远程可视范文（精选4篇）

远程可视 第1篇

近年来,手机发展十分迅猛,它已不再只充当一个基本的通讯工具,而是融合了大量先进技术如互联网、个人电脑、摄像头、娱乐终端等在内的综合电子设备。从用户数量上看,我国手机用户与网民相比,已远高于后者:2009年中国大陆手机用户达7.26亿[1],而直到2010年,我国网民数量也才突破4亿[2]。手机的移动性和便携性具有电脑难以取代的地位,是真正意义上的一部可以为人人所拥有、随时随地在线的网络终端。也因如此,不少传统或新兴产业,正逐步将目光集中到手机上。

在各种努力中,手机医疗技术逐渐步入人们的视野[3,4]。将医疗与手机融合,使用者不仅可望适时获取自身的各项生理参数,从而监控健康状况,而且在必要的时候,甚至可以通过手机实现远程就医,并辅助诊断治疗。Si等提出了基于3G的远程监控构想[5],归纳出两种3G接入的拓扑结构,并比较了几类有线宽带的接入方式,但未从具体技术的实现上有更多涉及。Zhang等研究了可支持Java系统的3G手机的远程监护系统[6],可用于显示ICU/CCU病房患者的生理数据。Goñi等针对心率不齐和睡眠呼吸暂停综合征问题,考察了可穿戴生理信号传感器与智能手机的连接问题。总体上,国内外对于手机医疗技术的研究刚刚拉开帷幕,基于手机视频功能的远程医学技术的探索还比较鲜见。

实际上,视频监控在医疗卫生行业有重要应用,如医生通过远程终端可了解患者病情、状态,乃至实现远程数字化查房;而在家居环境中[7],子女则可以借助这类系统了解家中老人、儿童的状况;同时,还可洞悉家中安全情况,实时提供安防监控等。围绕这些需求,本文开展了如下尝试:首先,系统提炼了手机远程监控技术的应用范畴;以远程可视化医学应用为目标,给出了相应的软硬件解决方案,基于所构建的手机视频监控系统,评估了其性能。

1 手机远程视频监护技术的应用范畴

1.1 医疗领域

(a)远程查房

众所周知,医院的医生和护士每天需要对住院病人进行例行查房。而且,对于一位负责任的住院医师来说,每天查房的次数不得少于两次,对于危重病人,则需保证能够随时查房。查房不仅可以确保医生对患者的病情近况有充分了解,而且对于教学、内部实习医师的培训、以及包括护士在内的医院系统工作人员的沟通协作,均具有重要的意义。而且,若能及时地得到医生的关怀,将自己的情况传达给主治医师,对于患者而言,也会从心理上得到莫大安慰。

尽管查房对于病人和医师都具有很重要的意义,但是,由于医生有很多繁琐的日常工作需要处理,使得分配给查房的时间和精力十分有限。而且,查房前要完成交接班,准备病人的病例、化验报告、医学图像等资料,时间紧迫,质量很难得到保障。这就可能导致患者无法接受到最好的医疗服务,而“以病人为中心”的理念也很难落实贯彻。

应用手机医疗视频监控系统后,医师可以坐在办公室里完成查房的大部分工作,无需奔波于病房之间。而且,医师甚至可以在前往医院的路上,即通过手机了解患者的状况和信息。另外,医师还可在任意时间和地点了解病人的最新情况,随时随地实现远程数字查房。与此同时,可以将每次查房的视频内容予以保存归档,形成多媒体数字病历,便于病人日后的治疗和诊断。这样做可以节约时间,提高效率,而且也包含了传统方式的大部分核心功能,因而能确保医院提供更好的医疗服务。

(b)康复指导

康复是指综合协调地应用医学的社会、教育和职业功能,对患者进行训练和再训练,以使其能力达到尽可能高的水平。传统的康复常常需要医师亲自动手对患者加以引导。随着病人的数量越来越多,一些工作可逐渐交给康复机器人来完成。然而机器人毕竟是一台预先编程的、简单执行指令的机器,医生的很多工作仍无法由其所取代,为解决医生数量少、病人数量多且机器难以取代人的这个问题,手机可视化技术可望发挥一定作用。

患者不论在康复中心、还是在家中,于任何时候遇到问题时,就可以呼叫主治医师,后者只需通过手机,接通监控系统,即可以记录下患者的动作,加以分析,并随后给以具体的指导意见。由于省去了烦琐的就诊程序,而且针对性强,这类措施显得效率较高。

(c)婴儿监护

时下,很多年轻夫妇在子女出生后,依旧上班工作,而把婴儿交由亲属或聘请保姆抚养。尽管如此,父母依旧十分惦念家中的婴儿,即使在上班的时候也是如此。而将手机应用于婴儿监护就可以部分解决这个问题。

婴儿监控其实并非新概念,市场上已有成型的设备[8]。然而,几乎所有的婴儿监控器都是针对居室内30~100米范围的监控,且需借助专用的监控屏幕。由于大部分的父母在回家以后,会选择亲自抱着子女或将婴儿置于自己的视线范围内,因此居室内监控的意义就显得十分有限了。同时,额外的显示设备也显得有些累赘。

手机监护可为此提供新的选择,由于采用了基于互联网的无线接入方式,其好处就是,在大部分手机或3G信号覆盖到的区域,可以不受限制地实现远程监控。目前的手机信号在电梯、地下铁等地方也逐步有了覆盖,因此几乎可以实现随时随地的监控。而这正是上班族父母的真正需求。另外,监控端就是用户的手机,因而省去了携带额外设备的不便。而且,由于手机相对于电脑,具有更好的私密性,因此上班族选用手机做监控设备,不论从个人形象还是遵守工作单位的规章制度等角度考虑,都是十分合适的。

