成する。
【００１１】
（２）データ形状による連続性の欠如への対応：
３次元データの内の１断面の輪郭を認識し、その輪郭に沿ってスリットを等距離間隔で移動させ、ボリュームレンダリング等の画像生成処理を行い、これを横に並べて展開図を作成する。
【００１２】
（３）データ形状による表面非処理部分の発生への対応その１：
視点原点をスリット内に直線上に並べるのやめ、スリットとスリット回転軸を含む平面上の３次元データの輪郭に合わせて視点原点を設定し画像生成処理を行なう。そしてスリット位置を回転軸を中心に回転移動させ同じ処理を繰り返し、これによって得た画像を横に並べて展開図を作成する。
【００１３】
（４）データ形状による表面非処理部分の発生への対応その２：
３次元データの内の１平面において輪郭１を求める。その輪郭１上にいおいて平面と垂直になるようにスリットを設定し、その輪郭１の形状に合わせて視点原点からの視線ベクトル１を決定する。そしてスリットと視線ベクトル１を含む平面上において３次元データの輪郭２を求め、その輪郭２上において視点原点を等間隔に設定する。そして輪郭２の形状に合わせて、それぞれの視点原点において各々の視線ベクトル２を決定し、それぞれ異なった視線ベクトル２を用いて画像生成処理を行なう。認識した輪郭１に沿ってスリットを等距離間隔で移動させ同じ処理を繰り返し、これを横に並べて展開図を作成する。
（５）視点原点（スリット）位置の変更不可その１：
３次元データの内部に視点原点を設定し画像生成処理を行う。このとき視点原点を通る軸を視点原点の回転軸とし、回転軸と垂直な面内に視線ベクトルを等角度間隔で３６０度回転させ画像データを生成する。そしてこの視点原点を任意な方向に移動させ画像生成処理を行い、これを縦に並べて展開図を作成する。
【００１４】
（６）視点原点（スリット）位置の変更不可その２：
３次元データの内部に視点原点を設定し画像生成処理を行う。この視点原点を含む平面内において物体内部の輪郭を求め、その輪郭線上を等距離間隔で視点原点を移動させる。このときの視線ベクトルを輪郭線の接線となるように決定し画像データを生成する。そしてこの視点原点を任意な方向に移動させ画像生成処理を行い、これを縦に並べて展開図を作成する。
【００１５】
【作用】
（１）３次元データの表と裏を分離することで、画像生成手法において透過となる部位に対しても、表面データのみに画像生成処理が行え、作成する展開図において表裏データの混在を防ぐことができる。
【００１６】
（２）回転軸を中心にスリットを回転移動させるのでなく、３次元データの輪郭を認識し、その輪郭上を等距離間隔で移動することで、３次元データの表面を連続的に走査することができ、作成する展開図においてＸ軸方向における位置関係を連続的なものとすることができる。
【００１７】
（３）視点原点をスリット内に直線上に並べるのやめ、スリットと回転軸を含む平面における３次元物体の形状に合わせて視点原点を設定し画像生成処理を行なうことで、従来法では展開図には反映されなかった部分を展開図に反映させることができる。
【００１８】
（４）スリットの移動、及びスリット内の視点原点を３次元データの形状に合わせて設定することで、作成する展開図において横方向における表面位置情報の連続性が保証され、また縦方向の全ての表面情報を含ませることができる。
【００１９】
またスリットの移動距離と視点原点の設定間隔を同じにすることで、作成する展開図において、縦と横の分解能を一定にすることができる。
【００２０】
（５）物体内部に視点を設定することで、これまで行うことができなかった物体内部の展開図が作成することができ、例えば血管ような内部が空洞の物体の画像データにおいて、内部表面の展開図を生成することが可能となる。
【００２１】
【実施例】
（１）表裏面分離に関する実施例（実施例１）
