Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

Таблица 1 Комплектация компьютера первичного пользователя.

Локальная вычислительная сеть

Особенности построения компьютерной сети для института хирургии им. А. В. Вишневского

Локальная вычислительная сеть представляет собой высокоскоростное соединение различных устройств, таких как сервера, рабочие станции и периферийные устройства (принтеры, модемы и т.п.), с общей средой передачи. Что позволяет распределять информацию и ресурсы ЛВС между пользователями.

Выбор топологии и типа ЛВС, а так же сетевых стандартов зависит от задач предъявляемых к ЛВС института хирургии.

Локальная сеть института предназначена для:

• Обеспечения общего доступа к базам данных и другой медицинской информации;

• Передача и обработка видеоинформации;

• Обеспечение аудиовизуального взаимодействия сотрудников института в реальном времени. с помощью системы видеоконференций;

• Предоставление доступа к ресурсам Интернет;

• Предоставление услуг электронной почты.

Отличительной особенностью данной сети является необходимость передачи видеоинформации и взаимодействие сотрудников с помощью видеоконференций. Данные приложения предъявляют жесткие требования к пропускной способности и скорости передачи, создавая значительную нагрузку на локальную сеть.

Изображение в аналоговом видео состоит из 625 для PAL/SECAM (525 для NTSC) строк и состоит из 2 полей по 312,5 (262,5). За 1 секунду передаются 25 (30) кадров или 50 (60) полей. Полоса, занимаемая видеосигналом, достигает 6 МГц.

В цифровом ТВ принято разбиение одного ТВ кадра на пиксели, что наиболее удобно для дальнейшей цифровой обработки. Каждый ТВ кадр разбивается на 768 точек по горизонтали и 576 точек по вертикали для сигналов PAL/SECAM (640 на 480 для NTSC) при стандартном для ТВ соотношении ширины к высоте изображения равным 4:3. Таким образом, получается два полукадра (поля) с разрешением 384Х288 (320Х240 для NTSC) при частоте 50(60) полей или 25(30) кадров в секунду. Для передачи цвета используется принцип сложения основных цветов: красного(R), синего(B) и зеленого(G) цветов. Цветной ТВ сигнал состоит из яркостной (Y) и двух цветоразностных (R-Y и B-Y) составляющих. Для этого используя специальные схемы суммирования из трех составляющих (Y, R-Y и B-Y) восстанавливают исходные составляющие цвета красный (R), синий (B) и зеленый (G) цвета, которые подаются на соответствующие электронные пушки кинескопа.

Для полного восприятия информации о яркости и цвете необходимо каждую точку изображения передавать как минимум 256 уровнями или 8 битным кодированием. Каждая точка цветного видеоизображения должна кодироваться 24 разрядным словом (8 бит Х 3 составляющие) или по компьютерной терминологии 24 бит/пиксель (24bpp). Таким образом, перемножив 24х768х576х25 получаем цифровой поток в 265420800 бит/сек или около 265 Мбит/сек для сигналов PAL/SECAM (221 Мбит/сек NTSC).

Практически кодирование ТВ сигнала происходит несколько иначе, учитывая, что для передачи ТВ изображения используется формат Y, R-Y, B-Y, то по сигналу Y производится полное кодирование (8 бит по 768х576 pics), а по сигналам R-Y и B-Y кодируется либо половина (8 бит по 384х288 pics), либо четверть (8 бит по 192х144 pics) для каждого из сигналов R-Y и B-Y. Для простоты используется запись в виде дроби 4:2:2 (иногда 8:4:4) или 4:1:1 (8:2:2). Следует иметь в виду, что данная дробная запись говорит о количественном соотношении кодируемых точек. Разрядность кодирования каждой точки всегда равна 8, иногда и больше. Перемножив полученные данные, получаем цифровой поток до 177 Мбит/сек для разрешения 4:2:2 и около 111 Мбит/сек для 4:1:1 (Все данные приведены для разрешения PAL/SECAM 768х576х25 кадр/сек).

Для ограничения цифрового потока видеоданных используют алгоритмы сжатия(компрессии). В основном используется два вида очень схожих между собой метода компрессии. Это метод M-JPEC, основанный на графическом формате JPEG, и MPEG (в разных вариациях). Оба метода основаны на дискретно-косинусном преобразовании (DCT) изображения разбитого на блоки. Разница этих методов заключается в исключении избыточной информации из исходного видеоизображения. Если M-JPEG использует только внутрикадровую избыточность (так называемую пространственную), то формат MPEG дополнительно использует и межкадровую избыточность (временную). Сжатие характеризуется коэффициентом компрессии - качественным соотношением между исходным и полученным кадром исходя из необходимости сохранения качества исходного изображения и ограничения цифрового потока видеоданных. На практике применяются коэффициенты от 1:1 (без сжатия) до 20:1 (сжатие исходного кадра в 20 раз). Это соответствует качеству ТВ сигнала от эталона (1:1) до стандарта VHS (20:1).

С учетом сжатия видеосигнала, формату видеозаписи VHS(стандарт PAL, оцифровка 768х576, 384х576 или 384х288, 8 бит 4:2:2) соответствует цифровой поток до 24 Мбит/сек.

Формату видеозаписи SVHS или DV/DVCAM (Стандарт PAL, оцифровка 768х576 8 бит 4:2:2 для SVHS и 4:1:1 или 4:2:0 для DV/DVCAM/DVCPRO) соответствует цифровой поток от 24 Мбит/сек.

Система видеоконференций с разрешением 640х480х25(30) кадров/сек дает цифровой поток 128-512 кбит/с (0,12 – 0,5 Мбит/сек). Рекомендуется для проведения видеоконференций уровня предприятия использовать полосу пропускания 384 кбит/с (0,4 Мбит/сек).

