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第1篇

關(guān)鍵詞：圖像的實時傳輸；圖像傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)和協(xié)議；MPEG-4高清晰視訊

Abstract:Haveintroducedthattheoperationimagetransfersapplicationinworkinginhospitalmedicaltreatmentandtheirprinciplemainly.

Keywords:Operationimagetransmission,standardandagreementthattheimagetransfers,MPEG-4heightislimpidlookatamessage

馬鞍山市中心醫(yī)院是三級醫(yī)院，其骨科在國內(nèi)外享有盛名，相關(guān)教學(xué)和學(xué)術(shù)交流活動十分頻繁，手術(shù)觀摩和指導(dǎo)是交流的重要內(nèi)容，手術(shù)室的特殊性決定了不可能在現(xiàn)場開展這些活動。采用圖像傳輸系統(tǒng)，將手術(shù)圖像傳到觀摩會議室來可以有效解決這一難題。骨科手術(shù)屬于高精密、高難度手術(shù)，對于傳輸?shù)膱D像清晰度要求非常高，傳統(tǒng)的會議電視系統(tǒng)提供的圖像質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需要，經(jīng)過多次演示和實際檢驗，發(fā)現(xiàn)采用DVISION的基于IP網(wǎng)絡(luò)的MPEG-4高清晰會議電視終端和多點控制單元（MCU），可提供高質(zhì)量手術(shù)圖像的遠(yuǎn)程傳輸。

1圖像傳輸?shù)母攀?/p>

醫(yī)院圖像傳輸是現(xiàn)代電信技術(shù)在醫(yī)療系統(tǒng)的應(yīng)用，綜合了異步傳輸模式（ATM）、電視、快速以太網(wǎng)和計算機技術(shù)的優(yōu)點，實現(xiàn)圖像、聲音、數(shù)據(jù)的高速寬帶傳輸，具有雙向的功能。既有可視電話的雙向性，又有現(xiàn)場直播的時效性，且容量大、清晰度高。

醫(yī)院手術(shù)圖像傳輸系統(tǒng)有以下功能：手術(shù)室的教授通過該設(shè)備進行雙向交流；一般的學(xué)生或醫(yī)生，可以在資料室通過設(shè)備終端進行手術(shù)觀摩；可進行手術(shù)圖像的傳輸和過程監(jiān)視；主要設(shè)備可作為多點控制用；存儲服務(wù)器可以對視音頻碼流進行數(shù)字存儲，存儲功能使保存、回放、剪輯和VCD/DVD制作輕易實現(xiàn)。

2圖像傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

手術(shù)直播特指專家于特定會議室實時觀看手術(shù)過程，給予手術(shù)醫(yī)生實時指導(dǎo)，同醫(yī)生就手術(shù)情況進行實時交流、討論和研究的雙向交互式視頻會議系統(tǒng)。本方案中我院采用了三套終端（其中一套是只接收終端），一臺MCU，一臺存儲服務(wù)器。設(shè)備匯接在網(wǎng)絡(luò)交換機上，通過醫(yī)院的快速以太網(wǎng)的千兆光纖實現(xiàn)互通。

手術(shù)室終端視頻源包括：PELCO球型攝像頭和顯微鏡，并匯接在1臺視頻切換矩陣上。PELCO球型攝像頭可以水平方向360度旋轉(zhuǎn)，垂直方向90度旋轉(zhuǎn)，放置在手術(shù)室的頂角處，攝入角度可以覆蓋整個手術(shù)室，觀察宏觀景物活動，也可以進行遠(yuǎn)端遙控。攝像機是通過無影燈的專用孔中觀察，不但可以看到手術(shù)部位的手術(shù)圖像。還可以遠(yuǎn)程遙控手術(shù)室攝像機的切換、搖移、拉伸、聚焦等，可以看到各種儀器的數(shù)據(jù)、主刀醫(yī)生的畫面、手術(shù)全景等畫面，并掌握全面情況。而無線麥克風(fēng)則可放置在醫(yī)生身上，以便于和遠(yuǎn)端進行交流。傳統(tǒng)遠(yuǎn)程醫(yī)療設(shè)備不能提供高清晰的手術(shù)畫面，只能進行遠(yuǎn)程的會診和交流，高清晰會議電視系統(tǒng)應(yīng)用于遠(yuǎn)程醫(yī)療，不但可以進行一般的會診和交流，同時可以提供高清晰的手術(shù)畫面和顯微畫面。通過采用MPEG-4的4M碼流，其高品質(zhì)的圖像，使顯微鏡下的組織結(jié)構(gòu)也清晰無比。MPEG-4編碼器可實現(xiàn)每秒約48000個宏塊的吞吐率，提供了對兩個逐行SDTV（720×480，60fps）視頻流或14個CIF分辨率視頻流進行解碼的足夠吞吐率。音頻編碼采用MPEG-4(AAC)，AAC是一種由MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)定義的有損音頻壓縮格式。

