数码技术论文十篇

时间:2023-03-14 21:40:37

数码技术论文

数码技术论文篇1

(一)数码技术多角度运用

数码技术从陶瓷艺术品的设计加工和运用多个角度,[3]对陶瓷工艺品进行科学详尽的规划设计和科技含量较高的加工生产,数码技术从设计方案、艺术品外观、艺术品绘色等多方面,进行科学论证和数据计算,采用信息化手段,将正在设计和生产的陶瓷工艺品与其他相似的陶瓷工艺品,进行对比研究,高科技数码技术可以为陶瓷工艺品的设计加工人员,迅速采集大量信息资源,快速整合大量资料图纸,并以合理方式进行归纳总结,制定出明确清晰的设计加工方案,在数码技术对陶瓷工艺品领域信息资源的总结基础上,凭借陶瓷加工设计专业技术人员的传统工艺知识积累和实践经验,对陶瓷工艺品进行整合加工。也可以对陶瓷艺术家的理论研究,提供详实的资料和科学的理论依据。可以采取3D打印技术对陶瓷制品进行制作,3D打印技术具有喷色和挤压等多方面技术优势,对陶瓷制品的颜色绘制和外观形状构建具有重要作用,3D打印技术可以是陶瓷的技术含量大幅度提高,对陶瓷工艺制品的观赏性和艺术价值都提供了重要的技术支持,3D打印技术在陶瓷领域的运用,可以更好地为陶瓷领域的技术研发和艺术创作提供宝贵的发展经验。

(二)为陶瓷艺术创新交流提供平台

数码技术的发展,在很大程度上改变了人们的传统生活方式的同时,也对人们的文化生活和艺术生活产生了深远的影响,对陶瓷工艺品加工制作和陶瓷艺术设计理念,都产生了重要影响。数码技术为人们提供了更广阔的艺术欣赏空间,也为陶瓷艺术领域的创新提供了巨大的技术性支持,同时,创造了巨大了艺术交流借鉴的空间,为许多陶瓷艺术品爱好者提供了宝贵的经验交流机会。

(三)高科技数码手段提高陶瓷加工过程技术含量

数码技术可以在虚拟调价下制造出陶瓷艺术作品效果图,可以使传统陶瓷设计与加工工作,图片时间与空间的局限,以高科技手段带动传统陶瓷工艺品创作思维的革新。新型数码技术,可以使静态的陶瓷工艺品呈现出动态的效果,这对于艺术家审视工艺作品的艺术理念,完善陶瓷工艺品艺术加工手段提供了可能。采用高强度技术手段,对陶瓷工艺品进行外观的改造与加工,将数码技术所具备的视频,图像等条件充分发挥,为陶瓷艺术品加工人员提供新型创作平台。利用数码技术,对艺术品加工提供改造的机会,工艺品加工环节中的任意部分,都要用数码技术加以更改,以数码技术的视频图像优势,为陶瓷工艺品加工提供更正机会,不断地拉近陶瓷工艺品与设计规划方案的距离。

二、结束语

数码技术论文篇2

21世纪将会是文化竞争的时代,我们经历了工业竞争、电子竞争,都以失败告终,在现代数码插图这场激烈的竞争中,中国现代数码插图要想异军突起,在世界文化的大范围中站住脚,就必须以我们中国人自己的语言、方式去表现中国人自己的作品,并广为传播,使之发扬光大。所以缺乏个性与民族性就是我国现代数码插图的第一个首要问题。我国现代数码插图的第二个问题就是技术水平的滞后。现代数码艺术是最近几年才流行开来的,还处于发展阶段,新的技术手段还没有完全取代传统的技术工艺和流程,特别是数码艺术的高端领域还没有发展起来,因此数码技术在我国普及和应用还有空间。再有现在还没有专门为现代数码艺术所须软件开发的专业部门和公司,不能像美国Autodesk公司那样专门为数码艺术设计中设计者需要某一个作品达到某一效果,而去开发这种效果的软件。另外,我国目前也缺乏兼具经验丰富和扎实数码功底的设计师,从事这一行业的基本上都是些年轻设计师,对于发展具有民族传统性的插图欠缺经验,而早些的设计师的设计思想仍然停留在传统的设计制作的手上,没有完全接受数码技术这种新事物,因此很少使用电脑进行创作与设计,也导致我国目前的现代数码插图设计缺乏民族性,这些都是由于数码技术没有广泛应用的原因。对于数码艺术这种高科技艺术而言,技术是有关作品成败的重要因素,再好的一个创意主题,没有相应先进的数码技术,最终只能是“乌托邦”。

艺术创意是现代数码插图设计的灵魂,但技术是实现艺术创意的手段。李政道先生说过,技术和艺术是一枚硬币的两面,二者都是不可或缺的。因此,在现代数码插图设计中,技术的运用是艺术表现的关键,一幅优秀的作品应该是优秀的设计师与电脑互动共同创作出来的。我国现代数码插图存在的第三个问题就是,技术至上,技术与艺术的本末倒置。数码技术无疑给插图设计领域带来的变革是巨大的,不但拓宽了插图领域的发展,还作到了“把现实中根本不存在的想象中的东西,予以视觉表现,使抽象的思想、观念具象化的能力,但是科学技术本身对于艺术来说就是一把双刃剑,在数码技术给人们带来巨大便利的同时,也会产生很多弊端。特别是人们在享受它的方便,迷信它的功能时,会逐渐丧失对事物的敏锐性和批判性,变得懒惰,无暇思考。而且这已经发生在我国的现代数码插图设计师身上,他们过多地依赖电脑,狂热地追求新技术,不断的更新着最新的软件和插件,不论自己设计作品需不需要,都把最新、最炫的效果表现到自己的作品中,盲目的追求着自己作品的视觉冲击力。反映在具体的设计中即为重“表现”轻“设计”,在电脑效果表现上所花的时间大大超过设计方案构思的时间,一味地享受数码科技带来的方便,缺少现代数码插图设计者应该具备的创新意识和创造性思维力,最终导致创造力的丧失,制作出的作品也只是让观者惊叹作者作品中的技术含量。使作品中技术的视觉冲击力抢得第一眼,让观者的第一感觉看不到作品所要表达的目的。所以对于现代数码插图设计而言,技术固然重要,可并不是技术至上。当技术水平发展到相当程度之后,必然会出现“同质化”的现象,即大家的技术水平已经难分秋毫,这时起作用的便是创意思想与艺术含量的多少了。然而,目前我国内的已经许多现代数码插图设计师已经走进这样的误区,把“手段”误认为“目的”,最后导致创作出来的作品缺乏艺术性,这也是我们当前所必须注意的一个问题。

我国现代数码插图存在的最后一个问题就是缺少理论支持。数码艺术与插图艺术,在美国、日本、韩国都有,很多大专院校、研究机构都在研究整理数码艺术理论,尤其是美国,基本在各个设计院校都设有插图专业学课程,为指导实践的发展打造一个坚实的理论基础。并且其在理论的研究下,国外现代数码插图己经跨越过了“在文学基础上的再创造”这样一个传统的含义,这使得现代数码插图的创造性思维更加具有独立的能动性。然而在我国却很少有这样的研究,并且只在很少的相关专业大学开设现代数码插图课程,但也由于没有适合的教材,并只是极少部分现代数码插图的设计师根据自己的创作与对现代数码插图认识去教授学生,大部分课程还基本上是教授软件应用与技巧,理论上只是涉及片面。而现代数码插图在各个领域的日趋扩展和重要性,己经有部分学者开始关注并研究现代数码插图与数码艺术的理论,并尝试对现代数码插图及数码艺术的理论研究,并取得了令人瞩目的成绩。但是我国对现代数码插图及数码艺术的研究仍缺乏系统、完整的实质理论性研究,这严重影响了我国现代数码插图的发展。

