一种密度投影方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明实施例提供一种密度投影方法及系统，所述方法包括：对目标物体所在的空间进行扫描，建立空间数据场；计算所述空间数据场中的体外体素，并对所述体外体素进行标记；对所述空间数据场中未被标记的体素进行运算成像。
【专利说明】一种密度投影方法及系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及图像处理【技术领域】，特别涉及一种密度投影方法及系统。
【背景技术】
[0002]所谓密度投影，是在可视化平面之上投射三维空间数据的一种计算机可视化方法；也是医学上极为常用的一种成像方法。密度投影包括最大密度投影，平均密度投影，最小密度投影。通过上述密度投影形成的图像，均可用于医学分析。
[0003]不过，在现有的密度投影图像生成过程中，扫描的阶段均是对空间的整体扫描，也就是说在扫描的范围包括人体的同时，也包括人体以外的相关环境。所以在密度投影过程中，除了包含显示人体的体素(即有效体素)，也必然的包含某些与人体无关的体素(即体外体素)。
[0004]体外体素往往会影响密度投影图像的清晰程度，对人体图像产生干扰。所以，本领域中亟待一种能够实现排除体外体素，仅以有效体素进行图像生成的密度投影方法。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明的目的在于提供一种密度投影方法，实现对体外体素进行标记，进而实现仅以有效体素进行图像生成。
[0006]为实现上述目的，本发明有如下技术方案:
[0007]一种密度投影方法，所述方法包括:
[0008]对目标物体所在的空间进行扫描，建立空间数据场；
[0009]计算所述空间数据场中的体外体素，并对所述体外体素进行标记；
[0010]对所述空间数据场中未被标记的体素进行运算成像。
[0011]所述建立空间数据场具体为:
[0012]对目标物体所在的空间进行扫描，得到若干空间上连续的二维图像；利用所述二维图像建立空间数据场。
[0013]所述计算所述空间数据场中的体外体素具体为:
[0014]预设体素图像阈值，并计算空间数据场中体素的图像数值，将图像数值在体素图像阈值范围内的体素作为体外体素。
[0015]所述将图像数值在体素图像阈值范围内的体素作为体外体素具体为:
[0016]选取若干原始体素，将图像数值在体素图像阈值范围内的原始体素作为待定体素；
[0017]对所述待定体外体素进行增长运算，得到空间数据场中的体外体素。
[0018]所述对所述待定体外体素进行增长运算，得到空间数据场中的体外体素具体为:
[0019]计算与待定体素相邻的体素的图像数值；
[0020]若所述与待定体素相邻的体素，图像数值在体素图像阈值范围内，则将所述待定体素确定为体外体素，并将与待定体素相邻的体素重新作为待定体素；
[0021]重复上述过程，直到不再产生新的体外体素。
[0022]一种密度投影系统，所述系统包括:
[0023]空间模块，用于对目标物体所在的空间进行扫描，建立空间数据场；
[0024]运算模块，用于计算所述空间数据场中的体外体素，并对所述体外体素进行标记；
[0025]成像模块，用于对所述空间数据场中未被标记的体素进行运算成像。
[0026]所述空间模块包括:
[0027]扫描单元，用于对目标物体所在的空间进行扫描，得到若干空间上连续的二维图像；
[0028]构成单元，用于利用所述二维图像建立空间数据场。
[0029]所述运算模块包括:
[0030]设定单元，用于预设体素图像阈值；
[0031]计算单元，用于计算空间数据场中体素的图像数值，将图像数值在体素图像阈值范围内的体素作为体外体素。
[0032]所述计算单元包括:
[0033]体素选取子单元，用于选取若干原始体素；
[0034]增长运算子单元，用于将图像数值在体素图像阈值范围内的原始体素作为种子体外体素；对所述待定体外体素进行增长运算，得到空间数据场中的体外体素。
