專利名稱：多層體積光線投射中的浮動感興趣體積的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及多層體積光線投射(ray casting)。
背景技術：
多層體積光線投射是建立在標準體積光線投射頂部上的一種先進技術，其支持對于標準體積可視化的各種高效增強，比如切割平面、裁切框、空白空間跳過、沖壓掩模、感興趣體積掩模、嵌入式多平面重建(MPR)以及嵌入式曲線和帶條MPR?；镜南敕ㄊ菍⑺星懊娴拿枋鲎鳛橐粋€或多個感興趣體積(VOI)定義來對待，并且使用硬件加速表面繪制來把這些VOI的邊界模型轉(zhuǎn)換成光線層緩沖區(qū)。各VOI可能具有不同的優(yōu)先級，并且多個VOI可能在三維(3D)空間中重疊。光線層緩沖區(qū)的創(chuàng)建根據(jù)優(yōu)先級解析所述重疊。光線層緩沖區(qū)的每一個像素于是包含光線段集合的信息，其中包括起始位置和材料ID。多層光線投射器隨后根據(jù)材料ID利用適當?shù)目梢暬瘏?shù)繪制每一個光線段。VOI的描述通常涉及兩個部分:1)定義哪些體元屬于該VOI的掩模；以及2)通常把該VOI內(nèi)的區(qū)域與其外部的區(qū)域區(qū)分開的觀看參數(shù)集合。圖1示出了頭部數(shù)據(jù)集內(nèi)部的一個VOI的可視化示例。包含在所述VOI中的體元是利用不同的顏色查找表繪制的。掩模可以被規(guī)定為二元體積，這是因為所述二元體積的每一個體元決定該體元是否屬于所述V0I，或者掩?？梢员灰?guī)定為閉合多邊形網(wǎng)格，其定義掩模內(nèi)部的體元與掩模外部的體元之間的邊界。具有多邊形網(wǎng)格形式的掩模在下文中可以被稱作幾何掩模。多層體積光線投射在可視化幾何掩模方面是特別高效的。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的一個示例性實施例中提供了一種方法，其包括:接收網(wǎng)格的頂點，其中所述網(wǎng)格表示來自原始體積的感興趣體積(V0I);對所述網(wǎng)格施行變換操作，其中所述變換操作變換所述網(wǎng)格的頂點；利用經(jīng)過變換的頂點獲得原始體積的采樣位置；對采樣位置和網(wǎng)格的經(jīng)過變換的頂點施行逆變換；以及對原始體積施行光線投射以便產(chǎn)生圖像，其中所述光線投射使用所述經(jīng)過變換的頂點和所述逆變換的結(jié)果作為輸入。所述變換操作包括平移、旋轉(zhuǎn)、縮放、剪切或鏡像。所述方法還包括:與來自原始體積的其他VOI相比，向所述VOI指派較高優(yōu)先級數(shù)字。

原始體積中的裁剪框或切割平面不會剪除具有較高優(yōu)先級的VOI。所述方法還包括:復制所述網(wǎng)格的頂點以便表示具有相同形狀的第一和第二VOI ;利用全是零的顏色查找表繪制第一 VOI，以使得該第一 VOI表示空白區(qū)域；利用與第二VOI外部的區(qū)域相同的顏色查找表繪制第二 VOI ;對第二 VOI的網(wǎng)格進行變換以使其遠離原始位置和取向移動；以及從第二 VOI的經(jīng)過變換的網(wǎng)格計算被用于繪制第二 VOI的采樣位置，隨后是逆變換，以使得這些采樣位置與從第二 VOI的網(wǎng)格的未經(jīng)變換的型式計算的采樣位置相同。所述方法還包括:復制所述網(wǎng)格的頂點以便表示具有相同形狀的第一和第二VOI ;利用不同于第一 VOI外部的體元的顏色查找表繪制第一 VOI ;利用與第一 VOI相同的顏色查找表繪制第二 VOI ;對第二 VOI的網(wǎng)格進行變換，以使得其遠離原始位置和取向移動；以及從第二 VOI的經(jīng)過變換的網(wǎng)格計算被用于繪制第二 VOI的采樣位置，隨后是逆變換，以使得這些采樣位置與從第二 VOI的網(wǎng)格的未經(jīng)變換的型式計算的采樣位置相同。