JP5493178B2 - 情報処理装置、情報処理方法、およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、三次元の物体を示す画像を出力したり、三次元の物体を示す画像に対して操作したりできる情報処理装置等に関するものである。

ＣＴやＭＲＩなどによって計測された患者の医用画像集合（三次元画像）を用いて手術プロセスを表現し、手術計画、術中支援、臨床教育、患者への説明などに用いることが考えられている。一方、手術シミュレーションにおいて、手術シミュレーションのユーザである医師が望む形態で、医用画像集合には含まれない人体の形状（構造）や物理特性、手術内容に関する情報を出力する必要がある。

かかる要求を受けて、従来、三次元物体の変形を指示する変形指示に基づいて、格納している三次元物体の第一メッシュ情報を変形し、第二メッシュ情報を取得する第二メッシュ情報取得部と、前記第二メッシュ情報に基づいて、複数のスライス情報である第一スライス情報群を取得し、格納している３Ｄボクセル情報から変形後の各点の色情報を決定し、決定した各点の色情報に基づいて、第一スライス情報群の各点に新たな色情報を設定し、第二スライス情報群を取得し、当該第二スライス情報群を表示する情報処理装置があった。かかる情報処理装置により、三次元物体の形状の変化を、表面及び内部の色情報を伴って、実時間で描出することができた（特許文献１参照）。
ＷＯ２００６／０１３８１３（第１頁、第１図等）

しかしながら、従来の情報処理装置においては、三次元物体を構成する点（ボクセル）に対して、動的に属性値を設定でき、当該属性値に応じた出力ができなかった。例えば、従来、三次元物体における、ある断面のみをモノクロに表示し、断面により区分される一方の三次元領域を未表示にし、断面により区分される他方の三次元領域をカラー表示するなど、特定の領域のみの出力態様を変更する、などということができなかった。

本第一の発明の情報処理装置は、三次元の物体のボリュームテクスチャである３Ｄボクセル情報を複数の平面で切り出した結果の二次元の画像データに基づいて構成される情報であるスライス情報であり、位置を示す情報である位置情報と色についての情報である色情報を有する複数の点の情報から構成される複数のスライス情報を有するスライス情報群を格納しているスライス情報群格納部と、前記スライス情報群を出力するスライス情報群出力部と、前記スライス情報群出力部が出力したスライス情報群に対する指示を受け付ける受付部と、前記受付部が受け付けた指示に対応して、スライス情報を構成する点の属性値であるラベル情報を構成するラベル情報構成部と、前記ラベル情報構成部が構成したラベル情報に応じて、変更された前記スライス情報群を出力する変更物体出力部とを具備する情報処理装置である。

かかる構成により、三次元物体を構成する点（ボクセル）に対して、動的に属性値を設定でき、当該属性値に応じた出力が可能となる。

また、本第二の発明の情報処理装置は、第一の発明に対して、三次元の物体の三次元メッシュの情報である第一メッシュ情報を格納している第一メッシュ情報格納部と、受付部が受け付けた指示に基づいて、第一メッシュ情報を変形し、変形した形状を構成する第二メッシュ情報を取得する第二メッシュ情報取得部と、第二メッシュ情報に基づいて、スライス情報群格納部から、色情報を有しない複数のスライス情報である第一スライス情報群を取得する第一スライス情報群取得部と、第一スライス情報群を構成する複数のスライス情報の各点であり、３Ｄボクセル情報の点に対応する各点の色情報を決定する色情報決定部と、色情報決定部が決定した各点の色情報に基づいて、第一スライス情報群取得部が取得した第一スライス情報群の各点に新たな色情報を設定し、かつ、ラベル情報構成部が構成したラベル情報に応じて、第二スライス情報群を取得する第二スライス情報群取得部をさらに具備し、変更物体出力部は、第二スライス情報群を出力する情報処理装置である。

かかる構成により、色付きの三次元物体を構成する点（ボクセル）に対して、動的に属性値を設定でき、当該属性値に応じた出力が可能となり、かつ、色付きの三次元物体の変形も可能となる。

また、本第三の発明の情報処理装置は、第二の発明に対して、三次元の物体の三次元空間をサンプリングする点を構成する位置情報を有するサンプリング位置情報を、複数取得するサンプリング位置情報取得部をさらに具備し、第一メッシュ情報格納部に格納されている第一メッシュ情報は、複数のサンプリング位置情報により構成される情報処理装置である。

かかる構成により、変形のために必要なメッシュ情報も自動取得ができる。そのために、例えば、手術シミュレーションの前に、明確に三次元形状を定義する必要がなく、例えば、医用画像集合を与えるだけで、手術シミュレーションが実現できる。

また、本第四の発明の情報処理装置は、第一から第三いずれかの発明に対して、ラベル情報は、スライス情報群または第二スライス情報群の出力態様を決定する情報である情報処理装置である。

かかる構成により、三次元物体を構成する点（ボクセル）に対して、動的に属性値を設定でき、当該属性値に応じた出力が可能となる。

また、本第五の発明の情報処理装置は、第四の発明に対して、ラベル情報は、他の点とは異なった出力態様で出力される点により構成される断面を示す情報である情報処理装置である。

かかる構成により、三次元物体を構成する断面の各点（ボクセル）に対して、動的に属性値を設定でき、当該属性値に応じた断面の出力が可能となる。

また、本第六の発明の情報処理装置は、第五の発明に対して、ラベル情報は、モノクロで表示される断面を示す情報であり、第二スライス情報群取得部は、ラベル情報が示す断面上の点がモノクロで出力されるように、点の色情報を変更し、ラベル情報が示す断面の一方の領域の点が未表示となるように変更して第二スライス情報群を取得する情報処理装置である。

かかる構成により、三次元物体を構成する断面の各点（ボクセル）に対して、動的にモノクロ表示を示す属性値を設定でき、当該属性値に応じて、指定された断面がモノクロ表示される。

また、本第七の発明の情報処理装置は、第一から第六いずれかの発明に対して、ラベル情報は、出力する点と出力しない点とを区別する情報である情報処理装置である。

かかる構成により、三次元物体の一部の三次元領域を切り出し、当該一部の三次元領域を未表示にできる。

また、本第八の発明の情報処理装置は、第七の発明に対して、複数のスライス情報の各点は、ＣＴ値を有する、またはＣＴ値に対応付いており、ラベル情報は、出力する点と出力しない点とを区別する境界のＣＴ値である情報処理装置である。

かかる構成により、三次元物体の予め決められた条件に合致するＣＴ値に対応する点のみを表示にできる。つまり、例えば、人体の三次元物体が人体である場合、特定の臓器のみ表示できたり、血管のみ表示できたりできる。

また、本第九の発明の情報処理装置は、第二から第八いずれかの発明に対して、ラベル情報は、時刻を示す情報であるタイムスタンプを含み、変更物体出力部は、第二スライス情報群と、ラベル情報構成部が構成したラベル情報とを対応付けて蓄積し、ラベル情報が有するタイムスタンプを用いて、第二スライス情報群を動画出力する動画出力部をさらに具備する情報処理装置である。

かかる構成により、三次元物体の出力の変化を動画再生できる。

本発明による情報処理装置によれば、三次元物体を構成する点に対して、動的に属性値を設定できる。

以下、情報処理装置等の実施形態について図面を参照して説明する。なお、実施の形態において同じ符号を付した構成要素は同様の動作を行うので、再度の説明を省略する場合がある。

（実施の形態１）
本実施の形態において、三次元物体を構成する点に対して、動的にラベル情報（属性値）を設定できる情報処理装置について説明する。また、ここでのラベル情報は、三次元物体を構成する点の属性値である。また、ラベル情報は、三次元物体を構成する点の位置情報（ｘ，ｙ，ｚ）、色情報（ｃｏｌ）は含まれない。また、ラベル情報は、出力態様を決定する情報である。また、特に、ここでのラベル情報は、特定の断面を示す情報と、当該断面がモノクロ表示されることを示す情報である。つまり、本実施の形態において、例えば、ユーザの指示により、カラー表示されている三次元物体において、特定の断面がモノクロ表示される情報処理装置について説明する。なお、本明細書において、三次元物体は、主として、人体の一部または全部であるが、他の物体でも良い。他の物体として、例えば、水道管や建築物など、外から内部が見えない物体が好適である。ただし、他の物体は、ＣＴ撮像装置やＭＲＩ撮像装置やＰＥＴ(陽電子放射断層撮像法)を用いた撮像装置や超音波撮像装置や顕微鏡などの撮像機器により、２次元画像の集合が取得でき得るものであれば良い。

図１は、本実施の形態における情報処理装置１のブロック図である。情報処理装置１は、入力機器１００、物体情報格納部１０１、受付部１０２、スライス情報群取得部１０３、スライス情報群格納部１０４、第一メッシュ情報格納部１０５、サンプリング位置情報取得部１０６、第一メッシュ情報蓄積部１０７、スライス情報群出力部１０８、ラベル情報構成部１０９、第二メッシュ情報取得部１１０、第一スライス情報群取得部１１１、色情報決定部１１２、第二スライス情報群取得部１１３、変更物体出力部１１４を具備する。

色情報決定部１１２は、対応点決定手段１１２１、色情報決定手段１１２２を具備する。

入力機器１００は、情報処理装置１に対して、各種の指示を入力する。入力機器１００は、例えば、スライス情報群を出力する指示である出力指示を入力する。入力機器１００は、例えば、出力されているスライス情報群に対する所定の点または領域に対する指示を入力する。入力機器１００は、例えば、マウスやペンやキーボード等である。入力機器１００は、２以上の機器から構成されていても良い。また、入力機器１００は、情報処理装置１に含まれると考えても、含まれないと考えても良い。なお、図１のブロック図において、情報処理装置１は入力機器１００を含む場合の図である。領域に対する指示は、例えば、手術の器具である術具のイメージを示す術具メタファ（図示しない。例えば、特許文献１参照のこと。）を用いて、複数の点（ノード）を含む領域に対する指示である。術具メタファは、手術で利用されるはさみやピンセットの図柄を有する画像データでも良いし、直方体や球などの形状を有する図形データや三次元画像データ等でも良い。また、入力機器１００は、出力機能を備えていても良い。出力機能を備えていている入力機器１００は、入出力機器と言っても良い。入出力機器は、例えば、ＰＨＡＮＴｏＭ（ファントム）や振動する入力機器等である。入出力機器は、例えば、後述する３Ｄボクセル情報が有する弾性情報に対応する力ベクトルを出力する。「対応する力ベクトルを出力する」とは、例えば、モータ駆動により実現される。

物体情報格納部１０１は、三次元の物体のボリュームテクスチャである３Ｄボクセル情報を格納し得る。３Ｄボクセル情報は、例えば、ＣＴやＭＲＩやＰＥＴなどの医用機器により取得される二次元画像の集合である。３Ｄボクセル情報は、例えば、ＣＴやＭＲＩなどで、人体の脳や、身体の中を撮影した二次元画像の集合である。３Ｄボクセル情報は、例えば、（ｘ，ｙ，ｚ，ｃｏｌ，）や、（ｘ，ｙ，ｚ，ｃｏｌ，弾性率）等で構成される点の情報である。（ｘ，ｙ，ｚ，ｃｏｌ、弾性率）の（ｘ，ｙ，ｚ）は、三次元空間内での座標情報である。「ｃｏｌ」は、当該点の色情報である。「弾性率」は、当該点の弾力を示す値であり、弾性情報の一例である。なお、弾性率は、例えば、ヤング率であるが、剛性率、体積弾性率などとしても良い。また、弾性情報の例として、例えば、ヤング率、ポワソン比、破断値、摩擦係数などがある。点の情報は、アルファ値などの透明度についての情報である透明度情報を含んでも良い。３Ｄボクセル情報は、ここでは、点の間隔がなく、詰まっている点の情報であることが好適であるが、離散的な点の情報でも良い。なお、３Ｄボクセル情報は、（ｘ，ｙ，ｚ，ｃｏｌ）であり、弾性情報は、３Ｄボクセル情報への付加情報として保持していても良い。かかる場合も、３Ｄボクセル情報が弾性情報を有する、と考えても良い。物体情報格納部１０１は、不揮発性の記録媒体が好適であるが、揮発性の記録媒体でも実現可能である。さらに、ＣＴ（コンピュータ断層撮影（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ））は、放射線など（Ｘ線）を利用して物体を走査しコンピュータを用いて処理し、物体の内部画像を構成する技術である。ＣＴには、ポジトロン断層法（ＰＥＴ）や単一光子放射断層撮影（ＳＰＥＣＴ）、や核磁気共鳴画像法（ＭＲＩ）などの、コンピュータを用いて断面像を得る各種検査法を含む。

