图像生成装置、方法以及程序的利记博彩app
【专利摘要】本发明在通过进行体绘制而生成伪三维图像时生成更准确地描绘了预定对象物的三维形态的图像。在三维图像中，使用定义像素值和不透明度关系的不透明度曲线进行体绘制从而生成伪三维图像时，从三维图像确定表示预定对象物的整个区域，针对所确定的整个区域设定基础的不透明度曲线，针对所确定的整个区域内的至少一部分像素的每一个，取得该像素的附近区域内的像素值的代表值，将使用该取得的代表值对所述设定的基础的不透明度曲线施加变更而成的不透明度曲线设定为在所述体绘制中应用于该像素的不透明度曲线。
【专利说明】图像生成装置、方法以及程序
【技术领域】
[0001]本发明涉及在三维图像中通过进行体绘制而生成伪三维图像的图像生成装置、方法以及程序。
【背景技术】
[0002]以往，为了容易地掌握被摄体的三维结构等，进行生成/显示伪三维图像的处理，所述伪三维图像是使用计算机图形学的技术等将通过CT装置、MRI装置、超声波诊断装置等所取得的被摄体的三维图像数据在二维平面上立体地可视化后的图像。作为生成这种伪三维图像的方法，公知的有针对构成三维图像的各像素值(体素值)设定不透明度以及R、G、B的颜色信息，进行从观察的一侧向投影面的各像素的光线跟踪(ray-casting)，从而进行可视化的体绘制法。
[0003]一般情况下，对该各像素值而设定的不透明度、颜色信息的集合(分别称作不透明度曲线、色图)对于一个三维图像而赋予一个组合。可是，该情况下，产生了不能够对具备相同信号值的不同的组织加以区别地显示的问题。对此，非专利文献I中，提出了如下方案:即利用体绘制生成以I张图像显示多个对象(例如，骨、血管、心脏、肝脏等)的图像时，能够在各自的对象范围应用不同的色图和/或不透明度曲线，从而以不同的色、不透明度表现具有相同信号值的不同的组织。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特开2011-212219号公报
[0007]非专利文献
[0008]非专利文献1:今井裕著，《^ 6 S t Il医用3次元画像一考λ方i処理法乃虎乃卷》，秀润社出版，2003年10月发行，第105页
【发明内容】
[0009]发明所要解决的课题
[0010]然而，例如血管的CT摄影中，有时采用如下方法:通过在血管中注入被称作造影剂的特殊液体来进行摄影，使得三维图像中血管的像素值成为与其他脏器不同的像素值，从而使得更加可视化且易于对该区域进行提取。可是，该情况下，由于摄影时机、造影剂的量等，即使在相同血管区域也会因场所不同而使像素值产生变动，因此存在如下问题:在生成以I张图像显示较广的范围的血管区域的图像的情况下，即使是被称为血管的一个的对象组织，若对其仅应用一个色图和/或不透明度曲线则不能够准确地显示整个血管的三维形态。
[0011]基于该像素值的变动的问题,有时也是因分体积(partial volume)的效果而引起。特别是在由几个像素(pixel)的直径所表示的较细的血管中，实际应该具有较高的像素值的血管在图像化时受到周围的像素值的影响，而作为比实际低的值被图像化。由此，例如在如图6所示的应用了与较粗的血管的像素值分布对应而设定的一个色图以及不透明度曲线而生成的图像中，较粗的血管部分清晰可见，但是较细的血管部分消失而不可见，在如图7所示的应用了使所述色图以及不透明度曲线分别与较细的血管的像素值分布对应而平衡移动而成的一个色图以及不透明度曲线而生成的图像中，较细的血管部分变得可见(参照被白线所围成的区域)，但是较粗的血管部分看上去过度膨胀。
[0012]另外，在专利文献I中，提出了一种针对每I张图像而动态地对色图和/或不透明度曲线进行校正的方法，但是该方法是以基于每个图像的描绘范围小到能够忽略该范围内的像素值的变动的程度为前提并与如何决定在该I张图像的生成中所使用的一个不透明度曲线相关的方法，并没有解决生成对更广范围的对象区域进行显示的图像的情况下的上述问题。
[0013]本发明鉴于上述情形而提出，目的在于提供一种图像生成装置、方法以及程序，在通过进行体绘制而生成伪三维图像时，能够生成更加准确地描绘了预定对象物的三维形态的图像。
[0014]用于解决课题的手段