在本發(fā)明的一個示例性實施例中，提供一種系統(tǒng)，其包括:用于存儲程序的存儲器設備；與所述存儲器設備進行通信的處理器，所述處理器利用所述程序操作用于:接收網(wǎng)格的頂點，其中所述網(wǎng)格表示來自原始體積的VOI ;對所述網(wǎng)格施行變換操作，其中所述變換操作變換所述網(wǎng)格的頂點；利用經(jīng)過變換的頂點獲得原始體積的采樣位置；對采樣位置和網(wǎng)格的經(jīng)過變換的頂點施行逆變換；以及對原始體積施行光線投射以便產(chǎn)生圖像，其中所述光線投射使用所述經(jīng)過變換的頂點和所述逆變換的結(jié)果作為輸入。所述變換操作包括平移、旋轉(zhuǎn)、縮放、剪切或鏡像。所述處理器還利用所述程序操作用于:與來自原始體積的其他VOI相比，向所述VOI指派較高優(yōu)先級數(shù)字。原始體積中的裁剪框或切割平面不會剪除具有較高優(yōu)先級的VOI。所述處理器還利用所述程序操作用于:復制所述網(wǎng)格的頂點以便表示具有相同形狀的第一和第二 VOI ;利用全是零的顏色查找表繪制第一 VOI，以使得該第一 VOI表示空白區(qū)域；利用與第二 VOI外部的區(qū)域相同的顏色查找表來繪制第二 VOI ;對第二 VOI的網(wǎng)格進行變換以使其遠離原始位置和取向移動；以及從第二 VOI的經(jīng)過變換的網(wǎng)格計算被用于繪制第二 VOI的采樣位置，隨后是逆變換，以使得這些采樣位置與從第二 VOI的網(wǎng)格的未經(jīng)變換的型式計算的采樣位置相同。所述處理器還利用所述程序操作用于:復制所述網(wǎng)格的頂點以便表示具有相同形狀的第一和第二 VOI ;利用不同于第一 VOI外部的體元的顏色查找表繪制第一 VOI ;利用與第一 VOI相同的顏色查找表繪制第二 VOI ;對第二 VOI的網(wǎng)格進行變換，以使得其遠離原始位置和取向移動；以及從第二VOI的經(jīng)過變換的網(wǎng)格計算被用于繪制第二VOI的采樣位置，隨后是逆變換，以使得這些采樣位置與從第二 VOI的網(wǎng)格的未經(jīng)變換的型式計算的采樣位置相同。在本發(fā)明的一個示例性實施例中，提供一種計算機程序產(chǎn)品，其包括非瞬時性計算機可讀存儲介質(zhì)，所述非瞬時性計算機可讀存儲介質(zhì)具有以其具體實現(xiàn)的計算機可讀程序代碼，所述計算機可讀程序代碼包括被配置成施行以下步驟的計算機可讀程序代碼:接收網(wǎng)格的頂點，其中所述網(wǎng)格表示來自原始體積的VOI ;對所述網(wǎng)格施行變換操作，其中所述變換操作變換所述網(wǎng)格的頂點；利用經(jīng)過變換的頂點獲得原始體積的采樣位置；對采樣位置和網(wǎng)格的經(jīng)過變換的頂點施行逆變換；以及對原始體積施行光線投射以便產(chǎn)生圖像，其中所述光線投射使用所述經(jīng)過變換的頂點和所述逆變換的結(jié)果作為輸入。所述變換操作包括平移、旋轉(zhuǎn)、縮放、剪切或鏡像。
所述計算機可讀程序代碼還被配置成施行以下步驟:與來自原始體積的其他VOI相比，向所述VOI指派較高優(yōu)先級數(shù)字。原始體積中的裁剪框或切割平面不會剪除具有較高優(yōu)先級的V0I。所述計算機可讀程序代碼還被配置成施行以下步驟:復制所述網(wǎng)格的頂點以便表示具有相同形狀的第一和第二 VOI ;利用全是零的顏色查找表繪制第一 VOI，以使得該第一VOI表示空白區(qū)域；利用與第二 VOI外部的區(qū)域相同的顏色查找表繪制第二 VOI ;對第二VOI的網(wǎng)格進行變換以使其遠離原始位置和取向移動；以及從第二 VOI的經(jīng)過變換的網(wǎng)格計算被用于繪制第二 VOI的采樣位置，隨后是逆變換，以使得這些采樣位置與從第二 VOI的網(wǎng)格的未經(jīng)變換的型式計算的采樣位置相同。所述計算機可讀程序代碼還被配置成施行以下步驟:復制所述網(wǎng)格的頂點以便表示具有相同形狀的第一和第二 VOI ;利用不同于第一 VOI外部的體元的顏色查找表繪制第一 VOI ;利用與第一 VOI相同的顏色查找表繪制第二 VOI ;對第二 VOI的網(wǎng)格進行變換，以使得其遠離原始位置和取向移動；以及從第二 VOI的經(jīng)過變換的網(wǎng)格計算被用于繪制第二VOI的采樣位置，隨后是逆變換，以使得這些采樣位置與從第二 VOI的網(wǎng)格的未經(jīng)變換的型式計算的采樣位置相同。


