有问题就有答案
Q1:关于网络通信原理的困惑,求网络达人赐教,万分感谢!!!
首先,OSI七层模型是一种思路和思路,是所有厂商在开发软件时遵循的通用标准。它解释了数据通信的过程。这是一个抽象的概念。回答1:既不是操作系统的TCP/IP协议,也不是网络设备。因为这两个只完成了第7层的某个功能。Tcp(计算机a和b的虚拟信道建立)工作在传输层,而ip(路由和转发)工作在网络层。和网络设备。例如,路由器(第3层交换机也有这个功能,但重点不同于路由器)只将数据解析到第3层,封装在第3层的数据称为数据包。但是,第2层交换机只将数据解析到第2层,封装在第2层的数据包称为帧。回答2:物理层是第一层,处理的数据是比特流。而“本地连接”工作在应用层,也就是第7层。以太网卡包括两层开放系统互连模型。和数据链路层。物理层定义了数据传输和接收所需的电和光信号、线路状态、时钟参考、数据编码和电路,并为数据链路层设备提供标准接口。数据链路层提供寻址机制、数据帧构建、数据错误检查、传输控制、向网络层提供标准数据接口等功能。答:实际上,数据链路层是把报头和尾部加到网络层的数据上,形成一个帧,然后传递到物理层。这是包裹。添加头和尾的原因是物理层只关心电信号,必须提供一个特殊的电信号告诉物理层这是一帧的开始和结束。一般来说,头部和尾部的电信号是连续的10101010。当物理层接收到信号时,它知道这是一个帧,经过模数转换后,它被传送到数据链路层。数据链路层剥离头和尾,将数据传送到上层网络层,这是解封装的过程。实际上,网络的七层结构基本上就是一个封装和解封装的过程。当上层数据下来的时候,会给他一个特定的头,相当于在上面放了一个信封,所以是一层一层打包的。下层的数据被发送到上层的剥离头(信封),直到没有信封最终得到最终的数据。数据封装原理:数据封装是指将协议数据单元(PDU)封装在一组协议头和尾中的过程。在OSI7层参考模型中,每一层主要负责与其他机器上的对等层进行通信。这个过程在协议数据单元(PDU)中实现,其中每一层的PDU一般由该层的协议头、协议尾和数据封装组成。每一层都可以向其对应的分组数据单元添加协议头和尾。协议报头包括层间通信相关信息。协议头、协议尾和数据是三个相对的概念,主要依赖于每一层的信息单元分析。例如,传输头(TH)包含只有传输层才能看到的信息,而传输层以下的所有其他层都将传输头作为每层的数据部分进行传输。在网络层,信息单元由第3层协议报头(NH)和数据组成;在数据链路层,网络层传输的所有信息(第3层协议头和数据)都被视为数据。换句话说,特定现场视察层中信息单元的数据部分可能包含协议头、协议尾和从上层传输的数据。例如,如果计算机A想将应用程序中的一些数据发送到计算机B的应用层,计算机A的应用层通过预先给数据添加协议头来联系计算机B的应用层的任何必要的控制信息。将包含协议头、数据和可能的协议尾的结果单元发送到表示层,并且将表示层添加为计算机B的表示层所理解的控制信息的协议头.信息单元的大小随着每层协议头和协议尾的增加而增加,协议头和协议尾包含了计算机b对应层要使用的控制信息,在物理层,整个信息单元通过网络介质传输。
计算机B中的物理层接收信息单元并将其传输到数据链路层。然后B中的数据链路层读取包含在计算机A的数据链路层中并预先添加在协议头中的控制信息;其次,去掉协议头和协议尾,剩下的传输到网络层。每一层都执行相同的操作:从相应的层读取协议头和协议尾并删除它们,然后将剩余的信息发送到更高层。应用层执行后,数据传输到计算机B中应用程序的接收端,最终接收到计算机A的应用程序发送的数据。网络分层和数据封装的过程看似复杂,但也是非常重要的架构,使得网络通信模块化,易于管理。解包只是封装的反向操作,将封装的数据包还原为数据。希望对你有帮助。如果你还不明白,建议你看看网络工程师教程。
