数据传输论文
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2024年我国移动通信发展论文一、引言自20世纪80年代起,移动通信技术在我国经历了飞速的发展和变革。
从最初的模拟信号,到后来的数字信号,再到如今的4G、5G网络,每一步的跨越都标志着我国在移动通信领域的巨大进步。
移动通信技术的快速发展,不仅改变了人们的日常生活方式,也为国家的经济发展和社会进步提供了强大的技术支持。
二、移动通信技术的演进(一)模拟移动通信时代我国的移动通信起源于20世纪80年代,最初的移动通信系统采用模拟信号传输方式,主要以大哥大为代表。
虽然此时的通信质量并不稳定,覆盖范围也有限,但它标志着移动通信技术在我国的初步应用。
(二)数字移动通信时代随着技术的不断进步,90年代初,我国开始进入数字移动通信时代。
这一时期的代表技术是GSM(全球移动通信系统)。
数字通信的引入,大大提高了通信质量和信号的稳定性,同时也扩大了覆盖范围。
(三)3G移动通信时代进入21世纪后,我国的移动通信技术迎来了3G时代。
3G技术相较于2G,具有更高的数据传输速率和更好的网络性能,使得移动互联网的应用更加广泛。
此时,智能手机开始普及,各种基于移动互联网的应用如雨后春笋般涌现。
(四)4G与5G移动通信时代近年来,随着4G技术的广泛应用,我国的移动通信进入了全新的发展阶段。
4G技术提供了更快的网络速度和更低的延迟,进一步推动了移动互联网的普及和应用。
而5G技术的出现,更是为我国的移动通信带来了新的飞跃。
5G网络具有超高的数据传输速率、极低的延迟和广泛的连接能力,将为实现万物互联、智能化社会提供强大的技术支持。
三、我国移动通信发展的影响因素(一)政策推动政府在移动通信发展中起到了关键的作用。
我国政府通过制定相关的政策和规划,为移动通信的发展提供了有力的支持。
例如,在频谱分配、基础设施建设、技术研发等方面,政府都给予了大力的支持和推动。
(二)市场需求随着经济的发展和人民生活水平的提高,人们对通信服务的需求也不断增加。
基于FPGA的PCIe高速RS编解码数据传输系统的实现随着当今科技时代的发展,人们对计算机等硬件设备的数据处理速度要求越来越高。
同时随着数采设备性能的提高,在测试中产生的高速、大容量的数据需要快速、可靠、远距离的实时数据传输。
一些并行总线或AMBA总线并不能满足这样的高要求,而目前,PCIe总线是能够实现最高数据传输速率的一种串行总线。
PCIe体系结构继承了第二代总线体系结构最有用的特点,并且采用了一些新的技术成果。
使得它的数据吞吐率可以达到很高的程度。
基于这样的背景,本文设计了一个基于PCIe总线的高速RS编解码数据传输系统。
而RS码作为纠错码技术之一在通信的各个领域都得到了大规模的应用,因其编码算法的相对简单有效,本文选择了RS编解码数据的传输,通过Matlab实现RS编码,而RS译码则采用的是Xilinx公司的rs_decoder IPCore。
本文的主要目标是实现基于PCIe总线的高速串行数据传输,会从硬件逻辑和软件驱动两部分阐述系统。
在硬件逻辑部分,先是对PCIe协议进行了介绍与研究,接着给出了整个数据传输系统的设计方案。
整个数据传输系统的硬件设计采用了模块化的设计结构,分为PCIe IPCore的生成调用、PCIe用户逻辑、数据缓存及RS译码器等主要模块。
其中利用FPGA内PCIe硬核实现PCIe总线协议,使用verilogHDL实现FPGA 内部PCIe总线端点的逻辑功能、FIFO缓存、PCIe总线逻辑与RS译码器接口以及中断控制等功能。
PCIe总线端点逻辑又将分为接收模块、发送模块、DMA模块分别进行设计。
在代码编写之后对各功能模块进行了严格地功能仿真。
软件方面,设计了基于Linux操作系统环境的PCIe设备驱动。
在论文最后,建立了数据传输系统系统的软硬件验证环境并对其进行了FPGA的系统测试。
测试的最终结果显示该数据传输系统能够完成预期的功能,稳定正确地进行数据传输。
