JPS6260066A - 立体画像表示装置 - Google Patents

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】 ［発明の技術分野］ 本発明は３次元空間内のボクセル（ＶＯＸｅｌ　：ＶＯ
ＩＵｍｅ　ｅｌｅｍｅｎｔ）データを処理して再投影表
示を行う立体画像表示装置に関するものである。

［発明の技術的背景とその問題点］ 近年、医用画像診断機器の分野では人体の内部を断層像
の形で画像表示する各種ＣＴ装置が出現している。

例えば、Ｘ線を用いたＸ線ＣＴ装置、ラジオアイソトー
プを用いたエミッションＣＴ装置、磁気共鳴現象を利用
したＭＲ−ＣＴ装置、超音波を利用した超音波ＣＴ装置
等である。

これらの各種ＣＴ装置を用いて医師が診断を行う場合、
通常は１断層像ではなく腫瘍部をカバーするだけの複数
断層像を眼影する。そして、医師はこれら複数断層像を
見て頭の中で解８１１学的な知識に照し合せて人体内部
の３次元的な構造を再構成し、診断しているのである。

以上のことから、人体内部の３次元的構造を立体的に画
像表示することは医師の診断に際して極めて有益である
ことが理解できる。

従来、多断層の３次元表示に関する種々の方式が提案さ
れている。例えば、ＣＴ装置によって得られた画像デー
タに対し座標変換処理、補間処理。

輪郭抽出処理２輪郭面構成処理、隠而消去処理等を行っ
て画像表示する方式（以下「擬似３次元表示」という）
が知られている。

しかし、この方式では画像データの処理過程が複雑でお
り、高速に表示しようとすれば大規模で膨大なハードウ
ェアが必要となる。

また、環状における画＠処理手法を用いても臓器の輪郭
抽出には必ずしも安定した動作が期待できないため、基
礎となる断層像の画像データをマニュアルで入力しなけ
ればならない場合も生じ、全自動にはなり難いという問
題もある。

一方、再投影法による立体表示方式が提案されている。

この方式はＣＴ多多層層面ら得られた３次元状のボクセ
ルを視線方向に積分して投影象を再構成すると共に、ス
テレオ表示を行うようにしたものである。

しかし、この方式を用いて再投影！２！１理を行うと、
となるという問題がある。このため、このような表示装
置をトラックボール等と連動させ、相互に作用させなが
らリアルタイムで表示させることが困難となる。

［発明の目的］ 本発明は上記事情に鑑みて成されものであり、再投影処
理を高速に行うことができ、かつトラックボール等に連
動させてリアルタイムで表示することが可能な立体画像
表示装置を提供することを目的とする。

［発明の概要］ 上記目的を達成するための本発明の概要は、立体画像表
示装置において、３次元ボクセルデータを３次元フーリ
エ変換して３次元周波数データを出力する３次元フーリ
エ変換装置と、前記３次元周波数データから入力手段に
より指定された任意の投影方向に対応した原点を通る周
波数面を選び出し、この面における２次元周波数データ
を出力するデータ転送装置と、前記２次元周波数データ
を２次元逆フーリエ変換して２次元画像を出力する２次
元逆フーリエ変換装置と、前記２次元画像を表示する画
像表示装置とを備えることにある。

［発明の実施例］ 以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。

第１図において、１は例えばＣＴ装置によって得られた
３次元ボクセルデータを記憶している３次元画像メモリ
である。２は上記３次元ボクセルｆ−夕を３次元フーリ
エ変換して３次元周波数データを出力するための３次元
フーリエ変換装置であり、得られた３次元周波数データ
は３次元周波数メモリ３に記憶される。４は医師等によ
って任意に投影方向を指定できる座標入力装置であり、
指定された投影方向に関する方向ベクトルの３成分をデ
ータ転送装置５の読出し座標制御信号として出力する。

このデータ転送装＠５は読出し座標制御信号に基づいて
、前記３次元周波数メモリ３に記憶されている３次元周
波数データから指定方向に関する原点を通る面を選び出
し、この２次元周波数データを２次元周波数メモリ６へ
転送する。

７はこの２次元周波数データを２次元逆フーリエ変換し
て２次元画像（再投彩画＠）を得るための２次元逆フー
リエ変換装置である。この２次元画像は２次元画像メモ
リ８で記憶された後、画像表示装置９で表示される。

