時(shí)間：2022-05-11 13:02:52
導(dǎo)語：在壓縮技術(shù)論文的撰寫旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
關(guān)鍵詞： H.264標(biāo)準(zhǔn)；視頻壓縮；視頻編碼
0 引言
以數(shù)字視頻的采集、壓縮、處理為核心的現(xiàn)代視頻監(jiān)控技術(shù)，采用先進(jìn)圖像處理芯片對(duì)視頻進(jìn)行壓縮處理，把智能圖像處理技術(shù)用于圖像顯示、監(jiān)控成為嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)的重點(diǎn)研究方向[1]。無論是MPEG1、MPEG2或者是MPEG4、H.263都已經(jīng)無法滿足運(yùn)動(dòng)圖像壓縮的要求，這時(shí)新一代的H.264標(biāo)準(zhǔn)便被制定，H.264作為新一代的編碼方式，有效提升了視頻壓縮率，僅需原先的一半帶寬即可播放相同質(zhì)量的視頻，而且視頻編碼的碼率更加靈活，架構(gòu)主要包括，幀內(nèi)預(yù)測(cè)、幀間預(yù)測(cè)、轉(zhuǎn)換、量化、去區(qū)塊濾波器、熵編碼等模塊，下面將研究H.264視頻編碼的關(guān)鍵技術(shù)及其應(yīng)用前景。[2]
1 H.264壓縮標(biāo)準(zhǔn)
H.264是兩個(gè)組織專家ITU-T和ISO為多媒體傳輸設(shè)計(jì)的數(shù)字視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)[3]，全稱是MPEG-4AVC，翻譯成中文意思是“活動(dòng)圖像專家組-4的高等視頻編碼”，或稱為MPEG-4Part10。各種分辨率的視頻圖像格式都可以被H.264視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)支持，包括sub-QCIF、QCIF、CIF、4CIF、16CIF等[4]。H.264是一種視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也是一種被廣泛使用的高精度視頻的錄制、壓縮和格式。H.264比其他編碼標(biāo)準(zhǔn)有著更高的視頻質(zhì)量和更低的碼率，被廣泛用于網(wǎng)絡(luò)流媒體數(shù)據(jù)、各種高清晰度電視陸地廣播以及衛(wèi)星電視廣播等領(lǐng)域。H.264的特點(diǎn)是能低碼率、高清晰持續(xù)提供較高的視頻質(zhì)量，能大大加強(qiáng)圖像的編碼效率和改善圖像數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸效率。[1]，使網(wǎng)絡(luò)更加靈活、適應(yīng)性更強(qiáng)，最大的好處就是節(jié)約了成本，彌補(bǔ)了技術(shù)差距，讓存儲(chǔ)與視頻管理變得更高效。
2 H.264編碼器的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)
H.264只是規(guī)定了輸入碼流的格式及編碼之后輸出比特流的句法結(jié)構(gòu)，其標(biāo)準(zhǔn)的編碼思路是混合編碼模式，以幀間和幀內(nèi)預(yù)測(cè)來清除空間和時(shí)間的冗余分量，用變換和量化編碼來清除頻域冗余分量。H.264視頻編碼在一定情況下提高了視頻壓縮編碼性，其視頻解碼與編碼實(shí)現(xiàn)的過程相反，依據(jù)幀內(nèi)編碼進(jìn)行逆量化，反變換，重構(gòu)幀，最后經(jīng)塊濾波器平滑濾波后得到重建圖像，[1]H.264編碼器的功能組成框圖如1。
3 H.264編碼器關(guān)鍵環(huán)節(jié)分析
3.1 幀內(nèi)預(yù)測(cè) 比起H.263，H.264提供了更多不同的工具來降低碼率，以編碼單位來說，h.264中每個(gè)宏塊（macroblock/mb）大小都是固定的16×16像素，能夠?qū)崿F(xiàn)高分辨率視頻的壓縮，對(duì)于幀間編碼來說，它允許變換塊的大小根據(jù)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償塊的大小進(jìn)行自適應(yīng)的調(diào)整；對(duì)于幀內(nèi)編碼來說，它允許變換塊的大小根據(jù)幀內(nèi)預(yù)測(cè)殘差的特性進(jìn)行自適應(yīng)的調(diào)整。
3.2 幀間預(yù)測(cè) H.264標(biāo)準(zhǔn)與早期標(biāo)準(zhǔn)不同之處在于，它所使用的是塊結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，運(yùn)算精度精確到1/4像素點(diǎn)上。[8]不僅如此，H.264標(biāo)準(zhǔn)還使用了多幀預(yù)測(cè)的方法，能夠明顯改善預(yù)測(cè)增益。[5]
3.3 整數(shù)變換與量化 H.264中整型變換與之前的MPEG系列標(biāo)準(zhǔn)所采用的DCT變換都有區(qū)別：
①它是整形變換（所有的操作都為整數(shù)運(yùn)算，不存在解碼精度損失）。②用整數(shù)算術(shù)變換可以確保編解碼之間實(shí)現(xiàn)零失配。③變換的核心運(yùn)算部分只用到加法和移位運(yùn)算，不需要乘除運(yùn)算。④到量化器的縮放乘積因子為整數(shù)，減少了乘積因子的數(shù)據(jù)位數(shù)。[4]量化的目的是減小信號(hào)的值域，以更少的比特來表示信號(hào)，從而達(dá)到減少數(shù)據(jù)量的目的。H.264中量化的步長總共有52種，其按照12.5%遞增，并且變換系數(shù)的讀取有雙掃描和之字形兩種方式。
3.4 熵編碼 熵編碼是對(duì)數(shù)據(jù)的冗余信息進(jìn)行壓縮的方法，變長編碼和Huffman編碼相結(jié)合進(jìn)行，以較短的字長表示出現(xiàn)概率較大的數(shù)據(jù)，較長的字長表示出現(xiàn)概率較小的數(shù)據(jù)來達(dá)到降低數(shù)據(jù)量的目的。
CAVLC是一種變長編碼。先對(duì)變換系數(shù)進(jìn)行zig-zag掃描。用行程碼（L，V）表示掃描以后的數(shù)據(jù)，V代表數(shù)值，L代表該數(shù)出現(xiàn)的次數(shù)。因?yàn)橐曨l塊在整形變換和量化后，大部分變換系數(shù)成為0，只有很少的數(shù)據(jù)在低頻部分，用行程數(shù)L代表連續(xù)出現(xiàn)的0的個(gè)數(shù)，V代表0串后挨著的非零值，接著對(duì)L和V分別采用Huffman編碼進(jìn)一步壓縮，有不同的碼表可以查詢亮度塊和色度塊。行程編碼大大降低了編碼的碼字字長。CABAC是一種二進(jìn)制算術(shù)編碼，其通過構(gòu)建模型來預(yù)測(cè)當(dāng)前的視頻信號(hào)。相對(duì)于CAVLC編碼，CABAC的編碼效率更高，更節(jié)省碼率。[4]
3.5 碼率控制 H.264視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)雖然對(duì)于編碼器的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)模式?jīng)]有具體的規(guī)定，但編碼器實(shí)現(xiàn)的核心問題要解決編碼器的結(jié)構(gòu)、相應(yīng)的視頻編碼如何控制。H.264編碼器采用基于拉各朗日Lagrangian優(yōu)化算法的率失真優(yōu)化模型實(shí)現(xiàn)視頻編碼的控制，其實(shí)現(xiàn)方法簡單而且效率高。[5]
H.264編碼標(biāo)準(zhǔn)由于以上關(guān)鍵技術(shù)的支持，獲得了較高性能編碼，但編碼器復(fù)雜度增加，約為MPEG2的4倍，MPEG4的2倍。其高復(fù)雜度原因有兩個(gè)方面，一是編碼選項(xiàng)復(fù)雜，二是計(jì)算量高。具體內(nèi)容有宏塊的劃分及搜索模式的組合的選取、高精度亞像素運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償和多參考頓預(yù)測(cè)，H.264更細(xì)化，更精確的數(shù)據(jù)壓縮導(dǎo)致了計(jì)算量高。[6]
4 應(yīng)用前景
H.264作為一種具有高效壓縮性能的視頻壓縮編碼技術(shù)，其在制定的過程中就充分參考和吸收了H系列和MPEG系列的優(yōu)秀研究成果，修改或重新制定了其中不合理的部分，使其有很好的壓縮性能。H.264能夠比H.263和MPEG-4大約省去50%的碼率。[7]H.264的高效的視頻壓縮能力和優(yōu)異的網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性，為視頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃蕴峁┝吮Ｕ希淇蓮V泛應(yīng)用于數(shù)字?jǐn)z像、英特網(wǎng)、數(shù)字視頻錄像、DVD及電視廣播等領(lǐng)域的圖像壓縮。
5 結(jié)束語
網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)要達(dá)到良好的監(jiān)控效果，僅提高攝像頭的分辨率是不行的，只有通過改善數(shù)字視頻的壓縮技術(shù)，降低視頻傳輸?shù)恼`碼率，提高視頻的質(zhì)量，才能推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)視頻走向智能化。[1]H.264標(biāo)準(zhǔn)的推出是視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)的一次重要的進(jìn)步，盡管其算法復(fù)雜，但是能夠大幅度提高編碼效率，使得應(yīng)用范圍更加的廣泛。
參考文獻(xiàn)：
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論文摘 要 智能交通系統(tǒng) （ITS） 是集成于信息技術(shù)、傳輸技術(shù)、電子技術(shù)、及計(jì)算機(jī)處理技術(shù)等多種類電子工程技術(shù)，而建立起的實(shí)時(shí)、高效、準(zhǔn)確的綜合運(yùn)輸和管理體系。其中，數(shù)據(jù)壓縮和數(shù)據(jù)融合技術(shù)使得ITS技術(shù)更具有現(xiàn)實(shí)意義。本文基于智能交通系統(tǒng)中信息的特征，探討了數(shù)據(jù)壓縮和數(shù)據(jù)融合技術(shù)涉及的關(guān)鍵技術(shù)及要求，分析了技術(shù)應(yīng)用及現(xiàn)實(shí)突破。
1 ITS信息及特征分析
1.1 智能交通信息（ITS）
交通系統(tǒng)由包括4個(gè)基本要素：人（交通出行者、駕駛員和管理者）、物（貨物）、各類交通工具和相應(yīng)的交通設(shè)施構(gòu)成。交通信息是指所有與交通系統(tǒng)的四大要素相關(guān)聯(lián)的信息，是ATMS的關(guān)鍵基礎(chǔ)。面向ATMS的基礎(chǔ)交通信息主要是指與交通運(yùn)行狀態(tài)和交通管理有關(guān)的交通信息，是交通信息中最直接、最基礎(chǔ)的信息?；A(chǔ)交通信息包括基礎(chǔ)交通地理信息、交通實(shí)時(shí)狀態(tài)信息、交通控制和管理信息、交通政策法規(guī)信息、公共交通信息。
1.2 基礎(chǔ)交通信息的屬性特征
基礎(chǔ)交通信息是一種在大范圍內(nèi)、全方位發(fā)揮作用的，實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的綜合運(yùn)輸和管理系統(tǒng)，其應(yīng)具有以下一些基本屬性特征：1）準(zhǔn)確性；2）及時(shí)性；3）共享性；4）信息的采集具有實(shí)時(shí)性和動(dòng)態(tài)性；5）具有海量信息特征；6）增值性。
