JPH0729030A - ３次元ボリュームデータ表示方式 - Google Patents
３次元ボリュームデータ表示方式Info
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- JPH0729030A JPH0729030A JP15473293A JP15473293A JPH0729030A JP H0729030 A JPH0729030 A JP H0729030A JP 15473293 A JP15473293 A JP 15473293A JP 15473293 A JP15473293 A JP 15473293A JP H0729030 A JPH0729030 A JP H0729030A
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- viewpoint
- voxels
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 熟練を必要としたりぼやけた感じの画像とな
ることなく、立体の内部状態を表示可能にする。 【構成】 複数のボクセルから構成され立体を表わすボ
リュームデータの外部に視点を設定する。この視点から
ボリュームデータへの視線に沿って、ボリュームデータ
を構成する各ボクセルの値をしきい値判定する。ボクセ
ル値が増加しつつしきい値をよぎった場合にこの点を表
面として検出し、検出された表面について、視点からの
距離ｄ１，…ｄｋに応じて輝度を付与する。付与した輝
度値を積算し、この視線に対応する画素に輝度を付与す
る。
ることなく、立体の内部状態を表示可能にする。 【構成】 複数のボクセルから構成され立体を表わすボ
リュームデータの外部に視点を設定する。この視点から
ボリュームデータへの視線に沿って、ボリュームデータ
を構成する各ボクセルの値をしきい値判定する。ボクセ
ル値が増加しつつしきい値をよぎった場合にこの点を表
面として検出し、検出された表面について、視点からの
距離ｄ１，…ｄｋに応じて輝度を付与する。付与した輝
度値を積算し、この視線に対応する画素に輝度を付与す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、３次元ボリュームデー
タを可視化する３次元ボリュームデータ表示方式に関す
る。
タを可視化する３次元ボリュームデータ表示方式に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】図３には、３次元ボリュームデータを可
視化する装置の一例構成が示されている。この図に示さ
れる装置は、情報発生部１０、ボリュームデータ処理部
１２、画像表示部１４から構成されている。
視化する装置の一例構成が示されている。この図に示さ
れる装置は、情報発生部１０、ボリュームデータ処理部
１２、画像表示部１４から構成されている。
【０００３】情報発生部１０は、Ｘ線ＣＴ（Computer T
omography ）、ＭＲＩ（MagneticResonance Imaging
）、超音波エコー測定装置等の３次元計測装置、ある
いは流体解析等の科学技術計算を行うコンピュータであ
る。これらの計測又は科学技術計算によって得られるデ
ータ、すなわち立体を表す３次元ボリュームデータは、
ボリュームデータ処理部１２において処理される。この
処理の結果に基づき、画像表示部１４のスクリーン上に
は当該立体が表示される。
omography ）、ＭＲＩ（MagneticResonance Imaging
）、超音波エコー測定装置等の３次元計測装置、ある
いは流体解析等の科学技術計算を行うコンピュータであ
る。これらの計測又は科学技術計算によって得られるデ
ータ、すなわち立体を表す３次元ボリュームデータは、
ボリュームデータ処理部１２において処理される。この
処理の結果に基づき、画像表示部１４のスクリーン上に
は当該立体が表示される。
【０００４】このような装置を用いることにより、３次
元ボリュームデータを可視化することができる。すなわ
ち、Ｘ線ＣＴ、ＭＲＩ、超音波エコー測定装置等を情報
発生部１０として用いた場合、生体の内部情報を医師等
に対して提供することができ、診断や治療に大きく寄与
することができる。また、情報発生部１０として流体解
析装置等を用いた場合、物理現象を理解し解析するため
の重要な情報を提供することができる。
元ボリュームデータを可視化することができる。すなわ
ち、Ｘ線ＣＴ、ＭＲＩ、超音波エコー測定装置等を情報
発生部１０として用いた場合、生体の内部情報を医師等
に対して提供することができ、診断や治療に大きく寄与
することができる。また、情報発生部１０として流体解
析装置等を用いた場合、物理現象を理解し解析するため
の重要な情報を提供することができる。
