[發(fā)明專利]一種三維體重構(gòu)方法和系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611247431.3
• 申請(qǐng)日: 2016-12-29
• 公開（公告）號(hào): CN106600695B
• 公開（公告）日: 2020-04-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐艷紅;艾金欽;孫慧;劉旭江;王雅儒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳開立生物醫(yī)療科技股份有限公司
• 主分類號(hào): G06T17/10
• 分類號(hào): G06T17/10
• 代理公司: 深圳市深佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44285
• 代理人: 王仲凱

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種三維體重構(gòu)方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

三維重構(gòu)是指對(duì)三維物體構(gòu)建適合計(jì)算機(jī)表示和處理的數(shù)學(xué)模型，是在計(jì)算機(jī)環(huán)境下對(duì)其進(jìn)行處理、操作和分析其性質(zhì)的基礎(chǔ)，也是在計(jì)算機(jī)中建立表達(dá)客觀世界的虛擬現(xiàn)實(shí)的關(guān)鍵技術(shù)。

邁瑞公司申請(qǐng)的美國(guó)專利US7,988,632 B2中,提到了一種三維體重構(gòu)方法：事先構(gòu)建重構(gòu)表，實(shí)時(shí)計(jì)算時(shí)，根據(jù)當(dāng)前采樣點(diǎn)的直角坐標(biāo)查表得到其極坐標(biāo)，插值計(jì)算采樣點(diǎn)的灰度值。其中重構(gòu)表保存從直角坐標(biāo)系(x,y,z)到極坐標(biāo)(R,theta,phi)的變換關(guān)系為：

phi＝tan^-1(z/y)

theta＝tan^-1(x/(pr-fr+R′))

申請(qǐng)人通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，事先構(gòu)建的體重構(gòu)查詢表數(shù)據(jù)量很大，查詢表構(gòu)建過(guò)程耗時(shí)較長(zhǎng)，且在實(shí)時(shí)重構(gòu)時(shí)需花費(fèi)較多時(shí)間從查詢表中取值。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例提供一種三維體重構(gòu)方法和系統(tǒng)，以降低三維體重構(gòu)過(guò)程中用戶的工作量、以及提交重構(gòu)速度。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供如下技術(shù)方案：

一種三維體重構(gòu)方法，包括：

掃描用戶選擇的感興趣區(qū)域ROI；

建立XYZ直角坐標(biāo)系，感興趣區(qū)域的中心線與XYZ坐標(biāo)系中的Y軸重合，在z＝0平面內(nèi)直角坐標(biāo)系為XOY，且O點(diǎn)為探頭晶體圓心；

設(shè)三維體數(shù)據(jù)中任意一點(diǎn)P(x，y，z)在z＝0平面上的投影點(diǎn)為S(x，y，0)，過(guò)S點(diǎn)與轉(zhuǎn)動(dòng)軸L垂直的直線為L(zhǎng)”，轉(zhuǎn)動(dòng)軸L與直線L”的交點(diǎn)為T，所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸L為探頭的擺動(dòng)軸；

延長(zhǎng)直線TS到點(diǎn)W(x1，y1，0)，所述點(diǎn)W滿足條件：|TW|＝|TP|，|TW|指的是點(diǎn)T到點(diǎn)W之間的距離，|TP|是點(diǎn)T到點(diǎn)P之間的距離，且點(diǎn)P由點(diǎn)W旋轉(zhuǎn)phi角度得到，所述phi為探頭在馬達(dá)帶動(dòng)下的擺動(dòng)角度；

依據(jù)公式1、公式2和公式3得到(R，theta，phi)與直角坐標(biāo)(x，y，z)之間的轉(zhuǎn)換公式，并進(jìn)行三維體重構(gòu)，其中，R為掃描線方向上的半徑，theta為掃描線所在的角度位置；

phi＝tan^-1(-z/|TS|) (公式1)

其中，所述|TS|表示點(diǎn)S到轉(zhuǎn)動(dòng)軸L的距離；其中所述Rprobe為探頭晶體半徑。

優(yōu)選的，上述三維體重構(gòu)方法中，依據(jù)公式1、公式2和公式3得到(R，theta，phi)與直角坐標(biāo)(x，y，z)之間的轉(zhuǎn)換公式之前，還可以包括：

依據(jù)公式4計(jì)算得到|TS|；

|TS|＝|sinΔθ*x-cosΔθ*y-|R_probe-R_swing||(公式4)

其中，R_swing為探頭擺動(dòng)半徑、Δθ為Y軸和直角坐標(biāo)系X’Y’Z中的Y’軸的夾角，X’軸與探頭的支柱方向一致；

采用公式4，對(duì)公式1進(jìn)行變換，變換后的公式1為：phi＝tan^-1(-z/|sinΔθ*x-cosΔθ*y-|R_probe-R_swing||)。

優(yōu)選的，上述三維體重構(gòu)方法中，延長(zhǎng)直線TS到點(diǎn)W(x1，y1，0)之前，包括：

依據(jù)公式5計(jì)算得到點(diǎn)W的坐標(biāo)；

其中，所述Δx為，Δy為，

優(yōu)選的，上述三維體重構(gòu)方法中，所述依據(jù)公式1、公式2和公式3得到(R，theta，phi)與直角坐標(biāo)(x，y，z)之間的轉(zhuǎn)換公式，包括：

采用計(jì)算著色器依據(jù)公式1、公式2和公式3得到(R，theta，phi)與直角坐標(biāo)(x，y，z)之間的轉(zhuǎn)換公式，并進(jìn)行三維體重構(gòu)。

一種三維體重構(gòu)方法，包括：

掃描用戶選擇的感興趣區(qū)域ROI；

建立XYZ坐標(biāo)系，感興趣區(qū)域的中心線與XYZ坐標(biāo)系中的Y軸重合，在z＝0平面內(nèi)直角坐標(biāo)系為XOY，且O點(diǎn)為探頭晶體圓心；

計(jì)算XY平面內(nèi)的第一關(guān)鍵參數(shù)，所述第一關(guān)鍵參數(shù)包括：所述感興趣區(qū)域ROI外接矩形框與X軸的最小偏移量ProbeCurve和外接矩形框在Y方向上的長(zhǎng)度ProbeBeam；

計(jì)算所述感興趣區(qū)域ROI的四個(gè)頂點(diǎn)的坐標(biāo)；

計(jì)算所述感興趣區(qū)域ROI偏移后的四個(gè)頂點(diǎn)的坐標(biāo)；