[0015]本发明的图像生成装置(第一图像生成装置)的特征在于，具备:图像生成部，在三维图像中，使用定义像素值和不透明度的关系的不透明度曲线进行体绘制，从而生成伪三维图像；区域确定部，从三维图像确定表示预定对象物的整个区域；以及不透明度曲线设定部，针对所确定的整个区域设定基础的不透明度曲线，针对所确定的整个区域内的至少一部分像素的每一个，取得该像素的附近区域内的像素值的代表值，将使用该取得的代表值对所设定的基础的不透明度曲线施加变更而成的不透明度曲线设定为在体绘制中应用于该像素的不透明度曲线。
[0016]优选的是，不透明度曲线设定部针对至少一部分像素的每一个，基于从该像素的附近区域内的像素值的代表值减去整个区域的像素值的代表值而得的减法值求得不透明度曲线的移位量，将以所求得的移位量使基础的不透明度曲线沿像素值方向移位而成的不透明度曲线设定为在体绘制中应用于该像素的不透明度曲线。
[0017]这里，在不透明度曲线是设定于在一方的轴(例如横轴)表示像素值、在另一方的轴(例如纵轴)表示不透明度的坐标系中的曲线的情况下，所谓“像素值方向”是指表示像素值的轴向。
[0018]另外，在基于上述减法值而求得移位量时，将具有与减法值的正负符号相同符号的值作为移位量而求得。此时，该移位量的绝对值可以与减法值的绝对值相同，也可以是对其乘以I以外的预定的系数而得到的值。由此，所谓“以移位量移位”是指在移位量为正的情况下沿表示像素值的轴的正方向移位，在移位量为负的情况下沿表示像素值的轴的负方向移位。
[0019]优选的是，不透明度曲线设定部针对以预定的间隔对整个区域内的像素进行采样而得的一部分像素的每一个，取得该像素的附近区域内的像素值的代表值，基于所取得的代表值和整个区域的像素值的代表值的差分来求得不透明度曲线的移位量，并将以所求得的移位量使所述基础的不透明度曲线沿像素值方向移位而成的不透明度曲线设定为在体绘制中应用于该像素的不透明度曲线，不透明度曲线设定部针对整个区域内的所采样的一部分像素以外的像素的每一个，利用位于该像素的附近的2个以上的所采样的像素各自的移位量通过插补求得该像素中的移位量的推定值，将以所求得的推定值使基础的不透明度曲线沿像素值方向移位而成的不透明度曲线设定为在体绘制中应用于该像素的不透明度曲线。
[0020]另外，附近区域内的像素值的代表值可以是附近区域内的像素值的众数、中位数或者平均值，也可以是附近区域内的像素值的整体中的相对于附近区域内的像素值的众数或者中位数处于预定的像素值宽度的范围内的像素值的平均值，也可以是附近区域内的像素值的整体中的相对于附近区域内的像素值的众数或者中位数处于预定的像素值宽度的范围内的像素值的众数或者中位数。
[0021]此时，整个区域的像素值的代表值可以是与附近区域内的像素值的代表值相同种类的值，也可以是不同的种类的值。例如，在附近区域内的像素值的代表值是附近区域内的像素值的平均值的情况下，整个区域的像素值的代表值可以是整个区域内的像素值的平均值，也可以是整个区域内的像素值的众数。
[0022]另外，优选的是，上述本发明的图像生成装置中，图像生成部在三维图像中使用定义像素值和显示色的关系的色图进行体绘制，从而生成伪三维图像，所述图像生成装置还具备色图设定部，该色图设定部针对所确定的整个区域设定基础的色图，针对所确定的整个区域内的至少一部分像素的每一个，计算该像素的附近区域内的像素值的代表值，并将使用所算出的代表值对所设定的基础的色图施加变更而成的色图设定为在体绘制中应用于该像素的色图。
[0023]本发明的图像生成装置(第二图像生成装置)的特征为，具备:图像生成部，在三维图像中，使用定义像素值和显示色的关系的色图进行体绘制，从而生成伪三维图像；区域确定部，从三维图像确定表示预定对象物的整个区域；以及色图设定部，针对所确定的整个区域设定基础的色图，针对所确定的整个区域内的至少一部分像素的每一个，计算该像素的附近区域内的像素值的代表值，将使用所算出的代表值对所设定的基础的色图施加变更而成的色图设定为在体绘制中应用于该像素的色图。
[0024]优选的是，上述第一以及第二图像生成装置中，预定对象物是血管。
[0025]本发明的第一以及第二图像处理方法中，由至少I台的计算机分别执行上述第一以及第二图像生成装置的各部所进行的处理。
