JPH0217581A - Three-dimensional image processing device - Google Patents
Three-dimensional image processing deviceInfo
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- JPH0217581A JPH0217581A JP16939188A JP16939188A JPH0217581A JP H0217581 A JPH0217581 A JP H0217581A JP 16939188 A JP16939188 A JP 16939188A JP 16939188 A JP16939188 A JP 16939188A JP H0217581 A JPH0217581 A JP H0217581A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の目的コ
(産業上の利用分野)
本発明は、物体例えば人体の三次元投影データを作成処
理する三次元画像処理装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Objective of the Invention (Industrial Application Field) The present invention relates to a three-dimensional image processing apparatus for creating and processing three-dimensional projection data of an object, such as a human body.
(従来の技術)
従来より外科手術において、美容を目的とする顎骨顔面
手術が行われている。この手術は、第5図に示すように
眼窩部Bl、B2の周囲を破線で示すように骨膜A1で
切削し、第6図に示すように鼻骨垂直骨B3を骨膜剥離
子A2により剥離し、第7図に示すように眼窩部B1.
B2を顔面中央に移動するものである。眼窩部B1.B
2の移動によって生ずる空隙部C1,C2は腰骨等の一
部を切断して得たもので埋められる。(Prior Art) Maxillofacial surgery for cosmetic purposes has traditionally been performed in surgical operations. In this surgery, as shown in FIG. 5, the periosteum A1 is cut around the orbits Bl and B2 as shown by broken lines, and the vertical nasal bone B3 is peeled off with a periosteal stripper A2 as shown in FIG. As shown in FIG. 7, the orbital part B1.
B2 is moved to the center of the face. Orbital part B1. B
The gaps C1 and C2 created by the movement of the parts 2 are filled with parts obtained by cutting a part of the hip bone or the like.
このような顎骨顔面手術においては、眼窩部の移動、は
め込みを適確に行うために切削部位の位置決めが極めて
重要となる。なぜならば、必要最半眼の切削により眼窩
部を所定の領域にまで移動し、該領域に適確にはめ込ま
なければならないからである。In such maxillofacial surgery, positioning of the cutting site is extremely important in order to accurately move and fit the orbit. This is because it is necessary to move the orbital part to a predetermined area by cutting at least half the eye, and to fit it appropriately into the area.
そこで、この顎骨顔面手術を支援するために該手術のシ
ミュレーションを可能とする画像処理装置の提供が切望
されていた。Therefore, in order to support this maxillofacial surgery, there has been a strong desire to provide an image processing device that can simulate the surgery.
従来の画像処理装置によれば、例えばX線CT装置によ
って得られた頭部スライス像群に基づいて擬似三次元画
像表示を行うことができる。この擬似三次元画像表示は
スライス像群のスライス間を適宜にデータ補間して得た
ボクセルデータより、所望視平面での距離画@(深さ画
像や表面像あるいは透視像とも称され、このデータを格
納した手段を7パツフアと呼ぶ)を作成し、これをCR
Tデイスプレィに表示することで行われる。切削部位の
指定はROI(関心領域)設定によって行うことができ
るし、画像の部分的切削は、距離画像作成における光線
追跡法を応用してボクセルデータを部分的にクリアする
ことで行い1qる。また、眼窩部の移動は画像の部分移
動処理(座標変換処理)によって可能と考えられる。According to a conventional image processing device, it is possible to display a pseudo three-dimensional image based on a group of head slice images obtained by, for example, an X-ray CT device. This pseudo-three-dimensional image display uses voxel data obtained by appropriately interpolating data between slices of a group of slice images, and uses this data as a distance image (also called a depth image, surface image, or perspective image) at a desired viewing plane. A means of storing
This is done by displaying it on the T-display. The cutting site can be specified by setting a ROI (region of interest), and partial cutting of the image is performed by partially clearing voxel data by applying the ray tracing method in distance image creation. Furthermore, it is thought that the movement of the orbital part is possible by partial image movement processing (coordinate transformation processing).
(発明が解決しようとする課題)
しかしながら前述の如き従来の三次元画像処理装置には
次のような課題が有った。(Problems to be Solved by the Invention) However, the conventional three-dimensional image processing apparatus as described above had the following problems.
