[发明专利]用于执行渲染的方法和系统

说明书

相关申请的引用

本专利申请要求于2011年7月18日提交的题为“Method and system for performing rendering”（用于执行渲染的方法和系统）的美国临时专利申请号61/509,092的优先权，将其说明书通过引用结合于此。

技术领域

本发明涉及用于产生增强的立体图像可视化的系统和方法，更具体地，涉及用于产生对象诸如中空器官（hollow organ）的立体图像的三维显示的系统和方法。

背景技术

虚拟内窥镜检查（virtual endoscopy），也称为计算机层析（CT）内窥镜检查，是非侵入性诊断程序，允许在人体中检查解剖结构的内表面和外表面。近来，这种过程已经在结直肠癌的筛查过程中被用来研究中空器官，诸如结肠，如美国专利6,694,163和美国专利5,891,030所建议的。这种过程被称为虚拟结肠镜检查或CT结肠镜检查。

最初，CT结肠镜检查通过创建表现结肠内部的3D视图的虚拟环境来模拟光学结肠镜检查，如美国专利5,782,762中所详细描述的，涉及3D环境的透视渲染（perspective rendering）。然而，其也模仿非常限制的光学结肠镜检查，即看不到位于光学射线所到达范围之外的区域，诸如吸器折皱（haustral fold）后面或者位于深折皱之间的区域。

因此，出现的新技术用于增加通过虚拟摄像机观测到的结肠粘膜的量，其中包括（1）详述于美国专利5,891,030[‘030]中的平结肠技术，（2）详述于美国专利6,947,039（在下文中为‘039）中的立方体视图，如图1a所示，（3）详述于美国7,609,910（在下文中为‘910）中的全景投影，如图1b和1c所示，（4）详述于美国专利申请2011/0116692（在下文中为‘692）中的展开结肠投影，和最近的（5）详述于美国专利申请2010/0142788（在下文中为‘788）中的限制结肠内截面失真的对象特殊直径的圆柱形投影技术。

详述于‘030，‘692和‘788中的技术具有一个共同的局限性，即与人对从透视3D投影到2D投影的对象的感知相关的范例变化。这些技术引入了形状的可视失真，这需要观察者重新学习如何解释该信息，并最终可能不利地影响结肠粘膜评估。另外，‘692和‘788旨在减少这些假象，但是需要对结肠有限截面的评估。这导致两个局限性：增加了检查时间，并且与在传统的透视投影中的较长的暴露相反，降低了视觉暴露于损伤。

此外，详述于‘039中的技术具有一个固有缺陷，即，是前和后投影的恒定曝光，类似于在驾驶时总是观看后视镜。另外，因为仅立体视图涉及到表示一个完整的360环境，一些对象可以是部分存在于不同立体视图的多个边缘。这两个缺点是该技术的明显缺陷，导致不太有效的临床读取范例。

‘910中详述了‘039的演进，以克服边缘对象的分裂视图以及信息溢出。该技术涉及一些立体视图的失真，并围绕正视图组装它们，同时除去后视图。本质上，尽管‘039提出了两种不同的布局，但失真在图像中沿着从前视图的中央处开始的径向图像线是非均匀的；失真意味着相同的对象将看起来不同，取决于其在“失真的组装图”中的位置，对于观察者产生附加假象。此外，在结肠褶皱在特定区域中实际上很紧凑的情况下，立体视图失真没有提供实际可替换的解决方案，因为有限的非线性失真视场对大部分信息而言将保持未察觉。最后，‘039要求映射处理，其或者删除、添加，或者以某种方式改变原有的信息，以便使其装配到最终装配空间，增加处理时间且在本质上改变临床信息。

需要一种将克服上述缺点中的至少一个的方法和设备。

从下面对本发明的公开内容的综述、附图和描述中，本发明的特征将显而易见。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种用于在给定视点处察觉不到（看不到，blind）透视渲染的视觉区域的至少一个部分的给定视点处执行渲染（rendering）的方法，该方法包括：提供投影模型，该投影模型包括用于渲染远视图的第一部分和用于渲染近视图的第二部分，使得视觉区域的至少一个部分利用投影模型的第二部分被渲染，并且进一步，其中投影模型的第一部分和投影模型的第二部分之间的过渡的特征在于投影向量（projection vector）基本上类似；获得图像数据；根据投影模型的第一部分执行图像数据的至少一个部分的第一投影，以产生第一投影数据；根据投影模型的第二部分执行图像数据的另一个部分的第二投影，以产生第二投影数据，并利用第一投影数据和第二投影数据来显示投影数据。