中国现代数码插图在观念上、在功能上、在语意和形式表现上,都备受西方文化思潮和艺术风格的影响。在现代设计多元化发展的大趋势下,中国现代数码插图设计的发展形成的新需求和方向。首先要熟练掌握和运用现代数码技术手段需求。数码艺术是不同于绘画,雕塑等传统艺术的一种新兴艺术门类。从最早出现的电子艺术到多媒体、新媒体再到数码艺术,艺术的探索者们在不断深化对这种新艺术形式的理解。多媒体艺术和新媒体艺术主要是着重于对新的技术手段(如各种艺术设计软件)的应用,本身却具有相对的局限性。数码艺术对设计师的要求更高,即不仅需要具备优秀艺术家的素质和修养,还需要培养数码艺术的独特思维能力和表现能力,熟练掌握和运用数码技术手段。只有具备了熟练驾御数码语言的能力,数码艺术家才能实现艺术构思和新技术巧妙结合,数码艺术作品的魅力才会相应展现出来。其次要具备国际化与多元化的设计需求。在持续变化的国际环境中,现代数码设计师,不得不与他们的客户尽量保持同步。人们在设计方面不得不尝试面向大众,在现代数码插图设计作品中,把具有区域特征的不同民族图像通过需要进行再组合,力求把所有新的成分因素考虑在内,所设计描绘的面,就会尽可能的宽广,并可以达到传达多样性文化信息的目的。再次要具备人性化需求。人性化设计思想是12世纪设计的主题,设计承载了对人类精神和心灵慰籍的重任。所有设计其实都是以人为本,围绕人的需要展开的,现代数码插图设计也不例外,刺激消费的美学观念也经成为现代数码插图设计的评判标准。随着时展,人们审美观念的改变,设计作品一方面完善实用功能,从需求上获得满足。另一方面,顺现代审美潮流,追求美的情调。往常盲目的视觉刺激行为,往往造成视觉灾难。人类被围困在强烈的色彩,呆板的图形中。因此,视觉上运用绿色设计观念,让现代数码插图设计维持合理的视觉秩序,完善设计作品与人类的协调就显的非常必要。#p#分页标题#e#

数码技术论文篇3

【关键词】计算机 多媒体技术 关键性技术

目前,随着多元化科学技术的发展,多媒体技术的广泛应用已经引起了社会的广泛关注,对人们的生活和社会生产产生了非常重要的影响,是促进社会经济发展的重要力量之一。为此,本文围绕计算机技术,对多媒体的内涵和相关的关键技术进行了下列阐述。

1计算机多媒体技术概述

1.1对媒体技术的含义

多媒体技术发展离不开数字化技术的发展,打个简单的比方,对文本文件或者动画文件中的相关元素进行综合处理,对其中的信息进行总结,然后采集并处理这些内容,充分运用多种硬件设施和软件设备建立多种媒体之间的相关联系,然后在此基础上形成人机相互交流系统的一种技术[1]。这种技术就是多媒体技术。在多媒体的辅助下,信息可以在传播的过程中不断得到完善,实现和计算机交互功能的相互连接,促进其作用的充分发挥,使文字、图像在被看见的同时还能后满足听觉的信息需求,对这种新型材料进行制作,这个过程就是多媒体技术[2]。

1.2多媒体技术的特点

专业化是多媒体技术的最大特点。所谓专业化就是多种媒体集中在一起的综合形态,能够同时对两种或者两种以上的媒体信息进行交互的有效载体。数字信号是多媒体技术最基础的运行单位。在这一平台上,可以将文字、声音和图像等信息结合在一起。这也说明,多媒体技术还具有多样性的特点,也正是这种多样性,相互关联的信息才能进行有效的传递,然后利用数字化信息来有效解决数据在传递过程中的失真问题。

2计算机多媒体的关键技术

2.1视频压缩技术

Shannon信息理论是传统压缩编码技术的基础。这一信息理论则是建立在集合论基础之上,然后利用统计概率的相关模型来对信息的来源进行描述。这种压缩编码技术存在一定的局限性,未能对信息接受对象的主观能动性以及事件本身包含的具体内容、重要性、产生的后果等主要因素进行充分考虑。因此,在Shannon信息理论的基础上,压缩编码技术也在不断的发展和完善。数据压缩编码技术按照不同的分类标准,可以被分成很多不同的类型。

(1)以照信息来源的统计特点为划分依据,该技术可以分为转换编码、预测编码、小波编码、矢量量化编码和神经网络编码等5种;

(2)将数据的视觉性特征作为划分依据,那么该技术可以被分为图像编码和以图像纹理和轮廓为基础的编码等两种;

(3)从图像所表达的景物特点来划分,图形编码和以内容为基础的编码是两种最主要的编码方法。其中图像编码的发展经历了两个阶段。第一阶段是以数据统计为基础的,将数据的冗余去除,是一种层次比较低的压缩编码方法。第二阶段则是以内容为基础,然后将其中的冗余去除,鉴别其中的对象和方法,就是我们这里所讨论的压缩编码技术。这是一种高层次的压缩编码方法,既是一种新型的压缩编码方法,也是目前使用最广泛的压缩编码方法。

2.2视频点播技术

采用用户信息交流的方式进行自然进化的过程就是多媒体的交互。多媒体服务涉及的范围非常广泛,其中应用最广泛的就是视频点播技术。网络技术和计算机技术的发展和相互融合是视频点播技术发展的技术。视频点播的主要内容包括计算机技术、通信技术、电视技术等,是一种将上述技术整合为一体的新型技术,充分发挥了视频技术和网络技术的优势,彻底改变了被动收看电视节目的方式,可以根据用户的实际需求收看电视节目,还能够随意播放,人们可以根据自己的意愿来点播自己喜爱的电视节目。同时,视频点播技术中传递方法的运用彻底改变了传统的课堂教学模式,拓宽了教学的模式,影音、广播、语音、发送消息、网络影院、远程教育和点播教学等都可以借助互联网进行传播。视频服务器是该技术必不可少的重要组成部分,是视频系统完成功能和提高性能和质量的关键部分,所以在视频服务系统中是被重点研究的对象。视频服务除了要求保证端到端的播放质量之外,还需要观察系统各方面的性能。在大多数情况下,视频流编码压缩和传递技术、视频流调度技术、IP网与Cable网实现、存储和I/O调度策略、接入控制、流量控制与差错控制、视频服务器体系结构等是视频服务系统中需要重点解决的问题。

2.3多媒体数据库技术

多媒体信息中的非格式化数据所占的比例较大,基于此,我们可以将多媒体数据的特点归纳为三点,即对象的复杂性、数据存储的分散性和时空的同步性。其中关系数据库相对比较简单,但是在多媒体资料的管理的质量依然不高。从目前的实际情况来看,基于对象数据库来管理多媒体资料并不能满足使用的需求,因为基于对象是一个新一代数据库应用,它所需要的是强有力的数据模型的基础良好。这种基于对象的方法适合用来描述非常复杂的对象,结合了封装、继承、对象、多态、类等概念,所以能够对多样对象和它们之间的内部结构之间的相互关联进行清晰地描述。目前,多媒体系统进行研究和开发的主要方向就是要将面向对象程序设计语言和数据库技术的相互结合,但是首先需要解决的问题就是要制定对象的统一标准。

