基于自動(dòng)多閾值的多層著色體繪制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于自動(dòng)多閾值的多層著色體繪制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：閾值生成模塊，根據(jù)輸入的體素樣本生成閾值序列；繪制模塊，根據(jù)閾值序列對(duì)于體數(shù)據(jù)進(jìn)行多層著色，生成著色后的輸出圖像。本發(fā)明同時(shí)還提出了一種基于自動(dòng)多閾值的多層著色體繪制方法。與已有技術(shù)相比，本發(fā)明對(duì)多層結(jié)構(gòu)的區(qū)分效果更加明顯，可以對(duì)體數(shù)掘進(jìn)行分層著色，且不需要提前分割數(shù)據(jù)，繪制過程中的內(nèi)存和計(jì)算代價(jià)小，效率高。本發(fā)明在科學(xué)計(jì)算可視化和醫(yī)學(xué)影像可視化領(lǐng)域有重要的應(yīng)用價(jià)值。
【專利說明】基于自動(dòng)多閾值的多層著色體繪制方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于計(jì)算機(jī)圖形與可視化【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種基于自動(dòng)多閾值的多層著色體繪制方法，可用于三維標(biāo)量體數(shù)據(jù)的可視化。
【背景技術(shù)】
[0002]三維標(biāo)量體數(shù)據(jù)的體繪制技術(shù)可以幫助人們觀察、挖掘三維標(biāo)量體數(shù)據(jù)(如CT切片數(shù)據(jù))中包含的信息，在科學(xué)計(jì)算可視化和醫(yī)學(xué)影像可視化領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用價(jià)值。
[0003]三維標(biāo)量體數(shù)據(jù)的體繪制有多種實(shí)現(xiàn)方式，從計(jì)算順序上分，有物體順序的體素投影法(可參考文獻(xiàn) “Rottger et al.2000.Hardware-Accelerated Volume AndIsosurface Rendering Based On Cell-Projection”)和圖像順序的光線跟蹤法(可參考文獻(xiàn)“Parker et al.2005.1nteractive ray tracing for volume visualization，，)等。
[0004]在三維標(biāo)量體數(shù)據(jù)的體繪制中，對(duì)不同結(jié)構(gòu)的分類和著色是一個(gè)至關(guān)重要的技術(shù)。由于從三維體空間投影到二維平面會(huì)產(chǎn)生空間重疊，因此必須根據(jù)需要對(duì)各種結(jié)構(gòu)通過透明度的設(shè)定進(jìn)行取舍，并通過顏色的設(shè)定進(jìn)行標(biāo)記。為了區(qū)分不同的結(jié)構(gòu)，現(xiàn)有的方法主要采用傳遞函數(shù)和分割兩種技術(shù)。
[0005]采用傳遞函數(shù)的方法是直接根據(jù)體數(shù)據(jù)在空間各點(diǎn)的取值設(shè)定透明度和顏色，或者結(jié)合局部特征或預(yù)先計(jì)算的特征信息在二維空間進(jìn)行透明度和顏色的設(shè)定，可參考文獻(xiàn)“Kindlmann et al.1998.Sem1-automatic generation of transfer functions fordirect volume rendering，，和“Haidacher et al.2010.Volume visualization based onstatistical transfer-function spaces”等。采用傳遞函數(shù)的方法由于主要使用鄰域信息，對(duì)全局結(jié)構(gòu)，尤其是多層結(jié)構(gòu)的區(qū)分效果不理想，有些較復(fù)雜的預(yù)處理算法耗時(shí)較長(zhǎng)。
[0006]采用分割技術(shù)的方法是通`過一個(gè)額外的體數(shù)據(jù)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行明確的標(biāo)記，在繪制的過程中根據(jù)結(jié)構(gòu)信息選擇不同的傳遞函數(shù)，可參考文獻(xiàn)“Hadwiger et al.2003.High-quality two-level volume rendering of segmented data sets on consumergraphics hardware，，和“Xiang et al.2011.Skeleton-cuts an efficient segmentationmethod for volume rendering”等。采用分割技術(shù)的方法需要復(fù)雜的預(yù)處理步驟,計(jì)算代價(jià)大，同時(shí)給繪制過程帶來額外的空間和時(shí)間開銷。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]基于以上現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提出了一種基于自動(dòng)多閾值的多層著色體繪制方法，該方法根據(jù)輸入體素樣本自動(dòng)確定多個(gè)閾值，在體繪制過程中用這些閾值將光線分為多個(gè)區(qū)段，并在每個(gè)區(qū)段應(yīng)用不同的傳遞函數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)體數(shù)據(jù)的多層著色顯示。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提出一種基于自動(dòng)多閾值的多層著色體繪制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:閾值生成模塊和繪制模塊，其中:
[0009]所述閾值生成模塊用于根據(jù)輸入的體素樣本生成閾值序列；
[0010]所述繪制模塊用于根據(jù)所述閾值序列對(duì)于輸入的體數(shù)據(jù)進(jìn)行多層著色，生成著色后的輸出圖像。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提出一種基于自動(dòng)多閾值的多層著色體繪制方法，該方法包括以下步驟:
[0012]步驟1，根據(jù)用戶輸入的體素樣本生成閾值序列；
[0013]步驟2，根據(jù)所述閾值序列對(duì)于輸入的體數(shù)據(jù)進(jìn)行多層著色，生成著色后的輸出圖像；
[0014]所述步驟I進(jìn)一步包括以下步驟:
[0015]步驟11，輸入體素樣本；
[0016]步驟12，根據(jù)所述體素樣本生成光線樣本；
[0017]步驟13，根據(jù)所述光線樣本生成目標(biāo)函數(shù)，并根據(jù)所述目標(biāo)函數(shù)得到最優(yōu)解區(qū)域；
[0018]步驟14，對(duì)于所述最優(yōu)解區(qū)域進(jìn)行距離變換得到內(nèi)部極大值點(diǎn)，該點(diǎn)的兩維坐標(biāo)即為所求的一組閾值；
[0019]所述步驟2進(jìn)一步包括以下步驟:
[0020]步驟21，輸入體數(shù)據(jù)；
[0021]步驟22，根據(jù)所述閾值序列生成狀態(tài)信息，并根據(jù)所述狀態(tài)信息對(duì)于光線進(jìn)行分段；
[0022]步驟23，根據(jù)分段信息對(duì)于所述體數(shù)據(jù)進(jìn)行多層著色，得到顏色值；
[0023]步驟24，對(duì)每條光線進(jìn)行遍歷，得到一組樣本顏色值，將其進(jìn)行混合，并將混合結(jié)果寫入輸出圖像；
[0024]步驟25，為所述輸出圖像中的每一個(gè)像素生成一條光線，基于各條光線的遍歷和混合結(jié)果，得到輸出圖像。
[0025]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比所取得的有益效果為:
[0026]1、本發(fā)明和基于傳遞函數(shù)的方法相比，其對(duì)全局結(jié)構(gòu)，尤其是多層結(jié)構(gòu)的區(qū)分效果更加明顯，可以對(duì)體數(shù)據(jù)進(jìn)行分層著色；
