用于處理指針移動(dòng)的系統(tǒng)和方法
【專利摘要】一種用于實(shí)時(shí)處理由指點(diǎn)設(shè)備提供的指針移動(dòng)的系統(tǒng)100，所述系統(tǒng)包括：輸出部130，其用于顯示在圖像152、154、156中的第一位置p1處的指針162、164，所述圖像包括輪廓；用戶輸入部110，其用于從由用戶可操作的指點(diǎn)設(shè)備140獲得指針移動(dòng)數(shù)據(jù)112，所述指針移動(dòng)數(shù)據(jù)指示指針從圖像中的第一位置到第二位置p2的指針移動(dòng)v；以及，處理器120，其用于(i)通過減少沿著正交172于輪廓的方向上的指針移動(dòng)抑制指針移動(dòng)，以及(ii)基于所述經(jīng)抑制的指針移動(dòng)vd建立指針的第三位置p3。
【專利說明】用于處理指針移動(dòng)的系統(tǒng)和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于實(shí)時(shí)處理由指點(diǎn)設(shè)備提供的指針移動(dòng)的系統(tǒng)和方法。本發(fā)明 還涉及一種包括所述系統(tǒng)的工作站和成像裝置，并且涉及一種包括用于使處理器系統(tǒng)執(zhí)行 所述方法的指令的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。
[0002] 指點(diǎn)設(shè)備（諸如計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)、觸屏、觸筆等）使用戶能夠與裝置（諸如計(jì)算機(jī)、平 板電腦等）交互。所述交互可以涉及圖形用戶界面的使用，其中，指點(diǎn)設(shè)備的位置或移動(dòng)通 過被定位和/或移動(dòng)的指針或光標(biāo)相應(yīng)地被表示在屏幕上。以這一方式，提供與設(shè)備交互 的直觀方式。

【背景技術(shù)】
[0003] 已知使用屏幕上示出的指針使用戶能夠操作指點(diǎn)設(shè)備以執(zhí)行圖像處理的系統(tǒng)和 方法。例如，用戶可以通過相應(yīng)地移動(dòng)指點(diǎn)設(shè)備在圖像中繪制線條或曲線。
[0004] 具體地，已知便于繪制醫(yī)學(xué)圖像中的邊界。W. A. Barrett等人在Medical Image Analysis，l(4):第 331-341 頁，1997 年上的出版物"Interactive Live-Wire Boundary Extraction"描述了被稱為允許要求最小用戶輸入的準(zhǔn)確的邊界提取的工具。當(dāng)用戶從手 動(dòng)指定的種子點(diǎn)開始移動(dòng)鼠標(biāo)時(shí)，以交互率計(jì)算并選擇最優(yōu)邊界。當(dāng)鼠標(biāo)位置接近對(duì)象邊 緣時(shí)，"活躍的（live-wire)"邊界捕捉到感興趣的對(duì)象并且圍繞其彎曲。應(yīng)當(dāng)注意，為了便 于放置種子點(diǎn)，光標(biāo)捕捉是可用的，其將鼠標(biāo)指針強(qiáng)制到用戶指定的鄰域之內(nèi)的最大梯度 幅值像素。
[0005] 以上工具的問題是使鼠標(biāo)指針捕捉到圖像中的具體像素以建立圖像中的位置對(duì) 用戶而言是不方便的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 具有一種使用指點(diǎn)設(shè)備使用戶能夠更方便地建立圖像中的位置的系統(tǒng)或方法將 是有利的。
[0007] 為了更好地解決這一關(guān)注問題，本發(fā)明的第一方面提供一種用于實(shí)時(shí)處理由指點(diǎn) 設(shè)備提供的指針移動(dòng)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括： -輸出部，其用于顯示在圖像中的第一位置處的指針，圖像包括輪廓； -用戶輸入部，其用于從由用戶可操作的指點(diǎn)設(shè)備獲得指針移動(dòng)數(shù)據(jù)，指針移動(dòng)數(shù)據(jù)指 示指針從圖像中的第一位置到第二位置的指針移動(dòng)；以及 -處理器，其用于（i)通過減少沿著正交于輪廓的方向上的指針移動(dòng)來抑制指針移動(dòng)， 以及（ii)基于所述經(jīng)抑制的指針移動(dòng)建立指針的第三位置。
[0008] 在本發(fā)明的又一方面，提供包括所述系統(tǒng)的工作站和成像裝置。
[0009] 在本發(fā)明的又一方面，提供一種用于實(shí)時(shí)處理由指點(diǎn)設(shè)備提供的指針移動(dòng)的方 法，所述方法包括： -顯示在圖像中的第一位置處的指針，圖像包括輪廓； -獲得來自由用戶可操作的指點(diǎn)設(shè)備的指針移動(dòng)數(shù)據(jù)，指針移動(dòng)數(shù)據(jù)指示指針從圖像 中的第一位置到第二位置的指針移動(dòng)； -通過減少沿著正交于輪廓的方向上的指針移動(dòng)來抑制指針移動(dòng)；以及 -基于所述經(jīng)抑制的指針移動(dòng)建立指針的第三位置。
[0010] 在本發(fā)明的又一方面，提供一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括用于 使處理器系統(tǒng)執(zhí)行所述方法的指令。