【摘要】在Visual Basic 6.0 环境下,利用Winsock控件实现与远程数据采集端连接和数据传输。
与传统数据传输方法进行比较,该方法简单且易于实现,并充分利用了网络资源。
介绍了Winsock控件,结合示例程序,说明了该方法实现流程。
最后通过实验,证实该方法进行远程数据传输的可靠性。
【关键词】数据传输;协议;VB6.0;Winsock控件在远程数据采集和传输系统中,传统的方法有 2 种:一是采用RS-485进行远程控制;二是通过调制解调器进入电话线来实现远程控制,然而这2 种方法都有自己的缺点。
这样一来就限制了它们的应用范围。
本文介绍了在VB6.0中利用Winsock控件来实现服务器端与远程客户端建立连接并进行数据传输的方法。
一、基于Winsock控件的远程数据传输(一) Winsock控件简介Microsoft提供的Winsock控件,是ActiveX控件的一种。
在VB 中可以将其添加到工具箱中以便使用。
在程序运行时,Winsock控件是不可见的,但通过对其属性、方法、事件的设置及应用可轻松地实现计算机间的远程连接,该控件为用户提供了访问TCP和UDP网络及其方便的途径,不需要了解低级Winsock API调用实现的细节。
VB 的Winsock控件内部几乎封装了所有的Internet协议,以类的形式提供了属性、方法、事件,使得程序得到了极大的简化。
Winsock控件的常用属性如表1。
(二)传输协议在使用Winsock控件时,首先要考虑使用什么通信协议。
可供选择的协议有传输控制协议(TCP)和用户数据报协议(UDP),都是位于传输层的协议、使用端口号来识别应用程序,区别在于连接的状态。
TCP协议是一个基于连接的协议,在收发数据前必须建立连接,并且该连接可靠性强,使数据无差错地传输,适合有确认信息的、重要的、数据量大(如声音和图像)的文件。
UDP协议是不与对方建立连接而是直接就把数据报发送过去。
天津大学硕士学位论文感应耦合数据传输技术及其在海洋领域的应用研究姓名:邓云申请学位级别:硕士专业:测试计量技术及仪器指导教师:李醒飞20090501要“小型多参数海洋环境监测浮标”、“实时传输潜标”是国家“十五”期间高科技研究发展计划(863计划)在海洋监测领域的重要项目,其中感应耦合数据传输技术被列为这些项目的关键技术。
此项技术的研究成果,将极大地提升我国海洋浮标、潜标观测系统对海洋剖面实时监测的能力和水平。
论文阐述了感应耦合数据传输技术及其在海洋监测领域中的应用原理,对影响数据传输的几个关键因素进行了深入地分析,并通过实验室及海上试验对分析的结果进行了验证;结合当前国内海洋监测浮标、潜标的技术水平、特点和实际需求,研制了用于浮标观测系统进行海洋剖面实时观测的感应耦合数据传输温盐深链;海上试验结果表明,感应耦合数据传输系统工作可靠。
关键词:感应耦合数据传输浮标‘温盐链潜标ABSTRACT“TheMiniandMulti—ParameterSeaandOceanEnvironmentalMonitoringBuov,,and“Real・timetransmissionmooredsubsurfacebuoysystem,,arethekeyprojectsintheocean。
monitoringfieldofplanfortheNationalDevelopmentofHighTechnoIogYduring“theTenth5-year'’(863).Thekeytechnologyoftheprojectsishowtorealizetheinductivecouplingdatatransmission.Theapplicationofthisnewtechnologywillgreatlyimprovetheabilityofreal—timemonitoringtheoceansectioninbuovandsubsurfacebuoysystem..Theprincipleandtheapplicationintheoceanmonitoringfieldoftheinductivecouplingdatatransmissiontechnologyareexpoundedinthispaper.Thekeyfactorsaffectingthedatatransmissionperformancesareanalyzed,andtheresuItsoftheanalysishavebeenverifiedbyexperimentsinthelabandintheocean.Basedonthetechnologicallevel,featureandpracticaldemandofocean.monitoringbuoysandsubsurthcebuoys,thetemperaturesalmityanddepthchainsystemusedtomonitortIlesectionoftheoceaninreal-timebuoyhasbeendeveloped.Theexperimentalresultsshowthattheinductivecouplingdatatransmissionsystemisreliable.Keyword;Inductivecouplingdatatransmission;Monitoringbuoy;Temperaturesalinityanddepthchain;Subsurfacebuoy.独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得墨鲞盘堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。
何军:汽车技术状态远程监测诊断的数据传输研究与实验光盘数据库与信息系统汽车技术状态远程监测诊断的数据传输研究与实验何军(广东机电职业技术学院,广东广州510515)摘要:论文在说明数据传输问题对实施汽车技术状态远程监测诊断工作的重要意义之后,分析了G sM网的数据传输特性,以及G s M对TcM P数据传输特性的影响。
在此基础上,论文提出了数据传榆时延测试实验方案及测试方法,概述了相关时延测试实验。
最后,论文对数据传输时延测试结果及系统传输能力展开分析,并获得相关结论。
关键词:汽车技术状态;远程监测诊断;数据传输;特性;时延中图分类号:T P39l文献标识码:AR es ea r c h&Expe r i m e nt on D at a T翰璐m i t t i ng of V ehi cl e T echnol ogy C ond i t i on R电一m O t e M oI l i t or i ng&D i a gnosi sH e J un(G uangdong Ji击锄Pol yt ech ni c,G uangdong G uangzhou510515)K e y w o r ds:v eh i cl e t ec hnol o gy con di t i on;r el n ot e m oni t o r i ng di a印osi毋;dat a的nsmi t;char act er;t i m e de l ay1引言汽车技术状态远程监测诊断从数据传输角度看是一个复杂的远程通信系统,因此,有必要对其数据远程传输通道的传输特性进行分析,以便为整个监测诊断系统各部分的具体设计提供依据。
根据目前的通信技术状况,数据远程传输通道可由采用G PR s数据传输方式的G SM和因特网构建而成,其传输特性分析可以从TcP/1P协议入手。
TC M P协议在因特网中有着相当好的表现,能够达到各种应用要求。
本科毕业论文(设计)任务书题目
基于Android的人影作业数据传输软件设计
题目来源□科研项目□生产实践
√自选题目□其他
题目
类型
□理论研究□科学实验
√设计开发□其他
选题背景及目的
随着科学技术的进步,我国人工影响天气事业飞速发展,人工影响天气在防灾减灾、生态环境保护建设和重大社会活动保障等领域发挥着日益重要的作用。
目前传统的设备对各炮点、火箭车是否作业很难进行有效的监督,对作业位置很难实现准确的引导,对作业的质量很难进行有效的跟踪,无法对作业效果进行科学有效的检验。