(d)老人监护

现代社会中,老年人得不到子女及时有效的照顾,已不仅是个别家庭的问题,而已发展为不容忽视的社会现象。随着我国人口老龄化的发展,该问题越发明显。由于子女大多外出上班,甚至去外地工作,因此家中留守的老人其健康和生活质量难以得到保障[8],状况令人堪忧。曾经就发生过老人在家中病倒去世,数天无人知晓的悲惨事件,让人十分痛心。手机视频的应用可以一种低成本的方式解决这个棘手难题。

通过无线互联网的接入方式,监控方可以在几乎任何时间、任何地点连接上网,并访问被监控端的摄像头,实现远程监控。因此,不论家中的老人是否有专人照料,都完全不用担心,因为一切情况皆可随时掌握。诚然,打电话也可以实现类似的功效,但是声音毕竟不如图像直接,而且老人往往会出于体谅子女的考虑,有意隐瞒自己健康不佳的状态。此外,电话的接通需要双方同时应答方可,但是在一些时间,如中午或晚间,无疑会影响到老人的休息。而视频监控则不需要被监控方主动配合,十分方便。另外,对于一些年岁很大,语言表达不便甚至老年痴呆的老人,电话同样不合适,手机可视化技术为此提供了诸多可能。

(e)睡眠监控

不论是婴儿还是成人,都面临睡眠问题且需要对此进行监控。前者如家长需要及时获悉婴儿睡眠时的姿态、睡眠质量、是否盖着被子等信息;后者则是用户需要了解自己睡眠中的动作、姿态以及活动情况与时间的对应关系,从而分析睡眠质量并调整自己的状态。

手机视频监控系统可采用带红外的摄像头,在光线不足时,可以补充照明,且被监控者不会有不适感,因而不会影响正常睡眠。通过后期分析使用者在整个睡眠过程中不同时间段所做出的反应和动作,配合其他的生理参数监控设备以及使用者自身的感受,可更有效地衡量睡眠质量并对睡眠有问题的使用者提出建议和治疗方案。

另外,一些患有慢性疾病或动作不便的老年人,由于经常保持一个姿势卧床睡眠,容易导致褥疮发生,不仅使患者十分痛苦,而且还可能引起并发症,甚至威胁生命。在病人自己忘记或不便于做出动作时,经常为病人翻身是有效避免褥疮的非常有效的方式[10],因此可以通过该系统实时观测病人的状况,当检测到病人长时间没有翻身动作时,即可发出警报,护理人员从而能及时响应,避免褥疮的产生。

(f)输液监控

很多住院患者都需要输液,然而一旦输液系统发生故障,如注入空气等,后果将十分严重。而这类问题往往不易发现,等到发现时,则可能为时过晚。基于手机视屏技术,可考虑将输液端的导管内加入一系列传感器,监测液滴流速、有无漏气等,将该信息集成到视频监控端,一并传到手机端显示。这样,不论是患者家属还是主治医师、护士,都可以随时了解患者的实时信息,当输液出现问题时,可以第一时间做出反应。

(g)智能医院监控

现阶段,大部分医院都配备有视频安防监控系统,基本实现了对公共空间的无缝监控。但对于其他一些基本信息,比如空气温度、湿度、流通速度、二氧化碳浓度、刺激性气体浓度、照明亮度等信息,仍然没有涉及。此方面,可以考虑在被监控端安装多种传感器,以得到多组数据信息,从而全面反映医院的各种基本情况,并将信息实时发送到使用者的手机上,令医生和患者一目了然。

1.2 相关领域

(a)学生安全监控

对学生人身安全的保障和维护,一直是各个学校、幼儿园等日常管理的核心问题。尤其是在一些社会上的恶性事件发生后,更成为了父母、学校关注的焦点。而一套完善的视频监控系统,不论从实际的安全管理角度、还是从威慑警示潜在的犯罪分子角度考虑,都具有重要意义。尽管安防监控系统早已在大多数学校得到装备,但学校的监控,由于资源和人力所限,是以学生集体为单位进行的,不可能精确到每个学生个体,这也为可能出现的危险埋下了隐患。

将手机视频系统应用于校园监控可望解决这一问题。在学校日常教学中,管理员可以通过手机端的监控界面查看学校主要公共场所的情况,包括教室、操场、食堂、学校周边等,甚至可以随时定位特定个体,做到心中有数。一旦发现异常,即可立即通知学校保卫科,并精确地传达事件发生的时间和地点,确保校方迅速采取行动。

需要说明的是,设计此套系统的初衷是好的,但同时也带来不少现实问题。比如,由于视频图像传到了互联网上,信息的安全性就面临很大威胁。尽管可以采取加密措施,且监控方还需输入用户名和密码方可打开程序,但仍然不能排除系统被不法分子入侵并利用的可能。若是这样,原本的监控网就变成了其“情报网”,整个学校的一举一动都在其掌握之下,后果不堪设想。此外,就是学生隐私的问题。作为独立的个体,学生有自己合理的隐私权。将自己的一举一动全部暴露在监控之下,是否合适,对青少年的心理发展会有什么影响,是有待探讨的问题。

(b)社区安防

将这套系统应用于社区安防,是十分方便且合适的。传统的社区安防监控采用封闭系统连接摄像机和监视器,能够看到画面的人员仅限于专职的保安人员,而这些对于每个住户都息息相关的信息,却不能被广大业主得到,更不用奢谈随时随地了。但是应用手机视频监控系统,却能够实现这个愿望。应用该系统,用户可以方便地登录访问摄像头,凭借用户注册密码,获取相关视频信息,真正使自己对社区的安全做到实时掌握。

