JPH0652289A - 画像処理装置 - Google Patents
画像処理装置Info
- Publication number
- JPH0652289A JPH0652289A JP4200773A JP20077392A JPH0652289A JP H0652289 A JPH0652289 A JP H0652289A JP 4200773 A JP4200773 A JP 4200773A JP 20077392 A JP20077392 A JP 20077392A JP H0652289 A JPH0652289 A JP H0652289A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- model
- storage means
- basic
- shape
- coordinate
- Prior art date
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 座標列記憶手段１０１により出力される人間
頭部表面の座標データ列と基本モデル生成手段１０８の
生成する基本構造モデルから、モデル対応付け手段１０
２により形状モデルが生成され、モデル記憶手段１０３
に記憶される。基本モデル生成手段１０８は、頭骨の切
削などの必要がある場合は、頭部の表面形状から内部骨
格モデルを推定し生成する。医師などの作業者は変形処
理手段１０４において、モデル記憶手段１０３が記憶す
る形状モデルに対し変形操作を加えると、変形された結
果が表示手段１０５に出力される。 【効果】 入力データとして、３次元計測などによる表
面形状の座標データ列と、表面の色情報を用いることに
より、装置自体を簡便なものとし、かつ正確さを保った
ままより実際に近い画像に対してシミュレーションを行
うことが出来る。このような簡便なシミュレーション装
置が広く普及することによって、医師は患者との同意の
もとで治療を行うことが出来るため、医療上のトラブル
を減少させる効果がある。
頭部表面の座標データ列と基本モデル生成手段１０８の
生成する基本構造モデルから、モデル対応付け手段１０
２により形状モデルが生成され、モデル記憶手段１０３
に記憶される。基本モデル生成手段１０８は、頭骨の切
削などの必要がある場合は、頭部の表面形状から内部骨
格モデルを推定し生成する。医師などの作業者は変形処
理手段１０４において、モデル記憶手段１０３が記憶す
る形状モデルに対し変形操作を加えると、変形された結
果が表示手段１０５に出力される。 【効果】 入力データとして、３次元計測などによる表
面形状の座標データ列と、表面の色情報を用いることに
より、装置自体を簡便なものとし、かつ正確さを保った
ままより実際に近い画像に対してシミュレーションを行
うことが出来る。このような簡便なシミュレーション装
置が広く普及することによって、医師は患者との同意の
もとで治療を行うことが出来るため、医療上のトラブル
を減少させる効果がある。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は画像処理装置に関し、特
に人間頭部の医療・手術シミュレーション装置に関する
ものである。
に人間頭部の医療・手術シミュレーション装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、整形外科などの手術のシミュレー
ション手段として、コンピュータ・トモグラフィ（Ｃ
Ｔ）などによる頭部のボクセルデータ構造の３次元画像
を用いた手術モデルが提案されている（例：特開平１−
４２７７７号公報など）。
ション手段として、コンピュータ・トモグラフィ（Ｃ
Ｔ）などによる頭部のボクセルデータ構造の３次元画像
を用いた手術モデルが提案されている（例：特開平１−
４２７７７号公報など）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の手術モデルは、
頭部表面の形状を表すデータ数が多く、形状の変形を施
す際にも全てのデータ点を数値的に処理しなければなら
ないなど、処理が繁雑であった。また、モデルの表示方
法も、コンピュータグラフィックスによる人工的な合成
色でモデルを表示しており、現実の画像とはかなり異な
る画像でシミュレーションを行う必要があった。
頭部表面の形状を表すデータ数が多く、形状の変形を施
す際にも全てのデータ点を数値的に処理しなければなら
ないなど、処理が繁雑であった。また、モデルの表示方