为此通过对一个依附于高炮上的数据采集终端,实现作业时高炮的方位角、俯仰角、用弹量、作业时间等参数的自动采集,并在第一时间向管理中心传输。
为了工作人员的使用方便,特别设计用蓝牙方式向手机发送作业信息,再通过手机将数据发送到管理中心。
工作任务及要求内容:1、熟知Android的开发环境;
1.学习并掌握Java编程技巧;
2.设计软件系统的架构与功能细化;
3.设计并实现数据通信协议;
4.实现蓝牙传输功能;
5.编写系统软件并调试。
工作量:第一阶段:收集整理资料、明确设计需求;
第二阶段:系统软件设计,并连接测试;
第三阶段:撰写论文,小论文、准备答辩;
以上内容由指导教师填写
学院
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年月日。
电力线载波通信技术论文电力线载波通信技术(PLC)是一种在配电网及电力线路上利用载波信号进行数据传输的通信技术。
PLC技术已经被广泛应用于国内外的电力系统中,为电力系统的安全、可靠运行提供了有力保障。
本文将介绍PLC技术的基本原理、优点及应用现状,以及未来的发展趋势。
一、PLC技术的基本原理PLC技术利用电力线路本身作为传输介质,将数据信号通过载波的形式传输到接收端,实现数据传输的目的。
在实际应用中,通信方式主要分为三种:单向通信、半双工通信和全双工通信。
单向通信只能由发射端向接收端发送数据,而接收端无法给发射端发送响应信息;半双工通信可以实现发送端和接收端之间的数据传输,但是只能单向传输;全双工通信可以实现两端之间的双向通信,发送端和接收端都可以发送数据和接收响应信息。
PLC技术的实现主要依靠载波的传输特性和信号的数字化,其主要包括以下过程:1. 载波产生:在电力线路上,通过电容和电感实现高频信号的正弦波形式,并注入到电力线路中。
2. 载波传输:通过电力线路,载波信号向目标接收端传输。
当信号到达接收端后,可以通过解调电路将信号还原成原始数字信号。
3. 抗干扰性:因为在实际应用中,电力线路会受到多种干扰信号的影响,PLC技术需要具备强大的抗干扰能力,以确保数据传输的可靠性。
二、PLC技术的优点1. 易于实施:PLC技术可以利用现有的电力线路进行通信,因此不需要新建专用的通信设施,从而节省了成本,并且实现简单。
2. 传输速度快:由于电力线路的传输带宽大,使得PLC技术可以实现高速传输,较传统通信方式的速度更快。
3. 具有灵活性:PLC技术具有良好的灵活性,能够适应不同的应用环境和需求,因此市场需求广泛。
4. 可靠性好:PLC技术在实际应用中可以实现数据传输的可靠性,不会因为天气等外部因素而影响传输效果。
三、PLC技术的应用现状PLC技术已经被广泛应用于电力系统的各个领域,其主要包括以下应用场景:1. 电能计量:PLC技术可以实现电表与上位机之间的数据传输,从而实现电能的计量。
计算机毕业论文2000字(通用5篇)1. 人工智能在计算机视觉中的应用摘要:随着人工智能技术的发展,计算机视觉在各个领域中得到了广泛的应用。
本文主要介绍了人工智能在计算机视觉中的应用,包括图像识别、目标检测和场景理解等方面,并对当前存在的问题和发展趋势进行了讨论。
关键词:人工智能、计算机视觉、图像识别、目标检测、场景理解1.引言人工智能技术的不断发展为计算机视觉的研究带来了巨大的机遇。
计算机视觉是一门研究如何使计算机能够理解和解释视觉信息的学科,其应用广泛涉及图像识别、目标检测和场景理解等领域。
本文将重点介绍人工智能在计算机视觉中的应用,探讨其问题和发展趋势。
2.人工智能在图像识别中的应用图像识别是计算机视觉中最基础也是最重要的应用之一。
人工智能技术可以通过训练模型来识别图像中的对象和特征,从而实现图像的智能分析和理解。
例如,在人脸识别领域,人工智能技术能够通过学习大量的人脸数据,自动识别和辨别人脸,并进行人脸匹配和照片归类等操作。
3.人工智能在目标检测中的应用目标检测是计算机视觉中的一个重要任务,其目标是通过分析图像中的像素信息,自动检测和定位感兴趣的目标物体。