Q2:BPSK和QPSK调制解调原理及MATLAB程序
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2.1 PSK调制法PSK原理介绍(以2-PSK为例)相移键控(PSK)也叫数字相位调制,二进制相移键控叫2PSK。绝对相移是利用载波的相位(初始相位)直接表示数字信号的相移方法。在二进制相移键控中,相位0和通常分别用来表示“0”或“1”。2PSK调制信号的时域表达式为s2PSK (t)=s(t) cos CT。2psk相移键控中的基带信号不同于频移键控和幅度键控。频移键控和幅度键控是单极不归零矩形脉冲序列,而相移键控是双极数字基带信号。就模拟调制而言,与产生2ASK信号的方法相比,它只对s (t)有不同的要求,因此2psk信号可以视为。在二进制数字调制中,当正弦载波的相位随二进制数字基带信号离散变化时,产生二进制相移键控(2PSK)信号。通常,调制信号载波的0和180分别用于表示二进制数字基带信号的1和0。二进制相移键控信号的时域表达式为e2PSK(t)=[g(t-nTs)]coswct,其中an不同于2ASK和2FSK。在2PSK调制中,an应选择双极性。1、传输概率Pan=-1,传输概率1-P如果g(t)是一个脉冲宽度为Ts、高度为1的矩形脉冲,则有cosct,传输概率pe2psk (t)=-cos CT,传输概率1-P从上面的公式(6.2-28)可以看出,当传输二进制符号1时,If %Fs=400用n表示;%I_demo=QPSK_rc。* cos(2 * pi * f1 * t1);
Q3:什么是信号主瓣带宽
信号带宽是信号频谱的宽度,也就是信号的最高频率分量与最低频率分量之差,譬如,一个由数个正弦波叠加成的方波信号,其最低频率分量是其基频,假定为f =2kHz,其最高频率分量是其7次谐波频率,即7f =7×2=14kHz,因此该信号带宽为7f - f =14-2=12kHz。 信道带宽则限定了允许通过该信道的信号下限频率和上限频率,也就是限定了一个频率通带。比如一个信道允许的通带为1.5kHz至15kHz,其带宽为13.5kHz,上面这个方波信号的所有频率成分当然能从该信道通过,如果不考虑衰减、时延以及噪声等因素,通过此信道的该信号会毫不失真。然而,如果一个基频为1kHz的方波,通过该信道肯定失真会很严重;方波信号若基频为2kHz,但最高谐波频率为18kHz,带宽超出了信道带宽,其高次谐波会被信道滤除,通过该信道接收到的方波没有发送的质量好;那么,如果方波信号基频为500Hz,最高频率分量是11次谐波的频率为5.5kHz,其带宽只需要5kHz,远小于信道带宽,是否就能很好地通过该信道呢?其实,该信号在信道上传输时,基频被滤掉了,仅各次谐波能够通过,信号波形一定是不堪入目的。 通过上面的分析并进一步推论,可以得到这样一些结果:(1)如果信号与信道带宽相同且频率范围一致,信号能不损失频率成分地通过信道;(2)如果带宽相同但频率范围不一致时,该信号的频率分量肯定不能完全通过该信道(可以考虑通过频谱搬移也就是调制来实现);(3)如果带宽不同而且是信号带宽小于信道带宽,但信号的所有频率分量包含在信道的通带范围内,信号能不损失频率成分地通过;(4)如果带宽不同而且是信号带宽大于信道带宽,但包含信号大部分能量的主要频率分量包含在信道的通带范围内,通过信道的信号会损失部分频率成分,但仍可能被识别,正如数字信号的基带传输和语音信号在电话信道传输那样;(5)如果带宽不同而且是信号带宽大于信道带宽,且包含信号相当多能量的频率分量不在信道的通带范围内,这些信号频率成分将被滤除,信号失真甚至严重畸变;(6)不管带宽是否相同,如果信号的所有频率分量都不在信道的通带范围内,信号无法通过;(7)不管带宽是否相同,如果信号频谱与信道通带交错,且只有部分频率分量通过,信号失真。 