(c)城市交通监测

在大城市里驾车,很多人面临交通拥堵的问题。而事实上,在大部分交通路口处都安装有监控摄像头,所以实时的交通信息其实是已经被获取了的。如果将手机视频监控系统连接至这个系统中,则驾驶员就可以实时获得主要路口的交通流量情况,从而优化行车路线,避免交通拥堵,这可能成为解决交通难题的一条有益措施。

2 手机远程视频监控系统实现方案

以上提炼出了手机视频功能的一些重要用途,若能充分开发,可望促成系列新的应用技术的突破。为证实借助手机实现远程视频监测的概念,我们首先通过组合多种技术,给出了相应监测平台的实现方案;其次,针对所构建的手机视频监控平台,给出了系统的测试结果,评估了手机监控技术的可行性。

本系统主体由两部分组成,分别是位于远端、连接至互联网的IP摄像头和位于用户端的手机,整个系统构成如图1所示。其中,位于被监控端的IP摄像头(环宇飞扬-501型,其自身载有可旋转的电机驱动云台,并配备玻璃透镜和六颗夜视LED,机身具备液晶显示功能,同时设置有RJ45以太网接口)将采集到的视频数据源源不断地发送到互联网上,当位于监控端的手机以一定的协议通过图1所示的三种无线互联网接入方式:3G、GPRS、WIFI接入互联网,并打开相应的监控界面时,IP摄像机的视频数据就会传送到手机端,并显示在屏幕上。同时,手机还可以反向发送指令控制IP摄像机的镜头,使其做上下左右旋转,以调整显示图像的范围和内容。

这里,IP摄像头相当于一般的网络摄像头和一台小型电脑的结合体,既能获取视频信号,又能通过内置的系统联网,进行诸如视频压缩、数据传输和存储、处理指令前驱动电机等工作。内置的操作系统,允许使用者通过软件对IP摄像头进行设置。当IP摄像头上电后,在网络连接正常的情况下,内部软件会根据已有的程序,以设定的动态IP或静态IP尝试联网,当联网成功以后,获得的IP地址、子网掩码等信息将显示在液晶屏上。同时,位于互联网上的设备即可等效为一台网络服务器,可源源不断地向互联网上传数据。此时,位于监控端的手机就可以通过访问该服务器的地址,得到服务器上面的数据;同时,手机端发送的指令也可以通过同样的方式反向传输到IP摄像头端,达到控制摄像头的目的。需要注意的一点是,IP摄像头是与传统的网络摄像头完全不同的设备,后者一般通过USB连接至电脑,实现网络视频摄像、视频聊天等功能,但其一切应用都不能脱离电脑。而IP摄像头则无需电脑的参与,可上网并发送数据,自身还具备简单的服务器功能,因而是对原有网络摄像头功能的扩展和延伸。但若要实现手机端的远程视频监控,还需要有若干关键技术的支持,如服务器推送(Server Push)等。

服务器推送技术[11]不同于以往的浏览器主动查询方式,后者需等待浏览器发出请求后,才传送数据;而服务器推送则不需等待浏览器的请求,直接将数据推送到上面。这项技术突破了HTTP协议自身的一些局限性,被广泛应用于需要实时更新数据与交互体验的网站上,如股票数据更新、实时新闻、社交网站、电子邮件界面、网页聊天等。

与服务器推送相对应,实现类似功能的另一种相对传统的方式是客户端拉拽(Client Pull)。该技术将定时刷新指令装入到HTTP响应或文档头标记中,这样,在指定的时间之后,浏览器会自动刷新当前页面,装入新的数据。然而,这种原始而简单的方式效果并不好,在页面数据改动很小或者根本没有改变的情况下,仍然要刷新页面;同时,频繁的刷新和等待会给使用者非常糟糕的体验感。因此现在采用此方式的并不多。

鉴于上述因素,本文所构建系统中采用的IP摄像头的数据传输方式正是服务器推送。

3 手机软件及显示界面方案

众所周知,网页形式的页面,在没有安装插件或未使用Java Script时,其基础的HTML代码可以支持的显示内容十分有限,只有文字、图像等静态内容。事实上,实现视频监控也不例外,同样需要对网页进行一些处理,而解决方案可以分为两种,基于服务器推送和基于Active X控件。前者即为本文所采用的方案;而后者也是可行方案之一,系针对Microsoft Internet Explorer实现。

我们知道,PC版的IE支持Active X控件自动下载,在登录一些需要安装插件的网站时,浏览器会自动弹出安装插件对话框,询问用户是否安装相应插件,从而实现比较复杂而丰富的浏览体验和功能。然而,手机版的Mobile IE并不支持Active X控件下载,而且,即使强行将PC版的Active X控件加以安装,同样无法使用,原因是由于PC和手机的编码方式不同,二者不兼容所致[12]。最后一点原因是,由于Mobile IE只是针对于Windows Mobile操作系统的,使用其他操作系统的手机并非使用这款浏览器,导致其应用范围十分有限。综上,本文没有选择基于IE的Active X方案,而采取了应用性相对更广的服务器推送形式。

设计手机监护程序界面的出发点在于实用。由于手机屏幕尺寸的限制,本文设计了大尺寸的摄像方向控制按钮。除监控窗口、控制按钮等主要构成外,整个界面只有系统登录时间显示和系统Logo等内容,如图2所示,总体上简洁明快。

