時間：2022-12-18 14:15:55
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在傳統的計算機網絡數據傳輸過程中，要借助路由器進行數據傳遞，根據數據的目標地址，路由器將數據包向各個鏈路發送。由于沒有統一的安排和協調，在同一鏈路中會出現很多數據包，必須排隊等待通過的情況，這就制約了計算機網絡的傳輸速度和效率的提升。2000年，新型網絡編碼技術一經出現就得到了廣泛關注。網絡編碼技術著力解決的問題是有效地將同時到達路由器的數據同時發送出去，不讓數據產生擁塞，從而提高數據傳輸速度。
二、網絡編碼技術在無線網絡中的應用
2.1網絡編碼的概念
網絡編碼是一種融合了路由和編碼的信息交換技術，它的核心思想是在網絡中的各個節點上對各條信道上收到的信息進行線性或者非線性的處理，然后轉發給下游節點，中間節點扮演著編碼器或信號處理器的角色。
2.2網絡編碼應用于無線網絡的優勢
網絡編碼融合了路由和編碼的概念，使網絡節點不僅可以對數據進行存儲轉發，還可以進行編碼處理，已證明了使用線性網絡編碼已經能足夠達到網絡多播容量。但網絡編碼的好處不止這些，尤其是當網絡編碼應用于無線網絡時。網絡編碼首先應被應用在無線網絡環境。無線網絡的特性是不可靠性和廣播特性，使網絡編碼非常適合應用在無線網絡上，因為無線鏈路的不可靠性和物理層廣播特性非常適合使用編碼的方法。應用網絡編碼，可以解決傳統路由、跨層設計等技術無法解決的問題，提高網絡編碼在無線網絡中的應用。無線網絡的廣播特性使其非常適合使用網絡編碼，當一個節點傳輸一個數據包給它的一個鄰居節點時，它的其它鄰居節點也可以接收到這個數據包。因此，當一個節點的鄰居節點對不同的數據包感興趣時，可以將這些數據包編碼后再一起傳輸，這樣子可以使其所有的鄰居節點都收到感興趣的數據包并可以節約無線資源。
應用網絡編碼，可以解決傳統路由、跨層設計等技術無法解決的問題，提高網絡性能。網絡編碼在無線網絡中的應用可以提高網絡的吞吐量，尤其是組播吞吐量?？梢詼p少數據包的傳播次數，降低無線發送能耗。當網絡部分節點或鏈路失效時采用隨機網絡編碼，最終在目的節點仍然能恢復原始數據，增強網絡的容錯性和魯棒性。網絡編碼對無線網絡的性能改善主要體現在提高網絡編碼的吞吐量上，網絡編碼已經被證明對于提高某些網絡的吞吐量有著很大的作用。運用網絡編碼可以在很大程度上提高網絡吞吐量，但是同時會增加網絡的復雜性。不少研究者在研究提高無線網絡的組播吞吐量的同時，研究如何降低因采用網絡編碼帶來的復雜性。在網絡狀況惡劣的條件下，網絡編碼和路由之間組播吞吐量的差別不大，網絡編碼的優勢體現在降低網絡復雜性上;在網絡狀況較好的條件下，網絡編碼相對于路由方法，在很大程度上，提高了組播吞吐量。這為根據網絡狀況動態調整網絡編碼算法提供了可能。
2.3網絡編碼如何提高無線網絡的安全性
網絡編碼在提高無線網絡的安全性研究方面亦取得了一定的成果。在無線網絡組播中，對于數據包的惡意修改的檢測，過去是使用基于消息認證碼或者數字簽名的方法?；诰W絡編碼產生了一種基于數據包的隨機網絡編碼檢測策略，這種方法計算量小，而且檢測概率可以根據通信控制開銷、網絡編碼復雜程度和檢測時間這些因素進行調控。但這種方法亦存在不足。這種方法要求接收節點需要預先獲得至少一個沒有被惡意修改過的數據包，并且數據包的內容不能被攻擊者知曉，因此，這種方法對抗攻擊效果不好。
無線網絡廣播重傳處理中,多個接收節點中的任意一個節點的丟包都要求源節點重傳數據包,需要廣播發送較多的重傳次數.本文將隨機線性網絡編碼技術應用在無線網絡廣播重傳中,提出一種新穎的廣播重傳方法(RLNCBR)。該方法中,源節點記錄多個接收節點中丟包最多的接收節點丟包數,再按照隨機線性網絡編碼的方法編碼組合該丟包數個線性編碼包。源節點廣播重傳，接收節點采用運算編碼線性組合的方法獲得信息包數據。數學分析表明,該方法能保證所有接收節點的編碼可解性,同時重傳次數可達到理論最優性。模擬測試結果表明:與傳統重傳方法相比,RLNCBR有效地減少了信息包的平均傳輸次數,提高了傳輸效率。
三、網絡編碼在無線網絡的應用發展方向
網絡編碼正在給現有的網絡帶來革命性的變化：網絡編碼從用來達到有線網絡中的組播容量，發展到在有線和無線網絡中提高吞吐量、節省能量、增強魯棒性和安全性，甚至改變網絡結構、改變網絡協議設計方法。網絡編碼在無線網絡中的應用還存在著以下的幾個問題：網絡編碼的具體實現和降低網絡編碼的復雜性。現在已經提出了很多網絡編碼方法，有集中式線性網絡編碼和分布式隨機網絡編碼，但是如何在實際網絡環境中實現網絡編碼，需要考慮許多實際應用問題，例如同步、控制開銷等。網絡編碼在實際網絡環境中如何實現是一個很迫切的問題。采用網絡編碼可以在很大程度上提高網絡性能，但設計和實現上的復雜性也隨之增加。如何在不顯著增加網絡開銷，綜合考慮效率和性能的前提下，實現網絡編碼問題是將來需要進行深入研究的方向。
四、結束語
無線網絡環境由于環境的多變性,使得數據包在傳輸過程中更加容易丟失。目前,重傳常被用來實現無線廣播的錯誤處理,普通重傳方法思想基于發送方通過反饋得到接收方的出錯情況,重傳出錯的數據報文來恢復出錯的報文。:
網絡編碼技術是近十年來飛速發展的一個研究課題。雖然還沒有應用到實際的通信網絡中，但已引起了較大的關注，比如美國軍方已經意識到網絡編碼技術的優勢，已經撥款研究網絡編碼技術在移動自組網(MobileAdHocNetwork)中的應用。因此,我們也應當及時跟蹤國際上的網絡編碼技術的發展趨勢。同時,結合各種應用深入思考網絡所涉及的各種安全技術問題。
參考文獻
[1]范明,盂小峰.數據挖掘概念與技術[M].機械工業出社,2001.8.