另外,我们在分析在信道上传输的信号时,不能总是认为其带宽一定占满整个信道,比如频带传输;即使信号占据整个信道,也不一定总是把它想像成一个方波,它也可能是其它的波形,比如在一个单频的正弦波上寄载其它模拟信号或数字信号而形成的复合波形。我们再举一些实例,进一步明晰信号与信道的带宽问题。 第一个例子仍是数字方波信号的基带传输(信号可能从零频率,也可能不是从零开始,直至某个较高的频率分量占满整个信道带宽,该较高频率分量通常由信道上限频率决定),我们知道,数字方波信号带宽可以无限,但信道带宽总是有限的,因此信道带宽限定了通过信道的信号带宽。如果信号基频和部分谐波能通过该信道,一般说来,接收到信号是可以被识别出的;如果信道的下限频率高于信号的基频,则基频甚至部分谐波被滤除,由于基频包含了信号的大部分能量(在时域图上反映出是所有叠加的信号波形中振幅最大的波形),因此接收到的信号难以识别。所以传输方波的信道要求其下限频率要低于信号的基频。 第二个例子是电话信道,假定其频率范围从300~3300Hz,带宽为3kHz,而语音信号频谱则一般为100Hz~7kHz的范围。电话信道将语音信号频谱掐头去尾,因为语音信号的主要能量集中在中心的一些频率分量附近,所以通过电话信道传输的语音信号,虽有失真,但仍能分辨。 第三个例子是电话线数字载波,即把数字信号调制到音频载波信号上,该载波是正弦波。电话线数据传输并不占满整个带宽,而是取中间部分频带,即600~3000Hz,带宽2400Hz。假定采用幅度调制(最简单的做法是通过在每个信号单元保留载波或除去载波来表示二进制的两种取值),如果采用全双工通信方式,则需将电话线数据信道一分为二,每个子信道各占1200Hz带宽,一个600~1800Hz,另一个1800~3000Hz;两个子信道的载波频率是各子信道中的中心频率,即分别为1200Hz和2400Hz,换句话说,每个中心频率两边各有一个600Hz的边带。 数字调频术和调相技术更复杂些,在时域上看,它们的每个信号单元周期时间可以与调幅相同;但从频域上看,每个周期内使载波频率和相位随着所表示的数值变化而发生改变,信号相位的变化实际上在幅-频频域图上也表现为频率的变化。尤其是当每个信号单元包含多个比特的情况,会产生多个频率分量。对于每个信号单元包含1个比特的情况,数字调频的每个子信道需要两个不同的频率表示二进制数字,也就是说,在2400Hz带宽的数据信道上有四个中心频率以及它们的边带。也就是说,分为了四段频带,600~1200Hz、1200~1800Hz、1800~2400Hz、2400~3000Hz;中心频率分别为900Hz、1500Hz、2100Hz和2700Hz。 第四个例子是无线调幅广播的模拟载波,即把语音、音乐等音频数据生成的原始电信号调制到具有某个广播频率的载波上(实际是频谱搬移,将相对较低的20Hz~20kHz频谱搬迁到较高300kHz~3MHz的频谱上)。无线信道利用的是自由空间,带宽似乎可以达到整个频谱,但实际上并非如此,首先,不同波段的频率需要不同的传播方式(地表导波、对流层散射、电离层反射、视线定向、空间转发)才能发挥最佳效率,不可能只采用一种传播方式使用如此广阔的频带;其次,频带跨度太大,不同频率分量传播的时延相差较远,不利于信号的正确识别和还原,数据率也因高低难以兼顾而受限;再则,无线信道是一种共享的公用广播信道,为了避免不同信源的相互干扰,在全球或者局部范围,必须进行信道分割与分配,分割出的每个信道根据不同的用途,其带宽相距很大,但不管多宽,都是很有限的;无论何种信号(即使理论上带宽无限的信号)在实际的传输中也不必一定要非常宽,也是允许损失一定频率成分的。