[發明專利]醫學體數據特征抽象的直接體繪制方法

有效

• 申請號: 201310265086.6
• 申請日: 2013-06-27
• 公開（公告）號: CN103366394A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 梁榮華;李偉明;孫文杰
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: G06T15/08
• 分類號: G06T15/08
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;黃美娟

技術領域

本發明系對醫學體數據特征信息展示的直接體繪制技術。

背景技術

體數據可視化技術廣泛地應用在科學與工程中的數值模擬、醫學疾病診斷和大氣海洋模擬等領域。在體數據可視化應用中，如何將獲得的數據表現為細節豐富的圖像，如何為用戶提供更直觀更精準的內部信息是至關重要的。隨著圖像硬件和體數據可視化算法的不斷發展，圖像繪制速度越來越快，圖像的精準度也越來越高，繪制風格也呈現出多樣化。因此，這項技術現在被更多的應用在生活中，也受到了人們越來越多的關注。

體數據可視化技術中的一種重要方法是直接體繪制技術，較傳統的面繪制而言，直接體繪制通過定義一個與數據集關聯的傳輸函數，將數據映射為顏色和不透明度，能夠有效地顯示三維數據場的內部信息，因此已被廣泛應用，成為當今體數據可視化領域的一個研究熱點。為了能有效的可視化三維數據場中的特征信息，要對體數據進行分類和繪制。體數據分類通常由傳輸函數設計完成，繪制是將三維體數據映射到二維圖像的過程，光線投射算法成為直接體繪制的主要方法。

一維傳輸函數通過將標量值映射到顏色值和不透明度值，然后將這些數據轉化為圖形，產生可視化結果。但是，在醫學數據體繪制的研究領域中，由于許多醫學數據集將不同的人體組織用相同的標量值來表示，使得我們關心的組織被一些不重要的組織所遮擋，這種遮擋很難通過設計傳遞函數的方法來解決。再者設計傳輸函數是一件非常繁瑣耗時的工作，通常并不能滿足臨床應用的需要。因此，如何將三維體數據內眾多特征信息快速且清晰的展示出來已經成為一個亟待解決的重要問題。

發明內容

為了克服現有醫學圖像獲取技術的傳輸函數設計困難和調節耗時的缺點，解決三維數據不同組織間的遮擋問題，本發明提供一種基于特征抽象快速性好、特征清晰、效果明亮的三維數據體繪制方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：醫學體數據特征抽象的直接體繪制方法，所描述的特征抽象方法包括以下五個步驟：

醫學體數據特征抽象的直接體繪制方法，所描述的特征抽象方法包括以下五個步驟：

1）導入醫學體數據；

2）利用光線投射算法，沿光線方向對體數據采樣。根據采樣光線上的標量值使用移動最小二乘法重構出一條標量曲線，然后對標量曲線進行特征分析，對標量曲線求二階導數，找出所有極大值和極小值，然后使用基于梯度模的二值函數判斷局部極值區間是否為有效的特征區域。基于梯度模的二值函數如下：

δ(i)=1,||▿fj||>t,j∈[lmini,lmaxi]0,otherwise---(1)]]>

其中i為采樣光線上尋找到的第i個局部極小值與緊隨其后的局部極大值間的區間(以下稱局部區間)，j為局部區間[lmin_i,lmax_i]中的采樣點，▽f_j為采樣點j的梯度信息，t為用戶定義的閾值，當區間[lmin_i,lmax_i]存在梯度模值大于t的采樣點時，δ(i)為1，即此局部區間為一個有效特征，否則為0。