JPH0259981A - ３次元画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は複数の構成物の組合「で構成される物体の３次
元画像を表示するための３次元画像処理装置に関する。

（従来の技術） 従来コンピュータによる３次元医用画像は、物体の画像
データの注目すぺぎ部分を抽出するため、その画像デー
タに閾値を設けて、閾値以上のデータ、閾値以下のデー
タ、又は閾値に挟まれたデータ等の１１２察しようとす
る部分の値を１″とし、その他を０″′とするように２
値化したサーフェスモデル（数学的データによって表し
た物体）によって作られるため、元の像のデータの持つ
ＣＴ値等の違いは打ち消されてしまって、その物体の持
つ質感がすべての物体について同様に表されてしまう。

そのため、数種類の物体の３次元画像を作るためには、
数種類の閾値によって別々のナラ１スを抽出する必要が
ある。しかし、これらを通常の３次元画像の手法で表示
すると、異なった物体が重なったものとして見えるので
はなく、合成された形の一つの物体として表示されてし
まう。

（発明が解決しようとする課題） 従って数種類の物体の画像を区別して表示するためレイ
・トレーシング・アルゴリズムによって、例えば重なっ
て隠れている物体を示すため上にある物体の輪郭のみを
表す透明表示や、上の物体の輝度を落として隠れた物体
とを区別しながら同時に表示する半透明表示を導入して
いる例もあるが、その方法としてのレイ・１〜レーシン
グ・アルゴリズムは３次元の物体が複数個あるものとし
て３次元データから処理を行うため、複雑な画像処理が
必要となり、システムの複雑化、処理時間の増加は避け
られない。

方各物体毎に作った投影画像を加算、減算等の画像処理
によって合成し、擬似的に半透明画像を模倣する方法も
考えられる。この場合、単純な加減算では物体の前後関
係を表すことができないので、人馬的に選択する等の何
等かの方法によって各イメージに対して優先度を与え、
それに従って重み付は加減算を行っていた。しかし、優
先度の低い物体が手前の場合にその影響が出て、前後関
係がはっきりしないという問題があった。

本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、その目的は
、複数の構成物から成る物体の３次元両像を表示づる場
合に、物体の前後関係を明らかにし、又、優先的に表示
したい物体が隠れている場合に、その形状等を明らかに
し得る複数の物体から成る構成物を分り易く表示するこ
とのできる３次元画像処理装置を実現することにある。

〈課題を解決するための手段〉 前記の課題を解決する本発明は、複数の構成物の引合せ
で構成される物体の３次元画像を表示するだめの３次元
画像処理装置において、前記の各構成物のサーフェスモ
デルデータから座標変換。

陰影付は及び陰面除去されて指定された向きに投影され
た２次元投影画像の３次元座標及び輝度の計算を行う３
次元画像計算手段と、前記？８２数の構成物の２次元投
影画像のｘ、ｙ座標と輝度データを格納する複数のイメ
ージデータ記憶手段と、前記複数の構成物のｘ、ｙ、ｚ
座標を格納する３次元座標記憶手段と、該複数の３次元
座標記憶手段に格納されている２座標を比較して面記複
数の構成物の関係位置を演算によって求める比較演算手
段と、該比較手段の演算結果に基づいて前記画像間の関
係位置を判定して画像データの処理を制御するシステム
制御手段と、該システム制御手段に前記複数の構成物の
優先順位を入力する入力手段と、イメージデータ記憶手
段に格納されているデータに前処理を施ず少なくとも１
個の画像処理手段と、前記画像処理手段による処理ずみ
の各構成物の画像データの処理を前記システム制御手段
の制御に基づき演算する画像演算手段と、前記複数の構
成物で構成される物体の３次元画像を表示する画像表示
手段とから成ることを特徴とするものである。

（作用） 複数構成物のサーフェスモデルの２次元投影画像データ
の３次元座標を比較して、優先物体が手前にあるときは
そのまま表示し、優先物体が隠れているときはそのまま
表示する場合と、重み付けされた画像データの加算平均
値を表示する場合とを選択して表示する。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図は本発明の一実施例の装置のブロック図である。

