СИСТЕМА И СПОСОБ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ВИДЕОДАННЫХ Российский патент 2010 года по МПК G06F17/30 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение в целом относится к области воспроизведения изображений, более точно к усовершенствованной системе и способу выборки файлов видеоданных из ячеек памяти.

Уровень техники

Системы архивирования и передачи изображений (САПИ или PACS - от англ.: "Picture Archiving and Communications Systems") состоят из различных компонентов, позволяющих осуществлять управление изображениями с использованием различных средств визуализации. Для этого необходимо эффективно распределять медицинские изображения среди различных пользователей. С целью прогнозирования, когда будет осуществлена выборка изображению, и помещения результатов в быстродействующую буферную память (кэш) или непосредственно на рабочую станцию, на которой предполагается их просмотр, используют упреждающую выборку и автоматическую маршрутизацию, чтобы сократить время ожидания конечного пользователя, которому требуется просмотреть конкретное изображение. Предпринималось множество попыток сократить время ожидания при выборке изображений.

Например, в патенте US 6574629, выданном на имя Cooke и др., описана САПИ, которая в ожидании запланированного события адресует соответствующие предшествующие исследования просмотровой станции посредством упреждающей выборки. Правила упреждающей выборки, которые используют, чтобы определить, поиск каких предшествующих исследований следует осуществить в САПИ, хранятся в памяти и могут быть установлены и изменены пользователем. Затем исследования помещают в кэш станции архивирования и автоматически адресуют соответствующей станции. У Okura и др. ("An Inductive Method for Automatic Generation of Referring Physician Prefetch Rules for PACS", J. of Digital Imaging, стр.226-231, том 15, №4, декабрь 2002 г.) описан индуктивный способ генерирования правил упреждающей выборки в зависимости от практических данных, поступающих из лечебного учреждения (предшествующие исследования, предыдущие запросы на получение изображений и т.д.), путем применения алгоритма в виде дерева решений. За счет этого предотвращают упреждающую выборку ненужных данных.

Тем не менее, поскольку данные системы рассчитаны на упреждающую выборку видеоданных высокого качества, они вносят существенную системную нагрузку, так как в большинстве случаев применения не требуется высокое качество представления предшествующих исследований. Данные системы также не позволяют осуществлять оптимизацию графика данных между сетями и устройствами или оптимизацию размера и разрешающей способности видеоданных. В результате данные системы не способны решить задачу сокращения времени ожидания при воспроизведении изображений. У Su и др. (IEEE: "Performance Improvement of Graceful Image Caching by Using Request Frequency Based Prefetching Algorithms", Tencon 2001 г. Proceedings of IEEE Region 10 International Conference on Electrical and Electronic Technology. Сингапур, 19-22 августа 2001 г., IEEE Region 10 Annual Conference, Нью-Йорк: IEEE, том 1, 19.08.2001, стр.370-376, ХР00105044, ISBN: 0-7803-7101-1 и "Integrated prefetching ad replacing algorithm for graceful image caching", IEICE Transactions on Communications Inst. Electron. Inf. & Commun. Eng Japan, том. E86-B, № 9, сентябрь 2003 г., стр.2753-2763, ХР002356859, ISSN: 0916-8516) описан способ упреждающей выборки и замены изображений в кэше путем "постепенного забывания". Это означает, что изображения, в которых используется иерархическое кодирование изображений, могут частично храниться в кэше, при этом система решает, какие слои должны быть сохранены и какие слои уничтожены.

Тем не менее, решение, которое должна в данном случае принимать система, зависит от частоты запросов на получение самого изображения. Другие источники информации, т.е. запрашивающая рабочая станция и/или запрашивающий пользователь или пользователи, каждый из которых имеет характерные параметры, не принимаются во внимание.

Краткое изложение сущности изобретения

В изобретении предложена система распространения видеоданных для выборки и воспроизведения изображений, включающая:

а) первую область памяти для хранения файла видеоданных, соответствующих изображению,

б) вторую область памяти,

в) рабочую станцию пользователя, связанную с первой областью памяти на первом расстоянии передачи с возможностью генерирования запроса на получение изображения и воспроизведения файла видеоданных и связанную со второй областью памяти на втором расстоянии передачи, превышающем первое расстояние,

г) процессор, связанный с рабочей станцией пользователя, первой и второй областями памяти с возможностью приема запроса на получение изображения от рабочей станции пользователя и осуществления избирательной выборки файлов видеоданных из первой области памяти и дополнительно способный:

i) хранить предысторию выборки изображения для рабочей станции пользователя и/или для конкретного пользователя или пользователей,

ii) использовать предысторию выборки изображения для предсказания ожидаемого запроса на получение изображения от рабочей станции пользователя и/или для конкретного пользователя или пользователей,

iii) использовать предысторию выборки изображения для предсказания ожидаемого представления, соответствующего ожидаемому запросу на получение изображения,

iv) определять, хранится ли в первой области памяти файл видеоданных, который соответствует ожидаемому запросу на получение изображения, и имеет ли он ожидаемое представление, и

v) если на шаге (iv) ответ положительный, после генерирования рабочей станцией пользователя ожидаемого запроса на получение изображение выбирать из упомянутой первой области памяти соответствующий файл видеоданных для предоставления рабочей станции пользователя для воспроизведения,

vi) если на шаге (iv) ответ отрицательный, определять, хранится ли во второй области памяти файл видеоданных, который соответствует ожидаемому запросу на получение изображения, и имеет ли файл видеоданных, который соответствует ожидаемому запросу на получение изображения, ожидаемое представление,

vii) если на шаге (vi) ответ положительный, копировать соответствующий файл видеоданных из второй области памяти в первую область памяти и далее выполнять шаг (v),

viii) определять, имеет ли файл видеоданных, который соответствует ожидаемому запросу на получение изображения, заданный формат, и

ix) если на шаге (viii) ответ отрицательный, преобразовывать файл видеоданных, который соответствует ожидаемому запросу на получение изображения, в заданный формат.

