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文檔簡介
1、高清手術(shù)直播系統(tǒng)(AVA REN-III) 目錄第一章需求分析2第二章設(shè)計方案4§2.1設(shè)計原則4§2.2系統(tǒng)選型5錄播系統(tǒng)5高清攝像機5§2.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖6§2.4系統(tǒng)功能7手術(shù)直播功能7同步錄制8播放軟件8§2.5典型應(yīng)用9手術(shù)過程錄制與直播9遠程醫(yī)療(協(xié)助醫(yī)療)9醫(yī)療記錄10醫(yī)療教學(xué)與培訓(xùn)10第三章錄播主機介紹11§3.11、 錄播主機(放于中心機房)11§3.22、高清視音頻服務(wù)器(SEN1HD)技術(shù)指標12第一章 需求分析遠程醫(yī)療(Telemedicine)是網(wǎng)絡(luò)科技與醫(yī)療技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物,它通常包括:遠程診斷、
2、專家會診、信息服務(wù)、在線檢查和遠程交流等幾個主要部分,它以計算機和網(wǎng)絡(luò)通信為基礎(chǔ), 實現(xiàn)對醫(yī)學(xué)資料 (包括數(shù)據(jù)、文本、圖片和聲像資料) 和遠程視頻、音頻信息的傳輸、存儲、查詢、比較、顯示及共享。1、遠程醫(yī)療的發(fā)展現(xiàn)狀遠程醫(yī)療在歐美等發(fā)達國家早已是家喻戶曉的醫(yī)療手段。目前美國的絕大多數(shù)州已經(jīng)實施了遠程醫(yī)療工程。它們的系統(tǒng)總體框架主要是以跨全美的計算機網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ),通過高質(zhì)量的攝像機和處理能力較高的計算機、工作站等設(shè)施把大 型醫(yī)療中心和小型醫(yī)院、診療點及病人家庭聯(lián)系起來,形成一些各具不同規(guī)模的遠程醫(yī)療網(wǎng)絡(luò)。在歐洲,如德國、挪威等一些國家,對遠程醫(yī)療都進行了相當(dāng)程度的研究,針對一些特殊病例在不同地區(qū)開
3、通了相應(yīng)的遠程診斷項目,并在大學(xué)、醫(yī)院建立了一些實驗性的網(wǎng)絡(luò)。 我國在這方面的研究工作起步較晚,很多的工作僅僅是在建立計算機網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上開展一些應(yīng)用項目,如提供醫(yī)學(xué)信息的查詢、訪問和門診預(yù)約等,這主要是因為受到國內(nèi)醫(yī)療體制的限制,以及全面技術(shù)狀況和基礎(chǔ)設(shè)施水平(主要是網(wǎng)絡(luò)傳輸速率)的欠缺,因此目前我國的遠程醫(yī)療網(wǎng)絡(luò)在有些方面尚不十分成熟,還有待逐步進行改造、完善與提高。 但隨著我國寬帶網(wǎng)絡(luò)的全面發(fā)展和迅速普及,各個醫(yī)療機構(gòu)的寬帶接入也正被提到議事日程中來了,這就為各個醫(yī)療機構(gòu)之間進行大數(shù)據(jù)量的信息交流,尤其是高質(zhì)量的視音頻傳輸提供了必要的條件??梢灶A(yù)見,未來一兩年內(nèi),我國的遠程醫(yī)療工程一定會得