[0026]本发明的第一以及第二图像处理程序是使至少I台的计算机分别执行上述第一以及第二图像显示装置的各部所进行的处理的程序。该程序记录在⑶-ROM、DVD等的记录介质，或者以能够下载的状态记录于附属在服务器计算机的储存器、网络储存器并提供给用户。
[0027]发明效果
[0028]根据本发明的第一图像生成装置、方法以及程序，在三维图像中使用定义像素值和不透明度的关系的不透明度曲线进行体绘制从而生成伪三维图像时，从三维图像确定表示预定对象物的整个区域，并针对所确定的整个区域设定基础的不透明度曲线，针对所确定的整个区域内的至少一部分像素的每一个，取得该像素的附近区域内的像素值的代表值，将使用该取得的代表值对基础的不透明度曲线施加变更而成的不透明度曲线设定为在体绘制中应用于该像素的不透明度曲线，因此能够针对表示预定对象物的区域内所有像素的每一个，应用适合该描绘的不透明度曲线，并能够生成更准确地描绘了预定对象物的三维形态的图像。该效果在预定对象物是血管的情况下，进而在三维图像是在血管中注入了造影剂而进行摄影的图像的情况下，变得特别显著。
[0029]在上述本发明的图像生成装置、方法以及程序中，针对以预定的间隔对整个区域内的像素进行采样而得的一部分像素的每一个，取得该像素的附近区域内的像素值的代表值，基于所取得的代表值和整个区域的像素值的代表值的差分求得不透明度曲线的移位量，将以所求得的移位量使基础的不透明度曲线沿像素值方向移位而成的不透明度曲线设定为在体绘制中应用于该像素的不透明度曲线，针对整个区域内的所采样的一部分像素以外的像素的每一个，利用位于该像素的附近的2个以上的所采样的像素各自的移位量通过插补求得该像素中的移位量的推定值，将以该求得的推定值使基础的不透明度曲线沿像素值方向移位而成的不透明度曲线设定为在体绘制中应用于该像素的不透明度曲线。在该情况下，能够使运算处理高速化。
[0030]另外，在附近区域内的像素值的代表值是附近区域内的像素值的众数或者中位数的情况下，即使在附近区域内的像素值中存在由噪音等引起的极端的值，也能够使该值难以反映到代表值。
[0031]另外，在附近区域内的像素值的代表值是附近区域内的像素值的整体中的相对于附近区域内的像素值的众数或者中位数处于预定的像素值宽度的范围内的像素值的平均值、众数、或者中位数的情况下，能够使得附近区域内的像素值的中存在于最大侧或者最小侧的极端的值难以反映到代表值。
[0032]另外，上述本发明的图像生成装置，方法以及程序中，在针对所确定的整个区域设定基础的色图，针对所确定的整个区域内的至少一部分像素的每一个，计算该像素的附近区域内的像素值的代表值，将使用所算出的代表值对基础的色图施加变更而成的色图设定为在体绘制中应用于该像素的色图的情况下，能够针对表示预定对象物的区域内的所有像素的每一个应用适合该描绘的色图，并能够生成更准确地描绘了预定对象物的三维形态的图像。
[0033]根据本发明的第二图像生成装置、方法以及程序，在三维图像中使用定义像素值和不透明度的关系的色图进行体绘制从而生成伪三维图像时，从所述三维图像确定表示预定对象物的整个区域，针对所确定的整个区域设定基础的色图，针对所确定的整个区域内的至少一部分像素的每一个，取得该像素的附近区域内的像素值的代表值，将使用该取得的代表值对基础的色图施加变更而成的色图设定为在体绘制中应用于该像素的色图，因此能够针对表示预定对象物的区域内的所有像素的每一个应用适合该描绘的色图，并能够生成更准确地描绘了预定对象物的三维形态的图像。
【专利附图】
【附图说明】
[0034]图1是第一实施方式中的图像生成装置的概略框图。
[0035]图2是表示第一实施方式中的图像生成装置的动作的流程图。
[0036]图3是第二实施方式中的图像生成装置的概略框图。
[0037]图4是表示第二实施方式中的图像生成装置的动作的流程图。
[0038]图5是表示由第二实施方式中的图像生成装置生成的图像的一例的图。
[0039]图6是表示利用以往的技术生成的图像的一例的图。
[0040]图7是表示利用以往的技术生成的图像的一例的图。
【具体实施方式】