[0011] 以上措施提供由指點(diǎn)設(shè)備提供的指針移動(dòng)的實(shí)時(shí)處理。這里，實(shí)時(shí)指的是在用戶 操作指點(diǎn)設(shè)備（即，以所謂的交互率）同時(shí)進(jìn)行處理的指針移動(dòng)。所述系統(tǒng)包括輸出部，諸 如顯示器或顯示輸出部，所述輸出部能夠例如通過將指針疊加在圖像上來顯示在圖像中的 第一位置處的指針。指針是圖形指示符，諸如箭頭或十字準(zhǔn)線，一般也被稱為光標(biāo)。因此， 當(dāng)查看屏幕上的圖像時(shí)，指針對(duì)用戶來說是可見的。指針的第一位置可以反映指點(diǎn)設(shè)備的 物理位置或用戶關(guān)于第一時(shí)間處的指點(diǎn)設(shè)備的物理位置，例如，用戶的手指相對(duì)于觸屏表 面的位置。
[0012] 所述系統(tǒng)還包括用戶輸入部，當(dāng)用戶操作指點(diǎn)設(shè)備時(shí)，所述用戶輸入部從指點(diǎn)設(shè) 備獲得指針移動(dòng)數(shù)據(jù)。指針移動(dòng)數(shù)據(jù)指示指針從圖像中的第一位置到第二位置的移動(dòng)，并 且由此允許所述系統(tǒng)建立第二位置。指針移動(dòng)可以反映指點(diǎn)設(shè)備的物理移動(dòng)或用戶關(guān)于指 點(diǎn)設(shè)備的物理移動(dòng)，例如，用戶手指在觸屏上的移動(dòng)。
[0013] 圖像包括輪廓。輪廓由圖像的元素形成，諸如像素或體素。輪廓可以是邊緣，即， 在兩個(gè)對(duì)象之間或?qū)ο笈c其背景之間的清晰邊界。輪廓也可以由具有相同值或相似值的像 素或體素形成，例如，在紋理區(qū)域中或沿著圖像梯度的線條，例如，在概念上相似于地形圖 中的高度輪廓線。應(yīng)當(dāng)注意，輪廓可以是開放輪廓，即，具有不連接的起點(diǎn)和終點(diǎn)，也可以是 閉合輪廓，即，與其本身連接的輪廓。
[0014] 所述系統(tǒng)還包括處理器，所述處理器減少在垂直于圖像中的輪廓的取向或方向的 方向上的指針移動(dòng)。因此，減少朝向和/或遠(yuǎn)離輪廓定向的指針移動(dòng)的部分，即分量。因此， 獲得經(jīng)抑制的指針移動(dòng)，其用于建立指針的第三位置。因此，第三位置與從第一位置的指針 的經(jīng)抑制的移動(dòng)相一致。因此，第三位置通常不同于第二位置。
[0015] 以上措施具有在朝向和/或遠(yuǎn)離輪廓的方向上減少由用戶提供的指針移動(dòng)的作 用。所以，基于輪廓的取向，指針移動(dòng)受到抑制。因此，鑒于指針移動(dòng)將以其他方式導(dǎo)致更 靠近和/或更遠(yuǎn)離輪廓的第二位置，現(xiàn)在抑制指針移動(dòng)，使得建立更不靠近和/或更不遠(yuǎn)離 輪廓的第三位置。
[0016] 本發(fā)明部分地基于以下認(rèn)識(shí)，即用戶通常很難使用指點(diǎn)設(shè)備跟隨圖像中的輪廓， 或在給定距離處跟隨輪廓。此后，在一定距離處跟隨輪廓和跟隨（即平行于輪廓的輪廓）一 般被稱為跟隨輪廓。例如，當(dāng)繪制圍繞對(duì)象的線條、指出沿著輪廓的特征、基于指針的位置 通過觀察放大視圖可視地檢查輪廓等時(shí)，這樣的對(duì)輪廓的跟隨可以是高度相關(guān)聯(lián)的。因此， 當(dāng)沿著圖像中的輪廓朝向第二位置移動(dòng)指針時(shí)，用戶可以頻繁地將指針移動(dòng)到更遠(yuǎn)離或更 靠近輪廓的第二位置。不利地，需要高度集中以通過使用指針準(zhǔn)確地跟隨輪廓。也不利地， 用戶在建立第二位置時(shí)出現(xiàn)誤差。發(fā)明人也已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，將指針移動(dòng)局限于跟隨輪廓是期 望的。該問題的原因是用戶不總是需要跟隨輪廓。此外，當(dāng)抑制是基于通過系統(tǒng)對(duì)輪廓的 檢測時(shí)，這樣的檢測可以是錯(cuò)誤的，導(dǎo)致跟隨錯(cuò)誤檢測的輪廓。
[0017] 通過抑制指針在垂直于輪廓方向的方向上的移動(dòng)，建立比第二位置更好地跟隨輪 廓的第三位置。然而，同時(shí)，由于即使做出更多努力（例如，要求指點(diǎn)設(shè)備的更多或更長的 移動(dòng)）用戶仍然可以朝向或遠(yuǎn)離輪廓移動(dòng)，用戶不被局限于跟隨輪廓。有利地，需要更少的 集中以準(zhǔn)確地跟隨輪廓。也有利地，用戶可以更方便地建立跟隨圖像中的輪廓的第三位置。
[0018] 任選地，輸出部被布置為顯示在圖像中的第三位置處的指針。因此，向用戶示出經(jīng) 抑制的指針移動(dòng)。有利地，當(dāng)指針跟隨圖像中的輪廓時(shí)，用戶察覺指針被穩(wěn)定住，即更穩(wěn)定。 額外地或備選地，用戶察覺指針在其跟隨輪廓時(shí)比其偏離輪廓時(shí)的靈敏度更高。因此，用戶 可以更方便地利用指針跟隨輪廓。
[0019] 任選地，處理器被布置為基于第一位置和第三位置處理圖像。因此，根據(jù)經(jīng)抑制的 指針移動(dòng)，處理圖像。因此，基于指針移動(dòng)的圖像處理受益于對(duì)指針移動(dòng)的抑制。
[0020] 任選地，處理圖像包括在第一位置與第三位置之間繪制圖像中的線條。由此獲得 在第一位置與第三位置之間繪制的線條。因此，與在第一位置與第二位置之間繪制的線條 相比，在第一位置與第三位置之間繪制的線條更好地跟隨輪廓。有利地，用戶能夠更準(zhǔn)確地 繪制跟隨輪廓的線條。有利地，用戶能夠繪制比可能沒有經(jīng)抑制的指針移動(dòng)更少起伏的線 條。