數(shù)字化高清晰遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)不但可以提供高清晰的手術(shù)畫面、高保真的語音和雙向?qū)崟r交流，而且可以將手術(shù)過程同步存儲在計算機中，便于教學(xué)和點播，并可以作為資料文獻記錄在光盤上。

3手術(shù)圖像傳輸功能介紹

3.1高清晰圖像在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸

因為采用MPEG-4編解碼，在網(wǎng)絡(luò)中進行廣播級質(zhì)量的視頻交流成為現(xiàn)實。手術(shù)室傳來的手術(shù)動態(tài)圖像可達(dá)352x576像素(1CIF),X光片通過圖文展示臺可達(dá)704x576像素(4CIF)，電腦圖像可達(dá)1024x768像素(XGA)。兩臺顯示設(shè)備分辨率自動動態(tài)調(diào)整，如CIF+4CIF(手術(shù)圖像和X光片)，CIF＋XGA(手術(shù)圖像+PC圖像)等。同樣，會議室專家亦可將會議室圖像和專家提供的參考資料同時顯示在手術(shù)室的顯示設(shè)備上。傳統(tǒng)的視訊系統(tǒng)絕大多數(shù)采用的視頻編碼方式的圖像分辨率（352x288）就不高，從圖像本身來講比傳統(tǒng)產(chǎn)品要高。由于MPEG-4算法本身的優(yōu)勢，可以保證高品質(zhì)的視頻回放質(zhì)量，即使在對視頻質(zhì)量要求極為苛刻的廣電行業(yè)，MPEG-4也依然可以提供符合要求的廣播級圖像，這就是為什么MPEG-4會成為事實上的廣電數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)的原因。醫(yī)院由于要傳輸高質(zhì)量的手術(shù)圖像，所以對圖像清晰度的要求非常高，尤其是顯微鏡下的組織圖像，MPEG-4產(chǎn)品能夠提供從標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量圖像到專業(yè)廣播級的圖像質(zhì)量，滿足了醫(yī)院對圖像質(zhì)量的高要求。由于采用了4Mbit/s碼率，使顯微鏡下的組織圖像清晰，富有層次感。

3.2實時存儲

通過在線存儲系統(tǒng)實時將手術(shù)全過程圖像畫面和聲音以流媒體格式存儲在服務(wù)器中，方便術(shù)后重新播放，可通過訪問存儲服務(wù)器進行網(wǎng)上的點播或廣播，并可制作成資料光盤存檔和交流。

3.3雙向、實時的教學(xué)功能

醫(yī)院手術(shù)室的主刀大夫可以通過圖像和聲音同監(jiān)視點或會議室的人員進行討論和交流，監(jiān)視點或會議室的人員可以指導(dǎo)手術(shù)和隨時提問。

3.4強大的視頻會議控制中心MCU功能

醫(yī)院使用的視頻會議控制中心（MCU），是能夠同時支持H.261、H.263、H.264、MPEG-2、MPEG-4編解碼方式的多點控制單元，可以同時支持窄帶和寬帶終端（384Kbit/s－6Mbit/s），具有廣泛的適用性和極強的兼容性。

3.5操作簡便

該圖像傳輸系統(tǒng)采用WEB方式的操作界面，功能一目了然，設(shè)置方便。成功地應(yīng)用MPEG-4高清晰遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)進行手術(shù)圖像的傳輸，標(biāo)志著我院在遠(yuǎn)程圖像傳輸系統(tǒng)已經(jīng)進入數(shù)字化、高清晰、可視化、實用化階段。MPEG-4高清晰視訊系統(tǒng)也成為現(xiàn)代遠(yuǎn)程圖像傳輸系統(tǒng)的標(biāo)志性產(chǎn)品。

