[发明专利]基于光线投射体绘制算法的人体心脏三维解剖组织结构模型可视化方法

权利要求书

1.基于光线投射体绘制算法的人体心脏三维解剖组织结构模型可视化方法，其特征在于它的具体过程为：

步骤一：获得心脏三维体数据集空间(S)，并根据光线投射体绘制算法，计算心脏三维体数据集空间(S)在像平面的投射区域(L)；

步骤二：分别从投射区域(L)的每个像素点出发，沿着视线方向发射一条投射光线(T)，在每条投射光线(T)方向上按设定步长选取采样点(D)，所述采样点(D)包括体元素和非体元素，并对所述体元素以三维坐标(x，y，z)进行表示；

步骤三：在每条投射光线(T)穿过心脏三维体数据集空间(S)的过程中，计算心脏三维体数据集空间(S)中的每条投射光线(T)所穿过的每个体元素的梯度；

步骤四：根据光照模型，获得在光照下心脏三维体数据集空间(S)中的每个体元素的亮度；

步骤五：根据光线投射体绘制算法，计算每个体元素的不透明度值和颜色值；

步骤六：在每条投射光线(T)穿过心脏三维体数据集空间(S)的过程中，对每条投射光线(T)所穿过的每个非体元素进行采样插值计算，获得所述每个非体元素的不透明度值和颜色值；

步骤七：根据每条投射光线(T)上的每个采样点(D)的颜色值和不透明度值，并根据由前向后合成函数对所述每个采样点(D)进行合成，获得像平面上对应每条投射光线(T)的像素点颜色值；

步骤八：根据像平面上每个像素点颜色值绘制心脏三维解剖组织结构模型图像。

2.根据权利要求1所述的基于光线投射体绘制算法的人体心脏三维解剖组织结构模型可视化方法，其特征在于在步骤五中，根据光线投射体绘制算法，计算每个体元素的不透明度值和颜色值的方法为：

步骤五一一：以心脏三维体数据集空间(S)中的每个体元素的亮度属性和梯度属性作为参数，构造不透明度传递函数，获得对应体元素的不透明度值，所述梯度属性包括梯度值和梯度方向；

步骤五一二：构造颜色传递函数，并依据心脏三体数据集空间中的体元素的灰度强度获得所述体元素的颜色值。

3.根据权利要求2所述的基于光线投射体绘制算法的人体心脏三维解剖组织结构模型可视化方法，其特征在于在步骤五一一中，以心脏三维体数据集空间(S)中的每个体元素的亮度属性和梯度属性作为参数，构造不透明度传递函数，获得心脏三维体数据集空间(S)中的每个体元素的不透明度值的方法为：构造不透明度传递函数

其中，f_v表示心脏三维体数据集空间(S)中每一组织内大于或等于相应组织梯度阈值的体元素的光强度，所述组织包括心室和心房，如果将梯度值归一化为[0，1]，则梯度阈值为0.8，r表示第i个体元素与光强度为f_v的体元素的距离最大值，表示光强度为I_i的体元素i的梯度值，α_i(r，f_v)是第i个体元素的不透明度值，当I_i＝f_v时，α_i(r，f_v)＝1。

4.根据权利要求1所述的基于光线投射体绘制算法的人体心脏三维解剖组织结构模型可视化方法，其特征在于在步骤五中，根据光线投射体绘制算法，计算每个体元素的不透明度值和颜色值的方法为：

步骤五二一：将心脏三维体数据集空间(S)按照心脏组织类别进行分类，同时将每类心脏组织中的体元素分为组织内部体元素和组织边界体元素；

步骤五二二：将心脏三体数据集空间中的一类心脏组织的组织内部体元素的灰度强度设定为一指定值，所述指定值大于与所述心脏组织相应的灰度值范围，并使心脏三维体数据集空间(S)中的同类心脏组织的组织边界体元素的灰度强度保持不变；

步骤五二三：构造颜色传递函数，依据每个组织边界体元素的灰度强度计算每个组织边界体元素的颜色值，同时依据每类心脏组织的组织内部体元素的特定值计算每类心脏组织的每个组织内部体元素的颜色值；

步骤五二四：在每条投射光线(T)穿过心脏三维体数据集空间(S)的过程中，将每类心脏组织的每个组织内部体元素的不透明度值设置为0，同时以每个组织边界体元素的亮度属性和梯度属性作为参数，构造不透明度传递函数，获得心脏三维体数据集空间(S)中的每个组织边界体元素的不透明度值，梯度属性包括梯度值和梯度方向。