[發明專利]基于自動多閾值的多層著色體繪制方法

有效

• 申請號: 201310750389.7
• 申請日: 2013-12-31
• 公開（公告）號: CN103646418A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發明（設計）人: 田捷;楊飛;李秀麗;楊鳳;楊彩云
• 申請（專利權）人: 中國科學院自動化研究所
• 主分類號: G06T15/08
• 分類號: G06T15/08
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

1.一種基于自動多閾值的多層著色體繪制系統，其特征在于，該系統包括：閾值生成模塊和繪制模塊，其中：

所述閾值生成模塊用于根據輸入的體素樣本生成閾值序列；

所述繪制模塊用于根據所述閾值序列對于輸入的體數據進行多層著色，生成著色后的輸出圖像。

2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述閾值序列中，每兩個閾值為一組，每組閾值中含有一個高閾值和一個低閾值。

3.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述閾值生成模塊包括：體素樣本輸入子模塊、光線樣本生成子模塊、目標函數生成子模塊和距離變換子模塊，其中：

所述體素樣本輸入子模塊用于通過交互界面由用戶輸入體素樣本；

所述光線樣本生成子模塊用于根據所述體素樣本生成光線樣本；

所述目標函數生成子模塊用于根據所述光線樣本生成目標函數，并根據所述目標函數得到最優解區域；

所述距離變換子模塊用于對于所述最優解區域進行距離變換得到內部極大值點，該點的兩維坐標即為所求的一組閾值。

4.根據權利要求3所述的系統，其特征在于，所述光線樣本生成子模塊根據所述體素樣本生成指定數量的隨機光線作為光線樣本，其中，每條光線穿過一個隨機選定的體素樣本，其方向在單位球面上隨機選擇，且所述光線的方向的概率密度滿足均勻分布。

5.根據權利要求3所述的系統，其特征在于，所述目標函數是通過統計各個可選值對光線樣本的正確分類數得到的。

6.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述繪制模塊包括：體數據輸入子模塊、分類器子模塊、狀態控制子模塊、光線投射子模塊、光線生成子模塊，其中：

所述體數據輸入子模塊用于通過交互界面由用戶輸入體數據；

所述狀態控制子模塊用于根據所述閾值序列生成狀態信息，并根據所述狀態信息對于光線進行分段；

所述分類器子模塊用于根據所述分段信息對于所述體數據進行多層著色，并將得到的顏色值發送給所述光線投射子模塊；

所述光線投射子模塊用于基于所述分類器子模塊的輸出，對每條光線進行遍歷，得到一組樣本顏色值，將其進行混合，并將混合結果寫入輸出圖像；

所述光線生成子模塊用于為所述輸出圖像中的每一個像素生成一條光線，基于光線投射子模塊各條光線的遍歷和混合結果，得到輸出圖像。

7.根據權利要求6所述的系統，其特征在于，所述狀態信息包括每一狀態所對應的閾值，以及狀態轉移條件。

8.根據權利要求6所述的系統，其特征在于，所述狀態控制子模塊采用一個整形變量來記錄每條光線所處的狀態，不同狀態的劃分由所述閾值序列中的不同閾值來決定，當該光線的函數值通過某一狀態所對應的閾值時，則轉移到下一個狀態，每兩個相鄰狀態構成一個光線區段。

9.根據權利要求6所述的系統，其特征在于，所述分類器子模塊根據所述狀態信息使用不同的傳遞函數對于所述體數據進行多層著色。

10.一種基于自動多閾值的多層著色體繪制方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟1，根據用戶輸入的體素樣本生成閾值序列；

步驟2，根據所述閾值序列對于輸入的體數據進行多層著色，生成著色后的輸出圖像；

所述步驟1進一步包括以下步驟：

步驟11，輸入體素樣本；

步驟12，根據所述體素樣本生成光線樣本；

步驟13，根據所述光線樣本生成目標函數，并根據所述目標函數得到最優解區域；

步驟14，對于所述最優解區域進行距離變換得到內部極大值點，該點的兩維坐標即為所求的一組閾值；

所述步驟2進一步包括以下步驟：

步驟21，輸入體數據；

步驟22，根據所述閾值序列生成狀態信息，并根據所述狀態信息對于光線進行分段；

步驟23，根據分段信息對于所述體數據進行多層著色，得到顏色值；

步驟24，對每條光線進行遍歷，得到一組樣本顏色值，將其進行混合，并將混合結果寫入輸出圖像；

步驟25，為所述輸出圖像中的每一個像素生成一條光線，基于各條光線的遍歷和混合結果，得到輸出圖像。