三維圖像裁剪方法及裝置制造方法
【專利摘要】一種三維圖像裁剪方法及裝置，方法包括：對體數(shù)據(jù)進行空間劃分，形成位于若干子空間區(qū)域內(nèi)的子體數(shù)據(jù)；判斷位于子空間區(qū)域內(nèi)的子體數(shù)據(jù)在二維平面的投影區(qū)域與裁剪區(qū)域的位置關(guān)系：當投影區(qū)域完全被包含于裁剪區(qū)域內(nèi)時，裁剪投影區(qū)域?qū)?yīng)的子體數(shù)據(jù)；當投影區(qū)域與裁剪區(qū)域部分重疊時，對投影區(qū)域?qū)?yīng)的子空間區(qū)域內(nèi)的子體數(shù)據(jù)再次空間劃分及判斷再次劃分后的投影區(qū)域與裁剪區(qū)域的位置關(guān)系，直至劃分后的投影區(qū)域完全被包含于裁剪區(qū)域內(nèi)并被裁剪或當前節(jié)點沒有子節(jié)點；當投影區(qū)域與裁剪區(qū)域沒有重疊時，取消對投影區(qū)域所對應(yīng)的空間區(qū)域進行裁剪處理。通過所述方法和裝置，可以提高體數(shù)據(jù)裁剪的效率。
【專利說明】三維圖像裁剪方法及裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及圖像處理【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種三維圖像裁剪方法及裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]用戶在觀察醫(yī)療數(shù)據(jù)的三維顯示圖像時，經(jīng)常需要去掉一些不關(guān)心的部位或組織，比如需要去掉頭骨來看腦部血管的信息，這時就需要借助裁剪工具進行操作。對于三維圖像來說，裁剪的效率和精度對于用戶體驗來說往往是至關(guān)重要的，尤其當體數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量較大時，裁剪裝置的性能尤其重要。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)的裁剪方法，是通過對空間劃分后的體數(shù)據(jù)做投影以區(qū)分需要裁剪的區(qū)域。但是這種方法在實際應(yīng)用中，從起初的最大的體數(shù)據(jù)開始，一直到最小劃分的體數(shù)據(jù)逐步投影，會存在很多的冗余計算，使得操作的執(zhí)行時間太長，效率不夠高。另一方面，如果精度劃分得不夠精細，則對于小于最小劃分空間區(qū)域的體數(shù)據(jù)區(qū)域，則可能會出現(xiàn)裁剪不掉的問題。例如，如果最小劃分的體數(shù)據(jù)精度在1cm，則一般只能處理Icm以上大小維度的操作，而小于Icm的(比如2mm)大小維度的裁剪操作就無法處理了。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明實施例解決的問題是如何提高體數(shù)據(jù)裁剪的效率。
[0005]為解決上述問題，本發(fā)明實施例提供一種三維圖像裁剪方法，包括:提供三維圖像體數(shù)據(jù)及裁剪區(qū)域，對所述體數(shù)據(jù)進行空間劃分，形成位于若干子空間區(qū)域內(nèi)的子體數(shù)據(jù)；提供基于視角的二維平面，并判斷位于所述子空間區(qū)域內(nèi)的子體數(shù)據(jù)在所述二維平面的投影區(qū)域與所述裁剪區(qū)域的位置關(guān)系:當所述投影區(qū)域完全被包含于所述裁剪區(qū)域內(nèi)時，裁剪所述投影區(qū)域?qū)?yīng)的子體數(shù)據(jù)；當所述投影區(qū)域與所述裁剪區(qū)域部分重疊時，對所述投影區(qū)域?qū)?yīng)的子空間區(qū)域內(nèi)的子體數(shù)據(jù)再次空間劃分及判斷再次劃分后的投影區(qū)域與裁剪區(qū)域的位置關(guān)系，直至劃分后的投影區(qū)域完全被包含于所述裁剪區(qū)域內(nèi)并被裁剪或當前節(jié)點沒有子節(jié)點時，則對應(yīng)的空間劃分終止；當所述投影區(qū)域與所述裁剪區(qū)域沒有重疊時，取消對所述投影區(qū)域所對應(yīng)的空間區(qū)域進行裁剪處理。
[0006]可選的，所述對所述體數(shù)據(jù)進行空間劃分包括:對所述體數(shù)據(jù)進行八叉樹空間劃分。
[0007]可選的，判斷位于所述子空間區(qū)域內(nèi)的體數(shù)據(jù)在所述二維平面的投影區(qū)域與所述裁剪區(qū)域的位置關(guān)系，包括獲取投影區(qū)域?qū)?yīng)的投影點，所述投影點包括:將經(jīng)過空間劃分的所述體數(shù)據(jù)對應(yīng)的節(jié)點放入存儲空間中并作為當前節(jié)點；計算所述存儲空間中當前節(jié)點所對應(yīng)空間區(qū)域的頂點在二維平面上的投影點。
