KR20020041277A - 3-dimentional multiplanar reformatting system and method and computer-readable recording medium having 3-dimentional multiplanar reformatting program recorded thereon - Google Patents

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KR20020041277A
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표순형
신영길
정진욱
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김보형
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Abstract

PURPOSE: A 3-dimensional MPR(Multi-Planer Reconstruction) system is provided to directly reconstruct a multi-planer image from a 3-dimensional image, and to generate an automatic structure through the reconstructed 3-dimensional multi-planer image, thereby displaying a section as a line type of a reference image to obtain a section image. CONSTITUTION: An input/storage unit(100) inputs volume data having a density value of a stereo structure from an exterior, and stores the volume data. An optional multi-planer image reconstructor(200) 3-dimensionally displays a spacial distribution of the stereo structure based on the volume data, and makes a displayed 3-dimensional image a reference image, enabling a user to directly reconstruct the image, then displays a multi-planer image on an ROI(Region Of Interest) of the reference image. A display(300) displays the 3-dimensional image corresponding to the volume data, and displays the 3-dimensional image corresponding to the ROI. An input unit(400) supplies a drawing tool for specifying the ROI on the displayed 3-dimensional image, and adapts to a drawing request by the drawing tool to supply a request signal to the optional multi-planer image reconstructor.

Description

3차원 다면 영상 재구성 시스템 및 방법과 이를 저장한 컴퓨터가 판독 가능한 기록 매체{3-DIMENTIONAL MULTIPLANAR REFORMATTING SYSTEM AND METHOD AND COMPUTER-READABLE RECORDING MEDIUM HAVING 3-DIMENTIONAL MULTIPLANAR REFORMATTING PROGRAM RECORDED THEREON}3D multidimensional image reconstruction system and method and a computer readable recording medium storing the same.

본 발명은 3차원 다면 영상 재구성 시스템 및 방법과 이를 저장한 컴퓨터가 판독 가능한 기록 매체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 3차원적인 인체 구조물의 3차원 참조 영상으로부터 다면 재구성 영상을 생성하여 가시화하기 위한 3차원 다면 영상 재구성 시스템 및 방법과 이를 저장한 컴퓨터가 판독 가능한 기록 매체에 관한 것이다.The present invention relates to a three-dimensional multi-dimensional image reconstruction system and method and a computer-readable recording medium storing the three-dimensional multi-dimensional image reconstruction, and more specifically, to generate and visualize a multi-dimensional reconstruction image from the three-dimensional reference image of the three-dimensional human structure A multidimensional image reconstruction system and method, and a computer readable recording medium storing the same.

일반적으로 3차원 다면 영상 재구성이란, 참조 영상으로부터 얻고자 하는 단면을 참조 영상상의 선(line)의 형태로 디스플레이하여 그에 해당하는 단면 영상을 얻어내는 기술이다.In general, three-dimensional image reconstruction is a technique of displaying a cross section to be obtained from a reference image in the form of a line on the reference image to obtain a corresponding cross section image.

이러한 3차원 다면 영상 재구성 시스템에서는 참조 영상으로는 전체 볼륨의 수직면(Coronal, Sagittal, Axial) 영상을 사용하고, 재구성면의 표시 인터페이스로는 수직선, 수평선, 대각선을 제공한다. 여기서, 대각선은 회전 가능하여 임의의 각도로 재구성면을 디스플레이할 수 있다.In the 3D multi-dimensional image reconstruction system, vertical (Coronal, Sagittal, Axial) images of the entire volume are used as reference images, and vertical, horizontal, and diagonal lines are provided as display interfaces of the reconstructed surface. Here, the diagonal line is rotatable to display the reconstructed surface at any angle.

이와 같은 3차원 영상 재구성 시스템은 의료 영상 기법(이하, 3차원 의료 영상 기법)에 많이 사용되는데, 특히 3차원 의료 영상 기법이란 CT와 MRI로부터 얻어지는 일련의 2차원 의료 영상으로부터 3차원 영상을 생성하는 것을 말한다. 일련의 2차원 이미지만을 통한 진단은 전체적인 입체감을 얻기가 힘들고 임의의 단면 등을 관찰하기 불가능한 단점이 있으나, 3차원 의료 영상기법을 사용하면 환부에 대한 정확한 위치의 판단이 가능하고 수술 방법을 보다 현실감 있게 예측할 수 있다.Such a 3D image reconstruction system is widely used in medical imaging techniques (hereinafter referred to as 3D medical imaging technique). In particular, the 3D medical imaging technique generates a 3D image from a series of 2D medical images obtained from CT and MRI. Say that. Diagnosis using only a series of two-dimensional images has the disadvantage that it is difficult to obtain an overall three-dimensional effect and it is impossible to observe an arbitrary cross section.However, using three-dimensional medical imaging technique, it is possible to determine the exact position of the affected area and make the surgical method more realistic. Predictably.

일반적으로 의료 기기로부터 얻어진 CT나 MRI 데이터를 3차원으로 가시화 하는 프로그램에서 임의의 다면 영상을 재구성하는 것은 의료 진단에 있어서 중요한 역할을 담당한다.In general, reconstructing arbitrary multi-sided images in a program that visualizes CT or MRI data obtained from a medical device in three dimensions plays an important role in medical diagnosis.

그러나, 기존의 3차원 가시화 프로그램들은 첨부된 도 1에 도시한 바와 같이, 2차원 영상으로부터의 다면 재구성을 제공한다.However, existing three-dimensional visualization programs provide multi-sided reconstruction from two-dimensional images, as shown in FIG.

하지만 이들은 3차원 축에 수직인 방향에 대해서만 영상을 얻을 수 있어 기울어진 형태를 갖는 인체 기관에 대해서는 정확한 재구성면을 추출하기가 어렵다는 문제점이 있다.However, since they can obtain images only in the direction perpendicular to the three-dimensional axis, it is difficult to extract an accurate reconstructed surface for human organs having an inclined shape.

또한 재구성면을 직선 형태로만 디스플레이 가능하여 원하는 기관을 따라 단면을 추출하는 것은 불가능하다는 문제점이 있다.In addition, since the reconstructed surface can be displayed only in a straight form, it is impossible to extract a cross section along a desired organ.

이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 종래의 2차원 영상에서의 다면 영상 재구성을 제공하는 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 3차원 영상으로부터 다면 영상을 직접 재구성하고, 재구성된 3차원 다면 재구성 영상을 통한 자동 해부학적 구조물을 생성하기 위한 3차원 다면 영상 재구성 시스템을 제공하는데 있다.Therefore, the technical problem of the present invention is to solve the problem of providing a multi-sided image reconstruction in the conventional two-dimensional image, an object of the present invention is to directly reconstruct the multi-sided image from the three-dimensional image, reconstructed three-dimensional multi-dimensional reconstruction An object of the present invention is to provide a 3D multi-dimensional image reconstruction system for generating an automatic anatomical structure through an image.

또한, 본 발명의 다른 목적은 3차원 영상으로부터 다면 영상을 직접 재구성하고, 재구성된 3차원 다면 재구성 영상을 통한 자동 해부학적 구조물을 생성하기 위한 3차원 다면 영상 재구성 방법을 제공하는데 있다.In addition, another object of the present invention is to provide a method for reconstructing a multi-dimensional image directly from a three-dimensional image, to generate an automatic anatomical structure through the reconstructed three-dimensional multi-dimensional reconstruction image.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 상기한 3차원 다면 영상 재구성 방법을 저장한 컴퓨터가 판독 가능한 기록 매체를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a computer-readable recording medium storing the above-described three-dimensional multi-dimensional image reconstruction method.

도 1은 종래의 다면 영상 재구성(MPR) 화면을 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram illustrating a conventional multi-sided image reconstruction (MPR) screen.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 3차원 다면 영상 재구성 시스템을 설명하기 위한 도면이다.2 is a view for explaining a 3D multi-dimensional image reconstruction system according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 3차원 다면 영상 재구성 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a 3D multi-dimensional image reconstruction method according to an embodiment of the present invention.

도 4a는 본 발명에 따른 직선 인터페이스를 이용한 재구성 화면의 일례를 도시하고, 도 4b는 본 발명에 따른 곡선 인터페이스를 이용한 재구성 화면의 일례를 도시하며, 도 4c는 본 발명에 따른 자유 곡선을 이용한 재구성면 표시 화면의 일례를 도시한다.4A shows an example of a reconstruction screen using a straight interface according to the present invention, FIG. 4B shows an example of a reconstruction screen using a curved interface according to the present invention, and FIG. 4C shows a reconstruction using a free curve according to the present invention. An example of a surface display screen is shown.

도 5는 상기한 도 4a의 직선 인터페이스를 이용하여 단면을 추출한 결과를 도시한다.FIG. 5 illustrates a result of extracting a cross section using the straight line interface of FIG. 4A.

도 6은 상기한 도 4b의 곡선 인터페이스를 이용하여 단면을 추출한 결과를 도시한다.FIG. 6 illustrates a result of extracting a cross section using the curved interface of FIG. 4B.