[0035]所述对所述待定体外体素进行增长运算，得到空间数据场中的体外体素具体为:
[0036]计算与待定体素相邻的体素的图像数值；
[0037]若所述与待定体素相邻的体素，图像数值在体素图像阈值范围内，则将所述待定体素确定为体外体素，并将与待定体素相邻的体素重新作为待定体素；
[0038]重复上述过程，直到不再产生新的体外体素。
[0039]通过以上实施例可知，本发明存在的有益效果是:通过计算得到体外体素并进行标记，从而实现体外体素与有效体素的区分；进而在后续的成像过程中，只对有效体素进行运算，从而避免体外体素对成像产生的影响；提高了密度投影成像的精确度。
【专利附图】
【附图说明】
[0040]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0041]图1为本发明实施例所述方法流程图；
[0042]图2为本发明另一实施例所述方法流程图；
[0043]图3为本发明实施例所述系统结构示意图。
【具体实施方式】
[0044]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0045]本发明中所谓的体素，本质上是将图像像素赋予了空间概念；或者说基本可以理解为是立体的像素。在密度投影的实际应用当中，会出现有效体素和体外体素两种体素。所谓有效体素，也就是显示被扫描的人体的体素；体外体素则是人体以外的体素。所述的体外体素主要包括空气体素或者背景体素(例如仪器的床板)。但是现有技术中对于背景体素的相关优化和筛选已经非常成熟了。所以本发明中所说的体外体素，主要是指空气体素。
[0046]本发明中，将提供一种密度投影方法。所述方法中，通过计算得到体外体素并进行标记，从而实现体外体素与有效体素的区分；进而在后续的成像过程中，只对有效体素进行运算，从而避免体外体素对成像产生的影响。参照图1所示，为本发明所述方法的具体实施例:
[0047]步骤101、对目标物体所在的空间进行扫描，建立空间数据场。
[0048]建立所述的空间数据场，是本实施例中所述方法的前提步骤。所述空间数据场也就是由诸多体素排列而组成的，正如平面图像由诸多像素排列组成。
[0049]本步骤中，对目标物体所在的空间进行扫描，得到一系列空间上连续的二维图像。利用所述一系列的二维图像排列进行空间构成，即建立了空间数据场。
[0050]步骤102、计算所述空间数据场中的体外体素，并对所述体外体素进行标记。
[0051]由于本实施例中，所谓的体外体素主要针对空气体素，所以可以根据空气体素的特点，设置体素图像阈值；并且对每个体素的图像数值进行判断，当某个体素的图像数值处在体素图像阈值之内，并且该体素能够符合进一步运算确认，即认为该体素为体外体素。根据空气体素的特点，本实施例中设定所述体素图像阈值为-1024HU到-900HU。
[0052]本实施例中，将不对计算体外体素的具体方式做出限定，凡是通过判断图像数值而推定体外体素的方式，均可以结合在本实施例的整体技术方案之下。
[0053]步骤103、对所述空间数据场中未被标记的体素进行运算成像。
[0054]通过对体外体素进行标记，本实施例中已经明确的区分了体外体素与有效体素。所以在成像运算的过程中，仅以未被标记的有效体素进行运算，即可避免了体外体素对成像的影响。
[0055]以最小密度投影为例，本实施例中所述运算成像可以描述为以下:
[0056]a、在成像平面中选择一个像素作为起点，以成像平面法向量为方向(指向3D数据场的方向)投射光线。
[0057]b、对光线经过的每个体素进行采样，筛选出被采样的体素中的有效体素，从筛选出的有效体素中，找到最小的图像数值。
[0058]C、将最小的图像数值，作为成像平面上起点像素的像素值。
[0059]d、遍历成像平面中所有像素，以在成像平面成像。
[0060]其他如最大密度投影、平均密度投影等成像方式，均可以按照上述类似的原理进行运算成像，都能够避免体外体素的影响。
