壓縮技術論文模板(10篇)

導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇壓縮技術論文，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內容能為您提供靈感和參考。

篇1

Abstract:Digitalimagecompressiontechnologyisofspecialintrestforthefasttransmissionandreal-timeprocesssingofdigitalimageinformationontheinternet.Thepaperintroducesseveralkindsofthemostimportantimagecompressionalgorithmsatpresent:JPEG,JPEG2000,fractalimagecompressionandwavelettransformationimagecompression,andsummarizestheiradvantageanddisadvantageanddevelopmentprospect.Thenitintroducessimplythepresentdevelopmentofcodingalgorithmsaboutarbitraryshapevideoobject,andindicatesthealgorithmshaveahighcompressionrate.

Keyword:Digitalimage;Imagecompression;Compresstechnique;Arbitraryshapevisibleobjectcode

一、引言

隨著多媒體技術和通訊技術的不斷發展，多媒體娛樂、信息高速公路等不斷對信息數據的存儲和傳輸提出了更高的要求，也給現有的有限帶寬以嚴峻的考驗，特別是具有龐大數據量的數字圖像通信，更難以傳輸和存儲，極大地制約了圖像通信的發展，因此圖像壓縮技術受到了越來越多的關注。圖像壓縮的目的就是把原來較大的圖像用盡量少的字節表示和傳輸，并且要求復原圖像有較好的質量。利用圖像壓縮，可以減輕圖像存儲和傳輸的負擔，使圖像在網絡上實現快速傳輸和實時處理。

圖像壓縮編碼技術可以追溯到1948年提出的電視信號數字化，到今天已經有50多年的歷史了[1]。在此期間出現了很多種圖像壓縮編碼方法，特別是到了80年代后期以后，由于小波變換理論，分形理論，人工神經網絡理論，視覺仿真理論的建立，圖像壓縮技術得到了前所未有的發展，其中分形圖像壓縮和小波圖像壓縮是當前研究的熱點。本文對當前最為廣泛使用的圖像壓縮算法進行綜述，討論了它們的優缺點以及發展前景。

二、JPEG壓縮

負責開發靜止圖像壓縮標準的“聯合圖片專家組”（JointPhotographicExpertGroup,簡稱JPEG），于1989年1月形成了基于自適應DCT的JPEG技術規范的第一個草案，其后多次修改，至1991年形成ISO10918國際標準草案，并在一年后成為國際標準，簡稱JPEG標準。

1．JPEG壓縮原理及特點

JPEG算法中首先對圖像進行分塊處理，一般分成互不重疊的大小的塊，再對每一塊進行二維離散余弦變換（DCT）。變換后的系數基本不相關，且系數矩陣的能量集中在低頻區，根據量化表進行量化，量化的結果保留了低頻部分的系數，去掉了高頻部分的系數。量化后的系數按zigzag掃描重新組織，然后進行哈夫曼編碼。JPEG的特點如下：

優點：（1）形成了國際標準；（2）具有中端和高端比特率上的良好圖像質量。

缺點：（1）由于對圖像進行分塊，在高壓縮比時產生嚴重的方塊效應；（2）系數進行量化，是有損壓縮；（3）壓縮比不高，小于50[2]。

JPEG壓縮圖像出現方塊效應的原因是：一般情況下圖像信號是高度非平穩的，很難用Gauss過程來刻畫，并且圖像中的一些突變結構例如邊緣信息遠比圖像平穩性重要，用余弦基作圖像信號的非線性逼近其結果不是最優的[3]。

2．JPEG壓縮的研究狀況及其前景[2]

針對JPEG在高壓縮比情況下，產生方塊效應，解壓圖像較差，近年來提出了不少改進方法，最有效的是下面的兩種方法：

（1）DCT零樹編碼

DCT零樹編碼把DCT塊中的系數組成log2N個子帶，然后用零樹編碼方案進行編碼。在相同壓縮比的情況下，其PSNR的值比EZW高。但在高壓縮比的情況下，方塊效應仍是DCT零樹編碼的致命弱點。

（2）層式DCT零樹編碼

此算法對圖像作的DCT變換，將低頻塊集中起來，做反DCT變換；對新得到的圖像做相同變換，如此下去，直到滿足要求為止。然后對層式DCT變換及零樹排列過的系數進行零樹編碼。

JPEG壓縮的一個最大問題就是在高壓縮比時產生嚴重的方塊效應，因此在今后的研究中，應重點解決DCT變換產生的方塊效應，同時考慮與人眼視覺特性相結合進行壓縮。

三、JEPG2000壓縮

JPEG2000是由ISO/IECJTCISC29標準化小組負責制定的全新靜止圖像壓縮標準。一個最大改進是它采用小波變換代替了余弦變換。2000年3月的東京會議，確定了彩色靜態圖像的新一代編碼方式—JPEG2000圖像壓縮標準的編碼算法。

1．JPEG2000壓縮原理及特點

JPEG2000編解碼系統的編碼器和解碼器的框圖如圖1所示[4]。

編碼過程主要分為以下幾個過程：預處理、核心處理和位流組織。預處理部分包括對圖像分片、直流電平（DC）位移和分量變換。核心處理部分由離散小波變換、量化和熵編碼組成。位流組織部分則包括區域劃分、碼塊、層和包的組織。

JPEG2000格式的圖像壓縮比，可在現在的JPEG基礎上再提高10%~30%，而且壓縮后的圖像顯得更加細膩平滑。對于目前的JPEG標準，在同一個壓縮碼流中不能同時提供有損和無損壓縮，而在JPEG2000系統中，通過選擇參數，能夠對圖像進行有損和無損壓縮。現在網絡上的JPEG圖像下載時是按“塊”傳輸的，而JPEG2000格式的圖像支持漸進傳輸，這使用戶不必接收整個圖像的壓縮碼流。由于JPEG2000采用小波技術，可隨機獲取某些感興趣的圖像區域（ROI）的壓縮碼流，對壓縮的圖像數據進行傳輸、濾波等操作[4]。

圖1JPEG2000壓縮編碼與解壓縮的總體流程

2．JPEG2000壓縮的前景

JPEG2000標準適用于各種圖像的壓縮編碼。其應用領域將包括Internet、傳真、打印、遙感、移動通信、醫療、數字圖書館和電子商務等[5]。JPEG2000圖像壓縮標準將成為21世紀的主流靜態圖像壓縮標準。

四、小波變換圖像壓縮

1．小波變換圖像壓縮原理

小波變換用于圖像編碼的基本思想就是把圖像根據Mallat塔式快速小波變換算法進行多分辨率分解。其具體過程為：首先對圖像進行多級小波分解，然后對每層的小波系數進行量化，再對量化后的系數進行編碼。小波圖像壓縮是當前圖像壓縮的熱點之一，已經形成了基于小波變換的國際壓縮標準，如MPEG-4標準，及如上所述的JPEG2000標準[2]。

2．小波變換圖像壓縮的發展現狀及前景

目前3個最高等級的小波圖像編碼分別是嵌入式小波零樹圖像編碼（EZW），分層樹中分配樣本圖像編碼（SPIHT）和可擴展圖像壓縮編碼（EBCOT）。

（1）EZW編碼器[6]

1993年，Shapiro引入了小波“零樹”的概念，通過定義POS、NEG、IZ和ZTR四種符號進行空間小波樹遞歸編碼，有效地剔除了對高頻系數的編碼，極大地提高了小波系數的編碼效率。此算法采用漸進式量化和嵌入式編碼模式，算法復雜度低。EZW算法打破了信息處理領域長期篤信的準則：高效的壓縮編碼器必須通過高復雜度的算法才能獲得，因此EZW編碼器在數據壓縮史上具有里程碑意義。

（2）EBCOT編碼器[8]

優化截斷點的嵌入塊編碼方法（EBCOT）首先將小波分解的每個子帶分成一個個相對獨立的碼塊，然后使用優化的分層截斷算法對這些碼塊進行編碼，產生壓縮碼流，結果圖像的壓縮碼流不僅具有SNR可擴展而且具有分辨率可擴展，還可以支持圖像的隨機存儲。比較而言，EBCOT算法的復雜度較EZW和SPIHT有所提高，其壓縮性能比SPIHT略有提高。

