用于交互式形状操作的方法、装置、系统及计算机可读介质制造方法及图纸

技术编号:5406195 阅读:159 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种用于交互式地操作对象的形状的方法和装置,包括:选择要操作的对象;以及根据操作类型交互式地绘制所述对象。相对于以前的显示驱动方案,该方法提供了智能的调整对象的交互、操作和呈现方案。该方法通过将操作的自由度限制到对于给定对象或对象部分而言有意义的自由度,来进行高效的形状操作,从而允许例如将3D交互减小为2D交互。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体上属于图像分析领域。更具体的,本专利技术涉及用于例如解剖结构的交互式形状编辑和绘制,以及用于依据2D、 3D和4D患者数据对 此类结构的几何形状特性的测量的模型,所述患者数据如X射线、计算机 断层摄影CT、磁共振成像MRI和超声US。
技术介绍
几乎在所有医学应用中都会遇到绘制和编辑图形形状的交互式装置。 这些交互式装置可以是基于对图形形状轮廓的修改。轮廓可以是主动的或 被动的、开放的或封闭的、平滑的,例如使用贝塞尔曲线进行内插,或者 轮廓可以由多个线段组成。例如,轮廓用于建模、分割和测量任务。基本上存在两种方式来绘制轮廓,逐点式的或徒手绘制式的 (freehand)。在徒手绘制轮廓的情况下,在用户完成绘制之后,常常对轮 廓进行二次采样,并变换为平滑的轮廓。逐点式的绘制方法或徒手式的绘 制方法两者都产生由多个控制点组成的轮廓。轮廓编辑技术就是基于操作 这些控制点的。在绘制之后,可以将轮廓变换为主动轮廓,它优化了其相 对于图像的形状。为了产生三维(3D)表面模型,可以使用一系列轮廓。更准确地,在 3D数据集的每一个切面中使用一个轮廓,例如通过CT扫描采集的3D数 据集。随后合并这些轮廓以构成实际的3D模型。使用主动轮廓来査找在 3D数据集中下一个切面中的或在时间序列中的下一个图像中的轮廓位置, 例如用于自动运动跟踪。也可以不使用体积的切面,而是使用穿过该体积 的一组任意的二维(2D)切面,来绘制多个轮廓,这些轮廓被合并为3D 模型。当前的形状编辑方法可以将用于形状操作的自由度结合到所用的显示 几何形状。例如,将3D形状显示为重定格式的2D图像中的切割线,这就允许选择在切割线上的目标点,并沿着2D图像的图像轴移动它。如果希望 在另一个方向上运动,就需要首先将重定格式的图像调整到相应的变形方向上。另一个实例是使用3D形状绘制和3D定点装置(例如3D鼠标),其 允许在3D绘制的3个轴上移动表面点。JP2002032786公开了用于控制处理参数的一种装置和方法、三维模型 处理器和提供程序的介质。JP2002032786公开了一种参数控制器,其通过 使得光标自身的可见特性(例如光标的大小和颜色)对应于处理参数,来 使用户可以更容易地预料到模型的变形形式。因此,JP2002032786公开了 一种在视觉上使变形处理过程对用户而言变得便利的方法,然而, JP2002032786没有解决与3D形状的变形相关联的困难有关的问题,其中 用户希望在三维中改变形状。当前方法的缺陷是需要大量的交互来执行形状操作。除了变形本身所 需的交互时间之外, 一开始还需要大量的时间来调整用于定义变形方向的 相应绘制。而且,该过程从本质上是单调乏味的,因为需要控制太多的自由度, 但它们又无益于要完成的形状变形任务。因此,能够实现更大的灵活性、时间减少、使用的简易性、高效的用 户交互和成本节省的一种改进的形状编辑方法、系统、装置和计算机可读 介质将会是有利的。
技术实现思路
