JPH08147496A - 回転像の作成方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ボクセルの探索処理を最適化でき、投影像の
作成時間を短縮することが可能な、回転像の作成方法お
よび装置を提供すること。 【構成】 ボクセルから成る３次元データを、所望の視
点の投影面から視線方向に順次探索し、前記投影面にボ
クセルを投影して作成する投影像を、視点を順次変えて
前記３次元データを一周する複数枚作成する回転像作成
の方法において、前記３次元データ内に所望する回転軸
を設定するステップと、前記回転軸と直交する各断面の
形が合同となる投影領域を設定するステップと、ボクセ
ルの探索処理を前記各断面の内部のみに限定して投影像
を作成する探索領域限定投影ステップを有することを特
徴とする回転像の作成方法およびその装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画素を立方体と考える
ボクセル(ｖｏｘｅｌ)から成る３次元データを、所望の
視点に対し視線方向にボクセルを順次探索して作成する
投影像を、視点を順次変えて複数作成する回転像の作成
方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、超音波診断装置や磁気共鳴イメー
ジング装置(ＭＲＩ)などを用いて断層像を複数枚撮像
し、ボクセルから成る３次元データを収集することが可
能となってきた。また、これらを三次元表示することで
診断に利用されつつある。三次元表示の一つに、３次元
データを任意方向から見る投影面を設定し、投影面上に
投影像を作成して表示する方法がある。投影像は、所望
とする視点の投影面の一点から、ボクセルから成る３次
元データを視線方向に探索し、投影面の１画素を決定す
る探索処理を全投影面について行い、作成する。探索処
理としては、例えば、各視線ごとに投影面から３次元デ
ータ内の物体の表面までの距離値を求めるものがある。
この技術は、投影面に距離値を格納したデプスマップを
作成し、これを基に陰影付けを行い、投影像を作成し表
示するもので、これにより、物体表面の形状がわかる。
また、探索処理として、視線上に並ぶ画素の総和を求め
るものがある。この技術は、投影面に視線ごとの画素の
総和を格納した投影像(積算投影像)を表示するもので、
これにより、Ｘ線の透過像の如く、１投影像から３次元
データ全体を概観できる。上述の如く、投影像を、視点
を変えて作成して、様々な方向から観察することで、精
度の良い診断が可能となる。また、所望の回転軸を中心
に、３次元データから、一巡する連続した視点に対応す
る投影像を作成し、これを連続表示する回転表示によ
り、３次元構造をより正確に把握することも行われてい
る。なお、これらに関しては、例えば、望月他：超音波
三次元イメージング：第31回日本ＭＥ学会 ＷＳ-５-３,
p.172,1992、または、特開平5-228145号公報の記載を参
考にすることができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来、上述の如きボク
セルの探索は、設定した投影面から３次元データを含む
空間すべてについて行う必要があり、１投影像を作成す
るのに時間がかかる。従って、回転表示用の複数の投影
像を作成するには、視点を変えるごとにボクセルを探索
する必要があり、厖大な時間がかかるという問題があ
る。本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目
的とするところは、従来の技術における上述の如き問題
を解消し、ボクセルの探索処理を最適化し、投影像の作
成時間を短縮することが可能な、回転像の作成方法およ
び装置を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の上述の目的は、
ボクセルから成る３次元データを、所望の視点の投影面
から視線方向に順次探索し、前記投影面にボクセルを投
影して作成する投影像を、視点を順次変えて前記３次元
データを一周する複数枚作成する回転像作成の方法にお
いて、前記３次元データ内に所望する回転軸を設定する
ステップと、前記回転軸と直交する各断面の形が合同と
なる投影領域を設定するステップと、ボクセルの探索処
理を前記各断面の内部のみに限定して投影像を作成する
探索領域限定投影ステップを有することを特徴とする回
転像の作成方法、および、ボクセルから成る３次元デー
タを格納した３次元メモリ，前記３次元データ内に所望
する回転軸を設定する回転軸設定部，前記回転軸と直交
する各断面の形が合同となるボクセルの投影領域を設定
する投影領域設定部，前記回転軸を一周する連続した視
点を設定する連続視点設定部，回転表示用の投影像を格
納する回転表示用メモリおよび前記連続した視点ごとに
前記投影領域内のボクセルのみに探索する処理を限定し
て、前記各断面ごとに視線の方向にボクセルを順次探索
し、前記回転表示用メモリ内の投影面に探索したボクセ
ルを格納して投影像を作成する探索領域限定投影像作成
部を有することを特徴とする回転像の作成装置によって
達成される。

