Шаблон м рф: Мебельные шаблоны и кондукторы для сверления отверстий купить в Москве по низкой цене

После установки ближнее / дальнее поле Граница должна использоваться вместе с зоной ограниченного доступа. Комбинезон больший размер обоих томов вместе взятых используется для определения новой неисключительной зоны .Если общественность имеет доступ только к зонам за пределами общей неисключительной зона, установка соответствует SC6. На рисунке 3 показан сценарий где ограниченная зона больше сферической границы дальнего поля; таким образом, общая зона без исключения такая же, как и зона с ограничениями.

Рисунок 3 — Идеальная ситуация для применения шаблона освобождения

На рисунке 4 ограниченная зона меньше сферической границы ближнего / дальнего поля.Поскольку ограниченная зона рассчитывается исходя из условий дальнего поля, по мере того, как интересующая точка перемещается наружу дальше, чем сферическая граница дальнего поля, условия дальнего поля будут удовлетворены, и расчеты распространения в интересующей точке станут действительными. Следовательно, в этом сценарии (рис. 4), если общественность не имеет доступа к ближней зоне, то, по вычету, установка также должна соответствовать SC6, а общая неисключительная зона предполагается как ближняя зона. / сферическая граница дальнего поля.

Рисунок 4 — Если ограниченная зона находится в ближнем поле, граница ближнего / дальнего поля становится новой общей зоной без исключения

Могут быть ситуации, когда есть частичное перекрытие сферической границы ближнего / дальнего поля и ограниченного зона (цилиндр), в этом случае общая зона, не подлежащая исключению, займет форма объединенного объема, как показано на рисунках 5 и 6.

Рис. 5. Если граница ближнего / дальнего поля (сфера) и ограниченная зона (цилиндр) пересекаются, общая зона без исключения представляет собой комбинацию сферы и цилиндра

Рисунок 6 — Общая зона, не подлежащая исключению, представляет собой комбинацию сферы и цилиндра

На рисунке 7 показан сценарий, в котором общественный доступ находится в пределах общей зоны без исключений, подразумевая, что методология не может продемонстрировать соответствие. 3 (\ alpha) \) вариация выше 54 МГц, где \ (\ alpha \) — вертикальный угол падения между горизонтальной плоскостью излучения и направлением точки наблюдения ( Примечание: Это упрощенное процесс оценки не был утвержден для частот ниже 30 МГц).3 (\ alpha) 54 \; MHz Где:

• \ (G (α, θ) \) представляет усиление антенны в направлении точки наблюдения
• \ (\ alpha \) — вертикальный угол наклона (°) (см. рисунок 8 для ситуации, когда наклон не применяется)
• \ (\ theta \) — горизонтальный угол дискриминации от главного луча антенны (°)
• \ (G_ {max} \) — максимальное усиление антенны
• \ (G_ {v} (α) \) — нормированное числовое вертикальное усиление антенны как функция косинуса \ ((0 \ le G_ {v} (α) \ le 1) \)
• \ (G_ {h} (θ) \) — нормированное числовое усиление антенны по горизонтали \ ((0 \ le G_ {h} (θ) \ le 1) \).2} \) — расстояние от центра антенны до точки наблюдения (см. Рисунок 8).

См. Приложение A в разделе «Плотность мощности. Анализ »для подробного объяснения более сложных ситуаций, когда применяются механические и электрические наклоны и снимается диаграмма направленности антенны. во внимание.

Рисунок 8 — Коэффициент усиления антенны как функция косинуса (без применения наклона)

3.3 Отражение

Отражение учитывается во всех случаях. В этой ситуации предполагается, что точка наблюдения находится на 2 м выше контрольного уровня, то есть уровня земли или крыши. В отражение земной волны основано на исследовании, проведенном для Федерального Комиссия по связи (FCC), которая показывает, что непрямые волны в среднем вносят дополнительные 60% в прямой луч. Следовательно, отражение принято равным 60%. То есть напряженность поля отраженного предполагается, что электрические волны составляют 60% от прямых волн в любой точке наблюдение (Гейли, П.К. и Ричард А. Телль, An Инженерная оценка потенциального воздействия федеральной радиационной защиты Руководство по службам вещания в диапазонах AM, FM и телевидения , Защита окружающей среды США Agency, апрель 1985 г.). Как более подробно описано в Приложении А, модель распространения использование этого упрощенного отражения называется модифицированным свободным пространством. размножение.

3.4 Единая служба / несколько служб и радиосреда

Для случаев разового обслуживания (одиночные диапазон частот), например, простая мачта или установка одной антенны на на крыше, с наземной мобильной, сотовой или персональной службой связи (PCS) антенна, эл.i.r.p. это сумма э.и.и.м. всех передатчиков и / или каналы.

Для нескольких случаев обслуживания (несколько частотные диапазоны), например, сочетание сухопутной подвижной связи, сотовой связи и PCS антенн, требуется детальная методика анализа с использованием звуковой инженерии методы, которые учитывают вклад каждой антенны в сайт. Однако для целей этого документа подход наихудшего сценария который обеспечивает максимальную защиту населения (для башен и некоторых очень простые места на крыше) можно использовать, используя консервативный подход.Для при таком подходе э.и.и.м. значения можно суммировать и применять к центру самая нижняя установленная антенна, которая, как предполагается, является антенной с наибольшее расстояние в дальней зоне. Напряженность электрического поля или плотность мощности при достопримечательность (точка наблюдения) оценивается по самой низкой значение предела SC6 рассматриваемых полос частот.

Ближайшие передающие антенны, кроме присутствующие на изучаемом сайте также могут повлиять на оценку, особенно если они мощные.Поэтому важно оценить радиосреду. при анализе соответствия. Математические предсказания и поле измерения показали, что беспроводной станции за пределами 100 м оказывают незначительное влияние на общую уровень воздействия. 8 м / с) \) и \ (f \) — рабочая частота (Гц)].2 / \ lambda = 2,17 \, м \)

5.0 Заключение

В этой технической записке предлагается инструмент оценки, который можно использовать для быстрой оценки радиочастотного воздействия. соблюдение директивы Health Canada SC6 для простых антенных площадок. Метод применяется к площадкам с одной антенной, но также может дать консервативную оценку для нескольких антенн, что упрощает оценку. процесс. Однако этот метод не рекомендуется для подробных радиочастот. анализ соответствия.В таких случаях используйте методы, основанные на надежных инженерных практиках, которые учитывают вклад каждой антенны на площадке.

Список литературы

1. Министерство здравоохранения Канады. Пределы воздействия на человека Радиочастотная электромагнитная энергия в диапазоне частот от 3 кГц до 300 ГГц — Код безопасности 6
2. Health Canada. Техническое руководство по интерпретации и оценке соответствия Руководства по радиочастотному воздействию Министерства здравоохранения Канады
3. Министерство промышленности Канады.Порядок и правила вещания BPR-1, Общие правила
4. Министерство промышленности Канады. Циркуляр о процедурах клиента CPC-2-0-03, Антенные системы радиосвязи и радиовещания
5. Министерство промышленности Канады. Циркуляр о процедурах клиента CPC-2-0-20, Радиочастотные поля (RF) — знаки и контроль доступа
6. Министерство промышленности Канады. GL-01, Руководство по измерению радиочастотных полей на частотах от 3 кГц до 300 ГГц
7. Министерство промышленности Канады.GL-08, Рекомендации для Подготовка отчетов о соответствии радиочастотного (РЧ) излучения для Антенные системы радиосвязи и радиовещания

Приложение A — Общая теория антенн

Области антенного поля

Антенны сгруппированы в две категории как определено в Техническом руководстве Министерства здравоохранения Канады: электрически малогабаритные и электрически большие антенны. Электрически малогабаритные антенны определяются как где D, наибольший размер антенны (обычно принимаемый за длину), равен меньше длины волны рекомендуемой рабочей частоты (D <λ).Электрически большой антенны определяются как антенны, у которых наибольший размер больше, чем длина волны рекомендуемой рабочей частоты D> λ.

В непосредственной близости от антенны характеристики электромагнитных полей непредсказуемы, и электрическое поле может доминируют в одном месте, в то время как H-поле может доминировать всего на несколько сантиметров далеко. Прогнозы в этом регионе очень сложны и антенные инженеры определили граничные области для классификации поведение / характеристика электромагнитных (ЭМ) полей как функция расстояния от радиатора.Отражение — еще одна характеристика это добавляет сложности. Все волны отражаются, а электромагнитные волны отражаются. без исключения. По результатам своего исследования Федеральное управление связи США Комиссия (FCC) рекомендует, чтобы для отраженной волны электрическое поле сила принимается равной 60% от силы прямых волн в любой точке наблюдение.

Как правило, пространство вокруг антенны делится на области поля, определенные как: область ближнего поля (реактивная / исчезающая ближняя зона), излучающая (Френель) область ближнего поля, переходная зона (область промежуточного поля) и область дальней зоны (фраунгофера) (см. , рис. A1, ).

Рисунок A1 — Общие области поля антенны

Реактивная зона ближнего поля — Иногда это называют быстро исчезающей (быстро исчезающей) область и пространство, непосредственно окружающее антенну или источник утечки, где преобладают реактивные (запасенная энергия) компоненты и энергия накапливается в поле. В этой области поля E и H не ортогональны. Следовательно, импеданс (Z) составляет не 377 Ом, а скорее комплексный импеданс.Тем не менее математическое соотношение Z = E / H все еще применимо. Z может быть небольшой дробью 377 Ом для преимущественно магнитного поля или во много раз 377 Ом для преимущественно электрического поля. Область простирается на расстояние λ / 2π или 0,159 λ. Для электрически малых антенн (где D <λ) конец реактивной области ближнего поля также является границей, где начинается область дальней поля. С точки зрения расстояния это: 1,6 м при 30 МГц, 32 см при 150 МГц, 11 см при 450 МГц, 5 см при 875 МГц и 2.5 см при 1950 МГц.

Излучающая ближняя зона — Иногда это называют область Френеля. В этой области, которая начинается на расстоянии от антенны где реактивная энергия ближнего поля уменьшилась до незначительной величины, усиление антенны и угловое распределение излучаемого поля меняются пропорционально расстоянию от антенны. Это потому, что фаза и амплитудные отношения различных волн, приходящих на наблюдение точки из разных областей антенны меняются с расстоянием.2 / λ \).

Переходная зона (область промежуточного поля) — Для электрически малогабаритной антенны по сравнению с рассматриваемой длиной волны переходная зона считается существуют на расстояниях от 0,1 до 1,0 длины волны от антенна, по существу, между излучающим ближним и дальним полями регионы. Этот регион состоит из комбинации найденных характеристик как в ближнем, так и в дальнем поле, но характеристики дальнего поля становятся все более очевидными при движении вовне.2 / \ lambda \), а для предназначение SC6, предполагается, что это область, в которой начинается дальнее поле.

Дальний d регион (Fraunhofer region) — Этот регион также называют регион Фраунгофера. Эта область находится достаточно далеко от источника, чтобы фазовые и амплитудные соотношения волн, исходящих из разных областей антенна не меняется заметно с расстоянием. Усиление антенны и угловая диаграмма не зависит от расстояния, а плотность мощности обратно пропорциональна пропорционально квадрату расстояния от источника.2 / λ \) на бесконечность потому что он считает, что переходная область и дальняя область являются одним целым.

Установление границ антенны

Для электрически маленьких антенн граница ближнего / дальнего поля задается как:

Где:

\ (f \) — рабочая частота (МГц),

\ (\ lambda \) — длина волны (м), а

\ (c \) — скорость света (м / с).2} {0,34} = 2,17 \; м \)

Это считается большой антенной, поскольку D> λ.

Анализ плотности мощности

Прогнозы плотности мощности выполняются в ближнем поле и области дальней зоны антенны. Регион, в котором выполняется прогноз будет определен тип используемой модели прогнозирования. Как поле измерений, прогнозирование в ближней зоне — сложное дело и зависит от типа антенны. Однако в дальней зоне свободное пространство используемая модель не зависит от типа антенны.Для нескольких антенн / нескольких частотных сайтов, не всегда возможно определить, где эти регионы ложь. Ситуация может существовать, хотя интересующий может быть в в дальнем поле одной антенны, он также может быть в ближнем поле другая антенна в том же месте, делая прогноз плотности мощности сложно и сложно по мере увеличения количества антенн.

В ближней зоне очень сложно определить истинную плотность мощности.Реактивная энергия ближнего поля (запасенная) очень быстро затухает с расстоянием и полностью затухает на расстоянии нескольких длин волн от поверхности антенны, так как эта область простирается только до λ / 2π (0,159λ). Поэтому предполагается наихудший сценарий (для сухопутных мобильных (LM) и микроволновых (MW) приложений):

Где:

\ (Вт \) — удельная мощность (Вт / м ² ),

\ (P_ {T} \) — мощность передатчика, подаваемая на антенну (Вт), а

\ (A \) — физическая площадь апертуры антенны (м).

Прогноз плотности мощности в излучающей ближней зоне возможен с использованием нескольких установленных инженерных моделей. Однако выбранные модели зависят от типа оцениваемой антенны.

В переходной зоне и в дальней зоне обычно используется формула плотности мощности плоская волна / свободное пространство. Однако, согласно рекомендации FCC, модифицированная плотность мощности в свободном пространстве формула используется для учета отражения земной волны. На ресепшене точки на высоте 2 м над уровнем земли или крыши, эквивалентное E-поле включает как прямое, так и отраженное Е-поля.2), \)

В дополнение к изменениям плотности мощности в свободном пространстве формула для учета отражения земной волны, внесена дальнейшая модификация для учета как вертикальной, так и горизонтальной диаграмм направленности антенны.2), \)

И β, и θ используются для определения уменьшения усиления по вертикали и горизонтали, которое должно применяться к \ (EIRP_ {max} \) соответственно.

Примечания: В отношении Раздел 3. 3 (\ alpha — Механический \, наклон — Электрический \, наклон) \ text {где 54 МГц <частота} \)

Рисунок A2 — Учет горизонтального и вертикального углов дискриминации при наклоне антенны

Существует множество источников ошибок, возникающих при прогнозирование напряженности поля. Одним из источников является установка передающей антенны. Этот источник ошибок возникает из-за ограниченной точности по горизонтали. по азимуту (для направленных антенн) и в механическом наклоне, когда антенна установлено.Телекоммуникационная отрасль оценивает уровень точности быть порядка ± 3 ° для азимута и около ± 1 ° для механический наклон. По сути, это означает, что угол до точки интерес как для вертикального (α), так и для горизонтального (θ) углов может быть либо меньше, либо больше рассчитанного угла. Это важно учитывайте эти факторы при прогнозировании уровней удельной мощности. Для защиты против этого консервативный подход к использованию как горизонтального, так и вертикального Следует учитывать диаграммы направленности огибающей антенны.

Общие положения

Важно собрать как можно больше информация по возможности об изучаемой антенной установке. Анализировать технические параметры каждой передающей антенны с учетом высота антенны над землей и уровнем крыши, тип (ы) антенны, механическая наклон, электрический наклон, коэффициенты усиления и диаграммы направленности (как по горизонтали, так и по вертикали), частотный диапазон и мощность передачи, подаваемая на антенну (или мощность передатчика и линейные потери).

Расчеты

Расчеты обычно производятся на высоте 2 м над уровнем земли или крыши. Для площадок на крыше найдите наихудший сценарий для использования в качестве контрольной точки, проанализировав схему расположения крыши.

Шаги для рассмотрения

1. Определите границу ближнего / дальнего поля для антенна (и) изучается.
2. Определите, находится ли контрольная точка в ближнем поле. или дальнее поле для каждой антенны.
3. Если контрольная точка находится в ближнем поле, используйте соответствующую модель.
4. Если контрольная точка находится в дальней зоне, используйте свободное пространство. формула (с косинусом или диаграммой направленности антенны) + 60% отражения (для электрического поля) только на высоте 2 м над землей или на крыше.
5. Определите горизонтальный и вертикальный углы до контрольная точка.
6. Фактор электрического и механического наклона антенна.
7. Используя диаграмму направленности антенны, оцените нормализованные числовые коэффициенты усиления по горизонтали и вертикали.
8. Фактор точности установки на месте антенны (в горизонтальной плоскости ± 3 °, в вертикальной плоскости ± 1 °).
9. Повторите предыдущие процедуры для каждой передачи. антенна для многоантенной площадки.
10. Рассчитайте плотность мощности для каждой антенны TX на контрольная точка.
11. Нормализовать плотность мощности каждой антенны TX в контрольной точке с использованием пределов SC6 в отношении рабочих частот (для неконтролируемой среды или контролируемой среды).
12. Суммировать нормированные значения плотности мощности от всех источники в контрольной точке.
13. Повторите процедуру для нескольких контрольных точек, перемещение контрольной точки по горизонтали (в основном луче) от антенны под тестом.
14. Определите горячие точки, т.е. нормализованная удельная мощность = 0,5 или> 0,5 (в процентах, = 50% или > 50%). Эти зоны должны подлежать дальнейшим измерениям или смягчению меры (см. шаг 3 раздела 3.2_ {j, i}} \ text {и} \)

    Где:

    • \ (n \) — общее количество частот компоненты присутствуют в контрольной точке
    • \ (м \) — общее количество антенн
    • \ (W_ {j, i} \), \ (E_ {j, i} \) и \ (H_ {j, i} \) — соответственно плотность мощности, электрическое поле и магнитное поле. в контрольной точке из-за антенны \ (j \) на частотной составляющей \ (i \).

    Сноски

    Сноска 1

    Процедуры и правила вещания BPR-1, Общие правила , предоставляет конкретные требования к вещательным приложениям для демонстрации соответствия SC6.БПР-1 содержит описание необходимого анализа и альтернативы. в зависимости от результатов, представленных инициатором.

    Вернуться к сноске 1 реферер

    Сноска 2

    GL-08, Руководство по подготовке отчетов о соответствии требованиям к радиочастотному (РЧ) воздействию радиосвязи и радиовещательных антенных систем

    Вернуться к сноске 2 ссылка

    CHAT ™ — MCHAT R / F Translations

    Языки в процессе (полные переводы будут опубликованы, когда они будут доступны)

    амхарский
    хорватский
    хмонг
    венгерский
    кхмерский
    киньяруанда
    кисуахили
    малайский
    малаялам
    мина
    монгольский
    северный сото
    шона
    испанский (Гватемала)

    зоми
    Если вы не видите язык, который искали, или перевод не соответствует вашим потребностям (например, региональный диалект другой), вы можете создать новый перевод.Требования следующие: :
    • • Права на M-CHAT-R / F сохраняются за первоначальными авторами. В переводе должно сохраняться оригинальное авторское право M-CHAT-R / F в нижней части документа. Рекомендуется, чтобы переводчики добавляли строку под оригинальным авторским правом с указанием переводчика (ов) и даты перевода, но это не обязательно.
      • Все переводчики должны предоставить окончательный перевод Дайане Робинс в формате PDF, отправив документ по электронной почте на номер Дайана Робинс .Мы оставляем за собой право размещать все переводы на этом веб-сайте для бесплатной загрузки другими пользователями.
      • Процесс, который мы рекомендуем для перевода, заключается в том, чтобы кто-то двуязычный переводил, а затем второй двуязычный человек, который еще не видел, чтобы английская версия переводила на английский. Расхождения могут быть выявлены и устранены с помощью дополнительных процедур обратного перевода. Это можно повторять по мере необходимости, пока обратный перевод не будет эквивалентен исходному английскому.
      • Большинство переводов еще не доступны для M-CHAT-R / F.Пожалуйста, следуйте инструкциям ниже, если вы хотите перевести M-CHAT-R / F. В настоящее время он переводится на несколько языков, поэтому, если вы хотите проверить перед созданием нового перевода, пожалуйста, напишите по электронной почте Доктору Робинсу . Кроме того, если вы хотите, чтобы продолжение в PowerPoint использовало форматирование для вашего перевода, запросите его у доктора Робинса.

    Обратите внимание: мы просим вас перевести полный M-CHAT-R / F, чтобы мы разместили его здесь.Инструкции, разрешения, как начальные, так и дополнительные вопросы, а также информация о выставлении оценок должны быть скомпилированы в один PDF-файл.

    RFC 6570 — шаблон URI

    [Документы] [txt | pdf] [draft-gregorio -…] [Tracker] [Diff1] [Diff2] [Errata]
    
    ПРЕДЛАГАЕМЫЙ СТАНДАРТ
    Errata Exist

    Инженерная группа Интернета (IETF) Дж.Грегорио
    Запрос комментариев: 6570 Google
    Категория: Стандарты Track R. Филдинг
    ISSN: 2070-1721 Adobe
                                                                   М. Хэдли
                                                                       МИТРА
                                                               М. Ноттингем
                                                                   Rackspace
                                                                  Д.Фруктовый сад
                                                              Salesforce.com
                                                                  Март 2012 г.
    
    
                                  Шаблон URI
    
    Абстрактный
    
       Шаблон URI - это компактная последовательность символов для описания
       диапазон унифицированных идентификаторов ресурсов посредством расширения переменных.
       Эта спецификация определяет синтаксис шаблона URI и процесс
       для расширения шаблона URI в ссылку URI вместе с
       рекомендации по использованию шаблонов URI в Интернете.Статус этой памятки
    
       Это документ Internet Standards Track.
    
       Этот документ является продуктом Инженерной группы Интернета.
       (IETF). Он представляет собой консенсус сообщества IETF. Она имеет
       получил публичное рецензирование и одобрен к публикации
       Инженерная группа управления Интернетом (IESG). Дополнительная информация о
       Интернет-стандарты доступны в разделе 2 RFC 5741.
    
       Информация о текущем статусе этого документа, исправлениях,
       а о том, как оставить отзыв о нем, можно узнать по адресу
       http: // www.rfc-editor.org/info/rfc6570.
    
    Уведомление об авторских правах
    
       Авторское право (c) 2012 IETF Trust и лица, указанные как
       авторы документа. Все права защищены.
    
       Этот документ подпадает под действие BCP 78 и Правового регулирования IETF Trust.
       Положения, касающиеся документов IETF
       (http://trustee.ietf.org/license-info) действует на дату
       публикация этого документа. Пожалуйста, просмотрите эти документы
       внимательно, поскольку они уважительно описывают ваши права и ограничения
       к этому документу. Компоненты кода, извлеченные из этого документа, должны
    
    
    
    Грегорио и др.Стандарты Track [Страница 1] 

    ---

    RFC 6570 Шаблон URI, март 2012 г.
    
    
       включить упрощенный текст лицензии BSD, как описано в Разделе 4.e
       Правовые положения Trust и предоставляются без гарантии, как
       описано в упрощенной лицензии BSD.
    