2 數(shù)據(jù)壓縮處理技術(shù)
交通信息一方面時(shí)采集到的信息煩雜多樣，要想利用這些不同類別的信息，需采用不同的處理方法；另一方面，交通信息的一個(gè)顯著特征是它的空間性和隨機(jī)性，因此對(duì)它的研究分析需要建立在廣泛統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)上，應(yīng)用各類信息處理技術(shù)和統(tǒng)計(jì)分析方法來探索它的規(guī)律性。
所謂多媒體技術(shù)就是能對(duì)多種載體（媒體）上的信息和多種存儲(chǔ)（媒質(zhì)）上的信息進(jìn)行處理的技術(shù)，特點(diǎn)主要表現(xiàn)在它的綜合性和交互性。交通信息是屬于多媒體信息范疇。若要實(shí)時(shí)的綜合處理聲音、圖像、視頻、文字等多媒體信息，其數(shù)據(jù)量是非常大的。要傳輸或存儲(chǔ)這樣大的數(shù)據(jù)量是非常困難的，必須對(duì)其進(jìn)行壓縮編碼，在滿足實(shí)際需要的前提下，盡量減少要傳輸或存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量。
數(shù)據(jù)壓縮主要依靠信源編碼技術(shù)。一般的，圖像壓縮技術(shù)可分為兩大類：無損壓縮和有損壓縮技術(shù)。在多媒體應(yīng)用中常用的壓縮方法有PCM（脈沖編碼調(diào)制）、預(yù)測(cè)編碼、變換編碼、插值和外推法、統(tǒng)計(jì)編碼、矢量量化和子帶編碼等；混合編碼是近年來廣泛采用的方法。新一代的數(shù)據(jù)壓縮方法，如基于模型的壓縮方法、分形壓縮和小波變換方法等也已經(jīng)接近實(shí)用化水平。
3 信息融合技術(shù)
信息融合技術(shù)在單純數(shù)據(jù)采集融合（即一次融合）階段稱為數(shù)據(jù)融合，是研究多種信息的獲取、傳輸與處理的基本方法、技術(shù)、手段以及信息的表示、內(nèi)在聯(lián)系和運(yùn)動(dòng)規(guī)律的一門技術(shù)。融合是指采集并集成各種信息源、多媒體和多格式信息，從而生成完整、準(zhǔn)確、及時(shí)和有效的綜合信息，它比直接從各信息源得到的信息更簡潔、更少冗余、更有用途。
先進(jìn)的交通管理系統(tǒng)（ATMS）是一個(gè)典型的多傳感器系統(tǒng)，信息融合技術(shù)給交通信息加工和處理提供了一種很好的方法，信息融合技術(shù)的最大優(yōu)勢(shì)在于它能合理協(xié)調(diào)多源數(shù)據(jù)，充分綜合有用信息，提高在多變環(huán)境中正確決策的能力。
在信息融合領(lǐng)域使用的主要數(shù)學(xué)工具或方法有概率論、推理網(wǎng)絡(luò)、模糊理論和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，其中使用較多的是概率論、模糊理論、推理網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)然，除了這幾種常用的方法之外，還有其他很多解決途徑。
3.1 概率論
在融合技術(shù)中最早應(yīng)用的就是概率論。在一個(gè)公共空間根據(jù)概率或似然函數(shù)對(duì)輸入數(shù)據(jù)建模，在一定的先驗(yàn)概率情況下，根據(jù)貝葉斯規(guī)則合并這些概率以獲得每個(gè)輸出假設(shè)的概率，這樣可以處理不確定性問題。貝葉斯方法的主要難點(diǎn)在于對(duì)概率分布的描述，特別是當(dāng)數(shù)據(jù)是由低檔傳感器給出時(shí)，就顯得更為困難。另外，在進(jìn)行計(jì)算的時(shí)候，常常簡單地假定信息源是獨(dú)立的，這個(gè)假設(shè)在大多數(shù)情況下非常受限制?？柭鼮V波方法則根據(jù)早先估計(jì)和最新觀測(cè)，遞推地提供對(duì)觀測(cè)特性的估計(jì)。另外，概率論和模糊集理論的綜合應(yīng)用給解決多源數(shù)據(jù)的融合問題提供了工具。
3.2 模糊理論
模糊集理論是基于分類的局部理論，因此，從產(chǎn)生起就有許多模糊分類技術(shù)得以發(fā)展。隸屬函數(shù)可以表達(dá)詞語的意思，這在數(shù)字表達(dá)和符號(hào)表達(dá)之間建立了一個(gè)便利的交互接口。在信息融合的應(yīng)用中主要是通過與特征相連的規(guī)則對(duì)專家知識(shí)進(jìn)行建模。另外，可以采用模糊理論來對(duì)數(shù)字化信息進(jìn)行嚴(yán)格地、折衷或是寬松地建模。模糊理論的另一個(gè)方面是可以處理非精確描述問題，還能夠自適應(yīng)地歸并信息。對(duì)估計(jì)過程的模糊拓展可以解決信息或決策沖突問題，應(yīng)用于傳感器融合、專家意見綜合以及數(shù)據(jù)庫融合，特別是在信息很少，又只是定性信息的情況下效果較好。
3.3 推理網(wǎng)絡(luò)
推理網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建和應(yīng)用有著很長的歷史，可以追溯到1913年由一位名叫John H W ig-more的美國學(xué)者所做的研究工作。近來，許多對(duì)于分析復(fù)雜推理網(wǎng)絡(luò)的理論往往基于貝葉斯規(guī)則的推論，并且都被歸類于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)。目前，大多數(shù)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的研究都包括了對(duì)于概率有效傳播的算法拓展，同時(shí)它在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中也充當(dāng)了新證據(jù)的角色。同時(shí)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)在許多A1任務(wù)里都己作為對(duì)于不確定推理的標(biāo)準(zhǔn)化有效方法。貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)是簡潔、易于處理相關(guān)事件。缺點(diǎn)是不能區(qū)分不知道和不確定事件，并且要求處理的對(duì)象具有相關(guān)性。在實(shí)際運(yùn)用中一般不知道先驗(yàn)概率，當(dāng)假定的先驗(yàn)概率與實(shí)際相矛盾時(shí)，推理結(jié)果很差，特別是在處理多假設(shè)和多條件問題時(shí)顯得相當(dāng)復(fù)雜。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:多媒體通信;IP;視頻會(huì)議
1前言
隨著多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展,產(chǎn)生了一種新的技術(shù)——多媒體通信技術(shù),它是多媒體、通信、計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)等相互滲透和發(fā)展的產(chǎn)物,兼收了計(jì)算機(jī)的交互性、多媒體的復(fù)合性、通信的分布性以及電視的真實(shí)性等特點(diǎn),具有明顯的優(yōu)越性。目前,如何在IP網(wǎng)絡(luò)中更好、更快地實(shí)現(xiàn)視頻、音頻的傳送已成為當(dāng)今的研究熱點(diǎn)之一。
2基于IP網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建視頻會(huì)議系統(tǒng)的技術(shù)要求
隨著IP網(wǎng)絡(luò)的速率越來越高,從窄帶走向?qū)拵?承載業(yè)務(wù)從非實(shí)時(shí)走向?qū)崟r(shí),IP技術(shù)已成為實(shí)現(xiàn)視頻、音頻、數(shù)據(jù)等綜合業(yè)務(wù)的最佳選擇。在IP網(wǎng)絡(luò)上建立視頻會(huì)議系統(tǒng)需要多種技術(shù)支持,是比較復(fù)雜、完整的多媒體應(yīng)用系統(tǒng)。
2.1要有足夠高的帶寬
要傳送視頻,必須要有足夠的網(wǎng)絡(luò)帶寬,就像大車要有足夠?qū)挼鸟R路才能通行一樣,否則,視頻數(shù)據(jù)無法通過網(wǎng)絡(luò)。以一幀1024×768像素的圖像為例,如果用12bit表示每個(gè)像素,則共需要9.4Mb,如果按照25幀/秒的傳輸速率,則1秒內(nèi)需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量就是235Mb。在現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)條件下,傳輸這么大的數(shù)據(jù)是無法接受的。
2.2要有好的壓縮技術(shù)
只有采用高壓縮比的壓縮算法,有效地降低數(shù)據(jù)量,才能使視頻、音頻數(shù)據(jù)在IP網(wǎng)上傳輸成為可能。例如:在H.323會(huì)議系統(tǒng)中,圖像編碼主要采用H.261和H.263標(biāo)準(zhǔn),支持CIF、QCIF的分辨率,而正在完善之中的H.264是比H.263和MPEG-IV壓縮比更高的標(biāo)準(zhǔn),節(jié)約了50%的編碼率,而且對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸具有更好的支持,可獲得HDTV、DVD的圖像質(zhì)量。
2.3要有基于IP網(wǎng)絡(luò)的多播技術(shù)
多播是一種多地址廣播,發(fā)送與接收是一對(duì)多的關(guān)系。在傳輸過程中,發(fā)送端只需發(fā)送一次數(shù)據(jù)包,位于多播組內(nèi)的各個(gè)用戶就可以共享這一數(shù)據(jù)包。在視頻會(huì)議系統(tǒng)應(yīng)用中,將一個(gè)節(jié)點(diǎn)信號(hào)傳送到各個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí),無論是重復(fù)采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信,還是采用廣播的方式,都會(huì)嚴(yán)重浪費(fèi)網(wǎng)絡(luò)帶寬,而多播技術(shù)將數(shù)據(jù)傳送分布到網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中,減少了網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)總量。
2.4要有相適應(yīng)的傳輸協(xié)議
TCP、UDP協(xié)議均不能很好地支持視頻會(huì)議系統(tǒng),這就需要與之相適應(yīng)的協(xié)議,如RTP、RTCP、RSVP等。RTP運(yùn)行在UDP之上,音頻、視頻等數(shù)據(jù)被封裝在RTP數(shù)據(jù)包中,每個(gè)RTP數(shù)據(jù)包被封裝在UDP包中,然后再封裝到IP包中進(jìn)行傳輸。在底層網(wǎng)絡(luò)支持多播的情況下,RTP還可以使用多播向多個(gè)目的端點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)。RTCP是RTP的控制協(xié)議,負(fù)責(zé)反饋控制、檢測(cè)QoS和傳遞相關(guān)信息,對(duì)RTP的數(shù)據(jù)收發(fā)做相應(yīng)調(diào)整,使之最大限度地利用網(wǎng)絡(luò)資源。2.5要提供服務(wù)質(zhì)量保證
