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用于自动化渲染的系统和方法技术方案

技术编号:40656015 阅读:4 留言:0更新日期:2024-03-13 21:32
用于基于所创作的快照或模板确定渲染参数的系统和方法。在一个方面中,由专家创建患者医学数据的临床相关快照,以支持教育或临床工作流程。可替换地,由来自基于AI的器官和疾病分段的自动化过程创建快照。在另一方面中,生成临床相关模板。从快照或模板导出渲染参数,存储所述渲染参数,且然后应用所述渲染参数以用于渲染新数据或现有数据的交互式查看。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及图像渲染,诸如用于医学成像应用的渲染。


技术介绍

1、图像处理和成像可视化已经提供了对诸如动画、电影、广告和视频游戏之类的范围广泛的媒体的显著影响。已从成像处理和可视化大大受益的一个领域是医学成像。对于医学成像,医学图像的体渲染已经变成针对许多过程、教育研究和诊断的标准。使用体渲染颜色能力而对人类器官和身体部位的可视化可以被用在诸如计算机断层扫描(ct)和磁共振成像(mri)之类的若干医学成像模态中。

2、传统体可视化方法可以基于诸如光线投射方法之类的渲染技术。光线投射仅对沿经过体数据的主要查看光线而对辐射能量的发射和吸收进行仿真。根据朗伯比尔定律,利用从患者数据导出的吸收系数沿到观察者位置的光线吸收每个点处的所发射的辐射能量。渲染器典型地基于局部体梯度(局部照明)、仅使用沿光线的每个点处的标准局部着色模型(例如,布林冯(blinn-phong)模型)来计算着色。尽管快速,但这些方法不对与照相写实主义(全局照明)相关联的复杂光散射和消光进行仿真。

3、渲染中的更新的进步已经能够提供物理渲染算法,其对光子与所扫描的解剖图像之间的复杂相互作用进行仿真,以获得照片真实图像和视频。作为示例,被称作电影渲染的过程促进具有似乎现实生活环境和光效果的照片真实图像,该似乎现实生活环境和光效果向人眼暗示这是“真实的”。附加特征可以包括高性能渲染和非常高级相机技术,诸如可变孔直径和运动模糊。三维体渲染能力可以用于患者的复杂内部解剖构造的可视化。此外,体渲染技术供应了针对手术前计划以及手术后跟进的相关信息。

<p>4、就从大量数据的体积的高性能渲染而言,交互式或实时渲染可能是困难的。使用预渲染,从而允许高质量渲染被查看。尽管传统预渲染电影供应了高质量播放,但预渲染电影仅允许固定播放序列。大数据或复杂场景的高质量交互式查看常常由于所需的强大计算机计算能力而令人望而却步。

5、进一步地,找到参数的正确集合以渲染示出针对特定疾病的重要结构细节或仅示出针对具体临床工作流程的相关信息的医学图像仍然是困难的问题。当前,这些参数是经由下述内容来选择的:基于扫描类型和医学图像模态的预设和启发法,且然后手动调整它们直到生成正确图像。


技术实现思路

1、作为介绍,下面描述的优选实施例包括用于基于所创作的快照或模板确定渲染参数的方法、系统、指令和计算机可读介质。

2、在第一方面中,一种系统包括输入接口、图像处理系统和查看平台。所述输入接口被配置成获取表示第一患者的部位的第一图像数据。所述图像处理系统被配置成输入所述图像数据并确定多个经优化的渲染设置,所述图像处理系统被配置成:使用所述多个渲染设置来渲染所述第一图像数据;或者使用所述多个渲染设置和针对第二患者的第二图像数据来渲染针对所述第二患者的部位的第二图像数据。所述查看平台被配置成提供经渲染的第一或第二图像数据。

