JPH0778266A - 画像処理装置 - Google Patents
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- JPH0778266A JPH0778266A JP5179765A JP17976593A JPH0778266A JP H0778266 A JPH0778266 A JP H0778266A JP 5179765 A JP5179765 A JP 5179765A JP 17976593 A JP17976593 A JP 17976593A JP H0778266 A JPH0778266 A JP H0778266A
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- dimensional
- address
- memory
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- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T15/00—3D [Three Dimensional] image rendering
- G06T15/10—Geometric effects
- G06T15/40—Hidden part removal
- G06T15/405—Hidden part removal using Z-buffer
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geometry (AREA)
- Computer Graphics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Image Generation (AREA)
- Image Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】ボクセルデータからデプスキューイング法で行
なうボリュームレンダリングを高速処理できる画像処理
装置を提供する。 【構成】１１はボクセルデータを格納する３次元メモリ
（ＳＲＡＭ）、１２-1〜１２-nは夫々３次元メモリ１１
よりデータを読み出すためのアドレスを発生する３次元
アドレス発生器、１４-1〜１４-nは夫々デプスキューイ
ング法の処理を行なう画素演算器、１７は画素演算器１
４-1〜１４-nの処理結果である画素信号が書き込まれる
出力バッファとしてのビデオＲＡＭである。複数の３次
元アドレス発生部１２-1〜１２-nでアドレスを発生する
と共に、３次元メモリ１１より読み出されたデータに対
してデプスキューイング法の処理を複数の画素演算部１
４-1〜１４-nで行なうため、従来装置と比較して計算時
間が短縮されると共に、３次元メモリとしてアクセスの
高速なＳＲＡＭが使用されるため、高速処理が可能とな
る。
なうボリュームレンダリングを高速処理できる画像処理
装置を提供する。 【構成】１１はボクセルデータを格納する３次元メモリ
（ＳＲＡＭ）、１２-1〜１２-nは夫々３次元メモリ１１
よりデータを読み出すためのアドレスを発生する３次元
アドレス発生器、１４-1〜１４-nは夫々デプスキューイ
ング法の処理を行なう画素演算器、１７は画素演算器１
４-1〜１４-nの処理結果である画素信号が書き込まれる
出力バッファとしてのビデオＲＡＭである。複数の３次
元アドレス発生部１２-1〜１２-nでアドレスを発生する
と共に、３次元メモリ１１より読み出されたデータに対
してデプスキューイング法の処理を複数の画素演算部１
４-1〜１４-nで行なうため、従来装置と比較して計算時
間が短縮されると共に、３次元メモリとしてアクセスの
高速なＳＲＡＭが使用されるため、高速処理が可能とな
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ボクセルデータから
デプスキューイング法でボリュームレンダリングを行な
う画像処理装置に関する。
デプスキューイング法でボリュームレンダリングを行な
う画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】医療の分野では、ＣＴやＭＲＩ装置で組
織の断面データ（２次元画像）が得られる。これを
（ｘ，ｙ）平面のデータとする。断面の位置を平行移動
させることで、複数枚のデータが得られる。断面の法線
方向をｚ軸とすると、これらのデータを３次元データ
（ｘ，ｙ，ｚ）とみなすことができる。通常は断面デー
タ（ｘ，ｙ）の解像度に比べてｚ軸方向の解像度は低
く、補間することで解像度を合わせている。このように
３次元空間全てに値を持つデータはボクセルデータと称
されている。
織の断面データ（２次元画像）が得られる。これを
（ｘ，ｙ）平面のデータとする。断面の位置を平行移動
させることで、複数枚のデータが得られる。断面の法線
方向をｚ軸とすると、これらのデータを３次元データ
（ｘ，ｙ，ｚ）とみなすことができる。通常は断面デー
タ（ｘ，ｙ）の解像度に比べてｚ軸方向の解像度は低
く、補間することで解像度を合わせている。このように
３次元空間全てに値を持つデータはボクセルデータと称
されている。
【０００３】ボクセルデータ（３次元データ）から立体
的な２次元画像を作成することをボリュームレンダリン
