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一种多适应可复用 X 射线产品的算法库架构设

计

马艳歌+冯娟

摘要：简要介绍了一种多适应可复用 X 射线产品的算法库架构设计，以期为日后的相关工作

提供参考。基本这种设计方法、算法库内的功能和代码，可以在不同产品之间或者同一产品的

不同版本间反复使用，这对算法库的日常维护是非常重要的。针对算法库的管理对象，阐述了

对象池模式的使用方法，进而提高对象的可复用性，降低系统内存的使用率。

关键词：架构设计；对象池；X 射线；可复用性

：TP311.52 ：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.05.099

在数字化医用 X 射线摄影系统中，获取到原始图像后，必须采用图像处理算法得到适用于临床

诊断的图像。在设计相关软件时，将一系列图像处理算法的集合称为算法库。虽然摄影产品的

种类繁多，但是，图像处理算法却有很多共同之处，它们差异不大。这就为不同产品之间图像

处理算法的复用提供了有利的条件。在同一个产品的生命周期中，会遇到需要同时维护多个有

差异的算法版本的情况，而在这些差异版本之间，也有大量的代码是可以复用的。

本文提出的多适应可复用的算法库架构设计适用于不同产品之间或者同一个产品的不同版本之

间，它能最大限度地复用算法代码。另外，针对算法库实例对象管理提出了对象池模式。它不

仅能够保证每幅图像都有独立的算法库实例对象，还能够提高对象的可复用性，降低系统内存

的使用率。

1 算法库总体架构设计

图 1 展示了算法库总体架构的设计原理。其中，IPMain 具有算法库实例对象管理功能；

XXImplement 具有算法完整的功能，能够实现不同产品之间或者同一产品不同版本之间的算法

功能对接；AlgorithmBasis 则具有基础算法的功能，它为所有产品和同一产品所有版本的实

现提供算法调用服务；ArithemeticBasis 则具有基础运算功能，比如加、减、乘、除，求直

方图等。

2 算法库详细架构设计

图 2 展示了算法库的基础架构和 2 种扩展变化。其中，图 2（a）为基础架构，A1 是算法库提

供的 2 个差异较大的对外使用接口。它可能是 2 个产品的接口，也可能是属于同一个产品的不

同版本的接口。A1_A1 是接口的实现类，它们不是用于实现某个算法的代码，而是用于算法流

程设立和参数配置等操作的。图 2（b）适用于接口没有变化的产品，但是，它们的功能实现

不同。A1_B1 的功能与 A1_A1 完全独立。这种情形多出现在不同产品之间，它们的功能相同，

算法不同。图 2（c）适用于在原有产品的所有功能上新增了独立功能的新产品，比如乳腺筛

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