图像处理装置、图像处理方法、及图像文件的数据结构制造方法及图纸

在图像处理装置(20)中，图像数据生成部(30)的传感器输出数据取得部(42)从传感器组(12)取得层叠图像信息的数据。切片图像生成部(44)针对取得了分布的各切片平面分别生成二维图像数据。图像轴变换部(50)针对垂直于与传感器轴不同的轴的多个平面，生成同样的二维图像数据。显示处理部(32)的切片图像管理部(52)根据视点的位置等管理用于描绘的切片图像。描绘用存储器(56)依次存储描绘所需的图像数据。附加对象图像存储部(58)存储光标等要附加显示的对象的图像数据。图像描绘部(54)使用切片图像数据描绘三维对象。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】图像处理装置、图像处理方法、及图像文件的数据结构
本专利技术涉及将对象物的信息可视化为图像的图像处理装置、及该装置所采用的图像处理方法。
技术介绍
作为利用电子束、X射线、磁场等取得对象物的剖面形状或内容物的信息的技术，透射电子显微镜、CT (Computed Tomography:计算机断层扫描技术)、MRI (MagnaticResonance Image:核磁共振技术)等已被实用化。在该技术中，通过沿垂直于剖面的轴的方向取得对象物的各剖面的信息，而能将之保持为对象物整体的层叠图像信息。层叠图像信息不限定于通过如上文所述那样的较大规模的装置而获得的结果，还能通过利用了可视光或激光等的剖面形状计测装置等来获得。
技术实现思路
〔专利技术所要解决的课题〕由于在如上述那样的技术中所获得的信息是由构成剖面的二维平面和垂直于它的轴构成的三维空间内的信息，故难以将它可视化为一般的二维图像，使得能容易理解它。可以考虑最简单地，一边变换轴方向的位置一边显示剖面的二维信息，但此时难以掌握轴方向上的对象物的大小和位置。此外，针对各体素(Voxel)分别取得数据，来进行体绘制(volume rendering)的方法也已被实用化,但存在数据的取得、存储、图像描绘所需的资源和处理负荷增大、并且数据加工和操作的自由度较低这样的问题。本专利技术是鉴于这样的课题而研发的，其目的在于提供一种能容易地将层叠图像信息可视化的图像处理技术。〔用于解决课题的手段〕本专利技术的一个方案涉及图像处理装置。该图像处理装置的特征在于，包括:数据取得部，取得在预定轴上的不同位置以相同角度交叉的多个切片面上所获得的值分布信息；切片图像生成部，通过基于切片面上的各位置的值而决定包含α值的像素值，来针对各切片面分别生成将分布信息表现为图像的切片图像；以及图像描绘部，将切片图像排列于轴上的对应位置，并根据被输入的视点位置进行α混合描绘，由此将由多个切片面构成的三维空间显示为三维对象。在此，“切片面上所获得的值”可以是由传感器等实际计测到的值或将该计测值进行某种运算后的值，也可以是通过CAD (Computer Aided Design:计算机辅助设计)或游戏等算出的计算值。因此，“切片面”可以是实际空间中的平面或曲面、或者虚拟空间中的平面或曲线的任意一者。本专利技术的另一方案也涉及图像处理装置。该图像处理装置的特征在于，包括:切片图像存储部，存储将分布信息表现为图像的切片图像数据，该分布信息是在预定轴上的不同位置以相同角度交叉的多个切片面上所获得的值的分布信息，所述切片图像数据是通过针对该分布信息，基于切片面上的各位置的值，决定包含α值的像素值而生成的；切片图像管理部，根据所被输入的视点位置，将切片图像的数据从切片图像存储部载入到描绘用存储器；以及图像描绘部，与切片图像管理部的载入处理并行地、按被载入到描绘用存储器的顺序，将切片图像排列于轴上的对应位置，并进行α混合描绘，由此将由多个切片面构成的三维空间显示为三维对象。本专利技术的另一个方案涉及图像处理方法。