专利名称：一种快速体绘制和最大密度投影同步联合绘制方法
技术领域：
本发明涉及医学图像处理技术，具体的说是一种快速体绘制和最大密度投影同步 联合绘制方法.
背景技术：
面对医学成像设备的物理分辨率不断提高和医学图像体数据场的不断增大，通过 传统的二维断面图像进行诊断已经不能满足临床应用的需要，而通过三维重建技术可以直 观的显示病变的具体形状、位置及其周围组织等信息，能够节省医生的诊断时间并起到辅 助诊断的作用。基于光线投射的VR(Volume Rendering 体绘制)技术和 MIP (Maximun^ntensity I^ojection最大密度投影)技术是两种常用的具有临床价值的三维图像重建技术。光线投 射体绘制技术通过对医学图像数据设置颜色值和透明度信息合成出具有立体视觉效果的 图像，可用于观察人体组织器官的外形和组织间的位置关系等。最大密度投影成像技术用 一束平行的射线从某个角度穿过一个容积体，找出每条射线上的最大值。最大密度投影图 像在临床上常用于观察人体的骨骼组织或血管的钙化情况。最大密度投影图像反应的是最大值信息，不能反应出组织间的立体前后位置关 系，视觉上立体感差，但是易于观察骨骼结构和钙化状况。彩色体绘制则可以提供很好的立 体视觉效果，但是受限于协议的设定，有些细小的血管末端等细节信息可能会显示不全。相 应的在一定的旋转角度下，MIP图像能显示更多的图像细节信息。因此，同时观察体绘制图 像和MIP图像可以给临床医生提供更多的、更准确直观的诊断信息。目前，主要的医学图像后处理软件提供商如Siemens、Philips, GE、东芝等的医学 图像后处理工作站都提供VR和MIP绘制模式，各个厂商使用的算法不同，提供的绘制速度 也不同。目前还没有人提出VR和MIP联合绘制的概念。发布日期为Oct. 15，1996，申请号为 08/196921、名称为《Apparatus andmethod for the visualization of a three-dimensional scene by means ofmaximum intensity projection》的美国专利申请中采用了一种估计方法，目的是减少不必要的插值计算，即对 每一条投射光线估计一个阈值，只有当投射光线上的采样点值大于阈值的时候才进行三线 性插值。该发明使用的加速方法是最基本的加速思想，即减少三线性插值的次数以减少运 算量。这种方法还是会产生不必要的插值，对MIP绘制速度的提高是有限的。
公开日为Feb.22，2007、公开号为US 2007/0040833A1、名称为《Methodand system for adaptive maximum intensity projection ray casting》的美国专禾Ij申请,禾Ij用八叉 树记录数据的特征值，采用基于光线投射的方法迅速跳跃最大值小于阈值的八叉树节点， 并在2维成像图像上用估计的方法插值得到临近区域相似度高的像素点的值，从而得到快 速的绘制MIP图像的方法。该方法的缺点是对数据建立八叉树数据结构会占用一定的内存 和预处理时间，同时八叉树节点间的关系比较复杂，进行遍历分析时需要较多的计算和比 较。
公开号为US 2006/0147106 Al，
公开日为 Jul. 6，2006，名称为《Usingtemporal and spatial coherence to accelerate maximum/Minimum intensityprojection〉〉的美国 专利申请提出一种使用八叉树结构对数据场进行预处理，计算获得每个八叉树节点的最大 值和最小值，同时结合了平行光线的相关性和邻域信息的相关性，在投射平面内先发射一 些射线，并记录这些射线获得的最大值信息，存储在一个buffer中，之后发射剩余的射线， 用其邻域内的已射完的射线获得的值估计得到一个阈值作为剩余射线的初始值。该方法另 外还结合了时间和空间的信息，时间信息是在该点的上一帧图像获得最大值点的空间位置 信息，空间信息是在该点投射前邻域内已投射的光线获得最大值点的空间位置信息，结合 两个信息，得到一个特定空间位置，该点的射线就从这个特定的空间位置周围开始投射。该 方法同样使用了八叉树数据结构，同样需要消耗预处理时间和一定的内存，及八叉树复杂 的遍历关系。另外，用估计方法给投射射线设定阈值有可能会带来图像质量损失。另外，由于医学数据量大，三维重建需要进行大量的插值和合成等计算，单纯的一 次彩色体绘制成像运算量或一次最大密度投影成像运算量都是很大的。
发明内容
针对现有技术中存在的VR绘制受限于协议的设定，有些细小的血管末端等细节 信息可能会显示不全、MIP立体视觉效果差以及体绘制成像运算和最大密度投影成像运算 量大等不足之处，本发明要解决的技术问题是提供一种快速体绘制和最大密度投影同步联 合绘制方法。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是本发明一种快速体绘制和最大密度投影同步联合绘制方法包括用户在医学图像后处理系统中旋转VR或MIP窗口，医学图像后处理系统获得旋转 后的图像绘制信息，并初始化共享buffer ；医学图像后处理系统根据上述图像绘制信息进行VR绘制，得到VR图像，对共享 buffer 赋值；医学图像后处理系统根据上述共享buffer信息和图像绘制信息进行MIP绘制，得 到MIP图像；医学图像后处理系统同时显示VR图像和MIP图像。所述进行VR绘制得到VR图像，生成共享buffer包括以下步骤在医学图像后处理系统中建立分级节点数据结构建立多级节点，每个节点记录 自身包含的所有数据的最大值和最小值，分别记为节点高值和节点低值；同时记录该节点 的包围盒信息和节点是否透明的状态信息；根据上述分级节点数据结构，进行VR绘制结合分级节点技术进行速度优化，利用分级节点数据结构记录的节点高值信息和 节点是否透明的状态信息，如果是透明状态，则跳过透明的节点，并在VR绘制过程中，获得 投射光线上单步采样最大值和可靠深度值，将其记录到共享buffer中。所述获得投射光线上单步采样最大值和可靠深度值的方法为在投射光线中确定当前采样点的位置；判断当前采样点是否在整体包围盒内；
如果当前采样点在包围盒内，则计算当前采样点所在的节点编号，获得节点高值 和节点是否透明状态值；判断当前采样点位置是否在当前节点内；如果当前采样点位置在当前采样节点内，判断节点是否透明；如果节点不透明，获得当前采样点的数据值；判断当前采样点的数据值是否大于投射光线对应的单步采样得到的最大值；如果当前采样点的数据值大于投射光线对应的单步采样得到的最大值，投射光线 对应的单步采样最大值赋值为当前采样点的数据值；判断当前采样点的数据值是否大于采样已经过节点高值的最大值；如果当前采样点的数据值大于采样已经过节点高值的最大值，则投射光线对应的 最大可靠深度值赋值为当前采样点距离投射点的距离值；计算累积阻光度值；计算颜色合成；判断累积阻光度值是否大于物体可见性阈值；如果累积阻光度值大于物体可见性阈值，结束投射过程，更新共享buffer，获得 VR绘制的对应点的颜色值，结束一条光线的投射过程。如果累积阻光度值小于物体可见性阈值，则当前采样点沿投射光线方向前进一个 单位步长，返回至判断当前采样点位置是否在当前节点内步骤。如果当前采样点的数据值小于采样已经过节点高值的最大值，则转至计算累积阻 光度值、计算颜色合成步骤。