В настоящем изобретении также предложен способ выборки и воспроизведения изображения в системе распространения видеоданных, имеющей первую область памяти для хранения файла видеоданных, соответствующих изображению, вторую область памяти и рабочую станцию пользователя, связанную с первой областью памяти на первом расстоянии передачи для генерирования запроса на получение изображения и воспроизведения изображения и связанную со второй областью памяти на втором расстоянии передачи, превышающем первое расстояние, при осуществлении которого:

а) сохраняют предысторию выборки изображения для рабочей станции пользователя и/или для конкретного пользователя или пользователей,

б) используют предысторию выборки изображения для предсказания ожидаемого запроса на получение изображения от рабочей станции пользователя и/или для конкретного пользователя или пользователей,

в) используют предысторию выборки изображения для предсказания ожидаемого представления, соответствующего ожидаемому запросу на получение изображения,

г) определяют, хранится ли в первой области памяти файл видеоданных, который соответствует ожидаемому запросу на получение изображения, и имеет ли он ожидаемое представление,

д) если на шаге (г) ответ положительный, после генерирования рабочей станцией пользователя ожидаемого запроса на получение изображение выбирают из упомянутой первой области памяти файл видеоданных, который соответствует ожидаемому запросу на получение изображения, для предоставления рабочей станции пользователя для воспроизведения,

е) если на шаге (г) ответ отрицательный, определяют, хранится ли во второй области памяти файл видеоданных, который соответствует ожидаемому запросу на получение изображения, и имеет ли файл видеоданных, который соответствует ожидаемому запросу на получение изображения, ожидаемое представление,

ж) если на шаге (е) ответ положительный, копируют соответствующий файл видеоданных из второй области памяти в первую область памяти и далее выполняют шаг (е),

з) определяют, имеет ли файл видеоданных, который соответствует ожидаемому запросу на получение изображения, заданный формат, и

и) если на шаге (з) ответ отрицательный, преобразовывают файл видеоданных, который соответствует ожидаемому запросу на получение изображения, в заданный формат.

Краткое описание чертежей

Дополнительные преимущества и варианты осуществления настоящего изобретения будут понятны из следующего далее описания и чертежей, на которых показано:

на фиг.1 - блок-схема предложенной в изобретении системы распространения видеоданных,

на фиг.2 - блок-схема, более подробно иллюстрирующая обслуживающие модули памяти показанной на фиг.1 системы распространения видеоданных,

на фиг.3 - блок-схема, иллюстрирующая общие стадии работы показанной на фиг.1 системы распространения видеоданных,

на фиг.4 - блок-схема, иллюстрирующая шаги, осуществляемые показанной на фиг.1 системой распространения видеоданных для определения местонахождения, и атрибуты соответствующего файла видеоданных, и

на фиг.5 - блок-схема, иллюстрирующая шаги, осуществляемые показанной на фиг.1 системой распространения видеоданных для преобразования соответствующего файла видеоданных в заданный формат.

Подробное описание изобретения

Рассмотрим фиг.1 и 2, на которых проиллюстрированы компоненты системы 10 распространения видеоданных в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения. Система 10 распространения видеоданных включает рабочую станцию 8 пользователя, точку 11 обращения к памяти, область 15 локальной памяти, в которую входит область 20 постоянной памяти и область 40 временной памяти, и область 17 нелокальной памяти, в которую входит область 60 постоянной памяти.

Как показано, область 15 локальной памяти и область 17 нелокальной памяти разделены границей 19 топологической схемы сети.

Система 10 распространения видеоданных уменьшает задержку при воспроизведении изображения для пользователя 19 рабочей станции 8 за счет предварительного предсказания ожидаемых запросов на получение изображения и предоставления файлов видеоданных, которые соответствуют таким запросам, из областей локальной памяти на оптимальном для передачи расстоянии от рабочей станции 8 пользователя. Предсказание ожидаемого запроса на получение изображения осуществляют на основании установок пользователя и предыстории действий пользователя. Эти факторы также используют для предсказания представления, которое, вероятно, потребуется рабочей станции 8 пользователя. Наконец, чтобы определить, какие области локальной памяти следует использовать для предоставления файла видеоданных, который соответствует ожидаемому запросу на получение изображения и имеет ожидаемое представление, используют характеристики сети и памяти (например, скорость передачи файлов, емкость локальной памяти и т.д.).

Рабочей станцией 8 пользователя является любое вычислительное устройство, осуществляющее доступ к медицинским видеоданным, включая без ограничения персональные компьютеры (ПК), служебные ЭВМ (серверы), карманные электронные устройства, такие как персональные цифровые секретари (PDA) и сотовые телефоны. Рабочую станцию 8 пользователя используют для осуществления доступа к файлам видеоданных, находящимся в областях 20 или 60 постоянной памяти или области 40 временной памяти, посредством точки 11 обращения к памяти.

В частности, рабочая станция 8 пользователя позволяет пользователю 19 выбирать и просматривать различные файлы видеоданных, включая файлы 9 данных стандарта DICOM (например, изображения, формы колебаний, структурированные отчеты, перекрывающиеся диаграммы, репрезентативные состояния и т.д.), а также файлы 9 данных иного, чем DICOM, стандарта (например, диктовки, фильмы в формате MPEG, отчеты и т.д.). Подразумевается, что рассматриваемая далее система 10 распространения видеоданных способна обнаруживать и предсказывать ожидаемые запросы на получение изображения конкретными пользователями и/или рабочими станциями 8 пользователя. Предполагается, что это может быть достигнуто различными способами. Например, предсказание запросов на получение изображения может осуществляться путем распознавания рабочей станции 8 пользователя и/или регистрационных данных пользователя, которые обычно использует рабочая станция 8 пользователя, и т.д. Предсказание запросов на получение изображения также может быть основано на особенностях предыстории использования (например, пользователь 19 может обычно использовать одну или две конкретные станции). Кроме того, система 10 распространения видеоданных может также устанавливать соответствие между конкретной рабочей станцией 8 и пользователем определенной категории, рабочим списком определенного типа, предоставленным пользователем 19, или другими показателями, характеризующими тип работы, осуществляемой на данной станции (например, используется ли конкретная станция для просмотра компьютерных томограмм). Поскольку каждая рабочая станция 8 имеет определенные сетевые возможности/ пропускную способность, система 10 распространения видеоданных также учитывает конкретное качество, свойственное изображению просматриваемого типа.

