JPH0628489A - Image processor and image data generating method in surface display - Google Patents

Image processor and image data generating method in surface display

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JPH0628489A
JPH0628489A JP18110292A JP18110292A JPH0628489A JP H0628489 A JPH0628489 A JP H0628489A JP 18110292 A JP18110292 A JP 18110292A JP 18110292 A JP18110292 A JP 18110292A JP H0628489 A JPH0628489 A JP H0628489A
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JP
Japan
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ray
pitch
tracing
hit
image
Prior art date
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Application number
JP18110292A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshiya Waku
敏哉 和久
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPH0628489A publication Critical patent/JPH0628489A/en
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Abstract

PURPOSE:To maintain almost the same processing time as before, and also, to improve the picture quality of a distance image (surface image). CONSTITUTION:In an image processing processor, first of all, ray tracing is executed until it hits against an object by a first ray RY1 of a first pitch P1 set to the same as pixel size of three-dimensional voxel data. When it hits against the object, it returns to a start point A at the time of final ray tracing by a first ray RY1, and from its start point A, ray tracing is continued until it hits against the object again by a second ray RY2 of a second pitch P2 (smaller than a first pitch P1). A distance extending from the projection surface to the object surface is calculated from the sum of products of the ray pitch and the number of times of tracing.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、骨、表皮、腫瘍な
ど、物体の表面形状を表示する表面表示用の画像処理装
置及び画像データ作成方法に係り、とくに、レイ・トレ
ーシング法を実施する装置及び方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface display image processing apparatus for displaying the surface shape of an object such as bone, epidermis, and tumor, and an image data creating method, and more particularly to implementing a ray tracing method. An apparatus and a method.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、物体の3次元ボクセルデータに基
づき、その物体の表面画像を作成する方法の一つとして
レイ・トレーシング法が知られている。このレイ・トレ
ーシング法は、図6に示すように、仮想の投影面から
(又はこの投影面に向かって)一定のピッチ(長さ)の
レイRYを物体に相当するボクセルにヒット(ぶつか
る)まで順々にトレースさせる(飛ばす)。このトレー
スにより、レイRYが係るボクセルにぶつかると、それ
までレイRYをトレースした回数及びレイRYのピッチ
との積を演算して仮想面から物体までの距離を求める。
そして、その距離を画素値とした距離画像(深さ画像)
が求められ、この距離画像に陰影付けを行って表面画像
が作成されていた。このとき、レイRYのピッチは、通
常、3次元ボクセルのピクセルサイズと同一値に設定さ
れる。
2. Description of the Related Art Conventionally, a ray tracing method is known as one of methods for creating a surface image of an object based on three-dimensional voxel data of the object. In this ray tracing method, as shown in FIG. 6, a ray RY having a constant pitch (length) from a virtual projection plane (or toward this projection plane) hits (collides with) a voxel corresponding to an object. Trace (skip) up to. By this tracing, when the ray RY hits the relevant voxel, the product of the number of times the ray RY has been traced and the pitch of the ray RY is calculated to obtain the distance from the virtual surface to the object.
Then, a distance image (depth image) in which the distance is the pixel value
Was calculated, and the surface image was created by shading this range image. At this time, the pitch of the ray RY is usually set to the same value as the pixel size of the three-dimensional voxel.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
レイ・トレーシング法にあっては、より精度の高い表面
距離画像を得ようとしてレイのピッチを細かくすると、
それだけレイのトレース回数(繰り返し回数)が増える
ため、画像データ作成のための処理時間が長くなってし
まうし、反対に、処理時間を短縮しようとしてレイのピ
ッチを大きくすると、レイがヒットしたときの、レイの
終点(先端)位置と物体面との間の差、即ち誤差(図6
参照)が大きくなって、画質が低下するという相反する
問題があった。
However, in the conventional ray tracing method, if the pitch of the rays is made finer in order to obtain a more accurate surface distance image,
Since the number of ray traces (the number of repetitions) increases, the processing time for creating image data becomes longer. On the contrary, if the ray pitch is increased to reduce the processing time, the , The difference between the ray end point (tip) position and the object plane, that is, the error (FIG. 6).
However, there is a contradictory problem that the image quality deteriorates.