網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量是網(wǎng)絡(luò)與用戶之間以及網(wǎng)絡(luò)上互相通信的用戶之間關(guān)于信息傳輸與共享的質(zhì)量約定。第一,在任何網(wǎng)絡(luò)中,時(shí)延總是存在的。視頻會(huì)議系統(tǒng)具有較高的實(shí)時(shí)性和可靠性要求,為了獲得各會(huì)場(chǎng)的真實(shí)的現(xiàn)場(chǎng)感,音頻、視頻的時(shí)延都要小于0.25s,最大時(shí)延抖動(dòng)應(yīng)小于10ms。其次,在視頻會(huì)議系統(tǒng)中,還要求唇音同步,只有達(dá)到時(shí)間上的同步,才能自然有效地表達(dá)關(guān)于會(huì)場(chǎng)的完整信息。第三,允許一定的丟包率。因?yàn)槿说母兄芰τ邢?在一個(gè)視頻會(huì)議系統(tǒng)中,個(gè)別分組丟失,人眼是感覺不到的,因此可以允許一定的傳輸誤碼,丟包率應(yīng)控制在人能接受的范圍內(nèi)。
3基于IP網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建視頻會(huì)議系統(tǒng)的協(xié)議
基于IP網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建視頻會(huì)議系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)主要有:H.323和SIP。
H.323沿用了傳統(tǒng)的電話信令模式,比較成熟,已經(jīng)出現(xiàn)了很多產(chǎn)品,形成了比較成熟的應(yīng)用體系和市場(chǎng)體系。SIP協(xié)議將音、視頻傳輸作為Internet上的一個(gè)應(yīng)用,增加了信令和QoS要求,借鑒了其它Internet標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議的設(shè)計(jì)思想,遵循簡練、開放、兼容和可擴(kuò)展等原則,比較簡單,但其推出時(shí)間不長,協(xié)議并不是很成熟,應(yīng)用也不是很多。
4結(jié)束語
隨著網(wǎng)絡(luò)、多媒體、通信技術(shù)的飛速發(fā)展和性能的提升,基于IP網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建視頻會(huì)議系統(tǒng)技術(shù)會(huì)不斷被發(fā)展和完善,必將以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)廣泛應(yīng)用到Internet、Extranet、Intranet上,為政府機(jī)關(guān)、商業(yè)集團(tuán)、科研院所、醫(yī)療機(jī)構(gòu)及普通個(gè)人等進(jìn)行異地交流提供方便條件,成為工作、學(xué)習(xí)、生活中不可或缺的工具。
參考文獻(xiàn)
[1]張智江,張?jiān)朴?劉韻潔.SIP協(xié)議及其應(yīng)用[M].北京:電子工業(yè)出版社,2006.
[2]沈鑫剡,等.多媒體傳輸網(wǎng)絡(luò)與VoIP系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].北京:人民郵電出版社,2005.
[3]er.InternetworkingWithTCP/IPVolI:Principles,Protocols,andArchitecturesFourthEdition[M].北京:電子工業(yè)出版社,2004.02.
關(guān)鍵詞：多媒體通信，IP，視頻會(huì)議
0.前言
隨著多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展,產(chǎn)生了一種新的技術(shù)----多媒體通信技術(shù),它是多媒體、通信、計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)等相互滲透和發(fā)展的產(chǎn)物,兼收了計(jì)算機(jī)的交互性、多媒體的復(fù)合性、通信的分布性以及電視的真實(shí)性等特點(diǎn),具有明顯的優(yōu)越性。目前,如何在IP網(wǎng)絡(luò)中更好、更快地實(shí)現(xiàn)視頻、音頻的傳送已成為當(dāng)今的研究熱點(diǎn)之一。
1.基于IP網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建視頻會(huì)議系統(tǒng)的技術(shù)要求
隨著IP網(wǎng)絡(luò)的速率越來越高,從窄帶走向?qū)拵?承載業(yè)務(wù)從非實(shí)時(shí)走向?qū)崟r(shí),IP技術(shù)已成為實(shí)現(xiàn)視頻、音頻、數(shù)據(jù)等綜合業(yè)務(wù)的最佳選擇。在IP網(wǎng)絡(luò)上建立視頻會(huì)議系統(tǒng)需要多種技術(shù)支持,是比較復(fù)雜、完整的多媒體應(yīng)用系統(tǒng)。
1.1 要有足夠高的帶寬
要傳送視頻,必須要有足夠的網(wǎng)絡(luò)帶寬,就像大車要有足夠?qū)挼鸟R路才能通行一樣,否則,視頻數(shù)據(jù)無法通過網(wǎng)絡(luò)。以一幀1024×768像素的圖像為例,如果用12bit表示每個(gè)像素,則共需要9.4Mb,如果按照25幀/秒的傳輸速率,則1秒內(nèi)需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量就是235Mb。在現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)條件下,傳輸這么大的數(shù)據(jù)是無法接受的。
1.2 要有好的壓縮技術(shù)
只有采用高壓縮比的壓縮算法,有效地降低數(shù)據(jù)量,才能使視頻、音頻數(shù)據(jù)在IP網(wǎng)上傳輸成為可能。例如:在H.323會(huì)議系統(tǒng)中,圖像編碼主要采用H.261和H.263標(biāo)準(zhǔn),支持CIF、QCIF的分辨率,而正在完善之中的H.264是比H.263和MPEG-IV壓縮比更高的標(biāo)準(zhǔn),節(jié)約了50%的編碼率,而且對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸具有更好的支持,可獲得HDTV、DVD的圖像質(zhì)量。。
1.3 要有基于IP網(wǎng)絡(luò)的多播技術(shù)
多播是一種多地址廣播,發(fā)送與接收是一對(duì)多的關(guān)系。。在傳輸過程中,發(fā)送端只需發(fā)送一次數(shù)據(jù)包,位于多播組內(nèi)的各個(gè)用戶就可以共享這一數(shù)據(jù)包。在視頻會(huì)議系統(tǒng)應(yīng)用中,將一個(gè)節(jié)點(diǎn)信號(hào)傳送到各個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí),無論是重復(fù)采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信,還是采用廣播的方式,都會(huì)嚴(yán)重浪費(fèi)網(wǎng)絡(luò)帶寬,而多播技術(shù)將數(shù)據(jù)傳送分布到網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中,減少了網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)總量。
1.4 要有相適應(yīng)的傳輸協(xié)議
TCP、UDP協(xié)議均不能很好地支持視頻會(huì)議系統(tǒng),這就需要與之相適應(yīng)的協(xié)議,如RTP、RTCP、RSVP等。。RTP運(yùn)行在UDP之上,音頻、視頻等數(shù)據(jù)被封裝在RTP數(shù)據(jù)包中,每個(gè)RTP數(shù)據(jù)包被封裝在UDP包中,然后再封裝到IP包中進(jìn)行傳輸。在底層網(wǎng)絡(luò)支持多播的情況下,RTP還可以使用多播向多個(gè)目的端點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)。RTCP是RTP的控制協(xié)議,負(fù)責(zé)反饋控制、檢測(cè)QoS和傳遞相關(guān)信息,對(duì)RTP的數(shù)據(jù)收發(fā)做相應(yīng)調(diào)整,使之最大限度地利用網(wǎng)絡(luò)資源。
1.5 要提供服務(wù)質(zhì)量保證
網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量是網(wǎng)絡(luò)與用戶之間以及網(wǎng)絡(luò)上互相通信的用戶之間關(guān)于信息傳輸與共享的質(zhì)量約定。第一,在任何網(wǎng)絡(luò)中,時(shí)延總是存在的。視頻會(huì)議系統(tǒng)具有較高的實(shí)時(shí)性和可靠性要求,為了獲得各會(huì)場(chǎng)的真實(shí)的現(xiàn)場(chǎng)感,音頻、視頻的時(shí)延都要小于0.25s,最大時(shí)延抖動(dòng)應(yīng)小于10ms。其次,在視頻會(huì)議系統(tǒng)中,還要求唇音同步,只有達(dá)到時(shí)間上的同步,才能自然有效地表達(dá)關(guān)于會(huì)場(chǎng)的完整信息。第三,允許一定的丟包率。因?yàn)槿说母兄芰τ邢?在一個(gè)視頻會(huì)議系統(tǒng)中,個(gè)別分組丟失,人眼是感覺不到的,因此可以允許一定的傳輸誤碼,丟包率應(yīng)控制在人能接受的范圍內(nèi)。
2.基于IP網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建視頻會(huì)議系統(tǒng)的協(xié)議
基于IP網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建視頻會(huì)議系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)主要有:H.323和SIP。
H.323沿用了傳統(tǒng)的電話信令模式,比較成熟,已經(jīng)出現(xiàn)了很多產(chǎn)品,形成了比較成熟的應(yīng)用體系和市場(chǎng)體系。SIP協(xié)議將音、視頻傳輸作為Internet上的一個(gè)應(yīng)用,增加了信令和QoS要求,借鑒了其它Internet標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議的設(shè)計(jì)思想,遵循簡練、開放、兼容和可擴(kuò)展等原則,比較簡單,但其推出時(shí)間不長,協(xié)議并不是很成熟,應(yīng)用也不是很多。
3.結(jié)束語
隨著網(wǎng)絡(luò)、多媒體、通信技術(shù)的飛速發(fā)展和性能的提升,基于IP網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建視頻會(huì)議系統(tǒng)技術(shù)會(huì)不斷被發(fā)展和完善,必將以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)廣泛應(yīng)用到Internet、Extranet、Intranet上,為政府機(jī)關(guān)、商業(yè)集團(tuán)、科研院所、醫(yī)療機(jī)構(gòu)及普通個(gè)人等進(jìn)行異地交流提供方便條件,成為工作、學(xué)習(xí)、生活中不可或缺的工具。
參考文獻(xiàn)
[1] 張智江,張?jiān)朴?劉韻潔.SIP協(xié)議及其應(yīng)用[M].北京:電子工業(yè)出版社,2006.
