[发明专利]用于图像数据的有效分布的方法和装置

说明书

本申请涉及通过网络的图像传送领域，并且更特别的涉及用于在服务器和客户端之间的诸如医学图像的源数据的有效传送的技术。

使用计算机技术以数字形式对图像进行存储、分布和观看变得更为普遍。在医学领域，图片归档和通信系统或PACE被广泛使用。在通常的PACE应用中，由诸如CT扫描器或MRI扫描器的成像器材获取的图像数据被以计算机数据文件的形式存储。图像的数据文件的大小根据图像的大小和分辨率变化。例如，通常用于质量诊断胸X射线的图像文件在10兆字节(MB)的量级。图像数据文件通常被格式化为“标准”或广泛接受的格式。在医学领域，已知一个广泛使用的图像格式为DICOM。DICOM图像数据文件通过计算机网络分布到能够将图像数据转化为在显示器上的高分辨率图像的专用观察站。

在医学成像应用中，图像必须以高分辨率显示，从而可以看到具有潜在诊断意义的图像细节。同样，在医学成像应用中，同时观看随时间捕获的多幅图像是理想的，以便能够检测在一时间段发生的改变。对高分辨率和多视图的需求转化为对高网络带宽、大存储能力以及观察站的有效处理能力的需求。在医学应用中使用的传统的数字编码的医学图像通常需要强大且昂贵的计算机系统以归档、分布、操控并显示医学图像。结果，许多当前成像系统是非常昂贵的。

用于在网络上有效地分布诸如医学图像的大图像的技术已经由University of Pittsburgh的Dr.Paul Chang、M.D.和Carlos Bentancourt研发出来了。由于在客户端-服务器环境操作该技术以便在客户端需要图像数据时从服务器向客户端递送图像数据(即，正好及时的数据递送机制)。为了实施该正好及时的数据递送机制，动态传送语句生成用于在服务器中存储的图像的弹性分层表示。分层表示包括由可以在服务器中使用以从图像的特定区域获取图像数据的小波变换来生成的系数。变换系数保存对应于图像的特定区域的数据。为了在客户端观看图像的部分，客户端向服务器发出针对变换数据的请求，所述变换数据包括系数坐标以识别分层表示中的系数。服务器向客户端提供所需变换数据。之后，客户端根据已经本地缓存的数据(如果需要)和所提供的变换数据的组合重构图像的部分。在标题为“Methods and Apparatus for Dynamic Transfer of Image Data”、发明人为Paul Joseph Chang和Carlos Bentancourt、发表于2004年3月23日的U.S.专利6,711,297中完整描述了动态传送语句，该专利通过引用并入本文。

在上述Chang的‘297专利的系统的一个实施例中，小波变换使用具有整数系数结果的定点核从而达到无损数据显示。然而，该对无损压缩的限制通常阻碍对于图像数据大于2到3到1的压缩率。在一些情况中，如果应用具有足够的带宽，获取较大压缩率的能力不是必要的。然而，在诸如远程放射学应用的其他应用中，期望达到比以纯无损压缩生成的压缩率大的那些压缩率。该能力对于其有用的另一应用类别为当数据集如此之大以使得传送整个无损数据集是不切实际的(诸如非常大的CT数据集——具有几千幅图像)。对于受限带宽的情况，期望增加压缩率，与此同时保持恢复原始无损数据的能力。

本申请公开了有效地将源数据从服务器传送到至少一个客户端的系统。

在一个示例性实施例中，源数据被分解为由系数组成的分层表示。将系数进行量化和压缩以形成由压缩系数组成的压缩分层表示。压缩分层表示可以被用于重构用于在客户端显示的源数据的“视觉无损”版本。

为了在客户端重构源数据的视觉无损版本，客户端请求来自服务器的压缩系数，该服务器具有到压缩分层表示的访问通路。响应于客户端请求，服务器传送在请求中指定的压缩系数。客户解压缩压缩系数，并执行逆小波变换以生成源数据的视觉无损版本。

可以根据源数据的视觉无损版本与残留数据相结合来重建源数据的全保真性或完全无损版本。对压缩系数执行逆小波变换以生成逆视觉无损数据并且根据逆视觉无损数据和原始源数据之间的差别生成残留数据。所生成的残留数据以经分区和压缩的格式存储以增强视觉无损分层表示。

为了生成全保真或完全无损图像，客户端请求来自服务器的对应于视觉无损部分的残留数据。服务器具有到所生成的残留数据的访问通路。服务器将残留数据发送到客户端，且客户端使用所接收到的残留数据来将源数据的视觉无损版本更新为源数据的全保真或完全无损版本。

压缩分层表示和残留数据被任意地组织为分区中。对于这种选择，客户端请求和服务器响应对应于组织压缩分层表示和残留数据的相应分区。