    Оглавление
    
       1. Введение ............................................... ..... 3
          1.1. Обзор ................................................. ..3
          1.2. Уровни и типы выражений ................................ 5
          1.3. Соображения по конструкции ...................................... 9
          1.4. Ограничения ............................................... 10
          1.5. Условные обозначения .................................... 11
          1.6. Кодировка символов и нормализация Unicode .............. 12
       2. Синтаксис ............................................... .......... 13
          2.1. Литералы ................................................. .13
          2.2. Выражения ............................................... 13
          2.3. Переменные ................................................. 14
          2.4. Модификаторы значений ........................................... 15
               2.4.1. Значения префикса ...................................... 15
               2.4.2. Составные значения ................................... 16
       3. Расширение ............................................... ....... 18
          3.1. Буквальное расширение ......................................... 18
          3.2. Расширение выражения ..................................... 18
               3.2.1. Переменное расширение ................................. 19
               3.2.2. Простое расширение строки: {var} ..................... 21
               3.2.3. Зарезервированное расширение: {+ var} ......................... 22
               3.2.4. Расширение фрагмента: {#var} ......................... 23
               3.2.5. Расширение метки с префиксом точки: {.var} ............ 24
               3.2.6. Расширение сегмента пути: {/ var} ..................... 24
               3.2.7. Расширение параметров стиля пути: {; var} ............. 25
               3.2.8. Расширение запроса в стиле формы: {? Var} ................. 26
               3.2.9. Продолжение запроса в стиле формы: {& var} .............. 27
       4. Соображения безопасности ........................................ 27
       5. Благодарности ............................................... .28
       6. Ссылки ............................................... ...... 28
          6.1. Нормативные ссылки ...................................... 28
          6.2. Информационные ссылки .................................... 29
       Приложение A. Советы по реализации .................................. 30
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    Грегорио и др. Стандарты Track [Страница 2] 

    ---

    RFC 6570 Шаблон URI, март 2012 г.
    
    
    1. Введение
    
    1.1. Обзор
    
       Универсальный идентификатор ресурса (URI) [RFC3986] часто используется для
       определить конкретный ресурс в общем пространстве похожих
       ресурсы (неформально «пространство URI»).Например, личная сеть
       пробелы часто делегируются с использованием общего шаблона, такого как
    
         http://example.com/~fred/
         http://example.com/~mark/
    
       или набор словарных статей может быть сгруппирован в иерархию по
       первая буква термина, как в
    
         http://example.com/dictionary/c/cat
         http://example.com/dictionary/d/dog
    
       или интерфейс службы может быть вызван с различным пользовательским вводом в
       общий образец, как в
    
         http://example.com/search?q=cat&lang=en
         http: // пример.ru / search? q = chien & lang = fr
    
       Шаблон URI - это компактная последовательность символов для описания
       диапазон унифицированных идентификаторов ресурсов посредством расширения переменных.
    
       Шаблоны URI обеспечивают механизм абстрагирования пространства ресурса.
       идентификаторы, позволяющие легко идентифицировать переменные части и
       описано. Шаблоны URI могут иметь множество применений, включая обнаружение
       доступных сервисов, настройка сопоставлений ресурсов, определение
       вычисляемые ссылки, определение интерфейсов и другие формы
       программное взаимодействие с ресурсами.Например, приведенный выше
       ресурсы могут быть описаны с помощью следующих шаблонов URI:
    
         http://example.com/~{username}/
         http://example.com/dictionary/{term:1}/{term}
         http://example.com/search{?q,lang}
    
       Мы определяем следующие термины:
    
       выражение: текст между '{' и '}', включая заключительный
          фигурные скобки, как определено в разделе 2.
    
       расширение: строковый результат, полученный из выражения шаблона
          после обработки в соответствии с типом выражения список
          имена переменных и модификаторы значений, как определено в разделе 3.Грегорио и др. Стандарты Track [Страница 3] 

    ---

    RFC 6570 Шаблон URI, март 2012 г.
    
    
       обработчик шаблонов: программа или библиотека, которая, учитывая шаблон URI
          и набор переменных со значениями, преобразует строку шаблона
          в ссылку URI, проанализировав шаблон на наличие выражений и
          заменяя каждый его соответствующим расширением.
    
       Шаблон URI предоставляет как структурное описание пространства URI, так и
       и, когда указаны значения переменных, машиночитаемые инструкции
       о том, как создать URI, соответствующий этим значениям.URI
       Шаблон преобразуется в ссылку URI путем замены каждого
       выражение с разделителями, значение которого определено типом выражения
       и значения переменных, названных в выражении. В
       типы выражений варьируются от простого раскрытия строки до нескольких
       name = списки значений. Расширения основаны на универсальном URI
       синтаксис, позволяющий реализации обрабатывать любой шаблон URI
       без знания специфических для схемы требований всех возможных
       результирующий URI.
    
       Например, следующий шаблон URI включает стиль формы
       выражение параметра, обозначенное знаком "?" появляется оператор
       перед именами переменных.http://www.example.com/foo{?query,number}
    
       Процесс расширения для выражений, начинающихся с вопроса -
       Оператор mark ("?") следует тому же шаблону, что и интерфейсы в стиле формы
       во всемирной паутине:
    
         http://www.example.com/foo{?query,number}
                                   \ _____________ /
                                      |
                                      |
                 Для каждой определенной переменной в ['query', 'number'],
                 заменять "?" если это первая замена или "&"
                 после этого следует имя переменной, '=' и
                 значение переменной.Если переменные имеют значения
    
         query: = "мицелий"
         число: = 100
    
       тогда расширение указанного выше шаблона URI будет
    
         http://www.example.com/foo?query=mycelium&number=100
    
       В качестве альтернативы, если 'query' не определен, расширение будет
    
         http://www.example.com/foo?number=100
    
    
    
    Грегорио и др. Стандарты Track [Страница 4] 

    ---

    RFC 6570 Шаблон URI, март 2012 г.
    
    
       или если обе переменные не определены, тогда это будет
    
         http: // www.example.com/foo
    
       Шаблон URI может быть предоставлен в абсолютной форме, как в примерах.
       выше или в относительной форме. Шаблон раскрывается перед
       Результирующая ссылка преобразуется из относительной в абсолютную форму.
    
       Хотя для результата используется синтаксис URI, строка шаблона
       может содержать более широкий набор символов, которые могут быть найдены
       в ссылках на международный идентификатор ресурса (IRI) [RFC3987].
       Следовательно, шаблон URI также является шаблоном IRI и является результатом
       обработку шаблона можно преобразовать в IRI, выполнив
       процесс, определенный в разделе 3.2 из [RFC3987].
    
    1.2. Уровни и типы выражений
    
       Шаблоны URI похожи на макроязык с фиксированным набором
       определения макросов: тип выражения определяет раскрытие
       процесс. Тип выражения по умолчанию - простое раскрытие строки,
       где одна именованная переменная заменяется ее значением в виде строки
       после pct-кодирования любые символы, не входящие в набор незарезервированных URI
       символы (раздел 1.5).
    
       Поскольку большинство обработчиков шаблонов, реализованных до этого
       спецификация реализовала только тип выражения по умолчанию, мы
       называйте их шаблонами Уровня 1..------------------------------------------------- ----------------.
       | Примеры уровня 1 с переменными, имеющими значения |
       | |
       | var: = "значение" |
       | hello: = "Привет, мир!" |
       | |
       | ------------------------------------------------- ---------------- |
       | Расширение выражения мнения |
       | ------------------------------------------------- ---------------- |
       | | Простое раскрытие строки (раздел 3.2.2) |
       | | |
       | | {var} значение |
       | | {hello} Привет,% 20World% 21 |
       `------------------------------------------------- ---------------- '
    
       В шаблонах уровня 2 добавлен оператор плюс ("+") для расширения
       значения, которые могут включать зарезервированные символы URI
       (Раздел 1.5) и оператор штриховки ("#") для расширения
       идентификаторы фрагментов.Грегорио и др. Стандарты Track [Страница 5] 

    ---

    RFC 6570 Шаблон URI, март 2012 г.
    
    
       .------------------------------------------------- ----------------.
       | Примеры уровня 2 с переменными, имеющими значения |
       | |
       | var: = "значение" |
       | hello: = "Привет, мир!" |
       | путь: = "/ foo / bar" |
       | |
       | ------------------------------------------------- ---------------- |
       | Расширение выражения мнения |
       | ------------------------------------------------- ---------------- |
       | + | Зарезервированное раскрытие строки (раздел 3.2.3) |
       | | |
       | | значение {+ var} |
       | | {+ hello} Привет,% 20World! |
       | | {+ путь} / здесь / foo / bar / здесь |
       | | здесь? ref = {+ path} здесь? ref = / foo / bar |
       | ----- + ------------------------------------------- ---------------- |
       | # | Расширение фрагмента с префиксом перекрестия (п. 3.2.4) |
       | | |
       | | X {#var} X # значение |
       | | X {#hello} X # Привет,% 20World! |
       `------------------------------------------------- ---------------- '
    
       Шаблоны уровня 3 допускают использование нескольких переменных для каждого выражения.
       разделенные запятыми, и добавьте более сложные операторы для префиксов с точками
       метки, сегменты пути с префиксом косой черты, путь с префиксом точки с запятой
       параметры и построение синтаксиса запроса в стиле формы
       состоящий из пар имя = значение, разделенных амперсандом
       символ..------------------------------------------------- ----------------.
       | Примеры уровня 3 с переменными, имеющими значения |
       | |
       | var: = "значение" |
       | hello: = "Привет, мир!" |
       | пусто: = "" |
       | путь: = "/ foo / bar" |
       | x: = "1024" |
       | y: = "768" |
       | |
       | ------------------------------------------------- ---------------- |
       | Расширение выражения мнения |
       | ------------------------------------------------- ---------------- |
       | | Расширение строки с несколькими переменными (раздел 3.2.2) |
       | | |
       | | карта? {x, y} карта? 1024 768 |
       | | {x, hello, y} 1024, Hello% 20World% 21,768 |
       | | |
    
    
    
    Грегорио и др. Стандарты Track [Страница 6] 

    ---

    RFC 6570 Шаблон URI, март 2012 г.
    
    
       | ----- + ------------------------------------------- ---------------- |
       | + | Зарезервированное расширение с несколькими переменными (раздел 3.2.3) |
       | | |
       | | {+ x, hello, y} 1024, Hello% 20World!, 768 |
       | | {+ путь, x} / здесь / foo / bar, 1024 / здесь |
       | | |
       | ----- + ------------------------------------------- ---------------- |
       | # | Расширение фрагмента с несколькими переменными (раздел 3.2.4) |
       | | |
       | | {# x, hello, y} # 1024, Hello% 20World!, 768 |
       | | {# путь, x} / здесь # / foo / bar, 1024 / здесь |
       | | |
       | ----- + ------------------------------------------- ---------------- |
       | .| Расширение метки с префиксом точки (раздел 3.2.5) |
       | | |
       | | X {.var} X.value |
       | | X {.x, y} X.1024.768 |
       | | |
       | ----- + ------------------------------------------- ---------------- |
       | / | Сегменты пути с префиксом косой черты (раздел 3.2.6) |
       | | |
       | | {/ var} / значение |
       | | {/ var, x} / здесь / значение / 1024 / здесь |
       | | |
       | ----- + ------------------------------------------- ---------------- |
       | ; | Параметры стиля пути с префиксом точки с запятой (раздел 3.2.7) |
       | | |
       | | {; x, y}; x = 1024; y = 768 |
       | | {; x, y, пусто}; x = 1024; y = 768; пусто |
       | | |
       | ----- + ------------------------------------------- ---------------- |
       | ? | Запрос в стиле формы, разделенный амперсандами (раздел 3.2.8) |
       | | |
       | | {? x, y}? x = 1024 & y = 768 |
       | | {? x, y, empty}? x = 1024 & y = 768 & empty = |
       | | |
       | ----- + ------------------------------------------- ---------------- |
       | & | Продолжение запроса в стиле формы (раздел 3.2.9) |
       | | |
       | | ? fixed = yes {& x}? fixed = yes & x = 1024 |
       | | {& x, y, empty} & x = 1024 & y = 768 & empty = |
       | | |
       `------------------------------------------------- ---------------- '
    
       Наконец, шаблоны уровня 4 добавляют модификаторы значений в качестве необязательного суффикса.
       к каждому имени переменной. Модификатор префикса (":") указывает, что только
       используется ограниченное количество символов от начала значения
       расширением (разд.2.4.1). Модификатор взрыва ("*")
    
    
    
    Грегорио и др. Стандарты Track [Страница 7] 

    ---

    RFC 6570 Шаблон URI, март 2012 г.
    
    
       указывает, что переменная должна рассматриваться как составное значение,
       состоящий либо из списка имен, либо из ассоциативного массива
       (имя, значение) пары, которая раскрывается, как если бы каждый член был
       отдельная переменная (раздел 2.4.2).
    
       .------------------------------------------------- ----------------.| Примеры уровня 4 с переменными, имеющими значения |
       | |
       | var: = "значение" |
       | hello: = "Привет, мир!" |
       | путь: = "/ foo / bar" |
       | list: = ("красный", "зеленый", "синий") |
       | ключи: = [("полу", ";"), ("точка", "."), ("запятая", ",")] |
       | |
       | Расширение выражения мнения |
       | ------------------------------------------------- ---------------- |
       | | Расширение строки с помощью модификаторов значений (раздел 3.2.2) |
       | | |
       | | {var: 3} val |
       | | {var: 30} значение |
       | | {список} красный, зеленый, синий |
       | | {список *} красный, зеленый, синий |
       | | {keys} полу,% 3B, точка,., запятая,% 2C |
       | | {keys *} semi =% 3B, точка =., запятая =% 2C |
       | | |
       | ----- + ------------------------------------------- ---------------- |
       | + | Зарезервированное расширение с модификаторами значений (раздел 3.2.3) |
       | | |
       | | {+ путь: 6} / здесь / foo / b / здесь |
       | | {+ список} красный, зеленый, синий |
       | | {+ список *} красный, зеленый, синий |
       | | {+ keys} полу,;, точка,., запятая ,, |
       | | {+ ключи *} semi = ;, точка =., запятая =, |
       | | |
       | ----- + ------------------------------------------- ---------------- |
       | # | Расширение фрагмента с модификаторами значения (раздел 3.2.4) |
       | | |
       | | {#path: 6} / here # / foo / b / here |
       | | {#list} # красный, зеленый, синий |
       | | {# list *} # красный, зеленый, синий |
       | | {#keys} #semi,;, точка,., запятая ,, |
       | | {# ключи *} #semi = ;, точка =., запятая =, |
       | | |
       | ----- + ------------------------------------------- ---------------- |
       | .| Расширение метки с префиксом точки (раздел 3.2.5) |
       | | |
       | | X {.var: 3} X.val |
       | | X {.list} X. красный, зеленый, синий |
    
    
    
    Грегорио и др. Стандарты Track [Страница 8] 

    ---

    RFC 6570 Шаблон URI, март 2012 г.
    
    
       | | X {.list *} X.red.green.blue |
       | | ИКС{.ключи} X.semi,% 3B, точка,., запятая,% 2C |
       | | X {.keys *} X.semi =% 3B.dot = .. запятая =% 2C |
       | | |
       | ----- + ------------------------------------------- ---------------- |
       | / | Сегменты пути с префиксом косой черты (раздел 3.2.6) |
       | | |
       | | {/ var: 1, var} / v / value |
       | | {/ list} / красный, зеленый, синий |
       | | {/ list *} / красный / зеленый / синий |
       | | {/ list *, путь: 4} / red / green / blue /% 2Ffoo |
       | | {/ keys} / semi,% 3B, точка ,., запятая,% 2C |
       | | {/ keys *} /semi=%3B/dot=./comma=%2C |
       | | |
       | ----- + ------------------------------------------- ---------------- |
       | ; | Параметры стиля пути с префиксом точки с запятой (раздел 3.2.7) |
       | | |
       | | {; hello: 5}; hello = Привет |
       | | {; список}; список = красный, зеленый, синий |
       | | {; список *}; список = красный; список = зеленый; список = синий |
       | | {; keys}; keys = semi,% 3B, точка ,., запятая,% 2C |
       | | {; keys *}; semi =% 3B; dot = .; запятая =% 2C |
       | | |
       | ----- + ------------------------------------------- ---------------- |
       | ? | Запрос в стиле формы, разделенный амперсандами (раздел 3.2.8) |
       | | |
       | | {? var: 3}? var = val |
       | | {? list}? list = красный, зеленый, синий |
       | | {? список *}? список = красный & список = зеленый & список = синий |
       | | {? keys}? keys = semi,% 3B, точка ,., запятая,% 2C |
       | | {? keys *}? semi =% 3B & dot =. & comma =% 2C |
       | | |
       | ----- + ------------------------------------------- ---------------- |
       | & | Продолжение запроса в стиле формы (раздел 3.2.9) |
       | | |
       | | {& var: 3} & var = val |
       | | {& list} & list = красный, зеленый, синий |
       | | {& список *} & список = красный & список = зеленый & список = синий |
       | | {& keys} & keys = semi,% 3B, точка ,., запятая,% 2C |
       | | {& keys *} & semi =% 3B & dot =. & comma =% 2C |
       | | |
       `------------------------------------------------- ---------------- '
    
    1.3. Соображения по дизайну
    
       Механизмы, подобные шаблонам URI, были определены в нескольких
       спецификации, включая WSDL [WSDL], WADL [WADL] и OpenSearch
       [OpenSearch]. Эта спецификация расширяет и формально определяет
    
    
    
    Грегорио и др.Стандарты Track [Страница 9] 

    ---

    RFC 6570 Шаблон URI, март 2012 г.
    
    
       синтаксис, чтобы шаблоны URI можно было последовательно использовать в нескольких
       Интернет-приложения и в полях Интернет-сообщений, а в
       в то же время сохраняя совместимость с теми ранними определениями.
    
       Синтаксис шаблона URI разработан таким образом, чтобы тщательно сбалансировать
       потребность в мощном механизме расширения с необходимостью простоты
       выполнение.Синтаксис разработан таким образом, чтобы его можно было легко разобрать, пока
       в то же время обеспечивая достаточную гибкость, чтобы выразить многие общие
       шаблонные сценарии. Реализации могут анализировать шаблон
       и выполните расширения за один проход.
    
       Шаблоны просты и удобочитаемы при использовании с общими примерами
       потому что односимвольные операторы соответствуют универсальному синтаксису URI
       разделители. Связанный с оператором разделитель (".", ";", "/", "?",
       "&" и "#") опускается, если ни одна из перечисленных переменных не
       определенный.Аналогичным образом, процесс расширения для ";" (стиль пути
       параметры) будет опускать "=", если значение переменной пусто,
       тогда как процесс для "?" (параметры стиля формы) не будут опускать
       "=", когда значение пусто. Несколько переменных и значений списка имеют
       их значения соединяются с "," если нет предопределенного соединения
       механизм для оператора. Операторы "+" и "#" будут
       заменить незакодированные зарезервированные символы, найденные внутри переменной
       значения; другие операторы будут pct-кодировать найденные зарезервированные символы
       в значениях переменных до раскрытия.Наиболее распространенные случаи для пространств URI можно описать с помощью Уровня 1.
       шаблонные выражения. Если бы нас интересовала только генерация URI,
       тогда синтаксис шаблона может быть ограничен простой переменной
       расширение, так как более сложные формы могут быть созданы путем изменения
       значения переменных. Однако у шаблонов URI есть дополнительная цель
       описания макета идентификаторов в терминах ранее существовавших данных
       значения. Таким образом, синтаксис шаблона включает в себя операторы, которые
       отражают, как обычно распределяются идентификаторы ресурсов.Так же,
       поскольку префиксные подстроки часто используются для разделения больших пространств
       ресурсов, модификаторы значений переменных позволяют указать оба
       подстрока и строка полного значения с одним именем переменной.
    
    1.4. Ограничения
    
       Поскольку шаблон URI описывает надмножество идентификаторов, там
       не означает, что каждое возможное расширение для каждого разделенного
       выражение переменной соответствует URI существующего ресурса.
       Мы ожидаем, что приложение, создающее URI в соответствии с
       шаблону будет предоставлен соответствующий набор значений для
       заменяемые переменные или, по крайней мере, средство проверки
       ввод данных пользователя для этих значений.Грегорио и др. Стандарты Track [Страница 10] 

    ---

    RFC 6570 Шаблон URI, март 2012 г.
    
    
       Шаблоны URI не являются URI: они не идентифицируют абстрактные или
       физический ресурс, они не анализируются как URI, и они не должны
       использоваться в местах, где ожидается URI, если только шаблон
       выражения будут расширены обработчиком шаблонов перед использованием.
       Четкие имена полей, элементов или атрибутов должны использоваться для
       отличать элементы протокола, содержащие шаблон URI, от тех
       которые ожидают ссылку URI.Некоторые шаблоны URI можно использовать в обратном порядке для целей переменной
       сопоставление: сравнение шаблона с полностью сформированным URI, чтобы
       извлеките переменные части из этого URI и назначьте их названному
       переменные. Сопоставление переменных работает хорошо, только если шаблон
       выражения ограничиваются началом или концом URI или
       символы, которые не могут быть частью расширения, например зарезервированные
       символы, окружающие простое строковое выражение. В целом,
       языки регулярных выражений лучше подходят для сопоставления переменных.1.5. Условные обозначения
    
       Ключевые слова «ДОЛЖНЫ», «НЕ ДОЛЖНЫ», «ОБЯЗАТЕЛЬНО», «ДОЛЖНЫ», «НЕ ДОЛЖНЫ»,
       «ДОЛЖЕН», «НЕ ДОЛЖЕН», «РЕКОМЕНДУЕТСЯ», «МОЖЕТ» и «ДОПОЛНИТЕЛЬНО» в этом
       документ следует интерпретировать, как описано в [RFC2119].
    
       В этой спецификации используется расширенная форма Бэкуса-Наура (ABNF).
       нотация [RFC5234]. Следующие правила ABNF импортируются из
       нормативные ссылки [RFC5234], [RFC3986] и [RFC3987].
    