圖1示出了作為一個示例的感興趣體積(VOI)；
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例的剪掉的VOI ；
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例的克隆VOI ；
圖4示出了繪制靜態(tài)VOI的數(shù)據(jù)流；
圖5示出了移動靜態(tài)VOI ；
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例移動VOI的數(shù)據(jù)流；以及 圖7示出了可以在其中實施本發(fā)明的一個示例性實施例的計算機系統(tǒng)。
具體實施例方式根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例，提供一種對多層體積光線投射的擴展，以使得其支持在下文中被稱作浮動感興趣體積(VOI)的特征。與一旦定義了 VOI就停留在固定位置處的標準VOI相比，可以在三維(3D)空間內(nèi)自由移動浮動V0I。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例的所謂的剪掉的VOI (浮動VOI的一種形式)的兩個示例。在圖2的左側(cè)圖像(a)中，VOI包圍頭頂，并且在圖2的右側(cè)圖像(b)中，VOI包封右頦。這兩個VOI都被遠離其原始位置移動。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例的浮動VOI的另一種使用情況。在圖3的左側(cè)圖像(a)中，常規(guī)VOI利用示出骨骼和血管的傳遞函數(shù)顯示右頦。在圖3的右側(cè)圖像(b)中，相對于垂直平面按照鏡像方式克隆了所述V0I。在多層體積光線投射的先前工作中，每一個幾何掩模都由一個或多個多邊形網(wǎng)格定義。在繪制來自圖像的每一個網(wǎng)格之前，在預處理步驟中對這些網(wǎng)格進行深度剝離；其中通過編碼在光線層緩沖區(qū)中的光柵化生成每一個片段的深度。在光線投射期間，片段的屏幕坐標加上深度被用來重建光線段的起點(或終點)的3D位置。光線段的起點也被映射到體積坐標，以便獲得所述段的采樣位置。對于基于圖形處理單元(GPU)的體積繪制，所述采樣位置基本上是紋理坐標。隨后對于由這些起點和終點對定義的每一個光線段施行光線投射。在這種方案中，3D空間內(nèi)的被定義為頂點的每一個點都停留在固定位置處，并且映射到體積空間內(nèi)的唯一采樣位置。在圖4中示出了數(shù)據(jù)流。舉例來說，如圖4中所示，光線投射403接受兩個三元數(shù)據(jù)集。其中一個是定義光線的起始位置的頂點的集合，例如401。另一個是每一個都唯一地與一個頂點相關聯(lián)的采樣位置或紋理坐標的集合，例如402。采樣位置或紋理坐標對于對應的頂點來指定在哪里對體積數(shù)據(jù)集進行采樣并且使用樣本值來確定頂點的顏色。有可能對VOI的幾何網(wǎng)格應用變換，從而在3D空間內(nèi)移動所述網(wǎng)格。但是對于靜態(tài)V0I，這與再創(chuàng)建所述網(wǎng)格相同。按照這種方式移動VOI就像在數(shù)據(jù)集上移動一個窗口，正如圖5中的圖像序列(a-c)所示出的那樣。顯而易見的是，雖然可以把掩模移動到3D空間內(nèi)的任何位置，但是可見的體元不能處于體積之外。