彩超軟件質(zhì)量控制方法

摘要：隨著彩超的發(fā)展，功能越來越復(fù)雜，彩超軟件的總體規(guī)模越來越大。通過在計劃、實現(xiàn)過程、測試三個環(huán)節(jié)的科學(xué)管理，可以有效控制彩超軟件的質(zhì)量，提高產(chǎn)品的可靠性。

關(guān)鍵詞：彩超軟件 ?質(zhì)量控制 ?計劃 ?實現(xiàn)過程 ?測試

1 概述

彩超研發(fā)是一項涉及生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、物理學(xué)和計算機等多學(xué)科交叉的工作，對該領(lǐng)域的研究需要投入巨大的人力、物力和財力，而且一些基礎(chǔ)研究的投入需要一定周期。在一些發(fā)達國家，許多科研機構(gòu)和跨國企業(yè)做了大量前瞻性的基礎(chǔ)研究工作，為彩超技術(shù)不斷的深化與完善，奠定了一定的理論和實踐基礎(chǔ)。隨著整個超聲行業(yè)技術(shù)的發(fā)展和企業(yè)自身研發(fā)能力的提高，海鷹醫(yī)電實現(xiàn)了從黑白超聲到彩色超聲的跨越，成為國內(nèi)能夠完全自主完成彩超研發(fā)、生產(chǎn)為數(shù)不多的企業(yè)之一。彩超軟件與以往的黑白超軟件相比具有更多的軟件功能、提供更復(fù)雜的用戶操作，如何保證規(guī)模龐大的彩超軟件的質(zhì)量成為一大挑戰(zhàn)性問題。保證軟件的質(zhì)量的重要途徑就是制定和實施貫穿于開發(fā)全過程的技術(shù)與管理規(guī)范，實施工程化管理，運用軟件工程的原理、思想和標(biāo)準(zhǔn)，通過技術(shù)規(guī)范與管理規(guī)范的有效實施來提高軟件產(chǎn)品的可靠性及開發(fā)效率[1][2]。

2 軟件生命周期分析

軟件生命周期是軟件的產(chǎn)生直到報廢的生命周期，周期內(nèi)有問題定義、可行性分析、總體描述、系統(tǒng)設(shè)計、編碼、調(diào)試和測試、驗收與運行、維護升級到廢棄等階段，這種按時間分程的思想方法是軟件工程中的一種思想原則，即按部就班、逐步推進，每個階段都要有定義、工作、審查、形成文檔以供交流或備查，以提高軟件的質(zhì)量。但隨著新的面向?qū)ο蟮脑O(shè)計方法和技術(shù)的成熟，軟件生命周期設(shè)計方法的指導(dǎo)意義正在逐步減少[1][3]。常用瀑布模型來描述軟件生存周期的各項內(nèi)容，如下圖1：

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圖1 ?軟件瀑布模型

結(jié)合軟件生存周期和企業(yè)實際研發(fā)、生產(chǎn)水平，彩超軟件質(zhì)量控制可以在軟件計劃、軟件實現(xiàn)、軟件測試三個過程著重把關(guān)，控制軟件質(zhì)量。

3 在軟件計劃過程中控制軟件質(zhì)量

軟件計劃以軟件需求分析為母體分解實施。軟件產(chǎn)品以滿足用戶需求為軟件開發(fā)的主要任務(wù)，而需求分析正是用戶需求的提煉。在項目初期及開發(fā)過程中，經(jīng)常會碰到不能很好理解用戶需求及用戶需求頻繁變更的情況，正確地對待這些變更并在計劃中靈活安排可以保證軟件產(chǎn)品在預(yù)計的進度內(nèi)完成，可以保證計劃工作的嚴(yán)肅性，可以維護軟件計劃、產(chǎn)品和活動與需求的一致性，從而從制度上控制軟件質(zhì)量。