도 7은 상기한 도 4c의 자유 곡선을 이용하여 재구성면을 추출한 결과를 도시한다.FIG. 7 illustrates a result of extracting a reconstructed surface using the free curve of FIG. 4C.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 3차원 다면 영상 재구성 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.8 is a flowchart illustrating a 3D multi-dimensional image reconstruction method according to another embodiment of the present invention.

도 9는 컨트롤 포인트를 갖는 곡선에 구간별 거리를 합산한 거리를 표시한 결과이다.9 is a result of displaying a distance obtained by summing the distance for each section to a curve having a control point.

도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 3차원 다면 영상 재구성 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.10 is a flowchart illustrating a 3D multi-dimensional image reconstruction method according to another embodiment of the present invention.

도 11은 다면 재구성 영상을 통한 부위 설정 예를 보여준다11 shows an example of site setting through a multi-faceted reconstruction image

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

100 : 입력/저장부200 : 임의 다면 영상 재구성부100: input / storage unit 200: random side image reconstruction unit

210 : 참조 영상 처리부220 : 변환부210: reference image processor 220: converter

230 : 재구성부300 : 표시부230: reconstruction unit 300: display unit

400 : 입력부400: input unit

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 하나의 특징에 따른 3차원 다면 영상 재구성 시스템은,The three-dimensional multi-dimensional image reconstruction system according to one feature for realizing the above object of the present invention,

소정의 특성을 가지는 입체적 구조물에 대한 밀도값이 저장된 볼륨 데이터를외부로부터 입력받아 저장하는 입력/저장부;An input / storing unit that receives volume data storing density values of three-dimensional structures having predetermined characteristics from outside and stores the volume data;

상기 입력/저장부에 저장된 볼륨 데이터를 기초로 하여 입체적 구조물의 공간적 분포를 3차원 영상으로 디스플레이하고, 디스플레이되는 3차원 영상을 참조 영상으로 하여 사용자가 직접 영상 재구성 조작이 가능하도록 처리하며, 상기 참조 영상상에 표시된 소정 관심 영역의 다면 영상을 표시하도록 처리하는 임의 다면 영상 재구성부;The spatial distribution of the three-dimensional structure is displayed as a 3D image based on the volume data stored in the input / storage unit, and the user can directly reconstruct the image by using the displayed 3D image as a reference image. An arbitrary multi-sided image reconstructing unit which processes to display a multi-sided image of a predetermined ROI displayed on the image;

상기 입력/저장부에 저장된 볼륨 데이터에 대응하는 3차원 영상을 디스플레이하고, 사용자에 이해 설정되는 소정의 관심 영역에 대응하는 3차원 영상을 디스플레이하는 표시부; 및A display unit configured to display a 3D image corresponding to volume data stored in the input / storage unit, and to display a 3D image corresponding to a predetermined ROI set by a user; And

상기 디스플레이되는 3차원 영상상에 사용자가 소정의 관심 영역을 지정 가능하도록 드로잉 도구를 제공하여 상기 드로잉 도구에 의한 드로잉 요청에 적응하여 요청 신호를 상기 임의 화면 재구성부에 제공하는 입력부를 포함하여 이루어진다.And an input unit that provides a drawing tool so that a user can designate a predetermined region of interest on the displayed 3D image, and adapts a drawing request by the drawing tool to provide a request signal to the arbitrary screen reconstruction unit.

또한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 하나의 특징에 따른 3차원 다면 영상 재구성 방법은, 참조 영상의 소정의 관심 영역의 임의 다면 영상을 표시할 수 있도록 처리하기 위한 3차원 다면 영상 재구성 방법에 있어서,In addition, a three-dimensional multi-dimensional image reconstruction method according to one feature for realizing another object of the present invention, in the three-dimensional multi-dimensional image reconstruction method for processing to be able to display any multi-sided image of a predetermined region of interest of the reference image ,

(a) 투영되는 3차원 참조 영상상에서 사용자의 조작에 의해 보고자 하는 영상 모드가 입력됨에 따라 해당 단면의 형상을 디스플레이하는 단계;(a) displaying a shape of a corresponding section as an image mode to be viewed by a user's operation is input on the projected three-dimensional reference image;

(b) 상기 디스플레이되는 해당 단면의 형상상에서 사용자에 조작에 의해 임의 직선, 곡선, 자유 곡선 중 어느 하나의 형태로 소정의 관심 영역이 입력됨에 따라, 상기 단면 형상으로부터 해당 다면 영상 생성의 기준이 되는 하나 이상의 샘플 포인트를 추출하는 단계;(b) As a predetermined region of interest is input in the form of any straight line, a curve, or a free curve by a user on the shape of the corresponding cross section to be displayed, it becomes a standard of image generation from the cross-sectional shape. Extracting one or more sample points;

(c) 상기 추출된 하나 이상의 샘플 포인트들을 3차원 좌표로 각각 변환하는 단계;(c) converting the extracted one or more sample points into three-dimensional coordinates, respectively;

(d) 투영 평면의 법선 벡터를 가시 행렬의 역행렬과 승산하여 3차원상의 다면 영상 추출 방향 벡터를 생성하는 단계; 및(d) multiplying the normal vector of the projection plane by the inverse of the visible matrix to generate a three-dimensional multi-sided image extraction direction vector; And

(e) 상기 각 샘플 포인트로부터 상기 생성된 3차원상의 다면 영상 추출 방향 벡터를 이용하여 전진하면서 단위 복셀에 해당하는 값을 얻는 과정을 통해 다면 영상을 생성하고, 상기 생성된 다면 영상을 디스플레이하는 단계를 포함하여 이루어진다.(e) generating a multi-faceted image by moving forward using the generated three-dimensional multi-faceted image extraction direction vector from each sample point and obtaining a value corresponding to a unit voxel, and displaying the generated multi-faceted image It is made, including.

여기서, 상기한 단계(e)는,Here, the step (e),

각 컨트롤 포인트를 경유하는 곡선 방정식을 이용하여 구간별로 적분하여 각 구간 거리를 연산하는 단계; 및 상기 연산된 각 구간 거리를 컨트롤 포인트의 순서에 따라 원점에서 해당 컨트롤 포인트까지의 곡선 길이를 합산하여 저장 및 디스플레이하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Calculating each section distance by integrating section by section using a curve equation passing through each control point; And summing and storing the calculated interval distances by summing the curve lengths from the origin to the corresponding control point in the order of the control points.

또한 상기한 단계(e)는,In addition, the above step (e),

소정의 관심 영역 표현을 위해 타원형, 자유 곡선, 사각형 등의 드로잉 도구를 제공하는 단계; 상기 관심 영역의 경계선 내부에 속하는 밀도값을 오름차순으로 정렬하는 단계; 및 상기 정렬된 밀도값을 불투명도 전이함수의 각 콘트롤 포인트에 해당하는 밀도값으로 하여 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Providing a drawing tool such as an ellipse, a free curve, a rectangle, or the like for representing a region of interest; Arranging the density values belonging to the inside of the boundary of the region of interest in ascending order; And generating the aligned density values as density values corresponding to the respective control points of the opacity transition function.

또한, 상기 단계 (a)는,In addition, the step (a),

수평면, 수직면, 사면 등의 평면을 표현하는 직선의 각 점을 추출하여 배열하고, 샘플 포인트를 저장하는 기본 다면 영상 모드와, 사용자가 입력하는 복수의 콘트롤 포인트들로 곡선을 생성하고, 생성된 곡선을 근거로 단면 형상의 관찰을 위한 곡선 다면 영상 모드와, 사용자가 임의로 그리는 곡선을 토대로 단면 형상의 관찰을 위한 자유 곡선 다면 영상 모드 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 곡선의 생성은 입력된 콘트롤 포인트들로부터 곡선의 함수를 얻고, 매개 변수에 일정 간격의 값들을 대입하여 포인트들의 좌표를 연산한 후, 해당 포인트들 사이를 소정의 선분으로 연결하여 곡선을 생성하는 것이 바람직하며, 상기 곡선 함수는 허미트 곡선식을 이용하는 것이 바람직하다.Extracts and arranges each point of a straight line representing a plane such as a horizontal plane, a vertical plane, a slope, and stores a sample point, creates a curve with a plurality of control points input by the user, and generates a curve. The curved multi-sided image mode for observing the cross-sectional shape on the basis of the, and the free-formed multi-sided image mode for observing the cross-sectional shape based on the curve arbitrarily drawn by the user. At this time, the generation of the curve is obtained by the function of the curve from the input control points, and the coordinates of the points by calculating the coordinates of the points by substituting values of a predetermined interval to the parameters, and then connected the curves by a predetermined line segment between the points It is preferable to generate, and it is preferable that the curve function uses a Hermit curve.

또한, 상기 단계(b)는, 디스플레이되는 단면의 형상이 기본 다면 영상 모드인 경우에, 사용자에 의해 선택된 평면을 표현하는 직선으로부터 단위 길이마다 샘플 포인트를 추출하는 것을 하나의 특징으로 한다.In addition, the step (b) is characterized in that the sample point is extracted for each unit length from a straight line representing the plane selected by the user when the shape of the displayed cross section is a basic multi-image mode.