Область 15 локальной памяти включает любое число областей 20 локальной постоянной памяти и любое число областей 40 локальной временной памяти, которые существуют в границах 19 одной топологической схемы сети, такой как рабочая станция 8 пользователя.

Область 20 постоянной памяти включает модуль 22 местонахождения, обслуживающий модуль 28 памяти и запоминающие устройства 36.

Модуль 22 местонахождения включает репозиторий 24 местонахождения, в котором хранится информация о местонахождении всех файлов видеоданных, хранящихся в запоминающих устройствах 36. Модуль 22 местонахождения служит для идентификации и обнаружения местонахождения файлов видеоданных в области 20 постоянной памяти и для взаимодействия с точкой 11 обращения к памяти, чтобы обеспечить доступ к файлам видеоданных, которые хранятся в области 20 постоянной памяти.

Обслуживающий модуль 28 памяти, который более подробно показан на фиг.2, считывает и записывает данные из запоминающих устройств 36. Обслуживающий модуль 28 памяти включает записывающее устройство 30 и считывающее устройство 32. Записывающее устройство 30 служит для сохранения локально создаваемых новых файлов видеоданных. Считывающее устройство 32 копирует локально созданные файлы видеоданных из запоминающих устройств 36 и предоставляет эти файлы видеоданных точке 11 обращения к памяти или обслуживающему модулю 48 памяти области 40 временной памяти. Запоминающие устройства 36 могут быть реализованы в виде любых устройств прямого запоминания, способных обеспечивать непосредственный доступ к сохраненным файлам видеоданных, таким как резервный массив из независимых дисков (RAID), сеть устройств хранения данных/подключаемый к сети накопитель (SAN/NAS), база данных, быстродействующая память (HSM).

Модуль 62 местонахождения, обслуживающий модуль 68 памяти и запоминающие устройства 76 области 60 постоянной памяти в области 17 нелокальной памяти функционируют и взаимодействуют таким же образом, как аналогичные устройства области 20 постоянной памяти в области 15 локальной памяти. Как показано на фиг.2, для копирования и передачи файлов видеоданных из запоминающих устройств 76 в область 40 временной памяти в области 60 постоянной памяти области 17 нелокальной памяти используют считывающее устройство 52.

Для сохранения локально создаваемых новых файлов видеоданных в области 60 постоянной памяти также используют записывающее устройство 54. Подразумевается, что любое описанное далее взаимодействие между устройством в области 15 локальной памяти и устройством в области 17 нелокальной памяти является характерным для взаимодействия между устройством в области 15 локальной памяти и любым устройством в области 17 нелокальной памяти, находящимся за пределами границы 19 топологической схемы сети.

Область 40 временной памяти действует аналогично упомянутой выше области 20 постоянной памяти, не считая двух важных исключений.

Область 20 постоянной памяти служит для хранения "производных представлений" или "копий" файлов исходных видеоданных в течение неограниченного времени. Область 40 временной памяти служит в качестве временного кэша для файлов видеоданных, передаваемых локально (т.е. из области 20 постоянной памяти области 15 локальной памяти) или перемещаемых из областей внешней памяти (например, области 60 постоянной памяти области 17 нелокальной памяти). Соответственно, запоминающие устройства 56 области 40 временной памяти содержат файлы видеоданных, локально созданные в области 15 локальной памяти и/или импортированные из области 17 нелокальной памяти.

Эту особенность отражают возможности обслуживающего модуля 48 памяти. Иначе говоря, помимо сохранения в модуле 42 местонахождения информации о местонахождении всех хранящихся в области временной памяти файлов видеоданных, обслуживающий модуль 48 памяти вносит в регистр 46 местонахождение всех сохраненных файлов видеоданных. Регистр 46 также служит для определения местонахождения всех файлов видеоданных, которые "связаны" друг с другом (т.е. относятся к одному пациенту, части одного исследования и т.д.). Запоминающие устройства 56 области 40 временной памяти могут представлять собой любое обычное высокоскоростное запоминающее устройство или запоминающее устройство с быстрой выборкой другого типа. Как показано на фиг.2, область 40 временной памяти в силу своей роли при размещении перемещаемых файлов видеоданных включает считывающее устройство 52 и записывающее устройство 54, которые служат соответственно для считывания и записи в запоминающие устройства 56.

Область 40 временной памяти также включает обслуживающий модуль 48 памяти (фиг.2), который использует устройство 50 отсроченного считывания для обеспечения асинхронного переноса данных из считывающих устройств запоминающих устройств, не относящихся к области 40 временной памяти. Устройство 50 отсроченного считывания обменивается данными с точкой 11 обращения к памяти, используя получаемую информацию для обработки файлов видеоданных (например, линейное преобразование формата, выбор кадра и т.д.) по требованию системы 10 распространения видеоданных. В результате данной обработки создают новые представления файлов видеоданных. В областях 20 и 60 постоянной памяти размещают одну главную копию всех файлов видеоданных, созданных в данном положении. Подразумевается, что в области 20 постоянной памяти не хранится представление или какие-либо копии файлов исходных видеоданных. Вместо этого в области 20 постоянной памяти хранится исходный вариант файла видеоданных или вообще ничего (т.е. когда установлено, что файл видеоданных может быть стерт). Исходные видеоданные, хранящиеся в области 20 постоянной памяти, обычно резервируют на случай повреждения, восстановления, выборки (например, на магнитных лентах, хранящихся вне системы).

Несмотря на то, что в области 20 постоянной памяти системы 10 распространения видеоданных одновременно может храниться только одна главная копия файла видеоданных, в области 40 временной памяти могут размещаться различные представления одного файла видеоданных, и эти представления остаются в области временной памяти в течение неограниченного времени. Во множестве областей 40 временной памяти может размещаться множество вариантов (т.е. идентичных копий) файла видеоданных.

