Medyczna rejestracja obrazu wideo

Część I: Podstawowe zagadnienia związane z medyczną rejestracją obrazu wideo

Nośniki danych

Autor: dr inż. Marcin Just, dr inż. Michał Tyc (DiagNova Technologies)

Ostatnim etapem w rejestracji wideo jest zapis pliku na odpowiednim nośniku. Oprogramowanie do nagrywania zapewniło odpowiedni format danych i wybrany został odpowiedni kontener do ich zapisania. Pliki wideo mają zwykle sporą objętość (od kilku MB do kilku GB). Zapisywane mogą być na kilka typów nośników. Wymienić można tu:

  • dyski zewnętrzne (również klasyczne dyski twarde albo SSD),
  • wszelkiego typu pendrive’y, czyli popularne kieszonkowe pamięci Flash podłączane do portu USB,
  • zapisywalne nośniki optyczne: płytki CD, DVD, Blu-ray.

Rozważyć należy tu sprawę nagrywania bezpośredniego (rejestracja w czasie rzeczywistym) oraz późniejszej archiwizacji i tworzenia kopii zapasowych (backupu).

Nagrywanie bezpośrednie

Przy nagrywaniu bezpośrednim krytyczne jest zapewnienie jak najmniejszej podatności systemu na możliwe opóźnienia. W przypadku materiału o dużej istotności nagrywanie bezpośrednio na nośniki optyczne właściwie można wykluczyć – minimalne opóźnienia związane ze skazami na płytce, przypadkowymi wstrząsami (np. przy potrąceniu urządzenia) oraz brak możliwości weryfikacji poprawności zapisu właściwie dyskwalifikują to rozwiązanie. Korzystanie z dysków zewnętrznych również podnosi awaryjność (choćby niechcący wyrwany z gniazda kabel), a w przypadku dysków podłączonych poprzez USB dodatkowo niepotrzebnie zwiększa obciążenie procesora.

Przy nagrywaniu bezpośrednim właściwie jedynym sensownym rozwiązaniem jest zapisywanie na dysku wewnętrznym. Nowoczesne dyski twarde i SSD zapewniają wydajność wystarczającą do nagrywania jednocześnie nawet kilku strumieni wideo. Uwagę zwrócić należy właściwie tylko na problem wielkości pliku. Jeśli istnieje możliwość, że nagranie będzie bardzo długie i plik może osiągnąć duże rozmiary, należy upewnić się, ze zarówno kontener wideo, jak i sam system plików na dysku umożliwia obsłużenie tak dużych plików. Wśród systemów plików obsługiwanych przez systemy rodziny Windows NT wyróżnić można:

  • FAT (FAT16) – o maksymalnym rozmiar pliku 2 GB,
  • FAT32 – o maksymalnym rozmiar pliku 4 GB,
  • NTFS – z rozmiarem pliku limitowanym jedynie rozmiarem partycji na dysku,
  • exFAT (tylko w Windows XP Service Pack 2 i nowszych systemach, zasadniczo przeznaczony dla nośników wymiennych) – z rozmiarem pliku limitowanym jedynie rozmiarem partycji na dysku.

W przypadku kontenera AVI rozmiar pliku zasadniczo ograniczony jest do 4 GB (dla wersji AVI 1.0), jednak starsze implementacje (np. w Video for Windows) mogą go ograniczać nawet do 2 GB. Należy więc właśnie ten rozmiar (2 GB) przyjąć jako bezpieczny limit wielkości plików. Oprogramowanie nagrywające w przypadku wystąpienia możliwości przekroczenia tego rozmiaru powinno proponować odpowiednie bezpieczne rozwiązania.

Archiwizacja i wykonywanie kopii zapasowych

W przypadku archiwizacji i wykonywania kopii zapasowych (backupu) nie jest istotna możliwość wystąpienia drobnych przestojów. Możliwa jest również weryfikacja poprawności zapisanych danych. Dopuszczalne są więc wszystkie nośniki z uwzględnieniem uwag dotyczących systemu plików. Należy jednak wziąć pod uwagę wszystkie cechy nośników i rozważyć też funkcję przenoszenia danych.

Płytki CD

Są obecnie najstarszym praktycznie użytecznym nośnikiem wymiennym. Zapewniają wystarczające bezpieczeństwo, a w wielu sytuacjach ich rozmiar wystarcza do zachowania nawet długiego filmu. Użycie ich jednak do wykonania archiwum lub kopii zapasowej dużego zestawu plików wideo z dysku twardego jest pomysłem nierealnym. Nowoczesny dysk o pojemności 1 TB (tj. 1000 GB lub 1024 GB) wymagałby w tej sytuacji około 1500 płyt CD, które zajęłyby całą szafę, zaś na ich nagranie potrzeba byłoby około 100 godzin. Płytki CD nadają się więc jedynie do przechowywania małych porcji danych.

Płytki DVD

Są niewiele młodsze i niewiele bardziej zawansowane technologicznie od płytek CD. Zapewniają niewiele większą pojemność (na zabezpieczenie 1 TB danych trzeba poświęcić około 200 płytek i 40 godzin czasu), ale niestety, z powodu dużej wrażliwości płytek zapisywanych w nagrywarkach (nie płytek fabrycznie tłoczonych) na warunki zewnętrzne, grzyby i bakterie, a także z powodu skandalicznie niskiej jakości większości dostępnych płytek (nawet renomowanych producentów), ich stosowanie powinno być bardzo ograniczone. W przypadku większości takich płytek pamiętać należy też o obowiązkowym pozostawieniu dużej (około 10%) brzeżnej części płytki pustej, gdyż występująca w tych regionach degradacja nośnika powoduje czasami niemożność odczytania tych danych nawet bezpośrednio po nagraniu! Podsumowując, zapisywalne płytki DVD właściwie nie powinny być obecnie używane do niczego, nawet do przenoszenia danych.

Płytki Blu-ray

Charakteryzują się blisko 10 razy większą pojemność niż DVD, co pozwalałoby sądzić, że jest to potencjalnie dobra opcja do wykorzystania jako archiwum lub kopia zapasowa. Technologia ta jest jednak jeszcze mało sprawdzona i należałoby się upewnić, że pozbawiona jest wad DVD.

Pendrive’y

Coraz większa pojemność powoduje, że nośniki te idealnie nadają się do przenoszenia danych wideo. Zwrócić uwagę należy jednak na zaskakująco dużą zawodność i możliwość wystąpienia błędów przy nagrywaniu. W przypadku zachowywania istotnych danych na takim nośniku, zawsze powinna nastąpić weryfikacja poprawności zapisu poprzez odczyt tych danych i porównanie z oryginałem (choćby próba odtworzenia filmu). Należy też zwracać uwagę na poprawne bezpieczne odłączenie takiego urządzenia z systemu poprzez uprzednie kliknięcie stosownej ikonki na pasku zadań Windows (wbrew zapewnieniom o możliwości szybkiego odłączania pendrive’ów z systemem plików FAT32).

Zewnętrzne dyski

Jest to rozwiązanie idealne, gdy chodzi o archiwizację i kopie zapasowe. Brak trwałego połączenia z komputerem pozwala zachować dane również w przypadku poważnej awarii komputera, np. związanej z wystąpieniem przepięć w sieci zasilającej. Przy zachowaniu ostrożności (brak wstrząsów) i wystarczająco dobrym chłodzeniu przy dłuższej pracy, dysk zewnętrzny powinien zapewnić wiarygodną archiwizację danych i tworzenie kopii zapasowych.