4、到迅速實施和快速發(fā)展。2、遠程醫(yī)療系統(tǒng)的組成和實現(xiàn)遠程醫(yī)療系統(tǒng)由網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)和遠程醫(yī)療應(yīng)用系統(tǒng)兩大部分組成。網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)可以是衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)絡(luò),電話網(wǎng)絡(luò)和以光纖通信為基礎(chǔ)的寬帶網(wǎng)絡(luò)。遠程醫(yī)療應(yīng)用系統(tǒng)包括:遠程診斷、專家會診、信息服務(wù)、在線檢查、遠程交流以及系統(tǒng)管理等幾個子系統(tǒng)。其中系統(tǒng)管理子系統(tǒng)是遠程醫(yī)療應(yīng)用系統(tǒng)的核心,由它負責(zé)對各個其它的子系統(tǒng)的流程、運作、建庫等進行統(tǒng)一協(xié)調(diào)與安排,一般采用Web技術(shù)實現(xiàn)。遠程醫(yī)療應(yīng)用系統(tǒng)的其它子系統(tǒng)的實現(xiàn)方法很多,在寬帶網(wǎng)絡(luò)的到迅速發(fā)展的今天,采用高質(zhì)量的視音頻傳輸方式實現(xiàn)其中的部分功能是非常自然的事,這將使得遠程診斷和遠程交流變得非常直接和方便。3、醫(yī)
5、療設(shè)備使用1)、基于電腦處理的醫(yī)療數(shù)據(jù):由于當(dāng)前的大多醫(yī)療設(shè)備,如X光機、CT機均擁有網(wǎng)絡(luò)接口并支持,由計算機通過網(wǎng)絡(luò)即可采集醫(yī)療設(shè)備中的影像,并采用VGA編碼器采集計算機中的CR或DR片、CT片、演示文件(PPT、WORD、EXCEL);2)、基于視頻處理的醫(yī)療數(shù)據(jù)采集圖像、監(jiān)護儀、DVD中播放的醫(yī)學(xué)類影片、培訓(xùn)室現(xiàn)場等等;3)、現(xiàn)場采集的視音頻數(shù)據(jù):通過高清晰的攝像機采集手術(shù)過程圖像實例、醫(yī)生的講解內(nèi)容;4)、遠程手術(shù)中使用的視音頻通訊設(shè)備,用于手術(shù)醫(yī)療人員與遠程協(xié)助醫(yī)療專家的交流使用,達到遠程醫(yī)療的目的。4、建設(shè)需求建立1套手術(shù)直播/遠程醫(yī)療/觀摩室/管理中心;管理中心管理所有手術(shù)的直播
6、/錄制視音頻的交互監(jiān)視等等功能。第二章 設(shè)計方案§2.1 設(shè)計原則我公司在設(shè)計系統(tǒng)時遵循高可靠、開放、實用、先進、安全和可擴展設(shè)計理念。1. 系統(tǒng)的高可靠性:高可靠性是本系統(tǒng)的首要原則,設(shè)備的選型首先能滿足長時間連續(xù)(24小時不間斷)運行的要求;2. 系統(tǒng)的先進性:相關(guān)產(chǎn)品應(yīng)具備當(dāng)今的先進技術(shù)水平;在整個系統(tǒng)的生命周期內(nèi),能夠不斷完善、擴充、更新,使功能愈來愈豐富,性能愈來愈完善,使用愈來愈方便,而不至于過早地被淘汰;3. 系統(tǒng)的開放性:系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計必須符合國際開放系統(tǒng)的標準,是真正的開放式系統(tǒng);系統(tǒng)使用的硬件平臺和軟件平臺均要符合開放式標準;硬件平臺的開放性,主要包括設(shè)備的互連性和
