[发明专利]一种海量医学图像三维可视化处理系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种海量图像的可视化处理系统，特别涉及一种海量医学图像三维可视化处理系统。

技术背景

随着数字图像技术及多媒体信息技术的发展，海量图像数据的应用越来越普遍，比如说医学图像领域已经普遍运用了海量图像数据，并且随着医学数字图像采集设备的改进，原始图像数据的精细程度的提高，需要处理的数据量也越来越大。然而，与此相对应的是硬件方面计算机内存的增加速度永远赶不上数据量的增长速度；软件方面计算机系统的设计使得32位软件最多拥有3GB数据处理能力。即使采用64位设计软件，要将海量医学图像的全部数据读入至内存中处理也是不现实的。

在医学图像处理领域，将医学图像中具有特殊含义的感兴趣区域提取，并进行三维重建，这在医学应用中具有特殊的重要意义。在上述各种不同的图像处理中都会直接或间接对海量医学图像数据进行处理，并会生成相应中间结果，因此如何科学有效地表示和存储医学图像数据使之适于医学图像处理操作便成为解决海量医学图像处理的关键。

实现海量图像处理的关键就在于如何解决内存与硬盘之间数据通信，以大的硬盘空间来弥补内存空间的不足，同时又要保证在大量的数据通信下软件仍能满足用户需求。目前主要有以下四种方法：

方法一：使得程序可以访问超过3GB的内存地址。例如现有技术中的，医疗三维重建研究软VG Studio Max，采用处理模型是开发基于64位处理器的软件，在64位处理器下，程序可以访问的地址几十GB。

方法二：采用内存图像数据分块处理，并进行结果汇总的方法。广东威创日新电子有限公司提出一种海量图像数据压缩，存储和显示方法。专利申请号：200710027386.5。此方案将海量图像数据分块，将分块数据读取并存放在内存缓存，经压缩生成各种分辨率级别的分层数据，并保存为中间图像文件，然后释放该内存缓存；在对海量图像进行显示时，将存储在磁盘中的中间图像文件读取到内存缓冲中，然后拷贝到显示缓冲区，将该显示区域范围内的图像显示出来。

方法三：采用每次处理立即释放内存空间的方法；

方法四：采用图像尺寸缩小方法来减少要处理数据量。

以上方法都存在如下不足：方法1要针对不同操作系统进行自主内存管理，方法不便于移植，复杂，而且不能充分利用已有操作系统高效的内存管理。特别是医疗三维重建研究软VG Studio Max对处理器，内存等硬件和操作系统都有要求，而当前主流仍以32位处理器为主，VG Studio Max在32位处理器上不能进行海量图像数据处理。

方法2要针对现有不同的图像处理算法进行相应的分块，合并操作，而不同的图像处理算法各不相同，工作量大，同时有些图像处理算法不能进行分块处理，这就意味着采用这种方式就不能进行某些不支持图像分块的数据处理。专利申请号为200710027386.5，名称为一种海量图像数据压缩，存储和显示方法的专利申请主要用于图像显示，并不涉及数字图像处理，如平滑、分割、三维重建等。同时采用分块的方式，正如前面所述，对于类似医学图像处理中涉及到三维体数据处理中部分算法不能进行。

方法3仅是通过临时释放数据的方法来腾出空间，并不是真正解决问题，而且动态释放内存会降低处理的效率。

方法4为最常用方法，但缩小意味着图像有不同程序的失真，而医学图像往往要求精细度很高，这种方法不能达到医学图像精细的要求。

发明内容

本发明的目的就是针对上述现有技术不足，设计一种能对海量医学图像进行三维可视化处理，并能有效利用内存空间，以求在内存空间和内存处理效率中取得最佳平衡点的海量医学图像三维可视化处理系统。

为了解决上述技术问题，本发明包括如下技术方案：一种海量医学图像三维可视化处理系统，包括依次连接的图片导入模块、数据库、图像三维可视化处理模块和三维模型显示模块；所述图像三维可视化处理模块包括客户端、服务端和硬盘缓存器，所述客户端通过服务端与硬盘缓存器连接，所述硬盘缓冲器与客户端和三维模型显示模块连接。

所述服务端包括图像平滑模块、图像分割模块、三维重建模块；所述硬盘缓存器包括平滑结果硬盘缓存、分割结果硬盘缓存和三维重建结果硬盘缓存；所述图像平滑模块、平滑结果硬盘缓存、图像分割模块、分割结果硬盘缓存、三维重建模块、三维重建结果硬盘缓存依次连接。