彩超軟件質量控制方法

摘要：隨著彩超的發展，功能越來越復雜，彩超軟件的總體規模越來越大。通過在計劃、實現過程、測試三個環節的科學管理，可以有效控制彩超軟件的質量，提高產品的可靠性。

關鍵詞：彩超軟件 ?質量控制 ?計劃 ?實現過程 ?測試

1 概述

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

2 軟件生命周期分析

軟件生命周期是軟件的產生直到報廢的生命周期，周期內有問題定義、可行性分析、總體描述、系統設計、編碼、調試和測試、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，以提高軟件的質量。但隨著新的面向對象的設計方法和技術的成熟，軟件生命周期設計方法的指導意義正在逐步減少[1][3]。常用瀑布模型來描述軟件生存周期的各項內容，如下圖1：

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圖1 ?軟件瀑布模型

結合軟件生存周期和企業實際研發、生產水平，彩超軟件質量控制可以在軟件計劃、軟件實現、軟件測試三個過程著重把關，控制軟件質量。

3 在軟件計劃過程中控制軟件質量

軟件計劃以軟件需求分析為母體分解實施。軟件產品以滿足用戶需求為軟件開發的主要任務，而需求分析正是用戶需求的提煉。在項目初期及開發過程中，經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品在預計的進度內完成，可以保證計劃工作的嚴肅性，可以維護軟件計劃、產品和活動與需求的一致性，從而從制度上控制軟件質量。

4 在軟件實現過程中控制軟件質量

軟件的實現過程對于軟件產品的質量有著重要影響。統一軟件過程（RUP）框架和面向對象（OO）程序方法在軟件開發中的運用能明顯提高軟件開發效率，降低整個項目風險，從而提高軟件質量。

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，利用用例驅動、以系統架構為中心、迭代增量的開發模型，能全面支持面向對象的開發方法，所以一經推出市場，就迅速得到業界廣泛的認同[4]。

傳統的軟件開發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，軟件開發生命周期根據時間和RUP的核心工作流，劃分為二維空間，可以用二維坐標來描述。橫軸通過時間組織，體現開發過程的動態結構，用“周期”、“階段”、“迭代”、“里程碑”等術語描述;縱軸以內容來組織，體現開發過程的靜態結構，即在某一時刻軟件開發所要進行的工作，可以用“活動”，“工作流”，“產品”，“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、細化階段、構造階段和交付階段。每個階段結束于一個主要的里程碑，在每個階段的結尾執行一次評估以確定這個階段的目標是否已經滿足。如果評估結果令人滿意的話，可以允許項目進入下一個階段。

在彩超軟件中，初始階段的目標是根據醫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，在這個階段中關注的是整個超聲軟件中總體需求的風險。細化階段的目標是分析超聲軟件各模型領域，建立健全的體系結構基礎，編制超聲軟件計劃。在構造階段，實現所有模塊并集成為產品，所有的軟件功能被詳細測試。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，包括為發布做準備的產品測試，基于用戶反饋的少量的調整。

4.2 OO程序方法。OO程序方法一個重要的優點是支持信息隱蔽、數據抽象與封裝，使得軟件的開發、修改和維護易于進行;OO程序方法的另一個重要優點是，它可以在整個軟件生命周期達到概念、原則、術語及表示法的高度一致，這種一致性使得各個系統成分盡管在不同的開發與演化階段有不同的形態，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，采用這兩種開發過程和開發方法可以使整個超聲軟件開發、維護、升級更為容易，提高軟件生產效率、降低軟件生產成本，控制軟件質量從而提高軟件的整體質量。

5 在軟件測試過程中控制軟件質量

軟件測試是保證軟件質量和可靠性的重要手段。在西方軟件發達國家，軟件測試受到普遍重視。在國際著名軟件企業中，軟件測試的費用占到了整個開發過程費用的40%以上。特殊情況下，對于性命枚關的軟件，如飛行控制、核反應堆監控軟件等，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，選取標準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節的測試，有聲功率、發射頻率、掃描密度、動態范圍、平滑處理、幀平均、二次諧波、焦點數、掃描范圍、圖像優化、邊緣增強、灰階曲線、深度、掃描范圍、2B切換、4B切換、黑白翻轉、圖像旋轉等測試項目;探頭的預設值測試;測量功能測試，有2D常規測量、M常規測量、Doppler測量、產科測量、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，速度調節）、語言調節、日期、時間設置、圖像存儲格式選擇、圖像存儲模式、體標目錄、患者信息輸入、iTouch（預設值）保存/回調、穿刺功能、體標選擇、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人員內部自測、研發團隊總體測試、生產檢驗二次把關三級。不同的測試主體使用同樣的測試標準，但合理的測試結果是，不同的測試主體發現的問題應該不盡相同。軟件開發人員內部測試的工作重點是軟件功能錯誤的檢測，在內部自測將絕大多數功能錯誤解決的基礎上提交研發團隊總體測試;研發團隊總體測試的工作重點是軟件性能指標的檢測，在將絕大多數性能誤差解決的基礎上提交生產檢驗進行二次測試;而二次測試的工作重點是絕對軟件在批量生產過程中的問題。

6 總結

隨著彩超的發展，功能越來越復雜，彩超軟件的總體規模越來越大。通過在計劃、實現過程、測試三個環節的科學管理，可以有效控制彩超軟件的質量，提高產品的可靠性。

參考文獻：

[1]張海藩.軟件工程導論[M].北京：清華大學出版社，2012.

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

[3]熊策.軟件質量控制技術的研究與應用[D].長沙：中南大學，2004.

[4]丁峰，等.RUP軟件工程過程研究及應用[J].計算機工程，2000，

26（10）.

[5]李虎，史曉華，楊海燕，高仲儀.軟件質量評價技術[J].計算機研究與發展，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：計算機應用技術。