グと呼んでいる。デプスキューイング法はボリュームレ
ンダリングの一手法である。デプスキューイング法の基
本的な考え方は、視点に近いものは明るく、遠いものは
暗くすることによって立体感を生成することである。
的な２次元画像を作成することをボリュームレンダリン
グと呼んでいる。デプスキューイング法はボリュームレ
ンダリングの一手法である。デプスキューイング法の基
本的な考え方は、視点に近いものは明るく、遠いものは
暗くすることによって立体感を生成することである。
【０００４】ここで、上述したようにＣＴやＭＲＩ装置
で得られるメディカルのボクセルデータにデプスキュー
イング法を適用することを考える。メディカルデータで
は、輝度値と生体組織との間に一定の関係があり、例え
ば皮膚に相当するデータを利用してデプスキューイング
法でボリュームレンダリングすると、顔の外形が立体的
に得られる。
で得られるメディカルのボクセルデータにデプスキュー
イング法を適用することを考える。メディカルデータで
は、輝度値と生体組織との間に一定の関係があり、例え
ば皮膚に相当するデータを利用してデプスキューイング
法でボリュームレンダリングすると、顔の外形が立体的
に得られる。
【０００５】デプスキューイング法のアルゴリズム例に
ついて説明する。
ついて説明する。
【０００６】まず、ボクセルデータのｚ軸方向からのボ
リュームレンダリングを説明する。この場合、ある
（ｘ，ｙ）の組に対してｚを変化させ、ｚ軸方向に順に
データＤ（ｘ，ｙ，ｚ）をとってくる。そのデータＤ
（ｘ，ｙ，ｚ）の値がスレッシュホールドＴＨ１，ＴＨ
２の間にあるかどうかを調べる。そして、データＤ
（ｘ，ｙ，ｚ）の値がスレッシュホールドＴＨ１，ＴＨ
２の間にあるときは、(ｚmax−ｚ）をボリュームレンダ
リングの結果が書き込まれる出力バッファのアドレス
（ｘ，ｙ）に格納する。ここで、ｚmaxはｚ軸方向の最
大値である。以上の操作を全ての（ｘ，ｙ）の組に対し
て繰り返し実行することで、ｚ軸方向からのボリューム
レンダリングが行なわれる。
リュームレンダリングを説明する。この場合、ある
（ｘ，ｙ）の組に対してｚを変化させ、ｚ軸方向に順に
データＤ（ｘ，ｙ，ｚ）をとってくる。そのデータＤ
（ｘ，ｙ，ｚ）の値がスレッシュホールドＴＨ１，ＴＨ
２の間にあるかどうかを調べる。そして、データＤ
（ｘ，ｙ，ｚ）の値がスレッシュホールドＴＨ１，ＴＨ
２の間にあるときは、(ｚmax−ｚ）をボリュームレンダ
リングの結果が書き込まれる出力バッファのアドレス
（ｘ，ｙ）に格納する。ここで、ｚmaxはｚ軸方向の最
大値である。以上の操作を全ての（ｘ，ｙ）の組に対し
て繰り返し実行することで、ｚ軸方向からのボリューム
レンダリングが行なわれる。
【０００７】次に、ボクセルデータの任意の方向からの
ボリュームレンダリングを説明する。ボクセルデータ
（オリジナルデータ）とボリュームレンダリングの結果
が書き込まれる出力バッファが、図５に示すような位置
関係にあるとする。出力バッファの法線方向が視線方
向、つまりデプスキューイングする方向となる（矢印Ｑ
で図示）。
ボリュームレンダリングを説明する。ボクセルデータ
（オリジナルデータ）とボリュームレンダリングの結果
が書き込まれる出力バッファが、図５に示すような位置
関係にあるとする。出力バッファの法線方向が視線方
向、つまりデプスキューイングする方向となる（矢印Ｑ
で図示）。
【０００８】ボクセルデータを任意の方向からボリュー
ムレンダリングするには、視線を固定してボクセルデー
タを回転する方法と、ボクセルデータを固定して視線を
回転する方法とがある。すなわち、図５には、２つの座
標系（ｘ，ｙ，ｚ）と（Ｘ，Ｙ，Ｚ）があるが、どちら
の座標系で計算するかということである。ここでは、視
線を固定してボクセルデータを回転する方法で説明す
る。なお、回転の中心はボクセルデータの中心とする。
ムレンダリングするには、視線を固定してボクセルデー
タを回転する方法と、ボクセルデータを固定して視線を
回転する方法とがある。すなわち、図５には、２つの座
標系（ｘ，ｙ，ｚ）と（Ｘ，Ｙ，Ｚ）があるが、どちら
の座標系で計算するかということである。ここでは、視
線を固定してボクセルデータを回転する方法で説明す
る。なお、回転の中心はボクセルデータの中心とする。
【０００９】デプスキューイングする場合には、出力バ
ッファ上の点（Ｘ，Ｙ）に対して法線方向にあるボクセ
ルデータＤ（ｘ，ｙ，ｚ）のラインを使用する。ボクセ
ルデータのサイズをｄ×ｄ×ｄとすると、出力バッファ
上の点（Ｘ，Ｙ）に対して法線方向にあるボクセルデー
タＤ（ｘ，ｙ，ｚ）のラインのアドレスは、数１で計算
される。ただし、変数Ｚは−Ｌ／２＜Ｚ＜Ｌ／２の範囲
で変化し、Ｌ＝ｄ×√３である。また、α，β，γはそ
れぞｘ軸、ｙ軸、ｚ軸を軸とする回転角を示している。
ッファ上の点（Ｘ，Ｙ）に対して法線方向にあるボクセ
ルデータＤ（ｘ，ｙ，ｚ）のラインを使用する。ボクセ
ルデータのサイズをｄ×ｄ×ｄとすると、出力バッファ
上の点（Ｘ，Ｙ）に対して法線方向にあるボクセルデー
タＤ（ｘ，ｙ，ｚ）のラインのアドレスは、数１で計算
される。ただし、変数Ｚは−Ｌ／２＜Ｚ＜Ｌ／２の範囲
で変化し、Ｌ＝ｄ×√３である。また、α，β，γはそ
れぞｘ軸、ｙ軸、ｚ軸を軸とする回転角を示している。
【００１０】
【数１】