[0041]以下，参照附图对本发明的第一实施方式进行说明。图1是表示图像生成装置I的概略结构的框图。另外，通过在计算机上执行读入到辅助存储装置的图像生成程序来实现图1那样的图像生成装置I的结构。此时，该图像生成程序存储在⑶-ROM等存储介质或者经由互联网等网络散发，并安装于计算机。作为由计算机的CPU所执行的处理，图像处理程序对图像取得处理、图像生成处理、区域确定处理、不透明度曲线设定处理和显示控制处理进行规定，根据该规定，通过CPU执行上述各处理，使得计算机作为后述的图像取得部11、图像生成部12、区域确定部13、不透明度曲线设定部14、显示控制部16发挥功能。
[0042]另外，在图像生成装置I连接硬盘驱动器等存储装置2以及显示器等显示装置3。在存储装置2，存储有由CT、MR1、PET、SPECT、超声波图像等摄影装置对预定对象物进行摄影而得到的三维图像数据(三维图像)。三维图像是三维空间中的像素数据的集合，能够通过将由摄影装置得到的多张断层图像叠层而构成。图像取得部11取得存储于存储装置2的所述三维图像，并存储在内置于图像生成装置I或者与图像生成装置I连接的硬盘驱动器等存储装置。
[0043]区域确定部13根据由图像取得部11取得的三维图像对表示预定对象物的整个区域将那些确定。这里，所谓表示预定对象物的整个区域是指全部包含表示预定对象物的区域而不包含除此之外的区域的区域。以下，设预定对象物为血管地进行说明。区域确定部13从三维图像提取表示血管的区域(以下，也称作血管区域)，将该提取的区域确定为整个区域。此时，能够利用阈值法、区域生长(Reg1n Growing)法、水平集合(Level Set)法以及其他各种图像处理来进行血管区域的提取。
[0044]区域确定部13例如针对三维图像内的每一个局部区域计算3X3的海森(Hessian)矩阵的固有值，从而进行线状构造的探索。在包含线状构造的区域中，海森矩阵的三个固有值中的一个成为接近于O的值，而其他的两个成为相对较大的值。另外，与值接近于O的固有值对应的固有矢量表示线状构造的主轴方向。区域确定部13利用该关系，针对每个局部区域，基于海森矩阵的固有值判定线状构造相似度，针对识别为线状构造的局部区域，以其中心点为候补点进行检测。并且，基于预定的算法将利用探索所检测出的候补点连结。由此，构筑由将候补点以及候补点彼此连结的血管分支(边缘)构成的树构造。将所检测出的多个候补点的坐标信息、表示血管分支的方向的矢量信息与候补点、血管分支的识别符一起存储在存储器。接下来，针对每个所检测出的候补点，基于周边的像素值，在与血管路径垂直的截面中识别血管的轮廓(血管的外壁)。使用由图像分割(Graph-Cut)所代表的公知的分割方法进行形状的辨别。通过以上的处理，提取成为管状构造的血管区域，生成所提取的血管区域的确定所需的信息，并存储于存储器。
[0045]不透明度曲线设定部14对体绘制中应用于由区域确定部13所确定的血管区域内的各像素的不透明度曲线进行设定。不透明度曲线对像素值和不透明度的关系进行定义，并能够表示成以像素值为变量的函数。具体来说，首先，针对血管区域设定基础的不透明度曲线。例如，参照三维图像而对血管区域的像素值的分布以及其周边的像素值的分布进行研究，基于该分布求得成为对血管区域和其以外的区域进行区分的边界的像素值，设定在该像素值附近不透明度从“O”向“O”以外的值或者从“I”向“I”以外的值变化的不透明度曲线。不透明度曲线可以是不透明度从“O”向“I”阶梯状地变化的曲线，也可以是不透明度相对于像素值的增加或减少以预定的斜率变化的曲线。
[0046]接下来，不透明度曲线设定部14针对以预定的间隔对血管区域内的像素三维地进行采样而得的一部分像素的每一个，将从该像素的附近区域(例如，上下左右前后Icm范围的区域)内的像素值的平均值减去血液区域的像素值的平均值而得的减法值作为不透明度曲线的移位量而求得，并将以所决定的移位量使基础的不透明度曲线沿像素值方向移位而成的不透明度曲线设定为应用于该像素的不透明度曲线。即，在将像素值设为变量V、将基础的不透明度曲线设为OD(V)、将所决定的移动量设为m时，不透明度曲线设定部14针对所述采样的像素的每一个设定由0(V) =0D(V-m)所表示的不透明度曲线。
[0047]另外，不透明度曲线设定部14针对血管区域内的所述采样的一部分像素以外的像素的每一个，利用位于该像素附近的2个以上的所述采样的像素各自的移位量通过插补求得该像素中的移位量的推定值，并将以所决定的推定值使基础的不透明度曲线沿像素值方向移位而成的不透明度曲线设定为应用于该像素的不透明度曲线。