[0008]可選的，所述對所述投影區(qū)域?qū)?yīng)的子空間區(qū)域內(nèi)的子體數(shù)據(jù)再次空間劃分及判斷再次劃分后的投影區(qū)域與裁剪區(qū)域的位置關(guān)系，直至劃分后的投影區(qū)域完全被包含于所述裁剪區(qū)域內(nèi)并被裁剪，則對應(yīng)的空間劃分終止包括:將所述當前節(jié)點的子節(jié)點放入所述存儲空間，得到新的當前節(jié)點；重新計算所述當前節(jié)點的所有頂點在二維平面上的投影點；判斷所述當前節(jié)點的所有頂點在二維平面上的投影點所組成的投影區(qū)域與所述裁剪區(qū)域的位置關(guān)系；當所述當前節(jié)點所對應(yīng)空間區(qū)域的所有頂點所組成的投影區(qū)域與所述裁剪區(qū)域部分重疊時，將所述當前節(jié)點的子節(jié)點放入所述存儲空間，得到新的當前節(jié)點，重新計算所述當前節(jié)點的所有頂點在二維平面上的投影點，并判斷所述當前節(jié)點的所有頂點在二維平面上的投影點所組成的投影區(qū)域與所述裁剪區(qū)域的位置關(guān)系，直至所述當前節(jié)點沒有子節(jié)點。
[0009]可選的，當所述當前節(jié)點沒有子節(jié)點時，計算所述子節(jié)點所對應(yīng)空間區(qū)域的所有體素在二維平面上的投影，并判斷所述體素的投影區(qū)域與所述裁剪區(qū)域的位置關(guān)系，直到遍歷完所述子節(jié)點的所有體素。
[0010]可選的，所述裁剪當前節(jié)點所對應(yīng)的空間區(qū)域包括:遍歷所述節(jié)點的所有體素，并對所述體素標記需要被裁剪修改的標記數(shù)據(jù)。
[0011]可選的，所述裁剪當前節(jié)點所對應(yīng)的空間區(qū)域包括:遍歷所述當前節(jié)點對應(yīng)的空間區(qū)域中的所有體素，并標記所述空間區(qū)域中待裁剪的體素；當進行圖像渲染時，跳過所述被標記的體素，或者對所述被標記的體素按照預(yù)設(shè)的顯示參數(shù)進行處理。
[0012]為了解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明實施例還公開了一種三維圖像裁剪裝置，包括:劃分單元，提供三維圖像體數(shù)據(jù)及裁剪區(qū)域，對所述體數(shù)據(jù)進行空間劃分，形成位于若干子空間區(qū)域內(nèi)的子體數(shù)據(jù)；判斷單元，提供基于視角的二維平面，并判斷位于所述子空間區(qū)域內(nèi)的子體數(shù)據(jù)在所述二維平面的投影區(qū)域與所述裁剪區(qū)域的位置關(guān)系；裁剪單元，當所述投影區(qū)域完全被包含于所述裁剪區(qū)域內(nèi)時，裁剪所述投影區(qū)域?qū)?yīng)的子體數(shù)據(jù)；控制單元，用于當所述投影區(qū)域與所述裁剪區(qū)域部分重疊時，對所述投影區(qū)域?qū)?yīng)的子空間區(qū)域內(nèi)的子體數(shù)據(jù)再次空間劃分及判斷再次劃分后的投影區(qū)域與裁剪區(qū)域的位置關(guān)系，直至劃分后的投影區(qū)域完全被包含于所述裁剪區(qū)域內(nèi)并被裁剪或當前節(jié)點沒有子節(jié)點時，則對應(yīng)的空間劃分終止；取消單元，用于當所述投影區(qū)域與所述裁剪區(qū)域沒有重疊時，取消對所述投影區(qū)域所對應(yīng)的空間區(qū)域進行裁剪處理。
[0013]可選的，所述劃分單元，用于對所述體數(shù)據(jù)進行八叉樹空間劃分。
[0014]可選的，所述判斷單元包括:獲取子單元，用于獲取投影區(qū)域?qū)?yīng)的投影點；所述獲取子單元包括:放入模塊，用于將經(jīng)過空間劃分的所述體數(shù)據(jù)對應(yīng)的節(jié)點放入存儲空間中并作為當前節(jié)點；計算模塊，用于計算所述存儲空間中當前節(jié)點所對應(yīng)空間區(qū)域的頂點在二維平面上的投影點。
[0015]可選的，所述控制單元包括:放入子單元，將所述當前節(jié)點的子節(jié)點放入所述存儲空間，得到新的當前節(jié)點；第一計算子單元，用于重新計算所述當前節(jié)點的所有頂點在二維平面上的投影點；判斷子單元，判斷所述當前節(jié)點的所有頂點在二維平面上的投影點所組成的投影區(qū)域與所述裁剪區(qū)域的位置關(guān)系；第二計算子單元，用于當所述當前節(jié)點所對應(yīng)空間區(qū)域的所有頂點所組成的投影區(qū)域與所述裁剪區(qū)域部分重疊時，將所述當前節(jié)點的子節(jié)點放入所述存儲空間，得到新的當前節(jié)點，重新計算所述當前節(jié)點的所有頂點在二維平面上的投影點，并判斷所述當前節(jié)點的所有頂點在二維平面上的投影點所組成的投影區(qū)域與所述裁剪區(qū)域的位置關(guān)系，直至所述當前節(jié)點沒有子節(jié)點。
