JP3762482B2 - ボリュームレンダリング法による陰影づけ方法及び装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボリュームデータを含む複数の断層像から得る三次元画像の陰影づけに係り、特にボリュームレンダリング法による陰影づけ方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ボリュームレンダリング法による陰影づけを行うと、淡い表示や半透明表示ができることが知られている。それは、光が物体内部まで減衰・反射しながら通過し、光量が一定の割合に減衰するまでに通過したところを全て画像化するという方法をとっているためである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ボリュームレンダリング法による半透明表示の場合、いくつも見える臓器のうち、特定の臓器を明瞭(コントラストをつけて)にして、ほかの臓器は参考程度にうっすらと(コントラストをあまりつけず)表示したいときがある。例えば人間の頭に関して、頭は皮膚と脳と骨とで構成されるが皮膚と脳をうっすらと描画して、骨を明瞭に描画する如き例がある。
【0004】
かかる従来のボリュームレンダリング法の一例(周藤安造著.「医学における三次元画像処理」の104ページ〜110ページ。1995年3月10日.株式会社コロナ社発行)を以下に示す。
ボリュームレンダリングによる三次元画像の画素値を求めるには、先ず傾斜を考慮した画素値を下記の式に従って求める。
【数1】
ここで、Gradは傾斜から得られる画素値を示すためのシンボル、f(i、j、k)は、座標(i、j、k)における画素値、Grad f(i、j、k)は傾斜から求まる座標(i、j、k)での画素値を示す。更に右辺での(f(i+1、j、k)−f(i−1、j、k))/2とは、座標iの前後の座標i+1、i−1での画素値の差分を求め、これを2で除算(即ち1つの座標iでの傾斜に割り当てるための処理)するとの意味をなす。他の座標j、kでも同様である。
【0005】
簡単のため、数1に関して、座標(i、j、k)をxiとおく。そして勾配を考慮した任意の位置xiでのボクセルの不透明度α(xi)を、次式で表す。ここで、αa、αb、αcは典型的な組織(例えば、a、b、cの3つの組織例)毎に固有な不透明度を示す定数であり、テーブルに登録しておく。fa、fb、fcは複数の異なる生体組織(a、b、cの3つの組織例)の境界におけるスカラー値(一般にボクセル値)であり、例えばfa≦fb≦fcである。従って、faとαa、fbとαb、fcとαcとはそれぞれ複数の異なる生体組織a、b、cの境界におけるスカラ値とその値に対する不透明度を示すことになる。f(xi)と、fa、fb、fcとの大小の対比で不透明度α(xi)は以下の4つの形態となる。
【0006】
【数2】
三次元画像のためのレンダリング処理は次のようになる。投影線毎にその投影線に沿って奥行き方向に並んだボクセルについて、前方の光と自らが発する光、あるいは光源に照らされて反射する光(前記不透明度α(xi)よって定まる)とを合成して、次々とボクセルに渡していき、最後のボクセルから出る光がレンダリング画像のビクセル値(画素値)になる。なお、反射係数はあらかじめテーブルで与えておく。
こうしたボリュームレンダリング法では、前述の如き骨を明瞭に、皮膚と脳とをうっすらと描く如き描き分けは不可能であった。
【0007】
本発明の目的は、こうした課題の解消をはかり、必要とする部位の画素値を任意に設定可能な陰影づけ方法及び装置を提供するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ボリュームデータを含む複数の断層像から三次元画像を構成し、その際に前記断層像の画素値に対応する情報を含ませて陰影を施すようにする陰影づけ装置において、ボリュームレンダリング法の要素である陰影づけの勾配を画素点の位置と投影面との距離に関係づけた値で冪乗する手段と、この冪乗で得た勾配に従って各ボクセルの不透明度を算出する手段と、かくして得た不透明度に従って、各投影線上でのボリュームレンダリング画素値を算出する手段と、該算出したボリュームレンダリング画素値を投影面上の画素値として表示する手段と、より成るボリュームレンダリング法による陰影づけ装置を開示する。