３次元データの表裏面を認識する１つの実施例として、スリット回転中心軸を表裏面の境界とする方法を、図１と図９を用いて示す。
【００２２】
＜ステップ１００＞
３次元データ７１４の画像中心を原点とするＸ軸７１２，Ｙ軸７１１，Ｚ軸７１３を設定し、Ｙ軸をスリット回転軸に設定する。
【００２３】
原点を含むＸ−Ｚ平面において、３次元データを内部に含む円の円周上に、回転軸（Ｙ軸）と平行にスリット７０１内に設定する視点原点数とスリット移動角度を設定する。
【００２４】
＜ステップ１０１＞
スリット内に設定した１つの視点原点から見える画像データ（画素値）をボリュームレンダリングにて作成する。詳細は後で説明する。
【００２５】
＜ステップ１０２＞
ステップ１０１のボリュームレンダリングによって求めた画素値を画像メモリに記憶する。
【００２６】
＜ステップ１０３＞
スリットに設定した視点原点数だけステップ１０１〜１０２を繰り返す。
【００２７】
＜ステップ１０４＞
Ｙ軸７１１を回転軸として、ステップ１００で設定した角度だけスリットを回転移動させる。
【００２８】
＜ステップ１０５＞
スリットが３６０度回転するまで、ステップ１０１〜１０４の処理を繰り返す。
【００２９】
ボリュームレンダリングは、各ボクセル値を基に、３次元空間上でボクセルの傾きと光源から出る光の透過率を求め、その反射光の総和として３次元表示を行う方式である。この時光源および視点は無限後方に設定し、スリット内に設定した視点原点からの視線ベクトル（＝光線ベクトル）は互いに平行で、スリットと垂直なベクトルとなる。ボクセルの傾きを求める近似計算方法として、Ｇｒａｙ−ＬｅｖｅｌＧｒａｄｉｅｎｔｓと呼ばれる３方向隣接ボクセルの濃度差を傾きとする方法を用いる。このボリュームレンダリングに本発明を適用した例を図２に示す。
【００３０】
＜ステップ１１０＞
入射光量の初期値を設定する（初期値＝１）
画素値を初期化する（初期値＝０）
視線ベクトルを初期化する（視点原点）
しきい値を設定する。
【００３１】
＜ステップ１１１＞
視線ベクトルの単位ベクトルを求める。
【００３２】
＜ステップ１１２＞
視線ベクトルに視線ベクトルの単位ベクトルを足し合わせる。
【００３３】
＜ステップ１１３＞
視点ベクトルが指す座標のボクセル値とその周囲の前後左右上下６点のボクセル値を３次元データから補間計算により求める。
【００３４】
＜ステップ１１４＞
視線ベクトル上のボクセル値がステップ１１０で設定したしきい値よりも小さいときステップ１１２に戻る。
【００３５】
＜ステップ１１５＞
ステップ１１４で求めたボクセル値を用いて、（数１）により値を計算し、画素値に求めた値を足し合わせる。
【００３６】

ｌ（Ｐ）：入射光ベクトル
α（）：光吸収率（透明度）
Ｎ（Ｐ）：濃度傾斜ベクトル
ｆ（Ｐ）：ボクセル濃度値
Ｐ：計算座標
Ｅ：視線ベクトル（＝光線ベクトル）の単位ベクトル
＜ステップ１１６＞
次のボクセルへの入射光量が減衰をうけて０になった場合、処理を終了する。
＜ステップ１１７＞
視線ベクトルが回転軸と交差したとき処理を終了する。交差しない場合ステップ１１２へ戻る。このステップにより、視点原点からみた裏側のデータの混在を防ぐ。図９においてスリット７０１に対してはデータ処理対象となる３次元データは７２１のみであり、７０２の位置ではデータ７２２、７０３の位置ではデータ７２３、７０４の位置ではデータ７２４がボリュームレンダリングの処理対象データとなる。
【００３７】
上記実施例において、スリットを回転させる回転軸において、ステップ１００では、画像の中心点を原点とした３軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ軸）を設定し、その内のＹ軸を回転軸としたが、その他の軸を回転軸としてもよい。また画像中心と物体中心がかなり異なったケースも考えられるため、対象物体の重心点に回転軸原点をシフトしたり、対象物体の慣性主軸を求め、これを回転軸に設定することも考えられる。
