JPH09237352A - Three-dimensional picture constituting method and device therefor - Google Patents

Three-dimensional picture constituting method and device therefor

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JPH09237352A
JPH09237352A JP8045070A JP4507096A JPH09237352A JP H09237352 A JPH09237352 A JP H09237352A JP 8045070 A JP8045070 A JP 8045070A JP 4507096 A JP4507096 A JP 4507096A JP H09237352 A JPH09237352 A JP H09237352A
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朋洋 永尾
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To visualize the internal shape of a specimen in a wide range by shading corresponding to the internal shape of the specimen with respect to a parallelly projected two-dimensional picture. SOLUTION: In this method, a specimen with an internal space among volume pictures expressed by a world coordinate system constituted by piling many tomographic images 30 is perspectively converted into a coordinate system at an optional view point face 20 to obtain a two-dimensional picture, and the two dimensional picture is shaded based on a distance NRD between an outline point outside of the specimen and the view point face to obtain a three- dimensional picture. A virtual line light source is provided inside of this specimen to obtain a distance between the position of a light source and an outline point inside of the specimen on each tomographic image. Then the distance is reflected to the shading to the two dimensional picture to shade the two-dimensional picture of the specimen corresponding to its surface shape and inside shape. Thereby, as the outside surface of the specimen is given the shading of the inside of the specimen, internal unevenness can be confirmed and internal information is obtained by looking at its outside.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は三次元画像構成方法
及び装置に係り、特にX線CT装置、MRI装置等から
得られる多数の断層像を積み重ねてなるボリューウム画
像を、任意の方向から見るための視点面に透視変換して
二次元画像を得るとともに、この二次元画像に陰影付け
を行って三次元画像(ここでの三次元画像は、二次元配
列の各画素に濃度を付けて三次元的に見せた画像を示
す)として構成する三次元画像構成方法及び装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for constructing a three-dimensional image, and in particular, for viewing a volume image obtained by stacking a large number of tomographic images obtained from an X-ray CT apparatus, an MRI apparatus or the like from any direction. The perspective plane is transformed into a two-dimensional image, and the two-dimensional image is shaded to give a three-dimensional image. (The three-dimensional image here is a three-dimensional image in which each pixel of the two-dimensional array is given a density. A three-dimensional image composing method and apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種の三次元画像構成方法としては、
図10に示すように被検査体を見るための表示画面に相
当する視点面20を適宜設定し、被検査体の各断層像3
0に対して視点面20からの仮想の平行光源によって照
明される輪郭点を抽出し、この抽出した輪郭点の集合で
ある被検査体の二次元画像に陰影付けアルゴリズムにし
たがって陰影付けを行う方法がある。
2. Description of the Related Art As a three-dimensional image construction method of this type,
As shown in FIG. 10, a viewpoint plane 20 corresponding to a display screen for viewing the inspection object is appropriately set, and each tomographic image 3 of the inspection object is set.
A method of extracting a contour point illuminated by a virtual parallel light source from the viewpoint plane 20 with respect to 0 and performing shading on a two-dimensional image of the object to be inspected, which is a set of the extracted contour points, according to a shading algorithm. There is.

【0003】即ち、視点面20から見える被検査体の輪
郭点を抽出し、その輪郭点を視点面20の座標系に透視
変換するとともに、透視変換した輪郭点の明るさを輪郭
点と視点面との距離に基づいて決定するようにしてい
る。例えば、視点面に近い輪郭点は明るくし、視点面か
ら遠い輪郭点は暗くする。
That is, the contour points of the object to be inspected which are visible from the viewpoint plane 20 are extracted, and the contour points are perspective-transformed into the coordinate system of the viewpoint plane 20, and the brightness of the perspective-transformed contour points is changed to the contour points and the viewpoint plane. The decision is made based on the distance from. For example, the contour points near the viewpoint plane are brightened, and the contour points far from the viewpoint plane are darkened.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような三次元画像構成方法では、平行光源が被検査体の
外側にあるため、例えば気管、食道、胃、腸などの対象
臓器を、その外側から見た三次元画像として構成するの
には有効であるが、その内部の情報を得ることができな
いという問題があった。即ち、図10中の丸で囲まれた
突起部(即ち、病巣部)の情報を得ることができなかっ
た。
However, in the above-described three-dimensional image construction method, since the parallel light source is located outside the object to be inspected, the target organ such as the trachea, esophagus, stomach, or intestine is located outside the object. Although it is effective in constructing it as a three-dimensional image viewed from above, there was a problem that information inside it could not be obtained. That is, it was not possible to obtain information on the protrusion (that is, the lesion) surrounded by the circle in FIG.

【0005】これに対し、例えば特開平4−13683
1号公報に記載の三次元画像構成方法は、被検査体の内
部に視点を置き、投影面への各断層像の投影に中心投影
による座標変換を用い、被検査体をその内側から見た画
像を構成するようにしている。しかし、この方法よって
構成される画像は、被検査体を内視鏡で見ているような
画像となり、観察範囲が狭いという問題がある。
On the other hand, for example, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 4-13683.
In the three-dimensional image construction method described in Japanese Patent Laid-Open No. 1, a viewpoint is placed inside an object to be inspected, coordinate conversion by central projection is used to project each tomographic image onto a projection surface, and the object to be inspected is viewed from the inside. I am trying to compose an image. However, the image formed by this method becomes an image of an object to be inspected by an endoscope, and there is a problem that the observation range is narrow.

【0006】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、平行投影される二次元画像に被検査体の内部形
状に応じた陰影付けを行うことができ、被検査体の内部
形状を広範囲にわたって視認可能な三次元画像構成方法
及び装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and a two-dimensional image projected in parallel can be shaded according to the internal shape of the object to be inspected. An object of the present invention is to provide a three-dimensional image constructing method and apparatus which can be visually recognized over a wide range.

【0007】[0007]

【課題を解決する為の手段】本発明は前記目的を達成す
るために、多数の断層像を積み重ねてなるワールド座標
系で表現されるボリューウム画像のうち内部空間を有す
る被検査体を任意の視点面での座標系に透視変換して二
次元画像を得るとともに、該二次元画像に前記被検査体
の外側の輪郭点と前記視点面との距離に基づいて陰影付
けを行い三次元画像として構成する三次元画像構成方法
において、各断層像毎に前記被検査体の内側の輪郭点を
抽出し、前記被検査体の内部に仮想の線光源を設け、各
断層像上における前記光源の位置と前記内側の輪郭点と
の距離を算出し、前記算出した距離に基づいて前記被検
査体の二次元画像に対して更に陰影付けを行うようにし
たことを特徴としている。即ち、前記三次元画像構成方
法において透視変換及び陰影付けを行うに際し、透視変
換は従来通りの方法で行い、陰影付けに関しては各断層
像毎に被検査体の内部の仮想の光源からの距離で計算さ
れた陰影付けアルゴリズムにしたがって被検査体の外部
に施すようにしている。これにより、被検査体の三次元
画像を構成した際に、被検査体の外側面に被検査体内部
における陰影付けがなされるため、外面を見ることによ
り内部の凹凸を確認することができ、内部情報が得られ
る。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides an arbitrary viewpoint of an object to be inspected having an internal space among volume images represented by a world coordinate system in which a large number of tomographic images are stacked. A two-dimensional image is obtained by perspective transformation into a coordinate system on a plane, and the two-dimensional image is shaded based on the distance between the contour point outside the inspection object and the viewpoint plane to form a three-dimensional image. In the three-dimensional image forming method, the contour points inside the inspection object are extracted for each tomographic image, a virtual linear light source is provided inside the inspection object, and the position of the light source on each tomographic image is It is characterized in that a distance from the inner contour point is calculated, and shading is further performed on the two-dimensional image of the inspection subject based on the calculated distance. That is, when performing the perspective transformation and the shading in the three-dimensional image construction method, the perspective transformation is performed by a conventional method, and the shading is performed by the distance from the virtual light source inside the inspected object for each tomographic image. It is applied to the outside of the inspection object according to the calculated shading algorithm. As a result, when a three-dimensional image of the inspection object is constructed, the outer surface of the inspection object is shaded inside the inspection object, so that it is possible to confirm the internal unevenness by looking at the outer surface, Inside information is obtained.

