解码技术论文范文
时间：2023-03-13 21:22:02
解码技术论文范文第1篇
摘要：MPEG―4是基于第二代视音频编码技术制定的压缩标准，主要用于视频存贮、视频广播和视频流媒体；而 数字监视系统则是将
>> MPEG—4视频解码器的设计与优化 基于TMS320DM320的MPEG-4 AAC实时解码器的设计与实现 基于SIGMA8511的MPEG-4视频解码器的配置和开机优化 基于MPEG—4的视频水印算法研究 基于H.263+的视频解码器设计 基于FPGA的曼彻斯特编解码器设计 基于运动矢量的MPEG视频镜头边界检测 基于压缩感知的改进MPEG—2编码方案 基于内容特征的MPEG视频认证方案 基于Mpeg1的视频采集方法 基于MPEG-4的数字视频压缩技术研究 基于FPGA的MPEG－4编解码器 基于VW2010和SAA7113的MPEG-4视频编码的配置 基于MPEG4的网络视频流加密技术的研究 基于单片机的红外遥控解码器的设计 基于MPEG-2 TS流的数字视频信号可变延时器 基于FPGA的IRIG―B（DC）快速解码器设计 基于DSP的G.729语音编解码器设计 基于SoC平台的AVS可变长解码器设计 基于H．264的Exp－Golaomb解码器ASIC设计 常见问题解答 当前所在位置：中国论文网 > 科技 > 基于MPEG―4的数字监视系统解码器的设计 基于MPEG―4的数字监视系统解码器的设计 杂志之家、写作服务和杂志订阅支持对公帐户付款！安全又可靠！ document.write("作者：未知 如您是作者，请告知我们")
申明:本网站内容仅用于学术交流，如有侵犯您的权益，请及时告知我们，本站将立即删除有关内容。 摘要：MPEG―4是基于第二代视音频编码技术制定的压缩标准，主要用于视频存贮、视频广播和视频流媒体；而 数字监视系统则是将所有的视频信息输入计算机，由M凹G―4编码器将模拟视频信号转化成数字视频信号，完成视 频信息的采集、浏览、传输等功能，其涉及到的技术主要有视频采集、数据存储、采样量化编码、解码、显示等技术。故 又引入了H．264标准，该标准是由ITU―T与ISO／IEC联合进行开发的，主要用于实时视频通信。本文从MPEG一4 编解码原理开始讲起，对MPEG一4多种编解码技术进行分析，同时又引入了数字监视系统解码器的模型，在此基础 上，实现了数字监视系统解码器的方法。 关键词：MPEG―4；解码器；数字监视系统 中图分类号：TP277 文献标识码：A 文章编号：1009―3044(2005)35―0122―03
解码技术论文范文第2篇
论文关键词:直读式电子压力计;单芯远距离传输;曼彻斯特码;编码;解码
论文摘要:本文从现有存储式电子压力计的技术现状出发，分析了在井下高温、高压、远距离条件下，实现压力、温度数据实时可靠采集、传输、分析的压力计——直读式电子压力计的数据传输方案和实施，并从技术需求分析、通讯方案选择、单芯远距离传输、曼彻斯特码编解码的软硬件设计等方面，对直读式电子压力计数据传输方案进行了深入研究。试验数据分析结果表明，本文研究结果解决了直读式电子压力计的关键技术，增强了电子压力计在油田测井领域的市场竞争力。
一、引言
目前存储式电子压力计已广泛应用于国内各大油田高温井下压力和温度的测量。存储式电子压力计在工作过程中，仪器内的单片机系统和各种传感器共同完成井下压力和温度的采集，并以数字量形式存储于电可改写型存储器中，待测试过程完成后，再将压力计返回地面，用专门配套研制的数据回放仪与压力计连接，通过软件和硬件接口通讯进行数据的接收、回放和处理，使用很不方便，影响生产。
因此，为克服存储式电子压力计的上述缺点，提高油田生产效率，提升电子压力计在油田测井领域的市场竞争力，必须研制在井下高温、高压、远距离条件下，实现压力、温度数据实时可靠采集、传输、分析的压力计——直读式电子压力计。
二、直读式电子压力计技术需求分析
（一）功能及主要技术指标要求
直读式电子压力计实现井下压力和温度参数的测量，并将测量结果通过单芯铠装电缆实时传送至地面解码控制仪，主要技术指标要求如下所示。
a) 压力测量范围：（0～30、45、60、80）mpa；压力测量误差： 0.04%f.s；
b) 温度测量范围：（-20～+150）℃, 测量误差：±1℃；
c) 传输距离不小于6000m；通讯误码率1.0×10-7。
（二）基本方案及工作原理
直读式电子压力计由井下电子压力计和地面解码控制仪两部分组成，其中井下电子压力计由压力传感器、温度传感器、信号放大电路、模数转换电路、单片机系统、编码电路、数字通讯接口电路和装载于单片机系统中的相关工作软件组成，解码控制仪由解码电路、通讯接口电路、通用计算机(油田配置)和相关工作软件组成。
工作过程中，井下电子压力计由地面解码控制仪通过单芯铠装电缆提供能源，温度和压力传感器分别将环境压力和温度转换为电信号输出，该电信号经放大和模数转换后由单片机系统进行数据实时采集和处理，然后按一定周期经数字通讯口输出。井下电子压力计和井上解码控制仪之间通过单芯铠装电缆连接，解码控制仪中通讯接口电路接收井下电子压力计输出的压力和温度数据，并经解码后输入计算机中进行实时分析和处理。
三、数据传输方案选择
设备之间数据通讯通常有并行通讯和串行通讯两种方案，并行通讯的缺点是传输距离短，通讯信道所占点号多，而串行通讯与之相反。根据井下电子压力计与井上解码控制仪的数据传输特点，需选择串行数据传输方式。
在曼彻斯特编码中，用电压跳变的相位不同来区分逻辑1和逻辑0，即用正的电压跳变表示逻辑0，用负的电压跳变表示逻辑1。
在油田测井中，井下电子压力计在井下采集大量信息，并传送给地面解码控制仪；但井下电子压力计到地面解码控制仪这段信道的传输距离较长且环境恶劣，常用的nrz码不适合在这样的信道里传输，而且nrz码含有丰富的直流分量，容易引起滚筒的磁化。曼彻斯特编码方式使得信号以串行脉冲码的调制方式在数据线上传输，和最常用的nrz码相比，消除了nrz码的直流成分，具有时钟恢复和更好的抗干扰性能，这使它更适合于从井下到井上的信道传输，因而在井下电子压力计和地面解码控制仪之间选用曼彻斯特编码使数据传输可靠性更高、传输距离更远。
四、曼彻斯特码编码软硬件设计
每一周期井下电子压力计需将采集到的压力和温度两个参数分别进行曼彻斯特编码方式输出，井下电子压力计与地面解码控制仪之间按如下通讯协议进行。
a) 压力与温度均以字为单位进行传送，先发送压力字，后发送温度字，一个压力字和一个温度字的组合称为一个消息；
b) 每一个字由20位组成，第1～3位为3个起始位，第4～19位为16个数据位，第20位为奇偶校验位；
c) 压力字3个起始位电平为先高后低，温度字起始位为先低后高，高低电平均各占一位半，压力字与温度字校验位均采用奇校验；
d) 传输的波特率：5.7292 kbps（175μs/位），传输一个消息共耗时3.5ms。为保证数据传输可靠性，井下电子压力计同一消息在一个采样周期内重复发送两次，地面解码控制仪根据校验位判断每个字的正确性。
由单片机编程输出两路i/o控制信号，经过滤波电路、运放电路、整型电路后，产生曼彻斯特编码双相电平信号，并经单芯铠装电缆送至地面解码控制仪。为满足曼彻斯特编码格式及井下电子压力计与地面解码控制仪之间的通讯协议，井下电子压力计软件采用如下的编程方式输出波形。
a）压力字同步头为262.5μs高电平后跟随262.5μs低电平，温度字同步头为262.5μs低电平后跟随262.5μs高电平；