[0048]图像生成部12在三维图像中使用不透明度曲线设定部14所设定的不透明度曲线来进行体绘制，从而生成伪三维图像。显示控制部16在显示装置3显示由图像生成部12所生成的伪三维图像。
[0049]图2是表示图像生成装置I的动作的流程图。如图示的那样，首先，图像取得部11取得存储于存储装置2的三维图像(SI)。接下来，区域确定部13从由图像取得部11取得的三维图像提取表示血管的整个区域，将所提取的区域确定为整个区域(S2)。接下来，不透明度曲线设定部14针对血管区域设定基础的不透明度曲线(S3)。另外，不透明度曲线设定部14针对以预定的间隔对血管区域内的像素三维地进行采样而得的一部分像素的每一个，将从该像素的附近区域内的像素值的平均值减去血液区域的像素值的平均值而得的减法值作为不透明度曲线的移位量而求得，并针对所采样的一部分像素以外的像素的每一个，利用位于该像素附近的2个以上的所述采样的像素各自的移位量通过插补求得该像素的移位量的推定值(S4)。
[0050]此外，不透明度曲线设定部14针对所采样的一部分像素以外的像素的每一个，将以在步骤S3中决定的移位量使基础的不透明度曲线沿像素值方向移位而成的不透明度曲线设定为应用于该像素的不透明度曲线，并针对所采样的一部分像素以外的像素的每一个，将以在步骤S3中所决定的推定值使基础的不透明度曲线沿像素值方向移位而成的不透明度曲线设定为应用于该像素的不透明度曲线(S5)。
[0051]其后，图像生成部12使用不透明度曲线设定部14所设定的不透明度曲线针对三维图像进行体绘制，从而生成伪三维图像(S6)。并且，显示控制部16在显示装置3上显示所生成的伪三维图像(S7)，并结束处理。
[0052]在本实施方式中，区域确定部13从三维图像中确定表示血管的整个区域，不透明度曲线设定部14针对所确定的整个区域设定基础的不透明度曲线，针对整个区域内的至少一部分像素的每一个，取得该像素的附近区域内的像素值的代表值，将使用所取得的代表值对基础的不透明度曲线施加变更而成的不透明度曲线设定为在体绘制中应用于该像素的不透明度曲线，图像生成部12使用所设定的不透明度曲线进行体绘制，从而生成伪三维图像。如此，针对表示血管的区域内的所有像素的每一个能够应用适合于该描绘的不透明度曲线，能够生成更准确地描绘了血管的三维形态的图像。
[0053]接下来，针对本发明的第二实施方式进行说明。图3表示本发明的第二实施方式的图像生成装置。本实施方式的图像生成装置100除了图1所示的第一实施方式的投影图像生成装置10的结构，还具备色图设定部15。其他方面与第一实施方式同样。
[0054]色图设定部15对在体绘制中由区域确定部13所确定的血管区域内的各像素中所应用的色图进行设定。色图对像素值和显示色的关系进行定义，能够表达成以像素值为变量的函数。具体来说，首先，针对血管区域设定基础的色图。接下来，色图设定部15，针对以预定的间隔对血管区域内的像素三维地进行采样而得的一部分像素的每一个，将从该像素的附近区域(例如，上下左右前后Icm范围的区域)内的像素值的平均值减去血液区域的像素值的平均值而得的减法值作为色图的移位量而求得，并将以所决定的移位量使基础的色图沿像素值方向移位而成的色图设定为应用于该像素的色图。即，在将像素值设为变量V、将基础的色图设为ClrMapD(V)、将所决定的移动量设为m时，色图设定部15针对所述采样的像素的每一个设定由ClrMap (V) = ClrMapD (v-m)所表达的色图。
[0055]另外，色图设定部15针对血管区域内的所述采样的一部分像素以外的像素的每一个，利用位于该像素的附近的2个以上的所述采样的像素各自的移位量通过插补求得该像素中的移位量的推定值，并将以所决定的推定值使基础的色图沿像素值方向移位而成的色图设定为应用于该像素的色图。
[0056]此时，在已经在不透明度曲线设定部14中求得了所述移位量以及推定值的情况下，色图设定部15能够不进行计算这些值的处理地使用由不透明度曲线设定部14所求出的移位量以及推定值来对应用于血管区域内的各像素的色图进行设定。当然，也可以是，不透明度曲线设定部14使用由色图设定部15所求得的移位量以及推定值来对应用于血管区域内的各像素的不透明度曲线进行设定。