【０００５】

【作用】従来、ボクセルから成る３次元データを投影面
から視線の方向に順次探索し、投影像を作成する場合、
回転表示用の複数の投影像を作成するには、視点を変え
るごとにボクセルを探索する必要があり厖大な時間がか
かっていた。本発明に係る回転像の作成方法および装置
においては、投影領域設定ステップにより投影するボク
セルの領域を設定し、前記投影面からのボクセルの探索
処理を前記投影領域内のみに限定することで、無駄な探
索処理を省き、投影像を高速に作成できる。これによ
り、回転表示用の複数枚の投影像から成る回転像を高速
に作成することが可能になる。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図１は、本発明の第１の実施例に係る回転
像の作成方法を説明するブロック図である。本実施例に
係る回転像の作成方法は、３次元データ入力ステップ
１，回転軸設定ステップ２，投影領域設定ステップ３，
連続視点設定ステップ４，投影面設定ステップ５，探索
領域限定投影ステップ６，回転表示制御ステップ７，表
示ステップ８，３次元メモリ９，回転表示用メモリ１０
から成る。３次元データは、例えば、超音波診断装置や
磁気共鳴イメージング(ＭＲＩ)装置などにより撮像され
た複数枚の断層像である。本実施例に係る投影像の作成
方法の動作の概要は、以下の通りである。まず、３次元
データ入力ステップ１により３次元データを入力し、３
次元メモリ９に格納する。このとき、３次元データのデ
ータサイズ等の情報は、回転軸設定ステップ２に伝達さ
れる。次に、回転軸設定ステップ２により３次元データ
内に回転軸を設定し、投影領域設定ステップ３により前
記回転軸の周りにボクセルの投影領域を設定する。

【０００７】ここで、前記投影領域は、前記回転軸と直
交する各断面ごとに処理することとし、前記各断面の形
が合同となる、例えば、直方体である３次元データ全部
または一部を含む領域とする。また、連続視点設定ステ
ップ４により回転像作成用の連続する視点を設定し、投
影面設定ステップ５により前記連続する視点に対し、投
影面を回転表示用メモリ内に設定する。ここで、前記投
影領域の一断面の外周と所望する視点の投影面からの各
視線との交点は、その幾何的な位置関係から一義的に決
定される。従って、前記投影面に最も近い交点を探索開
始点、前記投影面に最も遠い交点を探索終了点として、
各視線ごとに前記投影領域内部のみを探索できる。な
お、前記探索開始点と探索終了点を格納した探索テーブ
ルを作成しても良い。前記回転軸と直交する各断面の形
は合同であるので、前記探索テーブルは前記全断面につ
いて同一となる。従って、前記探索テーブルは、一視点
に対し一つだけ作成すれば良い。

【０００８】次に、探索領域限定投影ステップ６によ
り、前記各断面ごとに前記探索テーブルを参照して前記
投影領域内のみを探索処理し、回転表示メモリ１０内の
前記各投影面上に回転像を作成する。更に、作成した回
転像を回転表示制御ステップ７により制御して、表示ス
テップ８により回転表示を行う。図２は、上述の回転軸
設定ステップ２および投影領域設定ステップ３を説明す
るものである。３次元データ１１の内部に所望する回転
軸１２を設定し、回転軸１２の周りに投影領域１３を設
定する。次に、本実施例に係る回転像の作成方法の要部
である探索領域限定投影ステップ６を、図３を基に説明
する。ここで、投影領域としては回転軸１２を中心とす
る直方体領域とする。例えば、所望する視点１４の投影
面１５の投影像の作成を考える。回転軸１２と直交する
任意の断面を通る視線と投影領域１３を規定する６平面
の内、回転軸１２に平行な４平面との交点を求め、各視
線での探索開始点および探索終了点を決定する。

【０００９】ここで、各視線の探索範囲は、図中に矢線
で示した範囲となる。図４は、図３を回転軸１２方向上
方から見たものである。探索するボクセルの位置は投影
面からの距離により規定し、探索開始点はＳ０〜Ｓ８、
探索終了点はＥ０〜Ｅ８である。前記探索開始点および
探索終了点は、前記断面の４頂点(Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ)の投
影面１５からの位置を求め、各頂点間の交点は線形補間
により求めることができる。前記探索開始点および探索
終了点から投影領域１３内部のみを探索処理する。例え
ば、ボクセルの探索をＳ１から開始してＥ１で終了し、
結果をｑ０に格納する。上述の如きボクセルの探索を、
回転軸１２と直交するすべての断面に対し行い、投影面
１５上に投影像を作成する。以上の処理を、視点１４を
変えて行うことにより、図５に示す如く、投影領域１３
を一周する視点(Ｖｐ０〜Ｖｐ７)の投影面(Ｐ０〜Ｐ７)
上に投影像を作成する。

