JPH04124784A - ３次元画像からの断層面生成方法 - Google Patents
３次元画像からの断層面生成方法Info
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- JPH04124784A JPH04124784A JP2245640A JP24564090A JPH04124784A JP H04124784 A JPH04124784 A JP H04124784A JP 2245640 A JP2245640 A JP 2245640A JP 24564090 A JP24564090 A JP 24564090A JP H04124784 A JPH04124784 A JP H04124784A
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、多断面に渡って採集されたＸ！ＩＣＴ像など
の２次元画像を積み重ねた３次元画像において、そのデ
ータを２次元的なデイスプレィやプリンタなどの表示装
置に表示するための断層面生成方法に関する。
の２次元画像を積み重ねた３次元画像において、そのデ
ータを２次元的なデイスプレィやプリンタなどの表示装
置に表示するための断層面生成方法に関する。
３次元空間に置かれた物体の３次元画像データを元に、
ある２次元平面に投影したり、ある断面で切断しその断
層面画像を求めるとき、データの補間処理が必要となる
。
ある２次元平面に投影したり、ある断面で切断しその断
層面画像を求めるとき、データの補間処理が必要となる
。
従来、この投影変換における補間法は、次の２通りが使
われている。
われている。
まず、第１の補間法として、第５図に示すように、２吹
元投影面１０の格子点１２に対応する３次元空間１上の
座標を順次求め、その点５の値を近傍の点７から補間決
定する方法が挙げられる。
元投影面１０の格子点１２に対応する３次元空間１上の
座標を順次求め、その点５の値を近傍の点７から補間決
定する方法が挙げられる。
この補間法は、第５図のように、近傍８点からの補間を
すれば画質の良いものが得られるが、３次元メモリの参
照回数が非常に多く、処理時間が大きい。次に第２の補
間法として第６図に示すように、３次元空間１の格子点
７に対応する２次元投影面１０上の座標を順次求め、そ
の３次元格子点７以上の値をこの２次元投影面１０上で
近傍の格子点１２に振り分け、元の値に加算していく方
法である。この補間法は３次元空間をすべて投影するよ
うな場合に有効であり、また、３次元メモリの参照回数
が少なく、高速に実行できる。
すれば画質の良いものが得られるが、３次元メモリの参
照回数が非常に多く、処理時間が大きい。次に第２の補
間法として第６図に示すように、３次元空間１の格子点
７に対応する２次元投影面１０上の座標を順次求め、そ
の３次元格子点７以上の値をこの２次元投影面１０上で
近傍の格子点１２に振り分け、元の値に加算していく方
法である。この補間法は３次元空間をすべて投影するよ
うな場合に有効であり、また、３次元メモリの参照回数
が少なく、高速に実行できる。
ところが、断面生成においては、断面上の点は格子点上
に存在しないため、また、その断面の傾斜角に応じて著
しく画質が劣化することがあるといった問題点が存在し
、第２の補間法は用いることができない、そこで速度は
遅いが断層面生成においては第１の補間法が利用されて
いる６本発明は、前記問題点を解決するためになされた
ものであり、本発明の目的は、断層面生成の際に、高速
化を維持しながら画質の劣化を防ぐことが可能な技術を
提供することにある。
に存在しないため、また、その断面の傾斜角に応じて著
しく画質が劣化することがあるといった問題点が存在し
、第２の補間法は用いることができない、そこで速度は
遅いが断層面生成においては第１の補間法が利用されて
いる６本発明は、前記問題点を解決するためになされた
ものであり、本発明の目的は、断層面生成の際に、高速
化を維持しながら画質の劣化を防ぐことが可能な技術を
提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろ
う。
明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろ
う。
〔課題を解決するための手段〕
前記目的を達成するために、本発明は、３次元空間の格
子点に対応する２次元投影面上の座標を順次求め、その
３次元格子点以上の値をこの２次元投影面上で近傍の格
