专利名称：具有3d连通阴影的鼠标指针的制作方法
技术领域：
本发明涉及人与计算机的交互领域，更具体而言，涉及在三维区域的 视图中显示指针。
背景技术：
在特定应用中，例如损伤标记、分割以及测量中，用户需要在三维(3D) 区域的视图中所示出的感兴趣结构上指示3D位置。在视图中经常会有多个 结构，从而可能难以将指针朝着感兴趣结构上的位置导航。在特定应用中， 通过在3D区域的视图中的可见结构上叠加阴影(也称为覆盖区)来增强对 3D区域的视图中的指针的显示。阴影为用户提供了关于指针位置的反馈。 这种方法的问题在于，当阴影太大时，阴影可能会指示感兴趣区域和背景 中的区域两者，或者当阴影太小时，就难以观察到阴影。
发明内容
在包含多个具有不同大小的结构的视图中，不可能确定与所有结构的 大小都匹配的统一的阴影大小。此外，对于各向异性的(例如伸长的)结 构而言，阴影也应该是各向异性的(例如伸长的)，并且其定向与该结构的 定向相匹配。
具有一种能够确定反馈的系统会是有利的，该系统提高了指示感兴趣 区域上的3D位置的清楚程度并减少了指示感兴趣区域上的3D位置的模糊 情况。
为了更好地解决该问题，在本发明的一个方面中， 一种用于确定与指 针在图像数据的三维区域中的三维位置相关的反馈的系统，包括
-显示单元，用于计算用以在显示器上显示的所述三维区域的视图； -指针单元，用于基于指针位置输入，计算所述指针在所述三维区域的 视图上的二维位置；-位置单元，用于基于在所述三维区域的视图上的二维位置，计算在所 述三维区域中的三维位置；以及
-阴影单元，用于确定用以在所述三维区域的视图上显示阴影的二维位 置集合，其中，用以显示阴影的所述二维位置集合包含所述指针在所述三 维区域的视图上的二维位置，并且其中，连通基于用以显示阴影的所述二 维位置集合而计算的三维位置集合，从而确定与所述指针在所述图像数据 的三维区域中的三维位置相关的反馈。
所述阴影单元被设置为生成用以在3D区域的视图上显示阴影的候选 2D位置，并且使用所述位置单元计算所述候选2D位置的3D位置，以下 称为候选3D位置。所述候选2D位置包含指针的2D位置。基于指针的2D 位置而计算的指针的3D位置也包含在所述候选3D位置的集合中。所述阴 影单元进一步被设置为确定包含指针的3D位置的连通的候选3D位置集 合。通常，包含指针的3D位置的连通的候选3D位置集合包含在指针所指 示的结构中。这样的候选2D位置属于用以在3D区域的视图上显示阴影的 所述2D位置集合使得基于所述候选2D位置而计算的候选3D位置包含 在听述连通的候选3D位置集合中。因此，该系统被设置为将阴影的大小和 形状调整为适合于在3D区域的视图中所显示的结构的大小和形状，从而确 定与在图像数据的3D区域的视图上的3D指针位置相关的反馈，这就提高 了指示在该结构上的3D位置的清楚程度并减少了指示在该结构上的3D位 置的模糊情况。
在该系统的一个实施例中，连通用以显示阴影的所述二维位置集合。 原理上，在不连通用以显示阴影的所述二维位置集合的情况下，被映射到 连通的候选3D位置集合上的所述候选2D位置集合就可能会包含多个连通 成分。该情况确保了用以在3D区域的视图上显示阴影的所述2D位置集合 被连通。
在该系统的一个实施例中，用以显示阴影的所述二维位置集合包含在 一个圆中，该圆以指针在三维区域的视图上的二维位置为中心。该圆的直 径长度确定了阴影的最大大小。可以容易地将候选2D位置确定为是该圆内 部的位置。
在该系统的一个实施例中，所述位置单元被设置为基于三维区域的视
6图上的二维位置，使用在深度缓冲器中所存储的、三维区域的视图上的二 维位置的深度值，来计算三维区域中的三维位置。使用深度缓冲器提供了
一种借助于图形硬件来基于2D位置计算3D位置的快速方法。
在该系统的一个实施例中，所述位置单元被设置为使用光线投射(my casting),基于三维区域的视图上的二维位置，来计算三维区域中的三维位 置。与使用深度缓冲器相比，使用光线投射提供了一种基于2D位置计算 3D位置的更为通用的方法。