         АЛЬФА =% x41-5A /% x61-7A; А-Я / А-Я
         ЦИФРА =% x30-39; 0-9
         HEXDIG = ЦИФРА / «A» / «B» / «C» / «D» / «E» / «F»
                           ; без учета регистра
    
         pct-encoded = "%" HEXDIG HEXDIG
         unreserved = АЛЬФА / ЦИФРА / "-" / "."/" _ "/" ~ "
         зарезервировано = общие / частичные разделители
         gen-delims = ":" / "/" / "?" / "#" / "[" / "]" / "@"
         sub-delims = "!" / "$" / "&" / "'" / "(" / ")"
                        / "*" / "+" / "," / ";" знак равно
    
         ucschar =% xA0-D7FF /% xF900-FDCF /% xFDF0-FFEF
                        /% x10000-1FFFD /% x20000-2FFFD /% x30000-3FFFD
                        /% x40000-4FFFD /% x50000-5FFFD /% x60000-6FFFD
                        /% x70000-7FFFD /% x80000-8FFFD /% x
    -9FFFD
                        /% xA0000-AFFFD /% xB0000-BFFFD /% xC0000-CFFFD
                        /% xD0000-DFFFD /% xE1000-EFFFD
    
         iprivate =% xE000-F8FF /% xF0000-FFFFD /% x100000-10FFFD
    
    
    
    
    Грегорио и др.Стандарты Track [Страница 11] 

    ---

    RFC 6570 Шаблон URI, март 2012 г.
    
    
    1.6. Кодировка символов и нормализация Unicode
    
       В этой спецификации используются термины «символ», «кодировка символов».
       схема »,« кодовая точка »,« набор кодированных символов »,« глиф »,« не-ASCII »,
       "нормализация", "элемент протокола" и "регулярное выражение", как они
       определены в [RFC6365].
    
       Обозначение ABNF определяет его конечные значения как неотрицательные.
       целые числа (кодовые точки), которые являются надмножеством кодировки US-ASCII
       набор символов [ASCII].Эта спецификация определяет конечные значения как
       кодовые точки в наборе кодированных символов Unicode [UNIV6].
    
       Несмотря на то, что синтаксис и процесс расширения шаблона определены
       с точки зрения кодовых точек Unicode следует понимать, что
       шаблоны встречаются на практике как последовательность символов в любом
       форма или кодировка подходят для контекста, в котором они происходят,
       будь то октеты, встроенные в элемент сетевого протокола или
       глифы, нарисованные на борту автобуса. Эта спецификация не
       назначить любую конкретную схему кодировки символов для сопоставления между
       Символы шаблона URI и октеты, используемые для хранения или передачи
       эти персонажи.Когда шаблон URI появляется в элементе протокола,
       схема кодирования символов определяется этим протоколом; без
       при таком определении предполагается, что шаблон URI находится в том же
       схема кодировки символов как окружающий текст. Это только во время
       процесс расширения шаблона, когда строка символов в
       ТРЕБУЕТСЯ обработка шаблона URI как последовательности Unicode.
       кодовые точки.
    
       Стандарт Unicode [UNIV6] определяет различные эквивалентности между
       последовательности символов для различных целей.Стандартное приложение Unicode
       # 15 [UTR15] определяет различные формы нормализации для этих
       эквивалентности. Форма нормализации определяет, как последовательно
       кодировать эквивалентные строки. Теоретически вся обработка URI
       реализации, включая процессоры шаблонов, должны использовать те же
       форма нормализации для создания ссылки URI. На практике они
       не. Если значение было предоставлено тем же сервером, что и
       ресурс, то можно предположить, что строка уже находится в
       форма, ожидаемая этим сервером.Если значение предоставляется пользователем, такое
       как через диалог ввода данных, то строку СЛЕДУЕТ нормализовать как
       Форма нормализации C (NFC: каноническая декомпозиция, за которой следует
       Canonical Composition) до использования в расширениях
       шаблонный процессор.
    
       Точно так же, когда данные не-ASCII, представляющие читаемые строки,
       в кодировке pct для использования в ссылке URI, обработчик шаблонов ДОЛЖЕН
       сначала закодируйте строку как UTF-8 [RFC3629], а затем закодируйте в pct любой
       октеты, недопустимые в ссылке URI.Грегорио и др. Стандарты Track [Страница 12] 

    ---

    RFC 6570 Шаблон URI, март 2012 г.
    
    
    2. Синтаксис
    
       Шаблон URI - это строка печатаемых символов Юникода, которые
       содержит ноль или более выражений встроенных переменных, каждое выражение
       разделен парой соответствующих фигурных скобок ('{', '}').
    
         URI-Template = * (литералы / выражение)
    
       Хотя шаблоны (и реализации шаблонного процессора)
       описанный выше в терминах четырех постепенных уровней, мы определяем URI-
       Синтаксис шаблона в терминах ABNF для уровня 4.Шаблон
       процессор, ограниченный шаблонами более низкого уровня, МОЖЕТ исключить правила ABNF
       применимо только к более высоким уровням. Однако РЕКОМЕНДУЕТСЯ, чтобы
       все парсеры реализуют полный синтаксис, поэтому неподдерживаемые уровни
       могут быть правильно идентифицированы как таковые для конечного пользователя.
    
    2.1. Литералы
    
       Символы вне выражений в строке шаблона URI:
       предназначен для копирования буквально в ссылку URI, если символ
       разрешено в URI (зарезервировано / незарезервировано / закодировано в pct) или, если нет
       разрешено, скопировано в ссылку URI как последовательность кодированных pct
       триплеты, соответствующие кодировке этого символа в UTF-8
       [RFC3629]."," `", "{", "|", "}"
    
    2.2. Выражения
    
       Выражения шаблона - это параметризованные части шаблона URI.
       Каждое выражение содержит необязательный оператор, который определяет
       тип выражения и соответствующий ему процесс раскрытия, за которым следует
       список спецификаторов переменных, разделенных запятыми (имена переменных и
       необязательные модификаторы значений). Если оператор не указан,
       выражение по умолчанию - простое раскрытие переменных без зарезервированных
       значения.
    
         выражение = "{" [оператор] список-переменных "}"
         оператор = операционный уровень2 / операционный уровень3 / операционный резерв
         op-level2 = "+" / "#"
         op-level3 = "."/" / "/"; "/"? "/" & "
         op-Reserve = "=" / "," / "!" / "@" / "|"
    
    
    
    
    Грегорио и др. Стандарты Track [Страница 13] 

    ---

    RFC 6570 Шаблон URI, март 2012 г.
    
    
       Персонажи-операторы были выбраны таким образом, чтобы отразить каждый из их
       роли как зарезервированные символы в универсальном синтаксисе URI. В
       операторы, определенные в разделе 3 данной спецификации, включают:
    
          + Зарезервированные символьные строки;
    
          # Идентификаторы фрагментов с префиксом "#";
    
          .Названия меток или расширений с префиксом ".";
    
          / Сегменты пути с префиксом "/";
    
          ; Имя параметра пути или пары имя = значение с префиксом ";";
    
          ? Компонент запроса, начинающийся с "?" и состоящий из
              пары имя = значение, разделенные знаком «&»; и,
    
          & Продолжение пар стиля запроса & имя = значение в
              буквальный компонент запроса.
    
       Символы оператора равно ("="), запятая (","), восклицательный знак ("!"),
       at sign ("@") и pipe ("|") зарезервированы для будущих расширений.Синтаксис выражения специально исключает использование доллара ("$").
       и круглые скобки ["(" и ")"] символы, чтобы они оставались
       доступны для использования за пределами данной спецификации. Для
       Например, язык макросов может использовать эти символы для применения макроса
       подстановка в строку до того, как эта строка будет обработана как
       Шаблон URI.
    
    2.3. Переменные
    
       После оператора (если есть) каждое выражение содержит список из одного
       или несколько спецификаторов переменных, разделенных запятыми (varspec).Переменная
       имена служат нескольким целям: документация для каких значений
       ожидаются идентификаторы для связывания значений в шаблоне
       процессор и буквальная строка для использования в качестве имени в name = value
       расширения (кроме разрыва ассоциативного массива).
       Имена переменных чувствительны к регистру, потому что имя может быть расширено.
       в компоненте URI с учетом регистра.
    
         список-переменных = varspec * ("," varspec)
         varspec = varname [уровень-модификатора4]
         varname = varchar * (["."] варчар)
         varchar = ALPHA / DIGIT / "_" / в кодировке pct
    
    
    
    
    
    
    Грегорио и др. Стандарты Track [Страница 14] 

    ---

    RFC 6570 Шаблон URI, март 2012 г.
    
    
       Имя переменной МОЖЕТ содержать один или несколько триплетов в кодировке pct. Эти
       триплеты считаются неотъемлемой частью имени переменной и
       не декодируются во время обработки. Имя переменной, содержащее в кодировке pct
       символы - это не та же переменная, что и имя переменной с такими же
       символы расшифрованы.Приложения, которые предоставляют шаблоны URI:
       ожидается, что они будут последовательно использовать pct-кодирование в
       имена переменных.
    
       Выражение МОЖЕТ ссылаться на переменные, которые неизвестны
       обработчик шаблонов или значение которого установлено в специальное значение "undefined"
       значение, например undef или null. Такие неопределенные переменные даны
       специальная обработка в процессе расширения (раздел 3.2.1).
    
       Значение переменной, представляющее собой строку нулевой длины, не рассматривается.
       неопределенный; он имеет определенное значение пустой строки.В шаблонах уровня 4 переменная может иметь составное значение в
       форма списка значений или ассоциативный массив (имя, значение)
       пары. Такие типы значений не указываются в шаблоне напрямую.
       синтаксис, но они влияют на процесс расширения
       (Раздел 3.2.1).
    
       Переменная, определенная как значение списка, считается неопределенной, если
       список содержит ноль членов. Переменная, определенная как ассоциативная
       массив пар (имя, значение) считается неопределенным, если массив
       содержит ноль членов или если все имена членов в массиве
       связаны с неопределенными значениями.2.4. Модификаторы значений
    
       Каждая из переменных в выражении шаблона уровня 4 может иметь
       модификатор, указывающий, что его расширение ограничено префиксом
       строки значения переменной или что ее раскрытие расчленено как
       составное значение в виде списка значений или ассоциативного массива
       пар (имя, значение).
    
         модификатор-level4 = префикс / разнесение
    
    2.4.1. Значения префикса
    
       Модификатор префикса указывает, что расширение переменной ограничено
       префикс строки значения переменной.Модификаторы префикса часто
       используется для иерархического разделения пространства идентификаторов, как это обычно бывает в
       ссылочные индексы и хранилище на основе хешей. Он также служит для ограничения
       расширенное значение до максимального количества символов. Префикс
       модификаторы не применимы к переменным, имеющим составные значения.
    
    
    
    
    
    Грегорио и др. Стандарты Track [Страница 15] 

    ---

    RFC 6570 Шаблон URI, март 2012 г.
    
    
         prefix = ":" максимальная длина
         максимальная длина =% x31-39 0 * 3DIGIT; положительное целое число <10000
    
       Максимальная длина - это положительное целое число, которое относится к максимальному числу
       символов от начала значения переменной как Unicode
       нить.Обратите внимание, что эта нумерация в символах, а не в октетах.
       чтобы избежать разделения между октетами многооктетно-кодированного
       символ или в тройке, закодированной в pct. Если максимальная длина равна
       больше, чем длина значения переменной, то весь
       используется строка значения.
    
       Например,
    
         Учитывая присвоения переменных
    
           var: = "значение"
           semi: = ";"
    
         Пример расширения шаблона
    
           {var} значение
           {var: 20} значение
           {var: 3} val
           {semi}% 3B
           {semi: 2}% 3B
    
    2.4.2. Составные значения
    
       Модификатор разнесения ("*") указывает, что переменная должна быть
       рассматривается как составное значение, состоящее либо из списка значений, либо
       ассоциативный массив пар (имя, значение). Следовательно, разложение
       процесс применяется к каждому члену композита, как если бы он был
       указаны как отдельная переменная. Такая спецификация переменных
       значительно менее самодокументируется, чем неразрывные переменные,
       поскольку между именем переменной и тем, как
       ссылка на URI появляется после раскрытия.взорваться = "*"
    
       Поскольку шаблоны URI не содержат указания типа или схемы,
       предполагается, что тип разнесенной переменной определяется
       контекст. Например, процессору могут быть предоставлены значения в
       форма, которая различает значения как строки, списки или ассоциативные
       массивы. Аналогичным образом контекст, в котором используется шаблон (сценарий,
       язык разметки, язык определения интерфейса и т. д.) могут определять
       правила для связывания имен переменных с типами, структурами или
       схема.Грегорио и др. Стандарты Track [Страница 16] 

    ---

    RFC 6570 Шаблон URI, март 2012 г.
    
    
       Модификаторы разнесения улучшают краткость синтаксиса шаблона URI. Для
       Например, ресурс, который предоставляет географическую карту для данной улицы.
       адрес может принимать сто перестановок в полях для адреса
       ввод, включая частичные адреса (например, только город или почтовый
       код). Такой ресурс можно описать как шаблон с каждым
       и каждый компонент адреса перечислен по порядку или с гораздо большим количеством
       простой шаблон, который использует модификатор разнесения, как в
    
          / mapper {? адрес *}
    
       вместе с некоторым контекстом, который определяет, что переменная названа
       "адрес" может включать, например, ссылку на какой-либо другой стандарт
       для адресации (например,г., [UPU-S42]). Получатель осведомлен о схеме
       затем может предоставить соответствующие расширения, такие как:
    
          / mapper? city = Newport% 20Пляж и штат = CA
    
       Процесс раскрытия переменных с разнесенными частями зависит как от
       используемый оператор и нужно ли обрабатывать составное значение
       как список значений или как ассоциативный массив (имя, значение)
       пары. Структуры обрабатываются как ассоциативный массив
       с именами, соответствующими полям в определении структуры
       и ".разделители, используемые для обозначения иерархии имен в подструктурах.
    
       Если переменная имеет составную структуру и только некоторые поля
       в этой структуре есть определенные значения, тогда только определенные пары
       присутствуют в расширении. Это может быть полезно для шаблонов, которые
       состоят из большого количества потенциальных условий запроса.
    
       Модификатор разнесения, примененный к переменной списка, вызывает расширение
       для перебора значений членов списка. Для пути и запроса
       раскрытия параметров, каждое значение элемента сопоставляется с переменной
       имя как пара (имя_переменной, значение).Это позволяет путь и запрос
       параметры, которые должны повторяться для нескольких значений, как в
    
         Учитывая присвоения переменных
    
           год: = ("1965", "2000", "2012")
           dom: = ("пример", "com")
    
         Пример расширения шаблона
    
           найти {? год *} найти? год = 1965 & год = 2000 & год = 2012
           www {.dom *} www.example.com
    
    
    
    
    
    
    
    Грегорио и др. Стандарты Track [Страница 17] 

    ---

    RFC 6570 Шаблон URI, март 2012 г.
    
    
    3.Расширение
    
       Процесс расширения шаблона URI заключается в сканировании строки шаблона.
       от начала до конца, копируя буквальные символы и заменяя каждый
       выражение с результатом применения оператора выражения к
       значение каждой переменной, указанной в выражении. Каждая переменная
       значение ДОЛЖНО быть сформировано до раскрытия шаблона.
    
       Требования к расширению для каждого аспекта шаблона URI
       грамматика определены в этом разделе. Ненормативный алгоритм для
       процесс расширения в целом представлен в Приложении А.Если обработчик шаблонов обнаруживает последовательность символов вне
       выражение, которое не соответствует грамматике , тогда
       СЛЕДУЕТ прекратить обработку шаблона, результат ссылки URI
       ДОЛЖЕН содержать развернутую часть шаблона, за которой следует
       оставшаяся часть нераскрыта, а местоположение и тип ошибки ДОЛЖНЫ быть
       указывается вызывающему приложению.
    
       Если ошибка встречается в выражении, таком как оператор или
       модификатор значения, который обработчик шаблона не распознает или не распознает
       еще не поддерживается, или найден персонаж, который не разрешен
       <выражение> грамматика, затем необработанные части выражения
       СЛЕДУЕТ копировать в нерасширенный результат, обработка
       оставшуюся часть шаблона СЛЕДУЕТ продолжить, а расположение и тип
       об ошибке СЛЕДУЕТ сообщать вызывающему приложению.В случае ошибки возвращаемый результат может быть недействительным URI.
       Справка; это будет не полностью развернутая строка шаблона,
       предназначен только для диагностического использования.
    
    3.1. Буквальное расширение
    
       Если буквальный символ разрешен где угодно в синтаксисе URI
       (незарезервировано / зарезервировано / закодировано в pct), затем он копируется непосредственно в
       строка результата. В противном случае кодированный в pct эквивалент
       буквальный символ копируется в строку результата первой кодировкой
       символ как последовательность октетов в UTF-8, а затем кодирование
       каждый такой октет представляет собой триплет в кодировке pct.3.2. Расширение выражения
    
       Каждое выражение обозначается открывающей скобкой ("{") и
       продолжается до следующей закрывающей скобки ("}"). Выражения не могут быть
       вложенные.
    
    
    
    
    
    
    Грегорио и др. Стандарты Track [Страница 18] 

    ---

    RFC 6570 Шаблон URI, март 2012 г.
    
    
       Выражение раскрывается путем определения его типа выражения, а затем
       после процесса раскрытия этого типа для каждого разделенного запятыми
       varspec в выражении.Шаблоны уровня 1 ограничены
       оператор по умолчанию (простое раскрытие строкового значения) и один
       переменная на выражение. Шаблоны уровня 2 ограничены одним
       varspec на выражение.
    
       Тип выражения определяется по первому символу
       после открывающей скобки. Если персонаж является оператором, то
       запомните тип выражения, связанный с этим оператором, на будущее
       решения о расширении и перейти к следующему символу для переменной -
       список. Если первый символ не является оператором, то выражение
       type - это простое раскрытие строки, а первый символ - это
       начало списка переменных.В примерах в подразделах ниже используются следующие определения
       для значений переменных:
    
             count: = ("один", "два", "три")
             dom: = ("пример", "com")
             dub: = "я / тоже"
             hello: = "Привет, мир!"
             половина: = "50%"
             var: = "значение"
             кто: = "Фред"
             base: = "http://example.com/home/"
             путь: = "/ foo / bar"
             list: = ("красный", "зеленый", "синий")
             ключи: = [("полу", ";"), ("точка", "."), ("запятая", ",")]
             v: = "6"
             x: = "1024"
             y: = "768"
             пустой: = ""
             empty_keys: = []
             undef: = ноль
    
    3.2.1. Переменное расширение
    
       Неопределенная переменная (раздел 2.3) не имеет значения и
       игнорируется процессом расширения. Если все переменные в
       выражения не определены, то расширение выражения является
       пустой строкой.
    
       Расширение переменной определенного непустого значения приводит к
       подстрока разрешенных символов URI. Как описано в Разделе 1.6,
       процесс расширения определяется в терминах кодовых точек Unicode в
       чтобы гарантировать, что символы, отличные от ASCII, последовательно pct-
       закодировано в результирующей ссылке URI.Один способ для шаблона
    
    
    
    Грегорио и др. Стандарты Track [Страница 19] 

    ---

    RFC 6570 Шаблон URI, март 2012 г.
    
    
       процессор для получения последовательного расширения перекодирует значение
       строка в UTF-8 (если ее еще нет в UTF-8), а затем преобразовать
       каждый октет, который не входит в разрешенный набор, в соответствующий pct-
       закодированный триплет. Другой - отображение непосредственно из собственного значения
       кодировка символов в набор разрешенных символов URI с любыми
       оставшиеся запрещенные символы отображаются в последовательности pct-
       закодированные триплеты, соответствующие октетам этого символа
       в кодировке UTF-8 [RFC3629].Допустимый набор для данного раскрытия зависит от типа выражения:
       зарезервированные ("+") и фрагментные ("#") расширения позволяют использовать набор
       символы в объединении (незарезервированные / зарезервированные / в кодировке pct) в
       проходить без pct-кодирования, тогда как все остальные выражения
       типы позволяют передавать только незарезервированные символы без
       pct-кодирование. Обратите внимание, что символ процента ("%") разрешен только
       как часть кодированного pct триплета и только для зарезервированного / фрагмента
       раскрытие: во всех остальных случаях символ значения "%" ДОЛЖЕН быть pct-
       закодировано как "% 25" расширением переменной.Если переменная встречается более одного раза в выражении или внутри
       несколько выражений шаблона URI, значение этой переменной
       ДОЛЖЕН оставаться статичным на протяжении всего процесса расширения (т. Е.
       переменная должна иметь одинаковое значение для целей расчета каждого
       расширение). Однако, если зарезервированные символы или тройки в кодировке pct
       присутствуют в значении, они будут закодированы в pct некоторыми типами выражений
       а не другими.
    
       Для переменной, которая представляет собой простое строковое значение, раскрытие состоит из
       добавление закодированного значения к строке результата.Взрыв
       модификатор не действует. Модификатор префикса ограничивает расширение до
       первые символы максимальной длины декодированного значения. Если значение
       содержит многооктетные символы или символы в кодировке pct, необходимо соблюдать осторожность
       избегайте разделения значения в середине символа: подсчитайте каждый код Unicode
       точка как один символ.
    
       Для переменной, которая является ассоциативным массивом, расширение зависит от
       как тип выражения, так и наличие модификатора разнесения. Если
       модификатора разнесения нет, расширение состоит из добавления
       конкатенация через запятую каждой пары (имя, значение), имеющей
       определенное значение.Если есть модификатор разнесения, расширение состоит
       добавления каждой пары, имеющей определенное значение, либо
       "имя = значение" или, если значением является пустая строка и выражение
       type не указывает параметры стиля формы (т. е. не "?" или "&"
       тип), просто «имя». Строки имени и значения кодируются в
       так же, как простые строковые значения. Добавляется разделительная строка.
       между определенными парами в соответствии с типом выражения, как определено
       следующая таблица:
    
    
    
    
    Грегорио и др.Стандарты Track [Страница 20] 

    ---

    RFC 6570 Шаблон URI, март 2012 г.
    
    
          Разделитель типов
                     ","     (дефолт)
            + ","
            # ","
            . "."
            / "/"
            ; ";"
            ? "&"
            & "&"
    
       Для переменной, представляющей собой список значений, расширение зависит от обоих:
       тип выражения и наличие модификатора разнесения.Если
       модификатора разнесения нет, расширение состоит из запятой-
       разделенная конкатенация определенных строковых значений членов. Если
       есть модификатор разнесения, и тип выражения расширяется с именем
       параметры (";", "?" или "&"), то список расширяется, как если бы он
       были ассоциативным массивом, в котором каждое значение члена связано с
       имя переменной списка. В противном случае значение будет расширено, как если бы оно
       были списком отдельных значений переменных, каждое значение разделено
       разделитель, связанный с типом выражения, как определено в таблице выше.Пример расширения шаблона
    
           {count} один, два, три
           {count *} один, два, три
           {/ count} / один, два, три
           {/ count *} / один / два / три
           {; count}; count = один, два, три
           {; count *}; count = one; count = two; count = three
           {? count}? count = один, два, три
           {? count *}? count = one & count = two & count = три
           {& count *} & count = один & count = два & count = три
    
    3.2.2. Простое расширение строки: {var}
    
       Простое раскрытие строки является типом выражения по умолчанию, если нет
       задан оператор.
    
