JPH08138077A - 投影像の作成方法およびそのための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 視線の方向にボクセルを探索して投影像を作
成する投影像作成法に広く応用可能であり、かつ、高速
に複数の投影像を作成可能な投影像の作成方法およびそ
のための装置を提供すること。 【構成】 ボクセルから成る３次元データを視線の方向
に順次探索し、探索したボクセルを投影面に投影して投
影像を作成する投影像の作成方法において、探索したボ
クセルを２つ以上の投影面に同時に投影することを特徴
とする投影像の作成方法、および、上記データを格納す
るための３次元メモリと、視点入力部と、投影像を格納
する１つ以上の投影像メモリと、前記視点を基に２つ以
上の投影像を同時に格納するために前記各投影像メモリ
を参照する２つ以上のアドレスを発生するアドレス発生
部を有し、視線の方向にボクセル情報を順次探索し、前
記各投影像メモリ内の２つ以上のアドレスに同時に格納
する手段を有することを特徴とする投影像作成装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画素を立方体と考える
ボクセル(voxel)から成る３次元データを、所望の視点
に対し視線方向にボクセルを順次探索して投影像を多方
向に作成する投影像の作成方法およびそのための装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、超音波診断装置や磁気共鳴イメー
ジング(ＭＲＩ)装置などを用いて断層像を複数枚撮像
し、ボクセルから成る３次元データを収集することが可
能となってきた。また、これらを３次元表示することで
診断にも利用されつつある。３次元表示の一つに、３次
元データを任意方向から見る投影面を設定し、この投影
面上に投影像を作成し表示する方法がある。この場合、
投影像は、所望する視点の投影面の１点から、ボクセル
から成る３次元データを視線方向に探索し、投影面の１
画素を決定する探索処理を全投影面について行い、作成
する。上述の探索処理としては、例えば、各視線ごとに
投影面から３次元データ内の物体の表面までの距離値を
求めるものがあり、投影面に距離値を格納したデプスマ
ップを作成し、これを基に濃淡付けを行って投影像を作
成し表示することで、物体表面の形状がわかるようにな
る。また、探索処理として、視線上にならぶ画素の総和
を求めるものがあり、投影面に視線ごとの画素の総和を
格納した投影像(積算投影像)を表示することで、Ｘ線の
透過像のように１投影像から３次元データ全体を概観で
きる。このように、投影像を視点を変えて作成して、様
々な方向から観察することで、精度の良い診断が可能と
なる。なお、これらに関しては、例えば、望月剛他によ
る：超音波三次元イメージング(第31回日本ＭＥ学会Ｗ
Ｓ-５-３,p.172(1992))の記載が参考になる。

【０００３】しかしながら、上述のボクセルの探索、特
に積算表示での探索は、設定した投影面から３次元デー
タを含む空間すべてについて行う必要があり、１投影像
を作成するのに時間がかかるという問題があった。従
来、投影像を高速に作成する方法として、投影面からの
各視線の探索範囲を３次元データ域内だけに限定する方
法があり、例えば、特開平４-70984号公報に開示されて
いる再投影画像生成装置を挙げることができる。この装
置では、各視線について、探索開始点と探索終了点を予
めテーブル化しておき、これを参照することで、１投影
像の作成時間を短縮しようとしている。しかし、この方
法では、所望するすべての視点の各視線ごとにテーブル
を作成する必要があり、テーブル作成に時間がかかり、
かつ、テーブル用に多くのメモリを必要とするという問
題があり、対話的に視点を変えて、リアルタイムに表示
を行うことは困難である。これに対しては、所望するす
べての視点に対応する複数の投影像を予め作成してお
き、これを表示するという方法が提案されている。これ
により、例えば、連続する視点の投影像を作成し、連続
表示して回転表示することで３次元構造をより正確に把
握することが可能になる。なお、上述の回転表示に関し
ては、例えば、特開平５-228145号公報に開示されてい
る「超音波診断装置」の記載を参考にすることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の、視点
の異なる複数の投影像を作成するには、視点を変えるご
とに、ボクセルを探索する必要があり、膨大な時間がか
かる。従って、ボクセルの探索処理を最適化し、投影像
の作成時間を短縮することが望ましい。本発明は上記事
情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、
従来の技術における上述の如き問題を解消し、視線の方
向にボクセルを探索して投影像を作成する投影像作成法
に広く応用可能であり、かつ、高速に複数の投影像を作
成可能な投影像の作成方法およびそのための装置を提供
することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、ボ
クセルから成る３次元データを視線の方向に順次探索
し、探索したボクセルを投影面に投影して投影像を作成
する投影像の作成方法において、探索したボクセルを２
つ以上の投影面に同時に投影することを特徴とする投影
像の作成方法、および、ボクセルから成る３次元データ
を格納するための３次元メモリと、視点を入力する視点
入力部と、投影像を格納する１つ以上の投影像メモリ
と、前記視点を基に２つ以上の投影像を同時に格納する
ために前記各投影像メモリを参照する２つ以上のアドレ
スを発生するアドレス発生部を有し、視線の方向にボク
セル情報を順次探索し、前記各投影像メモリ内の２つ以
上のアドレスに同時に格納する手段を有することを特徴
とする投影像作成装置によって達成される。