【0004】この発明は、従来のレイ・トレーシング法
の問題に鑑みてなされたもので、従来とほぼ同じ処理時
間を維持させた場合でも、画質を著しく向上させること
を、目的とする。
The present invention has been made in view of the problem of the conventional ray tracing method, and an object thereof is to significantly improve the image quality even when the processing time is almost the same as the conventional one.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成させるた
め、この発明に係る画像処理装置は図1に示すように、
3次元ボクセルデータに対して第1のピッチのレイを投
影方向に順々にトレースする第1のレイトレース手段
と、上記第1のピッチのレイが物体を表す画素値のボク
セルにヒットしたか否かを判断するヒット判断手段と、
このヒット判断手段により上記レイがヒットしたと判断
されたとき、上記レイのピッチを前記第1のピッチより
も細かい第2のピッチに変更するピッチ変更手段と、こ
のピッチ変更手段により変更された第2のピッチで前記
物体に対応するボクセルの境界面までレイをトレースす
る第2のレイトレース手段と、上記第1、第2のレイト
レース手段によりトレースされたレイの各トレース回数
及び各ピッチに基づき投影面までの距離を演算する距離
演算手段とを備えた。
In order to achieve the above object, an image processing apparatus according to the present invention, as shown in FIG.
First ray tracing means for sequentially tracing rays of the first pitch in the projection direction with respect to the three-dimensional voxel data, and whether or not the ray of the first pitch hits a voxel having a pixel value representing an object. Hit judgment means to judge whether,
When the hit judging means judges that the ray has hit, the pitch changing means for changing the pitch of the ray to the second pitch finer than the first pitch, and the pitch changing means for changing the pitch Based on the second ray tracing means for tracing the ray to the boundary surface of the voxel corresponding to the object at a pitch of 2, and the number of tracings and the respective pitches of the rays traced by the first and second ray tracing means. And a distance calculation means for calculating the distance to the projection surface.

【0006】また、この発明の表面表示における画像デ
ータ作成方法は、3次元ボクセルデータに対して第1の
ピッチのレイを投影方向に順々にトレースしながら、物
体を表す画素値のボクセルに上記レイがヒットしたか否
かを判断し、上記レイがヒットしたと判断したとき、上
記レイのピッチを前記第1のピッチよりも細かい第2の
ピッチに変更し、この後、変更された第2のピッチで前
記物体に対応するボクセルの境界面までレイをトレース
し、しかる後、上記第1、第2のピッチによりトレース
されたレイの各トレース回数及び各ピッチに基づき投影
面までの距離を演算することを特徴とした。
Further, according to the image data creating method for surface display of the present invention, the ray having the first pitch is sequentially traced in the projection direction with respect to the three-dimensional voxel data, and the voxels having the pixel value representing the object are described above. When it is determined that the ray has hit, and when it is determined that the ray has hit, the pitch of the ray is changed to a second pitch finer than the first pitch, and then the changed second The ray is traced to the boundary surface of the voxel corresponding to the object at a pitch of, and thereafter, the distance to the projection surface is calculated based on the number of times of tracing the ray traced by the first and second pitches and each pitch. It was characterized by doing.

【0007】[0007]

【作用】この発明の画像処理装置によれば、第1のレイ
トレース手段により、3次元ボクセルデータに対して第
1のピッチのレイが投影方向に順々にトレースされ、こ
のトレースと並行して、ヒット判断手段により、第1の
ピッチのレイが物体を表す画素値のボクセルにヒットし
たか否かが判断される。このヒット判断手段により上記
レイがヒットしたと判断されたとき、ピッチ変更手段に
より、上記レイのピッチが第1のピッチよりも細かい第
2のピッチに変更される。今度は、第2のレイトレース
手段により、その変更された第2のピッチで物体に対応
するボクセルの表面までレイがトレースされる。そし
て、距離演算手段において、第1、第2のレイトレース
手段によりトレースされたレイの各トレース回数及び各
ピッチに基づき投影面までの距離が演算される。
According to the image processing apparatus of the present invention, the first ray tracing means sequentially traces the rays of the first pitch with respect to the three-dimensional voxel data in the projection direction, and in parallel with this tracing. The hit determination means determines whether or not the ray having the first pitch hits a voxel having a pixel value representing an object. When it is judged by the hit judging means that the ray has hit, the pitch changing means changes the pitch of the ray to a second pitch which is finer than the first pitch. This time, the ray is traced by the second ray trace means to the surface of the voxel corresponding to the object with the changed second pitch. Then, in the distance calculation means, the distance to the projection surface is calculated on the basis of the number of times of tracing each ray traced by the first and second ray tracing means and each pitch.