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中文MARC是中國機讀目錄（China Machine-Readable Catalogue）的簡稱，中文MARC的主要作用是將各類書目信息編目成統一的標準計算機可讀形式，便于讀者檢索以及各圖書情報部門之間交流書目。學位論文是高校大學生為獲取相應級別學位而撰寫的關于在校期間所學知識的應用或所完成的科研成果。
目前，我國各高校的學位論文大部分都是用中文撰寫的，也有一小部分是用外文撰寫的。高校圖書館將學位論文收藏至自建特色數據庫，就需要對學位論文進行編目，對學位論文編目時要保證編目產生的關于學位論文的數據的質量，以方便讀者檢索并利用學位論文。
1 中文MARC編目學位論文存在的問題
高校圖書館對文獻資源進行有效的分類標引和主題標引，并用相應的著錄、編目格式使文獻資源的主要檢索項及特點形成書目的形式就是高校圖書館的編目工作[1]。學位論文編目的工作流程一般為：回溯編目―審校―典藏―貼書標―入庫上架。學位論文作為一種特殊的文獻資源，其編目具有自己的特點：1）編目難度高。高校大學生研究的學術領域及學術方向繁多，其具體研究方向小而專，對非專業編目人員來說，分類編目比較困難；2）編目工作量巨大。教育事業飛速發展，各高校每年都在擴大招生，進而各高校每年產出的學位論文數量激增，而高校圖書館編目人員有限，而且圖書館每年還要有其他書目入館需要編目，因此編目人員總的工作量非常大。3）學位論文撰寫語種不統一。部分高校設有外國語學院，這些學院的部分學生所撰寫的學位論文所使用的語種一般為外文。
中文MARC是以UNIMARC為基本依據，根據我國出版物的具體情況制定的[2]。中文MARC機讀記錄字段區有如下10個功能塊：0―標識塊；1―編碼信息塊；2―著錄信息塊；3―附注塊；4―款目連接塊；5―相關題名塊；6―主題分析塊；7―責任者塊；8―國際使用塊；9―國內使用塊[3]。中文MARC通過對每個功能塊增設功能不同的多種字段及子字段、對每個字段又增設不同要求的標識符的方式更為詳細的記錄文獻信息。
高校圖書館編目學位論文最終要達到的目標是：1）精準、全面、直觀的反映出學位論文所表達的科研成果，包括科研成果的領域，關鍵詞等信息。2）準確標引學位論文，形成規范數據，方便讀者進行檢索。編目學位論文是讀者可以使用學位論文的前提和基礎，學位論文編目工作的質量直接關系到讀者對學位論文的使用情
況[1]。因此，學位論文編目工作是高校圖書館工作中的一個重要分支，各高校對學位論文編目工作都很重視。但是由于學位論文本身具有的特殊性和中文MARC編目具有的高技術性，導致中文MARC在對學位論文進行編目的時候會出現一些問題，而這些問題的出現直接影響了學位論文編目的質量，進而影響到學位論文在高校圖書館乃至整個學術界的正常流通。中文MARC在高校圖書館學位論文編目中存在如下問題。
1）標準不統一。當前我國使用比較普遍的中文MARC編目標準有兩種：一種是國家圖書館編寫制定的全國圖書館聯合編目中心系統標準；一種是北京大學圖書館編寫制定的中國高等教育文獻資源保障系統，即CALIS系統標準[3]。雖然采用這兩種中文MARC編目標準編目的數據覆蓋面都很廣，共享性也比較強，但還是應該將這兩種標準結合，制定一套唯一的編目標準。有了唯一的標準，各高校圖書館在選擇編目系統時也不需要進行比較，既方便了高校圖書館編目工作，也能使圖書信息流通更順暢。
2）標引不規范?！吨袊鴪D書分類法》是高校圖書館編目分類的主要依據。由于部分高校圖書館還有自己編寫的《圖書館編目分類細則》，并結合這兩個規范來進行編目，因此在很多編目細則上出現了不一致現象。
3）著錄字段不完整。中文MARC編目雖然具有詳細的編目規則，但是不同的編目員對規則的理解會有所不同。在中文MARC著錄中，字段和指示符都有詳細的規定，如果出現指示符的漏著、錯著都會直接影響到學位論文的檢索。