또한, 상기 단계(b)는, 디스플레이되는 단면의 형상이 곡선 다면 영상 모드인 경우에, 각 선분의 길이와 방향 벡터를 이용하여 해당 선분의 방향 단위 벡터를 구하고, 선분의 한끝점에서 방향 단위 벡터만큼 전진하면서 점을 추출하는 것을 다른 하나의 특징으로 한다.In addition, in the step (b), when the shape of the cross section to be displayed is curved, the direction unit vector of the corresponding line segment is obtained using the length and the direction vector of each line segment, and the direction unit vector at one end of the line segment. Another feature is the extraction of points while advancing as much.

또한, 상기 단계(b)는, 디스플레이되는 단면의 형상이 상기 자유 곡선 다면 영상 모드인 경우에, 각 선분의 길이와 방향 벡터를 이용하여 해당 선분의 방향 단위 벡터를 구하고, 선분의 한끝점에서 방향 단위 벡터만큼 전진하면서 점을 추출하는 것을 또 다른 하나의 특징으로 한다.In addition, in the step (b), when the shape of the cross section to be displayed is the free-form surface image mode, the direction unit vector of the corresponding line segment is obtained using the length and the direction vector of each line segment, and the direction at one end point of the line segment is obtained. Another feature is the extraction of points while advancing by unit vectors.

또한, 상기 단계(c)의 3차원 좌표로의 변환은 가시 행렬 A의 역행렬을 각 샘플 포인트의 투영 평면상의 좌표에 승산하는 것이 바람직하다.Further, the conversion to the three-dimensional coordinates of step (c) preferably multiplies the inverse of the visible matrix A by the coordinates on the projection plane of each sample point.

또한 본 발명의 또 다른 목적을 실현하기 위한 하나의 특징에 따른 3차원 다면 영상 재구성 방법을 저장한 컴퓨터가 판독 가능한 기록 매체는, 참조 영상의 소정의 관심 영역의 임의 다면 영상을 표시할 수 있도록 처리하기 위한 3차원 다면 영상 재구성 방법에 있어서,In addition, a computer-readable recording medium storing a three-dimensional multi-dimensional image reconstruction method according to one feature for realizing another object of the present invention is processed to display an arbitrary multi-sided image of a predetermined region of interest of a reference image. In the three-dimensional multi-dimensional image reconstruction method for

(a) 투영되는 3차원 참조 영상상에서 사용자의 조작에 의해 보고자 하는 영상 모드가 입력됨에 따라 해당 단면의 형상을 디스플레이하는 단계;(a) displaying a shape of a corresponding section as an image mode to be viewed by a user's operation is input on the projected three-dimensional reference image;

(b) 상기 디스플레이되는 해당 단면의 형상상에서 사용자에 조작에 의해 임의 직선, 곡선, 자유 곡선 중 어느 하나의 형태로 소정의 관심 영역이 입력됨에 따라, 상기 단면 형상으로부터 해당 다면 영상 생성의 기준이 되는 하나 이상의 샘플 포인트를 추출하는 단계;(b) As a predetermined region of interest is input in the form of any straight line, a curve, or a free curve by a user on the shape of the corresponding cross section to be displayed, it becomes a standard of image generation from the cross-sectional shape. Extracting one or more sample points;

(c) 상기 추출된 하나 이상의 샘플 포인트들을 3차원 좌표로 각각 변환하는 단계;(c) converting the extracted one or more sample points into three-dimensional coordinates, respectively;

(d) 투영 평면의 법선 벡터를 가시 행렬의 역행렬과 승산하여 3차원상의 다면 영상 추출 방향 벡터를 생성하는 단계; 및(d) multiplying the normal vector of the projection plane by the inverse of the visible matrix to generate a three-dimensional multi-sided image extraction direction vector; And

(e) 상기 각 샘플 포인트로부터 상기 생성된 3차원상의 다면 영상 추출 방향 벡터를 이용하여 전진하면서 단위 복셀에 해당하는 값을 얻는 과정을 통해 다면 영상을 생성하고, 상기 생성된 다면 영상을 디스플레이하는 단계를 포함하여 이루어진다.(e) generating a multi-faceted image by moving forward using the generated three-dimensional multi-faceted image extraction direction vector from each sample point and obtaining a value corresponding to a unit voxel, and displaying the generated multi-faceted image It is made, including.

이러한 3차원 다면 영상 재구성 시스템 및 방법과 이를 저장한 컴퓨터가 판독 가능한 기록 매체에 의하면, 3차원 영상에서 직접 임의의 재구성면을 표시하여 직접적인 정보를 제공할 수 있고, 또한 3차원 영상에서 추측한 병변을 2차원 다면 영상 재구성을 통해 확인할 필요없이 직접 3차원 영상에 표시하여 재구성면을 얻을 수 있으며, 축에 제한된 기존 재구성 방법의 한계를 극복할 수 있다.According to such a three-dimensional multi-dimensional image reconstruction system and method and a computer-readable recording medium storing the three-dimensional image reconstruction system, it is possible to directly display an arbitrary reconstruction surface in the three-dimensional image to provide direct information, and also to infer the lesions estimated in the three-dimensional image. It is possible to obtain the reconstruction surface by directly displaying on the 3D image without having to confirm through 2D multi-dimensional image reconstruction, and overcome the limitations of the existing reconstruction method limited to the axis.

또한, 마우스 등의 사용자 입력 장치에 의한 인터페이스에 합산 거리를 표시하여 수치적인 정보도 제공할 뿐만 아니라, 그 결과에 의해 추출된 다면 영상을 이용해 3차원 영상을 재추출할 수도 있다.In addition, the summation distance is displayed on an interface by a user input device such as a mouse to provide numerical information as well as a three-dimensional image may be re-extracted using the multi-dimensional image extracted as a result.

또한, 사용자가 보고자 하는 부위에 대해서 사용자가 직접 불투명도 전이함수로 표현하는 번거로움을 덜어줄 수 있고, 다면 재구성 화면에서 보고자 하는 부위를 표시하면 자동적으로 불투명도 전이함수를 생성하여 보고자 하는 부위를 볼 수도 있다.In addition, the user can save the hassle of expressing directly to the opacity transition function for the area that you want to see, and if you mark the site you want to see on the reconstruction screen, you can automatically create the opacity transition function to see the site you want to see have.

그러면, 통상의 지식을 지닌 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 실시예에 관해 설명하기로 한다.Then, embodiments will be described so that those skilled in the art can easily implement the present invention.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 3차원 다면 영상 재구성 시스템을 설명하기 위한 도면이다.2 is a view for explaining a 3D multi-dimensional image reconstruction system according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 3차원 다면 영상 재구성 시스템은 입력/저장부(100), 임의 다면 영상 재구성부(200), 표시부(300) 및 입력부(400)를 포함한다.Referring to FIG. 2, a three-dimensional multi-dimensional image reconstruction system according to an exemplary embodiment of the present invention includes an input / storage unit 100, an arbitrary multiple-image reconstruction unit 200, a display unit 300, and an input unit 400.

입력/저장부(100)는 소정의 특성을 가지는 입체적 구조물에 대한 밀도값이 저장된 볼륨 데이터를 외부로부터 입력받고, 3차원 다면 영상 재구성의 처리를 위하여 저장한다.The input / storage unit 100 receives volume data storing density values of three-dimensional structures having predetermined characteristics from the outside and stores the three-dimensional image reconstruction for processing.

임의 다면 영상 재구성부(200)는 참조 영상 처리부(210), 변환부(220) 및 재구성부(230)로 이루어져, 상기한 입력/저장부(100)에 저장된 볼륨 데이터를 기초로 하여 입체적 구조물에 대한 3차원 영상으로 디스플레이하고, 디스플레이되는 3차원 영상을 참조 영상으로 하여 사용자가 직접 영상 재구성 조작이 가능하도록 처리하며, 상기 참조 영상상에 표시된 소정 관심 영역의 다면 영상을 표시할 수 있도록 처리한다.The random multi-faceted image reconstructor 200 includes a reference image processor 210, a converter 220, and a reconstructor 230, based on the volume data stored in the input / storage unit 100. A 3D image is displayed, and a 3D image is displayed as a reference image, so that the user can directly reconstruct the image, and display a multi-sided image of a predetermined region of interest displayed on the reference image.

보다 상세히는, 참조 영상 처리부(210)는 상기 입력/저장부(100)에 저장된 볼륨 데이터로부터 상기 3차원 참조 영상을 표시할 수 있도록 처리하고, 상기 입력부(400)를 통하여 사용자에 의해 입력되는 소정의 관심 영역을 상기 참조 영상상에서 소정의 직선이나 곡선, 자유 곡선 등의 데이터 형태로 입력받아 처리한다.In more detail, the reference image processing unit 210 processes to display the 3D reference image from the volume data stored in the input / storage unit 100, and is input by the user through the input unit 400. The region of interest is inputted and processed in the form of a predetermined straight line, a curve, a free curve, or the like on the reference image.

변환부(220)는 상기 참조 영상 처리부(210)에 입력된 참조 영상상의 임의의 직선이나, 곡선, 자유 곡선을 구성하는 각 포인트의 2차원적 위치 데이터로부터 각 포인트에 대응하는 3차원 좌표를 추출한다.The conversion unit 220 extracts three-dimensional coordinates corresponding to each point from two-dimensional position data of each point constituting a straight line, curve, or free curve on the reference image input to the reference image processing unit 210. do.

