[发明专利]网格生成设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于生成图像的任意区域的网格的网格生成设备，更具体地，涉及用于通过对初始网格的表面节点进行变形来生成网格以与任意区域的形状一致的设备和方法。

背景技术

在使用有限元素方法对作用于物体的力及其变形进行模拟的情况下，需要利用由有限数量的元素所构成的网格来表示物体。具体地，在医学领域，为了以高精度模拟乳房或者软的器官的切口和变形，需要在医学图像的这些区域中生成没有显著失真的网格。所生成的三维网格的例子包括由四面体元素构成的四面体网格和由六面体元素构成的六面体网格。已知在有限元素方法中，与四面体网格相比，六面体网格通常具有更高的分析精度并且所需的分析时间更短。用于生成六面体网格的方法包括日本特开2002-251415中公开的映射法和日本特开2004-110212中公开的元素填充法。映射法涉及对位于初始网格的表面上的节点(表面节点)进行变形以与边界形状一致并且由此生成区域的网格。通过利用多个元素分割包括该区域的外框模型来获得初始网格。元素填充法涉及利用元素来填充区域，利用新的元素填补元素和边界之间的间隙，并且由此生成网格。

发明内容

然而，在日本特开2002-251415中说明的传统例子，即，使用映射法的例子中，在包含凹形状的复杂形状的情况下，需要创建多个包括区域的外框模型。为了适当地组合外框模型，需要用户的介入，这需要大量的时间并且使得难以进行自动化。另外，日本特开2004-110212中公开的传统例子，即，使用元素填充法的例子，存在在区域边界的周围生成失真的网格元素的问题。

考虑到以上问题而作出了本发明，并且本发明的目的在于提供用于自动将任意区域分割成没有显著失真的网格的处理机构。

为解决上述问题，本发明提供一种网格生成设备，包括：第一网格生成单元，用于针对对象物体的图像中的与所述对象物体相对应的区域，生成具有多个格子单元的第一网格；距离确定单元，用于基于所述区域的边界的长度并且基于所述第一网格的外框上的所述多个格子单元的点的数量，确定所述边界上的与所述多个格子单元的点相对应的多个对应点之间的距离；对应点确定单元，用于基于所述距离并且基于所述多个格子单元的点中的一部分点，确定所述多个对应点，其中，所述一部分点位于所述区域的边界上；以及第二网格生成单元，用于基于所述多个对应点并且基于所述多个格子单元的点，根据所述第一网格生成与所述区域相对应的第二网格。

本发明还提供一种网格生成方法，包括：第一网格生成步骤，用于针对对象物体的图像中的与所述对象物体相对应的区域，生成具有多个格子单元的第一网格；距离确定步骤，用于基于所述区域的边界的长度并且基于所生成的第一网格的外框上的所述多个格子单元的点的数量，确定所述边界上的与所述多个格子单元的点相对应的多个对应点之间的距离；对应点确定步骤，用于基于所确定的距离并且基于所述多个格子单元的点中的一部分点，确定所述多个对应点，其中，所述一部分点位于所述区域的边界上；以及第二网格生成步骤，用于基于所确定的多个对应点并且基于所述多个格子单元的点，根据所述第一网格生成与所述区域相对应的第二网格。

本发明提供用于针对位于近似于对象区域的初始网格的表面上的各个节点来确定多个对应点的位置的机构，其中根据节点和对应点之间的距离在区域的边界上确定位置。通过基于对应点来对初始网格进行变形，即使在区域边界的周围，也能在不生成显著失真的网格元素的情况下生成任意区域的网格。

根据以下参考附图对典型实施例的说明，本发明的其余特征将变得明显。

附图说明

图1A、1B、1C和1D是说明根据第一实施例的网格生成的效果的示意图。

图2是说明根据第一实施例的网格生成设备2的装置结构的图。

图3是示出根据第一实施例的连接到网格生成设备2的装置的结构的图。

图4是示出根据第一实施例的网格生成设备2的处理过程的流程图。

图5A和5B是示出根据第一实施例的断层图像和区域之间的边界的示意图。

图6A、6B和6C是示出根据第一实施例的用于生成初始网格的方法的示意图。

图7是示出根据第一实施例的用于基于测地距离对对应点进行布局的方法的示意图。

图8是示出根据第二实施例的用于基于直线距离对对应点进行布局的方法的示意图。

图9是示出根据第三实施例的网格生成设备2的处理过程的流程图。

图10是示出根据第三实施例的乳房的体积图像的示意图。