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[4] 王軍.多媒體網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)难芯颗c實(shí)現(xiàn)[D].長沙:國防科技大學(xué)碩士論文,2002.
[5] ITU-T Recommendations H.323v5,Packed-based multimedia communications systems, 2003.
由於在現(xiàn)今資訊流通普遍的社會(huì)中，影像的需求量越來越大，影像的數(shù)位化是必然的趨勢(shì)。然而在數(shù)位化過的影像所占的資料量又相當(dāng)龐大，在傳輸與處理上皆有所不便。將資料壓縮是最好的方法。如今有一新的模式，在壓縮率及還原度皆有不錯(cuò)的表現(xiàn)，為其尚未有一標(biāo)準(zhǔn)的格式，故在應(yīng)用上尚未普及。但在不久的未來，其潛力不可限量。而影像之於印刷有密不可分的關(guān)系。故以此篇文章介紹小波（WAVELET）轉(zhuǎn)換的歷史淵源。小波轉(zhuǎn)換的基礎(chǔ)原理。現(xiàn)今的發(fā)展對(duì)印刷業(yè)界的沖擊。影像壓縮的未來的發(fā)展。
壹、前言
由於科技日新月異，印刷已由傳統(tǒng)印刷走向數(shù)位印刷。在數(shù)位化的過程中，影像的資料一直有檔案過大的問題，占用記憶體過多，使資料在傳輸上、處理上都相當(dāng)?shù)馁M(fèi)時(shí)，現(xiàn)今個(gè)人擁有TrueColor的視訊卡、24-bit的全彩印表機(jī)與掃描器已不再是天方夜譚了，而使用者對(duì)影像圖形的要求，不僅要色彩繁多、真實(shí)自然，更要搭配多媒體或動(dòng)畫。但是相對(duì)的高畫質(zhì)視覺享受，所要付出的代價(jià)是大量的儲(chǔ)存空間，使用者往往只能眼睜睜地看著體積龐大的圖檔占掉硬碟、磁帶和光碟片的空間；美麗的圖檔在親朋好友之間互通有無，是天經(jīng)地義的事，但是用網(wǎng)路傳個(gè)640X480TrueColor圖形得花3分多鐘，常使人哈欠連連，大家不禁心生疑慮，難道圖檔不能壓縮得更小些嗎？如此報(bào)業(yè)在傳版時(shí)也可更快速。所以一種好的壓縮格式是不可或缺的，可以使影像所占的記憶體更小、更容易處理。但是目前市場(chǎng)上所用的壓縮模式，在壓縮的比率上并不理想，失去壓縮的意義。不然就是壓縮比例過大而造成影像失真，即使數(shù)學(xué)家與資訊理論學(xué)者日以繼夜，卯盡全力地為lossless編碼法找出更快速、更精彩的演算法，都無可避免一個(gè)尷尬的事實(shí)：壓縮率還是不夠好。再說用來印刷的話就造成影像模糊不清，或是影像出現(xiàn)鋸齒狀的現(xiàn)象。皆會(huì)造成印刷輸出的問題。影像壓縮技術(shù)是否真的窮途末路？請(qǐng)相信人類解決難題的潛力是無限的。既然舊有編碼法不夠管用，山不轉(zhuǎn)路轉(zhuǎn)，科學(xué)家便將注意力移轉(zhuǎn)到WAVELET轉(zhuǎn)換法，結(jié)果不但發(fā)現(xiàn)了滿意的解答，還開拓出一條光明的坦途。小波分析是近幾年來才發(fā)展出來的數(shù)學(xué)理論。小波分析，無論是作為數(shù)學(xué)理論的連續(xù)小波變換，還是作為分析工具和方法的離散小波變換，仍有許多可被研究的地方，它是近幾年來在工具及方法上的重大突破。小波分析是傅利葉（Fourier）分析的重要發(fā)展，他保留了傅氏理論的優(yōu)點(diǎn)，又能克服其不足之處?？蛇_(dá)到完全不失真，壓縮的比率也令人可以接受。由於其數(shù)學(xué)理論早在1960年代中葉就有人提出了，而到現(xiàn)在才有人將其應(yīng)用於實(shí)際上，其理論仍有相當(dāng)大的發(fā)展空間，而其實(shí)際運(yùn)用也屬剛起步，其後續(xù)發(fā)展可說是不可限量。故研究的動(dòng)機(jī)便由此而生。
貳、WAVELET的歷史起源
WAVELET源起於JosephFourier的熱力學(xué)公式。傅利葉方程式在十九世紀(jì)初期由JosephFourier(1768-1830)所提出，為現(xiàn)代信號(hào)分析奠定了基礎(chǔ)。在十九到二十世紀(jì)的基礎(chǔ)數(shù)學(xué)研究領(lǐng)域也占了極重要的地位。Fourier提出了任一方程式，甚至是畫出不連續(xù)圖形的方程式，都可以有一單純的分析式來表示。小波分析是近幾年來才發(fā)展出來的數(shù)學(xué)理論為傅利葉方程式的延伸。
小波分析方法的提出可追溯到1910年Haar提出的小波規(guī)范正交基。其後1984年，法國地球物理學(xué)J.Morlet在分析地震波的局部性質(zhì)時(shí)，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的傅利葉轉(zhuǎn)換，難以達(dá)到其要求，因此引進(jìn)小波概念於信號(hào)分析中，對(duì)信號(hào)進(jìn)行分解。隨後理論物理學(xué)家A.Grossman對(duì)Morlet的這種信號(hào)根據(jù)一個(gè)確定函數(shù)的伸縮，平移系{a-1/2Ψ[(x-b)/a]；a,b?R,a≠0}展開的可行性進(jìn)行了研究，為小波分析的形成開了先河。
1986年，Y.Meyer建構(gòu)出具有一定衰減性的光滑函數(shù)Ψj,k(x)，其二進(jìn)制伸縮與平移系{Ψj,k(x)=√2jΨ(2jx-k)；j,k?Z}構(gòu)成L2（R）的規(guī)范正交基。1987年，Mallat巧妙的將多分辨分析的思想引入到小波分析中，建構(gòu)了小波函數(shù)的構(gòu)造及信號(hào)按小波轉(zhuǎn)換的分解及重構(gòu)。1988年Daubechies建構(gòu)了具有正交性（Orthonormal）及緊支集（CompactlySupported）；及只有在一有限區(qū)域中是非零的小波，如此，小波分析的系統(tǒng)理論得到了初步建立。
三、WAVELET影像壓縮簡介及基礎(chǔ)理論介紹
一、WAVELET的壓縮概念
WAVELET架在三個(gè)主要的基礎(chǔ)理論之上，分別是階層式邊碼(pyramidcoding)、濾波器組理論(filterbanktheory)、以及次旁帶編碼(subbandcoding)，可以說wavelettransform統(tǒng)合了此三項(xiàng)技術(shù)。小波轉(zhuǎn)換能將各種交織在一起的不同頻率組成的信號(hào)，分解成不相同頻率的信號(hào)，因此能有效的應(yīng)用於編碼、解碼、檢測(cè)邊緣、壓縮數(shù)據(jù)，及將非線性問題線性化。良好的分析局部的時(shí)間區(qū)域與頻率區(qū)域的信號(hào)，彌補(bǔ)傅利葉轉(zhuǎn)換中的缺失，也因此小波轉(zhuǎn)換被譽(yù)為數(shù)學(xué)顯微鏡。
WAVELET并不會(huì)保留所有的原始資料，而是選擇性的保留了必要的部份，以便經(jīng)由數(shù)學(xué)公式推算出其原始資料，可能不是非常完整，但是可以非常接近原始資料。至於影像中什度要保留，什麼要舍棄，端看能量的大小儲(chǔ)存（跟波長與頻率有關(guān)）。以較少的資料代替原來的資料，達(dá)到壓縮資料的目的，這種經(jīng)由取舍資料而達(dá)到壓縮目地的作法，是近代數(shù)位影像編碼技術(shù)的一項(xiàng)突破。即是WAVELET的概念引入編碼技術(shù)中。
WAVELET轉(zhuǎn)換在數(shù)位影像轉(zhuǎn)換技術(shù)上算是新秀，然而在太空科技早已行之有年，像探測(cè)衛(wèi)星和哈柏望遠(yuǎn)鏡傳輸影像回地球，和醫(yī)學(xué)上的光纖影像，早就開始用WAVELET的原理壓縮/還原影像資料，而且有壓縮率極佳與原影重現(xiàn)的效果。
以往lossless的編碼法只著重壓縮演算法的表現(xiàn)，將數(shù)位化的影像資料一絲不漏的送去壓縮，所以還原回來的資料和原始資料分毫無差，但是此種壓縮法的壓縮率不佳。將數(shù)位化的影像資料轉(zhuǎn)換成利於編碼的資料型態(tài)，控制解碼後影像的品質(zhì)，選擇適當(dāng)?shù)木幋a法，而且還在擷取圖形資料時(shí)，先幫資料「減肥。如此才是WAVELET編碼法主要的觀念。
二、影像壓縮過程
原始圖形資料色彩模式轉(zhuǎn)換DCT轉(zhuǎn)換量化器編碼器編碼結(jié)束
三、編碼的基本要素有三點(diǎn)
（一）一種壓縮/還原的轉(zhuǎn)換可表現(xiàn)在影像上的。
（二）其轉(zhuǎn)換的系數(shù)是可以量化的。
（三）其量化的系數(shù)是可以用函數(shù)編碼的。
四、現(xiàn)有WAVELET影像壓縮工具主要的部份
（一）WaveletTransform（WAVELET轉(zhuǎn)換）：將圖形均衡的分割成任何大小，最少壓縮二分之一。
（二）Filters（濾鏡）：這部份包含WaveletTransform，和一些著名的壓縮方法。