【0008】また、本発明の他の実施の態様によれば、
多数の断層像を積み重ねてなるワールド座標系で表現さ
れるボリューウム画像を任意の視点面での座標系に透視
変換して二次元画像を得るとともに、該二次元画像に陰
影付けを行って三次元画像として構成する三次元画像構
成方法において、各断層像毎に内部空間を有する被検査
体の内側の輪郭点を抽出し、前記抽出した輪郭点を前記
視点面の座標系に透視変換するとともに、ワールド座標
系の輪郭点と視点面との距離を算出し、前記視点面での
座標系の同一位置における2つの輪郭点のうち視点面か
ら遠い方の輪郭点を選択するとともに、その選択した輪
郭点に対して視点面との距離に対応した濃度を付けるこ
とにより被検査体を切断した内側の二次元画像に陰影付
けを行うようにしたことを特徴としている。即ち、被検
査体をその中心を通る平面によって切断し、その切断し
た内側の輪郭点を視点面に透視変換するとともに陰影付
けアルゴリズムにしたがった陰影付けを行うようにして
いる。これにより、被検査体の切断された内側の凹凸を
確認することができる。
According to another embodiment of the present invention,
A volume image represented by a world coordinate system, which is a stack of multiple tomographic images, is perspective-transformed into a coordinate system at an arbitrary viewpoint plane to obtain a two-dimensional image, and the two-dimensional image is shaded to obtain a three-dimensional image. In the three-dimensional image configuration method configured as an image, to extract the contour points inside the inspection object having an internal space for each tomographic image, and perspectively transform the extracted contour points into the coordinate system of the viewpoint plane, The distance between the contour point in the world coordinate system and the viewpoint plane is calculated, and the contour point farther from the viewpoint plane is selected from the two contour points at the same position in the coordinate system on the viewpoint plane, and the selected contour is selected. The feature is that the density is added to the point according to the distance from the viewpoint surface, and the inner two-dimensional image obtained by cutting the inspection object is shaded. That is, the object to be inspected is cut by a plane passing through its center, the cut inner contour points are perspective-transformed into a viewpoint plane, and shading is performed according to a shading algorithm. As a result, it is possible to confirm the cut inside unevenness of the inspection object.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下添付図面に従って本発明に係
る三次元画像構成方法及び装置の好ましい実施の形態に
ついて詳説する。まず、本発明に係る三次元画像構成方
法の原理について図1乃至図4に基づいて説明する。図
1に示すように視点面20に透視変換される被検査体の
各断層像30から例えば対象臓器として胃を取り出す。
この場合、胃以外の臓器の画素を無視して透視変換を行
うことにより胃のみを取り出すことができる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Preferred embodiments of a three-dimensional image construction method and apparatus according to the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. First, the principle of the three-dimensional image forming method according to the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, for example, the stomach is taken out as a target organ from each tomographic image 30 of the inspected object which is perspective-transformed to the viewpoint 20.
In this case, only the stomach can be taken out by ignoring pixels of organs other than the stomach and performing perspective transformation.

【0010】この胃(被検査体)に対して、その内部を
貫通する仮想の線光源Cを設定する。この線光源は、各
断層像30上では点光源となる。尚、この線光源の位置
は、例えば各断層像30の内部の重心位置を貫通するよ
うに計算によって設定してもよいし、操作手段によって
各断層像30の内部の重心の近似位置に設定してもよ
い。
A virtual linear light source C penetrating the inside of the stomach (inspection object) is set. This line light source becomes a point light source on each tomographic image 30. The position of this linear light source may be set, for example, by calculation so as to penetrate the position of the center of gravity inside each tomographic image 30, or may be set to an approximate position of the center of gravity inside each tomographic image 30 by operating means. May be.

【0011】そして、対象臓器内部に設定した光源によ
って照明される対象臓器内側の画素を対象に陰影付け計
算を行い、その陰影付け計算における結果から内部情報
を確認できるようにする。これを図2及び図3を用いて
説明する。ここで、ワールド座標系(x,y,z)で表
現される断層像30上の曲線21で囲まれる範囲を対象
臓器とし、その対象臓器の内部に操作側で任意に与えた
点光源の位置をc(x0,y0,z0)とする。また、位置c
からの距離をr、その距離rの増加分をΔr、位置cか
ら方向をθ、臓器内側の輪郭点をp1(x1,y1,z1)、
外側の輪郭点をp2(x2,y2,z2)とする。尚、p1、
p2は、c、r及びθにより与えられる。
Then, the shading calculation is performed on the pixels inside the target organ illuminated by the light source set inside the target organ, and the internal information can be confirmed from the result of the shading calculation. This will be described with reference to FIGS. Here, the range surrounded by the curve 21 on the tomographic image 30 represented by the world coordinate system (x, y, z) is the target organ, and the position of the point light source arbitrarily given inside the target organ on the operating side. Be c (x0, y0, z0). Also, the position c
To r, the increment of the distance r is Δr, the direction from the position c is θ, the contour point inside the organ is p1 (x1, y1, z1),
The outer contour point is p2 (x2, y2, z2). In addition, p1,
p2 is given by c, r and θ.

【0012】図3に示すように対象臓器の内側の輪郭点
p1を抽出すると、そのときの距離rを光源cからの距
離Rとして記憶する。また、輪郭点p1と同方向の外側
の輪郭点p2を抽出すると、その輪郭点p2と視点面2
0との距離NRDを求めるとともに、輪郭点p2の視点
面20上の点p′2を求める。ここで、輪郭点p2と視
点面20との距離NRDは以下のようにして求める。
When the contour point p1 inside the target organ is extracted as shown in FIG. 3, the distance r at that time is stored as the distance R from the light source c. When an outer contour point p2 in the same direction as the contour point p1 is extracted, the contour point p2 and the viewpoint plane 2 are extracted.
A distance NRD from 0 and a point p'2 on the viewpoint plane 20 of the contour point p2 are obtained. Here, the distance NRD between the contour point p2 and the viewpoint 20 is obtained as follows.