換句話說，光線投射被約束到數(shù)據(jù)集的邊界框。與靜態(tài)VOI相比，對于浮動V0I，可以對網(wǎng)格的頂點應用各種變換，比如平移、旋轉(zhuǎn)、縮放、剪切和鏡像/翻轉(zhuǎn)，而被指派給所述頂點的采樣位置則保留初始值。由于所述采樣位置是在進行中從經(jīng)過變換的頂點計算的，因此在光線投射之前對采樣位置應用逆變換。在圖6中示出了浮動VOI的數(shù)據(jù)流。舉例來說，如圖6中所示，輸入頂點601可以經(jīng)歷任意變換，比如平移、旋轉(zhuǎn)、縮放和鏡像602/603，并且得到經(jīng)過變換的頂點集合604，其被用來定義對應于VOI內(nèi)部的區(qū)域的光線段的經(jīng)過變換的起始位置。經(jīng)過變換的頂點604被用來導出采樣位置或紋理坐標的集合605，在將其用于光線投射607之前對其進行逆變換606。圖6的方法類似于使用未經(jīng)變換的頂點來導出采樣位置而不是經(jīng)過變換的頂點。但是圖6的方法隨后需要存儲原始頂點和經(jīng)過變換的頂點二者。通過使用經(jīng)過變換的頂點來導出采樣位置，可以丟棄原始頂點的拷貝。由于浮動VOI的經(jīng)過變換的頂點可以處于3D空間內(nèi)的任何位置，因此用在光線層緩沖區(qū)生成中的邊界框考慮經(jīng)過變換的頂點。此外，向浮動VOI指派比其他類型的VOI (其中包括裁剪框和切割平面)更高的優(yōu)先級數(shù)字。換句話說，裁剪框或切割平面不會剪除浮動VOI。利用浮動VOI的基本支持，通過下面的步驟圖2中的圖像(a)和(b)所示的剪掉的VOI以及圖3中的圖像(b)所示的克隆VOI是有可能的?；旧蟻碚f，剪掉的VOI或克隆VOI在用于創(chuàng)建光線層緩沖區(qū)的每一趟深度剝離中被繪制兩次，第一次是作為常規(guī)靜態(tài)V0I，而第二次作為浮動V0I。一旦創(chuàng)建了光線層緩沖區(qū)，光線投射就與先前的多層方法相同。對于一趟深度剝離中的剪掉的VOI，采取以下步驟:
1、利用空白顏色查找表將剪掉的VOI作為靜態(tài)VOI對待，這與沖壓掩模相同；
2、利用對網(wǎng)格的所有頂點應用的變換將剪掉的VOI作為浮動VOI對待。向浮動VOI指派與剪掉的VOI所排除的其他部分相同的傳遞函數(shù)。所述變換包括以下這些選項:平移、旋轉(zhuǎn)、縮放、剪切以及鏡像。所有這些變換的組合由4乘4矩陣表示。
在光線投射期間，對從浮動VOI導出的所有采樣位置應用步驟2中的逆變換矩陣。按照類似的方式實施克隆V0I。與剪掉的VOI的不同之處在于，在步驟I和2 二者中，向靜態(tài)VOI和浮動VOI指派相同的傳遞函數(shù)，其通?？梢耘c所述體積的其他部分區(qū)分。在圖3中，所述傳遞函數(shù)是使血管和骨骼可視化的傳遞函數(shù)。由于浮動VOI具有比其他類型的VOI更高的優(yōu)先級，因此在其中浮動VOI與非浮動VOI重疊的任何區(qū)域內(nèi)，浮動VOI都獲勝。換句話說，浮動VOI覆寫(overwrite)任何非浮動V0I。舉例來說，在圖2的左側(cè)圖像(a)中，浮動VOI與步驟I中內(nèi)部插入的靜態(tài)沖壓VOI部分地重疊，并且所有這些重疊區(qū)域都被作為浮動VOI對待。在圖3的右側(cè)圖像(b)中，鏡像浮動VOI覆寫左頦中的區(qū)域。如本領域技術人員將認識到的那樣，本發(fā)明的各方面可以被具體實現(xiàn)為一種系統(tǒng)、方法或計算機程序產(chǎn)品。相應地，本發(fā)明的各方面可以采取以下形式:全硬件實施例，全軟件實施例(包括固件、駐留軟件、微代碼等等)，或者組合在這里可以全部被通稱為“電路”、“模塊”或“系統(tǒng)”的軟件和硬件方面的實施例。此外，本發(fā)明的各方面可以采取在一項或多項計算機可讀介質(zhì)中具體實現(xiàn)的計算機程序產(chǎn)品的形式，在所述一項或多項計算機可讀介質(zhì)上具體實現(xiàn)了計算機可讀程序代碼?？