（三）Quantizers（量化器）：包含兩種格式的量化，一種是平均量化，一種是內(nèi)插量化，對(duì)編碼的架構(gòu)有一定的影響。
（四）EntropyCoding（熵編碼器）：有兩種格式，一種是使其減少，一種為內(nèi)插。
（五）ArithmeticCoder（數(shù)學(xué)公式）：這是建立在AlistairMoffat''''slineartimecodinghistogram的基礎(chǔ)上。
（六）BitAllocation（資料分布）：這個(gè)過程是用整除法有效率的分配任何一種量化。
肆、WAVELET影像壓縮未來的發(fā)展趨勢(shì)
一、在其結(jié)構(gòu)上加強(qiáng)完備性。
二、修改程式，使其可以處理不同模式比率的影像。
三、支援更多的色彩?？梢蕴幚鞷GB的色彩，像是YIQ、HUV的色彩定義都可以分別的處理。
四、加強(qiáng)運(yùn)算的能力，使其可支援更多的影像格式。
五、使用WAVELET轉(zhuǎn)換藉由消除高頻率資料增加速率。
六、增加多種的WAVELET。如：離散、零元樹等。
七、修改其數(shù)學(xué)編碼器，使資料能在數(shù)學(xué)公式和電腦的位元之間轉(zhuǎn)換。
八、增加8X8格的DCT模式，使其能做JPEG的壓縮。
九、增加8X8格的DCT模式，使其能重疊。
十、增加trelliscoding。
十一、增加零元樹。
現(xiàn)今已有由中研院委托國內(nèi)學(xué)術(shù)單位研究，也有不少的研究所的碩士。國外更是如火如荼的展開研究。相信實(shí)際應(yīng)用於實(shí)務(wù)上的日子指日可待。
伍、影像壓縮研究的方向
1.輸入裝置如何捕捉真實(shí)的影像而將其數(shù)位化。
2.如何將數(shù)位化的影像資料轉(zhuǎn)換成利於編碼的資料型態(tài)。
3.如何控制解碼影像的品質(zhì)。
4.如何選擇適當(dāng)?shù)木幋a法。
5.人的視覺系統(tǒng)對(duì)影像的反應(yīng)機(jī)制。
小波分析，無論是作為數(shù)學(xué)理論的連續(xù)小波變換，還是作為分析工具和方法的離散小波變換，仍有許多可被研究的地方，它是近幾年來在工具及方法上的重大突破。小波分析是傅利葉（Fourier）分析的重要發(fā)展，他保留了傅氏理論的優(yōu)點(diǎn)，又能克服其不足之處。
陸、在印刷輸出的應(yīng)用
WAVELET影像壓縮格式尚未成熟的情況下，作為印刷輸出還嫌太早。但是後續(xù)發(fā)展?jié)摿o窮，尤其在網(wǎng)路出版方面，其利用價(jià)值更高，WAVELET的出現(xiàn)就猶如當(dāng)時(shí)的JPEG出現(xiàn)，在影像的領(lǐng)域中掀起一股旋風(fēng)，但是WAVELET卻有JPEG沒有的優(yōu)點(diǎn)，JPEG乃是失真壓縮，且解碼後復(fù)原程度有限，能在網(wǎng)路應(yīng)用，乃是由於電腦的解析度并不需要太高，就可辨識(shí)其圖形。而印刷所需的解析度卻需一定的程度。WAVELET雖然也是失真壓縮，但是解碼後卻可以還原資料到幾乎完整還原，如此的壓縮才有存在的價(jià)值。
有一點(diǎn)必須要提出的就是，并不是只要資料還原就可以用在印刷上，還需要有解讀其檔案的RIP，才能用於數(shù)位印刷上。等到WAVELET的應(yīng)用成熟，再發(fā)展其適用的RIP，又是一段時(shí)間以後的事了。
在網(wǎng)路出版上已經(jīng)有瀏覽器可以外掛讀取WAVELET檔案的軟體了，不過還是測(cè)試版，可是以後會(huì)在網(wǎng)路上大量使用，應(yīng)該是未來的趨勢(shì)。對(duì)於網(wǎng)路出版應(yīng)該是一陣不小的沖擊。
圖像壓縮的好處是在於資料傳輸快速，減少網(wǎng)路的使用費(fèi)用，增加企業(yè)的利潤，由於傳版的時(shí)間減少，也使印刷品在當(dāng)?shù)赜∷⒌目赡苄栽龈?，減少運(yùn)費(fèi)，減少開支，提高時(shí)效性，創(chuàng)造新的商機(jī)。
柒、結(jié)論
WAVELET的理論并不是相當(dāng)完備，但是據(jù)現(xiàn)有的研究報(bào)告顯現(xiàn)，到普及應(yīng)用的階段，還有一段距離。但小波分析在信號(hào)處理、影像處理、量子物理及非線性科學(xué)領(lǐng)域上，均有其應(yīng)用價(jià)值。國內(nèi)已有正式論文研究此一壓縮模式。但有許多名詞尚未有正式的翻譯，各自有各自的翻譯，故研究起來倍感辛苦。但相信不久即會(huì)有正式的定名出現(xiàn)。這也顯示國內(nèi)的研究速度，遠(yuǎn)落在外國的後面，國外已成立不少相關(guān)的網(wǎng)站，國內(nèi)僅有少數(shù)的相關(guān)論文。如此一來國內(nèi)要使這種壓縮模式普及還有的等。正式使用於印刷業(yè)更是要相當(dāng)時(shí)間。不過對(duì)於網(wǎng)路出版仍是有相當(dāng)大的契機(jī)，國內(nèi)仍是可以朝這一方面發(fā)展的。站在一個(gè)使用其成果的角度，印刷業(yè)界也許并不需要去了解其高深的數(shù)理理論。但是在運(yùn)用上，為了要使用方便，和預(yù)估其發(fā)展趨勢(shì)，影像壓縮的基本概念卻不能沒有。本篇文章單純的介紹其中的一種影像壓縮模式，目的在為了使後進(jìn)者有一參考的依據(jù)，也許在不久的將來此一模式會(huì)成為主流，到時(shí)才不會(huì)手足無措。
參考文獻(xiàn)：
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2.張維谷.小宇宙工作室，初版1994，影像檔寶典.WINDOWS實(shí)作（上），峰資訊股份有限公司。
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5.盧永成，民八十七年，使用小波轉(zhuǎn)換及其在影像與視訊編碼之應(yīng)用，私立中原大學(xué)電機(jī)工程學(xué)系碩士學(xué)位論文。
JPEG2000是新一代的靜態(tài)圖像編碼國際標(biāo)準(zhǔn)，與已有的JPEG標(biāo)準(zhǔn)相比，它可以提供更好的圖像質(zhì)量和更高的壓縮率，但其計(jì)算的復(fù)雜度也遠(yuǎn)高于JPEG算法。一般在處理JPEG 2000圖像時(shí)，若欲將其圖像尺寸縮小，首先需由JPEG 2000解碼器處理，將JPEG 2000圖像解碼到空間域圖像后，在空間域里將圖像縮小至所需尺寸后，再經(jīng)JPEG 2000編碼器將圖像作編碼，最后得到尺寸縮小后的壓縮圖像。但是由于在空間域里使用圖像大小轉(zhuǎn)換方法來縮小JPEG 2000圖像，需要大量的計(jì)算量、繁雜的處理過程、以及占用大量的存儲(chǔ)空間。為了加快圖像尺寸轉(zhuǎn)換處理速度、降低計(jì)算復(fù)雜度、以及有效降低存儲(chǔ)空間占用，本論文提出一個(gè)快速的JPEG 2000圖像尺寸縮小轉(zhuǎn)換算法。流程如圖1。
在我們的快速JPEG 2000圖像尺寸縮小轉(zhuǎn)換方法中，首先將原始JPEG 2000圖像經(jīng)EBCOT解碼以及反量化步驟解出圖像的頻率域編碼信息后，再透過頻率域圖像尺寸縮小轉(zhuǎn)換方法，直接在頻率域里縮小圖像尺寸，最后再通過量化與EBCOT編碼等步驟，將圖像尺寸縮小后的圖像頻率域編碼信息編成JPEG 2000圖像。
本文所提的JPEG 2000圖像尺寸縮小轉(zhuǎn)換方法與空間域圖像大小轉(zhuǎn)換方法相比，所提的方法省掉反向小波轉(zhuǎn)換、反向色彩轉(zhuǎn)換、后置處理、前置處理、正向色彩轉(zhuǎn)換、以及正向小波轉(zhuǎn)換等六個(gè)步驟。由于所提的方法不需將頻率域編碼信息轉(zhuǎn)成空間域圖像，因此本論文所提的方法除了可更快速的轉(zhuǎn)換圖像大小外，也可省下存放空間域圖像內(nèi)容所需的存儲(chǔ)空間以及減少所需的計(jì)算量。
1 簡化JPEG 2000壓縮與解壓縮流程
在快速JPEG 2000圖像尺寸縮小轉(zhuǎn)換方法中，保留了EBCOT解碼、反量化、量化與EBCOT編碼等四個(gè)部分，主要原因說明如下：
1.1 EBCOT編/解碼 JPEG 2000編碼后的圖像會(huì)儲(chǔ)存成封包的格式，但封包并非以子頻帶為單位儲(chǔ)存，所以要取得各子頻帶的內(nèi)容，必須先經(jīng)過EBCOT解碼才行。再者本文的方法有可能需要對(duì)子頻帶再進(jìn)行小波轉(zhuǎn)換，因此EBCOT編/解碼過程不可省略。
1.2 量化與反量化 保留量化與反量化步驟的主要原因在于圖像經(jīng)由正向小波轉(zhuǎn)換后，會(huì)產(chǎn)生不同大小的子頻帶頻率信息，不同子頻帶頻率信息使用不同的量化步長值進(jìn)行量化。