【0013】ワールド座標系における原点Oを視点面2
0に投影した点をO′とし、線分OO′の距離をNE
Z、線分OO′がxz平面となす角をα、線分OO′の
xz平面への射影がx軸となす角をβ、点p2が存在す
る断層像をy2とすると、点p2と視点面20との距離
NRDは、次式、
The origin O in the world coordinate system is set to the viewpoint 2
The point projected on 0 is O ′, and the distance of the line segment OO ′ is NE.
Let Z be the angle that the line segment OO ′ makes with the xz plane, α be the angle that the projection of the line segment OO ′ makes with the xz plane be the β axis, and let y2 be the tomographic image at which the point p2 exists. The distance NRD from the surface 20 is calculated by the following equation:

【0014】[0014]

【数1】 NRD=NEZ−x2・cos βcos α−y2・cos βsin α−z2・sin β …(1) で求められる。また、視点面20上に投影された点p2
の座標はワールド座標系であるが、その座標を視点面2
0におけるXY座標系に変換するには、以下の式を用い
る。
## EQU1 ## NRD = NEZ-x2.cos .beta.cos .alpha.-y2.cos .beta.sin .alpha.-z2.sin .beta. (1) In addition, the point p2 projected on the viewpoint plane 20
The coordinates of are in the world coordinate system.
To convert to the XY coordinate system at 0, the following formula is used.

【0015】[0015]

【数2】 X=x2・cos α−z2・sin α …(2)[Formula 2] X = x2 · cos α−z2 · sin α (2)

【0016】[0016]

【数3】 Y=x2・sin αsin β+y2・cos β+z2・cos αsin β …(3) 一方、視点面20のXY座標系に透視変換された点p2
の濃度値を、次式によって算出する。
## EQU00003 ## Y = x2.sin .alpha.sin .beta. + Y2.cos .beta. + Z2 .cos .alpha.sin .beta. (3) On the other hand, the point p2 perspective-transformed into the XY coordinate system of the viewpoint plane 20
The concentration value of is calculated by the following formula.

【0017】[0017]

【数4】 視点面の濃度値=定数・R・NRD …(4) 以上の処理を図4のように計算する断層像の対象臓器領
域全てに対して行うと、視点面20のXY座標系の同一
位置に対して2つの輪郭点が重なるが、視点面20から
見える被検査体の輪郭点は、視点面20に近い方の輪郭
点であるため、視点面20に近い方の輪郭点のデータを
選択する。尚、光源は対象臓器内部では重心を通る曲線
光源となり、対象臓器の内部情報を含む陰影付けのため
の濃度値が計算されることになる。そして、この濃度値
を対象臓器外部の陰影付けに用いることにより、対象臓
器の外部とともに臓器内部の情報も得ることができる三
次元画像を構成することができる。即ち、この構成画像
において、対象臓器の内面の凹凸P0は、対象臓器の表
面上に陰影P0′として表示されることになる。
## EQU00004 ## Density value of viewpoint plane = constant.R.NRD (4) When the above processing is performed for all target organ regions of the tomographic image calculated as shown in FIG. 4, the XY coordinate system of the viewpoint plane 20 is obtained. Although the two contour points overlap with each other at the same position, the contour point of the object to be inspected seen from the viewpoint plane 20 is the contour point closer to the viewpoint plane 20, and therefore the contour point closer to the viewpoint plane 20 is Select data. The light source is a curved light source that passes through the center of gravity inside the target organ, and the density value for shading including the internal information of the target organ is calculated. Then, by using this density value for shading the outside of the target organ, it is possible to construct a three-dimensional image in which information on the inside of the organ as well as the outside of the target organ can be obtained. That is, in this constituent image, the unevenness P0 on the inner surface of the target organ is displayed as a shadow P0 'on the surface of the target organ.

【0018】図5は本発明が適用されるハードウェア構
成を示すブロック図である。同図において、50は中央
処理装置(CPU)、51はメインメモリ、52は磁気
ディスク、53は表示メモリ、55はマウスコントロー
ラで、これらは共通バス58に接続されている。磁気デ
ィスク52には、多数の断層像を積み重ねてなるワール
ド座標系で表現されるボリューウム画像、座標変換や陰
影付けのためのプログラムなどが格納されている。
FIG. 5 is a block diagram showing a hardware configuration to which the present invention is applied. In the figure, 50 is a central processing unit (CPU), 51 is a main memory, 52 is a magnetic disk, 53 is a display memory, 55 is a mouse controller, and these are connected to a common bus 58. The magnetic disk 52 stores a volume image represented by a world coordinate system in which a large number of tomographic images are stacked, a program for coordinate conversion and shading, and the like.

【0019】CPU50は、後述するように多数の断層
像及び座標変換や陰影付けのためのプログラムを読み出
し、メインメモリ51を用いて被検査体にその内側の形
状に関する陰影付けが施された三次元画像を構成し、そ
の結果を表示メモリ53に送り、CRT54に表示させ
る。マウスコントローラ55に接続されたマウス56及
びキーボード57は、三次元画像を構成する際の視点面
や光源位置などを指定する。また、得られた三次元画像
は、必要に応じて磁気ディスク52に格納される。
The CPU 50 reads out a large number of tomographic images and programs for coordinate conversion and shading as will be described later, and the main memory 51 is used to shade a three-dimensional image of the inside shape of the object to be inspected. An image is constructed, and the result is sent to the display memory 53 and displayed on the CRT 54. A mouse 56 and a keyboard 57 connected to the mouse controller 55 specify a viewpoint surface, a light source position, and the like when forming a three-dimensional image. The obtained three-dimensional image is stored in the magnetic disk 52 as needed.

【0020】次に、上記CPU50の処理内容について
図6及び図7に示すフローチャートを参照しながら説明
する。まず、初期設定時に距離値を格納するZバッファ
メモリに十分大きな値を設定するとともに、視点面、対
象臓器領域、及び輪郭抽出用の閾値などが設定される
(ステップS10)。続いて、所定の位置(y0)に対
応した断層像を磁気ディスク52から読み出すととも
に、その読み出した断層像に対する光源の位置となる基
準値c(x0,y0,z0)を求める(ステップS12)。こ
の場合、読み出した断層像の重心位置を算出し、その重
心位置を基準位置とする。
Next, the processing contents of the CPU 50 will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS. First, a sufficiently large value is set in the Z buffer memory that stores the distance value at the time of initial setting, and the viewpoint plane, the target organ region, the threshold value for contour extraction, etc. are set (step S10). Then, the tomographic image corresponding to the predetermined position (y0) is read from the magnetic disk 52, and the reference value c (x0, y0, z0) that is the position of the light source with respect to the read tomographic image is obtained (step S12). In this case, the barycentric position of the read tomographic image is calculated, and the barycentric position is used as the reference position.

【0021】次に、角度θ=0、距離r=0に初期化し
(ステップS14)、基準値c及びθ、rに基づいて点
p1を、次式、
Next, the angle θ = 0 and the distance r = 0 are initialized (step S14), and the point p1 is calculated based on the reference values c and θ, r as follows:

【0022】[0022]

【数5】 p1(x1,y1,z1)=(x0+r・cos θ,y0,z0+r・sin θ)…(5) により算出する(ステップS16)。このようにして求
めた点p1の画素値(X線CT装置による断層像の場合
にはCT値)が、被検査体の内側の輪郭点としての閾値
の条件を満たすか否かを判定する(ステップS18)。
## EQU00005 ## p1 (x1, y1, z1) = (x0 + r.cos .theta., Y0, z0 + r.sin .theta.) (5) is calculated (step S16). It is determined whether or not the pixel value of the point p1 (CT value in the case of a tomographic image obtained by an X-ray CT apparatus) thus obtained satisfies the threshold value as an inner contour point of the object to be inspected ( Step S18).