人工智能技术可以通过训练模型来提取图像中的特征,并根据这些特征对目标进行分类和定位。
例如,在自动驾驶领域,人工智能技术可以实时检测道路上的车辆和行人,为车辆的自主导航提供支持。
4.人工智能在场景理解中的应用场景理解是计算机视觉研究中较为复杂的一个任务,其目标是对图像中的场景进行全面的理解和解释。
人工智能技术可以通过学习大量的图像数据来分析和归纳不同场景的特征和规律,从而实现对场景的理解和推理。
例如,在智能家居领域,人工智能技术可以通过分析图像中的物体和动作信息,智能地控制家居设备的使用和管理。
5.问题和发展趋势目前,人工智能在计算机视觉中的应用仍面临一些问题和挑战。
其中包括算法的准确性和可解释性、数据集的质量和规模、计算能力和资源的需求等方面。
分布式信源编码的研究、应用及实现 摘要:
无线传感器网络是一种全新的信息获取和处理技术。与其他的无线网络相比,无线传感器网络中传感器节点的能量有限而且不能够实时更新。因此传感节点的信息处理能力和无线通信的容量都受到了很大的影响。为了克服这些限制,需要设计能耗较低的通信协议和算法,其中,在编码时采用分布式信源编(Distributed Source Coding,DSC)技术就是一种有效地解决方法。分布式信源编码利用多个信源之间的相关性,进行独立编码减少传送的信息速率,并通过联合译码提高信息传输的整体有效性。DSC技术的作为无线传感器数据传送中的关键技术,对于其的研究也越来越成熟,而对DSC的应用也扩展到了无线摄像机网络等领域,成为了一种具有高效压缩性和优秀译码性能的信源编码。本文对分布式信源编码技术从理论到实现再到应用进行了重点研究。本文从以下几个方面对DSC进行了研究:首先介绍了分布式信源编码的理论基础——S1印ian.Wolf编码定理和Wyner-Ziv定理,从理论上说明了DSC的可行性;其次,分别说明了两种DSC的实现方式,即基于校验子(Syndrome)的实现方式和基于校验位(Parity)的实现方式,详细地举例阐述了两种方式的实现方法和仿真测试结果;最后,文章还重点从平行多视角视频系统出发,说明分布式信源编码在无线摄像机网络这一领域的应用,在此,本文还引入了视差补偿和平行视差搜索技术,对基于不同建模方式的平行视差搜索方式进行了研究,找出了搜索质量和计算复杂度最优折中的视差搜索方式,并将此搜索方式应用于基于DSC的分布式视频系统PRISM中去以实现平行多视角视频系统。文章最后还对这一系统进行了仿真对比,对比结果表明,引入了平行视差搜索的平行多视角视频系统能更好地重建视频序列,同时,分布式信源编码在无线摄像机网络的应用效果得到验证。 关键词:无线传感器网络,分布式信源编码,分布式联合信源信道编
码,视差搜索,多视角视频系统,PRISM。
一、课题研究的背景及意义 1.1、 课题背景 近年来,无线传感器网络(wsN:Wireless Sensor Network)引起人们的广泛关注和研究,在军事、环境以及医疗等领域都得到了很好的利用fI】。无线传感器网络是一种新型的无线网络,它能够实时地感知,获取所部署区域的信息,并把这些信息进行处理和传送到指定目的,具有十分广阔的应用前景。与其他的能够提供持续能量的无线网络相比,WSN中传感器节点的能量有限,且无法实时获得能量补充。这使得传感器节点的信息处理和传输能力受到了很大的限制。为了克服这些限制需要设计低能耗的通信协议和算法。在编码过程中采用分布式信源编码(DSC:Distributed Source Coding)为此提供了解决的办法。 1.2 、课题的意义 在信息极度膨胀的当今世界,如何才能实现将信息无损地传输,如何才能将 数据量极大的信息有效地传输,已经成为人们关注的问题,前者是对于信息的可 靠性而言的,后者则是针对信息的有效性而言。以图像视频的处理和传输和信息 采集技术为代表的信息处理传输技术,无论对于信息的有效性和可靠性的都有很 高的要求。随着人们对于图像处理和信息采集关注度越来越高,新的编码技术以 及对原有技术的进一步研究都有较快的发展,其中分布式信源编码就是应用前景 最广泛的一种。 