【０００６】

【作用】本発明に係る投影像の作成方法およびそのため
の装置においては、ボクセルから成る３次元データを視
線の方向に順次探索し、探索したボクセルを２つ以上の
投影面に同時投影することで複数の投影像を同時に作成
でき、従って、ボクセルの探索の回数を削減して、高速
に複数の投影像を作成できるようになる。また、回転表
示用の投影像を作成する際、所望の回転軸を一巡する連
続した視点の複数の投影像を作成する。このとき、１視
点に対し複数の投影像を同時に作成することで、高速に
回転表示用投影像を作成できるようになる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図１は、本発明の第１の実施例に係る投影
像の作成システムを説明するための図である。本実施例
に係る投影像の作成システムは、３次元データ入力手段
１，視点設定手段２，投影面設定手段３，多方向投影像
同時作成手段４、および、表示制御手段５，表示手段
６，３次元メモリ７および投影面メモリ８の各手段から
成っている。なお、３次元データは、例えば、超音波診
断装置や磁気共鳴イメージング装置(ＭＲＩ)などにより
撮像された、複数枚の断層像である。本実施例に係るシ
ステムでは、まず、３次元データ入力手段１により３次
元データを入力し、３次元メモリ７に格納する。次に、
視点設定手段２により２つ以上の視点を決定し、投影面
設定手段３により、視点ごとの投影面の設定と、投影面
メモリ８内での投影面の枚数分のメモリの設定を行う。
更に、多方向投影像作成手段４により、所望の視点の投
影面から３次元データを視線の方向に順次探索し、探索
したボクセルを、上で設定した２つ以上の投影面に同時
投影し、複数の投影像を同時に作成する。作成した投影
像は、投影面メモリ８に格納して、表示制御手段５によ
り制御され、表示手段６に表示される。

【０００８】図２は、上述の実施例の要部である多方向
投影像同時作成手段４を説明する図である。所望する視
点の投影面から、３次元メモリ７に格納されたボクセル
から成る３次元データ９を探索し、例えば、第１の投影
面１０から矢印１２で示される方向に探索したボクセル
ｑ１，ｑ２を、第１投影面１０のｑ１１，ｑ１２と第２
投影面１１のｑ２１，ｑ２２に同時に投影し、２つの投
影像を作成する。投影するボクセルの情報としては、濃
淡情報，投影面から探索したボクセルまでの距離情報等
がある。ここで、ボクセル情報の投影面への格納は、例
えば、投影するボクセルを投影面上で順次加算して行
い、積算像を作成する。また、ボクセル情報の投影面へ
の格納は、投影面までの距離値を投影面上で比較して最
も近い距離値とし、デプスマップを作成しても良い。例
えば、投影面１０から見てｑ０１，ｑ０２の距離値を比
較して、手前にあるｑ１を投影面１０に格納する。そし
て、前記デプスマップを基に濃淡付けを行えば、物体表
面像を作成することができる。

【０００９】また、投影するボクセル情報として、上述
の濃度値および投影面からの距離値の２つを投影面に格
納することとし、投影面に最も近い距離値を格納してデ
プスマップを作成し、同時に該距離値に対応する濃度値
を格納しても良い。作成したデプスマップの距離値と濃
度値より、距離値と濃度値を加味した表面像を表示する
ことができる。また、投影するボクセル情報として、濃
度値の最大値を格納することとし、濃度値を投影面上で
比較し、最大値を投影面に格納して、最大値投影像を作
成することも可能である。また、投影するボクセル情報
として、濃度値の最小値を格納することとし、濃度値を
投影面上で比較し、最小値を投影面に格納して、最小値
投影像を作成することも可能である。更に、投影するボ
クセル情報として、濃度値の最大値および最小値を格納
することとし、濃度値を投影面上で比較して最大値およ
び最小値の２つを投影面に格納して、最大値投影像と最
小値投影像を同時に作成しても良い。また、投影する３
次元データの一部に注目する領域、例えば、直方体の領
域を設定し、注目する領域のみ投影の処理をしてもよ
い。

