CN116934973A - 3d多帧文件重建方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了3D多帧文件重建方法及装置，涉及三维重建技术领域。本发明第一次进行3D多帧文件重建后将重建数据以点云格式写入重建数据文件中，再次需要打开3D多帧文件时，可以直接装载重建数据文件并解析重建数据文件中的重建数据，由于之后的每次重建可以直接从重建数据文件中获得重建数据，无需进行复杂的重建过程，极大的降低了3D多帧文件的重建耗时。

Description

3D多帧文件重建方法及装置
技术领域
本发明涉及三维重建技术领域，尤其涉及3D多帧文件重建方法及装置。
背景技术
目前，3D图像文件(TIFF/DCM等格式)的重建时需要逐帧装载图像数据并使用特定算法来进行3D重建，这个过程耗时长，对硬件***资源要求较高，重建完成并渲染显示完成后，如果关闭文件，再次打开文件进行重建时又要经历一次逐帧装载图像数据的重建过程，重建过程耗时长。
发明内容
本发明通过提供3D多帧文件重建方法及装置，解决了现有技术中3D多帧文件重建过程耗时长的技术问题。
一方面，本发明提供如下技术方案：
一种3D多帧文件重建方法，包括：
进行3D多帧文件重建，得到所述3D多帧文件的重建数据；
将所述重建数据以点云格式写入重建数据文件中；
需要打开所述3D多帧文件时，装载所述重建数据文件并解析所述重建数据文件中的所述重建数据。
优选的，所述进行3D多帧文件重建，包括：
对所述3D多帧文件进行体绘制或面绘制并行切片，得到多个重建内存数据，对多个所述重建内存数据进行并行重建。
优选的，所述对所述3D多帧文件进行体绘制或面绘制并行切片，得到多个重建内存数据，对多个所述重建内存数据进行并行重建，包括：
判断所述3D多帧文件的重建***是否具有GPU；
若具有所述GPU，则对所述3D多帧文件进行体绘制并行切片，并优先使用所述GPU对多个所述重建内存数据进行并行重建；
否则，对所述3D多帧文件进行面绘制并行切片，并使用所述重建***的CPU对多个所述重建内存数据进行并行重建。
优选的，所述进行3D多帧文件重建，包括：
判断所述3D多帧文件的重建***是否具有GPU；
若具有所述GPU，则以所述GPU的最大占用率为100％、所述重建***的物理内存最大占用率为第一阈值为基准进行所述3D多帧文件的重建；
若不具有所述GPU，则以所述重建***的物理内存最大占用率为第一阈值、CPU最大占用率为第二阈值为基准进行所述3D多帧文件的重建；
所述第一阈值和所述第二阈值均小于100％。
另一方面，本发明还提供如下技术方案：
一种3D多帧文件重建装置，包括：
重建模块，用于进行3D多帧文件重建，得到所述3D多帧文件的重建数据；
写入模块，用于将所述重建数据以点云格式写入重建数据文件中；
装载模块，用于需要打开所述3D多帧文件时，装载所述重建数据文件并解析所述重建数据文件中的所述重建数据。
优选的，所述重建模块进行3D多帧文件重建，包括：
对所述3D多帧文件进行体绘制或面绘制并行切片，得到多个重建内存数据，对多个所述重建内存数据进行并行重建。
优选的，所述重建模块对所述3D多帧文件进行体绘制或面绘制并行切片，得到多个重建内存数据，对多个所述重建内存数据进行并行重建，包括：
判断所述3D多帧文件的重建***是否具有GPU；
若具有所述GPU，则对所述3D多帧文件进行体绘制并行切片，并优先使用所述GPU对多个所述重建内存数据进行并行重建；
否则，对所述3D多帧文件进行面绘制并行切片，并使用所述重建***的CPU对多个所述重建内存数据进行并行重建。
优选的，所述重建模块进行3D多帧文件重建，包括：
判断所述3D多帧文件的重建***是否具有GPU；
若具有所述GPU，则以所述GPU的最大占用率为100％、所述重建***的物理内存最大占用率为第一阈值为基准进行所述3D多帧文件的重建；
若不具有所述GPU，则以所述重建***的物理内存最大占用率为第一阈值、CPU最大占用率为第二阈值为基准进行所述3D多帧文件的重建；