无线调幅广播以载波频率为中心频率,将原始信号作为两个相同带宽的边带(上下边带)寄载到该载波上,调制后的该调幅信号总带宽为原始信号的2倍四相相移键控信号简称“QPSK”。它分为绝对相移和相对相移两种。由于绝对移相方式存在相位模糊问题,所以在实际中主要采用相对移相方式QDPSK。它具有一系列独特的优点,目前已经广泛应用于无线通信中,成为现代通信中一种十分重要的调制解调方式。主板带宽都是几G/S的 QPSK是英文Quadrature Phase Shift Keying的缩略语简称,意为正交相移键控,是一种数字调制方式。 在数字信号的调制方式中QPSK四相移键控是目前最常用的一种卫星数字信号调制方式,它具有较高的频谱利用率、较强的抗干扰性、在电路上实现也较为简单。 相关:在HFC网络架构中,从用户线缆调制解调器发往上行通道的数据采用QPSK方式调制,并用TDMA方式复用到上行通道。 相关:在有线电视系统中,卫星(大锅)输出的就是QPSK信号。 QPSK是英文QuadraturePhaseShiftKeying的缩略语简称,意为正交相移键控,是一种数字调制方式。四相相移键控信号简称“QPSK”。它分为绝对相移和相对相移两种。2DPSK 二相差分相移键控_binany differential phase shift keying (2DPSK)利用前后码元的相对载波相位值表示数字信息的一种差分(相对)移相数字调制技术,设相对载波相位值用相位偏移_Φ表示,则二进制符号0对应的_Φ为 0,,符号1对应的_Φ为0,它在抗噪声性能及信道频带利用率等方面比FSK及00K优越,因而被广泛应用于数字传输中。
Q4:为什么LMD方法分解出的分量跟文献里比较总是少了很多,是程序的问题么?
JPEG2000图像压缩标准及其关键算法周魏普(中国交通大学人工智能与机器人研究所,710049):JPEG 2000图像压缩已经得到应用,以适应不断发展,一种新的静止图像压缩标准已经出现。在JPEG2000图像编码系统的实现过程中,描述了基本算法和关键技术,描述了新标准的特点和应用,并对其性能进行了分析。: JPEG2000图像压缩;离散小波变换;速率控制;区域兴趣Interests简介快速增长的多媒体应用领域不断发展,网络和传统的JPEG压缩技术已经不能满足人们对数字多媒体图像数据的要求。功能更强大、效率更显著的静止图像压缩标准中提到的发展议程是JPEG2000。JPEG(联合摄影专家组)标准ISO 10918-1(JPEG)静止图像压缩标准,是在ISO委员会领导下开发的第一套国际流行的静止图像压缩标准。由于其出色的质量,JPEG在短短几年内取得了巨大的成功。它广泛应用于互联网和数码相机领域,网站上80%的图像使用JPEG压缩标准。然而,目前的JPEG静止图像压缩标准具有良好的中端率失真性能和较高的比特率,但在低比特率范围内,会出现明显的阻塞效应,其质量已经达到不可接受的水平。JPEG无法在单个流中提供有损和无损压缩,图像压缩也无法支持64 64 K以上,同时目前的JPEG标准虽然规定了重启间隔,但在满足图像质量的情况下,如果遇到位错误,就会严重受损。为了解决的这些问题,从1997年3月开始,JPEG图像压缩标准委员会开始开发新一代的图像压缩标准来解决上述问题。在2000年3月的东京会议上,使用了新一代编码和压缩标准JPEG2000来确定静止图像的颜色。 JPEG2000系统分为以下七个部分:JPEG2000图像编码系统; 扩展(增加更多函数和复杂度的核心定义); ./运动JPEG2000的一致性;参考软件(目前包括Java和C); 复合图像文件格式(文档扫描和传真应用); 最低支持(技术报告)。在,ISO标准定义的核心压缩技术得到充分认可,文件格式最小,?