法も、コンピュータグラフィックスによる人工的な合成
色でモデルを表示しており、現実の画像とはかなり異な
る画像でシミュレーションを行う必要があった。
【０００４】本発明の目的は、整形外科・歯科・口腔外
科などにおいて、骨格や歯の変形・切除などによる顔形
状の変化を、より実画像に近いモデルでシミュレーショ
ンする医療・手術シミュレーション装置を提供すること
である。
科などにおいて、骨格や歯の変形・切除などによる顔形
状の変化を、より実画像に近いモデルでシミュレーショ
ンする医療・手術シミュレーション装置を提供すること
である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明は、計測により得られた人間頭部表面の座標列を
記憶する座標列記憶手段と、前記座標列記憶手段が出力
する座標データ列と装置が持つ基本モデルとの対応付け
を行うモデル対応付け手段と、モデルに変形操作を加え
る変形操作手段により構成される。
本発明は、計測により得られた人間頭部表面の座標列を
記憶する座標列記憶手段と、前記座標列記憶手段が出力
する座標データ列と装置が持つ基本モデルとの対応付け
を行うモデル対応付け手段と、モデルに変形操作を加え
る変形操作手段により構成される。
【０００６】
【作用】３次元計測装置などを用いて対象の表面形状デ
ータを得て形状を記述するモデルを作成することによ
り、対象の、手術などによる変形のシミュレーション
を、より少ないデータ量で的確に実現する。計測時に計
測点の色情報も同時にとりこむことにより、より実際の
状況に近いシミュレーションを実現する。
ータを得て形状を記述するモデルを作成することによ
り、対象の、手術などによる変形のシミュレーション
を、より少ないデータ量で的確に実現する。計測時に計
測点の色情報も同時にとりこむことにより、より実際の
状況に近いシミュレーションを実現する。
【０００７】
【実施例】図１は請求項１に記載の発明の実施例のブロ
ック概略図である。
ック概略図である。
【０００８】まず、図１を参照して、この発明の実施例
の構成について説明する。図１において、座標列記憶手
段１０１は、３次元計測装置などによって計測された、
物体表面の座標列を出力する。この座標列記憶手段１０
１の出力する座標列と、基本モデル生成手段１０８が出
力する、対象物体の構造を記述する基本構造モデルとに
基づき、基本構造モデルへの座標列の対応付けをモデル
対応付け手段１０２で行うことにより、対象物体の形状
モデルを生成する。形状モデルの方式には、ワイヤフレ
ームモデル、サーフェスモデル、曲面モデルなどさまざ
まなものがあるが、物体の形状を表現できるモデルであ
れば、本発明では方式について特に限定しない。このモ
デル対応付け手段１０２によって生成されたモデルはモ
デル記憶手段１０３に記憶される。表示手段１０５は、
モデル記憶手段１０３が記憶する形状モデルを、シェー
ディング処理などを行い立体表示する。
の構成について説明する。図１において、座標列記憶手
段１０１は、３次元計測装置などによって計測された、
物体表面の座標列を出力する。この座標列記憶手段１０
１の出力する座標列と、基本モデル生成手段１０８が出
力する、対象物体の構造を記述する基本構造モデルとに
基づき、基本構造モデルへの座標列の対応付けをモデル
対応付け手段１０２で行うことにより、対象物体の形状
モデルを生成する。形状モデルの方式には、ワイヤフレ
ームモデル、サーフェスモデル、曲面モデルなどさまざ
まなものがあるが、物体の形状を表現できるモデルであ
れば、本発明では方式について特に限定しない。このモ
デル対応付け手段１０２によって生成されたモデルはモ
デル記憶手段１０３に記憶される。表示手段１０５は、
モデル記憶手段１０３が記憶する形状モデルを、シェー
ディング処理などを行い立体表示する。
【０００９】作業者は、表示手段１０５に表示された、
物体の形状モデルに対して、マウスなどのインターフェ
イス装置を用いて変形操作を加える。変形処理手段１０
４はこの変形操作の情報を形状モデルに対して適用し、
モデルの変形を行う。変形の結果はモデル記憶手段１０
３に記憶され、表示手段１０５に表示される。作業者は
表示手段１０５に表示された結果を見ながら、繰り返し
モデルに変形操作を施し、適当な形状を作り上げる。こ
うして、入力物体の立体としての変形シミュレーション
を実現する。
物体の形状モデルに対して、マウスなどのインターフェ
イス装置を用いて変形操作を加える。変形処理手段１０