재구성부(230)는 상기 변환부(220)에서 얻어진 상기 각 포인트에 대응하는 3차원 좌표와 원하는 다면 영상의 가시 벡터를 이용하여 3차원 영상으로부터 이미지 정보를 얻어와 이를 재구성하여 볼륨 데이터로부터 사용자가 지정한 소정의 관심 영역에 대응하는 3차원 다면 영상으로 변경한다.The reconstructor 230 obtains image information from the 3D image by using the 3D coordinates corresponding to the respective points obtained by the converter 220 and the visible vector of the desired face image, and reconstructs the image information from the volume data. The image is changed into a 3D multi-dimensional image corresponding to the specified predetermined ROI.

표시부(300)는 해당 참조 영상, 즉 입력/저장부(100)에 저장된 볼륨 데이터에 대한 3차원 영상을 디스플레이하고, 사용자에 의해 설정되는 소정의 관심 영역에 대응하는 3차원 다면 영상을 디스플레이한다. 이때 볼륨 데이터에 대응하는 3차원 영상은 화면의 일측에 표시하는 것이 바람직하고, 관심 영역에 대응하는 3차원 다면 영상은 화면의 다른 일측에 표시하는 것이 바람직하다.The display unit 300 displays a corresponding 3D image of the reference image, that is, volume data stored in the input / storage unit 100, and displays a 3D multi-dimensional image corresponding to a predetermined ROI set by the user. The 3D image corresponding to the volume data is preferably displayed on one side of the screen, and the 3D image corresponding to the ROI is preferably displayed on the other side of the screen.

입력부(400)는 디스플레이되는 해당 참조 영상, 바람직하게는 3차원 영상상에 사용자가 소정의 관심 영역을 지정 가능하도록 각종 드로잉 도구를 제공한다. 즉, 마우스 등을 통해 입력되는 사용자의 드로잉 요청에 적응하여 요청 신호를 임의 화면 영상 재구성부(200)에 제공한다.The input unit 400 provides various drawing tools to allow a user to designate a predetermined region of interest on the corresponding reference image, preferably a 3D image, to be displayed. That is, the request signal is provided to the arbitrary screen image reconstruction unit 200 by adapting to the drawing request of the user input through a mouse or the like.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 3차원 다면 영상 재구성 방법을 설명하기 위한 흐름도로, 특히 3차원 영상에서의 다면 영상 재구성을 설명하기 위한 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a three-dimensional multi-dimensional image reconstruction method according to an embodiment of the present invention, in particular a flowchart for explaining a multi-dimensional image reconstruction in a three-dimensional image.

도 4a는 본 발명에 따른 직선 인터페이스를 이용한 재구성 화면의 일례를 도시하고, 도 4b는 본 발명에 따른 곡선 인터페이스를 이용한 재구성 화면의 일례를 도시하며, 도 4c는 본 발명에 따른 자유 곡선을 이용한 재구성면 표시 화면의 일례를 도시한다.4A shows an example of a reconstruction screen using a straight interface according to the present invention, FIG. 4B shows an example of a reconstruction screen using a curved interface according to the present invention, and FIG. 4C shows a reconstruction using a free curve according to the present invention. An example of a surface display screen is shown.

도 5는 상기한 도 4a의 직선 인터페이스를 이용하여 단면을 추출한 결과를 도시하고, 도 6은 상기한 도 4b의 곡선 인터페이스를 이용하여 단면을 추출한 결과를 도시하며, 도 7은 상기한 도 4c의 자유 곡선을 이용하여 재구성면을 추출한 결과를 도시한다.FIG. 5 illustrates a result of extracting a cross section using the straight line interface of FIG. 4A, FIG. 6 illustrates a result of extracting a cross section using the curve interface of FIG. 4B, and FIG. 7 shows the result of FIG. 4C. The result of extracting the reconstructed surface using the free curve is shown.

도 3을 참조하면, 먼저 도 4a 내지 도 4c에 도시한 바와 같이, 3차원 참조 영상을 디스플레이한다(단계 S105). 3차원의 볼륨 데이터가 2차원 평면으로 투영된 상태에서, 사용자가 원하는 단면을 얻기 위해서는 먼저 3차원 참조 영상상에 보고자 하는 단면을 그려주어야 한다. 이러한 단면에 대한 정보를 입력하는 모듈은 베이직 MPR(Basic MPR) 모듈, 곡선 MPR(Curve MPR) 모듈, 자유 곡선 MPR(Free draw MPR) 모듈이다.Referring to FIG. 3, first, as shown in FIGS. 4A to 4C, a 3D reference image is displayed (step S105). In the state where three-dimensional volume data is projected onto a two-dimensional plane, in order to obtain a desired cross section, a cross section to be viewed must first be drawn on a three-dimensional reference image. Modules for inputting information about these cross sections are a Basic MPR module, a Curve MPR module, and a free draw MPR module.

먼저, 베이직 MPR(Basic MPR) 모듈은 3차원 참조 영상상에 수평면, 수직면, 사면을 표현하는 수평선, 수직선, 사선을 본 발명에 따른 시스템이 기본적으로 제공한다.First, the Basic MPR (Basic MPR) module basically provides a horizontal line, a vertical line, and a diagonal line representing a horizontal plane, a vertical plane, and a slope on a three-dimensional reference image.

상기한 수평면과 수직면은 회전이 불가하며, 오로지 각 평면의 법선 벡터 방향으로 평행이동만 할 수 있고, 상기한 사면은 법선 벡터 방향으로의 평행이동이 가능하며 스크린의 법선 벡터를 축으로 회전도 가능하다. 각각을 표현하는 직선들도 동일한 동작을 한다. 사용자는 각 직선을 마우스로 선택하거나 평행이동 또는 회전시켜서 원하는 단면의 형상을 관찰할 수 있다.The horizontal plane and the vertical plane cannot be rotated, and only the parallel plane can be moved in the normal vector direction of each plane, and the slope can be moved parallel to the normal vector direction, and the normal vector of the screen can also be rotated about the axis. Do. The straight lines representing each have the same operation. The user can observe the shape of the desired cross section by selecting each straight line or moving or rotating it with the mouse.

또한, 곡선 MPR(Curve MPR) 모듈은 사용자의 입력으로 주어지는 콘트롤 포인트(control point)들로 곡선을 생성하고, 그 곡선에 따라 단면의 형상을 관찰할 수 있다. 상기한 콘트롤 포인트를 통과하는 곡선의 생성은 우선 입력된 콘트롤 포인트들로부터 허미트(Hermite) 곡선식 등을 이용하여 곡선의 함수를 얻고 매개변수에 일정간격의 값들을 대입하여 점들의 좌표를 계산 한 뒤 그 점들 사이를 선분으로 연결하여 곡선을 표현한다.In addition, the Curve MPR module generates a curve from control points given to a user input and observes the shape of the cross section according to the curve. For the generation of the curve passing through the control point, first obtain the function of the curve from the input control points using Hermitite equation and calculate the coordinates of the points by substituting a certain interval value into the parameter. Express the curve by connecting the points between the points.

또한, 자유 곡선 MPR(Free draw MPR) 모듈은 사용자가 마우스로 그린 임의의 곡선을 토대로 단면의 형상을 관찰할 수 있다.In addition, the free draw MPR module can observe the shape of the cross section based on an arbitrary curve drawn by a user.

도 3으로 환언하여, 사용자에 의해 베이직 MPR(Basic MPR)이 선택되었는지의 여부를 체크하여(단계 S110), 베이직 MPR이 선택된 경우에는 선택된 평면을 표현하는 직선의 각 점들을 추출하여 배열하고(단계 S112), 해당 MPR 이미지, 바람직하게는 베이직 MPR 이미지 생성의 기준이 되는 샘플 포인트들을 저장한다(단계 S114). 여기서, 베이직 MPR은 엑시얼(Axial) 영상, 사지털(Sagital) 영상, 코로널(Coronal) 영상으로 이루어지는 것이 바람직하다.In other words, it is checked whether the basic MPR is selected by the user (step S110), and when the basic MPR is selected, each point of a straight line representing the selected plane is extracted and arranged (step S110). S112), the sample points on which the corresponding MPR image, preferably the basic MPR image is generated, are stored (step S114). Here, the basic MPR is preferably composed of an axial image, a sagittal image, and a coronal image.

상기한 샘플 포인트는 사용자에 의해 3차원 참조 영상상에 그려진(혹은 선택되어진) 직선(혹은 곡선)상의 점들로서, 최종 얻어지는 MPR 영상의 한쪽 변을 구성하는 한 점이 된다.(보는 방향에 따라 왼쪽변이 될 수도 있고 밑변이 될 수도 있다.) 상기한 베이직 MPR의 경우, 샘플 포인트의 저장은 사용자에 의해 선택된 평면을 표현하는 직선으로부터 단위 길이마다 일정 샘플 포인트들을 추출하는 것으로 해결된다.The sample point is a point on a straight line (or curve) drawn (or selected) on the 3D reference image by the user, and constitutes one side of the final MPR image. In the case of the basic MPR described above, the storage of sample points is solved by extracting certain sample points every unit length from a straight line representing a plane selected by the user.

