The invention relates to a method for interactive editing of segmentation results of volume data, belonging to the field of digital medical technology. Including: triangular mesh model generation and surface rendering for edited volume data segmentation results; volume rendering for volume data; mixing volume rendering and surface rendering results to get a unified view; recording user mouse interaction to get stroke lines, using ray projection method to obtain the intersection of extended surface and volume data to get cross-sectional mesh and display volume data gray level; cross-sectional mesh and surface rendering for volume data; The intersecting lines are obtained by intersecting the meshes of the segmentation results; the cross-section meshes and intersecting lines are planarized, and the intersecting lines are edited interactively on the obtained two-dimensional view; the triangular mesh optimization model based on volume data gradient is established, and the objective function is decomposed and optimized iteratively according to the intersecting line editing results, and the optimized triangular mesh vertex coordinates are obtained, that is, the interactive editing. Result. This method improves the accuracy of volume data segmentation and interactive editing.
【技术实现步骤摘要】
一种对体数据的分割结果进行人机交互编辑的方法
本专利技术涉及一种对体数据的分割结果进行人机交互编辑的方法,属于数字化医疗
技术介绍
在数字化医疗的过程中,通过CT、MRI等诊疗手段获取病人的体数据,需要通过体数据分割技术获取目标区域,有助于进行进一步的分析与诊断。由于医学体数据的复杂性,现有的体数据自动分割技术普适性较差,分割结果通常存在问题,需要使用人机交互技术对分割结果进行进一步的编辑。然而对于三维体数据进行数字化的人机交互编辑是较为困难的,现有的技术不能较好地解决三维人机交互面临的自由度高、交互精度差等问题。为了高效地对体数据分割结果进行编辑,需要设计良好的交互方法。已有的Seg3D等软件采用的交互体数据分割方法,该方法中交互方式为,用户在体数据的二维切片上使用笔刷标记出分割目标。为了完成分割任务,需要标记大量二维切片,交互效率较低。或借助软件提供的自动分割方法,得到的分割结果可能存在一定的误差。已有的基于网格编辑的交互体数据分割方法,将分割结果以三角网格模型的形式进行表示,通过用户交互构建三角网格模型完成分割目的,或交互编辑网格形状来对分割结果进行编辑。该方法在网格形状计算过程中没有充分考虑体数据信息,对用户交互的依赖较强,可能需要额外的交互次数来保证得到较好的分割结果。已有的TurtleSeg等软件采用的基于轮廓编辑的体数据分割方法,该方法对体数据选取一个平面切片,用户在切片上标出分割目标的轮廓线,作为网格生成的约束条件。通过对多条轮廓线标记得到的结果进行曲面重建得到分割结果的网格模型。该方法在精度及效率上存在不足,需要标记较多的轮廓以 ...
【技术保护点】
1.一种对体数据的分割结果进行人机交互编辑的方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:(1)从计算机中读取以二值数据形式存储的体数据的分割结果,使用立方体步进法方法,对分割结果进行等值面提取,得到分割结果的三角网格模型M0,三角网格模型M0表示分割目标的形状和体积特征,立方体步进方法中的提取等值面的目标值为0.5,将上述三角网格模型M0以顶点坐标和三角面片索引的方式进行存储;采用图形处理单元光栅化方法对该三角网格模型M0进行面绘制,并记录三角网格中各面片所在位置的体数据坐标;(2)从计算机中读取与上述步骤(1)的分割结果相对应的体数据,根据观察者位置,使用光线投射方法,分别从与每个计算机屏幕像素对应的空间位置,对体数据进行体绘制,即沿视线方向,向体数据发出射线,得到投射光线,根据上述步骤(1)的三角网格中各面片所在位置的体数据坐标,对投射到体数据上的光线进行判断,若光线投射到上述步骤(1)中的三角网格面片上,则结束光线投射,若光线未投射到面片上,则投射光线与体数据相交,得到相交线段,在该相交线段上等距获取多个采样点,读取采样点处的体数据灰度值,沿光线投射方向进行体数据灰度值的累加,得到投射 ...
【技术特征摘要】
1.一种对体数据的分割结果进行人机交互编辑的方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:(1)从计算机中读取以二值数据形式存储的体数据的分割结果,使用立方体步进法方法,对分割结果进行等值面提取,得到分割结果的三角网格模型M0,三角网格模型M0表示分割目标的形状和体积特征,立方体步进方法中的提取等值面的目标值为0.5,将上述三角网格模型M0以顶点坐标和三角面片索引的方式进行存储;采用图形处理单元光栅化方法对该三角网格模型M0进行面绘制,并记录三角网格中各面片所在位置的体数据坐标;(2)从计算机中读取与上述步骤(1)的分割结果相对应的体数据,根据观察者位置,使用光线投射方法,分别从与每个计算机屏幕像素对应的空间位置,对体数据进行体绘制,即沿视线方向,向体数据发出射线,得到投射光线,根据上述步骤(1)的三角网格中各面片所在位置的体数据坐标,对投射到体数据上的光线进行判断,若光线投射到上述步骤(1)中的三角网格面片上,则结束光线投射,若光线未投射到面片上,则投射光线与体数据相交,得到相交线段,在该相交线段上等距获取多个采样点,读取采样点处的体数据灰度值,沿光线投射方向进行体数据灰度值的累加,得到投射光线在体数据中传播过程中积累的亮度值,根据该亮度值得到每个屏幕像素的颜色值,得到体绘制的二维图像;(3)在同一视图中,采用透明度混合方法,对上述步骤(1)的面绘制二维图像和上述步骤(2)的体绘制二维图像进行混合,得到统一显示图像;(4)在上述步骤(3)的统一显示图像中,记录用户进行鼠标交互的笔触线,将该笔触线以屏幕像素的坐标点序列形式进行存储,笔触线中每两个坐标点依次相连形成折线段,使用上述步骤(2)中的光线投射方法,沿观察者视线方向,从该折线段上与所有点相对应的屏幕像素,向屏幕内部方向延伸得到多个平行射线,多个平行射线与上述步骤(2)的体数据相交得到多个平行线段,相邻两条平行线段组成一个四边形,将该四边形根据上述笔触线坐标点序列顺序连接,得到一个延伸面,该延伸面以三角网格的形式进行存储,记为截面网格MS,使该截面网格MS与体数据相交,并根据该截面网格MS的网格顶点坐标得到相应的体数据坐标,进而得到体数据的灰度,并在该截面网格MS上显示体数据的灰度;(5)在步骤(4)中得到的截面网格MS与步骤(1)的三角网格模型M0中各取一个三角面片,对与两个三角面片相对应的两个三角形进行空间相交测试,得到相交的两个三角形在空间相交的交线段的两个端点的三维空间坐标和重心坐标,遍历两个三角网格中所有的三角面片选取方式,得到上述两个三角网格中三角面片相交的所有交线段,将上述所有交线段按照空间相邻关系连接成连续的折线段,记为截面网格MS与三角网格模型M0的相交线C0;(6)将上述步骤(4)截面网格MS中的多个依次相连的四边形,按照步骤(4)中的笔触线坐标点序列顺序排列在一个二维平面上,得到二维平面上的截面网格PS,采用图形处理单元光栅化方法,对该二维截面网格PS进行面绘制,得到体数据灰度在截面网格PS的显示结果图像;根据上述截面网格PS,设定上述步骤(5)的相交线C0在截面网格PS中的三角面片上的重心坐标不变,得到二维平面上的相交线CP;使上述二维截面网格PS与二维相交线CP共同显示在同一视图中,将该视图记为二维视图;(7)对上述步骤(...
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