[发明专利]一种基于面片模型的X射线图像模拟方法

权利要求书

1.一种基于面片模型的X射线图像模拟方法，其特征在于，包含以下步骤：

从CT图像中分割获取各器官的三角面片模型；

对各器官的模型的正向面深度图和背向面深度图进行顺序无关的融混操作，获得器官模型各投影位置处的厚度值；

对每一器官模型使用朗伯-比尔定律模拟X射线的能量衰减；

对多个器官的X射线图像进行深度融合；

对融合后的X射线图像加入噪声；

所述对器官模型的正向面深度图和背向面深度图进行顺序无关的融混操作包含以下步骤：

以射线源所在位置为相机位置，光线发射方向为观察方向进行相机参数设置；

将世界视点投影矩阵传入顶点着色程序中，并在其中计算每个点的投影坐标，投影坐标的Z值即为深度值；

在片段着色程序中将深度值进行归一化，再将深度值赋给颜色值，剔除深度值较大的片段，获得场景的正向面深度图；

剔除深度值较小的片段，获得场景的背向面深度图；

将两张深度图上的数据进行顺序无关的融混操作，得到的值就是器官模型对应投影位置处的厚度值；

所述将两张深度图上的数据进行顺序无关的融混操作，包括所述正向面深度减去所述背向面深度，得到的值就是器官模型对应投影位置处的厚度值。

2.如权利要求1所述的基于面片模型的X射线图像模拟方法，其特征在于，所述从CT图像中分割获取各器官的三角面片模型包含以下步骤：

针对不同器官的特点，使用不同的图像分割算法进行器官模型的三维重建；

器官模型使用三角网格进行存储。

3.如权利要求1所述的基于面片模型的X射线图像模拟方法，其特征在于，所述对每一器官模型使用朗伯-比尔定律模拟X射线的能量衰减包含以下步骤：

针对每一器官模型的每一投影位置计算对应的厚度值；

设置每一器官对X射线的吸收系数；

使用朗伯-比尔定律模拟X射线的能量衰减。

4.如权利要求1所述的基于面片模型的X射线图像模拟方法，其特征在于，所述对多个器官的X射线图像进行深度融合的过程为使用光线投射算法，包含以下步骤：

根据视点和器官模型表面点确定一条投射光线；

在射线穿越过程中对各器官模型进行等距采样；

对每次得到的采样数据按照光透公式进行反复累加。

5.如权利要求1所述的基于面片模型的X射线图像模拟方法，其特征在于，所述对融合后的X射线图像加入噪声包含以下步骤：

使用纹理贴图来存储计算完成的噪声模型数据；

在绘制X射线图像过程中，通过纹理采样，对每一片元像素叠加随机噪声。

6.如权利要求1或4所述的基于面片模型的X射线图像模拟方法，其特征在于，所述各器官包括肺脏、心脏、肝脏、肾脏、横膈膜、骨骼、皮肤。

7.如权利要求1所述的基于面片模型的X射线图像模拟方法，其特征在于，不同的图像分割算法包括：

肺脏：水平集；

肝脏、肾脏：图割；

皮肤、骨骼、横膈膜：阈值；

血管：水平集算法对CTA数据进行血管的粗分割，提取血管的中心线，

获取中心线在每间隔预设距离的位置处的横截面的半径信息，根据横截面的半径信息

对中心线进行放样处理，获得细化后的精细的血管；

心脏：随机游走。

8.如权利要求1所述的基于面片模型的X射线图像模拟方法，其特征在于，

所述正向面深度图上的每个像素的颜色值为任一方向上离视点最近的点的距离；

所述背向面深度图上的每个像素的颜色值为任一方向上离视点最远的点的距离。