(1)従来は2値化されたスライスデータの全てをボク
セル構造として使用していたため、記憶容量の膨大化を
招いていた。(1) Conventionally, all of the binarized slice data was used as a voxel structure, resulting in an enormous storage capacity.
(2)従来はボクセル毎に7フイン変換を施していたた
め演算回数が多く、投影速度の高速化を図ることができ
なかった。(2) Conventionally, 7-fin transformation was performed for each voxel, which required a large number of calculations, making it impossible to increase the projection speed.
(3)上述のような記憶容量の膨大化、演算回数の増大
等により三次元画像の切削処理にも困難を来していた。(3) Due to the enormous storage capacity and increase in the number of calculations as described above, it has become difficult to process three-dimensional images.
本発明は前記事情に鑑みてなされたものであり、第1の
目的は記憶容量の減少及び投影速度の高速化が図れる三
次元画像処理装置を提供することにある。The present invention has been made in view of the above circumstances, and a first object thereof is to provide a three-dimensional image processing device that can reduce storage capacity and increase projection speed.
本発明の第2の目的は三次元画像の切削処理を容易にし
た三次元画像処理装置を提供することにある。A second object of the present invention is to provide a three-dimensional image processing device that facilitates cutting processing of three-dimensional images.
U発明の溝成コ
(課題を解決するための手段)
本発明は、原画像データを2値化し、この2値化データ
に基づいて三次元投影データを作成する三次元画@処理
装置において、前記2値化データにおける物体の端点の
座標を求め、この座標データを格納することによってデ
ータ圧縮を行うデータ圧縮手段と、この圧縮データを基
に距離データとの関係で三次元ラインを作成する三次元
距離画像作成手段と、この三次元距離画像から三次元投
影データを作成する三次元投影データ作成手段とを設け
たことを特徴とするものである。Nariko Mizo of the U Invention (Means for Solving the Problems) The present invention provides a three-dimensional image @ processing device that binarizes original image data and creates three-dimensional projection data based on this binarized data. a data compression means for compressing data by determining the coordinates of the end points of the object in the binarized data and storing this coordinate data; and a 3D line for creating a three-dimensional line based on the compressed data in relation to distance data. The present invention is characterized in that it includes an original distance image creating means and a three-dimensional projection data creating means for creating three-dimensional projection data from this three-dimensional distance image.
また本発明は、前記距離データにおける特定位置のデー
タを選択指定し、この特定位置の前又は後の三次元投影
データのみを作成するようにしている。Further, in the present invention, data at a specific position in the distance data is selected and designated, and only three-dimensional projection data before or after this specific position is created.
ざらに本発明は、前記三次元投影データに対し、前記距
離データにおける任意の範囲のデータを指定することに
より画像の切削処理を行うようにしている。Roughly speaking, the present invention performs image cutting processing on the three-dimensional projection data by specifying an arbitrary range of data in the distance data.
(作 用)
前記構成によれば、ボクセルデータを作成することなく
、圧縮データを使って三次元投影データを作成すること
ができるので記憶容量が少なくて済む。また、ボクセル
毎のアフィン変換を施すことなく、圧縮データと距離指
定の繰返しだけで投影データを作成できるので演算回数
が減少し、このため投影速度の高速化を図ることができ
る。(Function) According to the above configuration, three-dimensional projection data can be created using compressed data without creating voxel data, so the storage capacity can be reduced. Furthermore, since projection data can be created simply by repeating compressed data and distance designation without performing affine transformation for each voxel, the number of calculations is reduced, and therefore the projection speed can be increased.
ざらに三次元投影データ中の任意の位置の座標を指定す
るだけで切削処理を容易に行うことができる。Cutting processing can be easily performed by simply specifying the coordinates of an arbitrary position in the three-dimensional projection data.
(実施例) 以下実施例により本発明を具体的に説明する。(Example) The present invention will be specifically explained below using Examples.