该图像处理方法的特征在于，包括:在图像处理装置中，取得在预定轴上的不同位置以相同角度交叉的多个切片面上所获得的值的分布信息的步骤；针对各切片面，分别基于切片面上的各位置的值，决定包含α值的像素值，由此生成将分布信息表现为图像的切片图像的数据的步骤；以及将各切片图像排列于轴上的对应位置，并根据从输入装置输入来的视点位置进行α混合描绘，由此使由多个切片面构成的三维空间作为三维对象而显示于显示装置的步骤。本专利技术的另一方案涉及图像文件的数据结构。该图像文件的数据结构是使将分布信息表现为图像的切片图像的数据与轴的方向和轴上的位置建立对应的图像文件数据结构，所述分布信息是在预定轴上的不同位置以相同角度交叉的多个切片面上所获得的值的分布信息，所述切片图像数据是通过针对该分布信息，基于切片面上的各位置的值决定包含α值的像素值而生成的；在图像处理装置中，该图像文件为如下目的而被载入存储器:将切片图像排列于轴上的对应位置、并根据所被输入的视点位置进行α混合描绘，由此使由多个切片面构成的三维空间作为三维对象而显示于显示装置。此外，将以上构成要素的任意组合、本专利技术的表现形式在方法、装置、系统、计算机程序等间变换后的实施方式，作为本专利技术的方案也是有效的。〔专利技术效果〕根据本专利技术，能容易、且以较低的资源成本将层叠图像信息可视化为用户所希望的形式。【附图说明】图1是表示能适用本实施方式的图像处理技术的图像处理系统的构成例的图。图2是示意性地表示在本实施方式中传感器组所计测到的结果、图像处理装置所取得的信息的形态。图3是表示在本实施方式中由图像处理装置生成并由显示装置显示的图像的例子的图。图4是详细表示本实施方式中的图像处理装置的结构的图。图5是表示本实施方式中的图像数据生成部生成切片图像的数据的处理步骤的流程图。图6是表示在图5的S12中，决定切片图像的α值的方法的例子的图。图7是表示在图5的S12中，决定切片图像的α值的方法的另一例子的图。图8是用于说明在本实施方式的α值设定时，抑制噪声产生的方法的图。图9是表示在本实施方式中，显示处理部进行三维对象显示处理的处理步骤的流程图。图10是示意性地表示在图9的S40中、图像描绘部进行α混合描绘的情况的图。图11是表示在本实施方式中，求取屏幕上的点的RGB值的处理步骤的流程图。图12是用于说明在图9的S34中、切片图像管理部根据视点决定所需的切片图像的数据的处理的图。图13是用于说明在本实施方式中，决定用于切换切片图像的边界线的角度的方法的例子的图。图14是用于说明在本实施方式中，描绘三维对象的另一方法的图。图15是示意性地表示在本实施方式中，首先描绘附加对象，再描绘三维对象的处理步骤的图。图16是示意性地表示在本实施方式中，描绘附加对象的另一方法的处理步骤的图。图17是示意性地表示在本实施方式中，将三维对象显示为动图像时的切片图像数据的读取步骤的图。图18是示意性地表示在本实施方式中，计测针对部分圆筒状的曲面或部分球面的分布时的切片图像的形状的图。【具体实施方式】图1表示能适用本实施方式的图像处理技术的图像处理系统的构成例。图像处理系统10包括:N个传感器组12，由分别进行预定计测的传感器12 —1、12 —2、…12 —N构成；图像处理装置20，从各传感器取得计测结果，并将之可视化；输入装置15，用于用户进行向图像处理装置20的指示输入；以及显示装置14，显示图像处理装置20所生成的图像。可以用有线电缆连接图像处理装置20、传感器组12及显示装置14，也可以通过无线LAN(Local Area Network:局域网)等将之无线连接起来。还可以组合传感器组12、图像处理装置20、显示装置14的任意两者或它们全部，一体地装备它们。此外，如后文所述那样图像处理装置20所进行的处理分为基于计测结果生成作为基础的二维图像数据的阶段和基于二维图像数据生成显示图像的阶段，由于能独立进行它们，故可以不同时连接图像处理装置20、传感器组12、显示装置14。显示装置14可以是液晶显示器或等离子显示器等单体显示图像的装置，也可以是将图像进行投影的投影器和屏幕这一组合等。