[0021] 任選地，處理器被布置為通過使在第一位置處的圖像數(shù)據(jù)與位于從第二位置沿著 正交于輪廓的方向上的其他圖像數(shù)據(jù)之間的相似性特征最大化，建立第三位置。通過使在 第一位置處的圖像數(shù)據(jù)與位于第二位置處并且沿著正交于輪廓的方向上的其他圖像數(shù)據(jù) 之間的相似性特征最大化，在朝向或遠(yuǎn)離輪廓的點(diǎn)處建立第三位置，在所述第三位置處，其 他圖像數(shù)據(jù)最類似于在第一位置處的圖像數(shù)據(jù)。因此，在從第二位置開始的多個(gè)位置處，將 圖像數(shù)據(jù)與在所述位置的其他圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，并且選擇其中一個(gè)位置，在該位置處，其 他圖像數(shù)據(jù)使相似性特征最大化。由于當(dāng)在第一位置處的圖像數(shù)據(jù)示出圖像梯度的一部分 時(shí)，建立第三位置，所述第三位置示出圖像梯度的相似部分，因此，所述量度提供隱含的輪 廓跟隨。相似地，當(dāng)在第一位置處的圖像數(shù)據(jù)示出在給定距離處的邊緣的一部分時(shí)，建立第 三位置，所述第三位置示出在相似距離處的邊緣的相似部分。應(yīng)當(dāng)注意，這里，圖像數(shù)據(jù)指 的是在給定位置處的像素或體素，可能包括所述位置附近（例如在所述位置的鄰域內(nèi)）的 像素和體素。有利地，可以跟隨輪廓而不需要明確檢測圖像中的輪廓。有利地，避免與錯(cuò)誤 地檢測圖像中的輪廓相關(guān)的誤差。
[0022] 任選地，處理器被布置為在第一位置的鄰域之內(nèi)確定圖像中的輪廓。因此，例如， 通過檢測圖像之內(nèi)的對(duì)象邊緣或接收輪廓數(shù)據(jù)，處理器明確地建立圖像中的輪廓。處理器 確定第一位置的鄰域之內(nèi)的輪廓。因此，輪廓位于離指針的第一位置的有限距離處。
[0023] 任選地，處理器被布置為基于在正交于輪廓的方向上的指針移動(dòng)是否朝向或遠(yuǎn)離 輪廓來抑制指針移動(dòng)。由此，抑制是不同的，即，在朝向輪廓的方向和遠(yuǎn)離輪廓的方向上以 不同方式減少指針移動(dòng)。
[0024] 任選地，當(dāng)所述指針移動(dòng)遠(yuǎn)離輪廓時(shí)，處理器被布置為比當(dāng)所述指針移動(dòng)朝向輪 廓時(shí)更多地減少所述指針移動(dòng)。因此，在朝向輪廓的方向上比在遠(yuǎn)離輪廓的方向上更容易 偏離跟隨輪廓。朝向輪廓移動(dòng)指針通常提高輪廓的跟隨。遠(yuǎn)離輪廓移動(dòng)指針通常降低輪廓 的跟隨。有利地，用戶可以容易地沿著輪廓和朝向輪廓移動(dòng)指針，但不可以更遠(yuǎn)離輪廓。
[0025] 任選地，處理器被布置為通過分解指示在平行于輪廓的方向上和正交于輪廓的方 向上的指針移動(dòng)的向量，以減少向量在沿著正交于輪廓的方向上的分量的大小來抑制指針 移動(dòng)。向量分解很適于建立指針移動(dòng)在沿著正交于輪廓的方向上的部分。
[0026] 任選地，處理器被布置為（i)基于輪廓確定梯度，（ii)基于梯度確定正交梯度，正 交梯度正交于梯度，以及（iii)分解沿著梯度和正交梯度的向量，以減少向量沿著梯度的 分量。因?yàn)樘荻韧ǔＶ赶蛘挥谳喞较虻姆较颍虼颂荻鹊氖褂煤苓m于獲得正交于輪廓 的方向。
[0027] 任選地，輸出部被布置為顯示用戶界面，所述用戶界面用于使用戶能夠提供所述 抑制的調(diào)節(jié)，并且處理器被布置為基于調(diào)節(jié)執(zhí)行所述抑制。
[0028] 任選地，圖像是具有相關(guān)解剖數(shù)據(jù)的醫(yī)學(xué)圖像，并且處理器被布置為基于解剖數(shù) 據(jù)進(jìn)一步抑制指針移動(dòng)。由此，解剖數(shù)據(jù)用于進(jìn)一步控制指針移動(dòng)的抑制。有利地，解剖數(shù) 據(jù)可以指示，例如，附近輪廓、輪廓的方向、是否需要抑制，抑制有多強(qiáng)等。
[0029] 任選地，處理器被布置為通過以下操作來確定梯度：檢測第一位置的鄰域之內(nèi)的 多個(gè)邊緣；（ii)基于多個(gè)邊緣和第一位置，計(jì)算距離圖；以及（iii)基于距離圖獲得在第一 位置處的梯度。
[0030] 本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以以認(rèn)為有用的任何方式對(duì)本發(fā)明的上述實(shí)施例、 實(shí)施方式和/或方面中的兩個(gè)或更多個(gè)進(jìn)行組合。
[0031] 基于本說明書，能夠由本領(lǐng)域技術(shù)人員實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)于描述的系統(tǒng)的修改和變型的成 像裝置、工作站、方法和/或計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的修改和變型。
[0032] 本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，所述方法可以應(yīng)用于多維圖像數(shù)據(jù)，例如，二維（2-D)、 三維（3-D)或四維（4-D)圖像。多維圖像數(shù)據(jù)的維度可以涉及時(shí)間。例如，三維圖像可以 包括時(shí)域系列的二維圖像。圖像可以是由各種采集模態(tài)采集的醫(yī)學(xué)圖像，諸如，但不限于， 標(biāo)準(zhǔn)X-射線成像、計(jì)算機(jī)斷層攝影（CT)、磁共振成像（MRI)、超聲（US)、正電子發(fā)射斷層攝 影（PET)、單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層攝影（SPECT)以及核醫(yī)學(xué)（NM)。然而，圖像也可以是任何 其他類型，例如，用戶想要注釋的地圖或地震圖像。
[0033] 在獨(dú)立權(quán)利要求中定義本發(fā)明。在從屬權(quán)利要求中定義有利實(shí)施例。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0034] 參考下文描述的實(shí)施例，本發(fā)明的這些方面和其他方面將顯而易見并得到闡明。 在附圖中，
[0035] 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)，以及顯示器；