４はこの変形操作の情報を形状モデルに対して適用し、
モデルの変形を行う。変形の結果はモデル記憶手段１０
３に記憶され、表示手段１０５に表示される。作業者は
表示手段１０５に表示された結果を見ながら、繰り返し
モデルに変形操作を施し、適当な形状を作り上げる。こ
うして、入力物体の立体としての変形シミュレーション
を実現する。
【００１０】図２は図１のモデル対応付け手段１０２内
で行われる処理のフローチャートである。座標列記憶手
段１０１の出力する対象物体の座標列２０１から、対象
物体データベース２０３の持つ物体の知識に基づいて、
特徴点を抽出する（２０２）。抽出された特徴点とその
座標値を、基本モデル生成手段１０８が出力する基本構
造モデル２０４に対応付け（２０５）、モデル上の特徴
点の座標値を計測された値に修正する。さらにモデル上
の特徴点以外の点の座標値を特徴点の座標値から補間し
（２０６）、測定した対象に固有のモデルを出力する。
で行われる処理のフローチャートである。座標列記憶手
段１０１の出力する対象物体の座標列２０１から、対象
物体データベース２０３の持つ物体の知識に基づいて、
特徴点を抽出する（２０２）。抽出された特徴点とその
座標値を、基本モデル生成手段１０８が出力する基本構
造モデル２０４に対応付け（２０５）、モデル上の特徴
点の座標値を計測された値に修正する。さらにモデル上
の特徴点以外の点の座標値を特徴点の座標値から補間し
（２０６）、測定した対象に固有のモデルを出力する。
【００１１】請求項１の発明の場合、基本構造モデルと
して、表面形状のモデルだけでなく、内部構造のモデル
をも持たせることにより、内部構造の形状変化による表
面形状の変化をシミュレーションすることが出来る。
して、表面形状のモデルだけでなく、内部構造のモデル
をも持たせることにより、内部構造の形状変化による表
面形状の変化をシミュレーションすることが出来る。
【００１２】請求項２に記載の発明の実施例として、図
４に人間頭部の基本構造モデルの例を示す。基本構造モ
デルとして、各辺の端点が座標の初期値を持つ基本構造
モデル４０１を、基本モデル生成手段１０８が生成す
る。図２においては、座標列記憶手段１０１の出力する
人間頭部表面の座標列２０１から、目の端点、口の端点
などの特徴点を抽出する（２０２）。また、内部構造モ
デルとして頭骨モデルや歯のモデルなどを持たせること
が可能となる。例えば、歯のモデルを基本構造モデルと
口腔内の座標計測により生成し、歯の治療をした場合に
顔の輪郭がどう変化するか、といったことをシミュレー
ションすることが出来る。
４に人間頭部の基本構造モデルの例を示す。基本構造モ
デルとして、各辺の端点が座標の初期値を持つ基本構造
モデル４０１を、基本モデル生成手段１０８が生成す
る。図２においては、座標列記憶手段１０１の出力する
人間頭部表面の座標列２０１から、目の端点、口の端点
などの特徴点を抽出する（２０２）。また、内部構造モ
デルとして頭骨モデルや歯のモデルなどを持たせること
が可能となる。例えば、歯のモデルを基本構造モデルと
口腔内の座標計測により生成し、歯の治療をした場合に
顔の輪郭がどう変化するか、といったことをシミュレー
ションすることが出来る。
【００１３】図３は請求項３に記載の発明実施例のブロ
ック概略図である。内部モデル生成手段３０２は、モデ
ル対応付け手段１０２が生成した頭部形状モデルと、肉
厚分布データベース３０１が持つ、人間頭部の肉厚分布
のデータより、頭部の内部骨格モデルを生成する。肉厚
分布データベース３０１は、頭頂部、頬部、顎部などの
特徴点１０数点についての肉厚データを持ち、頭部形状
の大きさなどに基づいて肉厚分布データを出力する。
ック概略図である。内部モデル生成手段３０２は、モデ
ル対応付け手段１０２が生成した頭部形状モデルと、肉
厚分布データベース３０１が持つ、人間頭部の肉厚分布
のデータより、頭部の内部骨格モデルを生成する。肉厚
分布データベース３０１は、頭頂部、頬部、顎部などの
特徴点１０数点についての肉厚データを持ち、頭部形状
の大きさなどに基づいて肉厚分布データを出力する。
【００１４】請求項４に記載の発明の実施例を説明す
る。図１の座標列記憶手段１０１が、ビデオ画像などに
より、座標値に対応する点の色情報を記憶する。表示手
段は座標列記憶手段１０１が出力する座標値と色情報を
用いて、人間頭部などの対象物体を、実際の色情報を持
った立体画像として表示する。従来ＣＴの出力するデー
タを用いて手術シミュレーションを行う場合は、画像の
色は合成色であったが、実際の色を用いることによって