第1図は本発明の一実施例を示すブロック図であり、1
は物体の原画像データを格納している格納手段、2は前
記原画像データを各スライス毎に任意のしきい値で2値
化し、スライス間の補間処理を行って2値化画像データ
を作成する2値化画像データ作成手段、3は前記2値化
画保データを後述する圧縮原理に基づいて圧縮し、ラン
座標化するデータ圧縮処理手段、4は前記圧縮されたデ
ータを基に三次元距離画像として作成する手段、8は予
め前記物体に対する視平面からの距離(深さ)に関する
データを格納している距離データメモリ(Zバッファ)
であり距離指定手段9からの指定に基づいて任意の距離
データを読み出して前記三次元距離画像作成手段4中の
対応する位置にデータを割り付けるようになっている。FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention.
2 is a storage means for storing original image data of an object; 2 is a storage means that binarizes the original image data for each slice using an arbitrary threshold value, and performs interpolation processing between slices to create binarized image data; 3 is a data compression processing means for compressing the binarized image data based on the compression principle described later and converting it into run coordinates; 4 is a three-dimensional image data generating means based on the compressed data; Means for creating a distance image; reference numeral 8 denotes a distance data memory (Z buffer) storing data regarding the distance (depth) of the object from the viewing plane;
Based on the designation from the distance designation means 9, arbitrary distance data is read out and the data is allocated to the corresponding position in the three-dimensional distance image creation means 4.
5は前記三次元距離画像作成手段4から読み出されるデ
ータにシェーディング等を施して三次元投影データを作
成し、格納しておく三次元投影データ作成手段で必り、
このようにして作成された三次元投影データは表示制御
手段6を介してCRTデイスプレィ7に送られ表示に供
されるようになっている。5 is a three-dimensional projection data creating means for creating three-dimensional projection data by applying shading etc. to the data read out from the three-dimensional distance image creating means 4 and storing it;
The three-dimensional projection data created in this manner is sent to a CRT display 7 via a display control means 6 for display.
10は三次元投影データ中の任意の切削面を指定して画
像切削を行う切削処理手段である。Reference numeral 10 denotes a cutting processing means for specifying an arbitrary cutting surface in the three-dimensional projection data and cutting the image.
次に第2図乃至第4図をも参照して本発明の詳細な説明
する。Next, the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 4.
先ず、第2図及び第3図によりデータ圧縮処理について
説明する。1枚のスライス画像(2値化画fs)SLt
を例示すれば、物体Pt 、P2が含まれている場合、
本発明ではY軸方向に複数のラインY1〜Ynを引き、
各ラインにおける物体との交点X++、X+2及びXn
x、 Xn2を求める。そしてこれらを端点座標として
格納することによりデータ圧縮が行われる。データフォ
ーマットは第3図の如くである。頭のlはYnラインの
座標数を示し、YnはYnラインの座標値を示し、Xn
mはYnラインのm個目のX座標値を示し、最後部のE
O3は、END OF 5LICEを意味するもの
であり、Zバック18における深さ方向の値を示してい
る。First, data compression processing will be explained with reference to FIGS. 2 and 3. One slice image (binarized image fs) SLt
For example, if objects Pt and P2 are included,
In the present invention, a plurality of lines Y1 to Yn are drawn in the Y-axis direction,
Intersections with the object in each line X++, X+2 and Xn
Find x, Xn2. Data compression is performed by storing these as end point coordinates. The data format is as shown in FIG. The leading l indicates the coordinate number of the Yn line, Yn indicates the coordinate value of the Yn line, and Xn
m indicates the m-th X coordinate value of the Yn line, and the last E
O3 means END OF 5LICE, and indicates the value in the depth direction in the Z-back 18.
このようにして各スライス毎に各ラインと、そのライン
と物体との交点(端点)の座標と、それに含まれる座標
数とを前述のようなフォーマットで格納すればデータ圧
縮を行うことができる。つまり、従来のようにボクセル
データを用いて実際に使われないデータも蓄積するよう
にしていたのに比較し、本発明では輪郭部分のデータの
みを格納すればよいから記憶容量を極めて少ないものと
することができる。In this way, data compression can be performed by storing each line, the coordinates of the intersection (end point) of the line and the object, and the number of coordinates included therein in the format described above for each slice. In other words, compared to conventional methods that use voxel data to store data that is not actually used, the present invention requires only the data of the contours to be stored, so the storage capacity is extremely small. can do.