2.4现实虚拟技术

虚拟技术是信息技术行业少有的高新技术之一。该技术是一种集成化的技术,具体内容涉及到人工智能、人机交互技术、计算机图形学、传感技术、网络设计等非常广泛的领域。同时,虚拟技术还可以利用计算机来进行三维画面的合成,让用户获得逼真的听觉、视觉、嗅觉等感官的体验。在虚拟技术的基础上,人们可以借助固定的设备,自然的参与到虚拟世界的体验中。现实虚拟必须通过计算机生茶,其基础必须是视觉、听觉、嗅觉和触觉等具体的感官。在这种情况下,用户需要通过身体四肢的正常活动和虚拟环境交互。除了上述四种技术之外,计算机多媒体的技术还包括流媒体技术和音频技术等,而且随着网络技术和计算机的发展,这些技术也必将在多媒体技术中发挥更重要的作用。

3结语

综上所述,随着计算机技术的不断进步和发展,多媒体技术的发展也不断成熟和完善。为了切实满足人们对现实生活多样化的需求,多媒体技术已经在教学、视频、视频会议、娱乐节目点播、军事等很多行业得到了广泛应用。多媒体技术和视频压缩技术、视频点播技术、多媒体数据库技术、现实虚拟技术、音像技术和通信技术等多种技术的有机结合,极大地促进了信息处理技术的发展。

参考文献:

[1]马文霞.对计算机教学中利用多媒体技术的合理性分析[J].计算机光盘软件与应用,2013,06(11):74+76.

数码技术论文篇4

论文摘要:在对DRA多声道数字音频编解码技术进行介绍的基础上,对与DRA技术相关的标准化和知识产权的最新进展情况进行了介绍,同时也对DRA技术的相关知识产权的权利人进行了分析。

1、引言

在数字音视频技术体系中,最核心的技术内容是音、视频数据的压缩编码算法和标准,即信源编解码算法和标准。目前,在数字音频领域中我国主要采用由国外大公司和组织制定的标准,如:DVD中采用了杜比AC-3, D丁S等音频编码技术,数字电视则采用了AC-3, MPEG-2AAC技术等音频编码技术,使用这些技术可能需要向国外相关专利权人缴纳大量专利费,从而制约我国数字音视频产业的发展。考虑到自主知识产权的重要性,积极开发、制定我国自主的数字音视频编解码技术、标准成为了国内业界的共识。

“DRA标准”,即GB/T 22726-2008《多声道数字音频编解码技术规范》,是由我国自主开发的、达到国际先进水平的一项数字音频核心技术标准,该标准于2008年12月22日由国家标准委批准,并于2009年6月1日起正式实施。DRA标准具有压缩效率高、音质好、解码复杂低等特点,填补了我国数字音频产业核心技术的空白,对于我国企业参与国际标准竞争及推动我国音频产业发展起到了积极作用。

国际先进水平的编码质量以及较早的标准化、产业化布局使得DRA技术的产业化进展顺利:在数字电视产业中,DRA标准被选为数字电视地面接收机标准(目前处于报批阶段)的必选技术,并已有国内外多家厂商、开发商分别在其生产的前端播出设备、解码芯片及数字电视接收终端中纳人了DRA技术;在移动多媒体广播领域,CMM日信号已在全国300余个城市播出、覆盖人口达数亿(详见cbc.cn/Online/Index/),而CMMB信号中的声音广播部分采用DRA技术进行压缩编码;在CMM日终端方面,包括中兴、联想在内的200余家厂商的产品集成了DRA解码功能;在蓝光光盘领域中,中国华录集团已推出《梅兰芳》等采用DRA格式的蓝光碟片,并且已有多款支持DRA解码的蓝光碟机上市(详见hd .zol. com .cn/143/1437775.html)。

2、DRA技术标准化进展

尽管DRA算法本身已获批为国家标准,并在多个技术领域中获得了应用,但在产业化实施过程中还是遇到了新的标准化需求:例如,如何规范化地以IEC 60958帧格式存储DRA数据;如何通过RTP载荷的形式传输DRA数据;如何使具有日DMI接口的设备识别DRA数据,等等。

为此,来自广州广晨数码技术有限公司(简称“广州广晨数码”)、数维科技(北京)有限公司(简称“数维科技”)、及数字音频编解码技术国家工程实验室(简称"NELA")的技术人员对DRA技术及其预期的应用领域进行了分析和评沽,并在相应的技术方向上开展了标准化布局,其中近期颁布的标准/规范如表1所示。

2.1 IEC 61937-12标准

为了实现以IEC 60958帧格式传输经DRA算法编码的音频数据,进而以诸如HDMI接口的数字音视频接口来传输DRA音频数据,必须由IEC/丁C 100(音频、视频和多媒体系统和设备技术委员会)为DRA技术分配专门的标识符,并出版相应的国际标准。

为此,来自广州广晨数码、数维科技、及NELA的技术专家按照IEC的要求拟写了技术提案,并于2008年8月通过国家标准委向IEC/下C100正式提出了新提案请求(100/1447/NP )。该新提案主要定义了如何将根据DRA算法编码的比特流存储为IEC 60958帧格式,并进一步限定了专用于DRA格式的标识符以及三种采样率模式。

100/1447/NP于2008年8月29日进人IEC NP的投票流程,并在2008年12月5日通过投票,正式立项;2009年1月,来自中国、日本、韩国、荷兰的10位技术专家共同组建了PT 61937-12工作组;随后,工作组在100/1447/NP的基础上做了文字性和技术性修汀,并以修订文本作为委员会草案(CD),向各国国家委员会((NC)征求意见;在之后的几个月中,工作组根据反馈意见及IEC61937-1、-2标准的修订情况,对CD文本进行了再次修汀,调整了DRA标识符的配置,并于2009年5月的工作组会议(“慕尼黑会议”)后形成了新的修订文本;2009年6月,IEC/下C100以慕尼黑会议形成的修订文本为基础,正式向各NC发送了用于投票的委员会草案(CDV),并随之启动了ISO/IEC的询问阶段程序;2009年11月27日,CDV投票结束,100/1578/CDV以100%的支持率获得了通过;2009年12月,根据工作组的请求,IEC 61937-12进人了国际标准编辑出版阶段((IS),并随后于2010年5月19日由IEC官方出版,这也意味着具有我国自主知识产权的DRA接口技术标准—IEC 61937-12获得了IEC的正式认可和公布。

IEC 61937-12是我国在IEC/TC100的音视频领域中第一个获批的IEC国际标准,具有重要意义。同时,该标准的获批使得另外几个数字音频接口规范(如,CEA861 . 1 , HDM}规范等)可以通过引用本国际标准而达到支持DRA音频数据的目的。

2 .2 RTP Payload Format和MIME media type

为了实现对DRA音频数据的网络传输,需由互联网协会((ISOC)下属的互联网工程任务组(IE下厂)为DRA技术颁布相应的技术规范。为此,根据DRA数据网络传输的具体需求,来自广州广晨数码和数维科技的技术专家起草了技术规范草案《RTP Payload Format for DRA Audio》,并向IETF下设的语音/视频传输工作组(avt)进行了提交。