定义的压缩文件格式的扩展。其中已经定稿,其余还在进行中?本文讨论了JPEG2000标准的第一部分。JPEG 2000系统的特点 JPEG2000有其独特的优势来弥补目前JPEG标准的不足。一种离散小波变换算法,可以将图像转换成一系列模块,从而可以更有效地存储像素的子带。因此,JPEG2000格式图像的压缩比可以提高10%到30%,基于JPEG压缩的图像显示更加细腻流畅。换句话说,在线观看JPEG2000压缩的图像,不仅下载速度加快了近30%,而且质量也比使用JPEG格式更好。对于当前的JPEG标准,不能在同一压缩流中同时提供有损和无损压缩。在JPEG2000系统中,通过选择参数,是一种可能的有损和无损压缩图像,能够满足高图像质量、医学图像处理和图像库的要求。JPEG图像下载网络上的“分块”传输只能是逐行显示,而JPEG2000图像格式支持逐行传输(progressive transmission),使得图像所需的分辨率重建或像素精度所需的图像传输控制成为可能,所需的图像分辨率质量需要停止解码,而不是接收整个图像的压缩码流。JPEG2000采用小波技术,利用其突出的局部特性,并且可以随机,从而在非解压、压缩图像数据传输、滤波等操作的情况下,获得图像的某个感兴趣区域(ROI)。 JPEG2000图像编解码系统本节介绍JPEG2000图像编解码系统。图1示出了编码器和解码器的框图。
早期在编码器预处理中,首先对源图像处理结果,进行离散小波变换,得到小波系数。然后,小波系数被量化和熵编码,并获得标准输出流(比特流)的最终组成。解码器是编码器的逆过程。对第一码流进行解压缩、熵解码、逆量化、离散小波逆变换、合成,得到重构图像数据。尽管JPEG2000编解码器与JPEG相似,但两种具体实现的每一步都有很大的不同。编码处理的一般步骤如下:(1)将多种颜色成分组成的图像分解为单一颜色成分?的形象。组件之间存在一定的相关性,可以减少数据冗余组件之间的转换和分解,提高压缩效率。矩形板(2)的组件的图像被分解成大小均匀的图像片。图像表是变换和编码的基本单位。(3)对每个图像切片进行小波变换。图像的多级系数。可以重建这些具有不同级数系数和不同分辨率的图像。由(4)的多级分解结果组成的多个子带的小波系数。他们说,图像局部区域的频率特征?在电影中(而不是整个形象);(5)子带中系数的量化,以及组成码块的矩形阵列; (6)中的系数的位平面在代码块中被熵编码(即,这些位的全部系数在代码块中具有相同的权重);(7)可以受益于比背景图像区域更高质量的编码区域;(8)增加位列掩码抗干扰;(9)在每个流的头结构之前,他介绍了这些属性的源图像,各种情况下的分解和编码风格。磁头结构可以用于定位、提取、解码和重建图像,并且获得的图像可以具有期望的分辨率、再现性精度、感兴趣区域或其他特征。编码过程分为以下几个过程:预处理、核心处理和比特流组织。预处理部分包括图像切片、直流电平移动(dc)和分量变换。核心处理部分由离散小波变换、量化和熵编码组成。机制代码块,包括分区、组织层和数据包的部分比特流。 3.1预处理(1)的图像切片切片是指与源图像的矩形块 - 图像切片,不相互重叠,每个图像被划分成作为一个独立的图像编码表。编码所有的操作都??进行了形象片。形象片的基本单位转换和编解码器。图象切片降低存储空间的要求,和他们的重建是独立进行的,所以可用于解码的特定区域?而不是整个图像的图像。当然,图象切片将影响图像质量。小块的图像失真大于大的图像切片。引起的图像失真的图像切片图像在低比特率将更加严重。 (2)DC电平转换 DC电平移位,应进行离散小波变换的图像的每个片。当解码时,它可以正确地恢复从符号值与?重建的无符号的样值。该DC电平移位是唯一的无符号的图像切片的像素组成。