Также подразумевается, что области 20 постоянной памяти действуют независимо от областей 40 временной памяти. Иными словами, система 10 распространения видеоданных может стереть главную копию файла видеоданных из области 20 постоянной памяти, но оставить в области 40 временной памяти производные файлы видеоданных, если не требуются высококачественные изображения. Если какое-либо исследование уже не имеет клинической значимости, предусмотрено, что система 10 распространения видеоданных стирает соответствующие файлы видеоданных как из области 20 постоянной памяти, так и области 40 временной памяти.

Точка 11 обращения к памяти обеспечивает обслуживающий процесс, способствующий обмену данными между рабочей станцией 8 пользователя и областями 8 и 17 локальной и нелокальной памяти. Точка 11 обращения к памяти отвечает за перемещение файлов видеоданных, хранящихся в области 60 нелокальной постоянной памяти, в расположенную ближе область 40 временной памяти. Если система 10 распространения видеоданных предполагает вероятное поступление запроса на получение изображения, что описано далее, точка 11 обращения к памяти находит местоположение файла видеоданных, который более всего совпадает с соответствующим файлом видеоданных, и перемещает соответствующий файл видеоданных в область 40 временной памяти области 15 локальной памяти, чтобы рабочая станция 8 могла осуществить к нему доступ.

Возвращаясь к фиг.1, отметим, что модули 22, 42, 62 местонахождения служат для идентификации и определения местонахождения соответствующих файлов видеоданных, связанных с запросами на получение изображения. Затем, когда система 10 распространения видеоданных предсказывает, что ожидается запрос на получение изображения, точка 11 обращения к памяти осуществляет поиск файла видеоданных или последовательности файлов видеоданных (т.е. запрошенный файл видеоданных и "связанные" файлы видеоданных), которая более всего соответствует ожидаемому запросу на получение изображения. Точка 11 обращения к памяти предпочтительно сохраняет информацию о предшествующих выборках и преобразованиях файла видеоданных (т.е. о том, как был изменен файл видеоданных), чтобы оптимизировать размещение производных файлов видеоданных в области 40 временной памяти.

После поступления запроса на получение изображения осуществляют запрос базы 13 данных конфигурации, чтобы установить все метаданные, связанные с исследованием. База клинических данных включает уникальный идентификатор, передаваемый точке 11 обращения к памяти (и позднее модулям местонахождения) для последующего просмотра. Точка 11 обращения к памяти проверяет, был ли уже сохранен соответствующий файл видеоданных в области 40 временной памяти. Если это не так, точка 11 обращения к памяти запрашивает области 20 и 60 локальной и нелокальной постоянной памяти. Если обнаружено, что в области 40 временной памяти хранится другое представление соответствующего файла видеоданных, регистр 46 определяет его местоположение и регистрирует его и все остальные связанные с ним соответствующие файлы видеоданных. В различных вариантах осуществления изобретения запросы с целью определения местоположения может осуществлять точка 11 обращения к памяти, которая проверяет репозиторий централизованного или резервного локального местонахождения или проверяет предварительно заданную группу репозиториев местонахождения в памяти. Точка 11 обращения к памяти запрашивает базу 13 данных конфигурации, чтобы определить характеристики (например, представление, местонахождение, вариант и т.д.) соответствующего перемещаемого файла видеоданных. Когда система 10 распространения видеоданных предсказывает, что ожидается конкретный запрос на получение изображения, она также предсказывает ожидаемое представление, соответствующее запросу на получение изображения. Затем точка 11 обращения к памяти определяет местонахождение соответствующего файла видеоданных, который более всего отвечает запросу на получение изображения. После этого точка 11 обращения к памяти определяет, является ли представление соответствующего файла видеоданных ожидаемым представлением. Если ожидаемое представление, связанное с ожидаемым запросом на получение изображения, не совпадает с текущим представлением соответствующего файла видеоданных, точка 11 обращения к памяти инициирует процесс преобразования соответствующего файла видеоданных в ожидаемое представление. Данный процесс преобразования может включать использование уведомления пользователя 19 о том, когда будет доступен заново отформатированный файл видеоданных. Для обслуживания множества пользователей и/или восстановления после отказа точка 11 обращения к памяти может также существовать в виде множества вариантов.

В одном из примеров осуществления изобретения пользователь может передать запрос на получение файла видеоданных, который хранится во множестве областей 15, 17 локальной и нелокальной памяти. Отдельные области 15, 17 памяти могут иметь различные блоки памяти, в которых хранятся отдельные файлы видеоданных и/или множество файлов видеоданных, связанных с файлом видеоданных, который запрашивает пользователь 19. Если отдельные файлы видеоданных считаются "связанными" (например, файлы, созданные или измененные в рамках связанного исследования или в одно время для определенного пациента), все связанные файлы видеоданных могут быть сгруппированы в последовательность. В таком случае последовательность отображает один блок памяти.

Например, когда рабочая станция 8 пользователя передает запрос точке 11 обращения к памяти на выборку одного файла видеоданных, который является частью последовательности, всю последовательность перемещают в область 40 временной памяти области 15 локальной памяти. Подразумевается, что в системе 10 распространения видеоданных может использоваться любая степень детализации памяти для хранения данных и способа переноса данных.

Обратимся к фиг.1, 2 и 3, чтобы рассмотреть основы работы варианта системы 10 распространения видеоданных, предложенной в настоящем изобретении. В частности, на фиг.3 проиллюстрированы основные стадии 100 работы, осуществляемые системой 10 распространения видеоданных. На шаге 105 пользователь рабочей станции 8 открывает программу или приводит в действие устройство для осуществления запросов на получение файлов видеоданных. На шаге 110 приводят в действие точку 11 обращения к памяти, которая на шаге 115 запрашивает базу 13 данных конфигурации, чтобы определить различные характеристики, имеющие отношение к пользователю 19 (например, уровень защиты данных в пользовательской системе, установки пользователя, предысторию выборки файлов видеоданных пользователем и т.д.) и/или рабочей станции 8 (например, предысторию выборки изображений, разрешающую способность воспроизведения и т.д.)

На шаге 120 используют информацию, полученную на шаге 115, для предсказания ожидаемого запроса на получение изображения, а именно какие файлы видеоданных будут запрошены пользователем 19 для просмотра на рабочей станции 8. В частности, определяют, какие конкретно изображения, вероятно, будут запрошены с учетом конкретного запроса (или особенностей предыстории запросов) от рабочей станции 8 пользователя.