【００１０】回転像の作成アルゴリズムを、図４，図５
およびフローチャート(図６)を用いて説明する。例とし
て、図５に示す８枚の投影像を作成することとする。 ＜ステップ００１＞３次元データ内に回転軸１２を設定
する。 ＜ステップ００２＞上述の回転軸１２の周りに投影領域
を設定する。ここでは、直方体領域を設定する。 ＜ステップ００３＞次に、回転像の作成を開始する開始
視点と回転像を格納する投影面の枚数を入力する。ここ
では、開始視点をＶｐ０、投影面の枚数を８枚とし、回
転像作成用の４５度間隔の８連続視点を設定する。 ＜ステップ００４＞ステップ００３で定めた連続視点を
基に、回転表示用メモリ１０内に投影面を設定する。こ
こでは、Ｐ０〜Ｐ７の投影面を設定し、回転表示用メモ
リ１０内に投影面の枚数８枚分のメモリを確保する。

【００１１】＜ステップ００５＞同じく、ステップ００
３で定めた連続視点を基に、各視点ごとに、探索開始点
(Ｓ０〜Ｓｎ)および探索終了点(Ｅ０〜Ｅｎ)から成る探
索領域テーブルを作成する。 ＜ステップ００６＞前記探索開始点および探索終了点か
ら投影領域１３内部のみを探索処理する。例えば、ボク
セルの探索をＳ１から開始してＥ１で終了し、結果をｑ
０に格納して投影面Ｐ１に投影像を作成する。 ＜ステップ００７＞視点を変更する。例えば、Ｖｐ０を
Ｖｐ１に変更する。 ＜ステップ００８＞全投影面の作成が終了していれば本
処理を終了し、していなければステップ００６，ステッ
プ００７を繰り返す。８回のループによって、Ｐ０〜Ｐ
７の投影像が作成される。

【００１２】以下、上述の探索領域限定投影像作成のア
ルゴリズム００７の詳細を、図４およびフローチャート
(図７)を基に説明する。 ＜ステップ１０１＞探索するボクセルの位置を示すポイ
ンタｑを、前記探索テーブルを参照して探索開始点に設
定する。また、ポインタｑの情報を格納する投影面上の
位置を表すポインタｑ０の初期設定を行う。 ＜ステップ１０２＞探索したボクセルの情報の投影面格
納位置を指定するポインタｑ０にポインタｑのボクセル
の情報を投影処理する。 ＜ステップ１０３＞ポインタｑを更新する。 ＜ステップ１０４＞前記探索領域テーブルを参照して、
ポインタｑが探索終了点かどうかの判定を行い、終了点
で無い場合は、ステップ１０２、１０３を繰り返す。

【００１３】＜ステップ１０５＞ポインタｑ０、ｑを更
新する。 ＜ステップ１０６＞投影領域すべての投影が終了したか
どうかの判定を行い、終了していなければステップ１０
２から繰り返し、終了していれば投影像が完成する。こ
こで、投影処理のアルゴリズムを種々選択することで、
様々な投影像を作成することが可能である。以下に、そ
の例を示す。第１の投影処理の例として、濃度値加算ス
テップのアルゴリズムの詳細を、図８のフローチャート
を基に説明する。 ＜ステップ２０１＞ｑ０に既に格納されている濃度値
に、ｑの濃度値を順次加算する。このように濃度値加算
ステップを用いて投影処理を行うことで、探索したボク
セルの濃度値の総和を格納した積算投影像を、各投影面
ごとに作成して回転表示できる。

【００１４】次に、第２の投影処理の例として、距離値
比較格納ステップのアルゴリズムの詳細を、図９のフロ
ーチャートを基に説明する。 ＜ステップ３０１＞ｑ０に既に格納されている投影面か
らの距離値とｑの投影面からの距離値を比較し、ｑの距
離値の方が小さい場合のみステップ３０２を実行する。 ＜ステップ３０２＞ｑ０にｑの距離値を格納する。この
ように距離値比較格納ステップを用いて投影処理を行う
ことで、各投影面ごとのデップスマップを作成できる。
また、デップスマップを基に陰影づけを行うことで、回
転表示用の表面像を作成できる。次に、第３の投影処理
の例として、距離値および濃度値格納ステップのアルゴ
リズムの詳細を、図１０のフローチャートを基に説明す
る。ここで、ポインタｑ０はそれぞれ投影面からの距離
値と濃度値を格納する２つのアドレスを参照するポイン
タｑ０(０)，ｑ０(１)を持つものとする。

【００１５】＜ステップ４０１＞ｑ０(０)に既に格納さ
れている投影面からの距離値とｑの投影面からの距離値
を比較し、ｑの距離値の方が小さい場合のみ、ステップ
４０２および４０３を実行する。 ＜ステップ４０２＞ｑ０(０)にｑの距離値を格納する。 ＜ステップ４０３＞ｑ０(１)にｑの濃度値を格納する。
このように距離値および濃度値格納ステップを用いて投
影処理を行うことで、各投影面ごとのデップスマップと
表面濃度データを作成できる。また、デップスマップを
基に陰影付けを行い、表面像と表面での濃度値の２つの
情報の回転表示ができる。また、表面像と表面での濃度
値の相関、例えば、和を取って回転表示しても良い。