[0036] 圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的方法；
[0037] 圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品；
[0038] 圖4示出了圖像中輪廓附近的指針，示意性指示了從圖像中的第一位置到第二位 置的指針移動(dòng)；
[0039] 圖5示出了在沿著輪廓的方向上和在正交于輪廓的方向上的指針移動(dòng)的分解；
[0040] 圖6示出了基于輪廓的梯度的分解；
[0041] 圖7示出了經(jīng)抑制的指針移動(dòng)和基于經(jīng)抑制的指針移動(dòng)的指針的第三位置；
[0042] 圖8示出了基于經(jīng)抑制的指針移動(dòng)顯示的指針；
[0043] 圖9示出了基于經(jīng)抑制的指針移動(dòng)繪制的輪廓；
[0044] 圖10再次示出了圖像中的輪廓附近的指針；以及
[0045] 圖11示出了基于使相似性量度最大化的抑制的實(shí)例。

【具體實(shí)施方式】
[0046] 圖1示出了用于實(shí)時(shí)處理由指點(diǎn)設(shè)備140提供的指針移動(dòng)的系統(tǒng)100。所述系統(tǒng) 100包括輸出部130,所述輸出部130用于顯示在圖像152中的第一位置處的指針162。為 了達(dá)到該目的，輸出部130被示為被連接到顯示器150。顯示器150可以，但不必是系統(tǒng)100 的一部分。輸出部130被示為將顯示數(shù)據(jù)132提供到顯示器150,以用于圖像152中指針 162的所述顯示。系統(tǒng)100還包括用戶輸入部110,所述用戶輸入部110用于從用戶可操作 的指點(diǎn)設(shè)備140獲得指針移動(dòng)數(shù)據(jù)112。指針移動(dòng)數(shù)據(jù)112指示指針162從圖像152中的 第一位置到第二位置的指針移動(dòng)。指點(diǎn)設(shè)備140被示為計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)。然而，應(yīng)當(dāng)理解，可以 有利地使用任何其他類型的指點(diǎn)設(shè)備140,諸如觸屏、凝視追蹤器、觸筆等。
[0047] 系統(tǒng)100包括處理器120。處理器120被示為被連接到用戶輸入部110,以接收來 自用戶輸入部110的指針移動(dòng)數(shù)據(jù)112。此外，處理器120被示為連接到輸出部130,以將 輸出數(shù)據(jù)122提供到輸出部130。輸出數(shù)據(jù)122可以，但不必等同于顯示數(shù)據(jù)132。輸出數(shù) 據(jù)122至少指示指針的位置。處理器120被布置為（i)通過減少沿著正交于圖像中的輪廓 160的方向上的指針移動(dòng)來抑制指針移動(dòng)，以及（ii)基于所述經(jīng)抑制的指針移動(dòng)建立指針 162的第三位置。
[0048] 圖2示出了用于實(shí)時(shí)處理由指點(diǎn)設(shè)備提供的指針移動(dòng)的方法200。方法200包括， 在標(biāo)題為"顯示在第一位置處的指針"的第一步驟中，顯示210在圖像中的第一位置處的指 針，所述圖像包括輪廓。方法200還包括，在標(biāo)題為"獲得指針移動(dòng)數(shù)據(jù)"的第二步驟中，從 由用戶可操作的指點(diǎn)設(shè)備獲得220指針移動(dòng)數(shù)據(jù)，所述指針移動(dòng)數(shù)據(jù)指示指針從圖像中的 第一位置到第二位置的指針移動(dòng)。方法200還包括，在標(biāo)題為"基于輪廓抑制指針移動(dòng)"的 第三步驟中，通過減少沿著正交于輪廓的方向上的指針移動(dòng)來抑制230指針移動(dòng)。方法200 還包括，在標(biāo)題為"基于經(jīng)抑制的移動(dòng)建立第三位置"的第四步驟中，基于所述經(jīng)抑制的指 針移動(dòng)建立240指針的第三位置。方法200可以對(duì)應(yīng)于系統(tǒng)100的操作，并且將參考系統(tǒng) 100進(jìn)行進(jìn)一步解釋。然而，應(yīng)當(dāng)理解，可以脫離于所述系統(tǒng)來執(zhí)行所述方法。
[0049] 圖3示出了計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品260,所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品260包括用于使處理器系 統(tǒng)執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的指令。計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品260可以被包括在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)250 上，例如，以一系列機(jī)器可讀物理標(biāo)記和/或具有不同電學(xué)（例如，磁性）或光學(xué)的屬性或 值的一系列兀件的形式。
[0050] 為了解釋的目的，基于圖像152的放大視圖，圖4和其他附圖圖示了系統(tǒng)100的操 作。這里，在圖像152中顯示指針162。指針162被示為箭頭，但可以等同是十字準(zhǔn)線或任 何其他合適的圖形表示。指針162被示為被放置在第一位置 Pl處，S卩，箭頭的尖端位于第 一位置Pl處。也示出第二位置P2，其對(duì)應(yīng)于指針162遠(yuǎn)離第一位置 Pl通向第二位置p2的 指針移動(dòng)v。在圖4中借助虛線示意性地圖示了指針移動(dòng)V。指針移動(dòng)v可以構(gòu)成或被解 釋為向量v。圖像152還示出了輪廓160。輪廓160可以是對(duì)象邊緣，S卩，對(duì)象與背景之間 的邊緣。然而，輪廓160可以等同是沿著圖像梯度的紋理邊緣或線條。