次に投影データ作成処理について第4図をも参照して説
明する。Next, the projection data creation process will be explained with reference to FIG. 4 as well.
前記Zバッファ8には第4図に示す視点Eから児た視平
面Zoからの距@(深さ)に関するデータZl 、 Z
2 、・・・等が格納されており、距離指定手段9によ
り特定の位置が指定されると、この距離データと前記圧
縮データとが三次元距離画像作成手段4内で各点におけ
る三次元ラインが引かれることによって三次元距離画像
が作成される。その後次段の三次元投影データ作成手段
5に送られて処理される。三次元距離画像作成手段4で
は、圧縮データ、つまり物体の輪郭部分のみをアフィン
変換し、その間の画素を線形補間して三次元ラインを引
くことにより三次元距離画像を作成する。The Z buffer 8 contains data Zl, Z regarding the distance @ (depth) from the viewing plane Zo from the viewpoint E shown in FIG.
2,..., etc. are stored, and when a specific position is specified by the distance specifying means 9, this distance data and the compressed data are used to create a three-dimensional line at each point in the three-dimensional distance image creating means 4. A three-dimensional distance image is created by drawing the . Thereafter, the data is sent to the next three-dimensional projection data creation means 5 for processing. The three-dimensional distance image creation means 4 creates a three-dimensional distance image by affine transforming only the compressed data, that is, the outline of the object, and linearly interpolating the pixels therebetween to draw a three-dimensional line.
このような演算処理によれば演算回数が大幅に低減し、
投影速度の高速化を図ることができる。その後三次元投
影データ作成手段5でシェーディングが施され、表示制
御手段6を介してCRTデイスプレィに送られ表示に供
される。This type of calculation process significantly reduces the number of calculations,
It is possible to increase the projection speed. Thereafter, shading is applied by the three-dimensional projection data creation means 5, and the data is sent to the CRT display via the display control means 6 for display.
また、画像切削処理は次のようにして行われる。Further, the image cutting process is performed as follows.
切削処理は、切削処理手段10によって7バツフ78に
対し、任意の深さ方向の位置(範囲)を指定することに
より切削面を指定し、前述の如く三次元距離画像を加工
する方法により切削処理を行うことができる。The cutting process is performed by specifying a cutting surface by specifying an arbitrary position (range) in the depth direction for the 7-buff 78 by the cutting processing means 10, and by processing a three-dimensional distance image as described above. It can be performed.
以上のように三次元距離画像作成に当ってZバッファの
距離データとを比較しながら行う方法(Z値比較と言う
)によれば、視平面からの深さの方向の距離が大きな位
置のデータを消去し、小ざな位置のデータのみを書込ん
で行く(あるいは浅い位置のデータを消去し、深い位置
のデータを優先する)ことができるので、深さ方向の最
深部(Back)から順次浅い方向(前方Front)
にデータを書込んで行くという従来の方法(Back
t。As described above, when creating a three-dimensional distance image, according to the method of comparing distance data in the Z buffer (referred to as Z value comparison), data at a position with a large distance in the depth direction from the viewing plane , and then write only the data at small positions (or erase the data at shallow positions and give priority to the data at deep positions). Direction (Front)
The conventional method of writing data to
t.
Front)に比べて任意の位置の三次元像を直らに得
ることができるという利点を有している。This method has the advantage that a three-dimensional image at an arbitrary position can be obtained immediately compared to the "Front" method.
[発明の効果]
以上詳述した本発明によれば、データ圧縮を行った後に
三次元投影処理をしているので記憶容量を大幅に減少さ
せることができる。また、輪郭のみのアフィン変換と線
形補間だけで投影を行っているので投影速度の高速化が
図れる。さらに、任意の範囲指定だけで切削処理を容易
に行うことができる。[Effects of the Invention] According to the present invention described in detail above, since three-dimensional projection processing is performed after data compression, storage capacity can be significantly reduced. Furthermore, since projection is performed only by affine transformation of the outline and linear interpolation, the projection speed can be increased. Furthermore, cutting processing can be easily performed simply by specifying an arbitrary range.
