一種體數據合成方法和裝置的製作方法

2023-05-02 02:49:11

專利名稱：一種體數據合成方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及磁共振成像技術，特別涉及一種磁共振成像系統中的體數據合成方法 和裝置。
背景技術：
由於磁共振系統的硬體限制，在實際應用中，當採用磁共振系統進行掃描成像時， 通常不能一次採集到整個身體的掃描圖像，所以，需要通過多次採集來得到多個相互之間 存在重疊區域的體數據，然後，再將這些體數據通過一定方式合成為一個體數據，從而得到 一個虛擬的超大視場(Virtual Large Field of View)，以用於進行一些系統性疾病的診 斷，如呼吸系統以及血管系統等。目前，具有不同切片方向的體數據的合成技術在臨床中得到了廣泛的應用。其中 一個典型的應用就是用於檢查動脈對腿部、腹部以及身體上部的供血能力。首先，分別採集 得到對應腿部、腹部以及身體上部等各部分的、相互之間存在重疊區域的體數據；然後，通 過體數據合成技術，獲取到用於完整的血管系統檢查的覆蓋病人全身的血管造影術圖像， 以便醫生進行後續的血管系統疾病診斷。這裡所提到的切片方向，是指切片平面的法向量 的方向。上述體數據合成技術雖然在臨床中具有很重要的作用，但是，這種技術在實際使 用中有很大的局限性。比如，當採集到的多個體數據之間的切片方向具有較小的傾斜角時，採用現有的 體數據合成方式可以得到較為理想的合成結果，比如，可以採用現有技術中提出的一種基 於特徵的三維(3D，dimension)磁共振(MR，Magnetic Resonance)血管造影術圖像合成方 式。該方式基於夾角(實際切片方向與標準/指定方向之間的夾角)來扭曲體數據，在將 各具有傾斜角的體數據扭曲到具有平行的切片方向的體數據之後(即各體數據的切片方 向一致)，利用剛體匹配來確定使得各體數據之間的重疊區域具有最大相似度的各體數據 排列。這裡所提到的排列包括各體數據的位置關係以及相鄰的兩個體數據之間的重疊 方式。由於各體數據之間的位置關係是預先可知的，比如，如果要檢查動脈對腿部、腹部以 及身體上部的供血能力，假設分別採集得到三個對應腿部、腹部以及身體上部的體數據。那 麼顯然，腿部和腹部對應的兩個體數據之間存在重疊區域，而腹部和身體上部對應的兩個 體數據之間也存在重疊區域。而體數據合成的實質就是要找到上述三個體數據在按照身體 上部、腹部以及腿部的順序合成為一個體數據後，各相鄰體數據之間的重疊方式。舉例說明如圖1所示，圖1為現有體數據扭曲處理過程示意圖。可以看出，體數 據101和102之間存在一定的傾斜角，其中，圖1所示體數據101和102中的斜線表示切 片，體數據101和102夾角處的陰影區域表示圖像相關信息。通過平移各個切片(切片平 面方向上的平移，無插值)上不同的值來扭曲體數據101和102，得到扭曲後的體數據103 和104，對於扭曲後的體數據103和10 4中沒有數據的區域，可以用0來填充。
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上述扭曲過程可以分解為一個旋轉加上對每個切片在垂直方向，即切片的列方向 上的一個平移。如果體數據的切片方向之間的傾斜角比較小，那麼扭曲後的體數據可以看 作近似於原始體數據，相應地，最終得到的合成後的圖像也比較真實可靠。但是，在實際應用中，由於多種原因的存在，比如病人的身體天生彎曲較大，那麼 採集得到的體數據的切片方向之間會存在較大的傾斜角。這種情況下，上述體數據合成方 式就將不再適用，因為隨著傾斜角越來越大，越來越多的失真將會被引入到扭曲後的體數 據中，進而導致基於這種扭曲的體數據進行的體數據合成出現重疊區域不匹配的現象。圖2 即為採用上述適用於切片方向間具有較小傾斜角的體數據合成方式，對三個切片方向間具 有較大傾斜角的體數據進行合成後得到的合成結果。從圖2可以看出，在體數據重疊區域 201和202處，存在嚴重的血管不匹配和血管內在走向不一致的情況，這都是為應對傾斜角 而扭曲體數據造成的。可見，上述體數據合成方式並不適用於各體數據間具有較大傾斜角的情況，而對 於這一問題，現有技術中還沒有提出一種切實可行的解決方式。