物体情報格納部１０１に３Ｄボクセル情報が記憶される過程は問わない。例えば、記録媒体を介して３Ｄボクセル情報が物体情報格納部１０１で記憶されるようになってもよく、通信回線等を介して送信された３Ｄボクセル情報が物体情報格納部１０１で記憶されるようになってもよく、あるいは、入力デバイスを介して入力された３Ｄボクセル情報が物体情報格納部１０１で記憶されるようになってもよい。

受付部１０２は、スライス情報群出力部１０８が出力したスライス情報群に対する指示を受け付ける。受付部１０２が受け付ける指示は、例えば、出力されている三次元物体を複数の領域に区分する指示である。複数の領域は、３以上でも良い。また、受付部１０２が受け付ける指示は、例えば、出力されている三次元物体を複数の領域に区分する断面を特定する指示である。ここで、断面とは、曲面でも良い。また、断面は、２以上でも良い。受付部１０２は、通常、入力機器１００により入力された指示を受け付ける。ここで、受け付けとは、入力機器１００（キーボードやマウス、タッチパネルなどの入力デバイス）から入力された情報の受け付け、有線もしくは無線の通信回線を介して送信された情報の受信、光ディスクや磁気ディスク、半導体メモリなどの記録媒体から読み出された情報の受け付けなどを含む概念である。

スライス情報群取得部１０３は、物体情報格納部１０１に格納されている３Ｄボクセル情報から、２以上のスライス情報を切り出し、当該２以上のスライス情報からなるスライス情報群を取得し、スライス情報群格納部１０４に少なくとも一時的に格納する。なお、スライス情報群取得部１０３が切り出すスライス情報は、視線に対して垂直で、かつ間隔が一定の複数のスライス情報である。ここで、「視線に対して垂直である」とは、三次元物体が表示されている画面に垂直なベクトルである視線ベクトルに対して垂直である、ことである。なお、スライス情報は、平面を構成する点の情報の集合であり、通常、点間の間隔がなく、詰まっている。スライス情報群取得部１０３は、通常、ＭＰＵやメモリ等から実現され得る。スライス情報群取得部１０３の処理手順は、通常、ソフトウェアで実現され、当該ソフトウェアはＲＯＭ等の記録媒体に記録されている。但し、ハードウェア（専用回路）で実現しても良い。

スライス情報群格納部１０４は、複数のスライス情報を有するスライス情報群を格納し得る。スライス情報は、三次元の物体のボリュームテクスチャである３Ｄボクセル情報を複数の平面で切り出した結果の二次元の画像データに基づいて構成される情報である。スライス情報は、位置を示す情報である位置情報と色についての情報である色情報を有する複数の点の情報から構成される。また、スライス情報を構成する点は、位置情報と色情報と弾性情報を有しても良い。なお、スライス情報群格納部１０４は、物体情報格納部１０１に格納されている３Ｄボクセル情報から、取得されたスライス情報群を格納していても良い。さらに、スライス情報群は、スライス情報群取得部１０３が取得しても良い。

スライス情報群格納部１０４は、不揮発性の記録媒体が好適であるが、揮発性の記録媒体でも実現可能である。スライス情報群格納部１０４にスライス情報群が記憶される過程は問わない。例えば、記録媒体を介してスライス情報群がスライス情報群格納部１０４で記憶されるようになってもよく、通信回線等を介して送信されたスライス情報群がスライス情報群格納部１０４で記憶されるようになってもよく、あるいは、入力デバイスを介して入力されたスライス情報群がスライス情報群格納部１０４で記憶されるようになってもよい。

第一メッシュ情報格納部１０５は、三次元の物体の三次元メッシュの情報である第一メッシュ情報を格納し得る。三次元メッシュの情報は、三次元物体を構成する点の情報の集合である。三次元メッシュの情報は、間隔が空いている点の情報の集合である。ここでの点の情報は、通常、（ｘ，ｙ，ｚ，ｃｏｌ，弾性情報）のデータ構造を有する情報である。ただし、点の情報は、（ｘ，ｙ，ｚ）という座標情報のみでも良い。第一メッシュ情報は、後述する複数のサンプリング位置情報により構成されることは好適である。

第一メッシュ情報格納部１０５は、不揮発性の記録媒体が好適であるが、揮発性の記録媒体でも実現可能である。第一メッシュ情報格納部１０５に第一メッシュ情報が記憶される過程は問わない。例えば、記録媒体を介して第一メッシュ情報が第一メッシュ情報格納部１０５で記憶されるようになってもよく、通信回線等を介して送信された第一メッシュ情報が第一メッシュ情報格納部１０５で記憶されるようになってもよく、あるいは、入力デバイスを介して入力された第一メッシュ情報が第一メッシュ情報格納部１０５で記憶されるようになってもよい。

サンプリング位置情報取得部１０６は、複数のサンプリング位置情報を取得する。サンプリング位置情報とは、三次元の物体の三次元空間をサンプリングする点を構成する情報であり、位置情報を有する情報である。サンプリング位置情報取得部１０６は、例えば、三次元の物体の三次元空間をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を１０等分し、三次元空間内に点を構成し、当該点を示す位置情報をサンプリング位置情報としても良い。この点は、三次元の物体内または三次元の物体上の点であることは好適である。また、サンプリング位置情報取得部１０６は、例えば、三次元の物体の三次元空間をＸ，Ｙ，Ｚのそれぞれの軸を１０の幅で区切り、区切った交点の位置情報をサンプリング位置情報としても良い。その他、サンプリング位置情報取得部１０６がサンプリング位置情報を取得するアルゴリズムは問わない。サンプリング位置情報取得部１０６は、通常、ＭＰＵやメモリ等から実現され得る。サンプリング位置情報取得部１０６の処理手順は、通常、ソフトウェアで実現され、当該ソフトウェアはＲＯＭ等の記録媒体に記録されている。但し、ハードウェア（専用回路）で実現しても良い。

第一メッシュ情報蓄積部１０７は、サンプリング位置情報取得部１０６が取得した複数のサンプリング位置情報を用いて第一メッシュ情報を構成し、当該第一メッシュ情報を第一メッシュ情報格納部１０５に蓄積する。例えば、サンプリング位置情報は、第一メッシュ情報を構成する各点である。第一メッシュ情報蓄積部１０７は、通常、ＭＰＵやメモリ等から実現され得る。第一メッシュ情報蓄積部１０７の処理手順は、通常、ソフトウェアで実現され、当該ソフトウェアはＲＯＭ等の記録媒体に記録されている。但し、ハードウェア（専用回路）で実現しても良い。

スライス情報群出力部１０８は、スライス情報群取得部１０３が取得したスライス情報群を出力する。スライス情報群出力部１０８は、ディスプレイやスピーカー等の出力デバイスを含むと考えても含まないと考えても良い。スライス情報群出力部１０８は、出力デバイスのドライバーソフトまたは、出力デバイスのドライバーソフトと出力デバイス等で実現され得る。

ラベル情報構成部１０９は、受付部１０２が受け付けた指示に対応して、１以上のスライス情報を構成する点の属性値であるラベル情報を構成する。ここでのスライス情報は、スライス情報群または第二スライス情報群を構成するスライス情報である。また、ここでは、ラベル情報は、スライス情報群または第二スライス情報群の出力態様を決定する情報である。また、ラベル情報は、例えば、他の点とは異なった出力態様で出力される点により構成される断面を示す情報である。ラベル情報は、出力する点と出力しない点とを区別する情報である。また、ラベル情報は、例えば、モノクロで表示される断面を示す情報である。ラベル情報は、例えば、断面を特定する矩形の４点を特定する情報である。また、かかる場合、受付部１０２が受け付ける指示は、断面を特定する指示である。また、ラベル情報は、カラーマップを識別するカラーマップ識別子などでも良い。カラーマップは、三次元物体をカラー表示するためのマップであり、例えば、ＣＴ値と色情報とが対応付けられた情報群である。ラベル情報構成部１０９は、通常、ＭＰＵやメモリ等から実現され得る。ラベル情報構成部１０９の処理手順は、通常、ソフトウェアで実現され、当該ソフトウェアはＲＯＭ等の記録媒体に記録されている。但し、ハードウェア（専用回路）で実現しても良い。

第二メッシュ情報取得部１１０は、受付部１０２が受け付けた指示に基づいて、第一メッシュ情報を変形し、変形した形状を構成する第二メッシュ情報を取得する。かかる場合、受付部１０２が受け付ける指示は、第一メッシュ情報を変形する指示である。第一メッシュ情報を変形する指示は、出力されている三次元物体を変形する指示とも言える。また、第二メッシュ情報のデータ構造は、通常、第一メッシュ情報と同じである。第二メッシュ情報取得部１１０が、第一メッシュ情報を変形し、変形した形状を構成する第二メッシュ情報を取得する処理は、通常、有限要素法による処理であり、公知技術であるので、詳細な説明は省略する。第二メッシュ情報取得部１１０は、通常、ＭＰＵやメモリ等から実現され得る。第二メッシュ情報取得部１１０の処理手順は、通常、ソフトウェアで実現され、当該ソフトウェアはＲＯＭ等の記録媒体に記録されている。但し、ハードウェア（専用回路）で実現しても良い。

第一スライス情報群取得部１１１は、第二メッシュ情報に基づいて、スライス情報群格納部１０４から、色情報を有しない複数のスライス情報である第一スライス情報群を取得する。第一スライス情報群取得部１１１は、第一メッシュ情報に対して変形したメッシュ情報である第二メッシュ情報から構成される三次元物体をスライスして取得できる情報であるスライス情報を複数取得する。かかるスライス情報間の間隔は一定であることが好適である。また、複数のスライス情報は、視線ベクトルに対して垂直であることが好適である。また、第一スライス情報群を構成するスライス情報が色情報を有しない、とは、最終的に表示されない色であるダミーの色の色情報を有することも含む。第一スライス情報群取得部１１１は、通常、ＭＰＵやメモリ等から実現され得る。第一スライス情報群取得部１１１の処理手順は、通常、ソフトウェアで実現され、当該ソフトウェアはＲＯＭ等の記録媒体に記録されている。但し、ハードウェア（専用回路）で実現しても良い。

色情報決定部１１２は、第一スライス情報群を構成する複数のスライス情報の各点であり、３Ｄボクセル情報の点に対応する各点の色情報を決定する。３Ｄボクセル情報の点に対応する各点は、３Ｄボクセル情報中の点であり、変形前の点である。色情報決定部１１２は、通常、ＭＰＵやメモリ等から実現され得る。色情報決定部１１２の処理手順は、通常、ソフトウェアで実現され、当該ソフトウェアはＲＯＭ等の記録媒体に記録されている。但し、ハードウェア（専用回路）で実現しても良い。