[0016]可選的，所述控制單元還包括:計算模塊，用于當所述當前節(jié)點沒有子節(jié)點時，計算所述子節(jié)點所對應(yīng)空間區(qū)域的所有體素在二維平面上的投影；判斷模塊，用于判斷所述體素的投影區(qū)域與所述裁剪區(qū)域的位置關(guān)系，直到遍歷完所述子節(jié)點的所有體素。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實施例的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點:
[0018]對體數(shù)據(jù)做空間劃分，并將劃分后的空間體數(shù)據(jù)的頂點進行平面投影，通過判斷投影平面上投影區(qū)和裁剪區(qū)域的位置關(guān)系來計算被裁剪掉的體數(shù)據(jù)。由于在計算裁剪區(qū)域時不必逐一對每個體素求投影，而是利用八叉樹的空間結(jié)構(gòu)，只將劃分后體數(shù)據(jù)塊的頂點根據(jù)視角位置投影到平面，將三維空間的裁剪判定計算轉(zhuǎn)換為在二維投影平面上的判定計算，因此很大程度上減少了運算量，大幅提高了運算速度，解決了裁剪性能問題。
[0019]進一步，由于是根據(jù)裁剪區(qū)域和投影區(qū)域位置關(guān)系確定被裁體數(shù)據(jù)的劃分精度，裁剪可以精確到體素級，因此避免了體數(shù)據(jù)區(qū)域裁剪不掉的問題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明實施例中一種三維圖像裁剪方法的流程圖；
[0021]圖2是本發(fā)明另一實施例中一種三維圖像裁剪方法的流程圖；
[0022]圖3是本發(fā)明實施例中一種三維圖像裁剪裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0023]現(xiàn)有技術(shù)中，對三維圖像裁剪方法，主要是通過對空間劃分后的體數(shù)據(jù)做投影以區(qū)分需要裁剪的區(qū)域。但是這種方法在實際應(yīng)用中，從起初的最大的體數(shù)據(jù)開始，一直到最小劃分的體數(shù)據(jù)逐步投影，會存在很多的冗余計算，使得操作的執(zhí)行時間太長，效率不夠高。另一方面，如果精度劃分得不夠精細，則對于小于最小劃分空間區(qū)域的體數(shù)據(jù)區(qū)域，則可能會出現(xiàn)裁剪不掉的問題。例如，如果最小劃分的體數(shù)據(jù)精度在1cm，則一般只能處理Icm以上大小維度的操作,而小于Icm的(比如2mm)大小維度的裁剪操作就無法處理了。
[0024]為了解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明實施例公開了一種三維圖像裁剪方法，對體數(shù)據(jù)做空間劃分，并將劃分后的空間體數(shù)據(jù)的頂點進行平面投影，通過判斷投影平面上投影區(qū)和裁剪區(qū)域的位置關(guān)系來計算被裁剪掉的體數(shù)據(jù)。由于在計算裁剪區(qū)域時不必逐一對每個體素求投影，而是利用劃分后的空間結(jié)構(gòu)，只將劃分后體數(shù)據(jù)塊的頂點根據(jù)視角位置投影到平面，從而可以將三維空間的裁剪判定計算轉(zhuǎn)換為在二維投影平面上的判定計算，因此很大程度上減少了運算量，大幅提高了運算速度，解決了裁剪性能問題；同時，又由于是根據(jù)裁剪區(qū)域和投影區(qū)域位置關(guān)系確定被裁體數(shù)據(jù)的劃分精度，因此避免了體數(shù)據(jù)區(qū)域裁剪不掉的問題，解決了效率和精度難以兼顧的問題。
[0025]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施例做詳細的說明。
[0026]圖1示出了本發(fā)明實施例中的一種三維圖像裁剪方法的流程圖。如圖1所示的三維圖像裁剪方法，可以包括:
[0027]步驟S101，提供三維圖像體數(shù)據(jù)及裁剪區(qū)域，對所述體數(shù)據(jù)進行空間劃分，形成位于若干子空間區(qū)域內(nèi)的子體數(shù)據(jù)。
[0028]上述的裁剪區(qū)域是根據(jù)與用戶交互的過程中，由用戶給定的范圍。具體來說，當對所述三維圖像的數(shù)據(jù)進行可視化呈現(xiàn)時，用戶可以通過鼠標或手寫筆等外設(shè)在顯示的圖像界面上描繪出希望進行裁剪的目標區(qū)域的邊界或范圍。根據(jù)用戶的輸入信息，即可得到所述裁剪區(qū)域。
[0029]上述的體數(shù)據(jù)是三維空間中沿軸向延伸的立方體區(qū)域所對應(yīng)的數(shù)據(jù)信息。通過一定的空間劃分算法可以按照需要對所述三維圖像的體數(shù)據(jù)進行劃分管理，進而形成對應(yīng)三維空間中若干子空間區(qū)域內(nèi)的子體數(shù)據(jù)。
[0030]步驟S102，提供基于視角的二維平面，并判斷位于所述子空間區(qū)域內(nèi)的子體數(shù)據(jù)在所述二維平面的投影區(qū)域與所述裁剪區(qū)域的位置關(guān)系。