従来より実際に近いシミュレーションを実現している。
る。図１の座標列記憶手段１０１が、ビデオ画像などに
より、座標値に対応する点の色情報を記憶する。表示手
段は座標列記憶手段１０１が出力する座標値と色情報を
用いて、人間頭部などの対象物体を、実際の色情報を持
った立体画像として表示する。従来ＣＴの出力するデー
タを用いて手術シミュレーションを行う場合は、画像の
色は合成色であったが、実際の色を用いることによって
従来より実際に近いシミュレーションを実現している。
【００１５】
【発明の効果】計測して得られる対象物体の形状情報
と、必要があればシステムがあらかじめ持っている対象
物体の基本構造モデルを用いるため、対象物体の内部情
報を計測する必要がなく、装置自体が簡便なものとな
る。基本構造モデルには内部情報の知識を持たせること
ができるので、装置の正確さは下がらない。また、形状
情報と合わせて色情報も付加することができるため、従
来に比べ、より実際に近い画像としてシミュレーション
を行うことが出来る。
と、必要があればシステムがあらかじめ持っている対象
物体の基本構造モデルを用いるため、対象物体の内部情
報を計測する必要がなく、装置自体が簡便なものとな
る。基本構造モデルには内部情報の知識を持たせること
ができるので、装置の正確さは下がらない。また、形状
情報と合わせて色情報も付加することができるため、従
来に比べ、より実際に近い画像としてシミュレーション
を行うことが出来る。
【００１６】このような簡便な装置を医療シミュレーシ
ョン装置として広く普及させた場合、シミュレーション
の結果を見ながら患者と医師との間で納得しあいながら
治療を進めることが出来るため、医療上のトラブルを減
少させる効果がある。
ョン装置として広く普及させた場合、シミュレーション
の結果を見ながら患者と医師との間で納得しあいながら
治療を進めることが出来るため、医療上のトラブルを減
少させる効果がある。
【図１】請求項１に記載の発明の実施例のブロック概略
図
図
【図２】図１のモデル対応付け手段１０２内で行われる
処理のフローチャート
処理のフローチャート
【図３】請求項３に記載の発明の実施例のブロック概略
図
図
【図４】基本構造モデルの例を示す図
１０１ 座標列記憶手段 １０２ モデル対応付け手段 １０３ モデル記憶手段 １０４ 変形処理手段 １０５ 表示手段 １０８ モデル生成手段 ２０１ 入力座標列 ２０２ 特徴点抽出部 ２０３ 対象物体データベース ２０４ 入力基本構造モデル ２０５ 特徴点・モデルフィッティング部 ２０６ 座標補間計算部 ３０１ 肉厚分布データベース ３０２ 内部モデル生成手段 ４０１ 基本構造モデル例
Claims (4)
- 【請求項１】座標列記憶手段と基本モデル生成手段とモ
デル対応付け手段とモデル記憶手段と変形処理手段と表
示手段とを有し、座標列記憶手段は物体表面の座標デー
タ列を記憶し、基本モデル生成手段は対象とする物体の
一般的な表面形状及び内部形状の基本構造モデルを生成
し、モデル対応付け手段は前記座標列記憶手段が記憶す
る座標データ列と前記基本モデル生成手段が生成した基
本構造モデルとの対応付けを行って物体の表面形状モデ
ル及び内部形状モデルを生成し、モデル記憶手段は前記
モデル対応付け手段が生成した形状モデルのパラメータ
を記憶し、変形処理手段は前記モデル記憶手段が記憶す
る形状モデルに対して変形操作を加え、表示手段は前記
モデル記憶手段が記憶する形状モデルを表示することを
特徴とする画像処理装置。 - 【請求項２】基本モデル生成手段が人間頭部の表面形状
モデルと頭部の内部骨格モデルを生成することを特徴と
する、請求項１に記載の画像処理装置。 - 【請求項３】モデル対応付け手段が、人間頭部の表面形
状モデルと人間頭部の肉厚分布データベースから頭部の
肉厚を推定することを特徴とする、請求項１または２に
記載の画像処理装置。 - 【請求項４】座標列記憶手段が座標データと同時に計測
点の色情報を出力し、表示手段が、計測した人間頭部の
色情報を出力することを特徴とする、請求項１から３の
いずれかに記載の画像処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4200773A JPH0652289A (ja) | 1992-07-28 | 1992-07-28 | 画像処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4200773A JPH0652289A (ja) | 1992-07-28 | 1992-07-28 | 画像処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0652289A true JPH0652289A (ja) | 1994-02-25 |