子頻帶與量化步長值這兩者有相對(duì)應(yīng)關(guān)系，換句話說以具有7個(gè)子頻帶的JPEG 2000圖像而言，必須要有7個(gè)相對(duì)應(yīng)的量化步長值。而子頻帶與量化步長值所產(chǎn)生的數(shù)目與小波轉(zhuǎn)換的層數(shù)有關(guān)，對(duì)于一個(gè)經(jīng)過m層小波轉(zhuǎn)換的影像，所具有的子頻帶數(shù)目Nsubbands計(jì)算公式為：Nsubbands=3×m+1，圖2所示為圖像經(jīng)由二次小波轉(zhuǎn)換后所產(chǎn)生的七個(gè)不同的子頻帶。
每個(gè)子頻帶的量化步長值都是由一組獨(dú)立的控制參數(shù)（ε，μ）決定，該組控制參數(shù)必須記錄于JPEG 2000碼流頭部，供譯碼端還原量化步長值使用。圖3所示為一張圖像經(jīng)過三次小波轉(zhuǎn)換后所產(chǎn)生的頻率域情況。
本文所提的頻率域圖像尺寸縮小方法會(huì)改變?cè)緢D像的小波轉(zhuǎn)換層數(shù)，進(jìn)而影響到量化步長值與子頻帶的對(duì)應(yīng)關(guān)系。當(dāng)使用不同小波轉(zhuǎn)換層數(shù)時(shí)，每個(gè)子頻帶的量化步長值會(huì)不同。所以，當(dāng)圖像在進(jìn)行尺寸縮小前，先使用原本JPEG 2000圖像的量化步長值對(duì)圖像進(jìn)行反量化，還原頻率域信息，當(dāng)圖像尺寸已調(diào)整縮小后，再用新的量化步長值來量化頻率域信息，即可解決量化步長值與子頻帶不一致的問題。
在我們所提的方法中，分別會(huì)遇到小波層數(shù)足夠與小波層數(shù)不足的情況。假設(shè)一張JPEG 2000圖像小波層數(shù)為m層，欲要將圖像尺寸縮小為原來的（1/2n×1/2n）大小時(shí)，假如n
若n=m發(fā)生，也就是小波層數(shù)不足。首先經(jīng)EBCOT解碼后，產(chǎn)生不同的子頻帶信息。針對(duì)不同的子頻帶信息使用反量化，接著進(jìn)行圖像縮小的工作，將不需要的外頻信息去除，保留的頻率信息因小波層數(shù)不足（小波層數(shù)需為1層以上），要對(duì)保留的頻率信息再進(jìn)行小波轉(zhuǎn)換。產(chǎn)生出來的小波頻率域尺寸大小超過欲轉(zhuǎn)換尺寸，可將外頻的小波頻率信息去除，保留LL子頻帶。此時(shí)圖像大小雖已符合轉(zhuǎn)換所需大小，但JPEG 2000規(guī)定圖像至少要有一層小波轉(zhuǎn)換，所以必須再做一次小波轉(zhuǎn)換，得到一張小波轉(zhuǎn)換層數(shù)為1的JPEG 2000圖像，最后再經(jīng)量化與EBCOT編碼，得到尺寸縮小后的JPEG 2000圖像。
2 頻率域圖像尺寸縮小轉(zhuǎn)換方法
圖1中間的頻率域圖像尺寸縮小轉(zhuǎn)換方法主要工作包括縮小頻率域圖像尺寸與修改JPEG 2000圖像碼流主標(biāo)頭相關(guān)參數(shù)等步驟，詳細(xì)步驟如下：
2.1 括縮小頻率域圖像尺寸
①小波轉(zhuǎn)換層數(shù)足夠的作法。假設(shè)當(dāng)圖像的小波層數(shù)為m層，欲將圖像尺寸縮小為（1/2n×1/2n）大小時(shí)，若n 首先使用EBCOT解出頻率域信息，再對(duì)需保留的頻率域信息作反量化動(dòng)作，接著將整張圖像的尺寸縮小，并且丟棄不需要的外頻頻率信息，最后將所保留的頻率域信息再重新經(jīng)過量化與EBCOT編碼，即可得到圖像尺寸縮小后的JPEG 2000圖像。
②小波轉(zhuǎn)換層數(shù)不足的作法。假設(shè)當(dāng)圖像的小波層數(shù)為m層時(shí)，欲將圖像尺寸縮小為（1/2n×1/2n）大小時(shí)，若n=m，就是小波層數(shù)不足，則除了丟棄m個(gè)外層的中高頻信息外，還需要將原來最內(nèi)層的低頻信息，進(jìn)行（n-m）+1次小波轉(zhuǎn)換，再將所產(chǎn)生的（n-m）層的中高頻信息丟棄。由于以上的（n-m）次小波轉(zhuǎn)換后的中高頻信息最終將被丟棄，因此在進(jìn)行以上小波轉(zhuǎn)換時(shí)可直接省略許多計(jì)算工作，不必進(jìn)行完整的小波轉(zhuǎn)換。此法為本文提出的快速小波轉(zhuǎn)換方法。
2.2 修改JPEG 2000圖像碼流主標(biāo)頭相關(guān)參數(shù) JPEG 2000圖像碼流主標(biāo)頭記錄原始圖像大小、塊狀（tile）大小、小波層數(shù)、各子頻帶的量化步階值參數(shù)（ε和μ）等數(shù)據(jù)信息。在我們所提方法中，并沒有將圖像解回空間域，而是在頻率域信息縮小圖像尺寸后，直接進(jìn)行量化和EBCOT編碼，產(chǎn)生新的JPEG 2000圖像。新的JPEG 2000圖像碼流主標(biāo)頭數(shù)據(jù)無法像空間域轉(zhuǎn)換方法由JPEG 2000壓縮方式設(shè)定，而必須自行修改JPEG 2000圖像碼流主標(biāo)頭內(nèi)的相關(guān)參數(shù)。
3 小結(jié)
JPEG 2000具有的多種特性使其有著廣泛的應(yīng)用前景。目前許多圖形圖像公司如Pegasus，Aware等在開發(fā)的圖像軟件中集成了JPEG 2000圖像壓縮技術(shù)；有的公司如ImagePower等已開發(fā)出JPEG 2000的DSP芯片。JPEG 2000將取代JPEG在圖像壓縮領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。本論文提出一個(gè)新的快速圖像壓縮方法，可大幅降低使用空間域轉(zhuǎn)換時(shí)的處理時(shí)間，以及所需存儲(chǔ)空間，但是本文所提方法只針對(duì)靜態(tài)圖像實(shí)現(xiàn)固定大小的縮小轉(zhuǎn)換，無法對(duì)圖像作任意大小轉(zhuǎn)換，對(duì)圖像作任意大小轉(zhuǎn)換是一個(gè)很好的發(fā)展方向，需作進(jìn)一步研究。
參考文獻(xiàn)：
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基金項(xiàng)目
(1)基于c＋＋ builder的共焦顯微鏡三維重建方法 楊召雷 張運(yùn)波 董洪波
(4)m—link在通信系統(tǒng)仿真中的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 姚云龍 周俊 劉強(qiáng)
(8)基于嵌入式的無線煤炭自燃預(yù)警系統(tǒng) 劉德文 杜宇人
(11)tts語音單元的無損壓縮與按需解壓縮技術(shù) 卡斯木江·卡迪爾 古麗娜爾·艾力 艾斯卡爾·艾木都拉
無
(14)2012年中國國際信息通信展覽會(huì)開幕 無
基金項(xiàng)目
(15)低載荷工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)分析與仿真 陳蓓玉 胡凱 楊樂
(19)基于zigbee無線傳感網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) 楊俊 阮超 陳睿瑤 付紅橋
(23)endnote x5軟件在論文撰寫過程中的應(yīng)用 程宏輝 程筱農(nóng) 奚和平 黃新
(26)一種近距離無線傳感器系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 葉天鳳 胡長暉 葉夢(mèng)君 萬里光
(29)sakai網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)統(tǒng)一身份認(rèn)證中心的實(shí)現(xiàn) 柯水洲 馬雪梅 王新舸 鄒剛
(33)增益連續(xù)可調(diào)寬帶前置放大電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 汪俊杰 蓋建新 劉旭 程爽
(37)actionscript3.0垃圾回收機(jī)制及優(yōu)化策略 李智勇
(40)基于彩信的遠(yuǎn)程控制寵物籠系統(tǒng)的研制 楊樂 高超
(42)spring mvc技術(shù)分析及在實(shí)踐教學(xué)系統(tǒng)中的應(yīng)用 符紅霞
(47)支持向量機(jī)在廣義預(yù)測(cè)控制中的應(yīng)用 張偉 賈蓉
(50)測(cè)控信息技術(shù)領(lǐng)域提高學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力的方法 王可寧 劉纏牢 王偉 張雄星
(53)一種復(fù)雜背景下車牌定位算法 趙大偉 陳剛
研究與探討
(58)基于spce061a的語音手動(dòng)雙控制開關(guān)的設(shè)計(jì) 李建新 張肖飛 徐麗妍
(62)基于bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的鉆井復(fù)雜情況和事故診斷 崔猛 汪海閣 李洪 紀(jì)國棟 于洋
無
(65)第九屆通信企業(yè)管理現(xiàn)代化創(chuàng)新成果審定會(huì)開幕 無
研究與探討
(66)一種基于單攝像頭的虛擬鍵盤 楊騁
(68)基于橢圓曲線的充值卡加密 孫傳亮 周海港