[0051] 作為系統(tǒng)100的操作的一部分，可以通過系統(tǒng)確定輪廓160在第一位置Pl的鄰域 166之內(nèi)。確定輪廓160可以包括在鄰域166或整個(gè)圖像152之內(nèi)執(zhí)行邊緣檢測。為了達(dá) 到該目的，可以有利地使用來自圖像處理領(lǐng)域的各種技術(shù)。備選地或額外地，確定輪廓160 可以包括獲得指示輪廓160的輪廓數(shù)據(jù)。從先前執(zhí)行的輪廓檢測中可以獲得輪廓數(shù)據(jù)。備 選地，輪廓160可以由系統(tǒng)之內(nèi)的輪廓數(shù)據(jù)來定義，例如，在輪廓160是基于向量的輪廓的 情況下。這里，可以根據(jù)輪廓數(shù)據(jù)（例如，根據(jù)起點(diǎn)、中間點(diǎn)和終點(diǎn)的坐標(biāo)）中直接確定輪 廓160。輪廓160可以是最接近于第一位置 Pl的輪廓，或具有某個(gè)強(qiáng)度的最接近的輪廓。
[0052] 鄰域166被示為矩形鄰域。然而，可以等同地使用任何其他合適的形狀。此外，鄰 域166可以是被明確定義的鄰域，例如由寬度和高度定義，或可以是被隱含定義的鄰域，例 如，是被限制到距離圖像152中的第一位置 Pl -定距離的邊緣檢測或搜索算法的結(jié)果。在 后一種情況下，可以在整個(gè)圖像152上執(zhí)行邊緣檢測，然后檢測邊緣選擇算法基于邊緣來 選擇最靠近第一位置 Pl的輪廓160。
[0053] 圖5示出了在跟隨輪廓160 (即與輪廓160平行運(yùn)行）的方向170上，和正交于輪 廓160的方向172上分解指針移動(dòng)v的結(jié)果。這里應(yīng)當(dāng)注意，所述方向170、172被示為具 有對(duì)應(yīng)于構(gòu)成向量v的指針移動(dòng)的長度的虛線，向量v的分解產(chǎn)生在前述方向上的向量分 量，并且箭頭的長度則指示向量分量的大小。因此，由所述向量分量表示的個(gè)體向量的和產(chǎn) 生指針移動(dòng)v。圖5示出了主要跟隨輪廓160和在較小范圍內(nèi)遠(yuǎn)離輪廓160移動(dòng)的指針移 動(dòng)v，如在圖5中由線條170示出的，長度超過線條172的兩倍多。
[0054] 圖6對(duì)應(yīng)于圖5,除了線條170和172現(xiàn)在涉及向量分解的結(jié)果。向量分解可以如 下。在第一位置Pi處確定梯度g。梯度是指向圖像中最大變化的方向的向量。所述方向可 以是最大像素變化（即，空間相鄰像素的亮度值和/或色度值中的最大變化）的方向。因 此，在輪廓160上的位置處的梯度通常將被定向遠(yuǎn)離在正交于輪廓的方向上的輪廓160。由 于第一位置 Pl位于輪廓160附近，在Pl處的梯度g通常也將指向正交于輪廓的方向。基于 梯度g，確定正交梯度g〇。然后在由梯度g和正交梯度g〇形成的基礎(chǔ)上表示構(gòu)成向量v的 指針移動(dòng)，引起v = a · g+b · gd，值a和b對(duì)應(yīng)于在所述基礎(chǔ)上的向量v的向量分量。應(yīng)當(dāng) 理解，使用來自線性代數(shù)領(lǐng)域的任何已知技術(shù)可以計(jì)算以上向量分解。因此，值a指示遠(yuǎn)離 輪廓的指針移動(dòng)的大小，而值b指示跟隨輪廓的指針移動(dòng)的大小。圖6示出了得到的向量 a · g和b · gd，當(dāng)一起求和時(shí)，其對(duì)應(yīng)于向量V，即，指針移動(dòng)V。
[0055] 為了獲得在第一位置Pl處的梯度g，可以針對(duì)鄰域166計(jì)算梯度場。計(jì)算梯度場 可以包括：例如通過利用鄰域166執(zhí)行邊緣檢測來檢測所述鄰域166之內(nèi)的多個(gè)邊緣。然 后，基于多個(gè)邊緣和第一位置口:可以計(jì)算距離圖，所述距離圖指示在多個(gè)邊緣中的每個(gè)與 第一位置 Pl之間的距離。最后，通過計(jì)算所述距離圖中的第一位置Pl處的梯度可以獲得所 述梯度g。應(yīng)當(dāng)注意，可以有利地使用來自圖像處理和線性代數(shù)領(lǐng)域的各種技術(shù)，以基于距 離圖來計(jì)算梯度?？傮w上，梯度g的計(jì)算可以包括根據(jù)前述圖像處理領(lǐng)域已知的離散微分 算子（諸如蘇貝爾算子）的使用。此外，可以預(yù)先計(jì)算距離圖，避免檢測邊緣的需要，并且 當(dāng)用戶在圖像中移動(dòng)指針時(shí)，在此基礎(chǔ)上計(jì)算距離圖。
[0056] 圖7示出了通過減少沿著正交于輪廓160的方向上的指針移動(dòng)來抑制指針移動(dòng)的 結(jié)果。這里，由抑制因子f抑制向量v的向量分量a，而不抑制向量b的向量分量b。因此， 獲得向量v d = f · a · g+b · g(l，其對(duì)應(yīng)于經(jīng)抑制的指針移動(dòng)。抑制因子f小于1，這導(dǎo)致沿 著正交于輪廓160的方向上的指針移動(dòng)被減少。在圖7的范例中，抑制因子f被選擇為大 約0.5。因此，沿著正交于輪廓160的方向上的指針移動(dòng)被減少大約1/2。圖7示出了第三 位置P3，基于所述經(jīng)抑制的指針移動(dòng)vd建立所述第三位置P3。第三位置P 3對(duì)應(yīng)于指針162 遠(yuǎn)離第一位置Pi通向第三位置P3的經(jīng)抑制的指針移動(dòng)vd。通過將向量v d加到第一位置Pi 可以建立第三位置P3。作為抑制指針移動(dòng)的結(jié)果，第三位置P3比第二位置P2的位置更靠近 輪廓160。