【００１１】この場合、出力バッファ上のある点（Ｘ，
Ｙ）に対して数１を使用してＺを変化させてアドレス
（ｘ，ｙ，ｚ）を計算し、このアドレスを使用してボク
セルデータより順にデータＤ（ｘ，ｙ，ｚ）をとってく
る。そのデータＤ（ｘ，ｙ，ｚ）の値がスレッシュホー
ルドＴＨ１，ＴＨ２の間にあるかどうかを調べる。そし
て、データＤ（ｘ，ｙ，ｚ）の値がスレッシュホールド
ＴＨ１，ＴＨ２の間にあるときは、(Ｚmax−Ｚ）を出力
バッファのアドレス（Ｘ，Ｙ）に格納する。ここで、Ｚ
maxはＺ軸方向の最大値である。以上の操作を出力バッ
ファ上の全ての点（Ｘ，Ｙ）に対して繰り返し実行する
ことで、任意の方向からのボリュームレンダリングが行
なわれる。
Ｙ）に対して数１を使用してＺを変化させてアドレス
（ｘ，ｙ，ｚ）を計算し、このアドレスを使用してボク
セルデータより順にデータＤ（ｘ，ｙ，ｚ）をとってく
る。そのデータＤ（ｘ，ｙ，ｚ）の値がスレッシュホー
ルドＴＨ１，ＴＨ２の間にあるかどうかを調べる。そし
て、データＤ（ｘ，ｙ，ｚ）の値がスレッシュホールド
ＴＨ１，ＴＨ２の間にあるときは、(Ｚmax−Ｚ）を出力
バッファのアドレス（Ｘ，Ｙ）に格納する。ここで、Ｚ
maxはＺ軸方向の最大値である。以上の操作を出力バッ
ファ上の全ての点（Ｘ，Ｙ）に対して繰り返し実行する
ことで、任意の方向からのボリュームレンダリングが行
なわれる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】従来、ボクセルデータ
からデプスキューイング法でボリュームレンダリングを
行なう場合には、図６に示すようなワークステーション
等の汎用計算機が画像処理装置として使用されてきた。
図において、１はコントローラとしてのＣＰＵ、２はボ
クセルデータが格納される３次元メモリとしてのＲＡＭ
（ダイナミックＲＡＭ）、３はデータアクセスの高速な
キャッシュメモリ（スタティックＲＡＭ）、４は出力バ
ッファとしてのビデオＲＡＭ、５はボリュームレンダリ
ングで作成された２次元画像を表示するモニタである。
からデプスキューイング法でボリュームレンダリングを
行なう場合には、図６に示すようなワークステーション
等の汎用計算機が画像処理装置として使用されてきた。
図において、１はコントローラとしてのＣＰＵ、２はボ
クセルデータが格納される３次元メモリとしてのＲＡＭ
（ダイナミックＲＡＭ）、３はデータアクセスの高速な
キャッシュメモリ（スタティックＲＡＭ）、４は出力バ
ッファとしてのビデオＲＡＭ、５はボリュームレンダリ
ングで作成された２次元画像を表示するモニタである。
【００１３】ところで、ボクセルデータからデプスキュ
ーイング法でボリュームレンダリングを行なう場合、以
下の（１）〜（３）のことから処理時間が多くかかり、
高速処理が困難であった。 （１）視線方向に３次元アドレス（ｘ，ｙ，ｚ）を大量
に計算する必要がある。 （２）３次元データをランダムに大量にアクセスする必
要がある。 （３）デプスキューイング法で３次元データを大量に処
理する必要がある。
ーイング法でボリュームレンダリングを行なう場合、以
下の（１）〜（３）のことから処理時間が多くかかり、
高速処理が困難であった。 （１）視線方向に３次元アドレス（ｘ，ｙ，ｚ）を大量
に計算する必要がある。 （２）３次元データをランダムに大量にアクセスする必
要がある。 （３）デプスキューイング法で３次元データを大量に処
理する必要がある。
【００１４】（１）、（３）に関しては、比較的簡単な
処理であるが、データ数が多いため計算時間がかかる。
（２）に関しては、３次元データがランダムにアクセス
されるため、キャッシュメモリ３に移されていない３次
元データをアクセスすることが頻繁に発生し、その場合
ＲＡＭ２にアクセスすることとなり、大量のデータをア
クセスするのに時間がかかる。
処理であるが、データ数が多いため計算時間がかかる。
（２）に関しては、３次元データがランダムにアクセス
されるため、キャッシュメモリ３に移されていない３次
元データをアクセスすることが頻繁に発生し、その場合
ＲＡＭ２にアクセスすることとなり、大量のデータをア
クセスするのに時間がかかる。
【００１５】そこで、この発明では、ボクセルデータか
らデプスキューイング法で行なうボリュームレンダリン
グを高速に処理し得る画像処理装置を提供する。
らデプスキューイング法で行なうボリュームレンダリン
グを高速に処理し得る画像処理装置を提供する。
【００１６】
【課題を解決するための手段】この発明は、ボクセルデ
ータからデプスキューイング法でボリュームレンダリン
グを行なう画像処理装置において、ボクセルデータを格
納する３次元メモリと、この３次元メモリよりデータを
読み出すためのアドレスを発生する複数の３次元アドレ
ス発生部と、３次元メモリより読み出されたデータに対
してデプスキューイング法の処理を行なう複数の画素演
算部とを備えるものである。
ータからデプスキューイング法でボリュームレンダリン
グを行なう画像処理装置において、ボクセルデータを格
納する３次元メモリと、この３次元メモリよりデータを
読み出すためのアドレスを発生する複数の３次元アドレ
ス発生部と、３次元メモリより読み出されたデータに対
してデプスキューイング法の処理を行なう複数の画素演
算部とを備えるものである。
【００１７】また、３次元メモリとしてアクセスの高速
なメモリ、例えばスタティックＲＡＭを使用するもので
ある。
なメモリ、例えばスタティックＲＡＭを使用するもので
ある。
【００１８】
【作用】この発明においては、３次元メモリよりデータ
を読み出すためのアドレスを複数の３次元アドレス発生
部で発生すると共に、３次元メモリより読み出されたデ
ータに対してデプスキューイング法の処理を複数の画素
演算部で行なうため、計算時間を短縮することができ、
ボクセルデータからデプスキューイング法で行なうボリ
ュームレンダリングの高速処理が可能となる。また、３
次元メモリとしてアクセスの高速なメモリを使用するこ
とで、さらに処理の高速化を図ることが可能となる。
を読み出すためのアドレスを複数の３次元アドレス発生
部で発生すると共に、３次元メモリより読み出されたデ
ータに対してデプスキューイング法の処理を複数の画素
演算部で行なうため、計算時間を短縮することができ、
ボクセルデータからデプスキューイング法で行なうボリ
ュームレンダリングの高速処理が可能となる。また、３
次元メモリとしてアクセスの高速なメモリを使用するこ
とで、さらに処理の高速化を図ることが可能となる。
【００１９】
【実施例】以下、図１を参照しながら、この発明の一実
施例について説明する。
施例について説明する。
【００２０】図において、１１はボクセルデータ（３次
元データ）を格納するための３次元メモリであり、アク
セスの高速なメモリ、例えばスタティックＲＡＭで構成
される。１２-1〜１２-nはそれぞれ３次元メモリ１１よ
りデータを読み出すためのアドレスを発生する３次元ア
ドレス発生器であり、これら３次元アドレス発生器１２
-1〜１２-nで発生されるアドレスはアドレスバス１３に
出力される。
元データ）を格納するための３次元メモリであり、アク
セスの高速なメモリ、例えばスタティックＲＡＭで構成
される。１２-1〜１２-nはそれぞれ３次元メモリ１１よ
りデータを読み出すためのアドレスを発生する３次元ア
ドレス発生器であり、これら３次元アドレス発生器１２
-1〜１２-nで発生されるアドレスはアドレスバス１３に
出力される。
【００２１】図２は、３次元アドレス発生器１２-1〜１
２-nのそれぞれの構成を示している。図において、１２
Ｘ，１２Ｙ，１２Ｚはそれぞれアドレス（ｘ，ｙ，ｚ）
の各要素の発生部である。各発生部１２Ｘ，１２Ｙ，１
２Ｚはプログラムコントロール部１２ａおよび演算部１
２ｂを備えている。コントロール部１２ａは、プログラ
ムコントローラＰＣおよびマイクロプログラムメモリＭ
ＰＭを有して構成される。演算部１２ｂは係数メモリＣ
Ｍ、乗算器ＭＰＹ、演算処理装置ＡＬＵおよび一時メモ
リ（バッファ）ＴＭを有して構成される。そして、演算
部１２ｂはコントロール部１２ａによってコントロール
されると共に、この演算部１２ｂよりコントロール部１
２ａにコンディションコードが供給される。各発生部１
２Ｘ，１２Ｙ，１２Ｚの演算部１２ｂの一時メモリＴＭ
を介してアドレス（ｘ，ｙ，ｚ）の各要素が出力され
る。
２-nのそれぞれの構成を示している。図において、１２
Ｘ，１２Ｙ，１２Ｚはそれぞれアドレス（ｘ，ｙ，ｚ）
の各要素の発生部である。各発生部１２Ｘ，１２Ｙ，１
２Ｚはプログラムコントロール部１２ａおよび演算部１
２ｂを備えている。コントロール部１２ａは、プログラ
ムコントローラＰＣおよびマイクロプログラムメモリＭ
ＰＭを有して構成される。演算部１２ｂは係数メモリＣ
Ｍ、乗算器ＭＰＹ、演算処理装置ＡＬＵおよび一時メモ
リ（バッファ）ＴＭを有して構成される。そして、演算
部１２ｂはコントロール部１２ａによってコントロール
されると共に、この演算部１２ｂよりコントロール部１
２ａにコンディションコードが供給される。各発生部１
２Ｘ，１２Ｙ，１２Ｚの演算部１２ｂの一時メモリＴＭ
を介してアドレス（ｘ，ｙ，ｚ）の各要素が出力され
る。
【００２２】図１に戻って、１４-1〜１４-nはそれぞれ
３次元メモリ１１より読み出されたデータに対してデプ
スキューイング法の処理を行なう画素演算器であり、３
次元メモリ１１より読み出されるデータはデータバス１
５を介して画素演算器１４-1〜１４-nに供給される。
３次元メモリ１１より読み出されたデータに対してデプ
スキューイング法の処理を行なう画素演算器であり、３
次元メモリ１１より読み出されるデータはデータバス１
５を介して画素演算器１４-1〜１４-nに供給される。
【００２３】図３は、画素演算器１４-1〜１４-nの構成
を示している。画素演算器１４-1〜１４-nは、それぞれ
プログラムコントロール部１４ａおよび演算部１４ｂを
備えている。コントロール部１４ａおよび演算部１４ｂ
は、上述した３次元アドレス発生器１２-1〜１２-nにお
けるコントロール部１２ａおよび演算部１２ｂと同様に
構成される。一時メモリＴＭに対してバッファ１４ｃを
介して入力側のデータバス１５が接続されると共に、バ
ッファ１４ｄを介して出力側のデータバス１６が接続さ
れる。
を示している。画素演算器１４-1〜１４-nは、それぞれ
プログラムコントロール部１４ａおよび演算部１４ｂを
備えている。コントロール部１４ａおよび演算部１４ｂ
は、上述した３次元アドレス発生器１２-1〜１２-nにお
けるコントロール部１２ａおよび演算部１２ｂと同様に
構成される。一時メモリＴＭに対してバッファ１４ｃを
介して入力側のデータバス１５が接続されると共に、バ