【００１０】本実施例によれば、多方向投影像同時作成
手段４により、ボクセルから成る３次元データを、所望
の視点の投影面からボクセルを探索し、２枚以上の投影
面にボクセルを同時投影することが可能になる。従っ
て、複数の投影像を同時に作成でき、複数の投影像を高
速に作成できるという著しい効果がある。次に、本発明
の第２の実施例を図面を用いて説明する。図３は、本実
施例に係る回転表示システムを説明するための図であ
る。まず、３次元データ入力手段１３により、３次元デ
ータを３次元メモリ２０に格納する。このとき、データ
のサイズ等の情報は、回転軸設定手段１４に渡され、３
次元データ内部に回転軸を設定する。次に、回転軸を一
巡する連続した視点を、連続視点設定手段１５により設
定し、投影面設定手段１６により、各視点に対応する投
影面と、回転表示用画像メモリ２１内に投影面の枚数分
のメモリを設定する。更に、多方向投影像同時作成手段
１７により回転表示用の投影像を作成して、回転表示用
画像メモリ２１に格納し、回転表示制御手段１８により
制御して、表示手段１９により回転表示を行う。ここ
で、投影する３次元データの一部に注目する領域、例え
ば、直方体の領域を設定し、注目する領域のみ投影の処
理をしてもよい。

【００１１】以下、本回転表示システムの詳細を、図４
を用いて説明する。回転軸設定手段１４において、前記
３次元データ９の内部に回転軸２２を設定する。連続視
点設定手段１５により回転軸２２を一巡する連続した視
点Ｖｐ０〜Ｖｐｎを設定し、投影面設定手段１６により
視点ごとに投影面Ｐ０〜Ｐｎを設定する。図５は、これ
を上から見た図である。ここで、Ｐ０の投影像を作成す
る際に、Ｐ０からボクセルから成る３次元データを探索
し、探索したボクセルをＰ０，Ｐ４に同時投影すること
で、２投影像を同時に作成できる。回転表示用画像の作
成アルゴリズムを、フローチャート(図６)を用いて説明
する。なお、ここでは、例として、図５に示した８枚の
投影像を作成することとする。 ＜ステップ００１＞３次元データを探索する投影面を決
める開始視点と投影面の枚数を設定する。ここでは、開
始視点をＶｐ０、投影面の枚数を８枚とする。

【００１２】＜ステップ００２＞前記投影枚数８枚より
Ｐ０〜Ｐ７の投影面を設定し、回転表示用画像メモリ２
１内に投影面の枚数８枚分のメモリを確保する。 ＜ステップ００３＞探索中のボクセルの位置を表わすポ
インタｑと、ポインタｑのボクセルの情報の各投影面へ
の格納位置を指定するポインタを、それぞれ、ｑ０１，
ｑ０２とする。視点Ｖｐ０の投影面Ｐ０からボクセルを
順次探索し、ポインタｑを更新しつつ、ボクセルの情報
をポインタｑ０１，ｑ０２に格納して、Ｐ０，Ｐ４の２
投影像を作成する。 ＜ステップ００４＞視点を変更する。例えば、Ｖｐ０を
Ｖｐ１に変更する。 ＜ステップ００５＞全投影面の作成が終了していれば処
理を終了し、終了していなければ、ステップ００３，ス
テップ００４を繰り返す。４回のループによって、視点
Ｖｐ０によりＰ０，Ｐ４が、視点Ｖｐ１によりＰ１，Ｐ
５が、視点Ｖｐ２によりＰ２，Ｐ６が、視点Ｖｐ３によ
りＰ３，Ｐ７が、それぞれ、作成される。

【００１３】上述の、多方向投影像同時作成ステップ０
０３のアルゴリズムの詳細を、図７のフローチャートを
基に説明する。 ＜ステップ１０１＞３次元データ内で探索しているボク
セルの位置を表わすポインタｑと、探索したボクセルの
情報を格納する各投影面上の位置を表わすポインタｑ０
１，ｑ０２の初期設定を行う。 ＜ステップ１０２＞各投影面上の探索したボクセルの情
報の格納位置を指定するポインタｑ０１，ｑ０２に、ポ
インタｑのボクセルの情報を格納する。 ＜ステップ１０３＞ポインタｑを更新する。 ＜ステップ１０４＞ポインタｑが３次元データ内部かど
うかの判定を行い、内部であるときはステップ１０２，
ステップ１０３を繰り返す。 ＜ステップ１０５＞ポインタｑ，ｑ０１，ｑ０２を更新
する。

【００１４】＜ステップ１０６＞３次元データのすべて
のボクセルの投影が終了したかどうかを判定し、終了の
場合は本処理を終え、未終了の場合は、ステップ１０２
以下を繰り返す。本実施例においては、所望の回転軸を
一巡する連続した視点の投影像を作成する際に、１視点
に対し２枚の投影像を同時に作成するようにした。従っ
て、回転表示用投影像の作成時間を短縮でき、回転表示
用投影像を高速に作成できるという著しい効果がある。
ところで、投影処理のアルゴリズムを種々選択すること
で、様々な投影像を作成することが可能である。以下
に、その例を示す。第１の投影処理のアルゴリズムの例
の詳細を、図８のフローチャートを基に説明する。 ＜ステップ２０１＞図５のｑ０１に格納されている濃度
値に、ｑの濃度値を加算する。 ＜ステップ２０２＞同、ｑ０２に格納されている濃度値
に、ｑの濃度値を加算する。