7、可互換性;軟件平臺的開放性,包括操作系統(tǒng)、圖形用戶界面、通訊協(xié)議等符合國際統(tǒng)一標準;開放性要求的目的在于,應(yīng)用軟件的可移植性,硬件平臺的可互換性。4. 系統(tǒng)的實用性:適合項目單位現(xiàn)場實際情況,能夠滿足強化管理手段,提高管理水平,同時為教師教務(wù)管理工作提供強有力的支持;設(shè)備不盲目追求高檔,而是在高可靠、先進的前提下實用,要能夠切實地解決實際問題。5. 系統(tǒng)的可擴展性:整體系統(tǒng)具有良好的可擴展性和可擴充性;當(dāng)系統(tǒng)規(guī)模擴大,還可以通過增加適當(dāng)模塊或相應(yīng)設(shè)備,就能夠適應(yīng)要求,達到良好效果不會造成浪費。6. 系統(tǒng)的兼容性:系統(tǒng)設(shè)計充分考慮了系統(tǒng)的兼容性,能與原有系統(tǒng)組成完整的系統(tǒng)。§2.2 系
8、統(tǒng)選型2.2.1 錄播系統(tǒng)AVA推出全新的REN-III高清錄播系統(tǒng),該產(chǎn)品設(shè)計結(jié)構(gòu)精簡,數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理集合在一起,能夠?qū)崟r同步直播、錄制等功能。數(shù)據(jù)采集可同時進行高清2路視頻,1路高清VGA信號,不但豐富了數(shù)據(jù)采集的內(nèi)容,而且給導(dǎo)播人員的現(xiàn)場視頻控制帶來了極大方便。數(shù)據(jù)采集的每一路信號都使用獨立的硬件芯片進行采集處理,保證了強大的處理能力,提高視頻和VGA的采集質(zhì)量。使用了嵌入式的操作系統(tǒng),穩(wěn)定可靠,性能更高。獨一無二的導(dǎo)播技術(shù)使管理人員在辦公室就可以輕松完成現(xiàn)場視頻控制工作,無需人員親臨現(xiàn)場進行錄制工作。觀看端只需要使用PC、通過IP網(wǎng)絡(luò)連接到錄播主機,就能夠觀看直播。REN-III高
9、清錄播系統(tǒng)2.2.2 高清攝像機采用百萬像素的逐行掃描圖像傳感器,支持YPbPr高清模擬輸出,清晰度可以達到720TVL的廣播級圖像畫質(zhì)。支持30幀/秒實時720P。§2.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖AVA的這款REN-III高清錄播系統(tǒng)放置在管理中心或者網(wǎng)絡(luò)機房;前端視音頻設(shè)備安裝在手術(shù)室中,包括了VGA接口/YPbPr分量接口的高清服務(wù)器,這些設(shè)備與醫(yī)療儀器相連接,采集醫(yī)療數(shù)據(jù);前端采集信號后通過IP網(wǎng)絡(luò)傳至REN-III高清錄播系統(tǒng)進行錄制、直播、監(jiān)視等等。AVA高清視頻醫(yī)療系統(tǒng)擴展性強,一個系統(tǒng)能夠連接16個手術(shù)室。§2.4 系統(tǒng)功能AVA高清視頻醫(yī)療系統(tǒng)在記錄高清視頻的同時
10、能夠進行高清的直播。高清輸入支持2路720P的視頻、1024X768的VGA信號,一路混合音頻。高清記錄能夠同時記錄這三路高清的信號,生成一個獨立的文件,支持后期導(dǎo)出其中的某一路視音頻信號或多路的視音頻信號。高清的直播,直播延時小于1秒,使用標準的IP網(wǎng)絡(luò)進行發(fā)布,觀看者使用PC即可觀看。2.4.1 手術(shù)直播功能一、多流技術(shù)(術(shù)野視頻/視野視頻)視頻、VGA同步傳輸,每一路視頻、VGA信息都傳輸時各自獨立,互不干擾。觀看端有多種顯示模式可選:能夠保持三路信號同在一個屏幕中顯示;浮動窗口疊加顯示(畫中畫模式);或單獨將一路視頻或VGA全屏顯示。多流技術(shù)的使用主要表現(xiàn)在,多路視頻的獨立處理,視頻與
