[发明专利]具有改良漫游效果的虚拟内窥镜系统

权利要求书

1.一种具有改良漫游效果的虚拟内窥镜系统，包括：用于将二维的医学图像进行重建以得到三维重建图像的三维重建模块、与所述三维重建模块通信连接以确定所述三维重建图像的中心线的中心线提取模块、以及与所述三维重建模块及所述中心线提取模块通信连接以控制虚拟相机于所述三维重建图像中以所述中心线为轨迹进行移动的漫游模块，其特征在于，

所述漫游模块包括依次通信连接的参数设定单元、数据记录单元以及透视成像单元，

其中，所述参数设定单元用于设定所述虚拟相机的漫游参数以控制所述虚拟相机的漫游过程；

所述数据记录单元用于记录所述虚拟相机沿着所述中心线移动的若干个体数据；

所述透视成像单元用于将所述若干个体数据投影至平面坐标系中以得到相对应的构成虚拟内窥镜图像的若干个平面投影点；

其中，所述参数设定单元设定的所述漫游参数包括：虚拟相机原点、漫游目标点、焦距、光轴、自由度以及夹角参数，

其中，所述虚拟相机原点设定为虚拟相机漫游的起点；

所述漫游目标点设定为所述虚拟相机漫游的终点；

所述焦距设定为平面到所述虚拟相机坐标系的坐标原点的距离以调节所述虚拟内窥镜图像的放大倍数；

所述光轴设定为所述虚拟相机的摄影方向以调节所述虚拟相机的定位点及确定所述虚拟相机的摄影方向；

所述自由度设定为使得所述虚拟相机沿着视点方向所在轴旋转，其中，所述视点方向设定为所述虚拟相机的位置；

所述夹角参数设定为所述虚拟相机的观察方向与所述视点方向的夹角且小于45度，并且，对于虚拟相机在自动漫游过程产生的超过45度的转角，根据三维重建图像的前后帧的关联度实现虚拟相机的转向；

其中，所述漫游模块还包括：用于建立三维图像数据坐标系、虚拟相机坐标系以及平面坐标系的坐标建立单元；

所述三维图像数据坐标系设定为建立于所述三维重建图像的数据空间上，其中，所述数据空间为长方形，所述三维图像数据坐标系的原点设定为数据空间的长方形的一个顶点上，所述三维图像数据坐标系的坐标轴与长方形的边一致；

所述虚拟相机坐标系设定为以所述虚拟相机为中心建立的三维动态坐标系，所述虚拟相机坐标系的坐标原点与视点重合，所述虚拟相机坐标系的z轴为摄影方向；

所述平面坐标系设定为依附于所述虚拟相机坐标系的平面坐标系，所述平面坐标系的坐标平面与所述虚拟相机坐标系的z轴垂直，所述平面坐标系的x轴、y轴分别与所述虚拟相机坐标系的x轴、y轴同向；

所述虚拟相机的光轴设定为所述虚拟相机坐标系的z轴，根据所述虚拟相机的光轴在所述三维图像数据坐标系中的方向数确定；

所述坐标建立单元包括：几何变换子单元及投影变换子单元，

其中，所述几何变换子单元用于将三维人体图像数据经平移和旋转从所述三维图像数据坐标系变换到所述虚拟相机坐标系；

所述投影变换子单元用于将所述虚拟相机坐标系上的点投影至所述平面坐标系以得到在所述三维图像数据坐标系上的所述三维人体图像体数据在所述平面坐标系上的投影；

其中，所述几何变换子单元的变换步骤包括：将三维图像数据坐标系的原点平移到虚拟相机坐标系的原点；旋转三维图像数据坐标系的z轴，使得三维图像数据坐标系的z轴与虚拟相机坐标系的z轴重合；得到在虚拟相机坐标系上与三维图像数据坐标系对应的坐标。

2.如权利要求1所述的具有改良漫游效果的虚拟内窥镜系统，其特征在于，还包括：与所述漫游模块通信连接的存储模块，所述存储模块用于存储所述虚拟相机在漫游过程形成的所述虚拟内窥镜图像。

3.如权利要求1所述的具有改良漫游效果的虚拟内窥镜系统，其特征在于，所述虚拟相机设定为沿着所述中心线步进式漫游，步长设定为所述虚拟相机漫游时所在的管状体截面半径的0.1～1倍。