圖像處理系統

出自 MBA智库百科(https://wiki.mbalib.com/)

圖像處理系統( Image Processing System,IPS )

　　圖像處理系統是指對2D或3D圖形、圖像進行掃描、存儲、轉發、輸出、處理等工作，它的主要特點是數據量大、處理複雜、多平臺應用、實時性要求高等。

　　圖像處理分系統將採用三種類型的電腦：伺服器、工作站和高檔微機。伺服器主要用於共用資料庫的管理，工作站側重於圖像、圖形處理、地理信息系統和圖像分析方面的工作，微機主要有兩方面的功能：一是作為專用設備(如：圖像掃描設備、地圖數字化儀、圖像記錄儀、磁帶庫、光碟庫、光碟刻錄和拷貝設備等)的控制機，另一方面參與部分數字圖像產品製作任務和軟體開發工作。

　　圖像處理分系統有特定的專用設備，包括圖像數字化設備、地圖掃描儀、數字攝影測量工作站、圖像激光記錄儀、大容量磁帶庫、光碟庫、光碟刻錄機、光碟拷貝機。其中磁帶庫採用數據流大容量磁帶，用於原始數字圖像的儲存並且單獨管理，光碟庫存貯處理後的圖像產品，採用線上管理方式，方便查詢檢索。

　　目前，信息網路已經成為信息處理、信息查詢、科學研究以及協同工作等活動的重要支撐。網路技術的應用為圖像處理系統的跨平臺、多任務、適當分工、集中存儲和高效性提供了強有力的工具。

　　網路是圖像處理系統的傳輸神經，它的作用是將各個個應用分系統聯合為一個有機的整體，充分利用分系統的各種資源，傳輸和控制信息進行暢通無阻的交流和適當的處理，改善信息資源的利用率、提高工作效率並增強對圖像處理系統的總體控制。網路技術的應用是圖像處理系統必不可少的組成部分，是充分發揮圖像資料的使用價值，提高處理效益的關鍵。它是數據採集、存儲、更新、查詢、處理、判讀解義、分析、輸出以及管理等操作的現代化通信通道，為高效率的圖像產品生成和數字化管理提供保障，以適應現代圖像系統對信息準確獲取、快速傳遞、實時分析的要求，為各種圖像處理和應用提供暢通的信息流保障。

　　目前的網路技術有乙太網、令牌環、ATM、FDDI等。其中，乙太網沒有能力根據應用類型提供服務質量保證，所以它曾被認為不適合傳輸包括聲音或視頻的多媒體數據；FDDI的優點是適合較大區域內(50公裡)的網路，並且天生具有冗餘的特性。ATM網路技術因為有較好的服務質量保證(QoS)給用戶提供了服務級別保證，保證用戶實時的傳輸，可以滿足圖像處理系統的高帶寬和實時性保證的要求，所以ATM網路技術是圖像處理系統的首選技術。

　　ATM(Asynchronous Transfer Mode)是指非同步傳輸網路模式，是一種涉及信息的復用、交換和傳輸的技術，按統計特性分配通道。其主要原理是非同步時分復用，即允許通信系統中的接收時鐘和發送時鐘可以非同步方式工作。ATM技術主要特點是：採用信元承載數據；具有虛通道(vC)／虛通路(vP)兩級連接：具有電路交換和分組交換的兩重性。最重要的是具有支持不同QOS(QualityofService)等級的能力，這是指對於不同的業務，其所要求的帶寬、信元丟失率、時延和抖動等都不相同，為了保證通信的質量和帶寬資源的有效利用，採用Qos來實現用戶業務的需要與網路資源管理間的協調。

　　網路拓撲結構有匯流排結構、星形結構、環形結構和分佈結構等，它們各有特色。在圖像處理系統中ATM網路組建過程中，首先根據網路中信元位置(在一個大樓之內)、數據業務量大、實時性、系統可靠性強和效率高等要求，採用星型網路拓撲結構：在星形拓撲結構的網路中存在一個中心節點，它是其他節點的唯一中繼節點，該中心節點一般是交換機，這樣組成的網路結構簡單，便於網路建設、運營和管理，信息在網路中傳輸延遲時間較小。

　　網路組建中最主要的設備是ATM中央交換機，它是系統的中心節點，主要連接圖像處理分系統中的伺服器、磁碟陣列和各分系統的二級交換機，在伺服器中採用網路管理軟體來保證圖像數據、情報數據和命令等在分系統中傳遞暢通無阻，並實施有效的監控和管理。

　　圖像處理系統中ATM網路組建具體的網路拓撲結構如圖1所示。我們根據這個拓撲模型組建了網路，並經過半年多的實際運行證實了此種網路架構可以滿足圖像實時傳輸和及時處理的要求，適合於大數據量、實時性要求高、處理工作複雜多變的圖像處理系統。

　　圖像處理分系統結構設計見圖1