対応点決定手段１１２１は、第一スライス情報群を構成する複数のスライス情報の各点に対応する、３Ｄボクセル情報の中の各点を決定する。なお、この３Ｄボクセル情報の中の各点は、変形前の各点である。対応点決定手段１１２１は、通常、ＭＰＵやメモリ等から実現され得る。対応点決定手段１１２１の処理手順は、通常、ソフトウェアで実現され、当該ソフトウェアはＲＯＭ等の記録媒体に記録されている。但し、ハードウェア（専用回路）で実現しても良い。

色情報決定手段１１２２は、対応点決定手段１１２１が決定した３Ｄボクセル情報の中の各点の色情報を取得する。色情報決定手段１１２２は、通常、ＭＰＵやメモリ等から実現され得る。色情報決定手段１１２２の処理手順は、通常、ソフトウェアで実現され、当該ソフトウェアはＲＯＭ等の記録媒体に記録されている。但し、ハードウェア（専用回路）で実現しても良い。

第二スライス情報群取得部１１３は、色情報決定部１１２が決定した各点の色情報に基づいて、第一スライス情報群取得部１１１が取得した第一スライス情報群の各点に新たな色情報を設定し、かつ、ラベル情報構成部１０９が構成したラベル情報に応じて、第二スライス情報群を取得する。例えば、ラベル情報が断面を示す情報である場合、第二スライス情報群取得部１１３は、当該断面を構成する各点の色情報を、予め決められた方法（ルールやアルゴリズムと言っても良い）により変更し、他の点の色情報は、第一スライス情報群取得部１１１が取得した第一スライス情報群の各点の色情報（カラー）のままとする第二スライス情報群を取得する。また、さらに具体的には、例えば、ラベル情報が断面を示す情報である場合、第二スライス情報群取得部１１３は、当該断面を構成する各点の色情報をモノクロに変更し、他の点の色情報は、第一スライス情報群取得部１１１が取得した第一スライス情報群の各点の色情報（カラー）のままとする第二スライス情報群を取得する。また、例えば、ラベル情報が断面を示す情報である場合、第二スライス情報群取得部１１３は、当該断面を構成する各点の色情報を、モノクロの色情報に変更し、かつ、ラベル情報が示す断面により区分された三次元物体の一方の領域が未表示となるように色情報を変更（ここでは、α値を０とする）して、かつ、ラベル情報が示す断面により区分された三次元物体の他方の領域の色情報は、第一スライス情報群取得部１１１が取得した第一スライス情報群の各点の色情報（カラー）のままとする第二スライス情報群を取得するようにしても良い。第二スライス情報群取得部１１３は、通常、ＭＰＵやメモリ等から実現され得る。第二スライス情報群取得部１１３の処理手順は、通常、ソフトウェアで実現され、当該ソフトウェアはＲＯＭ等の記録媒体に記録されている。但し、ハードウェア（専用回路）で実現しても良い。

変更物体出力部１１４は、ラベル情報構成部１０９が構成したラベル情報に応じて、変更されたスライス情報群を出力する。また、変更物体出力部１１４は、第二スライス情報群取得部１１３が取得した第二スライス情報群を出力する。変更物体出力部１１４がスライス情報群または第二スライス情報群を出力することにより、例えば、三次元物体が表示される。変更物体出力部１１４は、ディスプレイやスピーカー等の出力デバイスを含むと考えても含まないと考えても良い。変更物体出力部１１４は、出力デバイスのドライバーソフトまたは、出力デバイスのドライバーソフトと出力デバイス等で実現され得る。

なお、情報処理装置１を構成する第二スライス情報群取得部１１３および変更物体出力部１１４、または変更物体出力部１１４はＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）で構成されても良い。かかる場合の情報処理装置１の処理のイメージを示した図が図２である。情報処理装置１において、カラーのボリュームと属性ボリュームとをＧＰＵに送付し、ＧＰＵでカラーのボリューム（２０１）と属性ボリューム（２０２）とをレンダリングする。レンダリングした結果、最終的な出力結果（２０３）が得られる。なお、カラーのボリュームと属性ボリュームとを得るまでの処理は、ＣＰＵ（またはＭＰＵ）で行われる。カラーのボリュームと属性ボリュームとを得るまでの処理は、１つのＣＰＵ（ＭＰＵ）で行われても良いし、２つのＣＰＵ（ＭＰＵ）で行われても良い。また、かかることは、後述する情報処理装置２、情報処理装置３においても同様である。情報処理装置２または情報処理装置３の場合も、ＧＰＵで実現される手段は、第二スライス情報群取得部および変更物体出力部、または変更物体出力部である。なお、カラーのボリュームとは、三次元物体の濃淡情報が格納された３Ｄボクセル群の濃淡情報を、色情報に変換した後の３Ｄボクセル群のことである。属性ボリュームとは、ラベル情報が格納された３Ｄボクセル群である。

次に、情報処理装置１の動作について図３のフローチャートを用いて説明する。

（ステップＳ３０１）受付部１０２は、入力機器１００（例えば、キーボードやマウスなど）からの指示を受け付けたか否かを判断する。指示を受け付ければステップＳ３０２に行き、指示を受け付けなければステップＳ３０１に戻る。

（ステップＳ３０２）受付部１０２は、ステップＳ３０１で受け付けた指示が、情報処理装置１（例えば、手術シミュレーション）の起動指示であるか否かを判断する。起動指示であればステップＳ３０３に行き、起動指示でなければステップＳ３０４に行く。

（ステップＳ３０３）サンプリング位置情報取得部１０６および第一メッシュ情報蓄積部１０７は、メッシュ情報蓄積処理を行う。メッシュ情報蓄積処理について、図４のフローチャートを用いて説明する。ステップＳ３０１に戻る。

（ステップＳ３０４）受付部１０２は、ステップＳ３０１で受け付けた指示が、スライス情報群の出力指示であるか否かを判断する。出力指示であればステップＳ３０５に行き、出力指示でなければステップＳ３０７に行く。

（ステップＳ３０５）スライス情報群出力部１０８は、スライス情報群格納部１０４からスライス情報群を読み出す。

（ステップＳ３０６）スライス情報群出力部１０８は、ステップＳ３０５等で取得されたスライス情報群を出力する。ステップＳ３０１に戻る。なお、スライス情報群の出力により、三次元物体が表示される。

（ステップＳ３０７）受付部１０２は、ステップＳ３０１で受け付けた指示が、三次元物体の回転指示であるか否かを判断する。回転指示であればステップＳ３０８に行き、回転指示でなければステップＳ３１１に行く。

（ステップＳ３０８）スライス情報群取得部１０３は、ステップＳ３０１で受け付けた回転指示に基づいて、視線ベクトルを取得する。視線ベクトルは、ディスプレイの表示面と垂直のベクトルである。回転指示は、マウス等の入力機器１００により入力される。

（ステップＳ３０９）スライス情報群取得部１０３は、物体情報格納部１０１に格納されている３Ｄボクセル情報から、視線ベクトルに対して垂直で、かつ間隔が一定の複数のスライス情報を切り出し、スライス情報群を取得する。スライス情報の間隔の値は予め格納されている、とする。

（ステップＳ３１０）スライス情報群取得部１０３は、ステップＳ３０９で取得したスライス情報群を、スライス情報群格納部１０４に、少なくとも一時蓄積する。ステップＳ２０６に行く。

（ステップＳ３１１）ラベル情報構成部１０９は、ステップＳ３０１で受け付けた指示が、ラベル情報を構成する指示であるか否かを判断する。ラベル情報を構成する指示であればステップＳ３１２に行き、ラベル情報を構成する指示でなければステップＳ３１４に行く。なお、ここでのラベル情報を構成する指示は、断面を指定する指示である。なお、断面を指定する指示とは、断面を回転させる指示や、断面を平行移動させたりする指示も含む。断面を回転させる指示や、断面を平行移動させたりする指示も、新たな断面を指定する指示である。

（ステップＳ３１２）ラベル情報構成部１０９は、ステップＳ３０１で受け付けた指示に対応する断面の情報を用いて、ラベル情報を構成する。ここでは、例えば、ラベル情報は、断面を特定する４点の位置情報（ｘ１，ｙ１，ｚ１）（ｘ２，ｙ２，ｚ２）（ｘ３，ｙ３，ｚ３）（ｘ４，ｙ４，ｚ４）である。ラベル情報構成部１０９は、例えば、指定された断面を構成する４点の位置情報を取得し、ラベル情報を構成する。

（ステップＳ３１３）第二スライス情報群取得部１１３は、ステップＳ３１２で構成されたラベル情報に応じて、第二スライス情報群を取得する。第二スライス情報群を取得する処理であるスライス情報群構成処理について、図５のフローチャートを用いて説明する。ステップＳ３０６に行く。

（ステップＳ３１４）第二メッシュ情報取得部１１０は、ステップＳ３０１で受け付けた指示が、変形指示であるか否かを判断する。変形指示であればステップＳ３１５に行き、変形指示でなければステップＳ３０１に戻る。

（ステップＳ３１５）第二メッシュ情報取得部１１０等は、表示されている三次元物体の変形処理を行う。変形処理について、図６のフローチャートを用いて説明する。ステップＳ３０６に行く。

なお、図３のフローチャートにおいて、電源オフや処理終了の割り込みにより処理は終了する。

次に、ステップＳ３０３のメッシュ情報蓄積処理について、図４のフローチャートを用いて説明する。

（ステップＳ４０１）サンプリング位置情報取得部１０６は、三次元空間における分割幅ｘ，ｙ，ｚを取得する。分割幅ｘ，ｙ，ｚは、それぞれＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を分割する場合の間隔を示す値である。サンプリング位置情報取得部１０６は、例えば、三次元空間のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の最大値を取得し、予め決められた分割数（ｎ）を読み出し、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸のそれぞれの最大値をｎ等分する分割幅ｘ，ｙ，ｚを取得する。

（ステップＳ４０２）サンプリング位置情報取得部１０６は、カウンタｉに１を代入する。

（ステップＳ４０３）サンプリング位置情報取得部１０６は、ｉはｎ以下であるか否かを判断する。「ｉ＜＝ｎ」であればステップＳ４０４に行き、「ｉ＜＝ｎ」でなければ上位処理にリターンする。

（ステップＳ４０４）サンプリング位置情報取得部１０６は、カウンタｊに１を代入する。

（ステップＳ４０５）サンプリング位置情報取得部１０６は、ｊはｎ以下であるか否かを判断する。「ｊ＜＝ｎ」であればステップＳ４０６に行き、「ｊ＜＝ｎ」でなければステップＳ４１３に行く。

（ステップＳ４０６）サンプリング位置情報取得部１０６は、カウンタｋに１を代入する。

（ステップＳ４０７）サンプリング位置情報取得部１０６は、ｋはｎ以下であるか否かを判断する。「ｋ＜＝ｎ」であればステップＳ４０８に行き、「ｋ＜＝ｎ」でなければステップＳ４１２に行く。

（ステップＳ４０８）サンプリング位置情報取得部１０６は、三次元の物体の三次元空間をサンプリングする点を構成する位置情報を有するサンプリング位置情報を算出する。サンプリング位置情報取得部１０６は、サンプリング位置情報（（ｉ−１）×ｘ，（ｉ−１）×ｙ，（ｉ−１）×ｚ）を算出する。

（ステップＳ４０９）サンプリング位置情報取得部１０６は、サンプリング位置情報（（ｉ−１）×ｘ，（ｉ−１）×ｙ，（ｉ−１）×ｚ）が示す点が、三次元の物体内（その表面上も含む）に存在するか否かを判断する。三次元の物体内に存在すればステップＳ４１０に行き、三次元の物体内に存在しなければステップＳ４１１に行く。

（ステップＳ４１０）第一メッシュ情報蓄積部１０７は、サンプリング位置情報取得部１０６が取得したサンプリング位置情報を用いて第一メッシュ情報を構成し、当該第一メッシュ情報を第一メッシュ情報格納部１０５に蓄積する。第一メッシュ情報が、例えば、（ｘ，ｙ，ｚ）の構造を有する場合、第一メッシュ情報蓄積部１０７は、サンプリング位置情報（（ｉ−１）×ｘ，（ｉ−１）×ｙ，（ｉ−１）×ｚ）を、そのまま第一メッシュ情報格納部１０５に蓄積する。