ッファ１４ｄを介して出力側のデータバス１６が接続さ
れる。
【００２４】図１に戻って、１７は画素演算器１４-1〜
１４-nの処理結果である画素信号が書き込まれるビデオ
ＲＡＭであり、出力バッファを構成している。画素演算
器１４-1〜１４-nの処理結果である画素信号はデータバ
ス１６を介してビデオＲＡＭ１７に供給される。１８は
ビデオＲＡＭ１７に画素演算器１４-1〜１４-nの処理結
果である画素信号を書き込むためのアドレスを発生する
アドレス発生器、１９はビデオＲＡＭ１７より画素信号
を読み出すためのアドレスを発生するアドレス発生器で
ある。２０はビデオＲＡＭ１７より読み出された画素信
号が供給され、ボリュームレンダリングで作成された２
次元画像を表示するモニタである。
１４-nの処理結果である画素信号が書き込まれるビデオ
ＲＡＭであり、出力バッファを構成している。画素演算
器１４-1〜１４-nの処理結果である画素信号はデータバ
ス１６を介してビデオＲＡＭ１７に供給される。１８は
ビデオＲＡＭ１７に画素演算器１４-1〜１４-nの処理結
果である画素信号を書き込むためのアドレスを発生する
アドレス発生器、１９はビデオＲＡＭ１７より画素信号
を読み出すためのアドレスを発生するアドレス発生器で
ある。２０はビデオＲＡＭ１７より読み出された画素信
号が供給され、ボリュームレンダリングで作成された２
次元画像を表示するモニタである。
【００２５】また、２１はホストコンピュータ、２２は
フローコントローラである。ホストコンピュータ２１
は、３次元メモリ１１にボクセルデータをロードし、３
次元アドレス発生器１２-1〜１２-nにアドレス計算のた
めのパラメータ（数１の行列Ａ）を配り、さらにフロー
コントローラ２２をコントロールする。
フローコントローラである。ホストコンピュータ２１
は、３次元メモリ１１にボクセルデータをロードし、３
次元アドレス発生器１２-1〜１２-nにアドレス計算のた
めのパラメータ（数１の行列Ａ）を配り、さらにフロー
コントローラ２２をコントロールする。
【００２６】フローコントローラ２２は、３次元アドレ
ス発生器１２-1〜１２-nにアドレス計算のための２次元
アドレス（Ｘ，Ｙ）を配り、アドレスバス１３にアドレ
ス（ｘ，ｙ，ｚ）を出力させるために３次元アドレス発
生器１２-1〜１２-nをコントロールし、データバス１５
からデータを入力する画素演算器１４-1〜１４-nをコン
トロールし、データバス１６にデータを出力する画素演
算器１４-1〜１４-nをコントロールし、さらにアドレス
発生器１８，１９をコントロールする。
ス発生器１２-1〜１２-nにアドレス計算のための２次元
アドレス（Ｘ，Ｙ）を配り、アドレスバス１３にアドレ
ス（ｘ，ｙ，ｚ）を出力させるために３次元アドレス発
生器１２-1〜１２-nをコントロールし、データバス１５
からデータを入力する画素演算器１４-1〜１４-nをコン
トロールし、データバス１６にデータを出力する画素演
算器１４-1〜１４-nをコントロールし、さらにアドレス
発生器１８，１９をコントロールする。
【００２７】図４は、フローコントローラ２２の構成を
示しており、プログラムコントロール部２２ａおよび演
算部２２ｂを備えている。コントロール部２２ａおよび
演算部２２ｂは、上述した３次元アドレス発生器１２-1
〜１２-nにおけるコントロール部１２ａおよび演算部１
２ｂと同様に構成される。コントロール部２２ａのマイ
クロプログラムメモリＭＰＭよりコントロール信号が出
力される。
示しており、プログラムコントロール部２２ａおよび演
算部２２ｂを備えている。コントロール部２２ａおよび
演算部２２ｂは、上述した３次元アドレス発生器１２-1
〜１２-nにおけるコントロール部１２ａおよび演算部１
２ｂと同様に構成される。コントロール部２２ａのマイ
クロプログラムメモリＭＰＭよりコントロール信号が出
力される。
【００２８】以上の構成において、ボクセルデータから
デプスキューイング法でボリュームレンダリングを行な
う場合の動作を説明する。
デプスキューイング法でボリュームレンダリングを行な
う場合の動作を説明する。
【００２９】（１）ホストコンピュータ２１はボクセル
データを３次元メモリ１１にロードする。
データを３次元メモリ１１にロードする。
【００３０】（２）ホストコンピュータ２１は、視線方
向のパラメータ（数１の行列Ａ）を３次元アドレス発生
器１２-1 〜１２-nに配る。
向のパラメータ（数１の行列Ａ）を３次元アドレス発生
器１２-1 〜１２-nに配る。
【００３１】（３）フローコントローラ２２は、出力バ
ッファ上のアドレス（Ｘ，Ｙ）を３次元アドレス発生器
１２-1〜１２-nに順次供給する。
ッファ上のアドレス（Ｘ，Ｙ）を３次元アドレス発生器
１２-1〜１２-nに順次供給する。
【００３２】（４）３次元アドレス発生器１２-1〜１２
-nは、フローコントローラ２２からアドレス（Ｘ，Ｙ）
を受け取ったら、数１の式に従って、Ｚを−Ｌ／２から
Ｌ／２に変化させ、デプスキューイング法で使用する１
ライン分のデータＤ（ｘ，ｙ，ｚ）のアドレス（ｘ，
ｙ，ｚ）を発生し、一時メモリ（バッファ）ＴＭ（図２
参照）に蓄える。
-nは、フローコントローラ２２からアドレス（Ｘ，Ｙ）
を受け取ったら、数１の式に従って、Ｚを−Ｌ／２から
Ｌ／２に変化させ、デプスキューイング法で使用する１
ライン分のデータＤ（ｘ，ｙ，ｚ）のアドレス（ｘ，
