[發明專利]網格生成設備和方法

在審

• 申請號: 201310058885.6
• 申請日: 2013-02-25
• 公開（公告）號: CN103295268A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發明（設計）人: 高間康文;石川亮
• 申請（專利權）人: 佳能株式會社
• 主分類號: G06T17/30
• 分類號: G06T17/30
• 代理公司: 北京魏啟學律師事務所 11398
• 代理人: 魏啟學

技術領域

本發明涉及用于生成圖像的任意區域的網格的網格生成設備，更具體地，涉及用于通過對初始網格的表面節點進行變形來生成網格以與任意區域的形狀一致的設備和方法。

背景技術

在使用有限元素方法對作用于物體的力及其變形進行模擬的情況下，需要利用由有限數量的元素所構成的網格來表示物體。具體地，在醫學領域，為了以高精度模擬乳房或者軟的器官的切口和變形，需要在醫學圖像的這些區域中生成沒有顯著失真的網格。所生成的三維網格的例子包括由四面體元素構成的四面體網格和由六面體元素構成的六面體網格。已知在有限元素方法中，與四面體網格相比，六面體網格通常具有更高的分析精度并且所需的分析時間更短。用于生成六面體網格的方法包括日本特開2002-251415中公開的映射法和日本特開2004-110212中公開的元素填充法。映射法涉及對位于初始網格的表面上的節點(表面節點)進行變形以與邊界形狀一致并且由此生成區域的網格。通過利用多個元素分割包括該區域的外框模型來獲得初始網格。元素填充法涉及利用元素來填充區域，利用新的元素填補元素和邊界之間的間隙，并且由此生成網格。

發明內容

然而，在日本特開2002-251415中說明的傳統例子，即，使用映射法的例子中，在包含凹形狀的復雜形狀的情況下，需要創建多個包括區域的外框模型。為了適當地組合外框模型，需要用戶的介入，這需要大量的時間并且使得難以進行自動化。另外，日本特開2004-110212中公開的傳統例子，即，使用元素填充法的例子，存在在區域邊界的周圍生成失真的網格元素的問題。

考慮到以上問題而作出了本發明，并且本發明的目的在于提供用于自動將任意區域分割成沒有顯著失真的網格的處理機構。

為解決上述問題，本發明提供一種網格生成設備，包括：第一網格生成單元，用于針對對象物體的圖像中的與所述對象物體相對應的區域，生成具有多個格子單元的第一網格；距離確定單元，用于基于所述區域的邊界的長度并且基于所述第一網格的外框上的所述多個格子單元的點的數量，確定所述邊界上的與所述多個格子單元的點相對應的多個對應點之間的距離；對應點確定單元，用于基于所述距離并且基于所述多個格子單元的點中的一部分點，確定所述多個對應點，其中，所述一部分點位于所述區域的邊界上；以及第二網格生成單元，用于基于所述多個對應點并且基于所述多個格子單元的點，根據所述第一網格生成與所述區域相對應的第二網格。

本發明還提供一種網格生成方法，包括：第一網格生成步驟，用于針對對象物體的圖像中的與所述對象物體相對應的區域，生成具有多個格子單元的第一網格；距離確定步驟，用于基于所述區域的邊界的長度并且基于所生成的第一網格的外框上的所述多個格子單元的點的數量，確定所述邊界上的與所述多個格子單元的點相對應的多個對應點之間的距離；對應點確定步驟，用于基于所確定的距離并且基于所述多個格子單元的點中的一部分點，確定所述多個對應點，其中，所述一部分點位于所述區域的邊界上；以及第二網格生成步驟，用于基于所確定的多個對應點并且基于所述多個格子單元的點，根據所述第一網格生成與所述區域相對應的第二網格。

本發明提供用于針對位于近似于對象區域的初始網格的表面上的各個節點來確定多個對應點的位置的機構，其中根據節點和對應點之間的距離在區域的邊界上確定位置。通過基于對應點來對初始網格進行變形，即使在區域邊界的周圍，也能在不生成顯著失真的網格元素的情況下生成任意區域的網格。

根據以下參考附圖對典型實施例的說明，本發明的其余特征將變得明顯。

附圖說明

圖1A、1B、1C和1D是說明根據第一實施例的網格生成的效果的示意圖。

圖2是說明根據第一實施例的網格生成設備2的裝置結構的圖。

圖3是示出根據第一實施例的連接到網格生成設備2的裝置的結構的圖。

圖4是示出根據第一實施例的網格生成設備2的處理過程的流程圖。

圖5A和5B是示出根據第一實施例的斷層圖像和區域之間的邊界的示意圖。

圖6A、6B和6C是示出根據第一實施例的用于生成初始網格的方法的示意圖。

圖7是示出根據第一實施例的用于基于測地距離對對應點進行布局的方法的示意圖。

圖8是示出根據第二實施例的用于基于直線距離對對應點進行布局的方法的示意圖。

圖9是示出根據第三實施例的網格生成設備2的處理過程的流程圖。

圖10是示出根據第三實施例的乳房的體積圖像的示意圖。