梢岳靡豁椈蚨囗椨嬎銠C可讀介質(zhì)的任何組合。所述計算機可讀介質(zhì)可以是計算機可讀信號介質(zhì)或計算機可讀存儲介質(zhì)。計算機可讀存儲介質(zhì)例如可以是例如(但不限于)電子、磁性、光學、電磁、紅外或者半導體系統(tǒng)、裝置或設備，或者前述各項的任何適當組合。計算機可讀存儲介質(zhì)的更加具體的示例(非窮舉列表)將包括以下各項:具有一條或多條導線的電連接，便攜式計算機磁盤，硬盤，隨機存取存儲器(RAM)，只讀存儲器(ROM)，可擦寫可編程只讀存儲器(EPR0M或閃速存儲器)，光纖，便攜式緊致盤只讀存儲器(CD-ROM)，光學存儲設備，磁性存儲設備，或者前述各項的任何適當組合。在本文獻的上下文中，計算機可讀存儲介質(zhì)可以是能夠包含或存儲由指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設備使用或者與之相結(jié)合地使用的程序的任何有形介質(zhì)。計算機可讀信號介質(zhì)可以包括具有其中例如在基帶中或者作為載波的一部分具體實現(xiàn)的計算機可讀程序代碼的所傳播數(shù)據(jù)信號。這樣的所傳播信號可以采取多種形式中的任何形式，包括(但不限于)電磁、光學或者其任何適當組合。計算機可讀信號介質(zhì)可以是并非計算機可讀存儲介質(zhì)并且能夠傳送、傳播或傳輸由指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設備使用或者與之相結(jié)合地使用的程序。具體實現(xiàn)在計算機可讀介質(zhì)上的程序代碼可以利用任何適當介質(zhì)來傳送，包括(但不限于)無線、有線、光纖線纜、射頻(RF)等等或者前述各項的任何適當組合。用于實施本發(fā)明的各方面的操作的計算機程序代碼可以用一種或多種編程語言的任何組合來編寫，所述編程語目包括面向?qū)ο蟮木幊陶Z目，比如Java、Smalltalk、C++等等，以及傳統(tǒng)的過程化編程語言，比如“C”編程語言或類似的編程語言。所述程序代碼可以完全在用戶的計算機上執(zhí)行，部分地在用戶的計算機上執(zhí)行，作為獨立軟件包執(zhí)行，部分地在用戶的計算機上并且部分地在遠程計算機上執(zhí)行，或者完全在遠程計算機或服務器上執(zhí)行。在后一種情況下，所述遠程計算機可以通過任何類型的網(wǎng)絡連接到用戶的計算機，包括局域網(wǎng)(LAN)或廣域網(wǎng)(WAN)，或者可以被制成去到外部計算機的連接(例如利用互聯(lián)網(wǎng)服務提供商通過因特網(wǎng))。
本發(fā)明的各方面是參照根據(jù)本發(fā)明的實施例的方法、裝置(系統(tǒng))和計算機程序產(chǎn)品的流程圖和/或方框圖來描述的。應當理解的是，所述流程圖和/或方框圖的每一個方框以及流程圖和/或方框圖中的方框組合可以通過計算機程序指令來實施。這些計算機程序指令可以被提供到通用計算機、專用計算機或者其他可編程數(shù)據(jù)處理裝置的處理器以便產(chǎn)生一種機器，使得通過所述計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理裝置的處理器執(zhí)行的指令創(chuàng)建用于實施在所述流程圖和/或方框圖的一個或多個方框中指定的功能/動作。這些計算機程序指令也可以被存儲在計算機可讀介質(zhì)中，其可以指導計算機、其他可編程數(shù)據(jù)處理裝置或者其他設備按照特定方式運作，以使得存儲在計算機可讀介質(zhì)中的指令產(chǎn)生包括實施在流程圖和/或方框圖的一個或多個方框中指定的功能/動作的指令的制品或廣品。