Соответственно, общий цифровой поток ~ 25 Мбит/сек.

Локальная вычислительная сеть способна обеспечить высокую пропускную способность, а следовательно, высокое качество изображения и звука. Однако традиционные ЛВС представляют собой сети с разделяемой средой передачи, т.е. когда одно из устройств передает данные в сеть, все остальные должны ждать окончания передачи, не делая попыток передать в сеть свои данные(доступ сетевых устройств к среде передачи регулируется сетевыми стандартами). Однако широкая полоса пропускания используется и для передачи других потоков данных, а соответственно, возможны задержки передачи, к которым видеопотоки крайне чувствительны, поэтому оптимальным решением является коммутируемая ЛВС. Преимущества коммутации заключаются в сегментировании сетей - делении их на более мелкие фрагменты со значительным снижением числа станций в каждом сегменте. Изоляция трафика в небольшом сегменте приводит к многократному расширению доступной каждому пользователю полосы, а поддержка виртуальных ЛВС (VLAN) значительно повышает гибкость системы. Для обеспечения передачи цифрового потока без задержек необходима полоса пропускания 100/1000 Мбит/сек. Оптимальным решением является сеть Fast Ethernet(10/100Base-TX)/Gigabit Ethernet (1000Base-SX). На уровне сегмента обеспечивается скорость передачи 100 Мбит/сек, на уровне здания 1000 Мбит/сек.

Данная сеть характеризуется следующими параметрами:

• Топология сети – “звезда”;

• Архитектура сети: “Клиент - Сервер/Файл – Сервер”;

• Основной сетевой протокол TCP/IP;

• Физическая среда передачи – кабель на основе неэкранированной витой пары (UTP 5 категории) и многомодовый оптоволоконный кабель.

• Коммутаторы с высокоскоростной шиной и разделяемой памятью.

• Возможность объединения сетей Fast Ehernet и ATM

Программное обеспечение и сетевое оборудование

1. Программное обеспечение для управления и работы с серверами и рабочими станциями:

1. Сетевая ОС - Windows NT Server 4.0

2. Клиентская ОС - Windows NT Workstation 4.0

3. Сервер БД - MS SQL Server 7.0

4. Почтовый сервер - MS Exhange Server 5.5

В качестве программного обеспечения для работы с базами данных и сетью можно использовать пакет MS Back Office - 4.0 (Включает в себя NT Server, SQL Server 7.0 Exhange Server 5.5, SMS 2.0, IIS, SNA Server)

2. Программное обеспечение для управления сетью.

1. MS SMS 2.0 - Мониторинг сети и рабочих станций, управление рабочими станциями, установка ПО по сети

2. Программное обеспечение фирмы 3Сom - Transcend Network Control Services(включает сл. продукты Transcend Enterprise Manager и Transcend Workgroup Manager), Traffix Manager - позволяют управлять сетевыми устройствами, анализировать трафик и статистику приложений, управлять работой сети(реализуется редствами протокола RMON/RMON2). Все программное обеспечение работает под управлением Windows NT Server, Transcend Network Control так же работает под управлением Sun Solstice Domain Manager.

3. Сетевое оборудование фирмы 3Com: Коммутаторы серии: SuperStack II 3300 для Ehernet 10/100 Base-TX (витая пара 5 категории, разъем RJ 45), SuperStack II 9000/9300 для Ehernet 100/100 Base-SX (многомодовое оптоволокно).

Персональный компьютер консультанта

Персональный компьютер консультанта использует конфигурацию, аналогичную той, которая была использована для персонального компьютера первичной обработки данных. За исключением установки в ПК сетевой карты для работы с компьютерным рентгеновским томографом и увеличением быстродействия для более детальной и оперативной обработки принимаемой информации, а так же работы с базой данных. Рекомендуемая конфигурация представлена в таблице 2.

Таблица 2 Комплектация персонального компьютера консультанта.

Использование фильтров

Для эффективной работы с полученными из УЗИ изображениями необходимо применять программные средства, которые бы обеспечили возможность обработки изображения и при этом не требовали высокой квалификации обслуживающего их персонала. Данная программа была разработана в РНЦ «Курчатовский институт» и называется CTsoft. В создании этого программного продукта и приняла участие и наша группа дипломников. В размерах данного проекта были предоставлены алгоритмы обработки изображения, позволяющие преобразовывать полученные картинки по специализированным алгоритмам – фильтрам. Данные фильтры предназначены для сглаживания и выделения областей на изображении. Рассматривалось четыре вида фильтров:

1. Фильтр сглаживания – Smooth;

2. Фильтр усредненного сглаживания – Mean;

3. Фильтр подчеркивания контуров на основе матрицы размером 3*3 пикселей – Contour;

4. Фильтр обработки полутонов – Shading.

Все вышеуказанные фильтры работают по алгоритмам на базе матрицы размером 3*3 пикселей. Для описания алгоритмов фильтрации используем условные обозначения для каждого элемента данной матрицы см. таблицу 3.

Таблица 3 Матрица пикселей, использованная для построения фильтров.

A	B	C
D	E	F
G	H	J

Для того, чтобы можно было бы сравнить действия этих фильтров, далее будут показано изображение, полученное путем передачи данных из УЗИ в персональный компьютер. Исходное изображение показано на рис. 4. И в конце данного раздела будет показано действие нескольких фильтров для отображения определенных областей на данном изображении.

рис. 4 Исходное изображение.

Фильтр сглаживания

Фильтр сглаживания используется для уменьшения общей контрастности изображения. Основной алгоритм, использующийся в данном фильтре:

Характеристики

Список файлов реферата