圖像生成裝置、方法以及程序的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明在通過進(jìn)行體繪制而生成偽三維圖像時生成更準(zhǔn)確地描繪了預(yù)定對象物的三維形態(tài)的圖像。在三維圖像中，使用定義像素值和不透明度關(guān)系的不透明度曲線進(jìn)行體繪制從而生成偽三維圖像時，從三維圖像確定表示預(yù)定對象物的整個區(qū)域，針對所確定的整個區(qū)域設(shè)定基礎(chǔ)的不透明度曲線，針對所確定的整個區(qū)域內(nèi)的至少一部分像素的每一個，取得該像素的附近區(qū)域內(nèi)的像素值的代表值，將使用該取得的代表值對所述設(shè)定的基礎(chǔ)的不透明度曲線施加變更而成的不透明度曲線設(shè)定為在所述體繪制中應(yīng)用于該像素的不透明度曲線。
【專利說明】圖像生成裝置、方法以及程序

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及在三維圖像中通過進(jìn)行體繪制而生成偽三維圖像的圖像生成裝置、方法以及程序。

【背景技術(shù)】
[0002]以往，為了容易地掌握被攝體的三維結(jié)構(gòu)等，進(jìn)行生成/顯示偽三維圖像的處理，所述偽三維圖像是使用計算機(jī)圖形學(xué)的技術(shù)等將通過CT裝置、MRI裝置、超聲波診斷裝置等所取得的被攝體的三維圖像數(shù)據(jù)在二維平面上立體地可視化后的圖像。作為生成這種偽三維圖像的方法，公知的有針對構(gòu)成三維圖像的各像素值(體素值)設(shè)定不透明度以及R、G、B的顏色信息，進(jìn)行從觀察的一側(cè)向投影面的各像素的光線跟蹤(ray-casting)，從而進(jìn)行可視化的體繪制法。
[0003]一般情況下，對該各像素值而設(shè)定的不透明度、顏色信息的集合(分別稱作不透明度曲線、色圖)對于一個三維圖像而賦予一個組合?？墒牵撉闆r下，產(chǎn)生了不能夠?qū)邆湎嗤盘栔档牟煌慕M織加以區(qū)別地顯示的問題。對此，非專利文獻(xiàn)I中，提出了如下方案:即利用體繪制生成以I張圖像顯示多個對象(例如，骨、血管、心臟、肝臟等)的圖像時，能夠在各自的對象范圍應(yīng)用不同的色圖和/或不透明度曲線，從而以不同的色、不透明度表現(xiàn)具有相同信號值的不同的組織。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本特開2011-212219號公報
[0007]非專利文獻(xiàn)
[0008]非專利文獻(xiàn)1:今井裕著，《^ 6 S t Il醫(yī)用3次元畫像一考λ方i処理法乃虎乃卷》，秀潤社出版，2003年10月發(fā)行，第105頁


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]發(fā)明所要解決的課題
[0010]然而，例如血管的CT攝影中，有時采用如下方法:通過在血管中注入被稱作造影劑的特殊液體來進(jìn)行攝影，使得三維圖像中血管的像素值成為與其他臟器不同的像素值，從而使得更加可視化且易于對該區(qū)域進(jìn)行提取?？墒牵撉闆r下，由于攝影時機(jī)、造影劑的量等，即使在相同血管區(qū)域也會因場所不同而使像素值產(chǎn)生變動，因此存在如下問題:在生成以I張圖像顯示較廣的范圍的血管區(qū)域的圖像的情況下，即使是被稱為血管的一個的對象組織，若對其僅應(yīng)用一個色圖和/或不透明度曲線則不能夠準(zhǔn)確地顯示整個血管的三維形態(tài)。
[0011]基于該像素值的變動的問題,有時也是因分體積(partial volume)的效果而引起。特別是在由幾個像素(pixel)的直徑所表示的較細(xì)的血管中，實(shí)際應(yīng)該具有較高的像素值的血管在圖像化時受到周圍的像素值的影響，而作為比實(shí)際低的值被圖像化。由此，例如在如圖6所示的應(yīng)用了與較粗的血管的像素值分布對應(yīng)而設(shè)定的一個色圖以及不透明度曲線而生成的圖像中，較粗的血管部分清晰可見，但是較細(xì)的血管部分消失而不可見，在如圖7所示的應(yīng)用了使所述色圖以及不透明度曲線分別與較細(xì)的血管的像素值分布對應(yīng)而平衡移動而成的一個色圖以及不透明度曲線而生成的圖像中，較細(xì)的血管部分變得可見(參照被白線所圍成的區(qū)域)，但是較粗的血管部分看上去過度膨脹。
[0012]另外，在專利文獻(xiàn)I中，提出了一種針對每I張圖像而動態(tài)地對色圖和/或不透明度曲線進(jìn)行校正的方法，但是該方法是以基于每個圖像的描繪范圍小到能夠忽略該范圍內(nèi)的像素值的變動的程度為前提并與如何決定在該I張圖像的生成中所使用的一個不透明度曲線相關(guān)的方法，并沒有解決生成對更廣范圍的對象區(qū)域進(jìn)行顯示的圖像的情況下的上述問題。
[0013]本發(fā)明鑒于上述情形而提出，目的在于提供一種圖像生成裝置、方法以及程序，在通過進(jìn)行體繪制而生成偽三維圖像時，能夠生成更加準(zhǔn)確地描繪了預(yù)定對象物的三維形態(tài)的圖像。
[0014]用于解決課題的手段
[0015]本發(fā)明的圖像生成裝置(第一圖像生成裝置)的特征在于，具備:圖像生成部，在三維圖像中，使用定義像素值和不透明度的關(guān)系的不透明度曲線進(jìn)行體繪制，從而生成偽三維圖像；區(qū)域確定部，從三維圖像確定表示預(yù)定對象物的整個區(qū)域；以及不透明度曲線設(shè)定部，針對所確定的整個區(qū)域設(shè)定基礎(chǔ)的不透明度曲線，針對所確定的整個區(qū)域內(nèi)的至少一部分像素的每一個，取得該像素的附近區(qū)域內(nèi)的像素值的代表值，將使用該取得的代表值對所設(shè)定的基礎(chǔ)的不透明度曲線施加變更而成的不透明度曲線設(shè)定為在體繪制中應(yīng)用于該像素的不透明度曲線。