b）若数据位为逻辑0，则在87.5μs低电平后跟随87.5μs高电平；
c）若数据位为逻辑1，则在87.5μs高电平后跟随87.5μs低电平；
d）校验位的波形产生方式与数据位相同。
五、曼彻斯特码解码软硬件设计
地面解码控制仪需将井下电子压力计输出的曼彻斯特码进行解码，并按通讯协议用软件将接收到的曼彻斯特码数据转换为井下电子压力计测得的压力和温度数据，即地面解码控制仪中的解码过程为井下电子压力计编码过程的逆过程。曼彻斯特码解码过程可分为如下三部分：
a) 同步字头检测，并辨别其为温度数据还是压力数据。
b) 对曼码形式的数据进行解码，从曼彻斯特码波形中分离出同步时钟，并将时钟和数据进行处理使曼码数据转化为非归零二进制数据。
c) 将串行数据转化为并行数据，并进行奇偶校验，以检验数据传输的正确性。
经过几千米铠装电缆传输上来的数据，幅度衰减到毫伏级，因此井上需要精密的解码电路，才能保证数据传输无误码率。井下传输上来的数据经过滤波电路、精密运算放大器、双d触发器输出曼码波形给单片机，经过单片机的程序转化为井下的压力与温度数字量。
六、试验结果
直读式电子压力计首台产品完成厂内试验后，到油田用8000m的铠装电缆连接井下电子压力计和地面解码控制仪，将电子压力计下放到井下6500m的深度，在温度高达150℃、压力为30～60 mpa的油井中测试压力和温度。在三次连续5个小时的测试过程中，数据传输准确可靠，没有出现丢点现象，误码率为零。
七、结束语
试验数据统计分析结果表明，本文研究结果解决了直读式电子压力计通讯方案、通讯协议、单芯远距离传输、曼彻斯特码编解码软硬件设计等关键技术，增强了电子压力计在油田测井领域的市场竞争力。
参考文献：
[1] 1553b总线及其在测控网络中的应用.计量与测试技术. 侯青剑.2005.3
解码技术论文范文第3篇
【关键词】MP3；SOPC；Nios II；硬件实现
1.引言
MP3(MPEG Audio Layer3)是高品质的音频压缩标准，因其在音质，复杂度与压缩比的完美折中，占据着广阔的市场，目前在便携式设备领域深受人们喜爱。而随着消费电子的快速发展，MP3在各种场合的需求越来越多，同时针对MP3解码器的设计也越来越多。其中主要有以下三种方式：①以专用MP3编解码芯片为核心加上必要电路的VLSI实现；②DSP处理器加外部存储器，数模转换等器件实现；③以低速核心处理器（CPU/RISC）与其他硬件加速模块的SOPC设计加上器件实现。而第三种实现方式相对于前两种方式在功耗和性价比方面有着明显的优势，本文是基于SOPC技术来实现MP3解码器的设计，其中MP3文件数据用SD卡来存放[1]。
2.MP3解码流程分析
MP3解码流程如图1所示，解码的主要过程包括同步提取码流(以帧为单位)哈夫曼解码，比例因子解码，反量化，重排列，立体声处理，混叠重建，IMDCT变换，子带综合滤波合成，最后输出原始的PCM数据。
在解码过程中，耗时比较多的主要是IMDCT和子带综合滤波这两部分。在编译后它们占据着相当多的硬件资源，功耗特高，所以在设计时针对这两个计算量大的算法IMDCT，子带综合滤波器做了硬件加速处理，来提高整个系统的性能。在IMDCT算法中有长块和短块，计算时长块输入是18点而短块输入是6点，长短块输入的值都是非2的n次方，所以可以采用Szu Wei Lee快速算法，此算法对输入点数越大的运算，其速度提升就越明显。传统的IMDCT算法，在计算长块时需要的是36*18次乘法和36*17的加法，采用Szu Wei Lee算法后，长块的计算只需要43次乘法和115次加法，程序的运算速度显著提高了。在设计子带综合滤波时，直接计算则需要执行32*64次乘法和31*64次加法，两声道采样率为44.1KHz，乘法运算量为（44100/32）*(64*32+512)*2=7056000次/秒，而系统时钟一般都采用的是50MHz，单个周期内占着整个解码时间的58.2%，严重影响了整个系统解码的速率。所以可以根据余弦函数的对称性，并结合Byeong Gi Lee快速DCT算法来进行改进，改进后子带综合滤波则只需要进行384次乘法和376次加法，大大提升了运算速度[2]。
3.系统的硬件设计
基于Nios II的嵌入式系统主要是由三部分组成：IP库（NiosII软核处理器，Avalon总线，设备接口等），GNUPro软件编译器，SOPC Builder开发工具。本文在硬件设计时使用Altera公司的Cyclone II FPGA芯片，型号为EP2C70F896C6，主要设备包括片外SDRAM存储器、SD卡、音频芯片WM8731、LCD等，其中FPGA芯片完成对各个硬件模块和数据流的控制，片外存储器存放程序数据和执行代码，SD卡存放MP3文件，音频芯片将PCM数据流转换输出，LCD显示系统状态，IP核的复用是SOPC设计的关键[3]。其硬件系统结构如图2所示。
而FPGA内部逻辑设计是以Quartus II为开发环境，以Verilog语言编程实现音频控制，SD卡的读写，液晶显示驱动等功能模块的设计。用SOPC Builder配置并产生NiosII软核处理器以及必要的外设，然后在再通过编译，下载到FPGA的配置芯片中，形成硬件逻辑电路的连接，最后验证系统，从而实现MP3音频文件的输出。除了音频模块、SD卡控制模块、LCD显示驱动模块外其他模块都可以通过SOPC Builder来添加IP核构建。
至于MP3解码算法中的子带综合滤波，IMDCT变换两部分处理起来特耗时，针对这类耗时问题，可以采用软硬件协同处理(软件中耗时较多的部分进行硬件加速后，往往会比原先软件处理时的速度快上好几倍。)来提高整个系统运行的时间。通过这种设计方法，在综合时可以确定系统软件和硬件之间的相互制约关系，从而保证系统的确定性，高效性。
4.SOPC片上系统的实现
在FPGA中搭建SOPC系统时，需要用到如下图3所示的软核处理器和Avalon总线结构和外设接口等，其中，系统时钟c0由外部晶振50MHz倍频后得到的，c1为100MHz外设SDRAM时钟，c2为音频芯片提供的18.51MHz工作时钟。timer用于系统内部时间的产生，time_stamp用于记录指令的运行时间。片外SDRAM存储芯片是作为程序存储器及数据存储器。本系统自定义了AUDIO模块，该模块主要用于与WM8731音频芯片数字接口进行数据传输。
5.实现结果
本文是基于SOPC技术实现MP3解码器的设计，其优势在于系统功能改进的灵活性，即不改变硬件平台的情况下，可以随便的对系统进行增删和优化，降低系统的成本，这是其他方案很难比拟的地方。而本设计是在在DE2-70开发板上实现的，硬件解码系统采用Verilog HDL语言进行描述，经过RTL级仿真和验证后，在Cyclone II EP2C70F896C6器件内资源占用率为8%，总的寄存器为3335个，系统频率可达到72MHz，经过实际测试，本设计达到了预期的效果。但还存在着一些地方不够完善和有待改进，这同时也是以后MP3播放器设计需要改进和研究的重点：
(1)本设计功能比较简单，编译后FPGA芯片资源占用的比较少，可进一步增加其它功能，如图像显示。
(2)如何改进更有效的算法，提高系统运行时间，降低功耗，以达到便携式高性能、低功耗的要求，这是未来MP3设计研究的重点。
参考文献
[1]毛丽萍.MP3音频编解码运算中IMDCT算法研究及其FPGA实现[D].[硕士学位论文].华东师范大学,2007.
[2]欧阳潞河.基于NIOS II 的MP3解码实现[D].[硕士学位论文].西安电子科技大学,2011.