4）外文語種撰寫的學位論文編目格式不統一。當前我國圖書館使用USMARC對外文圖書進行著錄，而有些圖書館認為只有原版外文書籍才應該用USMARC進行編目，其余外文圖書應該按中文MARC格式來著錄。因此，使用外文撰寫的學位論文編目格式就出現了兩種，即USMARC格式和中文MARC格式。這種不一致的編目格式會嚴重影響到學位論文的網上共享，對數字圖書館的建設也有不利影響。
高校圖書館每年進書量都很大，新進圖書只有經過編目才能入庫上架，讀者才能在館藏書目檢索系統中檢索到圖書，而高校圖書館專業的編目人員非常有限，因此就會出現非專業人員對圖書進行編目，比如燕山大學圖書館學位論文的編目工作就是由勤工助學的學生來完成的。編目工作對人員專業要求比較高，編目細則又非常繁雜，雖然專業的編目人員已經設定號學位論文編目格式，但是非專業人員在對學位論文進行編目的時候很容易就會出現漏著、錯著的現象，而在對學位論文編目中出現的錯誤只有非常專業的編目人員才能及時發現，這樣就會導致很多編目過程中出現的錯誤到最后都沒有被發現，從而影響到讀者對學位論文的檢索。
1.前言
圖像壓縮是數字圖像壓縮的簡稱，圖像壓縮又稱為圖像壓縮編碼或圖像編碼。在數字圖像的存儲、處理和傳送過程中，采用高效的圖像壓縮技術可以節省傳輸資源、降低傳輸時間、提高傳輸效率。科技論文。圖像壓縮要解決的問題是盡量減少表示數字圖像時需要的數據量[1]?？萍颊撐摹Ｕ撐膮⒖?。
目前應用較為廣泛的圖像壓縮方法有統計編碼、預測編碼、變換編碼、分形圖像壓縮編碼、利用神經網絡的圖像編碼等。近年來，奇異值分解方法在圖像壓縮編碼上的應用得到了重視[2-3]。本文在介紹奇異值分解原理的基礎上，以512×512的Lena圖像為例，給出了算法的Matlab程序，并對算法進行了評價。
2.奇異值分解的圖像壓縮原理
矩陣A的奇異值定義如下[4]：設（r>0），且AHA的特征值為
（1）
則稱（i=1，2，…，n）為A的奇異值。
設Σ=diag(σ1，σ2，…，σr)，由式（1）可知，σi（i=1，2，…，r）為A的非零奇異值?？萍颊撐摹為m階酉矩陣，V為n階酉矩陣，若滿足
（2）
則稱式（2）為A的奇異值分解[4]。若U寫成U =[u1，u2，…，um]的形式，V寫成V=[v1，v2，…，vn]的形式，則式（2）可寫成如下形式：
（3）
由于大的奇異值對圖像的貢獻大，小的奇異值對圖像的貢獻小，所以可以從r個奇異值生成矩陣中選取前k個（k<r）近似表示圖像A，即?。?/p>
（4）
近似表示圖像A。
存儲圖像A需要mn個數值，存儲圖像Ak需（m+n+1）k個數值，若取
（5）
則可達到壓縮圖像的目的，比率
（6）
稱為壓縮率。論文參考。論文參考。
3.奇異值分解圖像壓縮的Matlab實現
Lena的圖像矩陣共有512個非零奇異值，其奇異值特征曲線如圖1所示，隨著i的增加，σi迅速減小。σ1=64519，當i≥36時，σi＜1000。
圖1 圖像Lena的奇異值特征曲線（512×512）
采用奇異值分解對該圖像進行壓縮，Matlab代碼如下：
infile='Lena.bmp';
outfile='Lena2.bmp';
k=40;
A=imread(infile);
A=double(A);
[u,s,v] = svds(A,k);
im = uint8(u * s* v');
imwrite(im,outfile);
figure;imshow(im);
原始圖像的文件名為Lena.bmp，將壓縮后的圖像命名為Lena2.bmp，程序的第6行計算矩陣A的最大k個奇異值與相關的奇異向量，得到u=[u1，u2，…，uk]，s=diag(σ1，σ2，…，σk)，v=[v1，v2，…，vk]。在使用svds函數時，需要先將A的數據類型轉換為double型（程序第5行），這里k取40（程序第3行）。程序第7行對應公式（4），變量im存放壓縮后的圖像A40，程序第8行將A40保存為文件Lena2.bmp.