図は３個の物体から成る構成物を例とするが、更に多く
ても全く同様である。図において、１Ａ、ＩＢ、ＩＣは
それぞれ別の物体の画像データからサーフェスモデルと
してのデータを格納しているサーフェスモデル記憶装置
、２はサーフエスモデルで表示されるｆ−夕の座標を変
換して３次元画像の向きを変える座標変換と、向きを変
えられた画像に立体感を付けるために陰影を付ける陰影
付けと、隠れた面の輝度データを無効とし代りに手前の
面の輝度データを有効とするド３面除去の計算を行い、
３次元画像データを指定された向きに投影された２次元
画像データとする３次元画像計算装置である。３Ａ、３
８．３Ｇは３次元画像計算装置２の計算結果のサーフェ
スモデル記憶装置ｆｆ１１Ａ、１Ｂ、１Ｃに格納されて
いたそれぞれの画像データのｘ、ｙ座標と１度データを
格納するイメージバッファ、４△、４Ｂ、４Ｃは前記３
個のイメージの立体的位置を表すｘ、ｙ、ｚ座標を格納
づるＺバッファである。５は３個のイメジバッファ３Δ
、３Ｂ、３Ｃのデータに輪郭強調やスムージング処理等
の前処理を行う画像処理装置である。輪郭強調は画像を
合成する場合、細部より形状の方が重要な物体に対して
行う処理であり、スムージング処理は非優先物体の形状
が複雑で、優先物体の形状がはっきりしない場合に非優
先物体のレベルを落とす処理である。このような処理を
合成前に行ってお（ことにより、不要な部分の影響が合
成部分に現れるのを抑えている。６は３このＺバッファ
４Ａ、４Ｂ、４Ｃに格納されているｘ、ｙ、ｚの座標を
有する３次元画像データの表す画像を小ね合わせ、その
ときの２座標を比較するための演算を行う比較演算器、
７は各サーフ１スモデル記憶装置１Ａ、２△、３Ａに格
納されている３次元画像、即ち７バツフ７４Ａ、４Ｂ、
４Ｇに格納されている３次元画像データの優先順位をシ
ステム制御装置８に入力する優先順位入力装置である。

システム制御Ｉ装置８は比較演算器６の出力データから
、対象物それぞれの関係位置が、各座標位置においてど
ちらか千萌にあるかを判断し、その判断に基づき、優先
順位入力装置７から入力された優先順位を勘案して次の
演算を画像演算装置９に行わせる。

（１）陰面除去・・・複数の画像の対応する画素の内、
最も手前にある点のみを抽出した画像を合成する。各画
像が同じ陰影付けされている場合、複数のサーフ１スモ
デルから単一の投影像を生成した場合と同じになるが、
各投影像を作る段階でそれぞれに異なった陰影付けを施
すことにより物体を区別できるイメージが得られる。外
側（或いは手前）に来る物体が他方を隠さない場合に有
効（例；肋骨と心臓等）。

（２）画像加咋・・・複数の画像に対して予め優先順位
を与えておき、優先度の高い画像が後方になった場合は
その優先度の高い画像に市み付けをして手前の画像の対
応する画素との加算平均を取り、その他の場合は陰面除
去と同じ処理を行う一方の物体が他方の物体の中に包み
込まれるような場合に有効（例：頭蓋骨と脳髄等）。

１０は画像演算装置９による演算結果のイメジを表示づ
る画像表示Ｈ置である。

次に上記のように構成された装置の動作を第２図のフロ
ーチャートを参照して説明する。第２図のフローチャー
１〜では２個の物体の合成の場合について記しである。

サーフ１スモデル記（ｔｉｌｔ　１Ａに格納されている
物体をＶ＋、サーフェスモデル記憶装置１Ｂに格納され
ている物体をｖｌとする。、３次元画像計算装置２は物
体ｖ１の３次元画像データを指定された向きの２次元投
影画像データとする演算を行って、そのｘ、ｙ座標と輝
度ブタをイメージバッファ３Ａに、Ｘ＋　、Ｖ＋　。

Ｚ１座標を７バツフア４△に格納する。又、物体■２の
３次元画像データを同様に処理して、Ｘ２゜ｙ２座標を
７バツフア４Ｂに格納する。１９先順位入力装置７から
ｖｌが優先物体である旨システム制！ｊＴＩ装置８に人
力しであるものとする。

ステップ１ 比較演算器６はＺバッファ４Ａと４Ｂに格納されている
座標の内、２座標を比較し、Ｚｉ　＜２２であるかどう
かチエツクする。ｚｌ＜ｚ７．の場合ステップ２に進み
、２！≧７２の場合はステップ３に進む。ここで、Ｚｔ
　＜ｚ２はＶｌがｖｌより手前にあることを示すものと
する。