子点に振り分け、元の値に加算していくことにより、３
次元画像データから任意の断層面画像を得る断層面生成
方法において、対象断層面の角度により補間方向を決定
し、その方向の補間により断層面上の点の密度値を決定
し、投影後の２次元平面での密度値を振り分けることを
最も主要な特徴とする。
子点に対応する２次元投影面上の座標を順次求め、その
３次元格子点以上の値をこの２次元投影面上で近傍の格
子点に振り分け、元の値に加算していくことにより、３
次元画像データから任意の断層面画像を得る断層面生成
方法において、対象断層面の角度により補間方向を決定
し、その方向の補間により断層面上の点の密度値を決定
し、投影後の２次元平面での密度値を振り分けることを
最も主要な特徴とする。
前述の手段によれば、対象断層面の角度により補間方向
を決定し、その方向の補間により断層面上の点の密度値
を決定し、投影後の２次元平面での密度値を振り分ける
ことにより、高速で、かつ任意の断面角で画質の劣化を
防ぐことができる。
を決定し、その方向の補間により断層面上の点の密度値
を決定し、投影後の２次元平面での密度値を振り分ける
ことにより、高速で、かつ任意の断面角で画質の劣化を
防ぐことができる。
以下５本発明の一実施例を図面を用いて具体的に説明す
る。
る。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能
を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は
省略する。
を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は
省略する。
第１図は、本発明の３次元画像からの断層面生成方法の
一実施例のＸ方向補間による断層面生成を説明するため
の説明図、 第２図は１本実施例の断層面のパラメータα。
一実施例のＸ方向補間による断層面生成を説明するため
の説明図、 第２図は１本実施例の断層面のパラメータα。
βを説明するための説明図、
第３図は１本実施例の３方向の補間方向を説明するため
の説明図、 第４図は、本実施例の断層面の角度に応じて適用できる
補間方向の領域区分図である。
の説明図、 第４図は、本実施例の断層面の角度に応じて適用できる
補間方向の領域区分図である。
第１図〜第４図において、１は３次元空間、２は断面、
３はＹ−Ｚ平面上にある格子点、４は格子点３からの垂
線、５は垂！！４と断面２との交点、６は垂ＮｌＡ４上
の格子点、１０は２次元投影面（断面の座標系）、１１
は点５に対応する平面１０上の点、１２は平面ｌｏ上の
格子点、２０は原点から断面２に下ろした垂線ベクトル
（法ｇ）、２１は垂線ベクトル２０をＸ−Ｙ平面に投影
したベクトル、２２はＸ−Ｙ平面と垂線ベクトル２０の
なす角（β）、２３はベクトル２１とＸ軸のなす角（α
）である。
３はＹ−Ｚ平面上にある格子点、４は格子点３からの垂
線、５は垂！！４と断面２との交点、６は垂ＮｌＡ４上
の格子点、１０は２次元投影面（断面の座標系）、１１
は点５に対応する平面１０上の点、１２は平面ｌｏ上の
格子点、２０は原点から断面２に下ろした垂線ベクトル
（法ｇ）、２１は垂線ベクトル２０をＸ−Ｙ平面に投影
したベクトル、２２はＸ−Ｙ平面と垂線ベクトル２０の
なす角（β）、２３はベクトル２１とＸ軸のなす角（α
）である。
本実施例の３次元画像からの断層面生成方法は、断層面
生成において、従来の技術で述べた第２の補間法を格子
点以外の点を投影の対象とし、断層面の傾斜角に適応さ
せ１画質の劣化を防止するものである。
生成において、従来の技術で述べた第２の補間法を格子
点以外の点を投影の対象とし、断層面の傾斜角に適応さ
せ１画質の劣化を防止するものである。
以下、本実施例の３次元画像からの断層面生成方法を、
第１図にしたがって、具体的に説明する。
第１図にしたがって、具体的に説明する。
第２図に示すように、３次元空間１をＸ、Ｙ、Ｚ軸で定
義し、０≦ｘ＜ｎｙ＋ｏ≦Ｙ ＜ ｎ ｖ ＋ Ｏ≦Ｚ
〈ｎ２の区間の整数の座標にのみ値をもつものとする。
義し、０≦ｘ＜ｎｙ＋ｏ≦Ｙ ＜ ｎ ｖ ＋ Ｏ≦Ｚ
〈ｎ２の区間の整数の座標にのみ値をもつものとする。
第１図において、まず、投影を行う断面上の点の座標を
決定する。Ｘ、Ｙ、Ｚのうち２つの座標を選び、その２
つの座標に関しては整数となるようなすべての組合せを
選ぶ。例えば、Ｙ、ｚとする。
決定する。Ｘ、Ｙ、Ｚのうち２つの座標を選び、その２
つの座標に関しては整数となるようなすべての組合せを
選ぶ。例えば、Ｙ、ｚとする。
