Brevet FR2788654A1 — publié le 20000721

-- 1-' Procédé et système pour archiver et communiquer des images" DESCRIPTION La présente invention concerne un procédé pour archiver et communiquer des images. Elle vise également un système mettant en euvre ce procédé. L'archivage et la communication d'images représente un enjeu considérable dans le domaine médical et scientifique, mais également dans de nombreux secteurs industriels et commerciaux, tels que l'édition, la publicité, la communication ou la documentation technique ou commerciale. Il existe actuellement des banques d'images dédiées à diverses applications, qui mettent en ouvre des systèmes de gestion de bases de données (SGBD) permettant de gérer des liens sémantiques entre des images archivées et d'autres données liées aux applications concernées. Les images archivées dans ces banques d'image sont extraites de ces banques pour être ensuite traitées. Une banque d'image résulte classiquement de l'association d'un système d'archivage et de communication (PACS) et d'un système de gestion de base de données (SGBD) qui permet de gérer des liens sémantiques entre des images archivées et les autres données de l'application. Dans le cas particulier des systèmes d'information hospitaliers, les images médicales produites et utilisées quotidiennement constituent, toutes sources confondues, un volume de données considérable qu'il est nécessaire d'archiver durablement et de transmettre aux cliniciens dans des délais les plus courts possible. On utilise actuellement pour cela des systèmes d'archivage et de - 2- communication d'image (PACS: "Picture Archiving and Communication Systems"). Le standard DICOM (Digital Imaging and Communication in Medicine) a permis d'harmoniser les échanges de données entre les systèmes d'archivage et de communication et les outils logiciels de traitement d'image. Un inconvénient des systèmes actuels de banque d'image est qu'ils ne prennent pas en compte le fait que certaines images peuvent être dérivées des autres, ce qui constitue une perte d'information sémantique lors de l'exploitation des images. On connaît par le document W09831138 un système de recherche universelle pour archiver des images comportant un dispositif de génération d'image équipé pour effectuer un codage des images générées, permettant ainsi de relier des générations d'images les unes par rapport aux autres et par rapport aux originaux. Il s'agit en l'espèce d'un procédé de codage d'image permettant d'évaluer l'effet des traitements qui ont pu être réalisés sur des images. Ce procédé procure certes un accès plus facile et plus rapide aux images archivées, mais ne résout pas pour autant le problème de la réduction du volume de stockage requis pour archiver un ensemble d'images. Le but de l'invention est de remédier à ces inconvénients en proposant un procédé pour archiver et communiquer des images, qui prenne en compte le fait que des images puissent être dérivées d'autres images tout en procurant un gain de temps et de place par rapport aux procédés actuels. Cet objectif est atteint avec un procédé pour archiver et communiquer des images, comprenant: un archivage d'images provenant de diverses sources d'image, - 3 - une gestion d'une base de données associées à ces images archivées, ces données comprenant notamment des descriptions desdites images archivées. Suivant l'invention, le procédé comprend en outre une gestion d'images comportant: une génération de données spécifiques à des opérations de calcul ou de traitement réalisées par des moyens de calcul d'image sur lesdites images archivées, ces données spécifiques, appelées expressions-images, étant ensuite inscrites dans la base de données, une gestion d'associations entre des images archivées et des images calculées et d'associations entre des images archivées ou calculées et d'autres données stockées dans ladite base de données, et une synthèse sur requête d'images calculées, à partir d'images archivées et des expressions-images associées inscrites dans la base de données. Ainsi, avec le procédé d'archivage et de communication selon l'invention, il devient possible d'avoir accès à un grand nombre d'images dérivées d'un original sans devoir stocker l'ensemble de ces images et sans réaliser une opération de compression qui nécessiterait ensuite une décompression avec déperdition d'information. Seules les images d'origine sont stockées, les expressions-images associées aux images calculées étant simplement inscrites dans la base de données. Dans une version particulière de l'invention, les images archivées destinées à être calculées ou traitées sont accédées à partir d'un système d'archivage d'image selon un protocole de communication préétabli, tel que le standard DICOM utilisé en imagerie médicale. Suivant un autre aspect de l'invention, il est proposé un système pour archiver et communiquer des -4- images, mettant en oeuvre le procédé selon l'invention, comprenant: des moyens pour archiver des images provenant de diverses sources d'image, et des moyens pour gérer une base de données associées à ces images archivées, ces