4.結果與討論
在公式（4）中，k的取值不同時，矩陣Ak表示的圖像效果有所不同，如圖2所示（a）為原始圖像，（b）、（c）、（d）、（e）、（f）分別為A40、A80、A120、A160、A200所表示的圖像。從圖（2）可知，k的取值越大，壓縮后的圖像效果越好，但同時壓縮率越小。對圖像Lena而言，k取80時，壓縮后的圖像A80已非常接近原圖像。
（a）（b）（c）
（d）（e）（f）
圖2 k取值不同時圖像Lena基于奇異值分解壓縮的效果
不同的k值下，Lena圖像的壓縮率和峰值信噪比（dB）如表1所示：
表1 不同k值時Lena圖像的壓縮率和峰值信噪比（dB）
二、水文專業資產配置管理的主要問題
1、資產配置與具體水文條件結合程度欠缺,每一個水文站點都具有獨特的水文特征與自然環境,比如經濟較發達省份已經可以完全取消的對講機、通信鐵塔在偏遠省份就必須采用,雨量場設置條件在各省設置條件也不同,因此專業設備配置應考慮實際需求,結合地理、氣候、環境條件統籌考慮。
2、資產配置與單站任務匹配程度不緊密。目前各省水文站點資產配置主要依據《水文基礎設施及技術裝備管理規范》(sl415-2007)進行站點,而《水文基礎設施及技術裝備管理規范》是水文站網通用型標準,且適當考慮了水文任務需求的專業資產配置余量,因此機械照搬規范,容易形成配置浪費。
3、資產配置與管理模式不匹配。水文站一般地點分散、人員相對較少,隨著大量的站點建設與設備配置投入,因單位編制崗位的限制,因管理人員不不夠、職責不明確,容易造成管理不到位,形成不必要的損失浪費。
4、資產配置與財務管理結合不緊密。事業單位資產管理特別是專業資產配置,需要專業部門提供需求,一般不屬于財務管理職責范圍,在沒有可靠分析資產使用的經濟性、可靠性的情況下,容易造成圖方便工作,不管配置使用效率的現象。
5、資產資產編碼規則不完整。水文專業資產部分因專業任務需要在國家標準的資產標準里與測繪、氣象、網絡、通信、環保部門部分重復,按國家標準資產分類不清晰、資產類別不完整。水文資產信息不能實時調整、更新,信息不太準確,給水文站網規劃、管理、分析及防汛測報等帶來了諸多不便。
6、資產處置報廢更新處置程序亟待加強。報廢處置與更新配置密切相關,水文行業資產管理通用資產一般各省財政主管部門會出臺通用資產配置管理標準,依據《水文儀器報廢技術規定》(sl415-2007)及有關國家技術標準文件,但因水文專業資產的專業性,單項資產金額較大,其報廢處置更新一般由省水文主管部門負責從嚴控制,由于現階段水文專業資產規模的不斷擴大,更新不斷加快,可操作的專業資產報廢處置程序還有待強化,水文行業資產處置報廢亟需規范。
三、解決思路
水文站點多、分散但管理架構完整, 水文任務職責分類相對清晰、專業技術規范要求基本完備,設備需求相對同質化、批量化,且因水文行業的垂直管理優勢,具備統籌管理的基礎。省級水文行業的專業資產配置管理應該以各省水文事業發展規劃的目標和需求為依據。從各省地理條件、水文監測專業需要出發,考慮各省財政狀況和資產管理要求,在分析各地區水文管理架構和模式、水文專業技術標準和條件、水文技術設備應用和推廣基礎上,通過在分析水文專業要求基礎上,建立既滿足工作需要,又響應財政主管部門管理要求的省水文行業資產配置管理模式,以促使水文行業資產管理規范化。
1 、構建管理架構與模式
省級水文系統生產職能分配方案為:測站——生產中心;縣基地——應急、巡測中心;市分局——保障中心;省局——技術管理中心,建立“測站用校結合、基地巡急兼備、分局綜合儲備、省局統籌調配、行業分析評估”。職能分配結合各省水文任務、管理層次、水文技術裝備特點。
依托水文測站,按水文技術標準要求,推行對主要水文觀測要素監測“用校結合、測站管理”的基層配置管理方案。
縣基地滿足縣水文巡測任務需要;滿足應急監測分級任務需要;滿足便攜、移動式需要;滿足所轄站點備用物資需要,滿足物資管理的人員配置要求;依托縣水文巡測基地,建立“急巡兼備、基地管理”應急、水文巡測配置管理方案。
市基地滿足區域水文巡測站點需要;滿足應急監測分級任務需要;滿足便攜、移動式需要;滿足測洪備用方案需要;滿足所轄站點備用物資需要,即“儲備保障、區域管理”;依托各市分局基地,建立“綜合保障、區域管理”技術儲備及設備管理方案。
配置重點在省基地的裝備, 管理重點在“調余劑缺、統籌管理”。行業管理重點在,統籌分析行業設備狀況,分析評估工作方案、技術設備匹配狀態,滿足技術評價、考核、分析需要。依托省局基地及技術管理力量,實施全省水文生產任務、資產配置的“調余劑缺、統籌管理”管理調度方案;依靠水文系統實施新技術應用標準、設備使用評估“分析評估、應用管理”的五項管理體系。
2 、明確任務需求與技術選配方案
水文資產配置,應著力做好前期工作,細化單站單點任務技術要求、地理位置水系河床等特征,結合水文測驗技術方案與經濟發展,明確需采用的技術方案與設備選型,減少盲目配置,解決資產配置的任務匹配、技術匹配、管理匹配問題。中國論文服務網,經濟勵志打造論文范文格式最完整、管理職稱論文范文最詳盡的論文資源網站。為廣大需要職稱評定,經濟論文快速寫作的客戶提供有效參考。
3 、制定統一編碼, 提供準確信息
資產配置的基礎應建立在統一的水文行業編碼基礎上,以便于計算管理、分析,適時掌握資產信息,做到科學分析、利用統籌調劑,資產編碼的一般原則應做到以下幾點。
編碼要有針對性在國家標準的基礎上細化水文行業專業資產小類時,細化的固定資產必須體現水文行業固定資產特點與工作特征,便于直觀統計水文設施與設備。