因此,本专利技术优选地设法单个地或以任何组合方式缓和、减轻或消除 现有技术中一个或多个以上定义的缺陷和缺点,并且至少部分地通过提供 根据所附专利权利要求的一种方法、装置、系统和计算机可读介质,来至 少部分地解决上述的问题。根据本专利技术的一个方面,提供了一种用于操作数字对象的形状的方法,其中,所述方法包括选择要操作的对象;并根据操作类型交互式地绘制该对象。根据本专利技术的另一个方面,提供了一种用于交互式数字形状操作的装置,用于执行如所附权利要求1-20中任意一项所述的方法。所述装置包括:6选择单元,用于选择要操作的对象;以及绘制单元,用于根据操作类型交 互式地绘制所述对象。根据本专利技术的再另一个方面,提供了一种计算机可读介质,其具有包 含于其上的计算机程序,用于由计算机进行处理,所述计算机程序包括形 状操作代码段,用于操作对象的形状。该计算机程序还包括绘制代码段, 用于根据操作类型交互式地绘制对象。附图说明由本专利技术实施例的以下说明,并参考附图,会阐明本专利技术能够实现的 这些及其它方面、特点和优点,并由此变得显而易见,其中 图1是根据一个实施例的方法的流程图。图2是显示根据一个实施例的标准化变形方案的一系列图示。 图3是显示根据其他实施例的桨轮状(paddle-wheel)的一组多平面图 像重定格式的一系列图示。图4是显示根据一个实施例的装置的示意图。图5是显示根据一个实施例的计算机可读介质的示意图。具体实施例方式以下说明首先集中在将3D操作所需的自由度减小到2D鼠标手势,其 次集中在按照适当的呈现方案向用户提供自动反馈,这个呈现方案覆盖了 形状操作的影响范围。说明了一种方法,其使用了形状模型和/或自由形式的变形方法,方便 了在医学图像分割环境中的形状编辑。以下说明集中在本专利技术的各个实施例,这些实施例可应用于图像分析 系统,并具体可应用于能够进行形状编辑的医学图像分析系统。然而,会 意识到本专利技术不限于这个应用,而是可以用于希望进行图像的形状编辑的 许多其它应用。根据一个实施例,提供了一种方法,相对于以前的显示驱动方案,该 方法用于智能的调整对象的交互、操作和呈现方案。该方法通过将操作的 自由度限制到对于给定对象或对象部分而言有意义的自由度,来进行高效7的形状操作,从而允许例如将3D交互减小为2D交互。可以通过映射鼠标运动来执行轮廓、表面和形状的编辑。鼠标映射可 以与所选定的点中的轮廓方向相关。在此情况下,例如,鼠标映射可以是 在轮廓的切线方向上的和/或垂直于轮廓的。鼠标运动还可以对应于一些其 它参照,即与所选定的点中的轮廓方向不相关的直接鼠标操作,例如相对 于观察屏幕的运动。在此情况下,鼠标映射可以与在几何上确定任何其它 轮廓编辑的方向的鼠标运动相关,或者鼠标映射可以完全与轮廓的方向无 关。鼠标运动可以仅是水平位移和垂直位移,这类似于直接鼠标操作模式, 直接鼠标操作模式控制縮放、摇摆、旋转、对比度和亮度。还可以用具有两个自由度的位移函数重新形成一部分轮廓(边界)。这 些位移函数将鼠标运动映射为参数,例如主要位移(大小和方向)和要进 行修改的区域的大小和形状。而且,可以通过使用鼠标交互来控制平滑处理的两个参数和受影响区 域,从而对一部分轮廓进行平滑。还可以使用主动轮廓来编辑一个轮廓。可以激活"正常"轮廓部分, 以追随图像细节。同样是在此情况下,将鼠标映射到主动轮廓的受影响区 域的大小和特性。反之亦然。可以使部分主动轮廓无效。在此情况下,可 以按照如上所述,使用鼠标映射来改变轮廓的一部分。根据图l,在一个实施例中,提供了一种用于操作对象的形状的方法。 该方法包括根据所述操作的操作类型交互式地绘制该对象。该方法包括以 下步骤选择要操作的对象ll,根据所述操作的操作类型12,交互式地绘制13该对象。 根据进一步的实施例,该对象包含在数据集中。 在一个实施例中,该数据集是4D、 3D或2D图像数据集。 根据一个实施例,提供了一种方法,用于借助于作为两个相关自由度的推/拉量和影响半径,沿着对象的表面法线来操作表面小片(surfacepatch)。根据另一个实施例,提供了一种方法,用于例如借助于作为两个相关 自由度的垂直于管轴的管弯曲量,来操作管状对象。由于该交互是操纵对象而不是操纵显示本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种用于操作数字对象的形状的方法,包括: 选择要操作的对象; 根据操作类型,交互式地绘制所述对象。

【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:C洛伦茨S雷尼施J冯贝格
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]

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