（ステップＳ４１１）サンプリング位置情報取得部１０６は、カウンタｋを１、インクリメントする。ステップＳ４０７に戻る。

（ステップＳ４１２）サンプリング位置情報取得部１０６は、カウンタｊを１、インクリメントする。ステップＳ４０５に戻る。

（ステップＳ４１３）サンプリング位置情報取得部１０６は、カウンタｉを１、インクリメントする。ステップＳ４０３に戻る。

なお、図４のフローチャートは、メッシュ情報蓄積処理の一例に過ぎない。第一メッシュ情報を構成するサンプリング位置情報をどのようなアルゴリズムで取得するかは問わない。後述するような４面体を構成する外部の点を示す情報をサンプリング位置情報としても良い。

また、図４のフローチャートにおいて、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の分割数はすべて同じであったが、異なっていても良い。

さらに、図４のフローチャートにおいて、ステップＳ４０９における判断処理は必須ではない。

次に、ステップＳ３１３のスライス情報群構成処理について、図５のフローチャートを用いて説明する。

（ステップＳ５０１）第二スライス情報群取得部１１３は、カウンタｉに１を代入する。

（ステップＳ５０２）第二スライス情報群取得部１１３は、ｉ番目のスライス情報（未処理のスライス情報）が、第一スライス情報群の中に存在するか否かを判断する。ｉ番目のスライス情報が存在すればステップＳ５０３に行き、ｉ番目のスライス情報が存在しなければ上位関数にリターンする。なお、ここでは、各スライス情報の各点の色情報の初期値は、カラーの色を示す色情報である、とする。また、上位関数とは、上位の処理のことであり、ここでは、スライス情報群構成処理を呼び出している図３の処理（ステップS３１３の終了時点）を言う。

（ステップＳ５０３）第二スライス情報群取得部１１３は、カウンタｊに１を代入する。

（ステップＳ５０４）第二スライス情報群取得部１１３は、ｉ番目のスライス情報の中に未処理のｊ番目の点があるかどうか判断する。ｊ番目の点が存在すればステップＳ５０５に行き、ｊ番目の点が存在しなければステップＳ５０８に飛ぶ。なお、「未処理」とは、モノクロにするか否かを判断していないことを言う。

（ステップＳ５０５）第二スライス情報群取得部１１３は、ｊ番目の点が、ラベル情報が示す断面上に存在する点であるか否かを判断する。ｊ番目の点が断面上に存在する点であればステップＳ５０６に行き、断面上に存在する点でなければステップＳ５０８に行く。

（ステップＳ５０６）第二スライス情報群取得部１１３は、ｊ番目の点の色情報（元々はカラーである）をモノクロに変更する。

（ステップＳ５０７）第二スライス情報群取得部１１３は、カウンタｊを１、インクリメントする。ステップＳ５０４に戻る。

（ステップＳ５０８）第二スライス情報群取得部１１３は、ｊ番目の点が、断面により分けられる領域のうちの、予め決められた領域（例えば、右側の領域）に存在するか否かを判断する。予め決められた領域に存在すればステップＳ５０９に行き、予め決められた領域に存在しなければステップＳ５０７に行く。なお、予め決められた領域とは、ここでは、断面の一方側である。

（ステップＳ５０９）第二スライス情報群取得部１１３は、ｊ番目の点のα値（透明度情報）を０にする（ｊ番目の点を透明にする）。なお、α値が０となった点は透明であり、表示されない。

（ステップＳ５１０）第二スライス情報群取得部１１３は、カウンタｉを１、インクリメントする。ステップＳ５０２に戻る。

なお、図５のフローチャートのステップＳ５０９において、例えば、α値を０以外の他の値（例えば、「０．５」）にするなどしても良い。

次に、ステップＳ３１５の変形処理について、図６のフローチャートを用いて説明する。

（ステップＳ６０１）第二メッシュ情報取得部１１０は、第一メッシュ情報格納部１０５から第一メッシュ情報を読み出す。

（ステップＳ６０２）第二メッシュ情報取得部１１０は、ステップＳ２０１で受け付けた指示に基づいて、ステップＳ６０１で読み出した第一メッシュ情報を変形し、変形した形状を構成する第二メッシュ情報を取得する。変形指示に基づいてメッシュ情報を変形する処理は、公知技術（有限要素法の技術）であるので、詳細な説明は省略する。

（ステップＳ６０３）第一スライス情報群取得部１１１は、ステップＳ６０２で取得した第二メッシュ情報に基づいて、複数のスライス情報である第一スライス情報群を取得する。第二メッシュ情報が構成する三次元物体をスライスし、複数の平面の情報を得る。かかる平面の情報がスライス情報である。スライス情報は、座標情報（ｘ，ｙ，ｚ）で示される点の集合であり、色情報は有さない。かかる場合、第一スライス情報群取得部１１１は、視線ベクトルに対して垂直となり、所定の間隔で、複数のスライス情報である第一スライス情報群を取得する。

（ステップＳ６０４）第二スライス情報群取得部１１３は、第二スライス情報群を取得する。かかる処理の詳細については、図７のフローチャートを用いて説明する。

（ステップＳ６０５）変形物体出力部１１５は、ステップＳ６０４で取得した第二スライス情報群を出力する。上位関数にリターンする。

次に、ステップＳ６０４における第二スライス情報群を取得する処理について、図７のフローチャートを用いて説明する。

（ステップＳ７０１）第二スライス情報群取得部１１３は、カウンタｉに１を代入する。

（ステップＳ７０２）第二スライス情報群取得部１１３は、ｉ番目のスライス情報（未処理のスライス情報）が、第一スライス情報群の中に存在するか否かを判断する。ｉ番目のスライス情報が存在すればステップＳ７０３に行き、ｉ番目のスライス情報が存在しなければ上位関数にリターンする。

（ステップＳ７０３）第二スライス情報群取得部１１３は、カウンタｊに１を代入する。

（ステップＳ７０４）第二スライス情報群取得部１１３は、ｉ番目のスライス情報の中に未処理のｊ番目の点があるかどうか判断する。ｊ番目の点が存在すればステップＳ７０５に行き、ｊ番目の点が存在しなければステップＳ７０９に飛ぶ。なお、「未処理」とは、ここでは、色情報を設定していないことを言う。

（ステップＳ７０５）対応点決定手段１１２１は、ｉ番目のスライス情報の中のｊ番目の点に対応する点であり、３Ｄボクセル情報中の点を決定する。３Ｄボクセル情報中の点とは、変形前の点である。なお、ｊ番目の点は、変形後の点である。３Ｄボクセル情報中の点を決定するアルゴリズムの例の詳細は、後述する。

（ステップＳ７０６）色情報決定手段１１２２は、ステップＳ７０５で決定した３Ｄボクセル情報中の点の色情報を取得する。

（ステップＳ７０７）色情報決定手段１１２２は、ステップＳ７０６で取得した色情報を、ｉ番目のスライス情報の中のｊ番目の点の色情報に設定する。

（ステップＳ７０８）第二スライス情報群取得部１１３は、カウンタｊを１、インクリメントする。ステップＳ７０４に戻る。

（ステップＳ７０９）第二スライス情報群取得部１１３は、カウンタｉを１、インクリメントする。ステップＳ７０２に戻る。

以下、本実施の形態における情報処理装置の具体的な動作について説明する。情報処理装置１において、例えば、三次元物体は、心臓や肺や腎臓などの臓器である。そして、例えば、図８に示す医用画像の集合（三次元画像）が、物体情報格納部１０１に格納されている。この医用画像の集合は、ＣＴによって計測された患者の医用画像の集合である。ここでの３Ｄボクセル情報を構成する各点のデータ構造は（ｘ、ｙ、ｚ，ｃｏｌ）である。ここで、「ｘ」は三次元空間におけるｘ座標値、「ｙ」は三次元空間におけるｙ座標値、「ｚ」は三次元空間におけるｚ座標値、ｃｏｌは点の色を示す情報である。

次に、ユーザは、情報処理装置１に対して、起動指示を入力した、とする。すると、受付部１０２は、起動指示を受け付ける。

次に、サンプリング位置情報取得部１０６と第一メッシュ情報蓄積部１０７は、以下のようにメッシュ情報蓄積処理を行う。メッシュ情報蓄積処理により、第一メッシュ情報格納部１０５に第一メッシュ情報が蓄積される。

サンプリング位置情報取得部１０６は、例えば、三次元空間内の点であり、４面体の外側の点の位置情報を自動的に取得する、とする。つまり、心臓や肺などの臓器は三次元物体であり、４面体（正４面体）の集合で近似できる。したがって、ここでは、説明の簡単化のために、図９（ａ）に示す４面体を変形させる場合について説明する。図９（ａ）において、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｏの４点を有する。点Ｐは、４面体の内部のある点である。つまり、サンプリング位置情報取得部１０６は、三次元空間内を４面体の集合に分割し、その４面体を構成する外側の点の位置情報を自動的に取得する。なお、サンプリング位置情報取得部１０６は、正４面体の各辺の長さを予め保持している。そして、三次元空間内を正４面体の集合に分割し、その４面体を構成する外側の点の位置情報を自動的に取得する処理は公知技術であるので、詳細な説明を省略する。サンプリング位置情報取得部１０６が取得した位置情報の例は、「Ａ（ｘ_１，ｙ_１，ｚ_１）、Ｂ（ｘ_２，ｙ_２，ｚ_２）、Ｃ（ｘ_３，ｙ_３，ｚ_３）・・・」である。そして、第一メッシュ情報蓄積部１０７は、サンプリング位置情報取得部１０６が取得したサンプリング位置情報を、第一メッシュ情報格納部１０５に蓄積する。なお、第一メッシュ情報は、例えば、４面体の外側および内側の点の情報（点の間は間隔があいている）の集合であっても良い。

次に、ユーザは、スライス情報群の出力指示を入力した、とする。すると、受付部１０２はスライス情報群の出力指示を受け付ける。

次に、スライス情報群取得部１０３は、図１０に示すように、視線ベクトルに対して垂直となり、所定の間隔（スライス情報群取得部１０３は、当該間隔を予め保持している。）で、複数のスライス情報であるスライス情報群を、３Ｄボクセル情報から取得する。スライス情報群取得部１０３は、表示対象の三次元物体の位置「ｍｉｎＤ」と「ｍａｘＤ」を求め、所定の間隔「Ｄ」でスライスし、複数のスライス情報を取得する。スライス情報は、点の情報の集合である。また、スライス情報を構成する点間の間隔はない。つまり、スライス情報により示される平面は、点の情報により詰まっている。ここでの点の情報は、位置情報（ｘ，ｙ，ｚ）を有し、色情報を有さない。その結果、スライス情報群取得部１０３は、図１１に示すスライス情報群を取得する。スライス情報群は、スライス情報Ｓ_１，スライス情報Ｓ_２，スライス情報Ｓ_３などを有する。なお、視線ベクトルに対して垂直にスライス情報を取得するのは、ユーザがスライス情報の集合を見た場合に、間引いたスライス情報でも、立体的に見えるようにするためである。また、所定の間隔で、間引いたスライス情報を取得するのは、表示処理の高速化のためである。また、一定の間隔でスライス情報を取得するのは、高品質な三次元物体を表示するためである。なお、視線ベクトルは、画面に対して垂直のベクトルであり、受付部１０２が回転指示を受け付けた場合、当該回転指示に応じて変化する。

