[发明专利]基于多线程的磁共振3D图像大数据量渲染方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于多线程的磁共振3D图像大数据量渲染方法及系统，本发明通过数据库存储图像数据，图像数据使用NIfTI格式进行描述，使用gzip对图像数据进行压缩，数据库与服务端交互，实现图像数据的存取和转发，客户端开辟子线程，通过服务端从数据库获取图像数据并渲染到浏览器页面上；服务端负责连通客户端和数据库，为客户端从数据库获取图像数据搭建桥梁；客户端主线程实现子线程管理和papaya渲染，子线程管理具体为开辟子线程、并负责与子线程进行通信，papaya渲染具体为将获取到的图像数据渲染到浏览器页面上、展示给用户。本发明可以解决前端浏览器页面渲染大数据量的磁共振3D图像的问题，且具有较高性能。

技术领域

本发明涉及前端页面渲染性能领域，尤其涉及一种基于多线程的磁共振3D图像大数据量渲染方法及系统。

背景技术

网页前端开发的主要职责是将网页的界面更好地呈现给用户、同时提供给用户流畅的交互体验，因此为了尽可能地提高页面呈现性能、减少呈现时间，数据计算和大数据量的操作基本是交由后端进行的，后端将最终结果给到前端、让前端可以直接或者只进行少量操作即可渲染到页面上。早期的网站主要内容以图片、文字等静态内容为主，用户使用网站的行为也以浏览为主。随着互联网技术和前端技术的快速发展、用户需求不断推陈出新，对现代网页的要求也越来越高：更加美观酷炫的展示效果、更加丰富多变的展示内容、更加流畅便捷的交互体验以及更加强大复杂的功能。

尽管前端发展至今，已经能够进行一些复杂计算和部分场景下的大数据量操作，但其实是一种伪大数据量操作。举个例子，前端能够在对性能“锱铢必较”的移动终端动态渲染10万条数据的表格，如果一次性加载这10万条数据，假设每条数据只有一个英文字母，UTF-8编码，那么一个英文字母1个字节（Byte），10万条数据有10万个字节，即97.7KB。当然一般情况下一条数据不可能只有一个英文字母，它可能是一个包含图片、富文本、视频等丰富内容的对象（Object）。但即使是97.7KB，对前端尤其是移动端渲染性能来说、也是一个不小的挑战。为了提高性能、让用户顺畅地看到这10万条数据，前端会将这10万条数据进行分割，一次只渲染比如10条，随着用户视窗的滚动、加载渲染该视窗内的数据，并对滚出视窗的数据进行“卸载”，所以实际上，前端永远只渲染当前视窗的10条数据，这就是“伪大数据量操作”。

对于磁共振3D图像数据，如果以.json文件存储，大概有36MB；以.nii.gz文件存储，大概有650KB。这都远大于上述的97.7KB。现在，我们需要将磁共振3D图像通过web浏览器展示给用户浏览和交互，因为整个磁共振3D图像都在用户视窗内，即所有的数据都得同时加载，所以不能使用“伪大数据量操作”方式进行性能优化，只能另外寻找解决办法。

对于在浏览器上将描述图像的信息渲染成图像（该过程即称为可视化），目前普遍的技术方案是：将从服务器获取的描述图像信息的JSON文件进行数据结构转换后，交由诸如Echarts、Highcharts等可视化库进行渲染。这个方案有3个致命缺点：1）用JSON文件描述图像信息，文件大小为36MB左右，渲染过程中很可能会导致网页崩溃；2）Echarts、Highcharts等可视化库是基于SVG（本质是DOM）绘制图片的，它们不擅长大数据量的渲染，同样会导致网页崩溃；3）从服务器获取的数据量过大，而运行在浏览器环境的JavaScript是单线程的，获取数据的逻辑会导致后续逻辑阻塞，这就造成了用户需要等很久才能看到浏览器开始渲染数据，用户体验极差。

发明内容

本发明目的在于针对现有技术的不足，提出一种基于多线程的磁共振3D图像大数据量渲染方法及系统，采用经过gzip压缩的NIfTI格式文件存储磁共振3D图像的描述信息，在主线程处理逻辑中通过Web Worker开辟出一条子线程来专门负责从服务器读取图像信息数据，并通过异步方式将.nii.gz文件的内容逐段传递给基于Canvas的磁共振数据可视化库papaya进行图像渲染。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于多线程的磁共振3D图像大数据量渲染方法，包括：