4 在軟件實現(xiàn)過程中控制軟件質(zhì)量

軟件的實現(xiàn)過程對于軟件產(chǎn)品的質(zhì)量有著重要影響。統(tǒng)一軟件過程（RUP）框架和面向?qū)ο螅∣O）程序方法在軟件開發(fā)中的運用能明顯提高軟件開發(fā)效率，降低整個項目風(fēng)險，從而提高軟件質(zhì)量。

4.1 RUP框架。RUP框架由Ratinnal公司在吸取多種軟件過程和模型的長處的提出，利用用例驅(qū)動、以系統(tǒng)架構(gòu)為中心、迭代增量的開發(fā)模型，能全面支持面向?qū)ο蟮拈_發(fā)方法，所以一經(jīng)推出市場，就迅速得到業(yè)界廣泛的認(rèn)同[4]。

傳統(tǒng)的軟件開發(fā)模型瀑布式模型是一個單維的模型（如圖1所示），在RUP框架中，軟件開發(fā)生命周期根據(jù)時間和RUP的核心工作流，劃分為二維空間，可以用二維坐標(biāo)來描述。橫軸通過時間組織，體現(xiàn)開發(fā)過程的動態(tài)結(jié)構(gòu)，用“周期”、“階段”、“迭代”、“里程碑”等術(shù)語描述;縱軸以內(nèi)容來組織，體現(xiàn)開發(fā)過程的靜態(tài)結(jié)構(gòu)，即在某一時刻軟件開發(fā)所要進行的工作，可以用“活動”，“工作流”，“產(chǎn)品”，“工作者”等概念來表示[3][4]。

RUP中的軟件生命周期在時間上被分解為四個順序的階段，分別是：初始階段、細(xì)化階段、構(gòu)造階段和交付階段。每個階段結(jié)束于一個主要的里程碑，在每個階段的結(jié)尾執(zhí)行一次評估以確定這個階段的目標(biāo)是否已經(jīng)滿足。如果評估結(jié)果令人滿意的話，可以允許項目進入下一個階段。

在彩超軟件中，初始階段的目標(biāo)是根據(jù)醫(yī)生對彩超的軟件需求建立模型并確定模型的邊界條件。本階段具有非常重要的意義，在這個階段中關(guān)注的是整個超聲軟件中總體需求的風(fēng)險。細(xì)化階段的目標(biāo)是分析超聲軟件各模型領(lǐng)域，建立健全的體系結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，編制超聲軟件計劃。在構(gòu)造階段，實現(xiàn)所有模塊并集成為產(chǎn)品，所有的軟件功能被詳細(xì)測試。交付階段的重點是確保軟件對最終用戶是可用、易用、好用。交付階段可以跨越幾次迭代，包括為發(fā)布做準(zhǔn)備的產(chǎn)品測試，基于用戶反饋的少量的調(diào)整。

4.2 OO程序方法。OO程序方法一個重要的優(yōu)點是支持信息隱蔽、數(shù)據(jù)抽象與封裝，使得軟件的開發(fā)、修改和維護易于進行;OO程序方法的另一個重要優(yōu)點是，它可以在整個軟件生命周期達到概念、原則、術(shù)語及表示法的高度一致，這種一致性使得各個系統(tǒng)成分盡管在不同的開發(fā)與演化階段有不同的形態(tài)，但可具有貫穿整個軟件生命周期的良好映射[3]。

在彩超軟件制作過程中，采用這兩種開發(fā)過程和開發(fā)方法可以使整個超聲軟件開發(fā)、維護、升級更為容易，提高軟件生產(chǎn)效率、降低軟件生產(chǎn)成本，控制軟件質(zhì)量從而提高軟件的整體質(zhì)量。

5 在軟件測試過程中控制軟件質(zhì)量

軟件測試是保證軟件質(zhì)量和可靠性的重要手段。在西方軟件發(fā)達國家，軟件測試受到普遍重視。在國際著名軟件企業(yè)中，軟件測試的費用占到了整個開發(fā)過程費用的40%以上。特殊情況下，對于性命枚關(guān)的軟件，如飛行控制、核反應(yīng)堆監(jiān)控軟件等，其測試費用甚至高達所有其他軟件工程階段費用總和的3-5倍[3][5]。