(72)基于ccd和光電編碼器的差速整定方法研究 李增彥 張迪洲 張男
(77)嵌入式軟件仿真測(cè)試平臺(tái)開發(fā) 林丹丹
(80)基于anybus-s pn io模塊的profinet遠(yuǎn)程i/o設(shè)計(jì) 楊明 王永剛 張陸毅
(85)采用mel倒譜參數(shù)的咳嗽聲識(shí)別方法 尹永 莫鴻強(qiáng)
(92)模板匹配算法的兩種實(shí)現(xiàn)方法比較 謝方方 楊文飛 陳靜 李芳 于越
(96)基于msp430的低頻信號(hào)分析儀設(shè)計(jì) 張君 李金龍 郭建強(qiáng) 楊林曉
(101)基于labview的雙向智能鑰匙充放電測(cè)試系統(tǒng) 尹武 張文娟 周繼宇
(104)多用途市電負(fù)載功率調(diào)功電路的設(shè)計(jì) 姚正武 部紹海 林濤 李樹偉
&
nbsp; (107)gps周跳探測(cè)與修復(fù)方法的比較分析 徐歡 唐亮 都業(yè)濤
(112)并行計(jì)算技術(shù)綜述 王磊
(116)衛(wèi)星遠(yuǎn)程監(jiān)視及實(shí)時(shí)故障診斷研究與應(yīng)用 陳懷木 賈銀山 穆友勝
(121)基于soa的一體化繳費(fèi)接入管理平臺(tái)設(shè)計(jì) 王樹全 鄒寧峰 金鑫
(125)基于增量式pid控制算法的智能車設(shè)計(jì) 肖文健 李永科
應(yīng)用技術(shù)
(128)油層保護(hù)模糊專家系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì) 張丹 曹謝東 魏存擋 龐揚(yáng)
(131)基于multisim10低頻信號(hào)源的設(shè)計(jì)與仿真 蘭羽 周茜
(134)光電池基本特性的測(cè)定 趙楠 孫雪萍 李平舟
(137)基于單片機(jī)的無視頻報(bào)警監(jiān)測(cè)儀設(shè)計(jì) 李釗
(140)基于hfss的有孔屏蔽體的屏蔽效能分析 陳新平 楊顯清
(144)戰(zhàn)術(shù)無線電臺(tái)半實(shí)物仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 張愛民 辛廣輝 鄭振華
(147)基于混合高斯模型與核密度估計(jì)的目標(biāo)檢測(cè) 呂游 任政 李向陽 方向忠
(151)基于業(yè)務(wù)流程的信息化建設(shè)與應(yīng)用 劉光偉
(153)基于國產(chǎn)cpu的嵌入式醫(yī)療電子無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì) 裴家俊 張輝 劉蕓 戎蒙恬
(157)利用vba及office自動(dòng)化技術(shù)輔助人事辦公 王晶
(159)數(shù)字鐘電路的設(shè)計(jì) 曹嘯敏
(163)基于電磁傳感器的智能車自主尋跡系統(tǒng)設(shè)計(jì) 師克 王洪軍 李永科
無
(166)上海市中國軟件名城創(chuàng)建暨軟件產(chǎn)業(yè)工作會(huì)召開 無
應(yīng)用技術(shù)
(167)異步時(shí)鐘亞穩(wěn)態(tài)仿真方法 高文輝 胥志毅 鄔天愷 劉文江 仲景尼
(170)lwip的移植及其在并行系統(tǒng)中的應(yīng)用 趙虎 黎英 游謙
(173)盲人行走輔助裝置中道路檢測(cè)算法的研究 徐姍姍 應(yīng)捷 宋彥斌
無
(176)尚冰出席第八屆中國信息無障礙論壇開幕式并致辭 無
應(yīng)用技術(shù)
(177)多載波傳輸系統(tǒng)的頻偏及采樣鐘聯(lián)合補(bǔ)償算法 李炎 周志平 李鑫
(181)智能小車模糊-pid控制調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 張家驊 徐連強(qiáng) 吳迎春
無
(183)第九屆海峽兩岸信息產(chǎn)業(yè)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)論壇舉行 無
綜述與評(píng)論
(184)epc信息管理系統(tǒng)在裝備器材保障中的研究 康帥 高慶 程遠(yuǎn)增
(187)基于供應(yīng)鏈信息共享的備件資源整合研究 黃健 程中華 王亞彬
(190)航空航天偵察情報(bào)保障能力綜合評(píng)價(jià)模型研究 童濤 楊桄 譚海峰 王壽彪 葉怡
(194)裝備保障信息評(píng)價(jià)研究 趙國存 劉占嶺
無
論文摘 要:傳統(tǒng)的電視節(jié)目制作中，電視編輯是在編輯機(jī)上進(jìn)行的，由于磁帶記錄畫面是順序的，即通常稱為線性編輯，這就給編輯人員帶來很多的限制，編輯效率非常的低。而非線性編輯對(duì)存儲(chǔ)在硬盤上的數(shù)字化音視頻素材進(jìn)行隨意的排列組合，并可進(jìn)行方便的修改，這是非線性編輯的優(yōu)勢(shì)。
1非線性編輯的概念
非線性編輯系統(tǒng)呢？非線性編輯是把輸入的各種視音頻信號(hào)進(jìn)行A／D轉(zhuǎn)換，采用數(shù)字壓縮技術(shù)，存入計(jì)算機(jī)硬盤中，將傳統(tǒng)電視節(jié)目后期制作系統(tǒng)中的切換臺(tái)、數(shù)字特技、錄像機(jī)、編輯機(jī)、調(diào)音臺(tái)、字幕機(jī)、圖形創(chuàng)作系統(tǒng)等設(shè)備，用一臺(tái)計(jì)算機(jī)來進(jìn)行運(yùn)算、操作，視頻信號(hào)在計(jì)算機(jī)內(nèi)部全部按4∶2∶2數(shù)字分量處理。一個(gè)完整的非線性編輯系統(tǒng)應(yīng)該具備四個(gè)部分:(1)電子的:是以計(jì)算機(jī)為平臺(tái)，主要是支持用戶和系統(tǒng)硬件之間的快速數(shù)據(jù)傳遞、數(shù)據(jù)管理和硬件接口協(xié)議。(2)非線性:是存儲(chǔ)媒體的物理性質(zhì)決定素材不一定按順序排列，鏡頭可以按各種順序排列，鏡頭組可以任意移動(dòng)。(3)隨機(jī)存取:是用戶可隨機(jī)地尋找特定的素材段，無須通過順序的方式到達(dá)指定位置。(4)編輯系統(tǒng):是編輯利用軟件建立視頻軌和音頻軌，進(jìn)行編輯、特技、字幕等全部后期制作。傳統(tǒng)上磁帶的編輯方式稱為電子編輯，它是用電子手段根據(jù)節(jié)目內(nèi)容的要求將素材連接成新的連續(xù)的畫面。通常使用組合編輯將素材順序編成新的連續(xù)的畫面，然后可以用插入編輯方式，對(duì)某一段進(jìn)行同樣長度的替換，但是要想刪除、縮短、加長中間的某一段就不可能了，除非將那一段以后的畫面全部抹去重錄。像打字一樣，打字機(jī)的稿子中間是不可能像計(jì)算機(jī)打字那樣進(jìn)行插入和修改的。而非線性編輯是指素材的長短和順序可以不按制作的先后長短進(jìn)行任意編輯。對(duì)于素材可以隨意地改變順序，縮短或加長其中的某一段。
2非線性編輯系統(tǒng)在電視節(jié)目制作中的應(yīng)用原理
非線編系統(tǒng)先將錄像帶上的模擬信號(hào)通過視音頻采集卡，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)的硬盤中，然后再通過視音頻編輯軟件，對(duì)所存儲(chǔ)的素材進(jìn)行任意的編輯和修改，就像剪輯電影片一樣地直觀。即使制作完成后，刪除節(jié)目的時(shí)間長短仍可任意增減，這是線性編輯系統(tǒng)無法比擬的。用線性編輯系統(tǒng)僅能做到鏡頭的替換和修改，正因受到這種限制，每完成一部作品，總要帶著一些遺憾。用非線性編輯系統(tǒng)制作還可任意切入各種特技、圖形、動(dòng)畫、字幕、音樂和效果，方便快捷地一次生成高質(zhì)量的節(jié)目帶，最后再由視音頻卡將數(shù)字信號(hào)還原成模擬信號(hào)，轉(zhuǎn)錄到所需的錄像帶上，或直接輸出數(shù)字信號(hào)。具體來說有以下幾個(gè)環(huán)節(jié):首先，由于該系統(tǒng)采用數(shù)字處理，除了A/D、D/A轉(zhuǎn)換，壓縮與解壓縮等可能會(huì)引起一些信號(hào)損失外，其它處理均能保證圖像的原有質(zhì)量，沒有傳統(tǒng)的線性編輯過程中出現(xiàn)的信號(hào)損失、圖像質(zhì)量下降、背景噪音增加等現(xiàn)象。在采集動(dòng)態(tài)視頻信號(hào)時(shí)，還可以對(duì)圖像的亮度，對(duì)比度等參數(shù)進(jìn)行修正。在處理視頻信號(hào)時(shí)，應(yīng)根據(jù)硬盤空間的大小，素材和節(jié)目的長短，適當(dāng)調(diào)整壓縮比，一般壓縮比為10∶1時(shí)，可得到S—VHS的視頻技術(shù)指標(biāo)，5∶1時(shí)可得到V—maticsp的指標(biāo)，4∶1時(shí)可達(dá)到BetacamspMⅡ的指標(biāo)，2∶1時(shí)即可達(dá)到數(shù)字Betacamsp的技術(shù)指標(biāo)。