[0031]所述視角為對所述三維圖像的數(shù)據(jù)進行可視化呈現(xiàn)，并由用戶確定裁剪區(qū)域時的視角，因此所述裁剪區(qū)域位于基于所述視角所確定的二維平面上。
[0032]在具體實施中，判斷位于所述子空間區(qū)域內(nèi)的子體數(shù)據(jù)在所述二維平面的投影區(qū)域與所述裁剪區(qū)域的位置關(guān)系可以包括:首先獲取投影區(qū)域所對應(yīng)的投影點，從而根據(jù)所述投影點形成所述投影區(qū)域。
[0033]在上述的具體實例中，所述投影點可以通過以下步驟獲取:將經(jīng)過空間劃分的所述體數(shù)據(jù)對應(yīng)的節(jié)點放入存儲空間中并作為當前節(jié)點，并基于當前視角，計算所述存儲空間中當前節(jié)點所對應(yīng)空間區(qū)域的頂點在二維平面上的投影點。
[0034]經(jīng)過空間劃分后，所述三維圖像體數(shù)據(jù)被劃分為相互之間具有特定關(guān)系的數(shù)據(jù)節(jié)點(包括相應(yīng)的數(shù)據(jù)域和指針域)的集合。根據(jù)數(shù)據(jù)節(jié)點集合之間的順序關(guān)系，即可實現(xiàn)對所述三維圖像的完全遍歷，并計算出所述三維圖像的子空間區(qū)域在所二維平面上的投影點以及投影區(qū)域，進而根據(jù)所述投影區(qū)域與所述裁剪區(qū)域的位置關(guān)系，判斷其是否屬于需要裁剪的內(nèi)容。
[0035]步驟S103，當所述投影區(qū)域完全被包含于所述裁剪區(qū)域內(nèi)時，裁剪所述投影區(qū)域?qū)?yīng)的子體數(shù)據(jù)。
[0036]當對當前數(shù)據(jù)節(jié)點經(jīng)計算后得到的投影區(qū)域被所述裁剪區(qū)域完全包含時，判定子體數(shù)據(jù)所對應(yīng)的子空間區(qū)域?qū)儆谛枰徊眉羧コ牟糠?，因此對該部分子體數(shù)據(jù)執(zhí)行相應(yīng)的裁剪操作。
[0037]在具體實施中，所述裁剪操作可以是遍歷所述節(jié)點的所有體素，并對所述體素標記需要被裁剪修改的標記數(shù)據(jù)，所述標記數(shù)據(jù)用于標記該體素是否被裁剪。在三維圖像繪制顯示時，體繪制結(jié)果由原始體數(shù)據(jù)和所述標記數(shù)據(jù)來確定。例如，標記數(shù)據(jù)可以設(shè)置O表示被裁剪，設(shè)置I表示不被裁剪，根據(jù)所述標記數(shù)據(jù)是O還是I確定該點體數(shù)據(jù)是否被顯示，不被顯示的部分在用戶看來相當于被裁剪掉了，從而實現(xiàn)了裁剪的效果。
[0038]在具體實施中，所述裁剪操作還可以是遍歷所述當前節(jié)點對應(yīng)的空間區(qū)域中的所有體素，并標記所述空間區(qū)域中待裁剪的體素。當進行圖像渲染時，跳過所述被標記的體素，或者對所述被標記的體素按照預(yù)設(shè)的顯示參數(shù)，例如在顏色表中預(yù)設(shè)顏色，進行隱藏處理。
[0039]步驟S104，當所述投影區(qū)域與所述裁剪區(qū)域部分重疊時，對所述投影區(qū)域?qū)?yīng)的子空間區(qū)域內(nèi)的子體數(shù)據(jù)再次空間劃分及判斷再次劃分后的投影區(qū)域與裁剪區(qū)域的位置關(guān)系，直至劃分后的投影區(qū)域完全被包含于所述裁剪區(qū)域內(nèi)并被裁剪或當前節(jié)點沒有子節(jié)點時，則對應(yīng)的空間劃分終止；
[0040]當對當前數(shù)據(jù)節(jié)點計算后得到的投影區(qū)域與所述裁剪區(qū)域部分重疊時，判定子體數(shù)據(jù)所對應(yīng)的子空間區(qū)域中存在屬于需要被裁剪去除的部分，也有不需要被裁剪去除的部分，因此需要將當前的子空間區(qū)域進一步劃分。即將當前子空間區(qū)域所對應(yīng)節(jié)點的子節(jié)點放入存儲空間中，以判斷該子節(jié)點所對應(yīng)更小的空間區(qū)域是否需要被裁剪。
[0041]循環(huán)執(zhí)行上述的計算和判定步驟，直至找到需要被完全裁剪的空間區(qū)域，即劃分后的投影區(qū)域完全被包含于所述裁剪區(qū)域內(nèi)，并執(zhí)行相應(yīng)的裁剪操作；或根據(jù)所述步驟SlOl的空間劃分算法后的當前節(jié)點為葉子節(jié)點，不存在子節(jié)點。
[0042]在具體實施中，當所述當前節(jié)點沒有子節(jié)點時，可以計算所述子節(jié)點所對應(yīng)空間區(qū)域的所有體素在二維平面上的投影，并判斷所述體素的投影區(qū)域與所述裁剪區(qū)域的位置關(guān)系，直到遍歷完所述子節(jié)點的所有體素。
[0043]步驟S105，當所述投影區(qū)域與所述裁剪區(qū)域沒有重疊時，取消對所述投影區(qū)域所對應(yīng)的空間區(qū)域進行裁剪處理。