小波圖像壓縮被認為是當前最有發展前途的圖像壓縮算法之一。小波圖像壓縮的研究集中在對小波系數的編碼問題上。在以后的工作中，應充分考慮人眼視覺特性，進一步提高壓縮比，改善圖像質量。并且考慮將小波變換與其他壓縮方法相結合。例如與分形圖像壓縮相結合是當前的一個研究熱點[2]。

（3）SPIHT編碼器[7]

由Said和Pearlman提出的分層小波樹集合分割算法（SPIHT）則利用空間樹分層分割方法，有效地減小了比特面上編碼符號集的規模。同EZW相比，SPIHT算法構造了兩種不同類型的空間零樹，更好地利用了小波系數的幅值衰減規律。同EZW編碼器一樣，SPIHT編碼器的算法復雜度低，產生的也是嵌入式比特流，但編碼器的性能較EZW有很大的提高。

五、分形圖像壓縮

1988年，Barnsley通過實驗證明分形圖像壓縮可以得到比經典圖像編碼技術高幾個數量級的壓縮比。1990年，Barnsley的學生A.E.Jacquin提出局部迭代函數系統理論后，使分形用于圖像壓縮在計算機上自動實現成為可能。

1．分形圖像壓縮的原理

分形壓縮主要利用自相似的特點，通過迭代函數系統（IteratedFunctionSystem,IFS）實現。其理論基礎是迭代函數系統定理和拼貼定理。

分形圖像壓縮把原始圖像分割成若干個子圖像，然后每一個子圖像對應一個迭代函數，子圖像以迭代函數存儲，迭代函數越簡單，壓縮比也就越大。同樣解碼時只要調出每一個子圖像對應的迭代函數反復迭代，就可以恢復出原來的子圖像，從而得到原始圖像[9]。

2．幾種主要分形圖像編碼技術[9]

隨著分形圖像壓縮技術的發展，越來越多的算法被提出，基于分形的不同特征，可以分成以下幾種主要的分形圖像編碼方法。

（1）尺碼編碼方法

尺碼編碼方法是基于分形幾何中利用小尺度度量不規則曲線長度的方法，類似于傳統的亞取樣和內插方法，其主要不同之處在于尺度編碼方法中引入了分形的思想，尺度隨著圖像各個組成部分復雜性的不同而改變。

（2）迭代函數系統方法

迭代函數系統方法是目前研究最多、應用最廣泛的一種分形壓縮技術，它是一種人機交互的拼貼技術，它基于自然界圖像中普遍存在的整體和局部自相關的特點，尋找這種自相關映射關系的表達式，即仿射變換，并通過存儲比原圖像數據量小的仿射系數，來達到壓縮的目的。如果尋得的仿射變換簡單而有效，那么迭代函數系統就可以達到極高的壓縮比。

（3）A-E-Jacquin的分形方案

A-E-Jacquin的分形方案是一種全自動的基于塊的分形圖像壓縮方案，它也是一個尋找映射關系的過程，但尋找的對象域是將圖像分割成塊之后的局部與局部的關系。在此方案中還有一部分冗余度可以去除，而且其解碼圖像中存在著明顯的方塊效應。

3．分形圖像壓縮的前景[2]

雖然分形圖像壓縮在圖像壓縮領域還不占主導地位，但是分形圖像壓縮既考慮局部與局部，又考慮局部與整體的相關性，適合于自相似或自仿射的圖像壓縮，而自然界中存在大量的自相似或自仿射的幾何形狀，因此它的適用范圍很廣。

六、其它壓縮算法

除了以上幾種常用的圖像壓縮方法以外，還有：NNT（數論變換）壓縮、基于神經網絡的壓縮方法、Hibert掃描圖像壓縮方法、自適應多相子帶壓縮方法等，在此不作贅述。下面簡單介紹近年來任意形狀紋理編碼的幾種算法[10]~[13]。

（1）形狀自適應DCT（SA-DCT）算法

SA-DCT把一個任意形狀可視對象分成的圖像塊，對每塊進行DCT變換，它實現了一個類似于形狀自適應GilgeDCT[10][11]變換的有效變換，但它比GilgeDCT變換的復雜度要低。可是，SA-DCT也有缺點，它把像素推到與矩形邊框的一個側邊相平齊，因此一些空域相關性可能丟失，這樣再進行列DCT變換，就有較大的失真了[11][14][15]。

（2）形狀自適應離散小波變換（SA-DWT）

Li等人提出了一種新穎的任意形狀對象編碼，SA-DWT編碼[18]~[22]。這項技術包括SA-DWT和零樹熵編碼的擴展（ZTE），以及嵌入式小波編碼（EZW）。SA-DWT的特點是：經過SA-DWT之后的系數個數，同原任意形狀可視對象的像素個數相同；小波變換的空域相關性、區域屬性以及子帶之間的自相似性，在SA-DWT中都能很好表現出來；對于矩形區域，SA-DWT與傳統的小波變換一樣。SA-DWT編碼技術的實現已經被新的多媒體編碼標準MPEG-4的對于任意形狀靜態紋理的編碼所采用。

在今后的工作中，可以充分地利用人類視覺系統對圖像邊緣部分較敏感的特性，嘗試將圖像中感興趣的對象分割出來，對其邊緣部分、內部紋理部分和對象之外的背景部分按不同的壓縮比進行壓縮，這樣可以使壓縮圖像達到更大的壓縮比，更加便于傳輸。

（3）Egger方法

Egger等人[16][17]提出了一個應用于任意形狀對象的小波變換方案。在此方案中，首先將可視對象的行像素推到與邊界框的右邊界相平齊的位置，然后對每行的有用像素進行小波變換，接下來再進行另一方向的小波變換。此方案，充分利用了小波變換的局域特性。然而這一方案也有它的問題，例如可能引起重要的高頻部分同邊界部分合并，不能保證分布系數彼此之間有正確的相同相位，以及可能引起第二個方向小波分解的不連續等。

七、總結

圖像壓縮技術研究了幾十年，取得了很大的成績，但還有許多不足，值得我們進一步研究。小波圖像壓縮和分形圖像壓縮是當前研究的熱點，但二者也有各自的缺點，在今后工作中，應與人眼視覺特性相結合。總之，圖像壓縮是一個非常有發展前途的研究領域，這一領域的突破對于我們的信息生活和通信事業的發展具有深遠的影響。

參考文獻：

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篇2

1臨床資料

1.1一般資料

96例中男45例，女51例，年齡55～90歲(平均68.5歲)。所有患者均攝X線片和CT掃描，其中82例加行MRI檢查，排除腫瘤所致脊椎繼發性骨折，均確認為骨質疏松脊椎壓縮性骨折。骨質疏松程度根據L3骨小梁變化分級［1］：I度33例，II度45例，III度18例。骨折部位C6～L5，其中胸腰椎92例，頸椎4例；單處骨折70例，2處及2處以上骨折26例。80例有輕微外傷史，其中腰扭傷22例，平地跌倒58例。16例僅有輕微腰背痛，初次就診時患者未意識到已發生骨折。

1.2治療方法

本組96例患者其中30例行經后路椎弓根螺釘復位固定術，手術適應證：(1)伴有神經損傷；(2)雖然無神經癥狀，但脊柱后凸成角＞20°，椎管占位＞椎管矢狀位50%，椎體高度壓縮＞50%；(3)全身情況較好，能耐受手術，傷前生活能自理者。全身情況較差，不能耐受手術及重度骨質疏松應為手術禁忌證。其余66例行非手術治療。

2結果

30例手術患者術后X線片示脊柱后凸成角恢復正常，壓縮椎體回復或基本恢復正常高度，其中5例神經損傷者6個月后神經功能恢復正常，2例行椎體成形術。本組96例患者均在臥床4～8周后在腰圍保護下開始下地行走，所有患者根據不同情況給予性激素、降鈣素，鈣劑或維生素D等藥物治療，經隨訪，手術組30例無腰背痛或腰背痛較輕，無需長期服用止痛藥，非手術組66例中，42例有腰背痛，22例發生進展性后凸畸形。