【0008】また、この発明の表面表示における画像デ
ータ作成方法によれば、3次元ボクセルデータ群に対し
て第1のピッチのレイが投影方向に順々にトレースされ
る。その間に、物体を表す画素値のボクセルにレイがヒ
ットしたか否かが判断され、ヒットしたと判断されたと
き、上記レイのピッチが第1のピッチよりも細かい第2
のピッチに変更される。この後、変更された第2のピッ
チで物体に対応するボクセルの表面までレイがトレース
され、上記第1、第2のピッチによりトレースされたレ
イの各トレース回数及び各ピッチに基づき投影面までの
距離が演算される。
Further, according to the image data creating method for surface display of the present invention, the ray of the first pitch is sequentially traced in the projection direction with respect to the three-dimensional voxel data group. In the meantime, it is determined whether or not a ray hits a voxel having a pixel value representing an object, and when it is determined that the ray has hit, the pitch of the ray is smaller than the first pitch.
Is changed to the pitch. After that, the ray is traced to the surface of the voxel corresponding to the object at the changed second pitch, and the ray is traced at the first and second pitches. The distance is calculated.

【0009】このように、レイが物体の表面にヒットす
るまでは大きなピッチでトレースされ、一度ヒットした
後、物体表面まで再度細かなピッチでトレースされる。
これにより、処理時間としては、細かなピッチによるレ
イトレース分が増えるだけであるから、従来の一定ピッ
チによるレイトレースの場合と殆ど変わらず、同時に、
細かなピッチによる微調整のレイトレースに拠って距離
データの演算精度が向上し、画質が向上する。
As described above, the ray is traced at a large pitch until it hits the surface of the object, and once it is hit, it is traced again at the fine pitch to the surface of the object.
As a result, as the processing time, since only the ray trace by the fine pitch increases, it is almost the same as the case of the ray trace by the conventional constant pitch, and at the same time,
The precision of the distance data calculation is improved and the image quality is improved due to the ray trace of fine adjustment with a fine pitch.

【0010】[0010]

【実施例】以下、この発明の一実施例を図2〜図4を参
照して説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0011】図2に示す画像処理装置は、装置全体を制
御する中央処理装置(以下、CPUという)1を備えて
いる。このCPU1には、画像データを格納している画
像ディスク2がバス構成を介して接続されると共に、入
力デバイス3、表示デバイス4及び汎用メモリ5がバス
構成を介して接続されている。
The image processing apparatus shown in FIG. 2 comprises a central processing unit (hereinafter referred to as CPU) 1 for controlling the entire apparatus. An image disk 2 storing image data is connected to the CPU 1 via a bus structure, and an input device 3, a display device 4, and a general-purpose memory 5 are connected via a bus structure.

【0012】画像ディスク2には、X線診断装置、超音
波診断装置、磁気共鳴イメージング装置などのモダリテ
ィで得られた被検体内部の医用画像データが格納されて
いる。入力デバイス3は、マウス、キーボード、タッチ
パネルなどを有している。表示デバイス4はCRTディ
スプレイを有すると共に、供給されるデジタルの画像デ
ータをCRTディスプレイに画像表示する回路を搭載し
ている。
The image disk 2 stores medical image data of the inside of the subject obtained by modalities such as an X-ray diagnostic apparatus, an ultrasonic diagnostic apparatus, and a magnetic resonance imaging apparatus. The input device 3 has a mouse, a keyboard, a touch panel, and the like. The display device 4 has a CRT display and a circuit for displaying the supplied digital image data on the CRT display.

