应的，获取体素在屏幕二维坐标系下对应的二维坐标的实现 方式也有多种。
[0047] 例如，对上述对象的体素进行投影变换，获取每个体素在屏幕二维坐标系下对应 的二维坐标。也就是通过模拟投影变换的过程，建立世界坐标系与屏幕二维坐标系的映射 关系。无论采用体绘制或面绘制，均可以采用这种实现方式。尤其是采用面绘制时，由于 面绘制过程中无法得到体素在屏幕二维坐标系下对应的二维坐标，因此可以采用该实现方 式。该实现方式如图3所示，具体包括如下操作：
[0048] 步骤300、获取对象的每个体素在世界坐标系中的三维坐标。
[0049] 步骤310、将每个上述三维坐标依次乘以模型变换矩阵、投影变换矩阵和视口变换 矩阵，得到对象的每个体素在上述屏幕二维坐标系下对应的二维坐标。
[0050] 其中，模型变换矩阵、投影变换矩阵和视口变换矩阵即投影参数。
[0051] 应当指出的是，将模型变换矩阵、投影变换矩阵和视口变换矩阵作为投影参数只 是举例而非限定。
[0052] 本发明实施例对投影参数的获取方式并不限定。例如，可以利用步骤100图像面 绘制或体绘制过程所使用的投影参数。现有的图像绘制技术，能够将对象完整、精确地显示 为三维显示图像，这归功于其过程中所使用的投影参数。因此，利用图像绘制过程中所使用 的投影参数进行模拟投影，可以将每个体素精确地映射到屏幕二维坐标系中，保证体素与 视觉上的三维对象的坐标始终一一对应，保证了后续裁剪过程的准确性。
[0053] 如果进行图像体绘制，利用体绘制过程中的投影变换，即可得到对象的每个体素 在上述屏幕二维坐标系下对应的二维坐标。现有的图像绘制技术，能够将对象完整、精确地 显示为三维显示图像，这归功于其过程中所使用的投影参数。因此，利用图像绘制过程中得 到的每个体素精确在屏幕二维坐标系中的映射关系，保证了后续裁剪过程的准确性。
[0054] 为了进一步提高处理速度，上述步骤100中，如果进行图像面绘制，可以利用CUDA 加速方式获取获取所述对象的每个体素在所述屏幕二维坐标系下对应的二维坐标。例如， 通过GPU加速实现。
[0055] 步骤110的具体实现方式：
[0056] 确定待裁剪区域的实现方式有多种。例如，根据鼠标移动轨迹获取用户在三维显 示图像上选取的待裁剪区域的闭合曲线，相应的，待裁剪区域就是指闭合曲线内的区域。又 例如，根据鼠标移动轨迹获取用户在三维显示图像上选取的闭合曲线，然后进行反选操作， 相应的，待裁剪区域就是闭合曲线外的区域。等等。
[0057] 由于鼠标移动轨迹会有不连续点的情况出现，也就是非闭合曲线，需要进行三次 样条插值。即使手动选取的区域不是闭合的，也会自动进行插值形成闭合曲线，不会影响之 后的判断。例如：
[0058] 假定有n+1 个数据节点（X。，yQ)，（X1,y)，（x2,y2)......(xn,yn)
[0059] 计算步长Iii=xi+1-Xi(i= 0, 1，......，n_l);
[0060] 将数据节点和指定的首位端点条件代入矩阵方程；
[0061] 解矩阵方程，求得二次微分值Hii,该矩阵为三对角矩阵；
[0062] 计算样条曲线的系数：
[0063] 〇,{=J{
【主权项】
1. 一种三维图像的裁剪方法，其特征在于，包括： 根据对象的面素进行图像面绘制，得到所述对象在屏幕二维坐标系下的三维显示图 像，获取所述对象的每个体素在所述屏幕二维坐标系下对应的二维坐标；或者，根据对象的 体素进行图像体绘制，得到所述对象在屏幕二维坐标系下的三维显示图像和所述对象的每 个所述体素在所述屏幕二维坐标系下对应的二维坐标； 确定所述三维显示图像上的待裁剪区域； 舍弃位于所述待裁剪区域内的三维显示图像像素点所在二维坐标对应的所述体素，及 其对应的面素； 根据保留下来的面素重新进行图像面绘制或根据保留下来的体素重新进行图像体绘 制。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，如果根据对象的面素进行图像面绘制，得 到所述对象在屏幕二维坐标系下的三维显示图像，所述获取每个所述体素在所述屏幕二维 坐标系下对应的二维坐标，包括： 对所述对象的体素进行投影变换，获取所述对象的每个体素在所述屏幕二维坐标系下 对应的二维坐标。