단계 S110에서 베이직 MPR이 미선택된 경우에는 일련의 콘트롤 포인트들로 구성되는 곡선 MPR(Curve MPR)이 선택되었는지의 여부를 체크하여(단계 S120), 곡선 MPR이 선택된 경우에는 입력받은 콘트롤 포인트들을 이용하여 허미트 곡선(Hermite curve)식을 계산하고(단계 S122), 상기한 허미트 곡선식을 이용하여 콘트롤 포인트 사이의 점들을 등간격 추출하여 샘플 포인트를 저장한다(단계 S124).If the basic MPR is not selected in step S110, it is checked whether a curve MPR consisting of a series of control points is selected (step S120), and if the curve MPR is selected, the input control points are used. The Hermit curve equation is calculated (step S122), and the sample points are stored by equally extracting points between the control points using the Hermit curve equation described above (step S124).

상기한 곡선 MPR의 경우, 샘플 포인트의 저장은 곡선을 그리는 데 사용된 점들 사이가 선분으로 연결되어 있으므로 각 선분에서 단위 길이마다 점을 추출하는 방법으로 샘플 포인트를 추출한다. 이때 사용되는 방법은 각 선분의 길이와 방향벡터를 이용해서 그 선분의 방향 단위 벡터를 구하고 선분의 한 끝점에서 방향 단위 벡터만큼 전진하면서 점을 추출하면 된다. 한 선분에서의 추출이 끝나면 다음 선분에서도 같은 작업을 한다.In the case of the above-mentioned curve MPR, the sample points are stored by extracting the points for each unit length from each line segment because the points used to draw the curve are connected by line segments. In this method, the direction unit vector of the line segment is obtained using the length and the direction vector of each line segment, and the point is extracted by advancing the direction unit vector from one end point of the line segment. After extraction from one segment, do the same for the next segment.

단계 S120에서 곡선 MPR이 미선택된 경우에는 사용자에 의해 마우스로 그린 일련의 점들로 구성되는 자유 곡선 MPR(FreeDraw MPR)이 선택되었는지의 여부를 체크하여(단계 S130), 자유 곡선 MPR이 미선택된 경우에는 단계 S110으로 피드백하고, 자유 곡선 MPR이 선택된 경우에는 추출된 추출점들을 보간하여 배열한 후(단계 S132), 샘플 포인트들을 저장한다(단계 S134).If the curve MPR is not selected in step S120, it is checked whether or not the free curve MPR (FreeDraw MPR) consisting of a series of points drawn by the user is selected (step S130). In step S110, when the free curve MPR is selected, the extracted extraction points are interpolated and arranged (step S132), and the sample points are stored (step S134).

상기한 자유 곡선 MPR의 경우, 샘플 포인트들의 저장은 마우스로 곡선을 그릴 때 얻어지는 일련의 점들 사이가 역시 선분으로 이루어져 있으므로, 곡선 MPR의 경우와 동일 방법으로 단위 길이마다 샘플 포인트들을 추출하면 된다.In the case of the above-mentioned free curve MPR, the storage of the sample points is also composed of line segments between the series of points obtained when the curve is drawn by the mouse. Thus, the sample points may be extracted for each unit length in the same manner as in the case of the curved MPR.

상기한 단계 S114, S124, S134에 이어 현재 뷰잉 정보를 얻어오고(단계 S140), 3차원 볼륨 데이터에서 직접 MPR 이미지를 생성하기 위해서는 상기한 과정에서 얻어진 2차원 샘플 포인트를 3차원으로 변환한다(단계 S150). 보다 상세히는, 2차원 샘플 포인트를 3차원으로 변환하기 위해서는 가시행렬 A의 역행렬을 각 점의 좌표에 곱해주면 된다. 즉, P_3 = A^-1 P_2이다. 여기서 P3은 샘플 포인트의 3차원으로 변환된 좌표이고, P2는 샘플 포인트의 투영 평면상의 좌표이다.After the above-described steps S114, S124, and S134, the current viewing information is obtained (step S140), and in order to generate an MPR image directly from the three-dimensional volume data, the two-dimensional sample point obtained in the above process is converted into three-dimensional (step S150). More specifically, in order to convert the two-dimensional sample point into three-dimensional, the inverse of the visible matrix A may be multiplied by the coordinates of each point. That is, P_3 = A ^ -1 P_2. Where P 3 is the coordinate converted in three dimensions of the sample point, and P 2 is the coordinate on the projection plane of the sample point.

이어 각 샘플 포인트를 근거로 이미지 정보를 얻어온 후(단계 S160), 해당 MPR 이미지를 생성하고, 생성된 MPR 이미지를 도 5 내지 도 7에 도시한 바와 같이 디스플레이한다(단계 S170).Subsequently, after obtaining image information based on each sample point (step S160), a corresponding MPR image is generated, and the generated MPR image is displayed as shown in FIGS. 5 to 7 (step S170).

보다 상세히는, 상기 샘플 포인트를 3차원 좌표로 변환했으면 샘플 포인트를 시작점으로 하여 MPR이미지를 얻어오는데, 이때 3차원 좌표 공간에서 이미지를 얻어오는 방향 설정이 필요하다. 즉, 시작점과 방향이 있으면 각 샘플 포인트마다 한 줄의 MPR 이미지를 생성할 수 있다. 여기서, 방향의 설정은 샘플 포인트의 3차원 변환과 마찬가지로 투영 평면의 법선 벡터인 (0,0,1)을 가시행렬의 역행렬과 곱하면 3차원상에서의 MPR이미지 추출 방향 벡터가 나온다.In more detail, when the sample point is converted into three-dimensional coordinates, an MPR image is obtained using the sample point as a starting point. In this case, it is necessary to set a direction in which the image is obtained in the three-dimensional coordinate space. In other words, if there is a starting point and a direction, one line of MPR image can be generated for each sample point. Here, the direction is set by multiplying (0,0,1), which is the normal vector of the projection plane, with the inverse of the visible matrix, as in the three-dimensional transformation of the sample point.

각 샘플 포인트로부터 위에서 얻은 방향 벡터를 이용하여 전진하면서 단위 복셀(voxel)에 해당하는 값을 얻어온다. 이 작업을 모든 샘플 포인트에 대해 수행을 하면 MPR 이미지를 얻을 수 있다.From each sample point, a value corresponding to a unit voxel is obtained by moving forward using the direction vector obtained above. Do this for all sample points to get an MPR image.

이상에서는 본 발명의 하나의 특징으로서, 3차원 영상에서의 다면 영상 재구성을 설명하는 일련의 과정을 설명하였으나, 본 발명의 다른 특징으로서, 다면 영상을 이용한 합산 거리 정보를 추출할 수도 있다. 보다 상세히는, 컨트롤 포인트를 갖는 곡선을 이용하여 다면 영상을 재구성하는 경우, 구간 사이의 또는 전체의 거리를 알고 싶어하는 요구를 충족시키기 위해 본 발명에 따른 3차원 다면 영상 재구성 시스템에서는 구간에 따른 합산 거리를 화면에 표시하는 기능을 제공한다.In the above, as a feature of the present invention, a series of processes for describing the reconstruction of the multi-sided image in the 3D image has been described. As another feature of the present invention, the summation distance information using the multi-sided image may be extracted. More specifically, in the case of reconstructing a multifaceted image using a curve having a control point, in order to satisfy a desire to know a distance between or between sections, a summation distance according to a section in the three-dimensional multifaceted image reconstruction system according to the present invention. It provides a function to display on the screen.

그러면, 상기한 합산 거리의 표시를 첨부하는 도 8을 참조하여 간략히 설명한다.Next, a brief description will be given with reference to FIG.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 3차원 다면 영상 재구성 방법을 설명하기 위한 흐름도로, 특히 3차원 영상에서의 합산 거리의 측정을 설명하기 위한 흐름도이다.8 is a flowchart illustrating a 3D multi-dimensional image reconstruction method according to another embodiment of the present invention. In particular, FIG. 8 is a flowchart illustrating a measurement of a summation distance in a 3D image.

도 8을 참조하면, 먼저 사용자에 의해 컨트롤 포인트가 입력됨에 따라(단계 S201), 카운트를 증가시킨다(단계 S220). 이어 한 스텝의 적분값을 더하고(단계 S230), 카운트 값이 20 미만인지의 여부를 체크한다(단계 S240).Referring to FIG. 8, first, as the control point is input by the user (step S201), the count is increased (step S220). Then, the integral value of one step is added (step S230), and it is checked whether the count value is less than 20 (step S240).

즉, 각 컨트롤 포인트를 지나는 곡선의 방정식을 이용해 구간별로 적분하여 각 구간 거리를 구하고, 각각을 컨트롤 포인트의 순서에 따라 원점에서 그 컨트롤 포인트까지의 곡선의 길이를 합산하여 컨트롤 포인트 옆에 나타내게 된다. 수학식은 다음과 같다.That is, each section distance is obtained by integrating section by using the equation of the curve passing through each control point, and the sum of the lengths of the curves from the origin to the control point in the order of the control points is shown next to the control point. Equation is as follows.

매개변수 u에 의한 곡선식을 (x(u),y(u))이라 하면, 곡선의 길이 L은 하기하는 수학식 과 같다.If the curve by the parameter u is (x (u), y (u)), the length L of the curve is as shown in the following equation.

