用于体积呈现的局部优化传递函数制造技术

本发明专利技术涉及一种系统（１００），用于基于图像数据计算用以在显示器中进行显示的图像，所述图像包括第一图像和第二图像，所述系统包括：第一确定单元（１１０），用于确定图像数据中用以计算第一图像的第一图像数据，以及用于确定图像数据中用以计算第二图像的第二图像数据；第二确定单元（１２０），用于确定用以计算第一图像的第一传递函数，以及用于确定用以计算第二图像的第二传递函数；第三确定单元（１３０），用于确定用以计算第一图像及第二图像的观察方向；第四确定单元（１４０），用于确定用以显示第一图像的所述显示器的第一区，以及用于确定用以显示第二图像的显示器的第二区；以及计算单元（１５０），用于计算第一图像和第二图像，从而计算所述图像。因此该系统（１００）能够通过优化用于计算在第一显示区中显示的第一图像的第一传递函数，并通过优化用于计算在第二显示区中显示的第二图像的第二传递函数来提高所显示的图像的质量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及医学图像数据的体积视觉化领域，更具体地涉及使用传递 函数来进行医学图像数据的直接体积呈现。
技术介绍
例如在T. He等人的题为"Generation of Transfer Functions with Stochastic Search Techniques"文章中，Proceedings of IEEE Visualization,第 227-234页，1996，说明了基于直接体积绘制的图像呈现的一种实现，在下 文中称为参考文献l。在这篇文章中，作者说明了一种随机搜索技术，用于 产生有用的传递函数(TF)。通过将可绘制的光学性质，例如不透明性、颜 色和/或发射率指定给包含在图像数据中的图像亮度，来将TF用于使体积 数据可见。通常，包含梯度方向和/或梯度值以及将可绘制的光学性质指定 给多个量值(例如包括亮度和梯度值的一对量值)是有用的。也可以使用 二阶导数。在参考文献1中，由基本传递函数的线性组合的一组系数来表 示TF。基因搜索算法优化了多组系数，每一组都表示一个候选TF。对搜索 结果的评价可以基于用户评价，或基于对候选TF的自动评价。当找到满意 的TF时，搜索终止。还说明了附加操作，例如平滑候选TF。以此方式使 用TF所产生的问题是，使用所产生的TF而计算的图像质量常常是无法令 人满意的。
技术实现思路
已经实施了对各种TF的细致研究，这些研究示出，尽管在显示器的第 一区中所显示的经计算的图像的质量可以是良好的，但在显示器的第二区 中所显示的经计算的图像的质量常常很差，例如，显示在第二显示区中的 细节是模糊的。研究进一步示出，通过改变产生TF的标准来提高第二区中 的图像质量，则在显示器的第一区中所显示的图像质量常常恶化。在第一显示区和第二显示区中都实现图像质量的改善是有利的。为了更好地解决这个所关注的问题，在本专利技术的一个方面中， 一种系统用于基于图像数据计算用以在显示器中进行显示的图像，所述图像包括第一图像和第二图像，该系统包括第一确定单元，用于确定图像数据中用以计算第一图像的第一图像数据，以及用于确定图像数据中用以计算第二图像的第二图像数据；第二确定单元，用于确定用以计算第一图像的第一传递函数，以及用于确定用以计算第二图像的第二传递函数；第三确定单元，用于确定用以计算第一图像和第二图像的观察方向； 第四确定单元，用于确定用以显示第一图像的显示器的第一区，以及 用于确定用以显示第二图像的显示器的第二区；以及计算单元，用于计算第一图像和第二图像，从而计算所述图像。 将第一确定单元布置为确定图像数据中用以计算第一图像的第一图像 数据，所述第一图像在显示器的第一区中显示，例如在显示器的上半部进 行显示，以及确定图像数据中用以计算第二图像的第二图像数据，所述第 二图像数据在显示器的第二区中显示，例如在显示器的下半部进行显示。 将第二确定单元布置为确定用以计算第一图像的第一 TF，以及用于确定用 以计算第二图像的第二TF。例如，可以基于用户输入，来从分别用于第一 图像数据和第二图像数据的最佳呈现的多个预定TF中选择一个TF，来确 定第一TF和第二TF。任选地，可以进一步优化第一TF和第二TF。可替 换的，可以分别在第一图像数据和第二图像数据的基础上，由第二确定单 元计算第一 TF和第二 TF。在参考文献1中说明了基于图像数据计算TF的 方法。通常，观察方向垂直于观察平面。可以将观察平面认为是基本上与 由显示器所定义的平面相同。相对于图像数据来定义观察方向。由第三确 定单元来确定用于计算第一图像以及用于计算第二图像的观察方向，例如 基于用于选择相对于观察方向的图像数据方向的用户输入来确定。