通过工作组内部讨论,提案起草人又进一步向ICANN(互联网名称与数字地址分配机构)下设的IANA(互联网地址编码分配机构)提交了专用于DRA技术的媒体类型提案,并将IANA正式分配的媒体类型标识符加入到《RTP Payload Format for DRA Audio》提案中。最终,该修订后的提案作为互联网草案由IE丁F在2010年初进行了颁布。

此规范的颁布也意味着任何人均可通过官方途径获知如何通过网络环境、经由R下户载荷格式传输DRA算法编石马数据。

2.3 CEA标准

为了实现以诸如HDMI, DP等的高清接口传输DRA音频数据,除了需要获得上述IEC/丁C10。所颁布的正式标准外,还需要将DRA标识信息加入到CEA(消费电子协会)相关标准中。

为此,来自广州广晨数码和数维科技的技术专家起草了技术提案《An Uncompressed High Speed Digital Interface for Encoded Audio Bitstreams according to the DRA Formats》,并向CEA负责非压缩音视频接口的工作组R4.8 WG7进行了正式提交。随后,根据WG7工作组、分技术委员会R4.8的要求以及IEC 61937-12标准的申报情况,提案申请人又先后多次对该技术提案进行了文字和技术性修汀。最终,包含该提案内容(即专用于DRA技术标识信息)的CEA标准CEA861.1于2010年8月正式颁布。

此标准的颁布也意味着目前主流的各高清接口标准化组织可以通过直接引用CEA 861 . 1标准的方式,达到支持DRA技术的目的。

3、DRA技术知识产权分析

3.1主要权利人

“知识产权”是法律赋予权利人的一种专有权利,因此在讨论知识产权问题前一般都需要首先确定权利人的主体资格—本文也不例外,在对DRA技术的相关知识产权进行讨论之前,首先对DRA相关知识产权的主要权利人(DRA技术核心企业)进行简要介绍。

广州广晨数码作为DRA技术的原创者,是DRA技术最主要的专利持有人;此外,它还作为申请人申请了包括“DRA”等在内的一批DRA技术相关的注册商标。

数维科技作为DRA技术最重要的推广与应用开发单位,也掌握了与DRA技术相关的一批知识产权,包括专利权、商标权和著作权等。

数字音频编解码技术国家工程实验室是由国家发展和改革委员会批准立项的部级科研机构;深圳广晨数码技术有限公司作为NELA在深圳市建设的依托单位,由广东省广晨资产经营有限公司、广州广晨数码以及数维科技共同发起组建。目前,NELA正在积极研发新一代数字音频编解码算法,并以深圳广晨数码的名义申报相应的知识产权。

3.2专利

为了有效保护DRA技术原创发明人(即广州广晨数码)的合法专利申请权和专利权,早在开发DRA算法之初广州广晨数码就针对DRA技术的核心技术模块在多个国家和地区进行了专利申请及布局。截至2010年10月,已有多件涉及DRA技术核心模块的专利在包括中国、美国、欧洲、韩国、日本等多个国家和地区获得了授权或获得了非常有利的实质审查意见;基于这些核心专利的一些分案申请、进入国家阶段的PCT申请等也基本都在上述及其他国家和地区进行过1—2次答复审查意见通知书的官方程序。上述涉及DRA技术核心模块的专利及专利申请的总量已超过30件。根据目前的审查结果可以初步得出以下结论:DRA算法的新颖性、创造性已普遍获得了包括SIPO,USP丁O,EPO等在内的多个国家(地区)的认可。

为了实现DRA算法的产业化,来自广州广晨数码、数维科技和深圳广晨数码等公司的技术人员还在音频技术的一些相关技术领域中进行了横向研发,从而形成了本文中称之为“DRA技术”的技术族群。这些技术族群以DRA算法为核心,向整个数字音频产业的几乎各个方面辐射。为了对上述横向研发过程中形成的成果加以有效保护,上述权利人也就DRA核心技术之外的DRA技术进行了专利布局。目前,横向研发所形成的专利及专利申请的数量与DRA技术核心专利的数量大致相当,达到30余件。

为了更好地对上述专利(申请)进行管理,DRA技术核心企业还确立了灵活的专利申请分级制度,在公司内部专利委员会评审确认专利等级的基础上,对于不同优先级戴重要程度的专利实施不同的管理模式。

在专利技术许可方面,DRA技术的各专利权人更多地考虑了社会公众的利益,选取了独立第三方,即北京紫润天地知识产权有限公司作为专职授权许可公司,以不低于BAND的条件向国内外生产厂商发放专利许可。

3.3商标、著作权与技术秘密

自商标注册制度在我国正式实施以来,越来越多的企业开始注意到注册商标区分产品/服务来源的重要作用。DRA技术的各权利人也不例外,自DRA技术开发以来,各权利人都十分重视本公司DRA相关品牌、商标的申报、管理和保护工作。目前,涉及DRA的商标申请或注册商标超过10件,分别由广州广晨数码、数维科技及深圳广晨数码持有戴申请,其中的“DRA”,“华音”等注册商标在业内也已具有一定的知名度。

尽管著作权的保护强度、赔偿额度等一般显著低于专利权,并且著作权不能延及作品所反映的思想,但是由于其还具有不需审批戴审批流程短、保护期限长、侵权判定相对简单规范(特指经过正式登记的著作权)等优点,近年来这种特殊的知识产权保护方式也为众多软件企业所青睐。目前,数维科技已分别就DRA技术的源代码软件著作权和测试码流作品著作权向中国版权保护中心申请了著作权登记,并已获得相应的著作权证书。

除此以外,DRA技术的各权利人同样十分重视对DRA相关技术秘密的保护,包括DRA音频技术优化代码、技术优化分析报告等在内的多项技术秘密已基本实现了专人专顶保护,切实保证了DRA技术权利人的合法权益。

4、结语

数码技术论文篇5

[关键词]RSA 公钥密码体制 安全性

RSA密码系统是较早提出的一种公开钥密码系统。1978年,美国麻省理工学院(MIT)的Rivest,Shamir和Adleman在题为《获得数字签名和公开钥密码系统的方法》的论文中提出了基于数论的非对称(公开钥)密码体制,称为RSA密码体制。RSA是建立在“大整数的素因子分解是困难问题”基础上的,是一种分组密码体制。

一、对称密码体制

对称密码体制是一种传统密码体制,也称为私钥密码体制。在对称加密系统中,加密和解密采用相同的密钥。因为加解密密钥相同,需要通信的双方必须选择和保存他们共同的密钥,各方必须信任对方不会将密钥泄密出去,这样就可以实现数据的机密性和完整性。

二、非对称密码体制

非对称密码体制也叫公钥加密技术,该技术就是针对私钥密码体制的缺陷被提出来的。在公钥加密系统中,加密和解密是相对独立的,加密和解密会使用两把不同的密钥,加密密钥(公开密钥)向公众公开,谁都可以使用,解密密钥(秘密密钥)只有解密人自己知道,非法使用者根据公开的加密密钥无法推算出解密密钥,顾其可称为公钥密码体制。

采用分组密码、序列密码等对称密码体制时,加解密双方所用的密钥都是秘密的,而且需要定期更换,新的密钥总是要通过某种秘密渠道分配给使用方,在传递的过程中,稍有不慎,就容易泄露。