4 实测结果

本文所实现的手机监视平台的实际测试结果分别如图3、图4所示。其中,图3是由相机实际拍摄的手机屏幕照片,而图4则是由手机模拟器在电脑端运行,截取的屏幕图片(这从清晰度、显示比例上亦可判别)。本系统可根据需要分别显示实拍的全景尺寸界面、

监视窗口局部放大界面以及标题栏局部放大界面,三者实质是同一界面的三个不同部分。除了可以看到监控图像窗口以及控制按钮之外,在标题栏还可以看到登录系统的具体时间以及系统的名称等基本信息。图4是主控界面的全景和局部,分别突出了视频窗口和监控标题栏;云台控制的各个按钮,分别对应“上”、“下”、“左”、“右”、“复位”和“切换至快速控制面板”等按钮。

图5展示的是由摄像头拍摄的标尺图形和色彩,图6则为所拍摄图片对应的原始图片。可以看到,手机镜头存在严重的图形扭曲,对形状的还原质量不好,但色彩还原尚可接受。对此成像质量的提升,更多的是需要从手机自身硬件着手,在软件方面也可进行一定的工作,相应的内容有待于进一步开展。

5 讨论

以上实现的系统在总体性能上尚有待提高,分析如下。

首先,本设计的实现仍然是基于静态内网IP地址的,也就是说,IP摄像头通过网线连接至无线路由器,而手机通过WIFI同样连接至路由器,摄像头、手机构成内网中的两台设备。在实验中,将IP摄像头的地址设为固定内网IP:192.168.1.234,然后,将此IP嵌入到用户端网页界面中,以实现内网访问的目的。当IP摄像头获得外网IP地址时,需要将网页内IP地址代码改成相应的外网IP。无疑,这对于使用者而言会带来很多不便;若能使用DDNS则会方便得多。所以下一步的改进可以首先考虑将DDNS加入到设计中,并通过固定的域名访问IP摄像机。

第二个有待改进的地方在于浏览器的缓存(Browser Cache)问题。众所周知,浏览器在浏览网页的同时,会将很多网页上的内容下载至本地磁盘,这样做的好处是可以加速再次浏览相同页面时的浏览速度。缓存可以让浏览器直接从本地读取文件,免去了再次下载的工作,从而可以加速浏览、节约网络资源、节省资费、甚至实现脱机工作。但是这个原本是优点的功能,在视频监控中反倒成为了缺点。由于本设计采用的是服务器推送模式的视频传输,也就是说,服务器通过长连接主动地发送数据包至浏览器,后者被动地不断接收。这样做的结果就是,在浏览器一边,看起来页面总是没有载入完成,载入进度永远不会达到100%。这对于监控的诸多功能并不造成影响,但对于缓存却是致命的问题。由于不断地载入内容,浏览器因而不断地保存临时文件至缓存中,这样,如果长时间连续监控,比如1小时以上,则产生的缓存将会超过100MB。虽然现有的手机存储卡容量很大,可以达到32GB,但是这些无用而巨大的垃圾文件无疑是用户所不需要的。因此,可以考虑编写一个小程序,专门负责动态删除浏览器产生的缓存,这也是很重要的有待提高之处。

第三个可以改进之处则主要为了适应现阶段手机上网资费收费标准。如前所述,本设计方案手机端采用的上网方式是3G、GPRS、WIFI中的任意一种。虽然WIFI具有最好的网络质量,但其一般只在一些建筑室内才有信号覆盖,而且很多为内部使用网络,一般用户由于不知道网络密码因而无法访问。3G和GPRS则不同,随着各大电信运营商工作的不断推进,网络质量不断提升,在一些特殊的场所,如地铁内、地下停车场内、电梯内,甚至高山上,都实现了信号的覆盖,可以说几乎是无处不在。因此,这两种网络接入方式,尤其是3G网络,无疑是最理想的。然而,现阶段的3G和GPRS网络资费全部是按流量收取,如果不购买套餐,资费为0.01元/KB。以1MB/Min的数据估算,监控一段5分钟的视频数据的花费大约为5元。而如果一天之内需要经常监控,其流量和相应的资费将相当可观。因此,下一个有待改进的地方就是针对这类用户,定制一套特别的解决方案,允许其在监控的同时,最大限度地减少流量和资费,而最直观的方式就是降低帧频。目前,本方案选择的帧频为30Frames/s,等效于一秒钟要传输30幅同样尺寸的图片。如果把帧频降低,比如降低10倍,到达3Frames/S的话,则相应的资费也会降低为原来的1/10,这时,同样5min的数据大约只需花费0.5元。当然,这样做的后果是牺牲了动作的连贯性,可以明显看出图像是每0.33s刷新一次,因而会显得不连贯。但是对于一般视频监控用户来说,这已经是可以接受的。

6 小结

本文首先提炼出了手机远程监测系统的典型应用途径,给出了一种实用化系统的实现方案,剖析了工作原理并阐述了关键技术;基于所构建的原理性平台,证实其可用于医学监测的可行性;最后,指出了存在的问题和有待提高的部分。总体上,手机作为一个被大部分人随时携带于身边的电子设备,其重要性已日益显现。若能充分发掘手机的视频功能,将其应用于医疗卫生行业,将能满足更多的重要需求。

摘要：随着手机硬件配置及功能日益丰富,其包含的服务种类与日俱增,在人们的日常生活中正发挥着愈加重要的作用,手机医疗相关问题逐步受到国内外关注。本文以手机远程可视化医学应用技术为中心,研究了基于IP摄像头和服务器推送模式的远程医学视频监控解决方案,构建了原理性应用系统并编写了软件接口和显示界面,就该系统的视频特性给出了测试结果,证实了新技术的有效性和低成本特性,并归纳出手机远程可视化技术的系列新颖的医学用途。

关键词：IP摄像头,手机,医学视频监控,远程医学,低成本医学

参考文献

[1]http://labs.chinamobile.com/news/29571[EB/OL]Retrieved2010-7-22.