解码技术论文范文第4篇
关键词：RGB YCbCr FPGA 色彩空间转换
中图分类号：TN911 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）09（a）-0023-01
1 常见色彩空间
我们主要介绍RGB和YCbCr色彩空间。RGB色彩空间是一种常用的色彩空间。它可以实现不同平台的映射而不严重损失颜色信息。任何一种颜色都可以由三基色红、绿、蓝混合叠加而成。RGB三个分量彼此相互独立，三个分量的值越小所代表的亮度越低。RGB色彩空间它所占用的带宽和存储量是很大的，如果使用该色彩空间进行图像传输，非常不利于图像的处理。所以引入另一种色彩空间YCbCr。该格式的色彩空间是演播室编码方案中使用的颜色模型。Y，Cb，Cr分别代表亮度、蓝度分量和红度分量。YCbCr色彩空间有以下优势。首先它的构成原理符合人类的视觉感知过程，再次它可以实现亮度和色度的分离，由于人眼对亮度的变化更敏感，所以我们在传输图像时减小带宽的同时引起的颜色损失小，人眼几乎无法察觉。
2 总体设计方案
系统的总体设计框图如图1所示。
基于FPGA的色彩空间的转换过程可以描述为：首先通过CCD摄像头进行视频图像采集，采集来的RGB图像为NTSC或PAL制式的，接着我们会把视频数据送到解码芯片TVP5150，它会将信号变为ITU-R BT.656格式的数据流。我们选取的TVP5150芯片是和FPGA主控芯片集成在一个开发板上，它的功耗非常低，芯片小巧利于便携。视频解码芯片在对视频信号处理之前总线会对其进行配置。从解码芯片出来的信号便进入FPGA芯片，进行串并转换、解交织等操作最终实现色彩空间的转换。最后信号送到ADV7123芯片进行编码，并通过D/A转换芯片在VGA显示器上显示出来。
3 仿真与硬件验证
硬件部分我们采用了Alera公司的FPGA芯片EP2C8Q208C8N作为核心处理芯片，该芯片内部含有丰富的可编程逻辑资源，可以非常方便的完成相关乘法器的例化。在使用乘法器IPCore时，我们需要进行优化设置。硬件部分包括CCD摄像头、FPGA主控芯片、视频解码芯片TVP5150、视频编码芯片ADV7123等。最终将VGA线和显示器的VGA口相连接，便可以通过显示屏观察结果。
硬件实物图如图2所示。
软件部分采用Quartusii 9.1进行Verilog语言的编写，并进行时序仿真。进行时序仿真的结果图3所示。
4 结语
生活中存在多种色彩空间，它们各自具有不同的特点。但是在很多情况下我们又得在它们之间进行转换，这无论对于科研研究还是消费市场都是很有必要的。本篇论文是通过硬件实现的RGB色彩空间到YCbCr色彩空间的转换，采用的Alera公司的FPGA芯片EP2C8Q208C8N作为核心处理芯片，利用其内部丰富的可编程逻辑资源实现空间的转换，并采用Quartusii 9.1进行软件编程与仿真，验证了模块的功能。
参考文献
[1] 唐晓燕，贾锋，韩磊.基于FPGA的视频颜色空间转换电路设计[J].电子与电脑，2006（8）：47-49.
[2] 吴康，刘耀元，胡民山.用FPGA实现色彩空间RGB到YCbCr的转换[J].南昌高专学报，2007，22（6）：140-142.
[3] 宋冠群，段哲民，冯飞.基于FPGA的色度空间转换设计[J].电子测量技术，2007，30（1）：178-180.
解码技术论文范文第5篇
【关键词】多输入多输出 空间复用编码 最大相关性 线性检测
1 MIMO技术的发展
多输入多输出技术的核心在于空间复用编码，空间复用系统中独立的数据流是由不同的天线在同一时间发送，信道容量直接因为发送天线的增加而线性增加。本论文主要讨论空间复用编码及其相关检波技术，具体比较了线性检测、非线性检测和树查找三种检波算法。
2 系统模型
通常的MIMO系统2×2、2×4或4×4的天线系统，一般设定Nr大于或等于Ns。这样做的目的是第i个数据流xi在第i根天线上发送时，接收到的信号向量r=Hx+n，这样Ns×1的发送数据流列向量右乘Nr×NS的信道传输矩阵H，加上Ns×1的信道噪音列向量。设定传送的数据系列x服从（0，σ2）的高斯分布，为了简化系统仿真中直接在接收端导入信道传输矩阵H，噪音为高斯白噪。
3 空间复用和检波技术
OFDM系统发展到今天，加入时空编码成为在不增加现有带宽基础上稳定提高传输速率的最好手段。包括线性递推法和树查找法的接收器检波技术实践中用来移除信道的干扰，恢复被频选信道干扰的信号的正交性等，但是其计算太繁琐。因此陆续的出现球形译码算法和QRD-M算法既继承了最大相似性算法的优势又减少了计算量，节约了处理芯片功耗。
3.1 ZF接收器
ZERO-FORCING接收器在接收天线数大于或等于发送天线数的条件下，使信号传输方程：
成立的向量解并不唯一，因此需要找最小方差的发送信号向量，利用微分找到最小方差值为：
从上面公式可以看出，在信号的解调基本是信道传输函数的线性运算，因此ZF接收器在信道情况良好的情况下就会非常方便和快捷，利用线性矩阵运算可以很简单地建立运算函数，如图1所示。
3.2 V-BLAST译码
虽然线性的接收器非常容易实现，但是因为增加了信道传输函数阶数且需要的信道良好条件在实际高楼密集的城市中很难实现，贝尔实验室在1996年提出了一种无线通信中多天线的空间结构，称为D-BLAST，进而在1998年，P. Wolniansky联合Goschini和 Golden在D-BLAST的时空编码中实现高传输率的垂直-BLAST，即V-BLAST，V-BLAST在信元调制中使其时空编码先正交，这样每次减少一个发送的信元的同时减少信道传输函数的阶数，即将最初的r×t，依次减少到r×1，也就是SIC算法。利用ZF或是MMSE矩阵来调制信元xi，从而使得接收信号在接收端通过ZF或是MMSE相同的矩阵运算后只留下xi的信号成分，从而提取出发送的信元xi，再将提取出的成分反馈回接收器线性元素之后，再重复步骤提取xi+1。
3.3 利用QR分解法分解信道矩阵
利用QR分解法将r×t的信道传输函数矩阵H分解为与转秩相逆的矩阵Q和上对角矩阵R，即QTQ=E，接收到的信号为：
基本所有的多输入多输出正交频分多路复用都会在检测算法中或多或少使用到QR分解法，当QR分解之后的信道响应不仅能保证信号的正交而且还能够简化信号的解调处理。因为信道的传输函数H分解为了上三角矩阵R，各信号分量矩阵间的相互关联也被简化为上三角矩阵中各信号单独的向量调制，从而简化接收端同步检测器的设计复杂度，如图2所示。
3.4 树搜索同步技术
最大似然法利用已知的模型来推导未知的参数，在MIMO-OFDM系统中使用的最大似然法利用树搜索，每一个搜索树节点作为信元的可能解码。下面将对两类常用的搜索树的优缺点继续比对
3.4.1 球形解码
MIMO接收端天线数量的增加会使算法的复杂度成指数增加，很难在大阵列和高调制数的情况下物理实现解码器。球形解码算法利用合理的译码半径R从而判定接收好译码的路径d，约束搜索半径R的公式一般写为：
球型解码器由前端运算部件和后面的树搜索部件构成。
5 结论
该论文中讨论了多输入多输出信道模型下的多个解码算法，通过MATLAB仿真软件讨论各算法下不同的信噪比和算法复杂度。通过MATLAB所生成的图形，我们可以明显看到因为零点逼近算法采用的放大滤波器在放大有效信号的同时也相应地放大了噪音信号，因此其在信噪比一定的情况下比其他算法所产生的误码率高。采用递推算法的垂直-BLAST解码算法对比零点逼近算法来说其误码率有所改进，但是其改进的地方在于采用了QR算法来分解信道矩阵，因此其对于零点逼近算法的改进基本取决于QR分解算法的阶数。最接近于最大近似算法的误码率，且比最大近似算法更为简单的球型算法作为现代MIMO-OFDM信道解码的主流算法存在很高的可操作性和理想的低误码率。
参考文献
[1]Bohnke，R.，D.Wubben，“BLAST结构的时空编码”，IEEE Tran.Vol.50，2003.
[2]G.Foschini，“多天线衰减环境下无线通信的时空结构层结构”，Bell Labs， Technical Journal 2，1996.
[3]P.Wolniansky，G.J.Foschini，G “V-BLAST”，URSI Inter-national Symposium on Signals，Systems and Electronics，1998.
[4]Gentle，J.E.，“QR分子”，1998.
[5]Vikalo，H.，B.Hassibi，“球型约束下频选信道的最大似然检波器”，IEEE vol.54 2006.