[0016]優(yōu)選的是，不透明度曲線設(shè)定部針對至少一部分像素的每一個，基于從該像素的附近區(qū)域內(nèi)的像素值的代表值減去整個區(qū)域的像素值的代表值而得的減法值求得不透明度曲線的移位量，將以所求得的移位量使基礎(chǔ)的不透明度曲線沿像素值方向移位而成的不透明度曲線設(shè)定為在體繪制中應(yīng)用于該像素的不透明度曲線。
[0017]這里，在不透明度曲線是設(shè)定于在一方的軸(例如橫軸)表示像素值、在另一方的軸(例如縱軸)表示不透明度的坐標(biāo)系中的曲線的情況下，所謂“像素值方向”是指表示像素值的軸向。
[0018]另外，在基于上述減法值而求得移位量時，將具有與減法值的正負(fù)符號相同符號的值作為移位量而求得。此時，該移位量的絕對值可以與減法值的絕對值相同，也可以是對其乘以I以外的預(yù)定的系數(shù)而得到的值。由此，所謂“以移位量移位”是指在移位量為正的情況下沿表示像素值的軸的正方向移位，在移位量為負(fù)的情況下沿表示像素值的軸的負(fù)方向移位。
[0019]優(yōu)選的是，不透明度曲線設(shè)定部針對以預(yù)定的間隔對整個區(qū)域內(nèi)的像素進(jìn)行采樣而得的一部分像素的每一個，取得該像素的附近區(qū)域內(nèi)的像素值的代表值，基于所取得的代表值和整個區(qū)域的像素值的代表值的差分來求得不透明度曲線的移位量，并將以所求得的移位量使所述基礎(chǔ)的不透明度曲線沿像素值方向移位而成的不透明度曲線設(shè)定為在體繪制中應(yīng)用于該像素的不透明度曲線，不透明度曲線設(shè)定部針對整個區(qū)域內(nèi)的所采樣的一部分像素以外的像素的每一個，利用位于該像素的附近的2個以上的所采樣的像素各自的移位量通過插補(bǔ)求得該像素中的移位量的推定值，將以所求得的推定值使基礎(chǔ)的不透明度曲線沿像素值方向移位而成的不透明度曲線設(shè)定為在體繪制中應(yīng)用于該像素的不透明度曲線。
[0020]另外，附近區(qū)域內(nèi)的像素值的代表值可以是附近區(qū)域內(nèi)的像素值的眾數(shù)、中位數(shù)或者平均值，也可以是附近區(qū)域內(nèi)的像素值的整體中的相對于附近區(qū)域內(nèi)的像素值的眾數(shù)或者中位數(shù)處于預(yù)定的像素值寬度的范圍內(nèi)的像素值的平均值，也可以是附近區(qū)域內(nèi)的像素值的整體中的相對于附近區(qū)域內(nèi)的像素值的眾數(shù)或者中位數(shù)處于預(yù)定的像素值寬度的范圍內(nèi)的像素值的眾數(shù)或者中位數(shù)。
[0021]此時，整個區(qū)域的像素值的代表值可以是與附近區(qū)域內(nèi)的像素值的代表值相同種類的值，也可以是不同的種類的值。例如，在附近區(qū)域內(nèi)的像素值的代表值是附近區(qū)域內(nèi)的像素值的平均值的情況下，整個區(qū)域的像素值的代表值可以是整個區(qū)域內(nèi)的像素值的平均值，也可以是整個區(qū)域內(nèi)的像素值的眾數(shù)。
[0022]另外，優(yōu)選的是，上述本發(fā)明的圖像生成裝置中，圖像生成部在三維圖像中使用定義像素值和顯示色的關(guān)系的色圖進(jìn)行體繪制，從而生成偽三維圖像，所述圖像生成裝置還具備色圖設(shè)定部，該色圖設(shè)定部針對所確定的整個區(qū)域設(shè)定基礎(chǔ)的色圖，針對所確定的整個區(qū)域內(nèi)的至少一部分像素的每一個，計算該像素的附近區(qū)域內(nèi)的像素值的代表值，并將使用所算出的代表值對所設(shè)定的基礎(chǔ)的色圖施加變更而成的色圖設(shè)定為在體繪制中應(yīng)用于該像素的色圖。
[0023]本發(fā)明的圖像生成裝置(第二圖像生成裝置)的特征為，具備:圖像生成部，在三維圖像中，使用定義像素值和顯示色的關(guān)系的色圖進(jìn)行體繪制，從而生成偽三維圖像；區(qū)域確定部，從三維圖像確定表示預(yù)定對象物的整個區(qū)域；以及色圖設(shè)定部，針對所確定的整個區(qū)域設(shè)定基礎(chǔ)的色圖，針對所確定的整個區(qū)域內(nèi)的至少一部分像素的每一個，計算該像素的附近區(qū)域內(nèi)的像素值的代表值，將使用所算出的代表值對所設(shè)定的基礎(chǔ)的色圖施加變更而成的色圖設(shè)定為在體繪制中應(yīng)用于該像素的色圖。
[0024]優(yōu)選的是，上述第一以及第二圖像生成裝置中，預(yù)定對象物是血管。
[0025]本發(fā)明的第一以及第二圖像處理方法中，由至少I臺的計算機(jī)分別執(zhí)行上述第一以及第二圖像生成裝置的各部所進(jìn)行的處理。
[0026]本發(fā)明的第一以及第二圖像處理程序是使至少I臺的計算機(jī)分別執(zhí)行上述第一以及第二圖像顯示裝置的各部所進(jìn)行的處理的程序。該程序記錄在⑶-ROM、DVD等的記錄介質(zhì)，或者以能夠下載的狀態(tài)記錄于附屬在服務(wù)器計算機(jī)的儲存器、網(wǎng)絡(luò)儲存器并提供給用戶。
[0027]發(fā)明效果