要根據(jù)硬盤容量的不同需要，合理處理好視頻與壓縮比、存儲(chǔ)時(shí)間的關(guān)系。我們一般都采用不低于4∶1的壓縮比，以滿足省級(jí)臺(tái)廣播標(biāo)準(zhǔn)的需求。該系統(tǒng)還為音頻編輯提供了強(qiáng)大的編輯功能和很高的音響指標(biāo)，當(dāng)采樣頻率為22.05KHz、8bit量化取樣時(shí)，聲音可達(dá)FM音樂標(biāo)準(zhǔn)，我們常用44.1KHz、16bit，聲音質(zhì)量則達(dá)CD標(biāo)準(zhǔn)。所以，采用非線性編輯系統(tǒng)可以保證視音頻信號(hào)不衰減，且隨著軟硬件的升級(jí)，編輯制作質(zhì)量還會(huì)更好。其次，由于非線性編輯系統(tǒng)已將所存素材存儲(chǔ)在硬盤上，因此，編輯時(shí)只需操作鼠標(biāo)，便可非常方便地瀏覽素材、搜索編輯點(diǎn)，正常播放、快放、慢放、單幀播放、倒放均可，且速度可無級(jí)調(diào)節(jié)，操作自如，還可實(shí)時(shí)定位編輯點(diǎn)，既可用鼠標(biāo)進(jìn)行手動(dòng)粗略定位，也可用時(shí)間碼精確定位。該系統(tǒng)具有99軌視頻和99軌音頻，可以以幀的精確度實(shí)現(xiàn)編輯，并可精確實(shí)現(xiàn)聲畫同步。其A—B兩條視軌相當(dāng)于A/B卷編輯中的兩臺(tái)放像機(jī)。在整個(gè)編輯過程中，只需在視音頻軌道上實(shí)時(shí)調(diào)配出入點(diǎn)的畫面和聲音，十分方便、快捷。如果發(fā)生錯(cuò)誤，可立即還原而不影響原始文件。對(duì)已編好的節(jié)目可以任意進(jìn)行插入、刪除或前后調(diào)換，每段素材可以任意裁取、多次使用，對(duì)于簡單切換的鏡頭，可實(shí)行觀看編輯效果。靜止圖像的播放時(shí)間可以任意設(shè)定，運(yùn)動(dòng)圖像可以通過時(shí)間設(shè)定實(shí)現(xiàn)—100～100倍的慢、快動(dòng)作處理。同時(shí)，它還備有強(qiáng)大的數(shù)字特技功能，多種劃像方式的二、三維特技、多種三維立體仿真設(shè)計(jì)、多種常用摳像方式，可以實(shí)現(xiàn)視頻圖像的疊化、卷頁、變色、水波、柔化、反光，爆炸、鏡像、負(fù)像浮雕等特殊效果。該系統(tǒng)除A、B軌外，還可實(shí)現(xiàn)97層不同視頻圖像的疊加，其自身就有多種中英文字幕和簡單的繪圖工具可供選用。還可實(shí)現(xiàn)音頻信號(hào)的混響、變聲等效果，并提供了預(yù)演功能，編輯效果可通過預(yù)演窗口隨時(shí)觀看，滿意后再生成。非線性編輯系統(tǒng)在制作片頭片尾時(shí)，更能顯示它的優(yōu)越性，不僅給制作高質(zhì)量的節(jié)目提供了充足的表現(xiàn)力，而且也為編輯者的創(chuàng)意提供了豐富的想象力。再次，非線性編輯系統(tǒng)集小型化、一體化、多功能于一身，且軟件易于升級(jí)，較線性編輯系統(tǒng)有很高的價(jià)比性。由于非線性編輯系統(tǒng)的硬盤運(yùn)行時(shí)是非接觸讀寫方式，其壽命長，約為數(shù)十萬個(gè)小時(shí)，信號(hào)數(shù)字化處理，不需調(diào)整，維護(hù)成本很低。而線性編輯機(jī)的視頻磁頭壽命一般不足一千小時(shí)，其維護(hù)成本很高。非線性編輯一般均具有符合廣播電視標(biāo)準(zhǔn)的所有視頻接口，如復(fù)合、分量，Y/C以及符合SMPIE標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字SDI接口和IEEE—1394接口，可與數(shù)字BE—TACAMSP、DVCPRO、MII、U型機(jī)、S—VHS等設(shè)備配套使用?？赏鈷於鄠€(gè)硬盤，可控制多臺(tái)不同格式的錄像機(jī)，具有從DVW到目前各種檔次攝錄系統(tǒng)的畫面質(zhì)量，能與各種不同檔次的攝錄系統(tǒng)組合，有很好的兼容性，不會(huì)發(fā)生不匹配現(xiàn)象。經(jīng)過非線性編輯系統(tǒng)制好的節(jié)目，可以根據(jù)不同需要，隨時(shí)輸出轉(zhuǎn)錄成各種規(guī)格的節(jié)目帶，保證了復(fù)制質(zhì)量。當(dāng)然也可以直接存在硬盤上，或掛接計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)節(jié)目交換或素材資料的資源共享。
3結(jié)語
非線性編輯則是應(yīng)用計(jì)算機(jī)圖像技術(shù)，在計(jì)算機(jī)中對(duì)各種原始素材進(jìn)行各種編輯操作，并將最終結(jié)果輸出到計(jì)算機(jī)硬盤、磁帶、錄像帶等記錄設(shè)備上這一系列完整的工藝過程，對(duì)數(shù)字化音視頻素材可以進(jìn)行隨意的排列組合，并可進(jìn)行方便的修改，因而效率高，而且效果好采用非線性編輯系統(tǒng)制作節(jié)目是我們電視制作的一個(gè)大方向，我們應(yīng)該進(jìn)一步加強(qiáng)技術(shù)革新，不斷完善電視節(jié)目制作水平。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：提升小波變換 滾動(dòng)軸承 故障診斷
1、引言
據(jù)統(tǒng)計(jì)，旋轉(zhuǎn)機(jī)械30%的機(jī)械故障由軸承故障引起。準(zhǔn)確及時(shí)地了解軸承在機(jī)械設(shè)備中的運(yùn)行狀況，對(duì)于保障設(shè)備的正常運(yùn)行和人身財(cái)產(chǎn)安全有著十分重要的意義。
傳統(tǒng)的小波分析是基于頻率的線性分解，對(duì)于非線性、非平穩(wěn)信號(hào)的分析得不到很好的分解效果。由Sweldens和Daubechiesa等學(xué)者在20世紀(jì)90年代中期提出的提升小波變換通過伸縮和平移算法對(duì)信號(hào)進(jìn)行多尺度分解解決了這一難題。
2、滾動(dòng)軸承故障信號(hào)分析
正常的滾動(dòng)軸承，在其振動(dòng)信號(hào)時(shí)域圖上無沖擊、信號(hào)無明顯的變化，頻率成分多集中在低頻成分（800Hz以下）。當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，軸承將產(chǎn)生重復(fù)性的沖擊，由它引起的沖擊響應(yīng)是一種高頻的振動(dòng)，并被沖擊出現(xiàn)的頻率調(diào)制。通過提升小波分解、Hilbert包絡(luò)解調(diào)、細(xì)化等方法，可以將故障有關(guān)的頻率從高頻調(diào)制信號(hào)中提取出來，再通過譜分析可以獲得與不同損傷相對(duì)應(yīng)的頻率成分及其高次諧波。
故障數(shù)據(jù)源自西儲(chǔ)大學(xué)軸承數(shù)據(jù)中心。實(shí)驗(yàn)平臺(tái)包括電機(jī)、功率計(jì)、電子控制設(shè)備和傳感器組成。被測(cè)軸承支撐電機(jī)軸，使用電火花加工技術(shù)在軸承上布置了單點(diǎn)故障，故障直徑分別為0.007、0.014、0.021、0.028、0.040英寸（1英寸=2.54厘米）。軸承型號(hào)為SKF6205，電機(jī)轉(zhuǎn)速1796r/min，采樣頻率12000Hz，軸承內(nèi)外圈以及滾動(dòng)體故障頻率分別為107.321Hz、162.079Hz、70.592Hz。軸承回轉(zhuǎn)頻率為29.93Hz。本文主要以軸承外圈故障作為研究對(duì)象。
圖1是滾動(dòng)軸承原始信號(hào)圖，圖2是原始信號(hào)的功率譜。從圖中可看出，軸承存在間斷的沖擊振動(dòng)，得不到有用信息。圖3為兩種消噪方式后的重構(gòu)信號(hào)，與原始信號(hào)相比，信號(hào)的信噪比得到很大的提高，通過對(duì)比可以看出，經(jīng)提升小波分解后的消噪信號(hào)很好的保留了信號(hào)極值，而普通線性小波將極值濾掉。圖4是經(jīng)提升小波的功率譜，從功率譜中可以明顯的發(fā)現(xiàn)軸承的故障頻率107.4Hz及其倍頻，與軸承外圈故障頻率107.321Hz極為接近，由此可判斷出軸承故障為外圈故障。同時(shí)，30.27Hz、59.57Hz（軸承的回轉(zhuǎn)頻率及其倍頻）也出現(xiàn)在功率譜上，因?yàn)闈L動(dòng)軸承存在間隙使振動(dòng)信號(hào)的振幅發(fā)生調(diào)制引起。
3、結(jié)語
本文采用提升小波變換對(duì)滾動(dòng)軸承故障信號(hào)進(jìn)行處理，有效地將故障頻率從復(fù)雜信號(hào)中提取出來，并得到滿意的效果，與傳統(tǒng)線性小波相比具有更好的提取效果。
參考文獻(xiàn)
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