所述第一阈值和所述第二阈值均小于100％。
另一方面，本发明还提供如下技术方案：
一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述任一3D多帧文件重建方法。
另一方面，本发明还提供如下技术方案：
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时实现上述任一3D多帧文件重建方法。
本发明提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本发明第一次进行3D多帧文件重建后将重建数据以点云格式写入重建数据文件中，再次需要打开3D多帧文件时，可以直接装载重建数据文件并解析重建数据文件中的重建数据，由于之后的每次重建可以直接从重建数据文件中获得重建数据，无需进行复杂的重建过程，极大的降低了3D多帧文件的重建耗时。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中3D多帧文件重建方法的流程图；
图2为本发明实施例中体绘制并行切片和面绘制并行切片的示意图；
图3为本发明实施例中3D多帧文件重建装置的示意图。
具体实施方式
本发明实施例通过提供3D多帧文件重建方法及装置，解决了现有技术中3D多帧文件重建过程耗时长的技术问题。
为了更好的理解本发明的技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对本发明的技术方案进行详细的说明。
如图1所示，本实施的3D多帧文件重建方法，包括：
步骤S1，进行3D多帧文件重建，得到3D多帧文件的重建数据；
步骤S2，将重建数据以点云格式写入重建数据文件中；
步骤S3，需要打开3D多帧文件时，装载重建数据文件并解析重建数据文件中的重建数据。
步骤S1可以为第一次打开3D多帧文件后的重建。第一次重建时，可以对重建数据进行两种处理，第一种是通过步骤S2将重建数据以点云格式写入重建数据文件中，第二种是对重建数据进行光栅化并显示到屏幕上，从而完成第一次的重建。那么在第一次之后的每次重建，需要打开3D多帧文件时，直接装载重建数据文件并解析重建数据文件中的重建数据，然后对重建数据进行光栅化并显示到屏幕上，实现第一次之后的每次重建，由于之后的每次重建可以直接从重建数据文件中获得重建数据，无需进行复杂的重建过程，极大的降低了3D多帧文件的重建耗时。
本实施例在第一次进行3D多帧文件重建时，可以将整个3D多帧文件当做一个计算任务部署到重建***的CPU和/或GPU中进行单线程处理，但单线程重建的效率低，导致重建过程耗时增加。为提高第一次重建效率，本实施例的步骤S1中，进行3D多帧文件重建，可以包括：
对3D多帧文件进行体绘制或面绘制并行切片，得到多个重建内存数据，对多个重建内存数据进行并行重建。
体绘制和面绘制并行切片的原理如图2所示，设切片参数为k，K越大，切片个数越多，运算性能越慢，硬件资源消耗越大，重建数据文件越大，重建效果越好。K＝2n，n为正整数，面绘制的并行切片数目＝分辨率*帧数/K，体绘制的平行切片数目＝分辨率*K。这样相当于通过并行切片将一个大的3D多帧文件分为多个小的重建内存数据，并对多个小的重建内存数据进行并行重建，每个重建内存数据是一个计算任务，多个计算任务可以分别部署到CPU的多核和/或GPU中进行多线程并行处理，并行处理的效率高，可以降低重建过程耗时。
本实施例的重建***一般为电脑，电脑的CPU占用率越低、***运行越流畅，对于具有GPU的***，应当优先将计算任务部署到GPU中处理，降低对CPU的占用率。此外，体绘制算法更加复杂，重建效果更好，在具有GPU的条件下可以选择体绘制并行切片并优先将计算任务部署到GPU中进行并行处理，在保证CPU占用率低的基础上提高重建效果。因此，步骤S1中，对3D多帧文件进行体绘制或面绘制并行切片，可以包括：
判断3D多帧文件的重建***是否具有GPU；