Для этого используют полученную на шаге 115 информацию, которая имеет отношение к характеристикам пользователя, а также информацию, связанную с текущими запросами на проведение сеанса связи, поступающими от рабочей станции 8 пользователя (например, о том, что каждый четверг с 13 до 15 часов просматривались файлы с изображениями головы пациента), для прогнозирования будущих запросов на получение изображений (например, что в эти промежутки времени будут поступать запросы на получение файлов с изображениями головы пациента).

Как указано выше, предполагается, что система 10 распространения видеоданных способна соотносить идентификатор пользователя с запросами на получение файлов видеоданных. Кроме того, предполагается, что система 10 распространения видеоданных способна контролировать и предсказывать, используются ли конкретные рабочие станции 8 различными пользователями 7, на основании информации о прошлых периодах и контроля времени наступления события. Данным способом можно предсказывать запросы на получение изображений для рабочих станций 8 (т.е. устройств) от различных пользователей системы 10 распространения видеоданных.

После предсказания ожидаемого запроса на получение изображения на шаге 125 система 10 распространения видеоданных определяет местонахождение выявленных на шаге 120 соответствующих файлов ожидаемых видеоданных или файлов видеоданных, "которые, вероятно, будут запрошены", в области 20 постоянной памяти и области 40 временной памяти и определяет физическое местонахождение и другие соответствующие атрибуты, связанные с такими файлами видеоданных. Конкретные действия, связанные с определением физического местонахождения и атрибутов таких файлов видеоданных, рассмотрены со ссылкой на фиг.4.

Затем система 10 распространения видеоданных предсказывает ожидаемое представление, а именно представление каждого файла ожидаемых видеоданных, "которые, вероятно, будет желательным". Ожидаемое представление файла видеоданных предсказывают на основании связанных с исследованием характеристик (например, типа средства визуализации, части тела и т.д.), а также связанных со станцией характеристик (например, способности станции воспроизводить изображения и т.д.).

Для предсказания ожидаемого представления файла видеоданных система 10 распространения видеоданных использует предысторию действий пользователя, связанных с рабочей станцией 8. Для этого предсказывают вероятные желательные представления изображений (т.е. форматы, тип частей тела и т.д.). Возвращаясь к рассмотренному выше примеру, если врач регулярно с 13 до 15 часов запрашивает для просмотра на определенной рабочей станции файлы видеоданных типа компьютерных томограмм, система 10 распространения видеоданных использует данную информацию, чтобы гарантировать, что соответствующие отображения файлов видеоданных (т.е. применимые для просмотра врачом в формате компьютерной томографии) будут доступны в области 20 постоянной памяти или области 40 временной памяти в то время дня (т.е. с 13 до 15 часов), когда существует вероятность таких запросов врача. Выбор ожидаемого представления файла видеоданных из числа связанных представлений файла видеоданных, которые размещены в различных положениях (т.е. в различных областях 20, 40 постоянной и временной памяти), основан на различных факторах, включая установки пользователя, тип исследования и топологическую схему сети. Например, если врач делает запрос на просмотр предшествующего исследования, система предпочтительно выберет сжатый вариант файла видеоданных, который хранится в положении на "малом расстоянии передачи" от запрашивающей станции. В то же время, если врач-рентгенолог делает запрос на получение нового исследования (отчет о котором еще не создан), система предпочтительно выберет сжатый вариант изображения без потерь, который хранится в положении (т.е., вероятно, области 20 постоянной памяти) на "малом расстоянии передачи" от запрашивающей станции.

На шаге 125 система 10 распространения видеоданных также выбирает оптимальную область памяти, из которой рабочей станции 8 пользователя будет доставлено ожидаемое представление файла видеоданных. Данный выбор осуществляется в зависимости от "расстояния передачи" между рассматриваемой областью памяти и рабочей станцией 8 пользователя. Подразумевается, что термин "расстояние передачи", используемый в настоящем описании, отображает степень целесообразности передачи файла видеоданных из конкретной области памяти рабочей станции 8 пользователя.

Например, "расстояние передачи" от конкретной области памяти до рабочей станции 8 пользователя может отображать физическое расстояние, на которое необходимо передать файл видеоданных от конкретной области памяти до рабочей станции 8 пользователя. Вместе с тем, в более общем смысле, термин "расстояние передачи" может по отдельности или в сочетании включать различные факторы, такие как характеристики рабочей станции, характеристики сети и характеристики исследования. Для определения оптимального положения (т.е. в области 20 постоянной или области 40 временной локальной памяти), из которого пользователю 19 на рабочей станции 8 будет доставлено ожидаемое представление файла видеоданных, учитывают все факторы данных типов. На данном этапе система 10 распространения видеоданных учитывает и определяет приоритеты разнообразных характеристик, связанных с размерами файлов, возможностями памяти и пропускной способностью сети.

Система 10 распространения видеоданных изучает различные характеристики, относящиеся к рабочей станции 8 пользователя (например, возможности и доступность памяти), чтобы определить, объем какой памяти является доступным локально. Также учитываются характеристики сети, включая стоимость передачи (т.е., возможно, связанную с физическим расстоянием) при перемещении видеоданных из конкретной области памяти в другую область памяти или на рабочую станцию 8 пользователя. Поскольку характеристики сети обычно колеблются в течение суток, система должна в динамическом или плановом режиме реагировать на меняющееся состояние сети. Наконец, система 10 распространения видеоданных также учитывает характеристики исследования. В зависимости от типа исследования, которое запрашивает пользователь 19, система 10 распространения видеоданных определяет, как можно оптимальным образом осуществить передачу видеоданных (например, какую степень сжатия способен выдержать файл видеоданных, какой формат представления требуется и т.д.).

После предсказания на шаге 125 местонахождения и атрибутов ожидаемого представления файла видеоданных на шаге 130 создают вариант данного представления файла видеоданных в устройстве 50 отсроченного считывания области 40 временной памяти. Источник создаваемого варианта зависит от местонахождения соответствующего файла видеоданных, определенного на шаге 125.