가 된다. Becomes

여기서 곡선식으로는 콘트롤 포인트로 정의하기도 쉽고, 계산량도 적고, 적은 계산량에도 불구하고 부드러운 곡선을 표시할 수 있는 허미트 곡선(Hermite curve)을 이용하였다.Here, the Hermite curve, which is easy to define as a control point, has a small amount of calculation, and can display a smooth curve despite a small amount of calculation, is used.

따라서, 실제 코드상에서는 정적분을 수행하기 어려우므로 '0'에서 '1'까지의 값을 갖는 매개 변수 u를 20등분하여 u를 0.05 씩 증가시키면서 구분구적법을 이용하여 길이를 구한다. 이때, 오차를 작게 하기 위해서 최종 결과는 상적분(upper sum)과 하적분(lower sum)의 합을 산술 평균한 값을 계산한다.Therefore, since it is difficult to perform the static fraction in actual code, the length is obtained by using the divisional quadrature method by increasing the value of u by 0.05 by dividing the parameter u having a value from '0' to '1' by 20. At this time, in order to reduce the error, the final result is calculated by arithmetic average of the sum of the upper sum and the lower sum.

또한, 적분을 통한 길이 계산은 곡선을 편집하는 중이나 컨트롤 포인트를 새로 추가하는 중에도 수행되어서 곡선을 편집하거나 컨트롤 포인트를 새로 추가하면서 그때마다 바뀐 곡선의 누적 길이를 쉽게 알 수 있다.In addition, integral length calculations can be performed while editing curves or adding new control points, making it easy to see the cumulative length of a curve that has changed each time you edit a curve or add a new control point.

단계 S240에서 카운트 값이 20미만이라 판별되는 경우에는 단계 S220으로 피드백하고, 카운트 값이 20이라 판별되는 경우에는 도 9와 같이 길이를 디스플레이한다(단계 S250). 이때, 카운트 값은 사용자에 의하여 조절될 수 있다.If it is determined in step S240 that the count value is less than 20, it is fed back to step S220. If it is determined that the count value is 20, the length is displayed as shown in FIG. 9 (step S250). In this case, the count value may be adjusted by the user.

도 9는 컨트롤 포인트를 갖는 곡선에 구간별 거리를 합산한 거리를 표시한 결과이다. 사용자는 이 정보로부터 전체 및 구간 거리를 알 수 있다.9 is a result of displaying a distance obtained by summing the distance for each section to a curve having a control point. The user can know the total and interval distances from this information.

이상에서는 본 발명의 다른 특징으로서, 다면 영상을 이용한 합산 거리 정보를 추출하는 일련의 과정을 설명하였으나, 본 발명의 또 다른 특징으로서, 3차원 다면 재구성 영상에서 관심 영역을 그려줌으로써 자동 해부학적 구조물을 생성할 수도 있는데 이에 대한 설명을 아래에서 설명한다.In the above, as another feature of the present invention, a series of processes for extracting summation distance information using a multi-faceted image have been described. As another feature of the present invention, an automatic anatomical structure is drawn by drawing a region of interest in a 3D multi-faceted reconstructed image. You can also create one, as described below.

일반적으로 3차원 재구성 영상은 구조물의 임의 단면을 보여주므로 CT나 MRI의 2차원 슬라이스보다 보고자 하는 부위에 관한 많은 정보를 가진다.In general, three-dimensional reconstructed images show arbitrary cross-sections of the structure, so they have more information about the area to be viewed than two-dimensional slices of CT or MRI.

따라서 상기한 본 방법의 또 다른 실시예에서는 3차원 다면 재구성 영상을 제공하므로 부위 추출하고자 하는 해부학적 구조물을 포함하는 다면 재구성 영상을나타낸 뒤, 해당 구조물에 ROI를 설정함으로써 그 부분에 해당하는 밀도값을 분석하여 적절한 불투명도 전이함수를 자동으로 만들어 낼 수 있다.Therefore, in another embodiment of the present method, since the 3D multi-dimensional reconstruction image is provided, the multi-dimensional reconstruction image including the anatomical structure to be extracted is displayed, and then, the ROI is set on the structure, and the density value corresponding to the portion is obtained. We can automatically generate an appropriate opacity transition function by analyzing

특히, 관심 영역(ROI) 표현을 위해 타원형, 자유 곡선, 사각형 등의 다양한 드로잉 도구를 제공한다.In particular, various drawing tools, such as ellipses, free curves, rectangles, etc., are provided for ROI representation.

ROI를 통한 해부학적 구조물을 자동으로 나타내기 위한 불투명도 전이함수의 생성 방법은 ROI 경계선 내부에 속하는 밀도값을 오름차순으로 정렬하였을 때 5%, 25%, 70%, 90%에 있는 밀도값을 불투명도 전이함수(사다리꼴형태)의 각 콘트롤 포인트에 해당하는 밀도값으로 하여 생성된다. 이때 각 콘트롤 포인트에 해당하는 퍼센트(%)는 사용자가 조절할 수 있다. 그러면 상기한 과정을 첨부하는 도 10을 참조하여 상세히 설명한다.The method of generating the opacity transition function for automatically representing anatomical structures through the ROI is based on the opacity transition of density values of 5%, 25%, 70%, and 90% when the density values within the ROI boundary are arranged in ascending order. Generated as the density value corresponding to each control point of the function (trapezoid). At this time, the percentage (%) corresponding to each control point can be adjusted by the user. This will be described in detail with reference to FIG. 10 to which the above procedure is attached.

도 10은 본 발명의 또 실시예에 따른 3차원 다면 영상 재구성 방법을 설명하기 위한 흐름도로, 특히 3차원 영상에서의 관심 부위(ROI; Region Of Interest) 추출의 자동화 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.10 is a flowchart illustrating a 3D multi-dimensional image reconstruction method according to an embodiment of the present invention. In particular, FIG. 10 is a flowchart illustrating an automated process of extracting a region of interest (ROI) from a 3D image.

도 10을 참조하면, 먼저 3차원 다면 재구성 영상을 생성한다(단계 S310).Referring to FIG. 10, first, a 3D multi-dimensional reconstructed image is generated (step S310).

이어 사용자에 의해 보고자하는 구조물을 ROI로 표현함에 따라(단계 S320), ROI 내부의 밀도값을 정렬한다(단계 S330). 이때 정렬은 오름차순으로 정렬하는 것이 바람직하다.Next, the structure to be viewed by the user is expressed as an ROI (step S320), and the density values inside the ROI are aligned (step S330). At this time, the sorting is preferably sorted in ascending order.

이어 5, 25, 70, 90%에 해당하는 밀도값을 불투명도 전이함수의 콘트롤 포인트로 결정한다(단계 S340). 물론 여기서 불투명도 전이함수의 콘트롤 포인트로 결정하기 위한 밀도값은 5, 25, 70, 90%를 한정하지 않음은 자명하다.Subsequently, density values corresponding to 5, 25, 70, and 90% are determined as the control points of the opacity transition function (step S340). Of course, it is obvious that the density value for determining the control point of the opacity transition function is not limited to 5, 25, 70, and 90%.

이어 불투명도 전이함수를 생성한다(단계 S350).An opacity transition function is then generated (step S350).

도 11은 다면 재구성 영상을 통한 부위 설정 예를 보여준다. 도와 같이 원하는 3차원 다면 재구성 영상을 생성한 다음 원하는 부위를 ROI로 그려준다. 도 11의 경우는 원으로 표현한 예이다. 이렇게 그리면 도 왼쪽 하단에 보여진 바와 같이 해당 불투명도 전이함수가 그려지고, 해당되는 가시화 결과가 왼쪽 상단의 가시화 화면에 보여진다.11 shows an example of site setting through a multi-faceted reconstruction image. Create a 3D multi-dimensional reconstructed image as shown in the diagram and draw the desired area in ROI. 11 is an example represented by a circle. In this way, the corresponding opacity transition function is drawn as shown in the lower left of the figure, and the corresponding visualization result is shown in the visualization screen on the upper left.

상기한 본 발명에 의한 3차원 다면 영상 재구성 방법은 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 형태로 변형, 응용 가능하며 상기 바람직한 실시예에 한정되지 않는다. 예를 들면, 상기 입력부는 마우스뿐만 아니라 라이트 펜이나 키보드 또는 다종 다양한 입력장치를 사용할 수 있으며, 의료 영상 처리를 위한 시스템뿐만 아니라 자동차, 선박, 건축물 등의 입체적 구조를 가지는 건조물의 설계 및 시공 분야에도 광범위한 응용을 할 수 있다.The three-dimensional multi-dimensional image reconstruction method according to the present invention described above can be modified and applied in various forms within the scope of the technical idea of the present invention and is not limited to the preferred embodiment. For example, the input unit may use not only a mouse but also a light pen, a keyboard, or various input devices. In addition to a system for medical image processing, the input unit may be used in the field of design and construction of a building having a three-dimensional structure such as an automobile, a ship, and a building. A wide range of applications is possible.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be able to variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. It will be appreciated.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 의료 진단에 중요한 역할을 하는 다면 영상 재구성 장치에 있어서, 기존 시스템에서 제공하는 2차원 재구성 기능의 축에 제한되는 한계를 극복하고 직접 3차원 영상에 관심 영역을 표시하게 함으로직관적인 진단을 도와 보다 정확한 진단에 큰 도움을 줄 수 있다.As described above, according to the present invention, in the multi-image reconstruction apparatus that plays an important role in medical diagnosis, the region of interest is directly added to the 3D image by overcoming the limitation of the 2D reconstruction function provided by the existing system. Marking can help you make an intuitive diagnosis, which can be a big help in making a more accurate diagnosis.