N个传感器12 — 1、12 — 2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像处理装置，其特征在于，包括：数据取得部，取得在预定轴上的不同位置以相同角度交叉的多个切片面上所获得的值分布信息，切片图像生成部，通过基于上述切片面上的各位置的值而决定包含α值的像素值，来针对各上述切片面分别生成将上述分布信息表现为图像的切片图像，以及图像描绘部，将上述切片图像排列于上述轴上的对应位置，并根据被输入的视点位置进行α混合描绘，由此将由上述多个切片面构成的三维空间显示为三维对象。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.11.10 JP 2011-2462791.一种图像处理装置，其特征在于，包括: 数据取得部，取得在预定轴上的不同位置以相同角度交叉的多个切片面上所获得的值分布信息， 切片图像生成部，通过基于上述切片面上的各位置的值而决定包含α值的像素值，来针对各上述切片面分别生成将上述分布信息表现为图像的切片图像，以及 图像描绘部，将上述切片图像排列于上述轴上的对应位置，并根据被输入的视点位置进行α混合描绘，由此将由上述多个切片面构成的三维空间显示为三维对象。2.如权利要求1所述的图像处理装置，其特征在于， 上述切片图像生成部还从上述分布信息中抽取出相对于与所述预定轴方向不同的轴成预定角度且位置不同的多个面上的各位置的值，由此针对各该面分别生成上述切片图像； 上述图像描绘部根据视点位置切换所使用的切片图像的轴。3.如权利要求1或2所述的图像处理装置，其特征在于， 上述数据取得部取得多种值的分布信息； 上述切片图像生成部基于上述各位置的上述多种值中的至少一者与预定阈值的大小关系，按照规定的规则决定该位置的α值。4.如权利要求1或2所述的图像处理装置，其特征在于， 上述数据取得部取得多种值的分布信息； 上述切片图像生成部将针对上述各位置的上述多种值的组合所预先设定的α值决定为该位置的α值。5.如权利要求1至4的任意一项所述的图像处理装置，其特征在于， 还包括切片图像管理部，根据视点与上述三维对象的距离的缩短，对在上述排列中相邻的上述切片图像的对应像素的像素值进行插值，生成新的切片图像，由此在切片图像间进行插值。6.如权利要求1、3至5的任意一项所述的图像处理装置，其特征在于， 上述图像描绘部将针对以预定角度交叉的3个方向的轴的上述切片图像同时进行排列，并按由各切片图像的面所划分出的立体单位、按距视点由远到进的顺序进行α混合描绘，由此显示上述三维对象。7.如权利要求1至6的任意一项所述的图像处理装置，其特征在于， 上述图像描绘部在根据视点位置而确定的上述三维对象内部的空间描绘所预先准备的附加对象后，通过α混合描绘来描绘上述三维对象。8.如权利要求1至6的任意一项所述的图像处理装置，其特征在于， 上述图像描绘部通过用被排列后的切片图像面分割所预先准备的附加对象的模型，来生成该附加对象的描绘单位，并在描绘夹着一个描绘单位的切片图像中的一者后，先描绘该描绘单位再描绘另一切片图像，由此来将上述附加对象描绘于上述三维对象的内部。9.如权利要求1至8的任意一项所述的图像处理装置，其特征在于， 上述图像描绘部描绘针对具有预定位置关系的多个视点的多个上述三维对象，并同时或依次进行显示，由此使该三维对象立体视觉化。10.如权利要求1所述的图像处理装置，其特征在于，上述数据取得部取得与多个轴对应的多个上述分布信息； 上述切片图像生成部按照针对该多个轴的上述多个切片面，分别生成切片图像； ...

【专利技术属性】
技术研发人员：冈正昭，世古悟，冈本好喜，原雅明，
申请(专利权)人：索尼公司，索尼电脑娱乐公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP