МАСШТАБИРОВАНИЕ ОТОБРАЖАЕМОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ Российский патент 2016 года по МПК G06T1/00 G06T3/40 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Изобретение относится к отображению изображения. Изобретение дополнительно относится к масштабированию отображаемого изображения. Изобретение дополнительно относится к уменьшению масштаба отображаемого изображения.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Увеличение частей диагностических изображений важно для интерпретации медицинского изображения, поскольку оно позволяет лучше рассмотреть анатомические структуры, представляющие интерес для диагностических целей. В случае стандартной рентгеновской пленки это было достигнуто посредством увеличительного стекла, которое удерживалось и перемещалось перед пленкой на световом коробе. В цифровую эпоху многие приложения отображения изображения имеют функцию панорамирования и масштабирования, позволяя пользователю выбирать часть изображения для просмотра при выбранном уровне увеличения или масштабирования. Приложения в медицинской визуализации могут иметь функциональные возможности панорамирования и масштабирования, позволяющие пользователю более подробно анализировать изображения и любые патологии, видимые на изображениях. Функциональную возможность масштабирования также используют для других видов изображений, таких как географические карты в навигационных системах. В типичных приложениях формирования изображения используют функциональные возможности масштабирования и панорамирования, позволяющие пользователю выставлять на обозрение представляющие интерес участки на изображении и показывать детали этих участков. Масштабирование (увеличение) и панорамирование (перемещение) считаются основными операциями для приложений формирования изображения, и поэтому их часто используют во время сеанса интерпретации изображения.

В существующих приложениях отображения изображения операции масштабирования обычно бывают направлены на центр поля просмотра: в ходе операций увеличения масштаба и уменьшения масштаба центр поля просмотра поддерживают стационарным. Иными словами, точка изображения, которая отображена в центре поля просмотра, остается в центре, тогда как остальные точки изображения расходятся от центра или сходятся к центру. В качестве альтернативы, точку на изображении выбирают с использованием курсора мыши и эту точку во время операции масштабирования поддерживают зафиксированной. Остальные точки расходятся от этой точки или сходятся к этой точке. Это означает, что указанный пиксель остается фиксированным, тогда как другие пиксели изображения раздвигаются от (для увеличения масштаба) или сдвигаются к (для уменьшения масштаба) этому пикселю.

Однако во время операции уменьшения масштаба изображение может полностью или частично смещаться из поля зрения. Таким образом, площадь отображения на экране используется не полностью. Более того, чтобы рассмотреть большую часть изображения, может потребоваться дополнительное панорамирование. В некоторых существующих приложениях отображения изображения предпринимаются попытки предотвратить неполное использование поля просмотра; однако в этих приложениях отображения изображения направление, в котором пиксели изображения смещаются в ходе операции масштабирования, изменяется, как только в поле просмотра появляются границы изображения. Это может создавать неудобство для пользователя.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Представляется выгодным иметь улучшенный способ отображения изображения в поле просмотра. Для лучшего решения этой задачи согласно первому аспекту изобретения обеспечена система, содержащая подсистему масштабирования, пригодную для плавного масштабирования изображения до коэффициента масштабирования, при котором изображение точно попадает в пределы поля просмотра, причем подсистема масштабирования скомпонована для поддержания фиксированной точки зафиксированной в пределах поля просмотра, причем фиксированная точка зависит от параметра панорамирования и параметра масштабирования изображения в момент начала масштабирования, причем фиксированная точка представляет собой точку изображения, которая отображается в поле просмотра в момент начала масштабирования, и причем изображение является пригодным для масштабирования до уровня масштабирования, при котором изображение точно попадает в пределы поля просмотра, при поддержании фиксированной точки зафиксированной относительно поля просмотра.

За счет фиксирования этой конкретной точки в поле просмотра изображение масштабируют таким образом, чтобы при достижении подходящего уровня масштабирования изображение точно попадало в пределы поля просмотра. Следовательно, дополнительное панорамирование для просмотра полностью изображения не является обязательным. Изображение масштабируют плавно, а операция масштабирования воспринимается как приятная, поскольку фиксированная точка во время проведения операции масштабирования поддерживается постоянной. Остальные точки изображения сходятся к (или расходятся от) фиксированной точке. Результат этого состоит в том, что направление, в котором перемещаются пиксели изображения, не изменяется в ходе операции масштабирования. Подсистема масштабирования может быть скомпонована для уменьшения масштаба изображения. Однако это не является ограничением. На основе той же фиксированной точки может быть выполнена операция увеличения масштаба изображения, в частности, когда изображение отображается при уровне масштабирования, при котором изображение является меньшим, чем размер поля просмотра, вследствие чего изображение можно расширить, чтобы увидеть все изображение при более крупном масштабе. Выражение «точно попадает» относится к наибольшему увеличению, при котором изображение может быть подходящим образом отображено в поле просмотра (после панорамирования, если это необходимо). Подсистема масштабирования может быть скомпонована для учета запаса вокруг изображения. Этот аспект изобретения основан на понимании того, что точку изображения, которая уже отображена в точке поля просмотра, где она также может быть отображена, когда изображение показано таким образом, что оно точно и полностью попадает в пределы поля просмотра, можно поддерживать в этом положении на протяжении всей операции масштабирования, во избежание ненужного панорамирования.

Система может содержать определитель фиксированной точки для определения фиксированной точки, причем координата фиксированной точки в поле просмотра, нормализованная относительно размера поля просмотра, соответствует координате фиксированной точки на изображении, нормализованной относительно размера изображения. Фиксированную точку можно найти, сопоставляя координаты в поле просмотра и координаты некоторых точек на изображении, пока не найдется точка, для которой нормализованные координаты будут одинаковыми или очень близкими друг к другу.

Часть поля просмотра, покрытая изображением, когда изображение точно попадает в пределы поля просмотра, может быть названа целевой областью. Определитель фиксированной точки может быть скомпонован для определения фиксированной точки таким образом, чтобы положение фиксированной точки, выраженное в координатах относительно целевой области и нормализованное относительно размера целевой области, соответствовало координатам фиксированной точки на изображении, нормализованным относительно размера изображения. Это позволяет подсистеме масштабирования учитывать разницу в форматном соотношении изображения и поля просмотра.

Подсистема масштабирования может быть скомпонована для масштабирования изображения с поддержанием фиксированной точки зафиксированной, пока внешняя граница изображения не соприкоснется с внешней границей поля просмотра, по меньшей мере, на двух противоположных сторонах изображения. Это дает дополнительное определение понятию «точно попадает». Однако выражение «соприкасается» следует понимать как допускающее существование определенного обязательного запаса между внешней границей поля просмотра и внешней границей изображения.

Система может содержать определитель целевой области для определения целевой области, обладающей внешней границей, сходной по форме с внешней границей изображения, и обладающей максимальным размером, который точно попадает в поле просмотра. Это облегчает выполнение операции масштабирования. Например, после определения целевой области расчеты можно выполнять на основе координат целевой области.

Система может содержать блок пользовательского ввода для приема команды на уменьшение масштаба, причем подсистема масштабирования работает для плавного уменьшения масштаба изображения в ответ на ввод от пользователя. Это позволяет пользователю управлять операцией уменьшения масштаба. Аналогично, может быть получена команда на увеличение масштаба, в ответ на которую подсистема масштабирования работает для плавного увеличения масштаба изображения вышеизложенным способом.

Система может содержать подсистему панорамирования для осуществления панорамирования изображения в ответ на ввод от пользователя, причем подсистема панорамирования сконфигурирована на отказ в панорамировании, когда панорамирование может вызвать появление границы изображения в поле просмотра. Это является другой мерой для предотвращения того, чтобы часть поля просмотра становилась неиспользуемой.

Определитель фиксированной точки может быть скомпонован для определения фиксированной точки, координаты которой удовлетворяют соотношениям и , где (I.x, I.y) представляют собой координаты фиксированной точки относительно изображения; (V.x, V.y) представляют собой координаты фиксированной точки относительно поля просмотра или целевой области; size_x(I) и size_y(I) представляют собой размер изображения в направлении x и в направлении y, соответственно; и size_x(V) и size_y(V) представляют собой размер поля просмотра или целевой области в направлении x и в направлении y, соответственно. Таким образом, координаты на изображении, приведенные к масштабу размера изображения, соответствуют координатам поля просмотра или целевой области, приведенным к масштабу размера поля просмотра или целевой области. Точка, для которой поддерживается это уравнение, находится в том же положении, когда изображение точно покрывает поле просмотра или целевую область. Следовательно, она может быть зафиксирована, например, в ходе операции уменьшения масштаба для обеспечения того, чтобы при некотором уровне масштабирования поле просмотра или целевая область совпадала с площадью изображения.

Определитель фиксированной точки может быть скомпонован для определения координат фиксированной точки, удовлетворяющих выражению , где (I.x, I.y) представляют собой координаты фиксированной точки относительно изображения; (V.x, V.y) представляют собой координаты фиксированной точки относительно поля просмотра или целевой области; sx и sy представляют собой коэффициент масштабирования изображения в направлении x и в направлении y, соответственно; и tx и ty представляют собой перемещение изображения в направлении x и в направлении y, соответственно. Это уравнение представляет собой преобразование координат между координатами поля просмотра или целевой области и координатами изображения.

Определитель фиксированной точки может быть скомпонован для определения, в качестве фиксированной точки, точки с координатами (V.x, V.y): V.x=tx*size_x(F)/(size_x(F)-sx*size_x(I)) и V.y=ty*size_y(V)/(size_y(V)-sy*size_y(I)), где (V.x, V.y) представляют собой координаты фиксированной точки относительно поля просмотра или целевой области; sx и sy представляют собой коэффициент масштабирования изображения в направлении x и в направлении y, соответственно; и tx и ty представляют собой перемещение изображения в направлении x и в направлении y, соответственно. Это является решением двух вышеуказанных уравнений.

Подсистема масштабирования может быть скомпонована для выполнения операции масштабирования путем заполнения поля просмотра или целевой области последовательными большими или меньшими частями изображения, причем последовательные большие или меньшие части выбираются таким образом, чтобы вершины углов последовательных больших или меньших частей примыкали к соответствующим вершинам углов изображения пошагово, причем размер шагов пропорционален соответствующему расстоянию между вершинами углов последовательных больших или меньших частей и соответствующими вершинами углов изображения. Это определяет другой путь, по которому операция масштабирования может быть осуществлена. При выполнении операции масштабирования на основе этих расстояний фиксированная точка поддерживается зафиксированной.

Согласно другому аспекту изобретение предоставляет рабочую станцию, содержащую вышеизложенную систему.

Согласно другому аспекту изобретение предоставляет устройство получения изображения, содержащее вышеизложенную систему.

Согласно еще одному аспекту изобретение предоставляет способ отображения изображения в поле просмотра, содержащий:

- плавное масштабирование изображения до коэффициента масштабирования, при котором изображение точно попадает в пределы поля просмотра; при

- поддержании фиксированной точки зафиксированной в пределах поля просмотра, причем фиксированная точка зависит от параметра панорамирования и параметра масштабирования изображения в момент начала масштабирования, причем фиксированная точка представляет собой точку изображения, которая отображается в поле просмотра в момент начала масштабирования, и причем изображение является пригодным для масштабирования до уровня масштабирования, при котором изображение точно попадает в пределы поля просмотра, при поддержании фиксированной точки зафиксированной.

Согласно другому аспекту изобретение предоставляет компьютерный программный продукт, содержащий команды для предписания системе обработки выполнять вышеизложенный способ.

Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что два или более из вышеупомянутых вариантов воплощения, реализаций и/или аспектов изобретения могут сочетаться любым образом, который представляется полезным.

Модификации и разновидности устройства получения изображения, рабочей станции, способа и/или компьютерного программного продукта, которые соответствуют описываемым модификациям и разновидностям системы, могут быть осуществлены специалистами в данной области техники на основе настоящего описания.

Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что способ может быть применен для данных многомерного изображения, например для двумерных (2-D), трехмерных (3-D) или четырехмерных (4-D) изображений, получаемых согласно различным методам получения, таким как (но не ограниченным ими) стандартная рентгенография, компьютерная томография (КТ), магнитно-резонансная томография (МРТ), ультразвуковые исследования (УЗИ), позиционно-эмиссионная томография (ПЭТ), однофотонная эмиссионная компьютерная томография (ОФЭКТ) и ядерная медицина (ЯМ).

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Эти и другие аспекты изобретения станут ясными и будут освещены со ссылкой на варианты воплощения, описанные далее. На чертежах

фиг.1 представляет собой блок-схему системы отображения изображения;

фиг.2 представляет собой схему последовательности операций для способа отображения изображения;

фиг.3 представляет собой диаграмму дисплея с полем просмотра;

фиг.4A представляет собой диаграмму изображения, на которой показана его часть;

фиг.4B представляет собой диаграмму изображения, на которой показаны две другие его части.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ВОПЛОЩЕНИЯ

При цифровом формировании изображения изображение может быть отображено во множестве различных масштабов. Такие масштабы также могут называться либо коэффициентами увеличения, либо уровнями масштабирования. Термин «масштабирование» может относиться к расширению части изображения на экране, например, на основе пиксельной интерполяции данных изображения. Также при рассмотрении трехмерных изображений можно отметить, что в поле просмотра дисплея может быть визуализовано двумерное представление, например проекция. Такое двумерное представление опять-таки является изображением, которое может быть масштабировано в сторону увеличения или уменьшения масштаба. Панорамирование изображения может относиться к перемещению изображения относительно поля просмотра, т.е. после панорамирования в поле просмотра отображается другая часть изображения, - в принципе, при том же уровне масштабирования.

Фиг.1 иллюстрирует систему отображения изображения. Система может содержать дисплей 4 для отображения изображения, устройство пользовательского ввода, такое как мышь и/или клавиатура, для обеспечения пользователю возможности управлять системой и порт связи для подключения системы к источнику изображений, такому как система архивирования изображений и передачи данных. Более того, система может содержать локальное запоминающее устройство для сохранения одного или более изображений и/или компьютерной программы, исполняемой процессором. Эти возможные элементы системы не показаны на чертеже.

Подсистема 1 пользовательского ввода, функционально соединенная с устройством пользовательского ввода, может быть скомпонована для обеспечения пользователю возможности управлять операцией масштабирования путем указания, после заполнения поля просмотра частью изображения, является ли желательным масштабирование. Операциями масштабирования можно управлять в режиме реального времени, что позволяет пользователю управлять масштабом изображения посредством команд пользователя, и эти команды пользователя могут указывать на повышение или понижение коэффициента масштабирования, с которым изображение должно отображаться. В ответ на прием команды, указывающей на повышение коэффициента масштабирования (например, на понижение уровня масштабирования), подсистема масштабирования заполняет поле просмотра большей частью изображения 5. В качестве альтернативы, может быть показано последовательное увеличение частей изображения с заданными интервалами времени, и команды пользователя могут быть использованы для запуска/остановки процесса масштабирования и/или для управления скоростью операции масштабирования.

Фиг.3 иллюстрирует площадь 301 отображения устройства отображения. Устройство отображения может представлять собой, например, монитор компьютера, телевизор или мобильное устройство, такое как мобильный телефон или персональный цифровой помощник. Площадь 301 отображения может показывать информацию от одного или более приложений, например, с использованием оконной системы. Однако использование оконной системы не является ограничением. Площадь 301 отображения может содержать поле 302 просмотра. В целом, поле просмотра следует понимать как соответствующее, по меньшей мере, части площади 301 отображения. Поле просмотра может представлять собой подплощадь площади 301 отображения и быть пригодным для отображения, по меньшей мере, части изображения. Поле просмотра также может соответствовать полной площади 301 отображения. Концепция поля просмотра не должна быть ограниченной никаким конкретным видом интерфейсного элемента оконной системы, поскольку поле просмотра может быть реализовано многими различными способами, известными специалистам в данной области техники.

Фиг.4A иллюстрирует изображение 401. Изображение 401 представляет собой, по меньшей мере, двумерную матрицу точек изображения, которые могут быть отображены в виде рисунка. Обычно изображение 401 содержит информацию о значениях пикселей. Эти пиксели не показаны на чертеже. На чертеже показана часть 402 изображения 401. Часть 402 может быть отображена в поле 302 просмотра на площади 301 отображения. Различные части изображения могут быть показаны путем панорамирования и/или масштабирования изображения.

Фиг.4B иллюстрирует то же изображение 401. На всех чертежах одинаковые детали помечены одинаковыми номерами ссылок. Фиг.4B показывает две другие части 410 и 411 изображения 401.

Точки изображения 401 могут быть идентифицированы посредством системы координат. Системы координат могут различаться в отношении точки отсчета и масштаба, используемого для выражения координат. Система координат изображения может иметь точку отсчета, зафиксированную относительно изображения. Например, в качестве точки отсчета можно выбрать вершину угла 405 изображения. В качестве альтернативы, в качестве точки отсчета можно выбрать центр изображения. Также возможны и другие варианты, выбираемые для точки отсчета. Координата поля просмотра может иметь точку отсчета, зафиксированную относительно поля 302 просмотра. Система координат целевой области может иметь точку отсчета, зафиксированную относительно целевой области 303. В качестве точки отсчета можно выбрать вершину угла или среднюю точку поля просмотра или целевой области, соответственно. Точки изображения обладают координатами положения в пределах поля просмотра или в целевой области, в которых они отображаются. Следовательно, для последних двух систем координат координаты точек изображения зависят от параметров панорамирования/масштабирования, используемых для отображения изображения.

В дальнейшем, аспекты системы, показанной на фиг.1, будут разъяснены со ссылкой на фиг.3, 4A и 4B.

Система может содержать подсистему 6 масштабирования для плавного масштабирования изображения 401 до коэффициента масштабирования, при котором изображение точно попадает в пределы поля 302 просмотра. Масштабирование можно выполнять пошагово. В случае уменьшения масштаба происходит увеличение частей изображения, отображающихся в поле просмотра, причем каждая часть содержит предыдущую часть. В случае увеличения масштаба части уменьшаются в размере и каждая часть становится подчастью следующей части. Части можно привести к такому масштабу, чтобы они попадали в поле просмотра. Подсистема 6 масштабирования может быть скомпонована для отображения фиксированной точки 403 в зафиксированном положении в пределах поля 302 просмотра в течение всей операции масштабирования. Фиксированная точка 403 может зависеть от параметра 7 панорамирования/масштабирования изображения 401 в момент начала операции масштабирования. Фиксированная точка 403 может представлять собой точку изображения 401, которая отображается в поле 302 просмотра в момент начала масштабирования. Это позволяет убедиться в том, что операция масштабирования не будет неожиданно смещать изображение относительно поля просмотра. Фиксированная точка удовлетворяет свойству, состоящему в том, что изображение 401 можно масштабировать до уровня масштабирования, при котором изображение точно попадает в пределы поля 302 просмотра, при поддержании фиксированной точки 403 зафиксированной относительно поля 302 просмотра. Эффект этой фиксированной точки может быть достигнут с использованием нескольких различных видов расчетов, как будет разъяснено в дальнейшем.

Следует понимать, что операцию масштабирования с фиксированной точкой, как было описано выше, можно применять для операций масштабирования с целью уменьшения и увеличения масштаба. Для операций уменьшения масштаба имеет место преимущество, состоящее в том, что используется максимально возможное поле просмотра или целевая область, т.е. с настолько малым пространством, оставляемым неиспользуемым, насколько это возможно, при схождении точек изображения к единственной стабильной фиксированной точке, пока изображение не будет видно полностью. Для операций увеличения масштаба, а именно когда изображение показано при небольшом коэффициенте масштабирования, при котором поле просмотра или целевая область используется не полностью, фиксированная точка, описанная выше, способствует обеспечению того, что в ходе операции увеличения масштаба изображение в пределах поля просмотра становится видимым, насколько возможно.

Следует понимать, что в некоторых системах способ масштабирования, описанный в настоящей работе, может быть применен только для уменьшения масштаба. В таких системах функциональная возможность увеличения масштаба может быть обеспечена различными способами. Например, для увеличения масштаба можно использовать фиксированную точку в центре поля просмотра или в точке, выбранной пользователем. Операция увеличения масштаба также может быть скомпонована для смещения точки, выбранной пользователем, или области, представляющей интерес, к центру поля просмотра в ходе операции увеличения масштаба для обеспечения того, чтобы область вокруг выбранной точки или область, представляющая интерес, во время операции увеличения масштаба находилась в пределах поля зрения.

Система может содержать определитель 8 фиксированной точки для точного определения фиксированной точки 403. Фиксированную точку 403 можно определить посредством ее координат. Координата фиксированной точки 403 в поле просмотра выбирается таким образом, чтобы она соответствовала координате фиксированной точки 403 на изображении. Координаты могут быть нормализованы, в частности, координаты в поле просмотра могут быть нормализованы относительно поля 302 просмотра, а координаты на изображении могут быть нормализованы относительно размера изображения 401. Это может означать, что когда изображение полностью отображается в поле просмотра таким образом, что оно полностью заполняет поле просмотра без искажений, нормализованные координаты в поле просмотра становятся равными нормализованным координатам на изображении. Следовательно, точку изображения, которая уже отображена в этой точке в поле просмотра, во время операции масштабирования можно поддерживать зафиксированной в этом положении, поскольку операция масштабирования будет, так или иначе, заканчиваться на ней. Это предполагает, что точки отсчета обеих систем координат следует выбирать согласованно, например всегда в левом верхнем углу.

Когда форма поля просмотра отличается от формы изображения, например, из-за различного форматного соотношения, при полном отображении неискаженного изображения в пределах поля просмотра, часть поля просмотра будет оставаться неиспользованной. Часть поля 302 просмотра, покрытая изображением 401, когда изображение 401 точно попадает в пределы поля 302 просмотра, здесь и далее называется целевой областью 303. Определитель 8 фиксированной точки может быть скомпонован для определения фиксированной точки 403 с учетом целевой области. Положение фиксированной точки 403, выраженное в координатах относительно целевой области 303 и нормализованное относительно размера целевой области 303, можно выбрать таким образом, чтобы координаты были равны координатам фиксированной точки на изображении 403, нормализованным относительно размера изображения 401.

Подсистема 6 масштабирования может быть скомпонована для масштабирования изображения 401 с поддержанием фиксированной точки 403 зафиксированной относительно поля 302 просмотра до соприкосновения внешней границы изображения 401 с внешней границей поля 302 просмотра, по меньшей мере, на двух противоположных сторонах 304 изображения. Когда изображение 401 «точно попадает» в пределы поля 302 просмотра, оно показано в максимальном масштабе в зависимости от размеров изображения и поля просмотра (с учетом необязательного запаса), но не в зависимости от той части изображения, которая появляется в поле просмотра перед началом операции масштабирования. В большинстве случаев это будет приводить к ситуации, когда границы изображения будут соприкасаться с границами поля 302 просмотра на противоположных сторонах, оставляя по обоим краям изображения 303 неиспользуемую полосу площади поля просмотра.

Система может содержать определитель 9 целевой области для определения целевой области 303, имеющей внешнюю границу, сходную по форме с внешней границей изображения 401, и обладающей максимальным размером, который точно попадает в поле 302 просмотра. Наличие точных координат и/или размеров этой целевой области 303 облегчает выполнение соответствующих расчетов для операции масштабирования.

Система может содержать блок 1 пользовательского ввода, сконфигурированный для приема команды на уменьшение масштаба, причем подсистема 6 масштабирования работает для плавного уменьшения масштаба изображения 401 в ответ на эту команду. Аналогично, может поддерживаться команда на увеличение масштаба. Блок пользовательского ввода может обеспечить пользователю возможность управлять операцией масштабирования в режиме реального времени. Например, операция масштабирования может продолжаться до тех пор, пока кнопка будет нажатой. В качестве альтернативы, продолжительность и скорость операции масштабирования могут зависеть от продолжительности и скорости операции перетаскивания с помощью мыши, выполняемой пользователем.

Система может содержать подсистему 10 панорамирования для панорамирования изображения 401 в ответ на ввод от пользователя. Подсистема 10 панорамирования может быть сконфигурирована на отказ в панорамировании, когда панорамирование может вызвать появление границ изображения 401 в поле 302 просмотра. Таким образом, поле просмотра поддерживается полностью покрытым информацией изображения. В качестве альтернативы, подсистема 10 панорамирования отказывается от панорамирования при появлении границ изображения в целевой области 303. Это способствует обеспечению того, что в пределах целевой области 303 может быть найдена подходящая фиксированная точка.

Определитель 8 фиксированной точки может быть скомпонован для определения фиксированной точки, удовлетворяющей следующим уравнениям:

(уравнение 1) и

(уравнение 2) ,

где I.x, I.y представляют собой координаты фиксированной точки 403 относительно изображения 401;

V.x, V.y представляют собой координаты фиксированной точки 403 относительно поля 302 просмотра или целевой области 303;

size_xI и size_yI представляют собой размер изображения 401 в направлении x и в направлении y, соответственно; и

size_xV и size_yV представляют собой размер поля 302 просмотра или целевой области 303 в направлении x и в направлении y, соответственно.

Следует отметить, что эти уравнения представляют собой примеры соответствующих точек с нормализованными системами координат, как было описано выше.

Определитель 8 фиксированной точки может быть скомпонован для определения фиксированной точки 403, удовлетворяющей уравнению перемножения матриц:

(уравнение 3) ,

где I.x, I.y представляют собой координаты фиксированной точки 403 относительно изображения 401;

V.x, V.y представляют собой координаты фиксированной точки 403 относительно поля 302 просмотра или целевой области 303;

sx и sy представляют собой коэффициент масштабирования изображения 401 в направлении x и в направлении y, соответственно; и

tx и ty представляют собой перемещение изображения 401 в направлении x и в направлении y, соответственно.

Следует отметить, что вышеуказанное перемножение матриц описывает преобразование координат между координатами поля 302 просмотра/целевой области и координатами на изображении. Перемножение матриц определяет, какая точка изображения в какой точке поля просмотра будет отображена. Коэффициенты масштабирования sx и sy могут быть названы параметрами масштабирования, тогда как перемещения tx и ty могут быть названы параметрами панорамирования. Эти параметры панорамирования/масштабирования представлены в блоке 7 на фиг.1.

Путем решения системы уравнений 1, 2 и 3 можно рассчитать фиксированную точку. Примерное решение обеспечено использованием в качестве координат фиксированной точки координат V.x, V.y:

(уравнение 4) V.x=tx*size_x(V)/(size_x(V)-sx*size_x(I)) и

(уравнение 5) V.y=ty*size_y(V)/((size_y(V)-sy*size_y(I),

где V.x, V.y представляют собой координаты фиксированной точки 403 относительно поля 302 просмотра или целевой области 303;

sx и sy представляют собой коэффициенты масштабирования изображения 401 в направлении x и в направлении y, соответственно; и

tx и ty представляют собой перемещения изображения 401 в направлении x и в направлении y, соответственно.

Соответствующая точка изображения может быть рассчитана с использованием уравнения 3. Определитель 8 фиксированной точки может быть непосредственно скомпонован для расчета уравнений 4 и 5.

Подсистема 6 масштабирования также может быть реализована с различными видами расчетов. Например, подсистема 6 масштабирования может быть скомпонована для выполнения операции уменьшения масштаба за счет заполнения целевой области 303 поля 302 просмотра последовательными большими частями 410, 411 изображения 5, причем последовательные большие части 410, 411 выбирают таким образом, чтобы вершины углов 404, 413 последовательных больших частей 410, 411 примыкали к соответствующим вершинам углов 405 изображения 401 пошагово, причем размер шагов пропорционален соответствующим расстояниям между вершинами углов 412, 413 последовательных больших частей 410, 411 и соответствующими вершинами углов 405 изображения 401. В случае операции увеличения масштаба последовательные части уменьшаются в размере вместо увеличения. Путем использования частей, рассчитанных данным способом, фиксированную точку 403 в ходе операции масштабирования поддерживают зафиксированной в поле просмотра, и изображение 401 отображается таким образом, что оно точно попадает в поле просмотра при достижении соответствующего коэффициента масштабирования.

Следует понимать, что на протяжении всего этого описания при заполнении целевой области поля просмотра конкретной частью изображения остаток поля просмотра можно использовать для отображения любых частей изображения, окружающих часть изображения, отображенную в целевой области.

Различные реализации системы, описанной выше, могут быть реализованы на рабочей станции, содержащей подходящий программируемый процессор. Устройство пользовательского ввода, такое как мышь, можно использовать для управления запуском, остановкой и/или скоростью операции масштабирования, причем скорость относится к изменению коэффициента масштабирования в секунду. Возможность этого взаимодействия может быть обеспечена для управления операцией масштабирования, когда оно имеет место, т.е. в режиме реального времени. Это взаимодействие с пользователем не ограничено рабочей станцией - оно также может быть обеспечено в других вариантах воплощения. Система также может быть заключена в устройство получения изображения, такое как рентгеновское или эхографическое устройство, или магниторезонансный сканер, или сканер для компьютерной топографии, для обеспечения дружественной для пользователя возможности просмотра изображений, полученных с помощью этого.

Фиг.2 иллюстрирует способ отображения изображения в поле просмотра. Способ содержит этап 201 плавного масштабирования изображения до коэффициента масштабирования, при котором изображение точно попадает в пределы поля просмотра. В ходе этого масштабирования на этапе 202 фиксированная точка сохраняется зафиксированной в пределах поля просмотра, причем фиксированная точка зависит от параметра панорамирования и параметра масштабирования изображения в момент начала уменьшения масштаба, причем фиксированная точка представляет собой точку изображения, которая отображается в поле просмотра в момент начала уменьшения масштаба, и причем изображение является пригодным для уменьшения масштаба до уровня масштабирования, при котором изображение точно попадает в пределы поля просмотра при поддержании фиксированной точки зафиксированной.

Система может быть реализована в виде подходящей программируемой компьютеризированной рабочей станции. Система также может быть заключена в часть для просмотра изображений устройства получения изображений. Такое устройство получения изображения может представлять собой сканер для компьютерной томографии, рентгеновский сканер, ультразвуковой сканер, фотокамеру или любое другое устройство сканирования изображения. Система также может быть, по меньшей мере, частично реализована в виде веб-службы, в которой функция масштабирования предоставляется веб-приложением. Система также может быть встроена в мобильное устройство, такое как мобильный телефон или персональный цифровой помощник.

Как только изображение попадает в поле просмотра, уменьшение масштаба не должно больше продолжаться, поскольку это принесет больше излишней информации об изображении внутри поля просмотра. Иными словами, площадь поля просмотра будет использоваться менее эффективно, поскольку та же информация об изображении может быть отображена при большем масштабе. Однако это не является ограничением. При полном достижении уровня масштабирования, при котором изображение точно попадает в поле просмотра, подсистема 6 масштабирования и/или определитель 8 фиксированной точки могут быть скомпонованы для перемещения фиксированной точки в центр поля 302 просмотра (или целевой области 303), поскольку это может быть более естественным способом для выполнения любого дальнейшего масштабирования.

Также панорамирование может быть ограничено таким образом, чтобы внешняя граница изображения не могла пересекать поле просмотра. Таким образом, изображение нельзя панорамировать «за пределы изображения». В частности, панорамирование может быть ограничено таким образом, чтобы оно не позволяло влечь за собой больше лишней информации об изображении внутри поля просмотра, чем уже имеет место быть. В настоящей работе лишняя информация об изображении относится к части поля просмотра, которая является неиспользуемой, поскольку изображение не содержит информацию об этой части поля просмотра, в силу текущих установок панорамирования/масштабирования. При одинаковых форматах изображения и поля просмотра система может быть создана таким образом, чтобы поле просмотра всегда было полностью заполнено информацией об изображении за счет отказа от панорамирования или уменьшения масштаба, когда это может привнести лишнюю информацию об изображении внутри поля просмотра. Однако это не является ограничением.

Термин «фиксированная точка», представленный в данном описании, относится к точке изображения, которую поддерживают зафиксированной в конкретной точке поля просмотра в ходе операции увеличения или уменьшения масштаба. Следует учитывать, что для последующей операции увеличения или уменьшения масштаба могут быть использованы различные фиксированные точки, в частности, если изображение было подвергнуто панорамированию между операциями масштабирования.

Следующие ограничения рассматриваются как обеспечивающие дружественную для пользователя функциональную возможность масштабирования и панорамирования для просмотра изображения. Однако эти ограничения являются необязательными и не предназначены для ограничения объема изобретения.

1. Не допускается панорамирование изображения за пределами внешней границы изображения, т.е. если оно может вызвать появление неиспользуемой части поля просмотра. Если часть поля просмотра уже является неиспользуемой, то не допускается панорамирование, которое может увеличить неиспользуемую часть поля просмотра.

2. Для уменьшения масштаба: при полном отображении изображения в пределах поля просмотра дополнительное уменьшение масштаба отключают. Это опять-таки предотвращает вероятность того, что часть поля просмотра станет неиспользуемой без необходимости. Конечно, при неодинаковом форматном соотношении изображения и поля просмотра часть поля просмотра станет неиспользуемой при полном отображении изображения в пределах поля просмотра; однако это не должно рассматриваться как недостаток.

3. Для уменьшения масштаба: необходимо предотвращать изменения направления, в котором пиксели перемещаются во время масштабирования (т.е. предотвращать зигзагообразный эффект).

4. Для увеличения масштаба: при увеличении масштаба необходимо поддерживать представляющую интерес область (например, заданную пользователем) внутри поля просмотра. Например, область, центрированную вокруг положения, указанного пользователем, такого как исходное местоположение курсора мыши перед началом операции увеличения масштаба, можно поддерживать внутри поля просмотра, подходящим образом направляя процесс увеличения масштаба. Например, при увеличении масштаба область, представляющую интерес, или указанное положение можно перемещать к центру поля просмотра.

Подсистема отображения изображения может быть скомпонована для отображения, по меньшей мере, части изображения в поле просмотра, причем поле просмотра содержит целевую область с внешней границей, форма которой соответствует форме внешней границы изображения. Подсистема уменьшения масштаба может быть скомпонована для уменьшения масштаба изображения для отображения тем самым большей части изображения в поле просмотра при поддержании точки изображения зафиксированной в фиксированной точке целевой области, причем при достаточном уменьшении масштаба изображения внешняя граница изображения по существу совпадает с внешней границей целевой области, при этом точка изображения по-прежнему остается зафиксированной в фиксированной точке.