【００１６】次に、第４の投影処理の例として、最大濃
度値格納ステップのアルゴリズムの詳細を、図１１のフ
ローチャートを基に説明する。 ＜ステップ５０１＞ｑ０に既に格納されている濃度値と
ｑの濃度値を比較し、ｑの濃度値の方が大きい場合の
み、ステップ５０２を実行する。 ＜ステップ５０２＞ｑ０にｑの濃度値を格納する。この
ように最大濃度値格納ステップを用いて投影処理を行う
ことで、各視線の最大値を格納した最大値投影像を作成
し、回転表示できる。次に、第５の投影処理の例とし
て、最小濃度値格納ステップのアルゴリズムの詳細を、
図１２のフローチャートを基に説明する。

【００１７】＜ステップ６０１＞ｑ０に既に格納されて
いる濃度値とｑの濃度値を比較し、ｑの濃度値の方が小
さい場合のみ、ステップ６０２を実行する。 ＜ステップ６０２＞ｑ０にｑの濃度値を格納する。この
ように最小濃度値格納ステップを用いて投影処理を行う
ことで、各視線の最小濃度値を格納した最小値投影像を
作成し、回転表示できる。次に、第６の投影処理の例と
して、最大および最小濃度値格納ステップのアルゴリズ
ムの詳細を、図１３のフローチャートを基に説明する。
ここで、ポインタｑ０は濃度値の最大値および最小値を
格納するための２つのアドレスを参照するポインタｑ０
(０)，ｑ０(１)を持つものとする。

【００１８】＜ステップ７０１＞ｑ０(０)に既に格納さ
れている濃度値とｑの濃度値を比較し、ｑの濃度値の方
が大きい場合のみ、ステップ７０２を実行する。 ＜ステップ７０２＞ｑ０(０)にｑの濃度値を格納する。 ＜ステップ７０３＞ｑ０(１)に既に格納されている濃度
値とｑの濃度値を比較し、ｑの濃度値の方が小さい場合
のみ、ステップ７０４を実行する。 ＜ステップ７０４＞ｑ０(１)にｑの濃度値を格納する。
このように最大および最小濃度値格納ステップを用いて
投影処理を行うことで、視線の最大濃度値を格納した最
大値投影像と最小濃度値を格納した最小値投影像を作成
し、回転表示できる。

【００１９】なお、最大値と最小値の和をとった合成像
を作成し、回転表示しても良い。また、これらの投影処
理を組み合わせて回転像を作成しても良い。上記実施例
によれば、探索領域限定投影ステップにより、ボクセル
から成る３次元データ内に、回転軸と直交する形が合同
な連続した断面から成る投影領域を設定し、前記各断面
についてボクセルの探索開始点と探索終了点を求め、前
記投影領域内部のみを探索処理することにより、短時間
で、投影面上に投影像を作成できるようになる。また、
前記各断面について、前記探索開始点と探索終了点を格
納した探索テーブルを視点ごとに作成し、前記全断面に
ついて前記探索テーブルを参照しながら探索処理して投
影像を作成することができるようになる。従って、前記
一断面について視点ごとに作成した前記探索テーブルを
参照することで、前記投影面からの前記探索領域以外の
無駄な探索処理を削減し、複数の投影像から成る回転像
を高速に作成できるという顕著な効果がある。

【００２０】また、前記投影領域を直方体領域とするこ
とで、前記一断面の形は四角形と成り、所望する視点の
投影面からの各４頂点の位置を求めるだけで、各頂点間
の探索開始および終了点は、線形補間により求めること
ができる。従って、高速に探索テーブルを作成でき、デ
ータの入力から回転表示までのスループットを向上する
という顕著な効果がある。また、更に、前記探索領域限
定投影ステップに濃度値加算ステップを組み込むこと
で、探索したボクセルの濃度値の総和を格納した積算投
影像の回転表示像を高速に作成できるという顕著な効果
がある。また、前記探索領域限定投影ステップに距離値
比較格納ステップを組み込むことで、探索したボクセル
のデップスマップを作成し陰影付けして表面像の回転表
示像を高速に作成できるという顕著な効果がある。ま
た、前記探索領域限定投影ステップに距離値および濃度
値格納ステップを組み込むことで、探索したボクセルの
表面像と表面濃度像およびその合成像の回転表示像を高
速に作成できるという顕著な効果がある。