在该系统的一个实施例中，所述阴影单元被进一步设置为基于用以显 示阴影的所述二维位置集合的特性，或者基于所述三维位置集合的特性， 来确定阴影的颜色。例如，所述阴影单元可以被进一步设置为计算所述3D 位置集合的3D惯性张量。如果最大主值与最小主值之间的比值大于预定阈 值，则可以认为阴影指示伸长的结构，并且可以用第一颜色显示。否则， 可以认为阴影指示椭圆结构，并且可以用第二颜色显示。
在本发明的另一方面中，根据本发明的系统包含在图像采集设备中。 在本发明的另一方面中，根据本发明的系统包含在工作站中。 在本发明的另一方面中， 一种用于确定与指针在图像数据的三维区域 中的三维位置相关的反馈的方法，包括
-显示步骤，用于计算用以在显示器上进行显示的三维区域的视图； -指针步骤，用于基于指针位置输入，计算在所述三维区域的视图上所 述指针的二维位置；
-位置步骤，用于基于在所述三维区域的视图上的二维位置，计算在所 述三维区域中的三维位置；以及
-阴影步骤，用于确定用以在所述三维区域的视图上显示阴影的二维位 置集合，其中，用以显示阴影的所述二维位置集合包含所述指针在所述三
维区域的视图上的二维位置，并且其中，连通基于用以显示阴影的所述二 维位置集合而计算的三维位置集合，从而确定与所述指针在所述图像数据 的三维区域中的三维位置相关的反馈。
在本发明的另一方面中， 一种要由计算机装置载入的计算机程序产品， 包括用于确定与指针在图像数据的三维区域中的三维位置相关的反馈的指 令，所述计算机装置包括处理单元和存储器，在载入所述计算机程序产品
7之后，所述计算机程序产品使所述处理单元能够执行以下任务 -计算用以在显示器上进行显示的所述三维区域的视图； -基于指针位置输入，计算所述指针在三维区域的视图上的二维位置; -基于在所述三维区域的视图上的二维位置，计算在所述三维区域中的
三维位置；以及
-确定用以在所述三维区域的视图上显示阴影的二维位置集合，其中， 用以显示阴影的所述二维位置集合包含所述指针在所述三维区域的视图上 的二维位置，并且其中，连通基于用以显示阴影的所述二维位置集合而计 算的三维位置集合，从而确定与所述指针在所述图像数据的三维区域中的 三维位置相关的反馈。
基于本说明书，本领域技术人员能够实现与在此所述的系统的修改例 和变化例相对应的图像采集设备、工作站、方法以及/或者计算机程序产品 的修改例和变化例。
本领域技术人员将会理解，该方法可以应用于通过各种采集形式采集 的三维图像数据和四维图像数据，这些采集形式例如但不限于计算机断 层摄影(CT)、磁共振成像(MRI)、超声(US)、正电子发射断层摄影(PET)、 单光子发射计算机断层摄影(SPECT)以及核医学(NM)。
相对于以下所述的实施方法和实施例并且参考附图，本发明的这些方 面和其他方面将会变得清晰，并且会对其进行阐述。
图1示意性地示出了所述系统的一个示例性实施例的框图2示出了包含示例性结构的图像数据的3D区域视图，并且图示出了 关于指针在3D区域中的3D位置的示例性反馈；
图3示出了包含血管和具有噪声的结构的图像数据的3D区域的两个相 同的视图，并且图示出了与3D区域中指针的两个3D位置相关的两个示例 性反馈；
图4示出了包含在嘈杂背景上的细血管的图像数据的3D区域视图，并 且图示出了与3D区域中指针的3D位置相关的示例性反馈； 图5示出了所述方法的一种示例性实施方式的流程图；图6示意性地示出了所述图像采集设备的一个示例性实施例；以及 图7示意性地示出了所述工作站的一个示例性实施例。 在各个附图中使用相同的参考标记指示类似的部分。
具体实施例方式
图1示意性地示出了系统100的一个示例性实施例的框图，该系统100
用于确定与指针在图像数据的三维区域中的三维位置相关的反馈，系统ioo
包括
-显示单元110，用于计算用以在显示器上进行显示的三维区域的视
-指针单元115，用于基于指针位置输入，计算所述指针在三维区域的 视图上的二维位置；
-位置单元120，用于基于在三维区域的视图上的二维位置，计算在三 维区域中的三维位置；以及