【0013】さらに、CPU1に繋がるバス構成には、
画像処理プロセッサ6及び画面用メモリ7が接続されて
いる。画像処理プロセッサ6は、CPU1の指令を受け
て後述するレイトレースに関する処理を実施する。また
汎用メモリ5には、システム制御のメインプログラムや
後述する図3記載のサブプログラムが予め記憶されてい
る。
Further, in the bus structure connected to the CPU 1,
The image processor 6 and the screen memory 7 are connected. The image processor 6 receives a command from the CPU 1 and executes a process relating to a ray trace described later. Further, the general-purpose memory 5 stores in advance a system control main program and a sub-program shown in FIG. 3 described later.

【0014】続いて、図3に示すサブプログラムの内容
を、実施例の動作と共に説明する。オペレータが入力デ
バイス3から表面表示を行いたい旨の情報及びその表面
表示に必要な投影面の位置データなどを入力すると、C
PU1は表面表示の処理を画像処理プロセッサ6に指令
する。
Next, the contents of the subprogram shown in FIG. 3 will be described together with the operation of the embodiment. When the operator inputs information indicating that the user wants to display the front surface from the input device 3 and the position data of the projection surface necessary for the front surface display, C
The PU 1 instructs the image processor 6 to perform the surface display process.

【0015】画像処理プロセッサ6は、画像ディスク2
に格納されている、例えば連続スライスのCT画像デー
タを読み出し、スライス毎に対象の領域抽出を行い、必
要ならばスライス間の補間を行いながらスライス方向に
2値データを積み上げ、3次元のボクセルデータを作成
する。続いて、オペレータの入力情報に基づき、設定さ
れた視線(レイ)方向に垂直な投影面を仮定した後、図
3に示した処理を開始させる。なお、このサブプログラ
ムは、タイムシェアリング処理等に拠り、投影面の各画
素に対応して並行処理されるものである。
The image processor 6 includes an image disk 2
For example, the CT image data of consecutive slices stored in is read out, the target region is extracted for each slice, and binary data is accumulated in the slice direction while performing interpolation between slices, if necessary, three-dimensional voxel data. To create. Then, based on the input information of the operator, after assuming a projection plane perpendicular to the set sight line (ray) direction, the process shown in FIG. 3 is started. It should be noted that this subprogram is to be processed in parallel corresponding to each pixel on the projection surface, based on the time sharing processing or the like.

【0016】この図3の処理を説明する。画像処理プロ
セッサ6は、図3のステップ10において、レイの通常
ピッチP(発明の第1のピッチに相当)の値を汎用メ
モリ5からプロセッサのワークエリアに読み出す。この
通常ピッチPは、ここでは、3次元ボクセルのピクセ
ルサイズと同一値に設定されている。次いで、プロセッ
サ6はステップ11に処理を移行させ、読み出された通
常ピッチPに拠るレイRYをその与えられた初期位
置から投影方向(視線方向)に一つだけ進めると共に
(図4参照)、そのトレース回数Nを記憶する。
The processing of FIG. 3 will be described. In step 10 of FIG. 3, the image processor 6 reads the value of the normal pitch P 1 (corresponding to the first pitch of the invention) of the ray from the general-purpose memory 5 to the work area of the processor. This normal pitch P 1 is set to the same value as the pixel size of the three-dimensional voxel here. Then, the processor 6 shifts the processing to step 11, advances the read ray RY 1 according to the read normal pitch P 1 by one from the given initial position in the projection direction (viewing direction) (see FIG. 4). ), And the number of traces N 1 is stored.

