[发明专利]带有防止颜色渗色的分割的体绘制

说明书

为防止颜色渗色，体绘制三维(3D)数据组的方法包括通过处理器识别在3D数据组内限定了分割的体积的掩膜。处理器识别3D数据组内的处在或邻近由掩膜限定的边界的位置，识别3D数据组内的邻近3D数据组内的所识别的位置的多个体素，且对于多个体素的每个体素确定各体素处在所识别的掩膜的内部还是外部。对于多个体素的每个体素，处理器基于各体素处在所识别的掩膜的内部还是外部的确定而确定了各体素的权重。对于所确定的位置，处理器分别基于多个体素的所确定的权重和体素值确定了所识别的位置的体素值。

技术领域

本发明涉及带有防止颜色渗色的分割的体绘制。

背景技术

在医疗成像后处理环境中，三维(3D)数据组的直接体绘制允许分析先前扫描的物体。直接体绘制描述了多个可视化算法，所述可视化算法的范围从带有简单的局部阴影模型的经典体绘制直至逼真的阴影，所述逼真的阴影近似地模拟了光物理且考虑到全局照明要求。

可视化算法包求解数学体绘制方程，其中传递函数(例如，体传递函数)和体数据用作输入。传递函数以颜色和消光密度作为输入参数。传递函数提供了体数据组的分割，使得体数据组的仅一些区域可见，而体数据组的其他区域从可视化中暗含地移除。传递函数也允许体数据组的分类，其中体素值被映射到不同的颜色和透明度特性。

传递函数被规定为物理值的函数，其允许具有相同物理值的所有体素具有相同的分割和分类特性。因为不同类型的组织可能具有相同的物理值，所以此不同的组织类型可能无法仅使用传递函数被分开。

用于分开不同的组织类型的解决方法是使用二进制分割的体积。体素的子组被组合为二进制体素掩膜从而形成二进制分割的体积，所述二进制分割的体积具有与体传递函数独立的相应的传递函数。在体绘制期间，具有相应的传递函数的所有分割的体积被考虑。以此解决方法，体数据组的分割不再仅通过体传递函数限定，而是通过二进制掩膜和传递函数的组合限定。

通过使用二进制分割的体积的体绘制，在二进制掩膜的边界处可能出现问题。因为二进制掩膜可能在体素尺寸水平上，所以这种掩模的边界可以是块状的，而没有边界平滑机制。在掩膜边界附近的体素值的三线性的或更高的插值涉及属于不同的分割的体素的插值，从而导致插值的值可能无物理意义。这可能导致如下的颜色分类，即所述颜色分类示出了处于分割的组织的分类外的颜色(例如，颜色渗色)。

分割的体积的颜色渗色可通过将体的体素表示转化为如下的表示来避免，即其中体素的局部块被变换为包括平面方程和两个恒定值的表示。两个恒定值的每个表示了平面的一侧的局部体素块的平均值。数据组的变换的表示(例如，数据组的分裂体素表示)然后在体绘制期间被使用。数据组的分裂体素表示的局部平面与二进制体边界对齐，使得在变换的数据组的表示在体绘制期间被使用时，作为结果的图像不再具有颜色渗色，因为不执行越过边界掩膜平面的插值。

发明内容

为降低或防止颜色渗色，三维(3D)数据组的体绘制方法包括通过处理器识别限定了3D数据组内的分割的体积的掩膜。处理器识别3D数据组内的处在或邻近由掩膜限定的边界的位置，识别3D数据组内的体素的子组，且对于体素的子组的每个体素确定各体素处在所识别的掩膜的内还是外。处理器对于体素的子组的每个体素基于各体素在所识别的掩膜内还是外的确定而确定各体素的权重。处理器分别基于体素的子组的所确定的权重和体素值确定所识别的位置的体素值。

在第一方面中，提供了在体绘制3D数据组时的颜色渗色降低或防止方法。3D数据组包括多个体素。方法包括通过处理器识别限定了3D数据组内的分割的体积的掩膜。处理器识别3D数据组内的处在或邻近由掩膜限定的边界的位置。处理器识别3D数据组内的体素的子组。处理器对于体素的子组的每个体素确定各体素处在所识别的掩膜的内还是外。处理器对于体素的子组的每个体素基于各体素在所识别的掩膜内还是外的确定而确定各体素的权重。处理器分别基于体素的子组的所确定的权重和体素值确定所识别的位置的体素值。