[發明專利]用于多層體積光線投射的方法、系統和裝置

有效

• 申請號: 201210283919.7
• 申請日: 2012-08-10
• 公開（公告）號: CN103150749B
• 公開（公告）日: 2017-03-01
• 發明（設計）人: 李維
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: G06T15/06
• 分類號: G06T15/06;G06T17/30
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 馬永利,劉春元

相關申請的交叉引用

本申請在35?U.S.C.?§119下要求于2011年8月11日提交的美國臨時申請號61/522,301的優先權，其公開內容被整體合并在此以作參考。

技術領域

本發明涉及多層體積光線投射（ray?casting）。

背景技術

多層體積光線投射是建立在標準體積光線投射頂部上的一種先進技術，其支持對于標準體積可視化的各種高效增強，比如切割平面、裁切框、空白空間跳過、沖壓掩模、感興趣體積掩模、嵌入式多平面重建（MPR）以及嵌入式曲線和帶條MPR。基本的想法是將所有前面的描述作為一個或多個感興趣體積（VOI）定義來對待，并且使用硬件加速表面繪制來把這些VOI的邊界模型轉換成光線層緩沖區。各VOI可能具有不同的優先級，并且多個VOI可能在三維（3D）空間中重疊。光線層緩沖區的創建根據優先級解析所述重疊。光線層緩沖區的每一個像素于是包含光線段集合的信息，其中包括起始位置和材料ID。多層光線投射器隨后根據材料ID利用適當的可視化參數繪制每一個光線段。

VOI的描述通常涉及兩個部分：1）定義哪些體元屬于該VOI的掩模；以及2）通常把該VOI內的區域與其外部的區域區分開的觀看參數集合。圖1示出了頭部數據集內部的一個VOI的可視化示例。包含在所述VOI中的體元是利用不同的顏色查找表繪制的。

掩模可以被規定為二元體積，這是因為所述二元體積的每一個體元決定該體元是否屬于所述VOI，或者掩模可以被規定為閉合多邊形網格，其定義掩模內部的體元與掩模外部的體元之間的邊界。具有多邊形網格形式的掩模在下文中可以被稱作幾何掩模。多層體積光線投射在可視化幾何掩模方面是特別高效的。

發明內容

在本發明的一個示例性實施例中提供了一種方法，其包括：接收網格的頂點，其中所述網格表示來自原始體積的感興趣體積（VOI）；對所述網格施行變換操作，其中所述變換操作變換所述網格的頂點；利用經過變換的頂點獲得原始體積的采樣位置；對采樣位置和網格的經過變換的頂點施行逆變換；以及對原始體積施行光線投射以便產生圖像，其中所述光線投射使用所述經過變換的頂點和所述逆變換的結果作為輸入。

所述變換操作包括平移、旋轉、縮放、剪切或鏡像。

所述方法還包括：與來自原始體積的其他VOI相比，向所述VOI指派較高優先級數字。

原始體積中的裁剪框或切割平面不會剪除具有較高優先級的VOI。

所述方法還包括：復制所述網格的頂點以便表示具有相同形狀的第一和第二VOI；利用全是零的顏色查找表繪制第一VOI，以使得該第一VOI表示空白區域；利用與第二VOI外部的區域相同的顏色查找表繪制第二VOI；對第二VOI的網格進行變換以使其遠離原始位置和取向移動；以及從第二VOI的經過變換的網格計算被用于繪制第二VOI的采樣位置，隨后是逆變換，以使得這些采樣位置與從第二VOI的網格的未經變換的型式計算的采樣位置相同。

所述方法還包括：復制所述網格的頂點以便表示具有相同形狀的第一和第二VOI；利用不同于第一VOI外部的體元的顏色查找表繪制第一VOI；利用與第一VOI相同的顏色查找表繪制第二VOI；對第二VOI的網格進行變換，以使得其遠離原始位置和取向移動；以及從第二VOI的經過變換的網格計算被用于繪制第二VOI的采樣位置，隨后是逆變換，以使得這些采樣位置與從第二VOI的網格的未經變換的型式計算的采樣位置相同。

在本發明的一個示例性實施例中，提供一種系統，其包括：用于存儲程序的存儲器設備；與所述存儲器設備進行通信的處理器，所述處理器利用所述程序操作用于：接收網格的頂點，其中所述網格表示來自原始體積的VOI；對所述網格施行變換操作，其中所述變換操作變換所述網格的頂點；利用經過變換的頂點獲得原始體積的采樣位置；對采樣位置和網格的經過變換的頂點施行逆變換；以及對原始體積施行光線投射以便產生圖像，其中所述光線投射使用所述經過變換的頂點和所述逆變換的結果作為輸入。

所述變換操作包括平移、旋轉、縮放、剪切或鏡像。

所述處理器還利用所述程序操作用于：與來自原始體積的其他VOI相比，向所述VOI指派較高優先級數字。

原始體積中的裁剪框或切割平面不會剪除具有較高優先級的VOI。