[0057]图像生成部12在三维图像中使用由不透明度曲线设定部14所设定的不透明度曲线以及由色图设定部15所设定的色图进行体绘制，从而生成伪三维图像。图5表示由本实施方式的图像生成装置100所生成的伪三维图像的一例。图5中，与针对相同的三维图像利用以往的技术进行体绘制从而生成的图6以及图7的图像相比，能够更加准确地对整个血管的三维形态进行描绘。
[0058]图4是表示图像生成装置100的动作的流程图。如图所示，首先，图像取得部11取得在存储装置2中存储的三维图像(Sll)。接下来，区域确定部13从由图像取得部11所取得的三维图像提取表示血管的整个区域，将所提取的区域确定为整个区域(S12)。接下来，不透明度曲线设定部14针对血管区域设定基础的不透明度曲线，色图设定部15针对血管区域设定基础的色图(S13)。
[0059]另外，不透明度曲线设定部14或者色图设定部15针对以预定的间隔对血管区域内的像素三维地进行采样而得的一部分像素的每一个，将从该像素的附近区域内的像素值的平均值减去血液区域的像素值的平均值而得的减法值作为移位量而求得，并针对所采样的一部分像素以外的像素的每一个，利用位于该像素的附近的2个以上的所述采样的像素各自的移位量通过插补求得该像素中的移位量的推定值(S14)。
[0060]接下来，不透明度曲线设定部14针对所采样的一部分像素的每一个，将以在步骤S14中所决定的移位量使基础的不透明度曲线沿像素值方向移位而成的不透明度曲线设定为应用于该像素的不透明度曲线，针对所采样的一部分像素以外的像素的每一个，将以在步骤S14中所决定的推定值使基础的不透明度曲线沿像素值方向移位而成的不透明度曲线设定为应用于该像素的不透明度曲线。另外，色图设定部15针对所采样的一部分像素的每一个，将以在步骤S14中所决定的移位量使基础的色图沿像素值方向移位而成的色图设定为应用于该像素的色图，针对所采样一部分像素以外的像素的每一个，将以在步骤S14中所决定的推定值使基础的色图沿像素值方向移位而成的色图设定为应用于该像素的色图(S15)。
[0061]其后，图像生成部12使用由不透明度曲线设定部14所设定的不透明度曲线以及由色图设定部15所设定的色图针对三维图像进行体绘制，从而生成伪三维图像(S16)。并且，显示控制部16将所生成的伪三维图像显示到显示装置3上(S17)，结束处理。
[0062]本实施方式中，区域确定部13从三维图像确定表示血管的整个区域，不透明度曲线设定部14针对所确定的整个区域设定基础的不透明度曲线，针对整个区域内的至少一部分像素的每一个，取得该像素的附近区域内的像素值的代表值，将使用所取得的代表值对基础的不透明度曲线施加变更后而成的不透明度曲线设定为在体绘制中应用于该像素的不透明度曲线，色图设定部15针对所确定的整个区域设定基础的色图，针对整个区域内的至少一部分像素的每一个，取得该像素的附近区域内的像素值的代表值，将使用所取得的代表值对基础的色图施加变更而成的色图设定为在体绘制中应用于该像素的色图，图像生成部12使用这些设定的不透明度曲线以及色图进行体绘制，从而生成伪三维图像。由此，能够针对表示血管的区域内的所有像素的每一个应用适合于该描绘的不透明度曲线以及色图，能够生成更准确地描绘了血管的三维形态的图像。
[0063]另外，本实施方式中，对分别使基础的不透明度曲线或者基础的色图变形而求得应用于血管区域内的各像素的不透明度曲线以及色图双方的情况进行了说明，但是例如也可以是，对于不透明度曲线直接使用基础的不透明度曲线，仅对于色图使用对基础的色图进行变形而求得的色图。
[0064]另外，在上述各实施方式中，对仅针对以预定的间隔对血管区域内的像素三维地进行采样而得的一部分像素计算移位量并针对除此以外的像素的每一个通过插补而求得移位量的推定值的情况进行了说明，但是也可以是，针对血管区域内的所有像素的每一个，基于从该像素的附近区域内的像素值的代表值减去血液区域的像素值的代表值而得的减法值而求得移位量，使用所决定的移位量来设定应用于该像素的不透明度曲线和/或色图。