Следует учитывать, что изобретение также применимо для компьютерных программ, в частности для компьютерных программ на или в носителе, приспособленном для осуществления изобретения на практике. Программа может иметь форму исходного кода, объектного кода, промежуточного исходного кода и объектного кода, например, в частично компилированной форме или в любой другой форме, пригодной для использования при реализации способа согласно изобретению. Также следует учитывать, что такая программа может иметь много различных вариантов проектирования архитектуры. Например, программный код, реализующий функциональную возможность способа или системы согласно изобретению, может быть подразделен на одну или более подпрограмм. Многие различные способы распределения функций среди этих подпрограмм должны быть ясными специалистам в данной области техники. Подпрограммы могут быть сохранены вместе в одном исполняемом файле для образования автономной программы. Такой исполняемый файл может содержать компьютерно-исполняемые команды, например команды процессора и/или команды интерпретатора (например, команды интерпретатора Java). В качестве альтернативы, одна, или более, или все подпрограммы могут быть сохранены, по меньшей мере, в одном внешнем библиотечном файле и связаны с основной программой либо статически, либо динамически, например, во время прогона программы. Основная программа содержит, по меньшей мере, один вызов, по меньшей мере, одной из подпрограмм. Подпрограммы могут также содержать функцию вызовов друг друга. Вариант воплощения, относящийся к компьютерному программному продукту, содержит компьютерно-исполняемые команды, соответствующие каждому этапу обработки, по меньшей мере, одного из способов, изложенных в настоящей заявке. Эти команды могут быть подразделены на подпрограммы и/или сохранены в одном или более файлов, которые могут быть связаны статически или динамически. Другой вариант воплощения, относящийся к компьютерному программному продукту, содержит компьютерно-исполняемые команды, соответствующие каждому средству, по меньшей мере, одного из систем и/или продуктов, изложенных в настоящей работе. Эти команды могут быть подразделены на подпрограммы и/или сохранены в одном или более файлах, которые могут быть связаны статически или динамически.

Носитель компьютерной программы может представлять собой любой объект или устройство, способное нести в себе программу. Например, носитель может включать в себя запоминающий носитель, такой как ROM, например CD ROM или полупроводниковый ROM, или магнитный носитель записи, например флоппи-диск или жесткий диск. Кроме того, носитель может представлять собой передаваемый носитель, такой как электрический или оптический сигнал, который можно передавать через электрический или оптический кабель или с помощью радио или других средств. Когда программа воплощена в виде такого сигнала, носитель может быть образован в виде такого кабеля или другого устройства или средства. В качестве альтернативы, носитель может представлять собой интегральную схему, в которую встроена программа, причем интегральная схема адаптирована для выполнения или для ее использования при выполнении соответствующего способа.

Следует отметить, что вышеупомянутые варианты воплощения иллюстрируют, а не ограничивают изобретение и что специалисты в данной области техники могут спроектировать различные альтернативные варианты воплощения, не отступая от объема прилагаемой формулы изобретения. В пунктах формулы изобретения любые ссылочные обозначения, помещенные в скобки, не должны рассматриваться как ограничивающие пункт. Использование глагола «содержать» (или «включать в себя») и его спряжения не исключают наличия элементов или этапов, отличных от тех, которые указаны в пункте формулы изобретения. Указание единственного числа в отношении элементов не исключает наличия множества таких элементов. Изобретение может быть реализовано посредством аппаратного обеспечения, содержащего несколько различных элементов, и посредством подходящего запрограммированного компьютера. В пункте формулы изобретения, характеризующем устройство, в котором перечислено несколько средств, некоторые из этих средств могут быть воплощены в виде одного и того же элемента аппаратного обеспечения. Тот факт, что определенные меры изложены в отличных друг от друга зависимых пунктах формулы изобретения, не указывает на то, что нельзя успешно использовать сочетание этих мер.

Изобретение относится к области масштабирования отображаемого изображения. Технический результат - обеспечение улучшенного отображения изображения в поле просмотра за счет масштабирования изображения. Система отображения изображения содержит: подсистему масштабирования для плавного масштабирования изображения до уровня масштабирования, при котором изображение точно попадает в пределы поля просмотра, причем подсистема масштабирования скомпонована для поддержания фиксированной точки, зафиксированной в пределах поля просмотра в ходе плавного масштабирования изображения; определитель фиксированной точки для установления фиксированной точки на основе параметра панорамирования и параметра масштабирования изображения в момент начала масштабирования, для получения в качестве фиксированной точки точки изображения, которая отображается в поле просмотра в момент начала масштабирования и которая позволяет масштабировать изображение до уровня масштабирования, при котором изображение точно попадает в пределы поля просмотра посредством поддержания фиксированной точки зафиксированной относительно поля просмотра. 5 н. и 8 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Система отображения изображения в поле просмотра, содержащая подсистему (6) масштабирования для плавного масштабирования изображения (401) до уровня масштабирования, при котором изображение точно попадает в пределы поля (302) просмотра, причем подсистема (6) масштабирования скомпонована для поддержания фиксированной точки (403), зафиксированной в пределах поля (302) просмотра в ходе плавного масштабирования изображения, и причем система содержит определитель фиксированной точки для установления фиксированной точки (403) на основе параметра панорамирования и параметра (7) масштабирования изображения (401) в момент начала масштабирования для получения в качестве фиксированной точки (403) точки изображения (401), которая отображается в поле (302) просмотра в момент начала масштабирования и которая позволяет масштабировать изображение (401) до уровня масштабирования, при котором изображение точно попадает в пределы поля (302) просмотра посредством поддержания фиксированной точки (403) зафиксированной относительно поля (302) просмотра,
причем координата фиксированной точки (403) в поле просмотра, нормализованная относительно размера поля (302) просмотра, соответствует координате фиксированной точки (403) на изображении, нормализованной относительно размера изображения (401),
при этом определитель (8) фиксированной точки скомпонован для определения в качестве фиксированной точки координат (V.x, V.y):
V.x=tx*size_x(V)/(size_x(V)-sx*size_x(I)) и
V.y=ty*size_y(V)/(size_y(V)-sy*size_y(I)),
где (V.x, V.y) представляют собой координаты фиксированной точки (403) относительно поля (302) просмотра или целевой области (303);
sx и sy представляют собой коэффициент масштабирования изображения (401) в направлении х и в направлении у соответственно; и
tx и ty представляют собой перемещение изображения (401) в направлении х и в направлении у соответственно,
size_x(I) и size_y(I) представляют собой размер изображения (401) в направлении х и в направлении у соответственно; и
size_x(V) и size_y(V) представляют собой размер поля (302) просмотра или целевой области (303) в направлении х и в направлении у соответственно.