[0057] 圖7還示出了用戶界面180,所述用戶界面180用于使用戶能夠調(diào)節(jié)抑制。例如， 用戶界面180可以使用戶能夠通過在數(shù)值刻度上滑動(dòng)滑塊來設(shè)置抑制因子f。因此，系統(tǒng) 100可以根據(jù)用戶的所述選擇（即，選定的抑制因子f)執(zhí)行抑制。應(yīng)當(dāng)注意，可以有利地使 用許多不同的用戶界面180。例如，用戶界面180可以提供使用戶能夠選擇的選擇菜單，例 如"弱"、"中"或"強(qiáng)"抑制，系統(tǒng)100建立對(duì)應(yīng)于所述選擇的抑制參數(shù)，例如抑制因子f。
[0058] 圖8示出了在圖像154中的第三位置p3處顯示的指針164的結(jié)果。為了解釋的目 的，在先前位置Pi處的指針162被示為具有虛線外廓，以指示指針162以前位于那里。然 而，實(shí)際上，在第三位置p 3處的指針164對(duì)應(yīng)于指針162的位置的更新，由此在第三位置p3 處僅僅顯示指針164。系統(tǒng)100可以被布置為連續(xù)接收來自指點(diǎn)設(shè)備的指針移動(dòng)數(shù)據(jù)，例 如在基于毫秒的間隔內(nèi)，并且然后基于針對(duì)指針移動(dòng)數(shù)據(jù)中的每個(gè)計(jì)算的經(jīng)抑制的指針移 動(dòng)，連續(xù)更新圖像154中的指針164的位置。因此，示出給用戶的指針164的移動(dòng)對(duì)應(yīng)于經(jīng) 抑制的指針移動(dòng)。
[0059] 額外地，可以基于第一位置Pl和第三位置？3處理圖像。例如，可以利用提供圖像 分割的初始化的第一位置 Pl和第三位置P3執(zhí)行圖像分割。圖9示出了圖像156的處理包 括在第一位置Pl與第三位置p 3之間繪制圖像156中的輪廓168的范例。這里同樣地，系統(tǒng) 100可以被布置為連續(xù)接收來自指點(diǎn)設(shè)備的指針移動(dòng)數(shù)據(jù)，例如在基于毫秒的間隔內(nèi)，并 且然后基于針對(duì)指針移動(dòng)數(shù)據(jù)中的每個(gè)計(jì)算的經(jīng)抑制的指針移動(dòng)，繪制圖像156中的輪廓 168。應(yīng)當(dāng)注意，指針164的位置可以與基于第三位置p 3執(zhí)行的圖像處理一起被更新。備 選地，可以僅僅執(zhí)行圖像處理，即，不顯示第三位置P3處的指針164。例如，當(dāng)抑制僅僅需要 用于圖像處理時(shí)，或當(dāng)在圖像處理期間不期望顯示指針時(shí)，這可以是期望的。例如，當(dāng)繪制 輪廓時(shí)，因?yàn)檎诒焕L制的輪廓的終點(diǎn)已經(jīng)可以有效地充當(dāng)指針，因此指針可以不被示出。
[0060] 圖10和圖11圖示了系統(tǒng)100的操作，其中，通過系統(tǒng)100未明確確定輪廓160。 在這種情況下，處理器120可以被布置為通過使在第一位置 Pl處的圖像數(shù)據(jù)190與位于沿 著正交172于輪廓160的方向上開始于第二位置p2處的其他圖像數(shù)據(jù)192、194之間的相似 性特征最大化，建立第三位置P 3。作為相似性特征，可以有利地使用來自圖像處理領(lǐng)域的各 種技術(shù)。基本范例是，計(jì)算在以第一位置Pi為中心的方框190中的像素與從第二位置口 2沿 著正交172于輪廓160的方向上的方框192、194中的對(duì)應(yīng)像素之間的絕對(duì)差和（SAD)。例 如，可以計(jì)算在第一位置Pi處的方框190與在第二位置p 2處的方框之間的第一 SAD，以及 在進(jìn)一步沿著所述方向的多個(gè)方框之間的第一 SAD。為了清晰的目的，圖11僅僅示出了在 位置p3處的方框，其使相似性特征最小化，即，產(chǎn)生最低的SAD。因此，所述位置被建立為第 三位置P 3。應(yīng)當(dāng)理解，代替或除SAD之外，可以有利地使用許多其他技術(shù)。具體地，相似性 特征可以強(qiáng)調(diào)圖像數(shù)據(jù)中的邊緣或輪廓。另外，相似性特征可以包含依賴距離的懲罰，以避 免偏離第二位置P 2太多。備選地或額外地，相似性特征的最大化可以被約束為距離第二位 置p2或第二位置p 2的鄰域給定距離。到給定距離或鄰域的依賴距離的懲罰或限制可以構(gòu) 成抑制因子，即，確定抑制的量級(jí)，并且由此具有與圖7的描述中提到的前述抑制因子f相 似的功能。
[0061] 總體上，抑制可以基于常量抑制因子或用戶可選擇的抑制因子。備選地或額外地， 抑制可以是自適應(yīng)的。例如，指針移動(dòng)的抑制可以基于在正交于輪廓的方向上的指針移動(dòng) 是否朝向或遠(yuǎn)離輪廓。因此，當(dāng)指針移動(dòng)遠(yuǎn)離輪廓時(shí)，抑制可以更強(qiáng)，即，比當(dāng)所述指針移動(dòng) 朝向輪廓時(shí)可以更多地減少所述指針移動(dòng)。這可以允許用戶直接并且更容易地跟隨輪廓， 艮P，在輪廓的頂部移動(dòng)指針。所述抑制也可以被反轉(zhuǎn)，即，當(dāng)指針移動(dòng)朝向輪廓時(shí)，抑制可以 更強(qiáng)。這可以允許用戶更容易地保持輪廓的清晰。在圖像是醫(yī)學(xué)圖像的情況下，抑制可以 基于與醫(yī)學(xué)圖像相關(guān)的解剖數(shù)據(jù)。解剖數(shù)據(jù)可以基于第一位置^的解剖背景確定抑制，例 如抑制因子f。例如，在已知輪廓構(gòu)成器官的輪廓的區(qū)域中，比已知輪廓構(gòu)成器官的紋理邊 緣的區(qū)域中，抑制可以更強(qiáng)。因此，用戶可以自由地在器官之內(nèi)移動(dòng)指針，僅僅圍繞器官邊 界提供抑制。相似地，抑制可以基于與圖像相關(guān)的通用元數(shù)據(jù)，即，既不是解剖數(shù)據(jù)也不是 醫(yī)學(xué)圖像的數(shù)據(jù)。例如，當(dāng)用戶繪制圍繞對(duì)象的線條（即，直線或曲線）時(shí)，關(guān)于圖像中的 對(duì)象的形狀的知識(shí)可以用于抑制指針移動(dòng)。