[0028]根據(jù)本發(fā)明的第一圖像生成裝置、方法以及程序，在三維圖像中使用定義像素值和不透明度的關(guān)系的不透明度曲線進(jìn)行體繪制從而生成偽三維圖像時，從三維圖像確定表示預(yù)定對象物的整個區(qū)域，并針對所確定的整個區(qū)域設(shè)定基礎(chǔ)的不透明度曲線，針對所確定的整個區(qū)域內(nèi)的至少一部分像素的每一個，取得該像素的附近區(qū)域內(nèi)的像素值的代表值，將使用該取得的代表值對基礎(chǔ)的不透明度曲線施加變更而成的不透明度曲線設(shè)定為在體繪制中應(yīng)用于該像素的不透明度曲線，因此能夠針對表示預(yù)定對象物的區(qū)域內(nèi)所有像素的每一個，應(yīng)用適合該描繪的不透明度曲線，并能夠生成更準(zhǔn)確地描繪了預(yù)定對象物的三維形態(tài)的圖像。該效果在預(yù)定對象物是血管的情況下，進(jìn)而在三維圖像是在血管中注入了造影劑而進(jìn)行攝影的圖像的情況下，變得特別顯著。
[0029]在上述本發(fā)明的圖像生成裝置、方法以及程序中，針對以預(yù)定的間隔對整個區(qū)域內(nèi)的像素進(jìn)行采樣而得的一部分像素的每一個，取得該像素的附近區(qū)域內(nèi)的像素值的代表值，基于所取得的代表值和整個區(qū)域的像素值的代表值的差分求得不透明度曲線的移位量，將以所求得的移位量使基礎(chǔ)的不透明度曲線沿像素值方向移位而成的不透明度曲線設(shè)定為在體繪制中應(yīng)用于該像素的不透明度曲線，針對整個區(qū)域內(nèi)的所采樣的一部分像素以外的像素的每一個，利用位于該像素的附近的2個以上的所采樣的像素各自的移位量通過插補(bǔ)求得該像素中的移位量的推定值，將以該求得的推定值使基礎(chǔ)的不透明度曲線沿像素值方向移位而成的不透明度曲線設(shè)定為在體繪制中應(yīng)用于該像素的不透明度曲線。在該情況下，能夠使運(yùn)算處理高速化。
[0030]另外，在附近區(qū)域內(nèi)的像素值的代表值是附近區(qū)域內(nèi)的像素值的眾數(shù)或者中位數(shù)的情況下，即使在附近區(qū)域內(nèi)的像素值中存在由噪音等引起的極端的值，也能夠使該值難以反映到代表值。
[0031]另外，在附近區(qū)域內(nèi)的像素值的代表值是附近區(qū)域內(nèi)的像素值的整體中的相對于附近區(qū)域內(nèi)的像素值的眾數(shù)或者中位數(shù)處于預(yù)定的像素值寬度的范圍內(nèi)的像素值的平均值、眾數(shù)、或者中位數(shù)的情況下，能夠使得附近區(qū)域內(nèi)的像素值的中存在于最大側(cè)或者最小側(cè)的極端的值難以反映到代表值。
[0032]另外，上述本發(fā)明的圖像生成裝置，方法以及程序中，在針對所確定的整個區(qū)域設(shè)定基礎(chǔ)的色圖，針對所確定的整個區(qū)域內(nèi)的至少一部分像素的每一個，計算該像素的附近區(qū)域內(nèi)的像素值的代表值，將使用所算出的代表值對基礎(chǔ)的色圖施加變更而成的色圖設(shè)定為在體繪制中應(yīng)用于該像素的色圖的情況下，能夠針對表示預(yù)定對象物的區(qū)域內(nèi)的所有像素的每一個應(yīng)用適合該描繪的色圖，并能夠生成更準(zhǔn)確地描繪了預(yù)定對象物的三維形態(tài)的圖像。
[0033]根據(jù)本發(fā)明的第二圖像生成裝置、方法以及程序，在三維圖像中使用定義像素值和不透明度的關(guān)系的色圖進(jìn)行體繪制從而生成偽三維圖像時，從所述三維圖像確定表示預(yù)定對象物的整個區(qū)域，針對所確定的整個區(qū)域設(shè)定基礎(chǔ)的色圖，針對所確定的整個區(qū)域內(nèi)的至少一部分像素的每一個，取得該像素的附近區(qū)域內(nèi)的像素值的代表值，將使用該取得的代表值對基礎(chǔ)的色圖施加變更而成的色圖設(shè)定為在體繪制中應(yīng)用于該像素的色圖，因此能夠針對表示預(yù)定對象物的區(qū)域內(nèi)的所有像素的每一個應(yīng)用適合該描繪的色圖，并能夠生成更準(zhǔn)確地描繪了預(yù)定對象物的三維形態(tài)的圖像。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]圖1是第一實(shí)施方式中的圖像生成裝置的概略框圖。
[0035]圖2是表示第一實(shí)施方式中的圖像生成裝置的動作的流程圖。
[0036]圖3是第二實(shí)施方式中的圖像生成裝置的概略框圖。
[0037]圖4是表示第二實(shí)施方式中的圖像生成裝置的動作的流程圖。
[0038]圖5是表示由第二實(shí)施方式中的圖像生成裝置生成的圖像的一例的圖。
[0039]圖6是表示利用以往的技術(shù)生成的圖像的一例的圖。
[0040]圖7是表示利用以往的技術(shù)生成的圖像的一例的圖。

【具體實(shí)施方式】
[0041]以下，參照附圖對本發(fā)明的第一實(shí)施方式進(jìn)行說明。圖1是表示圖像生成裝置I的概略結(jié)構(gòu)的框圖。另外，通過在計算機(jī)上執(zhí)行讀入到輔助存儲裝置的圖像生成程序來實(shí)現(xiàn)圖1那樣的圖像生成裝置I的結(jié)構(gòu)。此時，該圖像生成程序存儲在⑶-ROM等存儲介質(zhì)或者經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)散發(fā)，并安裝于計算機(jī)。作為由計算機(jī)的CPU所執(zhí)行的處理，圖像處理程序?qū)D像取得處理、圖像生成處理、區(qū)域確定處理、不透明度曲線設(shè)定處理和顯示控制處理進(jìn)行規(guī)定，根據(jù)該規(guī)定，通過CPU執(zhí)行上述各處理，使得計算機(jī)作為后述的圖像取得部11、圖像生成部12、區(qū)域確定部13、不透明度曲線設(shè)定部14、顯示控制部16發(fā)揮功能。