作者简介
梁金（1982-），女，四川省自贡市人。大学本科学历。现为四川工商学院讲师。研究方向为数字信号处理、信号编码。
作者简介
解码技术论文范文第6篇
（一）功能及主要技术指标要求
直读式电子压力计实现井下压力和温度参数的测量，并将测量结果通过单芯铠装电缆实时传送至地面解码控制仪，主要技术指标要求如下所示。
a)压力测量范围：（0～30、45、60、80）MPa；压力测量误差：0.04%F.S；
b)温度测量范围：（-20～+150）℃,测量误差：±1℃；
c)传输距离不小于6000m；通讯误码率1.0×10-7。
（二）基本方案及工作原理
直读式电子压力计由井下电子压力计和地面解码控制仪两部分组成，其中井下电子压力计由压力传感器、温度传感器、信号放大电路、模数转换电路、单片机系统、编码电路、数字通讯接口电路和装载于单片机系统中的相关工作软件组成，解码控制仪由解码电路、通讯接口电路、通用计算机(油田配置)和相关工作软件组成。
工作过程中，井下电子压力计由地面解码控制仪通过单芯铠装电缆提供能源，温度和压力传感器分别将环境压力和温度转换为电信号输出，该电信号经放大和模数转换后由单片机系统进行数据实时采集和处理，然后按一定周期经数字通讯口输出。井下电子压力计和井上解码控制仪之间通过单芯铠装电缆连接，解码控制仪中通讯接口电路接收井下电子压力计输出的压力和温度数据，并经解码后输入计算机中进行实时分析和处理。
2、数据传输方案选择
设备之间数据通讯通常有并行通讯和串行通讯两种方案，并行通讯的缺点是传输距离短，通讯信道所占点号多，而串行通讯与之相反。根据井下电子压力计与井上解码控制仪的数据传输特点，需选择串行数据传输方式。
在曼彻斯特编码中，用电压跳变的相位不同来区分逻辑1和逻辑0，即用正的电压跳变表示逻辑0，用负的电压跳变表示逻辑1。
在油田测井中，井下电子压力计在井下采集大量信息，并传送给地面解码控制仪；但井下电子压力计到地面解码控制仪这段信道的传输距离较长且环境恶劣，常用的NRZ码不适合在这样的信道里传输，而且NRZ码含有丰富的直流分量，容易引起滚筒的磁化。曼彻斯特编码方式使得信号以串行脉冲码的调制方式在数据线上传输，和最常用的NRZ码相比，消除了NRZ码的直流成分，具有时钟恢复和更好的抗干扰性能，这使它更适合于从井下到井上的信道传输，因而在井下电子压力计和地面解码控制仪之间选用曼彻斯特编码使数据传输可靠性更高、传输距离更远。
3、曼彻斯特码编码软硬件设计
每一周期井下电子压力计需将采集到的压力和温度两个参数分别进行曼彻斯特编码方式输出，井下电子压力计与地面解码控制仪之间按如下通讯协议进行。
a)压力与温度均以字为单位进行传送，先发送压力字，后发送温度字，一个压力字和一个温度字的组合称为一个消息；
b)每一个字由20位组成，第1～3位为3个起始位，第4～19位为16个数据位，第20位为奇偶校验位；
c)压力字3个起始位电平为先高后低，温度字起始位为先低后高，高低电平均各占一位半，压力字与温度字校验位均采用奇校验；
d)传输的波特率：5.7292kbps（175μs/位），传输一个消息共耗时3.5ms。为保证数据传输可靠性，井下电子压力计同一消息在一个采样周期内重复发送两次，地面解码控制仪根据校验位判断每个字的正确性。
由单片机编程输出两路I/O控制信号，经过滤波电路、运放电路、整型电路后，产生曼彻斯特编码双相电平信号，并经单芯铠装电缆送至地面解码控制仪。为满足曼彻斯特编码格式及井下电子压力计与地面解码控制仪之间的通讯协议，井下电子压力计软件采用如下的编程方式输出波形。
a）压力字同步头为262.5μs高电平后跟随262.5μs低电平，温度字同步头为262.5μs低电平后跟随262.5μs高电平；
b）若数据位为逻辑0，则在87.5μs低电平后跟随87.5μs高电平；
c）若数据位为逻辑1，则在87.5μs高电平后跟随87.5μs低电平；
d）校验位的波形产生方式与数据位相同。
4、曼彻斯特码解码软硬件设计
地面解码控制仪需将井下电子压力计输出的曼彻斯特码进行解码，并按通讯协议用软件将接收到的曼彻斯特码数据转换为井下电子压力计测得的压力和温度数据，即地面解码控制仪中的解码过程为井下电子压力计编码过程的逆过程。曼彻斯特码解码过程可分为如下三部分：
a)同步字头检测，并辨别其为温度数据还是压力数据。
b)对曼码形式的数据进行解码，从曼彻斯特码波形中分离出同步时钟，并将时钟和数据进行处理使曼码数据转化为非归零二进制数据。
c)将串行数据转化为并行数据，并进行奇偶校验，以检验数据传输的正确性。
经过几千米铠装电缆传输上来的数据，幅度衰减到毫伏级，因此井上需要精密的解码电路，才能保证数据传输无误码率。井下传输上来的数据经过滤波电路、精密运算放大器、双D触发器输出曼码波形给单片机，经过单片机的程序转化为井下的压力与温度数字量。
5、试验结果
直读式电子压力计首台产品完成厂内试验后，到油田用8000m的铠装电缆连接井下电子压力计和地面解码控制仪，将电子压力计下放到井下6500m的深度，在温度高达150℃、压力为30～60MPa的油井中测试压力和温度。在三次连续5个小时的测试过程中，数据传输准确可靠，没有出现丢点现象，误码率为零。
6、结束语
试验数据统计分析结果表明，本文研究结果解决了直读式电子压力计通讯方案、通讯协议、单芯远距离传输、曼彻斯特码编解码软硬件设计等关键技术，增强了电子压力计在油田测井领域的市场竞争力。
参考文献：
[1]1553B总线及其在测控网络中的应用.计量与测试技术.侯青剑.2005.3
[2]《采油工程手册》.万仁薄论文关键词:直读式电子压力计;单芯远距离传输;曼彻斯特码;编码;解码
解码技术论文范文第7篇
论文摘要:本文从现有存储式电子压力计的技术现状出发，分析了在井下高温、高压、远距离条件下，实现压力、温度数据实时可靠采集、传输、分析的压力计——直读式电子压力计的数据传输方案和实施，并从技术需求分析、通讯方案选择、单芯远距离传输、曼彻斯特码编解码的软硬件设计等方面，对直读式电子压力计数据传输方案进行了深入研究。试验数据分析结果表明，本文研究结果解决了直读式电子压力计的关键技术，增强了电子压力计在油田测井领域的市场竞争力。
一、引言
目前存储式电子压力计已广泛应用于国内各大油田高温井下压力和温度的测量。存储式电子压力计在工作过程中，仪器内的单片机系统和各种传感器共同完成井下压力和温度的采集，并以数字量形式存储于电可改写型存储器中，待测试过程完成后，再将压力计返回地面，用专门配套研制的数据回放仪与压力计连接，通过软件和硬件接口通讯进行数据的接收、回放和处理，使用很不方便，影响生产。
因此，为克服存储式电子压力计的上述缺点，提高油田生产效率，提升电子压力计在油田测井领域的市场竞争力，必须研制在井下高温、高压、远距离条件下，实现压力、温度数据实时可靠采集、传输、分析的压力计——直读式电子压力计。
二、直读式电子压力计技术需求分析
（一）功能及主要技术指标要求
直读式电子压力计实现井下压力和温度参数的测量，并将测量结果通过单芯铠装电缆实时传送至地面解码控制仪，主要技术指标要求如下所示。
a)压力测量范围：（0～30、45、60、80）MPa；压力测量误差：0.04%F.S；