所述計算機程序指令還可以被加載到計算機、其他可編程數(shù)據(jù)處理裝置或其他設備上，以便使得在所述計算機、其他可編程裝置或其他設備上施行一系列操作步驟，從而產(chǎn)生計算機實施的過程，以使得在計算機或其他可編程裝置上執(zhí)行的指令提供用于實施在流程圖和/或方框圖的一個或多個方框中指定的功能/動作的過程?，F(xiàn)在參照圖7，根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例，計算機系統(tǒng)701可以特別包括中央處理單元(CPU) 702、存儲器703以及輸入/輸出(I/O)接口 704。計算機系統(tǒng)701通常通過I/O接口 704耦合到顯示器705以及諸如鼠標和鍵盤之類的各種輸入設備706。所述支持電路可以包括諸如高速緩沖存儲器、電源、時鐘電路以及通信總線之類的電路。存儲器703可以包括RAM、ROM、硬盤驅(qū)動器、磁帶驅(qū)動器等等或其組合。本發(fā)明的示例性實施例可以被實施為例程707，其被存儲在存儲器703 (例如非瞬時性計算機可讀存儲介質(zhì))中并且由CPU 702執(zhí)行以便處理來自信號源708的信號。因此，計算機系統(tǒng)701是在執(zhí)行本發(fā)明的例程707時變?yōu)閷Ｓ糜嬎銠C系統(tǒng)的通用計算機系統(tǒng)。計算機系統(tǒng)701還包括操作系統(tǒng)和微指令代碼。這里所描述的各種過程和功能可以是通過操作系統(tǒng)執(zhí)行的微指令代碼的一部分或者應用程序的一部分(或者其組合)。此夕卜，各種其他外圍設備可以連接到計算機系統(tǒng)701，比如附加的數(shù)據(jù)存儲設備和打印設備。圖中的流程圖和方框圖示出了根據(jù)本發(fā)明的各種實施例的系統(tǒng)、方法和計算機程序產(chǎn)品的可能實施方式的體系結(jié)構(gòu)、功能和操作。在這方面，流程圖或方框圖中的每一個方框可以表示一個代碼的模塊、段或部分，其包括用于實施所指定的(一個或多個)邏輯功能的一條或多條可執(zhí)行指令。還應當提到的是，在一些替換實施方式中，在所述方框中提到的功能可以按照附圖中提到的順序之外的順序發(fā)生。舉例來說，相繼示出的兩個方框可以實際上被基本上同時執(zhí)行，或者有時可以按照相反的順序執(zhí)行各個方框，這取決于所涉及的功能。還應當提到的是，方框圖和/或流程圖中的每一個方框以及方框圖和/或流程圖中的各個方框的組合可以由施行指定功能或動作的基于專用硬件的系統(tǒng)或者專用硬件與計算機指令的組合來實施。這里所使用的術語目的僅僅在于描述特定實施例，而不意圖限制本發(fā)明。除非上下文明確另有所指，否則這里所使用的單數(shù)形式“一”、“一個”和“這個”也意圖包括復數(shù)形式。還應當理解的是，當在本說明書中使用術語“包括”和/或“包含”時，它們指定所述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或組件的存在，而不排除存在或添加一個或多個其他特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、組件和/或其組。
下面的權利要求書中的所有裝置或步驟加上功能元件的對應結(jié)構(gòu)、材料、步驟和等效方案意圖包括與具體要求保護的其他保護要素相組合地施行所述功能的任何結(jié)構(gòu)、材料或動作。本發(fā)明的描述是出于說明和描述的目的給出的，而不意圖是窮舉性的或者將本發(fā)明限制到所公開的形式。在不背離本發(fā)明的范圍和精神的情況下，本領域普通技術人員將會想到許多修改和變型。所選擇并描述的實施例是為了最佳地解釋本發(fā)明的原理和實際應用，并且允許本領域其它普通技術人員理解本發(fā)明的具有適合于所預期的具體用途的各種修改的各種實施例。
權利要求
