urb; } 其中，coordllf、coordurb为世界坐标系下的顶点坐标，minvox、maxvox、mingrad和 maxgrad分别为当前节点的最小灰度值，最大灰度值，最小材质值，最大材质值。Parent为 当前节点的父节点。
[0030] 接着在步骤S300中剔除透明区域。由于CT设备已经设计了针对灰度和材质信息 的固定的颜色表，因此，可以遍历所构建的八叉树，根据当前节点的最小灰度值、最大灰度 值、最小材质值和最大材质值来确定当前节点是否透明，即获得区域α值的最大值。由于采 用固定的传递函数，因此对于不同的CT数据，灰度和材质的透明映射关系是相同的。于是 在本发明的一个实施例中，在离线阶段，在步骤S250中生成透明度最大值查找表来缩短遍 历八叉树的时间。
[0031] 透明度用公式表示为： /Cg,^), 其中g为灰度值，m为材质值。
[0032] 通过CT设备预先设计的颜色表可知，灰度值的变化对透明度影响小，而材质值的 变化对透明度影响大。因此在灰度方向以粗粒度，在材质方向以细粒度划分网格。如图5 所示。在新的划分网格基础上，首先计算每一个单元格中对应的透明度最大值，然后统计由 单元格构成的所有矩形区域的透明度最大值，并存储在一维查找表中。在一个示例中，对于 安全检查CT设备的1024x44维度的二维颜色表，以灰度方向分辨率4,材质方向分辨率11 生成透明度最大值查找表。这组分辨率在结果的精度和计算的代价之间进行了折衷，其表 示在原始维度1024x44的颜色表上用尺寸为256x4的颗粒生成查找表。
[0033] 透明度最大值查找表的生成与八叉树的构建无关，可以离线进行，例如在初始化 阶段运行一次。在遍历八叉树的过程中通过查找该透明度最大值查找表，可以加快确定透 明区域的速度，从而缩短遍历八叉树的时间。在一个示例中，该查找表可以使遍历八叉树的 时间由700ms降低到130ms (平均时间）。
[0034] 以高度为3的八叉树在被剔除透明区域后获得的结果在图6中示出。此时获得了 包络有效区域较紧密的层次包围盒。
[0035] 接着在剔除透明区域之后，基于所述层次包围盒生成有效区域轴向包围盒。该有 效区域轴向包围盒的示意图在图7中用黑实线线框示出。该有效区域轴向包围盒可以作为 标记目标物的起始位置。
[0036] 然后通过这种方式在剔除透明区域后重新绘制场景的三维图像，如在图3的步骤 S400中所示。采用本发明的方法绘制的三维图像与未采用本发明方法绘制的三维图像的对 比在图8中示出。图8上方的图示出未采用本发明的方法时正面和背面深度图；而图8下 方的图示出采用本发明的方法之后所生成的正面和背面深度图。通过采用本发明的方法， 透明区域大大减少，从而给操作人员手动标记目标物带来了便利。
[0037] 最后，在步骤S500中可以在所绘制的场景的三维图像上手动标记所识别的目标 物区域。由于安全检查CT系统以不同颜色绘制物体的三维图像，操作人员可以根据物体的 颜色从场景的三维图像中手动地例如用鼠标标记出目标物区域。通过使用本发明的方法， 准确地剔除该场景的三维图像中的透明区域，使得操作人员可以快速地标记出目标物区 域，不仅提高操作人员的标记效率，而且还能够显著提高标记目标物区域的准确率。
[0038] 所述方法可以通过计算机软件、计算机硬件或者两者的组合来实施。
[0039] 在此公开的实施例仅仅以示例方式描述了用于快速标记出CT三维图像中的目标 物的方法。本领域技术人员可以理解，在不脱离所附权利要求所限定的精神和范围的情况 下，可以对所公开的实施例进行各种变化和修改。
[0040] 参考文献：
[1] Max N. Optical models for direct volume rendering. IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics, 1995, 1(2): 99-108.
[2] Wei Li, Klaus Mueller, and Arie Kaufman. Empty space skipping and occlusion clipping for texture-based volume rendering. In Proceedings of IEEE Visualization, pp. 317-324. Los Alamitos, CA: IEEE Press, 2003.
【主权项】
1. 一种用于在三维图像中标记目标物的方法，包括步骤： 获得场景的计算机断层造影CT图像数据； 使用光线投射基于所述CT图像数据绘制该场景的三维图像； 基于固定的二维传递函数来剔除该三维图像中的透明区域；以及 在剔除透明区域后的三维图像上标记出目标物。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中剔除透明区域包括： 构建用于描述所述CT图像数据的三维空间数据结构的八叉树； 遍历该八叉树以确定八叉树的节点是否透明；以及 易1J除透明节点。
3. 根据权利要求1所述的方法，其中在剔除透明区域之后生成包围有效区域的层次 包围盒，并基于所获得的层次包围盒生成有效区域轴向包围盒。
4. 根据权利要求3所述的方法，其中将所述有效区域轴向包围盒作为标记目标物的 起始位置。
5. 根据权利要求2所述的方法，其中剔除透明区域还包括与八叉树构建无关地生成 透明度最大值查找表。
6. 根据权利要求2所述的方法，其中构建八叉树包括： 设定八叉树高度，并且基于该八叉树高度向八叉树的每个节点逐层分配所述CT图像 数据。
7. 根据权利要求2所述的方法，其中根据节点的最小灰度值、最大灰度值、最小材质 值和最大材质值来确定该节点是否透明。
8. 根据权利要求7所述的方法，其中通过透明度最大值查找表来获得节点的不透明 度。
9. 一种用于在三维图像中标记目标物的装置，包括步骤： 用于获得场景的计算机断层造影CT图像数据的装置； 用于使用光线投射基于所述CT图像数据绘制该场景的三维图像的装置； 用于基于固定的二维传递函数来剔除该三维图像中的透明区域的装置；以及 用于在该三维图像上标记出目标物的装置。
【专利摘要】本发明涉及一种用于在三维图像中标记目标物的方法来解决上述任务。该方法包括步骤：获得场景的计算机断层造影（CT）图像数据；使用光线投射基于所述CT图像数据绘制该场景的三维图像；基于固定的二维传递函数来剔除该三维图像中的透明区域；以及在该三维图像上标记出目标物。
【IPC分类】G06T15-00
【公开号】CN104658028
【申请号】CN201310574315
【发明人】陈志强, 李元景, 赵自然, 王朔, 顾建平, 孙运达
【申请人】清华大学, 同方威视技术股份有限公司
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2013年11月18日
【公告号】EP2874124A2, US20150154809