【0023】点p1の画素値が閾値の条件を満たさない
場合には、距離rを微小量Δrだけ大きくし、これを新
たな距離rとする(ステップS20)。そして、この距
離rが最大値でない場合(対象臓器領域内の場合)に
は、ステップS16に戻り、点p1の画素値が閾値の条
件を満たすまで、又は距離rが最大値になるまでステッ
プS16からステップS22の処理を実行する。
If the pixel value at the point p1 does not satisfy the threshold condition, the distance r is increased by a minute amount Δr and set as a new distance r (step S20). If the distance r is not the maximum value (in the target organ area), the process returns to step S16, and until the pixel value of the point p1 satisfies the threshold condition or the distance r reaches the maximum value, step S16. The process of step S22 is executed.

【0024】一方、点p1の画素値が閾値の条件を満た
す場合には、そのときの距離rを基準値cから被検査体
の内側の輪郭点までの距離Rとして格納し(ステップS
24)、また、点p1と視点面との間の距離NRDを求
める(ステップS26)。この距離NRDが初期設定し
たZバッファ値よりも小さいか否かを判定し(ステップ
S28)、小さい場合にはこの距離NRDをZバッファ
メモリに格納する(ステップS30)。
On the other hand, when the pixel value of the point p1 satisfies the threshold condition, the distance r at that time is stored as the distance R from the reference value c to the contour point inside the object to be inspected (step S
24) Further, the distance NRD between the point p1 and the viewpoint plane is obtained (step S26). It is determined whether or not this distance NRD is smaller than the initially set Z buffer value (step S28), and if it is smaller, this distance NRD is stored in the Z buffer memory (step S30).

【0025】次に、図7に示すように上記距離rを微小
量Δrだけ大きくし、これを新たな距離rとし(ステッ
プS32)、基準値c及びθ、rに基づいて点p2を、
次式、
Next, as shown in FIG. 7, the distance r is increased by a minute amount Δr and set as a new distance r (step S32), and the point p2 is determined based on the reference values c and θ, r.
The following formula,

【0026】[0026]

【数6】 p2 (x2,y2,z2)=(x0+r・cos θ,y0,z0+r・sin θ)…(6) により算出する(ステップS34)。このようにして求
めた点p2の画素値が、被検査体の外側の輪郭点として
の条件を満たすか否かを判定する(ステップS36)。
この場合には、点p2の画素値が閾値から最初に外れた
か否かによって判定される。点p2の画素値が外側の輪
郭点としての条件を満たさない場合には、距離(NRD
−Δr・cos θ)を新たな距離NRDとして算出し(ス
テップS38)、ステップS28、ステップS30に戻
り、Zバッファメモリに格納されている距離NRDの内
容を書き換える。
[Mathematical formula-see original document] p2 (x2, y2, z2) = (x0 + r * cos [theta], y0, z0 + r * sin [theta]) (6) (step S34). It is determined whether or not the pixel value of the point p2 thus obtained satisfies the condition as the contour point outside the inspection object (step S36).
In this case, it is determined whether or not the pixel value of the point p2 first deviates from the threshold value. When the pixel value of the point p2 does not satisfy the condition as the outer contour point, the distance (NRD
−Δr · cos θ) is calculated as a new distance NRD (step S38), the process returns to steps S28 and S30, and the contents of the distance NRD stored in the Z buffer memory are rewritten.

【0027】一方、ステップS36において、点p2の
画素値が外側の輪郭点としての条件を満たすと判定され
た場合には、その輪郭点の視点面における濃度値(1画
素の濃度がドット数で表される場合にはそのドット数)
を前述した(4)式により算出する(ステップS4
0)。また、ワールド座標系における点p2の位置を、
視点面のXY座標系に変換し(上記(2)式及び(3)
式)、その座標位置に対応して上記算出した濃度値及び
距離NRDを記憶する(ステップS42)。
On the other hand, when it is determined in step S36 that the pixel value of the point p2 satisfies the condition as the outer contour point, the density value of the contour point on the viewpoint surface (the density of one pixel is the number of dots If it is displayed, the number of dots)
Is calculated by the equation (4) described above (step S4
0). In addition, the position of the point p2 in the world coordinate system is
Convert to the XY coordinate system of the viewpoint plane (Equation (2) and (3) above)
Expression), and the calculated density value and distance NRD corresponding to the coordinate position are stored (step S42).

【0028】次に、角度θを微小角度Δθだけ大きくす
る(θ=θ+Δθ)とともに、距離r=0にし(ステッ
プS44)、θ>2πか否かを判定する(ステップS4
6)。θ>2πでない場合には、図6のステップS16
に戻る。即ち、基準点cからの走査する方向を変えて再
び被検査体の内側及び外側の輪郭点の抽出し、その輪郭
点の濃度値の算出や座標変換等を行う。
Next, the angle θ is increased by a minute angle Δθ (θ = θ + Δθ), the distance r is set to 0 (step S44), and it is determined whether θ> 2π (step S4).
6). If θ> 2π is not satisfied, step S16 in FIG.
Return to That is, the scanning direction from the reference point c is changed, the contour points inside and outside the object to be inspected are extracted again, and the density value of the contour points is calculated and the coordinates are converted.

【0029】一方、θ>2πの場合には、1つの断層像
に対して、その断層像における被検査体の内側及び外側
の全ての輪郭点の抽出、濃度値の算出、座標変換等が行
われたことになる。従って、この場合には、被検査体
(対象臓器領域)の全ての断層像の処理が終了したか否
かを判別する(ステップS48)。全ての断層像の処理
が終了しない場合には、図6のステップS12に戻り、
次の断層像を磁気ディスク52から読み出し、上記と同
様な処理を実行する。
On the other hand, when θ> 2π, for one tomographic image, all contour points inside and outside the object to be inspected in the tomographic image are extracted, density values are calculated, coordinate conversion is performed. It has been broken. Therefore, in this case, it is determined whether or not the processing of all tomographic images of the subject (target organ region) has been completed (step S48). If processing of all tomographic images is not completed, the process returns to step S12 of FIG.
The next tomographic image is read from the magnetic disk 52 and the same processing as above is executed.