2. Система по п. 1, в которой часть поля (302) просмотра, покрытого изображением (401), когда изображение (401) точно попадает в пределы поля (302) просмотра, называется целевой областью (303) и в которой определитель (8) фиксированной точки скомпонован для определения фиксированной точки (403), причем положение фиксированной точки (403), выраженное в координатах относительно целевой области (303) и нормализованное относительно размера целевой области (303), соответствует координатам фиксированной точки (403) на изображении, нормализованным относительно размера изображения (401).

3. Система по п. 1, в которой подсистема (6) масштабирования скомпонована для масштабирования изображения (401) при поддержании фиксированной точки (403) зафиксированной относительно поля просмотра до соприкосновения внешней границы изображения (401) с внешней границей поля (302) просмотра, по меньшей мере, на двух противоположных сторонах (304) изображения.

4. Система по п. 1, дополнительно содержащая определитель (9) целевой области для определения целевой области (303), обладающей внешней границей, сходной по форме с внешней границей изображения (401), и обладающей максимальным размером, который точно попадает в поле (302) просмотра.

5. Система по п. 1, содержащая блок (1) пользовательского ввода для приема команды на уменьшение масштаба, причем подсистема (6) масштабирования работает для плавного уменьшения масштаба изображения (401) в ответ на команду.

6. Система по п. 1, дополнительно содержащая подсистему (10) панорамирования для панорамирования изображения (401) в ответ на ввод от пользователя, причем подсистема (10) панорамирования сконфигурирована для отказа в панорамировании, когда панорамирование может вызвать появление границы изображения (401) в поле (302) просмотра.

7. Система по п. 1 или 2, в которой определитель (8) фиксированной точки скомпонован для определения фиксированной точки, удовлетворяющей требованию:
и ,
где (I.x, I.y) представляют собой координаты фиксированной точки (403) относительно изображения (401).

8. Система по п. 1 или 2, в которой определитель (8) фиксированной точки скомпонован для определения фиксированной точки (403), удовлетворяющей требованию:
,
где (I.x, I.y) представляют собой координаты фиксированной точки (403) относительно изображения (401).

9. Система по п. 1, в которой подсистема (6) масштабирования скомпонована для выполнения операции масштабирования посредством заполнения целевой области (303) поля (302) просмотра последовательными большими или меньшими частями (410, 411) изображения (5), причем последовательные большие или меньшие части (410, 411) выбираются таким образом, чтобы вершины (404, 413) углов последовательных больших или меньших частей (410, 411) примыкали к соответствующим вершинам (405) углов изображения (401) пошагово, причем размер шагов пропорционален соответствующим расстояниям между вершинами (412, 413) углов последовательных больших или меньших частей (410, 411) и соответствующими вершинами (405) углов изображения (401).

10. Рабочая станция, содержащая систему по п. 1.

11. Устройство получения изображения, содержащее систему по п. 1.

12. Способ отображения изображения в поле просмотра, включающий в себя этапы, на которых:
- плавно масштабируют (201) изображение до уровня масштабирования, при котором изображение точно попадает в пределы поля просмотра; при этом
- поддерживают (202) фиксированную точку зафиксированной в пределах поля просмотра в ходе плавного масштабирования изображения, содержащего установление фиксированной точки на основе параметра панорамирования и параметра масштабирования изображения в момент начала масштабирования для получения в качестве фиксированной точки точки изображения, которую отображают в поле просмотра в момент начала масштабирования и которая позволяет масштабировать изображение до уровня масштабирования, при котором изображение точно попадает в пределы поля просмотра посредством поддержания фиксированной точки зафиксированной относительно поля просмотра,
причем координата фиксированной точки (403) в поле просмотра, нормализованная относительно размера поля (302) просмотра, соответствует координате фиксированной точки (403) на изображении, нормализованной относительно размера изображения (401),
определяют координаты (V.x, V.y) фиксированной точки:
V.x=tx*size_x(V)/(size_x(V)-sx*size_x(I)) и
V.y=ty*size_y(V)/(size_y(V)-sy*size_y(I)),
где (V.x, V.y) представляют собой координаты фиксированной точки (403) относительно поля (302) просмотра или целевой области (303);
sx и sy представляют собой коэффициент масштабирования изображения (401) в направлении х и в направлении у соответственно; и
tx и ty представляют собой перемещение изображения (401) в направлении х и в направлении у соответственно,
size_x(I) и size_y(I) представляют собой размер изображения (401) в направлении х и в направлении у соответственно; и
size_x (V) и size_y(V) представляют собой размер поля (302) просмотра или целевой области (303) в направлении х и в направлении у соответственно.

13. Носитель, содержащий компьютерный программный продукт, содержащий команды, которые при их выполнении в системе обработки предписывают системе обработки выполнять способ по п. 12.