       Для каждой определенной переменной в списке переменных выполните переменную
       расширение, как определено в разделе 3.2.1, с разрешенными символами
       будучи теми, кто находится в безоговорочном наборе. Если несколько переменных имеют
       определенное значение, добавьте запятую (",") к строке результата как
       разделитель между расширениями переменных.
    
    
    
    
    
    
    
    
    Грегорио и др. Стандарты Track [Страница 21] 

    ---

    RFC 6570 Шаблон URI, март 2012 г.
    
    
         Пример расширения шаблона
    
           {var} значение
           {hello} Привет,% 20World% 21
           {half} 50% 25
           О {пусто} Х ОХ
           О {undef} X OX
           {x, y} 1024 768
           {x, hello, y} 1024, Hello% 20World% 21,768
           ? {x, empty}? 1024,
           ? {x, undef}? 1024
           ? {undef, y}? 768
           {var: 3} val
           {var: 30} значение
           {список} красный, зеленый, синий
           {список *} красный, зеленый, синий
           {keys} полу,% 3B, точка ,., запятая,% 2C
           {ключи *} полу =% 3B, точка =., запятая =% 2C
    
    3.2.3. Зарезервированное расширение: {+ var}
    
       Зарезервированное расширение, на что указывает оператор плюса ("+") для уровня
       2 и выше, идентично простому раскрытию строки, за исключением
       что заменяемые значения могут также содержать триплеты в кодировке pct и
       символы в зарезервированном наборе.
    
       Для каждой определенной переменной в списке переменных выполните переменную
       расширение, как определено в разделе 3.2.1, с разрешенными символами
       входящие в набор (незарезервированные / зарезервированные / закодированные в pct).Если
       несколько переменных имеют определенное значение, добавьте запятую (",") к
       строка результата как разделитель между расширениями переменных.
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    Грегорио и др. Стандарты Track [Страница 22] 

    ---

    RFC 6570 Шаблон URI, март 2012 г.
    
    
         Пример расширения шаблона
    
           {+ var} значение
           {+ hello} Привет,% 20World!
           {+ half} 50% 25
    
           {base} index http% 3A% 2F% 2Fexample.com% 2Fhome% 2Findex
           {+ base} index http://example.com/home/index
           O {+ пусто} X OX
           O {+ undef} X OX
    
           {+ путь} / здесь / foo / bar / здесь
           здесь? ref = {+ path} здесь? ref = / foo / bar
           вверх {+ путь} {var} / здесь вверх / foo / barvalue / здесь
           {+ x, hello, y} 1024, Hello% 20World!, 768
           {+ путь, x} / здесь / foo / bar, 1024 / здесь
    
           {+ путь: 6} / здесь / foo / b / здесь
           {+ list} красный, зеленый, синий
           {+ список *} красный, зеленый, синий
           {+ ключи} полу,;, точка ,., запятая ,,
           {+ ключи *} semi = ;, точка =., запятая =,
    
    3.2.4. Расширение фрагмента: {#var}
    
       Расширение фрагмента, на что указывает оператор штриховки ("#") для
       Шаблоны уровня 2 и выше идентичны зарезервированному расширению
       за исключением того, что добавляется символ штриховки (разделитель фрагментов)
       сначала к строке результата, если какая-либо из переменных определена.
    
         Пример расширения шаблона
    
           {#var} #value
           {#hello} # Здравствуйте,% 20World!
           {#half} # 50% 25
           foo {#empty} foo #
           фу {#undef} фу
           {# x, hello, y} # 1024, Hello% 20World!, 768
           {# путь, x} / здесь # / foo / bar, 1024 / здесь
           {#path: 6} / здесь # / foo / b / здесь
           {#list} # красный, зеленый, синий
           {# list *} # красный, зеленый, синий
           {#keys} #semi,;, точка ,., запятая ,,
           {# ключи *} #semi = ;, точка =., запятая =,
    
    
    
    
    
    
    
    Грегорио и др. Стандарты Track [Страница 23] 

    ---

    RFC 6570 Шаблон URI, март 2012 г.
    
    
    3.2.5. Расширение ярлыка с префиксом точки: {.var}
    
       Расширение метки, обозначенное оператором точки (".") Для уровня 3
       и выше шаблонов, полезен для описания пространств URI с различными
       доменные имена или селекторы путей (например, расширения файлов).
    
       Для каждой определенной переменной в списке переменных добавьте "."к
       строка результата, а затем выполните расширение переменной, как определено в
       Раздел 3.2.1, с разрешенными символами в
       безоговорочный набор.
    
       С "." находится в незарезервированном наборе, значение, содержащее "." имеет
       эффект добавления нескольких меток.
    
         Пример расширения шаблона
    
           {.who} .fred
           {.who, who} .fred.fred
           {.half, who} .50% 25.фред
           www {.dom *} www.example.com
           X {.var} X.value
           ИКС{.empty} X.
           X {.undef} X
           X {.var: 3} X.val
           X {.list} X. красный, зеленый, синий
           X {.list *} X.red.green.blue
           X {.keys} X.semi,% 3B, точка,., Запятая,% 2C
           X {.keys *} X.semi =% 3B.dot = .. запятая =% 2C
           X {.empty_keys} X
           X {.empty_keys *} X
    
    3.2.6. Расширение сегмента пути: {/ var}
    
       Расширение сегмента пути, обозначенное оператором косой черты ("/") в
       Шаблоны уровня 3 и выше, полезны для описания пути URI.
       иерархии.Для каждой определенной переменной в списке переменных добавьте "/" к
       строка результата, а затем выполните расширение переменной, как определено в
       Раздел 3.2.1, с разрешенными символами в
       безоговорочный набор.
    
       Обратите внимание, что процесс расширения для расширения сегмента пути
       идентично расширению метки, за исключением замены
       "/" вместо ".". Однако, в отличие от ".", "/" Является зарезервированным
       символ и будет закодирован в pct, если найден в значении.
    
    
    
    
    
    Грегорио и др.Стандарты Track [Страница 24] 

    ---

    RFC 6570 Шаблон URI, март 2012 г.
    
    
         Пример расширения шаблона
    
           {/ who} / фред
           {/ who, who} / фред / фред
           {/ half, who} / 50% 25 / fred
           {/ who, dub} / fred / me% 2Ftoo
           {/ var} / значение
           {/ var, empty} / value /
           {/ var, undef} / значение
           {/ var, x} / здесь / значение / 1024 / здесь
           {/ var: 1, var} / v / значение
           {/ list} / красный, зеленый, синий
           {/ list *} / красный / зеленый / синий
           {/ list *, путь: 4} / красный / зеленый / синий /% 2Ffoo
           {/ keys} / semi,% 3B, точка ,., запятая,% 2C
           {/ ключи *} /semi=%3B/dot=./comma=%2C
    
    3.2.7. Расширение параметров стиля пути: {; var}
    
       Расширение параметров стиля пути, обозначенное точкой с запятой (";")
       Оператор в шаблонах уровня 3 и выше, полезен для описания URI
       параметры пути, такие как «путь; свойство» или «путь; имя = значение».
    
       Для каждой определенной переменной в списке переменных:
    
       o добавить ";" в строку результата;
    
       o если переменная имеет простое строковое значение или не имеет модификатора разнесения
          дается, то:
    
          * добавить имя переменной (закодировано, как если бы это был литерал
             строка) к строке результата;
    
          * если значение переменной не пусто, добавьте к результату "="
             нить;
    
       o выполнить раскрытие переменных, как определено в разделе 3.2.1, с
          разрешенные символы - это те, которые находятся в незарезервированном наборе.
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    Грегорио и др. Стандарты Track [Страница 25] 

    ---

    RFC 6570 Шаблон URI, март 2012 г.
    
    
         Пример расширения шаблона
    
           {; who}; who = фред
           {; половина}; половина = 50% 25
           {; empty}; пустой
           {; v, пусто, who}; v = 6; пусто; who = fred
           {; v, bar, who}; v = 6; who = fred
           {; x, y}; x = 1024; y = 768
           {; x, y, пусто}; x = 1024; y = 768; пусто
           {; x, y, undef}; x = 1024; y = 768
           {; привет: 5}; привет = привет
           {; список}; список = красный, зеленый, синий
           {; список *}; список = красный; список = зеленый; список = синий
           {; keys}; keys = semi,% 3B, точка ,., запятая,% 2C
           {; ключи *}; полу =% 3B; точка = .; запятая =% 2C
    
    3.2.8. Расширение запроса в стиле формы: {? Var}
    
       Расширение запроса в стиле формы, обозначенное вопросительным знаком ("?")
       в шаблонах уровня 3 и выше, полезен для описания
       весь необязательный компонент запроса.
    
       Для каждой определенной переменной в списке переменных:
    
       o добавить "?" в строку результата, если это первое определенное значение
          или добавьте "&" после этого;
    
       o если переменная имеет простое строковое значение или не имеет модификатора разнесения
          задано, добавьте имя переменной (в кодировке, как если бы это был
          буквальная строка) и знак равенства ("=") результату
          нить; и,
    
       o выполнить раскрытие переменных, как определено в разделе 3.2.1, с
          разрешенные символы - это те, которые находятся в незарезервированном наборе.
    
    
         Пример расширения шаблона
    
           {? who}? who = fred
           {? half}? half = 50% 25
           {? x, y}? x = 1024 & y = 768
           {? x, y, пусто}? x = 1024 & y = 768 & empty =
           {? x, y, undef}? x = 1024 & y = 768
           {? var: 3}? var = val
           {? list}? list = красный, зеленый, синий
           {? list *}? list = красный & list = зеленый & list = синий
           {? keys}? keys = semi,% 3B, точка ,., запятая,% 2C
           {? keys *}? semi =% 3B & dot =. & comma =% 2C
    
    
    
    Грегорио и др. Стандарты Track [Страница 26] 

    ---

    RFC 6570 Шаблон URI, март 2012 г.
    
    
    3.2.9. Продолжение запроса в стиле формы: {& var}
    
       Продолжение запроса в стиле формы, обозначенное амперсандом ("&")
       в шаблонах уровня 3 и выше, полезен для описания
       необязательные пары & name = value в шаблоне, который уже содержит
       буквальный компонент запроса с фиксированными параметрами.Для каждой определенной переменной в списке переменных:
    
       o добавить "&" к строке результата;
    
       o если переменная имеет простое строковое значение или не имеет модификатора разнесения
          задано, добавьте имя переменной (в кодировке, как если бы это был
          буквальная строка) и знак равенства ("=") результату
          нить; и,
    
       o выполнить раскрытие переменных, как определено в разделе 3.2.1, с помощью
          разрешенные символы - это те, которые находятся в незарезервированном наборе.
    
    
         Пример расширения шаблона
    
           {& who} & who = фред
           {& half} & half = 50% 25
           ? fixed = yes {& x}? fixed = yes & x = 1024
           {& x, y, пусто} & x = 1024 & y = 768 & empty =
           {& x, y, undef} & x = 1024 & y = 768
    
           {& var: 3} & var = val
           {& list} & list = красный, зеленый, синий
           {& список *} & список = красный & список = зеленый & список = синий
           {& keys} & keys = semi,% 3B, точка ,., запятая,% 2C
           {& keys *} & semi =% 3B & dot =. & comma =% 2C
    
    4. Соображения безопасности
    
       Шаблон URI не содержит активного или исполняемого содержимого.
       Однако возможно создание непредвиденных URI, если
       злоумышленнику предоставляется контроль над шаблоном или над переменной
       значения в выражении, которое допускает зарезервированные символы в
       расширение. В любом случае соображения безопасности в значительной степени
       определяется тем, кто предоставляет шаблон, кто предоставляет значения для
       использовать для переменных в шаблоне, в каком контексте выполнения
       происходит расширение (клиент или сервер), и где результирующие URI
       использовал.Грегорио и др. Стандарты Track [Страница 27] 

    ---

    RFC 6570 Шаблон URI, март 2012 г.
    
    
       Эта спецификация не ограничивает, где могут использоваться шаблоны URI.
       Текущие реализации существуют в рамках серверной разработки
       фреймворки и в JavaScript на стороне клиента для вычисляемых ссылок или
       формы.
    
       В рамках фреймворков шаблоны обычно служат ориентиром для того, где данные
       может появиться в более поздних (время запроса) URI в клиентских запросах.Следовательно, проблемы безопасности не в самих шаблонах, а в
       скорее в том, как сервер извлекает и обрабатывает предоставленные пользователем
       данные в обычном веб-запросе.
    
       В реализациях на стороне клиента шаблон URI имеет многие из
       те же свойства, что и формы HTML, за исключением символов URI и
       возможно, включенный в значения поля заголовка HTTP, а не просто сообщение
       содержание тела. Следует позаботиться о том, чтобы потенциально
       опасные ссылочные строки URI, например, начинающиеся с
       "javascript:" не появляются в расширении, если оба
       шаблон, а значения предоставлены надежным источником.Другие соображения безопасности такие же, как и для URI, так как
       описано в разделе 7 [RFC3986].
    
    5. Благодарности
    
       Следующие люди внесли свой вклад в эту спецификацию: Майк
       Берроуз, Майклджон Клемент, ДеВитт Клинтон, Джон Коуэн, Стивен
       Фаррелл, Робби Гейтс, Виджей К. Гурбани, Питер Йохансон, Мюррей С.
       Кучерави, Джеймс Х. Мэнджер, Том Петч, Марк Портье, Пит Резник,
       Джеймс Снелл и Цзянькан Яо.
    
    6. Ссылки
    
    6.1. Нормативные ссылки
    
       [ASCII] Американский национальный институт стандартов, "Кодированный символ
                     Набор - 7-битный американский стандартный код для информации
                     Развязка », ANSI X3.4, 1986.
    
       [RFC2119] Брэднер, С., «Ключевые слова для использования в RFC для обозначения
                     Уровни требований », BCP 14, RFC 2119, март 1997 г.
    
       [RFC3629] Йерго, Ф., «UTF-8, формат преобразования ISO.
                     10646 ", STD 63, RFC 3629, ноябрь 2003 г.
    
       [RFC3986] Бернерс-Ли, Т., Филдинг, Р., и Л. Масинтер,
                     «Универсальный идентификатор ресурса (URI): общий синтаксис»,
                     STD 66, RFC 3986, январь 2005 г.
    
    
    
    
    Грегорио и др. Стандарты Track [Страница 28] 

    ---

    RFC 6570 Шаблон URI, март 2012 г.
    
    
       [RFC3987] Duerst, M.и М. Suignard, "Интернационализированный ресурс
                     Идентификаторы (IRI) », RFC 3987, январь 2005 г.
    
       [RFC5234] Крокер Д. и П. Оверелл, "Расширенный BNF для синтаксиса
                     Спецификации: ABNF », STD 68, RFC 5234, январь 2008 г.
    
       [RFC6365] Хоффман, П. и Дж. Кленсин, «Терминология, используемая в
                     Интернационализация в IETF », BCP 166, RFC 6365,
                     Сентябрь 2011 г.
    
       [UNIV6] Консорциум Unicode, "Стандарт Unicode, версия
                     6.0,0 ", (Маунтин-Вью, Калифорния: Консорциум Unicode,
                     2011. ISBN 978-1-936213-01-6),
                     .
    
       [UTR15] Дэвис М. и М. Дуэрст, «Формы нормализации Unicode»,
                     Стандартное приложение Unicode № 15, апрель 2003 г.,
                     .
    
    6.2. Информативные ссылки
    
       [OpenSearch] Клинтон, Д., «OpenSearch 1.1», проект 5, декабрь 2011 г.,
                     .
    
       [UPU-S42] Всемирный почтовый союз, "Международный почтовый адрес
                     Компоненты и шаблоны », UPU S42-1, ноябрь 2002 г.,
                     .
    
       [WADL] Хэдли, М., "Язык описания веб-приложений",
                     Заявление участника консорциума World Wide Web
                     SUBM-wadl-200
    , август 2009 г.,
                      />.
    
       [WSDL] Вираварана, С., Моро, Дж., Райман, А., и Р.
                     Chinnici, "Язык описания веб-сервисов (WSDL)"
                     Версия 2.0, часть 1: основной язык ", World Wide Web
                     Рекомендация консорциума REC-wsdl20-20070626,
                     Июнь 2007 г., .
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    Грегорио и др. Стандарты Track [Страница 29] 

    ---

    RFC 6570 Шаблон URI, март 2012 г.
    
    
    Приложение.Советы по реализации
    
       Нормативные разделы, посвященные разложению, описывают каждый оператор с
       отдельный процесс расширения для наглядности. В
       фактические реализации, мы ожидаем, что выражения будут обработаны
       слева направо с использованием общего алгоритма, который имеет лишь незначительные вариации
       в процессе на оператора. Это ненормативное приложение описывает один
       такой алгоритм.
    
       Инициализируйте пустую строку результата и ее состояние без ошибок.
    
       Отсканируйте шаблон и скопируйте литералы в строку результата (как в
       Раздел 3.1) до тех пор, пока выражение не будет обозначено знаком "{", ошибка
       обозначается наличием не буквального символа, кроме "{",
       или шаблон заканчивается. Когда он закончится, верните строку результата и ее
       текущая ошибка или состояние без ошибки.
    
       o Если выражение найдено, просканируйте шаблон до следующего "}" и
          извлеките символы между скобками.
    
       o Если шаблон заканчивается перед "}", добавьте "{" и
          извлеченные символы в строку результата и возврат с ошибкой
          статус, указывающий, что выражение искажено.Изучите первый символ извлеченного выражения на предмет
       оператор.
    
       o Если выражение закончилось (т. е. "{}"), обнаруживается оператор,
          неизвестен или не реализован, или персонаж отсутствует в
          varchar set (раздел 2.3), затем добавьте "{", извлеченный
          выражение и "}" в строке результата, помните, что результат
          находится в состоянии ошибки, а затем вернитесь к сканированию оставшейся части
          шаблон.
    
       o Если найден известный и реализованный оператор, сохраните оператор
          и переходите к следующему символу, чтобы начать список varspec.o В противном случае сохраните оператор как NUL (простое раскрытие строки).
    
       Используйте следующую таблицу значений, чтобы определить поведение обработки с помощью
       оператор типа выражения. Запись для "first" - это строка для
       сначала добавьте к результату, если какая-либо из переменных выражения
       определенный. Запись для "sep" - это разделитель, добавляемый к
       результат перед любым вторым (или последующим) раскрытием определенной переменной.
       Запись для "named" является логическим значением, указывающим,
       включает имя переменной или ключа, если не указан модификатор разнесения.Запись для «ifemp» - это строка, добавляемая к имени, если его
       соответствующее значение пусто. Запись для "разрешить" указывает, что
    
    
    
    Грегорио и др. Стандарты Track [Страница 30] 

    ---

    RFC 6570 Шаблон URI, март 2012 г.
    
    
       символы, которые разрешено не закодировать в раскрытии значения: (U) означает
       будет закодирован любой символ, не входящий в незарезервированный набор; (U + R) означает
       любой символ, не входящий в объединение (unreserved / reserved / pct-
       кодировка) будут закодированы; и для обоих случаев каждый из них запрещен
       символ сначала кодируется как последовательность октетов в UTF-8 и
       затем каждый такой октет кодируется как кодированный pct триплет..------------------------------------------------- -----------------.
       | NUL +. /; ? & # |
       | ------------------------------------------------- ----------------- |
       | первый | "" "" "." "/" ";" "?" "&" "#" |
       | сен | "," "," "." "/" ";" "&" "&" "," |
       | назван | ложь ложь ложь ложь правда правда правда ложь |
       | ifemp | "" "" "" "" "" "=" "=" "" |
       | разрешить | U U + R U U U U U U + R |
       `------------------------------------------------- ----------------- '
    
       Имея в виду приведенную выше таблицу, обработайте список переменных следующим образом:
    
       Для каждого varspec извлеките имя переменной и необязательный модификатор из
       выражение путем сканирования списка переменных до тех пор, пока символ не будет в
       найден набор имен переменных или достигнут конец выражения.o Если это конец выражения и имя переменной пусто, перейдите
          назад, чтобы просмотреть оставшуюся часть шаблона.
    
       o Если это не конец выражения, а последний символ
          found указывает на модификатор («*» или «:»), запомните этот модификатор.
          Если это разнесение («*»), отсканируйте следующий символ. Если это
          префикс (":"), продолжайте сканирование следующих от одного до четырех символов
          для максимальной длины, представленной десятичным целым числом, а затем, если
          это еще не конец выражения, просканируйте следующее
          символ.o Если это не конец выражения, а последний символ
          найдено не запятая (","), добавьте "{", сохраненный оператор (если
          any), отсканированное имя переменной и модификатор, оставшееся выражение,
          и "}" к строке результата, помните, что результат находится в
          состояние ошибки, а затем вернитесь к сканированию оставшейся части
          шаблон.
    
       Найдите значение отсканированного имени переменной, а затем
    
       o Если имя переменной неизвестно или соответствует переменной с
          неопределенное значение (раздел 2.3), затем перейдите к следующему varspec.
    
    
    
    
    
    
    Грегорио и др. Стандарты Track [Страница 31] 

    ---

    RFC 6570 Шаблон URI, март 2012 г.
    
    
       o Если это первая определенная переменная для данного выражения, добавьте
          первую строку для этого типа выражения в строку результата и
          помните, что это было сделано. В противном случае добавьте строку sep
          в строку результата.
    
       o Если значение этой переменной является строкой, тогда
    
          * если имя истинно, добавьте имя переменной в строку результата, используя
             тот же процесс кодирования, что и для литералов, и
    
             + если значение пусто, добавить к результату строку ifemp
                строка и переход к следующему varspec;
    
             + в противном случае добавьте "=" к строке результата.* если присутствует модификатор префикса и длина префикса меньше
             чем длина строки значения в количестве символов Unicode,
             добавьте это количество символов с начала
             значение строки в строку результата, после pct-кодирования любого
             символы, которых нет в разрешенном наборе, при этом стараясь не
             для разделения многооктетных или тройных символов в кодировке pct, которые
             представляют единственную кодовую точку Unicode;
    
          * в противном случае добавьте значение в строку результата после pct-
             кодирование любых символов, не входящих в разрешенный набор.o иначе, если не указан модификатор разнесения, то
    
          * если имя истинно, добавьте имя переменной в строку результата, используя
             тот же процесс кодирования, что и для литералов, и
    
             + если значение пусто, добавить к результату строку ifemp
                строка и переход к следующему varspec;
    
             + в противном случае добавьте "=" к строке результата; и
    
          * если значение этой переменной является списком, добавить каждый определенный список
             член в строке результата после pct-кодирования любых символов
             которых нет в разрешенном наборе, с запятой (","), добавленной к
             результат между каждым определенным членом списка;
    
          * если значение этой переменной является ассоциативным массивом или любым другим
             форме парной (имя, значение) структуры, добавьте к каждой паре
             определил значение в строке результата как «имя, значение» после pct-
             кодирование любых символов, не входящих в разрешенный набор, с помощью
             запятая (",") добавляется к результату между каждой определенной парой.Грегорио и др. Стандарты Track [Страница 32] 

    ---

    RFC 6570 Шаблон URI, март 2012 г.
    
    
       o иначе, если указан модификатор разнесения, то
    
          * если named истинно, то для каждого определенного члена списка или массива
             (имя, значение) пара с определенным значением, выполните:
    
             + если это не первый определенный член / значение, добавьте
                sep строка в строку результата;
    
             + если это список, добавьте имя переменной в строку результата
                с использованием того же процесса кодирования, что и для литералов;
    
             + если это пара, добавить имя в строку результата
                с использованием того же процесса кодирования, что и для литералов;
    
             + если член / значение пусто, добавьте строку ifemp в
                строка результата; в противном случае добавьте "=" и член / значение к
                строка результата после pct-кодирования любого члена / значения
                символы, которых нет в разрешенном наборе.* иначе, если named имеет значение false, тогда
    
             + если это список, добавить каждый определенный член списка в
                строка результата после pct-кодирования любых символов, которые
                не в разрешенном наборе, со строкой sep, добавленной к
                результат между каждым определенным членом списка.
    