【0030】このようにして対象臓器領域の全ての断層
像に対する処理が終了すると、ステップS50に進む。
このステップS50では、視点面のXY座標系に座標変
換された輪郭点は、XY座標系の同一座標位置に2点存
在するため、そのうちの視点面に近い方の輪郭点に対応
して取り込んだ濃度値(NRDの小さい方の輪郭点の濃
度値)を採用し、これを表示メモリ53に記憶させる。
これにより、対象臓器の外部を抽出しながら臓器内部の
情報も得る三次元画像の構成が終了する。このようにし
て構成された三次元画像は、表示メモリ53に記憶され
た視点面上の各画素の濃度値に基づいて輝度信号を生成
し、この輝度信号をCRT54に出力することにより、
対象臓器の表面にその内部の凹凸等の情報が反映された
画像をCRT54の画面の表示することができる。ま
た、表示メモリ53をハードコピー装置に接続すること
により、上記画像のハードコピーを得ることもできる。
When the processing for all tomographic images of the target organ region is completed in this way, the process proceeds to step S50.
In this step S50, since there are two contour points that have been coordinate-converted into the XY coordinate system of the viewpoint plane at the same coordinate position in the XY coordinate system, they are captured corresponding to one of the contour points closer to the viewpoint plane. The density value (density value of the contour point having the smaller NRD) is adopted and stored in the display memory 53.
As a result, the construction of the three-dimensional image for obtaining the information inside the organ while extracting the outside of the target organ is completed. The three-dimensional image thus configured generates a luminance signal based on the density value of each pixel on the viewpoint stored in the display memory 53, and outputs the luminance signal to the CRT 54,
It is possible to display an image on the surface of the target organ, on which information such as irregularities inside the target organ is reflected, on the screen of the CRT 54. It is also possible to obtain a hard copy of the image by connecting the display memory 53 to a hard copy device.

【0031】次に、本発明の他の実施の形態について図
8及び図9のフローチャートを参照しながら説明する。
尚、図6及び図7に示したフローチャートと共通する部
分には同一の符号を付してある。この実施の形態は、被
検査体の内部に光源を設けずに被検査体を視点面と平行
な平面によって切断し、その内部の輪郭点を視点面に透
視変換するとともに陰影付けアルゴリズムにしたがった
陰影付けを行い、被検査体の内部を直接確認できるよう
にしている。
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 8 and 9.
Note that the same parts as those in the flowcharts shown in FIGS. 6 and 7 are designated by the same reference numerals. In this embodiment, the light source is not provided inside the object to be inspected, the object to be inspected is cut by a plane parallel to the viewpoint surface, and the contour points inside the object are perspective-transformed to the viewpoint surface and the shading algorithm is followed. It is shaded so that the inside of the object can be checked directly.

【0032】まず、Zバッファ値、視点面などを初期設
定したのち(ステップS10)、所定の位置(y0)に
対応した断層像を磁気ディスク52から読み出すととも
に、その読み出した断層像に対する基準値c(x0,y0,
z0)を求める(ステップS12)。この場合の規準値c
は、断層像の内側の輪郭線を抽出するためのスキャンの
基準位置であり、断層像の内側にあればよく、断層像の
重心になくてもよい。続いて、角度θ=0、距離r=0
に初期化し(ステップS14)、基準値c及びθ、rに
基づいて点p1を算出する(ステップS16)。そし
て、このようにして求めた点p1の画素値が、閾値の条
件を満たすか否かを距離rを変えながら判定し、これに
より被検査体の内側の輪郭点を抽出する(ステップS1
6〜ステップS22)。
First, after initializing the Z buffer value, the viewpoint plane, etc. (step S10), a tomographic image corresponding to a predetermined position (y0) is read from the magnetic disk 52, and the reference value c for the read tomographic image is read. (X0, y0,
z0) is calculated (step S12). Reference value c in this case
Is the reference position of the scan for extracting the contour line inside the tomographic image, and may be inside the tomographic image and may not be at the center of gravity of the tomographic image. Then, angle θ = 0, distance r = 0
(Step S14), and the point p1 is calculated based on the reference values c and θ, r (step S16). Then, it is determined whether or not the pixel value of the point p1 thus obtained satisfies the threshold condition while changing the distance r, and thereby the contour point inside the inspection object is extracted (step S1).
6 to step S22).

【0033】点p1の画素値が閾値の条件を満たす場合
には、その点p1と視点面との間の距離NRDを求め
(ステップS26)、この距離NRDが初期設定したZ
バッファ値よりも小さい場合には、これをZバッファメ
モリに格納する(ステップS28、ステップS30)。
次に、上記輪郭点として抽出した点p1の視点面におけ
る濃度値を、その点p1と視点面との距離NRDにより
算出する(ステップS100)。また、ワールド座標系
における点p1の位置を、視点面のXY座標系に変換
し、その座標位置に対応して上記算出した濃度値及び距
離NRDを記憶する(ステップS42)。
If the pixel value of the point p1 satisfies the threshold condition, the distance NRD between the point p1 and the viewpoint plane is obtained (step S26), and this distance NRD is set to the initially set Z.
If it is smaller than the buffer value, it is stored in the Z buffer memory (steps S28 and S30).
Next, the density value of the point p1 extracted as the contour point on the viewpoint plane is calculated from the distance NRD between the point p1 and the viewpoint plane (step S100). Further, the position of the point p1 in the world coordinate system is converted into the XY coordinate system of the viewpoint plane, and the calculated density value and distance NRD corresponding to the coordinate position are stored (step S42).

【0034】次に、角度θを微小角度Δθだけ大きくす
るとともに、距離r=0にし(ステップS44)、θ>
2πか否かを判定する(ステップS46)。θ>2πで
ない場合には、図8のステップS16に戻る。即ち、基
準点cからの走査する方向を変えて再び被検査体の内側
の輪郭点の抽出し、その輪郭点の濃度値の算出や座標変
換等を行う。
Next, the angle θ is increased by a minute angle Δθ and the distance r is set to 0 (step S44), θ>
It is determined whether it is 2π (step S46). If θ> 2π is not true, the process returns to step S16 in FIG. That is, the scanning direction from the reference point c is changed, the contour points inside the object to be inspected are extracted again, and the density value of the contour points is calculated and the coordinates are converted.

【0035】一方、θ>2πの場合には、1つの断層像
に対して、その断層像における被検査体の内側の全ての
輪郭点の抽出、濃度値の算出、座標変換等が行われたこ
とになる。従って、この場合には、被検査体の全ての断
層像の処理が終了したか否かを判別し(ステップS4
8)、全ての断層像の処理が終了しない場合には、図8
のステップS12に戻り、次の断層像を磁気ディスク5
2から読み出し、上記と同様な処理を実行する。
On the other hand, in the case of θ> 2π, for one tomographic image, all contour points inside the object to be inspected in the tomographic image are extracted, density values are calculated, and coordinate conversion is performed. It will be. Therefore, in this case, it is determined whether or not the processing of all the tomographic images of the inspection object is completed (step S4).
8) If processing of all tomographic images is not completed,
Returning to step S12, the next tomographic image is recorded on the magnetic disk 5
2 is read out, and the same processing as above is executed.

【0036】このようにして対象臓器領域の全ての断層
像に対する処理が終了すると、ステップS102に進
む。このステップS102では、視点面のXY座標系に
座標変換された輪郭点は、XY座標系の同一座標位置に
2点存在するため、そのうちの視点面から遠い方の輪郭
点に対応して取り込んだ濃度値(NRDの大きい方の輪
郭点の濃度値)を採用し、これを表示メモリ53に記憶
させる。これにより、対象臓器をその中心を通る面で切
断し、その切断した対象臓器の内側を視点面に透視変換
するとともに、陰影付けしてなる三次元画像の構成が終
了する。
When the processing for all the tomographic images of the target organ region is completed in this way, the process proceeds to step S102. In this step S102, since there are two contour points coordinate-converted into the XY coordinate system of the viewpoint plane at the same coordinate position in the XY coordinate system, the contour points farther from the viewpoint plane are captured. The density value (density value of the contour point having the larger NRD) is adopted and stored in the display memory 53. As a result, the target organ is cut along the plane passing through the center, the inside of the cut target organ is perspective-transformed, and the construction of the three-dimensional image is completed.