ｙ，ｚ）を発生し、一時メモリ（バッファ）ＴＭ（図２
参照）に蓄える。
【００３３】（５）フローコントローラ２２の制御で３
次元アドレス発生器１２-1はアドレスバス１３に連続的
にアドレス（ｘ，ｙ，ｚ）を出力する。
次元アドレス発生器１２-1はアドレスバス１３に連続的
にアドレス（ｘ，ｙ，ｚ）を出力する。
【００３４】（６）３次元メモリ１１はアドレスバス１
３に出力されたアドレス（ｘ，ｙ，ｚ）に従って読み出
されたデータＤ（ｘ，ｙ，ｚ）をデータバス１５に連続
的に出力する。
３に出力されたアドレス（ｘ，ｙ，ｚ）に従って読み出
されたデータＤ（ｘ，ｙ，ｚ）をデータバス１５に連続
的に出力する。
【００３５】（７）データバス１５に連続的に出力され
たデータＤ（ｘ，ｙ，ｚ）をフローコントローラ２２の
指示を受けた画素演算器１４-1〜１４-nが受け取る。
たデータＤ（ｘ，ｙ，ｚ）をフローコントローラ２２の
指示を受けた画素演算器１４-1〜１４-nが受け取る。
【００３６】（８）（５）〜（７）の動作を３次元アド
レス発生器１２-1〜１２-nのそれぞれに対して繰り返し
実行する。
レス発生器１２-1〜１２-nのそれぞれに対して繰り返し
実行する。
【００３７】（９）画素演算器１４-1〜１４-nは、それ
ぞれ受け取った１ライン分のデータＤ（ｘ，ｙ，ｚ）に
基づいて、デプスキューイング法でアドレス（Ｘ，Ｙ）
の画素信号を演算する。
ぞれ受け取った１ライン分のデータＤ（ｘ，ｙ，ｚ）に
基づいて、デプスキューイング法でアドレス（Ｘ，Ｙ）
の画素信号を演算する。
【００３８】（１０）画素演算器１４-1〜１４-nは、フ
ローコントローラ２２の制御で、アドレス（Ｘ，Ｙ）の
画素信号をデータバス１６に出力する。
ローコントローラ２２の制御で、アドレス（Ｘ，Ｙ）の
画素信号をデータバス１６に出力する。
【００３９】（１１）フローコントローラ２２はアドレ
ス発生器１８を制御して、画素演算器１４-1〜１４-nよ
りデータバス１６に出力された画素信号を、ビデオＲＡ
Ｍ１７のアドレス（Ｘ，Ｙ）に書き込む。
ス発生器１８を制御して、画素演算器１４-1〜１４-nよ
りデータバス１６に出力された画素信号を、ビデオＲＡ
Ｍ１７のアドレス（Ｘ，Ｙ）に書き込む。
【００４０】（１２）（３）〜（１１）を繰り返して、
出力バッファ、従ってビデオＲＡＭ１７の１画面分の処
理をする。
出力バッファ、従ってビデオＲＡＭ１７の１画面分の処
理をする。
【００４１】（１３）フローコントローラ２２はアドレ
ス発生器１９を制御して、ビデオＲＡＭ１７に書き込ま
れたボリュームレンダリングの結果である画素信号を読
み出してモニタ２０に供給し、モニタ２０にデプスキュ
ーイング法によるボリュームレンダリングで作成された
２次元画像を表示する。
ス発生器１９を制御して、ビデオＲＡＭ１７に書き込ま
れたボリュームレンダリングの結果である画素信号を読
み出してモニタ２０に供給し、モニタ２０にデプスキュ
ーイング法によるボリュームレンダリングで作成された
２次元画像を表示する。
【００４２】なお、モニタ２０への表示は１画面分の処
理が終了する以前より行なってもよい。その場合には、
モニタ２０に表示される２次元画像は時間が経過するに
従って完成していくことになる。
理が終了する以前より行なってもよい。その場合には、
モニタ２０に表示される２次元画像は時間が経過するに
従って完成していくことになる。
【００４３】このように本例においては、出力バッファ
上のアドレス（Ｘ，Ｙ）を順次３次元アドレス発生器１
２-1〜１２-nに配って、これら３次元アドレス発生器１
２-1〜１２-nでそれぞれデータＤ（ｘ，ｙ，ｚ）を読み
出すためのアドレス（ｘ，ｙ，ｚ）を発生させると共
に、３次元アドレス発生器１２-1〜１２-nで発生された
アドレス（ｘ，ｙ，ｚ）で３次元メモリ１１より読み出
されたデータに対してそれぞれ画素演算器１４-1〜１４
-nでデプスキューイング法の処理を行なうため、従来装
置に比べて計算時間を短縮することができ、ボクセルデ
ータからデプスキューイング法で行なうボリュームレン
ダリングを高速処理できる。
上のアドレス（Ｘ，Ｙ）を順次３次元アドレス発生器１
２-1〜１２-nに配って、これら３次元アドレス発生器１
２-1〜１２-nでそれぞれデータＤ（ｘ，ｙ，ｚ）を読み
出すためのアドレス（ｘ，ｙ，ｚ）を発生させると共
に、３次元アドレス発生器１２-1〜１２-nで発生された
アドレス（ｘ，ｙ，ｚ）で３次元メモリ１１より読み出
されたデータに対してそれぞれ画素演算器１４-1〜１４
-nでデプスキューイング法の処理を行なうため、従来装
置に比べて計算時間を短縮することができ、ボクセルデ
ータからデプスキューイング法で行なうボリュームレン
ダリングを高速処理できる。
【００４４】また本例においては、３次元メモリとして
アクセスの高速なメモリ、例えばスタティックＲＡＭを
使用すると共に、３次元アドレス発生器１２-1〜１２-n
の一時メモリ（バッファ）ＴＭに蓄えられた１ライン分
のアドレス（ｘ，ｙ，ｚ）を連続的に３次元メモリ１１
に供給してデータＤ（ｘ，ｙ，ｚ）の読み出しを連続的
に行なって効率よくアクセスするため、メモリアクセス
を高速にでき、さらに処理の高速化を図ることができ
る。
アクセスの高速なメモリ、例えばスタティックＲＡＭを
使用すると共に、３次元アドレス発生器１２-1〜１２-n