3討論

3.1骨質疏松脊椎壓縮性骨折臨床特點

老年骨質疏松脊椎壓縮性骨折與青壯年外傷性骨折有很大差別，外傷性脊椎壓縮性骨折均有不同程度的胸腰部疼痛和活動受限，按Denis分類，僅涉及前柱壓縮者為壓縮型，同時涉及前柱和中柱壓縮者為爆裂型。典型爆裂型骨折表現有椎體向四周爆裂，椎體前緣均壓縮，椎管均有不同程度狹窄點，椎弓根間距增寬和椎板縱向骨折［2］。骨質疏松脊椎壓縮性骨折主要發生在老年人，本組患者平均年齡68.5歲。隨著患者年齡的增大，機體內骨無機鹽成分減少，骨彈性減少而脆性增加，骨代謝出現負增長，以骨吸收為主，長期積累導致骨量缺失，骨密度降低，骨骼的質和量均降低，出現骨質疏松，輕微外傷即可發生脊椎壓縮性骨折。骨折類型以楔形骨折最多見，向四周爆裂較輕，很少有椎弓根間距增寬和椎板縱向骨折，伴有神經根傳導功能受損者較少。

3.2骨質疏松脊椎壓縮性骨折手術方法的選擇

基于老年骨質疏松脊椎壓縮性骨折的特點以及患者對預期生活質量的期望，要求醫者應采取積極的治療方法，在患者全身情況許可無嚴格手術禁忌證的情況下重建脊柱正常序列和穩定性，早期離床活動，糾正和防止后凸畸形。本組96例患者30例行經后路椎弓根螺釘復位固定術，此手術可撐開、復位、固定骨折、恢復脊柱的生理彎曲和椎體高度，擴大椎管內徑，重建脊柱穩定性，但骨質疏松時固定螺釘容易松動、脫出，因此固定時可選用直徑較粗、長度較長螺紋較深的椎弓根螺釘，以增加螺釘的把持力［3］。

3.3術后早期功能鍛煉

術后早期離床活動，可減少長期臥床并發癥，治療糾正骨質疏松。老年骨質疏松脊椎壓縮性骨折患者，只要符合手術適應證，原則上都應早期手術，早期活動，可以降低褥瘡、下肢深靜脈血栓形成、肺部感染、泌尿系統感染等并發癥，而且可以避免長期臥床引起的骨量丟失。早期活動功能鍛煉及適當的藥物治療可以增強骨質量和骨強度［4，5］。另外，手術治療可以避免晚期由于脊柱應力分布異常所引起小關節的退變、相鄰脊柱的異常活動和生理曲度的改變，以及椎管狹窄所致的腰痛，糾正后凸畸形，避免因非手術治療椎體高度不能完全恢復致離床活動脊柱負重后加重后凸畸形［6］。

【參考文獻】

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2殷渠東，鄭祖根.胸腰椎爆裂骨折的研究進展.中國脊柱脊髓雜志，1995，5(1):43.

3趙必增，賈連順，李家順，等.椎體成形術及其進展.骨與關節損傷雜志，2001，16（6）：470.

篇3

一、數據壓縮知識

數據壓縮技術的發展。

隨著計算機技術的飛速發展，數據壓縮作為解決海量信息存儲和傳輸的支撐技術受到了人們的極大重視，對數據壓縮算法的研究也不僅局限于信息論中有關信源編碼的范疇，數字圖像信號、語音信號的分析和處理等技術被大量引入到有關的研究領域。

1977年，兩位以色列科學家Jacob Ziv和Abraham Lempel發表了名為“A Universal Algorithm for Sequential Data Compression”（順序數據壓縮的通用算法）的論文，提出了一種不同與以往的基于字典的壓縮方法——LZ77，他們在1978年又提出了LZ77的改進算法——LZ78，這兩個算法吧數據壓縮的研究推向了一個全新的階段。1984年，Terry Weleh發表的論文“A Technique for High Performance Data Compression”（高性能數據壓縮技術）描述了對LZ78算法的改進和具體實現技術，成為LZW算法。目前，無損數據壓縮領域中流行的數據壓縮方法多是基于字典的壓縮技術。UNIX系統上的一個實用壓縮軟件COMPRESS和Windows系統下的壓縮軟件Winzip和Winrar中所使用的壓縮算法都是基于字典壓縮技術的。

當數據壓縮被用于減少存儲空間時，可以減少程序的總執行時間。這是因為存儲量的減少將導致磁盤存取次數的減少，雖然數據的壓縮/解壓縮過程會增加額外的程序指令，但由于程序的執行時間通常少于數據的存儲時間，因此中的執行時間將減少。也正因如此，數據壓縮技術在計算機技術飛速發展的今天仍然有著很重要的作用。

二、XML壓縮索引

（一）XML壓縮背景

上文中已經述說了XML的優點，但和其它形式的數據表示相比，XML文檔往往很大。因此有些時候，傳輸速度和存儲空間會非常重要。具體來說：

1.XML是一種清晰而易用的文本標記格式，但它的弱點就是當有大量數據需要交換，而程序內部處理部分又非常少時，會導致XML文檔非常大，這樣過大的空間占用意味著更大的處理代價；

2.由于本文壓縮算法多年來一直是大量研究項目的課題，目前已經非常成熟。這種類型的算法都能方便的將XML進行壓縮，但將XML文本作為一般文本文件進行壓縮，這類算法都不大可能改善處理的速度，而且還會增加了解壓后再解析的步驟；

3.我們把XML文檔用于索引結構，這樣就不能只保持了XML文檔的結構而無法對XML進行索引搜索。也就排除了一些簡單的XML壓縮算法。

（二）XML壓縮方法

當壓縮文檔時，通常首先考慮常用的壓縮算法，如：Lempel-Ziv和Huffman，以及在它們上面實現變化的一些常用實用程序。在類Unix平臺上通常是gzip；在其它平臺上，zip更為常用，比如：PKZIP、Info-ZIP和WinZip。但這些實用程序實際上意在充分地減少XML文件的大小。但是，都沒有保持了XML文檔的結構，或是無法對XML文檔進行索引。這樣本文選擇使用BWT壓縮算法而不是順序Lempel-Ziv算法。

（三）BWT數據壓縮

利用BWT壓縮算法，我們先把字符文本進行轉換，然后進行壓縮，這樣就解決了XML文檔過大的弊端。而且BWT壓縮算法要比順序LZ算法，解壓時速度有所提高。BWT算法的具體介紹我們在第5章進行講解。

三、系統設計

（一）XML文件整體輸出

首先，我們先不考慮XML文件的結構，這樣把XML數據文件提交給程序，會按照普通文本文件的方式進行處理。程序先讀取整個文件的內容，之后將它們作為一個字符串，進行后綴數組排序，然后BWT轉換。但是這樣的結果并不如意，有以下兩個缺點：

1.程序執行的效率不高，文件內容如過大，導致整體的速度下降；

2.不便于查找，整體進行排序換轉后打亂了文件結構，不能成為索引；

（二）以XML文件結構進行輸出

由于不能破壞XML文件的結構，只能按照XML現有的標簽內容進行。這樣我們就引入了XML解析器，它可以分析出XML文件的結果和具體內容。先用解析器解析XML文件，我們就方便的判斷出，什么是標簽，什么是數據。把每個標簽或者數據，單獨進行排序轉換。

具體過程：

1.XML解析器讀取分析XML文件；

2.建立一個空的XML文件，進行添加排序轉換后的數據；

3.如分析出標簽開始，則提取此標簽，對其進行排序轉換，把結果插入新的XML文件；并記住此標簽的級別，用于插入下級標簽時使用；

4.如分析出數據，則對數據進行排序轉換，并直接把新數據插入包含它的標簽中；

5.如分析出標簽結束，則關閉此級標簽，結束數據轉換；并記錄新的標簽級別，用于插入平級標簽時使用。

參考文獻：

篇4

中圖分類號：TP309 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044(2012)36-8763-02

數字水印技術是數字產品版權保護的重要手段。通過將版權信息有效合理地嵌入到數字產品中，在版權認證時又能夠及時將其提取出來，從而有力地保證了數字產品的版權。分形壓縮[1]著眼于圖像的自相似性（或局部自相似性），以IFS(迭代函數系統)和拼貼定理為基礎，對原始圖像進行分形編碼，從而大大減少了表示圖像的信息量。該文將數字水印技術與分形壓縮技術緊密結合，使得水印的魯棒性得到了很好的提高。

1 數字水印技術

對于一個靜態圖像，對其原始信號的頻域空間（通過將原始信號進行頻域變換），運用某種算法加入一個水印信號，或在一個寬信道上傳送一個窄帶信號[2] ，都可以看成是數字水印技術的應用體現。