發明內容
有鑑於此，本發明的主要目的在於提供一種體數據合成方法，能夠實現對具有任 意切片方向的體數據的合成。本發明的另一目的在於提供一種體數據合成裝置，能夠實現對具有任意切片方向 的體數據的合成。為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的一種體數據合成方法，該方法包括獲取合成後的圖像的基本切片方向；基於所述合成後的圖像的基本切片方向，獲 取每一個輸入體數據的外包圍盒；在所述每一個輸入體數據的外包圍盒中對每一個輸入的體數據進行重採樣；確定使得各重採樣後的體數據之間的重疊區域具有最大相似度的平移參數；按照所述確定的平移參數，將所述各重採樣後的體數據合成為一個體數據，得到 合成後的圖像。其中，所述獲取合成後的圖像的基本切片方向包括計算所有輸入的體數據的切 片方向的平均值，將所述計算出的平均值作為所述合成後的圖像的基本切片方向；或者，將 指定方向作為所述合成後的圖像的基本切片方向。所述在每一個輸入體數據的外包圍盒中對每一個輸入的體數據進行重採樣包括 按照相同的切片厚度以及相同的像素間隔在每一個輸入體數據的外包圍盒中對每一個輸 入的體數據進行重採樣；所述相同的切片厚度以及相同的像素間隔是指每個外包圍盒內以 及每個外包圍盒之間所採用的切片厚度及像素間隔均相同。所述在每一個輸入體數據的外包圍盒中對每一個輸入的體數據進行重採樣之後， 進一步包括用數據零填充所述重採樣後的外包圍盒中無數據的區域。所述確定使得各重採樣後的體數據之間的重疊區域具有最大相似度的平移參數 包括按照預先可知的各輸入體數據之間的位置關係，尋找每兩個相互之間存在重疊區域的重採樣後的體數據之間，能夠使得這兩個重採樣後的體數據之間的重疊區域具有最大 相似度的平移參數。較佳地，所述尋找每兩個相互位置之間存在重疊區域的重採樣後的體數據之間， 能夠使得這兩個重採樣後的體數據之間的重疊區域具有最大相似度的平移參數包括保持所述兩個重採樣後的體數據中的一個固定，並在所述固定體數據上移動另外 一個體數據，搜索當所述移動體數據的平移參數為不同值時兩個體數據之間的最大相似度 度量值；將所述搜索到的最大相似度度量值對應的平移 參數確定為所要尋找的平移參數。其中，所述相似度度量值為歸一化互相關係數屍⑴='I；其中，
y r>eO、』pevt為平移參數；vf為固定體數據中的重疊區域的像素平均值；vt為移動體數據中的 重疊區域的像素平均值；P為固定體數據中的重疊區域的像素位置；vf (P)為固定體數據中 P點處的像素值；vt (p+t)為移動體數據在平移t後與固定體數據中的P點對應的像素點的 像素值；0V為固定體數據與移動體數據的重疊區域中像素值在兩個體數據中均不為0的所