[0044]當對當前數(shù)據(jù)節(jié)點經(jīng)計算后得到的投影區(qū)與所述裁剪區(qū)域沒有重疊時，判定子體數(shù)據(jù)所對應(yīng)的子空間區(qū)域不屬于需要被裁剪去除的部分，因此不對該部分子體數(shù)據(jù)執(zhí)行相應(yīng)的裁剪操作。
[0045]在具體實施中，可以采用如上述步驟S103的裁剪方法，如將標記數(shù)據(jù)設(shè)置為1，表示所述體數(shù)據(jù)不被裁剪。
[0046]本發(fā)明實施例的一種三維圖像的裁剪方法，通過判斷投影平面上投影區(qū)和裁剪區(qū)域的位置關(guān)系來判斷體數(shù)據(jù)是否要進行裁剪，將現(xiàn)有技術(shù)中三維空間的裁剪判定計算轉(zhuǎn)換為在二維投影平面上的判定計算，從而避免了許多冗余計算，提高了效率。同時又由于是根據(jù)裁剪區(qū)域和投影區(qū)域位置關(guān)系逐步確定被裁體數(shù)據(jù)的劃分精度，最終可以通過小體積的體素進行判斷，因此避免了三維圖像的部分空間區(qū)域裁剪不掉的問題，同時解決了效率和精度難以兼顧的問題。
[0047]本發(fā)明實施例還公開了另一種三維圖像裁剪方法，如圖2所示，所述三維圖像裁剪方法包括:
[0048]步驟S201，提供三維圖像體數(shù)據(jù)及裁剪區(qū)域，對所述體數(shù)據(jù)按照八叉樹進行數(shù)據(jù)劃分進行空間劃分，形成位于若干子空間區(qū)域內(nèi)的子體數(shù)據(jù)。
[0049]與上述實施例的步驟SlOl區(qū)別在于，本實施例對所述體數(shù)據(jù)的空間劃分是按照八叉樹進行劃分的。八叉樹的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是三維數(shù)據(jù)的壓縮形式，該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)將所要表示的三維空間按X、Y、Z軸向進行分割，形成八個立方體，然后根據(jù)每個立方體的劃分目標來決定對各立方體是否需要繼續(xù)進行八等分的劃分，或者可以一直劃分到大小成為預(yù)設(shè)的體素大小為止。
[0050]可以理解的是，本發(fā)明對所述體數(shù)據(jù)的空間劃分并不僅局限于按照八叉樹算法進行劃分，也可以通過其他的劃分算法進行空間劃分。因此本發(fā)明實施例中八叉樹算法的應(yīng)用并不限制本發(fā)明的保護范圍。
[0051]步驟S202，將八叉樹的根節(jié)點放入所述存儲空間中。
[0052]在具體實施中，所述存儲空間可以是堆棧。為了說明方便，下文將以堆棧為例進行說明。但是可以理解的是，其并不限制本發(fā)明實施例的保護范圍。本發(fā)明實施例中的存儲空間也可以是其他結(jié)構(gòu)形式，例如可以是隊列等。
[0053]步驟S203，判斷所述存儲空間是否為空。
[0054]當所述存儲空間為空時，說明當前不存在節(jié)點，則三維圖像的裁剪流程結(jié)束。當所述存儲空間不為空時，則取出所述堆棧中的棧頂節(jié)點，并進入步驟S204。
[0055]步驟S204，提供基于視角的二維平面，并計算所述棧頂節(jié)點的頂點在所述二維平面上的投影點。
[0056]步驟S205，檢測所述投影點是否都位于所述裁剪區(qū)域內(nèi)。
[0057]當所述投影點都位于所述裁剪區(qū)域內(nèi)時，判定此時的節(jié)點所對應(yīng)的空間區(qū)域都屬于需要被裁剪去除的部分，并進入步驟S206。當所述投影點并非都位于所述裁剪區(qū)域內(nèi)時，判定此時的節(jié)點所對應(yīng)的空間區(qū)域中存在不需要裁剪去除的部分，并進入步驟S207。
[0058]步驟S206，裁剪所述投影區(qū)域?qū)?yīng)的子體數(shù)據(jù)。
[0059]在具體實施中，所述步驟S206可以采取與圖1所示實施中步驟S103相同的裁剪方式，此處不再贅述。
[0060]當完成執(zhí)行所述步驟S206后，返回步驟S203，檢測當前堆棧中是否存在數(shù)據(jù)元素，并循環(huán)執(zhí)行后續(xù)步驟。
[0061]步驟S207，檢測所述投影點是否都位于所述裁剪區(qū)域外。
[0062]由于當所述投影點均位于所述裁剪區(qū)域之外時，由所述投影點所形成的投影區(qū)域與所述裁剪區(qū)域存在不相交或者所述裁剪區(qū)域包含于所述投影區(qū)域兩種情況，因此可進入步驟S208進一步判定當前節(jié)點的體數(shù)據(jù)所對應(yīng)的空間區(qū)域是否存在需要裁剪的部分。
[0063]當所述投影點并非都位于所述裁剪區(qū)域時，判定當前節(jié)點所對應(yīng)的空間區(qū)域存在需要裁剪的部分，也存在不需要裁剪的部分，并進入步驟S209。
[0064]步驟S208，計算所述投影點的投影區(qū)域，并判斷所述投影區(qū)域與所述裁剪區(qū)域是否相交。