そして、スライス情報群取得部１０３は、取得した図１１のスライス情報群を、少なくとも一時的に、スライス情報群格納部１０４に格納する。

次に、スライス情報群出力部１０８は、スライス情報群格納部１０４のスライス情報群を出力する。ここで、出力されたスライス情報群により、ユーザは、三次元の四面体を認識できる。なお、スライス情報群出力部１０８がスライス情報群を出力するトリガーは、ユーザ指示でも良いし、外部装置からの命令の受信等でも良い。そのトリガーは問わない。なお、ここで出力された三次元物体は、図１２であったとする。図１２は、腎臓と背骨と血管等が見えている三次元画像である。

次に、ユーザは、出力されているスライス情報群（三次元物体）に対して、回転指示を入力した、とする。すると、受付部１０２はスライス情報群の回転指示を受け付ける。

次に、スライス情報群取得部１０３は、受け付けた回転指示に基づいて、視線ベクトルを取得する。

次に、スライス情報群取得部１０３は、物体情報格納部１０１に格納されている３Ｄボクセル情報から、視線ベクトルに対して垂直で、かつ間隔が一定の複数のスライス情報を切り出し、スライス情報群を取得する。また、スライス情報群取得部１０３は、取得したスライス情報群を、スライス情報群格納部１０４に、少なくとも一時蓄積する。そして、スライス情報群出力部１０８は、取得されたスライス情報群を出力する。以上の処理により、三次元物体の全体が回転したように見える。図１２の画像を回転させた後の出力の例を図１３に示す。

次に、ユーザは、出力されているスライス情報群に対する所定の点または領域に対する指示を入力し、表示されている三次元の四面体を変形しようとする、とする。かかる指示を変形指示という。ここでは、変形指示は、例えば、情報処理装置１が具備するファントム（入力機器１００の一種）で入力する。ファントムでの入力は、例えば、図９（ａ）に示す４面体の点Ｏを左横に所定の力で押下する入力である。そして、受付部１０２は、変形指示を受け付ける。かかる入力により、図９（ａ）に示す４面体は、図９（ｂ）に示すような４面体になる。そして、かかる変形指示に基づいて、第二メッシュ情報取得部１１０は、第一メッシュ情報を変形し、変形した形状を構成する第二メッシュ情報を取得する。第二メッシュ情報は、例えば、「Ａ'（ｘ'_１，ｙ'_１，ｚ'_１）、Ｂ（ｘ'_２，ｙ'_２，ｚ'_２）、Ｃ（ｘ'_３，ｙ'_３，ｚ'_３）・・・」である。つまり、第二メッシュ情報は、図９（ｂ）の４面体を示す情報である。なお、第一メッシュ情報を変形し、第二メッシュ情報を取得する処理は、有限要素法による公知技術であるので詳細な説明は省略する。

次に、色情報の取得処理について説明する。図９（ａ），（ｂ）にあるように、メッシュ要素内部のある点Ｐが、変形指示の入力によってＰ'に変位したとき、Ｐ'の色情報には３Ｄボクセル情報内のＰの位置にある色情報を割り当てる必要がある。変形前後においてメッシュ内部の任意点の各頂点からの相対位置が変化しないとすれば、変形前後の内部点Ｐ，Ｐ'の位置は共通のパラメータｓ，ｔ，ｕを用いて、次のように各エッジの線形結合として表すことができる。

ＯＰ＝ｓＯＡ＋ｔＯＢ＋ｕＯＣ 式（１）

Ｏ'Ｐ'＝ｓＯ'Ａ'＋ｔＯ'Ｂ'＋ｕＯ'Ｃ' 式（２）

ここで、対応点決定手段１１２１は、式（２）を解いて、変形後のメッシュから内部の点Ｐ'を定義するパラメータｓ，ｔ，ｕを求め、式（１）から変形前の位置Ｐを得る。そして、位置Ｐに対応する色情報を、３Ｄボクセル情報から取得する。そして、色情報決定手段１１２２は、対応点決定手段１１２１が決定した第一スライス情報群を構成する複数のスライス情報の中の各点の色情報を取得し、設定する。その結果、図１４の変形後の各スライス情報を構成する各点は、色情報を有することとなる。

以上の処理において、メッシュ情報を構成するノード（点）に変位が生じたり、メッシュ情報の再構成が行われたりした場合でも、シミュレーション前後において、要素内の点の各ノードからの相対位置が求められる限り、内部の任意点における色情報が再現可能である。

次に、変更物体出力部１１４は、第二スライス情報群を出力する。かかる処理により、変形指示を受け付けた後の三次元物体がリアルタイムに出力される。変形指示の受け付けと変形後の三次元物体の出力を繰り返すことで、例えば、医療分野における生体機能解析やリアルタイムの手術シミュレーション等が可能となる。変形前の出力の例を図１５、変形後の出力の例を図１６に示す。変形前の出力（図１５）の腎臓の先がつままれ、背骨側に延ばすように変形されたのが、変形後の出力（図１６）である。

次に、ユーザは、モノクロ表示する断面を指定する入力を、入力機器１００に対して行った、とする。かかる入力は、例えば、入力機器１００であるマウスを用いて、「断面」ボタンを押下し、断面を指定する入力である。そして、受付部１０２は、断面を指定する入力を受け付ける。

次に、ラベル情報構成部１０９は、受け付けた指示に対応する断面の情報を用いて、ラベル情報を構成する。ここでは、例えば、ラベル情報は、断面を特定する４点の位置情報（ｘａ，ｙａ，ｚａ）（ｘｂ，ｙｂ，ｚｂ）（ｘｃ，ｙｃ，ｚｃ）（ｘｄ，ｙｄ，ｚｄ）である。

次に、第二スライス情報群取得部１１３は、４点の位置情報（ｘａ，ｙａ，ｚａ）（ｘｂ，ｙｂ，ｚｂ）（ｘｃ，ｙｃ，ｚｃ）（ｘｄ，ｙｄ，ｚｄ）により構成される断面上の点であり、三次元物体上の点の色情報をモノクロに変更する。そして、第二スライス情報群取得部１１３は、断面により区切られる三次元領域の一方の領域内の点の色情報は元のカラーのままにし、前記断面により区切られる三次元領域の他方の領域内の点のα値を０にする（非表示にする）変更を行う。そして、第二スライス情報群取得部１１３は、かかる変更が行われた第二スライス情報群を取得する。そして、変更物体出力部１１４は、ラベル情報構成部１０９が構成したラベル情報に応じて、変更された第二スライス情報群を出力する。かかる出力例を図１７に示す。図１７において、腎臓の右側が切り取られ、その断面がモノクロ表示されている。

また、ユーザが断面を回転させたり、断面を平行移動させたりする指示を入力すると、モノクロの面が回転したり、平行移動したりする。かかる処理は、１）断面の設定、２）断面の点のモノクロ化、３）他の点の色情報の取得、４）スライス情報群の出力、という処理手順により実現できる、ことは上述した通りである。断面の回転前後の出力例を図１８、図１９に示す。図１７、図１８、図１９と進むにしたがって、断面を左周りに回転させ、モノクロ表示の面の面積が大きくなり、正面に近づいていっている。

以上、本実施の形態によれば、三次元物体を構成する点に対して、ユーザ指示に応じて、動的に属性値を設定できる。さらに具体的には、本実施の形態によれば、三次元物体を断面で切り、断面の色情報を他と区別して、三次元物体を出力できる。そして、特に、断面の区切られた領域の一部を未表示とすることにより、三次元物体の断面が非常に良く観察できるようになる。かかることにより、例えば、手術のシミュレーションとして、極めて有用である。

なお、本実施の形態において、断面をモノクロにしたが、断面もカラーのままでも良い。そして、断面の一方を未表示とすることで、断面がカラーで観察できる。

さらに、本実施の形態における処理は、ソフトウェアで実現しても良い。そして、このソフトウェアをソフトウェアダウンロード等により配布しても良い。また、このソフトウェアをＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体に記録して流布しても良い。なお、このことは、本明細書における他の実施の形態においても該当する。なお、本実施の形態における情報処理装置１を実現するソフトウェアは、以下のようなプログラムである。つまり、このプログラムは、記憶媒体に、三次元の物体のボリュームテクスチャである３Ｄボクセル情報を複数の平面で切り出した結果の二次元の画像データに基づいて構成される情報であるスライス情報であり、位置を示す情報である位置情報と色についての情報である色情報を有する複数の点の情報から構成される複数のスライス情報を有するスライス情報群が格納されており、コンピュータを、前記記憶媒体に格納されているスライス情報群を出力するスライス情報群出力部と、前記スライス情報群出力部が出力したスライス情報群に対する指示を受け付ける受付部と、前記受付部が受け付けた指示に対応して、スライス情報を構成する点の属性値であるラベル情報を構成するラベル情報構成部と、前記ラベル情報構成部が構成したラベル情報に応じて、変更された前記スライス情報群を出力する変更物体出力部として機能させるためのプログラム、である。

また、上記プログラムにおいて、記憶媒体に、さらに、三次元の物体の三次元メッシュの情報である第一メッシュ情報を格納しており、コンピュータを、前記受付部が受け付けた指示に基づいて、前記第一メッシュ情報を変形し、変形した形状を構成する第二メッシュ情報を取得する第二メッシュ情報取得部と、前記第二メッシュ情報に基づいて、前記記憶媒体から、色情報を有しない複数のスライス情報である第一スライス情報群を取得する第一スライス情報群取得部と、前記第一スライス情報群を構成する複数のスライス情報の各点であり、前記３Ｄボクセル情報の点に対応する各点の色情報を決定する色情報決定部と、前記色情報決定部が決定した各点の色情報に基づいて、前記第一スライス情報群取得部が取得した第一スライス情報群の各点に新たな色情報を設定し、かつ、前記ラベル情報構成部が構成したラベル情報に応じて、第二スライス情報群を取得する第二スライス情報群取得部として、さらに機能させ、前記変更物体出力部は、前記第二スライス情報群を出力するものとして、コンピュータを機能させるためのプログラム、であることは好適である。

また、上記プログラムにおいて、コンピュータを、前記三次元の物体の三次元空間をサンプリングする点を構成する位置情報を有するサンプリング位置情報を、複数取得するサンプリング位置情報取得部として、さらに機能させ、前記記憶媒体に格納されている第一メッシュ情報は、前記複数のサンプリング位置情報により構成されるプログラム、であることは好適である。

また、上記プログラムにおいて、前記ラベル情報は、前記スライス情報群または前記第二スライス情報群の出力態様を決定する情報であることは好適である。

また、上記プログラムにおいて、前記ラベル情報は、他の点とは異なった出力態様で出力される点により構成される断面を示す情報であることは好適である。

また、上記プログラムにおいて、前記ラベル情報は、モノクロで表示される断面を示す情報であり、前記第二スライス情報群取得部は、前記ラベル情報が示す断面上の点がモノクロで出力されるように、当該点の色情報を変更し、前記ラベル情報が示す断面の一方の領域が未表示となるように色情報を変更して第二スライス情報群を取得するものとして、コンピュータを機能させるためのプログラム、であることは好適である。

（実施の形態２）
本実施の形態において、三次元物体を構成する点に対して、動的にラベル情報（属性値）を設定できる情報処理装置について説明する。また、ここでのラベル情報は、出力態様を決定する情報である。また、特に、ここでのラベル情報は、出力領域に関する情報である。さらに、特に、ここでのラベル情報は、α値を０にして表示しないＣＴ値を特定する情報である。つまり、本実施の形態において、例えば、ユーザの指示により、三次元物体において、特定のＣＴ値を有する点のみを表示したりできる。

図２０は、本実施の形態における情報処理装置２のブロック図である。情報処理装置２は、入力機器１００、物体情報格納部１０１、受付部１０２、スライス情報群取得部１０３、スライス情報群格納部１０４、第一メッシュ情報格納部１０５、サンプリング位置情報取得部１０６、第一メッシュ情報蓄積部１０７、スライス情報群出力部１０８、ラベル情報構成部２０９、第二メッシュ情報取得部１１０、第一スライス情報群取得部１１１、色情報決定部１１２、第二スライス情報群取得部２１３、変更物体出力部２１４を具備する。