編碼要有科學性選擇水文行業資產的本質屬性和特征作為分類的依據,細化的固定資產小類在功能上應與其本身存在一種必然的聯系,使分類體系結構具有穩定性。
編碼規則應系統性將水文行業資產的屬性或特征按一定的順序排列,予以系統化表述,便于從整體上把握固定資產之間的關系。
編碼應可擴展性信息的類別和分類體系結構應適應信息量急劇增長和變化的需要,分類體系結構在原有的基礎上有擴展的余地,其中包括新的類別的增補和在原有類別的基礎上進行分解細化。
0 引言
以數字視頻的采集、壓縮、處理為核心的現代視頻監控技術，采用先進圖像處理芯片對視頻進行壓縮處理，把智能圖像處理技術用于圖像顯示、監控成為嵌入式視頻監控系統的重點研究方向[1]。無論是MPEG1、MPEG2或者是MPEG4、H.263都已經無法滿足運動圖像壓縮的要求，這時新一代的H.264標準便被制定，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量的視頻，而且視頻編碼的碼率更加靈活，架構主要包括，幀內預測、幀間預測、轉換、量化、去區塊濾波器、熵編碼等模塊，下面將研究H.264視頻編碼的關鍵技術及其應用前景。[2]
1 H.264壓縮標準
H.264是兩個組織專家ITU-T和ISO為多媒體傳輸設計的數字視頻編碼標準[3]，全稱是MPEG-4AVC，翻譯成中文意思是“活動圖像專家組-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視頻編碼標準支持，包括sub-QCIF、QCIF、CIF、4CIF、16CIF等[4]。H.264是一種視頻壓縮標準，同時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比其他編碼標準有著更高的視頻質量和更低的碼率，被廣泛用于網絡流媒體數據、各種高清晰度電視陸地廣播以及衛星電視廣播等領域。H.264的特點是能低碼率、高清晰持續提供較高的視頻質量，能大大加強圖像的編碼效率和改善圖像數據在網絡中的傳輸效率。[1]，使網絡更加靈活、適應性更強，最大的好處就是節約了成本，彌補了技術差距，讓存儲與視頻管理變得更高效。
2 H.264編碼器的結構和特點
H.264只是規定了輸入碼流的格式及編碼之后輸出比特流的句法結構，其標準的編碼思路是混合編碼模式，以幀間和幀內預測來清除空間和時間的冗余分量，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現的過程相反，依據幀內編碼進行逆量化，反變換，重構幀，最后經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編碼器關鍵環節分析
3.1 幀內預測 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中每個宏塊（macroblock/mb）大小都是固定的16×16像素，能夠實現高分辨率視頻的壓縮，對于幀間編碼來說，它允許變換塊的大小根據運動補償塊的大小進行自適應的調整；對于幀內編碼來說，它允許變換塊的大小根據幀內預測殘差的特性進行自適應的調整。
3.2 幀間預測 H.264標準與早期標準不同之處在于，它所使用的是塊結構運動補償，運算精度精確到1/4像素點上。[8]不僅如此，H.264標準還使用了多幀預測的方法，能夠明顯改善預測增益。[5]
3.3 整數變換與量化 H.264中整型變換與之前的MPEG系列標準所采用的DCT變換都有區別：
①它是整形變換（所有的操作都為整數運算，不存在解碼精度損失）。②用整數算術變換可以確保編解碼之間實現零失配。③變換的核心運算部分只用到加法和移位運算，不需要乘除運算。④到量化器的縮放乘積因子為整數，減少了乘積因子的數據位數。[4]量化的目的是減小信號的值域，以更少的比特來表示信號，從而達到減少數據量的目的。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 熵編碼是對數據的冗余信息進行壓縮的方法，變長編碼和Huffman編碼相結合進行，以較短的字長表示出現概率較大的數據，較長的字長表示出現概率較小的數據來達到降低數據量的目的。
CAVLC是一種變長編碼。先對變換系數進行zig-zag掃描。用行程碼（L，V）表示掃描以后的數據，V代表數值，L代表該數出現的次數。因為視頻塊在整形變換和量化后，大部分變換系數成為0，只有很少的數據在低頻部分，用行程數L代表連續出現的0的個數，V代表0串后挨著的非零值，接著對L和V分別采用Huffman編碼進一步壓縮，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是一種二進制算術編碼，其通過構建模型來預測當前的視頻信號。相對于CAVLC編碼，CABAC的編碼效率更高，更節省碼率。[4]
3.5 碼率控制 H.264視頻編碼標準雖然對于編碼器的結構實現模式沒有具體的規定，但編碼器實現的核心問題要解決編碼器的結構、相應的視頻編碼如何控制。H.264編碼器采用基于拉各朗日Lagrangian優化算法的率失真優化模型實現視頻編碼的控制，其實現方法簡單而且效率高。[5]
H.264編碼標準由于以上關鍵技術的支持，獲得了較高性能編碼，但編碼器復雜度增加，約為MPEG2的4倍，MPEG4的2倍。其高復雜度原因有兩個方面，一是編碼選項復雜，二是計算量高。具體內容有宏塊的劃分及搜索模式的組合的選取、高精度亞像素運動補償和多參考頓預測，H.264更細化，更精確的數據壓縮導致了計算量高。[6]
4 應用前景