【０００５】ボリュームデータ処理部１２における処理
の内容は、情報発生部１０において生成された３次元ボ
リュームデータを画像表示部１４のスクリーン上に表示
可能な２次元画像に変換する処理である。ボリュームデ
ータ処理部１２において採用可能な処理としては、例え
ば断面表示、表面表示、積算表示等に係る処理がある。
の内容は、情報発生部１０において生成された３次元ボ
リュームデータを画像表示部１４のスクリーン上に表示
可能な２次元画像に変換する処理である。ボリュームデ
ータ処理部１２において採用可能な処理としては、例え
ば断面表示、表面表示、積算表示等に係る処理がある。
【０００６】これらのうち断面表示は、ボリュームデー
タを任意の切断面で切断した切断面に係る２次元画像を
生成する処理である。すなわち、ボリュームデータ処理
部１２において断面表示処理を実行した場合、画像表示
部１４のスクリーン上には切断面の画像が表示されるこ
ととなる。装置の使用者は、異なる位置で切断を行った
場合の切断面が表示されるよう、切断位置をずらしなが
ら画像表示部１４のスクリーン上を観察する。このよう
な操作によって、使用者は、３次元的な情報を認識する
ことができる。
タを任意の切断面で切断した切断面に係る２次元画像を
生成する処理である。すなわち、ボリュームデータ処理
部１２において断面表示処理を実行した場合、画像表示
部１４のスクリーン上には切断面の画像が表示されるこ
ととなる。装置の使用者は、異なる位置で切断を行った
場合の切断面が表示されるよう、切断位置をずらしなが
ら画像表示部１４のスクリーン上を観察する。このよう
な操作によって、使用者は、３次元的な情報を認識する
ことができる。
【０００７】また、表面表示は、立体の表面を検出して
これを画像表示部１４のスクリーン上に表示させる処理
である。その処理としては、いわゆる等値面化法と光線
追跡法がある。等値面化法は、３次元ボリュームデータ
によって表わされる立体の表面形状を多角形の集合で表
現したうえで、画像表示部１４の２次元の画像上に表画
する方法である。光線追跡法は、ボリュームデータによ
って表わされる立体の外部に１個の視点を定めた上で、
この視点からスクリーンを介して立体に延びる視線に沿
い、ボリュームデータを構成する各ボクセルの値をしき
い値判定し、これによって立体の表面を検出してスクリ
ーンの各画素の輝度を計算する方法である。
これを画像表示部１４のスクリーン上に表示させる処理
である。その処理としては、いわゆる等値面化法と光線
追跡法がある。等値面化法は、３次元ボリュームデータ
によって表わされる立体の表面形状を多角形の集合で表
現したうえで、画像表示部１４の２次元の画像上に表画
する方法である。光線追跡法は、ボリュームデータによ
って表わされる立体の外部に１個の視点を定めた上で、
この視点からスクリーンを介して立体に延びる視線に沿
い、ボリュームデータを構成する各ボクセルの値をしき
い値判定し、これによって立体の表面を検出してスクリ
ーンの各画素の輝度を計算する方法である。
【０００８】図４には、光線追跡法の概要が示されてい
る。まず図４（ａ）に示されるように、前述の情報発生
部１０によって立体を表わすボリュームデータ１００を
生成する。このボリュームデータ１００は複数個のボク
セルから構成されている。更に、このボリュームデータ
１００によって表される立体とスクリーン１１０を介し
て対向するよう、視点１２０を仮想する。この視点１２
０からボリュームデータ１００への視線１３０は、スク
リーン１１０と、当該スクリーン１１０を構成するある
画素１４０において交差する。
る。まず図４（ａ）に示されるように、前述の情報発生
部１０によって立体を表わすボリュームデータ１００を
生成する。このボリュームデータ１００は複数個のボク
セルから構成されている。更に、このボリュームデータ
１００によって表される立体とスクリーン１１０を介し
て対向するよう、視点１２０を仮想する。この視点１２
０からボリュームデータ１００への視線１３０は、スク
リーン１１０と、当該スクリーン１１０を構成するある
画素１４０において交差する。
【０００９】視線１３０に沿ってボリュームデータ１０
０を構成する各ボクセルの値を観察すると、例えば図４
（ｂ）のように、視点１２０からの距離の増大に伴い増
大する傾向となる。光線追跡法を実行する場合、ボリュ
ームデータ処理部１２は、視線１３０に沿ってボクセル
値をしきい値判定し、これにより立体の表面を検出す
る。すなわち、増加しつつしきい値をよぎるボクセルの
位置が、立体の表面として検出される。画素１４０の輝
度は、視点１２０から検出された表面までの距離に応じ
いわゆる深度法により設定される。深度法とは、視点か
ら表面までの距離が近いほど輝度を明るくし、距離が遠
いものは暗くするという方法である。このような処理を