【0009】
更に本発明は、ボリュームデータを含む複数の断層像から三次元画像を構成し、その際に前記断層像の画素値に対応する情報を含ませて陰影を施すようにする陰影づけ方法において、第1、第2、第3の算出手段と表示手段とを具えて、第1の算出手段によってボリュームレンダリング法の要素である陰影づけの勾配を画素点の位置と投影面との距離に関係づけた値で冪乗するステップと、第2の算出手段によって、この冪乗で得た勾配に従って各ボクセルの不透明度を算出するステップと、第3の算出手段によってこの不透明度に従って、各投影線上でのボリュームレンダリング画素値を算出するステップと、表示手段によって該算出したボリュームレンダリング画素値を投影面上の画素値として表示するステップと、より成るボリュームレンダリング法による陰影づけ方法を開示する。
【0011】
【発明の実施の形態】
本実施の形態では、前記(数1)はそのまま使用し、前記(数2)を下記の如き数式とする。
【数3】
即ち、傾斜画素値Grad f(xi)(絶対値)をδ乗化するようにした。ここで、値δとは、画像の性質(又は陰影化の仕方)に従って変化させるものとする。
【0012】
図2には、画素点と投影面との距離rによって値δを特別の形で変化させた例である。形態Aは、
r<r1では、δ=δ01、
r1≦r≦r3では、δを三角形の形態で変更、
r3<rでは、δ=δ01、
とした例である。
形態Bは、
r<r2では、δ=δ02、
r2≦r≦r4では、δ=3、
r4<rでは、δ=δ02、
とした例である。形態Aにするか形態Bにするかは、描きたい陰影化による。また、形態A、B以外にも、距離rに応じて種々の形態を実現できる。形態AとBとを比較すれば、
・形態Aは形態Bよりも距離rの手前側でδを大きく設定している。
・形態Aは三角形で且つピークが大きく、α01<α02であるのに対し、形態Bは矩形でピークも小さく、α02>α01である。
・従って、形態Aを選べば投影面から近いところ(r1〜r2)で且つコントラストも三角形に従った集中形のものとなり、形態Bを選べば投影面から遠いところ(r2〜r4)で且つコントラストも矩形に従った多少の幅を持つものとなる。
また形態Aに比べて形態Bはδ02>δ01であることから、投影面から近い位置及び投影面から遠い位置では、明るく陰影化される。
こうした距離rと値δとの関係はメモリテーブルに格納しておき、必要に応じて読み出して使用する。
尚、図2での投影面とは、三次元画像の投影先の面のことであり、投影法には平行投影法や中心投影法等がある。投影面に投影する画像について陰影化をはかるが、かかる陰影化に際して、図2を利用することにしたのである。
【0013】
図3は、CT値(画素値)及びCT値の勾配に従って値δを変化させる例である。CT値をx軸、CT値の勾配をy軸とし、δをz軸とした。値δは、(x0、y0)でピーク値を呈し、その近傍でヒストグラム的な形状Cをなすように設定してある。ピーク値及びヒストグラムの形態及びその大きさは求めたい陰影化によって定める。
こうした図3の形態Cを採用することで、例えば皮膚のCT値と脳のCT値は互いに近いために区別しにくいが、境界での勾配は大きく異なる(皮膚は空気と接するので勾配は大きい)ので、皮膚と脳とを区別して表示できる利点を持つ。
【0014】
図3のデータもメモリテーブルとして格納することで、読み出し自在に使用できる。テーブルに格納するに際しては、例えば、
x=x0、y=y0では、
δ=C2
x1≦x≦x2、 y1≦y≦y2(但し、x1<x0<x2、y1<y0<y2とし、x、yはx≠x0、y≠y0とする)では、
δ=C0+C1/(x2・y2)
x<x1又はx>x2、y<y1又はy>y2では、
δ=C0
の如くする。ここで、C0、C1、C2は定数である。C0<C2である。
ヒストグラムとしたが、三角形や矩形等その形態は種々設定可能である。
【0015】
