JPS62204387A

JPS62204387A - 三次元画像の表示装置

Info

Publication number: JPS62204387A
Application number: JP61046410A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Takagi; 博高木; Koichi Okuto; 奥戸　好一; Osamu Takiguchi; 修滝口; Yoshihiro Goto; 良洋後藤
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 1986-03-05
Filing date: 1986-03-05
Publication date: 1987-09-09
Anticipated expiration: 2009-05-02
Also published as: JPH0634238B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、三次元画像の表示方法、特に画像の各点の濃
度傾斜に応じた三次元画像の表示方法に関する。

〔従来技術〕

コンピュータによる医用画像の表示は、従来の二次元表
示法から三次元表示法へと発展している。

例えば、「アイソトープニュースＪ　　（■ｓｏｔｏｐ
ｅＮｅｗｓ）　（１９８５年１２月号。日本アイソトー
プ協会発行）の［コンピュータによる医用画像の三次元
表示」（８ページ〜９ページ）がある。

この従来例は、表面表示法として、サーフエース法とボ
クセル法とがあることを開示する。サーフエース法とは
、画像各点の傾斜角に対応して濃度を与え、この濃度を
画面に表示し、陰影を表現させることとした。

ボクセル法とは、視点又は光源からの画像上の各点への
奥行き距離に応じて濃度を与え、この濃度を画面に表示
し、陰影を表現させることとした。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ボクセル法では奥行き距離の把握に優れている反面、サ
ーフエース法に比べ、細かい部分の形状把握が正確でな
い欠点を持つ。一方、サーフエース法では、細かい部分
の形状把握が正確に行いうる反面、奥行き距離の把握が
正確でない欠点を持つ。

画像の三次元表示における陰影化は、ボクセル法かサー
フエース法かのいずれか１つを使うことによっても実現
できるが、それぞれの特徴を引き出すためには１画像の
位置や形状、又は着目点に応じた使い分けが好ましい。

そこで、１つの画面表示に際して、あるものはボク賃ル
法、他のあるものはサーフエース法といった考え方が必
要となる。

然るに、ボクセル法、サーフエース法共に前述の如き欠
点がある。従って、純粋なるボクセル法。

純粋なるサーフエース法だけではより正確な三次元表示
のもとての陰影化は達成できない。

本発明の目的は、特にボクセル法によって得た濃度デー
タをサーフエース法によって修正して、より正確な陰影
化を可能にした三次元表示方法を提供するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、ボクセル法によって得た濃度データに対して
、各魚ごとに、隣接画素の濃度データの濃度勾配を加味
して修正を加えて修正濃度データを得、該修正濃度デー
タを陰影データとして表示面に表示させることとした。

〔作用〕

本発明の構成によれば、各点毎に修正濃度データを算出
して、三次元の陰影表示をさせた。

【実施例〕　一本発明の適用される三次元処理装置の実施例を第１図に
示す。計算機（ＣＰＵ）２０１は、三次元処理装置の中
心をなす、高速専用ハードウェア（修正濃度算出装置ｉ
）　２０２は１本発明の処理の中心である修正濃度デー
タの算出を行う。ディスク又はドラムメモリ２０３は大
容量メモリであり、処理前のデータ及び処理後のデータ
を格納する。表示装置２０４は、例えばＣＲＴ表示装置
であり、三次元表示を行う。以上の各装置２０１〜２０
４は共通バス２０５で結ばれている。

三次元表示対象データは、ＣＴ画像データでもよく、透
影データでもよい。

例えば、ＣＴスライス三次元表示の例を第６図で説明す
る。被検体に対してＣＴ装置で複数のＣＴ像３１．＃２
．＄３．・・・を得る。例えば１人間の頭部では最大１
００枚程度となる。がくして得た複数のＣＴスライス像
を積み上げると、三次元画像を得る。