【００１５】以上の如き投影処理を行うことで、回転表
示用の各視線の濃度値の総和を格納した積算投影像を作
成することができる。次に、第２の投影処理のアルゴリ
ズムの例の詳細を、図９のフローチャートを基に説明す
る。 ＜ステップ３０１＞図５のｑ０１に既に格納されている
投影面からの距離値と、ｑの投影面からの距離値を比較
し、ｑの距離値の方が小さい場合のみ、次のステップ３
０２を実行する。 ＜ステップ３０２＞ｑ０１に、ｑの距離値を格納する。 ＜ステップ３０３＞ｑ０２に既に格納されている投影面
からの距離値と、ｑの投影面からの距離値とを比較し、
ｑの距離値の方が小さい場合のみ、ステップ３０４を実
行する。 ＜ステップ３０４＞ｑ０２に、ｑの距離値を格納する。

【００１６】以上の如き投影処理を行うことで、各投影
面ごとのデプスマップを作成することができる。また、
デプスマップを基に陰影付けを行うことで、回転表示用
の表面像を作成することができる。次に、第３の投影処
理のアルゴリズムの例の詳細を、図１０のフローチャー
トを基に説明する。ここで、ポインタｑ０１，ｑ０２
は、それぞれ、濃度値と投影面からの距離値を格納する
２つのアドレスを参照するポインタｑ０１(０)，ｑ０１
(１)とｑ０２(０)，ｑ０２(１)を持つものとする。 ＜ステップ４０１＞ｑ０１(０)に既に格納されている投
影面からの距離値と、ｑの投影面からの距離値とを比較
し、ｑの距離値の方が小さい場合のみ、ステップ４０２
およびステップ４０３を実行する。 ＜ステップ４０２＞ｑ０１(０)に、ｑの距離値を格納す
る。 ＜ステップ４０３＞ｑ０１(１)に、ｑの濃度値を格納す
る。

【００１７】＜ステップ４０４＞ｑ０２(０)に既に格納
されている投影面からの距離値と、ｑの投影面からの距
離値とを比較し、ｑの距離値の方が小さい場合のみ、ス
テップ４０５およびステップ４０６を実行する。 ＜ステップ４０５＞ｑ０２(０)に、ｑの距離値を格納す
る。 ＜ステップ４０６＞ｑ０２(１)に、ｑの濃度値を格納す
る。以上の如き投影処理を行うことで、各投影面ごとの
デプスマップと表面濃度データを作成することができ
る。また、デプスマップを基に陰影付けを行い、表面像
と表面での濃度値の２つの情報の回転表示を行うことが
できる。また、表面像と表面での濃度値の相関、例え
ば、平均等を取って回転表示しても良い。次に、第４の
投影処理のアルゴリズムの例の詳細を、図１１のフロー
チャートを基に説明する。

【００１８】＜ステップ５０１＞ｑ０１に既に格納され
ている濃度値とｑの濃度値とを比較し、ｑの濃度値の方
が大きい場合のみ、ステップ５０２を実行する。 ＜ステップ５０２＞ｑ０１に、ｑの濃度値を格納する。 ＜ステップ５０３＞ｑ０２に既に格納されている濃度値
とｑの濃度値とを比較し、ｑの濃度値の方が大きい場合
のみ、ステップ５０４を実行する。 ＜ステップ５０４＞ｑ０２に、ｑの濃度値を格納する。
以上の如き投影処理を行うことで、各視線の最大濃度値
を格納した最大値投影像を作成し、回転表示することが
できる。次に、第５の投影処理のアルゴリズムの例の詳
細を、図１２のフローチャートを基に説明する。

【００１９】＜ステップ６０１＞ｑ０１に既に格納され
ている濃度値とｑの濃度値とを比較し、ｑの濃度値の方
が小さい場合のみ、ステップ６０２を実行する。 ＜ステップ６０２＞ｑ０２に、ｑの濃度値を格納する。 ＜ステップ６０３＞ｑ０２に既に格納されている濃度値
とｑの濃度値とを比較し、ｑの濃度値の方が小さい場合
のみ、ステップ６０４を実行する。 ＜ステップ６０４＞ｑ０１に、ｑの濃度値を格納する。
以上の如き投影処理を行うことで、各視線の最小濃度値
を格納した最小値投影像を作成し、回転表示することが
できる。次に、第６の投影処理のアルゴリズムの例の詳
細を、図１３のフローチャートを基に説明する。ここ
で、ポインタｑ０１，ｑ０２は、それぞれ、濃度値の最
大値と最小値を格納する２つのアドレスを参照するポイ
ンタ、ｑ０１(０)，ｑ０１(１)とｑ０２(０)，ｑ０２
(１)を持つものとする。