有像素。較佳地，所述搜索最大相似度度量值的方式為自適應搜索方式，包括首先按照預先設置的較大步長進行粗搜索，得到一個臨時最大相似度度量值；然 後，在所述搜索到的臨時最大相似度度量值對應的區域附近進行較小步長的精細搜索，將 在所述區域中搜索到的最大相似度度量值作為最終所需的最大相似度度量值。所述將各重採樣後的體數據合成為一個體數據包括按照尋找到的每兩個相互之 間存在重疊區域的重採樣後的體數據之間的平移參數，確定各重採樣後的體數據之間的最 佳重疊方式；按照所述確定的最佳重疊方式將所述各重採樣後的體數據合成為一個數據 體。所述將各重採樣後的體數據合成為一個體數據包括將合成後每兩個體數據的重 疊區域中各像素點的像素值設置為這兩個體數據中相應像素點的像素平均值；或者，將合 成後每兩個體數據的重疊區域中各像素點的像素值設置為這兩個體數據中任一體數據中 的相應像素點的像素值。一種體數據合成裝置，所述裝置包括獲取單元、重採樣單元、搜索單元以及合成 單元；其中，所述獲取單元用於獲取合成後的圖像的基本切片方向，並基於所述合成後的圖像 的基本切片方向，獲取每一個輸入體數據的外包圍盒；所述重採樣單元用於在所述每一個輸入體數據的外包圍盒中對每一個輸入的體 數據進行重採樣；所述搜索單元用於確定使得各重採樣後的體數據之間的重疊區域具有最大相似 度的平移參數；所述合成單元用於按照所述確定的平移參數，將所述各重採樣後的體數據合成為 一個體數據，得到合成後的圖像。
其中，所述獲取單元包括第一獲取子單元以及第二獲取子單元；所述第一獲取子單元用於計算所有輸入的體數據的切片方向的平均值，將所述計 算出的平均值作為所述合成後的圖像的基本切片方向；或者，將接收到的指定方向作為所 述合成後的圖像的基本切片方向；所述第二獲取子單元用於基於所述合成後的圖像的基本切片方向，獲取每一個輸 入體數據的外包圍盒。所述重採樣單元包括重採樣子單元以及填充子單元；所述重採樣子單元用於按照相同的切片厚度以及相同的像素間隔，在所述每一個 輸入體數據的外包圍盒中對每一個輸入的體數據進行重採樣；所述相同的切片厚度以及相 同的像素間隔是指每個外包圍盒內以及每個外包圍盒之間所採用的切片厚度及像素間隔 均相同；所述填充子單元用於將所述進行重採樣後的外包圍盒中無數據的區域用零進行 填充。所述搜索單元包括第一搜索子單元以及第二搜索子單元；所述第一搜索子單元用於按照預先可知的各輸入體數據之間的位置關係，將每兩 個相互之間存在重疊區域的重採樣後的體數據中的一個固定，而將另外一個在所述固定的 體數據上移動，按照預先設置的較大步長進行粗搜索，得到一個當所述移動體數據的平移 參數為不同值時兩個體數據之間的臨時最大相似度度量值；所述第二搜索子單元用於在所述搜索到的臨時最大相似度度量值對應的區域附 近進行較小步長的精細搜索，將在所述區域中搜索到的最大相似度度量值對應的平移參數 確定為所需的平移參數。所述合成單元包括確定子單元以及合成子單元；所述確定子單元用於按照確定出的每兩個相互之間存在重疊區域的重採樣後的 體數據之間的平移參數，確定各重採樣後的體數據之間的最佳重疊方式；所述合成子單元用於按照所述確定的最佳重疊方式將所述各重採樣後的體數據 合成為一個數據體，得到合成後的圖像。可見，採用本發明的技術方案，通過在每一個輸入體數據的外包圍盒中對每一個 輸入的體數據進行重採樣，可以得到具有相同切片方向以及相同切片厚度和相同像素間隔 的體數據，從而避免了對於輸入的體數據必須具有較小的傾斜角度的限制，擴大了本發明 所述體數據合成方法的適用範圍；而且，本發明中用重採樣代替現有技術中的扭曲後，避免 了扭曲體數據所引入的失真，從而能夠得到一個更加真實可靠的合成後圖像。


下面將通過參照附圖詳細描述本發明的優選實施例，使本領域的普通技術人員更 清楚本發明的上述及其它特徵和優點，附圖中圖1為現有體數據扭曲處理過程示意圖；圖2是磁共振系統得到的圖像，為採用現有適用於切片方向間具有較小傾斜角的 體數據合成方式，對三個切片方向間具有較大傾斜角的體數據進行合成後得到的合成結果 示意8
圖3為本發明體數據合成方法實施例的流程圖；圖4為本發明實施例中重採樣過程示意圖；圖5為本發明實施例中重採樣結果示意圖；圖6為本發明體數據合成裝置實施例的組成結構示意圖。
