[發(fā)明專利]一種自適應實時三維體繪制的加速方法和裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610941144.6
• 申請日: 2016-10-25
• 公開（公告）號: CN107978015B
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發(fā)明（設計）人: 楊吉;夏愛軍;楊向龍;靳朋飛
• 申請（專利權）人: 西安理邦科學儀器有限公司
• 主分類號: G06T15/08
• 分類號: G06T15/08
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產權事務所(普通合伙) 44248
• 代理人: 溫玉珍

本發(fā)明提供一種自適應實時三維體繪制的加速方法和裝置，所述加速方法包括以下步驟：步驟S1，獲取體數(shù)據(jù)；步驟S2，根據(jù)獲取的體數(shù)據(jù)計算預設視平面的像素值，輸出二維圖像作為參考幀；步驟S3，根據(jù)參考幀和當前一幀體數(shù)據(jù)計算預設視平面的像素值，并輸出二維圖像。本發(fā)明通過投射計算得到輸出的第一幀體數(shù)據(jù)的二維圖像，并將其作為參考幀，在下一幀體數(shù)據(jù)的計算時，將預設視平面劃分為縱橫排列的柵格，并判斷柵格的類型以實現(xiàn)針對性的像素點計算，能夠有效減少投射光線的數(shù)目，提高效率，通過設置參考幀還能夠保證圖像的繪制質量。

技術領域

本發(fā)明涉及一種圖像的繪制方法，尤其涉及一種超聲四維成像中的自適應實時三維體繪制的加速方法，并涉及一種超聲四維成像中的自適應實時三維體繪制的加速裝置。

背景技術

醫(yī)學超聲成像中，B超儀所顯示的二維圖像具有較好的解剖特性，醫(yī)生可以通過多幅二維圖像，憑經(jīng)驗判斷病灶的形狀和大小。但是醫(yī)生還是希望用三維成像來提供直觀的立體圖像信息，這在心肌損傷的定位、胸腹部腫瘤的檢測、懷孕期的評估(特別是早孕畸形的檢測)等方面有重大的價值。三維超聲成像包括靜態(tài)三維超聲成像和動態(tài)三維超聲成像，動態(tài)三維超聲成像也稱四維，除了空間的三維外還增加了時間維。

四維超聲成像技術包括以對于3D顯示足夠快的速率進行全體積數(shù)據(jù)的采集和顯示，從而以臨床上有用的速率示出3D繪制圖像。所謂繪制，是指使用可視化算法對體數(shù)據(jù)進行計算，從而得到可視信息，并最終顯示到計算機屏幕上。三維可視化算法主要分為兩種，一種是體繪制方法，一種是面繪制方法，面繪制方法需要對體數(shù)據(jù)進行分類，并由此構造中間幾何元素，然后由傳統(tǒng)的計算機圖形學技術實現(xiàn)畫面繪制，與面繪制方法不同，體繪制方法并不構造中間幾何元素，而是直接由三維數(shù)據(jù)場產生屏幕上的二維圖像，因此也稱為直接體繪制算法，該方法能產生三維數(shù)據(jù)場的整體圖像，包括每一個細節(jié)，圖像質量高，同時計算量也很大。

光線投射法是一種經(jīng)典的體繪制算法，其基本原理是根據(jù)視覺成像原理，構造出理想化的物理視覺模型，即將每個體素都看成能夠透射，發(fā)射和反射光線的粒子，然后根據(jù)光照模型或明暗模型依據(jù)體素的介質特性得到它們的顏色和不透明度并沿著視線觀察方向積分，最后在像平面上形成具有半透明效果的圖像。

現(xiàn)有技術中也公開了一種三維超聲圖像的快速體繪制算法，該算法通過將預設視平面劃分為縱橫排列的柵格，對每個柵格的四個頂點利用光線投射法計算其像素值，通過計算四個頂點像素值的偏差判斷柵格所屬類型；然而，在對柵格劃分時并沒有有效的利用前一幀的輸出數(shù)據(jù)，只簡單地將柵格劃分為平坦與不平坦柵格兩種類型，這樣當平坦柵格判斷一旦有誤，對圖像的質量會產生比較大的影響。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題是需要提供一種能夠提高體繪制的效率，還能夠保證圖像的繪制質量的自適應實時三維體繪制的加速方法，并提供自適應實時三維體繪制的加速裝置。

對此，本發(fā)明提供一種自適應實時三維體繪制的加速方法，包括以下步驟：

步驟S1，獲取體數(shù)據(jù)；

步驟S2，根據(jù)獲取的體數(shù)據(jù)計算預設視平面的像素值，輸出二維圖像作為參考幀；

步驟S3，根據(jù)參考幀和當前一幀體數(shù)據(jù)計算預設視平面的像素值，并輸出二維圖像。

更進一步地，所述步驟S2包括：根據(jù)獲取的第一幀體數(shù)據(jù)計算預設視平面的像素值，輸出二維圖像作為第一參考幀；

所述步驟S3包括：根據(jù)第一參考幀與當前幀體數(shù)據(jù)計算預設視平面的像素值，輸出二維圖像作為第二參考幀；根據(jù)第二參考幀與當前幀體數(shù)據(jù)計算預設視平面的像素值，輸出二維圖像作為第三參考幀，依次迭代。

更進一步地，所述步驟S3中，根據(jù)參考幀和當前一幀體數(shù)據(jù)計算預設視平面的像素值包括以下子步驟：

步驟S301，將預設視平面劃分為柵格，確定柵格的類型；