[0042]另外，在圖像生成裝置I連接硬盤驅(qū)動器等存儲裝置2以及顯示器等顯示裝置3。在存儲裝置2，存儲有由CT、MR1、PET、SPECT、超聲波圖像等攝影裝置對預(yù)定對象物進(jìn)行攝影而得到的三維圖像數(shù)據(jù)(三維圖像)。三維圖像是三維空間中的像素數(shù)據(jù)的集合，能夠通過將由攝影裝置得到的多張斷層圖像疊層而構(gòu)成。圖像取得部11取得存儲于存儲裝置2的所述三維圖像，并存儲在內(nèi)置于圖像生成裝置I或者與圖像生成裝置I連接的硬盤驅(qū)動器等存儲裝置。
[0043]區(qū)域確定部13根據(jù)由圖像取得部11取得的三維圖像對表示預(yù)定對象物的整個區(qū)域?qū)⒛切┐_定。這里，所謂表示預(yù)定對象物的整個區(qū)域是指全部包含表示預(yù)定對象物的區(qū)域而不包含除此之外的區(qū)域的區(qū)域。以下，設(shè)預(yù)定對象物為血管地進(jìn)行說明。區(qū)域確定部13從三維圖像提取表示血管的區(qū)域(以下，也稱作血管區(qū)域)，將該提取的區(qū)域確定為整個區(qū)域。此時，能夠利用閾值法、區(qū)域生長(Reg1n Growing)法、水平集合(Level Set)法以及其他各種圖像處理來進(jìn)行血管區(qū)域的提取。
[0044]區(qū)域確定部13例如針對三維圖像內(nèi)的每一個局部區(qū)域計算3X3的海森(Hessian)矩陣的固有值，從而進(jìn)行線狀構(gòu)造的探索。在包含線狀構(gòu)造的區(qū)域中，海森矩陣的三個固有值中的一個成為接近于O的值，而其他的兩個成為相對較大的值。另外，與值接近于O的固有值對應(yīng)的固有矢量表示線狀構(gòu)造的主軸方向。區(qū)域確定部13利用該關(guān)系，針對每個局部區(qū)域，基于海森矩陣的固有值判定線狀構(gòu)造相似度，針對識別為線狀構(gòu)造的局部區(qū)域，以其中心點(diǎn)為候補(bǔ)點(diǎn)進(jìn)行檢測。并且，基于預(yù)定的算法將利用探索所檢測出的候補(bǔ)點(diǎn)連結(jié)。由此，構(gòu)筑由將候補(bǔ)點(diǎn)以及候補(bǔ)點(diǎn)彼此連結(jié)的血管分支(邊緣)構(gòu)成的樹構(gòu)造。將所檢測出的多個候補(bǔ)點(diǎn)的坐標(biāo)信息、表示血管分支的方向的矢量信息與候補(bǔ)點(diǎn)、血管分支的識別符一起存儲在存儲器。接下來，針對每個所檢測出的候補(bǔ)點(diǎn)，基于周邊的像素值，在與血管路徑垂直的截面中識別血管的輪廓(血管的外壁)。使用由圖像分割(Graph-Cut)所代表的公知的分割方法進(jìn)行形狀的辨別。通過以上的處理，提取成為管狀構(gòu)造的血管區(qū)域，生成所提取的血管區(qū)域的確定所需的信息，并存儲于存儲器。
[0045]不透明度曲線設(shè)定部14對體繪制中應(yīng)用于由區(qū)域確定部13所確定的血管區(qū)域內(nèi)的各像素的不透明度曲線進(jìn)行設(shè)定。不透明度曲線對像素值和不透明度的關(guān)系進(jìn)行定義，并能夠表示成以像素值為變量的函數(shù)。具體來說，首先，針對血管區(qū)域設(shè)定基礎(chǔ)的不透明度曲線。例如，參照三維圖像而對血管區(qū)域的像素值的分布以及其周邊的像素值的分布進(jìn)行研究，基于該分布求得成為對血管區(qū)域和其以外的區(qū)域進(jìn)行區(qū)分的邊界的像素值，設(shè)定在該像素值附近不透明度從“O”向“O”以外的值或者從“I”向“I”以外的值變化的不透明度曲線。不透明度曲線可以是不透明度從“O”向“I”階梯狀地變化的曲線，也可以是不透明度相對于像素值的增加或減少以預(yù)定的斜率變化的曲線。
[0046]接下來，不透明度曲線設(shè)定部14針對以預(yù)定的間隔對血管區(qū)域內(nèi)的像素三維地進(jìn)行采樣而得的一部分像素的每一個，將從該像素的附近區(qū)域(例如，上下左右前后Icm范圍的區(qū)域)內(nèi)的像素值的平均值減去血液區(qū)域的像素值的平均值而得的減法值作為不透明度曲線的移位量而求得，并將以所決定的移位量使基礎(chǔ)的不透明度曲線沿像素值方向移位而成的不透明度曲線設(shè)定為應(yīng)用于該像素的不透明度曲線。即，在將像素值設(shè)為變量V、將基礎(chǔ)的不透明度曲線設(shè)為OD(V)、將所決定的移動量設(shè)為m時，不透明度曲線設(shè)定部14針對所述采樣的像素的每一個設(shè)定由0(V) =0D(V-m)所表示的不透明度曲線。
[0047]另外，不透明度曲線設(shè)定部14針對血管區(qū)域內(nèi)的所述采樣的一部分像素以外的像素的每一個，利用位于該像素附近的2個以上的所述采樣的像素各自的移位量通過插補(bǔ)求得該像素中的移位量的推定值，并將以所決定的推定值使基礎(chǔ)的不透明度曲線沿像素值方向移位而成的不透明度曲線設(shè)定為應(yīng)用于該像素的不透明度曲線。
[0048]圖像生成部12在三維圖像中使用不透明度曲線設(shè)定部14所設(shè)定的不透明度曲線來進(jìn)行體繪制，從而生成偽三維圖像。顯示控制部16在顯示裝置3顯示由圖像生成部12所生成的偽三維圖像。