如果当前采样点的数据值小于投射光线对应的单步采样得到的最大值，则转至计 算累积阻光度值、计算颜色合成步骤；如果节点透明，跳过该节点，并更新采样点的位置坐标；判断当前节点高值是否大于经过的节点高值的最大值；如果当前节点高值大于经过节点高值的最大值，经过的节点高值的最大值赋值为 当前节点高值，返回判断当前采样点是否在整体包围盒内步骤。如果当前节点高值不大于经过节点高值的最大值，则返回判断当前采样点是否在 整体包围盒内步骤；如果当前采样点位置不在当前采样节点内；判断当前节点高值是否大于经过的节 点高值的最大值；如果当前节点高值大于经过的节点高值的最大值，经过节点高值的最大值赋值为 当前节点高值；返回至判断当前采样点是否在整体包围盒内步骤；如果当前节点高值不大于经过的节点高值的最大值，返回至判断当前采样点是否 在整体包围盒内步骤；如果当前采样点不在整体包围盒内，则更新共享buffer，获得VR绘制的对应点的 颜色值，结束一条光线的投射过程。所述医学图像后处理系统根据上述共享buffer信息和图像绘制信息进行MIP绘 制包括根据图像绘制信息得到MIP绘制的投射平面；在投影平面上计算投射点的坐标；
计算投射光线与包围盒的入射点和出射点；计算投射点与入射点的入射距离和投 射点与出射点出射距离；在投射平面内，根据共享buffer信息，获得投射光线对应的可靠深度值和经过采 样点的最大值；该投射光线对应的最大数据值初始化为从共享buffer信息中获得的经过 采样点的最大值，并计算上述可靠深度对应的在该投射光线上的起始采样点；获得当前采样点的位置；判断采样点与投射点距离是否小于出射距离；如果采样点与投射点距离小于出射距离；计算采样点所在的节点编号，获得该节点的最大数据值；比较采样点所在节点的高值与该投射光线对应的最大数据值；如果采样点所在节点高值大于该投射光线对应的最大数据值时，判断当前采样点是否在当前节点内；如果当前采样点在当前节点内，则获得采样点的数据值；判断采样点数据值是否大于光线对应的最大数据值；如果采样点数据值大于投射光线对应的最大数据值，则投射光线对应的最大值赋 值为该采样点的数据值；采样点沿投射光线方向前进一个单位步长，返回至判断当前采样点是否在当前节 点内步骤；如果采样点数据值小于光线对应的最大数据值，则接续采样点沿投射光线方向前 进一个单位步长步骤；如果当前采样点位置在原节点之外，返回判断采样点与投射点距离是否小于出射 距离步骤；如果所在节点高值小于该投射光线对应的最大数据值时，跳过该结点，计算新采 样点位置；返回判断采样点与投射点距离是否小于出射距离步骤；如果采样点与投射点距离大于出射距离，获得该投射光线对应的最大值，获得MIP 图像上对应点的像素值；停止投射过程。本发明具有以下有益效果及优点1.本发明提出一种基于光线投射算法的VR和MIP同步联合绘制技术，可以在同一 个观察窗口为用户同时提供具有相同体位相同观察角度的VR和MIP绘制图像，并提供同步 旋转同步放缩同步平移等相应的操作，这样的图像观察模式可以弥补VR图像对感兴趣区 域的前后遮挡性和MIP图像的立体视觉效果差的缺点，可以结合VR的立体视觉效果显著和 表述周围相关组织空间关系明确的优点及MIP图像对高值显示突出，便于观察骨骼、造影 血管和钙化的优点，提供给用户更加直观、准确、快捷的辅助诊断信息。2.本发明提出一种加速算法，充分利用VR和MIP同步联合体绘制中，VR和MIP绘 制共享的信息，在VR绘制的过程中进行部分MIP的绘制，并收集可用于MIP绘制的信息，用 于加速MIP的绘制，这样进行一次VR和MIP联合绘制的时间小于一次VR绘制时间加上一 次MIP绘制时间。
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图1为本发明MIP和VR同步联合绘制结果图；图2为本发明MIP和VR同步联合绘制结果图；图3为本发明光线投射方法相关绘制信息说明图；图4为本发明分级节点数据结构示意图；图5为本发明方法整体流程图；图6为本发明方法中VR绘制一条光线的绘制过程图；图7为本发明方法中MIP的一条光线的绘制过程图。
具体实施例方式如图5所示，本发明快速VR和MIP同步联合绘制方法包括以下步骤用户在医学图像后处理系统中旋转VR或MIP窗口，医学图像后处理系统获得旋转 后的图像绘制信息，如图3所示，并初始化共享buffer ；医学图像后处理系统根据上述图像绘制信息进行VR绘制，得到VR图像，对共享 buffer 赋值；医学图像后处理系统根据上述共享buffer信息和图像绘制信息进行MIP绘制，得 到MIP图像；医学图像后处理系统同时显示VR图像和MIP图像。VR和MIP的同步绘制实现中，需要VR绘制和MIP绘制共享相同的绘制信息参数。 当对联合窗口进行旋转操作时，更新旋转后的相机参数信息，再传递给VR绘制引擎和MIP 绘制引擎进行VR绘制和MIP绘制，之后同时显示VR和MIP绘制图像。本发明提出的VR和MIP同步联合绘制技术，针对同一组数据，设置相同的投射平 面和观察角度进行绘制，由于基本绘制信息都是相同的，因此提出一种加速算法，利用VR 绘制过程中收集的信息对MIP绘制进行速度优化，从而加快绘制速度。同时联合体绘制的 绘制速度又会分别依赖于VR的绘制速度和MIP的绘制速度。就是说VR或MIP的绘制速度 快了，相应的联合绘制的速度也会加快。本发明中利用了分级节点预处理技术，在VR绘制中，利用分级节点技术跳过透明 节点，减少不必要的插值计算；在MIP绘制中，同样利用了分级节点结束跳过不可能大于投 射光线当前最大值的节点，而基于光线投射的MIP绘制算法的绘制速度依赖于光线在体数 据场中穿行时进行插值和比较的总步数。因此减少插值计算的次数就可以相应的提高MIP 的绘制速度。VR和MIP同步联合体绘制共享数据和绘制信息，投射光线的空间位置和采样点的 信息基本一致。先进行VR绘制，在VR绘制的过程中，收集投射光线上的经过单步采样点的 最大值和对应的可靠深度信息。之后用这两个信息初始化MIP绘制的初始参数，再进行MIP 的绘制。最后同时显示VR和MIP绘制图像。所述进行VR绘制得到VR图像，生成共享buffer包括以下步骤在医学图像后处理系统中建立分级节点数据结构建立多级节点，每个节点相应 的记录自身节点内的包含的所有数据的最大值和最小值，分别记为节点高值和节点低值; 同时记录该节点的包围盒信息，所谓包围盒即为节点的边界在体数据空间中的坐标位置。同时还要记录节点否是透明的状态信息，即该节点内包含的数据值的区间相对于VR绘制 协议是否是透明的。本实施例以二级节点数据结构为例，如图4所示，0级节点只有一个节点0节点， 也就是数据场本身，0节点的数据包围盒为数据场边界在体数据空间中的坐标；1级节点将 其上一级节点即0节点等分为每个节点大小为MXNXK的节点块，通过计算获得每个节点 块的节点内最大数据值Vmax最小数据值Vmin和每个节点的包围盒信息，同时对1级节点进行编号。在数据装载后就建立上述分级节点结构，针对一组数据只需要进行一次计算。获 得了这个分级节点数据结构后，就知道了每个节点内数据的最大值Vmax和最小值vmin。对于 VR绘制，针对当前绘制协议的透明度表，遍历Vmin到Vmax间对应的透明度表的相应值，如果 在该区间内的相应的阻光度均为0，即这些值都是透明的，则该节点也是透明的，将该节点 的透明状态信息值设置为1，进行VR绘制时，该节点对最后的成像结果没有贡献，可以直接 跳过。否则，该节点是不透明的，绘制时需要在该节点内进行均勻采样，并计算每个采样点 对合成颜色值的贡献。在进行MIP体绘制时，每一条光线的投射中，以1级节点为单位进行 投射，当一个节点内的数据最大值Vmax小于当前的最大值nMax时，可以确定该节点不需要 进行均勻采样插值，该节点对最后的绘制结果没有影响，则可以跳跃过该节点，这样就减少 了不必要的插值。结合分级节点技术进行速度优化，利用分级节点数据结构记录的高值信息和节 点是否透明的状态信息，如果是透明状态，则迅速跳过透明的节点，以减少不必要的插值 计算；并将在VR绘制过程中获得的投射光线上单步采样最大值和可靠深度值记录到共享 buffer 中。依据分级节点数据结构，在光线投射过程中，记录采样点经过的节点最大值的最 大值；只有当单步采样点的最大值大于采样点经过的节点最大值的最大值时，才将该采样 点位置与投射点的距离记录为可靠深度。获得的上述两个参数的意义在于在该投射光线对 应的可靠深度内的数据值一定不大于该投射光线经过单步采样点的最大值。这样能保证投 射的正确性。如图6所示，所述获得投射光线上单步采样最大值和可靠深度值的方法为在投射光线中确定当前采样点的位置；判断当前采样点是否在整体包围盒内；如果当前采样点在包围盒内，则计算当前采样点所在的节点编号，获得节点高值 和节点是否透明状态值；判断当前采样点位置是否在当前节点内；如果当前采样点位置在当前采样节点内，判断节点是否透明；如果节点不透明，获得当前采样点的数据值；判断当前采样点的数据值是否大于投射光线对应的单步采样得到的最大值；如果当前采样点的数据值大于投射光线对应的单步采样得到的最大值，投射光线 对应的单步采样得到的最大值赋值为当前采样点的数据值；判断当前采样点的数据值是否大于采样已经过节点高值的最大值；如果当前采样点的数据值大于采样已经过节点高值的最大值，则投射光线对应的最大值可靠深度值赋值为当前采样点距离投射点的距离值；计算累积阻光度值；计算颜色合成；判断累积阻光度值是否大于物体可见性阈值；如果累积阻光度值大于物体可见性阈值结束投射过程，更新共享buffer，获得VR 绘制的对应点的颜色值，结束一条光线的投射过程；如果累积阻光度值小于物体可见性阈值，则当前采样点沿投射光线方向前进一个 单位步长，返回至判断当前采样点位置是否在当前节点内步骤；如果当前采样点的数据值小于采样已经过节点高值的最大值，则转至计算累积阻 光度值、计算颜色合成步骤；如果当前采样点的数据值小于投射光线对应的单步采样得到的最大值，则转至计 算累积阻光度值、计算颜色合成步骤；如果节点透明，跳过该节点，并更新采样点的位置坐标；判断当前节点高值是否大于经过的节点高值的最大值；如果当前节点高值大于经过节点高值的最大值，经过的节点高值的最大值赋值为 当前节点高值，返回判断当前采样点是否在整体包围盒内步骤；如果当前节点高值不大于经过节点高值的最大值，则返回判断当前采样点是否在 整体包围盒内步骤；如果当前采样点位置不在当前采样节点内；判断当前节点高值是否大于经过的节 点高值的最大值；如果当前节点高值大于经过的节点高值的最大值，经过节点高值的最大值赋值为 当前节点高值；返回至判断当前采样点是否在整体包围盒内步骤；如果当前节点高值不大于经过的节点高值的最大值，返回至判断当前采样点是否 在整体包围盒内步骤；如果当前采样点不在整体包围盒内，则更新共享buffer，获得VR绘制的对应点的 颜色值，结束一条光线的投射过程。通过上述步骤，可以完成VR绘制，得到VR绘制图像，并记录投射光线上的经过单 步采样点的最大值和对应的可靠深度信息到共享buffer中。VR和MIP同步联合体绘制共 享数据和绘制信息，投射光线的空间位置和采样点的信息基本一致。用投射光线上的经过 单步采样点的最大值和对应的可靠深度信息初始化MIP绘制的初始参数，再进行MIP的绘 制。如图7所示，所述医学图像后处理系统根据上述共享buffer信息和图像绘制信息 进行MIP绘制包括根据图像绘制信息得到MIP绘制的投射平面；在投影平面上计算投射点的坐标计算投射光线与包围盒的入射点和出射点；计算投射点与入射点的入射距离和投 射点与出射点出射距离；在投射平面内，根据共享buffer信息，获得投射光线对应的可靠深度值和经过采 样点的最大值；该投射光线对应的最大数据值初始化为从共享buffer信息中获得的经过 采样点的最大值，并计算上述可靠深度对应的在该投射光线上的起始采样点；
判断采样点与投射点距离是否小于出射距离；如果采样点与投射点距离小于出射距离；计算采样点所在的节点编号，获得该节点的最大数据值；比较采样点所在节点的高值与该投射光线对应的最大数据值；当所在节点高值大于该投射光线对应的最大数据值时，判断当前采样点是否在当前节点内；如果当前采样点在当前节点内，则得到采样点的数据值；判断采样点数据值是否大于光线对应的最大数据值；如果采样点数据值大于光线对应的最大数据值，则投射对应的最大值赋值为该采 样点的数据值；采样点沿投射光线方向前进一个单位步长，返回至判断当前采样点是否在当前节 点内步骤；如果采样点数据值小于光线对应的最大数据值，则接续采样点沿投射光线方向前 进一个单位步长步骤；如果当前采样点位置在原节点之外，返回判断采样点与投射点距离是否小于出射 距离步骤；如果所在节点高值小于该投射光线对应的最大数据值时，跳过该结点，计算新采 样点位置；返回判断采样点与投射点距离是否小于出射距离步骤；如果采样点与投射点距离大于出射距离，获得该投射光线对应的最大值，获得MIP 图像上对应点的像素值；停止投射过程。在VR绘制结束后，可以获得两个信息，一个是投射光线上对应的最大值，一个是 该投射光线最大值的可靠深度信息。VR和MIP的联合绘制中，MIP绘制共享这些信息，用于 直接加速MIP的绘制。MIP的绘制原理是找出一条投射光线在数据场从起点到终点间的最大值。用最大 值最为MIP投射的初始值，并从最大值对应的可靠深度位置开始进行MIP投射绘制，可以相 应的减少很多的插值采样计算。另外在MIP的投射绘制中，也同样利用了分级节点技术。通过判断当前采样节点 的最大值是否小于获得的最大值，来确定当前采样节点是否需要进行单步采样，如果不需 要则可以直接跳过该节点。本发明的优点可以通过试验进一步说明本发明的试验平台为Intel Xeon CPU 3. 2GHZ，内存2G。开发工具为VS2005，使 用c++语言，Windows XP平台。试验数据采用CT断层扫描设备获取的临床医学影像数据， 数据的分辨率为512 X 512，第一组数据为182幅断层扫描图像，第二组数据为568幅断层扫 描图像。在上述试验平台上，输出图像大小为512X512。，对第一组数据进行一次体绘制的 时间为0.513秒，进行一次最大密度投影绘制的时间为0. 457秒，进行一次体绘制和最大密 度投影同步联合绘制的时间为0.802秒。成像结果如图1所示，用户可以在图1所示左侧 的最大密度投影图像上观察病例的钙化情况，同时在右侧的体绘制图像上观察钙化点对应
12的组织位置关系。对第二组数据进行一次体绘制的时间为0. 775秒，进行一次最大密度投影绘制的 时间为0. 760秒，进行一次体绘制和最大密度投影同步联合绘制的时间为1. 293秒。成像 结果如图2所示。从上述实现结果可以看出，本发明提出的体绘制和最大密度投影同步联合绘制方 法的绘制速度比单独进行体绘制和单独进行最大密度投射绘制的时间之和快约20%以上。
权利要求
1.一种快速体绘制和最大密度投影同步联合绘制方法，其特征在于包括以下步骤 用户在医学图像后处理系统中旋转VR或MIP窗口，医学图像后处理系统获得旋转后的图像绘制信息，并初始化共享buffer ；医学图像后处理系统根据上述图像绘制信息进行VR绘制，得到VR图像，对共享buffer 赋值；医学图像后处理系统根据上述共享buffer信息和图像绘制信息进行MIP绘制，得到 MIP图像；医学图像后处理系统同时显示VR图像和MIP图像。
2.按权利要求1所述的快速体绘制和最大密度投影同步联合绘制方法，其特征在于 所述进行VR绘制得到VR图像，生成共享buffer包括以下步骤在医学图像后处理系统中建立分级节点数据结构建立多级节点，每个节点记录自身 包含的所有数据的最大值和最小值，分别记为节点高值和节点低值；同时记录该节点的包 围盒信息和节点是否透明的状态信息；根据上述分级节点数据结构，进行VR绘制结合分级节点技术进行速度优化，利用分级节点数据结构记录的节点高值信息和节点 是否透明的状态信息，如果是透明状态，则跳过透明的节点，并在VR绘制过程中，获得投射 光线上单步采样最大值和可靠深度值，将其记录到共享buffer中。
3.按权利要求2所述的快速体绘制和最大密度投影同步联合绘制方法，其特征在于 所述获得投射光线上单步采样最大值和可靠深度值的方法为在投射光线中确定当前采样点的位置； 判断当前采样点是否在整体包围盒内；如果当前采样点在包围盒内，则计算当前采样点所在的节点编号，获得节点高值和节 点是否透明状态值；判断当前采样点位置是否在当前节点内；如果当前采样点位置在当前采样节点内，判断节点是否透明；如果节点不透明，获得当前采样点的数据值；判断当前采样点的数据值是否大于投射光线对应的单步采样得到的最大值； 如果当前采样点的数据值大于投射光线对应的单步采样得到的最大值，投射光线对应 的单步采样最大值赋值为当前采样点的数据值；判断当前采样点的数据值是否大于采样已经过节点高值的最大值； 如果当前采样点的数据值大于采样已经过节点高值的最大值，则投射光线对应的最大 可靠深度值赋值为当前采样点距离投射点的距离值； 计算累积阻光度值；计算颜色合成； 判断累积阻光度值是否大于物体可见性阈值；如果累积阻光度值大于物体可见性阈值，结束投射过程，更新共享buffer，获得VR绘 制的对应点的颜色值，结束一条光线的投射过程。
4.按权利要求3所述的快速体绘制和最大密度投影同步联合绘制方法，其特征在于 如果累积阻光度值小于物体可见性阈值，则当前采样点沿投射光线方向前进一个单位步 长，返回至判断当前采样点位置是否在当前节点内步骤。
5.按权利要求3所述的快速体绘制和最大密度投影同步联合绘制方法，其特征在于 如果当前采样点的数据值小于采样已经过节点高值的最大值，则转至计算累积阻光度值、 计算颜色合成步骤。
6.按权利要求3所述的快速体绘制和最大密度投影同步联合绘制方法，其特征在于 如果当前采样点的数据值小于投射光线对应的单步采样得到的最大值，则转至计算累积阻 光度值、计算颜色合成步骤。
7.按权利要求3所述的快速体绘制和最大密度投影同步联合绘制方法，其特征在于 如果节点透明，跳过该节点，并更新采样点的位置坐标；判断当前节点高值是否大于经过的节点高值的最大值；如果当前节点高值大于经过节点高值的最大值，经过的节点高值的最大值赋值为当前 节点高值，返回判断当前采样点是否在整体包围盒内步骤。
8.按权利要求7所述的快速体绘制和最大密度投影同步联合绘制方法，其特征在于 如果当前节点高值不大于经过节点高值的最大值，则返回判断当前采样点是否在整体包围 盒内步骤。
9.按权利要求3所述的快速体绘制和最大密度投影同步联合绘制方法，其特征在于 如果当前采样点位置不在当前采样节点内；判断当前节点高值是否大于经过的节点高值的 最大值；如果当前节点高值大于经过的节点高值的最大值，经过节点高值的最大值赋值为当前 节点高值；返回至判断当前采样点是否在整体包围盒内步骤。
10.按权利要求9所述的快速体绘制和最大密度投影同步联合绘制方法，其特征在于 如果当前节点高值不大于经过的节点高值的最大值，返回至判断当前采样点是否在整体包 围盒内步骤。
11.按权利要求3所述的快速体绘制和最大密度投影同步联合绘制方法，其特征在于 如果当前采样点不在整体包围盒内，则更新共享buffer，获得VR绘制的对应点的颜色值， 结束一条光线的投射过程。
12.按权利要求1所述的快速体绘制和最大密度投影同步联合绘制方法，其特征在于 所述医学图像后处理系统根据上述共享buffer信息和图像绘制信息进行MIP绘制包括根据图像绘制信息得到MIP绘制的投射平面； 在投影平面上计算投射点的坐标计算投射光线与包围盒的入射点和出射点；计算投射点与入射点的入射距离和投射点 与出射点出射距离；在投射平面内，根据共享buffer信息，获得投射光线对应的可靠深度值和经过采样点 的最大值；该投射光线对应的最大数据值初始化为从共享buffer信息中获得的经过采样 点的最大值，并计算上述可靠深度对应的在该投射光线上的起始采样点； 获得当前采样点的位置； 判断采样点与投射点距离是否小于出射距离； 如果采样点与投射点距离小于出射距离； 计算采样点所在的节点编号，获得该节点的最大数据值； 比较采样点所在节点的高值与该投射光线对应的最大数据值；如果采样点所在节点高值大于该投射光线对应的最大数据值时， 判断当前采样点是否在当前节点内； 如果当前采样点在当前节点内，则获得采样点的数据值； 判断采样点数据值是否大于光线对应的最大数据值；如果采样点数据值大于投射光线对应的最大数据值，则投射光线对应的最大值赋值为 该采样点的数据值；采样点沿投射光线方向前进一个单位步长，返回至判断当前采样点是否在当前节点内步骤。
13.按权利要求12所述的快速体绘制和最大密度投影同步联合绘制方法，其特征在 于如果采样点数据值小于光线对应的最大数据值，则接续采样点沿投射光线方向前进一 个单位步长步骤。
14.按权利要求12所述的快速体绘制和最大密度投影同步联合绘制方法，其特征在 于如果当前采样点位置在原节点之外，返回判断采样点与投射点距离是否小于出射距离步骤。
15.按权利要求12所述的快速体绘制和最大密度投影同步联合绘制方法，其特征在 于如果所在节点高值小于该投射光线对应的最大数据值时，跳过该结点，计算新采样点位 置；返回判断采样点与投射点距离是否小于出射距离步骤。
16.按权利要求12所述的快速体绘制和最大密度投影同步联合绘制方法，其特征在 于如果采样点与投射点距离大于出射距离，获得该投射光线对应的最大值，获得MIP图像 上对应点的像素值；停止投射过程。
全文摘要
本发明涉及一种快速体绘制和最大密度投影同步联合绘制方法，包括以下步骤用户在医学图像后处理系统中旋转VR或MIP窗口，医学图像后处理系统获得旋转后的图像绘制信息，并初始化共享buffer；医学图像后处理系统根据上述图像绘制信息进行VR绘制，得到VR图像，对共享buffer赋值；医学图像后处理系统根据上述共享buffer信息和图像绘制信息进行MIP绘制，得到MIP图像；医学图像后处理系统同时显示VR图像和MIP图像。本发明可以在同一个观察窗口为用户同时提供具有相同体位相同观察角度的VR和MIP绘制图像，提供给用户更加直观、准确、快捷的辅助诊断信息。
文档编号G06T11/00GK102117499SQ200910248918
公开日2011年7月6日 申请日期2009年12月30日 优先权日2009年12月30日
发明者张兰, 赵建, 马锐兵 申请人:东软飞利浦医疗设备系统有限责任公司