电平移位不影响图像质量。在解码器中,离散小波逆变换,扭转的重构图像的DC电平移位。 (3)成分变换和JPEG2000支持多分量图像。不同的组件并不需要有相同的位深度,也不需要是无符号数。可收回的系统(无损),唯一的要求是必须遵循由相应的输入分量图像一致的比特深度,每个输出分量图像的位深度。 3.2核心处理(1)小波变换不同于传统的离散余弦变换,小波变换具有多分辨率分析的特点,反映信号局部特征的信号。通过离散小波变换,小波系数的图像,和分解的一系列视情况可以是图像切片。小波系数的图像由几个子带系数图像。这些子带系数的图像切片的水平和垂直方向的空间频率特性的图像描述的。不同子频带的小波系数反映了不同的空间分辨率的图像片材的特性。通过多级小波分解,小波系数的两个高频信息的本地区域的??的图像的膜(如图像的边缘),所述的膜的低频信息的图像(如图像的背景)。因此,即使在低比特法的情况下,我们可以保持的更详细的图像(如边缘)。另外,根据分解的系数所表示的分辨率的图像在水平和垂直方向仅由小波系数表示的图像的上半部分。因此,由解码的图像的不同级别的系数,它是能够得到具有不同的空间分辨率(或清晰,或模糊)的图像。 小波变换的JPEG2000标准的,因为这方面的优势已通过。在该编码系统中,为每个图像薄片Mallat的金字塔小波分解。经过广泛的测试,JPEG2000使用两种小波滤波器:LeGall 5/3滤波器的Daubechies 9/7滤波器。前者可用于有损或无损压缩的图像压缩,这只能用于有损压缩。 JPEG2000标准,小波滤波器实现模式:基于卷积和升降机构的基础上。周期对称延伸,这样就可以防止图像失真的边缘上的过滤器的操作,应进行的具体实现的图像的边缘。此外,为了减少所需的空间在变换的开销,标准的应用程序的基于行的小波变换技术。 (2)量化上的分辨率的图像,人的视觉系统需要具有一定的局限性,通过适当的量化的变换系数的精度降低的主观图像质量的前提下,而不影响,来实现图像压缩的目的。的量化的关键是设计合理的量化步长的大小,根据转换后的图像的特征,并重构的图像的质量要求和其他因素。量化操作是不利的产生的量化误差。然而,除的情况下,也就是,量化步长的大小是1,和小波系数是整数,拍摄得到的通过小波变换的小波滤波器的可收回整数5/3的查询结果在这种情况下符合。 在JPEG2000标准,对于每个子带可以具有不同的量化步长的大小。然而,在一个子带是只有一个量化步长。量化每个小波系数具有两个部分:符号和幅度。编码量化的小波系数。对于无损压缩,量化步长的大小必须是1。熵编码图像(3)变换,量化,在一定程度上,在空间域和频域,以减少冗余,但这些数据在统计意义上,仍然有一个相关的,其中的熵编码,以消除数据之间的统计相关性。的量化的子带系数被分成小的长方形单元 - 的码块(代码块)。 在图2中所示,使用两层的编码策略,首先使用基于上下文的算术编码器,独立嵌入的代码块,每个码块进行编码,嵌入的代码块压缩后的比特流。然后,根据率失真优化的原则盈科拓展(后压缩率失真)优化算法思想,压缩比特流的所有代码块合适的拦截,组织成一个压缩码流具有不同的质量水平层。每个层上的压缩位流,压缩后的比特数据流的所有的层与前面的可重构一定质量的图像。贡献为每个代码块中的每个层的压缩位流的层次组织的信息,必须进行编码,即在截断点的层的信息,和编码等的代码块中的位流。自使用小波变换的图像,整个图像的压缩流的可伸缩性,分辨率,并且因此,在压缩码流既可以是质量和分辨率可伸缩性。由于,在独立编码的代码块,因此可以要求,随机接入对应的代码块的压缩位流进行解码,以重建所需的图像区域。 ①第一层编码算法 与传统的算术熵编码是不同的各系数反过来,JPEG2000编码系统的代码块的量化系数被组织成一个位平面数,从最显着的位平面(MSB)第一,然后由每个位平面的算术编码的子波系数中的比特。 