[2]http://tech.163.com/10/0715/12/6BKRUBKL00094IJC.html[EB/OL]Retrieved2010-7-22.

[3]H.Wang,J.Liu,Mobile phone based health care technology[J].Recent Patents on Biomedical Engineering,2009,2(1):15～21.

[4]Q.M.Xie,J.Liu,Mobile phone based biomedical imaging technology:A newly emerging area[J].Recent Patents on Biomedical Engineering,2010,3(1):41～53.

[5]X.M.Si,Study on remote monitor system based on3G mobile system[C],Computational Intelligence and Software Engineering,2009,Wuhan,China.

[6]P.Zhang,Y.Kogure,H.Matsuoka,M.Akutagawa,Y.Kinouchi,Q.Y.Zhang,A remote patient monitoring system using a Java-enabled3G mobile phone[C],the29th Annual International Conference of the IEEE EMBS,August23-26,2007,Lyon,France.

[7]K.Atukorala,D.Wijekoon,M.Tharugasini,I.Perera,C.Silva,SmartEye-Integrated solution to home automation,security and monitoring through mobile phones[C],2009Third International Conference on Next Generation Mobile Applications,Services and Technologies:64～69

[8]http://en.wikipedia.org/wiki/Baby_monitor[EB/OL]Retrieved2010-7-22.

[9]http://news.xinhuanet.com/society/2009-10/21/content_12293129.htm[EB/OL]Retrieved2010-7-22.

[10]李志敏.褥疮的预防与护理.中国水电医学[J],2006年第1期:45～46.

[11]http://blog.csdn.net/daojunzeng/archive/2009/05/12/4170516.aspx[EB/OL]Retrieved2010-7-22.

远程三维可视化技术在油田中的应用 第2篇

从2010年大庆油田开始推行云计算技术的科研和推广应用工作, 希望通过云计算技术能够使从事勘探开发专业软件应用及开发的技术人员能够全方位实现网络化移动办公, 无需人手一台工作站即可工作、无需见面即可实现在线异地技术交流, 提高专业工作和技术交流的即时性和互动性。解决地震解释的专业工作人员不用进机房, 在自己的办公室就能开展解释工作, 多人协同工作、资源共享、降低硬件投入。大庆油田主要任务是发现地下的油气分布情况, 使用专业软件对地震数据进行计算和分析。这些软件多数都需要全三维图形显示, 专业技术人员在全三维环境下进行地震解释工作。通过立体的图形展示, 更能清晰和直观的刻画地下的层位、断层分布以及所设计的井轨迹的走向。以往虽然有一些仿真终端软件可以实现异地办公, 但是对于全三维工作的软件, 尚不能实现远程仿真, 只能在工作站的控制台前启动三维应用。所以对于专业软件应用的云化主要障碍之一就是是否能够实现远程三维可视化, 以及如何有效灵活应用。

一、技术实现

1.1 技术选型。通过对七款三维可视化软件的性能对比, NICE公司的DCV软件的性能更加优秀。

1.2 DCV软件工作原理。 (1) 桌面云可视化 (Desktop Cloud Visualization, 以下简称DCV) 面向2D/3D交互式应用, 利用DCV技术, 用户可以通过标准的以太网在本地使用远程的高性能工作站、服务器或普通的计算机。该软件来自意大利的NICE公司。通过DCV协议使得远程三维可视化技术得到加强, 能够真实的显示三维图形, 如旋转、移动、拖拉、点画等操作。

(2) Real VNC Visualization Edition (简称Real VNC VE版) 该软件实现了应用用户界面会话内容传输到了用户端, 该软件是VNC 企业版专为DCV设计的加强版。

(3) RFB (远程帧缓冲) 是一个用于远程访问图形用户接口的简单协议。

1.3 部署方式。在客户端和服务端根据系统的类别分别安装endstation和server版软件。服务端启动DCV应用。部署简单、快捷。

1.4 图卡穿越技术。当一个图形服务器上存在windows系统的KVM虚拟机时, 那么虚拟机就可以通过此项技术来获得图形服务器的显卡资源, 从而使自身具备三维显示能力。甚至可以使用非宿主机的显卡实现三维显示功能。

配置方法如下:

如KVM服务器 (IP:10.65.79.24) 使用图形服务器 (IP:10.65.79.104) 上的显卡实现立体渲染功能:

(1) 在10.65.79.104 (有显卡的Linux系统) 上修改dcv.conf文件

[Remotation]

Host = 10.65.79.104

[Rendering Server]

Host = 10.65.79.104

(2) 在10.65.79.24 (没有显卡KVM虚拟机) 上修改dcv.conf

[Application]

Host = 10.65.79.104

二、达到的效果

通过DCV和VNC软件, 解决了以往通过其他仿真终端软件xmanager、远程桌面等实现专业软件远程应用中遇到难题。尤其克服了不能远程调用三维可视化软件的问题。使得专业软件应用人员真正实现移动办公、协同办公。