11、視頻之間沒有畫面覆蓋的情況,可以最大化地完整記錄各路視頻信息。每一路視頻都是獨立的,在后期處理中可以方便的把其中某一路視頻導(dǎo)出,可用于源素材資料。(觀看端畫面效果)如上圖:右面是視野視頻;左上面是術(shù)野視頻;左下面是監(jiān)護等視頻;能夠同一屏幕顯示三路圖像;也能夠把每一路圖像以全屏的方式清晰顯示。錄播系統(tǒng)主機內(nèi)置直播服務(wù)器功能,遠程用戶通過IE方式登錄錄播系統(tǒng)主機,即可觀看到直播節(jié)目。遠程用戶收看直播節(jié)目,軟件許可無數(shù)量限制。l 單播功能系統(tǒng)支持單播功能,適用于普通應(yīng)用。l 組播功能支持組播模式,可以把直播發(fā)給更多的用戶。組播功能可以大大擴展直播的數(shù)量;組播只占用一路帶寬,對有大量收看端的場合特別適
12、用。 遠程醫(yī)療方案設(shè)計中配置的高清視頻醫(yī)療系統(tǒng)能夠滿足用戶對于手術(shù)過程的實時直播功能:通過遠程醫(yī)療系統(tǒng),用戶手術(shù)過程、培訓(xùn)、調(diào)度等活動的實況可以實現(xiàn)實時監(jiān)控手術(shù)室內(nèi)部情況。具體實現(xiàn)方式(術(shù)野視頻/視野視頻的連接):通過AVA高清視頻醫(yī)療系統(tǒng)前置視音頻服務(wù)器,能夠每一個手術(shù)室支持2路高清視頻、1路VGA的輸入、多路音頻和通訊控制線路,分別連接:1)、如X光機、CT機均擁有網(wǎng)絡(luò)接口并支持,由計算機通過網(wǎng)絡(luò)即可采集醫(yī)療設(shè)備中的影像,并采用VGA編碼器采集計算機中的CR或DR片、CT片、演示文件(PPT、WORD、EXCEL);2)、基于視頻處理的醫(yī)療數(shù)據(jù)采集圖像、監(jiān)護儀、DVD中播放的醫(yī)學(xué)類影片、培
13、訓(xùn)室現(xiàn)場等等;3)、現(xiàn)場采集的視音頻數(shù)據(jù):通過高清晰的攝像機采集手術(shù)過程圖像實例、醫(yī)生的講解內(nèi)容;4)、遠程手術(shù)中使用的視音頻通訊設(shè)備,用于手術(shù)醫(yī)療人員與遠程協(xié)助醫(yī)療專家的交流使用,達到遠程醫(yī)療的目的。錄播主機從手術(shù)室內(nèi)采集到的視音頻信號(如上面列舉),進行實時編碼和壓縮,即可進行網(wǎng)絡(luò)直播/同步錄制,其它各個系統(tǒng)客戶端通過網(wǎng)絡(luò),使用播放器就能觀摩??蛻舳顺绦?qū)⒎?wù)器傳送來的視音頻和數(shù)據(jù)信號進行解壓縮和解碼并在本地計算機上顯示出來。2.4.2 同步錄制錄播設(shè)備能實現(xiàn)多流模式的錄制,錄制內(nèi)容直接記錄在本地存儲器中,內(nèi)置500GB的存儲空間;此外,還支持錄制完成后自動上傳至指定的FTP服務(wù)器中。錄制
14、內(nèi)容與直播的內(nèi)容保持一致,錄制之后的文件為多流,文件格式為ASF。直播/錄制保持視音頻同步。錄制碼流可調(diào),范圍64kbps8Mbps,既可適應(yīng)Internet的傳輸、也能夠適合教材、培訓(xùn)的高清晰錄制。2.4.3 播放軟件1、使用AVA PLAYER專用播放器播放器界面使用AVAPLAYER播放器有兩部分的優(yōu)點:AVA PLAYER播放器對播放文件的畫質(zhì)做了大量優(yōu)化工作,更好的還原真實畫質(zhì)。AVA PLAYER在直播中的延時更短,比其他常見的播放器緩沖時間大大縮短。§2.5 典型應(yīng)用2.5.1 手術(shù)過程錄制與直播錄播系統(tǒng)可配合醫(yī)療儀器、攝像機、計算機,可實現(xiàn)遠程醫(yī)療中視音頻和數(shù)據(jù) (計
