彩超软件质量控制方法

摘要：随着彩超的发展，功能越来越复杂，彩超软件的总体规模越来越大。通过在计划、实现过程、测试三个环节的科學管理，可以有效控制彩超软件的质量，提高产品的可靠性。

关键词：彩超软件  质量控制  计划  实现过程  测试

1 概述

彩超研发是一项涉及生物学、医学、物理学和计算机等多学科交叉的工作，对该领域的研究需要投入巨大的人力、物力和财力，而且一些基础研究的投入需要一定周期。在一些发达国家，许多科研机构和跨国企业做了大量前瞻性的基础研究工作，为彩超技术不断的深化与完善，奠定了一定的理论和实践基础。随着整个超声行业技术的发展和企业自身研发能力的提高，海鹰医电实现了从黑白超声到彩色超声的跨越，成为国内能够完全自主完成彩超研发、生产为数不多的企业之一。彩超软件与以往的黑白超软件相比具有更多的软件功能、提供更复杂的用户操作，如何保证规模庞大的彩超软件的质量成为一大挑战性问题。保证软件的质量的重要途径就是制定和实施贯穿于开发全过程的技术与管理规范，实施工程化管理，运用软件工程的原理、思想和标准，通过技术规范与管理规范的有效实施来提高软件产品的可靠性及开发效率[1][2]。

2 软件生命周期分析

软件生命周期是软件的产生直到报废的生命周期，周期内有问题定义、可行性分析、总体描述、系统设计、编码、调试和测试、验收与运行、维护升级到废弃等阶段，这种按时间分程的思想方法是软件工程中的一种思想原则，即按部就班、逐步推进，每个阶段都要有定义、工作、审查、形成文档以供交流或备查，以提高软件的质量。但随着新的面向对象的设计方法和技术的成熟，软件生命周期设计方法的指导意义正在逐步减少[1][3]。常用瀑布模型来描述软件生存周期的各项内容，如下图1：

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图1  软件瀑布模型

结合软件生存周期和企业实际研发、生产水平，彩超软件质量控制可以在软件计划、软件实现、软件测试三个过程着重把关，控制软件质量。

3 在软件计划过程中控制软件质量

软件计划以软件需求分析为母体分解实施。软件产品以满足用户需求为软件开发的主要任务，而需求分析正是用户需求的提炼。在项目初期及开发过程中，经常会碰到不能很好理解用户需求及用户需求频繁变更的情况，正确地对待这些变更并在计划中灵活安排可以保证软件产品在预计的进度内完成，可以保证计划工作的严肃性，可以维护软件计划、产品和活动与需求的一致性，从而从制度上控制软件质量。

4 在软件实现过程中控制软件质量

软件的实现过程对于软件产品的质量有着重要影响。统一软件过程（RUP）框架和面向对象（OO）程序方法在软件开发中的运用能明显提高软件开发效率，降低整个项目风险，从而提高软件质量。

4.1 RUP框架。RUP框架由Ratinnal公司在吸取多种软件过程和模型的长处的提出，利用用例驱动、以系统架构为中心、迭代增量的开发模型，能全面支持面向对象的开发方法，所以一经推出市场，就迅速得到业界广泛的认同[4]。

传统的软件开发模型瀑布式模型是一个单维的模型（如图1所示），在RUP框架中，软件开发生命周期根据时间和RUP的核心工作流，划分为二维空间，可以用二维坐标来描述。横轴通过时间组织，体现开发过程的动态结构，用“周期”、“阶段”、“迭代”、“里程碑”等术语描述;纵轴以内容来组织，体现开发过程的静态结构，即在某一时刻软件开发所要进行的工作，可以用“活动”，“工作流”，“产品”，“工作者”等概念来表示[3][4]。

RUP中的软件生命周期在时间上被分解为四个顺序的阶段，分别是：初始阶段、细化阶段、构造阶段和交付阶段。每个阶段结束于一个主要的里程碑，在每个阶段的结尾执行一次评估以确定这个阶段的目标是否已经满足。如果评估结果令人满意的话，可以允许项目进入下一个阶段。

在彩超软件中，初始阶段的目标是根据医生对彩超的软件需求建立模型并确定模型的边界条件。本阶段具有非常重要的意义，在这个阶段中关注的是整个超声软件中总体需求的风险。细化阶段的目标是分析超声软件各模型领域，建立健全的体系结构基础，编制超声软件计划。在构造阶段，实现所有模块并集成为产品，所有的软件功能被详细测试。交付阶段的重点是确保软件对最终用户是可用、易用、好用。交付阶段可以跨越几次迭代，包括为发布做准备的产品测试，基于用户反馈的少量的调整。