[0062] 應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明可以有利地用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，例如，用于放射療法處置規(guī)劃中的風(fēng) 險(xiǎn)器官或靶體積的交互式分割、腫瘤學(xué)診斷中的腫瘤和器官勾勒、X-射線中的骨骼勾勒等。 然而，本發(fā)明也可以用于非醫(yī)學(xué)圖像處理中，諸如使用圖像處理軟件包的手動(dòng)照片編輯。
[0063] 應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明也應(yīng)用于計(jì)算機(jī)程序，具體地在載體上或內(nèi)的計(jì)算機(jī)程序，其適 于將本發(fā)明付諸實(shí)踐。程序可以是源代碼、目標(biāo)代碼、源代碼和目標(biāo)代碼中間的代碼的形式 (諸如，部分被編譯的形式），或適于在根據(jù)本發(fā)明的方法的實(shí)施方式中使用的任何其他形 式。也應(yīng)當(dāng)理解，這樣的程序可以具有許多不同的架構(gòu)設(shè)計(jì)。例如，實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的方法 或系統(tǒng)的功能的程序代碼可以被細(xì)分為一個(gè)或多個(gè)子例程。將功能分布在這些子例程之間 的許多不同方式對(duì)技術(shù)人員來說將是顯而易見的。子例程可以一起被存儲(chǔ)在一個(gè)可執(zhí)行文 件中，以形成自含程序。這樣的可執(zhí)行文件可以包括計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令，例如，處理器指令 和/或解讀器指令（例如，Java解讀器指令）。備選地，一個(gè)或多個(gè)或所有的子例程可以 被存儲(chǔ)在至少一個(gè)外部庫文件中，并且例如在運(yùn)行時(shí)，靜態(tài)地或動(dòng)態(tài)地與主程序鏈接。主程 序包含對(duì)子例程中的至少一個(gè)的至少一個(gè)調(diào)用。子例程也可以包括對(duì)彼此的函數(shù)調(diào)用。與 計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品有關(guān)的實(shí)施例包括對(duì)應(yīng)于本文闡述的方法中的至少一個(gè)的每個(gè)處理步驟 的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令。這些指令可以被細(xì)分為子例程，和/或被存儲(chǔ)在可以靜態(tài)或動(dòng)態(tài)地 鏈接的一個(gè)或多個(gè)文件中。與計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品有關(guān)的另一實(shí)施例包括對(duì)應(yīng)于本文闡述的系 統(tǒng)和/或產(chǎn)品中的至少一個(gè)的每個(gè)器件的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令。這些指令可以被細(xì)分為子例 程，和/或被存儲(chǔ)在可以靜態(tài)或動(dòng)態(tài)地鏈接的一個(gè)或多個(gè)文件中。
[0064] 計(jì)算機(jī)程序的載體可以是能夠承載程序的任何實(shí)體或設(shè)備。例如，載體可以包括 存儲(chǔ)介質(zhì)，諸如ROM(例如，CD ROM或半導(dǎo)體ROM)或磁記錄介質(zhì)（例如，硬盤）。此外，載體 可以是可傳輸載體，諸如電信號(hào)或光信號(hào)，其可以經(jīng)由電纜或光纜或通過無線電設(shè)備或其 他器件進(jìn)行輸送。當(dāng)程序被實(shí)施在這樣的信號(hào)中時(shí)，載體可以由這樣的纜線或其他設(shè)備或 器件構(gòu)成。備選地，載體可以是程序被嵌入其中的集成電路，所述集成電路適于執(zhí)行相關(guān)方 法，或用于相關(guān)方法的執(zhí)行。
[0065] 應(yīng)當(dāng)注意，上述實(shí)施例圖示而非限制本發(fā)明，并且本領(lǐng)域的技術(shù)人員將能夠設(shè)計(jì) 許多備選實(shí)施例，而不脫離權(quán)利要求書的范圍。在權(quán)利要求中，在括號(hào)中的任何附圖標(biāo)記不 應(yīng)被解釋為限制權(quán)利要求。動(dòng)詞"包括"及其詞形變化的使用不排除權(quán)利要求中列出的元 件或步驟之外的元件或步驟的存在。在元件之前的冠詞"一"或"一個(gè)"不排除多個(gè)這樣的 元件的存在。本發(fā)明可以借助包括若干不同元件的硬件，以及借助適當(dāng)編程的計(jì)算機(jī)來實(shí) 施。在列舉若干器件的設(shè)備權(quán)利要求中，這些器件中的若干可以具體實(shí)現(xiàn)為一個(gè)相同的硬 件項(xiàng)。在互不相同的從屬權(quán)利要求中記載的特定措施的事實(shí)并不指示不能有利地使用這些 措施的組合。