ラベル情報構成部２０９は、受付部１０２が受け付けた指示に対応して、１以上のスライス情報を構成する点の属性値であるラベル情報を構成する。ここでのラベル情報は、例えば、出力する点と出力しない点とを区別する情報である。ここでのラベル情報は、例えば、出力する点と出力しない点とを区別する境界のＣＴ値である。また、ここでのラベル情報は、出力する点と出力しない点とを区別する境界を示す断面の情報でも良い。なお、本実施の形態において、複数のスライス情報の各点は、ＣＴ値を有する、またはＣＴ値に対応付いている。複数のスライス情報は、スライス情報群格納部１０４に格納されているスライス情報や、出力されるスライス情報である。なお、ＣＴ値は、組織のＸ線減弱係数の値で、Ｘ線の吸収の程度を数値化したものである。つまり、ここでは、ＣＴ値は、三次元物体の「濃淡情報」に相当する情報である。ＣＴ値は、物体情報格納部１０１の３Ｄボクセル情報が有する値である。

ラベル情報構成部２０９は、通常、ＭＰＵやメモリ等から実現され得る。ラベル情報構成部２０９の処理手順は、通常、ソフトウェアで実現され、当該ソフトウェアはＲＯＭ等の記録媒体に記録されている。但し、ハードウェア（専用回路）で実現しても良い。

第二スライス情報群取得部２１３は、色情報決定部１１２が決定した各点の色情報に基づいて、第一スライス情報群取得部１１１が取得した第一スライス情報群の各点に新たな色情報を設定し、かつ、ラベル情報構成部２０９が構成したラベル情報に応じて、第二スライス情報群を取得する。第二スライス情報群取得部２１３は、α値を０にするＣＴ値の条件を示す情報（透明条件情報）を保持しており、ある点のＣＴ値が透明条件情報に合致すれば、その点のα値を０に設定する。透明条件情報とは、例えば、「ＣＴ値＞定数１」「ＣＴ値＜＝定数２」「定数３＜＝ＣＴ値＜定数４」などである。なお、定数１から４は、種々の値を採り得る。なお、α値は、ここでは、「０（透明）〜１（不透明）」の値を採り得る、とする。また、透明条件情報は、α値を０以外の値（例えば、「０．２」）にするＣＴ値の条件を示す情報でも良い。かかる処理により、第二スライス情報群取得部２１３は、例えば、特定の内蔵や、血管などを鮮明に出力できる第二スライス情報群を取得する。第二スライス情報群取得部２１３は、通常、ＭＰＵやメモリ等から実現され得る。第二スライス情報群取得部２１３の処理手順は、通常、ソフトウェアで実現され、当該ソフトウェアはＲＯＭ等の記録媒体に記録されている。但し、ハードウェア（専用回路）で実現しても良い。

変更物体出力部２１４は、ラベル情報構成部２０９が構成したラベル情報に応じて、変更されたスライス情報群を出力する。また、変更物体出力部１１４は、第二スライス情報群を出力する。変更物体出力部２１４は、ディスプレイやスピーカー等の出力デバイスを含むと考えても含まないと考えても良い。変更物体出力部２１４は、出力デバイスのドライバーソフトまたは、出力デバイスのドライバーソフトと出力デバイス等で実現され得る。

次に、情報処理装置２の動作について説明する。情報処理装置２の動作において、情報処理装置１の動作（図３参照）と異なる点は、ステップＳ３１３の第二スライス情報群構成処理である。なお、情報処理装置２におけるラベル情報は、出力する点と出力しない点とを区別する情報である。

次に、情報処理装置２のスライス情報群構成処理について、図２１のフローチャートを用いて説明する。図２１のフローチャートにおいて、図５のフローチャートと同一の処理について、説明を省略する。なお、第二スライス情報群取得部２１３は、予め透明条件情報を保持している、とする。また、ユーザの指示により、透明条件情報は変更され得る、とする。

（ステップＳ２１０１）第二スライス情報群取得部２１３は、ｊ番目の点のＣＴ値を取得する。

（ステップＳ２１０２）第二スライス情報群取得部２１３は、ステップＳ２１０１で取得したＣＴ値が、透明条件情報に合致するか否かを判断する。透明条件情報に合致すればステップＳ２１０３に行き、透明条件情報に合致しなければステップＳ２１０４に行く。

以下、本実施の形態における情報処理装置２の具体的な動作について説明する。情報処理装置２の物体情報格納部１０１に、例えば、図８に示す医用画像の集合（三次元画像）が格納されている。

次に、ユーザは、情報処理装置１に対して、起動指示を入力した、とする。すると、受付部１０２は、起動指示を受け付ける。

次に、サンプリング位置情報取得部１０６と第一メッシュ情報蓄積部１０７は、メッシュ情報蓄積処理を行う。そして、メッシュ情報蓄積処理により、第一メッシュ情報格納部１０５に第一メッシュ情報が蓄積される。かかる処理は、実施の形態１で説明した。

次に、ユーザは、スライス情報群の出力指示を入力した、とする。すると、受付部１０２はスライス情報群の出力指示を受け付ける。そして、情報処理装置２は、実施の形態１で説明したように、図２２に示すような画像を出力する。図２２は、実施の形態１で説明した処理が行われ、腎臓が一の断面により切られている画像である。また、図２２において、実施の形態２の上記で説明した処理により、ＣＴ値が透明条件情報に合致する点は未表示となっており、血管や背骨などは未表示となっており、腎臓の一部等が表示されているに過ぎない。つまり、ＣＴ値が透明条件情報に合致する皮膚や脂肪などを構成する点は未表示であり、ＣＴ値が透明条件情報に合致しない腎臓の一部等は表示されている。

次に、ユーザは、マウスなどの入力機器１００を用いて、図２３（ａ）の２３０１の下向きの三角形のマーカーをスライドさせ、透明条件情報を変更した、とする。図２３（ａ）の２３０１は、透明にする点のＣＴ値の境界を示すバーである。図２３（ａ）（ｂ）は、濃淡値（ＣＴ値）をｘ軸に取った画像のヒストグラムをバックグラウンドに持ち、各濃淡値をどのような色および不透明度（α値）に変換するかを定義したグラフである。線が不透明度の関数で、グラフについている色そのものが変換後の色情報になる。例えば、図２３（ａ）の場合はＣＴ値が１００くらいまでは透明にし、そこから２００に近づくにつれ徐々に不透明ににし、２００以上であれば完全に不透明にするというマップである。図２３（ａ）において、同時に、ＣＴ値が２００以上の点の色情報を白色に変換することを定義もしている。なお、図２３（ａ）における不透明度の関数は、以下である。
（１）α＝０（ただし、ｘ＜ｃ）
（２）α＝ａｘ＋ｂ（ただし、ｃ＜ｘ＜ｄ）
（３）α＝１（ただし、ｘ＞ｄ）
なお、図２３（ａ）における不透明度関数は、図２３（ａ）の白い線で表示されている。グラフの横軸は画像の輝度値（画素の値、ＣＴの場合はＣＴ値）、縦軸は不透明度の値である。
また、図２３（ｂ）における不透明度の関数は、フリーハンドで描かれた曲線になっている。この曲線も、図２３（ｂ）において、白い線で表示されている。

そして、血管や背骨などに対応するＣＴ値も表示されるように透明条件情報が変更された、とする。つまり、受付部１０２は、透明条件情報の変更を受け付け、ラベル情報構成部２０９を経由して、第二スライス情報群取得部２１３に一時格納される。

そして、第二スライス情報群取得部２１３は、各スライス情報の各点のＣＴ値を再取得する。そして、第二スライス情報群取得部２１３は、各点のＣＴ値が、透明条件情報に合致するか否かを判断する。そして、第二スライス情報群取得部２１３は、透明条件情報に合致するＣＴ値を有する点のα値を０に設定する。

そして、変更物体出力部２１４は、図２４に示す画像を出力する。図２４において、血管や背骨のα値は０でなくなり、表示されるに至っている。

以上、本実施の形態によれば、三次元物体を構成する点に対して、ユーザ指示に応じて、動的に属性値を設定できる。さらに具体的には、本実施の形態によれば、ＣＴ値に応じて未表示とすることにより、三次元物体中の一部の物質のみを表示できる。例えば、体内の一の臓器のみが表示できたり、一部の臓器と血管が表示できたりする。かかることにより、例えば、手術のシミュレーションや、医学の教育コンテンツ等として、極めて有用である。

なお、本実施の形態における情報処理装置２を実現するソフトウェアは、以下のようなプログラムである。つまり、このプログラムは、記憶媒体に、三次元の物体のボリュームテクスチャである３Ｄボクセル情報を複数の平面で切り出した結果の二次元の画像データに基づいて構成される情報であるスライス情報であり、位置を示す情報である位置情報と色についての情報である色情報を有する複数の点の情報から構成される複数のスライス情報を有するスライス情報群が格納されており、コンピュータを、前記記憶媒体に格納されているスライス情報群を出力するスライス情報群出力部と、前記スライス情報群出力部が出力したスライス情報群に対する指示を受け付ける受付部と、前記受付部が受け付けた指示に対応して、スライス情報を構成する点の属性値であるラベル情報を構成するラベル情報構成部と、前記ラベル情報構成部が構成したラベル情報に応じて、変更された前記スライス情報群を出力する変更物体出力部として機能させるためのプログラム、である。

また、上記プログラムにおいて、前記ラベル情報は、出力する点と出力しない点とを区別する情報であることは好適である。

また、上記プログラムにおいて、前記複数のスライス情報の各点は、ＣＴ値を有する、またはＣＴ値に対応付いており、前記ラベル情報は、出力する点と出力しない点とを区別する境界のＣＴ値であることは好適である。

（実施の形態３）
本実施の形態において、三次元物体を構成する点に対して、動的にラベル情報（属性値）を設定できる情報処理装置について説明する。また、ここでのラベル情報は、タイムスタンプを含む。

図２５は、本実施の形態における情報処理装置３のブロック図である。情報処理装置３は、入力機器１００、物体情報格納部１０１、受付部１０２、スライス情報群取得部１０３、スライス情報群格納部１０４、第一メッシュ情報格納部１０５、サンプリング位置情報取得部１０６、第一メッシュ情報蓄積部１０７、スライス情報群出力部１０８、ラベル情報構成部３０９、第二メッシュ情報取得部１１０、第一スライス情報群取得部１１１、色情報決定部１１２、第二スライス情報群取得部１１３、変更物体出力部３１４、動画出力部３１５を具備する。

ラベル情報構成部３０９は、受付部１０２が受け付けた指示に対応して、１以上のスライス情報を構成する点の属性値であるラベル情報を構成する。ここでのラベル情報は、タイムスタンプを含む。タイムスタンプとは、点が出力された時を示す情報である。タイムスタンプは、時刻（日時分秒）を示す情報でも良いし、出力順序を示すインデックスなどの情報でも良い。つまり、タイムスタンプは、絶対的な時刻を示す情報でも、相対的な出力順序を示す情報でも良い。ラベル情報構成部３０９は、通常、ＭＰＵやメモリ等から実現され得る。ラベル情報構成部３０９の処理手順は、通常、ソフトウェアで実現され、当該ソフトウェアはＲＯＭ等の記録媒体に記録されている。但し、ハードウェア（専用回路）で実現しても良い。