또한 본 발명에 따른 3차원 다면 영상 재구성은 환자의 병변을 확인하는데 중요한 가이드 역할을 제공하며, 특히, 기존 소프트웨어에서 제공하는 2차원 재구성 기능의 축에 제한되는 한계를 극복하면서 직접 3차원 영상에 표시하게 함으로써, 직관적인 진단을 도와 정확한 병변의 발견 및 진단에 큰 도움을 줄 수 있다.In addition, the three-dimensional multi-dimensional image reconstruction according to the present invention provides an important guide role for identifying the lesion of the patient, and in particular, directly displayed on the three-dimensional image while overcoming the limitations of the two-dimensional reconstruction function provided by the existing software. By doing so, it can be helpful for the intuitive diagnosis and help to find and diagnose the correct lesion.

또한 컨트롤 포인트를 갖는 곡선의 경우 구간별 합산 거리를 제공함으로써, 병변의 수치적 정보까지도 제공할 수 있고, 관심 부위 표시를 통한 3차원 영상의 재추출 방법은 사용자가 원하는 구간을 수치가 아닌 영상을 통해 직접 입력하여 보다 손쉬운 조작을 제공할 수 있다.In addition, in the case of a curve having a control point, a sum of distances can be provided for each section to provide numerical information of the lesion, and a method of re-extracting a 3D image by displaying a region of interest shows an image of a desired section instead of a numerical value. Direct input can be used to provide easier operation.

또한 3차원 다면 재구성 화면의 ROI를 통한 해부학적 구조물의 자동 가시화 기능으로 사용자가 일일이 불투명도 전이함수를 조절해야 하는 기존의 번거로움을 해결할 수 있다.In addition, the automatic visualization of anatomical structures through the ROI of the three-dimensional multi-faceted reconstruction screen can solve the existing hassle that the user must adjust the opacity transition function.

Claims (15)