【００３８】
（２）表裏面分離に関する実施例（実施例２）
３次元データの表裏面を認識するもう１つの実施例として、表面位置をしきい値により決定し、決定した表面から予め定めた奥行きまでのデータをボリュウームレンダリングの処理対象データとして画像生成処理を行う。
【００３９】
この様子を図３に示す。レンダリング以外の処理は実施例１と同じである。
【００４０】
＜ステップ１２０＞
入射光量の初期値を設定する（初期値＝１）
画素値を初期化する（初期値＝０）
視線ベクトルを初期化する（視点原点）
しきい値を設定する。
【００４１】
表面からの奥行き処理数の設定
＜ステップ１２１＞
視線ベクトルの単位ベクトルを求める。
【００４２】
＜ステップ１２２＞
視線ベクトルに視線ベクトルの単位ベクトルを足し合わせる。
【００４３】
＜ステップ１２３＞
視点ベクトルが示す座標のボクセル値を求め、その値がしきい値より小さいときステップ１２２へ戻る。
【００４４】
＜ステップ１２４＞
視線ベクトルが３次元データを通過したとき処理を終了する。または、上記実施例を組み合わせて、視線ベクトルが回転軸と交差したとき処理を終了する。
【００４５】
＜ステップ１２５＞
視点ベクトルが指す座標のボクセル値とその周囲の前後左右上下６点のボクセル値を３次元データから補間計算により求める。
【００４６】
＜ステップ１２６＞
ステップ１２５で求めたボクセル値を用いて、（数１）により値を計算し、画素値に求めた値を足し合わせる。
【００４７】
＜ステップ１２７＞
視線ベクトルに視線ベクトルの単位ベクトルを足し合わせる。
【００４８】
＜ステップ１２８＞
次のボクセルへの入射光量が減衰をうけて０になった場合、処理を終了する。
＜ステップ１２９＞
ステップ１２４〜１２８をステップ１２０で設定した奥行き数だけ繰り返す。
【００４９】
（３）表面データの連続性を保持させるための一実施例（実施例３）
従来技術を応用した展開図生成方式では、対象物の形状によって表面データの連続性が失われるケースを図７で述べた。そこで表面の連続性を保つために、スリットの移動を回転移動で行うのでなく、輪郭線上を等距離間隔で移動させる。これを図１０と図１１を用いて説明する。
【００５０】
＜ステップ９００＞
初期設定を設定する。
【００５１】
・スリット移動距離間隔の設定
・スリット内に直線上に設定する視点原点数（展開図のＹ軸画素数）
＜ステップ９０１＞
３次元データ８００の画像中心を原点とするそれぞれ垂直なＸ，Ｙ，Ｚを設定し、原点を通るＸ−Ｚ平面をスリットを移動させる軌跡を決定するためのスリット移動ライン決定平面８０１とする。
【００５２】
＜ステップ９０２＞
スリット移動ライン決定平面８０１上において対象物体の輪郭線８０２を決定する。
【００５３】
＜ステップ９０３＞
輪郭線８０２とＸ軸の交わるポイント８０３において、スリット移動ライン決定平面８０１と垂直になるようにスリットを設定する。
【００５４】
＜ステップ９０４＞
輪郭線上のスリット設定ポイントにおいて、その輪郭線の接線を求め、スリットからの視線ベクトルが、求めた接線と垂直なるよう設定する。接線を求める処理は、輪郭点の付近の輪郭点情報を用い、一般に知られる最小二乗法等を用いて求めればよい。
【００５５】
＜ステップ９０５＞
スリット内に設定した１つの視点原点から見える画像（画素値）をボリュームレンダリングにて作成する。
【００５６】
＜ステップ９０６＞
ステップ９０５で求めた画素値を画像メモリに記憶する。
【００５７】
＜ステップ９０７＞
