JPH0217581A - 三次元画像処理装置 - Google Patents
三次元画像処理装置Info
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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
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的コ
（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。
理する三次元画像処理装置に関する。
（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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
（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。
次のような課題が有った。
（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。
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。
（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。
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。
（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。
等により三次元画像の切削処理にも困難を来していた。
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。
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。
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。
た三次元画像処理装置を提供することにある。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
（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。
、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。
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。
るだけで切削処理を容易に行うことができる。
（実施例）
以下実施例により本発明を具体的に説明する。
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。
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。
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。
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。
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。
像切削を行う切削処理手段である。
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。
する。
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。
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。
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。
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。
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。
明する。
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。
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。
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。
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。
また、画像切削処理は次のようにして行われる。
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。
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。
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。
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。
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。
ることができるという利点を有している。
［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。
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。
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。
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。
Claims (3)
- （１）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。 - （２）前記距離データの特定位置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
成する請求項１記載の三次元画像処理装置。 - （３）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切
削を行う請求項１記載の三次元画像処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16939188A JPH0217581A (ja) | 1988-07-06 | 1988-07-06 | 三次元画像処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16939188A JPH0217581A (ja) | 1988-07-06 | 1988-07-06 | 三次元画像処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0217581A true JPH0217581A (ja) | 1990-01-22 |
Family
ID=15885730
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16939188A Pending JPH0217581A (ja) | 1988-07-06 | 1988-07-06 | 三次元画像処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0217581A (ja) |
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 (ja) * | 1986-12-10 | 1988-06-17 | 株式会社日立製作所 | 三次元画像処理方式 |
-
1988
- 1988-07-06 JP JP16939188A patent/JPH0217581A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63145638A (ja) * | 1986-12-10 | 1988-06-17 | 株式会社日立製作所 | 三次元画像処理方式 |
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 |
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