若具有GPU，则对3D多帧文件进行体绘制并行切片，并优先使用GPU对多个重建内存数据进行并行重建；
否则，对3D多帧文件进行面绘制并行切片，并使用重建***的CPU对多个重建内存数据进行并行重建。
***具有GPU时，体绘制并行切片可以提高重建效果，且复杂的体绘制算法优先占用的是GPU，只有在GPU满载后才将剩余的计算任务部署到CPU，对CPU的占用率低，可以保证***运行更加流畅。***不具有GPU时，面绘制算法相对简单些，面绘制并行切片得到的重建内存数据对CPU的占用率相对更低。
本实施例中，进行3D多帧文件重建，还可以包括：
判断3D多帧文件的重建***是否具有GPU；
若具有GPU，则以GPU的最大占用率为100％、重建***的物理内存最大占用率为第一阈值为基准进行3D多帧文件的重建；
若不具有GPU，则以重建***的物理内存最大占用率为第一阈值、CPU最大占用率为第二阈值为基准进行3D多帧文件的重建；第一阈值和第二阈值均小于100％。
其中，第一阈值和第二阈值可以为75％。这样限定物理内存和CPU的最大占用率可以尽可能避免第一次重建过程降低***运行流畅度。
如图3所示，本实施例还提供一种3D多帧文件重建装置，包括：
重建模块，用于进行3D多帧文件重建，得到3D多帧文件的重建数据；
写入模块，用于将重建数据以点云格式写入重建数据文件中；
装载模块，用于需要打开3D多帧文件时，装载重建数据文件并解析重建数据文件中的重建数据。
进一步的，重建模块进行3D多帧文件重建，可以包括：
对3D多帧文件进行体绘制或面绘制并行切片，得到多个重建内存数据，对多个重建内存数据进行并行重建。
进一步的，重建模块对3D多帧文件进行体绘制或面绘制并行切片，得到多个重建内存数据，对多个重建内存数据进行并行重建，可以包括：
判断3D多帧文件的重建***是否具有GPU；
若具有GPU，则对3D多帧文件进行体绘制并行切片，并优先使用GPU对多个重建内存数据进行并行重建；
否则，对3D多帧文件进行面绘制并行切片，并使用重建***的CPU对多个重建内存数据进行并行重建。
进一步的，重建模块进行3D多帧文件重建，还可以包括：
判断3D多帧文件的重建***是否具有GPU；
若具有GPU，则以GPU的最大占用率为100％、重建***的物理内存最大占用率为第一阈值为基准进行3D多帧文件的重建；
若不具有GPU，则以重建***的物理内存最大占用率为第一阈值、CPU最大占用率为第二阈值为基准进行3D多帧文件的重建；
第一阈值和第二阈值均小于100％。
基于与前文所述的3D多帧文件重建方法同样的发明构思，本实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现前文所述的3D多帧文件重建方法的任一方法的步骤。
其中，总线架构(用总线来代表)，总线可以包括任意数量的互联的总线和桥，总线将包括由处理器代表的一个或多个处理器和存储器代表的存储器的各种电路链接在一起。总线还可以将诸如***设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路链接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口在总线和接收器和发送器之间提供接口。接收器和发送器可以是同一个元件，即收发机，提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。处理器负责管理总线和通常的处理，而存储器可以被用于存储处理器在执行操作时所使用的数据。
由于本实施例所介绍的电子设备为实施本发明实施例中3D多帧文件重建方法所采用的电子设备，故而基于本发明实施例中所介绍的3D多帧文件重建方法，本领域所属技术人员能够了解本实施例的电子设备的具体实施方式以及其各种变化形式，所以在此对于该电子设备如何实现本发明实施例中的方法不再详细介绍。只要本领域所属技术人员实施本发明实施例中3D多帧文件重建方法所采用的电子设备，都属于本发明所欲保护的范围。