données comprenant notamment des descriptions desdites images archivées. Ce système est caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de gestion d'images comportant: des moyens pour générer des données spécifiques à des opérations de calcul ou de traitement réalisée par des moyens de calcul d'image sur lesdites images archivées, ces données spécifiques étant ensuite inscrites dans la base de données, des moyens pour gérer des associations entre des images archivées et des images calculées et des associations entre des images archivées ou calculées et d'autres données stockées dans ladite base de données, et des moyens pour synthétiser sur requête des images calculées, à partir d'images archivées et des données spécifiques inscrites dans la base de données. Dans une première configuration d'un système selon l'invention, les moyens d'archivage sont directement couplés à un système d'imagerie, par exemple un équipement d'imagerie médicale ou un numériseur. Dans une seconde configuration, les moyens d'archivage sont directement couplés à un système de réception d'images transmises via un réseau de communication tel qu'Internet. Les moyens de gestion de la base de données peuvent être avantageusement inclus au sein d'un système d'information général ou dédié. Les moyens de gestion d'image sont généralement mais non limitativement couplés aux moyens de calcul ou de -5- traitement d'image et communiquent d'une part avec le système d'information via un premier protocole de communication, par exemple SQL, et d'autre part, avec les moyens d'archivage via un second protocole de communication tel que le standard de communication DICOM utilisé en imagerie médicale. les moyens de gestion d'image, les moyens de calcul d'image et les moyens de fourniture d'image peuvent par exemple être implémentés au sein d'une station de travail graphique. La présente invention peut être mise en ouvre en imagerie médicale et dans de nombreux domaines industriels, scientifiques, commerciaux ou artistiques impliquant le stockage et la manipulation et la manipulation d'images. On peut également citer le domaine des arts graphiques ou de la documentation technique. Un autre domaine d'application concerne l'identification d'adresses postales et plus généralement l'analyse et le traitement de documents manuscrits tels que des chèques. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ci-après. Aux dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs: - la figure 1 est un schéma synoptique d'un système d'archivage et de communication selon l'invention; - la figure 2 illustre les étapes essentielles du procédé d'archivage et de communication selon l'invention; - la figure 3 illustre schématiquement une implantation d'un système d'archivage et de communication dans un environnement de réseau local; et - la figure 4 illustre un exemple de mise en ouvre d'un système d'archivage et de communication dans - 6- un contexte de collecte d'images sur un réseau tel qu'Internet. On va maintenant décrire, en référence à la figure 1, la structure d'un système d'archivage et de communication d'images S selon l'invention. Ce système d'archivage et de communication S comprend une station de travail SG, par exemple du type station graphique, connectée, d'une part, à un système d'imagerie SA incluant un équipement d'imagerie EI et un équipement d'archivage AR, et d'autre part, à un système d'information SI incluant une base de données relationnelle BD et un système de gestion de base de données SB. Les communications et transferts de données entre le système d'imagerie SA et la station de travail SG peuvent être réalisés en se conformant à un protocole de communication P1 dédié au secteur d'application concerné, par exemple le standard DICOM dans le domaine médical, tandis que les échanges de données entre le système d'information SI et la station de travail SG sont réalisés en utilisant un second protocole de communication P2, intégrant par exemple le standard SQL largement répandu dans le domaine des systèmes de gestion de base de données. La station de travail SG inclut une unité de contrôle et de traitement UC, en pratique l'unité centrale d'un micro-ordinateur, une unité de visualisation VI, par exemple un écran graphique à haute résolution, un module logiciel de traitement d'image TI et un module de gestion d'image GI implémentant les fonctions caractéristiques propres à la présente invention. Le module de gestion d'image GI inclut une fonction GE de génération d'expressions- images associées à des -- 7- images calculées à partir d'images originales soumises à un traitement (filtrage, modification, fusion, etc...), une fonction GA de gestion d'associations entre images, notamment entre images originales et calculées, et une fonction CI de recalcul ou synthèse d'images sur requête à partir d'images originales et d'expressions-images associées à des images calculées dont la consultation est demandée. Le module de gestion d'images GI peut être construit, à titre d'exemple non limitatif, autour d'un noyau logiciel existant tel que le noyau logiciel ASTERIX (Acquisition, Stockage, Traitement et Exploitation en Radiologie et Imagerie eXploratoire) développé au Laboratoire d'Informatique de l'Ecole Polytechnique (France). Le principe général mis en ouvre dans ce noyau logiciel a notamment été décrit dans l'article "An image management kernel for the design of relational and pictorial data bases" de P.Chassignet dans Magnenat- Thalmann D., "Computer generated images-state of the art", Proc of Graphics Interface, 1985. Le procédé d'archivage et de communication selon l'invention, comprend, en référence à la figure 2, des phases (I) de gestion des images calculées et d'inscription d'expressions-images dans la base de données relationnelle, et des phase (II) de synthèse d'images calculées en réponse à des requêtes de consultation. Ainsi, en considérant par exemple une image originale IO provenant d'une source d'images quelconque et obtenue et archivée sous un format quelconque, cette image originale IO est soumise à divers traitements effectués depuis la station de travail, soit par l'opérateur de la source, soit par un utilisateur de cette image, ou bien encore automatiquement. Ces - 8 - traitements conduisent à l'obtention d'images calculées ICl,.,ICi,.,ICn. Avec le procédé selon l'invention, seule l'image originale IO est stockée sous la forme d'un document archivée IA contenant l'intégralité des données graphiques constituant l'image originale, alors que les images calculées vont être conservées sous la forme d'expressions-images qui sont en fait des programmes- images. La génération de ces expressions-images à partir des calculs d'images met en oeuvre des techniques mathématiques spécifiques connues, pour la description desquelles l'homme du métier pourra notamment se rapporter à l'article de P. Chassignet précité. Les expressions-images XI1,.,XIi,.,XIn correspondant aux images calculées IC1,.,ICi,.,Icn, sont ensuite inscrites et stockées dans la base de données relationnelle sous la forme de données alphanumériques occupant un espace-mémoire considérablement plus petit que celui qu'auraient occupé les images calculées si elles avaient été conservées intégralement. Au cours de la phase (II) de synthèse d'une image calculée sur requête d'un utilisateur du système d'archivage et de communication selon l'invention, le module de gestion d'image GI traite une requête d'accès à une image calculée ICi en récupérant, d'une part, l'image originale archivée IA et, d'autre part, l'expression- image XIi associée à l'image calculée concernée. A partir de ces informations récupérées, le module de gestion d'associations d'images va fournir une reconstitution ou synthèse de l'image calculée ICi qui peut alors être consultée par l'utilisateur du système. Des centres hospitaliers ou médicaux peuvent avantageusement équipés d'un système d'archivage et de - 9- communication selon l'invention dans une approche client- serveur, comme l'illustre la figure 3. A l'intérieur du centre hospitalier, plusieurs stations de travail et de consultation SG,.., SGi implémentant le procédé selon l'invention peuvent être reliées au sein d'un premier réseau local Rl au système d'imagerie SA pourvu d'une unité d'archivage AR et fonctionner comme postes "client" par rapport au système d'imagerie SA fonctionnant comme poste "serveur d'image". Chaque station de travail et de consultation SG est en outre relié via un second réseau local R2 à un système d'information SI incluant une unité UB hébergeant la base de données relationnelle contenant les expressions- images. Ce système d'information peut être le système d'information général du centre hospitalier ou bien être un système d'information spécifique aux opérations de gestion d'images ou de documents médicaux. Il peut aussi héberger d'autres bases de données contenant des informations de toute nature sur les patients traités. La présente invention peut aussi, en référence à la figure 4, être mise en oeuvre pour la gestion d'images collectées sur une pluralité de sites Sl,..,SN serveurs d'images, accessibles sur le réseau Internet. On peut alors concevoir un système d'archivage et de communication S' selon l'invention comprenant une station CL d'accès et de navigation sur Internet permettant de rechercher, de collecter et de stocker dans une unité d'archivage AR des images de toute nature et de tout format, une station de gestion d'images SG, et une station SB hébergeant une base de données relationnelle BD prévue pour contenir notamment les expressions-images associées aux images calculées. Les stations d'accès Internet CL, de gestion d'images SG et de gestion de base SG sont toutes connectées au réseau local R d'un système - 10- d'information SI. Il va de soi que l'on peut prévoir dans le cadre de la présente invention des variantes de la configuration qui vient d'être décrite, par exemple une configuration compacte dans laquelle un seul poste intègre la fonction d'accès Internet et de collecte des images, la fonction de gestion de bases de données et la fonction de gestion d'images. Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention. Il est à noter que le procédé selon l'invention peut être mis en ouvre dans tout système de stockage d'image, notamment pour des jeux vidéo ou le cinéma. Par ailleurs, par image, il faut entendre plus largement tout document électronique susceptible de faire l'objet d'un traitement de nature graphique. Il peut s'agir par exemple d'un cliché photographique mais également d'images de synthèse ou de pages au format HTML ou autre. - 11- REVENDICATIONS 1. Procédé pour archiver et communiquer des images, comprenant: un archivage d'images (IO) provenant de diverses sources d'image, et une gestion d'une base de données (BD) associées à ces images archivées (IA), ces données comprenant notamment des descriptions desdites images archivées, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une gestion d'images comportant: une génération de données spécifiques à des opérations de calcul ou de traitement réalisée par des moyens de calcul d'image sur lesdites images archivées, ces données spécifiques appelées expressions-images (XI1, XIi, XIn), étant ensuite inscrites dans la base de données (BD), une gestion d'associations entre des images archivées (IA) et des images calculées (IC) et des associations entre des images archivées ou calculées et d'autres données stockées dans ladite base de données, et une synthèse sur requête d'images calculées (IC), à partir d'images archivées (IA) et des expressions-images (XIl, XIi, XIn) associées inscrites dans la base de données (BD). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les images archivées (IA) destinées à être calculées ou traitées sont accédées à partir d'un système d'archivage d'image (AR) selon un protocole de communication préétabli (Pl). 3. Procédé selon la revendication 2, mis en oeuvre pour l'archivage et la communication d'images médicales, - 12- caractérisé en ce que le protocole de communication est conforme au standard DICOM. 4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la base de données (BD) est de type relationnel. 5. Système (S) pour archiver et communiquer des images, mettant en oeuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant: des moyens (AR) pour archiver des images (IO) provenant de diverses sources d'image (EI), des moyens (SB) pour gérer une base de données (BD) associées à ces images archivées, ces données comprenant notamment des descriptions desdites images archivées, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de gestion d'images (GI) comportant: des moyens (GE) pour générer des données spécifiques à des opérations de calcul ou de traitement réalisée par des moyens de calcul d'image (TI) sur lesdites images archivées (IA), ces données spécifiques appelées expressions-images étant ensuite inscrites dans la base de données (BD), des moyens (GA) pour gérer des associations entre des images archivées (IA) et des images calculées (IC) et des associations entre des images archivées ou calculées et d'autres données stockées dans ladite base de données (BD), et des moyens (CI) pour synthétiser sur requête des images calculées (IC), à partir d'images archivées (IA) et des expressions-images inscrites dans la base de données (BD). - 13- 6. Système (S) d'archivage et de communication selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens d'archivage (AR) sont directement couplés à un système d'imagerie (EI). 7. Système (S') d'archivage et de communication selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens d'archivage (AR) sont directement couplés à un système (CL) de collecte d'images transmises via un réseau de communication, notamment le réseau Internet. 8. Système d'archivage et de communication selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que les moyens de gestion (SB) de la base de données (BD) sont inclus au sein d'un système d'information (SI). 9. Système d'archivage et de communication (S) selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens de gestion d'image (GI) sont liés aux moyens de calcul ou de traitement d'image (TI) et communiquent d'une part avec le système d'information (SI) via un premier protocole de communication (Pl) et d'autre part avec les moyens d'archivage (AR) via un second protocole de communication (P2). 10. Système d'archivage et de communication (S) selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisé en ce que les moyens de gestion d'image (GI), les moyens de calcul d'image (TI) et les moyens de synthèse d'image sont implémentés au sein d'une station de travail graphique (SG). - 14- 11. Application du système d'archivage et de communication selon l'une quelconque des revendications 5 à 10 pour la gestion d'images en milieu hospitalier. 12. Application du système d'archivage et de communication selon l'une quelconque des revendications 5 à 10, pour la reconnaissance d'adresses postales. 13. Application du système d'archivage et de communication selon l'une quelconque des revendications 5 à 10, pour l'analyse de documents manuscrits. 14. Application du système d'archivage et de communication selon l'une quelconque des revendications 5 à 10, pour la gestion électronique de documents.