b)温度测量范围：（-20～+150）℃,测量误差：±1℃；
c)传输距离不小于6000m；通讯误码率1.0×10-7。
（二）基本方案及工作原理
直读式电子压力计由井下电子压力计和地面解码控制仪两部分组成，其中井下电子压力计由压力传感器、温度传感器、信号放大电路、模数转换电路、单片机系统、编码电路、数字通讯接口电路和装载于单片机系统中的相关工作软件组成，解码控制仪由解码电路、通讯接口电路、通用计算机(油田配置)和相关工作软件组成。
工作过程中，井下电子压力计由地面解码控制仪通过单芯铠装电缆提供能源，温度和压力传感器分别将环境压力和温度转换为电信号输出，该电信号经放大和模数转换后由单片机系统进行数据实时采集和处理，然后按一定周期经数字通讯口输出。井下电子压力计和井上解码控制仪之间通过单芯铠装电缆连接，解码控制仪中通讯接口电路接收井下电子压力计输出的压力和温度数据，并经解码后输入计算机中进行实时分析和处理。
三、数据传输方案选择
设备之间数据通讯通常有并行通讯和串行通讯两种方案，并行通讯的缺点是传输距离短，通讯信道所占点号多，而串行通讯与之相反。根据井下电子压力计与井上解码控制仪的数据传输特点，需选择串行数据传输方式。
在曼彻斯特编码中，用电压跳变的相位不同来区分逻辑1和逻辑0，即用正的电压跳变表示逻辑0，用负的电压跳变表示逻辑1。
在油田测井中，井下电子压力计在井下采集大量信息，并传送给地面解码控制仪；但井下电子压力计到地面解码控制仪这段信道的传输距离较长且环境恶劣，常用的NRZ码不适合在这样的信道里传输，而且NRZ码含有丰富的直流分量，容易引起滚筒的磁化。曼彻斯特编码方式使得信号以串行脉冲码的调制方式在数据线上传输，和最常用的NRZ码相比，消除了NRZ码的直流成分，具有时钟恢复和更好的抗干扰性能，这使它更适合于从井下到井上的信道传输，因而在井下电子压力计和地面解码控制仪之间选用曼彻斯特编码使数据传输可靠性更高、传输距离更远。
四、曼彻斯特码编码软硬件设计
每一周期井下电子压力计需将采集到的压力和温度两个参数分别进行曼彻斯特编码方式输出，井下电子压力计与地面解码控制仪之间按如下通讯协议进行。
a)压力与温度均以字为单位进行传送，先发送压力字，后发送温度字，一个压力字和一个温度字的组合称为一个消息；
b)每一个字由20位组成，第1～3位为3个起始位，第4～19位为16个数据位，第20位为奇偶校验位；
c)压力字3个起始位电平为先高后低，温度字起始位为先低后高，高低电平均各占一位半，压力字与温度字校验位均采用奇校验；
d)传输的波特率：5.7292kbps（175μs/位），传输一个消息共耗时3.5ms。为保证数据传输可靠性，井下电子压力计同一消息在一个采样周期内重复发送两次，地面解码控制仪根据校验位判断每个字的正确性。
由单片机编程输出两路I/O控制信号，经过滤波电路、运放电路、整型电路后，产生曼彻斯特编码双相电平信号，并经单芯铠装电缆送至地面解码控制仪。为满足曼彻斯特编码格式及井下电子压力计与地面解码控制仪之间的通讯协议，井下电子压力计软件采用如下的编程方式输出波形。
a）压力字同步头为262.5μs高电平后跟随262.5μs低电平，温度字同步头为262.5μs低电平后跟随262.5μs高电平；
b）若数据位为逻辑0，则在87.5μs低电平后跟随87.5μs高电平；
c）若数据位为逻辑1，则在87.5μs高电平后跟随87.5μs低电平；
d）校验位的波形产生方式与数据位相同。
五、曼彻斯特码解码软硬件设计
地面解码控制仪需将井下电子压力计输出的曼彻斯特码进行解码，并按通讯协议用软件将接收到的曼彻斯特码数据转换为井下电子压力计测得的压力和温度数据，即地面解码控制仪中的解码过程为井下电子压力计编码过程的逆过程。曼彻斯特码解码过程可分为如下三部分：
a)同步字头检测，并辨别其为温度数据还是压力数据。
b)对曼码形式的数据进行解码，从曼彻斯特码波形中分离出同步时钟，并将时钟和数据进行处理使曼码数据转化为非归零二进制数据。
c)将串行数据转化为并行数据，并进行奇偶校验，以检验数据传输的正确性。
经过几千米铠装电缆传输上来的数据，幅度衰减到毫伏级，因此井上需要精密的解码电路，才能保证数据传输无误码率。井下传输上来的数据经过滤波电路、精密运算放大器、双D触发器输出曼码波形给单片机，经过单片机的程序转化为井下的压力与温度数字量。
六、试验结果
直读式电子压力计首台产品完成厂内试验后，到油田用8000m的铠装电缆连接井下电子压力计和地面解码控制仪，将电子压力计下放到井下6500m的深度，在温度高达150℃、压力为30～60MPa的油井中测试压力和温度。在三次连续5个小时的测试过程中，数据传输准确可靠，没有出现丢点现象，误码率为零。
七、结束语
试验数据统计分析结果表明，本文研究结果解决了直读式电子压力计通讯方案、通讯协议、单芯远距离传输、曼彻斯特码编解码软硬件设计等关键技术，增强了电子压力计在油田测井领域的市场竞争力。
参考文献：
[1]1553B总线及其在测控网络中的应用.计量与测试技术.侯青剑.2005.3
解码技术论文范文第8篇
关键词：嵌入式系统；SOPC；MP3播放器
中图分类号：TP311 文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 20-0000-02
Mp3 Player Design Based on SOPC
Xie Huicheng1,Guo Li2
(1.School of Electronic Engineering,Jiujiang University,Jiujiang332005,China;2.Jiujiang University,Information Science and Technology College,Jiujiang332005,China)
Abstract:This paper mainly from the audio playback and the intersection of SOPC technology,this paper proposes the use of technology in Altera's SOPC CyelonII EP2C35 FPGA mp3 player built on the design.The use of IP design reuse,collaboration software and hardware,hardware acceleration and other methods,combined with the experimental characteristics of platform resources to build a soft-core processor based on NiosII mp3 player system. Achieve MPEGⅠ layerⅢ smooth playback audio decoding.The system has a small size,design flexibility,short development cycle and so on.