この三次元画像の表示法には、疑似三次元表示法がある
。疑似三次元表示法は、主としてコンピュータ・グラフ
ィック技術により、見掛は上の三次元１ｉｉｉｉ像を作
り出し、これを通常の二次元ディスプレイ上に投影表示
する方法である。　　　゛疑似三次元表示法は、断面変
換表示法と表面表示法等より成る。断面変換表示法は、
三次元データ構造として収集された人体像、即ち三次元
画像を画像メモリ上におき、これを任意の方向から切断
し、その切断面を二次元画像として再現成表示する方法
であり、座標に対応した濃淡値の高速補間演算が基本で
ある。

この断面変換表示法で得た切断面に対する表面表示法と
しても、又はこの切断面とは無関係に画像そのものの表
面を適正に表示させる方法として表面表示法がある。

この表面表示法は、複雑に入り組んだ臓器、骨などの表
面形状を立体的に画像構成する方法である。表面表示法
の代表的なものに、サーフエース法とボクセル法とがあ
る。この２つの方法については前述した。ボクセル法は
、ペインティングアルゴリズム法とも呼ばれる。

先ず、ディスクメモリ２０３には、三次元表示用に整理
されたボクセル法で得た濃度データが格納されているも
のとする。原画像データからボクセル法によって濃度デ
ータを得るには、計算機２０１を使う。計算機２０１は
、次々にディスクメモリ２０３に格納した原画像データ
を取出し、ボクセル法による処理を行って、三次元濃度
データを得る。この三次元濃度データは、再びディスク
メモリ２０３に格納しておく。その様子を第３図に示す
。各画素毎に、濃度データＡｉｊを格納させた様子が示
される。尚、ｎは画面の大きさ、又はボクセル法で処理
すべき画面の大きさを示す。

本発明による修正濃度データは、濃度データＡｉｊを、
その（ｉ、ｊ）点近傍の濃度勾配によって修正させて得
る。この修正作業は、高速専用ハードウェア２０２が行
う。

その手順を第３図に示す。第４図には、その説明図を示
す。

処理前のデータは、第２図に示した濃度データであり、
このデータは、ディスクメモリ２０３に格納されたまま
であることもあり、又は別の高速メモリに持ってきてお
いたものであってもよい、以下では、高速メモリに移転
させた後で５高速専用ハードウエアによる処理を行わせ
るものとする。

第３図で、ステップ１０と１００とが計算機２０１によ
る処理、ステップ２０〜９０までが高速専用ハードウェ
ア２０２による処理とする。

更に、第４図は、濃度データによる表示例から修正濃度
データによる表示例に変換させた場合の様子を示す。原
画像とは濃度データによる画像を云う。この原画像のす
べての点について、近接画素による濃度修正を行う。第
４図では、注目点での濃度をＡとするとき、その周辺一
画素である４点での画素ＡＬ、Ａ２、Ａ２、Ａ、によっ
て濃度Ａを、濃度Ｂに修正させた例を示す。この修正は
、ｎＸｎのすべての点について行う。

さて、第３図に即して処理手順を詳述する。

ステップ１０では、ディスクメモリ２０３の原画像デー
タを計算機２０１内の主メモリ（図示せず）に移転する
。この移転後、計算機２０１は、処理を専用ハードウェ
ア２０２にまかせる。

先ず、専用ハードウェア２０２は、ステップ２０　、３
０で原画像のアクセスアドレスを初期化する。ラスクス
キャン方式によるアクセス法をとるとすれば、第４図の
（Ｘｚｔｙ工）によることを云う。

この（Ｘ工、ｙｌ）について、第４図（ロ）に示す如く
、近接画素を引き出す（ステップ４０）。図では、（Ｘ
工、ｙｌ）による濃度をＡとし、Ｘ方向での両隣りＸニ
ー１及びＸ工＋１の画素濃度をＡ　２　。