公钥密码加密密钥通常是公开的,而解密密钥是秘密的,由用户自己保存,不需要往返交换和传递,大大减少了密钥泄露的危险性。同时,在网络通信中使用对称密码体制时,网络内任何两个用户都需要使用互不相同的密钥,只有这样,才能保证不被第三方窃听,因而N个用户就要使用N(N1)/2个密钥。对称密钥技术由于其自身的局限性,无法提供网络中的数字签名。这是因为数字签名是网络中表征人或机构的真实性的重要手段,数字签名的数据需要有惟一性、私有性,而对称密钥技术中的密钥至少需要在交互双方之间共享,因此,不满足惟一性、私有性,无法用做网络中的数字签名。相比之下,公钥密码技术由于存在一对公钥和私钥,私钥可以表征惟一性和私有性,而且经私钥加密的数据只能用与之对应的公钥来验证,其他人无法仿冒,所以,可以用做网络中的数字签名服务。

具体而言,一段消息以发送方的私钥加密之后,任何拥有与该私钥相对应的公钥的人均可将它解密。由于该私钥只有发送方拥有,且该私钥是密藏不公开的,所以,以该私钥加密的信息可看做发送方对该信息的签名,其作用和现实中的手工签名一样有效而且具有不可抵赖性。

一种具体的做法是:认证服务器和用户各持有自己的证书,用户端将一个随机数用自己的私钥签名后和证书一起用服务器的公钥加密后传输到服务器;使用服务器的公钥加密保证了只有认证服务器才能进行解密,使用用户的密钥签名保证了数据是由该用户发出;服务器收到用户端数据后,首先用自己的私钥解密,取出用户的证书后,使用用户的公钥进行解密,若成功,则到用户数据库中检索该用户及其权限信息,将认证成功的信息和用户端传来的随机数用服务器的私钥签名后,使用用户的公钥进行加密,然后,传回给用户端,用户端解密后即可得到认证成功的信息。

长期以来的日常生活中,对于重要的文件,为了防止对文件的否认、伪造、篡改等等的破坏,传统的方法是在文件上手写签名。但是在计算机系统中无法使用手写签名,而代之对应的数字签名机制。数字签名应该能实现手写签名的作用,其本质特征就是仅能利用签名者的私有信息产生签名。因此,当它被验证时,它也能被信任的第三方(如法官)在任一时刻证明只有私有信息的唯一掌握者才能产生此签名。

由于非对称密码体制的特点,对于数字签名的实现比在对称密码体制下要有效和简单的多。

现实生活中很多都有应用,举个例子:我们用银行卡在ATM机上取款,首先,我们要有一张银行卡(硬件部分),其次我们要有密码(软件部分)。ATM机上的操作就是一个应用系统,如果缺一部分就无法取到钱,这就是双因子认证的事例。因为系统要求两部分(软的、硬的)同时正确的时候才能得到授权进入系统,而这两部分因为一软一硬,他人即使得到密码,因没有硬件不能使用;或者得到硬件,因为没有密码还是无法使用硬件。这样弥补了“密码+用户名”认证中,都是纯软的,容易扩散,容易被得到的缺点。

密码理论与技术主要包括两部分,即基于数学的密码理论与技术(包括公钥密码、分组密码、序列密码、认证码、数字签名、Hash函数、身份识别、密钥管理、PKI技术等)和非数学的密码理论与技术(包括信息隐形,量子密码,基于生物特征的识别理论与技术)。

公钥密码主要用于数字签名和密钥分配。当然,数字签名和密钥分配都有自己的研究体系,形成了各自的理论框架。目前数字签名的研究内容非常丰富,包括普通签名和特殊签名。特殊签名有盲签名、签名、群签名、不可否认签名、公平盲签名、门限签名、具有消息恢复功能的签名等,它与具体应用环境密切相关。显然,数字签名的应用涉及到法律问题,美国联邦政府基于有限域上的离散对数问题制定了自己的数字签名标准(DSS),部分州已制定了数字签名法。密钥管理中还有一种很重要的技术就是秘密共享技术,它是一种分割秘密的技术,目的是阻止秘密过于集中,自从1979年Shamir提出这种思想以来,秘密共享理论和技术达到了空前的发展和应用,特别是其应用至今人们仍十分关注。我国学者在这些方面也做了一些跟踪研究,发表了很多论文,按照X.509标准实现了一些CA。但没有听说过哪个部门有制定数字签名法的意向。目前人们关注的是数字签名和密钥分配的具体应用

以及潜信道的深入研究。

参考文献:

[1]冯登国.密码分析学[M].北京:清华大学出版社,2000.

[2]卢开澄.计算机密码学:计算机网络中的数据保密与安全(第2版)[M].北京:清华大学出版社,1998.

数码技术论文篇6

关键词:技术代码;技术批判理论;技术理性

“代码”(code)在本义上“是把一种信息形式转换为另一种信息形式的技术和方法,其实质是为了使信息便于传递和处理而进行的不同形式的信息之间的转换。代码方法是一种普遍的认识方法和研究方法,是人类认识活动和文化活动的内在机制。”芬伯格把“代码”这个术语运用到他的技术批判理论中,提出了“技术代码”(Technical Code)这一概念,并用以指称技术设计过程中的形成标准,说明少数设计专家的价值可以通过“代码”沉淀在技术中。芬伯格的《技术批判理论》问世以来,“技术代码”理论就始终处于其技术批判理论的基础地位。他认为,现代技术不具有中立性,而是体现着一种特定的工业文明价值观,特别是那些靠掌握技术而获得权势的精英们的价值观,并借助“技术代码”的概念来说明精英们的技术价值观如何体现出来。

一、技术代码理论渊源

技术代码理论是芬伯格在分析马尔库塞的社会批判理论和福柯的权力系谱学过程中提出的。马尔库塞认为,技术理性已经变成政治理性,技术统治和政治统治是晚期资本主义极权的两个方面,社会的统治固化在技术之中,单向度的社会是一个压迫性的社会。福柯在论述知识和权力的相互关系中也表达了类似的看法,即“知识的产生并非是中立的,总与一定权力的实施相联系,在规划和设计房屋、医院、监狱、学校、城市时,都体现了一定的统治需要,现代社会是一个大监狱。”福柯虽号召人们起来反抗,但他描述了一个人们失去了反抗能力的社会,他的理论使人很难相信这种反抗会成功。芬伯格认为克服这种困境的办法是引入技术代码概念。

在上述认识基础上,芬伯格详细分析了技术代码的形成基础――“参与者的利益”,用此来分析在技术形成过程中的不同集团的利益。他认为参与者的利益不是来自个人的选择,而是来自特定的社会背景。芬伯格认为以往的技术设计多数是单向的、片面的。例如在医学实验中存在一些只关注操作者即医疗人员的利益,较少考虑作为操作对象的患者的利益,但目前由于参与者的努力,这种状况正发生改变。

芬伯格利用法国“微电信”(Minitel)的例子说明技术代码是可以改变的。在20世纪80年代初法国政府为了方便人们获取信息,分派了数百万免费终端给电话用户,形成了一个作为信息工具的微电信系统。在1982年有大批黑客利用Minitel做为通讯的工具。随后有大批的法国公民也应用他们的终端来进行社会交往从而使这个微电信系统被使用者所改变。这说明使用者能够重新设计技术。电话的发展也是如此,电话开始只是用于商务或传教之类的活动,后来使用者逐渐把电话变成了通话工具。这种技术代码就像一种潜在的规则,暗含在人们的行为和态度中,使得占主导的霸权根据自己的利益来设计和实施技术,从而既维护了自己对技术的操纵,同时也压制了技术的各种潜能。同样,技术代码一旦形成,就又反映了特定的利益并影响到人们的生活。