             + если это массив пар (имя, значение), добавить каждую пару
                с определенным значением в строку результата как "имя = значение",
                после pct-кодирования любые символы, не входящие в
                set, со строкой sep, добавляемой к результату между каждым
                определенная пара.Когда список переменных для этого выражения исчерпан, вернитесь к
       отсканируйте оставшуюся часть шаблона.
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    Грегорио и др. Стандарты Track [Страница 33] 

    ---

    RFC 6570 Шаблон URI, март 2012 г.
    
    
    Адреса авторов
    
       Джо Грегорио
       Google
    
       Электронная почта: [email protected]
       URI: http://bitworking.org/
    
    
       Рой Т. Филдинг
       Adobe Systems Incorporated
    
       Электронная почта: [email protected]
       URI: http: // roy.gbiv.com/
    
    
       Марк Хэдли
       Корпорация МИТЕР
    
       Электронная почта: [email protected]
       URI: http://mitre.org/
    
    
       Марк Ноттингем
       Rackspace
    
       Электронная почта: [email protected]
       URI: http://www.mnot.net/
    
    
       Дэвид Орчард
       Salesforce.com
    
       Электронная почта: [email protected]
       URI: http://www.pacificspirit.com/
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    Грегорио и др. Стандарты Track [стр. 34]
    
     

    
    Разметка HTML, созданная rfcmarkup 1.129d, доступная по адресу https: // инструменты.ietf.org/tools/rfcmarkup/

    Использование шаблонов Flex | Cloud Dataflow | Google Cloud

    В этом руководстве показано, как создать и запустить шаблон Dataflow Flex. задание с настраиваемым образом Docker с помощью инструмента командной строки gcloud . Этот учебник проведет вас через пример потокового конвейера, который читает в кодировке JSON сообщения из Pub / Sub, преобразует данные сообщений с помощью Beam SQL и записывает результаты в таблицу BigQuery.

    Цели

    • Создайте образ контейнера Docker.
    • Создайте и запустите шаблон Dataflow Flex.

    Стоимость

    В этом руководстве используются оплачиваемые компоненты Google Cloud, в том числе:

    • Поток данных
    • Паб / Суб
    • Облачное хранилище
    • Облачный планировщик
    • App Engine
    • Реестр контейнеров
    • Облако, сборка
    • BigQuery

    Используйте калькулятор цен для расчета стоимости оценка на основе вашего прогнозируемого использования.

    Прежде чем начать

    1. Войдите в свою учетную запись Google Cloud.Если вы новичок в Google Cloud, создать учетную запись, чтобы оценить эффективность наших продуктов в сценарии реального мира. Новые клиенты также получают 300 долларов в качестве бесплатных кредитов для запускать, тестировать и развертывать рабочие нагрузки.

    2. В Google Cloud Console на странице выбора проекта выберите или создайте проект Google Cloud.

       Примечание : Если вы не планируете оставлять ресурсов, которые вы создаете в этой процедуре, создайте проект вместо выбор существующего проекта.После того, как вы выполните эти шаги, вы можете удалить проект, удалив все ресурсы, связанные с проектом.

       Перейти к селектору проектов

    3. Убедитесь, что для вашего облачного проекта включен биллинг. Узнайте, как подтвердить, что для вашего проекта включен биллинг.

    4. Включите Dataflow, Compute Engine, Logging, Cloud Storage, Cloud Storage JSON, BigQuery, Pub / Sub, Resource Manager, App Engine, Cloud Scheduler и Cloud Build API.

       Включить API

    5. Создайте сервисный аккаунт:

       1. В Cloud Console перейдите на страницу Create service account .

          Перейдите в раздел "Создать учетную запись службы"
       2. Выберите проект.

       3. В поле Имя учетной записи службы введите имя. Облачная консоль заполняется в поле идентификатора учетной записи службы на основе этого имени.

          В поле Описание учетной записи службы введите описание. Например, Сервисный аккаунт для быстрого старта .

       4. Щелкните Create .

       5. Щелкните поле Выберите роль .

          В Quick access щелкните Basic , затем щелкните Owner .

          Примечание : Поле Роль влияет на то, к каким ресурсам ваша учетная запись может получить доступ в вашем проект. Вы можете отозвать эти роли или предоставить дополнительные роли позже. В производственной среде не назначайте роли владельца, редактора или наблюдателя. Для получения дополнительной информации см. Предоставление, изменение и отзыв доступа к Ресурсы.
       6. Щелкните Продолжить .

       7. Щелкните Done , чтобы завершить создание учетной записи службы.

          Не закрывайте окно браузера. Вы будете использовать его на следующем шаге.

    6. Создайте ключ сервисного аккаунта:

       1. В облачной консоли щелкните адрес электронной почты учетной записи службы, которую вы созданный.
       2. Щелкните Keys .
       3. Щелкните Добавить ключ , затем щелкните Создать новый ключ .
       4. Щелкните Create .Ключевой файл JSON загружен на ваш компьютер.
       5. Щелкните Закрыть .

    7. Установите переменную среды GOOGLE_APPLICATION_CREDENTIALS на путь к файлу JSON, который содержит ключ вашей учетной записи службы. Эта переменная применяется только к вашему текущему сеансу оболочки, поэтому, если вы откроете новый сеанс, снова установите переменную.

       Пример: Linux или macOS

       Замените [ПУТЬ] на путь к файлу JSON, который содержит ключ вашей учетной записи службы.

        экспорт GOOGLE_APPLICATION_CREDENTIALS = " [ПУТЬ] " 

       Например:

        экспорт GOOGLE_APPLICATION_CREDENTIALS = "/ home / user / Downloads / service-account-file.json" 

       Пример: Windows

       Замените [ПУТЬ] на путь к файлу JSON, который содержит ключ вашей учетной записи службы.

       С PowerShell:

        $ env: GOOGLE_APPLICATION_CREDENTIALS = " [ПУТЬ] " 

       Например:

        $ env: GOOGLE_APPLICATION_CREDENTIALS = "C: \ Users \ username \ Downloads \  мой ключ .json "

       С командной строкой:

        установить GOOGLE_APPLICATION_CREDENTIALS =  [ПУТЬ]  

    Когда вы закончите это руководство, вы можете избежать продолжения выставления счетов, удалив ресурсы, которые вы создали. Видеть Убираться для более подробной информации.

    Создание примера источника и приемника

    В этом разделе объясняется, как создать следующее:

    • Источник потоковой передачи данных с использованием Pub / Sub
    • Набор данных для загрузки данных в BigQuery

    Создание корзины облачного хранилища

    Используйте команду gsutil mb:

    экспорт ВЕДРО = "мое-хранилище-ведро"
    gsutil mb gs: // $ BUCKET 

    Создайте тему Pub / Sub и подписку на эту тему

    Используйте программу командной строки gcloud :

    экспорт TOPIC = "сообщения"
    экспорт SUBSCRIPTION = "рейтинги"
    
    Темы gcloud pubsub создают $ TOPIC
    Создание подписок gcloud pubsub --topic $ TOPIC $ SUBSCRIPTION
     

    Создание задания облачного планировщика

    На этом этапе мы используем инструмент командной строки gcloud для создания и запуска облачного планировщика. работа, которая публикует «положительные оценки» и «отрицательные оценки».«

    1. Создайте задание Cloud Scheduler для этого Google Cloud проект.

       Задания планировщика gcloud создают pubsub positive-rating-publisher \
         --schedule = "* * * * *" \
         --topic = "$ TOPIC" \
         --message-body = '{"url": "https://beam.apache.org/", "review": "positive"}'
        

    Это создает и запускает издателя с "положительными оценками", который публикует 1 сообщение в минуту.
    2. Запустите задание Cloud Scheduler.

       Задания планировщика gcloud выполняются с положительным рейтингом-издателем
        

    3. Создайте и запустите другого аналогичного издателя с "отрицательными оценками", который публикует 1 сообщение каждые 2 минуты.

       Задания планировщика gcloud создают pubsub negative-rating-publisher \
         --schedule = "* / 2 * * * *" \
         --topic = "$ TOPIC" \
         --message-body = '{"url": "https://beam.apache.org/", "review": "negative"}'
       
       Задания планировщика gcloud запускаются издателем с отрицательными рейтингами
        

    Создание набора данных BigQuery

    Используйте команду bq mk:

    export PROJECT = "$ (проект получения значения конфигурации gcloud)"
    export DATASET = "beam_samples"
    экспорт ТАБЛИЦА = "streaming_beam_sql"
    
    bq mk --dataset "$ PROJECT: $ DATASET"
     

    Скачивание образца кода

    1. Загрузите образец кода.

       Ява

       Клонировать репозиторий java-docs-samples и перейдите к образцу кода для этого руководства.

         git clone https://github.com/GoogleCloudPlatform/java-docs-samples.git
         компакт-диск java-документы-образцы / поток данных / гибкие шаблоны / streaming_beam_sql 

       Питон

       Клонировать репозиторий python-docs-samples и перейдите к образцу кода для этого руководства.

         git clone https://github.com/GoogleCloudPlatform/python-docs-samples.мерзавец
         компакт-диск python-docs-samples / dataflow / flex-templates / streaming_beam 

    2. Экспортируйте TEMPLATE_IMAGE для этого руководства.

       экспорт TEMPLATE_IMAGE = "gcr.io/$PROJECT/samples/dataflow/streaming-beam-sql:latest"
        

    Настройка среды разработки

    Ява

    1. Загрузите и установите Java Комплект разработчика (JDK) версии 11. Убедитесь, что JAVA_HOME переменная окружения установлена ​​и указывает на вашу установку JDK.
    2. Загрузите и установите Apache Maven, следуя Maven инструкция по установке для вашей конкретной операционной системы.
    3. (Необязательно) Запустите конвейер Apache Beam локально для разработки.

         mvn compile exec: java \
           -Dexec.mainClass = org.apache.beam.samples.StreamingBeamSql \
           -Dexec.args = "\
             --project = $ PROJECT \
             --inputSubscription = $ ПОДПИСКА \
             --outputTable = $ PROJECT: $ DATASET. $ TABLE \
             --tempLocation = gs: // $ BUCKET / samples / dataflow / temp "

    4. Вложите проект Java в файл Uber JAR.

         mvn чистый пакет 

    5. (Необязательно) Обратите внимание на размер файла Uber JAR по сравнению с исходным файлом.

         ls -lh target / *. jar 

       В этот JAR-файл Uber встроены все зависимости. Вы можете запустить это файл как отдельное приложение без внешних зависимостей в других библиотеках.

    Питон

    Используйте SDK Apache Beam для Python с pip и версией Python 2.7, 3.5, 3.6 или 3.7. Убедитесь, что у вас есть рабочий Python и pip установка при запуске:

        python --version
        python -m пип - версия 

    Если у вас нет Python, найдите инструкции по установке для вашей операционной системы. система при установке Python страница.

    Только Python: Создание и построение образа контейнера

    Этот раздел содержит шаги для пользователей Python. Если вы используете Java, пропустите следующие шаги.

    1. (Необязательно) Включите использование кэша Kaniko по умолчанию.

       gcloud config set builds / use_kaniko True
        

       Канико кэширует артефакты сборки контейнера, поэтому использование этого параметра ускоряет последующие сборки.
    2. (Необязательно) Создайте Dockerfile. Вы можете настроить Dockerfile из этого руководства.Стартовый файл выглядит так последующий:

       Питон

         ИЗ gcr.io/dataflow-templates-base/python3-template-launcher-base
       
         ARG WORKDIR = / dataflow / template
         ЗАПУСТИТЬ mkdir -p $ {WORKDIR}
         WORKDIR $ {WORKDIR}
         
         # В связи с изменением базового образа Apache Beam в версии 2.24 необходимо установить
         # libffi-dev вручную как зависимость. За дополнительной информацией:
         # https://github.com/GoogleCloudPlatform/python-docs-samples/issues/4891
         ЗАПУСТИТЬ apt-get update && apt-get install -y libffi-dev && rm -rf / var / lib / apt / lists / *
       
         Требования к КОПИИ.текст .
         КОПИРОВАТЬ streaming_beam.py.
       
         ENV FLEX_TEMPLATE_PYTHON_REQUIREMENTS_FILE = "$ {WORKDIR} /requirements.txt"
         ENV FLEX_TEMPLATE_PYTHON_PY_FILE = "$ {WORKDIR} /streaming_beam.py"
       
         RUN pip install -U -r ./requirements.txt 

       Этот Dockerfile содержит ИЗ , ENV , и команды COPY , о которых вы можете прочитать в Ссылка на Dockerfile.

       Примечание:

       Не устанавливайте явно какие-либо зависимости / пакеты заданий. в приведенном выше Dockerfile.Контейнер, развернутый с использованием указанного выше файла Dockerfile, предназначен только для запуска задания потока данных. Пакеты заданий / зависимости, которые должны быть установлены, должны быть указаны в файле требований.

       Изображения, начинающиеся с gcr.io/ PROJECT /, сохраняются в Реестр контейнеров вашего проекта, где изображение доступно другим Продукты Google Cloud.
    3. Создайте Docker изображение с использованием Dockerfile с Cloud Build. Примечание: Если вы создали свой собственный Dockerfile с предыдущего шага необходимо обновить TEMPLATE_IMAGE .

       gcloud builds submit --tag $ TEMPLATE_IMAGE.
        

    Создание шаблона Flex

    Чтобы запустить шаблон, вам необходимо создать файл спецификации шаблона в Облачное хранилище, содержащее всю необходимую информацию для запуска задание, такое как информация и метаданные SDK.

    Файл metadata.json файл в этом примере содержит дополнительную информацию для шаблона, такую ​​как имя , описание и входные параметры поля.

    1. Создайте файл спецификации шаблона, содержащий всю информацию, необходимую для запуска задание, такое как информация и метаданные SDK.

       export TEMPLATE_PATH = "gs: //$BUCKET/samples/dataflow/templates/streaming-beam-sql.json"
        

    2. Создайте шаблон Flex.

       Ява

           Сборка гибкого шаблона потока данных gcloud $ TEMPLATE_PATH \
             --image-gcr-path "$ TEMPLATE_IMAGE" \
             --sdk-язык "ЯВА" \
             --flex-template-base-image JAVA11 \
             --metadata-file "метаданные.json "\
             --jar "цель / поток-луч-sql-1.0.jar" \
             --env FLEX_TEMPLATE_JAVA_MAIN_CLASS = "org.apache.beam.samples.StreamingBeamSql" 

       Питон

           Сборка гибкого шаблона потока данных gcloud $ TEMPLATE_PATH \
             --image "$ TEMPLATE_IMAGE" \
             --sdk-язык "ПИТОН" \
             --metadata-файл "metadata.json" 

    Шаблон теперь доступен через файл шаблона в Указанное вами место в облачном хранилище.

    Запуск конвейера шаблона Flex

    Теперь вы можете запустить конвейер Apache Beam в потоке данных с помощью ссылаясь на файл шаблона и передавая шаблон параметры требуется трубопроводом.

    1. Запустите шаблон.

       Ява

         экспорт РЕГИОН = "us-central1"
       
         gcloud dataflow flex-template run "streaming-beam-sql-`date +% Y% m% d-% H% M% S`" \
           --template-file-gcs-location "$ TEMPLATE_PATH" \
           --parameters inputSubscription = "$ SUBSCRIPTION" \
           --parameters outputTable = "$ PROJECT: $ DATASET. $ TABLE" \
           --регион "$ REGION" 

       Питон

         экспорт РЕГИОН = "us-central1"
       
         Гибкий шаблон потока данных gcloud запускает "streaming-beam-`date +% Y% m% d-% H% M% S`" \
           --template-file-gcs-location "$ TEMPLATE_PATH" \
           --parameters input_subscription = "$ SUBSCRIPTION" \
           --parameters output_table = "$ PROJECT: $ DATASET.$ ТАБЛИЦА "\
           --регион "$ REGION" 

       В качестве альтернативы запустите шаблон с запросом REST API.

       curl -X POST \
         "https://dataflow.googleapis.com/v1b3/projects/$PROJECT/locations/us-central1/flexTemplates:launch" \
         -H "Content-Type: application / json" \
         -H "Авторизация: предъявитель $ (gcloud auth print-access-token)" \
         -d '{
           "launch_parameter": {
             "jobName": "streaming-beam-sql - '$ (date +% Y% m% d-% H% M% S)'",
             "parameters": {
               "inputSubscription": "'$ SUBSCRIPTION'",
               "outputTable": "'$ PROJECT: $ DATASET.$ ТАБЛИЦА '"
             },
             "containerSpecGcsPath": "'$ TEMPLATE_PATH'"
           }
         } '
        

    После того, как вы выполните команду для запуска шаблона Flex, Dataflow возвращает идентификатор задания со статусом задания В очереди . Это могло бы займет несколько минут, прежде чем статус задания достигнет Выполняется , и вы можете получить доступ график работы.
    2. Проверьте результаты в BigQuery, выполнив следующий запрос:

       bq query --use_legacy_sql = false 'SELECT * FROM `'" $ PROJECT. $ DATASET. $ TABLE "'`'
        

       Пока этот конвейер работает, вы можете видеть новые строки, добавленные в Таблица BigQuery каждую минуту.

    Уборка

    После того, как вы закончите это руководство, вы можете очистить созданные вами ресурсы. в Google Cloud, чтобы вам не приходилось платить за них в будущем. В В следующих разделах описывается, как удалить или отключить эти ресурсы.

    Очистите ресурсы шаблона Flex

    1. Остановите конвейер потока данных.

       Список заданий gcloud dataflow \
         --filter 'ИМЯ: streaming-beam-sql И СОСТОЯНИЕ = Выполняется' \
         --format 'значение (JOB_ID)' \
         --регион "$ REGION" \
         | xargs gcloud dataflow jobs cancel --region "$ REGION"
        

    2. Удалите файл спецификации шаблона из облачного хранилища.

       gsutil rm $ TEMPLATE_PATH
        

    3. Удалите образ контейнера шаблона Flex из реестра контейнеров.

       Образы контейнеров gcloud удалить $ TEMPLATE_IMAGE --force-delete-tags
        

    Очистить ресурсы проекта Google Cloud

    1. Удалите задания Cloud Scheduler.

       Задания планировщика gcloud удалить издатель отрицательных оценок
       Задания планировщика gcloud удалить издатель с положительными рейтингами
        

    2. Удалите подписку Pub / Sub и тему.

       Подписки gcloud pubsub удалить $ SUBSCRIPTION
       gcloud pubsub themes удалить $ TOPIC
        

    3. Удалите таблицу BigQuery.

       bq rm -f -t $ ПРОЕКТ: $ НАБОР. $ ТАБЛИЦА
        

    4. Удалите набор данных BigQuery, это само по себе не требует никаких затрат.

       Следующая команда также удаляет все таблицы в наборе данных. Таблицы и данные не могут быть восстановлены.

       bq rm -r -f -d $ ПРОЕКТ: $ НАБОР ДАННЫХ
        

    5. Удалите корзину Cloud Storage, это само по себе не влечет за собой никаких обвинения.

       Следующая команда также удаляет все объекты в корзине. Эти объекты не могут быть восстановлены.

       gsutil rm -r gs: // $ ВЕДРО
        

    Ограничения

    На задания Flex Templates распространяются следующие ограничения:

    • Вы должны использовать базовый образ, предоставленный Google, чтобы упаковать свои контейнеры с помощью Докер.
    • waitUntilFinish (Java) и wait_until_finish (Python) не поддерживаются.

    Что дальше

    Ускоренное снятие отпечатков пальцев с помощью магнитно-резонансной томографии с использованием замочной скважины с мягким взвешиванием (MRF-SOHO)

    Аннотация

    Объект

    Разработать новый подход к получению высокоускоренных магнитно-резонансных отпечатков пальцев (MRF).

    Материалы и методы

    Предлагаемый метод сочетает в себе подходы параллельной визуализации, мягкого стробирования и замочной скважины для ускорения получения MRF. Медленно изменяющиеся углы поворота (FA), обычно используемые во время получения MRF, приводят к плавному изменению контраста сигнала последовательных изображений временной точки. Это предположение позволяет обмениваться высокочастотными данными между разными временными точками, аналогично тому, как это делается в некоторых методах динамической МРТ, таких как замочная скважина. Предлагаемый подход использует эту информацию с помощью реконструкции SOft-взвешенного ключевого отверстия (MRF-SOHO) для достижения высоких коэффициентов ускорения и / или повышенного разрешения без ухудшения качества изображения или увеличения времени сканирования.MRF-SOHO был проверен на стандартном фантоме T ₁ / T ₂ и в in vivo сборах мозга, реконструирующих T ₁ , T ₂ и параметрические карты плотности протонов.

    Результаты

    Ускоренный MRF-SOHO с использованием меньшего количества данных на момент времени и меньшего количества изображений на момент времени позволило значительно сократить время сканирования (до 4,6x), при этом получая аналогичную точность и точность T ₁ и T ₂ по сравнению с реконструкция MRF с нулевым заполнением.Для того же количества спиц и временных точек предложенный метод дал улучшенные характеристики при количественной оценке параметров, чем реконструкция MRF с нулевым заполнением, которая была проверена с разрешениями 2, 1 и 0,7 (субмиллиметра).

    Заключение

    Предлагаемый MRF-SOHO позволил сократить время сканирования в 4,6 раза для пространственного разрешения в плоскости 2x2 мм ² по сравнению с MRF с нулевым заполнением и включил MRF с субмиллиметровым (0,7x0,7 мм ² ) разрешением .