1.一種方法，包括: 接收網(wǎng)格的頂點，其中所述網(wǎng)格表示來自原始體積的感興趣體積(VOI); 對所述網(wǎng)格施行變換操作，其中所述變換操作變換所述網(wǎng)格的頂點； 利用經(jīng)過變換的頂點獲得原始體積的采樣位置； 對采樣位置和網(wǎng)格的經(jīng)過變換的頂點施行逆變換；以及 對原始體積施行光線投射以便產(chǎn)生圖像，其中所述光線投射使用所述經(jīng)過變換的頂點和所述逆變換的結(jié)果作為輸入。
2.權利要求1的方法，其中，所述變換操作包括平移、旋轉(zhuǎn)、縮放、剪切或鏡像。
3.權利要求1的方法，還包括:與來自原始體積的其他VOI相比，向所述VOI指派較高優(yōu)先級數(shù)字。
4.權利要求3的方法，其中，原始體積中的裁剪框或切割平面不會剪除具有較高優(yōu)先級的VOI。
5.權利要求1的方法，還包括: 復制所述網(wǎng)格的頂點以便表示具有相同形狀的第一和第二 VOI ； 利用全是零的顏色查找表繪制第一 VOI，以使得第一 VOI表示空白區(qū)域； 利用與第二 VOI外部的區(qū)域相同的顏色查找表繪制第二 VOI ； 對第二 VOI的網(wǎng)格進行變換，以使得其遠離原始位置和取向移動；以及從第二 VOI的經(jīng)過變換的網(wǎng)格計算被用于繪制第二 VOI的采樣位置，隨后是逆變換，以使得這些采樣位置與從第二 VOI的網(wǎng)格的未經(jīng)變換的型式計算的采樣位置相同。
6.權利要求1的方法，還包括: 復制所述網(wǎng)格的頂點以便表示具有相同形狀的第一和第二 VOI ； 利用不同于第一 VOI外部的體元的顏色查找表繪制第一 VOI ； 利用與第一 VOI相同的顏色查找表繪制第二 VOI ； 對第二 VOI的網(wǎng)格進行變換，以使得其遠離原始位置和取向移動；以及從第二 VOI的經(jīng)過變換的網(wǎng)格計算被用于繪制第二 VOI的采樣位置，隨后是逆變換，以使得這些采樣位置與從第二 VOI的網(wǎng)格的未經(jīng)變換的型式計算的采樣位置相同。
7.一種系統(tǒng),包括: 用于存儲程序的存儲器設備； 與所述存儲器設備進行通信的處理器，所述處理器利用所述程序操作用于: 接收網(wǎng)格的頂點，其中所述網(wǎng)格表示來自原始體積的感興趣體積(VOI); 對所述網(wǎng)格施行變換操作，其中所述變換操作變換所述網(wǎng)格的頂點； 利用經(jīng)過變換的頂點獲得原始體積的采樣位置； 對采樣位置和網(wǎng)格的經(jīng)過變換的頂點施行逆變換；以及 對原始體積施行光線投射以便產(chǎn)生圖像，其中所述光線投射使用所述經(jīng)過變換的頂點和所述逆變換的結(jié)果作為輸入。
8.權利要求7的系統(tǒng)，其中，所述變換操作包括平移、旋轉(zhuǎn)、縮放、剪切或鏡像。
9.權利要求7的系統(tǒng)，其中，所述處理器還利用所述程序操作用于:與來自原始體積的其他VOI相比，向所述VOI指派較高優(yōu)先級數(shù)字。
10.權利要求9的系統(tǒng)，其中，原始體積中的裁剪框或切割平面不會剪除具有較高優(yōu)先級的VOI。
11.權利要求7的系統(tǒng)，其中，所述處理器還利用所述程序操作用于: 復制所述網(wǎng)格的頂點以便表示具有相同形狀的第一和第二 VOI ； 利用全是零的顏色查找表繪制第一 VOI，以使得第一 VOI表示空白區(qū)域； 利用與第二 VOI外部的區(qū)域相同的顏色查找表繪制第二 VOI ； 對第二 VOI的網(wǎng)格進行變換，以使得其遠離原始位置和取向移動；以及從第二 VOI的經(jīng)過變換的網(wǎng)格計算被用于繪制第二 VOI的采樣位置，隨后是逆變換，以使得這些采樣位置與從第二 VOI的網(wǎng)格的未經(jīng)變換的型式計算的采樣位置相同。