Если ожидаемое представление файла видеоданных находится в области 17 нелокальной памяти, файл видеоданных копируют (т.е. создают еще один вариант) из области 60 постоянной памяти в область 40 временной памяти. Точка 11 обращения к памяти направляет запрос считывающему устройству 70 в обслуживающем модуле 68 памяти области 60 постоянной памяти на получение ожидаемого представления файла видеоданных (или последовательности файлов видеоданных). При конфигурации сети, позволяющей осуществлять прямые запросы, точка 11 обращения к памяти направляет данный запрос непосредственно обслуживающему модулю 68 памяти. Следует отметить, что, хотя данный "прямой" путь может быть быстрее, при этом также может усложняться набор каналов связи между различными компонентами системы 10 распространения видеоданных. В качестве альтернативы, точка 11 обращения к памяти может передавать запрос процессу точки обращения к памяти (не показанной) в области 17 нелокальной памяти, который в свою очередь передает запрос обслуживающему модулю 68 памяти. Считывающее устройство 70 осуществляет выборку ожидаемого представления файла видеоданных из запоминающего устройства 76 и направляет соответствующий файл видеоданных в устройство 50 отсроченного считывания обслуживающего модуля 48 памяти.

Если установлено, что ожидаемое представление файла видеоданных хранится в запоминающих устройствах 36 области 20 постоянной памяти, в устройстве 50 отсроченного считывания области 40 временной памяти создают вариант ожидаемого представления файла видеоданных путем копирования файла видеоданных из области 20 постоянной памяти при помощи считывающего устройства 32 запоминающих устройств 28. Аналогичным образом, если установлено, что ожидаемое представление файла видеоданных хранится в запоминающих устройствах 56 области 40 временной памяти, в устройство 50 отсроченного считывания области 40 временной памяти копируют вариант ожидаемого представления файла видеоданных. В одном из примеров осуществления изобретения предусмотрено, что область 20 постоянной памяти способна передавать локальные файлы видеоданных непосредственно рабочей станции 8 пользователя через точку 11 обращения к памяти. В другом примере осуществления изобретения область 40 временной памяти может быть реализована в виде высокоскоростной памяти, что делает предпочтительной передачу всех файлов видеоданных рабочей станции 8 пользователя из области 40 временной памяти.

После считывания и копирования ожидаемого представления файла видеоданных в устройство 50 отсроченного считывания области 40 временной памяти на шаге 135 логическая схема управления представлением и вариантами по мере необходимости переформатирует соответствующий файл видеоданных. Конкретные действия, связанные с дополнительным преобразованием файла видеоданных в заданный формат, более подробно описаны при рассмотрении фиг.5.

После осуществления упреждающей выборки соответствующего файла видеоданных в устройство 50 отсроченного считывания области 40 временной памяти и преобразования в соответствующий формат на шаге 410 определяют, завершен ли сеанс или необходимо осуществить выборку дополнительных файлов видеоданных (т.е. "связанных" файлов видеоданных). Если необходимо осуществить упреждающую выборку другого файла видеоданных, повторно выполняют шаги 115-135.

После завершения сеанса на шаге 145 обновляют базу 13 данных конфигурации новыми установками и предысторией пользователя и сохраняют в запоминающих устройствах 56 области 40 временной памяти файлы видеоданных, упреждающая выборка которых была осуществлена, для их выборки в будущем рабочей станцией 8 пользователя. В другом примере осуществления изобретения обновление установок и предыстории пользователя и сохранение может происходить в динамическом режиме для каждого файла видеоданных на шаге 150 в процессе взаимодействия пользователя с системой 10 распространения видеоданных.

На фиг.4 показана блок-схема, иллюстрирующая операции 125, осуществляемые системой 10 распространения видеоданных для получения информации о местонахождении и атрибутах, относящейся к описанным выше файлам ожидаемых видеоданных.

На шаге 205 запрашивают точку 11 обращения к памяти, чтобы определить, известно ли уже местонахождение такого файла видеоданных. Местонахождение файла видеоданных может быть известно, например, если файл видеоданных уже переносили в область 40 временной памяти при предыдущей упреждающей выборке, и он еще хранится в запоминающих устройствах 56.

Если местонахождение файла видеоданных неизвестно, на шаге 210 инициируют процесс определения местонахождения соответствующего файла видеоданных. Подразумевается, что до этого в области 40 временной памяти не было обнаружено файлов видеоданных, соответствующих запросу на получение ожидаемого изображения. Показано, что на шагах 215, 225 и 230 трижды осуществляют поиск выборок. Подразумевается, что этот поиск может осуществляться последовательно или одновременно.

На шаге 215 точка 11 обращения к памяти запрашивает модуль 42 местонахождения области 40 временной памяти о наличии каких-либо файлов видеоданных, аналогичных файлу ожидаемых видеоданных. Такой запрос может включать поиск в базе 44 данных местонахождения файлов видеоданных с идентификаторами/характеристиками, аналогичными идентификаторам/характеристикам соответствующего интересующего файла видеоданных (например, с тем же именем пациента). Если на шаге 215 аналогичный файл видеоданных не обнаружен в области 40 временной памяти, поиск в данной области памяти прекращают, и точка 11 обращения к памяти возвращает данный статус (например, "файл не найден") в процесс определения местонахождения.

Если аналогичный файл видеоданных обнаружен, точка 11 обращения к памяти передает регистру 46 области 40 временной памяти запрос на определение местонахождения аналогичного файла видеоданных. На шаге 235 определяют атрибуты (т.е. формат) файла видеоданных и на шаге 240 передают информацию о характеристиках и местонахождении файла видеоданных точке 11 обращения к памяти. Логическая схема 210 управления местонахождением использует данную информацию для опроса областей 20 и 60 постоянной памяти.

На шаге 225 модуль 22 местонахождения запрашивает базу 24 данных местонахождения области 20 постоянной памяти. На шаге 230 модуль 62 местонахождения запрашивает базу 64 данных местонахождения области 60 нелокальной постоянной памяти. Если в одной из запрошенных областей 20 или 60 постоянной памяти обнаружен соответствующий файл видеоданных, на шаге 235 определяют характеристики соответствующего файла видеоданных. Несмотря на географическую удаленность, возможные запросы области 20 локальной постоянной памяти и области 60 нелокальной постоянной памяти осуществляют аналогично процессу запроса области 40 временной памяти. Любые различия между процессами связаны в основном с особенностями связи, которые возникают при пересечении границы 19 топологической схемы сети.