2.1 VNC 完美解决了windows和linux的交叉互访问题。

2.2 VNC实现一对多, 多对一的访问问题, 完美解决了多个培训学员同时在自己的客户端参看教师演示的问题, 对于培训环境的搭建起到关键作用。

2.3 VNC解决客户端机器需要晚上关机而软件需要继续运算的问题。

2.4 DCV配合VNC软件解决了用户远程调用linux和windows工作站上三维解释软件的问题, 如Geoprobe、Jason、Epos、Petrel、Geolog、RMS、HRS、VVA都已经通过应用测试。

2.5即便某些服务器或者KVM虚拟机 (windows系统) 上没有配置显卡, 也可以通过图卡穿越技术调用其它机器上的显卡资源, 完成自己的三维远程应用[1]。

整体展示效果如图2, 用户通过自己的微机运行远端工作站上的petrel及geoprobe软件。左屏幕调用geoprobe软件, 右屏幕调用petrel软件的远程应用效果。

三、应用场景

云计算中心为各类用户及环境提供软件资源、硬件资源、存储资源、计算资源、办公资源。通过远程可视化技术与各类软硬件资源的结合应用, 有效地支持了油田的专业技术研究、专业软件培训、专业会议三大主要工作场景的需要。

3.1专业技术研究工作环境。第一, 用户在办公室通过自己的微机使用DCV登陆机房的工作站, 实现专业软件的研究工作。同时使用微机上的各类办公软件, 实现抓图编写汇报PPT等操作。也可以在机房使用vnc软件登陆到办公室的微机, 实现在工作站屏幕上既可以调用专业软件, 也可以操作自己的微机。第二, 利用VNC的多对一的连接特点, 用户可以登陆其他人的工作站, 以共享的方式获得他人屏幕, 两人实现远程协同操作。这种情况下同时利用电话进行语言交流, 完全可以替代两个人面对面坐在同一个机器前面的展示交流。第三, 当系统管理员接到一个用户的故障请求, 通常电话交流效果弱于现场的面对面直接交流。此时, 我们就可以充分利用VNC的共享功能。系统管理员登陆到用户的机器, 由用户进行操作展示故障现象, 系统管理员再进行相关处理。大大消除了去现场、电话交流不清耽误工作效率的弊病。

3.2专业软件培训环境。后端应用环境是redhat6.6系统的图形服务器, 其上部署RHEV虚拟机, 虚机上部署培训的软件应用及数据, 利用图卡穿透技术使虚机获得服务器的显卡资源。培训的前端, 是培训教室的一体机、瘦客户机或者是微机。学员机上安装windows7 (64位) 操作系统, VNC及DCV客户端软件。学员通过前端机器上的vnc软件登录到后台虚机上获得自己的软件操作界面。另外, 教师机被配置为VNCserver的访客模式, 利用vnc一对多的特性, 学员登录教师机, 可以看到老师屏幕的内容, 而不能实际通过鼠标和键盘操作教师机器, 从而避免教师授课操作时受到干扰。这样, 在学员机上获得两个VNC桌面, 一个是老师的演示桌面, 一个学员的操作桌面, 达到边看边操作的最佳教学效果。

3.3专业会议环境。油田内部的一些专业会议或者技术研讨会、井位汇报会上领导们除了看到PPT的汇报, 更希望看到实时的专业软件的数据, 即实现实时的多媒体、专业软件的同时交替汇报展示。为此我们在报告厅的汇报机上部署了VNC及DCV软件, 实现远程直接调取专业人员的个人工作桌面, 进行软件成果的在线展示。这种应用模式在中石油的A8会议系统中得到推广应用。由于DCV软件受网络延迟影响极小, 延迟在100ms以内都可以正常工作。大庆油田向中石油总部提出在A8环境中利用DCV软件, 在北京与各油田之间建立了网络会议展示环境。各油田的报告厅安装DCV服务端, 同时向北京总部发出VNC申请, 连接北京的汇报展示笔记本, 把北京总部的汇报图像拉近到本地笔记本上, 并投到本地大屏幕上, 供与会者观看。同样, 某个油田汇报时, 只需要北京连接汇报油田的笔记本获得汇报内容。其它油田即刻同时也获得了汇报内容。两个油田之间也可以直接点对点连接实现异地汇报。PPT上的文字拖尾、翻页有延迟的情况大有改观。同时也可以增加专业软件的在线汇报展示, 不但提高了汇报展示的质量也丰富了汇报展示手段及会议内容。

四、结束语

远程三维可视化技术的应用, 使得大量的专业软件应用人员从机房走出, 从自己的办公室走出, 实现移动办公, 协同办公。提高了培训和会议汇报的质量, 提高了工作效率和各部门的协同能力。同时也让用户对云计算技术、对移动办公有了切身的良好感受, 更愿意接受云计算技术带来的工作方式的改变。此项技术也可以在其他利用图形软件完成工作的领域发挥作用。希望对广大致力于云计算事业的IT人员有所帮助。

参考文献

远程可视 第3篇

1 资料和方法

(1) 西双版纳农垦医院 (以下简称我院) 于2002年初在西双版纳州率先建立了“远程可视医疗” (会诊和教育) 系统, 系统正式投入运行、应用以来, 已成功组织省内外医疗专家对我院实施远程会诊、远程放射读片、远程医学指导等业务等约2000余例次, 每年开展远程医学教育培训20余次, 通过实践, 我们认识到远程医疗给我们带来的好处, 以及它所发挥出的不可估量的作用。

(2) 医学科学、教育科学是集自然科学、社会科学、经验科学、实验科学等于一体的综合科学, 其学科水平的高低很大程度取决于实际诊治病例、病种及开展教学的数量和体验, 以及医疗及教育机构所在地信息交流、学术交流、学术地位等情况。因此, 高水平的医疗和教育专家、教授绝大多数集中于中心城市和大城市, 即形成了专家资源分布不均的行业特点和高质量医疗、教育服务的供需矛盾。