    Образец цитирования: Cruz G, Schneider T, Bruijnen T, Gaspar AS, Botnar RM, Prieto C (2018) Ускоренное снятие отпечатков пальцев с помощью магнитного резонанса с использованием замочной скважины с мягким весом (MRF-SOHO).PLoS ONE 13 (8): e0201808. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0201808

    Редактор: Ян Фриц, Медицинская школа Джонса Хопкинса, США

    Поступила: 3 января 2018 г .; Одобрена: 23 июля 2018 г .; Опубликовано: 9 августа 2018 г.

    Авторские права: © 2018 Cruz et al. Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии указания автора и источника.

    Доступность данных: Данные были загружены на figshare.com со следующим DOI: 10.6084 / m9.figshare.6866075.

    Финансирование: Авторы выражают признательность за финансовую поддержку со стороны следующих организаций: EPSRC: EPSRC EP / P001009 /. URL: http://gow.epsrc.ac.uk/NGBOViewGrant.aspx?GrantRef=EP/P001009/1. FONDECYT: 1161055. URL: http://www.conicyt.cl/fondecyt/files/2015/04/No%CC%81mina-de-proyectos-aprobados-Regular-2016.pdf. Центр передового опыта в области медицинской инженерии, финансируемый Wellcome Trust (WT 088641 / Z / 09 / Z).URL: https://wellcome.ac.uk/funding/managing-grant/grants-awarded. Департамент здравоохранения через комплексный центр биомедицинских исследований Национального института медицинских исследований (NIHR) присуждал награду Фонду NHS Гая и Сент-Томаса в партнерстве с Королевским колледжем Лондона и больницей Королевского колледжа NHS. URL: https://www.nihr.ac.uk/. Все спонсоры принимали участие в разработке исследования, сборе данных, анализе и подготовке рукописи. Выраженные взгляды принадлежат авторам, а не обязательно NHS, NIHR или Министерства здравоохранения.

    Конкурирующие интересы: Один из соавторов (Торбен Шнайдер) является сотрудником Philips Healthcare. В соответствии с положением о заявлении о конкурирующих интересах, я подтверждаю, что это не влияет на нашу приверженность политике PLOS ONE в отношении обмена данными и материалами.

    Введение

    Методы количественной магнитно-резонансной томографии (МРТ), такие как T ₁ , T ₂ и параметрические карты плотности протонов (M ₀ ), были разработаны для прямого объективного сравнения и характеристики больных и здоровых ткань [1–6].Однако современные количественные методы МРТ медленные и обычно предоставляют информацию об одном параметре за одно сканирование. Следовательно, при серийных сборах необходимо измерять различные параметры, что еще больше увеличивает время сканирования. Магнитно-резонансный фингерпринтинг (MRF) [7] был недавно введен для извлечения нескольких и одновременных параметрических карт из одного сбора данных в предположении, что уникальные эволюции сигналов или «отпечатки пальцев» могут быть получены из разных тканей. Это достигается с помощью переменной схемы кодирования и сбора данных, которая обычно меняет углы поворота (FA) и время повторения (TR) на протяжении сканирования.Поскольку в отношении регистрируемого сигнала есть небольшие ограничения, MRF является исключительно гибким с точки зрения конструкции импульсной последовательности. Множественные параметры восстанавливаются в MRF посредством попиксельного сопоставления шаблона измеренного сигнала (серии изображений временных точек) с ранее сгенерированным словарем сигналов. Как правило, сопоставление с шаблоном достигается путем поиска словарной статьи с самым высоким внутренним продуктом с отпечатком пальца в данном пикселе с помощью исчерпывающего поиска. Словарь должен содержать эволюцию сигналов от всех потенциальных тканей, представляющих интерес, с учетом набора параметров последовательности, таким образом, все параметры MR, используемые для создания словаря отпечатков пальцев, могут быть восстановлены одновременно.Словари были созданы с использованием формализмов уравнения Блоха или расширенного фазового графа для моделирования последовательности сбора данных [8]. Было показано, что реконструкция MRF устойчива к шуму измерения и некогерентным артефактам недостаточной дискретизации, при условии, что было получено большое количество (~ 1000) изображений с временными точками, и, следовательно, использовались изображения с сильно неполной дискретизацией [7]. Несмотря на сообщенные высокие коэффициенты недостаточной дискретизации, большое количество изображений временных точек, требуемых в MRF, может привести к длительной регистрации для некоторых важных приложений, таких как двухмерная съемка с задержкой дыхания с высоким разрешением и трехмерное сканирование с высоким разрешением.Более того, низкое качество изображений с сильно недодискретизированными временными точками может вносить смещение в параметрические значения, если реконструкция MRF на основе сопоставления шаблонов не позволяет различить сигнал и шум или артефакты недостаточной дискретизации [9].

    Недавняя работа была сосредоточена на исследовании возможности использования MRF для различных приложений, а также на улучшении самой структуры MRF. MRF был объединен с одновременным получением нескольких срезов [10] с коэффициентом ускорения два и с эхопланарной визуализацией [11] для одновременного измерения T ₁ и T ₂ *.Оценка B ₁ была включена в моделирование сигнала в 2D и 3D MRF, что позволяет проводить измерения T ₁ , T ₂ и B ₁ с повышенной точностью [12, 13]. MRF миокарда в 2D с использованием импульсов подготовки намагничивания и запуска сердца был разработан, что показывает хорошее согласие с методами золотого стандарта [14]. Продолжительность сопоставления шаблонов также была значительно сокращена с использованием алгоритмов быстрого сопоставления групп [15]. В [16] была представлена ​​многомасштабная реконструкция MRF, улучшающая точность измерений и значительно сокращающая количество требуемых изображений с временными точками.Совсем недавно реконструкция скользящего окна была предложена для повышения точности измерений T ₁ и T ₂ и / или сокращения времени сбора данных [17]. Низкий ранг словаря был использован для улучшения качества параметрической карты и уменьшения количества требуемых преобразований Фурье [18]. Была введена формулировка максимального правдоподобия [19], также увеличивающая количество временных точек. С высокими факторами ускорения, обычно используемыми в MRF (R> 20), реконструкция с параллельной визуализацией очень некорректна.При наличии достаточной априорной информации линейная задача может быть решена, создавая высококачественные изображения точек времени и, следовательно, улучшая параметрические карты.

    В этой работе мы разрабатываем новый подход к реконструкции для ускоренного получения MRF. Предлагаемая реконструкция SOft-взвешенного ключевого отверстия (MRF-SOHO) обеспечивает более короткое время сбора данных (более высокий коэффициент ускорения на изображение временной точки и / или меньшее количество временных точек) и улучшенное субмиллиметровое разрешение в плоскости.Это достигается за счет значительного улучшения качества изображений временной точки с реконструкцией, основанной на методах параллельной визуализации [20], мягкого стробирования [21] и замочной скважины [22]. Медленное изменение FA между изображениями в моменты времени обычно используется в MRF для исследования параметрического пространства и создания уникальных отпечатков пальцев. Это непрерывное изменение намагниченности приводит к плавному изменению контраста через изображения временной точки, что приводит к избыточной информации с высокой пространственной частотой. MRF-SOHO использует эту избыточность, используя итеративную реконструкцию SENSE с мягким взвешиванием для обмена высокочастотными данными между последовательными изображениями временных точек.Предлагаемый подход был проверен на стандартизированном фантоме T ₁ / T ₂ и на in vivo данных мозга у трех здоровых субъектов.

    Материалы и методы

    Сбор данных

    Считывание градиентного эхо-сигнала с переменными FA и TR после начального инверсионного импульса использовалось для сбора данных, как предложено в [23]. Золотая радиальная траектория [24] использовалась вместо спиральной траектории, использованной в [23]. Однако для одного изображения временной точки может потребоваться несколько радиальных спиц.С этой целью схема сбора данных в [23] была изменена таким образом, что FA и TR, соответствующие моменту времени t (FA _t и TR _t , соответственно), повторялись N _p раз, где N _p - количество радиальных спиц на изображение временной точки. FA был предоставлен: где N _rf - количество РЧ-импульсов на секцию сбора данных, а FA _max - максимальная FA в соответствующей секции. Образец TR следует за псевдослучайным шумом Перлина.Обе модели FA и TR описаны в [23].

    Реконструкция изображений временных точек

    Предлагаемая реконструкция MRF-SOHO основана на высокочастотной избыточности данных соседних изображений временной точки в предположении плавно меняющегося контраста. Информация распределяется между соседними изображениями в моменты времени I _t с использованием итеративной реконструкции с мягким взвешиванием SENSE, задаваемой следующим образом: где F - это преобразование Фурье (включая не декартову компенсацию плотности и неравномерное преобразование Фурье), S - чувствительность катушки, а K - полученные данные k-пространства за все время -точки.Уравнение 2 решалось методом сопряженного градиента. Мягкие веса для момента времени t и соседа n ∈ { t - Δ t , t - Δ t + 1,…, t + Δ t −1 , т + Δ т } определяются по формуле: где k _r - расстояние в k-пространстве от соответствующей выборки до центра k-пространства, α - расстояние, на котором и β определяет плавность перехода от к, определяет, сколько данных распределяется как функция относительного изменения FA: чем выше скорость изменения FA, тем быстрее изменяется контраст и, следовательно, тем меньше данных, которые могут быть разделены. μ определяет порог, при котором совместное использование данных сокращается, а τ определяет плавность этого перехода. С помощью параметров α , β , μ , τ и Δ t это распределение может быть скорректировано для адекватного обмена данными между соседними временными точками без ущерба для контраста изображения. Графическая диаграмма совместно используемых данных представлена ​​на рис. 1 с одной радиальной спицей на возбуждение и размером окрестности ( N = 2Δ t + 1), равным 5.Некоторые данные с высокой пространственной частотой всегда совместно используются по соседству, однако объем совместно используемых данных с низкой частотой зависит от расстояния между соседями по временной точке. Мягкие веса, FA и соответствующие изображения временных точек показаны на рис. 2. Репрезентативные реконструкции временных точек с привязкой к сетке, как в MRF с нулевым заполнением, и с MRF-SOHO демонстрируют улучшение качества изображения временных точек при сохранении контраста. Примерный график мягких весов для N = 11 показан на рис. 2, показывая долю общих данных как функцию расстояния в k-пространстве до центра.График используемого шаблона угла поворота и примерный график функций мягкого взвешивания также показаны на рис. 2.

    Рис. 1. Графическая диаграмма схемы совместного использования данных MRF-SOHO.

    В изображенном примере размер окрестности (N) равен 5, с одним радиальным профилем на угол поворота (N _{, стр.} ). Прозрачность цвета указывает на долю общих данных. Чем дальше точка времени, тем реже передаются данные с низкой частотой.

    https: // doi.org / 10.1371 / journal.pone.0201808.g001

    Рис. 2. Точки времени, шаблон угла поворота и мягкие веса.

    a) Реконструкция координатной сетки, используемая в MRF с нулевым заполнением в различные моменты времени в сборе данных, с 8 спицами на момент времени. b) Реконструкция MRF-SOHO в разные моменты времени в процессе сбора данных. Изображения высокого качества восстанавливаются в каждый момент времени с помощью MRF-SOHO, не влияя на контраст изображения. c) Используемый шаблон угла переворота представляет собой плавную эволюцию.Цветные моменты времени соответствуют изображениям выше. d) Мягкие веса () для различных соседних моментов времени ( n ) как функция радиального расстояния k-пространства ( k _r ). Чем дальше момент времени, тем меньше данных передается с низкой частотой.

    https://doi.org/10.1371/journal.pone.0201808.g002

    Словарь и распознавание образов

    Словари MRF были смоделированы с использованием формализма расширенного фазового графика (EPG) [8, 25] на основе кода, доступного в [25] для различных значений T ₁ и T ₂ .B ₁ и профиль RF-среза не были включены в словарь. Параметрические карты T ₁ , T ₂ и M ₀ были получены с помощью сопоставления шаблонов, как в [23]. Было выполнено внутреннее произведение между временным сигналом от каждого пикселя и всеми словарными статьями. Самый высокий внутренний продукт указывает правильную словарную запись для каждого пикселя. M ₀ параметрических карт рассчитывались как отношение между сигналом и нормализованной словарной записью для каждого пикселя.

    Эксперименты

    Сбор данных

    Phantom и in vivo. Данные о мозге были получены на 1,5T-системе Ingenia MR (Philips, Best, Нидерланды) с использованием 12-элементной катушки для головы. Исследование было одобрено наблюдательным советом учреждения (Комитет по этике исследований Лондонского моста), и от всех субъектов было получено письменное информированное согласие в соответствии с руководящими принципами учреждения.

    2D-снимков было выполнено на стандартизированном фантоме T ₁ / T ₂ [26] и у трех здоровых субъектов.Как для фантома, так и для in vivo данные регистрации были получены с помощью считывания градиентного эхо-сигнала после начального импульса инверсии с использованием золотой радиальной траектории. В каждом случае регистрация проводилась с тремя различными разрешениями в плоскости: 1) 2x2 мм ² , 2) 1x1 мм ² и 3) 0,7x0,7 мм ² . Соответствующие TR варьировались от 1) 3,2 до 4,0 мс, 2) 4,7 и 5,7 мс и 3) 5,8 и 7,2 мс. Соответствующие ТЕ были: 1) 1,31 мс, 2) 1,85 мс и 3) 3,2 мс. Остальные релевантные параметры были одинаковыми для всех трех измерений: толщина среза 10 мм, 260x260 мм поле обзора ² , 8 радиальных спиц на момент времени, 1000 временных точек, один срез.Схема FA была разделена на секции по 200 временных точек, с соответствующими FA _max в 35, 43, 70, 45 и 27 градусов.

    Реконструкция изображений временных точек

    Данные от фантома и одного испытуемого были реконструированы с разными размерами окрестностей ( N ), α ( n ), β ( n ), μ и τ параметров для экспериментального исследования. настройте эти значения. Реконструкции были осмотрены визуально для выбора подходящих параметров.Следовательно, размер окрестности реконструкции MRF-SOHO ( N = 2Δ t + 1) был установлен на 31, α ( n ) изменялся линейно от 0 до 20% K _max , β ( n ) изменялся линейно от 1% K _max до 2% K _max , где K _max - индекс максимального k- радиальная точка пространства. μ и τ были установлены на 0.2 и 0,05 соответственно. Функция компенсации плотности для каждого момента времени была получена с помощью диаграмм Вороного [27] и использовалось неоднородное быстрое преобразование Фурье на основе [28]. Реконструкция была прекращена, когда относительная невязка достигла 0,05% или когда было выполнено 15 итераций (в зависимости от того, что наступило раньше). Карты катушек были получены из всех полученных данных с помощью ESPIRiT [29]. Полученные наборы данных также были реконструированы с помощью реконструкции сетки с нулями, как в [23]. Реконструкции MRF-SOHO и MRF с нулевым заполнением были выполнены с использованием 8, 5 и 2 радиальных профилей на момент времени (ретроспективно с недостаточной выборкой), что соответствует сильно неполным данным.Например, наборы данных 2x2 мм ² с 8, 5 и 2 радиальными профилями на момент времени имеют угловые коэффициенты недостаточной дискретизации ~ 26x, ~ 41x и ~ 102x (по отношению к полностью дискретизированной радиальной регистрации) соответственно, тогда как 0,7 x0,7 мм ² наборов данных с 8, 5 и 2 радиальными профилями на момент времени имеют угловые коэффициенты недостаточной дискретизации ~ 73x, ~ 117x и ~ 292x (по отношению к полностью дискретизированной радиальной регистрации) соответственно. Реконструкции выполнялись в автономном режиме в MATLAB (Mathworks, Натик, Массачусетс, США).Реконструкция MRF-SOHO заняла приблизительно 10, 30 и 120 минут для наборов данных с разрешением 2x2, 1x1 и 0,7x0,7 мм с разрешением ² с использованием 8 радиальных профилей и 1000 временных точек, соответственно. Эти реконструкции выполнялись на рабочей станции Linux с 12 процессорами Intel Xeon X5675 (3,07 ГГц) и 200 ГБ ОЗУ.

    Словарь и распознавание образов

    Словари были адаптированы для фантома T ₁ / T ₂ и наборов данных о мозге на основе соответствующих тканей.Для фантомных данных и данных мозга T ₁ ∈ [0: 10: 400 мс, 400: 5: 800 мс, 800: 20: 1400 мс, 1400: 200: 6000 мс], T ₂ ∈ [0: 1: 150 мс, 150: 10: 500 мс, 500: 50: 1000 мс, 1000: 200: 2600 мс], что соответствует 35496 словарным статьям. Для обоих симуляций B ₁ было зафиксировано на 1.0. Сопоставление с шаблоном восстановленных наборов данных было выполнено с использованием разного количества изображений с временными точками в диапазоне от 50 до 1000 изображений (с размером шага 50) как для MRF-SOHO, так и для MRF с нулевым заполнением.

    Результаты

    При использовании MRF-SOHO наблюдалось значительное улучшение качества изображения для изображений временной точки по сравнению с реконструкцией сетки с заполнением нулями (MRF с заполнением нулями), в которой в значительной степени преобладают артефакты недостаточной дискретизации.Это можно увидеть в видеороликах S1, S2 и S3, где показаны первые 500 изображений временных точек, восстановленных с помощью MRF с нулевым заполнением и MRF-SOHO (с использованием 8 спиц на временную точку) в 2 мм ² , 1 мм ² и 0,7 мм ² , соответственно, для объекта 1. Проверка моментов времени, соответствующих самому низкому FA, подтверждает, что предлагаемый подход обычно не влияет на контраст изображения. Кроме того, изменение качества изображения может наблюдаться в зависимости от объема совместно используемых данных: области, где контрастность изменяется быстро (например,грамм. когда угол поворота становится равным нулю) используют меньше данных и, следовательно, увеличивают остаточное искажение.

    T ₁ , T ₂ параметрических карт были реконструированы с использованием MRF с нулевым заполнением и предложенного MRF-SOHO в стандартизированном фантоме и сравнены с наземными истинными значениями. Графики измеренных значений T ₁ и T ₂ в наборе данных фантома 2x2 мм ² для реконструкций с различным количеством изображений временной точки и с разными коэффициентами недостаточной дискретизации для изображения временной точки показаны на рис.MRF-SOHO обеспечивает превосходную точность и прецизионность по сравнению с MRF с нулевым заполнением как для T ₁ (особенно при высоких значениях T ₁ ), так и для T ₂ (особенно при низких значениях T ₂ ). MRF-SOHO оказался устойчивым к более высоким коэффициентам ускорения, тогда как MRF с нулевым заполнением теряли точность и точность (особенно заниженную) при более высоких коэффициентах ускорения. В целом для обоих методов наблюдалось завышение T ₂ . Визуальный осмотр (не показан) параметрических карт с различными ускорениями показал, что MRF-SOHO может быть ускорен до 350 временных точек с использованием 5 радиальных спиц при сохранении параметрического качества в соответствии с наблюдениями in vivo, как показано ниже.

    Рис. 3. Графики измерений T ₁ и T ₂ (в мс) с заполненным нулями MRF и предлагаемыми реконструкциями MRF-SOHO с использованием 8 спиц, 1000 временных точек; 5 спиц, 500 временных точек; и 2 спицы, 350 временных точек.

    Недооценка T ₁ наблюдалась для MRF с нулевым заполнением, а завышенная оценка T ₂ наблюдалась для обоих методов. MRF-SOHO дает более точные и точные измерения, чем MRF с нулевым заполнением, особенно когда использовалось меньше данных (временные точки и радиальные спицы).Значения истинности использовались согласно (26).

    https://doi.org/10.1371/journal.pone.0201808.g003

    T ₁ и T ₂ карт для набора данных 2x2 мм ² с использованием 8, 5 и 2 радиальных профилей на изображение временной точки и На рис. 4 показаны 1000 временных точек для объекта 1. MRF с нулевым заполнением обеспечивает хорошее качество карт T ₁ и T ₂ с 8 радиальными профилями, но начинает терпеть неудачу с более высокими коэффициентами недостаточной выборки (5 и 2 радиальных профиля за раз. -точечное изображение).И наоборот, MRF-SOHO обеспечивает параметрическое отображение превосходного качества по всем коэффициентам недостаточной дискретизации, хотя при более высоких коэффициентах ускорения можно наблюдать небольшое усиление шума. Соответствующие параметрические карты для того же набора данных с использованием изображений с 1000, 350 и 200 точек времени с 5 радиальными профилями на точку времени показаны на рис. 5. Как и на предыдущем рисунке, производительность MRF с нулевым заполнением ухудшается с уменьшенным числом. изображений временной точки. MRF-SOHO оказался более надежным, однако потеря качества параметрической карты наблюдалась для 200 временных точек.Эти изображения показывают, что качество параметрической карты значительно снижается, когда используется менее 350 временных точек и менее 5 радиальных профилей, что согласуется с фантомными данными.

    Рис. 4. Карты T ₁ и T ₂ (в мс) для реконструкции MRF с нулевым заполнением и предлагаемой реконструкции MRF-SOHO с использованием 1000 временных точек и разного количества радиальных спиц (8, 5 и 2) для объекта 1.

    Реконструкция MRF с нулевым заполнением дает параметрические карты хорошего качества с 8 радиальными спицами, но быстро ухудшается из-за увеличения коэффициента недостаточной дискретизации на изображение временной точки.Предлагаемая реконструкция MRF-SOHO дает параметрические карты хорошего качества во всех случаях, однако отношение сигнал / шум уменьшается для уменьшения количества спиц на момент времени.

    https://doi.org/10.1371/journal.pone.0201808.g004

    Рис. 5. Карты T ₁ и T ₂ (в мс) для реконструкции MRF с нулевым заполнением и предлагаемой реконструкции MRF-SOHO с использованием 5 радиальных спиц и разное количество временных точек (1000, 350 и 200).

    Реконструкция MRF с заполнением нулями создает параметрические карты хорошего качества с 1000 временных точек, но начинает давать сбой при уменьшении количества изображений с временными точками.Предлагаемая реконструкция MRF-SOHO дает хорошее качество и точные параметрические карты во всех случаях, однако отношение сигнал / шум уменьшается для уменьшения количества временных точек.

    https://doi.org/10.1371/journal.pone.0201808.g005

    Accelerated MRF-SOHO T ₁ , T ₂ и M _{0 Показаны параметрические карты} с использованием 5 радиальных профилей и 350 временных точек. на рис. 6 в сравнении с лучшей реконструкцией MRF с нулевым заполнением (т. е. 8 радиальных профилей для каждой временной точки и 1000 изображений временной точки) для трех субъектов.MRF-SOHO показывает качество, аналогичное MRF с нулевым заполнением, несмотря на относительный коэффициент ускорения ~ 4,6x. Значения T ₁ и T ₂ в белом веществе, сером веществе и спинномозговой жидкости (CSF), полученные с MRF с нулевым заполнением и ускоренным MRF-SOHO, показаны в таблице 1 для всех субъектов. MRF с нулевым заполнением обычно занижает T ₁ в белом веществе и обычно завышает T ₂ в сером веществе по сравнению с литературными значениями [30, 31, 32, 33]. Это смещение не наблюдалось с предлагаемым MRF-SOHO, несмотря на ускорение сканирования.Значительные вариации T ₁ и T ₂ в спинномозговой жидкости наблюдались при использовании обоих методов у разных субъектов. Проблемы при картировании CSF из-за высоких значений параметров, расхода и других ошибок были описаны в других работах [34, 35] и требуют дальнейшего изучения.

