[发明专利]基于图像内容的预测和图像高速缓存器控制器

说明书

技术领域

本发明涉及在包括图像客户端、图像服务器和高速缓存的系统中使用的高速缓存器控制器和高速缓存方法。本发明还涉及包括高速缓存器控制器的图像服务器和图像客户端。

在成像的技术领域中，图像装置可允许用户在三个空间维度（例如体积图像数据的三个空间维度或由二维图像的堆叠形成的那些维度）中的图像数据中导航。该图像装置可例如通过根据用户所发出的导航命令显示三维重建的二维横截面来允许用户在体结构的三维重建中导航。

背景技术

图像装置可能实际上不包括所有图像数据。相反，图像装置可能是只包含来自图像服务器的图像数据的某些视图的图像客户端。图像客户端和图像服务器可一起形成一种系统，该系统允许用户通过根据用户的导航请求获得来自图像服务器的视图并在图像客户端显示视图来在图像数据中导航。在使用期间，图像数据的所得到的视图构成比所有图像数据少的数据。因此，该系统可使图像客户端能够在图像数据中导航，而不需要图像客户端获得或在本地存储所有图像数据。

然而，上述系统可能遭受在用户请求视图与图像客户端能够显示视图之间的时延，即延迟。特别是，时延可能在获得来自图像服务器的视图的时段期间出现。

Chong Zhang于2007年提交到芝加哥的伊利诺斯大学的标题为“OptiStore:An On-Demand Data Processing Middleware for Very Large Scale Interactive Visualization”的博士论文公开了一种运行可视化应用并连接到包括三维图像数据集的数据储存库的客户端。该客户端被布置成使可视化应用到数据集的数据访问时延最小化。为了该目的，主控制器从可视化应用接收视图信息和数据请求。该视图信息涉及例如视点的位置。主控制器然后检查所请求的数据是否存在于高速缓存器中。如果它存在，则高速缓存器将数据返回到可视化应用；否则，它将视图信息传递到预测器。基于视图信息的历史，预测器创建数据请求。最后，一旦所请求的数据从数据储存库到达，它就被存储在高速缓存器中。因此，主控制器通过从视图信息的历史预测未来的数据请求而减小了可视化应用的时延。

该主控制器的问题是，它不足以减小当进行在图像客户端上在图像数据中导航时出现的时延。

发明内容

有利的是，具有一种用于进一步减小当进行在图像客户端上在图像数据中导航时出现的时延的装置，或一种进一步减小当进行在图像客户端上在图像数据中导航时出现的时延的方法。

为了更好地处理这个问题，本发明的第一方面提供了在包括图像客户端和图像服务器的系统中使用的高速缓存器控制器，该图像客户端通过根据用户的导航请求显示从图像服务器得到的图像数据的视图来使用户能够在具有至少三个空间维度的图像数据中导航，且该高速缓存器控制器包括被配置成获得指示在图像客户端的当前视图中显示的内容的内容数据的处理器，该当前视图表示在图像数据的三个空间维度中的第一视点，该处理器还配置成根据内容数据来预测图像客户端的视图请求，该视图请求对应于表示图像数据的三个空间维度中的第二视点的视图，且该高速缓存器控制器还包括通信模块，该通信模块用于根据视图请求从图像服务器获得视图并用于将该视图缓存在高速缓存器中。

上述高速缓存器控制器是图像客户端/服务器系统的部分。图像服务器在本地存储具有至少三个维度的图像数据，这三个维度是空间维度。图像客户端布置成显示图像数据的当前视图，即，图像数据中被当前显示给用户的一部分的可视化或视觉表示。当前视图对应于从图像数据内或从图像数据外显示图像数据的该部分的在三个空间维度内的视点。图像客户端允许用户通过提取，即检索来自图像服务器的与用户所提供的导航指令相关的视图来交互地在图像数据中导航。用户因此可在图像数据的三个空间维度中导航。此外，该系统包括配置成缓存从图像服务器得到的视图的高速缓存器。

高速缓存器控制器包括配置成预测图像客户端的未来视图请求的处理器。该处理器因此有效地预测用户的未来导航行动，因为未来的视图请求一般是用户的未来导航行动的直接结果且因此与用户的未来导航行动直接相关。该预测基于指示当前视图的内容（即包含在当前视图内的某物）的数据。对应于未来视图请求的视图对应于另一视点，即，显示图像数据的另一部分。因此，未来的视图请求反映了对用户改变视点的预测。高速缓存器控制器还包括从图像服务器获得视图的通信模块。该通信模块能够指示高速缓存器将视图缓存在其高速缓存存储器中。因此，当图像客户端真正请求视图时，图像服务器不再需要提供视图。替代地，直接从高速缓存器获得视图。