[0061]通过以上技术方案可知，本实施例存在的有益效果是:通过计算得到体外体素并进行标记，从而实现体外体素与有效体素的区分；进而在后续的成像过程中，只对有效体素进行运算，从而避免体外体素对成像产生的影响；提高了密度投影成像的精确度。
[0062]参见图2所示，为本发明所述方法的另一个具体实施例。本实施例中，将在前述实施例的基础之上，对于体外体素的计算过程进行更为具体的公开。所述方法包括:
[0063]步骤201、对目标物体所在的空间进行扫描，建立空间数据场。
[0064]步骤202、预设体素图像阈值，选取若干原始体素，将图像数值在体素图像阈值范围内的原始体素作为待定体素。
[0065]本实施例中，是否为体外体素的判断，需要根据体素图像阈值进行初步判断，后续将再利用增长运算进行确认。
[0066]在图像中或者空间数据场中，显然人体或空气占据的空间都是具有连续行的；也就是说会出现某个空间范围内的体素均为有效体素，或者某个空间范围内的体素均为体外体素的情况。或者说，有效体素的相邻体素往往也是有效体素；同理体外体素的相邻体素往往也是体外体素。所谓的增长算法，正是根据这一点，对于图像数值处在体素图像阈值范围内的体素进行进一步确认，以确保其为体外体素。
[0067]本实施例中将选取若干原始体素作为增长运算的起点。优选的，所述原始体素可选取处在空间数据场边缘的体素。因为往往空间的边缘不会被人体占据，处在边缘的体素很高概率是体外体素。
[0068]再通过体素图像阈值的判断，得到原始体素中，图像数值在体素图像阈值范围内的体素，也就是疑似体外体素的体素，将这些疑似体外体素的体素作为第一批的待定体素，供后续进一步的确认。
[0069]步骤203、计算与待定体素相邻的体素的图像数值；若所述与待定体素相邻的体素，图像数值在体素图像阈值范围内，则将所述待定体素确定为体外体素，与并将待定体素相邻的体素重新作为待定体素。
[0070]前述已知，体外体素相邻的体素，往往也是体外体素，所以说如果所述待定体素周围的体素，图像数值依然在体素图像阈值范围内，则说明之前找到所述待定体素确定无疑是体外体素。本实施例中将逐一判断与待定体素上下左右前后相邻的所有体素，即可以准确的判定待定体素是否为体外体素。另一方面，也可以将与待定体素相邻，并且图像数值在体素图像阈值的体素，定为新的一批待定体素，以便同理继续进行增长运算。
[0071]步骤204、重复步骤203，直到不再产生新的体外体素。
[0072]重复上述过程，将不断的产生一批又一批待定体素，直到通过增长运算不能够再产生新的体外体素，则说明被扫描的空间已经被增长完全，其余空间中的体素为有效体素。
[0073]步骤205、对所述体外体素进行标记。
[0074]步骤206、对所述空间数据场中未被标记的体素进行运算成像。
[0075]通过以上技术方案可知，本实施例存在的有益效果是:本实施例中详细的描述了体外体素的计算方式，使得本发明技术方案更加完整，公开更加充分。
[0076]参照图3所示，为本发明所述系统的具体实施例。本实施例中，所述系统用于实现前述实施例中所述方法。其技术方案本质上与前述实施例一致，前述实施例中相应描述同样适用于本实施例当中。所述系统具体包括:
[0077]空间模块，用于对目标物体所在的空间进行扫描，建立空间数据场。
[0078]所述空间模块包括:
[0079]扫描单元，用于对目标物体所在的空间进行扫描，得到若干空间上连续的二维图像。
[0080]构成单元，用于利用所述二维图像建立空间数据场。
[0081]运算模块，用于计算所述空间数据场中的体外体素，并对所述体外体素进行标记。
[0082]所述运算模块包括:
[0083]设定单元，用于预设体素图像阈值。
[0084]计算单元，用于计算空间数据场中体素的图像数值，将图像数值在体素图像阈值范围内的体素作为体外体素。
[0085]所述计算单元包括:
[0086]体素选取子单元，用于选取若干原始体素。
[0087]增长运算子单元，用于将图像数值在体素图像阈值范围内的原始体素作为种子体外体素；对所述待定体外体素进行增长运算，得到空间数据场中的体外体素。