【００２１】また、前記探索領域限定投影ステップに最
大濃度値格納ステップを組み込むことで、探索したボク
セルの最大値投影像の回転表示像を高速に作成できると
いう顕著な効果がある。また、更に、前記探索領域限定
投影ステップに最小値格納ステップを組み込むことで、
探索したボクセルの最小値投影像の回転表示像を高速に
作成できるという顕著な効果がある。また、前記探索領
域限定投影ステップに最大値および最小値格納ステップ
を組み込むことで、探索したボクセルの最大値投影像と
最小値投影像とその合成像の回転表示像を高速に作成で
きるという顕著な効果がある。次に、本発明の第２の実
施例を、図面を基に説明する。前述の第１の実施例で
は、投影領域設定ステップにおいて、投影領域として直
方体の領域を設定した。本実施例では、投影領域として
回転軸１２を中心とする円柱領域を設定する。回転像の
作成手法は、投影領域を円柱領域とすることを除いて、
第１の実施例と同様である。本実施例における投影領域
の設定の詳細を、以下に説明する。

【００２２】図１４は、前記円柱領域を回転軸１２方向
上方から見たものである。ここで、所望する投影面から
のボクセルの探索処理は、回転軸１２に直交する断面ご
とに行うこととする。例えば、所望とする視点の投影面
Ｐｎ上に投影像を作成することを考える。回転軸１２に
直交する任意の断面上の視線と投影領域１３内の円周Ｃ
との交点を求め、各視線での探索開始点および探索終了
点を決定する。図１４では、探索開始点はＳ０〜Ｓ８、
探索終了点はＥ０〜Ｅ８である。例えば、ボクセルの探
索をＳ１から開始してＥ１で終了し、結果をｑ０に格納
する。前記探索開始点および探索終了点から投影領域１
３内部のみを探索処理する。投影領域１３内部のボクセ
ルの探索を回転軸１２と直交するすべての断面について
行い、投影面Ｐｎ上に投影像を作成する。ここで探索テ
ーブルは、前記円周Ｃの半径Ｒと回転軸から投影面まで
の距離Ｌが決まれば視点によらず一義的に定まる。従っ
て、Ｒ，Ｌが決まれば探索テーブルを一つだけ作成する
ことで、回転軸周りのすべての視点において、前記探索
テーブルを参照して投影領域内部のみの探索が可能であ
る。

【００２３】図１５は、回転像作成の様子を回転軸１２
方向上方から見たものである。ここで、視点Ｖｐ０の投
影面Ｐ０の点ｑ０は、前記探索テーブルを参照して探索
開始点Ｓ１からボクセルの探索を始め、探索終了点Ｅ１
で探索を終了してその結果を格納する。また、視点Ｖｐ
ｎの投影面Ｐｎ上で前記ｑ０に対応する点ｑ'０は、前
記探索テーブルを参照して探索開始点Ｓ１からボクセル
の探索を始め、探索終了点Ｅ１で探索を終了してその結
果を格納する。このように一つの探索テーブルを参照し
ながら視点を変えて投影像を作成し、投影領域１３を一
周する回転像を作成できる。ここで、投影処理として
は、第１の実施例と同様に、積算投影像，デップスマッ
プ，デップスマップおよび濃度値，最大値投影像，最小
値投影像，最大値投影像と最小値投影像の合成像とこれ
らの組合せである。本実施例によれば、探索領域限定投
影ステップにより、ボクセルから成る３次元データ内
に、回転軸を中心とする円柱の投影領域を設定し、前記
各断面についてボクセルの探索開始点と探索終了点を求
め、前記投影領域内部のみを探索処理して投影面上に投
影像を作成できるようになる。

【００２４】また、更に、前記投影領域の一断面につい
て、前記探索開始点と探索終了点を格納した視点に依存
しない探索テーブルを一つだけ作成し、前記投影領域の
全断面について前記探索テーブルを参照して、前記投影
領域内部のみを探索処理して投影面上に投影像を作成で
きるようにした。従って、一つだけ作成した前記探索テ
ーブルを参照することで、前記投影面からの前記投影領
域以外の無駄な探索処理を削減し、複数の投影像から成
る回転像を高速に作成できるという顕著な効果がある。
図１６は、本発明の第３の実施例に係る回転像の作成装
置の構成を示すものである。本実施例に係る回転像の作
成装置は、回転軸設定部１７，投影領域設定部１８，連
続視点決定部１９から構成される回転条件設定部１６
と、探索開始テーブル２２，探索終了テーブル２３から
構成される探索領域テーブル２１と、中央制御部２０，
ボクセル探索制御部２４，探索アドレス発生部２５，３
次元メモリ２６，ボクセル情報処理部２７，投影アドレ
ス発生部２８，回転表示用メモリ２９，回転像表示制御
部３１，フレームメモリ３２，表示部３３から成る。各
構成要素の動作は、以下の説明で明らかにされる。