具體實施例方式為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對 本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並 不用於限定本發明。為解決現有技術中存在的問題，本發明實施例中提出一種新的體數據合成方式 獲取合成後的圖像的基本切片方向，並基於所述合成後的圖像的基本切片方向，獲取每一 個輸入體數據的外包圍盒；之後，在每一個輸入體數據的外包圍盒中對每一個輸入的體數 據進行重採樣，並確定出使得各重採樣後的體數據之間的重疊區域具有最大相似度的平移 參數；最後，按照確定出的平移參數，將各重採樣後的體數據合成為一個體數據，得到合成 後的圖像。採用本發明所述體數據合成方式，通過對體數據進行重採樣，得到具有相同切片 方向以及相同切片厚度和相同像素間隔的體數據，從而避免了對於輸入的體數據必須具有 較小的傾斜角度的限制。下面通過具體的實施例，對本發明所述體數據合成方式作進一步地詳細說明。圖3為本發明體數據合成方法實施例的流程圖。如圖3所示，該方法包括以下步 驟步驟301 獲取合成後的圖像的基本切片方向。本實施例中提供兩種獲取合成後的圖像的基本切片方向的方式，包括1)計算所有輸入的體數據的切片方向的平均值。在實際應用中，各輸入體數據的切片方向是預先可知，記載在掃描過程中得到 的醫療數字圖像和通訊標準(DICOM，The Digital Imaging and Communications in Medicine)文件中。所以，本步驟中，可直接計算各輸入的體數據的切片方向的平均值，將計 算出的平均值作為合成後的圖像的基本切片方向。2)將指定方向作為合成後的圖像的基本切片方向。按照實際需要，指定某一方向作為合成後的圖像的基本切片方向。步驟302 基於獲取到的合成後的圖像的基本切片方向，獲取每一個輸入的體數 據的外包圍盒。這裡所提到的外包圍盒為本領域公知的一個概念，是指外切於體數據的長方體。 在本發明中要求該長方體的其中一個面與合成後的圖像的基本切片平面平行。如圖4所 示，圖4為本發明實施例中的重採樣過程示意圖。其中，403為輸入體數據，401為確定出的 合成後的圖像的基本切片方向；402即為按照401所示合成後的圖像的基本切片方向獲取 到的輸入體數據403的外包圍盒。步驟303 在每一個輸入體數據的外包圍盒中對每一個輸入的體數據進行重採樣。如何進行重採樣為現有技術，此處不再贅述。但是本實施例中，需要按照相同的切
9片厚度以及相同的像素間隔(每個外包圍盒內以及每個外包圍盒之間所採用的切片厚度 及像素間隔均相同)對每一個輸入的體數據進行重採樣，以保證重採樣後得到的各個體數 據具有相同的切片方向(基本切片方向一致)、相同的切片厚度以及相同的像素間隔。具體 按照多大的切片厚度以及多大的像素間隔進行重採樣可根據實際需要進行設置。另外，在對每一個輸入的體數據進行重採樣之後，還需要對該體數據對應的外包 圍盒中無數據的區域，即圖4中的405所示區域用0進行填充。其中，405所包圍的區域即 為重採樣後的體數據。需要說明的是，用0填充外包圍盒中的無數據區域這一步驟也可以 在步驟302中執行，即在重採樣之前對外包圍盒中的無數據區域用0進行填充，如圖4中的 404所示。圖5為本發明實施例中的重採樣結果示意圖。如圖5所示，其中的501和502為 兩個輸入體數據，可以看出，兩個體數據的切片方向之間存在較大的傾斜角。按照本發明所 述方式，對體數據501和502進行重採樣後，可分別得到503和504所示的重採樣後的體數 據。可以看出，本發明所述方法避免了對體數據進行扭曲，並可得到具有相同切片方向、相 同切片厚度以及相同像素間隔的體數據。