在图像处理方面,由于人们对图像的质量和传输都有很高的要求,主要表现 在既要求质量尽可能高,又要求传输尽可能快。而传输的速度和图像的数据流大 小关系十分密切,要想快速传输,在对图像的编码上就必须要用尽可能少的比特 编码,使得图像压缩率尽可能高。而这一要求又恰恰与质量的要求相悖,根据信 息论的原理,图像的质量越高,所需要的信息量就会越大,于是存储或传输所需 的信息量越大。为了能在图像的质量和传输速度中找到一种最好的折中,就是信源编码的主要目的。分布式信源编码拥有信源编码的传输速度快,压缩率高等优 点,同时由于译码端强大的计算能力,使得在译码端能准确地还原信源,保证信 息传输的质量。 二、什么是信源编码 信源:指信息发生的来源。对通信系统而言,信源就是向其提供信息的人或机器。信源本身十分复杂,在通信中我们所关注的是信源输出后的信息的类型及其所包含的信息量。信源编码也称数据压缩,它是将信源输出信号有效地映射成符号序列的过程,提高了信息传输的有效性,可进一步分为音频编码和视频编码。任意给定的信源都有一个表征其不确定性的称之为熵的量,它是无失真数据压缩的下限。信源编码定理指出:在允许一定的失真情况下,存在最小数量的比特描述独立分布的信源输出。模拟信号数字化后还不宜直接进行传输和存贮,在传输和存贮前要进行各种处理,这些处理包括为了提高传输效率的信源编码和为了提高信息传输可靠性的信道编码。信源编码的目的是进行数码率压缩,我国采用国际通用的MPEG-2视频、音频数码率压缩标准。 三、分布式信源编码 与其他的能够提供持续能量的无线网络相比,WSN中传感器节点的能量有 限,且无法实时获得能量补充。这使得传感器节点的信息处理和传输能力受到了 很大的限制。为了克服这些限制需要设计低能耗的通信协议和算法。在WSN这 种特定环境中,基于以上的需求,分布式信源编码能够提供一种解决的途径,根 据DSC的原理,其需要对多个相关的传感器输出进行编码压缩,但这些传感器 并不需要通信。这些传感器发送编码压缩后的信息到Sink节点(类似簇头节点) 进行联合译码。DSC的以下两个特点使之可以匹配传感器节点的能量要求:1) 低能耗和低复杂度的编码器,这能够延长无线传感器节点的生存期;2)有效的 高压缩率,因为数据的传送速率直接影响到节点的能量消耗。下面将以无线视频传感器网络为例说明无线传感器网络的特点:考虑一个无线视频传感器网络,其由多个视频传感器节点集群组成,每个集群除了有普通传感器节点之外,还有一个汇聚节点,同时有一个用于监控应用的基站节点。视频传感器节点用于获取并处理数据;汇聚节点将传送上来的数据进行融合并传送到外部网络。为了保证这种网络能够在长时间里无人操作地正常运行,视频传感器节点和汇聚节点需要严格限制它们的功耗,这样就导致了严重的系统限制。与此同时,传统的视频处理机制都是建立在已经诸如H.264等成熟的视频编码标准之上,而这些编码标准具有高的算法复杂度,而且绝大部分的计算都集中在编码器(即传感器节点)中处理,并不适合在传感器节点中使用。由上文可知,在WSN严格的功耗限制的基础上,需要一种在编码端具有低复杂度,而在解码端能正确译码的编码算法。而DSC支持多对一的视频编码范例,这样相对于传统的一对多视频编码,有效的交换了编码器和解码器复杂度,在这种范例下,每个传感器节点用于编码的编码器的设计尽量简单以及灵活,而在具有连续能量供给的基站节点上则需要配备一个译码能力和计算能力强大的译码器。此外,每个视频传感器节点都能够独立于它的邻居进行操作;因此,在一个视频传感器节点不需要一个接收器进行视频处理,这使得系统节省了实际的硬件成本和通信(例如接收器)能量。 四、信源编码技术在广播电视信号数字化中的应用 各种数字信号需要利用信道来传输,对于任何一种信道,都有一定的容量。数字信道的容量是指单位时间所能传送的最大数据量或比特数。为了实现实时传输,必须使信道的容量超过被传送数字信号的数码率,即满足信道容量与信号数码率相匹配,否则就会丢失信息。然而视频信号数字化数码率太高,要实现实时传输,需要很大的信道容量,按4:2:2标准进行分量编码时,当抽样频率Z=13.5 MHz、两个色差信号的抽样频率Z=6.75 MHz、采用8 bit量化时,亮度信号的数码率为:R。