将第四 确定单元布置为确定用以显示第一图像的显示器的第一区和用以显示第二 图像的显示器的第二区。将计算单元布置为基于第一图像数据、观察方向 和第一TF来计算第一图像。还将计算单元布置为基于第二图像数据、观察 方向和第二 TF来计算第二图像。为计算第一图像和第二图像确定两个独立的TF允许确定第一TF，以便最好地呈现第一图像数据，以及确定第二TF， 以便最好地呈现第二图像数据。因此，该系统能够提高在第一显示区和第 二显示区中所显示的图像质量。在该系统的一个实施例中，基于观察方向和显示器的第一区来确定第 一图像数据。相对于图像数据来确定观察方向。在一个实施例中，使用了 正交射线投射法来计算所述图像。正交射线投射法的视线相互平行，并垂 直于观察平面。可以将由显示器定义的平面认为是基本上与观察平面相同。 观察平面包括显示器的第一区。可以基于用户输入来确定显示器的第一区。 用户可以用观察框交互式地选择显示器的第一区，可以在观察区内移动观 察框并调整其大小。当数据元素的空间位置在观察平面上的垂直投影包括 在显示器的第一区中时，该数据元素属于第一图像数据。随后可以最佳地 确定第一传递函数，用于在显示器的第一区中观察根据第一图像数据计算 的第一图像。因此，该实施例提供了一种方法，用于提高第一图像的质量。 可以以类似的方式基于观察方向和显示器的第二区来确定第二图像数据。 显示器的第二区也可以是矩形的，并可以基于用户输入来确定。例如，用 户可以确定包括显示器的第二区的第二窗口的宽度和高度。在该系统的一个实施例中，基于显示器的第一区来确定显示器的第二 区。显示器的第二区可以在显示器的观察区中互补于显示器的第一区。显 示器的观察区是显示器的一部分，例如为显示图像而保留的窗口。可以由 用户使用例如方形框或矩形框来确定显示的第一区，所述方形或矩形框用 于在显示器的观察区中选择显示器的第一区。可替换的，可以借助于直线 或曲线将观察区划分为第一区和第二区。该实施例进一步简化了对第一显 示区和第二显示区的选择。在该系统的一个实施例中，基于第一图像数据来确定第一传递函数， 并基于第二图像数据来确定第二传递函数。例如可以用参考文献1中所述 的方法来产生最佳的第一 TF和最佳的第二 TF，以便计算最佳的第一图像 和最佳的第二图像。在该系统的一个实施例中，将系统进一步布置为计算用以在显示器的 过渡区中进行显示的过渡图像，该过渡区将显示器的第一区和显示器的第 二区分开，并且将第一确定单元进一步布置为确定图像数据内用以计算过渡图像的过渡图像数据；将第四确定单元进一步布置为确定用以显示过渡图像的显示器的过渡 区；以及将计算单元进一步布置为基于第一传递函数和第二传递函数来计算过 渡图像。为了避免在包含第一图像和第二图像的显示图像中的人为边缘，即为了混 合第一图像和第二图像，基于第一 TF和第二 TF来计算用于在显示器的过 渡区中显示的过渡图像，显示器的过渡区将显示器的第一区和显示器的第 二区分开。例如，对应于过渡图像数据中数据元素的可绘制值可以是由第 一 TF定义的可绘制值与由第二 TF定义的可绘制值的归一化线性组合，这 个可绘制值影响用于在显示器的过渡区中进行显示的过渡图像。该归一化 线性组合的第一系数与该归一化线性组合的第二系数是该数据元素的位置 的函数。在靠近第一图像数据体积的位置处，第一系数的值接近于l。在靠 近第二图像数据体积的位置处，第一系数的值接近于0。该归一化线性组合 的第一系数与该归一化线性组合的第二系数之和等于1。在本专利技术进一步的方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统（１００），用于基于图像数据计算用以在显示器中进行显示的图像，所述图像包括第一图像和第二图像，所述系统包括：　第一确定单元（１１０），用于确定所述图像数据中用以计算所述第一图像的第一图像数据，以及用于确定所述图像数据中用以计算 所述第二图像的第二图像数据；　第二确定单元（１２０），用于确定用以计算所述第一图像的第一传递函数，以及用于确定用以计算所述第二图像的第二传递函数；　第三确定单元（１３０），用于确定用以计算所述第一图像及所述第二图像的观察方向；　 　第四确定单元（１４０），用于确定用以显示所述第一图像的所述显示器的第一区，以及用于确定用以显示所述第二图像的显示器的第二区；以及计算单元（１５０），用于计算所述第一图像和所述第二图像，从而计算所述图像。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：H施拉姆，G基弗，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]