    Рис. 6. Карты T ₁ , T ₂ (в мс) и M ₀ для реконструкции MRF с нулевым заполнением (8 спиц, 1000 временных точек) и предлагаемого ускоренного MRF-SOHO (5 спиц, 350 моменты времени).

    Ускоренный MRF-SOHO создает аналогичные параметрические карты, несмотря на ~ 4.6-кратный относительный коэффициент ускорения для MRF с нулевым заполнением.

    https://doi.org/10.1371/journal.pone.0201808.g006

    Графики измеренных значений T ₁ и T ₂ в фантоме с 1x1 мм ² и 0,7x0,7 мм ² наборы данных, использующие 8 радиальных профилей для каждой временной точки и 1000 изображений для временной точки, показаны на рис. 7. Увеличенные коэффициенты недостаточной выборки для изображения временной точки (~ 51x для 1x1 мм ² и ~ 73x для 0,7x0,7 мм ² с 8 радиальных профилей) и пониженное отношение сигнал / шум (SNR) из более высоких разрешений вносят некоторые ошибки в параметрические карты с использованием MRF с нулевым заполнением, тогда как улучшенная точность и прецизионность достигаются с помощью предлагаемого MRF-SOHO.

    Рис. 7. Графики измерений T ₁ и T ₂ (в мс) с MRF с нулевым заполнением и предлагаемыми реконструкциями MRF-SOHO с использованием 8 спиц, 1000 временных точек для разрешения 1 мм и разрешения 0,7 мм. ² .

    Аналогично результатам на рис. 3, MRF с нулевым заполнением занижает T ₁ , особенно при более высоких разрешениях. Для предложенного подхода наблюдалось небольшое завышение T ₂ , тогда как MRF с нулевым заполнением значительно занижало T ₂ из-за более высокой недостаточной выборки и пониженного отношения сигнал / шум.

    https://doi.org/10.1371/journal.pone.0201808.g007

    Карты параметров для стандартизированного фантома с использованием 8 спиц и 1000 временных точек, реконструированных с нулевым заполнением и SOHO, показаны на рис. S1 в соответствии с графиками на рис. Рис. 3 и 7. Смещение недооценки наблюдается с MRF с нулевым заполнением при данных с более высоким разрешением (из-за более высоких коэффициентов недостаточной выборки), тогда как точность и прецизионность обычно сохраняются с SOHO. Потеря кажущегося SNR наблюдается в обоих методах, однако это ухудшение также уменьшается с SOHO.

    T ₁ , T ₂ и M ₀ параметрических карт для объекта 1 с использованием 2x2 мм ² , 1x1 мм ² и 0,7x0,7 мм ² наборы данных показаны на Рис. заполненный MRF и предложенный MRF-SOHO с использованием 8 радиальных профилей и 1000 временных точек. Предлагаемый MRF-SOHO превосходит MRF с нулевым заполнением по всем наборам данных разрешения. Это особенно очевидно при более высоких разрешениях (0,7x0,7 мм ² ), где MRF с нулевым заполнением демонстрирует значительную деградацию из-за более низкого отношения сигнал / шум и более высокого коэффициента недостаточной дискретизации.MRF-SOHO был устойчив к этим условиям, однако снижение отношения сигнал / шум наблюдалось при более высоких ускорениях. Отношение среднего значения к стандартному отклонению в ROI на картах T ₁ и T ₂ было взято в качестве суррогата для SNR параметрической карты. Расчетное отношение сигнал / шум в T ₁ для реконструкции с нулевым заполнением составляло приблизительно 10,7, 4,3 и 4,5 для разрешений 2x2 мм ² , 1x1 мм ² и 0,7x0,7 мм ² , соответственно; соответствующие результаты для SOHO составили 26,0, 9.2 и 4.8. Расчетное отношение сигнал / шум в T ₂ для реконструкции с нулевым заполнением составляло приблизительно 11,6, 5,6 и 5,5 для разрешений 2x2 мм ² , 1x1 мм ² и 0,7x0,7 мм ² , соответственно; соответствующие результаты для SOHO составили 18,2, 9,6 и 5,2. Для SOHO обычно наблюдалось значительно более высокое SNR по сравнению с реконструкцией с нулевым заполнением. При более высоком разрешении на оценки SNR в MRF с нулевым заполнением повлияло существенное смещение недооценки, наблюдаемое на параметрических картах (рис. 8).Анализ, аналогичный (здесь не показан) к анализу, выполненному для набора данных с разрешением 2x2 мм ² , предполагает использование 5 профилей, 700 изображений временных точек для разрешения 1x1 мм ² и 8 радиальных профилей, 700 изображений временных точек для 0,7x0 .7 мм ^{2 Разрешение} как наиболее адекватное ускорение для MRF-SOHO соответственно. Наборы данных с 2x2 мм ² , 1x1 мм ² и 0,7x0,7 мм ² были получены примерно за 29, 42 и 52 секунды соответственно. Ретроспективно ускоренное SOHO, это время сканирования было сокращено примерно до 6, 18 и 23 секунд.

    Рис. 8. Карты T ₁ , T ₂ (в мс) и M ₀ для реконструкции MRF с нулевым заполнением и MRF-SOHO с использованием 8 спиц, 1000 временных точек для 2 мм ² , 1 мм ² и 0,7 мм ^{2 Разрешение} для объекта 1.

    Оба метода создают сопоставимые параметрические карты с разрешением 2 мм ² , однако MRF с нулевым заполнением быстро ухудшается при более высоких разрешениях (и неявно более высоких коэффициентах недостаточной дискретизации и шума). MRF-SOHO сохранил параметрическое качество карты, однако также наблюдалась потеря SNR.

    https://doi.org/10.1371/journal.pone.0201808.g008

    Обсуждение

    Новый подход к получению ускоренного магнитно-резонансного снятия отпечатков пальцев был представлен и подтвержден на стандартизированных данных фантома и здоровых субъектов. Предлагаемый MRF-SOHO сочетает в себе концепции параллельной визуализации, мягкого взвешивания и ключевого отверстия для уменьшения наложения спектров в изображениях с временными точками с очень низкой дискретизацией и улучшения получаемых параметрических карт. В этом методе используется в основном высокочастотная информация между последовательными изображениями временных точек, что является избыточным, поскольку контраст изображения изменяется медленно при плавном изменении угла поворота.MRF-SOHO обеспечивает коэффициент ускорения ~ 4,6 раза по сравнению с MRF с нулевым заполнением (с учетом 8 радиальных профилей на изображение временной точки и 1000 временных точек). Также было показано, что MRF-SOHO обеспечивает субмиллиметровый MRF, тогда как MRF с нулевым заполнением не был устойчивым из-за сильно увеличенных артефактов недостаточной дискретизации изображений временной точки и уменьшения воксельного сигнала. Кроме того, предлагаемый подход позволяет получать высококачественные изображения точек времени, которые могут иметь высокую диагностическую ценность при использовании в качестве дополнения к результирующим параметрическим картам.В качестве альтернативы, необработанные моменты времени могут использоваться для оценки движения, что позволяет корректировать движение для MRF [36].

    Значения T ₁ и T ₂ , измеренные с помощью предложенного подхода, в целом соответствовали достоверным фантомным измерениям и литературным значениям для тканей мозга. Однако при фантомных измерениях наблюдалось завышение T ₂ . Завышение T ₂ наблюдалось ранее в [34, 35] и может быть устранено с помощью оптимизированных шаблонов для FA и TR.Смещение T ₂ также наблюдалось для обоих методов в CSF, о чем также сообщалось ранее в [8, 22]. Смоделированный словарь B ₁ был зафиксирован на 1,0, однако неоднородность B ₁ может привести к ошибкам в оценочных картах, в том числе смещении T ₂ , наблюдаемом для CSF. Неоднородности профиля среза в дополнение к неоднородностям B ₁ также показали смещение в MRF [37]. Поток в CSF и эффекты частичного объема также могут привести к ошибкам в измерениях CSF.Кроме того, передача намагниченности [38] и смещение приемника катушки [39] также влияют на оценку T ₁ , T ₂ и M ₀ с помощью MR снятия отпечатков пальцев. MRF с нулевым заполнением представил менее точные фантомные результаты, увеличенные ошибки при субмиллиметровом разрешении и / или высокое ускорение и занижение T ₁ в диапазоне белого вещества и завышение T ₂ в сером веществе. MRF-SOHO создавал более точные параметрические карты, несмотря на коэффициент относительного ускорения, равный 4.6x.

    В этой работе мы используем подход на основе модели для реконструкции замочной скважины с мягким взвешиванием и определяем параметры совместного использования данных ( α , β , μ , τ , N ) экспериментально, предполагая, что медленно меняющийся угол поворота. Неправильный выбор этих параметров может повлиять на контраст изображения временных точек и потенциально внести искажение в результирующие карты параметров. Оптимальные параметры совместного использования данных будут зависеть в первую очередь от параметров последовательности (например,грамм. шаблон угла переворота) и параметры должны быть настроены для каждой последовательности MRF. Однако подход, основанный на данных, может предоставить более общее решение. Например, разложение по сингулярным значениям может использоваться для сжатия словаря и полученных данных в пространство с уменьшенным количеством временных точек [40]. Этот анализ рассматривается как будущая работа, и он может выявить дополнительную избыточность в данных и, следовательно, обеспечить более высокие коэффициенты ускорения. Поскольку MRF обычно работает в режимах с очень низкой дискретизацией, артефакты наложения спектров могут распространяться на параметрические карты.Такие методы, как мягкое взвешивание, скользящее окно, параллельное отображение и сжатое зондирование, могут уменьшить эти ошибки. В будущей работе следует оценить улучшения этих различных стратегий, по отдельности и вместе, чтобы изучить, как эти подходы могут быть использованы для ускорения MRF. В этой работе золотая радиальная траектория используется вместо обычно используемой спиральной траектории для MRF, чтобы избежать размытия, вызванного распадом T ₂ , и избежать повторения положений в k-пространстве. Однако предложенный метод реконструкции применим к любой траектории при условии, что для каждой временной точки будет получено достаточно информации с низкой частотой, а положения в k-пространстве в пределах совместно используемой окрестности SOHO сведены к минимуму, чтобы максимизировать эффективность траектории.

    Как и в [7], в начале сбора данных используется одиночный инверсионный импульс для повышения чувствительности к T ₁ . Результаты [14] демонстрируют улучшение дополнительных импульсов подготовки намагничивания в параметрическом отображении MRF. В будущей работе следует изучить дополнительные подготовительные импульсы и объединить их с предлагаемой структурой MRF-SOHO. Кроме того, улучшенная чувствительность к T ₁ и T ₂ (и улучшенное SNR) может быть достигнута с помощью псевдо b-SSFP [41].Недавняя работа [35] также продемонстрировала преимущества оптимизированных шаблонов FA и TR для улучшения оценки T ₁ и особенно T ₂ . В будущих работах следует также включить B ₁ в модель MRF, как это было предложено в [12, 13, 37, 38]. Еще одним основным ограничением предлагаемого подхода является время реконструкции (до 120 минут для 0,7x0,7 мм). В настоящее время метод реализован в MATLAB, однако его можно значительно уменьшить с помощью реализаций GPU [42].В этом исследовании данные были ретроспективно занижены, чтобы можно было сравнивать различные коэффициенты ускорения из одного и того же набора данных. При оценке количества временных точек ретроспективно было взято подмножество полного набора реконструированных изображений, что означает, что конечные временные точки имели доступ к немного более высокочастотной информации, чем при предполагаемом захвате, однако мы считаем эту разницу допустимой. маленький. Количество золотых радиальных профилей также было исследовано ретроспективно. Это означает, что реконструкции с профилями 5 и 2 не имеют разделения по золотому углу между всеми углами и могут обеспечить неоптимальное качество изображения.Перспективная съемка с 5 радиальными профилями потенциально будет иметь меньше остаточных артефактов, чем соответствующая ретроспективная съемка, улучшая качество отображения MRF и потенциально обеспечивая еще более высокие коэффициенты ускорения. Эта работа была сосредоточена на демонстрации возможности MRF-SOHO у здоровых субъектов. В будущих исследованиях будет проведена оценка этого подхода при исследованиях пациентов.

    Заключение

    Был предложен новый подход к ускоренному магнитно-резонансному снятию отпечатков пальцев (MRF-SOHO), позволяющий получить сопоставимые параметрические карты с MRF с нулевым заполнением, несмотря на относительный коэффициент ускорения 4.6x. При использовании того же коэффициента ускорения предложенный подход позволил получить более качественные параметрические карты в субмиллиметровом MRF по сравнению с MRF с нулевым заполнением.

    Вспомогательная информация

    S1 Рис. Параметрические карты для стандартизированного фантома с использованием 1000 временных точек и 8 спиц, реконструированных с помощью MRF с нулевым заполнением и предлагаемого SOHO.

    Смещение заниженной оценки наблюдается при MRF с нулевым заполнением при данных с более высоким разрешением (из-за более высоких коэффициентов недостаточной выборки), тогда как точность и прецизионность обычно сохраняется с SOHO.Потеря кажущегося SNR наблюдается в обоих методах, однако это ухудшение также уменьшается с SOHO.

    https://doi.org/10.1371/journal.pone.0201808.s004

    (TIF)

    Ссылки

    1. 1. Just M, Thelen M. Характеристика тканей с помощью значений T1, T2 и плотности протонов: результаты у 160 пациентов с опухолями головного мозга. Радиология. 1988. 169: 779–785. pmid: 3187000
    2. 2. Вавасур И.М., Уитталл К.П., Маккей А.Л., Ли Д.К., Воробейчик Г., Пати Д.В.Сравнение коэффициентов передачи намагниченности и процентного содержания миелиновой воды у нормальных людей и пациентов с рассеянным склерозом. Magn Reson Med. 1998. 40 (5): 763–768. pmid: 9797161
    3. 3. Пападопулос К., Тозер Д. Д., Фиснику Л., Альтманн Д. Р., Дэвис Г., Рашид В. и др. Время релаксации TI изменяется в течение пяти лет при ремиттирующем рассеянном склерозе. Мульт Склер. 2010. 16: 427–433. pmid: 20086026
    4. 4. Сен-Пьер Т.Г., Кларк П.Р., Чуаанусорн В., Флеминг А.Дж., Джеффри Г.П., Олиник Дж.К. и др.Неинвазивное измерение и визуализация концентрации железа в печени с использованием протонного магнитного резонанса. Кровь. 2005; 105: 855–861. pmid: 15256427
    5. 5. Ghugre NR, Ramanan V, Pop M, Yang Y, Barry J, Qiang B и др. Количественное отслеживание отека, кровотечения и обструкции микрососудов при подостром инфаркте миокарда на модели свиней с помощью МРТ. Magn Reson Med. 2011; 166: 1129–1141.
    6. 6. Deoni SC. Количественная релаксометрия головного мозга. Темы магнитно-резонансной томографии: TMRI.2010 Апрель; 21 (2): 101. pmid: 21613875
    7. 7. Ма Д., Гулани В., Зайберлих Н., Лю К., Саншайн Дж. Л., Дюрк Дж. Л. и др. Магнитно-резонансная дактилоскопия. Природа. 2013; 495: 187–192. pmid: 23486058
    8. 8. Хенниг Дж., Вейгель М., Шеффлер К. Расчет углов поворота для последовательностей эхо-сигналов с заранее заданными амплитудами с помощью алгоритма расширенного фазового графа (EPG): принципы и приложения к последовательностям гиперэхо и TRAPS. Magn Reson Med. 2004; 51: 68–80. pmid: 14705047
    9. 9.Донева М., Амтор Т., Кокен П., Соммер К., Бёрнерт П. Реконструкция на основе завершения матрицы для данных магнитно-резонансной дактилоскопии с недостаточной дискретизацией. Магнитно-резонансная томография. http://doi.org/10.1016/j.mri.2017.02.007
    10. 10. Цзян Й., Ма Д., Бхат Х., Йе Х., Каули С.Ф., Уолд Л.Л. и др. Использование распознавания образов для выравнивания одновременно полученных срезов при одновременном мультисрезовом МР-фингерпринте. Magn Reson Med 2016. pmid: 28019022
    11. 11. Ригер Б., Циммер Ф., Запп Дж., Вайнгертнер С., Шад Л. Р..Магнитно-резонансная дактилоскопия с использованием эхо-планарной визуализации: совместная количественная оценка времен релаксации T ₁ и T2 *. Magn Reson Med. pmid: 27981641
    12. 12. Buonincontri G, Sawiak SJ. МРТ-отпечаток с одновременной оценкой B1. Magn Reson Med. 2016; 76: 1127–1135. pmid: 26509746
    13. 13. Cloos MA, Knoll F, Zhao T, Block KT, Bruno M, Wiggins GC и др. Многопараметрическая визуализация с неоднородными радиочастотными полями. Связь природы.2016 16 августа; 7: 12445. pmid: 27526996
    14. 14. Гамильтон Дж. И., Цзян Ю., Чен И., Ма Д., Ло В. К., Грисволд М. и др. МР-фингерпринт для быстрого определения T ₁ миокарда, T ₂ и спиновой плотности протонов. Magn Reson Med. pmid: 27038043
    15. 15. Cauley SF, Setsompop K, Ma D, Jiang Y, Ye H, Adalsteinsson E, et al. Быстрое сопоставление групп для реконструкции МРТ-отпечатков. Magn Reson Med. 2015; 74: 523–528. pmid: 25168690
    16. 16. Пьер Э.Ю., Ма Д., Чен И, Бадв С., Грисволд, Массачусетс.Мультимасштабная реконструкция для снятия МРТ отпечатков пальцев. Magn Reson Med. 2016; 75: 2481–2492. pmid: 26132462
    17. 17. Цао Х, Ляо Ц., Ван З., Чен И, Е Х, Хе Х и др. Надежная реконструкция с раздвижным окном для ускорения получения МРТ-отпечатков пальцев. Magn Reson Med. pmid: 27851871
    18. 18. Асслендер Дж., Клоос М.А., Нолл Ф., Содиксон Д.К., Хенниг Дж., Латтанци Р. Метод переменного направления низкого ранга реконструкции множителей для МР-фингерпринта. Magn Reson Med.pmid: 28261851
    19. 19. Чжао Б., Сецомпоп К., Е Х., Каули С.Ф., Уолд Л.Л. Реконструкция максимального правдоподобия для снятия отпечатков пальцев магнитного резонанса. IEEE Trans Med Imaging. 2016; 35: 1812–23. pmid: 269
    20. 20. Прюссманн К.П., Вейгер М., Бёрнерт П., Бозигер П. Усовершенствования в кодировании чувствительности с произвольными траекториями в пространстве k . Magn Reson Med. 2001; 46: 638–651. pmid: 115
        • 21. Джонсон К.М., Блок ВФ, Ридер С.Б., Самсонов А.Улучшенная реконструкция МР-изображения методом наименьших квадратов с использованием оценок согласованности данных в k-пространстве. Magn Reson Med. 2012. 67 (6): 1600–1608. pmid: 22135155
        • 22. Song HK, Yan L, Smith RX, Xue Y, Rapacchi S, Srinivasan S и др. 4-мерная динамическая МРА с улучшенным неконтрастным изображением с радиальным захватом по золотому углу и реконструкцией взвешенного контраста изображения в K-пространстве (KWIC). Magn Reson Med. 2014. 72 (6): 1541–1551. pmid: 24338944
        • 23. Цзян Ю., Ма Д., Зайберлих Н., Гулани В., Грисволд М.А.МРТ-отпечатки пальцев с использованием быстрой визуализации с прецессией в установившемся состоянии (FISP) со считыванием по спирали. Magn Reson Med. 2015; 74: 1621–1631. pmid: 254
          1. 24. Winkelmann S, Schaeffter T., Koehler T., Eggers H, Doessel O. Оптимальный порядок радиального профиля на основе золотого сечения для МРТ с временным разрешением. IEEE T Med Imaging. 2007. 26 (1): 68–76.
          2. 25. Вейгель М. Расширенные фазовые графики: дефазирование, РЧ-импульсы и эхо - в чистом виде. J Магнитно-резонансная томография. 2015; 41: 266–295.pmid: 24737382
          3. 26. Captur G, Gatehouse P, Kellman P, Heslinga FG, Keenan K, Bruehl R, et al. Фантом T1 и ECV для обеспечения качества глобального отображения T1: отображение T1 и стандартизация ECV в программе CMR (T1MES). Кардиов Дж. Магн Резон. 2016; 18 (1): 1.
          4. 27. Раше В., Прокса Р., Синкус Р., Борнерт П., Эггерс Х. Передискретизация данных между произвольными сетками с использованием интерполяции свертки. IEEE T Med Imaging. 1999. 18 (5): 385–392.
          5. 28. Грингард Л., Ли Дж.Ускорение неоднородного быстрого преобразования Фурье. Обзор SIAM. 2004. 46 (3): 443–454.
          6. 29. Uecker M, Lai P, Murphy MJ, Virtue P, Elad M, Pauly JM и др. ESPIRiT - подход на основе собственных значений для автокалибровки параллельной МРТ: где SENSE встречается с GRAPPA. Magn Reson Med. 2014; 71: 990–1001. pmid: 23649942
          7. 30. Вымазал Дж., Ригини А., Брукс Р.А., Канези М., Мариани С., Леонарди М. и др. Т1 и Т2 в головном мозге здоровых субъектов, пациентов с болезнью Паркинсона и пациентов с множественной системной атрофией: отношение к содержанию железа.Радиология. 1999; 211: 489–495. pmid: 10228533
          8. 31. Деони СК, Петерс ТМ, Рутт Б.К. Картирование головного мозга T1 и T2 с высоким разрешением за клинически приемлемое время с помощью DESPOT1 и DESPOT2. Magn Reson Med. 2005. 53: 237–241. pmid: 156
        • 32. Уиттолл КП, Маккей А.Л., Греб Д.А., Ньюджент Р.А., Ли Д.К., Пати Д.В. Измерение in vivo распределения Т2 и содержания воды в нормальном мозге человека. Magn Reson Med. 1997. 37: 34–43. pmid: 8978630
        • 33. Пун С.С., Хенкельман Р.М.Практическое количественное определение Т2 для клинического применения. J Магнитно-резонансная томография. 1992; 2: 541–553. pmid: 13
        • 34. Цзян Y, Ма Д., Кинан К. Э., Ступик К. Ф., Гулани В., Грисволд Массачусетс. Повторяемость магнитно-резонансных отпечатков пальцев T ₁ и T ₂ оценивается с использованием фантома системы МРТ ISMRM / NIST. Magn Reson Med. pmid: 277

          ---

        • 35. Гамильтон Дж., Райт К., Цзян И., Эрнандес-Гарсия Л., Ма Д., Грисволд М. и др. Оптимизация последовательности импульсов для повышения эффективности сканирования MRF.Материалы 23-го научного собрания Международного общества магнитного резонанса в медицине, Гонолулу, стр. 3386; 2015.
        • 36. Круз Дж., Ботнар Р. М., Прието С. Снятие отпечатков пальцев с коррекцией магнитного резонанса с коррекцией движения с использованием мягко взвешенного ключевого отверстия (MRF-McSOHO). Труды 23-го научного собрания, Международное общество магнитного резонанса в медицине, Гонолулу, стр. 935. 2017.
        • 37. Ма Д., Коппо С., Чен И., МакГивни Д.Ф., Цзян Ю., Пахва С. и др. Профиль среза и коррекция B1 в 2D магнитно-резонансной дактилоскопии.Magn Reson Med. pmid: 28074530
        • 38. Гильберт Т., Кобер Т., Чжао Т., Блок Т.К., Ю З., Тиран Дж. П. и др. Смягчение эффекта передачи намагниченности при снятии отпечатков пальцев с помощью магнитного резонанса. Материалы 23-го научного собрания, Международное общество магнитного резонанса в медицине, Гонолулу, стр. 74. 2017. https://doi.org/10.1038/nrm.2017.137
        • 39. Deshmane A, McGivney D, Jiang Y, Ma D, Griswold M. Картирование плотности протонов и коррекция смещения приемника для абсолютной количественной оценки с помощью MR отпечатков пальцев.Труды 23-го научного собрания, Международное общество магнитного резонанса в медицине, Гонолулу, стр. 1358. 2017.
        • 40. МакГивни Д.Ф., Пьер Э., Ма Д., Цзян Й., Сайбасили Х., Гулани В. и др. Сжатие SVD для магнитно-резонансной дактилоскопии во временной области. IEEE Trans Med Imaging 33 (12): 2311–22. 2014. pmid: 25029380
        • 41. Асслендер Дж., Глейзер С.Дж., Хенниг Дж. Псевдо-стационарная свободная прецессия для МРТ-отпечатков пальцев. Magn Reson Med. pmid: 27079826
        • 42.Соренсен Т.С., Шеффтер Т., Ноэ К.О., Хансен М.С. Ускорение безусловного быстрого преобразования Фурье на стандартном графическом оборудовании. IEEE Trans Med Imaging. 2008. 27: 538–547. pmid: 183

    3D МРТ с высоким разрешением с использованием параллельной визуализации и глубокого обучения

    Основные

    •

    3D MRF с изотропным разрешением 1 мм и охватом всего мозга для нейровизуализации.