スリットに設定した視点原点数だけ、ステップ９０５〜ステップ９０６を繰り返す。
【００５８】
＜ステップ９０８＞
スリットをステップ９００で指定した距離だけ、物体の輪郭線８０２上を移動させる。
【００５９】
＜ステップ９０９＞
スリットが輪郭上を１週するまで、ステップ９０４〜ステップ９０８を繰り返す。
【００６０】
（４）表面非処理部分を展開図に取り入れる一実施例（実施例４）
従来法ではスリット６０１の視点原点６０６各点からそれぞれが平行で、回転軸と交わる視線ベクトル６０５を用いて画像生成処理を行なっていたため、視線と平行な形状をもつ部位６０３、６０４が展開図に反映されなかった。そこでスリットと回転軸を含む平面上で３次元データの輪郭形状を求め、視点原点を等距離間隔で輪郭線上に配置し、視点原点からの視線ベクトルを輪郭点の接線と垂直になる向きに設定し画像生成処理を行う。すなわち、図１で示した実施例１のステップ１０１からステップ１０３までにループの繰返し（一つのスリットを含む平面上での複数視点原点の画素値算出）に替え、図１３に示す手順を本実施例では実行する。スリットの位置を移動しながら更に繰返しが行なわれる野はこれまで述べた実施例と同様である。図１２、図１３を用いて、１つのスリットから見た画像を生成する処理を説明する。
【００６１】
＜ステップ１１００＞
初期設定を行う。
【００６２】
・輪郭線上における視点原点の間隔設定
＜ステップ１１０１＞
スリット１００１とスリット回転軸１００３を含む平面１００４において３次元データ１０００の輪郭線１００２を求める。
【００６３】
＜ステップ１１０２＞
ステップ１１００において指定した視点原点間隔で視点原点を求めた輪郭線上に設定する。
【００６４】
＜ステップ１１０３＞
視点原点が設定されたポイントにおいて輪郭線の接線を求め、その輪郭線と垂直な方向に視線ベクトルを設定する。
【００６５】
＜ステップ１１０４＞
ステップ１１０３において求めた視線ベクトルを用いて、視点原点から見た画像（画素値）をボリュームレンダリングにより求める。
【００６６】
＜ステップ１１０５＞
求めた画素値を画像メモリに登録する。
【００６７】
＜ステップ１１０６＞
設定した視点原点の数だけステップ１１０３〜ステップ１１０５を繰り返す。展開図を作成するためには、この操作をスリットを３次元データの周りを移動させて３６０度分の画像データを作成し、これを横に並べればよい。
【００６８】
以上述べた実施例４は、図１に示した実施例１を変形したものだった。つまり一つのスリットを通る視線ベクトル群はそのスリットと中心軸とを含む平面上に設定された。しかし、図１０、図１１を用いて説明した実施例３に同様な変形を加えてもよい。図１０に示すスリット移動ライン決定平面８０１で輪郭線８０２を求め、輪郭線８０２上で等間隔にスリット位置を順次移動するとともに、その各々のスリットでは輪郭線８０２の接線の垂線を求めてその垂線とスリットを含む平面を視線ベクトル群が通る平面とする。但し、この平面上に並ぶ視線ベクトル群は互いに平行にするのでなく、図１２、図１３で示したとおり、輪郭線１００２とそれぞれ垂直な視線ベクトルとする。このように実施例３を更に変形して各視線ベクトルの向きを変化させると、複雑な表面形状を持つ物体の３次元画像データであってもそれから得る展開図では全ての表面が描画されるとメリットがある。
【００６９】
（５）視点移動による物体内部の展開図作成（実施例５）
従来法ではスリット（視点位置）をデータ外部に設定していたが、これをデータ内部に設定することにより、これまで物体外部の展開図のみしか作成できなっかたものを、物体内部の展開図も作成可能とする。
【００７０】
図１４、図１５を用いて説明する。
【００７１】
＜ステップ１２００＞
初期設定
・３次元データ１３００の画像中心を原点とするＸ，Ｙ，Ｚ軸を設定す。