【0037】尚、この実施の形態では、被検査体の全周
の輪郭を抽出してから実際に陰影付けを行う輪郭を選択
するようにしたが、これに限らず、視点面の設定に基づ
いて輪郭の抽出範囲(図3に示した角度θ)を決定する
ようにしてもよい。また、前述したステップS100に
おいて、輪郭点として抽出した点p1の視点面における
濃度値を決定する際に、光源と輪郭点との距離rをパラ
メータとして追加するようにしてもよい。
In this embodiment, the contour of the entire circumference of the object to be inspected is extracted and then the contour to be actually shaded is selected. However, the present invention is not limited to this, and it is based on the setting of the viewpoint plane. Alternatively, the contour extraction range (angle θ shown in FIG. 3) may be determined. In step S100 described above, the distance r between the light source and the contour point may be added as a parameter when determining the density value on the viewpoint plane of the point p1 extracted as the contour point.

【0038】[0038]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、平
行投影される二次元画像に被検査体の内部形状に応じた
陰影付けを行うようにしたため、本来被検査体の外部か
らは得られない被検査体の内部の情報(形状)を確認す
ることができ、また、平行投影される二次元画像である
ため、被検査体の内部を内視鏡で見るような画像に比べ
て観察範囲を拡大することができる。
As described above, according to the present invention, the two-dimensional image projected in parallel is shaded according to the internal shape of the object to be inspected. Therefore, it is originally obtained from the outside of the object to be inspected. It is possible to confirm the information (shape) of the inside of the inspected object that cannot be seen, and because it is a two-dimensional image that is projected in parallel, the inside of the inspected object can be observed compared to the image seen with an endoscope. The range can be expanded.

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

【図1】図1は本発明の原理を説明するために用いた図
である。
FIG. 1 is a diagram used for explaining the principle of the present invention.

【図2】図2は本発明の原理を説明するために用いたワ
ールド座標系で表された断層像と視点面とを示す図であ
る。
FIG. 2 is a diagram showing a tomographic image represented by a world coordinate system and a viewpoint plane used for explaining the principle of the present invention.

【図3】図3は内部空間を有する被検査体の内側及び外
側の輪郭抽出を説明するために用いた図である。
FIG. 3 is a diagram used for explaining contour extraction on the inside and outside of a test object having an internal space.

【図4】図4は本発明によって被検査体が視点面に透視
変換されて三次元画像が構成される様子を示す図であ
る。
FIG. 4 is a diagram showing a manner in which a three-dimensional image is constructed by perspective-transforming an object to be inspected into a viewpoint plane according to the present invention.

【図5】図5は本発明が適用されるハードウェア構成を
示すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing a hardware configuration to which the present invention is applied.

【図6】図6は図5に示したCPUの処理内容を説明す
るために用いたフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart used to explain the processing contents of the CPU shown in FIG.

【図7】図7は図5に示したCPUの処理内容を説明す
るために用いたフローチャートである。
FIG. 7 is a flowchart used to explain the processing contents of the CPU shown in FIG.

【図8】図6は図5に示したCPUの処理内容の他の実
施の形態を説明するために用いたフローチャートであ
る。
FIG. 8 is a flowchart used to explain another embodiment of the processing contents of the CPU shown in FIG.

【図9】図7は図5に示したCPUの処理内容の他の実
施の形態を説明するために用いたフローチャートであ
る。
9 is a flowchart used to describe another embodiment of the processing contents of the CPU shown in FIG.

【図10】図10は従来の三次元画像構成方法の一例を
説明するためい用いた図である。
FIG. 10 is a diagram used for explaining an example of a conventional three-dimensional image forming method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

20…視点面 30…断層像 50…CPU 51…メインメモリ 52…磁気ディスク 53…表示メモリ 54…CRT 56…マウス 57…キーボード57 c…基準値(光源位置) NRD…輪郭点と視点面との距離 R…光源と内側の輪郭点との距離 20 ... View plane 30 ... Tomographic image 50 ... CPU 51 ... Main memory 52 ... Magnetic disk 53 ... Display memory 54 ... CRT 56 ... Mouse 57 ... Keyboard 57 c ... Reference value (light source position) NRD ... Contour point and view plane Distance R: Distance between light source and inner contour point