【００２０】＜ステップ７０１＞ｑ０１(０)に既に格納
されている濃度値とｑの濃度値とを比較し、ｑの濃度値
の方が大きい場合のみ、ステップ７０２を実行する。 ＜ステップ７０２＞ｑ０１(０)に、ｑの濃度値を格納す
る。 ＜ステップ７０３＞ｑ０１(１)に既に格納されている濃
度値とｑの濃度値とを比較し、ｑの濃度値の方が小さい
場合のみ、ステップ７０４を実行する。 ＜ステップ７０４＞ｑ０１(１)に、ｑの濃度値を格納す
る。 ＜ステップ７０５＞ｑ０２(０)に既に格納されている濃
度値とｑの濃度値とを比較し、ｑの濃度値の方が大きい
場合のみ、ステップ７０６を実行する。 ＜ステップ７０６＞ｑ０２(０)に、ｑの濃度値を格納す
る。

【００２１】＜ステップ７０７＞ｑ０２(１)に既に格納
されている濃度値とｑの濃度値とを比較し、ｑの濃度値
の方が小さい場合のみ、ステップ７０８を実行する。 ＜ステップ７０８＞ｑ０２(１)に、ｑの濃度値を格納す
る。以上の如き投影処理を行うことで、各視線の最大濃
度値を格納した最大値投影像と最小濃度値を格納した最
小値投影像を作成し、回転表示することができる。ま
た、最大値と最小値の和をとった合成像を作成し、回転
表示しても良い。また、これらの投影処理を組み合わせ
ても良い。上記各変形例によれば、所望の回転軸を一巡
する連続した視点の投影像を作成する際に、一視点に対
し２枚の投影像を同時に作成することができる。従っ
て、回転表示用投影像の作成時間を短縮でき、回転表示
用投影像を高速に作成できるという著しい効果がある。

【００２２】次に、本発明の第３の実施例を、図面を基
に説明する。前述の、第２の実施例では、多方向投影像
同時作成ステップ００３において、所望する視点の視線
上で３次元データを挟んで対向する２つの投影像を作成
することで、回転表示用の複数の投影像の作成時間を短
縮したが、本実施例では、図１４に示す如く、前記視線
に直交する第２の視線上で３次元データを挟んで直交す
る２投影像を加えた４投影像、例えばＰ０，Ｐ２，Ｐ
４，Ｐ６を同時に作成する。回転表示像の作成の手法
は、多方向投影像同時作成手段を除いて第２の実施例と
同じである。多方向投影像同時作成のアルゴリズムの詳
細を図１５のフローチャートを基に説明する。 ＜ステップ８０１＞３次元データ内で探索しているボク
セルの位置を表わすポインタｑと、探索したボクセルの
情報を格納する各投影面上の位置を表わすポインタｑ０
１〜ｑ０４の初期設定を行う。

【００２３】＜ステップ８０２＞各投影面上の探索した
ボクセルの情報の格納位置を指定するポインタｑ０１〜
ｑ０４に、ポインタｑのボクセルの情報を格納する。 ＜ステップ８０３＞ポインタｑ０２，ｑ０４，ｑを更新
する。 ＜ステップ８０４＞ポインタｑが３次元データ内部かど
うかの判定を行い、内部であるときはステップ８０２，
ステップ８０３を繰り返す。 ＜ステップ８０５＞ポインタｑ，ｑ０１〜ｑ０４を更新
する。 ＜ステップ８０６＞３次元データのすべてのボクセルの
投影が終了したかどうか判定し、終了の場合は本処理を
終え、未終了の場合は、ステップ８０２以下を繰り返
す。ここで、投影する３次元データの一部に注目する領
域、例えば、直方体の領域を設定し、注目する領域のみ
投影の処理をしてもよい。

【００２４】本実施例においては、所望の回転軸を一巡
する連続した視点の投影像を作成する際に、１視点に対
し４枚の投影像を同時に作成するようにした。従って、
回転表示用投影像の作成時間を短縮でき、回転表示用投
影像を高速に作成できるという著しい効果がある。次
に、本発明の第４の実施例を、図面を用いて説明する。
前述の、第２の実施例および第３の実施例では、回転軸
に垂直な方向の視点の投影像を作成し、これを回転表示
することで真横から見た回転の様子を観察するシステム
を示した。ここでは、真横に加え、斜め上および斜め下
から見た回転表示を実現するシステムを示す。回転表示
用の投影像は、第２の実施例と同じアルゴリズムを用い
て作成する。図１６は、投影像作成の様子を示すもので
ある。ここでは、視点Ｖｐ１０の投影面上に投影像を作
成する際に、多方向投影像同時作成手段によりＶｐ２４
の視点の投影面上の投影像をも、同時に作成している。
図１７は、本システムの画面構成の一例である。斜め上
から見た回転像２３，真横から見た回転像２４，斜め下
から見た回転像２５と回転速度等を設定する操作手段２
６から成る。

