[发明专利]MicroCT原始图像后处理中体绘制的加速方法

说明书

技术领域

本发明属于图像后处理中的体绘制技术领域，具体涉及一种MicroCT 图像后处理中加速体绘制的方法。

背景技术

随着三维成像技术的发展，三维成像技术越来越多的渗入到各个领域特 别是医疗领域，工业领域几乎变成离不开这种技术的绝对依赖领域。但是随 着各方要求的不断提高，对图像数据的处理量也日趋扩大。海量的数据变成 这种技术的瓶颈，也逐步对计算机的性能提出了严峻的挑战。所以怎样在现 有的硬件技术条件下改善处理速度、协调图像的质量与计算速度、尽可能的 实现图像的实时操作性就是现在技术研究的关键所在。

在MicroCT系统的成像数据后处理的过程中所得到的数据量很大，实 时的显示物件的内部结构就是实时的观看内部的结构，这就必须优化数据的 处理方法实现尽可能的人机互动操作。而目前的光线投射方法是向平面上依 次取出正方形的网格，然后从正方形网格的顶点发出光线进行投射然后通过 三线性插值计算出每条光线上的每个穿过的象素点的不透明度以及颜色值， 计算最终合成的四个平面点的差值是否在初始设定的域值内，然后决定是否 还需再次划分。该方法处理数据量很大，带来处理速度较慢，不能满足图像 的实时操作。本发明就此而来。

发明内容

本发明的目的在于提供一种MicroCT原始图像后处理中体绘制的加速 方法，解决了现有技术中存在的体绘制处理数据量大，速度慢的缺陷。

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供的技术方案如下：

一种MicroCT原始图像后处理中体绘制的加速方法，包括以下步骤：

将原始图像旋转，将完整图像四分成正方形网格；

从正方形网格顶点发出四条光线，在矩阵变换时采样，按照光线从前到 后的次序计算采样点的颜色值和不透明度；

根据采样点的颜色值均方差变化范围和网格尺寸的大小决定是否继续 四分图像；

对所有网格内未赋颜色值的点的颜色值赋值；绘制输出图像。

优选的，所述的计算采样点的颜色值和不透明度是通过三线性插值的方 法计算取得。

优选的，所述的计算所有网格内未赋颜色值的点的颜色值是通过插值法 计算取得颜色值。

优选的，所述的方法还包括当光线到达后一个采样点或不透明度累积为 1时判断正方形网格四个顶点的颜色值均方差是否在阈值范围内；否则沿光 线继续从前向后采样的步骤。

优选的，所述的方法还包括当正方形网格四个顶点的颜色值均方差在阈 值范围内时判断四分验证法是否成立；否则判断正方形网格尺寸是否小于固 定长度的步骤。

优选的，所述的方法还包括当四分验证法成立时利用插值法计算网格内 未赋颜色值的点的颜色值；否则继续细分为四个正方形网格的步骤。

优选的，所述的方法还包括当网格边长小于固定长度时从网格中每个点 发出光线按插值法计算光线上采样点处的颜色值和不透明度，判断是否是最 后一个采样点或不透明度累积是否为1进行循环的步骤。

优选的，所述的固定长度为20-200。最优选的，所述的固定长度为20。

优选的，所述的方法还包括当网格边长大于或等于固定长度时，将网格 继续细分为四个正方形网格，从网格顶点发出四条光线继续循环。

优选的，所述的方法还包括判断所有网格内的点的颜色值是否赋值的步 骤。

优选的，所述判断步骤为当所有网格内的点的颜色值均已赋值，则绘制 输出图像；否则从原始图像取得正方形网格，继续循环。

在本发明的技术方案中首先考虑到的是由于现有技术中平面的正方形 网格的初始大小不太容易确定，本发明的做法是不需要正方形的网格的初始 条件，而是把一幅整幅图像用来作为初始设置。首先用四分法分出九个点依 次穿出九条线，分别计算出四个矩形的四个顶点的均方差，设定初始域值ε。 如果均方差小于ε，则说明四个点的值很接近。可以近似认为这块区域内的 值都很接近，但并不能说明网格区域中的点的颜色值都很接近。而且这样的 分法的优点在于相比原始的自适应光线投射算法，可以在最初的几步划分上 最快的分出哪块是有用信息，哪块是无用信息。另外，本发明采用以下方式 来减少误差。