步驟304 確定使得各重採樣後的體數據之間的重疊區域具有最大相似度的平移 參數。本步驟的具體實現為按照預先可知的各輸入體數據之間的位置關係，尋找每兩 個相互之間存在重疊區域的重採樣後的體數據之間，能夠使得這兩個重採樣後的體數據之 間的重疊區域具有最大相似度的平移參數。仍以檢查動脈對腿部、腹部以及身體上部的供血能力的臨床應用為例進行說明。 假設採集得到三個分別對應腿部、腹部以及身體上部的體數據。那麼本步驟的目的就是要 確定出上述三個體數據在按照身體上部、腹部以及腿部的順序合成為一個體數據後，各相 鄰體數據之間的重疊方式。該重疊方式可通過尋找使得各重採樣後的體數據之間的重疊區 域具有最大相似度的平移參數來確定。具體實現方式為對於每兩個相互之間存在重疊區域的重採樣後的體數據，保持 其中的一個體數據固定，而讓另外一個體數據在固定體數據上移動，搜索當移動體數據的 平移參數為不同值時兩個體數據之間的最大相似度度量值；將搜索到的最大相似度度量值 對應的平移參數確定為所要尋找的平移參數。本實施例中所使用的相似度度量值為歸一化互相關係數formula see original document page 10其中t為平移參數；Vf為固定體數據中的重疊區域的像素平均值；Vt為移動體數據中的重疊區域的像素平均值；p為固定體數據中的重疊區域的像素位置；Vf(p)為固定體數據中p點處的像素值；Vt(p+t)為移動體數據在平移t後與固定體數據中的p點對應的像素點的像素值；
(^為固定體數據與移動體數據的重疊區域中像素值在兩個體數據中均不為0的所
有像素；其中formula see original document page 11n為重疊區域中非0像素個數。需要說明的是，在實際應用中，通常是從固定體數據的起始位置開始進行搜索，但 本實施例中，由於預先可以知道兩體數據的大致重疊方式，比如移動體數據的上部和固定 體數據的下部存在重疊，所以在進行搜索時可以從中間位置開始，以節省搜索時間。但即便 如此，本領域技術人員公知，按照上述方式進行搜索仍然需要耗費很長的時間。所以，為節 省時間，可以採用自適應搜索方式，即首先按照預先設置的較大步長進行粗搜索，得到一 個臨時最大相似度度量值(為與後續出現的最大相似度度量值進行區別)，即找到最可能 的匹配區域；然後，在該找到的最可能的匹配區域附近進行較小步長的精細搜索，將搜索到 的最大相似度度量值作為最終的最大相似度度量值。上述歸一化互相關係數的計算方式以及自適應搜索方式均為現有技術，不再贅述。步驟305 基於確定出的平移參數，將各重採樣後的體數據合成為一個體數據，得 到合成後的圖像。本步驟中，按照尋找到的每兩個相互之間存在重疊區域的重採樣後的體數據之間 的平移參數，確定各重採樣後的體數據之間的最佳重疊方式；按照所確定的最佳重疊方式 將各重採樣後的體數據合成為一個數據體。在進行合成時，兩相鄰體數據的重疊區域中各像素點的像素值可按照以下兩種方 式設置，即設置為兩體數據中相應像素點的像素平均值；或者，設置為兩個體數據中任一 體數據中的相應像素點的像素值。在實際應用中，通常會採用前一種設置方式，以得到更加 平滑的合成後的圖像。基於上述方法，圖6為本發明體數據合成裝置實施例的組成結構示意圖。如圖6 所示，該裝置包括獲取單元601、重採樣單元602、搜索單元603以及合成單元604 ；其中獲取單元601用於獲取合成後的圖像的基本切片方向，並基於所述合成後的圖像 的基本切片方向，獲取每一個輸入體數據的外包圍盒；重採樣單元602用於在每一個輸入體數據的外包圍盒中對每一個輸入的體數據 進行重採樣；搜索單元603用於確定使得各重採樣後的體數據之間的重疊區域具有最大相似 度的平移參數；合成單元604用於按照所確定的平移參數，將各重採樣後的體數據合成為一個體 數據，得到合成後的圖像。其中，獲取單元601包括第一獲取子單元6011以及第二獲取子單元6012:第一獲取子單元6011用於計算所有輸入體數據的切片方向的平均值，將計算出 的平均值作為合成後的圖像的基本切片方向；或者，將接收到的指定方向作為合成後的圖 像的基本切片方向；第二獲取子單元6012用於基於所述合成後的圖像的基本切片方向，獲 取每一個輸入體數據的外包圍盒。重採樣單元602包括重採樣子單元6021以及填充子單元6022
重採樣子單元6021用於按照相同的切片厚度以及相同的像素間隔，在每一個輸 入體數據的外包圍盒中對每一個輸入的體數據進行重採樣；這裡所提到的相同的切片厚度 以及相同的像素間隔，是指每個外包圍盒內以及每個外包圍盒之間所採用的切片厚度及像 素間隔均相同；填充子單元6022用於將重採樣後的外包圍盒中無數據的區域用零進行填 充。搜索單元603包括第一搜索子單元6031以及第二搜索子單 元6032 第一搜索子單元6031用於按照預先可知的各輸入體數據之間的位置關係，將每 兩個相互之間存在重疊區域的重採樣後的體數據中的一個固定，而將另外一個在所述固定 體數據上移動，按照預先設置的較大步長進行粗搜索，得到一個當移動體數據的平移參數 為不同值時兩個體數據之間的臨時最大相似度度量值；第二搜索子單元6032用於在搜索 到的臨時最大相似度度量值對應的區域附近進行較小步長的精細搜索，將在該區域中搜索 到的最大相似度度量值對應的平移參數確定為所需的平移參數。其中，相似度度量值為歸一化互相關係數
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F(0= I ^『't為平移參數；Vf為固定體數據中的重疊區域
的像素平均值；vt為移動體數據中的重疊區域的像素平均值；p為固定體數據中的重疊區 域的像素位置；vf (P)為固定體數據中p點處的像素值；vt(p+t)為移動體數據在平移t後 與固定體數據中的P點對應的像素點的像素值；0V為固定體數據與移動體數據的重疊區域 中像素值在兩個體數據中均不為0的所有像素。此外，合成單元604包括確定子單元6041以及合成子單元6042 確定子單元6041用於按照所確定的每兩個相互之間存在重疊區域的重採樣後的 體數據之間的平移參數，確定各重採樣後的體數據之間的最佳重疊方式；合成子單元6042 用於按照確定出的最佳重疊方式將各重採樣後的體數據合成為一個數據體，得到合成後的 圖像。圖6所示裝置實施例的具體工作流程請參照圖3所示方法實施例中的相關說明， 此處不再贅述。總之，採用本發明的技術方案，通過對輸入的體數據進行重採樣，得到具有相同切 片方向以及相同切片厚度和相同像素間隔的體數據，極大地擴展了本發明所述體數據合成 方法的適用範圍，避免了對於輸入的體數據必須具有相同的切片方向或僅有較小的傾斜角 度的限制，從而使得本發明所述體數據合成方法能夠處理任意切片方向以及不同解析度和 不同切片厚度的體數據的合成；再有，本發明中用重採樣代替現有體數據合成中的扭曲後， 避免了由於扭曲體數據所引入的失真，從而能夠得到一個更加真實可靠的合成後的圖像； 另外，本發明中為了更好地進行搜索，採用了自適應搜索方式，從而加快了正確找到所需平 移參數的速度。需要說明的是，上述實施例僅用於舉例說明，並不用於限制本發明的技術方案。凡 在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保 護範圍之內。
權利要求
一種體數據合成方法，該方法包括獲取合成後的圖像的基本切片方向；基於所述合成後的圖像的基本切片方向，獲取每一個輸入體數據的外包圍盒；在所述每一個輸入體數據的外包圍盒中對每一個輸入的體數據進行重採樣；確定使得各重採樣後的體數據之間的重疊區域具有最大相似度的平移參數；按照所述確定的平移參數，將所述各重採樣後的體數據合成為一個體數據，得到合成後的圖像。
2.根據權利要求1所述的體數據合成方法，其特徵在於，所述獲取合成後的圖像的基 本切片方向包括計算所有輸入的體數據的切片方向的平均值，將所述計算出的平均值作為所述合成後 的圖像的基本切片方向；或者，將指定方向作為所述合成後的圖像的基本切片方向。
3.根據權利要求1所述的體數據合成方法，其特徵在於，所述在每一個輸入體數據的 外包圍盒中對每一個輸入的體數據進行重採樣包括按照相同的切片厚度以及相同的像素間隔在每一個輸入體數據的外包圍盒中對每一 個輸入的體數據進行重採樣；所述相同的切片厚度以及相同的像素間隔是指每個外包圍盒內以及每個外包圍盒之 間所採用的切片厚度及像素間隔均相同。
4.根據權利要求1或3所述的體數據合成方法，其特徵在於，所述在每一個輸入體數據 的外包圍盒中對每一個輸入的體數據進行重採樣之後，進一步包括用數據零填充所述重採樣後的外包圍盒中無數據的區域。
5.根據權利要求1所述的體數據合成方法，其特徵在於，所述確定使得各重採樣後的 體數據之間的重疊區域具有最大相似度的平移參數包括按照預先可知的各輸入體數據之間的位置關係，尋找每兩個相互之間存在重疊區域的 重採樣後的體數據之間，能夠使得這兩個重採樣後的體數據之間的重疊區域具有最大相似 度的平移參數。
6.根據權利要求5所述的體數據合成方法，其特徵在於，所述尋找每兩個相互位置之 間存在重疊區域的重採樣後的體數據之間，能夠使得這兩個重採樣後的體數據之間的重疊 區域具有最大相似度的平移參數包括保持所述兩個重採樣後的體數據中的一個固定，並在所述固定體數據上移動另外一個 體數據，搜索當所述移動體數據的平移參數為不同值時兩個體數據之間的最大相似度度量 值；將所述搜索到的最大相似度度量值對應的平移參數確定為所要尋找的平移參數。
7.根據權利要求6所述的體數據合成方法，其特徵在於，所述相似度度量值為歸一化 乙丨[廠々)-口丨互相關係數formula see original document page 2;其中，t為平移參數；vf為固定體數據中的重疊區域的像素平均值；vt為移動體數據中的重疊 區域的像素平均值；P為固定體數據中的重疊區域的像素位置；vf(p)為固定體數據中p點處的像素值；Vt(p+t)為移動體數據在平移t後與固定體數據中的p點對應的像素點的像素 值；0V為固定體數據與移動體數據的重疊區域中像素值在兩個體數據中均不為0的所有像素。
8.根據權利要求6或7所述的體數據合成方法，其特徵在於，所述搜索最大相似度度量 值的方式為自適應搜索方式，包括首先按照預先設置的較大步長進行粗搜索，得到一個臨時最大相似度度量值；在所述搜索到的臨時最大相似度度量值對應的區域附近進行較小步長的精細搜索，將 在所述區域中搜索到的最大相似度度量值作為最終所需的最大相似度度量值。
9.根據權利要求5所述的體數據合成方法，其特徵在於，所述將各重採樣後的體數據 合成為一個體數據包括按照尋找到的每兩個相互之間存在重疊區域的重採樣後的體數據之間的平移參數，確 定各重採樣後的體數據之間的最佳重疊方式；按照所述確定的最佳重疊方式將所述各重採樣後的體數據合成為一個數據體。
10.根據權利要求9所述的體數據合成方法，其特徵在於，所述將各重採樣後的體數據 合成為一個體數據包括將合成後每兩個體數據的重疊區域中各像素點的像素值設置為這兩個體數據中相應 像素點的像素平均值；或者，將合成後每兩個體數據的重疊區域中各像素點的像素值設置為這兩個體數據中任一 體數據中的相應像素點的像素值。