H.264作為一種具有高效壓縮性能的視頻壓縮編碼技術，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異的網絡適應性，為視頻數據傳輸的可靠性提供了保障，其可廣泛應用于數字攝像、英特網、數字視頻錄像、DVD及電視廣播等領域的圖像壓縮。
5 結束語
網絡視頻監控系統要達到良好的監控效果，僅提高攝像頭的分辨率是不行的，只有通過改善數字視頻的壓縮技術，降低視頻傳輸的誤碼率，提高視頻的質量，才能推動網絡視頻走向智能化。[1]H.264標準的推出是視頻編碼標準的一次重要的進步，盡管其算法復雜，但是能夠大幅度提高編碼效率，使得應用范圍更加的廣泛。
參考文獻：
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傳統的規則LDPC碼的編碼主要可以分為四步，分別如下。其框圖如圖1所示，編碼步驟如下：（1）明確規則LDPC碼的H矩陣的列重和行重。（2）構造LDPC碼的H矩陣。（3）將校驗矩陣H轉換成系統形式。（4）根據線性分組碼系統形式的校驗矩陣與生成矩陣之間的關系得到相應的生成矩陣G，編碼生成的碼字為C=uG。
1.2LDPC碼的譯碼算法
LDPC碼有很多種譯碼方式，常見的譯碼方式主要有：加權比特翻轉譯碼、比特翻轉譯碼、大數邏輯譯碼、后驗概率譯碼以及和積算法譯碼等。本論文簡要介紹和積算法。所謂和積算法，就是一種迭代譯碼算法，它的傳播是基于置信度的。下一次迭代的輸入，是上一次譯碼結束時可靠度量度的計算結果。直到達到了某個特定的條件后，譯碼的迭代過程才會停止，進而系統會作出硬判決。
2我國的LDPC碼在將來地空通信中的應用
地空通信具有許多特點，比如信號的能量衰減比較嚴重，信息的傳輸延時比較大等等。因此必須采取特殊的方法，才能夠保證信息傳輸時的可靠性。地空通信信道對于信道編碼是一種理想的信道。（1）地空通信信道和無記憶的高斯信道很相似，都是Shannon編碼理論的信道模型。（2）地空通信信道可以使用很低的頻帶利用率的編碼和二進制調制方案，因為地空通信信道具有很豐富的帶寬。（3）由于地空通信中傳輸距離非常遠，信號的能量衰減比較多，所以采用的都是低碼速率通信。以前地空通信使用的都是Turbo碼。Turbo碼具有很多優點，比如誤碼性能很好，但是仍然存在著誤碼平臺。相對于Turbo碼，LDPC碼更適合作為地空通信的信道編碼，這是因為LDPC碼具有很低的譯碼復雜度、更低的誤碼平臺以及更大的吞吐量。要想設計出更加適合于地空通信的LDPC碼，還需要考慮到功耗效率、編碼器和譯碼器的結構以及復雜度等等。作為一種重要的信道編碼，LDPC碼必將會在地空通信中發揮重要的作用。
1. IPTV內涵及特點
IPTV,也叫網絡電視,是指基于IP協議的電視廣播服務。該業務以電視機或個人計算機為顯示終端,通過機頂盒接入寬帶網絡,可以向用戶提供數字廣播電視、VOD點播、視頻錄像等諸多寬帶流媒體業務。論文參考網。
IPTV的主要特點在于其交互性和實時性。相對于傳統的電視業務,IPTV業務具有如下一些優勢:
(1)用戶可以根據個人的喜好選擇使用IPTV業務所提供的高質量(接近DVD水平的)內容。
(2)用戶可以在任何時間觀看已經播放的視頻節目或已經存在的內容信息。
(3)從技術和業務本身的特點來看,IPTV業務可以向用戶提供無限數量的不同信息,為用戶提供個性化信息。論文參考網。
(4)IPTV業務實現了媒體提供者和媒體消費者的實質性互動。
2. IPTV的熱點技術
2.1流媒體技術
所謂流媒體是指采用流式傳輸的方式在Inter-net/Intranet播放的媒體格式,如音頻、視頻或多媒體文件。流媒體在播放前并不下載整個文件,只將開始部分內容存入內存,在計算機中對數據包進行緩存并使媒體數據正確地輸出。流媒體的數據流隨時傳送隨時播放,只是在開始時有些延遲。顯然,流媒體實現的關鍵技術就是流式傳輸,流式傳輸主要指將整個音頻和視頻及三維媒體等多媒體文件,經過特定的壓縮方式解析成一個個壓縮包,由視頻服務器向用戶計算機順序或實時傳送。在采用流式傳輸方式的系統中,用戶不必像采用下載方式那樣等到整個文件全部下載完畢,而是只需經過幾秒或幾十秒的啟動延時,即可在用戶的計算機上利用解壓設備對壓縮的A/V、3D等多媒體文件解壓后進行播放和觀看。此時多媒體文件的剩余部分將在后臺的服務器內繼續下載。與單純的下載方式相比,流媒體可以邊下載邊播放,這種流式傳輸方式不僅使啟動延時大幅度地縮短,而且對系統緩存容量的需求也大大降低,極大地減少了用戶在線等待的時間。論文參考網。與平面媒體不同。流媒體最大的特點在于互動性,這也是運用了流媒體技術的IPTV最具吸引力的地方。
2.2 音、視頻壓縮標準
眾所周知,媒體傳輸系統之間的互操作性至關重要,而保持這種互操作性的關鍵,就是需要制定傳媒設備制造商及運營商在制造產品及提供服務過程中必須遵守的開放標準。在提供網絡流媒體服務方面,已經有數個音、視頻壓縮標準得到較充分的發展。
2.2.1視頻編碼標準
通過對視頻編碼標準的壓縮效率、可擴展性、容錯能力及占用的運算資源等因素加以折衷考慮,最適合目前IPTV網絡傳輸及終端制造水平的應該是M PEG-4視頻編碼標準。M PEG-4標準的制定開始于1995年,于1999年2月M PEG專家組正式公布了M PEG-4(ISO/IEC 14496)V1.0版本。同年底M PEG-4V2.0版本亦告完成,且于2000年年初正式成為國際標準,是第一個基于音視頻內容或對象的編碼標準,它從音視頻場景中,按照人的直觀感受分為若干個音視頻對象,并分別對這些對象進行形狀、紋理及運動矢量等編碼,而不是象傳統編碼方式那樣是基于像素進行編碼。M PEG-4視頻編碼標準,作為MPEG-4標準的一部分,通常稱為M PEG-4視頻。它提供了大量視頻編碼工具,而這些工具都要占用一定的運算資源。設備的復雜度及成本較高。為了滿足不同層次的應用,在不損失互操作性的前提下,M PEG-4定義了由對象類型,類(Profile)及等級(Level)組成的分級策略。M PEG的類規定了用于協同操作點(interoperability point)的技術,等級規定了一個類的范圍或大小。