如果用X表示數字產品的集合、W表示水印信號的集合、K 表示水印密鑰、G表示水印信號生產算法、E表示水印信號加入算法、D表示水印信號檢測算法，整個水印處理系統可用一個六元體（X，W，K，G，E，D）來描述。各個部分之間的關系可以理解成：G 利用K和X生成W，E再將W加入到X中，待到需要時，用D從已加入水印信號的X中提取出W，進而對數字產品的版權進行認證。

2 分形壓縮技術

分形壓縮技術主要是通過分形圖像的自相似性（即圖像的局部與整體具有某種相似性），進而對原始圖像進行壓縮編碼與解碼的過程。通常可分為圖像分割、分割碼本、等距變換、編碼、參數量化、解碼六個子過程（如下）：

3 分形壓縮在數字水印中的應用

由于分形壓縮可將一幅圖像大幅壓縮，比如一個256*256像素的灰度圖像，需要65536B去存儲，而經過分形壓縮，僅需3954B存儲空間即可。在數字圖像中嵌入水印信號的時候，通過將原始水印信號分形壓縮后，再將水印信號的分形碼嵌入數字圖像中，而非像原來那樣嵌入水印原始信號，就可將水印信息成倍地嵌入。換句話說，原來數字圖像中只有一個水印信號，而現在卻有多個水印信號備份，即使有局部水印信號被篡改了，也可以通過其他備份信息來加以還原，因此水印的魯棒性大大提高。

參考文獻：

[1] 李水根,吳紀桃.分形與小波[M].北京:科學出版社,2002.

篇5

中圖分類號:G710 文獻標識碼:A 文章編號:1003-2851(2012)-08-0224-01

本世紀九十年代隨著通信技術、網絡技術以及多媒體技術的快速發展,一種新型的數字化學習方式E-learning得以產生并在全世界迅速發展。在我國,E-learning首先被一些國有大中型企業發展應用,尤其在金融、IT以及能源交通等行業,很多知名企業在內部建立了E- learning系統。隨著對E-learning技術觀和學習觀的重新認識,E-Learning以學習為本位、以學生為中心的教育理念得到了廣泛的關注與發展,并被廣大的培訓機構和高校應用到了教育教學體系中。

E-Learning并不只是意味著遠距離的教與學,同樣可以在傳統校園的教學環境中發揮重要的作用。現階段基于知識元的E-Learning教學模式完全取代傳統的課堂教學是不現實的,傳統課堂教學在有些方面仍然具有一定優勢。E-Learning作為近年來出現的新生事物,在我國的福建、廣東和江浙一帶,被廣泛的應用到了企業的培訓課程中,被越來越多的企業所接受。我國E-Learning教育市場目前主要以職業教育、培訓教育和高等教育為主,其中尤以高等教育市場最大,前景也最廣闊。目前發展比較好的有新東方教育、華東理工網絡教育、網上人大等教育教學單位和機構。發展較完善的E-Learning系統有中驛E-Learnin品、上海久隆E-Learnin品等。但是這些系統大多基于傳統的科目式教學模式,很少見到以知識元為中心的教學模式的體現

近年來可以看到與E-Learning緊密相關的軟件,從大型的LMS、CMS平臺系統到小型考試軟件不下上百種。雖然開放源碼的E-Learning軟件不少,可是真正投入到實際應用的軟件卻寥寥無幾。E-Learning開放源碼軟件沒有被普遍應用的問題出現在“最后一公里”上,這是因為開發者的精力都投入在系統設計和編碼上,而對于語言本地化、界面設計等問題不夠重視,給應用帶來了一定困難。而哈通咨詢公司的做法很有借鑒價值,它通過與德國科隆大學的開放源碼項目ILIAS的合作,通過咨詢、實施、服務的方式推廣了ILIAS學習管理系統。

從開發平臺所使用的關鍵技術方面分析,目前主要有以下幾個方面:

(1)協同工作技術(CSCW技術):CSCW改變了人們單純依賴某一臺計算機進行工作的方式,它將使人們在一組計算機的支持下合作完成某項任務,比如:大規模的工程設計,合作編著書稿,遠程專家會診,遠程教學實施等。其中在E-Learning教學方面,最典型的應用就是協同課件編輯,虛擬教室中的發言權并發控制等。

(2)多媒體信息處理技術:多媒體(Multimedia)技術目前以被廣泛的應用到了學校的日常教學過程中,但是多媒體信息本身的數據量比較大,要想實現其在互聯網上高效地傳輸,就必須使用壓縮與解壓縮技術。多媒體壓縮技術可分為無損壓縮技術和有損壓縮技術兩大類,每一類又有多種壓縮編碼方法。無損壓縮技術的壓縮比要小于有損壓縮的壓縮比,無損壓縮技術中比較典型的算法有:哈夫曼編碼、行程編碼、算術編碼和LZW編碼;有損壓縮技術中比較典型的算法有:預測編碼、變換編碼(含DCT編碼、小波編碼等)、模型編碼(含分形編碼)、混合編碼等,其中目前最為流行的是離散余弦編碼(DCT編碼)、小波編碼和和分行編碼。以離散余弦編碼為例,它對靜態圖像的編碼在20倍左右的壓縮比下仍然能保持很好的圖像質量,對動態圖像的編碼在120倍的壓縮比下,數據流所恢復的視頻信號信噪比還是相當高的。

(3)流媒體技術:在多媒體信息的傳輸方法中主要有下載傳輸和流式傳輸兩種。下載傳輸是指將一個音視頻文件整體由服務器傳輸給客戶機,并保存到客戶機本地硬盤上的過程,主要特點就是只有當某個文件全部傳送到客戶機后才能夠開始播放。然而由于一般的多媒體文件都比較大,所以傳輸時延很長,同時對客戶機的存儲空間也有一定要求。流式傳輸是指將多媒體文件經過特殊的壓縮方式分解為一個個壓縮包,再由服務器向用戶計算機連續地、實時地傳送信息的一種傳輸技術。流式傳輸中多媒體文件可以邊下載邊播放(即時播放),不占用客戶硬盤空間,但需要有一定的網絡帶寬支持,如果帶寬低于多媒體流需要的帶寬,會造成視頻和音頻數據的停頓。

(4)多媒體通信技術:E-Learning系統中,師生所在實際地理位置不受限制,虛擬教室中師生之間要進行實時的交流與通信。多媒體通信技術中有單播、組播和廣播三種形式。被廣泛應用的組播技術是一種基于組的廣播,組播的源和目的地之間是一種基于組內的一對多的關系,組播方式中服務器只需發送一個信息包,路由器一次將數據包復制到多個通道上,這樣發出請求的所有客戶機便可以共享該信息包。

參考文獻

[1]郝興偉.基于知識本體的E-learning系統研究.[山東大學工學博士學位論文].山東大學信息科學與工程學院,2007,6:34-36.

[2]陳活.IPv6下遠程多媒體教學系統網絡服務質量研究[J].軟件導刊,2011,3:2-5.

篇6

中圖分類號：U675.74 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2014）02-0224-01

1 固態雷達工作原理

調制器發出的調制脈沖被傳送進入磁控管，并引發磁控管產生大功率超高頻率的脈沖波，這種射頻脈沖波經過天線發射，在遇到目標物體后，有目標物體彈回的反射波會再次被天線接收，最后接收機通過反射波的信息，進過處理，將信號以視屏信號的方式顯現出來，這就是傳統的脈沖磁控管雷達。脈沖磁控管雷達中最主要的部分就是磁控管，而新型的固態雷達卻沒有磁控管，取而代之的是固態器件。信號的發射和傳統的雷達一樣，接收后的信號不僅要進過接收器的處理還需要有脈沖壓縮器的處理，之后才能將信息呈現在顯示屏上。

傳統的脈沖磁控管雷達發射的是大功率的脈沖波，而新型的固態雷達發射的確實低功率的射頻脈沖，一般情況下固態雷達發射的射頻脈沖的最大功率低至200W左右，但是卻擁有較高的占空率。發射的信號經過接收機和脈沖壓縮器的處理，可以高倍數的壓縮信號，這就可以與傳統雷達所發射的大功率高頻率的射頻信號想媲美，而固態雷達還具有較高的占空比，所以固態雷達在遠距離的探測中更占有優勢地位。