【００２５】ここで、投影する３次元データの一部に注
目する領域、例えば、直方体の領域を設定し、注目する
領域のみ投影の処理をしてもよい。また、各回転像は必
要に応じて表示、非表示を選択可能としても良い。ま
た、斜め上から見た回転像２３，真横から見た回転像２
４，斜め下から見た回転像２５を同期させて表示させて
も良い。本実施例においては、所望の回転軸を斜め上方
および斜め下方から見る、一巡する連続した視点の投影
像を作成する際に、一視点に対し２枚の投影像を同時に
作成するようにした。従って、回転表示用投影像の作成
時間を短縮でき、回転表示用投影像を高速に作成できる
という著しい効果がある。また、真横に加えて斜めから
見た回転像を同時に見られ、より立体的に画像を観察で
き、立体構造を把握できるという著しい効果がある。次
に、本発明の第５の実施例を、図１８を用いて説明す
る。本実施例は、１つの投影面、例えば、投影面２７か
ら３次元データ９のボクセルを順次探索して、探索した
ボクセルを６方向の投影面に同時投影することで、所望
の視点から見た正面像２７，背面像２８，右側面像２
９，左側面像３０，上面像３１，下面像３２の６方向か
ら見た投影像を作成し、表示するシステムである。

【００２６】図１９は、本システムの画面構成の一例で
ある。図示しない視点入力手段により視点を決定し、立
体画像３３と多方向画像表示領域３４に所望とする視点
の前記６方向から見た投影像を表示する。ここで、前記
立体画像としては対象とする物体、例えば、血管等の表
面像，データの格納されている直方体領域の枠をワイヤ
ーフレームで表示した物等が考えられる。また、前述
の、６方向から見た投影像の視点と、立体画像の視点と
を一致させても良い。この場合、立体画像が前記正面像
２７と一致し、これを基に背面像２８，右側面像２９，
左側面像３０，上面像３１，下面像３２が作成される。
また、前記視点の入力手段としては、キーボードからの
キー入力やダイヤルを用いて、視点を決定しても良い。
また、1992年の電子情報通信学会春季大会７-203の文献
に記載されているように、マウス等の移動量を基に視点
を変えて立体像をリアルタイムで表示して、視点を決定
しても良い。また、多方向画像表示領域３４に表示する
投影像は、任意にレイアウト、選択表示可能としても良
い。

【００２７】また、投影する３次元データの一部に注目
する領域、例えば、直方体の領域を設定し、注目する領
域のみ投影の処理をしてもよい。本実施例によれば、ボ
クセルから成る３次元データに対し、所望の視点の投影
面からボクセルを探索し、探索したボクセルを６方向の
投影面に同時投影でき、所望とする視点の投影像を正面
像２７として、背面像２８，右側面像２９，左側面像３
０，上面像３１，下面像３２の６方向の投影像を、同時
に、かつ、高速に作成できるという著しい効果がある。
また、所望する視点の投影面を基準に、３次元データを
６方向から観察でき、立体的構造の把握を容易できると
いう著しい効果がある。次に、本発明の第６の実施例を
図面を基に説明する。図２０は、本発明に係る投影像作
成装置の具体的構成を示すブロック図である。本装置
は、システムを制御する制御部３５，視点入力部３６，
３次元メモリ内のボクセル情報を探索するアドレスを発
生するアドレス発生部３７，３次元メモリ３８，探索し
たボクセル情報を処理するボクセル情報処理部３９，１
つまたは複数の投影像メモリ４０，該投影像メモリ４０
を制御する投影像メモリ制御部４１，投影像メモリ間の
演算を行う投影像演算部４２，表示する投影像を格納す
るフレームメモリ４３，投影像を表示する表示部４４か
ら成っている。

【００２８】３次元データは、例えば、超音波診断装置
や磁気共鳴イメージング(ＭＲＩ)装置などにより撮像さ
れた、複数枚の断層像である。本実施例に係る投影像作
成装置の動作を、以下、説明する。まず、視点入力部３
６により２つ以上の視点を入力しする。次に、アドレス
発生部３７により発生したアドレスを基に、３次元メモ
リ３８内に格納されたボクセル情報を探索し、ボクセル
情報処理部３９により、探索したボクセルに必要な処理
を行う。更に、投影像メモリ制御部４１により、１つま
たは複数の投影像メモリ４０に対し、投影像メモリ４０
ごとのアドレス発生部から発生した入力視点に対応する
２つ以上のアドレスに、処理したボクセルを同時に格納
し、前記投影像メモリ４０ごとに複数の投影像を同時に
作成する。作成した投影像は、投影像演算部４２により
処理され、フレームメモリ４３に転送した後、表示部４
４に表示する。ここで、ボクセル情報処理部３９により
処理されて、各投影像メモリ４０に格納される情報は、
前述の如く、投影面からの距離値，各視線ごとの積算
値，各視線の濃度の最大または最小値等である。