3、在实施例中,所述输入接口包括:创作应用,其被配置成使用基于物理的蒙特卡洛光传输来生成一个或多个临床快照,其中所述图像处理系统被配置成使用所述多个渲染设置来针对交互式查看者渲染所述第一患者的部位,并且其中所述图像处理系统被配置成使用全局照明来渲染所述第一患者的部位。所述图像处理系统可以被配置成渲染所述第二患者的部位,并且其中所述输入接口包括:医学成像系统,被配置成获取所述第二患者的图像数据。所述图像处理系统可以被配置成渲染所述第二患者的部位,并且其中所述图像数据包括传统解剖图示或照片。在实施例中,所述多个经优化的渲染设置包括针对所述图像数据的风格参数。

4、所述第一图像数据可以包括针对所述部位的模板,其中所述图像处理系统被配置成渲染所述第二患者的部位,并且其中所述图像处理系统进一步被配置成对所述第二图像数据进行分段并使用被配置成存储一个或多个模板的全身地图来从模板数据库选择所述第一图像数据。所述模板数据库可以存储包括所述模板的多个模板,其中所述模板数据库中的每个模板包括参考图像、查看参数和一个或多个掩模。

5、在第二方面中,一种用于从模板进行自动化渲染的方法,所述方法包括:获取图像数据;将所述图像数据分段成一个或多个分段掩模;检索与所述一个或多个分段掩模相对应的一个或多个模板,所述一个或多个模板至少包括参考图像和查看参数;使用可微分渲染器基于所述参考图像的风格来计算一个或多个渲染参数;以及使用所述一个或多个渲染参数来生成针对所述图像数据的图像。

6、在实施例中,检索所述一个或多个模板包括:针对被配置成存储不同部位和器官的多个不同掩模的身体地图而配准所述一个或多个分段掩模。所述图像数据可以是使用医学图像设备来获取的。所述一个或多个模板可以是从传统解剖图示或照片生成的。所述一个或多个渲染参数可以定义所生成的图像的颜色和纹理。所述一个或多个模板可以至少包括针对不同器官的参考图像。

7、在第三方面中,一种用于医学成像中的交互式查看的方法,所述方法包括:使用第一渲染算法来生成针对医学成像场景的一个或多个临床快照,所述临床快照指定针对所述医学成像场景的一个或多个可视化设置;确定针对第二渲染算法的渲染参数,所述渲染参数近似于来自所述一个或多个临床快照的所述一个或多个可视化设置;使用查看平台来访问所述一个或多个临床快照,所述查看平台使用所述第二渲染算法;以及使用所述第二渲染算法来渲染所述一个或多个临床快照。

8、在实施例中,所述方法进一步包括:生成针对所述一个或多个临床快照的预先计算的资产,其中所述交互式查看使用所述预先计算的资产。生成所述渲染参数可以包括使用可微分渲染来生成所述渲染参数。

9、所述第二渲染算法可以包括交互式近似全局照明方法。

10、在实施例中,生成包括使用来自基于ai的器官和疾病分段的自动化过程来生成。

11、所述查看平台可以包括ar或vr系统。

12、所述一个或多个可视化设置可以包括以下各项中的一个或多个:相机设置、光照设置或材料设置。

13、本专利技术由所附权利要求限定,并且该章节中没有内容应当被视为对那些权利要求的限制。下面结合优选实施例而讨论且可以稍后独立地或组合地要求保护本专利技术的进一步方面和优势。

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【技术保护点】

1.一种系统,包括:

2.如权利要求1所述的系统,其中所述输入接口包括:创作应用,其被配置成使用基于物理的蒙特卡洛光传输来生成一个或多个临床快照,其中所述图像处理系统被配置成使用所述多个经优化的渲染设置来针对交互式查看者渲染所述第一患者的部位,并且其中所述图像处理系统被配置成使用全局照明来渲染所述第一患者的部位。