雷達探測的距離可分為近、中、遠三種不同的距離，不同的探測距離的要求是不一樣的，固態雷達發射出特定的射頻脈沖來滿足這些要求，這種特定次序的脈沖中包括短脈沖，中脈沖和長脈沖三種不同的脈沖波。同時，為了使脈沖容易被壓縮，常常采用脈沖寬度和編碼混合的方法，這樣可以保證每次發射的脈沖在長度和編碼上都是與眾不同的。處理和比較就收會的脈沖信號，就可以判斷目標的存在狀況。而數字脈沖壓縮器的作用就是壓縮脈沖，這樣就可以利用中脈沖和長脈沖來有效地確定距離，按照IMO的規定，雷達性能標準距離可以觀察到40m。新體制的固態雷達與傳統的脈沖磁控管雷達有巨大的改善，它使用了脈沖多普新勒技術，這項技術的使用時的航海雷達得到了更好地發展。固態雷達可以檢測出雷達與目標之間的相對速度，將接受的反射波以特定的方式處理后，能夠十分有效的將回波中的雜波剔除出去，這種濾波技術使得雷達能夠在海浪和雨雪等惡劣情況下，對移動中的小目標進行精確地探測，這比起傳統雷達的效果要好的多。通過對比，可以更加具體的說明兩種雷達在有外界干擾的情況下探測性能的高低，新體制的固態雷達在雨雪天氣可以清晰的撲捉到移動中的小目標，有效地派出了雨雪雜波的干擾；而傳統的雷達對雨雪雜波的過濾效果不盡如意，即使后期通過其他手段抑制雨雪雜波的影響，取得的效果也不如固態雷達的效果好。

2 典型技術介紹

2.1 多普勒效應

聲源和接受物體的相對運動而發生聲源的頻率發生改變（頻移）稱為多普勒效應。將多普勒效應使用在雷達中，這樣可以提高雷達在有外界雜波的干擾下清晰觀察到移動中的小目標能力。移動中的小目標與雷達之間沿徑向有相對的速度或者是兩者之間的距離變化時，這種多普勒雷達發射出的脈沖信號經過目標的反射后，雷達接收的收回波的頻率和原來的發射的脈沖的頻率有變化，根據這種頻率偏移，我們就可以知道小目標的運動情況。雷達發射的脈沖信號和接受會的信號進過的路程是目標和雷達之間路程的兩倍。多普勒雷達可以有效地減少雜波的干擾，使得目標情況可以清晰的顯示出來。

2.2 脈沖壓縮技術

除了多普勒雷達外，還有脈沖壓縮雷達，它的主要技術是脈沖壓縮。脈沖壓縮技術就是通過對脈沖的相位和頻率進行編碼的長脈沖，將發射機發射的原有脈沖編碼成遠遠大于相同情況下未編碼的脈沖寬度。脈沖發射需要有足夠的能量，而脈沖壓縮技術的最大特點就是能夠在較低的峰值功率下，有效地增大脈沖的寬度來確保脈沖順利發射。脈沖壓縮雷達還具有遠距離探測能力和距離探測能力高等特點。

3 固態雷達的應用

3.1 固態雷達的運用特點

新體制固態雷達的出現，在航海雷達的發展史上具有跨時代的意義，多普勒技術、脈沖壓縮技術等高新技術的使用，使得固態雷達相對于傳統雷達具有許多優點。固態雷達不僅在遠距離探測、距離分辨、抗雜波干擾、檢測移動中的目標等方向的能力大大提高，而且因為新技術的使用，也降低了航海雷達的使用成本，延長了雷達的使用壽命。新的技術也是的固態雷達的工作原理發生了改變，這使得固態雷達獲得了許多優點。首先，傳統的磁控管雷達的主要工作部位磁控管，在開啟雷達后需要長達三分鐘的預熱時間才能正常工作，而固態雷達卻不需要時間來預熱。其次，磁控管發射出的是大功率高頻率的脈沖，這些脈沖并不穩定，一般情況下為了獲得清晰地圖像，需要對這些脈沖進行調制，但是固態雷達解決了這一問題，不再需要調制。再次，傳統雷達使用的大功率設施需要經常更換，這就增加了雷達的使用成本，而新體制的固態雷達不需要經常更換這些器件，大大減少了成本。

3.2 固態雷達在運用中注意的問題

雖然固態雷達的性能在傳統雷達的基礎上有了很大的進步，但是在使用過程中，使用者還有一些地方需要注意，以保證安全有效使用航海雷達。首先，固態雷達在觀測移動目標時需要目標與雷達間有徑向移動，這一確定也會使得沒有徑向移動的目標別誤認為是雜波過濾掉。其次，固態雷達采用的脈沖壓縮技術在對雜波干擾進行過濾的時候，也會對小目標的發射波有影響，這樣也會減弱對小目標的探測能力。所以使用者在使用固態雷達的時候，必須注意這些細小的問題，以免因為疏忽造成航海事故。

4 結語

航海事業的發展使得人們對于航海雷達的要求越來越高，隨著未來科學技術的不斷發展，航海雷達也會不斷地改善。未來的航海雷達將在抗干擾能力、距離分辨率等方面做出巨大的突破。新體制固態雷達的出現為安全航海提供了有效地技術支持。筆者在這里對目前新體制固態雷達的現狀和工作原理進行了簡單的介紹，同時提出了現代新體制固態雷達的運用中的特點及其注意的問題，為雷達的使用者提供一份參考。

參考文獻

篇7

 

線性調頻信號具有非線性相位譜，能夠獲得較大的時寬帶寬積;與其它脈壓信號相比，很容易用數字技術產生，且技術上比較成熟;所用的匹配濾波器對回波信號的多卜勒頻移不敏感，因而可以用一個匹配濾波器處理具有不同多卜勒頻移的回波信號。這將大大簡化信號處理系統，因此它在工程中得到了廣泛的應用。采用這種信號的雷達可以同時獲得遠的作用距離和高的距離分辨率。

一、線性調頻信號的產生方法

隨著數字技術的發展，以前由模擬方法完成的許多功能逐漸被數字方法所取代，復雜的雷達信號的產生也基本完成了由模擬技術到數字技術的質的轉變。因為與模擬方法相比，數字方法具有靈活性好、可靠性高、失真補償方便，及易于實現相參等明顯優越性，現己成為產生高性能線性調頻信號的主要方法。數字方法產生線性調頻信號的方法主要包括兩種，波形存儲直讀法和直接數字合成法（DDS）。

波形存儲直讀法是一種經典的基帶信號產生方法。它是預先根據采用頻率、基帶帶寬、時寬等信號參數，通過線性調頻信號的數學表達式分別計算出兩路正交信號的采樣值，按照順序預先寫入高速內存中。通過對采用時鐘進行計數而順序產生高速內存譯碼地址，依次從高速內存中讀出預先寫入的兩路正交信號的采樣值。I、Q兩路分別經過數模變換、低通濾波產生兩路正交線性調頻基帶信號。這種方法具有原理簡單、成本低廉、對器件依賴小等優點，并具有較好的幅相預失真補償能力，但是存在電路結構比較復雜、需要高速控制電路配合，也增加了軟件的復雜度。經正交調制和倍頻器，對基帶信號進行帶寬擴展和頻譜搬移，輸出所需帶寬和頻段的線性調頻信號。直接數字合成（Direct Digital Synthesis，簡稱DDS）方法。用這種方法產生的線性調頻信號的技術日益受到重視并廣泛應用，它是根據線性調頻信號的頻率線性變化、相位平方變化的特點而設計的。直接數字合成法采用兩級相位累加結構來得到線性調頻信號的二次變化的相位，然后根據相位值查存儲在ROM里的正弦、余弦表，將查得的值經D/A轉化得到相應的I、Q兩路基帶線性調頻信號。這種方法通過數控電路能對DDS輸出波形、頻率、幅度、相位實現精確控制，可在調頻帶寬內對雷達系統的幅度和相位進行校正，產生近乎理想的線形調頻信號。只要改變某些電路的參數設置，就可以改變線性調頻信號的時寬和帶寬。但由于DDS的全數字的全數字結構，雜散電平高是其自身固有的缺陷。

二、線性調頻脈沖信號壓縮的實現方法

線性調頻脈沖信號的壓縮通常有兩種方式：模擬壓縮和數字壓縮。目前模擬式脈沖壓縮器件有：具有大帶寬、小時寬的聲表面波（SAW）器件；中等時寬和中等帶寬的體聲波反射陣列壓縮器等。隨著高速、大規模集成電路器件的發展，對于大時寬大帶寬信號的脈沖壓縮通常采用數字方式壓縮。