【0017】次いでステップ12に移行し、プロセッサ
6は、レイトレースの終点位置、つまり先端の位置が骨
などの物体に相当する画素値(論理値で「1」)のボク
セルにヒットしたか(到達したか)否かを判断する。こ
の判断において、レイ先端位置の画素値が論理値「0」
であって、未だ物体にヒットしていないとするときは、
ステップ13の処理を行う。ステップ13では、レイト
レースの終了か否かを、例えばレイ先端位置が既に所定
領域外に在るかどうか等のチェックによって判断する。
Next, in step 12, the processor 6 hits (reaches) a voxel having a pixel value (logical value "1") whose ray trace end position, that is, the tip position, corresponds to an object such as a bone. Yes) or not. In this determination, the pixel value at the ray tip position is the logical value "0".
And if you haven't hit the object yet,
The process of step 13 is performed. In step 13, it is determined whether or not the ray tracing is completed, for example, by checking whether or not the ray tip position is already outside the predetermined area.

【0018】このステップ13でレイトレースを継続す
ると判断したときは、再びステップ11、12の処理を
繰り返す。これにより、通常ピッチPのレイRY
前回のレイの終点位置(先端位置)を始点位置として次
々と投影方向に進められる。反対に、ステップ13でレ
イトレースを終了すると判断したときは、例えば、レイ
RYを何回も進めたにも関わらず、対象の物体にヒッ
トしないで所定領域外に出た場合である。このときは、
レイトレースを終了する。
When it is determined in step 13 that the ray trace is to be continued, the processing of steps 11 and 12 is repeated. As a result, the ray RY 1 having the normal pitch P 1 is advanced in the projection direction one after another, with the end point position (tip position) of the previous ray as the start point position. On the contrary, when it is determined in step 13 that the ray tracing is to be ended, for example, the ray RY 1 has been advanced many times, but the target object has not been hit and the object has gone out of the predetermined area. At this time,
End ray tracing.

【0019】一方、前記ステップ12において物体にヒ
ットした(YES)と判断されると、続いてステップ1
4〜17の処理が順次実施される。この内、ステップ1
4では、レイピッチが、今までの通常ピッチ(第1のピ
ッチ)Pよりも小さい第2のピッチP(例えば、3
次元ボクセルのピクセルサイズの1/10のピッチ幅:
<P)に変更される。また、ステップ15では、第2
のピッチPに拠る第2のレイRYのトレース方向を
読み出す。このトレース方向は予め決めてあるもので、
この実施例では図4に示すように、最終トレース時の第
1のレイRYの始点Aを引継ぎ点とし、この引継ぎ点
Aから物体表面に向けてトレースする順方向(投影方向
と同一)である。
On the other hand, if it is determined in step 12 that the object is hit (YES), then step 1
The processes 4 to 17 are sequentially performed. Of these, step 1
In 4, the ray pitch is the second pitch P 2 (for example, 3 which is smaller than the normal pitch (first pitch) P 1 until now).
Pitch width of 1/10 of the pixel size of the dimension voxel:
<P 1 ). In step 15, the second
The trace direction of the second ray RY 2 depending on the pitch P 2 is read. This trace direction is predetermined,
In this embodiment, as shown in FIG. 4, the starting point A of the first ray RY 1 at the time of the final trace is set as a takeover point, and the trace is made from this takeover point A toward the object surface in the forward direction (the same as the projection direction). is there.

【0020】そこで、画像処理プロセッサ6は、ステッ
プ16において、前段階よりも細かなピッチの第2のレ
イRYを、第1のレイRYに係る引継ぎ点Aから引
き続いて投影方向にトレースすると共に、そのトレース
回数Nを記憶していく。次いでステップ17では、第
2のレイRYが物体の境界面にヒットしたか(到達し
たか)否かを画素値で判断し、ヒットしていない場合
は、ステップ16の処理を繰り返す。これにより、第2
のレイRYが次々と投影方向に進められる。そして、
ステップ16においてヒットしたと判断されたときは、
ステップ18に処理を移行させる。
Therefore, in step 16, the image processor 6 continuously traces the second ray RY 2 having a finer pitch than that in the previous stage from the takeover point A relating to the first ray RY 1 in the projection direction. At the same time, the number N 2 of traces is stored. Next, at step 17, it is judged from the pixel value whether the second ray RY 2 hits (reaches) the boundary surface of the object, and if not hitting, the processing of step 16 is repeated. This allows the second
Rays RY 2 of are advanced in the projection direction one after another. And
If it is judged in step 16 that there is a hit,
The processing moves to step 18.