二、技术代码理论的内涵及特征

芬伯格在《技术批判理论》中认为代码至少具有两种不同的含义(1)分清允许的或禁止的活动;(2)将这些活动与用来解释第一点的一定的意义或目的联系起来。芬伯格把这个术语运用到他的理论中,提出技术代码这一范畴,用以指称技术设计过程中的形成标准。技术代码不是独立于背景的,而是通过社会影响和冲突建立起来的技术设计标准,是用来描述反映了盛行于设计过程中占统治地位的价值和信仰的那些技术的特征。技术代码体现了技术和社会的两种要求,包含了一定时期的社会因素和技术本身的因素,因此技术是一个因变量,受到社会道德和政治因素的限制。概括起来,技术代码通常有以下三层涵义:

(1)技术代码是用以解释技术的通用规则。

芬伯格明确指出:“技术代码结合了工具理性和价值理性两种类型的因素。它最本质上是规则。”比如交通代码通过将安全和不安全的行为区分开来,定义了被允许的驾车行为,技术手册中也充满了相似的代码,这些代码确定了一些规则。

(2)技术代码是效率和众多利益相协调的标准,体现着技术主体中占主导地位的霸权的技术价值观。

在芬伯格看来,社会是一个具有多样稳定态的系统,技术是一个双面的现象:一方面有操作者,另一面又有操作对象。在实质上,技术代码是以一种与技术相关联的方法解决具有普遍类型问题的方式。对于一个问题可能存在众多不同的解决方法,至于哪种方法能够作为整个技术行为领域中的范式来使用,则是不确定的,需要从中做出最高等级的选择。在技术决定论者和技术工具论者看来,效率是进行选择的唯一尺度。但当代的技术研究大多不赞同这样的观点,认为在技术设计选择中,除了效率之外,还有其他众多因素在起作用。因此,技术批判论者大多认同技术代码是效率和众多利益相协调的标准。另外技术代码还体现了少数精英们的价值观,反应了盛行于设计过程中占统治地位的价值和信仰的那些技术的特征,它体现着技术主体中占主导的霸权的技术价值观。

(3)技术代码在日常生活情境下具有普遍的文化意义。

技术不仅是设计的规则,还是一定的组织身份和生存的原则。芬伯格认为“技术代码是技术理性的统治形式,具有日常生活中普遍的、文化上的意义。这种统治形式既非一种意识形态,也非一种由技术的‘本性’决定的中性需要。相反,它介于意识形态和技术的界面,在这个层次上,这二者结合起来去控制人和资源。这些代码无声无息地在规则和程序、装置和人工物中沉淀了价值和利益,这些价值和利益使人们通过一种占主导地位的霸权使对权力和利益的追逐规范化。”例如电话、汽车、冰箱和许多日常用品在主流文化中有着清晰的、明确的定义,我们也轻而易举地知道它们是什么,有什么作用,因为我们是我们的社会的文化适应者。

从上面对技术代码内涵的分析可以看出,技术代码具有如下几个特征:

(1)先验性。技术代码是在技术设计过程中形成的,是技术因素与特定时期的社会因素相结合的产物,但人们却通常看不见它,它似乎是不证自明的。因为一旦技术代码被确定下来,并被人们所普遍接受,那么人们就不会去追问技术之内还有什么。芬伯格举例来说明这个现象:工具和工作场通常按成年人的手和身高来设计。这并不因为工人一定是成年人,而是因为我们的社会在历史的某一特定时期把儿童排除在工作过程之外,但人们却把现有的设计结果认为是应该的。

(2)稳定性。当技术还处于变动状态时,人们对设计标准往往存有争议。但是一旦争议解决,技术代码就处于相对稳定的状态,随即被认为是理应如此的状态和标准体现在代码中。例如从自行车的发展来看,初期的自行车前轮过大,安全性不高,不方便人人使用,后来随着“安全”代码的渗入,自行车的前轮越来越小,安全性能不断提高,直到19世纪的两个车轮一样大,在西方成了普遍的交通工具。现在的自行车也延续这种安全的性能理念,基本没有变化。

(3)变动性。技术代码属于意识形态的范筹,技术代码一旦形成就不容易改变,具有相对的稳定性。但是,技术是个因变量,技术代码会随着社会文化视域的变化而发生变化,从而出现代码的冲突、混乱以及整合现象。现在看似稳定的技术代码往往在明天就有新的改变。

三、技术代码理论提出的意义

技术代码理论的提出使技术民主变革成为可能。芬伯格认为,理性系统具有明显的社会特征,技术在形成与发展过程中受人类价值观的影响,那么,技术代码就不仅在形式上,而且也在实质上,使技术的民主化成为可能。技术需要公众的参与,一个民主的社会,往往将技术的设计过程向所有社会成员开放,而不是仅仅将其交由少数有特权的人操控,应当鼓励大众参与到技术的设计和再设计中去。在设计技术时,要考虑到“参与者的利益”。这种技术代码就像一种潜在的规则,暗含在人们的行为和态度中,使得占主导的霸权根据自己的利益来设计和实施技术。

技术代码理论克服了传统批判理论中把“技术理性”等同于对“效率”的追求。技术代码理论认为,技术的生成要受到社会价值观的影响。这一认识使技术中技术的和社会的因素相互交织,形成一个不可分割的整体。

数码技术论文篇7

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。

数码技术论文篇8

1. 引言

语言是人类表达思想和进行交流的基本手段。人们在讲话、写文章或者通信时通常总希望能把自己的意思表达得清清楚楚,使得任何听到讲话或看到文章或信件的人都能正确地领会自己的意思而不致产生误解。但在有些情况下,人们只希望某些特定的对象能理解自己的语言而不希望局外人从语言中获得任何信息。随着计算机和电子通讯技术,包括因特网的迅猛发展,金融电子化的步伐大大加快,现代密码学的应用范围已经远远超过了军事与外交领域,它也从狭义的通信保密理论发展为包含了诸如防篡改技术、防假冒技术、安全协议的制订、身份验证、电子商业、电子银行和电子签名、电子货币的研究、实施等多方面内容的枝繁叶茂的学科,因而也在金融、财贸和商业等领域有重要的应用。现代密码学当然是与计算机科学紧密联系的,而它所使用的数学工具已涉及数论、布尔函数、Walsh函数、群论、有限域理论、逻辑学乃至代数几何学中的椭圆曲线理论。如果不考虑技术实现方面的问题,就密码学现已达到的发展水平来说,应把它看成应用数学的一个分支。不过它使用最多的还是数论。

2. 密码学简述

密码学,也称密码术,是由保密通讯的需要而发展起来的一门学科。也就是一门研究信息的加密与解密技术,以及密码破译技术的学问。密码学有两个显著特点:一是历史悠久,二是数学性强。

在保密通讯中,信息从发送到接收要经过如下过程:发送者先将要发出的原始信息――称为明文,进行某种方式的变化或变换―称为加密,将加密后的信息―称为密文,发送出去;接收者收到密文后,将密文还原为明文―称为脱密,脱密后得到明文,即原始信息。密文在传输过程中可能被窃取者截取,窃取者无法从截取的密文中直接读出原始信息,他在不知道加密算法的前提下,想方设法从密文中恢复出明文来―称为破译或解密。