數字脈沖壓縮系統較之模擬方法具有一系列優點：數字法可獲得高穩定度、高質量的線性調頻信號，脈沖壓縮器件在實現匹配濾波的同時，可以方便地實現旁瓣抑制加權處理，既可有效地縮小脈沖壓縮系統的設備量，又具有高穩定性和可維護性，并提高了系統的可編程能力。科技論文，壓縮方法。因此，數字處理方法獲得了廣泛的重視和應用。

1、線性調頻脈沖信號的時域數字壓縮實現

線性調頻信號的時域數字脈沖壓縮處理，通常在視頻進行，并采用I、Q兩路正交雙通道處理方案，以避免回波信號隨機相位的影響，可減少約3dB的系統處理損失。中頻回波信號經正交相位檢波，還原成基帶視頻信號，再經A/D變換形成數字信號，進行數字脈沖壓縮處理。I、Q雙路數字壓縮按復相關運算（即匹配濾波）進行，雙路相關運算輸出經求模處理、D/A變換，輸出模擬脈沖壓縮信號；I、Q雙路相關輸出的數字信號還可送后級信號處理。

2、線性調頻脈沖信號的頻域數字壓縮實現

由于高速A/D變換器、大規模集成電路技術以及快速傅立葉變換技術的應用，使寬帶信號的實時處理成為可能。科技論文，壓縮方法。采用DSP及FPGA的頻域數字脈沖壓縮處理的優點是處理速度高、工作穩定、重復性好，并且具有較大的靈活性。

3、線性調頻脈沖壓縮方案

根據線性調頻信號的特點及其脈沖壓縮原理，數字脈沖壓縮系統首先要將回波信號經A/D采樣變成數字信號，再進行脈沖壓縮。時域數字脈沖壓縮實際上是將回波數據與匹配濾波器進行復卷積，而頻域數字脈沖壓縮則是通過對回波數據進行FFT后，與匹配濾波器的系數進行復數乘法運算，然后再經過IFFT得到壓縮脈沖的數字數據。對于N點長度的信號，在時域實現數字脈壓，需要進行L2次復數乘法運算，而頻域卷積法僅需2L1og2L次復數乘法運算，大大減小了運算工作量。另外，考慮到抑制旁瓣加權函數，若在時域實現數字脈壓，不僅要增加存儲器，而且運算量將增加一倍，在頻域實現抑制旁瓣加權函數，不需增加存儲器和運算量。

三、線性調頻脈沖信號的加權處理

線性調頻信號通過匹配濾波器后，輸出脈沖的包絡近似Sinc(x)形狀。其中最大的第一對旁瓣為主瓣電平的一13.2dB，其他旁瓣電平隨其離主瓣的間隔x按1/X的規律衰減，旁瓣零點間隔是1/B。在多目標環境中，這些旁瓣會埋沒附近較小目標的主信號，引起目標丟失。為了提高分辨多目標的能力，必須采用旁瓣抑制的措施，簡稱加權技術。科技論文，壓縮方法。加權可以在發射端、接收端或收、發兩端上進行，分別稱為單向加權或雙向加權。科技論文，壓縮方法。其方式可以是頻率域幅度或相位加權，也可以是時間域幅度或相位加權。科技論文，壓縮方法。此外，加權可在射頻、中頻或視頻級中進行。科技論文，壓縮方法。為了使發射機工作在最佳功率狀態，一般不在發射端進行加權。目前應用最廣的是在接受端中頻級采用頻率域幅度加權。

引入加權網絡實質上是對信號進行失配處理，所以它不僅使旁瓣得到抑制，同時使輸出信號包絡主瓣降低、變寬。換句話說，旁瓣抑制是以信噪比損失及距離分辨力變差為代價的。如何選擇加權函數這涉及到最佳準則的確定。考慮到信號的波形和頻譜的關系與天線激勵和遠場的關系具有本質上的共性，人們應用天線設計中的旁瓣抑制原理，曾提出海明加權、余弦平方、余弦四次方加權等幾種最佳加權函數。但是這些理想的加權函數都較難實現。因此，只能在旁瓣抑制、主瓣加寬、信噪比損失、旁瓣衰減速度以及技術實現難易等幾個方面進行折衷的考慮選取合適的加權函數。

結語：隨著數字技術和大規模集成電路技術的飛速發展，數字脈沖壓縮(也稱脈壓)技術以其性能穩定、抗干擾能力強、控制方式靈活以及硬件系統更小型化等優點，逐步取代早期的模擬脈壓技術，成為現代脈壓系統的發展趨勢。特別是近年來高性能通用數字信號處理器的出現，為雷達脈沖壓縮處理的數字化實現提供了一種工程實現途徑。數字脈壓系統的實現可以滿足體積小、功耗低和成本低等條件，其相關問題的研究成為國內外廣大學者研究的熱點問題之一。

參考文獻：

1、王世一《數字信號處理（第1版）》[J]北京:北京理工大學出版社1997；

2、任培紅《脈沖壓縮信號的特點、產生、及壓縮方法》[J]電訊技術1999(2)；

篇8

1前言

隨著多媒體計算機技術和通信技術的發展,產生了一種新的技術——多媒體通信技術,它是多媒體、通信、計算機和網絡等相互滲透和發展的產物,兼收了計算機的交互性、多媒體的復合性、通信的分布性以及電視的真實性等特點,具有明顯的優越性。目前,如何在IP網絡中更好、更快地實現視頻、音頻的傳送已成為當今的研究熱點之一。

2基于IP網絡構建視頻會議系統的技術要求

隨著IP網絡的速率越來越高,從窄帶走向寬帶,承載業務從非實時走向實時,IP技術已成為實現視頻、音頻、數據等綜合業務的最佳選擇。在IP網絡上建立視頻會議系統需要多種技術支持,是比較復雜、完整的多媒體應用系統。

2.1要有足夠高的帶寬

要傳送視頻,必須要有足夠的網絡帶寬,就像大車要有足夠寬的馬路才能通行一樣,否則,視頻數據無法通過網絡。以一幀1024×768像素的圖像為例,如果用12bit表示每個像素,則共需要9.4Mb,如果按照25幀/秒的傳輸速率,則1秒內需要傳輸的數據量就是235Mb。在現有的網絡條件下,傳輸這么大的數據是無法接受的。

2.2要有好的壓縮技術

只有采用高壓縮比的壓縮算法,有效地降低數據量,才能使視頻、音頻數據在IP網上傳輸成為可能。例如:在H.323會議系統中,圖像編碼主要采用H.261和H.263標準,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壓縮比更高的標準,節約了50%的編碼率,而且對網絡傳輸具有更好的支持,可獲得HDTV、DVD的圖像質量。

2.3要有基于IP網絡的多播技術

多播是一種多地址廣播,發送與接收是一對多的關系。在傳輸過程中,發送端只需發送一次數據包,位于多播組內的各個用戶就可以共享這一數據包。在視頻會議系統應用中,將一個節點信號傳送到各個節點時,無論是重復采用點對點通信,還是采用廣播的方式,都會嚴重浪費網絡帶寬,而多播技術將數據傳送分布到網絡節點中,減少了網絡中的數據總量。

2.4要有相適應的傳輸協議

TCP、UDP協議均不能很好地支持視頻會議系統,這就需要與之相適應的協議,如RTP、RTCP、RSVP等。RTP運行在UDP之上,音頻、視頻等數據被封裝在RTP數據包中,每個RTP數據包被封裝在UDP包中,然后再封裝到IP包中進行傳輸。在底層網絡支持多播的情況下,RTP還可以使用多播向多個目的端點發送數據。RTCP是RTP的控制協議,負責反饋控制、檢測QoS和傳遞相關信息,對RTP的數據收發做相應調整,使之最大限度地利用網絡資源。

2.5要提供服務質量保證

網絡服務質量是網絡與用戶之間以及網絡上互相通信的用戶之間關于信息傳輸與共享的質量約定。第一,在任何網絡中,時延總是存在的。視頻會議系統具有較高的實時性和可靠性要求,為了獲得各會場的真實的現場感,音頻、視頻的時延都要小于0.25s,最大時延抖動應小于10ms。其次,在視頻會議系統中,還要求唇音同步,只有達到時間上的同步,才能自然有效地表達關于會場的完整信息。第三,允許一定的丟包率。因為人的感知能力有限,在一個視頻會議系統中,個別分組丟失,人眼是感覺不到的,因此可以允許一定的傳輸誤碼,丟包率應控制在人能接受的范圍內。