【００２５】本装置は、回転像の作成条件を設定し、視
点を変えて回転表示用の投影像を作成し、順次回転表示
用メモリに格納して回転像を作成し、回転表示用メモリ
から上述の投影像を順次呼び出して表示することで、回
転表示を行うものである。３次元データは、例えば、超
音波診断装置や磁気共鳴イメージング(ＭＲＩ)装置など
により撮像された複数枚の断層像であり、ここでは、上
述の如き画像撮影手段により収集されているものとす
る。以下、本装置の動作の詳細を、処理の流れに沿って
説明する。まず、回転条件設定部１６により、回転像の
作成条件を設定する。すなわち、回転軸設定部１７は、
例えば、その位置(ｘ,ｙ,ｚ)と角度(θ，φ)を、図示さ
れていないダイヤル等により入力し、回転軸を３次元メ
モリ２６内に設定する。投影領域設定部１８は、上述の
回転軸を中心とする投影領域を設定する。ここで、投影
領域は、前記回転軸に直交する断面ごとに処理すること
とし、前記各断面の形が合同となる３次元データ全部ま
たは一部を含む領域、例えば、直方体領域を設定する。

【００２６】連続視点決定部１９は、回転軸を一周する
連続した視点を設定する。次に、中央制御部２０は、上
記設定情報を基に、各視線ごとにボクセルの探索開始点
と終了点をそれぞれ格納した、探索開始テーブル２２と
探索終了テーブル２３の２つから成る探索領域テーブル
２１を作成する。ここで、前記投影領域の一断面の外
周、例えば、直方体領域の四辺形断面の４辺と各視線と
の交点は、その幾何学的な位置関係から一義的に決定さ
れる。従って、前記各断面について、前記連続した視点
ごとに、前記投影面に最も近い交点を探索開始点、前記
投影面に最も遠い交点を探索終了点として、探索領域テ
ーブル２１を作成することができるものである。次に、
中央制御部２０は、上述の連続した視点ごとに回転表示
用の投影像を作成する。まず、ボクセル探索制御部２４
は、中央制御部２０の制御情報を基に、探索領域テーブ
ル２１を参照し、各視線ごとに、前記探索開始点と探索
終了点の情報を入手し、該探索開始点から探索終了点ま
で、探索アドレス発生部２５で発生したアドレスに従
い、３次元メモリ２６のボクセル情報を順次探索する。

【００２７】このとき、上述のボクセル情報は、ボクセ
ル情報処理部２７により、投影アドレス発生部２８で発
生したアドレスの回転表示用メモリ２９の所定アドレス
に、以下の如く処理した上で、順次格納する。上記処理
は、例えば、探索した濃度値を当該投影面上で加算する
積算処理である。上記処理を繰り返して、投影領域内の
ボクセルのみを順次探索し、回転表示用メモリ２９内の
前記各視点ごとの投影面に投影し、回転像を作成する。
最後に、中央制御部２０で制御された回転表示制御部３
１が、回転表示用メモリ２９に制御信号３０を送り、作
成した回転像を、順次、フレームメモリ３２に格納し、
表示部３３により表示する。本実施例によれば、ボクセ
ルから成る３次元データ内に設定した回転軸を中心とす
る投影領域(上の例では直方体領域)の前記回転軸に直交
する各断面ごとに、投影面からの距離値で規定した探索
開始点と探索終了点を求め、前記投影領域内部のみを探
索処理して投影面上に投影像を作成できるようになる。
従って、前記投影面からの前記探索領域以外の無駄な探
索処理を削減し、複数の投影像から成る回転像を高速に
作成できるという顕著な効果がある。なお、上記各実施
例は本発明の一例を示したものであり、本発明はこれら
に限定されるべきものではないことは言うまでもないこ
とである。

