[發明專利]繪制的多維數據集的可視化

無效

• 申請號: 200580037698.3
• 申請日: 2005-10-28
• 公開（公告）號: CN101052998A
• 公開（公告）日: 2007-10-10
• 發明（設計）人: S·洛布里格特;H·L·T·德布利克;C·P·威瑟
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦電子股份有限公司
• 主分類號: G06T15/00
• 分類號: G06T15/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 李亞非;張志醒

本發明涉及繪制的多維數據集的可視化。

通常，多維數據集是由個別的數據元素(經常被叫作象素或體素)構成的，數據元素將數據值賦給多維幾何空間特別是體積中的位置。一般地，數據值涉及諸如密度、局部磁性、流速、溫度等物理量的值。通常多維幾何空間是三維的體積或二維的表面或平面。多維幾何空間的維度之一可以是時間，即多維數據集包括在3D+時間或2D+時間上的數據集。

為了將這種多維數據集在基本上是二維的顯示屏上進行可視化，通常應用繪制處理。這種繪制處理包括將一般是色彩值或灰度值以及不透明度值的顯示值賦給數據元素。數據元素的不透明度值表示，基于它們的相對位置，個別的數據元素影響其它數據元素可視化的方式。數據元素的顯示值表示數據元素本身被可視化的方式。

一種對多維數據集進行可視化的方法由德國專利申請DE?100?52540獲知。

已知的可視化涉及應用了體繪制的灰度值的三維數據集。體繪制涉及轉移函數，該轉移函數將具有透明度值(A)以及紅(R)、綠(G)、藍(B)的混合的RGBA值賦給每個灰度值。已知的轉移函數根據具有幾個梯形(如引用的德國專利申請的圖3所示)形狀的圖形，將透明度值賦給三維數據集的灰度值。轉移函數基于三維數據集灰度值的直方圖而得到調整。轉移函數通過設置梯形的角和高而得到調整，以這種方式來控制透明度值。對于有關特定梯形的轉移函數的每一部分，顏色和亮度被賦給灰度值。

本發明的目的是提供一種可視化的方法，其中顯示值和不透明度值的賦值方式以一種更加用戶友好的方式而得到調整。

該目的通過本發明的可視化方法而達到，其中

個別的數據元素將數據值賦給多維幾何空間的位置，并且

可視化包括

繪制處理，其中根據導出數據值與不透明度和/或顯示值之間關系的轉移函數，顯示值和不透明度值被賦給多維數據集的個別的數據元素，并且其中，

一個或幾個控制集被定義為包括各自根據轉移函數相關的數據值、顯示值和/或不透明度值，并且

對于個別的控制集，顯示值和/或不透明度值可獨立于其它控制集的顯示值和/或不透明度值調整。

轉移函數將不透明度值和/或顯示值賦給多維數據集的個別的數據值。被繪制的多維數據集被顯示的方法是基于不透明度值和顯示值而實現的。被賦給數據值的顯示值決定了用于在顯示器上顯示被研究的體素的顏色或灰度。顯示值使得能夠在視覺上區分體積內部的結構，提供對體積內部各結構之間關系的洞察，或者能夠指示或強調特定數據值的存在。數據值經常是諸如密度、溫度等顯示值的標量。不透明度值決定了被研究的體素所具有的視在的(apparent)吸收量，該吸收量根據其它體素的相對位置，影響用于顯示其它體素的亮度以及被用于繪制中的視線。轉移函數決定了顯示在顯示屏上的被繪制的多維數據集的外觀。根據本發明，指定了不透明度值和/或顯示值以及數據值相關集合的控制集被定義。事實上，控制集可被看作轉移函數圖形上的點。控制集能夠被個別地調整，這使得轉移函數被改變。通過調整個別的控制集，實施對轉移函數的改變，其中只有當前被調整的控制集被改變，而其它控制集保持它們已經設置的值。

基于設置的控制集，轉移函數被定義為將顯示值和或不透明度值賦給多維數據集的數據值。對于不是可調整控制集其中之一的一部分的數據值，轉移函數能夠通過任意的插值方案而被定義。例如，簡單的線段能夠被用于連接控制集，以便構成轉移函數的圖形，這種簡單的插值方案可帶來很好的結果。

可個別和獨立調整的控制集使得用戶能夠以非常直觀的方式來調整轉移函數。特別地，轉移函數只在正在被調整的控制集附近被改變，而對于離正在被調整的控制集較遠的數據值來說，避免了轉移函數發生無意中的其它改變。

本發明的這些以及其它方面將結合從屬權利要求中限定的實施例來進行進一步闡述。

在可視化方法的優選實施方式中，數據值的非重疊范圍被預先確定。這些非重疊范圍可以由用戶選擇?？刂萍欢ㄎ辉趥€別的非重疊范圍之內。這些非重疊范圍可以是接近的，也可以是嚴格分離的。調整控制集主要影響用于被研究的控制集數據值范圍的轉移函數。特別地，當使用只限于鄰近控制集的簡單插值時，一個控制集的調整僅僅在被研究控制集的范圍內以及相鄰范圍內影響轉移函數。因此，轉移函數的改變以及由此對多維數據集可視化的改變很容易得到控制也非常直觀。

根據本發明的其它方面，在數據值非重疊范圍的邊界上存在顯示值集合。這就提供了附加的對顯示值更加直觀的控制。例如，為數據值的特定范圍設置相等的顯示值，使得顯示值在該范圍內是恒定的，且該范圍內的任意控制集都具有該恒定的顯示值。