の一時メモリ（バッファ）ＴＭに蓄えられた１ライン分
のアドレス（ｘ，ｙ，ｚ）を連続的に３次元メモリ１１
に供給してデータＤ（ｘ，ｙ，ｚ）の読み出しを連続的
に行なって効率よくアクセスするため、メモリアクセス
を高速にでき、さらに処理の高速化を図ることができ
る。
【００４５】なお、上述実施例においては、ビデオＲＡ
Ｍ１７に対して２個のアドレス発生器１８，１９を設け
ているが、１画面分の処理が終了した後に、モニタ２０
に２次元画像を表示する場合には、アドレス発生器を１
個として構成することもできる。
Ｍ１７に対して２個のアドレス発生器１８，１９を設け
ているが、１画面分の処理が終了した後に、モニタ２０
に２次元画像を表示する場合には、アドレス発生器を１
個として構成することもできる。
【００４６】
【発明の効果】この発明によれば、３次元メモリよりデ
ータを読み出すためのアドレスを複数の３次元アドレス
発生部で発生すると共に、３次元メモリより読み出され
たデータに対してデプスキューイング法の処理を複数の
画素演算部で行なうため、計算時間を短縮することがで
き、ボクセルデータからデプスキューイング法で行なう
ボリュームレンダリングを高速処理できる。また、３次
元メモリとしてアクセスの高速なメモリを使用すること
で、さらに処理の高速化を図ることができる。
ータを読み出すためのアドレスを複数の３次元アドレス
発生部で発生すると共に、３次元メモリより読み出され
たデータに対してデプスキューイング法の処理を複数の
画素演算部で行なうため、計算時間を短縮することがで
き、ボクセルデータからデプスキューイング法で行なう
ボリュームレンダリングを高速処理できる。また、３次
元メモリとしてアクセスの高速なメモリを使用すること
で、さらに処理の高速化を図ることができる。
【図１】この発明に係る画像処理装置の実施例を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
【図２】実施例における３次元アドレス発生器の構成を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図３】実施例における画素演算器の構成を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図４】実施例におけるフローコントローラの構成を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図５】任意の方向からのボリュームレンダリングの説
明のための図である。
明のための図である。
【図６】従来の画像処理装置（ワークステーション）を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
１１ ３次元メモリ １２-1〜１２-n ３次元アドレス発生器 １３ アドレスバス １４-1〜１４-n 画素演算器 １５，１６ データバス １７ ビデオＲＡＭ １８，１９ アドレス発生器 ２０ モニタ ２１ ホストコンピュータ ２２ フローコントローラ
Claims (3)
- 【請求項１】 ボクセルデータからデプスキューイング
法でボリュームレンダリングを行なう画像処理装置にお
いて、 上記ボクセルデータを格納する３次元メモリと、 この３次元メモリよりデータを読み出すためのアドレス
を発生する複数の３次元アドレス発生部と、 上記３次元メモリより読み出されたデータに対して上記
デプスキューイング法の処理を行なう複数の画素演算部
とを備えることを特徴とする画像処理装置。 - 【請求項２】 上記３次元メモリとしてアクセスの高速
なメモリを使用することを特徴とする請求項１記載の画
像処理装置。 - 【請求項３】 上記３次元メモリはスタティックＲＡＭ
であることを特徴とする請求項２記載の画像処理装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5179765A JPH0778266A (ja) | 1993-06-25 | 1993-06-25 | 画像処理装置 |
| US08/255,432 US5625760A (en) | 1993-06-25 | 1994-06-08 | Image processor for performing volume rendering from voxel data by a depth queuing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5179765A JPH0778266A (ja) | 1993-06-25 | 1993-06-25 | 画像処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0778266A true JPH0778266A (ja) | 1995-03-20 |
Family
ID=16071499
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5179765A Pending JPH0778266A (ja) | 1993-06-25 | 1993-06-25 | 画像処理装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5625760A (ja) |