Затем на шаге 235 точке 11 обращения к памяти передают информацию о характеристиках и местонахождении обнаруженного соответствующего файла видеоданных.

Если такой файл видеоданных не обнаружен, уведомляют процесс определения местонахождения. Подразумевается, что при использовании централизованного модуля местонахождения все такие запросы могут осуществляться за один просмотр базы данных. Примеры интересующих характеристик соответствующего файла видеоданных включают размер изображения, разрешающую способность при представлении изображения, тип файла видеоданных, повышение качества изображения.

На шаге 240 информацию о местонахождении и различные характеристики, определенные на шаге 235, сохраняют в точке 11 обращения к памяти для ожидаемой в будущем передачи файла видеоданных рабочей станции 8 пользователя.

На фиг.5 показана блок-схема, иллюстрирующая операции 135, осуществляемые системой 10 распространения видеоданных для переформатирования обнаруженного представления файла видеоданных в заданный формат. На шаге 305 определяют, является ли формат соответствующего файла видеоданных заданным (т.е. обладает ли файл видеоданных заданными атрибутами). В одном из примеров осуществления изобретения приемлемость представления определяют с использованием меток состояния соответствующего файла видеоданных. При необходимости изменить представление файла видеоданных по мере необходимости изменяют файл видеоданных. Для этого осуществляют различные сравнения и соответствующие преобразования, некоторые примеры которых описаны далее.

Например, на шаге 310 определяют, является ли формат обнаруженного представления файла видеоданных непосредственно изменяемым форматом. Если это не так, формат соответствующего файла видеоданных преобразуют в изменяемый формат. Как известно, некоторые алгоритмы сжатия (например, JPEG 2000) позволяют осуществлять сжатие изображения таким образом, что для получения варианта изображения более низкого качества удаляют конечную часть файла видеоданных. Предусмотрено, что на шаге 310 обнаруженное представление файла видеоданных может быть преобразовано в такой формат, если оно уже не хранится в нем.

На шаге 320 определяют, является ли разрешающая способность соответствующего файла видеоданных приемлемой. Если это не так, корректируют разрешающую способность соответствующего файла видеоданных. Некоторые исходные изображения имеют очень высокую разрешающую способность (например, порядка нескольких тысяч пикселей по вертикали и горизонтали), в результате чего файлы видеоданных имеют очень большой размер. Если разрешающая способность достаточна для усовершенствованных алгоритмов обработки изображения, применяемых при диагностике, изображения с более высокой разрешающей способностью могут не потребоваться в не связанных с диагностикой целях (например, при просмотре в качестве предшествующего исследования). Примером того, что может быть сделано на данном шаге, является уменьшение на 50% числа строк и столбцов изображения, в результате чего общее число пикселей уменьшается на 75%.

На шаге 330 определяют, содержит ли соответствующий файл видеоданных необходимые средства графического представления или корректировки (например, наложенный текст, средства корректировки контрастности и т.д.), и, если это не так, изменяют характеристики, связанные с наглядным представлением соответствующего файла видеоданных. При диагностике для обнаружения, измерения и выделения интересующих искажений изображения, связанных с диагнозом, могут применяться как ручные, так и автоматические средства. Такие "средства графического представления" или "средства корректировки изображения" могут храниться на внешнем носителе (например, в базе 13 данных конфигурации), но не применяться непосредственно к файлу видеоданных. На шаге 335 изображение может быть преобразовано таким образом, чтобы непосредственно применить такие "средства графического представления" или "средства корректировки изображения" к файлу видеоданных для использования в будущем. За счет этого рабочая станция в будущем сможет просмотреть "средства графического представления" или "средства корректировки изображения", даже если они недостаточно совершенны для их применения к файлу исходных видеоданных. После завершения необходимого преобразования на шаге 340 проверяют соответствующий файл видеоданных, чтобы удостовериться, что он преобразован в заданный формат, и, если это не так, на шаге 345 преобразуют файл видеоданных в заданный формат. Как указано выше, файл видеоданных должен быть преобразован в такой формат, как JPEG 2000, который обеспечивает максимальную гибкость в том, что касается возможностей его просмотра и преобразования в будущем.

Подразумевается, что, кроме того, в сочетании или вместо упомянутой выше обработки данных или изображений, применяемой для упреждающей выборки в медицинских или общих целях, может использоваться обработка любого типа. Например, для работы с исследованиями новых типов, такими как тонкослойная компьютерная томография или магнитно-резонансные исследования, в которых за одно исследование получают тысячи изображений, используют замену всей (большой) последовательности изображений меньшей последовательностью изображений, которая состоит из подмножества исходных изображений или то, что называют "подвыборкой изображений". Данный подход может быть реализован в системе 10 распространения видеоданных путем сохранения множества представлений файла видеоданных (т.е. "подвыборок") в различных областях 40 локальной временной памяти и использования рассмотренных выше функциональных возможностей системы 10 распространения видеоданных для управления и доставки выбранного представления (например, каждой 100-й "подвыборки" и т.д.) рабочей станции 8 пользователя.

Затем на шаге 350 соответствующий файл видеоданных при помощи записывающего устройства 54 запоминающих устройств 48 записывают в запоминающие устройства 56 области 40 временной памяти. После этого точку 11 обращения к памяти обновляют информацией о форматировании и доступности. Далее на шаге 355 может быть уведомлена рабочая станция 8 пользователя. Затем на шаге 360 ожидают запрос от рабочей станции 8 пользователя на получение соответствующего файла видеоданных, который поступает через точку 11 обращения к памяти.

Несмотря на то, что выше были проиллюстрированы и описаны конкретные признаки изобретения, специалисты смогут внести в него многочисленные усовершенствования, замены, изменения и эквиваленты, охватываемые объемом притязаний, определенных прилагаемой формулой изобретения.