[0065]在具體實施中，為了簡化計算，可以計算所述投影點的最大投影區(qū)域。即選取8個投影點中橫坐標的最大值和最小值以及縱坐標的最大值和最小值，從而形成矩形的投影區(qū)域。
[0066]當所述投影區(qū)域與所述裁剪區(qū)域相交時，即所述裁剪區(qū)域完全包含于所述投影區(qū)域時，判定子體數(shù)據(jù)所對應(yīng)的子空間區(qū)域中存在屬于需要被裁剪去除的部分，并進入步驟S209。
[0067]當所述投影區(qū)域與所述裁剪區(qū)域不相交時，判定當前節(jié)點的體數(shù)據(jù)所對應(yīng)的空間區(qū)域不屬于需要被裁剪去除的部分，并進入步驟S210。
[0068]步驟S209，檢測當前的節(jié)點是否為葉子節(jié)點。
[0069]當檢測到當前的節(jié)點為葉子節(jié)點時，進入步驟S211。當檢測到當前的節(jié)點不是葉子節(jié)點時，則進入步驟S212。
[0070]步驟S210，取消對所述投影區(qū)域所對應(yīng)的空間區(qū)域進行裁剪處理。
[0071]在具體實施中，所述步驟S210可以采取與圖1所示實施中步驟S105相同的取消裁剪的方式，此處不再贅述。
[0072]步驟S211，遍歷當前節(jié)點的所有體素，逐點判斷體素的投影點與所述裁剪區(qū)域的關(guān)系。
[0073]判斷體素的投影點與所述裁剪區(qū)域的關(guān)系與通過步驟S204?步驟S210判斷節(jié)點的投影點與所述裁剪區(qū)域的關(guān)系相似，即通過對體素在二維平面上做投影，判斷其投影區(qū)域與裁剪區(qū)域的位置關(guān)系。當判定體素為需要裁剪的部分時，則對體素執(zhí)行相應(yīng)的裁剪操作；當判定體素為不需要裁剪的部分時，取消對體素執(zhí)行相應(yīng)的裁剪操作。由于檢測可以被精確到體素級，因此避免了體數(shù)據(jù)區(qū)域裁剪不掉的問題。
[0074]步驟S212，將當前節(jié)點的子節(jié)點放入堆棧中。
[0075]將所述當前節(jié)點的子節(jié)點放入所述存儲空間，得到新的當前節(jié)點，返回步驟S203并循環(huán)執(zhí)行前述步驟，即重新計算所述當前節(jié)點的所有頂點在二維平面上的投影點，并判斷所述當前節(jié)點的所有頂點在二維平面上的投影點所組成的投影區(qū)域與所述裁剪區(qū)域的位置關(guān)系，直至所述當前節(jié)點沒有子節(jié)點。
[0076]本發(fā)明實施例還公開了一種三維圖像裁剪裝置，如圖3所示，所述三維圖像裁剪裝置可以包括:
[0077]劃分單元301，提供三維圖像體數(shù)據(jù)及裁剪區(qū)域，對所述體數(shù)據(jù)進行空間劃分，形成位于若干子空間區(qū)域內(nèi)的子體數(shù)據(jù)；
[0078]判斷單元302，提供基于視角的二維平面，并判斷位于所述子空間區(qū)域內(nèi)的子體數(shù)據(jù)在所述二維平面的投影區(qū)域與所述裁剪區(qū)域的位置關(guān)系；
[0079]裁剪單元303，當所述投影區(qū)域完全被包含于所述裁剪區(qū)域內(nèi)時，裁剪所述投影區(qū)域?qū)?yīng)的子體數(shù)據(jù)；
[0080]控制單元304，用于當所述投影區(qū)域與所述裁剪區(qū)域部分重疊時，對所述投影區(qū)域?qū)?yīng)的子空間區(qū)域內(nèi)的子體數(shù)據(jù)再次空間劃分及判斷再次劃分后的投影區(qū)域與裁剪區(qū)域的位置關(guān)系，直至劃分后的投影區(qū)域完全被包含于所述裁剪區(qū)域內(nèi)并被裁剪或當前節(jié)點沒有子節(jié)點時，則對應(yīng)的空間劃分終止；
[0081]取消單元305，用于當所述投影區(qū)域與所述裁剪區(qū)域沒有重疊時，取消對所述投影區(qū)域所對應(yīng)的空間區(qū)域進行裁剪處理。
[0082]在具體實施中，所述劃分單元303，用于對所述體數(shù)據(jù)進行八叉樹空間劃分。
[0083]在具體實施中，所述判斷單元302可以包括:獲取子單元，用于獲取投影區(qū)域?qū)?yīng)的投影點；
[0084]所述獲取子單元包括:放入模塊，用于將經(jīng)過空間劃分的所述體數(shù)據(jù)對應(yīng)的節(jié)點放入存儲空間中并作為當前節(jié)點；計算模塊，用于計算所述存儲空間中當前節(jié)點所對應(yīng)空間區(qū)域的頂點在二維平面上的投影點。