[0065]另外，上述各实施方式中，对针对每个像素求得移位量或者推定值的情况进行了说明，但是也可以是，对由2以上的像素构成的每一个小区域求得移位量或者推定值，并将基于该求得的移位量或者推定值而求得的不透明度曲线和/或色图应用于该小区域内的所有像素。即，可以是不透明度曲线设定部14针对构成由区域确定部13所确定的整个区域的预定大小的部分区域的每一个，取得该部分区域内的像素值的代表值，将使用该取得的代表值对基础的不透明度曲线施加变更而成的不透明度曲线设定为在体绘制中应用于该部分区域的不透明度曲线，也可以是不透明度曲线设定部14针对构成由区域确定部13所确定的整个区域的预定大小的部分区域的每一个，取得包含该部分区域的附近区域内的像素值的代表值，将使用该取得的代表值对所述设定的基础的不透明度曲线施加变更而成的不透明度曲线设定为在所述体绘制中应用于该部分区域的不透明度曲线。
[0066]同样地，可以是色图设定部15针对构成由区域确定部13所确定的整个区域的预定大小的部分区域的每一个，取得该部分区域内的像素值的代表值，将使用该取得的代表值对基础的色图施加变更而成的色图设定为在体绘制中应用于该部分区域的色图。也可以是色图设定部15针对构成由区域确定部13所确定的整个区域的预定大小的部分区域的每一个，取得包含该部分区域的附近区域内的像素值的代表值，将使用该取得的代表值对所述设定的基础的色图施加变更而成的色图设定为在所述体绘制中应用于该部分区域的色图。
[0067]另外，上述各实施方式中，对预定对象物是血管的情况进行了说明，但是预定对象物可以是肠、气管分支等具有管腔状结构的结构物，也可以是心脏、肝脏等各种脏器。
[0068]另外，上述各实施方式中，对附近区域的像素值的代表值和整个区域的像素值的代表值均是平均值的情况进行了说明，但是附近区域的像素值的代表值以及整个区域的像素值的代表值也可以分别是该区域内的像素值的众数或者中位数，也可以是该区域内的像素值的整体中的相对于该区域内的像素值的众数或者中位数处于预定的像素值宽度的范围内的像素值的平均值，也可以是该区域内的像素值的整体中的相对于该区域内的像素值的众数或者中位数处于预定的像素值宽度的范围内的像素值的众数或者中位数。此时，整个区域的像素值的代表值可以是与附近区域内的像素值的代表值相同种类的值，也可以是不同种类的值。
[0069]另外，在生成基于体绘制的图像时，在仅将整个三维图像中表示预定对象物的区域作为可视化对象区域的情况下，针对由区域确定机构13所确定的表示预定对象物的区域进行I体素程度的膨胀(Dilat1n)处理，在使用该膨胀处理后的区域进行体绘制的情况下，也能够利用体绘制描绘预定对象物的表面。
【权利要求】
1.一种图像生成装置，其特征在于，具备: 图像生成部，在三维图像中，使用定义像素值和不透明度的关系的不透明度曲线进行体绘制，从而生成伪三维图像； 区域确定部，从所述三维图像确定表示预定对象物的整个区域；以及 不透明度曲线设定部，针对所述确定的整个区域设定基础的不透明度曲线，针对所述确定的整个区域内的至少一部分像素的每一个，取得该像素的附近区域内的像素值的代表值，将使用该取得的代表值对所述设定的基础的不透明度曲线施加变更而成的不透明度曲线设定为在所述体绘制中应用于该像素的不透明度曲线。
2.根据权利要求1所述的图像生成装置，其特征在于， 所述不透明度曲线设定部针对所述至少一部分像素的每一个，基于从该像素的附近区域内的像素值的代表值减去所述整个区域的像素值的代表值而得的减法值求得不透明度曲线的移位量，将以该求得的移位量使所述基础的不透明度曲线沿像素值方向移位而成的不透明度曲线设定为在所述体绘制中应用于该像素的不透明度曲线。
3.根据权利要求1或2所述的图像生成装置，其特征在于， 所述不透明度曲线设定部针对以预定的间隔对所述整个区域内的像素进行采样而得的一部分像素的每一个，取得该像素的附近区域内的像素值的代表值，基于该取得的代表值和所述整个区域的像素值的代表值的差分来求得不透明度曲线的移位量，并将以该求得的移位量使所述基础的不透明度曲线沿像素值方向移位而成的不透明度曲线设定为在所述体绘制中应用于该像素的不透明度曲线， 所述不透明度曲线设定部针对所述整个区域内的所述采样的一部分像素以外的像素的每一个，利用位于该像素的附近的2个以上的所述采样的像素各自的移位量通过插补求得该像素中的移位量的推定值，将以该求得的推定值使所述基础的不透明度曲线沿像素值方向移位而成的不透明度曲线设定为在所述体绘制中应用于该像素的不透明度曲线。