-阴影单元125，用于确定用以在三维区域的视图上显示阴影的二维位 置集合，其中，用以显示阴影的所述二维位置集合包含所述指针在三维区 域的视图上的二维位置，并且其中，连通基于用以显示阴影的所述二维位 置集合而计算的三维位置集合。
系统100的该示例性实施例还包括以下可任选单元
-控制单元160，用于控制系统100中的工作流程；
-存储器单元170，用于存储数据。
在系统100的一个实施例中，具有用于输入数据的三个输入连接器181、 182、 183。第一个输入连接器181被配置为接收从数据存储装置输入的数 据，所述数据存储装置例如但不限于硬盘、磁带、闪存或光盘。第二输 入连接器182被配置为接收从用户输入设备输入的数据，所述用户输入设 备例如但不限于鼠标或触摸屏。第三输入连接器183被配置为接收从诸如 键盘的用户输入设备输入的数据。输入连接器181、 182和183连接到输入 控制单元180。
在系统100的一个实施例中，具有用于输出数据的两个输出连接器191 和192。第一输出连接器191被配置为将数据输出到数据存储装置，所述数
9据存储装置例如为硬盘、磁带、闪存或光盘。第二输出连接器192被配
置为将数据输出到显示设备。输出连接器191和192经由输出控制单元190 接收各自的数据。
本领域技术人员将会理解，存在很多方式来将输入设备连接到系统100 的输入连接器181、 182和183，以及将输出设备连接到系统100的输出连 接器191和192。这些方式包括但不限于有线和无线连接、数字网络，例 如但不限于局域网(LAN)和广域网(WAN)、因特网、数字电话网以及模 拟电话网。
在系统100的一个实施例中，系统100包括存储器单元170。系统100 被配置为经由任何输入连接器181、 182和183从外部设备接收输入数据， 并将所接收的输入数据存储在存储器单元170中。将输入数据加载到存储 器单元170中允许系统100的各个单元快速地访问相关数据部分。所述输 入数据可以包括例如图像数据。存储器单元170可以由诸如但不限于以下 的设备来实现随机存取存储器(RAM)芯片、只读存储器(ROM)芯片、 和/或者硬盘驱动器以及硬盘。存储器单元170可以进一步被配置为存储输 出数据。所述输出数据包括例如图像数据的3D区域的视图。存储器单元 170还被配置为经由存储器总线175从系统100的各个单元接收数据以及将 数据传递给系统100的各个单元，这些单元包括显示单元IIO、指针单元 115、位置单元120、阴影单元125以及控制单元160。存储器单元170进 一步被配置为使外部设备可以经由任何输出连接器191和192获得输出数 据。将来自系统100的各个单元的数据存储在存储器单元170中可以有利 地提高系统100的各个单元的性能以及从系统100的各个单元将输出数据 传递到外部设备的速率。
可替代地，系统IOO可以不包括存储器单元170和存储器总线175。系 统100所使用的输入数据可以由连接到系统100的单元上的至少一个外部 设备(例如外部存储器或处理器)来提供。类似地，系统100所产生的输 出数据可以提供给连接到系统100的单元上的至少一个外部设备(例如外 部存储器或处理器)。系统100的单元可以被配置为经由内部连接或经由数 据总线而从彼此接收数据。
在系统100的一个实施例中，系统IOO包括控制单元160，用于控制系统100的工作流程。控制单元可以被配置为接收来自系统100的各个单元 的控制数据以及向系统100的各个单元提供控制数据。例如，指针单元115 口i以被配置为在接收到新的指针位置输入之后，将控制数据"接收到新的 指针位置输入"发送到控制单元160，并且控制单元160可以被配置为将控 制数据"获取指针的新2D位置"提供给阴影单元125，要求阴影单元125 从指针单元115接收指针的该新2D位置。可替代地，可以在系统100的另
一单元中实现控制功能。
3D图像数据包括多个元素，每个数据元素(x，y，z，I)包括通常由图像 数据坐标系中的三个笛卡尔坐标x, y， z表示的3D位置(x，y，z)以及在 该位置上的强度I。 3D图像数据体积可以定义为包含在图像数据元素(x，y， z，I)所包括的所有位置(x,y，z)的体积。数据元素可以解释为位于位置(x, y，z)处的体素、小体积(通常是立方体或长方体)，该位置(x，y,z)例如 可以是体素的顶点的位置或者中心的位置。图像体积可以解释为所有体素 的共同体。
可以计算图像数据的3D区域的视图，并将其显示在显示器上。图像数' 据的3D区域的视图可以解释为2D图像数据元素的集合，其中，每个2D 图像数据元素都由显示坐标系中的两个坐标(i， j)以及在该位置处的强度 (对于彩色图像可能有几个强度)来表征。本领域技术人员将会理解，2D 图像数据元素可以解释为像素，即显示器的小区域，通常是正方形或矩形 的，其由像素的位置(例如像素的中心或顶点的坐标(i， j))和像素的强 度(在彩色图像的情况下可能有几个强度)来描述。
存在很多用于计算图像数据的3D区域的视图的方法。可以使用例如最 大强度投影(MIP)、共面投影(iso-surface projection, ISP)以及直接体积 绘制(DVR)来计算所述视图。在MIP中，找到沿着投影光线的最大强度 的3D位置。该光线是从观察平面投射的。可以将在观察平面上的像素的强 度设定为沿着该光线所找到的最大强度。在ISP中，当投影光线与感兴趣 的共面相交时，投影光线终止。该共面被定义为强度函数的级别集合，即 被定义为具有相同强度的所有像素的集合。在Barthold Lichtenbelt, Randy crane 禾卩 shaz Naqvi 的题为 "Introduction to Volume Rendering "， Hewlett-Packard Professional Book, Prentice Hall出版；BK&CD-Romedition(1998)的书中能够找到关于MIP和ISP的更多信息。在DVR中，传递函数将绘制属性，例如透明度，分配给在图像数据中包含的强度。在Proceedings of IEEE Visualization, 227-234页，1996中T.He等人的题目为
中描述了DVR的实现。
可以在图像数据中确定诸如共面之类的对象，并且可以将其用于定义在图形处理器的模型坐标系中的对象。可以使用图形处理器的图形流水线来计算在模型坐标系中包含的对象的视图。在J.D.Foley等人题为"Computergraphics: Principles and practice " ，2nd Ed.， Addison-Wesley, Reading,Massachusetts, USA, 1996中描述了图形流水线，以下将其称为参考文献1。
本领域技术人员将会理解，有很多方法可以用来计算图像数据的3D区域的视图。对用于计算图像数据的3D区域的视图的方法的选择并不限制权利要求的范围。
系统100的显示单元110被配置为使用图像绘制方法来计算用以在显示器上进行显示的三维区域的视图。例如，显示单元可以被构建和配置为采用DVR。
系统100的指针单元115被配置为基于指针位置输入，计算在三维区域的视图上指针的二维位置。所述指针位置输入可以从指针导航设备获得，所述指针导航设备例如但不限于鼠标、轨迹球、眼睛跟踪器或自由触摸屏。本领域技术人员将会知道基于指针位置输入来计算3D区域的视图上指针的2D位置的方式。
系统100的位置单元120被配置为基于在三维区域的视图上的二维位置，计算在三维区域中的三维位置。在3D区域的视图中，对于每个2D位置，例如对于每个像素，都存在与所述2D位置相对应的、在该3D区域中的3D位置，例如体素。在系统100的一个实施例中，位置单元120被配置为基于三维区域的视图上的二维位置，使用在深度缓冲器中所存储的三维区域的视图上的二维位置的深度值，来计算三维区域中的三维位置。2D位置(i， j)的深度值z (i， j)包括相应3D位置的z坐标。通常，这是在所谓的规格化设备坐标(NDC)系中的z坐标。在该实施例中，位置单元被配置为使用例如在参考文献1中所述的图形流水线的逆变换，将三个坐标
12(i， j， Z (i， j))变换回所谓的全局或统一坐标系。
可替换地，在系统100的一个实施例中，位置单元120被配置为使用光线投射，基于在三维区域的视图上的二维位置，来计算在三维区域中的三维位置。例如，在使用MIP所绘制的图像中，将观看平面上的2D位置处的强度设定为沿着一条光线投射的最大强度，该光线投射在与观察平面基本垂直的方向上并且从观察平面上的所述2D位置开始。该计算通常是在全局坐标系中进行的。将观察平面映射到显示器上，以便在显示器中显示3D区域的视图。因此，基于3D区域的视图上的2D位置(其中3D区域的视图上的该2D位置对应于在观察平面上的位置)而计算的3D区域中的3D位置是从显示平面上的该2D位置开始的、基本上垂直于观察平面的光线投射上的具有最大强度的3D位置。
本领域技术人员将会进一步理解，存在很多用于基于在三维区域的视图上的二维位置，计算在三维区域中的三维位置的方法，并且所述的方法除非明确声明为是一个实施例的特征，否则仅是用于说明本发明而并非限
制权利要求的范围。
系统100的阴影单元125被配置为计算用以在三维区域的视图上显示阴影的二维位置集合，其中，用以显示阴影的所述二维位置集合包含指针在三维区域的视图上的二维位置，并且其中，连通基于用以显示阴影的所述二维位置集合而计算的三维位置集合，从而确定与指针在图像数据的三维区域中的三维位置相关的反馈。在工作中，阴影单元125被配置为接收指针的2D位置。阴影单元125被配置为基于指针的2D位置，确定用以在3D区域的视图上显示阴影的候选2D位置集合。位置单元120被配置为计算候选2D位置的3D位置，以下称为是候选3D位置。阴影单元125进一步被配置为确定包含指针的3D位置的、计算得到的候选3D位置集合。阴影单元125使用连通定义，确定包含指针的3D位置的、连通的候选3D位置集合。例如，当将候选3D位置理解为体素时，可以确定最大26-连通的候选体素集合。两个长方体体素如果共享至少一个顶点，则就是26-连通的。与在包含指针的3D位置的最大连通的候选3D位置集合之中所包含的候选3D位置相对应的候选2D位置确定了用以在三维区域的视图上显示阴影的2D位置集合。本领域技术人员将会理解，存在很多有用的连通定义可以在
13图100的实施例中实现。所述的使用26-连通的系统IOO用于说明系统100的一个实施例，而绝不应解释为限制权利要求的范围。
例如，可以通过改变与在所确定的用以在三维区域的视图上显示阴影的2D位置集合之中的2D位置相对应的像素的亮度和/或者颜色，来实现阴影。
系统100可任选地被配置为显示与指针在图像数据的3D区域中的3D位置相关的进一步反馈。例如，系统100可以进一步被配置为显示指针的2D位置和指针的3D位置的坐标。
在系统100的一个实施例中，连通用以显示阴影的二维位置集合。在原理上，当基于候选2D位置集合中的这些候选2D位置而计算的候选3D位置集合是一个连通的集合时，可以不连通该候选2D位置集合。当体素的大小(例如立方体体素的边缘长度)比像素的大小(例如正方形像素的边缘长度)大很多时，例如大5倍时，就很有可能会发生这种情况。为了确保用以显示阴影的2D位置集合被连通，阴影单元125可以被配置为仅保留用以在3D区域的视图上显示阴影的2D位置集合之中的一个连通的成分。连通的准则可以是例如4-连通准则。两个像素如果共享边缘，则它们就是4-连通。
本领域技术人员将会理解，存在其他条件能够有利地施加到用以显示阴影的2D位置集合上或者施加在基于2D位置而计算的3D位置集合上。权利要求的范围并不取决于这些其他条件。
在系统100的一个实施例中，用以显示阴影的二维位置集合包含在一个圆中，该圆以指针在三维区域的视图上的二维位置为中心。该圆的直径长度确定了阴影的最大大小。候选2D位置是在该圆内部的位置。该圆的半径可以由系统100预定或者确定，例如基于所显示的视图的属性或者基于用户输入。本领域技术人员将会理解，可以考虑除了圆之外的其他形状。
在系统100的一个实施例中，阴影单元125被进一步配置为基于用以显示阴影的二维位置集合的特性或者基于三维位置集合的特性来确定阴影的颜色。例如，阴影单元125可以被进一步配置为计算3D位置集合的3D惯性张量。如果最大主值与最小主值之间的比率大于预定阈值，例如大于3，则可以认为阴影指示伸长的结构，并且可以用第一颜色显示。否则，可以认为阴影指示椭圆结构，并且可以用第二颜色显示。在另一实施例中，阴
影的颜色可以基于在指针的2D位置处所计算的2D结构张量的主要分量的比率。在B.Girod等人的3D Image Analysis and Synthesis，96, Sankt Augustin1996， 171-178中公开的H.Hau卩ecker和B.Jahne等人的文章"A tensorapproach for local structure analysis in multi-dimensional images"中描述了从图像数据中推导出的结构张量的定义、计算和属性。其他特性也可以用于确定阴影的颜色，例如，基于3D位置集合而定义的表面的曲度、包含在3D位置集合之中的3D位置的平均强度。
图2示出了包含示例性结构的图像数据的3D区域视图，并且图示出了与3D区域中指针的3D位置相关的示例性反馈。由十字符号和标记Ml来指示指针位置。在指针的下方，还显示了指针的3D位置的深度"1232.3(3D)"。由指针Ml指示的感兴趣结构是血管1。所显示的阴影2清楚且无模糊地示出了指针所指示的结构是血管1.
图3示出了包含血管和噪声结构的图像数据的3D区域的两个相同的视图，并且图示出了与3D区域中指针的两个3D位置相关的两个示例性反馈。在两个视图中，由十字符号和标记M1来指示指针位置。在每个指针下方，还显示了每个指针的3D位置的深度。感兴趣结构是血管l。然而，在该血管上方几个厘米处，还存在有噪声的、从而难以看到的结构。在第一视图31中，在指示指针位置的十字符号周围看不到阴影。这是因为指针并不指示血管l，而是指示在血管1上方的有噪声的结构的较小部分3。在第二视图32中，在血管1上清楚且无模糊地显示的阴影2指示了指针的位置。还能够看到有噪声的结构的较小部分3。该实例图示出了阴影反馈对于例如通过在指针指示感兴趣结构时点击鼠标来选择感兴趣结构而言非常有用。如果没有阴影反馈，则难以确定在第一视图31中指示的结构是有噪声的结构的较小部分3而不是血管1。这就会导致选择错误的结构。
图4示出了包含在嘈杂背景上的细血管的图像数据的3D区域视图，并且图示出了与3D区域中指针的3D位置相关的示例性反馈。由十字符号和标记Ml来指示指针位置。在指针下方，还显示了指针的3D位置的深度"145.0(3D)"。由指针所指示的感兴趣结构是在包含多个结构的嘈杂背景上显示的细血管1。清晰且无模糊地显示的阴影2示出了由指针所指示的结构
15是血管l。阴影的大小比上两个实例中的大，以便更好地显示感兴趣结构。本领域技术人员会理解，系统100的其他实施例也是可行的。其中可 以重新定义系统的各个单元以及重新分配它们的功能。例如，在系统100 的一个实施例中，位置单元120的功能可以与阴影单元125的功能合并。 在系统100的另一实施例中，阴影单元125可以划分为用于产生用以显示 阴影的候选2D位置的产生单元以及用于评价用以显示阴影的候选2D位置 的评价单元。在系统100的另一实施例中，可以用多个阴影单元来替代阴 影单元125。这些阴影单元中的每个阴影单元都可以被配置为采用不同的连 通准则。系统100的各个单元可以用处理器来实现。通常，它们的功能是在软 件程序产品的控制之下执行的。在执行期间，通常将软件程序产品载入到 存储器中，例如RAM中，并从存储器执行。程序可以从背景存储器，例如 RAM、硬盘或磁存储器和/或光存储器中载入，或者可以经由诸如因特网之 类的网络载入。可任选地，专用集成电路可以提供上述功能。图5示出了用于确定与在图像数据的3D指针位置相关的反馈的方法 500的示例性实施方式的流程图。方法500开始于显示步骤510，用于计算 用以在显示器上进行显示的3D区域的视图。在显示步骤510之后，方法进 入反馈循环并继续到指针步骤515，用于基于指针位置输入，计算在3D区 域的视图上指针的2D位置。在指针步骤515之后，方法继续到阴影步骤 525，用于确定用以在3D区域的视图上显示阴影的2D位置集合，其中， 用以显示阴影的所述二维位置集合包含指针的2D位置，并且其中，连通基 于用以显示阴影的所述2D位置集合而计算的三维位置集合。在确定用以显 示阴影的所述2D位置集合的同时，方法500执行位置步骤520，以便计算 候选2D位置的3D位置。基于所计算的、候选2D位置的3D位置，确定用 以显示阴影的2D位置集合。在确定了用以显示阴影的2D位置集合之后， 方法50Q等待新的指针位置输入，然后继续到指针步骤515。可替换地，在 接收到退出反馈循环的命令之后，该方法结束。方法500中的步骤的顺序不是强制性的，本领域技术人员可以改变一 些步骤的顺序，或者使用线程模型、多处理器系统或者多个过程来并发地 执行一些步骤，而不会脱离本发明的范围。可任选地，本发明的方法50016的两个或更多步骤可以合并为一个步骤。可任选地，本发明的方法500的 一个步骤可以划分为多个步骤。图6示意性地示出了采用系统100的图像采集设备600的示例性实施 例，所述图像采集设备600包括经由内部连接而与系统100相连的图像采 集单元610、输入连接器601和输出连接器602。该布置有利地提高了图像 采集设备600的能力，为所述图像采集设备600提供了系统100的确定与 图像数据的3D区域中的3D指针位置相关的反馈的能力。图像采集系统的 实例包括但不限于CT系统、X射线系统、MRI系统、US系统、PET系 统、SPECT系统以及NM系统。图7示意性地示出了工作站700的一个示例性实施例。该工作站包括 系统总线701。处理器710、存储器720、盘输入/输出(I/O)适配器730 以及用户接口 (UI) 740可操作地连接到系统总线701。盘存储设备731可 操作地耦合到盘I/O适配器730。键盘741 、鼠标742和显示器743可操作 地耦合到UI 740。被实现为计算机程序的本发明的系统IOO存储在该盘存 储设备731中。工作站700被配置为载入该程序，并将数据输入到存储器 720，并且在处理器710上执行该程序。用户能够使用键盘741和/或鼠标 742将信息输入到工作站700。工作站被配置为将信息输出到显示设备743 和/或者输出到盘731。本领域技术人员将会理解，在现有技术中存在已知 的工作站700的很多其他实施例，本实施例仅是用于说明本发明，而绝不 应解释为将本发明限制到该具体实施例上。应该注意的是，上述实施例是说明性的而不是限制本发明，本领域技 术人员将能够设计多种可替换实施例，而不会脱离附带的权利要求的范围。 在权利要求中，置于括号中的任何参考标记都不应解释为限制权力要求。 词语"包括"并不排除在权利要求和说明书中未举出的元素和步骤的存在。 在元素之前的词语"一个"并不排除存在多个这种元素。本发明可以借助 于包含几个不同元件的硬件来实现，或者可以借助于编程的计算机来实现。 在枚举出几个单元的系统权利要求中，这些单元之中的几个单元可以由一 项硬件或软件来实现。词语第一、第二和第三等等的使用并不表示任何次 序。这些词语可以解释为名称。
权利要求
1、一种用于确定与指针在图像数据的三维区域中的三维位置相关的反馈的系统(100)，该系统包括-显示单元(110)，用于计算用以在显示器上显示的所述三维区域的视图；-指针单元(115)，用于基于指针位置输入，计算所述指针在所述三维区域的视图上的二维位置；-位置单元(120)，用于基于在所述三维区域的视图上的二维位置，计算在所述三维区域中的三维位置；以及-阴影单元(125)，用于确定用以在所述三维区域的视图上显示阴影的二维位置集合，其中，用以显示阴影的所述二维位置集合包含所述指针在所述三维区域的视图上的所述二维位置，并且其中，连通基于用以显示阴影的所述二维位置集合而计算的三维位置集合，从而确定与所述指针在所述图像数据的三维区域中的所述三维位置相关的反馈。
2、 如权利要求l所述的系统(100)，其中，连通用以显示阴影的所述二维位置集合。
3、 如权利要求l所述的系统(100)，其中，用以显示阴影的所述二维位置集合包含在一个圆中，该圆以所述指针在所述三维区域的视图上的所述二维位置为中心。
4、 如权利要求1所述的系统(100)，其中，所述位置单元(120)被设置为基于所述三维区域的视图上的所述二维位置，使用在深度缓冲器中所存储的、所述三维区域的视图上的所述二维位置的深度值，来计算所述三维区域中的所述三维位置。
5、 如权利要求1所述的系统(100)，其中，所述位置单元(120)被设置为使用光线投射，基于所述三维区域的视图上的所述二维位置，来计算所述三维区域中的所述三维位置。
6、 如权利要求1所述的系统(100)，其中，所述阴影单元(125)被进一步设置为基于用以显示阴影的所述二维位置集合的特性，或者基于所述三维位置集合的特性，来确定所述阴影的颜色。
7、 一种图像采集设备(600)，包括如权利要求1所述的系统(100)。
8、 一种工作站(700)，包括如权利要求1所述的系统(100)。
9、 一种用于确定与指针在图像数据的三维区域中的三维位置相关的反馈的方法(500)，该方法包括-显示步骤(510)，用于计算用以在显示器上显示的所述三维区域的视图；-指针步骤(515)，用于基于指针位置输入，计算所述指针在所述三维区域的视图上的二维位置；-位置步骤(520)，用于基于在所述三维区域的视图上的二维位置，计算在所述三维区域中的三维位置；以及-阴影步骤(525)，用于确定用以在所述三维区域的视图上显示阴影的二维位置集合，其中，用以显示阴影的所述二维位置集合包含所述指针在所述三维区域的视图上的所述二维位置，并且其中，连通基于用以显示阴影的所述二维位置集合而计算的三维位置集合，从而确定与所述指针在所述图像数据的三维区域中的所述三维位置相关的反馈。
10、 一种要由计算机装置载入的计算机程序产品，包括用于确定与指针在图像数据的三维区域中的三维位置相关的反馈的指令，所述计算机装置包括处理单元和存储器，在载入所述计算机程序产品之后，所述计算机程序产品使所述处理单元能够执行以下任务计算用以在显示器上显示的所述三维区域的视图；基于指针位置输入，计算所述指针在所述三维区域的视图上的二维位置；基于在所述三维区域的视图上的二维位置，计算在所述三维区域中的三维位置；以及确定用以在所述三维区域的视图上显示阴影的二维位置集合，其中， 用以显示阴影的所述二维位置集合包含所述指针在所述三维区域的视图上 的所述二维位置，并且其中，连通基于用以显示阴影的所述二维位置集合 而计算的三维位置集合，从而确定与所述指针在所述图像数据的三维区域 中的所述三维位置相关的反馈。
全文摘要
本发明涉及一种用于确定与指针在图像数据的三维区域中的三维位置相关的反馈的系统(100)，该系统包括显示单元(110)，用于计算用以在显示器上显示的所述三维区域的视图；指针单元(115)，用于基于指针位置输入，计算所述指针在所述三维区域的视图上的二维位置；位置单元(120)，用于基于在所述三维区域的视图上的二维位置，计算在所述三维区域中的三维位置；以及阴影单元(125)，用于确定用以在所述三维区域的视图上显示阴影的二维位置集合，其中，用以显示阴影的所述二维位置集合包含所述指针在所述三维区域的视图上的二维位置，并且其中，连通基于用以显示阴影的所述二维位置集合而计算的三维位置集合。通常，包含指针的三维位置的连通的候选三维位置集合包含在由指针指示的结构中。因此，所确定的与图像数据的三维区域的视图上的三维指针位置相关的反馈提高了指示在该结构上的3D位置的清晰程度以及降低了指示在该结构上的3D位置的模糊情况。
文档编号G06F3/0481GK101517526SQ200780035744
公开日2009年8月26日 申请日期2007年9月24日 优先权日2006年9月29日
发明者J·奥利万贝斯科斯 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司