密码学是属于比较专业化和数学化的领域,它可分为:第一类是提供通讯的保密方法,即研究如何将发送的原始信息加密,才能使窃取者不易破密,也即密码技术;第二类是对窃取的别人的密文信息进行破译,以得到有用的原始信息,即密码分析。第一个方面称为密码编码学,或简称为编码学;第二个方面称为密码分析学或密码破译。这两个方面合起来构成密码学。编码学和密码分析学有时称为孪生科学,或称为互逆科学。在功能上,两者相互反映,第一类的目的是为了发展密码技术来提高加密的安全性,第二类是为了破密,两者既是一对矛盾,又相辅相成共同发展。

一个密码体制是指加密算法和实现其算法的一套设备。从密码发展的历史来看,主要有五种典型的密码体制:

2.1 文学替换密码体制 这是直到文艺复兴时期还使用的一种密码体制。它的加密法则是使用图形、符号或数字代替文字,通过手工操作进行加密。

2.2 机械密码体制 直到第二次世界大战时期还使用的一种密码体制,它的加密法则基本上是一种复杂的多表代替,通过机械操作进行加密。

2.3 序列密码体制 这是上世纪五十年代后发展起来的,至今仍在使用的一种密码体制。信息传输方式通常采用二元序列的形式。加密的实现是通过电子设备。

2.4 分组密码体制 一种私钥密码体制,将明文消息分组,逐组地进行加密。

2.5 公开密钥密码体制 也称公开密钥密码系统,它是七十年代中期出现的一种新的密码体制,具有部分密钥可以公开的特点,也是现代密码学的最重要的发明和进展。公开密钥体制是一种很有发展前途的密码体制,它在数据加密、用户和信息确证、密钥管理以及数字签名等方面有十分显著的特色。

3. 密码学算法

在传统密码系统中,使用的是对称密钥密码体制,也称传统密码体制,加密运算与解密运算使用相同的密钥。通常使用的加密算法比较简便高效,密钥简短,破译极其困难。但是,在公开的计算机网络上安全地传送和保管密钥是一个严峻的问题。1976年美国斯坦福大学教授赫尔曼和他的研究助理迪菲(简称为D-H)为解决密钥管理问题,在他们的奠基性的工作“密码学的新方向”一文中,提出一种密钥交换协议,允许在不安全的媒体上通讯双方交换信息,安全地达成一致的密钥。在此新思想的基础上,很快出现了“不对称密钥密码体制”,即“公开密钥密码体制”,其中加密密钥不同于解密密钥,加密密钥公之于众,解密密钥只有解密人自己知道,分别称为“公开密钥”和“秘密密钥”,公开密钥是一对整数(N,P),秘密密钥也是一对整数(N,S),整数S是保密的,而整数N和P则是公开的。S可以看成是秘密密钥,P是公开密钥,而N是用户地址。并且具有从P难于推出S的性质。公钥密码学的提出使得密码学发生了一场变革。因此,公钥密码学也称现代密码学。

加密技术有两种完全不同的方法:机密密钥方法和公开密钥方法。

3.1 机密密钥算法―DES加密算法

DES是美国NBS于1977年批准通过作为全国数据加密标准,也是国际商业与银行业务中通用的数据加密标准。DES是一种分组密码,它是分组加密方法中的两种基本类型换位和置换结合起来应用时构成的乘积密码。DES加密算法是一种复杂的非线性运算,是IBM公司在Lucifer密码设计的基础上研制成功的分组乘积密码系统,它集中了传统密码学中最主要的成果。因DES算法太过复杂,这里就不再介绍,但它最终已被攻破。

3.2 公钥密钥算法―RSA算法

RSA算法是1977年,由美国麻省理工学院的Rivest、Shamir和Adleman提出的第一个比较完善的公钥密码算法。RSA既可用于加密也可用于数字签名。在已有的公钥密码系统中,RSA算法是最容易理解和实现的。同时,它也是使用最广泛的。在Hellman和Diffie提出公钥密码学的概念时,指出设计一个使拥有解密密钥的人可以容易地解密消息,而破译者需要解此NP-完全问题。设计这样的密码,一个陷门函数是需要的,即公钥密码系统应基于陷门单向函数,从而,RSA公开密钥算法就是基于上述原理,它的理论基础是数论的Euler定理,它的安全性依赖于大整数因子分解的困难性。其公开密钥和秘密密钥是一对大素数(100到200位十进制整数)的函数。

由此,我们可以看出数论在密码学上有着至关重要的应用。

4. 在密码学上的应用

设发送者A想要传送一讯息p,但发送者将p伪装,使得即使被截取也无法解读此讯息,也就是经过编码器,传送出密码c,接收者B收到密码c后,再设法转换为原来的讯息p。事先A与B要约定好,如何编码。由于窃取者可能知道编码的方式,A与B就须约定好一只秘密的钥匙。这只秘密的钥匙就是用来防止窃取者即使截取到密码c,也无法直接读出p。因此A就象有一袋子的函数,依据他与B约好的钥匙 ,A选一函数。若以 表此函数,,则c 。由于B知道 ,因此B知道A采用的函数是 ,故经由 之反函数,便可由c得到p。下举一个简单的例子。

例5.1 首先分别以数字0至25代表英文字母A至Z。编码的方式是加一整数 后以26为模,钥匙 即为加数,因此1至25的整数皆可以当作钥匙( 为o表没有达到伪装的目的)。例如,若 ,而讯息为CAT,则密码为JHA。收到JHA后,将每个字母减7,便得到讯息CAT。

一旦知道编码的函数,只要决定其反函数便可解码。任何密码几乎没有破不了的,因它们就是一定的编码方式。但如果能发展出一套编码法,使得破解要花很长的时间,且此时间远超过要保密的讯息之有效期限,则便可充分达到保密的效果了。

5. 结束语

数论是数学中最古老、最纯粹的一个重要数学分支。素有“数学王子”之称的19世纪德国数学大师高斯曾说过,数学是科学的皇后,而数论是数学的皇冠。数论的一个主要任务,就是研究整数的性质,由于整数的性质复杂深刻,难以琢磨,因此数论长期以来一直被认为是一门优美漂亮、纯之又纯的数学学科。事实上,在计算机科学与电子技术深入发展的今天,数论已经不仅仅是一门纯数学学科,同时也是一门应用性极强的数学学科,比如,数论已经在诸如物理、化学、声学、电子、通讯、尤其如前所述的在密码学中有着广泛而深入的应用。但是由于本人知识水平有限,密码学中很多问题,特别是密码编码学中的一些问题,最后可归结为十分纯粹的数学问题,比如,关于有限域上的指数方程求解问题,另有数论中的高斯和的应用等理解掌握不深,还有关于某些公钥密码体制在数字签名、数字指纹的应用,及背包原理和中国剩余定理,也即孙子定理,在秘密分享方案中的应用和复合加密的公开钥密码系统没有做深入的学习、研究,以致本文就只是简单的介绍了数论中最基础的知识、方法在密码学中的应用。事实上,密码学与数论的关系,并不仅是前者依靠后者。密码学本身的发展,反过来又向数论提出许多有重要价值的课题,促进数论的发展。

参考文献

[1] 柯召,孙琦,数论讲义[M],北京:高等教育出版社,2003:27-175.