Изобретение относится к системе распространения видеоданных и способу упреждения запросов рабочей станции пользователя на получение изображения и обнаружения, преобразования и при необходимости перемещения ожидаемых представлений файлов видеоданных в область локальной памяти для доступа к ним. Технический результат заключается в сокращении времени ожидания при выборке изображений. На основании ряда факторов, включающих предысторию выборки изображения пользователем и/или рабочей станцией пользователя, предсказывают ожидаемый запрос на получение изображения. Также предсказывают ожидаемое представление файла видеоданных. Затем определяют файл видеоданных, который соответствует ожидаемому запросу на получение изображения и имеет ожидаемое представление, копируют и сохраняют его в оптимальной области локальной памяти. Когда рабочая станция пользователя генерирует ожидаемый запрос на получение изображения рабочей станции предоставляют соответствующий файл видеоданных, хранящийся в оптимальной области локальной памяти. 3 н. и 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Система распространения видеоданных для выборки и воспроизведения изображений, включающая
первую область памяти для хранения файла видеоданных, соответствующих изображению,
вторую область памяти,
рабочую станцию пользователя, связанную с первой областью памяти на первом расстоянии передачи с возможностью генерирования запроса на получение изображения и воспроизведения файла видеоданных и связанную со второй областью памяти на втором расстоянии передачи, превышающем первое расстояние,
процессор, связанный с рабочей станцией пользователя, первой и второй областями памяти с возможностью приема запроса на получение изображения от рабочей станции пользователя и осуществления избирательной выборки файлов видеоданных из первой области памяти, и дополнительно способный:
i) хранить предысторию выборки изображения для рабочей станции пользователя и/или для конкретного пользователя или пользователей,
ii) использовать предысторию выборки изображения для предсказания ожидаемого запроса на получение изображения от рабочей станции пользователя и/или для конкретного пользователя или пользователей,
iii) использовать предысторию выборки изображения для предсказания ожидаемого представления, соответствующего ожидаемому запросу на получение изображения,
iv) определять, хранится ли в первой области памяти файл видеоданных, который соответствует ожидаемому запросу на получение изображения, и имеет ли он ожидаемое представление, и
v) если на шаге (iv) ответ положительный, после генерирования рабочей станцией пользователя ожидаемого запроса на получение изображения, выбирать из упомянутой первой области памяти файл видеоданных, который соответствует ожидаемому запросу на получение изображения, для предоставления рабочей станции пользователя для воспроизведения,
vi) если на шаге (iv) ответ отрицательный, определять, хранится ли во второй области памяти файл видеоданных, который соответствует ожидаемому запросу на получение изображения, и имеет ли файл видеоданных, который соответствует ожидаемому запросу на получение изображения, ожидаемое представление,
vii) если на шаге (vi) ответ положительный, копировать соответствующий файл видеоданных из второй области памяти в первую область памяти и далее выполнять шаг (v),
viii) определять, имеет ли файл видеоданных, который соответствует ожидаемому запросу на получение изображения, заданный формат, и
ix) если на шаге (viii) ответ отрицательный, преобразовывать файл видеоданных, который соответствует ожидаемому запросу на получение изображения, в заданный формат.

2. Система по п.1, в которой первая и вторая области памяти дополнительно включают память для хранения файла видеоданных, который соответствует ожидаемому запросу на получение изображения, и средство запоминания и выборки из памяти файла видеоданных, который соответствует ожидаемому запросу на получение изображения.

3. Система по п.1 или 2, в которой для упомянутого предсказания ожидаемого запроса на получение изображения используются характеристики, связанные с исследованиями, и характеристики, связанные со станцией.

4. Способ выборки и воспроизведения изображения в системе распространения видеоданных, имеющей первую область памяти для хранения файла видеоданных, соответствующих изображению, вторую область памяти и рабочую станцию пользователя, связанную с первой областью памяти на первом расстоянии передачи для генерирования запроса на получение изображения и воспроизведения изображения и связанную со второй областью памяти на втором расстоянии передачи, превышающем первое расстояние, при осуществлении которого:
а) сохраняют предысторию выборки изображения для рабочей станции пользователя и/или для конкретного пользователя или пользователей,
б) используют предысторию выборки изображения для предсказания ожидаемого запроса на получение изображения от рабочей станции пользователя и/или для конкретного пользователя или пользователей,
в) используют предысторию выборки изображения для предсказания ожидаемого представления, соответствующего ожидаемому запросу на получение изображения,
г) определяют, хранится ли в первой области памяти файл видеоданных, который соответствует ожидаемому запросу на получение изображения и имеет ли он ожидаемое представление,
д) если на шаге (г) ответ положительный, после генерирования рабочей станцией пользователя ожидаемого запроса на получение изображения выбирают из упомянутой первой области памяти файл видеоданных, который соответствует ожидаемому запросу на получение изображения, для предоставления рабочей станции пользователя для воспроизведения,
е) если на шаге (г) ответ отрицательный, определяют, хранится ли во второй области памяти файл видеоданных, который соответствует ожидаемому запросу на получение изображения, и имеет ли файл видеоданных, который соответствует ожидаемому запросу на получение изображения, ожидаемое представление,
ж) если на шаге (е) ответ положительный, копируют файл, который соответствует ожидаемому запросу на получение изображения видеоданных, из второй области памяти в первую область памяти и далее выполняют шаг (е),
з) определяют, имеет ли файл видеоданных, который соответствует ожидаемому запросу на получение изображения, заданный формат, и
и) если на шаге (з) ответ отрицательный, преобразовывают файл видеоданных, который соответствует ожидаемому запросу на получение изображения, в заданный формат.

5. Способ по п.4, в котором упомянутые первая и вторая области памяти дополнительно включают память для хранения файла видеоданных, который соответствует ожидаемому запросу на получение изображения, и средство запоминания и выборки из памяти файла видеоданных, который соответствует ожидаемому запросу на получение изображения.

6. Способ по любому из пп.4 и 5, в котором для упомянутого предсказания ожидаемого запроса на получение изображения используют характеристики, связанные с исследованиями, и характеристики, связанные со станцией.

7. Машиночитаемый носитель, включающий программный код для исполнения на компьютере и осуществления при этом способа по любому из пп.4-6.