12.權利要求7的系統(tǒng)，其中，所述處理器還利用所述程序操作用于: 復制所述網(wǎng)格的頂點以便表示具有相同形狀的第一和第二 VOI ； 利用不同于第一 VOI外部的體元的顏色查找表繪制第一 VOI ； 利用與第一 VOI相同的顏色查找表繪制第二 VOI ； 對第二 VOI的網(wǎng)格進行變換，以使得其遠離原始位置和取向移動；以及從第二 VOI的經(jīng)過變換的網(wǎng)格計算被用于繪制第二 VOI的采樣位置，隨后是逆變換，以使得這些采樣位置與從第二 VOI的網(wǎng)格的未經(jīng)變換的型式計算的采樣位置相同。
13.一種計算機程序產(chǎn)品，包括: 非瞬時性計算機可讀存儲介質(zhì)，所述非瞬時性計算機可讀存儲介質(zhì)具有以其具體實現(xiàn)的計算機可讀程序代碼，所述計算機可讀程序代碼包括被配置成施行以下步驟的計算機可讀程序代碼: 接收網(wǎng)格的頂點，其中所述網(wǎng)格表示來自原始體積的感興趣體積(VOI); 對所述網(wǎng)格施行變換操作，其中所述變換操作變換所述網(wǎng)格的頂點； 利用經(jīng)過變換的頂點獲得原始體積的采樣位置； 對采樣位置和網(wǎng)格的經(jīng)過變換的頂點施行逆變換；以及 對原始體積施行光線投射以便產(chǎn)生圖像，其中所述光線投射使用所述經(jīng)過變換的頂點和所述逆變換的結(jié)果作為輸入。
14.權利要求13的計算機程序產(chǎn)品，其中，所述變換操作包括平移、旋轉(zhuǎn)、縮放、剪切或鏡像。
15.權利要求13的計算機程序產(chǎn)品，其中，所述計算機可讀程序代碼還被配置成施行以下步驟:與來自原始體積的其他VOI相比，向所述VOI指派較高優(yōu)先級數(shù)字。
16.權利要求15的計算機程序產(chǎn)品，其中，原始體積中的裁剪框或切割平面不會剪除具有較高優(yōu)先級的VOI。
17.權利要求13的計算機程序產(chǎn)品，其中，所述計算機可讀程序代碼還被配置成施行以下步驟: 復制所述網(wǎng)格的頂點以便表示具有相同形狀的第一和第二 VOI ； 利用全是零的顏色查找表繪制第一 VOI，以使得第一 VOI表示空白區(qū)域； 利用與第二 VOI外部的區(qū)域相同的顏色查找表繪制第二 VOI ； 對第二 VOI的網(wǎng)格進行變換，以使得其遠離原始位置和取向移動；以及從第二 VOI的經(jīng)過變換的網(wǎng)格計算被用于繪制第二 VOI的采樣位置，隨后是逆變換，以使得這些采樣位置與從第二 VOI的網(wǎng)格的未經(jīng)變換的型式計算的采樣位置相同。
18.權利要求13的計算機程序產(chǎn)品，其中，所述計算機可讀程序代碼還被配置成施行以下步驟: 復制所述網(wǎng)格的頂點以便表示具有相同形狀的第一和第二 VOI ； 利用不同于第一 VOI外部的體元的顏色查找表繪制第一 VOI ； 利用與第一 VOI相同的顏色查找表繪制第二 VOI ； 對第二 VOI的網(wǎng)格進行變換，以使得其遠離原始位置和取向移動；以及從第二 VOI的經(jīng)過變換的網(wǎng)格計算被用于繪制第二 VOI的采樣位置，隨后是逆變換，以使得這些采樣位置與從第二 VOI的網(wǎng)格的未經(jīng)變換的型式計算的采樣位置相同。
全文摘要
本發(fā)明涉及多層體積光線投射中的浮動感興趣體積。一種方法，其包括接收網(wǎng)格的頂點(601)，其中所述網(wǎng)格表示來自原始體積的感興趣體積(VOI)；對所述網(wǎng)格施行變換操作(602/603)，其中所述變換操作變換所述網(wǎng)格的頂點；利用經(jīng)過變換的頂點獲得原始體積的采樣位置(604/605)；對采樣位置和網(wǎng)格的經(jīng)過變換的頂點施行逆變換(606)；以及對原始體積施行光線投射以便產(chǎn)生圖像(607)，其中所述光線投射使用所述經(jīng)過變換的頂點和所述逆變換的結(jié)果作為輸入。
文檔編號G06T17/30GK103150749SQ201210283919
公開日2013年6月12日 申請日期2012年8月10日 優(yōu)先權日2011年8月11日
發(fā)明者李維 申請人:西門子公司