[0088]所述对所述待定体外体素进行增长运算，得到空间数据场中的体外体素具体为:计算与待定体素相邻的体素的图像数值；若所述与待定体素相邻的体素，图像数值在体素图像阈值范围内，则将所述待定体素确定为体外体素，并将与待定体素相邻的体素重新作为待定体素；重复上述过程，直到不再产生新的体外体素。
[0089]成像模块，用于对所述空间数据场中未被标记的体素进行运算成像。
[0090]通过以上技术方案可知，本实施例存在的有益效果是:通过计算得到体外体素并进行标记，从而实现体外体素与有效体素的区分；进而在后续的成像过程中，只对有效体素进行运算，从而避免体外体素对成像产生的影响；提高了密度投影成像的精确度。
[0091]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种密度投影方法，其特征在于，所述方法包括: 对目标物体所在的空间进行扫描，建立空间数据场； 计算所述空间数据场中的体外体素，并对所述体外体素进行标记； 对所述空间数据场中未被标记的体素进行运算成像。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述建立空间数据场具体为: 对目标物体所在的空间进行扫描，得到若干空间上连续的二维图像；利用所述二维图像建立空间数据场。
3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述计算所述空间数据场中的体外体素具体为: 预设体素图像阈值，并计算空间数据场中体素的图像数值，将图像数值在体素图像阈值范围内的体素作为体外体素。
4.根据权利要求3所述方法，其特征在于，所述将图像数值在体素图像阈值范围内的体素作为体外体素具体为: 选取若干原始体素，将图像数值在体素图像阈值范围内的原始体素作为待定体素； 对所述待定体外体素进行增长运算，得到空间数据场中的体外体素。
5.根据权利要求4所述方法，其特征在于，所述对所述待定体外体素进行增长运算，得到空间数据场中的体外体素具体为: 计算与待定体素相邻的体素的图像数值； 若所述与待定体素相邻的体素，图像数值在体素图像阈值范围内，则将所述待定体素确定为体外体素，并将与待定体素相邻的体素重新作为待定体素； 重复上述过程，直到不再产生新的体外体素。
6.一种密度投影系统，其特征在于，所述系统包括: 空间模块，用于对目标物体所在的空间进行扫描，建立空间数据场； 运算模块，用于计算所述空间数据场中的体外体素，并对所述体外体素进行标记； 成像模块，用于对所述空间数据场中未被标记的体素进行运算成像。
7.根据权利要求6所述系统，其特征在于，所述空间模块包括: 扫描单元，用于对目标物体所在的空间进行扫描，得到若干空间上连续的二维图像； 构成单元，用于利用所述二维图像建立空间数据场。
8.根据权利要求6所述系统，其特征在于，所述运算模块包括: 设定单元，用于预设体素图像阈值； 计算单元，用于计算空间数据场中体素的图像数值，将图像数值在体素图像阈值范围内的体素作为体外体素。
9.根据权利要求8所述系统，其特征在于，所述计算单元包括: 体素选取子单元，用于选取若干原始体素； 增长运算子单元，用于将图像数值在体素图像阈值范围内的原始体素作为种子体外体素；对所述待定体外体素进行增长运算，得到空间数据场中的体外体素。
10.根据权利要求9所述系统，其特征在于，所述对所述待定体外体素进行增长运算，得到空间数据场中的体外体素具体为: 计算与待定体素相邻的体素的图像数值； 若所述与待定体素相邻的体素，图像数值在体素图像阈值范围内，则将所述待定体素确定为体外体素，并将与待定体素相邻的体素重新作为待定体素； 重复上述过程，直到不再产生新的体外体素。
【文档编号】G06T17/00GK104200519SQ201410415158
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月20日 优先权日:2014年8月20日
【发明者】赵建 申请人:沈阳东软医疗系统有限公司