スクリーン１１０の全域に亘って実行することにより、
画像表示部１４のスクリーン１１０上に表面画像が表示
されることとなる。
０を構成する各ボクセルの値を観察すると、例えば図４
（ｂ）のように、視点１２０からの距離の増大に伴い増
大する傾向となる。光線追跡法を実行する場合、ボリュ
ームデータ処理部１２は、視線１３０に沿ってボクセル
値をしきい値判定し、これにより立体の表面を検出す
る。すなわち、増加しつつしきい値をよぎるボクセルの
位置が、立体の表面として検出される。画素１４０の輝
度は、視点１２０から検出された表面までの距離に応じ
いわゆる深度法により設定される。深度法とは、視点か
ら表面までの距離が近いほど輝度を明るくし、距離が遠
いものは暗くするという方法である。このような処理を
スクリーン１１０の全域に亘って実行することにより、
画像表示部１４のスクリーン１１０上に表面画像が表示
されることとなる。
【００１０】そして、積算表示は、ボリュームデータ１
００の外部に１個の視点１２０を定め、この視点から延
びる視線１３０がボリュームデータ１００を通過する場
合に、視線１３０上のボクセル値を全て積算し、これを
画素１４０の輝度値とする方法である。この処理によれ
ば、光線追跡法等の表面表示と異なり、ボリュームデー
タ１００によって表される立体の内部情報をも表示する
ことができる。
００の外部に１個の視点１２０を定め、この視点から延
びる視線１３０がボリュームデータ１００を通過する場
合に、視線１３０上のボクセル値を全て積算し、これを
画素１４０の輝度値とする方法である。この処理によれ
ば、光線追跡法等の表面表示と異なり、ボリュームデー
タ１００によって表される立体の内部情報をも表示する
ことができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の各処理方法にはそれぞれ問題点があった。まず、断面
表示においては、３次元的な形状を認識するためには切
断位置を少しづずらしながら観察しなければならない。
従って、使用者が装置の操作や画面の観察に熟練する必
要がある。また、表面表示においては、視点１２０から
最も近い点を鮮明に表示できる反面、この面によって隠
される内側の面の表示を行なうことができず、立体の内
部状態を知ることができない。そして、積算表示の場
合、内部情報を表示できる反面、全情報の積算を行って
いるためぼやけた画像が得られてしまい、目的とする部
位を好適に出力することが困難となる。
の各処理方法にはそれぞれ問題点があった。まず、断面
表示においては、３次元的な形状を認識するためには切
断位置を少しづずらしながら観察しなければならない。
従って、使用者が装置の操作や画面の観察に熟練する必
要がある。また、表面表示においては、視点１２０から
最も近い点を鮮明に表示できる反面、この面によって隠
される内側の面の表示を行なうことができず、立体の内
部状態を知ることができない。そして、積算表示の場
合、内部情報を表示できる反面、全情報の積算を行って
いるためぼやけた画像が得られてしまい、目的とする部
位を好適に出力することが困難となる。
【００１２】本発明は、このような問題点を解決するこ
とを課題としてなされたものであり、熟練を要すること
なく３次元的な形状を認識可能とすると共に、従来の表
面表示によっては得られない立体の内部情報を表示可能
とし、さらに当該画像をぼやけることなく表示させるこ
とを目的とする。
とを課題としてなされたものであり、熟練を要すること
なく３次元的な形状を認識可能とすると共に、従来の表
面表示によっては得られない立体の内部情報を表示可能
とし、さらに当該画像をぼやけることなく表示させるこ
とを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明の表面検出方法は、複数のボクセルか
ら構成される３次元ボリュームデータによって表された
立体の外部に１個の視点を定め、この視点から放射状に
延びた複数の視線それぞれに沿ってボクセルの値をしき
い値と比較し、しきい値を超える値を有するボクセルを
当該立体の表面として検出する際、しきい値を超える値
を有するボクセルが単一の視点に沿って複数個存在して
いる場合に、これらのボクセルを階層的な構造を有する
表面として検出することを特徴とする。
るために、本発明の表面検出方法は、複数のボクセルか
ら構成される３次元ボリュームデータによって表された
立体の外部に１個の視点を定め、この視点から放射状に
延びた複数の視線それぞれに沿ってボクセルの値をしき
い値と比較し、しきい値を超える値を有するボクセルを
当該立体の表面として検出する際、しきい値を超える値
を有するボクセルが単一の視点に沿って複数個存在して
いる場合に、これらのボクセルを階層的な構造を有する
表面として検出することを特徴とする。
【００１４】また、本発明の３次元ボリュームデータ表
示方法は、本発明の表面検出方法によって検出された表
面、すなわち単一の視線に沿って検出された各表面にそ
れぞれ視点との距離に応じた輝度を付与し、これらの輝
度を視線に沿って積算し、得られた積算値を、輝度とし
てこの視線と交差する画素に与えることを特徴とする。
示方法は、本発明の表面検出方法によって検出された表
面、すなわち単一の視線に沿って検出された各表面にそ
れぞれ視点との距離に応じた輝度を付与し、これらの輝
度を視線に沿って積算し、得られた積算値を、輝度とし
てこの視線と交差する画素に与えることを特徴とする。
【００１５】更に、本発明のボリュームデータ処理装置
は、複数のボクセルから構成される３次元ボリュームデ
ータによって表された立体の外部に画像表示部のスクリ
ーンを介して当該立体と対抗するよう１個の視点を定め
る手段と、この視点から放射状に延びた複数の視線それ
ぞれに沿ってボクセルの値をしきい値と比較し、しきい
値を超える値を有する当該立体の表面として検出し、そ
の際しきい値を超える値を有するボクセルが単一の視線
に沿って複数個存在している場合にはこれらのボクセル
を階層的な構造を有する表面として検出する表面検出手
段と、各視線に沿って検出された表面と視線との距離に
応じた輝度を、単一の視線に沿って検出された複数個の
表面それぞれに付与し、これらの輝度を視線に沿って積
算し、得られた積算値を輝度としてこの視線と交差する
画素に与える輝度付与手段と、を備えることを特徴とす
る。
は、複数のボクセルから構成される３次元ボリュームデ
ータによって表された立体の外部に画像表示部のスクリ
ーンを介して当該立体と対抗するよう１個の視点を定め
る手段と、この視点から放射状に延びた複数の視線それ
ぞれに沿ってボクセルの値をしきい値と比較し、しきい
値を超える値を有する当該立体の表面として検出し、そ
の際しきい値を超える値を有するボクセルが単一の視線
に沿って複数個存在している場合にはこれらのボクセル
を階層的な構造を有する表面として検出する表面検出手
段と、各視線に沿って検出された表面と視線との距離に
応じた輝度を、単一の視線に沿って検出された複数個の
表面それぞれに付与し、これらの輝度を視線に沿って積
算し、得られた積算値を輝度としてこの視線と交差する
画素に与える輝度付与手段と、を備えることを特徴とす
る。
【００１６】本発明の３次元表示装置は、複数のボクセ
ルから構成され立体を表わす３次元ボリュームデータを
生成する情報発生部と、生成された３次元ボリュームデ
ータに係る立体の表面を検出し、所定の視点から検出さ
れた表面までの距離に応じた輝度を演算するボリューム
データ処理部と、演算された輝度に応じて上記立体を表
面表示する画像表示部と、を備え、ボリュームデータ処
理部が、本発明のボリュームデータ処理装置であること
を特徴とする。
ルから構成され立体を表わす３次元ボリュームデータを
生成する情報発生部と、生成された３次元ボリュームデ
ータに係る立体の表面を検出し、所定の視点から検出さ
れた表面までの距離に応じた輝度を演算するボリューム
データ処理部と、演算された輝度に応じて上記立体を表
面表示する画像表示部と、を備え、ボリュームデータ処
理部が、本発明のボリュームデータ処理装置であること
を特徴とする。
【００１７】なお、３次元ボリュームデータについて
は、予め、３次元平均値フィルタリングを施すことによ
り当該データ中のノイズを消去することが好ましい。ま
た、単一の視線に沿って検出された複数個の表面にそれ
ぞれ付与する輝度の値は、視点と当該表面との距離に反
比例する値に設定することが好ましい。そして、スクリ
ーンを構成する複数の画素の輝度値についてコントラス
ト強調処理又はヒストグラムストレッチ処理を施すのが
好ましい。
は、予め、３次元平均値フィルタリングを施すことによ
り当該データ中のノイズを消去することが好ましい。ま
た、単一の視線に沿って検出された複数個の表面にそれ
ぞれ付与する輝度の値は、視点と当該表面との距離に反
比例する値に設定することが好ましい。そして、スクリ
ーンを構成する複数の画素の輝度値についてコントラス
ト強調処理又はヒストグラムストレッチ処理を施すのが
好ましい。
【００１８】
【作用】本発明の表面検出方法においては、しきい値を
超える値を有するボクセルが、単一の視線に沿って複数
個存在している場合に、これらのボクセルが階層的な構
造を有する表面として検出される。従って、視点から最
も近い面のみでなく、その面によってかくされた階層的
な表面も検出されることとなる。
超える値を有するボクセルが、単一の視線に沿って複数
個存在している場合に、これらのボクセルが階層的な構
造を有する表面として検出される。従って、視点から最
も近い面のみでなく、その面によってかくされた階層的