[0049]圖2是表示圖像生成裝置I的動作的流程圖。如圖示的那樣，首先，圖像取得部11取得存儲于存儲裝置2的三維圖像(SI)。接下來，區(qū)域確定部13從由圖像取得部11取得的三維圖像提取表示血管的整個區(qū)域，將所提取的區(qū)域確定為整個區(qū)域(S2)。接下來，不透明度曲線設(shè)定部14針對血管區(qū)域設(shè)定基礎(chǔ)的不透明度曲線(S3)。另外，不透明度曲線設(shè)定部14針對以預(yù)定的間隔對血管區(qū)域內(nèi)的像素三維地進(jìn)行采樣而得的一部分像素的每一個，將從該像素的附近區(qū)域內(nèi)的像素值的平均值減去血液區(qū)域的像素值的平均值而得的減法值作為不透明度曲線的移位量而求得，并針對所采樣的一部分像素以外的像素的每一個，利用位于該像素附近的2個以上的所述采樣的像素各自的移位量通過插補(bǔ)求得該像素的移位量的推定值(S4)。
[0050]此外，不透明度曲線設(shè)定部14針對所采樣的一部分像素以外的像素的每一個，將以在步驟S3中決定的移位量使基礎(chǔ)的不透明度曲線沿像素值方向移位而成的不透明度曲線設(shè)定為應(yīng)用于該像素的不透明度曲線，并針對所采樣的一部分像素以外的像素的每一個，將以在步驟S3中所決定的推定值使基礎(chǔ)的不透明度曲線沿像素值方向移位而成的不透明度曲線設(shè)定為應(yīng)用于該像素的不透明度曲線(S5)。
[0051]其后，圖像生成部12使用不透明度曲線設(shè)定部14所設(shè)定的不透明度曲線針對三維圖像進(jìn)行體繪制，從而生成偽三維圖像(S6)。并且，顯示控制部16在顯示裝置3上顯示所生成的偽三維圖像(S7)，并結(jié)束處理。
[0052]在本實(shí)施方式中，區(qū)域確定部13從三維圖像中確定表示血管的整個區(qū)域，不透明度曲線設(shè)定部14針對所確定的整個區(qū)域設(shè)定基礎(chǔ)的不透明度曲線，針對整個區(qū)域內(nèi)的至少一部分像素的每一個，取得該像素的附近區(qū)域內(nèi)的像素值的代表值，將使用所取得的代表值對基礎(chǔ)的不透明度曲線施加變更而成的不透明度曲線設(shè)定為在體繪制中應(yīng)用于該像素的不透明度曲線，圖像生成部12使用所設(shè)定的不透明度曲線進(jìn)行體繪制，從而生成偽三維圖像。如此，針對表示血管的區(qū)域內(nèi)的所有像素的每一個能夠應(yīng)用適合于該描繪的不透明度曲線，能夠生成更準(zhǔn)確地描繪了血管的三維形態(tài)的圖像。
[0053]接下來，針對本發(fā)明的第二實(shí)施方式進(jìn)行說明。圖3表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的圖像生成裝置。本實(shí)施方式的圖像生成裝置100除了圖1所示的第一實(shí)施方式的投影圖像生成裝置10的結(jié)構(gòu)，還具備色圖設(shè)定部15。其他方面與第一實(shí)施方式同樣。
[0054]色圖設(shè)定部15對在體繪制中由區(qū)域確定部13所確定的血管區(qū)域內(nèi)的各像素中所應(yīng)用的色圖進(jìn)行設(shè)定。色圖對像素值和顯示色的關(guān)系進(jìn)行定義，能夠表達(dá)成以像素值為變量的函數(shù)。具體來說，首先，針對血管區(qū)域設(shè)定基礎(chǔ)的色圖。接下來，色圖設(shè)定部15，針對以預(yù)定的間隔對血管區(qū)域內(nèi)的像素三維地進(jìn)行采樣而得的一部分像素的每一個，將從該像素的附近區(qū)域(例如，上下左右前后Icm范圍的區(qū)域)內(nèi)的像素值的平均值減去血液區(qū)域的像素值的平均值而得的減法值作為色圖的移位量而求得，并將以所決定的移位量使基礎(chǔ)的色圖沿像素值方向移位而成的色圖設(shè)定為應(yīng)用于該像素的色圖。即，在將像素值設(shè)為變量V、將基礎(chǔ)的色圖設(shè)為ClrMapD(V)、將所決定的移動量設(shè)為m時，色圖設(shè)定部15針對所述采樣的像素的每一個設(shè)定由ClrMap (V) = ClrMapD (v-m)所表達(dá)的色圖。
[0055]另外，色圖設(shè)定部15針對血管區(qū)域內(nèi)的所述采樣的一部分像素以外的像素的每一個，利用位于該像素的附近的2個以上的所述采樣的像素各自的移位量通過插補(bǔ)求得該像素中的移位量的推定值，并將以所決定的推定值使基礎(chǔ)的色圖沿像素值方向移位而成的色圖設(shè)定為應(yīng)用于該像素的色圖。
[0056]此時，在已經(jīng)在不透明度曲線設(shè)定部14中求得了所述移位量以及推定值的情況下，色圖設(shè)定部15能夠不進(jìn)行計算這些值的處理地使用由不透明度曲線設(shè)定部14所求出的移位量以及推定值來對應(yīng)用于血管區(qū)域內(nèi)的各像素的色圖進(jìn)行設(shè)定。當(dāng)然，也可以是，不透明度曲線設(shè)定部14使用由色圖設(shè)定部15所求得的移位量以及推定值來對應(yīng)用于血管區(qū)域內(nèi)的各像素的不透明度曲線進(jìn)行設(shè)定。
[0057]圖像生成部12在三維圖像中使用由不透明度曲線設(shè)定部14所設(shè)定的不透明度曲線以及由色圖設(shè)定部15所設(shè)定的色圖進(jìn)行體繪制，從而生成偽三維圖像。圖5表示由本實(shí)施方式的圖像生成裝置100所生成的偽三維圖像的一例。圖5中，與針對相同的三維圖像利用以往的技術(shù)進(jìn)行體繪制從而生成的圖6以及圖7的圖像相比，能夠更加準(zhǔn)確地對整個血管的三維形態(tài)進(jìn)行描繪。