3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对所述对象的体素进行投影变换，获 取所述对象的每个体素在所述屏幕二维坐标系下对应的二维坐标，包括： 获取每个所述体素在世界坐标系中的三维坐标； 将每个所述三维坐标依次乘以模型变换矩阵、投影变换矩阵和视口变换矩阵，得到每 个所述体素在所述屏幕二维坐标系下对应的二维坐标。
4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对所述对象的体素进行投影变换，获 取每个所述体素在所述屏幕二维坐标系下对应的二维坐标之前，该方法还包括： 获取根据所述对象的面素进行图像面绘制过程所使用的模型变换矩阵、投影变换矩阵 和视口变换矩阵。
5. 根据权利要求1~4任一项所述的方法，其特征在于，舍弃位于所述待裁剪区域内 的三维显示图像像素点所在二维坐标对应的所述体素，及其对应的面素之前；该方法还包 括： 判断每个所述二维坐标处的三维显示图像像素点是否在所述待裁剪区域内。
6. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述判断每个所述二维坐标处的三维显 示图像像素点是否在所述待裁剪区域内，包括： 在所述屏幕二维坐标系下构建与所述三维显示图像的显示区域同样大小的矩形图像， 所述矩形图像的全部矩形图像像素点的像素值为第一像素值； 将所述矩形图像中所述待裁剪区域对应的二维坐标处的矩形图像像素点的像素值修 改为第二像素值，得到轮廓曲线； 判断所述矩形图像中每个矩形图像像素点是否在所述轮廓曲线内。
7. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对所述对象的体素进行投影变换，获 取所述对象的每个体素在所述屏幕二维坐标系下对应的二维坐标，包括： 利用CUDA加速方式对所述对象的体素进行投影变换，得到所述对象的每个体素在所 述屏幕二维坐标系下对应的二维坐标。
8. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，判断每个所述二维坐标处的三维显示图 像像素点是否在所述待裁剪区域内，包括： 利用CUDA加速方式判断每个所述二维坐标处的三维显示图像像素点是否在所述待裁 剪区域内。
9. 根据权利要求1~4任一项所述的方法，其特征在于，根据对象的面素进行图像面绘 制之前或者根据所述对象的体素进行图像体绘制之前，该方法还包括： 对包含所述对象的图像序列进行分割，获得所述对象的体素和面素。
10. 根据权利要求1~4任一项所述的方法，其特征在于，所述确定所述三维显示图像 上的待裁剪区域，包括： 确定用户在所述三维显示图像上选取的待裁剪区域的闭合曲线。
【专利摘要】本发明公开了一种三维图像的裁剪方法。包括：根据对象的面素进行图像面绘制，得到所述对象在屏幕二维坐标系下的三维显示图像，获取所述对象的每个体素在所述屏幕二维坐标系下对应的二维坐标；或者，根据对象的体素进行图像体绘制，得到所述对象在屏幕二维坐标系下的三维显示图像和所述对象的每个所述体素在所述屏幕二维坐标系下对应的二维坐标；确定所述三维显示图像上的待裁剪区域；舍弃位于所述待裁剪区域内的三维显示图像像素点所在二维坐标对应的所述体素，及其对应的面素；根据保留下来的面素重新进行图像面绘制或根据保留下来的体素重新进行图像体绘制。
【IPC分类】G06T19-20
【公开号】CN104794758
【申请号】CN201510185590
【发明人】刘静静, 陈永健, 田广野, 王佳, 李凯一, 刘丽丽, 高聪, 金鑫
【申请人】青岛海信医疗设备股份有限公司
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年4月17日