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 多数の断層像を積み重ねてなるワールド
座標系で表現されるボリューウム画像のうち内部空間を
有する被検査体を任意の視点面での座標系に透視変換し
て二次元画像を得るとともに、該二次元画像に前記被検
査体の外側の輪郭点と前記視点面との距離に基づいて陰
影付けを行い三次元画像として構成する三次元画像構成
方法において、 各断層像毎に前記被検査体の内側の輪郭点を抽出し、 前記被検査体の内部に仮想の線光源を設け、各断層像上
における前記光源の位置と前記内側の輪郭点との距離を
算出し、 前記算出した距離に基づいて前記被検査体の二次元画像
に対して更に陰影付けを行うようにしたことを特徴とす
る三次元画像構成方法。
1. A two-dimensional image is obtained by perspectively transforming an object to be inspected having an internal space into a coordinate system of an arbitrary viewpoint plane among volume images represented by a world coordinate system in which a large number of tomographic images are stacked. At the same time, in the three-dimensional image constructing method for constructing a three-dimensional image by shading the two-dimensional image based on the distance between the contour points outside the inspection object and the viewpoint plane, An outline point inside the inspection object is extracted, a virtual line light source is provided inside the inspection object, the distance between the position of the light source on each tomographic image and the inside outline point is calculated, and the calculation is performed. A method for constructing a three-dimensional image, wherein the two-dimensional image of the object to be inspected is further shaded based on the distance.
【請求項2】 多数の断層像を積み重ねてなるワールド
座標系で表現されるボリューウム画像を任意の視点面で
の座標系に透視変換して二次元画像を得るとともに、該
二次元画像に陰影付けを行って三次元画像として構成す
る三次元画像構成方法において、 各断層像毎に内部空間を有する被検査体の内側の輪郭点
及び外側の輪郭点を抽出し、 前記被検査体の内部に仮想の線光源を設け、各断層像上
における前記光源の位置と前記内側の輪郭点との第1の
距離を算出し、 前記抽出したワールド座標系の外側の輪郭点を前記視点
面での座標系に透視変換するとともに、ワールド座標系
の外側の輪郭点と視点面との第2の距離を算出し、 前記視点面での座標系の同一位置における2つの輪郭点
のうち視点面に近い方の輪郭点を選択するとともに、そ
の選択した輪郭点に対して前記第1の距離及び第2の距
離に対応した濃度を付けることにより被検査体の二次元
画像にその表面形状と内面形状に対応した陰影付けを行
うようにしたことを特徴とする三次元画像構成方法。
2. A volume image represented by a world coordinate system, which is formed by stacking a large number of tomographic images, is perspective-transformed into a coordinate system on an arbitrary viewpoint plane to obtain a two-dimensional image, and the two-dimensional image is shaded. In the three-dimensional image constructing method of performing a three-dimensional image by performing the above, the inside contour points and the outside contour points of the inspected object having an internal space for each tomographic image are extracted, Line light source is provided, a first distance between the position of the light source on each tomographic image and the inner contour point is calculated, and the outer contour point of the extracted world coordinate system is set to the coordinate system on the viewpoint plane. And the second distance between the contour point outside the world coordinate system and the viewpoint plane is calculated, and one of the two contour points at the same position in the coordinate system on the viewpoint plane that is closer to the viewpoint plane is calculated. While selecting the contour points, By attaching a density corresponding to the first distance and the second distance to the selected contour point of, the two-dimensional image of the inspection object is shaded corresponding to the surface shape and the inner surface shape. A method for constructing a three-dimensional image characterized by the above.
【請求項3】 多数の断層像を積み重ねてなるワールド
座標系で表現されるボリューウム画像を任意の視点面で
の座標系に透視変換して二次元画像を得るとともに、該
二次元画像に陰影付けを行って三次元画像として構成す
る三次元画像構成方法において、 各断層像毎に内部空間を有する被検査体の前記視点面か
ら見える外側の輪郭点及びその内側の輪郭点を抽出し、 前記被検査体の内部に仮想の線光源を設け、各断層像上
における前記光源の位置と前記内側の輪郭点との第1の
距離を算出し、 前記抽出したワールド座標系の外側の輪郭点を前記視点
面での座標系に透視変換するとともに、ワールド座標系
の外側の輪郭点と視点面との第2の距離を算出し、 前記透視変換した輪郭点に対して前記第1の距離及び第
2の距離に対応した濃度を付けることにより被検査体の
二次元画像にその表面形状と内面形状に対応した陰影付
けを行うようにしたことを特徴とする三次元画像構成方
法。
3. A volume image represented by a world coordinate system in which a large number of tomographic images are stacked is perspectively transformed into a coordinate system on an arbitrary viewpoint plane to obtain a two-dimensional image, and the two-dimensional image is shaded. In the three-dimensional image constructing method for constructing as a three-dimensional image, the outer contour points and inner contour points visible from the viewpoint plane of the inspection object having an internal space for each tomographic image are extracted, A virtual line light source is provided inside the inspection body, a first distance between the position of the light source on each tomographic image and the inner contour point is calculated, and the outer contour point of the extracted world coordinate system is defined as The second distance between the contour point outside the world coordinate system and the viewpoint plane is calculated while performing the perspective transformation into the coordinate system on the viewpoint plane, and the first distance and the second distance with respect to the contour point subjected to the perspective transformation. The concentration corresponding to the distance of Three-dimensional image constructing method being characterized in that to perform the shading corresponding to the surface shape and the inner shape in a two-dimensional image of the object to be inspected by kicking.
【請求項4】 多数の断層像を積み重ねてなるワールド
座標系で表現されるボリューウム画像を任意の視点面で
の座標系に透視変換して二次元画像を得るとともに、該
二次元画像に陰影付けを行って三次元画像として構成す
る三次元画像構成方法において、 各断層像毎に内部空間を有する被検査体の内側の輪郭点
を抽出し、 前記抽出した輪郭点を前記視点面の座標系に透視変換す
るとともに、ワールド座標系の輪郭点と視点面との距離
を算出し、 前記視点面での座標系の同一位置における2つの輪郭点
のうち視点面から遠い方の輪郭点を選択するとともに、
その選択した輪郭点に対して視点面との距離に対応した
濃度を付けることにより被検査体を切断した内側の二次
元画像に陰影付けを行うようにしたことを特徴とする三
次元画像構成方法。
4. A volume image represented by a world coordinate system, which is formed by stacking a large number of tomographic images, is perspective-transformed into a coordinate system on an arbitrary viewpoint plane to obtain a two-dimensional image, and the two-dimensional image is shaded. In the three-dimensional image construction method of performing as a three-dimensional image, to extract the contour points inside the inspection object having an internal space for each tomographic image, the extracted contour points in the coordinate system of the viewpoint plane While performing perspective transformation, the distance between the contour point in the world coordinate system and the viewpoint plane is calculated, and the contour point farther from the viewpoint plane is selected from the two contour points at the same position in the coordinate system on the viewpoint plane. ,
A three-dimensional image constructing method characterized in that the selected contour point is shaded on the inner two-dimensional image obtained by cutting the object to be inspected by giving a density corresponding to the distance from the viewpoint plane. .
【請求項5】 多数の断層像を積み重ねてなるワールド
座標系で表現されるボリューウム画像を任意の視点面で
の座標系に透視変換して二次元画像を得るとともに、該
二次元画像に陰影付けを行って三次元画像として構成す
る三次元画像構成方法において、 各断層像毎に内部空間を有する被検査体の内側の輪郭点
であって、前記被検査体を切断した場合に該視点面から
見える輪郭点を抽出し、 前記抽出したワールド座標系の輪郭点を前記視点面での
座標系に透視変換するとともに、ワールド座標系の輪郭
点と視点面との距離を算出し、 前記透視変換した輪郭点に対して視点面との距離に対応
した濃度を付けることにより被検査体を切断した内側の
二次元画像に陰影付けを行うようにしたことを特徴とす
る三次元画像構成方法。
5. A two-dimensional image is obtained by perspective-transforming a volume image represented by a world coordinate system, which is formed by stacking a large number of tomographic images, into a coordinate system on an arbitrary viewpoint plane, and is shaded on the two-dimensional image. In the three-dimensional image constructing method for constructing a three-dimensional image by performing the following, the contour points on the inside of the inspected object having an internal space for each tomographic image, from the viewpoint plane when the inspected object is cut. The visible contour points are extracted, the contour points of the extracted world coordinate system are perspective-transformed into the coordinate system of the viewpoint plane, and the distance between the contour points of the world coordinate system and the viewpoint plane is calculated, and the perspective transformation is performed. A method for constructing a three-dimensional image, characterized in that a density corresponding to a distance from a viewpoint plane is added to a contour point so that an inner two-dimensional image obtained by cutting an object to be inspected is shaded.