3.如权利要求1所述的系统,其中所述图像处理系统被配置成渲染所述第二患者的部位,并且其中所述输入接口包括:医学成像系统,被配置成获取所述第二患者的图像数据。

4.如权利要求1所述的系统,其中所述图像处理系统被配置成渲染所述第二患者的部位,并且其中所述第一图像数据包括传统解剖图示或照片。

5.如权利要求1所述的系统,其中所述多个经优化的渲染设置包括针对所述第一图像数据的风格参数。

6.如权利要求1所述的系统,其中所述第一图像数据包括针对所述部位的模板,其中所述图像处理系统被配置成渲染所述第二患者的部位,并且其中所述图像处理系统进一步被配置成对所述第二图像数据进行分段并使用被配置成存储一个或多个模板的全身地图来从模板数据库选择所述第一图像数据。

7.如权利要求6所述的系统,其中所述模板数据库存储包括所述模板的多个模板,其中所述模板数据库中的每个模板包括参考图像、查看参数和一个或多个掩模。

8.一种用于从模板进行自动化渲染的方法,所述方法包括:

9.如权利要求8所述的方法,其中检索所述一个或多个模板包括:针对被配置成存储不同部位和器官的多个不同掩模的身体地图而配准所述一个或多个分段掩模。

10.如权利要求8所述的方法,其中所述图像数据是使用医学图像设备来获取的。

11.如权利要求8所述的方法,其中所述一个或多个模板是从传统解剖图示或照片生成的。

12.如权利要求8所述的方法,其中所述一个或多个渲染参数定义所生成的图像的颜色和纹理。

13.如权利要求8所述的方法,其中所述一个或多个模板至少包括针对不同器官的参考图像。

14.一种用于医学成像中的交互式查看的方法,所述方法包括:

15.如权利要求14所述的方法,进一步包括:

16.如权利要求14所述的方法,其中确定所述渲染参数包括使用可微分渲染来生成所述渲染参数。

17.如权利要求14所述的方法,其中所述第二渲染算法包括交互式近似全局照明方法。

18.如权利要求14所述的方法,其中生成包括使用来自基于AI的器官和疾病分段的自动化过程来生成。

19.如权利要求14所述的方法,其中所述查看平台包括AR或VR系统。

20.如权利要求14所述的方法,其中所述一个或多个可视化设置包括以下各项中的一个或多个:相机设置、光照设置或材料设置。

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【技术特征摘要】

1.一种系统,包括:

2.如权利要求1所述的系统,其中所述输入接口包括:创作应用,其被配置成使用基于物理的蒙特卡洛光传输来生成一个或多个临床快照,其中所述图像处理系统被配置成使用所述多个经优化的渲染设置来针对交互式查看者渲染所述第一患者的部位,并且其中所述图像处理系统被配置成使用全局照明来渲染所述第一患者的部位。

3.如权利要求1所述的系统,其中所述图像处理系统被配置成渲染所述第二患者的部位,并且其中所述输入接口包括:医学成像系统,被配置成获取所述第二患者的图像数据。

4.如权利要求1所述的系统,其中所述图像处理系统被配置成渲染所述第二患者的部位,并且其中所述第一图像数据包括传统解剖图示或照片。

5.如权利要求1所述的系统,其中所述多个经优化的渲染设置包括针对所述第一图像数据的风格参数。

6.如权利要求1所述的系统,其中所述第一图像数据包括针对所述部位的模板,其中所述图像处理系统被配置成渲染所述第二患者的部位,并且其中所述图像处理系统进一步被配置成对所述第二图像数据进行分段并使用被配置成存储一个或多个模板的全身地图来从模板数据库选择所述第一图像数据。

7.如权利要求6所述的系统,其中所述模板数据库存储包括所述模板的多个模板,其中所述模板数据库中的每个模板包括参考图像、查看参数和一个或多个掩模。

8.一种用于从模板进行自动...

【专利技术属性】
技术研发人员:K·佩特科夫S·苏达尔斯基R·沙阿C·维特
申请(专利权)人:西门子医疗有限公司
类型:发明
国别省市:

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