な表面も検出されることとなる。
【００１９】本発明の３次元ボリュームデータ表示方
法、ボリュームデータ処理装置及び３次元表示装置にお
いては、このような表面検出方法を用いて表面検出が実
行される。更に、この表面検出方法によって検出された
複数個の表面には、それぞれ、視点との距離に応じた輝
度が付与され、これらの輝度が視点に沿って積算され
る。得られた積算値は、輝度として、この視線と交差す
る画素に付与される。この結果、視線上の全情報を積算
することなく表示が行われることとなるため、画像がぼ
やけることが防止され、視認性の高い表面表示が実行さ
れることとなる。
法、ボリュームデータ処理装置及び３次元表示装置にお
いては、このような表面検出方法を用いて表面検出が実
行される。更に、この表面検出方法によって検出された
複数個の表面には、それぞれ、視点との距離に応じた輝
度が付与され、これらの輝度が視点に沿って積算され
る。得られた積算値は、輝度として、この視線と交差す
る画素に付与される。この結果、視線上の全情報を積算
することなく表示が行われることとなるため、画像がぼ
やけることが防止され、視認性の高い表面表示が実行さ
れることとなる。
【００２０】また、本発明において３次元ボリュームデ
ータに予め３次元平均値フィルタリングを施すこととし
た場合、これによって当該３次元ボリュームデータ中の
ノイズが消去される。このような処理を施すことによ
り、ノイズによる表面の誤認識が防止される。更に、本
発明においては、単一の視線に沿って検出された複数の
表面にそれぞれ付与される輝度の値が、視点と表面との
距離に反比例する値に設定される。このような設定とす
ることにより、視点に近い面が明るく、遠い面が暗く表
示されることとなり、また単一視線上に複数個の表面が
存在している場合にこの表面の存在に係る情報を使用者
に提供することが可能となる。そして、本発明において
は、スクリーンを構成する画素の輝度値についてコント
ラスト強調処理又はヒストグラムストレッチ処理が施さ
れる。すなわち、コントラスト強調処理によって輝度の
変化幅が拡張され視認性が向上し、あるいはヒストグラ
ムスチレッチ処理により輝度値のヒストグラム分布の偏
りが低減され視認性が向上する。
ータに予め３次元平均値フィルタリングを施すこととし
た場合、これによって当該３次元ボリュームデータ中の
ノイズが消去される。このような処理を施すことによ
り、ノイズによる表面の誤認識が防止される。更に、本
発明においては、単一の視線に沿って検出された複数の
表面にそれぞれ付与される輝度の値が、視点と表面との
距離に反比例する値に設定される。このような設定とす
ることにより、視点に近い面が明るく、遠い面が暗く表
示されることとなり、また単一視線上に複数個の表面が
存在している場合にこの表面の存在に係る情報を使用者
に提供することが可能となる。そして、本発明において
は、スクリーンを構成する画素の輝度値についてコント
ラスト強調処理又はヒストグラムストレッチ処理が施さ
れる。すなわち、コントラスト強調処理によって輝度の
変化幅が拡張され視認性が向上し、あるいはヒストグラ
ムスチレッチ処理により輝度値のヒストグラム分布の偏
りが低減され視認性が向上する。
【００２１】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例について図面に
基づき説明する。なお、図３及び図４に示される構成と
同様の構成には同一の符号を付し説明を省略する。
基づき説明する。なお、図３及び図４に示される構成と
同様の構成には同一の符号を付し説明を省略する。
【００２２】図１には、本発明の一実施例におけるボリ
ュームデータ処理部１２の内部構成が示されている。本
実施例は、装置の全体構成としては図３に示される構
成、すなわち、情報発生部１０、ボリュームデータ処理
部１２及び画像表示部１４を備える構成で実現すること
ができる。本実施例の特徴的な構成は、ボリュームデー
タ処理部１２の内部にある。図１に示されるように、本
実施例におけるボリュームデータ処理部１２は、前処理
部１６、光線追跡部１８及び後処理部２０を備えてい
る。
ュームデータ処理部１２の内部構成が示されている。本
実施例は、装置の全体構成としては図３に示される構
成、すなわち、情報発生部１０、ボリュームデータ処理
部１２及び画像表示部１４を備える構成で実現すること
ができる。本実施例の特徴的な構成は、ボリュームデー
タ処理部１２の内部にある。図１に示されるように、本
実施例におけるボリュームデータ処理部１２は、前処理
部１６、光線追跡部１８及び後処理部２０を備えてい
る。
【００２３】前処理部１６は、情報発生部１０によって
生成される３次元ボリュームデータ１００に３次元平均
フィルタリングを施し、当該データ１００中の細かなノ