基于与上述3D多帧文件重建方法同样的发明构思，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时实现上述任一3D多帧文件重建方法。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种3D多帧文件重建方法，其特征在于，包括：
进行3D多帧文件重建，得到所述3D多帧文件的重建数据；
将所述重建数据以点云格式写入重建数据文件中；
需要打开所述3D多帧文件时，装载所述重建数据文件并解析所述重建数据文件中的所述重建数据。
2.如权利要求1所述的3D多帧文件重建方法，其特征在于，所述进行3D多帧文件重建，包括：
对所述3D多帧文件进行体绘制或面绘制并行切片，得到多个重建内存数据，对多个所述重建内存数据进行并行重建。
3.如权利要求2所述的3D多帧文件重建方法，其特征在于，所述对所述3D多帧文件进行体绘制或面绘制并行切片，得到多个重建内存数据，对多个所述重建内存数据进行并行重建，包括：
判断所述3D多帧文件的重建***是否具有GPU；
若具有所述GPU，则对所述3D多帧文件进行体绘制并行切片，并优先使用所述GPU对多个所述重建内存数据进行并行重建；
否则，对所述3D多帧文件进行面绘制并行切片，并使用所述重建***的CPU对多个所述重建内存数据进行并行重建。
4.如权利要求1所述的3D多帧文件重建方法，其特征在于，所述进行3D多帧文件重建，包括：
判断所述3D多帧文件的重建***是否具有GPU；
若具有所述GPU，则以所述GPU的最大占用率为100％、所述重建***的物理内存最大占用率为第一阈值为基准进行所述3D多帧文件的重建；
若不具有所述GPU，则以所述重建***的物理内存最大占用率为第一阈值、CPU最大占用率为第二阈值为基准进行所述3D多帧文件的重建；
所述第一阈值和所述第二阈值均小于100％。
5.一种3D多帧文件重建装置，其特征在于，包括：
重建模块，用于进行3D多帧文件重建，得到所述3D多帧文件的重建数据；
写入模块，用于将所述重建数据以点云格式写入重建数据文件中；
装载模块，用于需要打开所述3D多帧文件时，装载所述重建数据文件并解析所述重建数据文件中的所述重建数据。
6.如权利要求5所述的3D多帧文件重建装置，其特征在于，所述重建模块进行3D多帧文件重建，包括：
对所述3D多帧文件进行体绘制或面绘制并行切片，得到多个重建内存数据，对多个所述重建内存数据进行并行重建。
7.如权利要求6所述的3D多帧文件重建装置，其特征在于，所述重建模块对所述3D多帧文件进行体绘制或面绘制并行切片，得到多个重建内存数据，对多个所述重建内存数据进行并行重建，包括：
判断所述3D多帧文件的重建***是否具有GPU；
若具有所述GPU，则对所述3D多帧文件进行体绘制并行切片，并优先使用所述GPU对多个所述重建内存数据进行并行重建；
否则，对所述3D多帧文件进行面绘制并行切片，并使用所述重建***的CPU对多个所述重建内存数据进行并行重建。
8.如权利要求5所述的3D多帧文件重建装置，其特征在于，所述重建模块进行3D多帧文件重建，包括：
判断所述3D多帧文件的重建***是否具有GPU；
若具有所述GPU，则以所述GPU的最大占用率为100％、所述重建***的物理内存最大占用率为第一阈值为基准进行所述3D多帧文件的重建；
若不具有所述GPU，则以所述重建***的物理内存最大占用率为第一阈值、CPU最大占用率为第二阈值为基准进行所述3D多帧文件的重建；
所述第一阈值和所述第二阈值均小于100％。
9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1-4中任一项权利要求所述的3D多帧文件重建方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时实现权利要求1-4中任一项权利要求所述的3D多帧文件重建方法。
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