【００７２】
・視点原点の回転角度を設定する。
【００７３】
＜ステップ１２０１＞
視点を移動させる軌跡１３０１を決定する。この決定方法の一例として、各スライス断面において対象物体の輪郭を求め、その重心点を連ねたものを視点の移動軌跡とする。
【００７４】
＜ステップ１２０２＞
視点移動軌跡上の一点に視点原点１３０２を設定する。
【００７５】
＜ステップ１２０３＞
視点原点を設定した軌跡の上下点を用いて最小二乗法により軌跡の近似直線を求め、視点原点を含み、近似直線と垂直な平面上１３０３に視線ベクトルを設定する。
【００７６】
＜ステップ１２０４＞
ボリュームレンダリングを行い１画素分の画像データを生成する。
【００７７】
＜ステップ１２０５＞
生成した画像データを画像メモリに記憶する。
【００７８】
＜ステップ１２０６＞
視点原点を近似直線を回転軸としてステップ１２００で設定した角度回転移動させる。
【００７９】
＜ステップ１２０７＞
視点原点が３６０度回転するまでステップ１２０４〜１２０６を繰り返す（１３０４）。
【００８０】
＜ステップ１２０８＞
視点原点を軌跡上にて移動させる。
【００８１】
＜ステップ１２０９＞
視点原点がステップ１２００で設定した終了点を過ぎるまでステップ１２０３〜１２０８を繰り返す。
【００８２】
以上のステップにより展開図を作成した様子を１３０５に示す。また上記実施例において、視点自信を３６０度回転させ展開図を作成する方法の代用として、実施例３で述べた表示対象の輪郭線上を移動（１３０６）させて展開図を作成することもでき、これよって作成される展開図を１３０７に示す。
【００８３】
（６）その他実施例（実施例６）
これまでに述べた実施例１〜５では、画像生成処理においてボリュームレンダリング手法を用いているが、その他の方法で画像を生成してもよく、例えば一般的に知られているサーフェスレンダリング、しきい値法、ＭＩＰ（ＭａｘｉｍｕｍＩｎｔｅｎｓｉｔｙＰｏｊｅｃｔｉｏｎ）法を用いることも考えられる。
【００８４】
また、物体の輪郭の接線と垂直となるように視線ベクトルの設定する処理において、求めた物体の輪郭に平滑化処理を施し、微細な輪郭位置の変動を抑制する処理を適用することも考えられる。
【００８５】
また、実施例１と実施例４、実施例２と実施例３、実施例２と実施例４、実施例３と実施例４、実施例２と実施例５を組み合わせることができる。
【００８６】
【発明の効果】
本発明を用いることで下記の効果がある。
【００８７】
（１）３次元データの表側と裏側の情報が混在しない展開図を作成することができる。
【００８８】
（２）３次元データの形状に関することなく、生成する展開図のＸ軸方向の位置情報が連続したものとなる。
【００８９】
（３）３次元データの形状に関することなく、従来法では展開図に反映することが不可能だった部位に対して、これを展開図に反映することができる。（４）従来法の場合、スリットを回転軸を中心に回転させていたが、本発明の輪郭を認識し、その輪郭上を等距離間隔で移動させることで、展開図において等分解能の画像を生成することができる。
【００９０】
（５）視点を自由に設定できるので、物体内部の展開図も作成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の全体の手順を示すフローチャート。
【図２】実施例のボリュームレンダリングの方法を示すフローチャート。
【図３】別の実施例のボリュームレンダリングの方法を示すフローチャート。
【図４】従来法を応用した展開図作成原理。
【図５】従来法による３次元データのボリュームレンダリング正面像と、ボリュームレンダリングを用いて作成した展開図の例。
【図６】従来法の問題点１を示す概念図。
【図７】従来法の問題点２を示す概念図。