4手術(shù)圖像傳輸在醫(yī)院的應(yīng)用及發(fā)展

手術(shù)圖像傳輸系統(tǒng)是遠(yuǎn)程視頻會議系統(tǒng)的有效擴展應(yīng)用。應(yīng)用于醫(yī)療的實時畫面的遠(yuǎn)距離傳輸，所傳輸?shù)男Ч①|(zhì)量、畫面乃至色差都直接與病人的生命及健康密切相關(guān)，系統(tǒng)需對其承擔(dān)的任務(wù)負(fù)完全醫(yī)療和法律責(zé)任。因此，為了保證手術(shù)直播和遠(yuǎn)程醫(yī)療的效果，系統(tǒng)必須建立在高端視頻傳輸設(shè)備之上。

手術(shù)圖像傳輸系統(tǒng)是計算機、網(wǎng)絡(luò)和多媒體通信技術(shù)在醫(yī)學(xué)上的一項具體應(yīng)用，主要應(yīng)用在手術(shù)室、胃鏡室、血管造影（DSA）室等科室的教學(xué)和會議中，是國內(nèi)開展得比較多的一項醫(yī)學(xué)工作。它主要是應(yīng)用視音頻編解碼技術(shù)，通過一定的通訊手段，使身處異地的醫(yī)生之間可以相互看到對方的圖像及聽到對方的聲音，可以實現(xiàn)對醫(yī)學(xué)圖像的實時討論，達(dá)到模擬面對面交談的效果，并擴展到遠(yuǎn)程醫(yī)療會診、遠(yuǎn)程診斷、遠(yuǎn)程醫(yī)療培訓(xùn)、疫情匯報和學(xué)術(shù)交流等其他形式的應(yīng)用。其在醫(yī)院醫(yī)療工作中的應(yīng)用將越來越多，越來越廣，發(fā)展前景不可限量。

第2篇

光纖作為信號傳輸?shù)拿浇椋獠ǔ蔀閭鬏數(shù)妮d波。光纖通信系統(tǒng)主要由光纖連接器、發(fā)射機、光中繼器、光接收機和耦合器的無源器件組成。在所有的組成部件中光端機是核心部分，光端機由光接收機和光發(fā)射機組成，光接收機中的光檢測器將光信號轉(zhuǎn)化成電信號，在經(jīng)過加工和整理輸出，光發(fā)射機是將光源轉(zhuǎn)換成光信號，之后光信號通過光纖實現(xiàn)傳輸，通信信號傳輸?shù)馁|(zhì)量直接受到光接收機和光發(fā)射機性能的影響。光纖通信系統(tǒng)的優(yōu)勢在于，信號的傳輸速度快，傳輸?shù)娜萘勘容^大，而且光纖的體積小，具有很強的抗電磁干擾能力，保密性比較強，適用于遠(yuǎn)距離的信號傳輸，制作光纖的材料豐富，能夠耐腐蝕。在高性能通信網(wǎng)絡(luò)可使用光纖通信系統(tǒng)，能夠提高視音頻的清晰度，可用于制作電視數(shù)字化節(jié)目。但在使用光纖的過程中需要注意彎曲半徑不宜過小，光纖的連接和切斷技術(shù)比較復(fù)雜，需要在光纖系統(tǒng)的建設(shè)中給予特別關(guān)注。

2.微波傳輸系統(tǒng)

通信微波的波長在0.1毫米至1米范圍內(nèi)。通信微波的傳輸與接收之間無障礙時便可使用，成為現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)通信的主要工具。微波的發(fā)展與無線通信是密不可分的，成為遠(yuǎn)距離通信的主要媒介，廣泛應(yīng)用于軍事通信領(lǐng)域。微波站的設(shè)備主要由多路復(fù)用設(shè)備、天線、收發(fā)信機、電源設(shè)備、調(diào)制器和自動控制設(shè)備等組成。微波通信系統(tǒng)特點在于系統(tǒng)使用周期短和線路建設(shè)時間短。微波傳輸系統(tǒng)適合在山區(qū)、海峽、水面和不易鋪設(shè)光纖網(wǎng)的地區(qū)使用。其抗干擾性比較強，更容易適合復(fù)雜的自然環(huán)境，如水災(zāi)、風(fēng)災(zāi)以及地震等。微波傳輸頻帶寬、容量大，可用于包括數(shù)據(jù)、電話、傳真和電報等多種業(yè)務(wù)的傳送。但微波的缺點在于衍射能力弱，直線型的傳播方式，對物體的穿透能力比較弱，因此微波系統(tǒng)的搭建必須要在無線電管理部門的管理中實施，線路設(shè)備的鋪設(shè)必須與市政建設(shè)相結(jié)合，制定科學(xué)的規(guī)劃，以便避免微波通信效果受到影響。