4.2 OO程序方法。OO程序方法一个重要的优点是支持信息隐蔽、数据抽象与封装，使得软件的开发、修改和维护易于进行;OO程序方法的另一个重要优点是，它可以在整个软件生命周期达到概念、原则、术语及表示法的高度一致，这种一致性使得各个系统成分尽管在不同的开发与演化阶段有不同的形态，但可具有贯穿整个软件生命周期的良好映射[3]。

在彩超软件制作过程中，采用这两种开发过程和开发方法可以使整个超声软件开发、维护、升级更为容易，提高软件生产效率、降低软件生产成本，控制软件质量从而提高软件的整体质量。

5 在软件测试过程中控制软件质量

软件测试是保证软件质量和可靠性的重要手段。在西方软件发达国家，软件测试受到普遍重视。在国际著名软件企业中，软件测试的费用占到了整个开发过程费用的40%以上。特殊情况下，对于性命枚关的软件，如飞行控制、核反应堆监控软件等，其测试费用甚至高达所有其他软件工程阶段费用总和的3-5倍[3][5]。

5.1 彩超软件的测试项目。针对彩超软件，需要制定和不断修订严格的测试项目，其主要包括性能测试和功能测试两大部分。每个测试项目由可定量描述的测试项组成。

超声软件的性能测试包括每个探头的黑白分辨率，选取标准模块两个不同深度对横向分辨率和纵向分辨率进行定量检测;性能测试还包括每个探头的频谱分辨率，选择人体两个不同器官进行血流定性检测。

超声软件的功能测试包括每个探头的功能调节的测试，有声功率、发射频率、扫描密度、动态范围、平滑处理、帧平均、二次谐波、焦点数、扫描范围、图像优化、边缘增强、灰阶曲线、深度、扫描范围、2B切换、4B切换、黑白翻转、图像旋转等测试项目;探头的预设值测试;测量功能测试，有2D常规测量、M常规测量、Doppler测量、产科测量、男科测量、妇科测量、泌尿科测量、外周血管测量、多胞胎测量、小器官测量、矫形外科测量、心脏测量等测试项目;内置工作站测试，有妇科、男科、泌尿科、小器官、血管、心室、二尖瓣、主动脉、左心室、常规报告、检索、诊断模板、等测试项目;其他功能测试，有回放功能（自动＼手工，速度调节）、语言调节、日期、时间设置、图像存储格式选择、图像存储模式、体标目录、患者信息输入、iTouch（预设值）保存/回调、穿刺功能、体标选择、Dicom传输、3D/4D、宽景成像、注释功能、字符输入、输入法切换等测试项目。

5.2 彩超软件的测试主体。彩超软件的测试主体包含软件开发人员内部自测、研发团队总体测试、生产检验二次把关三级。不同的测试主体使用同样的测试标准，但合理的测试结果是，不同的测试主体发现的问题应该不尽相同。软件开发人员内部测试的工作重点是软件功能错误的检测，在内部自测将绝大多数功能错误解决的基础上提交研发团队总体测试;研发团队总体测试的工作重点是软件性能指标的检测，在将绝大多数性能误差解决的基础上提交生产检验进行二次测试;而二次测试的工作重点是绝对软件在批量生产过程中的问题。

6 总结

随着彩超的发展，功能越来越复杂，彩超软件的总体规模越来越大。通过在计划、实现过程、测试三个环节的科学管理，可以有效控制彩超软件的质量，提高產品的可靠性。

参考文献：

[1]张海藩.软件工程导论[M].北京：清华大学出版社，2012.

[2]赵爱静.软件质量评价在航天测控软件中的应用[J].无线电工程，2009，39（8）.

[3]熊策.软件质量控制技术的研究与应用[D].长沙：中南大学，2004.

[4]丁峰，等.RUP软件工程过程研究及应用[J].计算机工程，2000，

26（10）.

[5]李虎，史晓华，杨海燕，高仲仪.软件质量评价技术[J].计算机研究与发展，2002（39）.

基金项目：国家火炬计划（2010GH040558）

作者简介：王道军（1983-），男，江苏盐城人，工程师，硕士研究生，研究方向：计算机应用技术。