【００２8】

【発明の効果】以上、詳細に説明した如く、本発明によ
れば、ボクセルの探索処理を最適化でき、投影像の作成
時間を短縮することが可能な、回転像の作成方法および
装置を実現できるという顕著な効果を奏するものであ
る。より具体的には、下記の如き効果を得ることができ
るものである。 (１)前記探索領域限定投影ステップにより、前記一断面
について視点ごとに作成した前記探索テーブルを参照す
ることで、前記投影面からの前記探索領域以外の無駄な
探索処理を削減し、複数の投影像から成る回転像を高速
に作成できるという顕著な効果がある。 (２)前記投影領域を直方体領域とすることで、前記一断
面の形は四角形となり、所望する視点の投影面からの４
頂点の各位置を求めるだけで、各頂点間の探索開始およ
び終了点は、線形補間により求めることができる。従っ
て、高速に探索テーブルを作成でき、データの入力から
回転表示までのスループットを向上するという顕著な効
果がある。 (３)前記探索領域限定投影ステップに、濃度値加算ステ
ップを組み込むことで、探索したボクセルの濃度値の総
和を格納した積算投影像の回転表示像を高速に作成でき
るという顕著な効果がある。 (４)前記探索領域限定投影ステップに、距離値比較格納
ステップを組み込むことで、探索したボクセルのデップ
スマップを作成し陰影付けして表面像の回転表示像を高
速に作成できるという顕著な効果がある。 (５)前記探索領域限定投影ステップに、距離値および濃
度値格納ステップを組み込むことで、探索したボクセル
の表面像と表面濃度像およびその合成像の回転表示像を
高速に作成できるという顕著な効果がある。 (６)前記探索領域限定投影ステップに、最大濃度値格納
ステップを組み込むことで、探索したボクセルの最大値
投影像の回転表示像を高速に作成できるという顕著な効
果がある。 (７)前記探索領域限定投影ステップに、最小値格納ステ
ップを組み込むことで、探索したボクセルの最小値投影
像の回転表示像を高速に作成できるという顕著な効果が
ある。 (８)前記探索領域限定投影ステップに、最大値および最
小値格納ステップを組み込むことで、探索したボクセル
の最大値投影像と最小値投影像とその合成像の回転表示
像を高速に作成できるという顕著な効果がある。 (９)前記探索領域限定投影ステップにより、ボクセルか
ら成る３次元データ内に回転軸を中心とする円柱の投影
領域を設定し、前記各断面についてボクセルの探索開始
点と探索終了点を求め、前記投影領域内部のみを探索処
理して投影面上に投影像を作成するようにした場合に
は、一つだけ作成した前記探索テーブルを参照すること
で前記投影面からの前記投影領域以外の無駄な探索処理
を削減し、複数の投影像から成る回転像を高速に作成で
きるという顕著な効果がある。 (１０)前記探索領域限定投影像作成部により、ボクセル
から成る３次元データ内に設定した回転軸を中心とする
投影領域、例えば、直方体領域の前記回転軸に直交する
各断面ごとに、投影面からの距離値で規定した探索開始
点と探索終了点を求め、前記投影領域内部のみを探索処
理して投影面上に投影像を作成するようにした場合に
は、前記投影面からの前記探索領域以外の無駄な探索処
理を削減し、複数の投影像から成る回転像を高速に作成
できるという顕著な効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係る回転像の作成方法
のブロック図である。