ステップ２ イメージバッファ３Ａのデータを画像処理装置５Ａによ
る前処理の後、画像演算装置９に入力する。このデータ
はそのまま画像表示装置１ｏに送られる。

ステップ３ ２、≧２２の場合、画像処理のし一ドは陰面除去モード
か画像加算モードかを各画素毎にチエツクする。陰面除
去モードが指定されでいる場合ステップ４に、画像加τ
）モードの場合ステップ５に進む。

ステップ４ イメージバッファ３Ｂのデータを画像処理装置５Ｂによ
る前処理の襖、画像演算装置９に入力づる。このデータ
はそのまま画像表示装置１０に送られる。

ステップ５ イメージバッファ３Δのデータとイメージバッファ３Ｂ
のデータをそれぞれ前処理の後、画像部σ装置９に入力
する。入力されたデータはそれぞれ重み付けされた後加
算平均され、画像表示装置１０に送られる。

ステップ６ ステップ１〜ステツプ５のステップが全データについて
行われたかどうかチエツクする。終わっていなければス
テップ１に戻り、次の画素について行う。終わっていれ
ばステップ７に進む。

ステップ７ 全画素について演算されたデータを画像表示装置１０に
おいて表示する。

以上説明したように、通常は画像生成後は画像を表示し
Ｚバッファのデータは捨てて終っているが、本実施例で
はＺバッフ？のデータを保存して画像加算等に用いられ
ることにより、複債１に入り組んだ物体の識別が容易に
なった。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではない。実
施例では画像演算装置９において、画像加算モードでは
重み付は加算を行ったが、加算平均後に一定値を減算し
て重なった部分を暗くして強調する方法、又は見たい部
分のデータから見たくない部分のデータを減算する減算
処理を行う方法を行うようにしてもよい。

又、実施例では各イメージバッファに対して個別に画像
処理装置を持たせていたが、１個の画像処理装置を備え
て各イメージバッファに切り替えて用いるようにしても
よい。

（発明の効果） 以上詳細に説明したようよに本発明によれば、複数の構
成物から成る物体の３次元画像を表示する場合、従来通
りの表示をする場合に加えて、優先度の高い物体が隠れ
ているときもその形状を明らかにして、複数の構成物を
分かり易く表示することができるようになり、実用上の
効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の装置のブロック図、第２図は
第１図の装置の動作のフローチャートである。 １△、ＩＢ、ＩＣ・・・サーフェスモデル記憶装置２・
・・３次元画像計算装置 ３Ａ、３８．３Ｃ・・・イメージバッファ４Ａ、４Ｂ、
４Ｃ・・・Ｚバッファ ５Ａ、５８．５Ｃ・・・画像処理装置 ６・・・比較演算器 ８・・・システム制御装置 １０・・・画像表示装置 ７・・・優先順位入力猪首 ９・・・画像演算装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数の構成物の組合せで構成される物体の３次元画像を
   表示するための３次元画像処理装置において、前記の各
   構成物のサーフェスモデルデータから座標変換、陰影付
   け及び陰面除去されて指定された向きに投影された２次
   元投影画像の３次元座標及び輝度の計算を行う３次元画
   像計算手段と、前記複数の構成物の２次元投影画像のｘ
   、ｙ座標と輝度データを格納する複数のイメージデータ
   記憶手段と、前記複数の構成物のｘ、ｙ、ｚ座標を格納
   する３次元座標記憶手段と、該複数の３次元座標記憶手
   段に格納されているｚ座標を比較して前記複数の構成物
   の関係位置を演算によって求める比較演算手段と、該比
   較手段の演算結果に基づいて前記画像間の関係位置を判
   定して画像データの処理を制御するシステム制御手段と
   、該システム制御手段に前記複数の構成物の優先順位を
   入力する入力手段と、イメージデータ記憶手段に格納さ
   れているデータに前処理を施す少なくとも１個の画像処
   理手段と、前記画像処理手段による処理ずみの各構成物
   の画像データの処理を前記システム制御手段の制御に基
   づき演算する画像演算手段と、前記複数の構成物で構成
   される物体の３次元画像を表示する画像表示手段とから
   成ることを特徴とする３次元画像処理装置。