4.根据权利要求1?3中任一项所述的图像生成装置，其特征在于，所述附近区域内的像素值的代表值是所述附近区域内的像素值的众数、中位数或者平均值。
5.根据权利要求1?3中任一项所述的图像生成装置，其特征在于，所述附近区域内的像素值的代表值是所述附近区域内的像素值的整体中的相对于所述附近区域内的像素值的众数或者中位数处于预定的像素值宽度的范围内的像素值的平均值。
6.根据权利要求1?3中任一项所述的图像生成装置，其特征在于，所述附近区域内的像素值的代表值是所述附近区域内的像素值的整体中的相对于所述附近区域内的像素值的众数或者中位数处于预定的像素值宽度的范围内的像素值的众数或者中位数。
7.根据权利要求1?6中任一项所述的图像生成装置，其特征在于， 所述图像生成部在所述三维图像中使用定义像素值和显示色的关系的色图进行体绘制，从而生成伪三维图像， 所述图像生成装置还具备色图设定部，该色图设定部针对所述确定的整个区域设定基础的色图，针对所述确定的整个区域内的至少一部分像素的每一个，计算该像素的附近区域内的像素值的代表值，并将使用该算出的代表值对所述设定的基础的色图施加变更而成的色图设定为在所述体绘制中应用于该像素的色图。
8.一种图像生成装置，其特征在于，具备: 图像生成部，在三维图像中，使用定义像素值和显示色的关系的色图进行体绘制，从而生成伪三维图像； 区域确定部，从所述三维图像确定表示预定对象物的整个区域；以及色图设定部，针对所述确定的整个区域设定基础的色图，针对所述确定的整个区域内的至少一部分像素的每一个，计算该像素的附近区域内的像素值的代表值，将使用该算出的代表值对所述设定的基础的色图施加变更而成的色图设定为在所述体绘制中应用于该像素的色图。
9.根据权利要求1?8中任一项所述的图像生成装置，其特征在于，所述预定对象物是血管。
10.一种图像生成方法，在三维图像中，使用定义像素值和不透明度的关系的不透明度曲线进行体绘制，从而生成伪三维图像，其特征在于， 从所述三维图像确定表示预定对象物的整个区域， 针对所述确定的整个区域设定基础的不透明度曲线，针对所述确定的整个区域内的至少一部分像素的每一个，取得该像素的附近区域内的像素值的代表值，将使用该取得的代表值对所述设定的基础的不透明度曲线施加变更而成的不透明度曲线设定为在所述体绘制中应用于该像素的不透明度曲线。
11.一种图像生成方法，在三维图像中，使用定义像素值和显示色的关系的色图进行体绘制，从而生成伪三维图像，其特征在于， 从所述三维图像确定表示预定对象物的整个区域， 针对所述确定的整个区域设定基础的色图，针对所述确定的整个区域内的至少一部分像素的每一个，计算该像素的附近区域内的像素值的代表值，将使用该算出的代表值对所述设定的基础的色图施加变更而成的色图设定为在所述体绘制中应用于该像素的色图。
12.—种图像生成程序，其特征在于， 用于使计算机作为下述部件而发挥功能: 图像生成部，在三维图像中，使用定义像素值和不透明度的关系的不透明度曲线进行体绘制，从而生成伪三维图像； 区域确定部，从所述三维图像确定表示预定对象物的整个区域；以及不透明度曲线设定部，针对所述确定的整个区域设定基础的不透明度曲线，并针对所述确定的整个区域内的至少一部分像素的每一个取得该像素的附近区域内的像素值的代表值，将使用该取得的代表值对所述设定的基础的不透明度曲线施加变更而成的不透明度曲线设定为在所述体绘制中应用于该像素的不透明度曲线。
13.一种图像生成程序，其特征在于， 用于使计算机作为下述部件而发挥功能: 图像生成部，在三维图像中，使用定义像素值和显示色的关系的色图进行体绘制，从而生成伪三维图像； 区域确定部，从所述三维图像确定表示预定对象物的整个区域； 色图设定部，针对所述确定的整个区域设定基础的色图，针对所述确定的整个区域内的至少一部分像素的每一个，计算该像素的附近区域内的像素值的代表值，将使用该算出的代表值对所述设定的基础的色图施加变更而成的色图设定为在所述体绘制中应用于该像素的色图。
【文档编号】A61B5/00GK104205172SQ201380014286
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2013年3月13日 优先权日:2012年3月14日
【发明者】桝本润 申请人:富士胶片株式会社