[0085]在具體實施中，所述控制單元304可以包括:放入子單元，將所述當前節(jié)點的子節(jié)點放入所述存儲空間，得到新的當前節(jié)點；第一計算子單元，用于重新計算所述當前節(jié)點的所有頂點在二維平面上的投影點；判斷子單元，判斷所述當前節(jié)點的所有頂點在二維平面上的投影點所組成的投影區(qū)域與所述裁剪區(qū)域的位置關(guān)系；第二計算子單元，用于當所述當前節(jié)點所對應(yīng)空間區(qū)域的所有頂點所組成的投影區(qū)域與所述裁剪區(qū)域部分重疊時，將所述當前節(jié)點的子節(jié)點放入所述存儲空間，得到新的當前節(jié)點，重新計算所述當前節(jié)點的所有頂點在二維平面上的投影點，并判斷所述當前節(jié)點的所有頂點在二維平面上的投影點所組成的投影區(qū)域與所述裁剪區(qū)域的位置關(guān)系，直至所述當前節(jié)點沒有子節(jié)點。
[0086]在具體實施中，所述控制單元304還可以包括:計算模塊，用于當所述當前節(jié)點沒有子節(jié)點時，計算所述子節(jié)點所對應(yīng)空間區(qū)域的所有體素在二維平面上的投影；判斷模塊，用于判斷所述體素的投影區(qū)域與所述裁剪區(qū)域的位置關(guān)系，直到遍歷完所述子節(jié)點的所有體素。
[0087]在具體實施中，所述控制單元304還可以包括:計算模塊，用于當所述當前節(jié)點沒有子節(jié)點時，計算所述子節(jié)點所對應(yīng)空間區(qū)域的所有體素的頂點在二維平面上的投影點；判斷模塊，用于判斷所述體素的投影區(qū)域與所述裁剪區(qū)域的位置關(guān)系，直到遍歷完所述子節(jié)點的所有體素。
[0088]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解上述實施例的各種方法中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關(guān)的硬件來完成，該程序可以存儲于計算機可讀存儲介質(zhì)中，存儲介質(zhì)可以包括:ROM、RAM、磁盤或光盤等。
[0089]雖然本發(fā)明披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動與修改，因此本發(fā)明的保護范圍應(yīng)當以權(quán)利要求所限定的范圍為準。
【權(quán)利要求】
1.一種三維圖像裁剪方法，其特征在于，包括: 提供三維圖像體數(shù)據(jù)及裁剪區(qū)域，對所述體數(shù)據(jù)進行空間劃分，形成位于若干子空間區(qū)域內(nèi)的子體數(shù)據(jù)； 提供基于視角的二維平面，并判斷位于所述子空間區(qū)域內(nèi)的子體數(shù)據(jù)在所述二維平面的投影區(qū)域與所述裁剪區(qū)域的位置關(guān)系: 當所述投影區(qū)域完全被包含于所述裁剪區(qū)域內(nèi)時，裁剪所述投影區(qū)域?qū)?yīng)的子體數(shù)據(jù)； 當所述投影區(qū)域與所述裁剪區(qū)域部分重疊時，對所述投影區(qū)域?qū)?yīng)的子空間區(qū)域內(nèi)的子體數(shù)據(jù)再次空間劃分及判斷再次劃分后的投影區(qū)域與裁剪區(qū)域的位置關(guān)系，直至劃分后的投影區(qū)域完全被包含于所述裁剪區(qū)域內(nèi)并被裁剪或當前節(jié)點沒有子節(jié)點時，則對應(yīng)的空間劃分終止； 當所述投影區(qū)域與所述裁剪區(qū)域沒有重疊時，取消對所述投影區(qū)域所對應(yīng)的空間區(qū)域進行裁剪處理。
2.如權(quán)利要求1所述的三維圖像裁剪方法，其特征在于，所述對所述體數(shù)據(jù)進行空間劃分包括:對所述體數(shù)據(jù)進行八叉樹空間劃分。
3.如權(quán)利要求1所述的三維圖像裁剪方法，其特征在于，判斷位于所述子空間區(qū)域內(nèi)的體數(shù)據(jù)在所述二維平面的投影區(qū)域與所述裁剪區(qū)域的位置關(guān)系，包括獲取投影區(qū)域?qū)?yīng)的投影點，所述投影點包括: 將經(jīng)過空間劃分的所述體數(shù)據(jù)對應(yīng)的節(jié)點放入存儲空間中并作為當前節(jié)點； 計算所述存儲空間中當前節(jié)點所對應(yīng)空間區(qū)域的頂點在二維平面上的投影點。
4.如權(quán)利要求3所述的三維圖像裁剪方法，其特征在于，所述對所述投影區(qū)域?qū)?yīng)的子空間區(qū)域內(nèi)的子體數(shù)據(jù)再次空間劃分及判斷再次劃分后的投影區(qū)域與裁剪區(qū)域的位置關(guān)系，直至劃分后的投影區(qū)域完全被包含于所述裁剪區(qū)域內(nèi)并被裁剪，則對應(yīng)的空間劃分終止包括: 將所述當前節(jié)點的子節(jié)點放入所述存儲空間，得到新的當前節(jié)點； 重新計算所述當前節(jié)點的所有頂點在二維平面上的投影點； 判斷所述當前節(jié)點的所有頂點在二維平面上的投影點所組成的投影區(qū)域與所述裁剪區(qū)域的位置關(guān)系；當所述當前節(jié)點所對應(yīng)空間區(qū)域的所有頂點所組成的投影區(qū)域與所述裁剪區(qū)域部分重疊時，將所述當前節(jié)點的子節(jié)點放入所述存儲空間，得到新的當前節(jié)點，重新計算所述當前節(jié)點的所有頂點在二維平面上的投影點，并判斷所述當前節(jié)點的所有頂點在二維平面上的投影點所組成的投影區(qū)域與所述裁剪區(qū)域的位置關(guān)系，直至所述當前節(jié)點沒有子節(jié)點。