| JP (1) | JPH0778266A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003530176A (ja) * | 2000-04-10 | 2003-10-14 | ボクサー・リミテッド | ボリューム・データのイメージ処理 |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6144383A (en) * | 1997-05-30 | 2000-11-07 | Hewlett-Packard Company | Volumetric data organization method that allows for cache efficient rendering speedups and efficient graphics hardware design |
| US6353677B1 (en) * | 1998-12-22 | 2002-03-05 | Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc. | Rendering objects having multiple volumes and embedded geometries using minimal depth information |
| US6606089B1 (en) | 1999-06-08 | 2003-08-12 | Sulzer Market And Technology Ag | Method for visualizing a spatially resolved data set |
| EP1059612A1 (de) * | 1999-06-08 | 2000-12-13 | Sulzer Markets and Technology AG | Verfahren zum Visualisieren eines räumlich aufgelösten Datensatzes |
| KR20010003022A (ko) | 1999-06-19 | 2001-01-15 | 정선종 | 시각화된 운항 인터페이스를 제공하기 위한 장치 |
| US6373487B1 (en) * | 1999-09-17 | 2002-04-16 | Hewlett-Packard Company | Methods and apparatus for constructing a 3D model of a scene from calibrated images of the scene |
| CA2315302A1 (en) * | 2000-07-13 | 2002-01-13 | Paul A. Halmshaw | Three dimensional imaging system |
| US20060203010A1 (en) * | 2005-03-14 | 2006-09-14 | Kirchner Peter D | Real-time rendering of embedded transparent geometry in volumes on commodity graphics processing units |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6442939A (en) * | 1987-08-10 | 1989-02-15 | Toshiba Corp | Boxcell data compression/expansion device |
| US5101475A (en) * | 1989-04-17 | 1992-03-31 | The Research Foundation Of State University Of New York | Method and apparatus for generating arbitrary projections of three-dimensional voxel-based data |
| US5345490A (en) * | 1991-06-28 | 1994-09-06 | General Electric Company | Method and apparatus for converting computed tomography (CT) data into finite element models |
-
1993
- 1993-06-25 JP JP5179765A patent/JPH0778266A/ja active Pending
-
1994
- 1994-06-08 US US08/255,432 patent/US5625760A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003530176A (ja) * | 2000-04-10 | 2003-10-14 | ボクサー・リミテッド | ボリューム・データのイメージ処理 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5625760A (en) | 1997-04-29 |
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