Family
ID=16429942
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4200773A Pending JPH0652289A (ja) | 1992-07-28 | 1992-07-28 | 画像処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0652289A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07308321A (ja) * | 1994-05-17 | 1995-11-28 | Hitachi Ltd | グラフィックス表示物加工装置及び手術シミュレーション装置及び該装置に使用する回転力生成装置 |
| JPH08329278A (ja) * | 1995-02-02 | 1996-12-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 画像処理装置 |
| JP2002015308A (ja) * | 2000-06-30 | 2002-01-18 | Minolta Co Ltd | 形状モデルの生成方法 |
| US6992665B2 (en) | 2000-03-29 | 2006-01-31 | Minolta Co., Ltd. | Method and device for fitting surface to point group, modeling device, and computer program |
| US7123254B2 (en) | 2000-06-30 | 2006-10-17 | Minolta Co., Ltd. | Method of and device for modifying standard model |
| US8113666B2 (en) | 2008-03-19 | 2012-02-14 | Seiko Epson Corporation | Projector and reflection apparatus with adjustable reflection section |
-
1992
- 1992-07-28 JP JP4200773A patent/JPH0652289A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07308321A (ja) * | 1994-05-17 | 1995-11-28 | Hitachi Ltd | グラフィックス表示物加工装置及び手術シミュレーション装置及び該装置に使用する回転力生成装置 |
| JPH08329278A (ja) * | 1995-02-02 | 1996-12-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 画像処理装置 |
| US6992665B2 (en) | 2000-03-29 | 2006-01-31 | Minolta Co., Ltd. | Method and device for fitting surface to point group, modeling device, and computer program |
| JP2002015308A (ja) * | 2000-06-30 | 2002-01-18 | Minolta Co Ltd | 形状モデルの生成方法 |
| US7123254B2 (en) | 2000-06-30 | 2006-10-17 | Minolta Co., Ltd. | Method of and device for modifying standard model |
| US8113666B2 (en) | 2008-03-19 | 2012-02-14 | Seiko Epson Corporation | Projector and reflection apparatus with adjustable reflection section |
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