5.如權(quán)利要求4所述的三維圖像裁剪方法，其特征在于，還包括:當所述當前節(jié)點沒有子節(jié)點時，計算所述子節(jié)點所對應(yīng)空間區(qū)域的所有體素在二維平面上的投影，并判斷所述體素的投影區(qū)域與所述裁剪區(qū)域的位置關(guān)系，直到遍歷完所述子節(jié)點的所有體素。
6.如權(quán)利要求1所述的三維圖像裁剪方法，其特征在于，所述裁剪當前節(jié)點所對應(yīng)的空間區(qū)域包括: 遍歷所述節(jié)點的所有體素，并對所述體素標記需要被裁剪修改的標記數(shù)據(jù)。
7.如權(quán)利要求1所述的三維圖像裁剪方法，其特征在于，所述裁剪當前節(jié)點所對應(yīng)的空間區(qū)域包括: 遍歷所述當前節(jié)點對應(yīng)的空間區(qū)域中的所有體素，并標記所述空間區(qū)域中待裁剪的體素； 當進行圖像渲染時，跳過所述被標記的體素，或者對所述被標記的體素按照預(yù)設(shè)的顯示參數(shù)進行處理。
8.—種三維圖像裁剪裝置，其特征在于，包括: 劃分單元，提供三維圖像體數(shù)據(jù)及裁剪區(qū)域，對所述體數(shù)據(jù)進行空間劃分，形成位于若干子空間區(qū)域內(nèi)的子體數(shù)據(jù)； 判斷單元，提供基于視角的二維平面，并判斷位于所述子空間區(qū)域內(nèi)的子體數(shù)據(jù)在所述二維平面的投影區(qū)域與所述裁剪區(qū)域的位置關(guān)系； 裁剪單元，當所述投影區(qū)域完全被包含于所述裁剪區(qū)域內(nèi)時，裁剪所述投影區(qū)域?qū)?yīng)的子體數(shù)據(jù)； 控制單元，用于當所述投影區(qū)域與所述裁剪區(qū)域部分重疊時，對所述投影區(qū)域?qū)?yīng)的子空間區(qū)域內(nèi)的子體數(shù)據(jù)再次空間劃分及判斷再次劃分后的投影區(qū)域與裁剪區(qū)域的位置關(guān)系，直至劃分后的投影區(qū)域完全被包含于所述裁剪區(qū)域內(nèi)并被裁剪或當前節(jié)點沒有子節(jié)點時，則對應(yīng)的空間劃分終止； 取消單元，用于當所述投影區(qū)域與所述裁剪區(qū)域沒有重疊時，取消對所述投影區(qū)域所對應(yīng)的空間區(qū)域進行裁剪處理。
9.如權(quán)利要求8所述的三維圖像裁剪裝置，其特征在于，所述劃分單元，用于對所述體數(shù)據(jù)進行八叉樹空間劃分。
10.如權(quán)利要求8所述的三維圖像裁剪裝置，其特征在于，所述判斷單元包括: 獲取子單元，用于獲取投影區(qū)域?qū)?yīng)的投影點；所述獲取子單元包括: 放入模塊，用于將經(jīng)過空間劃分的所述體數(shù)據(jù)對應(yīng)的節(jié)點放入存儲空間中并作為當前節(jié)點； 計算模塊，用于計算所述存儲空間中當前節(jié)點所對應(yīng)空間區(qū)域的頂點在二維平面上的投影點。
11.如權(quán)利要求10所述的三維圖像裁剪裝置，其特征在于，所述控制單元包括: 放入子單元，將所述當前節(jié)點的子節(jié)點放入所述存儲空間，得到新的當前節(jié)點； 第一計算子單元，用于重新計算所述當前節(jié)點的所有頂點在二維平面上的投影點； 判斷子單元，判斷所述當前節(jié)點的所有頂點在二維平面上的投影點所組成的投影區(qū)域與所述裁剪區(qū)域的位置關(guān)系； 第二計算子單元，用于當所述當前節(jié)點所對應(yīng)空間區(qū)域的所有頂點所組成的投影區(qū)域與所述裁剪區(qū)域部分重疊時，將所述當前節(jié)點的子節(jié)點放入所述存儲空間，得到新的當前節(jié)點，重新計算所述當前節(jié)點的所有頂點在二維平面上的投影點，并判斷所述當前節(jié)點的所有頂點在二維平面上的投影點所組成的投影區(qū)域與所述裁剪區(qū)域的位置關(guān)系，直至所述當前節(jié)點沒有子節(jié)點。
12.如權(quán)利要求11所述的三維圖像裁剪裝置，其特征在于，所述控制單元還包括: 計算模塊，用于當所述當前節(jié)點沒有子節(jié)點時，計算所述子節(jié)點所對應(yīng)空間區(qū)域的所有體素在二維平面上的投影； 判斷模塊，用于判斷所述體素的投影區(qū)域與所述裁剪區(qū)域的位置關(guān)系，直到遍歷完所述子節(jié)點的所有體素。
【文檔編號】G06T15/30GK104463942SQ201410606287
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月31日
【發(fā)明者】吳大, 段琦 申請人:上海聯(lián)影醫(yī)療科技有限公司