[2] 黄文璋. 数学欣赏[M].北京:中国统计出版社, 2001:22-33.

[3] Rosen K.H. Elementary Number Theory and Its Applications[M]. 北京:机械工业出版社(影印版),2005:11-27.

数码技术论文篇9

壹、前言

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,一种为内插。

(五)ArithmeticCoder(数学公式):这是建立在AlistairMoffat''''slineartimecodinghistogram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。“有”版权所

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。

数码技术论文篇10

【关键字】网络编码;无线多媒体;发展;应用

1 引言

虽然我国的通信网络基础设施得到了很大程度的发展,但是,随着经济的快速增长和人民生活水平的提高,人们对无线数据的传输速率和质量提出了更高的要求。同时,随着多媒体技术的迅速发展,流媒体传输业务在人们的日常生活中扮演着越来越重要的角色,因此,高数据量、高速率和高质量的传输要求对无线通信网络技术提出了挑战。目前,通信网络的不可靠传输、信号易衰落和扰等特点使其无法满足未来无线数据传输业务的要求。因此,设计一套鲁棒性较高的多媒体传输和差错控制技术是当前多媒体技术发展的关键问题。由于理论上网络编码技术能够使数据速率达到信道容量的最高值,因此网络编码技术成为解决多媒体传输关键问题的必要手段。这里,我们基于网络编码技术对无线多媒体技术的发展和应用进行了简单的探讨。

2 网络编码技术简介

网络编码融合了编码与路由信息交换等多种技术,以传统的存储转发技术为基础,通过对接收的数据包重新进行编码融合,能够增加单次的信息传输量,显著提高网络传输的整体性能?

在新的结构体系下,通过网络编码能够达到理论上的数量传输最大量,随着我国无线传输速率和质量要求的提高,人们对无线网络编码的研究也越来越重视。网络编码虽然是一种新的技术,但是不会对现有的网络软硬件设备及相应协议产生较大修改。同时还能够显著改善无线传输的能量利用效率和吞吐量,使得传输的安全性和可靠性都得到了保证。

但是,将网络编码应用于多媒体技术中并不简单,需要对无线网络的特点和多媒体传输的要求和特性进行综合分析,例如数据传输的端到端延迟、带宽容量、视频比特率和信道误码率等。因此,根据实际要求设计合理的网络编码方案十分重要。在具体实施过程中,要对采用网络编码技术后的多媒体传输延迟、复杂度和鲁棒性等多个因素进行综合权衡。

3 网络编码技术在无线多媒体技术发展中的应用

网络编码能够提高无线传输系统的性能,在网络吞吐量的提高?节点能耗的降低和网络鲁棒性的增强等多个方面效果明显,是多媒体传输技术的有力支持?下面我们简单介绍网络编码技术在无线多媒体技术发展中的应用现状?

3.1 多媒体组播

多媒体组播技术能够充分利用无线网络的带宽资源,使得流媒体业务的速率和质量得到了很大的提高。同时,网络编码又能够提高组播网络吞吐量和传输的可靠性,因此人们对流媒体组播中网络编码的应用机制进行了广泛的研究?目前,基于流媒体在Ad-hoc网络组播中的低带宽率和高误码率特点,已经提出一种基于网络编码技术的组播优化模型,该技术能够使得无线多媒体传播得到最大的组播速率和有效的差错控制?另外,学者们还同时对基于优先级的网络编码视频组播技术进行了研究,应用多入度、多层的组播树模型,保证了无线视频组播系统中优先级网络编码的有效性?在此基础上,学者又通过对无线码率的分配和路由进行优化,实现了网络视频组播技术的分布式优化,保证了接收节点可用带宽的最大化,从而能够获得最佳的视频传输效果?

3.2 多媒体广播

多媒体广播是一种特殊的组播形式,由于无线网络在物理层上本身具有广播特性,因此对流媒体广播传输的实现非常便捷。利用网络编码技术对无线流媒体的广播服务进行优化,已经成为目前无线多媒体技术的研究热点。对于单跳网络中的实时广播,一种合理的方案是在得知哪些数据包丢失以后,不对丢失的数据包本身进行简单的重传,而是对数据包的一个线性编码组合进行重传?这样就可以同时恢复多个数据包,从而能够充分利用网络的带宽资源传输数据?而对于multi-homed移动终端多媒体业务,可以应用协作对等修复NC-CPR技术来提高MBMS的业务服务质量?这种技术使用了结构化的网络编码方案,通过强制编码的系数矩阵结构化,使网络终端在接收不到满秩的无关数据包时,还能够获取部分解码,这中编码方案能够显著提高多媒体传播的鲁棒性,对优化视频或游戏的传输质量具有重要的意义?

3.3 多媒体单播

通过网络编码技术还能够显著提高无线流媒体单播服务的效率和质量?例如,针对多路单播数据流,可以采用基于机会主义的网络编码数据转发技术,这样对提高网络的吞吐量具有重要意义?在上述转发技术中,基于无线网络的特点,网络中的每个节点都对通信范围内的数据进行侦听,并定期向邻居广播以通知其缓存的数据内容。这样,通过每个节点的网络编码,就可以使更多节点利用该编码数据包,从而有效提高信息传输的质量和效率。而针对overlay网络,则可以基于网络编码进行多源视频的协作传输,该技术主要是通过一种非系统网络编码技术来提高无线多媒体传输数据的分集性能?这对具有源分集与路径分集特征的分布式网络信息传输具有显著的提升效果。同时,我们还可以将无线网中通过中间节点进行信息交换的两个节点看作两个方向相对的单播会话,这样,基于无线网物理层的广播特征,就可以应用网络编码技术实现无线节点的信息交换,从而有效提高无线网络中的多媒体信息传播速率,这对优化流媒体的传输质量具有重要作用?

3.4 视频会议

基于网络编码技术能够实现高效?稳定的多方无线视频会议?具体实施过程中,通过将各节点的视频数据与邻居节点侦听到的数据结合起来进行网络编码,然后将生成的数据包发送到基站。如果某节点无法直接从侦听到的数据中提取源数据,则可以请求基站发送更多数据以协助解码。而基站在接到请求后,计算所有请求节点的最大值,并应用广播的方式传输数据。这种方式能够有效保证多方无线视频会议数据信息传输过程中的质量和速率,保证了信息传播的有效性,能够满足视频会议的基本要求。

4 结论

随着经济的发展和人民生活水平的提高,人们对无线数据的传输速率和质量提出了更高的要求,而流媒体传输业务在人们的日常生活中也越来越重要。尽管现在网络编码技术在无线多媒体的传输应用研究中已经取得了非常发的进展,但是,到目前为止,大部门的研究还只是停留在理论层面上,而从理论到实践才是事物发展的必然方向。因此,在今后的研究过程当中,要以理论研究为基础,以工程应用为目标来发展网络编码技术,尤其在无线多媒体技术的发展应用方面,要逐步将理论研究应用于实践,这样才能促进网络编码技术的快速发展。

参考文献:

[1]李小平,刘玉树等.多媒体通信技术[M].北京航空航天大学出版社,2004.

[2]肖嵩.无线信道中的联合信源信道编码研究[D].博士学位论文,西安电子科技大学,2004.

[3]石迎波.无线信道中的视频编码与传输技术研究[D].博士学位论文,西安电子科技大学,2007.

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