図1には、図2又は図3を利用して得た画像の表示例を示す。表示画面上に、脳1と、皮膚3と骨2とを重ねて表示した。特に、骨2を強く表示し、脳1と皮膚3とを柔らかく表示させる陰影化をはかっている。
【0016】
図4は、本実施の形態の装置例を示す。共通バス18に、CPU10、主メモリ11、磁気ディスク12、表示メモリ13、CRT14、コントローラ15、マウス16、キーボード17を接続した構成である。磁気ディスク12にボリュームレンダリング対象の画像(CT画像やMR画像)が格納されており、これをキーボード17やマウス16の指示により主メモリ11に送り、CPU10によってボリュームレンダリング処理を行う。この処理によって得られた陰影化された擬似三次元画像は表示メモリ13に一時記憶されて、CRT14に表示される。その表示例が図1の如きものである。ここで、前記の参考文献に従うと、三次元画像のためのレンダリング処理は次のようになる。投影線に沿って並んだボクセルについて、前方の光と自らが発する光、あるいは光源に照らされて反射する光(前記不透明度によって定まる)とを合成して、次々とボクセルに渡していき、最後のボクセルから出る光がレンダリング画像のビクセル値(画素値)になる。尚、反射係数はあらかじめテーブルで与えておく。
尚、メモリテーブルに図2や図3の形態を格納させるとしたが、計算によって求めてもよく、又はキーボード17からの入力によってもよい。
【0017】
【発明の効果】
本発明によれば、半透明表示の場合、いくつも見える臓器のうち、特定の臓器を明瞭(コントラストをつけて)にして、他の臓器は参考程度にうっすらと(コントラストをあまりつけず)表示できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の陰影表示例図である。
【図2】本発明の陰影処理のためのδの設定例図である。
【図3】本発明の陰影処理のためのδの他の設定例図である。
【図4】本発明の陰影づけ装置の構成例図である。
【符号の説明】
1 脳の画像
2 骨の画像
3 皮膚の画像
Claims (2)
- ボリュームデータを含む複数の断層像から三次元画像を構成し、その際に前記断層像の画素値に対応する情報を含ませて陰影を施すようにする陰影づけ装置において、ボリュームレンダリング法の要素である陰影づけの勾配を画素点の位置と投影面との距離に関係づけた値で冪乗する手段と、この冪乗で得た勾配に従って各ボクセルの不透明度を算出する手段と、かくして得た不透明度に従って、各投影線上でのボリュームレンダリング画素値を算出する手段と、該算出したボリュームレンダリング画素値を投影面上の画素値として表示する手段と、より成るボリュームレンダリング法による陰影づけ装置。
- ボリュームデータを含む複数の断層像から三次元画像を構成し、その際に前記断層像の画素値に対応する情報を含ませて陰影を施すようにする陰影づけ方法において、第1、第2、第3の算出手段と表示手段とを具えて、第1の算出手段によってボリュームレンダリング法の要素である陰影づけの勾配を画素点の位置と投影面との距離に関係づけた値で冪乗するステップと、第2の算出手段によって、この冪乗で得た勾配に従って各ボクセルの不透明度を算出するステップと、第3の算出手段によってこの不透明度に従って、各投影線上でのボリュームレンダリング画素値を算出するステップと、表示手段によって該算出したボリュームレンダリング画素値を投影面上の画素値として表示するステップと、より成るボリュームレンダリング法による陰影づけ方法。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011062108A1 (ja) * | 2009-11-19 | 2011-05-26 | 株式会社 日立メディコ | 画像処理装置及び画像処理方法 |
JPWO2011062108A1 (ja) * | 2009-11-19 | 2013-04-04 | 株式会社日立メディコ | 画像処理装置及び画像処理方法 |
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