【００２９】なお、投影する３次元データの一部に注目
する領域、例えば、直方体の領域を設定し、注目する領
域のみを投影する処理をしてもよい。本実施例において
は、ボクセルから成る３次元データに対し、所望の視点
の投影面からボクセルを探索し、探索したボクセルを処
理して、複数の投影像メモリ内の２枚以上の投影面に同
時投影するようにした。従って、デプスマップ，積算投
影等の数種類の画像の複数投影像を、同時に、かつ、高
速に作成できるという著しい効果がある。なお、上記各
実施例はいずれも本発明の一例を示したものであり、本
発明はこれらに限定されるべきものではないことは言う
までもないことである。

【００３０】

【発明の効果】以上、詳細に説明した如く、本発明によ
れば、視線の方向にボクセルを探索して投影像を作成す
る投影像作成法に広く応用可能であり、かつ、高速に複
数の投影像を作成可能な投影像の作成方法およびそのた
めの装置を実現できるという顕著な効果を奏するもので
ある。より具体的には、下記の如き効果を得ることがで
きる。 (１)多方向投影像同時作成手段により、ボクセルから成
る３次元データを所望の視点の投影面からボクセルを探
索し、２枚以上の投影面にボクセルを同時投影するよう
にしたので、複数の投影像を同時に作成でき、複数の投
影像を高速に作成することができる。 (２)所望の回転軸を一巡する連続した視点の投影像を作
成する際に、一視点に対して２枚の投影像を同時に作成
するようにしたので、回転表示用投影像の作成時間を短
縮でき、回転表示用投影像を高速に作成することができ
る。更に、所望の回転軸を一巡する連続した視点の投影
像を作成する際に、一視点に対して４枚の投影像を同時
に作成するようにした場合には、回転表示用投影像の作
成時間を短縮でき、回転表示用投影像を高速に作成する
ことができる。 (３)所望の回転軸を斜め上方および斜め下方から見る、
一巡する連続した視点の投影像を作成する際に、一視点
に対して２枚の投影像を同時に作成するようにした場合
には、回転表示用投影像の作成時間を短縮でき、回転表
示用投影像を高速に作成することができる。また、真横
に加えて斜めより見た回転像を同時に見られるので、よ
り立体的に画像を観察でき、立体構造を把握できるとい
う著しい効果がある。 (４)ボクセルから成る３次元データに対し、所望の視点
の投影面からボクセルを探索して、探索したボクセルを
６方向の投影面に同時投影するようにした場合には、所
望する視点の投影像を正面像２７として、背面像２８，
右側面像２９，左側面像３０，上面像３１，下面像３２
の６方向の投影像を同時に、かつ、高速に作成できると
いう著しい効果がある。また、所望する視点の投影面を
基準に、３次元データを６方向から観察でき、立体的構
造を容易に把握できるという著しい効果がある。また、
ボクセルから成る３次元データに対し、所望の視点の投
影面からボクセルを探索し、探索したボクセルを処理し
て複数の投影像メモリ内の２枚以上の投影面に同時投影
するようにした場合には、デプスマップ，積算投影像等
の数種類の画像の複数投影像を、同時に、かつ、高速に
作成できるという著しい効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係る投影像作成方法を
説明するブロック図である。