3基于IP網絡構建視頻會議系統的協議

基于IP網絡構建視頻會議系統的標準主要有:H.323和SIP。

H.323沿用了傳統的電話信令模式,比較成熟,已經出現了很多產品,形成了比較成熟的應用體系和市場體系。SIP協議將音、視頻傳輸作為Internet上的一個應用,增加了信令和QoS要求,借鑒了其它Internet標準和協議的設計思想,遵循簡練、開放、兼容和可擴展等原則,比較簡單,但其推出時間不長,協議并不是很成熟,應用也不是很多。

4結束語

隨著網絡、多媒體、通信技術的飛速發展和性能的提升,基于IP網絡構建視頻會議系統技術會不斷被發展和完善,必將以其獨特的優勢廣泛應用到Internet、Extranet、Intranet上,為政府機關、商業集團、科研院所、醫療機構及普通個人等進行異地交流提供方便條件,成為工作、學習、生活中不可或缺的工具。

參考文獻

[1]張智江,張云勇,劉韻潔.SIP協議及其應用[M].北京:電子工業出版社,2006.

[2]沈鑫剡,等.多媒體傳輸網絡與VoIP系統設計[M].北京:人民郵電出版社,2005.

篇9

1前言

隨著多媒體計算機技術和通信技術的發展,產生了一種新的技術——多媒體通信技術,它是多媒體、通信、計算機和網絡等相互滲透和發展的產物,兼收了計算機的交互性、多媒體的復合性、通信的分布性以及電視的真實性等特點,具有明顯的優越性。目前,如何在IP網絡中更好、更快地實現視頻、音頻的傳送已成為當今的研究熱點之一。

2基于IP網絡構建視頻會議系統的技術要求

隨著IP網絡的速率越來越高,從窄帶走向寬帶,承載業務從非實時走向實時,IP技術已成為實現視頻、音頻、數據等綜合業務的最佳選擇。在IP網絡上建立視頻會議系統需要多種技術支持,是比較復雜、完整的多媒體應用系統。

2.1要有足夠高的帶寬

要傳送視頻,必須要有足夠的網絡帶寬,就像大車要有足夠寬的馬路才能通行一樣,否則,視頻數據無法通過網絡。以一幀1024×768像素的圖像為例,如果用12bit表示每個像素,則共需要9.4Mb,如果按照25幀/秒的傳輸速率,則1秒內需要傳輸的數據量就是235Mb。在現有的網絡條件下,傳輸這么大的數據是無法接受的。

2.2要有好的壓縮技術

只有采用高壓縮比的壓縮算法,有效地降低數據量,才能使視頻、音頻數據在IP網上傳輸成為可能。例如:在H.323會議系統中,圖像編碼主要采用H.261和H.263標準,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壓縮比更高的標準,節約了50%的編碼率,而且對網絡傳輸具有更好的支持,可獲得HDTV、DVD的圖像質量。

2.3要有基于IP網絡的多播技術

多播是一種多地址廣播,發送與接收是一對多的關系。在傳輸過程中,發送端只需發送一次數據包,位于多播組內的各個用戶就可以共享這一數據包。在視頻會議系統應用中,將一個節點信號傳送到各個節點時,無論是重復采用點對點通信,還是采用廣播的方式,都會嚴重浪費網絡帶寬,而多播技術將數據傳送分布到網絡節點中,減少了網絡中的數據總量。

2.4要有相適應的傳輸協議

TCP、UDP協議均不能很好地支持視頻會議系統,這就需要與之相適應的協議,如RTP、RTCP、RSVP等。RTP運行在UDP之上,音頻、視頻等數據被封裝在RTP數據包中,每個RTP數據包被封裝在UDP包中,然后再封裝到IP包中進行傳輸。在底層網絡支持多播的情況下,RTP還可以使用多播向多個目的端點發送數據。RTCP是RTP的控制協議,負責反饋控制、檢測QoS和傳遞相關信息,對RTP的數據收發做相應調整,使之最大限度地利用網絡資源。

2.5要提供服務質量保證

網絡服務質量是網絡與用戶之間以及網絡上互相通信的用戶之間關于信息傳輸與共享的質量約定。第一,在任何網絡中,時延總是存在的。視頻會議系統具有較高的實時性和可靠性要求,為了獲得各會場的真實的現場感,音頻、視頻的時延都要小于0.25s,最大時延抖動應小于10ms。其次,在視頻會議系統中,還要求唇音同步,只有達到時間上的同步,才能自然有效地表達關于會場的完整信息。第三,允許一定的丟包率。因為人的感知能力有限,在一個視頻會議系統中,個別分組丟失,人眼是感覺不到的,因此可以允許一定的傳輸誤碼,丟包率應控制在人能接受的范圍內。

3基于IP網絡構建視頻會議系統的協議

基于IP網絡構建視頻會議系統的標準主要有:H.323和SIP。

H.323沿用了傳統的電話信令模式,比較成熟,已經出現了很多產品,形成了比較成熟的應用體系和市場體系。SIP協議將音、視頻傳輸作為Internet上的一個應用,增加了信令和QoS要求,借鑒了其它Internet標準和協議的設計思想,遵循簡練、開放、兼容和可擴展等原則,比較簡單,但其推出時間不長,協議并不是很成熟,應用也不是很多。

4結束語

隨著網絡、多媒體、通信技術的飛速發展和性能的提升,基于IP網絡構建視頻會議系統技術會不斷被發展和完善,必將以其獨特的優勢廣泛應用到Internet、Extranet、Intranet上,為政府機關、商業集團、科研院所、醫療機構及普通個人等進行異地交流提供方便條件,成為工作、學習、生活中不可或缺的工具。

參考文獻

[1]張智江,張云勇,劉韻潔.SIP協議及其應用[M].北京:電子工業出版社,2006.

[2]沈鑫剡,等.多媒體傳輸網絡與VoIP系統設計[M].北京:人民郵電出版社,2005.

篇10

1.中藥蒸發濃縮技術的現狀

近二十年來，我國中藥生產企業提取液的濃縮主要采用雙效、三效蒸發器，這兩種蒸發器為我國中藥產業改革原始的提取液蒸發濃縮方式，步入現代化工業生產的軌道，做出了很大貢獻，在中藥濃縮中得到廣泛的應用和發展。然而，這二種蒸發器應用到中藥生產，普遍存在由于蒸發過程中大量熱量的排出，造成能源消耗較大，熱量利用率不高。而隨著技術的進步發展，近十年來逐漸發明了采用帶熱泵的雙效蒸發器，實現了低溫加熱，低溫蒸發，采用凝結水串級自蒸發結構，不僅可以回收凝結水的熱量，而且各效間由于液封的存在，杜絕了各效間漏氣，與傳統雙效蒸發器比：節約蒸汽36%以上，節水30%以上。而后隨著蒸發濃縮技術的發展，逐漸產生了超濾和反滲透膜濃縮，大大降低了能源消耗，但由于超濾膜、反滲透膜等膜由于受中藥的腐蝕、中藥雜質較多等影響，造成膜壽命的降低，從而使濃縮成本上升，另外，由于對膜的影響，也是適用的范圍有所局限。

2.MVR低溫降膜蒸發技術的介紹

MVR（mechanicalVaporREcomression）蒸汽濃縮法是指利用渦輪發動機的增壓原理、經特殊流體設計而組成的蒸汽機械增壓式蒸餾濃縮系統的簡稱。這種工藝系統，將使密閉容器內經加熱生成的二次水蒸汽，在通過蒸汽壓縮機時被再壓縮增壓至107攝氏度的高壓氣體。這種增壓蒸汽即可作為再生熱源而循環應用于原水的繼續連續蒸發，又在循環傳熱的過程中使增壓蒸汽本身也得以迅速冷卻或冷凝，直至成為潔凈純水，同時可以在這種結凈冷凝水排放的過程中利用其殘熱對流入的原水實施熱交換。