Keywords:Embedded system;SOPC;MP3 player
一、引言
目前，嵌入式系统进入全面应用的阶段，己经成为通信和消费类产品的共同发展方向。在硬件方面，市场上不仅有各大公司生产的各种微处理器芯片，还有用于学习和进行研发的各种配套的软件开发包和开发工具。SOPC具有系统集成度高、体积小、功耗低、结构简洁、可靠性高、开发快速等特点，很好的满足了的嵌入式系统在硬件上的需求。SOPC技术的目标是试图将尽可能大而完整的电子系统，包括嵌入式处理器系统、接口系统、硬件协处理器或加速器系统、存储电路、DSP系统、数字通信系统、以及普通数字系统等，在单一FPGA中实现，使得所设计的电路系统在其规模、可靠性、体积、功耗、功能、性能指标、上市周期、开发成本、产品维护及其硬件升级等多方面实现最优化。
二、系统总体设计
设计一个具有基本功能的MP3播放器需要有时钟电路、CPU、RAM及RAM控制器、Flash及Flash控制器、SD卡及SD卡控制电路、液晶及液晶显示器驱动电路、DMA控制器、音频驱动及音频控制电路、定时器等模块，如图1所示。
图1：MP3播放器系统结构图
除显示驱动模块、音频控制模块和SD卡控制模块外其他模块都可以从SOPC Builder中添加IP核构建。
其中显示驱动模块可以在altera提供的VGA控制器的基础上添加CLK和BLANK信号完成；SD卡控制模块只需要定义几个GPIO端口就可以了，不需要单独设计。
三、音频播放模块
采用的MagicSOPC实验开发平台配有AC97音频解码模块，主控制芯片为UCB1400（带有触摸屏功能的立体声音频编解码器），它支持可编程抽样率、输入/输出增益和数字音响处理，包括音量、静音、低音和高音控制。
音频控制模块是CPU与UCB1400间的接口电路，功能为将缓存中的音频数据通过AC-Link总线发送到UCB1400的DAC输入端口实现音乐的播放，以及由AC-Link总线接收UCB1400采集的音频编码数据。本设计采用verilog语言来设计如下各个功能模块。
（一）UCB1400寄存器访问控制
音频播放时主控制器（CPU）需要经常读/写UCB1400中相关的寄存器，因为采用AC-Link串行总线传输数据，时序变得非常重要，所以定义了访问控制模块。要访问UCB1400时，该模块向UCB1400发送请求信号；当一次读取完成，数据准备好时，该模块向CPU发送反馈信号。
（二）UCB1400掉电模式控制
UCB1400可以将暂时不用的模块关闭以节约功率，向UCB1400的Power-down Control/status Register（0x26）写入相应的数值可以控制UCB1400中各个模块的开启和关闭。所以设计掉电模式控制模块，该模块负责监视UCB1400各模块的状态并将此信息反馈给主控制器。
（三）串行输入/输出寄存器
FPGA内部数据为并行传输，而与UCB1400间则功过AC_Link总线串行传输，所以应设计串并转换模块。
（四）输入/输出FIFO
为保证音乐播放的流畅，应为每个声道配置一定容量的FIFO用来保存已接收到和即将传输的数据。
设计完成后的AC97_Controller结构框图如图2所示：
图2：AC97_Controller结构图
具有如下功能：
可变比特率支持、双声道立体声输出支持、双声道立体声输入支持、单声道麦克风输入支持、DMA传送方式支持。
四、系统软件设计
将基于NiosⅡ的SOPC系统进行编译并下载到FPGA中生成硬件系统的同时，SOPC Builder帮助用户生成相应的SOF文件。在此基础上，可开始系统软件的设计。可使用汇编、C、C++来进行嵌入式程序设计，使用IDE工具进行程序的编译连接以及调试。MP3播放器的软件系统结构如图3所示：
图3MP3播放器软件系统结构
五、结语
本系统采用SOPC技术在一片FPGA和少数外设上实现了MP3播放器的基本功能。在50MHz的系统时钟下实现了MPEG-Ⅰ layer-Ⅲ解码，流畅播放MP3格式的音频文件。
SOPC方案的优势在于系统功能改进的灵活性，在不改变硬件平台的情况下，可以方便对系统进行增删和优化，这是传统ARM方案无法达到的。
参考文献：
[1]曾璇.基于NiosⅡ软核处理器的嵌入式PMP系统设计[D].北京交通大学硕士学位论文,2008,5
[2]高军.MP3解码器IP设计及重用性研究[D].中国科学院研究生院博士学位论文,2003,7
解码技术论文范文第9篇
由於科技日新月异，印刷已由传统印刷走向数位印刷。在数位化的过程中，影像的资料一直有档案过大的问题，占用记忆体过多，使资料在传输上、处理上都相当的费时，现今个人拥有TrueColor的视讯卡、24-bit的全彩印表机与扫描器已不再是天方夜谭了，而使用者对影像图形的要求，不仅要色彩繁多、真实自然，更要搭配多媒体或动画。但是相对的高画质视觉享受，所要付出的代价是大量的储存空间，使用者往往只能眼睁睁地看着体积庞大的图档占掉硬碟、磁带和光碟片的空间；美丽的图档在亲朋好友之间互通有无，是天经地义的事，但是用网路传个640X480TrueColor图形得花3分多钟，常使人哈欠连连，大家不禁心生疑虑，难道图档不能压缩得更小些吗？如此报业在传版时也可更快速。所以一种好的压缩格式是不可或缺的，可以使影像所占的记忆体更小、更容易处理。但是目前市场上所用的压缩模式，在压缩的比率上并不理想，失去压缩的意义。不然就是压缩比例过大而造成影像失真，即使数学家与资讯理论学者日以继夜，卯尽全力地为lossless编码法找出更快速、更精彩的演算法，都无可避免一个尴尬的事实：压缩率还是不够好。再说用来印刷的话就造成影像模糊不清，或是影像出现锯齿状的现象。皆会造成印刷输出的问题。影像压缩技术是否真的穷途末路？请相信人类解决难题的潜力是无限的。既然旧有编码法不够管用，山不转路转，科学家便将注意力移转到WAVELET转换法，结果不但发现了满意的解答，还开拓出一条光明的坦途。小波分析是近几年来才发展出来的数学理论。小波分析，无论是作为数学理论的连续小波变换，还是作为分析工具和方法的离散小波变换，仍有许多可被研究的地方，它是近几年来在工具及方法上的重大突破。小波分析是傅利叶（Fourier）分析的重要发展，他保留了傅氏理论的优点，又能克服其不足之处。可达到完全不失真，压缩的比率也令人可以接受。由於其数学理论早在1960年代中叶就有人提出了，而到现在才有人将其应用於实际上，其理论仍有相当大的发展空间，而其实际运用也属刚起步，其後续发展可说是不可限量。故研究的动机便由此而生。
贰、WAVELET的历史起源
WAVELET源起於JosephFourier的热力学公式。傅利叶方程式在十九世纪初期由JosephFourier(1768-1830)所提出，为现代信号分析奠定了基础。在十九到二十世纪的基础数学研究领域也占了极重要的地位。Fourier提出了任一方程式，甚至是画出不连续图形的方程式，都可以有一单纯的分析式来表示。小波分析是近几年来才发展出来的数学理论为傅利叶方程式的延伸。
小波分析方法的提出可追溯到1910年Haar提出的小波规范正交基。其後1984年，法国地球物理学J.Morlet在分析地震波的局部性质时，发现传统的傅利叶转换，难以达到其要求，因此引进小波概念於信号分析中，对信号进行分解。随後理论物理学家A.Grossman对Morlet的这种信号根据一个确定函数的伸缩，平移系{a-1/2Ψ[(x-b)/a]；a,b?R,a≠0}展开的可行性进行了研究，为小波分析的形成开了先河。
1986年，Y.Meyer建构出具有一定衰减性的光滑函数Ψj,k(x)，其二进制伸缩与平移系{Ψj,k(x)=√2jΨ(2jx-k)；j,k?Z}构成L2（R）的规范正交基。1987年，Mallat巧妙的将多分辨分析的思想引入到小波分析中，建构了小波函数的构造及信号按小波转换的分解及重构。1988年Daubechies建构了具有正交性（Orthonormal）及紧支集（CompactlySupported）；及只有在一有限区域中是非零的小波，如此，小波分析的系统理论得到了初步建立。
三、WAVELET影像压缩简介及基础理论介绍
一、WAVELET的压缩概念
WAVELET架在三个主要的基础理论之上，分别是阶层式边码(pyramidcoding)、滤波器组理论(filterbanktheory)、以及次旁带编码(subbandcoding)，可以说wavelettransform统合了此三项技术。小波转换能将各种交织在一起的不同频率组成的信号，分解成不相同频率的信号，因此能有效的应用於编码、解码、检测边缘、压缩数据，及将非线性问题线性化。良好的分析局部的时间区域与频率区域的信号，弥补傅利叶转换中的缺失，也因此小波转换被誉为数学显微镜WAVELET并不会保留所有的原始资料，而是选择性的保留了必要的部份，以便经由数学公式推算出其原始资料，可能不是非常完整，但是可以非常接近原始资料。至於影像中什度要保留，什麽要舍弃，端看能量的大小储存（跟波长与频率有关）。以较少的资料代替原来的资料，达到压缩资料的目的，这种经由取舍资料而达到压缩目地的作法，是近代数位影像编码技术的一项突破。即是WAVELET的概念引入编码技术中。