第２図（Ａ＞は前記座標入力装置４の具体例を示してお
り、例えば３次元トラックボール装置が使用できる。こ
の３次元トラックボール装置１０は一平面上を回転可能
なベアリング１１と、このベアリング１１内に設けられ
て他の二手面上を回転可能なボール・ベアリング１２と
から構成されている。

以上のように構成される本発明に係る装置の作用を次に
説明する。

先ず、３次元画像メモリ１に記憶されている３次元ボク
セルデータは予め前処理として３次元フーリエ変換装置
２によって３次元周波数データに変換されて、３次元周
波数メモリ３に保持されている。この３次元周波数デー
タへの変換は再投影を行うにあたっての前処理であって
、ＣＴ装置などによって１７られた３次元画像データに
対して一度行われていれば良い。

次に、医師等は希望する投影方向を座標入力枝＠４によ
って指定するが、これは第２図（Ｂ）に示すような立体
画像Ａを同図（Ｃ）、（Ｄ）。

（Ｅ）のように３次元トラックボール１０と連動させて
回転させ、空間内の任意の方向を指定するものである。

そして、座標入力装置４は指定された投影方向に関する
方向ベクトルの３成分をデータ転送装置５へ出力する。

データ転送装置５は方向ベクトルの３成分に基づいて、
前記３次元周波数メモリ３に記憶されている３次元周波
数データから指定された投影方向に関する原点を通る周
波数面Ｂを第３図に示すように選び出す。この処理は周
波数データのアドレスをアドレッシングする処理に帰着
できる。そして、選び出された任意の投影方向に対応し
た原点を通る周波数面Ｂに含まれる２次元周波数データ
は、２次元周波数メモリ６を介して２次元逆フーリエ変
換装置７に読み出され、２次元逆フーリエ変換されて再
投影画像となる。このように、３次元周波数データから
所望の投影方向に対（芯（、ｔこ原点を通る周波数面Ｂ
を選び出ずのは投影切断面定理を応用したものであり、
２次元逆フーリエ変換装置７により１ｑられる再投影画
像は元のボクセルデータを投影方向に積分して得られる
再投影画像に等しい。

以上の再投影処理にあたって、従来の積分処理による方
法と、本発明の逆フーリエ変換による方法とを演算速度
の面から比較する。主な処理としては、３次元周波数メ
モリ３からデータ転送装置４へのデータ読み出しのため
の３次元アドレス計算、３次元周波数メモリ３からのデ
ータ読み出し及び積分あるいは２次元逆フーリエ変換で
あり、画像サイズをＮＸＮＸＮ　（例えばＮ＝５１２＞
とする。尚、本発明においては前処理によって予め３次
元周波数データは計算されて３次元周波数メモリ３に記
憶されているものとする。

（以下余白） 但し、アドレス計算は数回の加算を要する。

表に示されるようにＮを５１２とすると、本発明は従来
に比べて２〜３桁のオーダーで高速な演１１理が可能と
なり、再投影法による立体表示はトラックボール等に連
動させたリアルタイム表示が可能となる。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、投影切断面定理を
応用して、任意の投影方向に対応した原点を通る周波数
面を選び出し、この面の２次元周波数データを２次元逆
フーリエ変換して再投影画像を冑ることによって再投影
処理を高速に行うことができ、かつトラックボール等に
連動させたリアルタイム表示が可能となる立体画画表示
装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例を示すブロック図、第２
図（Ａ＞はトラックボール装置の斜視図、第２図（Ｂ）
〜（Ｅ）は同図（Ａ）の動作を示す説明図、第３図はあ
る周波数面を選び出す模式図である。 ２・・・３次元フーリエ変ＦＪ！装置 ４・・・座標入力装置 ５・・・データ転送装置 ７・・・２次元逆フーリエ変換装置 ９・・・画像表示装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ３次元ボクセルデータを３次元フーリエ変換して３次元
   周波数データを出力する３次元フーリエ変換装置と、前
   記３次元周波数データから入力手段により指定された任
   意の投影方向に対応した原点を通る周波数面を選び出し
   、この面における２次元周波数データを出力するデータ
   転送装置と、前記２次元周波数データを２次元逆フーリ
   エ変換して２次元画像を出力する２次元逆フーリエ変換
   装置と、前記２次元画像を表示する画像表示装置とを備
   えることを特徴とする立体画像表示装置。