【請求項6】 前記輪郭点の抽出は、被検査体の内部の
基準点からの距離及び方向を変えながら断層像をスキャ
ンし、そのスキャンした断層像を示す画素値に基づいて
輪郭点を抽出することを特徴とする請求項1〜5のいず
れかに記載の三次元画像構成方法。
6. The contour points are extracted by scanning a tomographic image while changing a distance and a direction from a reference point inside an object to be inspected, and extracting the contour points based on pixel values indicating the scanned tomographic image. The three-dimensional image construction method according to claim 1, wherein
【請求項7】 多数の断層像を積み重ねてなるワールド
座標系で表現されるボリューウム画像を任意の視点面で
の座標系に透視変換して二次元画像を得るとともに、該
二次元画像に陰影付けを行って三次元画像として構成す
る三次元画像構成装置において、 各断層像毎に内部空間を有する被検査体の内側の輪郭点
及び外側の輪郭点を抽出する輪郭抽出手段と、 前記被検査体の内部に仮想の線光源を設け、各断層像上
における前記光源の位置と前記内側の輪郭点との第1の
距離を算出する第1の演算手段と、 前記抽出したワールド座標系の外側の輪郭点と前記視点
面との第2の距離を算出する第2の演算手段と、 前記視点面での座標系の同一位置における2つの輪郭点
のうち視点面に近い方の輪郭点を選択する選択手段と、 前記選択手段によって選択された輪郭点に対応して算出
された前記第1の距離及び第2の距離に基づいて該輪郭
点に対する濃度値を決定する濃度値決定手段と、 前記濃度値決定手段によって決定された濃度値を画像情
報として前記視点面の各座標位置に対応して記憶する表
示記憶手段と、 を備えたことを特徴とする三次元画像構成装置。
7. A two-dimensional image is obtained by perspective-transforming a volume image represented by a world coordinate system, which is formed by stacking a large number of tomographic images, into a coordinate system on an arbitrary viewpoint plane, and is shaded on the two-dimensional image. In the three-dimensional image forming apparatus configured to perform a three-dimensional image by performing the above, a contour extracting unit that extracts an inner contour point and an outer contour point of the inspected object having an internal space for each tomographic image, and the inspected object A virtual linear light source inside, and a first calculation means for calculating a first distance between the position of the light source on each tomographic image and the inside contour point; and an outside of the extracted world coordinate system. Second computing means for calculating a second distance between a contour point and the viewpoint plane, and a contour point closer to the viewpoint plane among two contour points at the same position in the coordinate system on the viewpoint plane is selected. Selecting means, and the selecting means Density value determining means for determining a density value for the contour point based on the first distance and the second distance calculated corresponding to the selected contour point, and the density value determining means. A three-dimensional image forming apparatus comprising: a display storage unit that stores a density value as image information corresponding to each coordinate position on the viewpoint surface.
【請求項8】 多数の断層像を積み重ねてなるワールド
座標系で表現されるボリューウム画像を任意の視点面で
の座標系に透視変換して二次元画像を得るとともに、該
二次元画像に陰影付けを行って三次元画像として構成す
る三次元画像構成装置において、 各断層像毎に内部空間を有する被検査体の前記視点面か
ら見える外側の輪郭点及びその内側の輪郭点を抽出する
輪郭抽出手段と、 前記被検査体の内部に仮想の線光源を設け、各断層像上
における前記光源の位置と前記内側の輪郭点との第1の
距離を算出する第1の演算手段と、 前記抽出したワールド座標系の外側の輪郭点と視点面と
の第2の距離を算出する第2の演算手段と、 前記輪郭点に対応して算出された前記第1の距離及び第
2の距離に基づいて該輪郭点に対する濃度値を決定する
濃度値決定手段と、 前記濃度値決定手段によって決定された濃度値を画像情
報として前記視点面の各座標位置に対応して記憶する表
示記憶手段と、 を備えたことを特徴とする三次元画像構成装置。
8. A two-dimensional image is obtained by perspective-transforming a volume image represented by a world coordinate system, which is formed by stacking a large number of tomographic images, into a coordinate system on an arbitrary viewpoint plane, and is shaded on the two-dimensional image. In the three-dimensional image constructing device for performing the above-mentioned processing to construct a three-dimensional image, a contour extracting means for extracting an outer contour point and an inner contour point visible from the viewpoint plane of the object to be inspected having an internal space for each tomographic image. And a first calculation means for providing a virtual line light source inside the object to be inspected and calculating a first distance between the position of the light source on each tomographic image and the inside contour point, and the extraction. Second calculating means for calculating a second distance between the contour point outside the world coordinate system and the viewpoint plane, and based on the first distance and the second distance calculated corresponding to the contour point Determine the density value for the contour point And a display storage unit that stores the density value determined by the density value determination unit as image information in correspondence with each coordinate position on the viewpoint plane. Image composition device.
【請求項9】 多数の断層像を積み重ねてなるワールド
座標系で表現されるボリューウム画像を任意の視点面で
の座標系に透視変換して二次元画像を得るとともに、該
二次元画像に陰影付けを行って三次元画像として構成す
る三次元画像構成装置において、 各断層像毎に内部空間を有する被検査体の内側の輪郭点
を抽出する輪郭抽出手段と、 前記抽出したワールド座標系の輪郭点と前記視点面との
距離を算出する第1の演算手段と、 前記視点面での座標系の同一位置における2つの輪郭点
のうち視点面から遠い方の輪郭点を選択する選択手段
と、 前記選択手段によって選択された輪郭点に対応して算出
された前記視点面からの距離に基づいて該輪郭点に対す
る濃度値を決定する濃度値決定手段と、 前記濃度値決定手段によって決定された濃度値を画像情
報として前記視点面の各座標位置に対応して記憶する表
示記憶手段と、 を備えたことを特徴とする三次元画像構成装置。
9. A volume image represented by a world coordinate system, which is formed by stacking a large number of tomographic images, is perspective-transformed into a coordinate system on an arbitrary viewpoint plane to obtain a two-dimensional image, and the two-dimensional image is shaded. In a three-dimensional image forming apparatus configured to perform a three-dimensional image by performing the above, a contour extracting means for extracting a contour point inside the inspected object having an internal space for each tomographic image, and the contour point of the extracted world coordinate system A first calculating means for calculating a distance between the viewpoint surface and the viewpoint surface; a selecting means for selecting a contour point farther from the viewpoint surface from two contour points at the same position of the coordinate system on the viewpoint surface; Density value determining means for determining a density value for the contour point based on the distance from the viewpoint plane calculated corresponding to the contour point selected by the selecting means; and the density value determined by the density value determining means. Three-dimensional image constructing apparatus comprising: the display memory means for storing in correspondence with the coordinate position of the point plane values as image information.
【請求項10】 多数の断層像を積み重ねてなるワール
ド座標系で表現されるボリューウム画像を任意の視点面
での座標系に透視変換して二次元画像を得るとともに、
該二次元画像に陰影付けを行って三次元画像として構成
する三次元画像構成装置において、 各断層像毎に内部空間を有する被検査体の内側の輪郭点
であって、前記被検査体を切断した場合に該視点面から
見える輪郭点を抽出する輪郭抽出手段と、 前記抽出したワールド座標系の輪郭点と前記視点面との
距離を算出する演算手段と、 前記輪郭点に対応して算出された前記視点面からの距離
に基づいて該輪郭点に対する濃度値を決定する濃度値決
定手段と、 前記濃度値決定手段によって決定された濃度値を画像情
報として前記視点面の各座標位置に対応して記憶する表
示記憶手段と、 を備えたことを特徴とする三次元画像構成装置。
10. A two-dimensional image is obtained by perspectively transforming a volume image represented by a world coordinate system formed by stacking a large number of tomographic images into a coordinate system on an arbitrary viewpoint plane,
In a three-dimensional image constructing device for forming a three-dimensional image by shading the two-dimensional image, a contour point inside the inspection object having an internal space for each tomographic image, and cutting the inspection object Contour extraction means for extracting a contour point visible from the viewpoint surface, a calculation means for calculating a distance between the extracted contour point in the world coordinate system and the viewpoint surface, and a calculation corresponding to the contour point. The density value determining means for determining the density value for the contour point based on the distance from the viewpoint surface, and the density value determined by the density value determining means as image information corresponding to each coordinate position of the viewpoint surface. A three-dimensional image composing device, comprising:
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