【図２】図１に示した実施例に係る回転軸および投影領
域設定を説明する図である。

【図３】本発明の要部である探索領域限定投影を説明す
る図である。

【図４】図１に示した実施例の探索領域限定投影の様子
を回転軸方向上方から見た図である。

【図５】実施例に係る投影面の設定と回転像の作成の様
子を示す図である。

【図６】図１に示した実施例の回転像の作成アルゴリズ
ムを説明するフローチャートである。

【図７】図１に示した実施例の探索領域限定投影のアル
ゴリズムを説明するフローチャートである。

【図８】図１に示した実施例の第１の投影処理の例を示
すアルゴリズムを説明するフローチャートである。

【図９】図１に示した実施例の第２の投影処理の例を示
すアルゴリズムを説明するフローチャートである。

【図１０】図１に示した実施例の第３の投影処理の例を
示すアルゴリズムを説明するフローチャートである。

【図１１】図１に示した実施例の第４の投影処理の例を
示すアルゴリズムを説明するフローチャートである。

【図１２】図１に示した実施例の第５の投影処理の例を
示すアルゴリズムを説明するフローチャートである。

【図１３】図１に示した実施例の第６の投影処理の例を
信すアルゴリズムを説明するフローチャートである。

【図１４】本発明の第２の実施例に係るの探索領域限定
投影の様子を回転軸方向上方から見た図である。

【図１５】図１４に示した実施例の回転像作成の様子を
回転軸上方から見た図である。

【図１６】本発明の第３の実施例に係る回転像作成装置
を説明する図である。

【符号の説明】

１ ３次元データ入力ステップ ２ 回転軸設定ステップ ３ 投影領域設定ステップ ４ 連続視点設定ステップ ５ 投影面設定ステップ ６ 探索領域限定投影ステップ ７ 回転表示制御ステップ ８ 表示ステップ ９ ３次元メモリ １０ 回転表示用メモリ １１ ３次元データ １２ 回転軸 １３ 投影領域 １４ 視点 １５ 投影面 １６ 回転条件設定部 １７ 回転軸設定部 １８ 投影領域設定部 １９ 連続視点設定部 ２０ 中央制御部、 ２１ 探索領域テーブル ２２ 探索開始テーブル ２３ 探索終了テーブル ２４ ボクセル探索制御部 ２５ 探索アドレス発生部 ２６ ３次元メモリ ２７ ボクセル情報処理部 ２８ 投影アドレス発生部 ２９ 回転表示用メモリ ３０ 制御情報 ３１ 回転表示制御部 ３２ フレームメモリ ３３ 表示部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０６Ｔ 17/00 1/00 9365−5Ｈ Ｇ０６Ｆ 15/62 ３５０ Ａ ３９０ Ｂ (72)発明者 松尾 仁司 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 岡島 健一 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ボクセルから成る３次元データを、所望
   の視点の投影面から視線方向に順次探索し、前記投影面
   にボクセルを投影して作成する投影像を、視点を順次変
   えて前記３次元データを一周する複数枚作成する回転像
   作成の方法において、前記３次元データ内に所望する回
   転軸を設定するステップと、前記回転軸と直交する各断
   面の形が合同となる投影領域を設定するステップと、ボ
   クセルの探索処理を前記各断面の内部のみに限定して投
   影像を作成する探索領域限定投影ステップを有すること
   を特徴とする回転像の作成方法。
2. 【請求項２】 前記探索領域限定投影ステップは、前記
   投影領域を直方体領域とし、ボクセルを探索する領域を
   前記直方体内部に限定して投影像を作成するステップを
   有することを特徴とする請求項１記載の回転像の作成方
   法。
3. 【請求項３】 前記探索領域限定投影ステップは、所望
   する視点ごとに前記各断面を通る各視線のボクセルの探
   索区間を規定した探索テーブルを作成し、前記各断面ご
   とに前記視点ごとの探索テーブルを参照して、ボクセル
   を探索する領域を前記各断面内部に限定して投影像を作
   成するステップを有することを特徴とする請求項１また
   は２記載の回転像の作成方法。
4. 【請求項４】 前記探索領域限定投影ステップは、前記
   投影領域を、前記回転軸を中心とした円柱領域とし、ボ
   クセルの投影領域を限定して投影像を作成するステップ
   を有することを特徴とする請求項１記載の回転像の作成
   方法。
5. 【請求項５】 前記探索領域限定投影ステップは、前記
   各断面を通る視線ごとにボクセルの探索区間を規定した
   探索テーブルを一つ作成し、前記視点を順次変えて前記
   各断面ごとに前記一つの探索テーブルを参照して、ボク
   セルを探索する領域を前記円柱内部に限定して投影像を
   作成するステップを有することを特徴とする請求項４記
   載の回転像の作成方法。
6. 【請求項６】 前記探索領域限定投影ステップは、投影
   するボクセルの濃度値を投影面上で順次加算するステッ
   プを有することを特徴とする請求項１から５のいずれか
   に記載の回転像の作成方法。
7. 【請求項７】 前記探索領域限定投影ステップは、投影
   するボクセルの投影面からの距離値を投影面上で比較し
   て、最も近いボクセルの距離値を前記投影面上に格納す
   るステップを有することを特徴とする請求項１から５の
   いずれかに記載の回転像の作成方法。
8. 【請求項８】 前記探索領域限定投影ステップは、投影
   するボクセルの濃度値および投影面からの距離値の２つ
   を格納する投影面を有し、前記距離値を前記投影面上で
   比較して、最も近いボクセルの距離値と前記濃度値とを
   格納するステップを有することを特徴とする請求項１か
   ら５のいずれかに記載の回転像の作成方法。
9. 【請求項９】 前記探索領域限定投影ステップは、投影
   するボクセルの濃度値を投影面上で比較してその最大値
   を格納するステップを有することを特徴とする請求項１
   から５のいずれかに記載の回転像の作成方法。
10. 【請求項１０】 前記探索領域限定投影ステップは、投
    影するボクセルの濃度値を投影面上で比較してその最小
    値を格納するステップを有することを特徴とする請求項
    １から５のいずれかに記載の回転像の作成方法。
11. 【請求項１１】 前記探索領域限定投影ステップは、投
    影するボクセルの濃度値の最大値および最小値の２つを
    格納する投影面を有し、前記投影面に前記濃度値の最大
    値を格納するステップと、前記投影面に前記濃度値の最
    小値を格納するステップとを有することを特徴とする請
    求項１から５のいずれかに記載の回転像の作成方法。
12. 【請求項１２】 ボクセルから成る３次元データを格納
    した３次元メモリ，前記３次元データ内に所望する回転
    軸を設定する回転軸設定部，前記回転軸と直交する各断
    面の形が合同となるボクセルの投影領域を設定する投影
    領域設定部，前記回転軸を一周する連続した視点を設定
    する連続視点設定部，回転表示用の投影像を格納する回
    転表示用メモリおよび前記連続した視点ごとに前記投影
    領域内のボクセルのみに探索する処理を限定して、前記
    各断面ごとに視線の方向にボクセルを順次探索し、前記
    回転表示用メモリ内の投影面に探索したボクセルを格納
    して投影像を作成する探索領域限定投影像作成部を有す
    ることを特徴とする回転像の作成装置。