【図２】本発明の要部である多方向投影像同時作成を説
明する図である。

【図３】第２の実施例に係る回転表示システムを説明す
るブロック図である。

【図４】第２の実施例に係る回転表示用投影像作成の様
子を説明する図である。

【図５】第２の実施例の回転表示用投影像作成の様子を
真上から見た図である。

【図６】第２の実施例の回転表示用投影像の作成アルゴ
リズムを説明するフローチャートである。

【図７】第２の実施例の多方向投影像同時作成のアルゴ
リズムを説明するフローチャートである。

【図８】第２の実施例での、第１の投影処理のアルゴリ
ズムを説明するフローチャートである。

【図９】第２の実施例での、第２の投影処理のアルゴリ
ズムを説明するフローチャートである。

【図１０】第２の実施例での、第３の投影処理のアルゴ
リズムを説明するフローチャートである。

【図１１】第２の実施例での、第４の投影処理のアルゴ
リズムを説明するフローチャートである。

【図１２】第２の実施例での、第５の投影処理のアルゴ
リズムを説明するフローチャートである。

【図１３】第２の実施例での、第６の投影処理のアルゴ
リズムを説明するフローチャートである。

【図１４】第３の実施例の回転表示用投影像作成の様子
を真上から見た図である。

【図１５】第３の実施例の多方向投影像同時作成のアル
ゴリズムを説明するフローチャートである。

【図１６】第４の実施例を説明する図である。

【図１７】第４の実施例の画面構成例を示す図である。

【図１８】本発明の第５の実施例を説明する図である。

【図１９】本発明の第５の実施例の画面構成例を示す図
である。

【図２０】第６の実施例に係る投影像作成装置の構成図
である。

【符号の説明】 １,１３ ３次元データ入力手段 ２ 視点設定手段 ３,１６ 投影面設定手段 ４,１７ 多方向投影像同時作成手段 ５ 表示制御手段 ６,１９ 表示手段 ７,２０ ３次元メモリ ８ 投影面メモリ ９ ３次元データ １０ 第１投影面 １１ 第２投影面 １２ ボクセルの探索の様子 １４ 回転軸設定手段 １５ 連続視点設定手段 １８ 回転表示制御手段 ２１ 回転表示用画像メモリ ２２ 回転軸 ２３ 斜め上から見た回転像 ２４ 真横から見た回転像 ２５ 斜め下から見た回転像 ２６ 操作部 ２７ 正面像 ２８ 背面像 ２９ 右側面像 ３０ 左側面像 ３１ 上面像 ３２ 下面像 ３３ 立体画像 ３４ 多方向画像表示領域 ３５ 制御部 ３６ 視点入力部 ３７ アドレス発生部 ３８ ３次元メモリ ３９ ボクセル情報処理部 ４０ 投影像メモリ ４１ 投影像メモリ制御部 ４２ 投影像演算部 ４３ フレームメモリ ４４ 表示部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０６Ｔ 1/00 Ｇ０６Ｆ 15/62 ３９０ Ｂ 15/64 Ｍ (72)発明者 松尾 仁司 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 岡島 健一 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ボクセルから成る３次元データを視線の
   方向に順次探索し、探索したボクセルを投影面に投影し
   て投影像を作成する投影像の作成方法において、探索し
   たボクセルを２つ以上の投影面に同時に投影することを
   特徴とする投影像の作成方法。
2. 【請求項２】 前述の探索したボクセルを２つ以上の投
   影面に同時に投影する際には、前記視線上で３次元デー
   タを挟んで対向する第１の投影像と第２の投影像とを同
   時に作成することを特徴とする請求項１記載の投影像の
   作成方法。
3. 【請求項３】 前述の探索したボクセルを２つ以上の投
   影面に同時に投影する際には、前記第１の投影像および
   第２の投影像と、前記視線に直交する第２の視線上で３
   次元データを挟んで対向する第３の投影像および第４の
   投影像との、合わせて４つの投影像を同時に作成するこ
   とを特徴とする請求項２記載の投影像の作成方法。
4. 【請求項４】 前述の探索したボクセルを２つ以上の投
   影面に同時に投影する際には、前記第１の投影像，第２
   の投影像および第３の投影像、第４の投影像と、前述の
   ２つの視線の両方に直交する第３の視線上で３次元デー
   タを挟んで対向する第５の投影像および第６投影像の、
   合わせて６つの投影像を同時に作成することを特徴とす
   る請求項３記載の投影像の作成方法。
5. 【請求項５】 前述の探索したボクセルを２つ以上の投
   影面に同時に投影する際には、投影するボクセルの濃度
   値を投影面上で順次加算することを特徴とする請求項１
   記載の投影像の作成方法。
6. 【請求項６】 前述の探索したボクセルを２つ以上の投
   影面に同時に投影する際には、投影するボクセルの投影
   面からの距離値を投影面上で比較して、最も近いボクセ
   ルの距離値を前記投影面上に格納することを特徴とする
   請求項１記載の投影像の作成方法。
7. 【請求項７】 前述の探索したボクセルを２つ以上の投
   影面に同時に投影する際には、投影するボクセルの濃度
   値および投影面からの距離値の２つを格納する投影面を
   有し、前記距離値を前記投影面上で比較して、最も近い
   ボクセルの距離値と濃度値を前記投影面上に格納するこ
   とを特徴とする請求項１記載の投影像の作成方法。
8. 【請求項８】 前述の探索したボクセルを２つ以上の投
   影面に同時に投影する際には、投影するボクセルの濃度
   値を投影面上で比較して、その最大値を前記投影面上に
   格納することを特徴とする請求項１記載の投影像の作成
   方法。
9. 【請求項９】 前述の探索したボクセルを２つ以上の投
   影面に同時に投影する際には、投影するボクセルの濃度
   値を投影面上で比較して、その最小値を前記投影面上に
   格納することを特徴とする請求項１記載の投影像の作成
   方法。
10. 【請求項１０】 前述の探索したボクセルを２つ以上の
    投影面に同時に投影する際には、投影するボクセルの濃
    度値を投影面上で比較して、その最大値および最小値の
    ２つを格納する投影面を有し、前記濃度値の最大値およ
    び最小値を投影面上に格納することを特徴とする請求項
    １記載の投影像の作成方法。
11. 【請求項１１】 ボクセルから成る３次元データを格納
    するための３次元メモリと、視点を入力する視点入力部
    と、投影像を格納する１つ以上の投影像メモリと、前記
    視点を基に２つ以上の投影像を同時に格納するために前
    記各投影像メモリを参照する２つ以上のアドレスを発生
    するアドレス発生部を有し、視線の方向にボクセル情報
    を順次探索し、前記各投影像メモリ内の２つ以上のアド
    レスに同時に格納する手段を有することを特徴とする投
    影像作成装置。