第一层编码可被视为两部分:生成的上下文(CF)和算术编码的编码装置(AE)。的生成的范围内,的顺序扫描的代码块中的所有位。顶部向底部扫描,在每个位平面的代码块,从左至右,从左上角的系数开始,并为每一个生成一个上下文。算术编码器的基础上,为每一个编码所生成的上下文。被转换为一个符号 - 幅度模式的量化后的小波系数。遇到的第一个1位当从MSB到LSB的编码,所述像素被称为是显著的,否则,是不显着的。通过以下四种方式的背景下,所有位是他们的邻居:归零码(零编码,ZC),用于在当前位平面编码的非显着的像素将成为显著;登记/>游程长度编码(游程长度编码,RLC),用于编码位于在同一列中的四个非显着性的像素,如果他们的邻里非显着性;符号编码(符号编码,SC )时,该位变得显着,他的符号位编码; 振幅幅度细化编码(MR)是用来编码一个显着的一点。 每个位平面的三个编码通道,以进行编码。通道1是传播路径的重要性(意义传播通道),邻近的像??素的至少有一个在该通道中的重要性,使用ZC和SC编码。信道2的幅度细化路径(幅度细化证),在该通道中所有最重要的位进行编码,使用MR。通道3是明确的通道(清理通行证),而不是在最后两个信道编码的像素,信道编码,ZC,LRC SC。进行检查,以确定它是否应该被编码在三个通道中的位平面的每一个。 上下文一起通过以下方式获得的编码信道,发送到编码的算术编码器,用于和相应的数据。在这里,使用的自适应二进制算术编码[1],主要是考虑到计算的复杂性,并且易于实现。执行算术编码得到一个单独的嵌入的代码块,每个代码块之后,压缩后的比特流中。 ②的第二层编码算法 PCRD率失真优化算法思想[1,2]中的第二层编码算法,压缩后的比特流中的所有代码块嵌入适当的截取,分层组织,形成整个图像质量分级压缩的流。的第二层编码算法也可以被认为在两部分:速率控制和压缩位流的层次组织。通过某些编解码措施的,并获得最优质的重建图像压缩比特率的速率控制。根据需要层的分层编码参数压缩的比特流,并且每一层的编码率,估算的率失真阈值的每个层的层次组织,然后估计失真阈值的每个层的速率,按照率的代码块失真算法找到嵌入每个码块的压缩后的比特流中的层上的截止点,将码块压缩比特流打包,并存储在按照规定的格式,形成的图像压缩,将被截断流。码流的层次组织,每个层中含有一定量的质量信息,以提高图像质量的基础上,在前面层。因此,用户可以控制传输的图像根据自己的需求,实现令人满意的图像,停止传输,在一定程度上缓解目前有限的网络带宽瓶颈所造成的大量的图像数据。 3.3流组织更好的应用程序的图像交换JPEG2000压缩流函数飞灰,JPEG2000提供的格式来存储的压缩位流和所需的解码参数,压缩单元,被组织以形成最终的数据流的数据流包。 JPEG2000关键技术在本节中,说明JPEG2000中使用的关键技术。 4.1离散小波变换 JPEG2000传统JPEG最大的不同是,他放弃了基于块的离散余弦变换(DCT)的JPEG编码,而不是利用小波变换(DWT )为基础的多分辨率编码。 余弦变换的频谱分析工具是经典之作,他考察整个时间域的时域特性,频域特性或频域的过程,平稳过程,他有很好的效果,但对非平稳过程中,有几个缺点。在JPEG中,离散余弦变换的图像压缩的8×8条,然后顺序地放置在该文件中,该算法由废弃的频率信息,来实现压缩,从而图像的压缩率就越高,频率信息将被丢弃。在极端的情况下,JPEG图像,只保留了基本信息的反射图像的外观,精细的图像细节丢失。小波变换的现代谱分析工具,他不仅考察当地的时域频域特征的过程,但还可以检查地方特色的时域频域的过程中,即使对于非平稳过程处理也很方便。