[0058]圖4是表示圖像生成裝置100的動作的流程圖。如圖所示，首先，圖像取得部11取得在存儲裝置2中存儲的三維圖像(Sll)。接下來，區(qū)域確定部13從由圖像取得部11所取得的三維圖像提取表示血管的整個區(qū)域，將所提取的區(qū)域確定為整個區(qū)域(S12)。接下來，不透明度曲線設(shè)定部14針對血管區(qū)域設(shè)定基礎(chǔ)的不透明度曲線，色圖設(shè)定部15針對血管區(qū)域設(shè)定基礎(chǔ)的色圖(S13)。
[0059]另外，不透明度曲線設(shè)定部14或者色圖設(shè)定部15針對以預(yù)定的間隔對血管區(qū)域內(nèi)的像素三維地進(jìn)行采樣而得的一部分像素的每一個，將從該像素的附近區(qū)域內(nèi)的像素值的平均值減去血液區(qū)域的像素值的平均值而得的減法值作為移位量而求得，并針對所采樣的一部分像素以外的像素的每一個，利用位于該像素的附近的2個以上的所述采樣的像素各自的移位量通過插補(bǔ)求得該像素中的移位量的推定值(S14)。
[0060]接下來，不透明度曲線設(shè)定部14針對所采樣的一部分像素的每一個，將以在步驟S14中所決定的移位量使基礎(chǔ)的不透明度曲線沿像素值方向移位而成的不透明度曲線設(shè)定為應(yīng)用于該像素的不透明度曲線，針對所采樣的一部分像素以外的像素的每一個，將以在步驟S14中所決定的推定值使基礎(chǔ)的不透明度曲線沿像素值方向移位而成的不透明度曲線設(shè)定為應(yīng)用于該像素的不透明度曲線。另外，色圖設(shè)定部15針對所采樣的一部分像素的每一個，將以在步驟S14中所決定的移位量使基礎(chǔ)的色圖沿像素值方向移位而成的色圖設(shè)定為應(yīng)用于該像素的色圖，針對所采樣一部分像素以外的像素的每一個，將以在步驟S14中所決定的推定值使基礎(chǔ)的色圖沿像素值方向移位而成的色圖設(shè)定為應(yīng)用于該像素的色圖(S15)。
[0061]其后，圖像生成部12使用由不透明度曲線設(shè)定部14所設(shè)定的不透明度曲線以及由色圖設(shè)定部15所設(shè)定的色圖針對三維圖像進(jìn)行體繪制，從而生成偽三維圖像(S16)。并且，顯示控制部16將所生成的偽三維圖像顯示到顯示裝置3上(S17)，結(jié)束處理。
[0062]本實(shí)施方式中，區(qū)域確定部13從三維圖像確定表示血管的整個區(qū)域，不透明度曲線設(shè)定部14針對所確定的整個區(qū)域設(shè)定基礎(chǔ)的不透明度曲線，針對整個區(qū)域內(nèi)的至少一部分像素的每一個，取得該像素的附近區(qū)域內(nèi)的像素值的代表值，將使用所取得的代表值對基礎(chǔ)的不透明度曲線施加變更后而成的不透明度曲線設(shè)定為在體繪制中應(yīng)用于該像素的不透明度曲線，色圖設(shè)定部15針對所確定的整個區(qū)域設(shè)定基礎(chǔ)的色圖，針對整個區(qū)域內(nèi)的至少一部分像素的每一個，取得該像素的附近區(qū)域內(nèi)的像素值的代表值，將使用所取得的代表值對基礎(chǔ)的色圖施加變更而成的色圖設(shè)定為在體繪制中應(yīng)用于該像素的色圖，圖像生成部12使用這些設(shè)定的不透明度曲線以及色圖進(jìn)行體繪制，從而生成偽三維圖像。由此，能夠針對表示血管的區(qū)域內(nèi)的所有像素的每一個應(yīng)用適合于該描繪的不透明度曲線以及色圖，能夠生成更準(zhǔn)確地描繪了血管的三維形態(tài)的圖像。
[0063]另外，本實(shí)施方式中，對分別使基礎(chǔ)的不透明度曲線或者基礎(chǔ)的色圖變形而求得應(yīng)用于血管區(qū)域內(nèi)的各像素的不透明度曲線以及色圖雙方的情況進(jìn)行了說明，但是例如也可以是，對于不透明度曲線直接使用基礎(chǔ)的不透明度曲線，僅對于色圖使用對基礎(chǔ)的色圖進(jìn)行變形而求得的色圖。
[0064]另外，在上述各實(shí)施方式中，對僅針對以預(yù)定的間隔對血管區(qū)域內(nèi)的像素三維地進(jìn)行采樣而得的一部分像素計算移位量并針對除此以外的像素的每一個通過插補(bǔ)而求得移位量的推定值的情況進(jìn)行了說明，但是也可以是，針對血管區(qū)域內(nèi)的所有像素的每一個，基于從該像素的附近區(qū)域內(nèi)的像素值的代表值減去血液區(qū)域的像素值的代表值而得的減法值而求得移位量，使用所決定的移位量來設(shè)定應(yīng)用于該像素的不透明度曲線和/或色圖。
[0065]另外，上述各實(shí)施方式中，對針對每個像素求得移位量或者推定值的情況進(jìn)行了說明，但是也可以是，對由2以上的像素構(gòu)成的每一個小區(qū)域求得移位量或者推定值，并將基于該求得的移位量或者推定值而求得的不透明度曲線和/或色圖應(yīng)用于該小區(qū)域內(nèi)的所有像素。即，可以是不透明度曲線設(shè)定部14針對構(gòu)成由區(qū)域確定部13所確定的整個區(qū)域的預(yù)定大小的部分區(qū)域的每一個，取得該部分區(qū)域內(nèi)的像素值的代表值，將使用該取得的代表值對基礎(chǔ)的不透明度曲線施加變更而成的不透明度曲線設(shè)定為在體繪制中應(yīng)用于該部分區(qū)域的不透明度曲線，也可以是不透明度曲線設(shè)定部14針對構(gòu)成由區(qū)域確定部13所確定的整個區(qū)域的預(yù)定大小的部分區(qū)域的每一個，取得包含該部分區(qū)域的附近區(qū)域內(nèi)的像素值的代表值，將使用該取得的代表值對所述設(shè)定的基礎(chǔ)的不透明度曲線施加變更而成的不透明度曲線設(shè)定為在所述體繪制中應(yīng)用于該部分區(qū)域的不透明度曲線。