[0027]2、本發(fā)明和基于分割技術(shù)的方法相比，雖然同樣使用多個(gè)傳遞函數(shù)，但是不需要計(jì)算和保存標(biāo)記信息，計(jì)算代價(jià)和儲(chǔ)存代價(jià)更低。同時(shí)，由于不使用靜態(tài)標(biāo)記，其對(duì)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)具有更好的適應(yīng)性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0028]圖1為本發(fā)明基于自動(dòng)多閾值的多層著色體繪制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖2示意了由輸入的體素樣本生成隨機(jī)光線樣本的過程；
[0030]圖3示意了由隨機(jī)光線樣本生成目標(biāo)函數(shù)，得到最優(yōu)解區(qū)域，進(jìn)而得到內(nèi)部極大值點(diǎn)的過程；
[0031]圖4給出了加速算法對(duì)光線進(jìn)行掃描的過程；
[0032]圖5給出了在體繪制過程中用閾值對(duì)光線分段的過程；
[0033]圖6給出了基于自動(dòng)多閾值的多層著色體繪制方法的繪制效果。
【具體實(shí)施方式】[0034]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0035]圖1為本發(fā)明提出的基于自動(dòng)多閾值的多層著色體繪制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，所述系統(tǒng)包括閾值生成模塊和繪制模塊，其中:
[0036]所述閾值生成模塊用于根據(jù)用戶輸入的體素樣本生成閾值序列，所述閾值序列中，每?jī)蓚€(gè)閾值為一組，每組閾值中含有一個(gè)高閾值和一個(gè)低閾值；
[0037]所述繪制模塊用于根據(jù)所述閾值序列對(duì)于輸入的體數(shù)據(jù)進(jìn)行多層著色，生成著色后的輸出圖像。
[0038]進(jìn)一步地，對(duì)于每組閾值，所述閾值生成模塊包括:體素樣本輸入子模塊、光線樣本生成子模塊、目標(biāo)函數(shù)生成子模塊和距離變換子模塊，其中:
[0039]所述體素樣本輸入子模塊用于通過交互界面由用戶輸入體素樣本；
[0040]具體地，所述體素樣本輸入子模塊接收用戶通過鼠標(biāo)、鍵盤、觸摸屏等輸入設(shè)備輸入的指令，在原始三維標(biāo)量體數(shù)據(jù)中標(biāo)記出一系列分屬于不同結(jié)構(gòu)的體素樣本，如圖2A中由白線所圍成的不同區(qū)域所示。
[0041]所述光線樣本生成子模塊用于根據(jù)所述體素樣本生成光線樣本；
[0042]具體地，所述光線樣本生成子模塊根據(jù)所述體素樣本生成指定數(shù)量(比如1000)的隨機(jī)光線作為光線樣本，其中，每條光線穿過一個(gè)隨機(jī)選定的體素樣本，其方向在單位球面上隨機(jī)選擇，且所述光線的方向的概率密度滿足均勻分布，如圖2B所示。
[0043]所述目標(biāo)函數(shù)生成子模塊用于根據(jù)所述光線樣本生成目標(biāo)函數(shù)，并根據(jù)所述目標(biāo)函數(shù)得到最優(yōu)解區(qū)域；
[0044]所述目標(biāo)函數(shù)是通過統(tǒng)計(jì)各個(gè)可選值對(duì)光線樣本的正確分類數(shù)得到的，所述目標(biāo)函數(shù)定義在所要求取的閾值序列中每組兩個(gè)閾值的取值范圍所張成的二維平面上，通過對(duì)于所述二維平面的離散化，可以確定有限個(gè)可選值(在本發(fā)明一實(shí)施例中，采用256x256的網(wǎng)格對(duì)所述二維平面進(jìn)行離散化)。在不采用加速算法的情況下，可以對(duì)每個(gè)可選值依次進(jìn)行測(cè)試，即基于每個(gè)可選值依次掃描每條隨機(jī)光線，檢測(cè)該光線到達(dá)體素樣本所在位置時(shí)的狀態(tài)是否正確，并統(tǒng)計(jì)正確率，得到的正確分類數(shù)作為所述目標(biāo)函數(shù)的值，效果如圖3所示。這種實(shí)現(xiàn)計(jì)算量較大，因此本發(fā)明不采用這種方法，而是采用加速算法，用較小的代價(jià)達(dá)到同樣的效果。加速算法不對(duì)可選值進(jìn)行測(cè)試，而是只對(duì)每條隨機(jī)光線進(jìn)行正向和反向兩次掃描，在這兩次掃描中確定能夠?qū)υ摴饩€進(jìn)行正確分類的可選值區(qū)域，如圖4所示，在前向掃描時(shí)計(jì)算最大值函數(shù)vmax(t),在反向掃描時(shí)計(jì)算最小值函數(shù)vmin(t),在函數(shù)值f (t)的每個(gè)下降區(qū)間的起點(diǎn)位置處取最大值vmax和最小vmin值,則所形成的三角形區(qū)域，即K閾值2i+l，閾值2i+2)閾值2i+l〈vmax;閾值2i+2>vmin;閾值2i+2〈閾值2i+l}所圍成的區(qū)域內(nèi)的可選值會(huì)對(duì)此光線做出“可以通過”的分類判斷，如果這種分類判斷是正確的，則對(duì)目標(biāo)函數(shù)在此區(qū)域內(nèi)進(jìn)行加一操作，否則進(jìn)行減一操作，最后得到的目標(biāo)函數(shù)值也代表正確率，與第一種算法等價(jià)。
[0045]所述距離變換子模塊用于對(duì)于所述最優(yōu)解區(qū)域進(jìn)行距離變換得到內(nèi)部極大值點(diǎn)，該點(diǎn)的兩維坐標(biāo)即為所求的一組閾值，橫坐標(biāo)為低閾值，縱坐標(biāo)為高閾值。
[0046]其中，距離變換的具體算法可以采用目前已知的任何一種歐式距離變換算法。
[0047]所述繪制模塊包括:體數(shù)據(jù)輸入子模塊、分類器子模塊、狀態(tài)控制子模塊、光線投射子模塊、光線生成子模塊，其中:
[0048]所述體數(shù)據(jù)輸入子模塊用于通過交互界面由用戶輸入體數(shù)據(jù)；
[0049]所述狀態(tài)控制子模塊用于根據(jù)所述閾值序列生成狀態(tài)信息，所述狀態(tài)信息包括每一狀態(tài)所對(duì)應(yīng)的閾值，以及狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件，并根據(jù)所述狀態(tài)信息對(duì)于光線進(jìn)行分段；
[0050]所述狀態(tài)控制子模塊采用一個(gè)整形變量來記錄每條光線所處的狀態(tài)，不同狀態(tài)的劃分由所述閾值序列中的不同閾值來決定，當(dāng)該光線的函數(shù)值通過某一狀態(tài)所對(duì)應(yīng)的閾值時(shí)，則轉(zhuǎn)移到下一個(gè)狀態(tài)，每?jī)蓚€(gè)相鄰狀態(tài)構(gòu)成一個(gè)光線區(qū)段，如圖4所示。
[0051]所述分類器子模塊用于根據(jù)所述分段信息對(duì)于所述體數(shù)據(jù)進(jìn)行多層著色，并將得到的顏色值發(fā)送給所述光線投射子模塊；
[0052]具體地，所述分類器子模塊根據(jù)所述狀態(tài)信息使用不同的傳遞函數(shù)對(duì)于所述體數(shù)據(jù)進(jìn)行多層著色。使用GPU實(shí)現(xiàn)時(shí)，可采用二維紋理，每行儲(chǔ)存一個(gè)傳遞函數(shù)。
[0053]所述光線投射子模塊用于基于所述分類器子模塊的輸出，對(duì)每條光線進(jìn)行遍歷，得到一組樣本顏色值，將其進(jìn)行混合，并將混合結(jié)果寫入輸出圖像，其中，樣本顏色值的獲取和混合是體會(huì)制領(lǐng)域的公知技術(shù)，在此不作贅述；
[0054]所述光線生成子模塊用于為所述輸出圖像中的每一個(gè)像素生成一條光線，基于光線投射子模塊各條光線的遍歷和混合結(jié)果，得到輸出圖像。
[0055]本發(fā)明可以在基于光線投射的體繪制框架下實(shí)現(xiàn)，與硬件無(wú)關(guān)，既可以用CPU進(jìn)行計(jì)算也可以通過GPU實(shí)現(xiàn)計(jì)算。
[0056]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提出一種基于自動(dòng)多閾值的多層著色體繪制方法，該方法包括以下步驟:
[0057]步驟1，根據(jù)用戶輸入的體素樣本生成閾值序列，所述閾值序列中，每?jī)蓚€(gè)閾值為一組，每組閾值中含有一個(gè)高閾值和一個(gè)低閾值；
[0058]所述步驟I進(jìn)一步包括以下步驟:
[0059]步驟11，輸入體素樣本；
[0060]該步驟中，接收用戶通過鼠標(biāo)、鍵盤、觸摸屏等輸入設(shè)備輸入的指令，在原始三維標(biāo)量體數(shù)據(jù)中標(biāo)記出一系列分屬于不同結(jié)構(gòu)的體素樣本。