2.2.2 音頻編碼標準
在音頻編碼標準的制定上,目前人們將注意力集中到幾個現存的蜂窩通信語音編碼標準上。這些標準包括AM R(Adaptive M ulti-R ate)編碼算法以及EVRC(Enhanced Variable R ate C oder)編碼算法等,這兩種算法都具有良好的抗誤碼能力。M PEG-4音頻包括如M PEG-4 AAC(Advanced Audio Coding)等音頻編碼標準,以支持寬帶、可擴展音頻通信。
2.2.3 網絡傳輸標準
流媒體的含義即按照實時或點播方式通過網絡向通用媒介進行音視頻廣播,而面向連結的TC P需要較多的開銷,故不太適合傳輸實時數據。流媒體傳輸一般采用實時傳輸協議R TP/U D P來傳輸實時多媒體數據。
2.2.4 顯示終端設備制造技術
2005年7月海爾在青島國際消費電子博覽會上,正式對外國內第一款擁有自主知識產權的流媒體電視新品“美高美”系列數字平板電視。美高美可以通過流媒體接口實現與多種外設的無縫連接,并讀取16種流媒體文件,而且還可以同時接駁兩個外部存儲設備,不同存儲器中的流媒體文件可以經由電視平臺互動轉存,必將推動IPTV更廣泛使用。
3. IPTV最新動態與開發展望
在國外,IPTV已進入實質運營階段,據權威研究機構美國加特納公司的報告,2006年,歐洲網絡電視供應商的收入預計將達到3億多歐元,而到2010年其收入則可達到30億歐元。中央電視臺2005年正式向全國推出網絡電視(IPTV)服務,該業務的內容主要利用中央電視臺目前已有的40萬小時的電視節目。同時中國兩家最大的商業IP網絡運營者中國電信和中國網絡通信公司也在進行IPTV的試驗或試運行。2006年4月,國家廣電總局首次正式發放網絡電視牌照,而擁有央視背景的中視網絡發展有限公司和上海文廣旗下的東方網絡電視有限公司,成為了首批獲準經營網絡電視的“幸運兒”。由于網絡電視必須依靠寬帶運營商傳送節目,國內許多電信企業也借機進入了這一市場。
總之,IPTV蘊涵著巨大的商機,是未來廣電網新的業務增長點和增值服務。將來三網合一的網絡環境還會帶來各種融合業務形態。
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1、引言
H.264是一種高性能的視頻編解碼技術, 它是ITU-T的VCEG（視頻編碼專家組）和ISO/IEC的MPEG（活動圖像編碼專家組）的聯合視頻組（JVT：joint video team）開發的一個新的數字視頻編碼標準，它既是ITU-T的H.264，又是ISO/IEC的MPEG-4的第10 部分。論文寫作，整像素預測。
作為新一代的視頻編碼標準，它具有很高的數據壓縮比率和優異的性能，廣泛應用于視頻會議、視頻點播、高清視頻、移動播放器等多個領域。
H.264最大的優勢是具有很高的數據壓縮比率，在同等圖像質量的條件下，H.264的壓縮比是MPEG-2的2倍以上，是MPEG-4的1.5～2倍。論文寫作，整像素預測。和MPEG-2和MPEG-4ASP等壓縮技術相比，H.264壓縮技術將大大節省用戶的下載時間和數據流量收費。論文寫作，整像素預測。尤其值得一提的是，H.264在具有高壓縮比的同時還擁有高質量流暢的圖像。
在H.264的編碼芯片結構中，相比幀內，幀間(Inter Prediction)編碼的效率高，但是運算復雜度也比較高。幀間編碼的核心運算部分是“ME”(motion estimation)即運動估計，占用最多的邏輯與時鐘資源。幀間預測的運動估計過程分為整像素運動估計（IME）和分像素運動估計（FME），首先找到整像素的最佳MV，然后再進行分像素的搜索。除了巨大的計算復雜度，編碼過程也很長，包括預測，重構和熵編碼。
2、運動估計運算
H.264幀間預測是利用已編碼視頻幀/場和基于塊的運動補償的預測模式。由于引入了1/4像素精度、多種分割預測等先進技術，在獲得更高壓縮率的同時，其算法復雜度也大大提高，使得幀間預測編碼耗時占到整個編碼計算時間的50%以上，若采用全軟件實現高清圖像的實時編解碼，明顯力不從心，這就要求使用高性能的硬件編解碼器來完成高清實時編解碼任務，這也是本人研究的主要內容。
編碼宏塊(16x16象素)可以分割成不同大小的塊像數據，例如16x16、16x8、8x16、8x8、8x4、4x8、4x4等七種模式。而“ME”的再對各種宏塊分割方式下的每個塊象素進行預測運算，然后由后續模塊統計和比較出最優的分割方式。
運動估計包括整像素預測（IME）和分像素預測（IME）兩部分，這兩部分是串行的。每一個宏塊，只有在IME 做完之后，找到最佳整像素MV，再進行FME。
在進行IME計算時，首先要計算MVP，對于一個塊象素，預測運算就是在參考幀中搜索出最佳匹配(即兩者差異最小)的同尺寸塊象素作為當前塊的參考區域。如果在整個參考幀的范圍下進行全面的搜索，固然可以得到最為匹配的區域，但是復雜度太大。事實上，相鄰塊在參考幀中的匹配區域一般位置比較接近。綜合考慮算法復雜度，編碼效果，資源使用等方面，幀間預測做了如下處理：首先根據周邊塊的Mv值預測出當前塊的Mv值，即Mvp，然后在Mvp所指參考幀中象素點周邊搜索最佳塊象素。