    •

    Интеграция передовых методов параллельной визуализации и глубокого обучения для ускоренной количественной визуализации.

    •

    Весь мозг (26 × 26 × 18 см ³ ) T ₁ и T ₂ отображение за ~ 7 мин.

    •

    7-кратное улучшение времени обработки для извлечения свойств ткани по сравнению со стандартным подходом сопоставления шаблонов.

    Реферат

    MR Fingerprinting (MRF) - это относительно новая система визуализации, способная обеспечить точную и одновременную количественную оценку нескольких свойств ткани для улучшения характеристики ткани и диагностики заболеваний.Хотя 2D MRF широко доступен, расширение метода до 3D MRF является активно развиваемой областью исследований, поскольку 3D-подход может обеспечить более высокое пространственное разрешение и лучшую характеристику ткани с изначально более высоким отношением сигнал / шум. Однако 3D MRF с высоким пространственным разрешением требует длительного времени сбора данных, особенно для большого объема, что делает его непрактичным для большинства клинических приложений. В этом исследовании для быстрого и одновременного количественного определения времен релаксации T ₁ и T ₂ был разработан метод 3D МРТ с высоким разрешением, сочетающий параллельную визуализацию и глубокое обучение.Параллельная визуализация впервые была применена в направлении кодирования разделов, чтобы уменьшить объем собираемых данных. Затем усовершенствованная сверточная нейронная сеть была интегрирована со структурой MRF для извлечения характеристик из эволюции сигнала MRF для улучшения характеристики ткани и ускоренного картирования. В ходе исследования также была разработана модифицированная последовательность 3D-MRF для сбора данных для обучения модели глубокого обучения, которая может быть непосредственно применена для перспективного ускорения 3D-сканирования MRF. Наши результаты количественных карт T ₁ и T ₂ демонстрируют, что улучшенная характеристика ткани может быть достигнута с использованием предлагаемого метода по сравнению с предшествующими методами.Благодаря интеграции методов параллельной визуализации и глубокого обучения, количественное картирование всего мозга (26 × 26 × 18 см, ³ ) T ₁ и T ₂ с изотропным разрешением 1 мм было достигнуто за ~ 7 минут. Кроме того, с помощью подхода глубокого обучения было достигнуто ~ 7-кратное улучшение времени обработки для извлечения свойств ткани по сравнению со стандартным методом сопоставления шаблонов. Все эти улучшения делают количественную МРТ-визуализацию всего мозга с высоким разрешением доступной для клинических применений.

    Ключевые слова

    Дактилоскопия магнитного резонанса

    Релаксометрия

    Параллельная визуализация

    Глубокое обучение

    Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)

    Просмотреть аннотацию

    © 2019 Авторы. Опубликовано Elsevier Inc.

    Рекомендуемые статьи

    Цитирующие статьи

    Sigma-RF: предсказание изменчивости пространственных ограничений при моделировании на основе шаблонов с помощью случайного леса

    Прогнозирование структурной изменчивости

    Коэффициенты корреляции между фактическими Δ d = | г _n - г _т | и прогнозируемые значения изменчивости σ были рассчитаны для 22 целей моделирования на основе однодоменных шаблонов из CASP9.Результаты четырех типов расстояний: C α -C α (CACA), NO (NO), атомы боковой цепи основной цепи (MS) и атомы боковой цепи боковой цепи (SS), полученные Sigma- RF и Modeller показаны в таблице 2. Используя Sigma-RF, наблюдается явное и значительное улучшение средних коэффициентов корреляции для всех четырех типов расстояний по сравнению с результатами Modeller. Наибольшее улучшение наблюдается в ограничениях MS, которые увеличиваются с 0,187 до 0,458, и улучшение ограничений CACA, которые играют наиболее важную роль на этапе построения цепи, также значительно (увеличение с 0.226 до 0,355).

    Таблица 2 Коэффициенты корреляции между прогнозируемыми σ значений и фактическая погрешность, | д _родной – д _шаблон |, показаны

    Чтобы проиллюстрировать подробную информацию о разнице результатов между Sigma-RF и Modeller, на рисунке 1 показаны значения σ ограничений CACA для T0552 и T0598.Заметим, что σ _{Моделист} (красный), как правило, имеют гораздо меньшие значения и более узко распределены, чем σ _РФ (зеленый). Отметим, что многие весьма неточные пространственные ограничения, | г _n - г _т |> 10,0 Å, модельлер приписывает довольно малые значения σ , σ <2.Эти небольшие значения σ могут значительно снизить точность созданных таким образом трехмерных моделей белка, поскольку соответствующие гармонические ограничения вызовут большие штрафные баллы для нативной структуры, что предотвратит выборку более нативных конформаций. С другой стороны, Sigma-RF предоставляет относительно большие значения σ для очень неточных ограничений расстояния, чем Modeller. Для T0552 и T0598 все очень неточные ограничения предсказываются Sigma-RF с большими значениями σ .Это снизит штраф за неточные ограничения расстояния и потенциально позволит выбрать больше нативных конформаций, которые недоступны при небольших значениях σ от Modeller.

    Рисунок 1

    Прогнозируемые значения изменчивости расстояния показаны в сравнении с фактическими ошибками расстояния для T0552 и T0598. Результаты T0552 показаны на панели A и B , а результаты T0598 показаны на панели C и D .Значения изменчивости по Сигма-РФ, σ _РФ , (зеленый) показывают лучшую корреляцию с истинными отклонениями расстояния, σ _родной = | г _родной - г _шаблон |, чем у Modeller, σ _{Моделист} , (красный).Синие линии представляют линейную корреляцию: y = x .

    Одним из преимуществ использования RF является то, что мы можем оценить важность каждой входной функции с небольшими дополнительными вычислительными затратами. Мы выполнили тест важности для 20 входных функций с использованием ограничений CACA, и результаты показаны в таблице 1. Мы обнаружили, что средний балл совпадения выровненных остатков, расположенных между двумя целевыми позициями и в них, F5, является наиболее важным фактором вариабельности. прогноз.Его оценка важности значительно выше, чем у остальных функций. Стоит отметить, что эта особенность ранее не рассматривалась ни в Modeller [16], ни в Rosetta [22]. Вторая важная особенность - это пространственное расстояние между двумя соответствующими атомами в структуре шаблона, которое рассматривается как в Modeller [16], так и в Rosetta [22]. Третий - разность индексов остатков между двумя совпадающими положениями в целевой последовательности. Эти результаты показывают, что точность информации о расстоянии, извлеченной из структуры шаблона, зависит от качества выравнивания соседних остатков, а также от качества двух целевых положений.Кроме того, информация о расстоянии от шаблона более надежна, когда физические расстояния и расстояния между двумя целевыми позициями относительно короткие.

    В этой работе мы использовали три эвристических функции, F18, F19 и F20, чтобы более четко учесть взаимосвязь между функциями. F18 - это произведение оценок соответствия двух целевых позиций, последовательно умноженных на оценки согласованности с учетом прогнозируемой вторичной структуры и доступности растворителя между целевым и фактическим значением из шаблона.Ожидается, что все функции, использованные для генерации F18, будут положительно коррелировать с местным сходством в целевых позициях. Следовательно, поскольку характеристики целевых позиций согласуются между прогнозируемыми и фактическими значениями, актуальность этой функции будет возрастать. F19 определяется как деление F18 на (1 + F6 + F10), где F6 и F10 - это количество промежутков между двумя целевыми положениями цели и шаблона, соответственно. Ожидается, что количество пробелов в выравнивании будет отрицательно коррелировать с точностью совмещения, и поэтому меньшее значение F19 будет указывать на то, что локальное выравнивание между двумя целевыми положениями менее надежно.Точно так же F20 определяется как деление F19 на (1 + F8 + F9 + F12 + F13).

    Для F8, F9, F12 и F13 величина, обратная ближайшему зазору, определяется как ноль, если нет соседних зазоров, т. Е. Эти признаки становятся равными нулю. Расстояние от выровненной позиции до ближайшего зазора также тесно связано с точностью совмещения. Это было определено как самая [16] или вторая по важности [22] особенность среди четырех особенностей в предыдущих исследованиях. Поскольку ближайший разрыв расположен дальше от двух целевых позиций, F20 увеличивается.Относительно высокие значения важности этих функций (F18, F19, F20), чем отдельные функции, использованные для их создания (см. Таблицу 1), демонстрируют, что разработка интуитивно понятной эвристической функции может быть полезной для уменьшения сложности и времени вычислений при работе с большими количество входных функций. Важность индивидуального сходства и характеристик, связанных с пробелами, кажется относительно низкой, поскольку сущность эквивалентной информации уже рассмотрена.

    Затем мы протестировали производительность машины, обученной, используя только 10 наиболее важных функций для проверки оценок важности.Коэффициент корреляции между истинными и прогнозируемыми значениями σ ограничений CACA показан в таблице 3. Лишь небольшое снижение среднего коэффициента корреляции наблюдалось при использовании 10 основных характеристик с 0,355 до 0,339. Исключенные малозначимые особенности связаны с расстоянием от зазора и информацией о вторичной структуре / доступной для растворителя области. Это указывает на то, что оценка важности, полученная случайным лесом, является достаточно надежной, а информация, содержащаяся в исключенных объектах, может быть в основном захвачена меньшим числом эвристических переменных, F18, F19 и F20.

    Таблица 3 Коэффициенты корреляции между прогнозируемыми σ значений Sigma-RF и фактические ошибки для расстояний CACA 22 целей CASP9 показаны

    Применение к моделированию гомологии

    Средние показатели качества модели результатов моделирования гомологии для 46 контрольных показателей, полученных с помощью ModellerCSA с использованием σ _РФ , σ _{Моделист} и σ _родной приведены в таблице 4.Около 70% целевых показателей улучшены с точки зрения показателей TM-score (верхние панели на Рисунке 2 и Дополнительный файл 1). Средняя т M _макс , т M _Эмин и T M _{в среднем} значений, полученных с σ _РФ стабильно выше, чем у σ _{Моделист} .

    Рисунок 2

    Сравнение TM-оценок и lDDT-оценок 3D-моделей, созданных ModellerCSA с использованием σ _РФ и σ _{Моделист} из тех, кто использует σ _родной . Результаты TM-score показаны на панели A и B , а результаты lDDT показаны на панели C и D . Для всех графиков оси X представляют различия показателей качества между моделями, полученными с помощью σ _{Моделист} и σ _родной . По оси Y представлены различия между моделями, полученными с помощью σ _РФ и σ _родной .Зеленые линии представляют линию y = x , что соответствует идентичному качеству модели. Количество точек над зеленой линией соответствует целям, которые были улучшены с помощью σ _РФ .

    Таблица 4 Средние показатели качества модели результатов моделирования гомологии 46 целевых показателей, полученных с помощью ModellerCSA с использованием σ _РФ , σ _{Моделист} и σ _родной Показано

    Что касается показателей lDDT-score, 63% целей улучшились, хотя средние значения почти идентичны (нижние панели на Рисунке 2 и Дополнительный файл 2).Меньшее улучшение показателей lDDT может происходить из менее точных предсказаний σ пар атомов SS, чем у пар атомов, связанных с основной цепью (Таблица 2). Эти результаты показывают, что при использовании σ _РФ для этапа построения цепи во время прогнозирования структуры белка может последовательно приводить к лучшим моделям, чем использование σ _{Моделист} для данного выравнивания последовательности-шаблона с небольшими дополнительными вычислительными затратами.

    Мы также выполнили моделирование гомологии эталонных целей с использованием исходного пакета Modeller, чтобы определить, полезно ли прогнозирование лучшего значения σ без использования ModellerCSA (таблица 5 и дополнительные файлы 3 и 4). Результаты показывают, что при использовании σ _РФ с Modeller значительно улучшает качество лучшей модели. Модель T M _макс значений 36 целей улучшились (рис. 3А).Однако, в отличие от результатов ModellerCSA, других мер, T M _Эмин , т M _{в среднем} , л D D т _Эмин и л D D т _{в среднем} значений не показывают улучшения (средняя и правая панели на Рисунке 3).Это различие может быть связано с отсутствием обширной конформационной выборки. ModellerCSA выполняет гораздо более обширную конформационную выборку, чем Modeller, и всегда находит конформации с более низкой энергией. Таким образом, минимальные энергетические конформации, полученные Modeller, вероятно, будут далеки от истинного энергетического минимума, который составляет T M _Эмин результатов менее значимы.

    Рисунок 3

    Сравнение TM-оценок и lDDT-оценок 3D-моделей, созданных Modeller с использованием σ _РФ и σ _{Моделист} из тех, кто использует σ _родной . Результаты TM-score показаны на панели A и B , а результаты lDDT показаны на панели C и D . Для всех графиков оси X представляют различия показателей качества между моделями, полученными с помощью σ _{Моделист} и σ _родной . По оси Y представлены различия между моделями, полученными с помощью σ _РФ и σ _родной .Зеленые линии представляют линию y = x , что соответствует идентичному качеству модели. Количество точек над зеленой линией соответствует целям, которые были улучшены с помощью σ _РФ .

    Таблица 5 Средние показатели качества модели результатов моделирования гомологии для 46 контрольных целей, полученных исходным Modeller с использованием σ _РФ , σ _{Моделист} и σ _родной Показано

    Сравнение результатов ModellerCSA и Modeller показывает, что результаты Modeller более точны с точки зрения TM-оценок.Более высокие оценки TM результатов Modeller могут быть связаны с разницей в энергетических функциях. ModellerCSA использовал модифицированную функцию энергии Modeller без множественных бинормальных ограничений, которые учитывают предпочтения двугранного угла позвоночника и боковой цепи. Однако результаты ModellerCSA показывают более высокие баллы lDDT, которые соответствуют более точным конформациям боковой цепи. Это значительное улучшение конформации боковых цепей согласуется с тем, что наблюдалось в предыдущем исследовании ModellerCSA [20].Улучшение качества модели за счет выборки более низкой энергии Modeller было более заметно в точности боковых цепей, чем в точности основной цепи.

    Следует отметить, что для некоторых целей средний балл TM составляет σ _РФ результаты даже выше, чем у σ _родной результатов. Чтобы определить причину этого неинтуитивного результата, мы исследовали энергетические ландшафты двух целей, T0517 и T0523 (см. Рисунок 4).Из энергетических ландшафтов (рис. 4A и 4D) ясно, что окончательные 100 конформаций сгруппированы в две группы для всех трех случаев σ . Большинство конформаций расположены около TM-score = 0,75 с более низкими энергиями, в то время как некоторые конформации расположены около TM-score = 0,3 с более высокими энергиями. Наложение структур из двух регионов показывает, что структуры с более низким TM-баллом соответствуют зеркальным изображениям более нативных структур (см. Рис. 4B и 4E). Возникновение зеркальных изображений наблюдалось во многих других подходах к моделированию, основанных на оптимизации ограничений расстояния [38-41].

    Рисунок 4

    Сравнение результатов моделирования на основе шаблонов T0517 и T0523 с помощью модели σ _РФ и σ _родной значений. Энергетические ландшафты результатов моделирования на основе шаблонов (A) T0517 и (D) T0523 по σ _РФ , σ _{Моделист} и σ _родной .Репрезентативные структуры результатов с низким и высоким TM-баллом накладываются друг на друга: (B) T0517 и (E) T0523. Средняя задержка перепада энергии, E _РФ - E _родной , зеркальных структур (C) T0517 и (F) T0523, оцененных по σ _РФ и σ _родной показаны в виде трехмерных гистограмм.Положительные значения по оси Z указывают на то, что соответствующие ограничения расстояния предпочтительны для σ _родной и не одобрено σ _РФ .

    Энергетические ландшафты показывают, что меньшее количество конформаций обнаруживается в области с низким TM-значением при использовании σ _РФ , что предполагает ограничение расстояния величиной σ _РФ энергично противодействуют формированию зеркальных изображений.{native} \) - соответственно энергии ограничения расстояния между атомами i и j на σ _РФ и σ _родной , рассчитываются для зеркальных отображений T0517 и T0523 (см. Рис. 4C и 4F). Графики демонстрируют, что для зеркальных изображений T0517 и T0523 ограничения расстояния с большими σ _родной штрафуются на σ _РФ , чем на σ _родной .В случае T0517 существует ряд ограничений, для которых σ _родной значений больше 10 Å из-за ошибочного совмещения мишень-шаблон. С большим σ _родной значений, чем σ _РФ значений, остатки, связанные с этими ограничениями, испытывают менее неблагоприятные энергии ограничения и моделируются почти свободно, что может позволить принять структуру зеркального изображения без значительных штрафов.Точно так же в зеркальном отображении T0523 ограничения расстояния с σ _родной > 4Å становятся энергетически гораздо более неблагоприятными на σ _РФ . Это наблюдение согласуется с предыдущим исследованием ЯМР, в котором сообщалось, что вероятность получения перевернутой структуры выше, когда количество ограничений недостаточно [38]. Это объясняет, почему использование больших σ _родной значений для плохо выровненных областей имеют тенденцию приводить к большему количеству структур зеркального отображения.

    Таким образом, для данного выравнивания последовательности с шаблоном построение цепи с использованием σ _РФ приводит к более точному моделированию белка, чем при использовании σ _{Моделист} с точки зрения локальных атомных деталей, а также глобальной структуры.

    Преимущества случайного леса

    В этой работе мы использовали алгоритм обучения случайного леса для прогнозирования изменчивости пространственного ограничения в моделировании на основе шаблонов.Метод случайного леса имеет ряд преимуществ: 1) это один из наиболее точных доступных алгоритмов обучения, 2) он может эффективно обрабатывать большие наборы данных, 3) он может обрабатывать большое количество входных функций без модификации или удаления и 4 ) он дает оценку важности для каждой входной функции [23]. В предыдущих исследованиях сигма-предсказания [16,22] использовались подходы, основанные на гистограммах, где база данных была построена путем разделения и сохранения обучающих экземпляров в бункерах входного пространства признаков, а ширина гауссовской PDF сигмы была подогнана к гистограмма экземпляров.

    Одним из недостатков гистограммного подхода является то, что количество входных функций и количество интервалов ограничено размером базы данных. Если имеется 5 входных функций, каждая из которых разделена на 10 ячеек, следует рассмотреть в общей сложности 100 000 ячеек, что потребует не менее 10 миллионов точек данных для получения разумной оценки количества интересов. Размер базы данных можно увеличить еще больше, если включить дополнительную функцию. Кроме того, достаточно большой размер базы данных не всегда гарантирует правильное заполнение всех бункеров.Следовательно, чтобы получить точную оценку значений σ с использованием подхода, основанного на гистограммах, следует проявлять осторожность при выборе лишь небольшого числа соответствующих входных характеристик, идентичность которых обычно заранее неизвестна. Однако, используя метод случайного леса, мы могли легко использовать до 20 входных функций.

    Метод случайного леса может измерять важность каждой функции во время обучения с небольшими дополнительными вычислительными затратами. Оценка важности входной функции может выявить скрытые взаимосвязи между локальными свойствами атрибутов белка.Мы обнаружили, что средняя оценка соответствия всех выровненных пар остатков, расположенных между двумя целевыми позициями и в них, является наиболее важной информацией для прогнозирования точности ограничения расстояния, извлеченного из шаблона. Это предполагает, что качество выравнивания двух целевых позиций зависит от их соседних остатков, а также от самой выровненной пары. Эта особенность не рассматривалась в существующих исследованиях моделирования гомологии [16,22].

    Таким образом, включение эквивалентной информации может помочь повысить точность Modeller [17] и / или Rosetta [22].