3.衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)

衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)由星載轉(zhuǎn)發(fā)器、上行發(fā)射站、地球接收站和測控站。星載轉(zhuǎn)發(fā)器接受地面上傳送的微波信號，并對信號進行變頻和放大處理，再發(fā)射到地面服務(wù)區(qū)內(nèi)，星載轉(zhuǎn)發(fā)器作為空間的中繼站，它應(yīng)以最低附加噪聲和失真?zhèn)魉碗娨晱V播信號。上行發(fā)射站是把節(jié)目制作中心輸送的信號進行處理，通過調(diào)試，上變頻和高功率放大，通過定向天線向衛(wèi)星發(fā)射上行C、Ku波段信號，同時接收由衛(wèi)星下行轉(zhuǎn)發(fā)的微弱的微波信號，監(jiān)測衛(wèi)星轉(zhuǎn)播節(jié)目的質(zhì)量。地面接收站對來自衛(wèi)星的信號進行低噪聲放大，下變頻為中頻信號、中頻信號經(jīng)過調(diào)頻、解調(diào)后得到基帶信號，通過伴音解調(diào)電路和視頻恢復(fù)電路的途徑，建立起正常的視頻信號和伴音信號，在電視機里實現(xiàn)音頻和視頻。在廣播電視傳輸系統(tǒng)中衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)得到了廣泛使用，一顆通信衛(wèi)星的通信范圍廣，可以對幾百套電視節(jié)目進行傳輸，在衛(wèi)星信息覆蓋的空間弄均可實現(xiàn)信息通信，由于衛(wèi)星的信息傳播功能強大，傳播速度快，信息傳播效能好。電路和話務(wù)量可靈活調(diào)整；同一通信可用于不同方向和不同區(qū)域，但衛(wèi)星傳輸受雨衰、日凌、風(fēng)向等天氣影響較大。隨著數(shù)字化技術(shù)的不斷改進和成熟，衛(wèi)星系統(tǒng)的傳輸性能的穩(wěn)定性和抗干擾性不斷提高，增強了衛(wèi)星傳輸信號的質(zhì)量。

4.SDH傳輸技術(shù)

SDH傳輸是一種線路傳輸、功能交換、融合復(fù)接和統(tǒng)一管理的網(wǎng)絡(luò)操作信息傳送系統(tǒng)。SDH的功能比較強大，可實現(xiàn)動態(tài)網(wǎng)絡(luò)管理與網(wǎng)絡(luò)維護功能，能夠提高網(wǎng)絡(luò)資源的使用率，滿足現(xiàn)行廣播電視傳輸網(wǎng)的信息傳輸與交換要求。SDH傳輸技術(shù)是未來廣播電視信號傳輸發(fā)展的趨勢，SDH在廣播電視傳輸網(wǎng)中被廣泛應(yīng)用，已成為廣播電視領(lǐng)域傳輸技術(shù)方面的發(fā)展和應(yīng)用熱點。SDH同步傳輸模式（STM-N）承載信息業(yè)務(wù)，根據(jù)ITU-TG.707規(guī)范的SDH速率，STM-1對應(yīng)的線路速率為155.520Mbps、2.048Mbps的速率等級接口。SDH網(wǎng)能夠與PDH網(wǎng)兼容，具有統(tǒng)一的光接口和復(fù)用標(biāo)準(zhǔn)，它采用同步復(fù)用映射結(jié)構(gòu)和先進的指針調(diào)整技術(shù)，使來自不同業(yè)務(wù)提供者的信息能夠在不同的環(huán)境下同步復(fù)用，同時可承受一定的基準(zhǔn)丟失；SDH具有健全的網(wǎng)絡(luò)管理功能，可以進行統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)管理，并可以對網(wǎng)絡(luò)單元進行分布式的管理、具有業(yè)務(wù)的性能監(jiān)視、網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)維護、不同供應(yīng)商設(shè)備間的互通等功能。

5.結(jié)語

第3篇

1.1光傳播通信技術(shù)的優(yōu)勢隨著4G時代的到來，光傳輸通信技術(shù)也得到了迅猛發(fā)展，在電力通信行業(yè)中也具有舉足輕重的的地位。OTN，PTN，ASON，PON等光傳播通信技術(shù)絡(luò)技術(shù)的出現(xiàn)，突破了傳統(tǒng)的SDH技術(shù)單一的傳輸方式，為光傳輸網(wǎng)絡(luò)帶來了新鮮的血液。光傳輸通信具有衰減小、信息容量大、安全性能能好、頻帶寬、體積小等優(yōu)勢，在穿距離的傳輸和特殊環(huán)境中不僅能夠降低對于已建成的網(wǎng)絡(luò)的維護成本、提高寬帶服務(wù)質(zhì)量，更能實現(xiàn)移動通信行業(yè)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的健康穩(wěn)步發(fā)展。[1]