MVP的搜索過程如圖2所示，假定E為當前的宏塊、宏塊分割或者亞宏塊分割，除了16x8和8x16，MVP為A、B、C的MV的中值；對于16x8分割，上面部分MVP由A預測，下面部分MVP由B預測；對于8x16分割，左面部分MVP由B預測，右面部分MVP由C預測。論文寫作，整像素預測。以MVP作為搜索的起點。
圖2 MVP 計算
IME在進行當前宏塊MB（x）的MVP計算的時候，前面的宏塊MB（x-1）包含分像素的MV還未得到，這個時候我們無法得到準確的A，所以我們此時以MB（x-1）的16x16分割搜索時所得到的整像素MV來代替A，并把據此計算得到的MVP作為搜索的起點。
3、IME模塊及功能
IME模塊的架構如下圖所示
圖3 IME模塊架構圖
IME的主要功能是：
（1）數據：把原始和參考YUV從inter_config模塊中取出，為PS和FME模塊準備預測所需數據；
（2）控制：控制幀間預測的過程
IME的模塊劃分及各自功能：
Pipe_ctrl：不同分割間的搜索和選擇 將不同分割方式的順序搜索改為并行，用兩條水線來實現加速 Pipe0：進行P16x16，P8x16，P4x8 ；Pipe1：進行P8x8，P16x8，P8x4，4x4由兩條共同完成（為了減少pipe0的等待時間，把pipe1的部分工作放到pipe0中）
MVp_ctrl：每種分割的具體搜索過程
（1）計算MVp值
（2）控制reg_ctrl模塊的數據存取
Reg_ctrl：為相連模塊準備數據
（1）為整像素準備數據，傳輸給PS模塊；
（2）為分像素搜索準備數據，傳輸給FME模塊；
（3）為重構準備數據，傳輸給FME模塊
4、與IME模塊相關的主要功能模塊
圖3中與IME工作相關的有兩個主要的部分，一個是Inter_config 模塊，還有一個是PS模塊，它們在系統中起著重要的作用。論文寫作，整像素預測。
1. Inter_config模塊及功能描述
Inter_config模塊，即幀間數據調度模塊，其數據傳送如圖4所示，Inter_config模塊有兩部分功能：一是為IME服務，把IME所需的數據從DDR取到Sram；二是為Loop Filter服務，把LoopFilter模塊的deblock運算所需要的一部分數據從DDR取到Sram以及將deblock運算后的宏塊數據存入DDR。
圖4 Inter_config模塊數據傳送
Inter_config模塊與IME有關的工作包括：
1）取原始YUV數據，Luma部分直接拉給IME_Reg_o，Chroma部分存入Sram0。
2）為IME準備計算所需的9個宏塊的Luma數據，并存入Sram0和Sram1。
3）將這9個宏塊的Chroma數據準備到Sram1中，用于Chroma資料拼接之用。
4）接收到IME_ChromaStart_i信號有效后，開始FME運算所需Chroma數據的相關準備工作。包括：①從Sram0中取Chroma的原始YUV送給IME；②從Sram0中取Chroma3x3Mb數據并進行拼接（將每個block對應的2x2像素，向右向下擴展，變成3x3像素）后送給IME。論文寫作，整像素預測。
5）把最后一行的5個mv（當前Mb最后一行的block的4個mv及右側相鄰的1個mv）存入Sram0，作為下一宏塊行進行Mvp預測所需數據。
2. PS模塊功能描述
PS模塊，即預測選擇模塊，本模塊主要用于選擇當前編碼宏塊的最佳預測方式，幀內預測還是幀間預測；若是幀間預測還需給出宏塊的最佳分割以及分割的最佳MV，除此之外，還需求殘差值，用于后面的重建。其主要功能如下：
1）接收IME模塊的整像素亮度值，以進行整像素搜索，找出最佳的整像素MV；
2）將兩套流水線所得出的cost進行比較，選出最佳partition；
3）接收inter_ctrl模塊中IME模塊的亞像素亮度值，以進行亞像素搜索，找出最佳的亞像素MV以及cost，并與最佳的整像素MV的cost相比較，選擇最佳的MV；
4）將選出的最佳的cost與intra_ctrl中的最佳的cost，比較得出最佳的預測方式，幀間還是幀內；
5）若選出的是幀內，則結束當前宏塊的幀間操作，準備下一個宏塊的幀間操作；若選出的是幀間，則接收IME或FME的亮度和色度值，進行求殘差操作，送給DCT以備后面重建。
5、總結及展望
本文對幀間編碼中IME運算所需數據進行探討和分析，并提出一套架構設計方案，時序和資源使用都比較優化。設計方案在空間上具有較高的并行度，處理能力高，非常適合實現高清視頻編碼。目前市場上對于H.264的研究開發一般都是基于PC或者DSP解決，很少有基于硬件實現的開發，功能上還不足以實現高清實時信號的編碼和解碼。本設計能夠實現幀間預測的關鍵部分，在后續的研究中如果能使用H.264標準在幀間預測所帶來的高壓縮率，如果能將其帶來的復雜度的增加限制在可容忍的范圍內，支持幀間預測的高清實時視頻編解碼的芯片實現是非常有意義的，應用前景很廣闊。
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近年來，各地蔬菜科研、推廣單位承擔完成了大量科研項目，成功選育出大批蔬菜新品種，提出了系列實用栽培模式和栽培技術。為了促進發展、擴大交流，特向社會各界征集稿件，歡迎國內外蔬菜科研領域的基礎研究和應用研究的論文投稿。
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