我国幅员辽阔、人口众多, “看病难、找专家看病更难”的困扰一直没有得到很好的解决, 虽然政府已安排专家组成医疗队定期巡回诊治, 各地医院也定期选派医师到大城市进修学习, 但是由于受费用开支过大、受益人群有限、人员离岗矛盾、耗费时间精力等因素制约, 根本无法满足日益增长的高质量医疗需求;还有, 各级财政投资医院添置的先进医疗诊查设备多处于单机独立运行状态, 诊断水平亟需医疗专家指导, 随之出现的效率低下、功能得不到充分发挥、医学影像管理、存储困难及工作效率不高等也亟待解决。其中, 由于种种原因许多人无法长驻学校接受教育, 客观上限制了教育、特别是高质量教育的普及, 虽然政府及学校也在频繁的举办各种各类的培训班, 并鼓励通过Internet方式接受远程教育, 但是仍然受费用开支过大、人员往返困难、主要依赖自学、教学效果和教育质量较难把握, 尤其是以提高性和指导性为主的远程教育, 其具体案例和实验操作等影像资料无法通过Internet网上教育方式及单表1远程会诊病例应用效果信息反馈结果向播放课件方式完成远程、实时、交互式的讲解、讨论, 同样无法满足各地实效性高质量教育的需求。

(3) 借鉴国际先进技术及成功经验, 根据医疗业务和医学教学的质量要求、结合我院的实际需要, 研发、集成标准化的项目系列软硬件产品和项目相关附属设备;应用该类产品和设备、建设项目的专业宽带网络平台。

实时接入远程医疗网, 让我院的医护人员、社会需求人群, 借助项目实施形成的条件, 经常、便捷地开展由昆明、北京、上海等地医学专家提供的实时、交互式、“现场化”的远程医疗服务。

(4) 按照医学和教育行业的质量标准及应用要求, 对相关的电子信息技术、现代通信技术、图形图像处理技术、音视频技术、计算机多媒体技术等进行研发、创新、整合、集成。使远程之间传输的教学动态影像不低于25帧/秒, 静态影像如骨小梁、肺纹理、细胞结构等清晰, 达到2 K2 K16 Bit, 波形影像无损还原, 并能进行远程实时、交互式、定位、讲解、讨论。

2 讨论

(1) 通过建设专业远程可视医疗宽带网络平台, 形成与传统教育习惯及对应的工作状态, 并以相对低廉或能够承受的运行费用, 遵照传统的教育模式, 在远程之间建立起“现场”教学的环境, 让我院及当地的医护人员能以传统的教学习惯, 直接接受省内外或国外医学专家的课堂教学。

由表1可见, 远程会诊总有效率90%, 呈现了较好的综合效应, 特别是在获取诊疗信息和指导临床诊治方面收到满意效果, 在解决专科疑难和促进专科技术水平方面也发挥了积极作用。实现了专家资源的共享, 使我院及当地的医疗机构均享受到了权威专家的支撑, 同时, 又不改变传统的医疗和教育模式, 使新型高科技产业的实效性、实用性得到充分体现。因此, 远程会诊为中、小型基层医院提供了一条解决人才、技术相对不足又要谋求快速发展的新途径。[1]

(2) 我国是一个幅员辽阔, 人口众多的发展中国家, 经济基础薄弱, 尤其是广大农村和边远地区相当落后, 加之医疗资源、医学专家资源分布严重不平衡, 造成了医患供需失衡的矛盾。我院地处云南省西双版纳州, 患者大部分来自偏远贫困地区, 经济条件有限, 为了寻求更好的治疗方案需就诊, 但去省城、北京、上海会诊路途远且费用高, 通过远程医疗会诊系统, 患者就能跨越时空地域限制, 选择各地的知名专家会诊, 真正做到了快捷、方便、经济。远程医疗会诊系统的建设与实施, 打破了以往的就诊模式, 充分利用现代信息和通讯工具与专家交流, 实现医学资料共享, 开阔了医务人员的视野, 提高专科技术诊疗水平, 尽量避免了病人外转, 从而大大提高了经济效益。

(3) 随着科学技术和电子工艺日新月异的发展, 远程医疗会诊已经渐渐成为医院信息系统的一个重要组成部分, 以前许多阻碍远程医疗技术发展的瓶颈和问题, 如网络带宽、传输质量等问题都将逐步得到解决和改善。

未来远程医疗的发展方向将呈现出多样性, 可利用先进的视频会议技术和多媒体网络技术, 逐步实现具有交互功能的高质量多媒体远程医学教育、手术指导或手术直播等;未来远程医疗也将与医院的PACS、HIS系统一体化发展;各医疗电子设备上, 如腹腔镜、心电图机、B超、X机、CT、MRI等都将配备或兼容接口和协议, 先进的医学图像和生理电信号等临床直接自动采集、监护和远程传输技术将被广泛应用;远程医疗技术也将进入社区以更广的覆盖面, 使广大老百姓足不出户便能享受各种医疗服务。

3 结果

(1) 更新观念、培育医务人员现代信息意识, 以适应现代医学发展, 比改善落后的技术、设备更为重要。目前, 医院大多医务人员已逐步从微观到宏观认识到远程医疗在基层医院的临床价值和综合效应, 从而促进了远程医疗在我院的有效实施和健康发展。[1]