=13.5×8=108 Mb/s.两个色差信号的数码率为:R,=6.75×8×2=108 Mb/s.视频信号的总数码率为两者之和:108+108=216 btb/s,可见数码率是很大的。传输信道的容量还与所采用的调制方法的传输效率有关。以我们大家熟悉的卫星传输系统为例,采用QPSK调制方法的传输信道每1 Hz带宽能传输的最高码率是2 bit/s,可见用这种调制方法来传输数字视频信号时,需要216/2=108(MHz)的带宽。从通信系统的观点来看,数字信号的传输方式是以带宽为代价换取高的传输质量。如高清晰度电视要求的信道带宽更宽,如果不经压缩编 码处理,现有的频率资源仅能传输几套标清电视节目。为了提高传输效率,一般不是直接传输数字化后的信源信号,而是对数字化后的信源信号先进行压缩编码,即信源编码,然后再传输。视频信号的信源编码是在保证所要求的图像质 量前提下,设法压缩所必须的传输码率,以达到节省传输带宽的目的。所以必须对图像进行压缩编码处理才能充分利用频率资源。 视频信号的数码率压缩的机理来自两个方面:一方面是图像信号中存在大量冗余度可供压缩,如空间相关冗余、时间相关冗余、结构相关冗余等。这些冗余度在编码后还可无失真地恢复。另一方面可以利用人的视觉特性,在不被主观视觉察觉的容限内,通过减少表示信号的精度,以一定的客观失真换取数据的压缩。图像编码是将需要传输的图像按一定的算法进行编码处理,去除冗余部分用尽量低的速率传输尽量高质量的图像。图像压缩编码方法,常用的有以下几类:预测编码、变换编码、统计编码、量化编码。(1)预测编码:根据会议电视所摄取的人物的活动量很小的特点,每幅图像内容相差不大,或者说某幅图像(帧)与它前面的一幅图像(帧)相关性能很强。利用这个相关性,首先把一幅完整内容的图像传到对方,以后的每幅画面就只需把不同的内容传过去。一幅图像是由许多像素点组成的这些像素点包含了色度及色差信号。从易于编码的角度考虑,把每幅画面分成许多小方块,每个块由16像素×16像素点亮度块和8像素×8像素点的色差块组成,将它称为“宏块”MB(MacroBlock)。若将画面变动部分内容传到对方,那么,在前一帧图像中与当前帧的“宏块”所对应的位置附近,找到一个与当前“宏块”的亮度块最近的“宏块”,并作为当前“宏块”的预测值,然后将当前的画面内宏观与最佳预测块相减,得到一个误差,仅对差块进行编码即可。这种 方式的目的在于消除图像信号的空间相关冗余(帧内预测)和时间相关冗余(帧间预测),消除图像的统计相关冗余。(2)变换编码:这是利用图像在空间分布上的规律性来消除图像冗余的另一种编码方式。把图像的光信号空间矩阵变换到系数空间矩阵上进行处理。在空间上具有很强相关性的信号,反映在变换域上则表现为某些特定区域内能量很集中,或者系数矩阵具有某种规律性。这就把时域相关信号的传送,变成了变换域上有限个系数量化比特数的传送,达到压缩码率的目的。(3)统计编码:也叫熵编码。根据信息的概率分配码字,概率大的用短的码字,概率小的用长的码字,即采用变字长编码,使总的平均码长要比用固定码长编码的短很多。视频信号的概率密度分布是不均匀的,因此统计编码实际上是建立在图像的统计特征基础之上的压缩编码,统计编码包括哈夫曼(Huffman)编码、游程编码、基于字典的编码、算术编码。哈夫曼编码是可变字长的统计编码,编码效率高,应用也最广泛。MPEG-2中就应用哈夫曼编码。其贡献是在信息表示方面大大减少了冗余度,即减少了传输的信息量,它是一种无损压缩。(4)量化编码:这里的量化编码是指在模/数转换之后进行的数字的映射变换。它与模/数转换过程中的“量化”是不同的两个概念。根据工作特性的不同,又分为自适应量化编码和矢量量化编码等。目前针对不同的图像类型主要有下列3类图像编码标准。(1)静止图像压缩编码标准(Joint Photographic ExpertsGroup,觚G)JPEG是适用于彩色和单色多灰度或连续色调静止数字图像标准。基本JPEG算法先将图形分割成8×8的二维块,再以块为单位采用离散余弦变换(DCT)进行无损压缩,