远程医疗的多媒体标准
1 . DICOM
DICOM 标准是医学影像信息学领域的国际通用标准,涵盖了医学数字图像的采集、归档、通信、显示及查询等几乎所有信息交换的协议。由于 DICOM 的开放性与互联性,使得 PACS 与其它医学应用系统( HIS 、 RIS 等)的集成成为可能,所以远程医疗在通讯过程中也需要适当地考虑 DICOM 标准。
2 .多媒体数据压缩标准
ISO 和 ITU 制定出一系列的多媒体编码标准。视频压缩标准有两类,一类 MPEG : MPEG-1 、 MPEG-2 、 MPEG-4 等;一类 H 系列: H.261 、 H.263 ,以及运动 JPEG 压缩标准。 H.261/H.263 覆盖了低带宽( 2Mbit/s 以下)的应用,而 MPEG-2 覆盖了高带宽( 1.5M 以上)的应用。后来二者联合制定了一个统一的图像编码标准 H.264 / MPEG-4 AVC ,用于改善图像质量,覆盖所有的带宽。 Internet 上的实时传输一般使用具有较低码率的 H.261/H.263 编码标准、运动 JPEG 以及 MPEG4 。
目前的音频标准有: 电话 质量的 G.711 , G.721 , G.723 , G.728 ;调幅广播质量的 G.722 ;高保真立体质量的 MPEG 音频。其中 G.723 可以将语音信息压缩到 6.3Kbps , MOS 值为 3.98 ,即一般人无法听出压缩后的语音失真。
静止图像标准包括, ISO 的 JPEG 、 JBIG ,和 ITU-T 的 G3 、 G4 。 JPEG 适用于黑白及彩色照片、彩色传真和印刷图片,不太复杂或一般取自真实景象的图像的压缩,可以支持高的图像分辨率和量化精度,对于一般的图像的压缩比为 20:1~25:1 ,无损模式的压缩比为 2:1 。在 DICOM 标准中采用的图像压缩形式是 JPEG2000 ,这种标准具有高压缩率(比 JPEG 高 20%~40% )、无损压缩、渐进传输、感兴趣区域压缩、彩色模式多、图像处理简单的优势。
远程医疗有可能使用电信网络和计算机网络。电信网的连接带宽固定,在信息传送时需要充分利用网络带宽和平滑通讯业务,可以适当采用 H.320/H.324 视频会议标准。计算机网络的连接带宽限制性可变,信息传送时需要平衡通讯质量和业务量的关系,可以参考 H.323 视频会议标准。
3、端到端的业务控制
为了协调网络速度和平衡网络承载量,在传送突发多媒体时,并不是把全部数据一次性传送到网络上,形成网络的瞬间超载,而是采用端到端的拥塞控制来进行最大限度的传输。
可以采用基于窗口和基于速率两种方法来实现拥塞控制;其中基于窗口的拥塞控制会出现重传延时、传输抖动等问题,所以不适于实时传输;而基于速率的拥塞控制机制在实时传输中得到广泛的应用。基于速率的拥塞控制既可以在源发端实施,也可以在接收端实施。前者由数据发送端负责调整多媒体流的发送速率,使得发送速率与网络的可用带宽相匹配,具体的实施可以使用反馈机制获得网络状况,通过接受端提交的 QoS 报告来调整发送速率;后者由数据接收方向数据源主动请求,接收适合自己需要的多媒体质量。
QoS- 技术就是针对在网络上传输语音、视频和数据的需求进行平衡的技术。 QoS 将网络带宽专门预留出一部分用于传输语音 / 视频,余下的部分则进行数据传输,这样能够减少或消除音频的停顿、视频的停滞和其它性能方面的问题。
如图 3 所示,在进行端到端的控制时可以采用如下机制:语音视频信号定时采样,处理后直接传送给传输区;只要判优器发现入口处出现实时信息,就将传输区分配给实时信号,这样可以满足实时信号的最大限度传输。某些应用也许需要快速传送非实时数据,此时只需关闭判优器的实时信息通道或者改变判优策略即可。预处理器根据系统反馈的 Qos 报告动态地改变各种压缩策略,以充分利用网络带宽。
远程医疗需要充分利用业已成熟的多媒体和网络通信技术,合理地对视频、音频和数据信息进行压缩和恢复处理,从而保证医生之间以及医生和病人之间交互所需的实时性,还要与医疗信息系统结合起来,共同完成高质量的远程医疗服务。 |