変更物体出力部３１４は、ラベル情報構成部３０９が構成したラベル情報に応じて、変更されたスライス情報群を出力する。また、変更物体出力部３１４は、第二スライス情報群を出力する。さらに、通常、変更物体出力部３１４は、第二スライス情報群と、ラベル情報構成部３０９が構成したラベル情報とを対応付けて蓄積する。変更物体出力部３１４は、例えば、スライス情報群格納部１０４に、第二スライス情報群とラベル情報とを対応付けて蓄積する。なお、第二スライス情報群の各点の情報の中に、ラベル情報（タイムスタンプ）が含まれていても良い。「第二スライス情報群とラベル情報とを対応付ける」とは、第二スライス情報群を構成するスライス情報とラベル情報とを対応付けても良いし、第二スライス情報群を構成するスライス情報の各点とラベル情報とを対応付けても良い。変更物体出力部３１４は、ディスプレイやスピーカー等の出力デバイスを含むと考えても含まないと考えても良い。変更物体出力部３１４は、出力デバイスのドライバーソフトまたは、出力デバイスのドライバーソフトと出力デバイス等で実現され得る。

動画出力部３１５は、ラベル情報が有するタイムスタンプを用いて、第二スライス情報群を動画出力する。動画出力部３１５は、第二スライス情報群と対応付けられているタイムスタンプが示す順序で、第二スライス情報群を出力する。つまり、動画出力部３１５は、タイムスタンプが示す順に、複数の第二スライス情報群の中から、一の第二スライス情報群を読み出し、出力する。かかる出力により、三次元物体の変化が動画出力される。動画出力部３１５は、ディスプレイやスピーカー等の出力デバイスを含むと考えても含まないと考えても良い。動画出力部３１５は、出力デバイスのドライバーソフトまたは、出力デバイスのドライバーソフトと出力デバイス等で実現され得る。

次に、情報処理装置３の動作について図２６のフローチャートを用いて説明する。図２６のフローチャートにおいて、図３のフローチャートと同一のステップについて、説明を省略する。

（ステップＳ２６０１）受付部１０２は、タイムスタンプ記録指示を受け付けたか否かを判断する。タイムスタンプ記録指示を受け付ければステップＳ２６０２に行き、タイムスタンプ記録指示を受け付けなければステップＳ３０４に行く。タイムスタンプ記録指示とは、ユーザが行う操作に関する情報または、操作に応じて変化する出力情報（スライス情報群）をタイムスタンプとともに記録する指示である。

（ステップＳ２６０２）ラベル情報構成部３０９は、タイムスタンプフラグをＯＮにする。タイムスタンプフラグがＯＮの場合、ユーザの操作等は記録される。タイムスタンプフラグがＯＦＦの場合、ユーザの操作等は記録されない。ここで、操作等は、操作に関する情報または操作に応じて変化する出力情報である。ステップＳ３０１に戻る。なお、タイムスタンプフラグの初期値はＯＦＦである。初期値とは、情報処理装置３の起動時の値である。

（ステップＳ２６０３）ラベル情報構成部３０９は、タイムスタンプフラグがＯＮであるか否かを判断する。タイムスタンプフラグがＯＮであればステップＳ２６０４に行き、タイムスタンプフラグがＯＦＦであればステップＳ３０１に戻る。

（ステップＳ２６０４）ラベル情報構成部３０９は、タイムスタンプを取得し、当該タイムスタンプを、出力されるスライス情報群に付加する。ラベル情報構成部３０９は、カウンタを保持しており、カウンタを順にインクリメントすることにより、相対的な出力順序を示すタイムスタンプを取得しても良い。また、ラベル情報構成部３０９は、内部または外部（例えば、ＮＴＰサーバ）の時計から絶対時刻であるタイムスタンプを取得しても良い。

（ステップＳ２６０５）変更物体出力部３１４は、ステップＳ２６０４でタイプスタンプを付加されたスライス情報群を蓄積する。蓄積先は、例えば、スライス情報群格納部１０４である。ステップＳ３０１に戻る。

なお、図２６のフローチャートにおいて、タイムスタンプは、スライス情報群に付加された。しかし、タイムスタンプは、ユーザの指示（出力指示や、回転指示や、変形指示など）に付加されても良いし、ラベル情報（実施の形態１で述べた断面を示す情報、実施の形態２で述べたＣＴ値など）に付加されても良い。

また、図２６のフローチャートにおいて、情報処理装置３がタイムスタンプを付加して、動画出力するための情報を蓄積する動作について説明した。

また、図２６のフローチャートにおいて、電源オフや処理終了の割り込みにより処理は終了する。

以下、本実施の形態における情報処理装置３の具体的な動作について説明する。つまり、次に、情報処理装置３が蓄積されたタイムスタンプを用いて、動画出力する動作について説明する。受付部１０２が、動画再生指示を受け付けた場合、蓄積されているスライス情報群とタイムスタンプの情報を元に、タイムスタンプが示す順に、スライス情報群を表示していく。かかる処理により、スライス情報群が蓄積されていったユーザ操作が再現される。

情報処理装置３の物体情報格納部１０１に、例えば、図８に示す医用画像の集合（三次元画像）が格納されている、とする。

そして、ユーザは、情報処理装置１に対して、起動指示を入力した、とする。すると、受付部１０２は、起動指示を受け付ける。

次に、サンプリング位置情報取得部１０６と第一メッシュ情報蓄積部１０７は、メッシュ情報蓄積処理を行う。そして、メッシュ情報蓄積処理により、第一メッシュ情報格納部１０５に第一メッシュ情報が蓄積される。かかる処理は、実施の形態１で説明した。

次に、ユーザは、スライス情報群の出力指示を入力した、とする。すると、受付部１０２はスライス情報群の出力指示を受け付ける。そして、情報処理装置３は、実施の形態１や実施の形態２で説明したように、三次元物体の画像を出力する。この画像は、例えば、図２７の「ＩＤ＝１」のレコードのスライス情報群から出力された画像である。

そして、次に、ユーザは、情報処理装置１に対して、タイムスタンプ記録指示を入力する。このタイムスタンプ記録指示の入力は、例えば、情報処理装置３の図示しない画面上の「記録」ボタンをマウスで押下することによりなされる。そして、受付部１０２は、タイムスタンプ記録指示を受け付ける。

次に、ラベル情報構成部３０９は、タイムスタンプフラグをＯＮにする。

かかる状態で、ユーザは、図２７の「ＩＤ＝１」のレコードの画像に示すような三次元物体に対して、実施の形態１や２で説明したような操作（断面の回転や移動、物体の回転や変形、未表示とするＣＴ値の閾値の変更などの操作）を行う。

すると、ラベル情報構成部３０９は、インデックスであるタイムスタンプを、順次、インクリメントしながら取得し、出力されるスライス情報群に付加する。なお、タイムスタンプの初期値は０であり、順次、インクリメントされる。

そして、変更物体出力部３１４は、タイムスタンプを付加されたスライス情報群を蓄積する。かかるスライス情報群の蓄積により、情報処理装置３のスライス情報群格納部１０４に、図２７に示すスライス情報群管理表が蓄積される。スライス情報群管理表は、「ＩＤ」「スライス情報群」「タイムスタンプ」を有するレコードを複数、管理する。「ＩＤ」は、レコードを識別する情報である。図２７において、「スライス情報群」の属性値は、簡単化のため静止画にしているが、実際は、スライス情報群である。なお、スライス情報群の代わりに、ユーザ操作を特定する情報や、他のラベル情報（断面を示す情報や、表示／未表示の閾値となるＣＴ値など）などでも良い。「タイムスタンプ」は、ここでは、相対的な情報である。

また、変更物体出力部３１４は、かかるスライス情報群を、ディスプレイに表示する。以上により、再生可能な動画が用意された。

かかる状況において、ユーザは、動画再生指示を入力した、とする。すると、受付部１０２は、動画再生指示を受け付ける。

次に、動画出力部３１５は、タイムスタンプが示す順序に従って、スライス情報群格納部１０４（図２７の表）から、スライス情報群を読み出し、出力する。かかることにより、ユーザ操作の再現が可能となる。

以上、本実施の形態によれば、三次元物体に対してタイムスタンプを設定できる。かかることにより、例えば、手術の手順のシミュレーションなどを記録でき、医師の教育などの増進、医学の進歩に寄与できる。

なお、本実施の形態における情報処理装置３を実現するソフトウェアは、以下のようなプログラムである。つまり、このプログラムは、記憶媒体に、三次元の物体のボリュームテクスチャである３Ｄボクセル情報を複数の平面で切り出した結果の二次元の画像データに基づいて構成される情報であるスライス情報であり、位置を示す情報である位置情報と色についての情報である色情報を有する複数の点の情報から構成される複数のスライス情報を有するスライス情報群が格納されており、コンピュータを、前記記憶媒体に格納されているスライス情報群を出力するスライス情報群出力部と、前記スライス情報群出力部が出力したスライス情報群に対する指示を受け付ける受付部と、前記受付部が受け付けた指示に対応して、スライス情報を構成する点の属性値であるラベル情報を構成するラベル情報構成部と、前記ラベル情報構成部が構成したラベル情報に応じて、変更された前記スライス情報群を出力する変更物体出力部として機能させるためのプログラム、である。

また、上記プログラムにおいて、前記ラベル情報は、時刻を示す情報であるタイムスタンプを含み、前記変更物体出力部は、前記第二スライス情報群と、前記ラベル情報構成部が構成したラベル情報とを対応付けて蓄積し、コンピュータを、前記ラベル情報が有するタイムスタンプを用いて、前記第二スライス情報群を動画出力する動画出力部としてさらに機能させることは好適である。

また、本明細書で述べた情報処理装置は、スタンドアロンの装置であったが、サーバクライアントのサーバとして機能して良いことは言うまでもない。かかる場合、サーバクライアントのクライアント側の端末からの指示が情報処理装置に送信され、情報処理装置が出力（ここでは「送信」）した情報が、端末で表示される。

また、図２８は、本明細書で述べたプログラムを実行して、上述した実施の形態の情報処理装置等を実現するコンピュータの外観を示す。上述の実施の形態は、コンピュータハードウェア及びその上で実行されるコンピュータプログラムで実現され得る。図２８は、このコンピュータシステム３４０の概観図であり、図２９は、コンピュータシステム３４０の内部構成を示す図である。

図２８において、コンピュータシステム３４０は、ＦＤドライブ３４１１、ＣＤ−ＲＯＭドライブ３４１２を含むコンピュータ３４１と、キーボード３４２と、マウス３４３と、モニタ３４４とを含む。

図２９において、コンピュータ３４１は、ＦＤドライブ３４１１、ＣＤ−ＲＯＭドライブ３４１２に加えて、ＭＰＵ３４１３と、ＣＤ−ＲＯＭドライブ３４１２及びＦＤドライブ３４１１に接続されたバス３４１４と、ブートアッププログラム等のプログラムを記憶するためのＲＯＭ３４１５と、アプリケーションプログラムの命令を一時的に記憶するとともに一時記憶空間を提供するためのＲＡＭ３４１６と、アプリケーションプログラム、システムプログラム、及びデータを記憶するためのハードディスク３４１７とを含む。ここでは、図示しないが、コンピュータ３４１は、さらに、ＬＡＮへの接続を提供するネットワークカードを含んでも良い。

コンピュータシステム３４０に、上述した実施の形態の情報処理装置等の機能を実行させるプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ３５０１、またはＦＤ３５０２に記憶されて、ＣＤ−ＲＯＭドライブ３４１２またはＦＤドライブ３４１１に挿入され、さらにハードディスク３４１７に転送されても良い。これに代えて、プログラムは、図示しないネットワークを介してコンピュータ３４１に送信され、ハードディスク３４１７に記憶されても良い。プログラムは実行の際にＲＡＭ３４１６にロードされる。プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ３５０１、ＦＤ３５０２またはネットワークから直接、ロードされても良い。