イズを消去する３次元平均値フィルタとしての機能を有
している。この処理により、光線追跡部１８における表
面の誤認識が防止されれる。また、後処理部２０は、光
線追跡部１８によって得られた各画素１４０の輝度につ
いてコントラスト強調処理又はヒストグラムストレッチ
処理を施す。コントラスト強調処理は、輝度の変化幅を
広げることによって視認性を向上させる処理であり、ヒ
ストグラムストレッチ処理は輝度値のヒストグラム分布
の偏りを低減することによって視認性を向上させる処理
である。後処理部２０による処理が施された表面画像は
信号として画像表示部１４に供給され、画像表示部１４
のスクリーン１１０上には３次元ボリュームデータ１０
０に係る立体の表面画像が表示されることとなる。
生成される３次元ボリュームデータ１００に３次元平均
フィルタリングを施し、当該データ１００中の細かなノ
イズを消去する３次元平均値フィルタとしての機能を有
している。この処理により、光線追跡部１８における表
面の誤認識が防止されれる。また、後処理部２０は、光
線追跡部１８によって得られた各画素１４０の輝度につ
いてコントラスト強調処理又はヒストグラムストレッチ
処理を施す。コントラスト強調処理は、輝度の変化幅を
広げることによって視認性を向上させる処理であり、ヒ
ストグラムストレッチ処理は輝度値のヒストグラム分布
の偏りを低減することによって視認性を向上させる処理
である。後処理部２０による処理が施された表面画像は
信号として画像表示部１４に供給され、画像表示部１４
のスクリーン１１０上には３次元ボリュームデータ１０
０に係る立体の表面画像が表示されることとなる。
【００２４】この実施例において表示される画像は、従
来の表面表示（光線追跡法）とは異なり、立体の内部情
報を含むものである。図２に示されるように、光線追跡
部１８は、ボリュームデータ１００を構成する各ボクセ
ルの値がしきい値を超える最初の点のみではなく、当該
視線１３０に沿って増加しつつしきい値をよぎる複数の
点全てを表面として検出する。すなわち、視点１２０か
らの距離がｄ１であるボクセルのみでなく、その背後に
あるボクセル、すなわち距離ｄ２、ｄ３…ｄｋにあるボ
クセルをも、表面として検出する。光線追跡部１８は、
このようにして検出したｋ個の表面について、深度法を
応用した遠近感付与処理を施し、対応する画素１４０の
輝度を設定する。すなわち、当該画素１４０の輝度は、
視点１２０から最も遠い面までの距離をｄｍとした場
合、 （ｄｍ−ｄ１）＋（ｄｍ−ｄ２）＋（ｄｍ−ｄ３）…＋
（ｄｍ−ｄｋ） によって演算される。
来の表面表示（光線追跡法）とは異なり、立体の内部情
報を含むものである。図２に示されるように、光線追跡
部１８は、ボリュームデータ１００を構成する各ボクセ
ルの値がしきい値を超える最初の点のみではなく、当該
視線１３０に沿って増加しつつしきい値をよぎる複数の
点全てを表面として検出する。すなわち、視点１２０か
らの距離がｄ１であるボクセルのみでなく、その背後に
あるボクセル、すなわち距離ｄ２、ｄ３…ｄｋにあるボ
クセルをも、表面として検出する。光線追跡部１８は、
このようにして検出したｋ個の表面について、深度法を
応用した遠近感付与処理を施し、対応する画素１４０の
輝度を設定する。すなわち、当該画素１４０の輝度は、
視点１２０から最も遠い面までの距離をｄｍとした場
合、 （ｄｍ−ｄ１）＋（ｄｍ−ｄ２）＋（ｄｍ−ｄ３）…＋
（ｄｍ−ｄｋ） によって演算される。
【００２５】光線追跡部１８は、画像表示部１４のスク
リーン１１０を構成する全ての画素１４０についてこの
ような手法による輝度の演算を行った上で、全ての画素
１４０の輝度値に基づき各画素１４０の輝度値を正規化
する。正規化された輝度値は、後処理部２０に供給され
る。
リーン１１０を構成する全ての画素１４０についてこの
ような手法による輝度の演算を行った上で、全ての画素
１４０の輝度値に基づき各画素１４０の輝度値を正規化
する。正規化された輝度値は、後処理部２０に供給され
る。
【００２６】このように、本実施例によれば、視線１３
０上に存在する各ボクセルの値がしきい値を超える場合
にこのボクセルを表面として検出するようにしたため、
３次元ボリュームデータ１００によって表わされる立体
の内部情報（階層的表面構造）を表示することができ
る。更に、各表面の輝度値を視線１３０に沿った視点１
２０からの距離に応じて深度法により設定すると共に、
各表面の輝度値を積算して画素１４０の輝度を設定する
ようにしたため、スクリーン１１０上に、表面までの距
離情報及び階層的構造に関する情報が輝度として表示さ
れることとなる。
０上に存在する各ボクセルの値がしきい値を超える場合
にこのボクセルを表面として検出するようにしたため、
３次元ボリュームデータ１００によって表わされる立体