11.一種體數據合成裝置，所述裝置包括獲取單元(601)、重採樣單元602)、搜索單元 603)以及合成單元(604)其中，所述獲取單元(601)用於獲取合成後的圖像的基本切片方向，並基於所述合成後的圖 像的基本切片方向，獲取每一個輸入體數據的外包圍盒；所述重採樣單元602用於在所述每一個輸入體數據的外包圍盒中對每一個輸入的體 數據進行重採樣；所述搜索單元(603)用於確定使得各重採樣後的體數據之間的重疊區域具有最大相 似度的平移參數；所述合成單元(604)用於按照所述確定的平移參數，將所述各重採樣後的體數據合成 為一個體數據，得到合成後的圖像。
12.根據權利要求11所述的體數據合成裝置，其特徵在於，所述獲取單元(601)包括 第一獲取子單元(6011)以及第二獲取子單元(6012)；所述第一獲取子單元(6011)用於計算所有輸入的體數據的切片方向的平均值，將所 述計算出的平均值作為所述合成後的圖像的基本切片方向；或者，將接收到的指定方向作 為所述合成後的圖像的基本切片方向；所述第二獲取子單元(6012)用於基於所述合成後的圖像的基本切片方向，獲取每一 個輸入體數據的外包圍盒。
13.根據權利要求11所述的體數據合成裝置，其特徵在於，所述重採樣單元(602)包 括重採樣子單元(6021)以及填充子單元(6022)；所述重採樣子單元(6021)用於按照相同的切片厚度以及相同的像素間隔，在所述每一個輸入體數據的外包圍盒中對每一個輸入的體數據進行重採樣；所述相同的切片厚度以 及相同的像素間隔是指每個外包圍盒內以及每個外包圍盒之間所採用的切片厚度及像素 間隔均相同；所述填充子單元(6022)用於將所述進行重採樣後的外包圍盒中無數據的區域用零進 行填充。
14.根據權利要求11所述的體數據合成裝置，其特徵在於，所述搜索單元(603)包括 第一搜索子單元(6031)以及第二搜索子單元(6032)；所述第一搜索子單元(6031)用於按照預先可知的各輸入體數據之間的位置關係，將 每兩個相互之間存在重疊區域的重採樣後的體數據中的一個固定，而將另外一個在所述固 定的體數據上移動，按照預先設置的較大步長進行粗搜索，得到一個當所述移動體數據的 平移參數為不同值時兩個體數據之間的臨時最大相似度度量值；所述第二搜索子單元(6032)用於在所述搜索到的臨時最大相似度度量值對應的區域 附近進行較小步長的精細搜索，將在所述區域中搜索到的最大相似度度量值對應的平移參 數確定為所需的平移參數。
15.根據權利要求14所述的體數據合成裝置，其特徵在於，所述合成單元(604)包括 確定子單元(6041)以及合成子單元(6042)；所述確定子單元(6041)用於按照確定出的每兩個相互之間存在重疊區域的重採樣後 的體數據之間的平移參數，確定各重採樣後的體數據之間的最佳重疊方式；所述合成子單元(6042)用於按照所述確定的最佳重疊方式將所述各重採樣後的體數 據合成為一個數據體，得到合成後的圖像。
全文摘要
本發明公開了一種體數據合成方法獲取合成後的圖像的基本切片方向；基於所述獲取到的合成後的圖像的基本切片方向，獲取每一個輸入體數據的外包圍盒；在所述每一個輸入體數據的外包圍盒中對每一個輸入的體數據進行重採樣；確定使得各重採樣後的體數據之間的重疊區域具有最大相似度的平移參數；按照所述確定的平移參數，將所述各重採樣後的體數據合成為一個體數據，得到合成後的圖像。本發明同時公開了一種體數據合成裝置。應用本發明所述的方法和裝置，能夠實現對具有任意切片方向的體數據的合成。
文檔編號G06T15/00GK101833784SQ200910119408
公開日2010年9月15日 申請日期2009年3月12日 優先權日2009年3月12日
發明者張治國, 張銳, 謝睿克, 陳勇 申請人:西門子邁迪特(深圳)磁共振有限公司