图像变换可以是一系列的小波系数,这些系数可以有效地压缩和存储,此外,小波的粗糙的边缘可以是图像的更好的性能,因为他消除DCT压缩通常具有块效应。 4.2码率控制算法 JPEG2000码率控制方法来计算理想的截止点为流,以获得最佳的重建图像质量下给定的压缩率。速率控制的盈科拓展的率失真优化算法。的率失真优化,即给定的最大编码速率为整个压缩流,对每个码块的压缩的比特流,以确定适当的截断点,满足的条件下,使具有最小失真的重建图像。嵌入的代码块编码具有以下特征:以产生压缩后的比特流中,根据需要,也可以设置成不同的长度的比特流的一个子集,被截断;截断举办所有码块的比特流,一定质量的图像可以被重建。 4.3渐进传输特性 JPEG图像上下载的网络传输“块”,它只能渐进式显示,和JPEG2000图像格式的支持渐进传输。 2渐进传输的JPEG2000渐进式渐进传输,根据该决议的传输质量。与渐进传输的质量是根据传输的图像数据的轮廓,然后逐渐传输的数据的细节,以不断提高图像的质量,根据该决议的渐进传输,低分辨率的第一次传输图像,图像的基础上提高其分辨率后的第一个图像。渐进传输的图像,使用户不必像以前那样,图片下载,然后才决定是否有必要,并帮助用户快速浏览和选择大量的图片,以有效地解决了网络传输的瓶颈问题。 4.4地区的利益压缩 JPEG2000的一个极其重要的优势是ROI(感兴趣的区域,一个地区的利益)。用户可以指定任何区域?有兴趣的画面,然后指定在这些区域的压缩质量的压缩或解压缩的规定在某些领域的复苏。这是因为子的地方,完全恢复到本地波在空间域和频域的图像,并不需要所有的编码准确地保留,可以作为他的编码的相应部分有没有错误。在实际应用中,可以在使用低压缩比,以便获得更好的图像的图像中感兴趣的部分,而其它部分,在??高压缩比,以节省存储空间。这将确保没有任何重要的信息会丢失,同时有效地压缩数据量,实现了真正的“互动”的压缩。 5 JPEG2000标准的应用随着科学和技术的发展,网络已经渗透到每个人的生活。然而,有限的网络带宽,高品质的图像,因为大量的数据,和一个伟大的在??网络上的传输延迟。因此,请允许选择合适的图像分辨率,需要用户使用PC,笔记本电脑,掌上电脑或PDA通过调制解调器访问图像数据,互联网接入,浏览和传输是必要的。 军事侦察和气象预报,卫星遥感图像通过远程无线的信道传输,传输中出现错误是不可避免的。由JPEG2000编码器的输出流的特定数据流的形式,有效地抑制该错误的能力。因此,通过无线的卫星通信信道的数据流回到地面接收站,在解码过程中的地面接收站可以使用的JPEG2000流内部的组织形式以避免错误引起的,由于传输错误解码。 另外,安全确认,验证,和医疗领域,JPEG2000是具有广泛的应用范围。可以预见,在不久的将来,JPEG2000将被广泛的应用在以下领域:互联网,移动和便携式设备,打印,扫描(出版物的预览),数码相机,遥感,传真(包括彩色传真和互联网传真) ,医疗应用,数字图书馆和电子商务。 6结束语 JPEG2000的目的是创建一个新的图像编码系统的率失真和主观图像质量优于现有的JPEG标准压缩编码系统,可提供低比特率图像压缩,而压缩码流可以是灵活的手柄部分的渐进传输的压缩数据流,图像,诸如随机存取,景点,以及压缩的码流较强的耐受性能的区域实现,这一标准将与当前的JPEG标准兼容。 JPEG2000图像压缩标准,其优异的性能,广泛应用于数码相机,遥感,传真,医疗保健,以及电子商务等领域,将成为21世纪的主流静止图像压缩标准。 参考文献 [1] JPEG 2000图像编码ystem.JPEG 2000最终委员会草案1.0版,2000,16(3); 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