の内部情報（階層的表面構造）を表示することができ
る。更に、各表面の輝度値を視線１３０に沿った視点１
２０からの距離に応じて深度法により設定すると共に、
各表面の輝度値を積算して画素１４０の輝度を設定する
ようにしたため、スクリーン１１０上に、表面までの距
離情報及び階層的構造に関する情報が輝度として表示さ
れることとなる。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
しきい値を超える値を有するボクセルが単一の視線に沿
って複数個存在している場合にこれらのボクセルを階層
的表面として検出するようにしたため、視点に最も近い
面にかくされていても、立体の階層的表面構造を検出す
ることが可能となる。その際、熟練は不要であり、画像
もぼやけない。また、検出された表面について視点との
距離に応じた輝度を付与し、付与された輝度を視線に沿
って積算し、積算された輝度を対応する画素に付与する
ようにしたため、スクリーン上に視点からの距離及び表
面構造に応じた画像を表示することが可能となる。更
に、３次元ボリュームデータについて予め３次元フィル
タリングを施すことにより表面の誤検出を防止できる。
各表面に付与する輝度の値を視点と表面との距離に反比
例する値としたため、視点に近い表面は明るく、遠い表
面を暗く表示することができる。そして、スクリーンを
構成する複数の画素の輝度値についてコントラスト強調
処理又はヒトグラムストレッチ処理を施すようにしたた
め、視認性が向上した画像が得られる。
しきい値を超える値を有するボクセルが単一の視線に沿
って複数個存在している場合にこれらのボクセルを階層
的表面として検出するようにしたため、視点に最も近い
面にかくされていても、立体の階層的表面構造を検出す
ることが可能となる。その際、熟練は不要であり、画像
もぼやけない。また、検出された表面について視点との
距離に応じた輝度を付与し、付与された輝度を視線に沿
って積算し、積算された輝度を対応する画素に付与する
ようにしたため、スクリーン上に視点からの距離及び表
面構造に応じた画像を表示することが可能となる。更
に、３次元ボリュームデータについて予め３次元フィル
タリングを施すことにより表面の誤検出を防止できる。
各表面に付与する輝度の値を視点と表面との距離に反比
例する値としたため、視点に近い表面は明るく、遠い表
面を暗く表示することができる。そして、スクリーンを
構成する複数の画素の輝度値についてコントラスト強調
処理又はヒトグラムストレッチ処理を施すようにしたた
め、視認性が向上した画像が得られる。
【図１】本発明の一実施例におけるボリュームデータ処
理部の構成を示すブロック図である。
理部の構成を示すブロック図である。
【図２】この実施例における光線追跡部の処理内容を示
す図である。
す図である。
【図３】３次元ボリュームデータ表示装置の一例構成を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図４】光線追跡法における表面検出方法の概要を示す
図であり、図４（ａ）は視点、スクリーン及びボリュー
ムデータの関係を、図４（ｂ）はしきい値と視点からの
距離の関係をそれぞれ示す図である。
図であり、図４（ａ）は視点、スクリーン及びボリュー
ムデータの関係を、図４（ｂ）はしきい値と視点からの
距離の関係をそれぞれ示す図である。
１０ 情報発生部 １２ ボリュームデータ処理部 １４ 画像表示部 １６ 前処理部 １８ 光線追跡部 ２０ 後処理部 １００ ボリュームデータ １１０ スクリーン １２０ 視点 １３０ 視線 １４０ 画素
Claims (7)
- 【請求項１】 複数のボクセルから構成される３次元ボ
リュームデータによって表された立体の外部に１個の視
点を定め、この視点から放射状に延びた複数の視線それ
ぞれに沿ってボクセルの値をしきい値と比較し、しきい
値を越える値を有するボクセルを当該立体の表面として
検出する表面検出方法において、 しきい値を越える値を有するボクセルが単一の視線に沿
って複数個存在している場合に、これらのボクセルを階
層的な構造を有する表面として検出することを特徴とす
る表面検出方法。 - 【請求項２】 複数のボクセルから構成される３次元ボ
リュームデータによって表された立体の外部にスクリー
ンを介して当該立体と対向するよう１個の視点を定め、
この視点から放射状に延びた複数の視線それぞれに沿っ
てボクセルの値をしきい値と比較し、しきい値を越える
値を有するボクセルを当該立体の表面として検出し、各
視線に沿って検出された表面と視点との距離に応じた輝
度を、スクリーンを構成しこの視線と交差する画素に与
える３次元ボリュームデータ表示方法において、 しきい値を越える値を有するボクセルが単一の視線に沿
って複数個存在している場合に、これらのボクセルを階