残りの１つの座標について、断層面の方程式より求める
。
。
この例ではＸとなる。この選び方は、第３図に示すとお
り、３通りがある。選んだ２座標のうちの一方、例えば
、Ｙだけ変化させた時の２次元平面での投影点の変化量
を、さらに別の方、例えば２を１だけ変化させた時の２
次元平面での投影点の座標の変化量を実際の投影変換式
より求め、この中で一番大きい変量をこの選び方での変
化量とする。
り、３通りがある。選んだ２座標のうちの一方、例えば
、Ｙだけ変化させた時の２次元平面での投影点の変化量
を、さらに別の方、例えば２を１だけ変化させた時の２
次元平面での投影点の座標の変化量を実際の投影変換式
より求め、この中で一番大きい変量をこの選び方での変
化量とする。
３通りの選び方で投影点の変化量をそれぞれ求め、この
中で一番変化量が小さくなる補間法を以後断面層生成に
使用する補間法として採用する。
中で一番変化量が小さくなる補間法を以後断面層生成に
使用する補間法として採用する。
次に、前段で採用した補間方向に補間して投影の対象点
の値を決定する。第１図に示す例では、Ｘ、Ｙ座標を選
び、２方向に補間している。この場合、Ｘ、ＹをＯ≦Ｘ
＜ｎ、、Ｏ≦Ｙ ＜ ｎ、の範囲の０１・ｎ９個の整数
の組について、断層面上のＺ座標値を求め、その点５の
値を近傍の点６から補間して決定する。
の値を決定する。第１図に示す例では、Ｘ、Ｙ座標を選
び、２方向に補間している。この場合、Ｘ、ＹをＯ≦Ｘ
＜ｎ、、Ｏ≦Ｙ ＜ ｎ、の範囲の０１・ｎ９個の整数
の組について、断層面上のＺ座標値を求め、その点５の
値を近傍の点６から補間して決定する。
一方、その点を投影変換式に基づき、断面上に形成され
た２次元座標系１０に投影する。従来の技術で述べた第
２の方法に使われた振り分は方と同様、投影後、その点
１１の値を近傍の格子点１２に値を振り分けながら加算
していくことにより、最終的に断層面像が得られる。
た２次元座標系１０に投影する。従来の技術で述べた第
２の方法に使われた振り分は方と同様、投影後、その点
１１の値を近傍の格子点１２に値を振り分けながら加算
していくことにより、最終的に断層面像が得られる。
すなわち、第２図に示すように、断面２への垂線ベクト
ル（法線）２０をＸ−Ｙ平面に投影したベクトル、２２
はＸ−Ｙ平面と垂直ベクトル２０とのなす角（β）、２
３はベクトル２１とＸ軸のなす角（α）婁とした、３次
元空間１内の断面像を求める処理を例をあげて説明する
。
ル（法線）２０をＸ−Ｙ平面に投影したベクトル、２２
はＸ−Ｙ平面と垂直ベクトル２０とのなす角（β）、２
３はベクトル２１とＸ軸のなす角（α）婁とした、３次
元空間１内の断面像を求める処理を例をあげて説明する
。
３次元空間１での座＠ （Ｘ、Ｙ、Ｚ）から、２次元平
面の座標（ｘ ＋ ｙ ）への投影変換式を（１）式と
する。
面の座標（ｘ ＋ ｙ ）への投影変換式を（１）式と
する。
・ ・ ・ （１）
断面の方程式は（２）式とする。
Ｘ ｃｏｓ ａ ｃｏｓβ十Ｙ ｓｉｎ ａ ｃｏｓβ
＋Ｚ ｓｉｎβ＝ｋ・・・ （２） 但し、ｋは原点（０，０，０）と断面の距離である。
＋Ｚ ｓｉｎβ＝ｋ・・・ （２） 但し、ｋは原点（０，０，０）と断面の距離である。
まず、断層面の角度（α、β）により補間方向を決定す
る。（１）式に（２）式を代入してｘ、ｙ、ｚのうちの
一パラメータを消去し、各々の座標での変化量の関係を
求めると、（３）〜（５）式が得られる。
る。（１）式に（２）式を代入してｘ、ｙ、ｚのうちの
一パラメータを消去し、各々の座標での変化量の関係を
求めると、（３）〜（５）式が得られる。
（３）式から（５）式において、係数行列Ａ、Ｂ、Ｃの
それぞれの要素の絶対値が大きいとき、２次元平面上に
投影される点が疎らになり、格子点のデータに抜けを生
じてしまう。第３図に示す３方向の補間法のうち一番係
数の小さい補間法がきめ細かい画質の断層面が生成され
る。この係数は、断層面を決定する変数α、βにより、
変化し、このα。
それぞれの要素の絶対値が大きいとき、２次元平面上に
投影される点が疎らになり、格子点のデータに抜けを生
じてしまう。第３図に示す３方向の補間法のうち一番係
数の小さい補間法がきめ細かい画質の断層面が生成され
る。この係数は、断層面を決定する変数α、βにより、
変化し、このα。
βに応じて補間法を取捨選択することにした。
例えば、α＝ｃ、β＝τのとき、係数Ａ、Ｂ、Ｃはそれ
ぞれ。
ぞれ。
るため、この角度のときは、Ｚ方向の補間法を採用する
ことになる。
ことになる。
このように断層面への変換式を定めたとき、その断層面