2.1.MVR低溫降膜蒸發設備的組成：

2.1.1.預熱器：很多情況待蒸發的原藥液在進入蒸發換熱器之前的溫度較低，為了充分利用系統內的熱能，經常采用列管式或板式換熱器對原藥液進行預加熱，使其溫度升高。

2.1.2.蒸汽壓縮機：它是MVR系統的核心和關鍵部件，它通過對二次蒸汽進行壓縮，提高系統內二次蒸汽的熱焓，為系統連續提供熱量。根據原藥液的流量和沸點升高值等特性，可以選擇羅茨或離心壓縮機進行蒸汽的壓縮，但由于中藥具有成分的不確定性和較強的腐蝕性，因此壓縮機的材質應采用耐腐蝕、不脫落、不對中藥產生污染的材料，一般選用優質的不銹鋼材質。

2.1.3.汽液分離器：它是蒸汽和濃縮液體進行分離的裝置。對于有結晶的原液，可以將分離器和結晶器設計成一體，再加裝強制循環泵，完成汽液分離，濃縮和結晶的功能。

2.1.4.蒸汽換熱器：預熱后的原藥液通過進料泵將其載入蒸汽換熱器與由蒸汽壓縮機產生的蒸汽進行換熱，使其迅速汽化蒸發。根據原液的特性（粘度，是否有結晶和結垢等）選擇換熱器的形式和面積。

2.1.5.控制中心：采用工控機和PLC構成MVR系列的實時監控中心。通過軟件編程，實時采集各種傳感器的狀態信號，從而自動控制馬達的轉速、閥門關閉和調節、液體的流速和流量、溫度和壓力的控制和調節等，使系統工作達到動態平衡的狀態。同時該設備還具有自動報警、自動記錄參數和提供報表的各種功能。

2.2.MVR低溫降膜蒸發設備的節能原理：

MVR低溫降膜蒸發設備同原來的雙效、三效不同的是，原來的三效、雙效采用的二次蒸汽直接加熱藥液使其在降壓狀態下蒸發，二次蒸汽熱晗較低，熱量較低，致使蒸發量較少。而MVR低溫降膜蒸發設備主要采用電能轉換為機械能時二次蒸汽壓縮產生熱能，熱能被循環利用，熱能在系統內幾乎無損失，將蒸餾水和濃縮液的輸出熱能與原液進行交換，使其熱能得到高效利用。MVR節能蒸發器，其原理是利用高能效蒸汽壓縮機壓縮蒸發產生的二次蒸汽，把電能轉換成熱能，提高二次蒸汽的焓值，被提高熱能的二次蒸汽打入蒸發室進行加熱，以達到循環利用二次蒸汽已有的熱能，從而可以不需要外部新鮮蒸汽，依靠蒸發器自循環來實現蒸發濃縮的目的。通過PLC、單片機、組態等形式來控制系統溫度、壓力馬達轉速，保持系統蒸發平衡。

2.3.MVR低溫降膜蒸發設備的特點：

2.3.1.MVR低溫降膜蒸發設備在濃縮過程中，由于采用物料輸送泵進行料液的輸送，提高了料液在管內的流速，使料液在物料管道內的停留時間只有數秒鐘乃至數十秒鐘。這樣短的時間內， 而且管內存液量小， 故特別適用于熱敏性料液的濃縮， 例如牛奶、橘子汁、醫藥的青霉素和鏈霉素、以及農藥的春雷霉素和赤霉素等等， 可避免或減少物料的熱分解。

2.3.2.MVR低溫降膜蒸發設備結構簡單主要有蒸發器、加熱器和壓縮機， 維修方便，可在減壓、常壓和加壓下操作運行。

2.3.3.由于受料液流動方式的影響，該設備針對料液的濃縮比不能太高，如濃縮比過高， 則因料液少， 管壁濕潤差， 會造成固體溶質粘附在壁上的“ 干管”現象， 不僅增加熱阻， 而且容易堵塞加熱管，造成藥液的損壞。

2.3.4.只適用于蒸發中等粘度的料液，不適于有晶體析出的物料，不適于易結垢物料。

3.MVR低溫降膜蒸發技術的應用及效果分析

隨著人類社會的發展，隨著科學技術的進步發展，人類對環境的影響越來越嚴重，溫室效應，能源對科學技術的發展越來越重要和不可缺少。為進步節約能源，減少排放，我公司于2011年引進了MVR蒸汽濃縮設備，首先應用到了中藥提取液的濃縮過程中，得到了較好的應用收到了良好的效果。

3.1.MVR低溫降膜蒸發技術與常規蒸發器比較

3.1.1.MVR低溫降膜蒸發技術每蒸發一噸水消耗20-70度電（視液體成分而定），而常規蒸發器消耗1.25-0.3噸鮮蒸汽，兩者消耗都隨溶液沸點、減水沸點的差值而增加，對同一種溶液，MVR低溫降膜蒸發技術能源消耗量和生產成本顯著低于常規蒸發器，是一種高新節能蒸發技術。

3.1.2.MVR低溫降膜蒸發技術不需要循環冷卻水，沒有冷卻水消耗。不需要建設高污染的燃煤小鍋爐或高成本的燃油鍋爐。蒸發器比常規蒸發器更節水、更節能環保。

3.1.3.MVR低溫降膜蒸發技術應用范圍廣，所有常規蒸發器應用的領域都適用于該蒸發器，機械式蒸汽再壓縮蒸發器蒸發溫差小，更適用于熱敏性溶液。溶液在蒸發器內流程短、停留時間短，因而溶質不宜變質。

3.1.4.MVR低溫降膜蒸發技術采用全自動電腦控制，并且可以在低負荷下穩定運行。

3.1.5.MVR低溫降膜蒸發技術屬于國家科委頒布的高新技術范圍，按高新技術認定分類該高新技術屬于高效節能技術和環境保護技術，符合國家節能減排和環保高新技術推廣范圍。

3.2.MVR低溫降膜蒸發設備具有以下特點

3.2.1.節能：該設備采用電能轉換為熱能，充分利用了二次蒸汽的熱能，降低了能源消耗，同時產生的凝結水在充分和原藥液進行熱交換（預熱），使其熱能得到高效充分的利用，沒有廢熱蒸汽排放，節能效果十分顯著，相當于10效蒸發器的效果，另外產生的凝結水可再次利用，提高了能源的利用率。

3.2.2.設備環保：該設備在使用過程中可以不需要生蒸汽、不要鍋爐、不需要燒煤、不需要冷卻水，只要有電，就可以用機械壓縮式蒸發器。從而降少了CO2，SO2的排放，減少了粉塵和固體廢渣的排放，減少污染，改善我們的居住環境。

3.2.3.低運行成本：由于節能效果顯著，使整個蒸發器的運行成本也大大降低，運行成本是傳統蒸發器的三分之一到二分之一。

3.2.4.自動化程度高：MVR蒸發器配置設計的自動控制系統，技術先進，質量可靠。整個蒸發器實現在從原液加注、預熱、蒸發、清洗、保養等步驟的自動化控制。避免了人為失誤，降低了人力成本，提高了產品質量。

3.2.5.占地面積小：MVR蒸發器由于采用了壓縮機來循環使用二次蒸汽，提高了能效，因此比傳統蒸發器緊湊。

針對MVR技術的特點，熱敏性強、濃縮比不高的液體均可以采用該技術。該技術最大的特點就是節約能源，經實際應用和對比，該技術相比以往的三效蒸發技術可節能達到57%，噸產品綜合耗能成本為73.5元。

4.MVR低溫降膜蒸發技術的推廣和應用前景展望

由于MVR低溫降膜蒸發設備具有較高的節能效果，使其受到各個企業的青睞，但目前由于蒸汽壓縮技術國內技術還不夠成熟，致使目前該設備的投資成本較高，一次性投資較大，因此目前只有經濟實力較強的大公司才有能力得到應用。因此若使該技術能夠得到更加廣泛的應用，必須首先提高國產蒸汽壓縮技術，降低一次投資成本。

另外，MVR低溫降膜蒸發設備在實際的使用中，會降低中藥濃縮成本50%以上，對于具有中等生產能力的中藥生產企業，估計有一年的時間即可收回投資。

對于目前中國生產現狀，與世界先進國家相比我們的技術水平還不好，設備技術處于高耗能階段，面對中國目前能源狀況，能源逐漸緊缺，能源消耗成本越來越高，MVR蒸汽壓縮設備隨著技術的進步完善和蒸汽壓縮技術的國產化，我認為在未來的幾年將迎來飛速發展，在中藥濃縮領域將會得到更加廣泛的應用和技術提高。