層的な構造を有する表面として検出し、 単一の視線に沿って検出された各表面にそれぞれ視点と
の距離に応じた輝度を付与し、 これらの輝度を視線に沿って積算し、 得られた積算値を、輝度としてこの視線と交差する画素
に与えることを特徴とする３次元ボリュームデータ表示
方法。 - 【請求項３】 複数のボクセルから構成される３次元ボ
リュームデータによって表された立体の外部に画像表示
部のスクリーンを介して当該立体と対向するよう１個の
視点を定める手段と、この視点から放射状に延びた複数
の視線それぞれに沿ってボクセルの値をしきい値と比較
し、しきい値を越える値を有するボクセルを当該立体の
表面として検出する表面検出手段と、各視線に沿って検
出された表面と視点との距離に応じた輝度を、スクリー
ンを構成しこの視線と交差する画素に与える輝度付与手
段と、を備えるボリュームデータ処理装置において、 表面検出手段が、しきい値を越える値を有するボクセル
が単一の視線に沿って複数個存在している場合に、これ
らのボクセルを階層的な構造を有する表面として検出
し、 輝度付与手段が、単一の視線に沿って検出された各表面
にそれぞれ視点との距離に応じた輝度を付与し、これら
の輝度を視線に沿って積算し、得られた積算値を、輝度
としてこの視線と交差する画素に与えることを特徴とす
るボリュームデータ処理装置。 - 【請求項４】 複数のボクセルから構成され立体を表す
３次元ボリュームデータを生成する情報発生部と、生成
された３次元ボリュームデータに係る立体の表面を検出
し、所定の視点から検出された表面までの距離に応じた
輝度を演算するボリュームデータ処理部と、演算された
輝度に応じて上記立体を表面表示する画像表示部と、を
備える３次元表示装置において、 ボリュームデータ処理部が、請求項３記載のボリューム
データ処理装置であることを特徴とする３次元表示装
置。 - 【請求項５】 請求項２乃至４記載の方法又は装置にお
いて、 ３次元ボリュームデータについて予め３次元平均値フィ
ルタリングを施すことにより当該データ中のノイズを消
去することを特徴とする方法又は装置。 - 【請求項６】 請求項２乃至５記載の方法又は装置にお
いて、 単一の視線に沿って検出された各表面にそれぞれ付与す
る輝度の値を、視点と当該表面との距離に反比例する値
とすることを特徴とする方法又は装置。 - 【請求項７】 請求項２乃至６記載の方法又は装置にお
いて、 スクリーンを構成する複数の画素の輝度値についてコン
トラスト強調処理又はヒストグラムストレッチ処理を施
すことを特徴とする方法又は装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15473293A JPH0729030A (ja) | 1993-06-25 | 1993-06-25 | ３次元ボリュームデータ表示方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15473293A JPH0729030A (ja) | 1993-06-25 | 1993-06-25 | ３次元ボリュームデータ表示方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0729030A true JPH0729030A (ja) | 1995-01-31 |
Family
ID=15590731
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15473293A Pending JPH0729030A (ja) | 1993-06-25 | 1993-06-25 | ３次元ボリュームデータ表示方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0729030A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6114668A (en) * | 1996-08-29 | 2000-09-05 | Koita Manufacturing Co., Ltd. | Heater-containing grip for vehicles |
-
1993
- 1993-06-25 JP JP15473293A patent/JPH0729030A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6114668A (en) * | 1996-08-29 | 2000-09-05 | Koita Manufacturing Co., Ltd. | Heater-containing grip for vehicles |
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