の角度であるα、βにより画質の優劣が存在する。断層
面の生成をする場合、与えられたα、βから画質がよい
補間方向を決定することができる。
の角度であるα、βにより画質の優劣が存在する。断層
面の生成をする場合、与えられたα、βから画質がよい
補間方向を決定することができる。
本実施例に挙げた（１）式の変換式を用いる場合、第４
図に示すように、斜線模様の領域においてはＸ方向の補
間を、横縞模様の領域においてはＹ方向の補間を、縦縞
模様の領域においては２方向の補間を適用することにな
る。
図に示すように、斜線模様の領域においてはＸ方向の補
間を、横縞模様の領域においてはＹ方向の補間を、縦縞
模様の領域においては２方向の補間を適用することにな
る。
前記の方法にしたがって補間方向を定め、変換の対象と
なる断層面上の点を求め１次に投影光の２次元平面上で
値を近傍の格子点に振り分ける操作を行う。
なる断層面上の点を求め１次に投影光の２次元平面上で
値を近傍の格子点に振り分ける操作を行う。
以上の説明かられかるように、本実施例によれば、対象
断層面の角度により補間方向を決定し、その方向の補間
により断層面上の点の密度値を決定し、投影後の２次元
平面での密度値を振り分けることにより、断層面生成に
は適用できなかった従来法（第２の補間法）を適用でき
るようになり、３次元外部メモリの少ないアクセス回数
で高画質の断層面生成が可能となる。
断層面の角度により補間方向を決定し、その方向の補間
により断層面上の点の密度値を決定し、投影後の２次元
平面での密度値を振り分けることにより、断層面生成に
は適用できなかった従来法（第２の補間法）を適用でき
るようになり、３次元外部メモリの少ないアクセス回数
で高画質の断層面生成が可能となる。
これにより、高速で、かつ任意の断面角で画質の劣化を
防ぐことができる。
防ぐことができる。
以上、本発明を実施例にもとづき具体的に説明したが１
本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その
要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であること
は言うまでもない。
本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その
要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であること
は言うまでもない。
以上、説明したように、本発明によれば、対象断層面の
角度により補間方向を決定し、その方向の補間により断
層面上の点の密度値を決定し、投影後の２次元平面での
密度値を振り分けることにより、高速で、かつ任意の断
面角で画質の劣化を防ぐことができる。
角度により補間方向を決定し、その方向の補間により断
層面上の点の密度値を決定し、投影後の２次元平面での
密度値を振り分けることにより、高速で、かつ任意の断
面角で画質の劣化を防ぐことができる。
第１図は、本発明の３次元画像からの断層面生成方法の
一実施例のＸ方向補間による断層面生成を説明するため
の説明図、 第２図は、本実施例の断層面のパラメータα。 βを説明するための説明図、 第３図は、本実施例の３方向の補間方向を説明するため
の説明図、 第４図は、本実施例の断層面の角度に応じて適用できる
補間方向の領域区分図。 第５図は、従来の第１の補間法による断層面生成の問題
点を説明するための説明図、 第６図は、従来の第２の補間法により補間法による断層
面生成の問題点を説明するための説明図である。 図中、１・・・３次元空間、２・・・断面、３・・・Ｙ
−Ｚ平面上にある格子点、４・・格子点３からの垂線、
５・・・垂線４と断面２との交点、６・・・垂線４上の
格子点、１０・・・２次元投影面（断面の座標系）、１
１・・・点５に対応する平面１０上の点、１２・・・平
面１０上の格子点、２０・・・原点から断面２に下ろし
た垂線ベクトル、２１・・・垂線ベクトル２０をｘ−Ｙ
平面に投影したベクトル、２２・・・Ｘ−Ｙ平面と垂線
ベクトル２０のなす角（β）、２３・・・ベクトル２１
とＸ軸のなす角（α）。
一実施例のＸ方向補間による断層面生成を説明するため
の説明図、 第２図は、本実施例の断層面のパラメータα。 βを説明するための説明図、 第３図は、本実施例の３方向の補間方向を説明するため
の説明図、 第４図は、本実施例の断層面の角度に応じて適用できる
補間方向の領域区分図。 第５図は、従来の第１の補間法による断層面生成の問題