[0066]同樣地，可以是色圖設(shè)定部15針對構(gòu)成由區(qū)域確定部13所確定的整個區(qū)域的預(yù)定大小的部分區(qū)域的每一個，取得該部分區(qū)域內(nèi)的像素值的代表值，將使用該取得的代表值對基礎(chǔ)的色圖施加變更而成的色圖設(shè)定為在體繪制中應(yīng)用于該部分區(qū)域的色圖。也可以是色圖設(shè)定部15針對構(gòu)成由區(qū)域確定部13所確定的整個區(qū)域的預(yù)定大小的部分區(qū)域的每一個，取得包含該部分區(qū)域的附近區(qū)域內(nèi)的像素值的代表值，將使用該取得的代表值對所述設(shè)定的基礎(chǔ)的色圖施加變更而成的色圖設(shè)定為在所述體繪制中應(yīng)用于該部分區(qū)域的色圖。
[0067]另外，上述各實(shí)施方式中，對預(yù)定對象物是血管的情況進(jìn)行了說明，但是預(yù)定對象物可以是腸、氣管分支等具有管腔狀結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)物，也可以是心臟、肝臟等各種臟器。
[0068]另外，上述各實(shí)施方式中，對附近區(qū)域的像素值的代表值和整個區(qū)域的像素值的代表值均是平均值的情況進(jìn)行了說明，但是附近區(qū)域的像素值的代表值以及整個區(qū)域的像素值的代表值也可以分別是該區(qū)域內(nèi)的像素值的眾數(shù)或者中位數(shù)，也可以是該區(qū)域內(nèi)的像素值的整體中的相對于該區(qū)域內(nèi)的像素值的眾數(shù)或者中位數(shù)處于預(yù)定的像素值寬度的范圍內(nèi)的像素值的平均值，也可以是該區(qū)域內(nèi)的像素值的整體中的相對于該區(qū)域內(nèi)的像素值的眾數(shù)或者中位數(shù)處于預(yù)定的像素值寬度的范圍內(nèi)的像素值的眾數(shù)或者中位數(shù)。此時，整個區(qū)域的像素值的代表值可以是與附近區(qū)域內(nèi)的像素值的代表值相同種類的值，也可以是不同種類的值。
[0069]另外，在生成基于體繪制的圖像時，在僅將整個三維圖像中表示預(yù)定對象物的區(qū)域作為可視化對象區(qū)域的情況下，針對由區(qū)域確定機(jī)構(gòu)13所確定的表示預(yù)定對象物的區(qū)域進(jìn)行I體素程度的膨脹(Dilat1n)處理，在使用該膨脹處理后的區(qū)域進(jìn)行體繪制的情況下，也能夠利用體繪制描繪預(yù)定對象物的表面。
【權(quán)利要求】
1.一種圖像生成裝置，其特征在于，具備: 圖像生成部，在三維圖像中，使用定義像素值和不透明度的關(guān)系的不透明度曲線進(jìn)行體繪制，從而生成偽三維圖像； 區(qū)域確定部，從所述三維圖像確定表示預(yù)定對象物的整個區(qū)域；以及 不透明度曲線設(shè)定部，針對所述確定的整個區(qū)域設(shè)定基礎(chǔ)的不透明度曲線，針對所述確定的整個區(qū)域內(nèi)的至少一部分像素的每一個，取得該像素的附近區(qū)域內(nèi)的像素值的代表值，將使用該取得的代表值對所述設(shè)定的基礎(chǔ)的不透明度曲線施加變更而成的不透明度曲線設(shè)定為在所述體繪制中應(yīng)用于該像素的不透明度曲線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像生成裝置，其特征在于， 所述不透明度曲線設(shè)定部針對所述至少一部分像素的每一個，基于從該像素的附近區(qū)域內(nèi)的像素值的代表值減去所述整個區(qū)域的像素值的代表值而得的減法值求得不透明度曲線的移位量，將以該求得的移位量使所述基礎(chǔ)的不透明度曲線沿像素值方向移位而成的不透明度曲線設(shè)定為在所述體繪制中應(yīng)用于該像素的不透明度曲線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的圖像生成裝置，其特征在于， 所述不透明度曲線設(shè)定部針對以預(yù)定的間隔對所述整個區(qū)域內(nèi)的像素進(jìn)行采樣而得的一部分像素的每一個，取得該像素的附近區(qū)域內(nèi)的像素值的代表值，基于該取得的代表值和所述整個區(qū)域的像素值的代表值的差分來求得不透明度曲線的移位量，并將以該求得的移位量使所述基礎(chǔ)的不透明度曲線沿像素值方向移位而成的不透明度曲線設(shè)定為在所述體繪制中應(yīng)用于該像素的不透明度曲線， 