【図８】従来法の問題点３を示す概念図。
【図９】実施例の表裏分離方法による展開図作成原理を示す概念図。
【図１０】更に別に実施例の輪郭線に沿ったスリット移動方法による展開図作成原理図を示す概念図。
【図１１】図１０の実施例の展開図作成手順を示すフローチャート。
【図１２】更に別に実施例における視線原点点位置の設定法を示す概念図。
【図１３】図１１の実施例における１スロットでの視線ベクトル群設定と展開図作成の手順を示すフローチャート。
【図１４】視点をデータ内に設定した更に別の実施例の展開図作成手順を示すフローチャート。
【図１５】図１４の実施例における展開図作成原理を示す概念図。

Claims

対象物体の３次元画像データから該対象物体の展開図を作成する方法において、
（１）３次元データ空間に、基準線となる直線を設定すること、
（２）上記基準線と垂直に交わる第１の平面上において上記対象物体の輪郭線を決定すること、
（３）上記第１の平面に上記輪郭線の線上の位置で垂直に交わる仮想的なスリットを設定すること、
（４）上記第１の平面上で上記スリットの設定位置での上記輪郭線の接線に対する垂直を求め、該垂線と上記スリットとを含む第２の平面に視点群を設定すること、
（５）上記第２の平面上に並ぶ上記視点群からの視線ベクトルにそって上記３次元画像データを見たときのスリット状の画像を生成すること、
（６）上記スリットの位置を輪郭線上で等距離間隔で順次移動させながら上記(4)および(5)の処理を繰返すこと、および
（７）生成したスリット画像を並べて２次元画像を生成すること、
との手順を有することを特徴とする展開図作成方法。
請求項１の展開図作成方法において、上記スリットから視線上の３次元データを走査することにより表示対象を決定し、決定した位置から予め指定した視線方向の奥行きまでの３次元データを用いて画像生成処理を行うことを特徴とする展開図作成方法。
請求項１の展開図作成方法において、指定濃度レンジにある３次元データのみを用いて画像生成処理を行うことを特徴とする展開図作成方法。
請求項１の展開図作成方法おいて、上記（４）の処理での視点群の設定は、上記第２の平面で上記対象物の輪郭線を求め、該輪郭線上に等間隔に視点群を設定し、上記（５）の処理での視線ベクトルは各視点の位置での上記輪郭線の接線に垂直な方向に設定することを特徴とする展開図作成方法。
中空構造を持つ対象物体の３次元画像データから展開図を作成する方法において、
（１）視点を移動させる軌跡を決定する処理、
（２）視点を軌跡上の一点に設定し、視点を含む平面を決定する処理、
（３）決定した平面内で、表示対象物体の輪郭を求める処理、
（４）輪郭線上を等間隔で視点を移動させ、それぞれの点において輪郭線の接線を求め、その接線と垂直となる向きに視線を設定し、視点から見える内部構造を可視化してそれぞれの視点から生成された画像を結合して画像を生成する処理、
（５）軌跡に沿って視点を移動させ、前記（３）及び（４）の処理を繰り返す処理、および
（６）前記（４）の処理で複数の結合された画像を並べて２次元画像を生成する処理、
を含むことを特徴とする展開図作成方法。
請求項５記載の展開図作成方法において、前記画像を生成する方法は、視点から視線上の３次元データを走査することにより表示対象を決定し、決定した位置から予め指定した視線方向の奥行きまでの３次元データを用いて画像を生成し、それぞれの視点から生成された画像を結合して画像を生成することを特徴とする展開図作成方法。
請求項１、５および６のいずれか一つの展開図作成方法において、画像を可視化する処理として、ボリュームレンダリング、サーフェスレンダリング、およびＭＩＰ（Maximum Intensity Projection）のどれか１つを用いて行うことを特徴とする展開図作成方法。