【0021】ステップ18では、それまでのレイトレー
スによって記憶されているデータ、即ち、第1のレイR
のピッチP及びトレース回数Nと第2のレイR
のピッチP及びトレース回数Nとに基づき、
「P・N+P・N」を演算して投影面から物体
面までの距離を求める。
In step 18, the data stored by the ray tracing so far, that is, the first ray R
The pitch P 1 of Y 1, the number of traces N 1, and the second ray R
Based on the pitch P 2 of Y 2 and the number of traces N 2 ,
“P 1 · N 1 + P 2 · N 2 ” is calculated to obtain the distance from the projection plane to the object plane.

【0022】なお、図3のステップ10,11の処理が
発明の第1のレイトレース手段を構成し、同図ステップ
12の処理が発明のヒット判断手段を構成し、同図ステ
ップ14の処理が発明のピッチ変更手段を構成してい
る。また、同図ステップ15〜17の処理が発明の第2
のレイトレース手段を成し、同図ステップ17の処理が
発明の距離演算手段を成している。
The processing of steps 10 and 11 in FIG. 3 constitutes the first ray tracing means of the invention, the processing of step 12 in the figure constitutes hit determining means of the invention, and the processing of step 14 in the figure is It constitutes the pitch changing means of the invention. Further, the processing of steps 15 to 17 in FIG.
Ray tracing means, and the processing of step 17 in the figure constitutes the distance calculating means of the invention.

【0023】以上のように本実施例によれば、物体にヒ
ットするまでの間は従来と同様の粗いピッチPでレイ
トレースを行い(図4の範囲D1参照)、物体にヒット
した後は細かいピッチPでレイトレースを行う(図4
の範囲D2参照)。そして、投影面から引継ぎ点Aまで
の粗いピッチPにより測定された距離D3と、引継ぎ
点Aから物体の境界面までの細かいピッチPにより測
定された距離D2との和によって投影面から物体面まで
の距離D4が求められ、この距離D4に基づいて距離画
像が作成される。
As described above, according to this embodiment, ray tracing is performed at the coarse pitch P 1 similar to the conventional one until the object is hit (see the range D1 in FIG. 4), and after hitting the object. Ray trace is performed at a fine pitch P 2 (see FIG. 4).
Range D2). Then, the object from the projection plane by the sum of the distance D3 measured by coarse pitch P 1 from the projection plane to take-over point A, and the distance D2 measured by the fine pitch P 2 from the takeover point A to the boundary surface of the object The distance D4 to the surface is obtained, and a distance image is created based on this distance D4.

【0024】このため、細かいピッチPによる微調整
のレイトレースが最小限に抑制され、粗いピッチだけで
レイトレースする場合に比べても、若干、レイトレース
の処理時間が増えるだけで済み、処理時間が大幅に増え
ることはない。しかも、その細かい微調整のレイトレー
スに拠って距離測定の精度が向上するから、距離画像の
画質も格段に向上するという利点がある。
For this reason, the ray tracing for fine adjustment by the fine pitch P 2 is suppressed to the minimum, and the ray tracing processing time is slightly increased compared with the case of ray tracing only with the coarse pitch. Time does not increase significantly. Moreover, since the precision of distance measurement is improved by the fine trace of the fine adjustment, there is an advantage that the image quality of the distance image is significantly improved.

【0025】また、ある精度の距離算出を行う必要があ
る場合、従来ではその精度に対応したピッチで最初から
レイトレースを行う必要があったが、この実施例では、
物体にヒットするまでは、そのピッチよりも大きなピッ
チでレイトレースできるから、その与えられた精度を維
持し、且つ、全体としてレイトレースの処理時間を短縮
させることもできる。
Further, when it is necessary to calculate the distance with a certain accuracy, conventionally, it was necessary to perform ray tracing from the beginning at a pitch corresponding to the accuracy, but in this embodiment,
Since the ray trace can be performed at a pitch larger than the pitch until the object is hit, the given accuracy can be maintained and the ray trace processing time can be shortened as a whole.