15、算機內(nèi)數(shù)據(jù)及醫(yī)療儀器采集的相關(guān)病人生理特征數(shù)據(jù))內(nèi)容的同步錄制、直播。錄播系統(tǒng)最多支持兩路視音頻和一路計算機屏幕內(nèi)容同步錄制,可將手術(shù)中的視頻信息、醫(yī)療儀器采集的生理特征數(shù)據(jù)、遠程手術(shù)圖像和數(shù)據(jù)內(nèi)容進行同步錄制,可以輕松實現(xiàn)對醫(yī)療過程的全面錄制,輕松實現(xiàn)手術(shù)過程的完整直播并且能夠同步的錄制,在日常的醫(yī)療教學(xué)中得到充分的利用。2.5.2 遠程醫(yī)療(協(xié)助醫(yī)療)遠程診斷、專家會診、信息 服務(wù)、在線檢查和遠程交流等幾個主要部分,它以計算機和網(wǎng)絡(luò)通信為基礎(chǔ),實現(xiàn)對醫(yī)學(xué)資料 (包括數(shù)據(jù)、文本、 圖片和聲像資料) 和遠程視頻、音頻信息的傳輸、存儲、查詢、比較、顯示及共享。手術(shù)室能夠通過視音頻交互系統(tǒng)連接多個
16、分會場或者多個遠程專家組進行視音頻交互、手術(shù)互動/協(xié)助等;能夠順利的展開手術(shù)直播/遠程手術(shù)/醫(yī)療協(xié)助活動。每一個醫(yī)療現(xiàn)場都能夠把遠端醫(yī)療協(xié)助人員加入到現(xiàn)場的醫(yī)療手術(shù)的過程中來,并且能夠進行醫(yī)療信息的共享、視音頻的交互活動,交互活動的管理在醫(yī)療現(xiàn)場中控制。2.5.3 醫(yī)療記錄系統(tǒng)可以將錄制生成的文件通過手工或自動的方式上傳到點播報務(wù)器,并在后臺管理系統(tǒng)中生成點播列表。經(jīng)過授權(quán)的終端用戶通過IE瀏覽登錄到系統(tǒng)平臺,便可根據(jù)需要相應(yīng)的記錄,從根本上擴展了教學(xué)/會議/培訓(xùn)。2.5.4 醫(yī)療教學(xué)與培訓(xùn)錄播系統(tǒng)可進行本地/遠程醫(yī)療教學(xué)與培訓(xùn)錄制。直播教學(xué)或培訓(xùn)時,可在自己的PC機(或者在多媒體會議室中)上
17、使用播放器接收教學(xué)內(nèi)容,傳輸方式可以通過組播或單播等方式連接(組播需要網(wǎng)絡(luò)的支持)。第三章 錄播主機介紹此錄播系統(tǒng)由系統(tǒng)前端和中心主機組成。中心主機可同時對16間課室進行制和直播。中心主機放置在中心機房或其他網(wǎng)絡(luò)連通的管理室,系統(tǒng)前端放置在教室/會議室現(xiàn)場。REN-III高清錄播主機§3.1 1、 錄播主機(放于中心機房)(一)功能特點:ü *支持1路VGA、2路高清視頻和1路混合音頻的多流各種組合方式,錄制、直播均可保持同步,后期制作對每個視頻流均應(yīng)支持導(dǎo)出為獨立文件。ü *實時性極好,系統(tǒng)非網(wǎng)絡(luò)直播延時<1秒。ü *支持多路“節(jié)目”方式,每個節(jié)
18、目中可以有一路VGA高清晰信號和1-2路720P高清視頻信號同步錄制及直播。最多支持16路“節(jié)目”ü 支持浮動窗口方式或分割窗口方式;支持多顯示功能,可以用多個投影或多個顯示器播放。ü 采用畫面消鋸齒技術(shù),播放畫面清晰細膩。ü *硬件視頻壓縮編碼,支持全速720P25/30fps。ü *硬件VGA壓縮編碼,支持全速1024X76830fps。ü 傳輸帶寬低,單路720P視頻碼流48kbps8MMb/s。支持跨路由,支持廣域網(wǎng)傳輸。ü 支持遠程攝像機云臺控制和音量、音調(diào)控制。ü *支持用戶、節(jié)目的分級別管理功能,用戶認證后才能觀看相應(yīng)級別的直播節(jié)目。ü 直接生成asf流媒體格式文件,可直接用于微軟多媒體視頻點播服務(wù)。ü 視頻文件管理功能。ü 節(jié)目直播和記錄方式靈活:主講人啟動方式和管理員啟動方式。ü *支持FTP自動上傳功能。ü *支持教師端啟動/停止節(jié)目的直播錄制。ü *在線點播VOD,支持直播、錄制、點播
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