Ａ４．ｙ方向での両隣り７ｘｌ’＋　ｙ工＋１の画素濃
度をＡ１．　Ａ、とした、この４点の画素濃度の傾き（
Ａｔ−Ａ、）、（Ａ、−Ａａ）を考慮して、（ｘｌ。

ｙ□）での修正濃度データＢを得る（ステップ４０）。

この修正濃度データＢの算出式は、以下となる。

δ Ｂ＝ｌｃｏｓθ、Ｘｃｏｓθｔｌ　　　・−・−（ｉ）
δは１画像を得た元の対象物の反射状態によって決まる
定数であり、無反射体ではδ＝１２反射体であればδ〉
１となる。従って、ｍ面に近い程、δの値は大きくなる
。例えば、金属ではδ＝１．５〜２．０程度２石こうで
はδ＝１９人体ではδ＝１（但し、骨と皮膚とによって
δが変えてもよい）とするのが普通である。

角度θ１はＸ座標との角度、角度０□はｙ座標との角度
である。

そこで、（１）式は、第４図（ロ）の如き近接４点法で
は、以下の式に代替できる。

・・・・・・（２）ここで、にはコントラスト定数、Ｇは単位濃度当りの距
離を示す。例えば、Ｋ＝ｎ、Ｇ＝１になる。

かくして求めたＢは、（Ｘ工、ｙｌ）での濃度となり、
ボクセル法で得た濃度Ａにとって代わる（ステップ５０
）。

ステップ６０では、Ｘえを（ｘ　１＋　１　）として右
に１点注目点を移動させ、ステップ７０では、ｘｍａχ
になったか否かチェックする。ステップ８０ではｙ工を
（ｙ、＋１）として下方向に１点移動させ。

ステップ９０ではｙＩＩｌａえになったか否かチェック
する。これらのステップ６０〜９０までは、ラスクスキ
ャン方式による走査を示しているにすぎない。

ステップ１００は、計算機２０１での処理であり、結果
を格納し、表示装［２０４に表示させる。結果を第５図
に示す。この格納は、最終的に、ディスクメモリ２０３
でよく、表示に際しては、リフレッシュメモリに格納さ
せ、その後に表示を行う。

尚、実施例では、周囲１点毎としたが、周囲２点毎、３
点毎等により、更に正確な修正が可能となる。

また、ボクセル法の濃度データを修正するというやり方
をとったが、ボクセル法の濃度データと。

修正濃度データとの両者との両者を利用することもある
。その際には、ボクセル法の濃度データをそのまま残し
ておくと共に、ボクセル法の濃度データをもとにした修
正濃度データを算出し、併せてメモリ内に格納させてお
けばよい。

また、傾斜は、Ｘ方向、ｙ方向別々と、したが、両者を
からませて修正させてもよい。更に、高速専用ハードウ
ェアの代りにマイクロプログラムによって処理される演
算ユニットによっても実現できる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ボクセル法による濃度データを、サー
フエース法で修正できることになった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例図、第２図はボクセル法の濃度
データ例図、第３図は本発明の処理手順を示す図、第４
図は１画像例での説明図、第５図は修正濃度データ例図
、第６図は三次元表示画像の説明図である。２０１・・・計算機（ＣＰ　Ｕ）、２０２・・・高速専
用ハードウェア、２０３・・・ディスクメモリ、２０４
・・・表示装置。特許出願人　　株式会社　日立メディコ代理人弁理士　
秋　　本　　正　　実第１図第２図第３図第　４　図　　　　（イ）第５図第６複牧、）ｃｒ（Ｌ　（１〜ｌｏｏ＆）図三フ匁足画像

Claims

【特許請求の範囲】１、メモリに格納されている、ボクセル法で得た三次元
画像の濃度データを読出し、該濃度データの代りに、該
濃度データ位置の近傍の濃度傾斜により得た濃度データ
を修正濃度データをメモリに格納させ、該修正濃度デー
タを陰影データとして表示装置に表示させることとした
三次元画像の表示方法。２、上記近傍とは、近接１画素とし、この近接１画素を
縦方向の２点Ａ＿１、Ａ＿３、縦方向の２点Ａ＿２、Ａ
＿４とする時、修正濃度データＢは、Ｂ＝Ｋ×２／√（
４＋Ｇ×（Ａ＿２−Ａ＿４）＾２）×２／√（４＋Ｇ×
（Ａ＿１−Ａ＿３）＾２）（但し、Ｋ、Ｇは定数）とす
る特許請求の範囲第１項記載の表示方法。