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于實(shí)時(shí)處理由指點(diǎn)設(shè)備提供的指針移動(dòng)的系統(tǒng)（100)，所述系統(tǒng)包括： -輸出部（130)，其用于顯示在圖像（152、154、156)中的第一位置（Pl)處的指針（162、 164)，所述圖像包括輪廓（160); -用戶輸入部（110)，其用于從由用戶能夠操作的指點(diǎn)設(shè)備（140)獲得指針移動(dòng)數(shù)據(jù) (112)，所述指針移動(dòng)數(shù)據(jù)指示所述指針從所述圖像中的所述第一位置到第二位置（p2)的 指針移動(dòng)（v);以及 -處理器（120)，其用于（i)通過減少沿著正交（172)于所述輪廓的方向上的所述指針 移動(dòng)來抑制所述指針移動(dòng)，以及（ii)基于所述經(jīng)抑制的指針移動(dòng)（vd)建立所述指針的第 三位置（P 3)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)（100)，其中，所述輸出部（130)被布置為顯示在所述圖 像（154、156)中的所述第三位置（p3)處的所述指針（164)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)（100)，其中，所述處理器（120)被布置為基于所述第一 位置（Pl)和所述第三位置（P 3)來處理所述圖像（166)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)（100)，其中，處理所述圖像包括繪制在所述第一位置 (Pl)與所述第三位置（P 3)之間的所述圖像中的線條（168)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)（100)，其中，所述處理器（120)被布置為通過使在所述 第一位置（Pl)處的圖像數(shù)據(jù)（190)與位于從所述第二位置（p 2)沿著正交（172)于所述輪 廓（160)的所述方向上的其他圖像數(shù)據(jù)（192U94)之間的相似性特征最大化，建立所述第 三位置（P 3)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)（100)，其中，所述處理器（120)被布置為確定在所述第 一位置的鄰域（166)之內(nèi)的所述圖像中的所述輪廓（160)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)（100)，其中，所述處理器（120)被布置為基于在正交 (172)于所述輪廓（160)的所述方向上的所述指針移動(dòng)是否朝向或遠(yuǎn)離所述輪廓來抑制所 述指針移動(dòng)（v)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)（100)，其中，所述處理器（120)被布置為，當(dāng)所述指針 移動(dòng)（v)遠(yuǎn)離所述輪廓（160)時(shí)比當(dāng)所述指針移動(dòng)朝向所述輪廓時(shí)，減少更多所述指針移 動(dòng)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)（100)，其中，所述處理器（120)被布置為，通過分解指 示在平行（170)于所述輪廓（160)的方向上和在正交（172)于所述輪廓的所述方向上的所 述指針移動(dòng)的向量（v)，以減少所述向量沿著正交于所述輪廓的所述方向上的分量的大小， 從而抑制所述指針移動(dòng)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)（100)，其中，所述處理器（120)被布置為：⑴基于所 述輪廓（160)確定梯度（g) ; (ii)基于所述梯度確定正交梯度（?)，所述正交梯度正交于所 述梯度；以及，（iii)分解沿著所述梯度和所述正交梯度的所述向量（v)，以減少所述向量 沿著所述梯度的所述分量。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)（100)，其中，所述輸出部（130)被布置為顯示用戶界 面（180)，所述用戶界面（180)用于使所述用戶能夠提供所述抑制的調(diào)節(jié)，并且其中，所述 處理器（120)被布置為基于所述調(diào)節(jié)執(zhí)行所述抑制。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)（100)，其中，所述圖像（152、154、156)是具有相關(guān)解 剖數(shù)據(jù)的醫(yī)學(xué)圖像，并且其中，所述處理器（120)被布置為基于所述解剖數(shù)據(jù)來進(jìn)一步抑 制所述指針移動(dòng)（v)。
13. -種工作站或成像裝置，其包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)。
14. 一種用于實(shí)時(shí)處理由指點(diǎn)設(shè)備提供的指針移動(dòng)的方法（200)，所述方法包括： -顯示（210)在圖像中的第一位置處的指針，所述圖像包括輪廓； -從由用戶能夠操作的指點(diǎn)設(shè)備獲得（220)指針移動(dòng)數(shù)據(jù)，所述指針移動(dòng)數(shù)據(jù)指示所 述指針從所述圖像中的所述第一位置到第二位置的指針移動(dòng)； -通過減少沿著正交于所述輪廓的方向上的所述指針移動(dòng)，抑制（230)所述指針移動(dòng)； 以及 -基于所述經(jīng)抑制的指針移動(dòng)，建立（240)所述指針的第三位置。
15. -種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品（270)，其包括用于使處理器系統(tǒng)執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求14所述 的方法的指令。
【文檔編號(hào)】G06F3/0481GK104145237SQ201380010339
【公開日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2013年1月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月24日
【發(fā)明者】D·貝斯特羅夫, R·維姆科 申請(qǐng)人:皇家飛利浦有限公司