1.2光傳播通信技術(shù)存在的問題縱觀光傳播技術(shù)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展史，從世界上第一條光纖通信系統(tǒng)投入運營到如今突飛猛進的發(fā)展趨勢，整個過程中信息傳輸規(guī)模和安全可靠運行也一直是電力通信部門關(guān)注的重點。光設(shè)備的傳輸雖然具有維護簡單、擴容性較高,以及組網(wǎng)靈活等特點,并且隨著科技的發(fā)展光端機也不斷提升出槽位寬度均勻、增加擴容量等能力。但是,在社會經(jīng)濟不斷發(fā)展的同時,這些光傳輸設(shè)備的老化程度也越來越嚴(yán)重,有大部分設(shè)備的性能甚至已經(jīng)很難滿足電力通信在傳輸方面的要求，當(dāng)緩慢的衰變積累到一定程度時將會產(chǎn)生系統(tǒng)的最終的失效。

2.光傳輸通信技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展研究

2.1光傳輸通信技術(shù)的廣泛應(yīng)用近幾年我國在高速寬帶光傳輸技術(shù)方面取得了飛躍性的發(fā)展，我國在移動通信技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用方面也逐漸于國際接軌，成為全球高速寬帶光傳輸通信技術(shù)發(fā)展的重要推動力。高速帶寬光傳輸技術(shù)的核心是密集波分復(fù)用技術(shù)，隨著市場需求的消費增長，在短短的時間內(nèi)就成為網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的重心。[2]OTN和PTN系統(tǒng)作為光傳輸通信技術(shù)的重要組成部分，在實際的核心層部署中得到了廣泛應(yīng)用，其兩者相聯(lián)合的組網(wǎng)模式，為運營商帶來了強大的IP業(yè)務(wù)接入能力和靈活調(diào)度能力。

2.2光傳輸通信技術(shù)的發(fā)展在可預(yù)見的未來光傳輸通信技術(shù)將給人們的生活帶來重大變化，在無線網(wǎng)的環(huán)境中人們的工作、學(xué)習(xí)、出行等可以通過網(wǎng)絡(luò)獲得及時地、豐富地信息，變得更加便捷和簡單。有理由相信，隨著光傳輸通信技術(shù)的進一步發(fā)展以及配套技術(shù)的進一步完善，并且積極整合各方面的通信技術(shù)的優(yōu)勢，光傳輸通信技術(shù)在4G移動通信新時代的潛力將是無限的。光傳輸通信技術(shù)的發(fā)展推動著城域傳輸網(wǎng)不斷統(tǒng)一和融合，是運營商共同組建扁平化網(wǎng)絡(luò)的最佳選擇。光傳輸通信技術(shù)不斷的發(fā)展使得其生命周期大大延長。光傳輸技術(shù)100Gb/s的發(fā)展也突破了一定范圍下數(shù)字信號中光載波攜帶信息量無法提高的問題，并且將光載波能夠攜帶的信息量提高了一倍。

2.3光傳輸通信技術(shù)前景分析隨著社會需求的不斷增長，4G新時代下光傳輸通信技術(shù)的研究為綜合業(yè)務(wù)數(shù)字的發(fā)展帶來了迅猛的發(fā)展。在未來的光傳輸通信技術(shù)的發(fā)展中，源節(jié)點至目的節(jié)點之間的信號傳輸與交換過程中將會采用以光交換技術(shù)和波分復(fù)用傳輸技術(shù)作為核心基礎(chǔ)技術(shù)。隨著科技人員的不斷研發(fā)，以WDM技術(shù)為主導(dǎo)結(jié)OTN、PTN系統(tǒng)的應(yīng)用必定會逐漸取代取代DWDM和MST的地位成為光傳輸通信技術(shù)的主流技術(shù)。其自身所具有的優(yōu)勢順應(yīng)了業(yè)務(wù)IP化和網(wǎng)絡(luò)扁平化的趨勢，因此受到越來越多的運營商的重視，到目前為止，中國通訊運營商三大巨頭移動、電信、聯(lián)通已經(jīng)積極的投入設(shè)計制造。

3.結(jié)語