点を説明するための説明図、 第６図は、従来の第２の補間法により補間法による断層
面生成の問題点を説明するための説明図である。 図中、１・・・３次元空間、２・・・断面、３・・・Ｙ
−Ｚ平面上にある格子点、４・・格子点３からの垂線、
５・・・垂線４と断面２との交点、６・・・垂線４上の
格子点、１０・・・２次元投影面（断面の座標系）、１
１・・・点５に対応する平面１０上の点、１２・・・平
面１０上の格子点、２０・・・原点から断面２に下ろし
た垂線ベクトル、２１・・・垂線ベクトル２０をｘ−Ｙ
平面に投影したベクトル、２２・・・Ｘ−Ｙ平面と垂線
ベクトル２０のなす角（β）、２３・・・ベクトル２１
とＸ軸のなす角（α）。
Claims (1)
- （１）３次元空間の格子点に対応する２次元投影面上の
座標を順次求め、その３次元格子点以上の値をこの２次
元投影面上で近傍の格子点に振り分け、元の値に加算し
ていくことにより、３次元画像データから任意の断層面
画像を得る断層面生成方法において、対象断層面の角度
により補間方向を決定し、その方向の補間により断層面
上の点の密度値を決定し、投影後の２次元平面での密度
値を振り分けることを特徴とする断層面生成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2245640A JP2834560B2 (ja) | 1990-09-14 | 1990-09-14 | ３次元画像からの断層面生成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2245640A JP2834560B2 (ja) | 1990-09-14 | 1990-09-14 | ３次元画像からの断層面生成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04124784A true JPH04124784A (ja) | 1992-04-24 |
| JP2834560B2 JP2834560B2 (ja) | 1998-12-09 |
Family
ID=17136665
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2245640A Expired - Fee Related JP2834560B2 (ja) | 1990-09-14 | 1990-09-14 | ３次元画像からの断層面生成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2834560B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003511765A (ja) * | 1999-10-07 | 2003-03-25 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | オブジェクトデータセットからの横断面分布の導出 |
| JP2005058327A (ja) * | 2003-08-08 | 2005-03-10 | Mamoru Mitsuishi | 投影画像作成表示方法及びこの方法を用いる手術支援装置 |
-
1990
- 1990-09-14 JP JP2245640A patent/JP2834560B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003511765A (ja) * | 1999-10-07 | 2003-03-25 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | オブジェクトデータセットからの横断面分布の導出 |
| JP4792187B2 (ja) * | 1999-10-07 | 2011-10-12 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | オブジェクトデータセットからの横断面分布の導出 |
| JP2005058327A (ja) * | 2003-08-08 | 2005-03-10 | Mamoru Mitsuishi | 投影画像作成表示方法及びこの方法を用いる手術支援装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2834560B2 (ja) | 1998-12-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |