用于執(zhí)行渲染的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】公開了一種用于在給定視點處察覺不到透視渲染的視覺區(qū)域的至少一個部分的給定視點處執(zhí)行渲染的方法和系統(tǒng)，該方法包括：提供投影模型，該投影模型包括用于渲染遠視圖的第一部分和用于渲染近視圖的第二部分，使得視覺區(qū)域的至少一個部分利用投影模型的第二部分被渲染，并且進一步地，其中投影模型的第一部分和投影模型的第二部分之間的過渡的特征在于投影向量基本上類似；獲得圖像數(shù)據(jù)；根據(jù)投影模型的第一部分執(zhí)行圖像數(shù)據(jù)的至少一個部分的第一投影，以產(chǎn)生第一投影數(shù)據(jù)；根據(jù)投影模型的第二部分執(zhí)行圖像數(shù)據(jù)的另一個部分的第二投影，以產(chǎn)生第二投影數(shù)據(jù)；以及利用第一投影數(shù)據(jù)和第二投影數(shù)據(jù)來顯示投影數(shù)據(jù)。
【專利說明】用于執(zhí)行渲染的方法和系統(tǒng)
[0001]相關申請的引用
[0002]本專利申請要求于2011年7月18日提交的題為“Method and system forperforming rendering”(用于執(zhí)行渲染的方法和系統(tǒng))的美國臨時專利申請?zhí)?1/509，092的優(yōu)先權，將其說明書通過引用結合于此。
【技術領域】
[0003]本發(fā)明涉及用于產(chǎn)生增強的立體圖像可視化的系統(tǒng)和方法，更具體地，涉及用于產(chǎn)生對象諸如中空器官(hollow organ)的立體圖像的三維顯示的系統(tǒng)和方法。
【背景技術】
[0004]虛擬內(nèi)窺鏡檢查(virtual endoscopy),也稱為計算機層析(CT)內(nèi)窺鏡檢查,是非侵入性診斷程序，允許在人體中檢查解剖結構的內(nèi)表面和外表面。近來，這種過程已經(jīng)在結直腸癌的篩查過程中被用來研究中空器官，諸如結腸，如美國專利6，694，163和美國專利5，891，030所建議的。這種過程被稱為虛擬結腸鏡檢查或CT結腸鏡檢查。
[0005]最初，CT結腸鏡檢查通過創(chuàng)建表現(xiàn)結腸內(nèi)部的3D視圖的虛擬環(huán)境來模擬光學結腸鏡檢查，如美國專利5，782，762中所詳細描述的，涉及3D環(huán)境的透視渲染(perspectiverendering)。然而，其也模仿非常限制的光學結腸鏡檢查，即看不到位于光學射線所到達范圍之外的區(qū)域，諸如吸器折皺(haustral fold)后面或者位于深折皺之間的區(qū)域。
[0006]因此，出現(xiàn)的新技術用于增加通過虛擬攝像機觀測到的結腸粘膜的量，其中包括(I)詳述于美國專利5，891，030[ ‘030]中的平結腸技術，(2)詳述于美國專利6，947，039(在下文中為‘039)中的立方體視圖，如圖1a所示，(3)詳述于美國7，609，910 (在下文中為‘910)中的全景投影，如圖1b和Ic所示，(4)詳述于美國專利申請2011/0116692 (在下文中為‘692)中的展開結腸投影，和最近的(5)詳述于美國專利申請2010/0142788 (在下文中為‘788)中的限制結腸內(nèi)截面失真的對象特殊直徑的圓柱形投影技術。
[0007]詳述于‘030，‘692和‘788中的技術具有一個共同的局限性，即與人對從透視3D投影到2D投影的對象的感知相關的范例變化。這些技術引入了形狀的可視失真，這需要觀察者重新學習如何解釋該信息，并最終可能不利地影響結腸粘膜評估。另外，‘692和‘788旨在減少這些假象，但是需要對結腸有限截面的評估。這導致兩個局限性:增加了檢查時間，并且與在傳統(tǒng)的透視投影中的較長的暴露相反，降低了視覺暴露于損傷。
[0008]此外，詳述于‘039中的技術具有一個固有缺陷，即，是前和后投影的恒定曝光，類似于在駕駛時總是觀看后視鏡。另外，因為僅立體視圖涉及到表示一個完整的360環(huán)境，一些對象可以是部分存在于不同立體視圖的多個邊緣。這兩個缺點是該技術的明顯缺陷，導致不太有效的臨床讀取范例。
[0009]‘910中詳述了 ‘039的演進，以克服邊緣對象的分裂視圖以及信息溢出。該技術涉及一些立體視圖的失真，并圍繞正視圖組裝它們，同時除去后視圖。本質(zhì)上，盡管‘039提出了兩種不同的布局，但失真在圖像中沿著從前視圖的中央處開始的徑向圖像線是非均勻的；失真意味著相同的對象將看起來不同，取決于其在“失真的組裝圖”中的位置，對于觀察者產(chǎn)生附加假象。此外，在結腸褶皺在特定區(qū)域中實際上很緊湊的情況下，立體視圖失真沒有提供實際可替換的解決方案，因為有限的非線性失真視場對大部分信息而言將保持未察覺。最后，‘039要求映射處理，其或者刪除、添加，或者以某種方式改變原有的信息，以便使其裝配到最終裝配空間，增加處理時間且在本質(zhì)上改變臨床信息。
[0010]需要一種將克服上述缺點中的至少一個的方法和設備。
[0011]從下面對本發(fā)明的公開內(nèi)容的綜述、附圖和描述中，本發(fā)明的特征將顯而易見。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種用于在給定視點處察覺不到(看不到，blind)透視渲染的視覺區(qū)域的至少一個部分的給定視點處執(zhí)行渲染(rendering)的方法,該方法包括:提供投影模型，該投影模型包括用于渲染遠視圖的第一部分和用于渲染近視圖的第二部分，使得視覺區(qū)域的至少一個部分利用投影模型的第二部分被渲染，并且進一步，其中投影模型的第一部分和投影模型的第二部分之間的過渡的特征在于投影向量(projectionvector)基本上類似；獲得圖像數(shù)據(jù)；根據(jù)投影模型的第一部分執(zhí)行圖像數(shù)據(jù)的至少一個部分的第一投影，以產(chǎn)生第一投影數(shù)據(jù)；根據(jù)投影模型的第二部分執(zhí)行圖像數(shù)據(jù)的另一個部分的第二投影，以產(chǎn)生第二投影數(shù)據(jù)，并利用第一投影數(shù)據(jù)和第二投影數(shù)據(jù)來顯示投影數(shù)據(jù)。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種用于在給定視點處察覺不到透視渲染的視覺區(qū)域的至少一個部分的給定視點處執(zhí)行渲染的方法，該方法包括:提供圖像數(shù)據(jù)；根據(jù)投影模型的第一部分執(zhí)行圖像數(shù)據(jù)的至少一個部分的第一投影，該投影模型包括用于渲染遠視圖的第一部分和用于渲染近視圖的第二部分，使得視覺區(qū)域的至少一個部分利用投影模型的第二部分進行渲染，并且進一步，其中投影模型的第一部分和投影模型的第二部分之間的過渡的特征在于投影向量基本上類似；根據(jù)投影模型的第二部分執(zhí)行圖像數(shù)據(jù)的另一個部分的第二投影，以產(chǎn)生第二投影數(shù)據(jù)；提供包括第一投影數(shù)據(jù)和第二投影數(shù)據(jù)的投影數(shù)據(jù)。
[0014]根據(jù)一個實施方式，提供圖像數(shù)據(jù)包括從選自由磁共振成像(MRI)裝置、正電子發(fā)射層析(正電子成像，positron emission tomography) (PET)裝置、X-射線裝置、超聲波裝置和它們的任意組合組成的組中的裝置接收圖像數(shù)據(jù)。
[0015]根據(jù)另一個實施方式，提供投影數(shù)據(jù)包括在屏幕上顯示投影數(shù)據(jù)。
[0016]根據(jù)另一個實施方式，提供投影數(shù)據(jù)包括執(zhí)行存儲投影數(shù)據(jù)和向遠程位置傳輸投影數(shù)據(jù)中的至少一個。
[0017]根據(jù)一個實施方式，提供圖像數(shù)據(jù)包括從DICOM服務器接收圖像數(shù)據(jù)。
[0018]根據(jù)一個實施方式，投影模型的第一部分包括半球形投影模型的半球部分，并且投影模型的第二部分包括圓柱形投影模型。
[0019]根據(jù)另一個實施方式，半球形投影模型的特征在于:
【權利要求】
1.一種用于在給定視點處察覺不到透視渲染的視覺區(qū)域的至少一個部分的所述給定視點處執(zhí)行渲染的方法，所述方法包括: 提供投影模型，所述投影模型包括用于渲染遠視圖的第一部分和用于渲染近視圖的第二部分，使得所述視覺區(qū)域的至少一個部分利用所述投影模型的所述第二部分被渲染，并且進一步地，其中所述投影模型的所述第一部分和所述投影模型的所述第二部分之間的過渡的特征在于投影向量基本上類似； 獲得圖像數(shù)據(jù)； 根據(jù)所述投影模型的所述第一部分執(zhí)行所述圖像數(shù)據(jù)的至少一個部分的第一投影以產(chǎn)生第一投影數(shù)據(jù)； 根據(jù)所述投影模型的所述第二部分執(zhí)行所述圖像數(shù)據(jù)的另一個部分的第二投影以產(chǎn)生第二投影數(shù)據(jù)； 利用所述第一投影數(shù)據(jù)和所述第二投影數(shù)據(jù)顯示投影數(shù)據(jù)。
2.一種用于在給定視點處察覺不到透視渲染的視覺區(qū)域的至少一個部分的所述給定視點處執(zhí)行渲染的方法，所述方法包括: 提供圖像數(shù)據(jù)； 根據(jù)投影模型的第一部分執(zhí)行所述圖像數(shù)據(jù)的至少一個部分的第一投影，所述投影模型包括用于渲染遠視圖的第一部分和用于渲染近視圖的第二部分，使得所述視覺區(qū)域的至少一個部分利用所述投影模型的所述第二部分被渲染，并且進一步地，其中所述投影模型的所述第一部分和所述投影模型的所述第二部分之間的過渡的特征在于投影向量基本上類似；` 根據(jù)所述投影模型的所述第二部分執(zhí)行所述圖像數(shù)據(jù)的另一個部分的第二投影，以產(chǎn)生第二投影數(shù)據(jù)； 提供包括所述第一投影數(shù)據(jù)和所述第二投影數(shù)據(jù)的投影數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其中，提供所述圖像數(shù)據(jù)包括從選自由磁共振成像(MRI)裝置、正電子發(fā)射層析(PET)裝置、X-射線裝置、超聲波裝置以及它們的任意組合組成的組中的裝置接收所述圖像數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權利要求2至3中任一項所述的方法，其中，提供所述投影數(shù)據(jù)包括在屏幕上顯示所述投影數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權利要求2至3中任一項所述的方法，其中，提供所述投影數(shù)據(jù)包括執(zhí)行存儲所述投影數(shù)據(jù)和向遠程位置傳輸所述投影數(shù)據(jù)中的至少一個。
6.根據(jù)權利要求2所述的方法，其中，提供所述圖像數(shù)據(jù)包括從DICOM服務器接收所述圖像數(shù)據(jù)。
7.根據(jù)權利要求1至6中任一項所述的方法，其中，所述投影模型的所述第一部分包括半球形投影模型的半球部分，進一步地，其中，所述投影模型的所述第二部分包括圓柱形投影模型。
8.根據(jù)權利要求7所述的方法，其中，所述半球形投影模型的特征在于:
9.根據(jù)權利要求7至8中任一項所述的方法，其中，所述圓柱形投影模型的特征在于:

10.根據(jù)權利要求1至6中任一項所述的方法，其中，所述投影模型的所述第一部分包括橢圓形投影模型的一部分，進一步地，其中，所述投影模型的所述第二部分包括彎曲的圓柱形投影模型。
11.根據(jù)權利要求1至10中任一項所述的方法，其中，所述投影模型的所述第一部分和所述投影模型的所述第二部分中的每一個均圍繞從所述給定視點延伸至投影視點的軸對稱。
12.—種計算機可讀存儲介質(zhì)，存儲計算機可執(zhí)行指令，所述計算機可執(zhí)行指令在執(zhí)行時將使處理裝置執(zhí)行根據(jù)權利要求1至11中任一項所述的方法。
13.根據(jù)權利要求1至11中任一項所述的方法用于執(zhí)行飛過的用途。
14.一種用于在給定視點處察覺不到透視渲染的視覺區(qū)域的至少一個部分的所述給定視點處執(zhí)行渲染的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 圖像數(shù)據(jù)提供單元，用于接收和提供圖像數(shù)據(jù)； 第一投影執(zhí)行單元，用于根據(jù)投影模型的第一部分執(zhí)行所提供的圖像數(shù)據(jù)的至少一個部分的投影，所述投影模型包括用于渲染遠視圖的所述第一部分和用于渲染近視圖的第二部分，使得所述視覺區(qū)域的至少一個部分利用所述投影模型的所述第二部分被渲染，并且進一步地，其中所述投影模型的所述第一部分和所述投影模型的所述第二部分之間的過渡的特征在于投影向量基本上類似，所述第一投影執(zhí)行單元還提供第一投影數(shù)據(jù)； 第二投影執(zhí)行單元，用于根據(jù)所述投影模型的所述第二部分執(zhí)行所提供的圖像數(shù)據(jù)的另一個部分的投影，并且用于提供第二投影數(shù)據(jù)； 投影數(shù)據(jù)提供單元，用于接收所述第一投影數(shù)據(jù)和所述第二投影數(shù)據(jù)，用于利用所述第一投影數(shù)據(jù)和所述第二投影數(shù)據(jù)產(chǎn)生投影數(shù)據(jù)，以及用于提供所述投影數(shù)據(jù)，從而在所述給定視點處察覺不到透視渲染的視覺區(qū)域的至少一個部分進行渲染。
15.一種用于在給定視點處察覺不到透視渲染的視覺區(qū)域的至少一個部分的所述給定視點處執(zhí)行渲染的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 顯示裝置； 圖像數(shù)據(jù)提供單元； 中央處理單元； 包括程序的存儲器，其中所述程序存儲在所述存儲器中且被配置成由所述中央處理單元執(zhí)行，所述程序包括: 用于從所述圖像數(shù)據(jù)提供單元獲得圖像數(shù)據(jù)的指令； 用于根據(jù)投影模型的第一部分執(zhí)行所述圖像數(shù)據(jù)的至少一個部分的第一投影的指令，所述投影模型包括用于渲染遠視圖的所述第一部分和用于渲染近視圖的第二部分，使得所述視覺區(qū)域的至少一個部分利用所述投影模型的所述第二部分被渲染，并且進一步地，其中所述投影模型的所述第一部分和所述投影模型的所述第二部分之間的過渡的特征在于投影向量基本上類似； 用于根據(jù)所述投影模型的所述第二部分執(zhí)行所述圖像數(shù)據(jù)的另一個部分的第二投影以產(chǎn)生第二投影數(shù)據(jù)的指令； 用于利用所述第一投影數(shù)據(jù)和所述第二投影數(shù)據(jù)產(chǎn)生投影數(shù)據(jù)的指令； 用于將所產(chǎn)生的投影數(shù)據(jù)提供給所述顯示裝置的指令。
16.根據(jù)權利要求15所述的系統(tǒng)，還包括輸出裝置，進一步地，其中，所述程序包括用于將所產(chǎn)生的投影數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿鲚擿出裝置的指令。
【文檔編號】G06T15/08GK103688293SQ201280035695
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年7月18日 優(yōu)先權日:2011年7月18日
【發(fā)明者】托馬斯·文森特, 特里斯坦·拉帕姆 申請人:道格微系統(tǒng)有限公司