소정의 특성을 가지는 입체적 구조물에 대한 밀도값이 저장된 볼륨 데이터를 외부로부터 입력받아 저장하는 입력/저장부;An input / storing unit that receives volume data storing density values of three-dimensional structures having predetermined characteristics from an external device and stores the volume data; 상기 입력/저장부에 저장된 볼륨 데이터를 기초로 하여 입체적 구조물의 공간적 분포를 3차원 영상으로 디스플레이하고, 디스플레이되는 3차원 영상을 참조 영상으로 하여 사용자가 직접 영상 재구성 조작이 가능하도록 처리하며, 상기 참조 영상상에 표시된 소정 관심 영역의 다면 영상을 표시하도록 처리하는 임의 다면 영상 재구성부;The spatial distribution of the three-dimensional structure is displayed as a 3D image based on the volume data stored in the input / storage unit, and the user can directly reconstruct the image by using the displayed 3D image as a reference image. An arbitrary multi-sided image reconstructing unit which processes to display a multi-sided image of a predetermined ROI displayed on the image; 상기 입력/저장부에 저장된 볼륨 데이터에 대응하는 3차원 영상을 디스플레이하고, 사용자에 이해 설정되는 소정의 관심 영역에 대응하는 3차원 영상을 디스플레이하는 표시부; 및A display unit configured to display a 3D image corresponding to volume data stored in the input / storage unit, and to display a 3D image corresponding to a predetermined ROI set by a user; And 상기 디스플레이되는 3차원 영상상에 사용자가 소정의 관심 영역을 지정 가능하도록 드로잉 도구를 제공하여 상기 드로잉 도구에 의한 드로잉 요청에 적응하여 요청 신호를 상기 임의 화면 재구성부에 제공하는 입력부An input unit that provides a drawing tool to enable a user to designate a predetermined region of interest on the displayed 3D image, adapts to a drawing request by the drawing tool, and provides a request signal to the arbitrary screen reconstruction unit. 를 포함하는 3차원 다면 영상 재구성 시스템.3D multi-dimensional image reconstruction system comprising a. 제1항에 있어서, 상기 임의 다면 영상 재구성부는,The image processing apparatus of claim 1, wherein the random face reconstructing unit comprises: 상기 입력 저장 수단에 저장된 볼륨 데이터로부터 상기 3차원 참조 영상을 표시할 수 있도록 처리하고, 상기 입력수단을 통하여 소정의 관심 영역을 상기 참조 영상 위의 소정의 직선 또는 곡선데이터의 형태로 입력받아 처리하는 참조 영상 처리부;Processing to display the 3D reference image from the volume data stored in the input storage means, and receiving and processing a predetermined region of interest in the form of predetermined straight or curved data on the reference image through the input means. A reference image processor; 상기 참조 영상 처리부에 입력된 참조 영상 위의 임의 직선 또는 곡선을 구성하는 각 점의 2차원적 위치 데이터로부터 상기 각 점의 3차원 좌표를 추출하는 변환부; 및A transformation unit for extracting three-dimensional coordinates of each point from two-dimensional position data of each point constituting an arbitrary straight line or curve on the reference image input to the reference image processor; And 상기 변환부에서 얻어진 상기 각 점의 3차원 좌표와 원하는 다면 영상의 가시 벡터를 이용하여 영상 각부의 데이터를 추출하며, 상기 각부의 데이터를 재구성하여 상기 소정 관심 영역의 다면 영상으로 합성하는 재구성부를 포함하는 3차원 다면 영상 재구성 시스템.And extracting data of each part of the image using the three-dimensional coordinates of each point obtained by the converting unit and a visible vector of a desired multi-dimensional image, and reconstructing the reconstructing unit to reconstruct the data of the respective parts into a multi-sided image of the predetermined region of interest. 3D multi-dimensional image reconstruction system. 참조 영상의 소정의 관심 영역의 임의 다면 영상을 표시할 수 있도록 처리하기 위한 3차원 다면 영상 재구성 방법에 있어서,In the three-dimensional multi-dimensional image reconstruction method for processing to be able to display any multi-sided image of the predetermined region of interest of the reference image, (a) 투영되는 3차원 참조 영상상에서 사용자의 조작에 의해 보고자 하는 영상 모드가 입력됨에 따라 해당 단면의 형상을 디스플레이하는 단계;(a) displaying a shape of a corresponding section as an image mode to be viewed by a user's operation is input on the projected three-dimensional reference image; (b) 상기 디스플레이되는 해당 단면의 형상상에서 사용자에 조작에 의해 임의 직선, 곡선, 자유 곡선 중 어느 하나의 형태로 소정의 관심 영역이 입력됨에 따라, 상기 단면 형상으로부터 해당 다면 영상 생성의 기준이 되는 하나 이상의 샘플 포인트를 추출하는 단계;(b) As a predetermined region of interest is input in the form of any straight line, a curve, or a free curve by a user on the shape of the corresponding cross section to be displayed, it becomes a standard of image generation from the cross-sectional shape. Extracting one or more sample points; (c) 상기 추출된 하나 이상의 샘플 포인트들을 3차원 좌표로 각각 변환하는 단계;(c) converting the extracted one or more sample points into three-dimensional coordinates, respectively; (d) 투영 평면의 법선 벡터를 가시 행렬의 역행렬과 승산하여 3차원상의 다면 영상 추출 방향 벡터를 생성하는 단계; 및(d) multiplying the normal vector of the projection plane by the inverse of the visible matrix to generate a three-dimensional multi-sided image extraction direction vector; And (e) 상기 각 샘플 포인트로부터 상기 생성된 3차원상의 다면 영상 추출 방향 벡터를 이용하여 전진하면서 단위 복셀에 해당하는 값을 얻는 과정을 통해 다면 영상을 생성하고, 상기 생성된 다면 영상을 디스플레이하는 단계(e) generating a multi-faceted image by moving forward using the generated three-dimensional multi-faceted image extraction direction vector from each sample point and obtaining a value corresponding to a unit voxel, and displaying the generated multi-faceted image 를 포함하는 3차원 다면 영상 재구성 방법.3D multi-dimensional image reconstruction method comprising a. 제3항에 있어서, 상기 단계(e)는,The method of claim 3, wherein step (e) 각 컨트롤 포인트를 경유하는 곡선 방정식을 이용하여 구간별로 적분하여 각 구간 거리를 연산하는 단계; 및Calculating each section distance by integrating section by section using a curve equation passing through each control point; And 상기 연산된 각 구간 거리를 컨트롤 포인트의 순서에 따라 원점에서 해당 컨트롤 포인트까지의 곡선 길이를 합산하여 저장 및 디스플레이하는 단계Storing and displaying the calculated distance of each interval by summing the curve lengths from the origin to the corresponding control point in the order of the control points. 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 다면 영상 재구성 방법.3D multi-dimensional image reconstruction method further comprising. 제3항에 있어서, 상기 단계(e)는,The method of claim 3, wherein step (e) 소정의 관심 영역 표현을 위해 타원형, 자유 곡선, 사각형 등의 드로잉 도구를 제공하는 단계;Providing a drawing tool such as an ellipse, a free curve, a rectangle, or the like for representing a region of interest; 상기 관심 영역의 경계선 내부에 속하는 밀도값을 정렬하는 단계; 및Aligning density values belonging to boundaries within the ROI; And 상기 정렬된 밀도값을 불투명도 전이함수의 각 콘트롤 포인트에 해당하는 밀도값으로 하여 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 다면 영상재구성 방법.And generating the aligned density values as density values corresponding to the respective control points of the opacity transition function. 제3항에 있어서, 상기 단계 (a)는,The method of claim 3, wherein step (a) comprises: 수평면, 수직면, 사면 등의 평면을 표현하는 직선의 각 점을 추출하여 배열하고, 샘플 포인트를 저장하는 기본 다면 영상 모드와, 사용자가 입력하는 복수의 콘트롤 포인트들로 곡선을 생성하고, 생성된 곡선을 근거로 단면 형상의 관찰을 위한 곡선 다면 영상 모드와, 사용자가 임의로 그리는 곡선을 토대로 단면 형상의 관찰을 위한 자유 곡선 다면 영상 모드 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 3차원 다면 영상 재구성 방법.Extracts and arranges each point of a straight line representing a plane such as a horizontal plane, a vertical plane, a slope, and stores a sample point, creates a curve with a plurality of control points input by the user, and generates a curve. 3. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 곡선의 생성은,The generation of the curve, 입력된 하나 이상의 콘트롤 포인트로부터 곡선의 함수를 얻고, 매개 변수에 일정 간격의 값들을 대입하여 포인트들의 좌표를 연산한 후, 해당 포인트들 사이를 소정의 선분으로 연결하여 곡선을 생성하는 것을 특징으로 하는 3차원 다면 영상 재구성 방법.Obtaining a function of the curve from the input one or more control points, by substituting values of a predetermined interval to the parameters to calculate the coordinates of the points, and connecting the points between the predetermined line segments to generate a curve 3D multi-dimensional image reconstruction method. 제7항에 있어서, 상기 곡선 함수는 허미트 곡선식을 이용하는 것을 특징으로 하는 3차원 다면 영상 재구성 방법.8. The method of claim 7, wherein the curve function uses a Hermitian curve equation. 제3항에 있어서, 상기 단계(b)는,The method of claim 3, wherein step (b) comprises: 디스플레이되는 단면의 형상이 기본 다면 영상 모드인 경우에, 사용자에 의해 선택된 평면을 표현하는 직선으로부터 단위 길이마다 샘플 포인트를 추출하는 것을 특징으로 하는 3차원 다면 영상 재구성 방법.3. The method of claim 3, wherein the sample points are extracted for each unit length from a straight line representing a plane selected by the user when the shape of the cross section to be displayed is a basic polygonal image mode. 제9항에 있어서, 상기 단계(b)는,The method of claim 9, wherein step (b) comprises: 디스플레이되는 단면의 형상이 곡선 다면 영상 모드인 경우에, 각 선분의 길이와 방향 벡터를 이용하여 해당 선분의 방향 단위 벡터를 구하고, 선분의 한끝점에서 방향 단위 벡터만큼 전진하면서 점을 추출하는 것을 특징으로 하는 3차원 다면 영상 재구성 방법.When the shape of the displayed cross-section is curved, in the image mode, the direction unit vector of the corresponding line segment is obtained using the length and the direction vector of each line segment, and the point is extracted by advancing the direction unit vector from one end point of the line segment. 3D multi-dimensional image reconstruction method. 제9항에 있어서, 상기 단계(b)는,The method of claim 9, wherein step (b) comprises: 디스플레이되는 단면의 형상이 상기 자유 곡선 다면 영상 모드인 경우에, 각 선분의 길이와 방향 벡터를 이용하여 해당 선분의 방향 단위 벡터를 구하고, 선분의 한끝점에서 방향 단위 벡터만큼 전진하면서 점을 추출하는 것을 특징으로 하는 3차원 다면 영상 재구성 방법.When the shape of the displayed cross section is the free-form multi-face image mode, the direction unit vector of the corresponding line segment is obtained using the length and the direction vector of each line segment, and the point is extracted by advancing the direction unit vector from one end of the line segment. 3D multi-dimensional image reconstruction method characterized in that. 제3항에 있어서, 상기 단계(c)의 3차원 좌표로의 변환은,The method of claim 3, wherein the conversion to the three-dimensional coordinates of step (c), 가시 행렬 A의 역행렬을 각 샘플 포인트의 투영 평면상의 좌표에 승산하는 것을 특징으로 하는 3차원 다면 영상 재구성 방법.A multidimensional image reconstruction method comprising multiplying the inverse of the visible matrix A by the coordinates on the projection plane of each sample point. 참조 영상의 소정의 관심 영역의 임의 다면 영상을 표시할 수 있도록 처리하기 위한 3차원 다면 영상 재구성 방법을 저장한 컴퓨터가 판독 가능한 기록 매체에 있어서,A computer-readable recording medium storing a three-dimensional multi-faceted image reconstruction method for processing to display an arbitrary faceted image of a predetermined region of interest of a reference image, the method comprising: (a) 투영되는 3차원 참조 영상상에서 사용자의 조작에 의해 보고자 하는 영상 모드가 입력됨에 따라 해당 단면의 형상을 디스플레이하는 단계;(a) displaying a shape of a corresponding section as an image mode to be viewed by a user's operation is input on the projected three-dimensional reference image; (b) 상기 디스플레이되는 해당 단면의 형상상에서 사용자에 조작에 의해 임의 직선, 곡선, 자유 곡선 중 어느 하나의 형태로 소정의 관심 영역이 입력됨에 따라, 상기 단면 형상으로부터 해당 다면 영상 생성의 기준이 되는 하나 이상의 샘플 포인트를 추출하는 단계;(b) As a predetermined region of interest is input in the form of any straight line, a curve, or a free curve by a user on the shape of the corresponding cross section to be displayed, it becomes a standard of image generation from the cross-sectional shape. Extracting one or more sample points; (c) 상기 추출된 하나 이상의 샘플 포인트들을 3차원 좌표로 각각 변환하는 단계;(c) converting the extracted one or more sample points into three-dimensional coordinates, respectively; (d) 투영 평면의 법선 벡터를 가시 행렬의 역행렬과 승산하여 3차원상의 다면 영상 추출 방향 벡터를 생성하는 단계; 및(d) multiplying the normal vector of the projection plane by the inverse of the visible matrix to generate a three-dimensional multi-sided image extraction direction vector; And (e) 상기 각 샘플 포인트로부터 상기 생성된 3차원상의 다면 영상 추출 방향 벡터를 이용하여 전진하면서 단위 복셀에 해당하는 값을 얻는 과정을 통해 다면 영상을 생성하고, 상기 생성된 다면 영상을 디스플레이하는 단계(e) generating a multi-faceted image by moving forward using the generated three-dimensional multi-faceted image extraction direction vector from each sample point and obtaining a value corresponding to a unit voxel, and displaying the generated multi-faceted image 를 포함하는 3차원 다면 영상 재구성 방법을 저장한 컴퓨터가 판독 가능한 기록 매체.A computer-readable recording medium storing a three-dimensional multi-dimensional image reconstruction method comprising a. 제13항에 있어서, 상기 단계(e)는,The method of claim 13, wherein step (e) 각 컨트롤 포인트를 경유하는 곡선 방정식을 이용하여 구간별로 적분하여 각 구간 거리를 연산하는 단계; 및Calculating each section distance by integrating section by section using a curve equation passing through each control point; And 상기 연산된 각 구간 거리를 컨트롤 포인트의 순서에 따라 원점에서 해당 컨트롤 포인트까지의 곡선 길이를 합산하여 저장 및 디스플레이하는 단계Storing and displaying the calculated distance of each interval by summing the curve lengths from the origin to the corresponding control point in the order of the control points. 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 다면 영상 재구성 방법을 저장한 컴퓨터가 판독 가능한 기록 매체.The computer-readable recording medium storing the three-dimensional multi-dimensional image reconstruction method further comprising. 제13항에 있어서, 상기 단계(e)는,The method of claim 13, wherein step (e) 소정의 관심 영역 표현을 위해 타원형, 자유 곡선, 사각형 등의 드로잉 도구를 제공하는 단계;Providing a drawing tool such as an ellipse, a free curve, a rectangle, or the like for representing a region of interest; 상기 관심 영역의 경계선 내부에 속하는 밀도값을 오름차순으로 정렬하는 단계; 및Arranging the density values belonging to the inside of the boundary of the region of interest in ascending order; And 상기 정렬된 밀도값을 불투명도 전이함수의 각 콘트롤 포인트에 해당하는 밀도값으로 하여 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 다면 영상 재구성 방법을 저장한 컴퓨터가 판독 가능한 기록 매체.And generating the aligned density values as density values corresponding to the respective control points of the opacity transition function.
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