第1図は本発明の一実施例を示すブロック図、第2図は
本発明によるデータ圧縮処理を説明するための概念図、
第3図はそのデータフォーマット図、第4図は距離デー
タの説明図、第5図乃至第7図は従来技術の一例として
の顎骨顔面手術の説明図である。
1・・・原画像データ格納手段、
2・・・2値化画像データ格納手段、
3・・・データ圧縮処理手段、
4・・・三次元距離画像作成手段、
5・・・三次元投影データ作成手段、
6・・・表示制御手段、
7・・・CRTデイスプレィ、
8・・・Zバッファ、
9・・・距離指定手段、
10・・・切削処理手段。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a conceptual diagram for explaining data compression processing according to the present invention,
FIG. 3 is a diagram of its data format, FIG. 4 is an explanatory diagram of distance data, and FIGS. 5 to 7 are explanatory diagrams of maxillofacial surgery as an example of the prior art. 1... Original image data storage means, 2... Binarized image data storage means, 3... Data compression processing means, 4... Three-dimensional distance image creation means, 5... Three-dimensional projection data Creation means, 6... Display control means, 7... CRT display, 8... Z buffer, 9... Distance designation means, 10... Cutting processing means.
Claims (3)
づいて三次元投影データを作成する三次元画像処理装置
において、前記2値化データにおける物体の端点の座標
を求め、この座標データを格納することによつてデータ
圧縮を行うデータ圧縮手段と、この圧縮データを基に距
離データとの関係で三次元ラインを作成する三次元距離
画像作成手段と、この三次元距離画像から三次元投影デ
ータを作成する三次元投影データ作成手段とを設けたこ
とを特徴とする三次元画像処理装置。(1) In a three-dimensional image processing device that binarizes original image data and creates three-dimensional projection data based on this binarized data, the coordinates of the end points of the object in the binarized data are determined, and the coordinates of the object are a data compression means for compressing data by storing a 3D distance image; A three-dimensional image processing device comprising: three-dimensional projection data creation means for creating projection data.
この特定位置の前又は、後の三次元投影データのみを作
成する請求項1記載の三次元画像処理装置。(2) Select and specify specific position data of the distance data,
The three-dimensional image processing apparatus according to claim 1, which creates only three-dimensional projection data before or after this specific position.
おける任意の範囲のデータを指定することにより画像切
削を行う請求項1記載の三次元画像処理装置。(3) The three-dimensional image processing apparatus according to claim 1, wherein image cutting is performed by specifying data in an arbitrary range in the distance data with respect to the three-dimensional projection data.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16939188A JPH0217581A (en) | 1988-07-06 | 1988-07-06 | Three-dimensional image processing device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16939188A JPH0217581A (en) | 1988-07-06 | 1988-07-06 | Three-dimensional image processing device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0217581A true JPH0217581A (en) | 1990-01-22 |
Family
ID=15885730
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16939188A Pending JPH0217581A (en) | 1988-07-06 | 1988-07-06 | Three-dimensional image processing device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0217581A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5168733A (en) * | 1991-02-23 | 1992-12-08 | Vdo Adolf Schindling Ag | Central locking device |
| US5295374A (en) * | 1992-11-23 | 1994-03-22 | Chrysler Corporation | Tailgate handle assembly with window release switch |
| US5868017A (en) * | 1996-01-05 | 1999-02-09 | Mercedes-Benz Ag | Locking device for vehicles, particularly for vehicle doors |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63145638A (en) * | 1986-12-10 | 1988-06-17 | 株式会社日立製作所 | Three-dimensional image processing system |
-
1988
- 1988-07-06 JP JP16939188A patent/JPH0217581A/en active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63145638A (en) * | 1986-12-10 | 1988-06-17 | 株式会社日立製作所 | Three-dimensional image processing system |
Cited By (3)
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| US5295374A (en) * | 1992-11-23 | 1994-03-22 | Chrysler Corporation | Tailgate handle assembly with window release switch |
| US5868017A (en) * | 1996-01-05 | 1999-02-09 | Mercedes-Benz Ag | Locking device for vehicles, particularly for vehicle doors |
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