所述不透明度曲線設(shè)定部針對所述整個區(qū)域內(nèi)的所述采樣的一部分像素以外的像素的每一個，利用位于該像素的附近的2個以上的所述采樣的像素各自的移位量通過插補(bǔ)求得該像素中的移位量的推定值，將以該求得的推定值使所述基礎(chǔ)的不透明度曲線沿像素值方向移位而成的不透明度曲線設(shè)定為在所述體繪制中應(yīng)用于該像素的不透明度曲線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項所述的圖像生成裝置，其特征在于，所述附近區(qū)域內(nèi)的像素值的代表值是所述附近區(qū)域內(nèi)的像素值的眾數(shù)、中位數(shù)或者平均值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項所述的圖像生成裝置，其特征在于，所述附近區(qū)域內(nèi)的像素值的代表值是所述附近區(qū)域內(nèi)的像素值的整體中的相對于所述附近區(qū)域內(nèi)的像素值的眾數(shù)或者中位數(shù)處于預(yù)定的像素值寬度的范圍內(nèi)的像素值的平均值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項所述的圖像生成裝置，其特征在于，所述附近區(qū)域內(nèi)的像素值的代表值是所述附近區(qū)域內(nèi)的像素值的整體中的相對于所述附近區(qū)域內(nèi)的像素值的眾數(shù)或者中位數(shù)處于預(yù)定的像素值寬度的范圍內(nèi)的像素值的眾數(shù)或者中位數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1?6中任一項所述的圖像生成裝置，其特征在于， 所述圖像生成部在所述三維圖像中使用定義像素值和顯示色的關(guān)系的色圖進(jìn)行體繪制，從而生成偽三維圖像， 所述圖像生成裝置還具備色圖設(shè)定部，該色圖設(shè)定部針對所述確定的整個區(qū)域設(shè)定基礎(chǔ)的色圖，針對所述確定的整個區(qū)域內(nèi)的至少一部分像素的每一個，計算該像素的附近區(qū)域內(nèi)的像素值的代表值，并將使用該算出的代表值對所述設(shè)定的基礎(chǔ)的色圖施加變更而成的色圖設(shè)定為在所述體繪制中應(yīng)用于該像素的色圖。
8.一種圖像生成裝置，其特征在于，具備: 圖像生成部，在三維圖像中，使用定義像素值和顯示色的關(guān)系的色圖進(jìn)行體繪制，從而生成偽三維圖像； 區(qū)域確定部，從所述三維圖像確定表示預(yù)定對象物的整個區(qū)域；以及色圖設(shè)定部，針對所述確定的整個區(qū)域設(shè)定基礎(chǔ)的色圖，針對所述確定的整個區(qū)域內(nèi)的至少一部分像素的每一個，計算該像素的附近區(qū)域內(nèi)的像素值的代表值，將使用該算出的代表值對所述設(shè)定的基礎(chǔ)的色圖施加變更而成的色圖設(shè)定為在所述體繪制中應(yīng)用于該像素的色圖。
9.根據(jù)權(quán)利要求1?8中任一項所述的圖像生成裝置，其特征在于，所述預(yù)定對象物是血管。
10.一種圖像生成方法，在三維圖像中，使用定義像素值和不透明度的關(guān)系的不透明度曲線進(jìn)行體繪制，從而生成偽三維圖像，其特征在于， 從所述三維圖像確定表示預(yù)定對象物的整個區(qū)域， 針對所述確定的整個區(qū)域設(shè)定基礎(chǔ)的不透明度曲線，針對所述確定的整個區(qū)域內(nèi)的至少一部分像素的每一個，取得該像素的附近區(qū)域內(nèi)的像素值的代表值，將使用該取得的代表值對所述設(shè)定的基礎(chǔ)的不透明度曲線施加變更而成的不透明度曲線設(shè)定為在所述體繪制中應(yīng)用于該像素的不透明度曲線。
11.一種圖像生成方法，在三維圖像中，使用定義像素值和顯示色的關(guān)系的色圖進(jìn)行體繪制，從而生成偽三維圖像，其特征在于， 從所述三維圖像確定表示預(yù)定對象物的整個區(qū)域， 針對所述確定的整個區(qū)域設(shè)定基礎(chǔ)的色圖，針對所述確定的整個區(qū)域內(nèi)的至少一部分像素的每一個，計算該像素的附近區(qū)域內(nèi)的像素值的代表值，將使用該算出的代表值對所述設(shè)定的基礎(chǔ)的色圖施加變更而成的色圖設(shè)定為在所述體繪制中應(yīng)用于該像素的色圖。
12.—種圖像生成程序，其特征在于， 用于使計算機(jī)作為下述部件而發(fā)揮功能: 圖像生成部，在三維圖像中，使用定義像素值和不透明度的關(guān)系的不透明度曲線進(jìn)行體繪制，從而生成偽三維圖像； 區(qū)域確定部，從所述三維圖像確定表示預(yù)定對象物的整個區(qū)域；以及不透明度曲線設(shè)定部，針對所述確定的整個區(qū)域設(shè)定基礎(chǔ)的不透明度曲線，并針對所述確定的整個區(qū)域內(nèi)的至少一部分像素的每一個取得該像素的附近區(qū)域內(nèi)的像素值的代表值，將使用該取得的代表值對所述設(shè)定的基礎(chǔ)的不透明度曲線施加變更而成的不透明度曲線設(shè)定為在所述體繪制中應(yīng)用于該像素的不透明度曲線。
13.一種圖像生成程序，其特征在于， 用于使計算機(jī)作為下述部件而發(fā)揮功能: 圖像生成部，在三維圖像中，使用定義像素值和顯示色的關(guān)系的色圖進(jìn)行體繪制，從而生成偽三維圖像； 區(qū)域確定部，從所述三維圖像確定表示預(yù)定對象物的整個區(qū)域； 色圖設(shè)定部，針對所述確定的整個區(qū)域設(shè)定基礎(chǔ)的色圖，針對所述確定的整個區(qū)域內(nèi)的至少一部分像素的每一個，計算該像素的附近區(qū)域內(nèi)的像素值的代表值，將使用該算出的代表值對所述設(shè)定的基礎(chǔ)的色圖施加變更而成的色圖設(shè)定為在所述體繪制中應(yīng)用于該像素的色圖。
【文檔編號】A61B5/00GK104205172SQ201380014286
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2013年3月13日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月14日
【發(fā)明者】桝本潤 申請人:富士膠片株式會社