层结构在医学影像平台中的应用

为了使医学影像平台具有更好的复用性和可扩展性,笔者把在其他领域都得到广泛应用的overlay思想引入到医学影像平台的架构设计中来,以层结构的方法组织医学影像图元的显示和消息机制,使平台具有统一的消息管理机制和应用开发模板.提出了"图层"的定义并加以解释;然后分析医学影像工作站的特点,把层结构的思想引入,从理论上阐述了实现医学影像平台层结构的可行性和实现思路;最后以一个真实的框架改造项目举例,证实了图层结构的实用价值.该设计方案实现了框架与图元对象的分离,降低了系统平台与具体应用的耦合度,使平台具有更好的复用度,同时为具体应用设计了统一的开发模板,降低了项目开发的复杂度,缩短了开发周期.     

计算机辅助诊断算法平台

针对计算机辅助诊断系统已成为制约医疗器械硬件发展的关键因素，提出一个医学影像辅助诊断算法平台（Computer Aided Diagnosis Algorithm Platform，CADAP），帮助研发人员高效、便捷地开发面向人体多种疾病的计算机辅助诊断系统．平台集成医学影像三维可视化、图像增强、图像分割、ROI（Regionof Interest）检测、特征提取与分类等关键算法，并引入工作流技术，采用组件与多层体系结构建立一个算法流程可以动态管理和复用的算法平台．     

基于组件的医学影像处理算法平台的实现

随着ITK和VTK的成功,很多知名公司与学术机构也投入大量的人力和物力来研究开发自己的医学影像算法平台,并取得一定的进展.但是,目前大部分医学影像处理算法平台只能用文本编程,不但需要用户有一定的编程水平,而且还要进行不必要的重复编码.针对上述问题,设计并实现了一个能够可视化编程的医学影像处理算法平台,通过对该平台组件的形式化描述,提出了树形数据流模型及遍历方法,并给出平台的语法规则-扩展数据流编程语言的形式化描述.在该平台下,用户可以通过定义和连接各种代表不同图像处理功能的组件来创建程序,不但使非编程人员也能开发出复杂的医学影像处理算法,而且提高了算法的重用性.     

基于MapReduce的数据挖掘平台设计与实现

MapReduce编程模型的简单性和高性价比使得其适用于海量数据的并行处理.然而,MapReduce欠缺对多数据源、组件复用以及数据可视化支持,这些缺点使用户在运用MapReduce框架进行数据挖掘时暴露出开发效率低下,重复开发等问题.提出了一种基于MapReduce的数据挖掘平台的设计与实现,该设计思想为Hadoop作为大规模数据计算平台在数据挖掘、数据可视化以及商业智能应用方面的不足提供了参考与弥补.同时,基于该方法实现了一个大规模数据挖掘工具.     

基于OSGi面向服务的软件体系架构

为了实现企业应用的基础架构、开发方式、部署方式的统一,文中研究了OSGi服务组件模型. OSGi提供了一种面向服务的组件开发框架,具有高度模块化和动态化特点.根据SOA思想和OSGi技术特性,提出一种基于OSGi的面向服务的软件体系架构,包括基础设施层、服务组件层、服务编排层、应用层,基于J2EE、OSGi等开放技术开发了统一服务架构平台,平台采用SOA架构和标准规范,并通过组件化、图形化为设计、开发、调试、部署、运行、维护提供全生命周期的支持.在实际应用中,文中研究成果实现了企业应用即插即用的模块化管理,能够有效提高软件模块复用能力和复用程度.     

计算机应用系统输出一体化模型研究与实现

应用系统设计时,输入输出功能在开发设计工作中占有较大比重。由于用户需求变更,同时新的输入输出技术不断推出也需要系统支持,造成后续功能修改和扩展的困难,甚至影响已有的应用和技术架构。建立一个输出一体化应用模型,将需求和数据中的各类输入输出处理归入此模型框架中,在面向服务的架构(SOA)下完成设计开发。由于采用构件复用形式,节省了开发和维护的成本,方便系统后期扩展,用户根据业务需求灵活配置不同的输入输出平台、数据处理模式、异步队列管理等。     

一种面向模型的动态架构及其支撑平台

为了让应用系统能够灵活地动态演化以适应用户需求的变化,提出了一种面向模型的动态应用架构.该架构以生成的框架对象实例来调度各应用构件的工作,在框架层解释模型与构件间的引用和交互过程.通过把用户业务需求这一抽象概念具体化为可直接操控的模型,给出一种面向模型的动态架构演化技术.为支持这一架构,设计并实现了一个支撑平台IPmis,为具有动态调整能力的应用系统的开发和运行提供了可视化的集成环境.在此平台上完成了医疗保险集成系统的开发,系统满足了随用户需求变更动态可调的需要.     

面向IoT的边缘节点平台架构

针对边缘节点体系结构支持功能单一、模块划分混乱、向云端传输数据中的带宽开销大以及数据传输安全问题,设计开发了一套面向IoT的边缘节点平台架构.该平台架构包括设备管理、数据管理、资源管理、应用管理以及导出服务管理5个模块,使用最小二乘法等算法在边缘侧实现数据采集、数据过滤、数据加密、指标分析等功能.测试结果表明,该平台能...     

图形算法融合处理体系结构设计与实现

为构建面向不同图形处理算法应用的统一实现平台,提出一种面向硬件实现的多种算法融合处理体系结构.该结构将通路控制、参数控制、复用控制、状态检测等方式与数学运算库有机结合,采取串行结构将多种图形处理算法进行统一实现;在此基础上,将纹理映射算法和深度图像三维变换算法进行融合,实现了面向FPGA的设计.最后在FPGA平台上进行了验证与资源分析,取得了良好的预期效果.     

面向浏览器的医学影像可视化系统

目的 当前各大商业公司和开源社区所提供的医学影像可视化系统依赖于各类平台以及与平台相关的插件,难以实现跨平台访问.为此提出并实现了基于HTML5的面向现代浏览器的医学影像可视化系统.方法 基于B/S(browers/server)模式进行系统整体架构与设计,设计自定义的传输协议提供各种定制的图像可视化服务.对于2维影像,采用HTML的canvas技术和WebGL技术进行浏览器端硬件加速.对于3维医学影像,采用前后端异步操作的策略以提供渐进式可视化.算法构造原始数据的多分辨率采样,并在用户交互过程中实现自适应可视化.结果 在不同的浏览器、多组临床医学影像肝脏数据上测试了系统,表明系统支持跨浏览器的可视化.测试2维和3维可视化的结果表明,系统支持2维影像的实时可视化(25帧/s),支持3维影像的交互可视化.对于512×512×154的医学体数据,低精度绘制模式的可视化效率可以达到60帧/s,高精度绘制模式的可视化效率可达到 1帧/s 的绘制效率.结论 本文面向浏览器的医学影像可视化系统利用当下新兴的WEB技术实现了跨浏览器、跨平台地对用户提供服务,为远程及移动医疗影像可视化系统提供了机会.