WAVELET转换在数位影像转换技术上算是新秀，然而在太空科技早已行之有年，像探测卫星和哈柏望远镜传输影像回地球，和医学上的光纤影像，早就开始用WAVELET的原理压缩/还原影像资料，而且有压缩率极佳与原影重现的效果。
以往lossless的编码法只着重压缩演算法的表现，将数位化的影像资料一丝不漏的送去压缩，所以还原回来的资料和原始资料分毫无差，但是此种压缩法的压缩率不佳。将数位化的影像资料转换成利於编码的资料型态，控制解码後影像的品质，选择适当的编码法，而且还在撷取图形资料时，先帮资料「减肥。如此才是WAVELET编码法主要的观念。
二、影像压缩过程
原始图形资料色彩模式转换DCT转换量化器编码器编码结束
三、编码的基本要素有三点
（一）一种压缩/还原的转换可表现在影像上的。
（二）其转换的系数是可以量化的。
（三）其量化的系数是可以用函数编码的。
四、现有WAVELET影像压缩工具主要的部份
（一）WaveletTransform（WAVELET转换）：将图形均衡的分割成任何大小，最少压缩二分之一。
（二）Filters（滤镜）：这部份包含WaveletTransform，和一些着名的压缩方法。
（三）Quantizers（量化器）：包含两种格式的量化，一种是平均量化，一种是内插量化，对编码的架构有一定的影响。
（四）EntropyCoding（熵编码器）：有两种格式，一种是使其减少，一种本论文由整理提供
为内插。
（五）ArithmeticCoder（数学公式）：这是建立在AlistairMoffatslineartimecodinghistogram的基础上。
（六）BitAllocation（资料分布）：这个过程是用整除法有效率的分配任何一种量化。
肆、WAVELET影像压缩未来的发展趋势
一、在其结构上加强完备性。
二、修改程式，使其可以处理不同模式比率的影像。
三、支援更多的色彩。可以处理RGB的色彩，像是YIQ、HUV的色彩定义都可以分别的处理。
四、加强运算的能力，使其可支援更多的影像格式。
五、使用WAVELET转换藉由消除高频率资料增加速率。
六、增加多种的WAVELET。如：离散、零元树等。
七、修改其数学编码器，使资料能在数学公式和电脑的位元之间转换。
八、增加8X8格的DCT模式，使其能做JPEG的压缩。
九、增加8X8格的DCT模式，使其能重叠。
十、增加trelliscoding。
十一、增加零元树。
现今已有由中研院委托国内学术单位研究，也有不少的研究所的硕士。国外更是如火如荼的展开研究。相信实际应用於实务上的日子指日可待。
伍、影像压缩研究的方向
1.输入装置如何捕捉真实的影像而将其数位化。
2.如何将数位化的影像资料转换成利於编码的资料型态。
3.如何控制解码影像的品质。
4.如何选择适当的编码法。
5.人的视觉系统对影像的反应机制。
小波分析，无论是作为数学理论的连续小波变换，还是作为分析工具和方法的离散小波变换，仍有许多可被研究的地方，它是近几年来在工具及方法上的重大突破。小波分析是傅利叶（Fourier）分析的重要发展，他保留了傅氏理论的优点，又能克服其不足之处。
陆、在印刷输出的应用
WAVELET影像压缩格式尚未成熟的情况下，作为印刷输出还嫌太早。但是後续发展潜力无穷，尤其在网路出版方面，其利用价值更高，WAVELET的出现就犹如当时的JPEG出现，在影像的领域中掀起一股旋风，但是WAVELET却有JPEG没有的优点，JPEG乃是失真压缩，且解码後复原程度有限，能在网路应用，乃是由於电脑的解析度并不需要太高，就可辨识其图形。而印刷所需的解析度却需一定的程度。WAVELET虽然也是失真压缩，但是解码後却可以还原资料到几乎完整还原，如此的压缩才有存在的价值。
有一点必须要提出的就是，并不是只要资料还原就可以用在印刷上，还需要有解读其档案的RIP，才能用於数位印刷上。等到WAVELET的应用成熟，再发展其适用的RIP，又是一段时间以後的事了。
在网路出版上已经有浏览器可以外挂读取WAVELET档案的软体了，不过还是测试版，可是以後会在网路上大量使用，应该是未来的趋势。对於网路出版应该是一阵不小的冲击。图像压缩的好处是在於资料传输快速，减少网路的使用费用，增加企业的利润，由於传版的时间减少，也使印刷品在当地印刷的可能性增高，减少运费，减少开支，提高时效性，创造新的商机。
柒、结论
WAVELET的理论并不是相当完备，但是据现有的研究报告显现，到普及应用的阶段，还有一段距离。但小波分析在信号处理、影像处理、量子物理及非线性科学领域上，均有其应用价值。国内已有正式论文研究此一压缩模式。但有许多名词尚未有正式的翻译，各自有各自的翻译，故研究起来倍感辛苦。但相信不久即会有正式的定名出现。这也显示国内的研究速度，远落在外国的後面，国外已成立不少相关的网站，国内仅有少数的相关论文。如此一来国内要使这种压缩模式普及还有的等。正式使用於印刷业更是要相当时间。不过对於网路出版仍是有相当大的契机，国内仍是可以朝这一方面发展的。站在一个使用其成果的角度，印刷业界也许并不需要去了解其高深的数理理论。但是在运用上，为了要使用方便，和预估其发展趋势，影像压缩的基本概念却不能没有。本篇文章单纯的介绍其中的一种影像压缩模式，目的在为了使後进者有一参考的依据，也许在不久的将来此一模式会成为主流，到时才不会手足无措。
参考文献：
1.GeoffDavis，1997，WaveletImageCompressionConstructionKit，。
2.张维谷.小宇宙工作室，初版1994，影像档宝典.WINDOWS实作（上），峰资讯股份有限公司。
3.张维谷.小宇宙工作室，初版1994，影像档宝典.WINDOWS实作（下），峰资讯股份有限公司。
4.施威铭研究室，1994，PC影像处理技术（二）图档压缩续篇，旗标出版有限公司。
5.卢永成，民八十七年，使用小波转换及其在影像与视讯编码之应用，私立中原大学电机工程学系硕士学位论文。
6.江俊明，民八十六年，小波分析简介，私立淡江大学物理学系硕士论文。
7.曾泓瑜、陈曜州，民八十三年，最新数位讯号处理技术（语音、影像处理实务），全欣资讯图书。
附录：
嵌入式零元树小波转换、阶层式嵌入式零元树小波转换、阶层式影像传送及渐进式影像传送
目前网路最常用的静态影像压缩模式为JPEG格式或是GIF格式等。但是利用这些格式编码完成的影像，其资料量是不变的，其接受端必须完整地接受所有的资料量後才可以显示出编码端所传送的完整影像。这个现象最常发生在利用网路连结WWW网站时，我们常常都是先接收到文字後，其网页上的图形才，慢慢的一小部份一小部份显示出来，有时网路严重塞车，图形只显示一点点後就要再等非常久的时间才再有一点点显示出来，甚至可能断线了，使得使用者完全不知道在接收什麽图案的图形，无形中造成网路资源的浪费。此缺点之改善，可以使用嵌入式零元树小波转换(EZW)来完成。
阶层式影像传送系统的主要功能为允许不同规格之显示装置或解码器可以从同一编码器中获得符合其要求之讯号，如此不需要对於不同的解码器设计不同的编码器配合利用之，进而增加了其应用的范围，及减低了所架设系统的复杂度，也可以节省更多的设备费用。利用Shapiro所提出的嵌入式零元树小波转换(EZW)技术来设计阶层式影像传送系统时，其编码的效果不是很好。主要的原因是，利用(EZW)技术所设计的编码器是根据影像的全解析度来加以编码的，这使得拥有不同解析度与码率要求的解码器，无法同时分享由编码器所送出来的位元流。虽然可以利用同时播放(Simulcast)技术来加以克服之，但是该技术对於同一影像以不同解析度独立编码时，将使得共同的低通次频带(LowpassSubband)被重复的编码与传送，而产生了相当高的累赘(Redundancy)。
基於上述情况，有人将嵌入式零元树小波转换(EZW)技术加以修改之，完成了一个新式的阶层式影像传送系统。该技术为阶层式嵌入的零元树小波转换(LayeredEmbeddedZerotreeWavelet，简称LEZW技术。这个技术本论文由整理提供
使我们所设计出来的阶层式影像传送系统，可以在编码传送前预先指定图层数目、每层影像的解析度与码率。
LEZW技术是将EZW技术中的连续近似量化(SAQ)加以延伸应用之，而EZW传统的做法是将SAQ应用於全部的小波转换系数上。然而在LEZW技术中，从基层(BaseLayer)开始SAQ一次仅用於一个图层(Layer)的编码，直到最高阶析度的图层为止。当编码的那一图层码率利用完时，即表示该图层编码完毕可以再往下一图层编码之。为了改善LEZW的效率，在较低图层的SAQ结果应用於较高图层的SAQ过程中，基於这种编码的程序，LEZW演算法则可以在每一图层平均码率的限制下，重建出不同解析度的影像。因此，LEZW非常适合用於设计阶层式影像传送系统。