【0026】なお、上記実施例においては、細かいピッ
チPの第2のレイRYによる微調整のレイトレース
を順方向に行うとしたが、これは反対でもよい。つま
り、図5に示すように、粗いピッチPに拠る最終回の
レイトレース時の終点(先端点)の位置を引継ぎ点Bと
し、この引継ぎ点Bから投影方向とは反対方向(逆方
向)に、物体の外に出るまでレイトレースするようにし
てもよい。即ち、図5の例では、「距離D3=D1−D
2」によって表される。また、細かいピッチの方のレイ
トレースの方向を、使い分けることもできる。
It should be noted that in the above-described embodiment, the ray trace for fine adjustment by the second ray RY 2 having the fine pitch P 2 is performed in the forward direction, but this may be reversed. That is, as shown in FIG. 5, the position of the end point (tip point) at the time of the last ray tracing due to the coarse pitch P 1 is taken as the takeover point B, and from this takeover point B, the direction opposite to the projection direction (reverse direction). Alternatively, ray tracing may be performed until the object goes out. That is, in the example of FIG. 5, “distance D3 = D1-D
2 ". Also, the direction of the ray trace for the finer pitch can be used properly.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上説明したように、この発明に係る画
像処理装置及び表面表示における画像データ作成方法に
よれば、物体にヒットするまでの間は従来と同様の粗い
ピッチ(第1のピッチ)でレイトレースを行い、物体に
ヒットした後は細かいピッチ(第2のピッチ)でレイト
レースを行い、両方のレイトレースの各ピッチ及び各ト
レース回数に基づいて投影面から物体面までの距離を算
出するようにしたため、細かいピッチのレイトレースを
最小限に押さえ、レイトレースの処理時間、つまりは表
面表示の画像処理時間を従来の単一ピッチの場合に比べ
て殆ど増加させることなく、距離を精度良く算出でき、
距離画像(表面画像)の画質を従来よりも格段に向上さ
せることができる。
As described above, according to the image processing apparatus and the image data creating method for front surface display according to the present invention, the coarse pitch (first pitch) similar to the conventional one is provided until the object is hit. Raytrace with, and after hitting the object, raytrace with a fine pitch (second pitch), and calculate the distance from the projection surface to the object plane based on each pitch and the number of traces of both raytraces. Therefore, the ray trace with a fine pitch is minimized, and the distance can be accurately measured with almost no increase in the ray trace processing time, that is, the image processing time of the surface display compared with the conventional single pitch. Well calculated,
The image quality of the range image (surface image) can be improved significantly as compared with the conventional one.

【0028】また、ある精度の距離算出を行う必要があ
る場合、換言すれば、ある精度の距離画像を得る必要が
ある場合、この発明を適用することにより、その精度を
維持し、且つ、従来よりも処理時間を短縮させることが
できる。
Further, when it is necessary to calculate a distance with a certain accuracy, in other words, when it is necessary to obtain a distance image with a certain accuracy, by applying the present invention, the accuracy can be maintained and the conventional method can be used. The processing time can be shortened more than that.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明に係る画像処理装置のクレームの基本
構成を示すクレーム対応図。
FIG. 1 is a claim correspondence diagram showing a basic configuration of a claim of an image processing apparatus according to the present invention.

【図2】この発明に係る画像処理装置の実施例の構成例
を示すブロック図。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of an embodiment of an image processing apparatus according to the present invention.

【図3】レイトレースに係る処理手順を示すフローチャ
ート。
FIG. 3 is a flowchart showing a processing procedure related to ray tracing.

【図4】実施例に係るレイトレースを示す説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram showing ray tracing according to the embodiment.

【図5】変形例に係るレイトレースを示す説明図。FIG. 5 is an explanatory diagram showing ray tracing according to a modified example.

