醫療視頻點播系統的設計與研究

趙英紅，滕周駿，孫存杰,2

1.徐州醫學院 醫學影像學院，江蘇 徐州 221004；

2.徐州醫學院附屬醫院 影像科，江蘇 徐州 221006

醫療視頻點播系統的設計與研究

趙英紅1，滕周駿1，孫存杰1,2

1.徐州醫學院 醫學影像學院，江蘇 徐州 221004；

2.徐州醫學院附屬醫院 影像科，江蘇 徐州 221006

針對醫院中醫療視頻管理不善、易造成資源浪費的現象，提出采用流式傳輸技術開發視頻點播系統。使用FFmpeg、SDL、Live555流媒體庫，并與MFC開發的醫患交流平臺相結合，實現醫療視頻等資料的有效管理，服務于更多的用戶。系統應用結果表明，醫療視頻點播系統不僅使醫療視頻資源得到充分利用，也為醫生之間的技術交流、醫患有效溝通架起了橋梁。

醫療視頻點播系統；視頻點播；醫院視頻管理

0 前言

隨著醫院規模的不斷擴大，醫院中的影像和視頻信息由于疏于管理而導致大量丟棄，造成了資源浪費[1]。為了更好地管理這些視頻和影像信息，并且通過這些信息更好地提高普通人對臨床知識的了解，緩解醫患緊張關系，提高醫生技術水平，改變人們被動接受醫療教育的現狀，特開發醫療視頻點播系統。本文提出一種實時的視頻點播（video on demand，VOD）系統對醫療視頻進行分類管理。系統在服務器端建立資源庫，以減少客戶獲取醫療信息的難度，并與醫學交流平臺結合，促進醫患之間的交流。

1 傳統的視頻文件分享及存在的問題

目前，大多數網絡視頻傳輸過程中，通常要求用戶將音頻、視頻文件下載到本地計算機后，再進行播放。這種方法雖然使Internet上多媒體信息的傳輸成為可能，但是它也帶來了幾個突出的問題。首先，多媒體信息的數據量通常都很大，在普通用戶接入速率較低的情況下，下載時間較長；其次，由于必須把節目下載到本地計算機后才能播放，因此會占用本地計算機的存儲資源；另外，因為用戶將音頻、視頻文件下載到硬盤后，可能要對這些資料進行再傳播，會對制作單位的知識產權造成侵害。

在這種背景下，“流式傳輸”應運而生。VOD系統是指根據觀眾的要求播放節目的視頻點播系統。把用戶所點擊或選擇的視頻內容傳輸給所請求的用戶，其主要應用的技術為“流式傳輸”[2]。它借鑒了計算機本身利用緩存區來提高文件運行速度的方式，考慮在播放端放置緩沖區來解決服務質量的問題[3-4]。流式傳輸將動畫、音頻和視頻等多媒體經過特殊的壓縮方式分成一個個壓縮包，由視頻服務器向用戶計算機連續、實時地傳送。在采用流式傳輸方式的系統中，用戶不必象非流式播放那樣等到整個文件全部下載完畢后才能看到具體的內容，只需經過幾秒或幾十秒的啟動延時即可利用相應播放器對壓縮的動畫、音頻、視頻等流式多媒體文件解壓后進行播放，多媒體文件的剩余部分也將在后臺的服務器內繼續下載[5-6]。

2 醫療VOD系統的設計思想

醫療VOD系統的基本設計思想是以實現醫療視頻點播與醫學交流平臺為主要目的。利用FFmpeg與Live555設計媒體服務器與點播客戶端，再使用MFC開發客戶端界面。在服務器提供點播服務期間，客戶端通過向服務器請求視頻文件并建立會話，服務器端向客戶端發送視頻流信息，最后利用SDL在客戶端界面顯示視頻文件。客戶端系統功能模塊設計，見圖1。

圖1 客戶端系統功能模塊圖

基于流式傳輸而開發醫療VOD系統，將視頻點播技術與醫學交流平臺相結合，并采用VC++以及多個先進的流媒體庫開發，以保證系統運行效率。利用FFmpeg流媒體庫在處理音頻流與視頻流的優勢，對醫療視頻文件進行流化與編解碼；采用Live555流媒體庫對于實時流傳輸協議（RTSP）支持的特性，構建流媒體服務器，傳輸音頻與視頻流；最后應用SDL游戲庫顯示音頻與視頻的優勢，在客戶端界面顯示視頻文件，最終實現視頻點播。本系統將醫院的醫療視頻整合為醫療視頻資源庫，方便了醫療視頻資源的管理。

3 系統功能模塊設計

本系統分為服務器端與客戶端。

服務器端負責響應客戶端RTSP請求消息與RTP數據流的傳輸，并支持多種格式的視頻。本系統服務器主要模塊為視頻文件傳輸模塊，為了保證服務器端在低配置處理器電腦中的高效運行，服務器端程序設計在控制臺窗口下運行，不具備Windows操作界面。服務器端的另一個重要模塊是醫療視頻資源庫模塊，該模塊分類視頻，方便用戶查詢到所需求的視頻資源。

客戶端化分為視頻點播和交流平臺兩大模塊：

（1）視頻點播模塊。此模塊是視頻點播功能的實現模塊，包括視頻搜索、視頻緩存、視頻播放控制、播放網絡串流、播放本地文件。本系統使用動態鏈接庫的形式導入、使用FFmpeg與SDL開發的視頻點播播放器，并使其與VC保持兼容。