LEZW技术也可以应用於渐进式传送，对於一个渐进式影像传送系统而言，控制其解析度将可以改善重建影像的视觉品质。而常用的渐进式传送方法有使用向量量化器或零元树资料结构编码演算法则。但是向量量化器需要较大的记忆体及对与传送中的错误敏威，而利用EZW技术所设计的渐进式影像传送系统，可以改善这些缺点，所以享有较好的效能。但是它也有缺点就是，应用於渐进式传送时是根据全解析度来做编码及传送，因此在低码率的限制之下时，若用全解析度来显示影像将使得影像模糊不清。所以在低码率传送时的影像以较低的解析度来显示时，则可以使影像的清晰度有所改善。
所以将LEZW技术延伸至渐进式传送，在编码之前可以先设定每一级(Stage)的解析度与传送每一级所累加的码率(AccumulatedRate)，然後再编码与传送之。该系统在低码率时用低解析度来显示影像，在较高码率时则以高解析度来显示影像，将改善渐进式传送的视觉品质。此系统在编码传送的过程中，允许传送的位元流在任一点位置被中断停止，而接收端可以由所接收到的资料，将影像重建在资料中断时的解析度下。
渐进式影像传送与阶层式影像传送的设计方法是相似的，只不过在传送方法上两者有相当大的不同。在阶层式影像传送系统中，所有图层的资料是平行的一起传送出去的。而渐进式影像传送则是以级对级(Stage-by-Stage)的方式传送的。因此，利用LEZW技术所设计的渐进式传送可看做是单一图层(Single-Layer)系统，其解析度与传送都是可以控制的。如此网路资源的浪费，便可得到某种程度上的解决。
摘要
解码技术论文范文第10篇
统计机器翻译在短时期能够得以迅速发展，除了技术进步外，很大一方面要归功于很多开放源码的统计机器翻译工具，有些时候，正是因为这些开放源码的工具才使得某项技术被广泛接受和使用。例如，20世纪90年代初IBM公司的Brown等人提出了5个模型来刻画统计机器翻译，取得了不错的效果，但是在此之后很长一段时间内都没有被大家认可和接受，原因是他们的模型非常复杂，难以理解和实现。直到1999年，开源软件包Egypt的出现，才使得IBM的模型被广泛研究和使用。可以说Brown等人的工作为现代统计机器翻译奠定了深厚的基础，但其影响却是通过开源软件才得以实现，由此可见开源软件对于统计机器翻译这样一个复杂的研究课题的重要性。
1. 首个开源统计机器翻译工具包Egypt
Egypt是在1999年约翰霍普金斯大学统计机器翻译夏季讨论班上，由一些研究人员共同合作开发的统计机器翻译工具包。它包括4个模块;
Whittle: 语料库预处理模块;
GIZA: 用于从句子对齐的双语语料库中训练词语对齐;
Cairo: 词语对齐的可视化工具;
Decoder: 解码器，用来执行具体的翻译过程模块，这一模块没有开放源码。
其中，用于训练词语对齐的模块GIZA现在仍然被广泛使用，利用它能够非常方便地从大规模的双语文本中获得统计知识。GIZA++是GIZA的改进版，GIZA++实现了IBM公司提出的5个模型，其主要思想是利用EM算法对双语语料库进行迭代训练，由句子对齐得到词语对齐。GIZA是独立于语言的，能够对任何两种语言进行训练，这也是统计机器翻译的优点之一。现在几乎所有的统计机器翻译系统都利用这一工具进行词语对齐的训练。
2.语言模型训练工具SRILM
SRILM是一个建立和使用统计语言模型的开源工具包，从1995年开始由SRI 口语技术与研究实验室（SRI Speech Technology and Research Laboratory）开发，现在仍然不断推出新版本，被广泛应用于语音识别、机器翻译等领域。这个工具包包含一组C++类库、一组进行语言模型训练和应用的可执行程序等。利用它可以非常方便地训练和应用语言模型。给定一组连续的词，调用SRILM提供的接口，可以得到这组词出现的概率。
3. 机器翻译的自动评测工具Mteval
在一些著名的统计机器翻译国际评测中普遍使用自动评测与人工评测相结合的方法，例如美国国家技术和标准研究所（NIST）举行的评测。Mteval便是他们开发的自动评测工具，最新版本是mteval-11b.pl，是用Perl语言写成的。
4. 首个基于短语的统计机器翻译系统“法老”（Pharaoh）
“法老”是较早公开的统计机器翻译系统，由美国南加州大学信息科学实验室（Information Science Institute）的菲利普•科恩（Philipp Koehn）在2004年做博士论文期间编写的。“法老”包括两大部分: 训练和解码。训练过程用来从语料库中获得统计知识。它利用了已有的开源软件GIZA++和SRILM，GIZA++用来训练词语对齐，SRILM训练语言模型，但解码没有公开源代码。“法老”原理简单，易于使用，它的出现对于推动机器翻译研究起到了非常大的作用。
5. 中国首个开源的统计机器翻译系统丝路（SilkRoad）
“法老”的出现揭开了统计机器翻译的神秘面纱，然而其核心部分――解码器的源码仍然没有公开。为此，中国的研究人员联合开发了一个完全开放源代码的统计机器翻译系统――“丝路”。该系统由中国的五家研究机构和高校（中科院计算所、中科院自动化所、中科院软件所、厦门大学、哈尔滨工业大学）联合开发，并在2006年中国第二届统计机器翻译研讨会上。“丝路”包括以下模块: 语料预处理及后处理模块“仙人掌”、词语对齐模块“楼兰”、短语抽取模块“胡杨”、以及三个解码器（“骆驼”、“绿洲”和“商队”）。这是第一次将一个完整的统计机器翻译系统公开，极大地促进了国内统计机器翻译的快速发展。
6.摩西（Moses）
“摩西”是“法老”的升级版本，它增加了许多功能，是由英国爱丁堡大学、德国亚琛工业大学等八家单位联合开发的一个基于短语的统计机器翻译系统。来自这些单位的研究人员于2006年在约翰霍普金斯大学召开了一次研讨会，利用6个星期的时间共同开发了这一系统。整个系统用C++语言写成，从训练到解码完全开放源代码，可以运行在Windows平台和Linux平台。
7. 基于句法的统计机器翻译系统GenPar
GenPar工具包实现了一个基于句法的统计机器翻译系统。基于句法的方法将句法结构信息引入到统计机器翻译中来，目前已成为统计机器翻译领域的研究热点。但是构建基于句法的统计机器翻译系统远比构建基于短语的要困难得多，为了让研究者们很快进入这一领域，在JHU2005夏季研讨会上，由纽约大学艾•丹•米拉姆德（I. Dan Melamed）等人组成的统计机器翻译组开发了GenPar。
GenPar的基本原理是利用多文本语法（Multi-Text Grammar）实现多语言的句法分析、结构对齐和翻译。多文本语法是一种多种语言的同步语法，理论上比较完善，功能强大。GenPar有很多特点:首先，该系统是一个纯粹基于句法的模型，在翻译过程中充分利用了句法结构信息; 其次，它具有很好的定制能力，可以实现各种不同类型的基于同步语法的统计机器翻译，很适合于作为实验各种理论的研究平台。总的来看，该系统功能比较强大，但由于其比较复杂，掌握起来比较困难，性能比现有的基于短语的模型稍差。（本文作者米海涛为中科院计算所博士研究生）
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统计机器翻译第一人与Google
在统计机器翻译中有一位颇具传奇色彩的人物，就是毕业于德国亚琛工业大学的博士生弗朗茨•约瑟夫•欧赫（Franz Joseph Och）。在1999年他开发出了著名的IBM模型训练工具Giza。在2002年NIST评测中，取得第一名的亚琛工业大学的机器翻译系统也是由他开发的。2002年，欧赫从亚琛工业大学毕业后进入美国南加州大学信息科学研究所(ISI/USC)工作，同时作为Language Weaver公司的顾问，后来于2004年加盟了谷歌（Google）公司。
他所工作的每一个单位都稳拿当年NIST机器翻译评测的第一名。尤其是2005年的NIST评测中，他所在的谷歌公司开发的汉英机器翻译系统取得了0.35的BLEU值，比第二名的南加州大学(即他原来所在的单位)系统的性能提高了近5个百分点。在2006年评测中，除了汉英机器翻译的受限语料项目，其他所有项目的第一名都是谷歌公司。
欧赫这些年来发表的很多论文，包括博士论文，都成了统计机器翻译研究领域的经典，被人广泛引用和验证。更难得的是，他对自己的研究工作持一种非常开放的态度，目前统计机器翻译研究领域一些著名的开源软件，如IBM模型训练工具Giza++、最大熵模型训练工具YASMET都是他开发的。这一切显示了欧赫不愧为统计机器翻译研究的第一人。