[0061]步驟12，根據(jù)所述體素樣本生成光線樣本；
[0062]該步驟中，根據(jù)所述體素樣本生成指定數(shù)量(比如1000)的隨機(jī)光線作為光線樣本，其中，每條光線穿過一個(gè)隨機(jī)選定的體素樣本，其方向在單位球面上隨機(jī)選擇，且所述光線的方向的概率密度滿足均勻分布。
[0063]步驟13，根據(jù)所述光線樣本生成目標(biāo)函數(shù)，并根據(jù)所述目標(biāo)函數(shù)得到最優(yōu)解區(qū)域；
[0064]步驟14，對(duì)于所述最優(yōu)解區(qū)域進(jìn)行距離變換得到內(nèi)部極大值點(diǎn)，該點(diǎn)的兩維坐標(biāo)即為所求的一組閾值，橫坐標(biāo)為低閾值，縱坐標(biāo)為高閾值；
[0065]步驟2，根據(jù)所述閾值序列對(duì)于輸入的體數(shù)據(jù)進(jìn)行多層著色，生成著色后的輸出圖像。
[0066]所述步驟2進(jìn)一步包括以下步驟:
[0067]步驟21，輸入體數(shù)據(jù)；
[0068]步驟22，根據(jù)所述閾值序列生成狀態(tài)信息，所述狀態(tài)信息包括每一狀態(tài)所對(duì)應(yīng)的閾值，以及狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件，并根據(jù)所述狀態(tài)信息對(duì)于光線進(jìn)行分段；
[0069]該步驟中，采用一個(gè)整形變量來記錄每條光線所處的狀態(tài)，不同狀態(tài)的劃分由所述閾值序列中的不同閾值來決定，當(dāng)該光線的函數(shù)值通過某一狀態(tài)所對(duì)應(yīng)的閾值時(shí)，則轉(zhuǎn)移到下一個(gè)狀態(tài)，每?jī)蓚€(gè)相鄰狀態(tài)構(gòu)成一個(gè)光線區(qū)段。
[0070]步驟23，根據(jù)分段信息對(duì)于所述體數(shù)據(jù)進(jìn)行多層著色，得到顏色值；
[0071]該步驟使用不同的傳遞函數(shù)對(duì)于所述體數(shù)據(jù)進(jìn)行多層著色。
[0072]步驟24，對(duì)每條光線進(jìn)行遍歷，得到一組樣本顏色值，將其進(jìn)行混合，并將混合結(jié)果寫入輸出圖像；
[0073]步驟25，為所述輸出圖像中的每一個(gè)像素生成一條光線，基于各條光線的遍歷和混合結(jié)果，得到輸出圖像。
[0074]以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于自動(dòng)多閾值的多層著色體繪制系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括:閾值生成模塊和繪制模塊，其中: 所述閾值生成模塊用于根據(jù)輸入的體素樣本生成閾值序列； 所述繪制模塊用于根據(jù)所述閾值序列對(duì)于輸入的體數(shù)據(jù)進(jìn)行多層著色，生成著色后的輸出圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述閾值序列中，每?jī)蓚€(gè)閾值為一組，每組閾值中含有一個(gè)高閾值和一個(gè)低閾值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述閾值生成模塊包括:體素樣本輸入子模塊、光線樣本生成子模塊、目標(biāo)函數(shù)生成子模塊和距離變換子模塊，其中: 所述體素樣本輸入子模塊用于通過交互界面由用戶輸入體素樣本； 所述光線樣本生成子模塊用于根據(jù)所述體素樣本生成光線樣本； 所述目標(biāo)函數(shù)生成子模塊用于根據(jù)所述光線樣本生成目標(biāo)函數(shù)，并根據(jù)所述目標(biāo)函數(shù)得到最優(yōu)解區(qū)域； 所述距離變換子模塊用于對(duì)于所述最優(yōu)解區(qū)域進(jìn)行距離變換得到內(nèi)部極大值點(diǎn)，該點(diǎn)的兩維坐標(biāo)即為所求的一組閾值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述光線樣本生成子模塊根據(jù)所述體素樣本生成指定數(shù)量的隨機(jī)光線作為光線樣本，其中，每條光線穿過一個(gè)隨機(jī)選定的體素樣本，其方向在單位球面上隨機(jī)選擇，且所述光線的方向的概率密度滿足均勻分布。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述目標(biāo)函數(shù)是通過統(tǒng)計(jì)各個(gè)可選值對(duì)光線樣本的正確分類數(shù)得到的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述繪制模塊包括:體數(shù)據(jù)輸入子模塊、分類器子模塊、狀態(tài)控制子模塊、光線投射子模塊、光線生成子模塊，其中: 所述體數(shù)據(jù)輸入子模塊用于通過交互界面由用戶輸入體數(shù)據(jù)； 所述狀態(tài)控制子模塊用于根據(jù)所述閾值序列生成狀態(tài)信息，并根據(jù)所述狀態(tài)信息對(duì)于光線進(jìn)行分段； 所述分類器子模塊用于根據(jù)所述分段信息對(duì)于所述體數(shù)據(jù)進(jìn)行多層著色，并將得到的顏色值發(fā)送給所述光線投射子模塊； 所述光線投射子模塊用于基于所述分類器子模塊的輸出，對(duì)每條光線進(jìn)行遍歷，得到一組樣本顏色值，將其進(jìn)行混合，并將混合結(jié)果寫入輸出圖像； 所述光線生成子模塊用于為所述輸出圖像中的每一個(gè)像素生成一條光線，基于光線投射子模塊各條光線的遍歷和混合結(jié)果，得到輸出圖像。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述狀態(tài)信息包括每一狀態(tài)所對(duì)應(yīng)的閾值，以及狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述狀態(tài)控制子模塊采用一個(gè)整形變量來記錄每條光線所處的狀態(tài)，不同狀態(tài)的劃分由所述閾值序列中的不同閾值來決定，當(dāng)該光線的函數(shù)值通過某一狀態(tài)所對(duì)應(yīng)的閾值時(shí)，則轉(zhuǎn)移到下一個(gè)狀態(tài)，每?jī)蓚€(gè)相鄰狀態(tài)構(gòu)成一個(gè)光線區(qū)段。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述分類器子模塊根據(jù)所述狀態(tài)信息使用不同的傳遞函數(shù)對(duì)于所述體數(shù)據(jù)進(jìn)行多層著色。
10.一種基于自動(dòng)多閾值的多層著色體繪制方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: 步驟1，根據(jù)用戶輸入的體素樣本生成閾值序列； 步驟2，根據(jù)所述閾值序列對(duì)于輸入的體數(shù)據(jù)進(jìn)行多層著色，生成著色后的輸出圖像； 所述步驟I進(jìn)一步包括以下步驟: 步驟11，輸入體素樣本； 步驟12，根據(jù)所述體素樣本生成光線樣本； 步驟13，根據(jù)所述光線樣本生成目標(biāo)函數(shù)，并根據(jù)所述目標(biāo)函數(shù)得到最優(yōu)解區(qū)域；步驟14，對(duì)于所述最優(yōu)解區(qū)域進(jìn)行距離變換得到內(nèi)部極大值點(diǎn)，該點(diǎn)的兩維坐標(biāo)即為所求的一組閾值； 所述步驟2進(jìn)一步包括以下步驟: 步驟21，輸入體數(shù)據(jù)； 步驟22，根據(jù)所述閾值序列生成狀態(tài)信息，并根據(jù)所述狀態(tài)信息對(duì)于光線進(jìn)行分段； 步驟23，根據(jù)分段信息對(duì)于所述體數(shù)據(jù)進(jìn)行多層著色，得到顏色值； 步驟24，對(duì)每條光線進(jìn)行遍歷，得到一組樣本顏色值，將其進(jìn)行混合，并將混合結(jié)果寫入輸出圖像； 步驟25，為所述輸出圖像中的每一個(gè)像素生成一條光線，基于各條光線的遍歷和混合結(jié)果，得到輸出圖像。
【文檔編號(hào)】G06T15/08GK103646418SQ201310750389
【公開日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】田捷, 楊飛, 李秀麗, 楊鳳, 楊彩云 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所