【図6】従来のレイトレースを示す説明図。FIG. 6 is an explanatory diagram showing a conventional ray trace.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 CPU 2 画像ディスク 3 入力デバイス 5 汎用メモリ 6 画像処理プロセッサ 7 画面用メモリ 1 CPU 2 Image Disk 3 Input Device 5 General-purpose Memory 6 Image Processor 7 Screen Memory

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】3次元ボクセルデータに対して第1のピッ
チのレイを投影方向に順々にトレースする第1のレイト
レース手段と、上記第1のピッチのレイが物体を表す画
素値のボクセルにヒットしたか否かを判断するヒット判
断手段と、このヒット判断手段により上記レイがヒット
したと判断されたとき、上記レイのピッチを前記第1の
ピッチよりも細かい第2のピッチに変更するピッチ変更
手段と、このピッチ変更手段により変更された第2のピ
ッチで前記物体に対応するボクセルの境界面までレイを
トレースする第2のレイトレース手段と、上記第1、第
2のレイトレース手段によりトレースされたレイの各ト
レース回数及び各ピッチに基づき投影面までの距離を演
算する距離演算手段とを備えたことを特徴とする画像処
理装置。
1. A first ray tracing means for sequentially tracing rays of a first pitch in a projection direction with respect to three-dimensional voxel data, and voxels having pixel values in which the rays of the first pitch represent an object. Hit determining means for determining whether or not a hit has been made, and when the hit determining means determines that the ray has hit, the pitch of the ray is changed to a second pitch finer than the first pitch. Pitch changing means, second ray tracing means for tracing rays to the boundary surface of voxels corresponding to the object at the second pitch changed by the pitch changing means, and the first and second ray tracing means. An image processing apparatus comprising: a distance calculation unit that calculates a distance to a projection surface based on each number of traces and each pitch of the ray traced by.
【請求項2】前記第2のレイトレース手段は、前記第2
のピッチのレイを、最後にトレースした第1のピッチの
レイの始点から前記物体に対応するボクセルの境界面ま
で順方向にトレースする手段である請求項1記載の画像
処理装置。
2. The second ray tracing means comprises the second ray tracing means.
2. The image processing apparatus according to claim 1, which is a means for tracing in a forward direction the ray having the pitch of 1 to the starting point of the ray having the last trace of the first pitch to the boundary surface of the voxel corresponding to the object.
【請求項3】前記第2のレイトレース手段は、前記第2
のピッチのレイを、最後にトレースした第1のピッチの
レイの終点から前記物体に対応するボクセルの境界面ま
で逆方向にトレースする手段である請求項1記載の画像
処理装置。
3. The second ray tracing means comprises the second ray tracing means.
2. The image processing apparatus according to claim 1, which is a means for tracing the ray of the pitch of 1) in the reverse direction from the end point of the ray of the 1st pitch traced last to the boundary surface of the voxel corresponding to the object.
【請求項4】3次元ボクセルデータに対して第1のピッ
チのレイを投影方向に順々にトレースしながら、物体を
表す画素値のボクセルに上記レイがヒットしたか否かを
判断し、上記レイがヒットしたと判断したとき、上記レ
イのピッチを前記第1のピッチよりも細かい第2のピッ
チに変更し、この後、変更された第2のピッチで前記物
体に対応するボクセルの境界面までレイをトレースし、
しかる後、上記第1、第2のピッチによりトレースされ
たレイの各トレース回数及び各ピッチに基づき投影面ま
での距離を演算することを特徴とした表面表示における
画像データ作成方法。
4. The ray having the first pitch is sequentially traced in the projection direction with respect to the three-dimensional voxel data, and it is determined whether or not the ray has hit a voxel having a pixel value representing an object. When it is determined that the ray has hit, the pitch of the ray is changed to a second pitch finer than the first pitch, and then the boundary surface of the voxel corresponding to the object at the changed second pitch. Trace the ray up to
Thereafter, a method for creating image data in surface display is characterized in that the distance to the projection surface is calculated based on each number of times of tracing the rays traced by the first and second pitches and each pitch.
JP18110292A 1992-07-08 1992-07-08 Image processor and image data generating method in surface display Pending JPH0628489A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011083440A (en) * 2009-10-15 2011-04-28 Aloka Co Ltd Ultrasonic volume data processing device
US8600129B2 (en) 2009-10-15 2013-12-03 Hitachi Aloka Medical, Ltd. Ultrasonic volume data processing device

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