5.1 彩超軟件的測試項目。針對彩超軟件，需要制定和不斷修訂嚴(yán)格的測試項目，其主要包括性能測試和功能測試兩大部分。每個測試項目由可定量描述的測試項組成。

超聲軟件的性能測試包括每個探頭的黑白分辨率，選取標(biāo)準(zhǔn)模塊兩個不同深度對橫向分辨率和縱向分辨率進行定量檢測;性能測試還包括每個探頭的頻譜分辨率，選擇人體兩個不同器官進行血流定性檢測。

超聲軟件的功能測試包括每個探頭的功能調(diào)節(jié)的測試，有聲功率、發(fā)射頻率、掃描密度、動態(tài)范圍、平滑處理、幀平均、二次諧波、焦點數(shù)、掃描范圍、圖像優(yōu)化、邊緣增強、灰階曲線、深度、掃描范圍、2B切換、4B切換、黑白翻轉(zhuǎn)、圖像旋轉(zhuǎn)等測試項目;探頭的預(yù)設(shè)值測試;測量功能測試，有2D常規(guī)測量、M常規(guī)測量、Doppler測量、產(chǎn)科測量、男科測量、婦科測量、泌尿科測量、外周血管測量、多胞胎測量、小器官測量、矯形外科測量、心臟測量等測試項目;內(nèi)置工作站測試，有婦科、男科、泌尿科、小器官、血管、心室、二尖瓣、主動脈、左心室、常規(guī)報告、檢索、診斷模板、等測試項目;其他功能測試，有回放功能（自動＼手工，速度調(diào)節(jié)）、語言調(diào)節(jié)、日期、時間設(shè)置、圖像存儲格式選擇、圖像存儲模式、體標(biāo)目錄、患者信息輸入、iTouch（預(yù)設(shè)值）保存/回調(diào)、穿刺功能、體標(biāo)選擇、Dicom傳輸、3D/4D、寬景成像、注釋功能、字符輸入、輸入法切換等測試項目。

5.2 彩超軟件的測試主體。彩超軟件的測試主體包含軟件開發(fā)人員內(nèi)部自測、研發(fā)團隊總體測試、生產(chǎn)檢驗二次把關(guān)三級。不同的測試主體使用同樣的測試標(biāo)準(zhǔn)，但合理的測試結(jié)果是，不同的測試主體發(fā)現(xiàn)的問題應(yīng)該不盡相同。軟件開發(fā)人員內(nèi)部測試的工作重點是軟件功能錯誤的檢測，在內(nèi)部自測將絕大多數(shù)功能錯誤解決的基礎(chǔ)上提交研發(fā)團隊總體測試;研發(fā)團隊總體測試的工作重點是軟件性能指標(biāo)的檢測，在將絕大多數(shù)性能誤差解決的基礎(chǔ)上提交生產(chǎn)檢驗進行二次測試;而二次測試的工作重點是絕對軟件在批量生產(chǎn)過程中的問題。

6 總結(jié)

隨著彩超的發(fā)展，功能越來越復(fù)雜，彩超軟件的總體規(guī)模越來越大。通過在計劃、實現(xiàn)過程、測試三個環(huán)節(jié)的科學(xué)管理，可以有效控制彩超軟件的質(zhì)量，提高產(chǎn)品的可靠性。

參考文獻：

[1]張海藩.軟件工程導(dǎo)論[M].北京：清華大學(xué)出版社，2012.

[2]趙愛靜.軟件質(zhì)量評價在航天測控軟件中的應(yīng)用[J].無線電工程，2009，39（8）.

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[5]李虎，史曉華，楊海燕，高仲儀.軟件質(zhì)量評價技術(shù)[J].計算機研究與發(fā)展，2002（39）.

基金項目：國家火炬計劃（2010GH040558）

作者簡介：王道軍（1983-），男，江蘇鹽城人，工程師，碩士研究生，研究方向：計算機應(yīng)用技術(shù)。