視頻點播流程，見圖2。

圖2 視頻點播流程圖

（2）交流平臺模塊。此模塊包括預約與回復、在線交流、視頻評論3個模塊。① 預約與回復模塊：用戶成功登錄之后即可使用該模塊，用戶通過選擇預約選項進入預約界面，在預約界面中選擇預約醫生，并可查看該醫生職務。在預約欄中填入信息后，程序將發送該預約信息至被預約醫生，被預約醫生通過回復該預約完成整個預約與回復過程；②在線交流模塊：該模塊由獨立的程序所構成，可以單獨使用。在該功能中用戶通過選擇交流的醫生，從而獲得該醫生的IP地址，并向該IP地址發送信息，從而與醫生形成實時交流；③ 視頻評論模塊：該模塊由用戶成功登錄后使用，當服務器向客戶端發送視頻信息時，客戶端同時將加載該視頻的簡介信息與評論信息，用戶激活評論窗口，通過評論按鈕將評論信息提交至數據庫中。

4 應用效果

本系統結合了三種流式媒體庫，改變了傳統的視頻分享方式，將視頻點播系統與醫患交流平臺相結合，設計簡單高效，保證在低配置下的運行效率，提供RTSP服務與RTP數據流傳輸服務。通過RTSP的多播功能的實現，能處理多個客戶端連接，滿足了大部分人的視頻點播需求，并使醫療視頻文件得到了有效的管理[5-6]。系統應用主界面效果圖，見圖3。

該系統在我學院的一個三甲附屬醫院試用，運行效果良好。期間對該系統與傳統的視頻文件系統的各項運行指標測試，具體測試數據見表1～2。

圖3 視頻點播主界面

表1 各協議類型數據包大下不同時的傳輸效率

表2 系統運行效率對比

從表1～2的數據可以看出該系統在傳輸速度和系統運行效率上優于傳統視頻點播系統。

5 討論

運用通信技術以及計算機技術相結合開發的醫療視頻點播系統，對醫院的視頻管理與分享提供了解決方案，為醫院的信息化管理起到了積極的輔助作用[7-8]。對于醫生來說，該系統可以拓寬醫療技術的交流渠道，革新醫療技術的教學方式；對于患者來說，該系統對醫療知識的普及起到了積極的輔助作用，可以明確的了解自己所要接受的檢查治療，查看真實的檢查治療過程，并了解可能存在的風險以及預防措施，增進對醫生工作的理解，避免由于缺乏有效溝通造成的醫患關系緊張局面。本系統最大的特點在于將視頻點播與交流平臺進行了很好的融合，利用此平臺，醫生、患者可以自由的進行在線交流，實現在線檢查預約、咨詢和討論。

該系統平臺的建立實現了對醫院視頻資源的科學管理及合理利用，并且能更好地滿足醫生和患者的潛在需求。利用計算機通信技術處理信息快速嚴謹的特有機制，減少醫患交流及獲取醫療信息的難度，為醫院醫院的信息化管理提供了新的模式。經不斷完善，該系統將在醫院視頻管理方面發揮更大的作用。

[1] 江科,汪亞非.視頻點播系統的算法研究與實現[J].計算機光盤軟件與應用,2010,(10):56-57.

[2] M.Dakshayini.Client-to-client streaming scheme for VOD applications[J].International Journal of Multimedia & Its Applications,2010,2(2):46-55.

[3] Soumen Kanrar.Efficient traffic control of VOD system[J]. International Journal of Computer Networks & Communications, 2011,3(5):95-106.

[4] Hareesh.K,Manjaiah D.H.Chaining algorithm and protocol for peer-to-peer streaming video on demand system[J].International Journal of Wireless & Mobile Networks,2012,3(6):141-149.

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[6] M.Cui.Research on video on demand based on P2P network[J]. Intelligent Information Ma-nagement,2010,2,338-341.

[7] 郭凌凌.基于放療信息系統的排隊叫號系統設計與實現[J].中國醫療設備,2013,28(8):51-53.

[8] 劉賓,周玉潔.基于RTSP/RTP的視頻點播服務器設計與實現[J].計算機應用與軟件,2010,27(2):9-10.

Design and Research on Medical VOD System

ZHAO Ying-hong1, TENG Zhou-jun1, SUN Cun-jie1,2
1.School of Medical Imaging, Xuzhou Medical College, Xuzhou Jiangsu 221004, China;
2.The Affiliated Hospital of Xuzhou Medical College, Xuzhou Jiangsu 221006, China

In order to solve the problem of waste in medical video resources due to lack of management, stream transmission technique is proposed in this paper. Combined with doctor-patient communication platform developed by MFC, the video on demand (VOD) system which applies FFmpeg, SDL, Live555 streaming media library can effectively manage medical video information and provide service to more users. Experimental result also indicates that VOD system can not only make full use of the medical video resources, but also assist the doctor-to-doctor and doctor-to-patients communications.

medical video on demand system; video on demand; hospital video management

TP311.52

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2014.10.016

1674-1633(2014)10-0052-03

2014-05-26

2014-10-23

江蘇省大學生實踐創新訓練計劃立項項目（2012JSSPITP1855）。

本文作者：趙英紅，講師，研究方向為醫學圖像處理及醫學影像技術。

孫存杰，副教授，副主任技師。

通訊作者郵箱：suncunjie@163.com