プログラムは、コンピュータ３４１に、上述した実施の形態の情報処理装置等の機能を実行させるオペレーティングシステム（ＯＳ）、またはサードパーティープログラム等は、必ずしも含まなくても良い。プログラムは、制御された態様で適切な機能（モジュール）を呼び出し、所望の結果が得られるようにする命令の部分のみを含んでいれば良い。コンピュータシステム３４０がどのように動作するかは周知であり、詳細な説明は省略する。

なお、上記プログラムにおいて、ハードウェアによって行われる処理は含まれない。

また、上記プログラムを実行するコンピュータは、単数であってもよく、複数であってもよい。すなわち、集中処理を行ってもよく、あるいは分散処理を行ってもよい。

また、上記各実施の形態において、各処理（各機能）は、単一の装置（システム）によって集中処理されることによって実現されてもよく、あるいは、複数の装置によって分散処理されることによって実現されてもよい。

本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。

以上のように、本発明にかかる情報処理装置は、三次元物体を構成する点に対して、動的に属性値を設定できる、という効果を有し、例えば、医療分野におけるシミュレーション装置等として有用である。

実施の形態１にかかる情報処理装置のブロック図 同情報処理装置の処理のイメージを示した図 同情報処理装置の動作について説明するフローチャート 同メッシュ情報蓄積処理の動作について説明するフローチャート 同スライス情報群構成処理の動作について説明するフローチャート 同変形処理の動作について説明するフローチャート 同第二スライス情報群取得処理について説明するフローチャート 同物体情報格納部に格納されている医用画像の集合 同変形対象の三次元物体を構成する４面体を示す図 同第一スライス情報群を取得する際のイメージを示す図 同スライス情報群を示す図 同三次元物体の出力例を示す図 同回転後の三次元物体の出力例を示す図 同変形後のスライス情報群を示す図 同変形前の三次元物体の出力例を示す図 同変形後の三次元物体の出力例を示す図 同断面により切られた三次元物体の出力例を示す図 同断面により切られた三次元物体の出力例を示す図 同断面により切られた三次元物体の出力例を示す図 実施の形態２にかかる情報処理装置のブロック図 同情報処理装置の動作について説明するフローチャート 同三次元物体の出力例を示す図 同情報処理装置の画面例を示す図 同三次元物体の出力例を示す図 実施の形態３にかかる情報処理装置のブロック図 同情報処理装置の動作について説明するフローチャート 同スライス情報群管理表を示す図 同コンピュータシステムの概観図 同コンピュータシステムのブロック図

Claims (9)

1. 三次元の物体のボリュームテクスチャである３Ｄボクセル情報を複数の平面で切り出した結果の二次元の画像データに基づいて構成される情報であるスライス情報であり、位置を示す情報である位置情報と色についての情報である色情報を有する複数の点の情報から構成される複数のスライス情報を有するスライス情報群を格納しているスライス情報群格納部と、
   三次元の物体の三次元メッシュの情報である第一メッシュ情報を格納している第一メッシュ情報格納部と、
   前記スライス情報群を出力するスライス情報群出力部と、
   前記スライス情報群出力部が出力したスライス情報群に対する指示であり、出力されている前記スライス情報群を複数の領域に区分する断面を特定する指示を受け付ける受付部と、
   前記受付部が受け付けた指示に基づいて、前記第一メッシュ情報を変形し、変形した形状を構成する第二メッシュ情報を取得する第二メッシュ情報取得部と、
   前記受付部が受け付けた指示に対応して、スライス情報を構成する点の属性値であるラベル情報を構成するラベル情報構成部と、
   前記第二メッシュ情報に基づいて、前記スライス情報群格納部から、色情報を有しない複数のスライス情報である第一スライス情報群を取得する第一スライス情報群取得部と、
   前記第一スライス情報群を構成する複数のスライス情報の各点であり、前記３Ｄボクセル情報の点に対応する各点の色情報を決定する色情報決定部と、
   前記色情報決定部が決定した各点の色情報に基づいて、前記第一スライス情報群取得部が取得した第一スライス情報群の各点に新たな色情報を設定し、かつ、前記ラベル情報構成部が構成したラベル情報が示す断面上の点が出力されるように、当該断面上の点の色情報を変更することにより、第二スライス情報群を取得する第二スライス情報群取得部と、
   前記第二スライス情報群取得部が取得した第二スライス情報群を出力する変更物体出力部とを具備する情報処理装置であり、
   前記ラベル情報は、
   前記スライス情報群の出力態様を決定する情報であり、かつ、他の点とは異なった出力態様で出力される点により構成される断面を示す情報である情報処理装置。
2. 前記ラベル情報は、
   前記スライス情報群の出力態様を決定する情報であり、かつ、他の点とは異なった出力態様で出力される点により構成される断面であり、モノクロで表示される断面を示す情報であり
   前記第二スライス情報群取得部は、
   前記色情報決定部が決定した各点の色情報に基づいて、前記第一スライス情報群取得部が取得した第一スライス情報群の各点に新たな色情報を設定し、かつ、前記ラベル情報構成部が構成したラベル情報が示す断面上の点がモノクロ出力されるように、当該点の色情報を変更することにより、第二スライス情報群を取得する請求項１記載の情報処理装置。
3. 前記三次元の物体の三次元空間をサンプリングする点を構成する位置情報を有するサンプリング位置情報を、複数取得するサンプリング位置情報取得部をさらに具備し、
   前記第一メッシュ情報格納部に格納されている第一メッシュ情報は、前記複数のサンプリング位置情報により構成される請求項１記載の情報処理装置。
4. 前記第二スライス情報群取得部は、
   当該断面を構成する各点の色情報をモノクロに変更し、他の点の色情報は、前記第一スライス情報群取得部が取得した第一スライス情報群の各点の色情報のままとする第二スライス情報群を取得する請求項１記載の情報処理装置。
5. 前記第二スライス情報群取得部は、
   当該断面を構成する各点の色情報を、モノクロの色情報に変更し、かつ、ラベル情報が示す断面により区分された三次元物体の一方の領域が未表示となるように色情報を変更して、第二スライス情報群を取得する請求項１情報処理装置。
6. 前記複数のスライス情報の各点は、ＣＴ値を有する、またはＣＴ値に対応付いており、
   前記ラベル情報は、出力する点と出力しない点とを区別する境界のＣＴ値でもあり、
   前記第二スライス情報群取得部は、
   未表示にするＣＴ値の条件を示す情報である透明条件情報を保持しており、前記色情報決定部が決定した各点の色情報に基づいて、前記第一スライス情報群取得部が取得した第一スライス情報群の各点に新たな色情報を設定し、かつ、前記ラベル情報構成部が構成したラベル情報が示す断面上の点が出力されるように、当該断面上の点の色情報を変更し、かつ、ラベル情報が示す断面により区分された三次元物体の一方の領域の前記透明条件情報に合致するＣＴ値を有する点が未表示となるように色情報を変更して、第二スライス情報群を取得する請求項１情報処理装置。
7. 前記ラベル情報は、
   時刻を示す情報であるタイムスタンプを含み、
   前記変更物体出力部は、
   前記第二スライス情報群と、前記ラベル情報構成部が構成したラベル情報とを対応付けて蓄積し、
   前記ラベル情報が有するタイムスタンプを用いて、前記第二スライス情報群を動画出力する動画出力部をさらに具備する請求項１記載の情報処理装置。
8. 記憶媒体に、
   三次元の物体のボリュームテクスチャである３Ｄボクセル情報を複数の平面で切り出した結果の二
   次元の画像データに基づいて構成される情報であるスライス情報であり、位置を示す情報である位置情報と色についての情報である色情報を有する複数の点の情報から構成される複数のスライス情報を有するスライス情報群が格納されており、かつ、
   三次元の物体の三次元メッシュの情報である第一メッシュ情報を格納しており、
   スライス情報群出力部、受付部、第二メッシュ情報取得部、ラベル情報構成部、第一スライス情報群取得部、色情報決定部、第二スライス情報群取得部および変更物体出力部により実現され得る情報処
   理方法であって、
   前記スライス情報群出力部により、前記記憶媒体に格納されているスライス情報群を出力するスライス情報群出力ステップと、
   前記受付部により、前記スライス情報群出力ステップにより出力されたスライス情報群に対する指示であり、出力されている前記スライス情報群を複数の領域に区分する断面を特定する指示を受け付ける受付ステップと、
   前記第二メッシュ情報取得部により、前記受付ステップで受け付けられた指示に基づいて、前記第一メッシュ情報を変形し、変形した形状を構成する第二メッシュ情報を取得する第二メッシュ情報取得ステップと、
   前記ラベル情報構成部により、前記受付ステップにより受け付けられた指示に対応して、スライス情報を構成する点の属性値であるラベル情報を構成するラベル情報構成ステップと、
   前記第一スライス情報群取得部により、前記第二メッシュ情報に基づいて、前記記憶媒体から、色情報を有しない複数のスライス情報である第一スライス情報群を取得する第一スライス情報群取得ステップと、
   前記色情報決定部により、前記第一スライス情報群を構成する複数のスライス情報の各点であり、前記３Ｄボクセル情報の点に対応する各点の色情報を決定する色情報決定ステップと、
   前記第二スライス情報群取得部により、前記色情報決定ステップで決定された各点の色情報に基づいて、前記第一スライス情報群取得ステップで取得された第一スライス情報群の各点に新たな色情報を設定し、かつ、前記ラベル情報構成ステップで構成されたラベル情報が示す断面上の点が出力されるように、当該点の色情報を変更することにより、第二スライス情報群を取得する第二スライス情報群取得ステップと、
   前記変更物体出力部により、前記第二スライス情報群取得ステップで取得された第二スライス情報群を出力する変更物体出力ステップを具備する情報処理方法であり、
   前記ラベル情報は、
   前記スライス情報群の出力態様を決定する情報であり、かつ、他の点とは異なった出力態様で出力される点により構成される断面を示す情報である情報処理方法。
9. 記憶媒体に、
   三次元の物体のボリュームテクスチャである３Ｄボクセル情報を複数の平面で切り出した結果の二次元の画像データに基づいて構成される情報であるスライス情報であり、位置を示す情報である位置情報と色についての情報である色情報を有する複数の点の情報から構成される複数のスライス情報を有するスライス情報群が格納されており、かつ、
   三次元の物体の三次元メッシュの情報である第一メッシュ情報を格納しており、
   コンピュータを、
   前記記憶媒体に格納されているスライス情報群を出力するスライス情報群出力部と、
   前記スライス情報群出力部が出力したスライス情報群に対する指示であり、出力されている前記スライス情報群を複数の領域に区分する断面を特定する指示を受け付ける受付部と、
   前記受付部が受け付けた指示に基づいて、前記第一メッシュ情報を変形し、変形した形状を構成する第二メッシュ情報を取得する第二メッシュ情報取得部と、
   前記受付部が受け付けた指示に対応して、スライス情報を構成する点の属性値であるラベル情報を構成するラベル情報構成部と、
   前記第二メッシュ情報に基づいて、前記スライス情報群格納部から、色情報を有しない複数のスライス情報である第一スライス情報群を取得する第一スライス情報群取得部と、
   前記第一スライス情報群を構成する複数のスライス情報の各点であり、前記３Ｄボクセル情報の点に対応する各点の色情報を決定する色情報決定部と、
   前記色情報決定部が決定した各点の色情報に基づいて、前記第一スライス情報群取得部が取得した第一スライス情報群の各点に新たな色情報を設定し、かつ、前記ラベル情報構成部が構成したラベル情報が示す断面上の点が出力されるように、当該点の色情報を変更することにより、第二スライス情報群を取得する第二スライス情報群取得部と、
   前記第二スライス情報群取得部が取得した第二スライス情報群を出力する変更物体出力部として機能させるためのプログラムであり、
   前記ラベル情報は、
   前記スライス情報群の出力態様を決定する情報であり、かつ、他の点とは異なった出力態様で出力される点により構成される断面を示す情報であるプログラム。