(2) 体现以“患者为中心”的宗旨, 严把会诊质量关, 对于传输的每份资料都要作认真整理, 为会诊打好基础。

(3) 加强基础建设是开展远程会诊工作的质量保障, 开展远程医疗活动的中、小型基层医院必须把加强技术队伍的基础建设作为医院业务建设的主旋律, 同时还要注重培养和引进有计算机技术和外语能力的医学复合性人才, 适应现代医疗大环境, 使远程会诊这项高科技医疗活动真正发挥作用。[2]

4 结论

远程会诊是医学科学与电子信息技术、高精度图像传输技术、现代通信技术相结合的新型高科技项目, 为拓展医学专家资源的覆盖与共享范围、增强对基层医院的医疗技术指导与学术交流, 促进医院的可持续发展等, 发挥了积极的作用。这种新型医疗活动为中、小型基层医院提供了与国内、国际医疗大环境共享人才、技术和信息的竞争运作平台, 弥补了院际间医疗技术的差异和不平衡, 显示出现代医学的发展新方向。

参考文献

[1]刘丽华, 陆士澄.我院开展远程会诊工作的效果和体会[J].解放军医院管理杂志, 1998, 5 (2) :177-178.

远程可视 第4篇

当今各行业主流软件应用三维或高清图像越来越多,提供远程图形显示的软件虽然很多,但其应用效果受软件本身和网络影响较大,消耗网络带宽的同时,显示效果也不尽人意,多数只支持二维图像,成像精度不高,色彩还原不足,自然无法满足一些行业对高清静动态影像和三维图像的显示要求,抑制了行业发展的进度和水平。

一、RGS和DCV解决方案

目前,主流远程三维可视化解决方案包括RGS和DCV技术。传统的可视化操作中,应用软件通过本地高速I/O通道向显卡发送图形处理命令,显卡将这些数据进行渲染成图像后显示在屏幕上。对于RGS和DCV技术,均包含服务端和客户端。服务端负责本地渲染并发送图像,客户端负责远程接收并显示图像。所有的图形渲染工作都是在数据中心图形服务器上进行的,图像通过各自的协议经网络传送到远程的屏幕上,这便对服务器配置要求较高,而对本地客户机配置要求很低,通过共享数据中心的计算资源实现较高的投资回报率。为适应网络带宽和延时的限制,RGS和DCV传输协议支持异构的网络环境,例如:LAN、VPN、WAN。在带宽和延时比较低的网络环境下,实现高效运行对远程2D/3D交互式应用。两种技术都支持异构操作系统(Windows,Linux),支持Open GL和Direct X两种图形应用接口。两种技术虽原理相似,但也有各自的领域优势。

二、RGS技术优势分析

RGS,即远程图像软件(Remote Graphics Software),提供了操作简单、实用性强、丢帧率极低的高性能远程交互桌面解决方案,主要用途在于远程桌面协同应用。其客户端可以实时、同步地操控服务端,通过连接桌面环境,进行文字办公、上网、多媒体及三维图形等复杂环境应用。

RGS技术对于不同应用需求,通常为三种模式:一对一,即一个服务端对应一个客户端,一般用于双方异地协同研究、设计及管理工作;一对多,即一个服务端对应多个客户端,一般用于远程同步会议、培训和展示等;多对一,即多个服务端对应一个客户端,一般用于对多台远程主机监控或多种作业对比研究。由于一台RGS服务端只能作用于一块显卡,即只能提供一个桌面环境给远程客户端,在已有连接基础上,若其它客户端尝试连接,只能选择共享或强占,并不能像其它远程桌面方案提供多个桌面供多人同时使用。

三、DCV技术优势分析

DCV,即云桌面可视化(Desktop Cloud Visualization),面向2D/3D的交互共享、独享式远程桌面应用解决方案。不同于RGS,DCV同时支持显卡和GPU处理器,尤其在一些工程设计、地质研究领域,3D成像渲染时,GPU可以提供高性能的图像处理,极大提高了作业完成效率。每块图卡不仅可以同时支持5-10人的不同作业请求,还支持多用户共享同一个可视化任务。当有多块显卡时,支持负载均衡动态分配显卡,处理图像时,将多块显示设备虚拟化后分别处理不同作业,生成虚拟化三维图像。

DCV技术一般将一台服务器提供给多人或多台虚拟机使用,支持在虚拟机上基于Open GL的3D加速,可根据用户需求动态调整系统资源配比。在DCV技术帮助下,可以建立一个3D私有云平台,私有云由配置了高性能图形卡、快速I/O通道以及大容量内存的计算设备组成,联合VNC技术,供大量应用人员同时连接使用,实现云桌面可视化应用,可扩展性明显优于RGS技术。

结论

简单来说,RGS技术适用于对性能适中的小型服务器或图形工作站资源的集中应用;而DCV技术更适用于性能强大的集群或GPU图形服务器资源,以虚拟化共享资源为基础,构建企业云平台。两者应用规模和优势不同,相信在各自擅长的领域都能发挥出作用。

摘要：在当今各行业中,远程三维可视化应用已经成为一种趋势,其应用效果影响了企业的技术发展水平和工作效率。本文通过对适用于各大中小企业、领域最前沿的RGS和DCV两种远程三维可视化解决方案的对比分析,探讨了其各自的应用优势,为各行业信息化建设和生产提供有力帮助。

关键词：RGS,DCV,远程操作,三维可视化,云桌面

参考文献

[1]张天亮.RGS在油田勘探研究中多种应用模式探讨[J].科技创新导报,2011(09).

[2]中国惠普有限公司.用惠普RGS实现CAE仿真远程操作[J].航空制造技术,2009.