近日小编精心整理了《编码技术论文范文(精选3篇)》的相关内容,希望能给你带来帮助![摘要]多媒体技术的发展使图像信息逐渐成为交互的主要内容之一。解决图像存储与传输问题的压缩编码技术一直以来是国内外研究的热点,从数据各种编码方法的发展方向反映图像压缩编码技术的飞速发展。主要介绍各种压缩编码技术的必要性、可能性、压缩的过程,分类及各自的优缺点。
第一篇:编码技术论文范文
基于网络编码的数据通信技术研究
摘 要:随着网络通信技术的快速发展和广泛应用,网络编码给数据通信技术带来了变革,网络编码技术的出现和应用,使得在现有的数据条件及网络资源下提高了数据通信质量。本文章结合网络编码原理的理解,分析了基于网络编码的数据通信技术的分析和研究。
关键词:网络通信;网络编码;数据通信技术
1网络编码概述
网络编码其实就是把路由和编码的信息进行交换。其工作原理是利用有限域中的运算,将接收到的几组不同数据,在不同的网络结点中进行重新编码组合,然后将新数据发送至各个目的结点进行解码还原,得到原始数据,便实现了所谓的通信。
1.1网络编码的基本原理为在数据通信技术中,网络结点输入和输出关系进行精准定位,中间节点对接收到的数据依据规定方式进行编码处理,直到传送至后续节点。后续结点的处理具有可控性的特点,无论进行编码与否都可发挥其特定价值,在必要时,会对所接收的信息进行再次编码,然后进行传输,确保编码信息达到目的结点。
1.2目前的编码系数在选择方式上存有差异。网络编码构造分为确定性网络编码和随机网络编码两种。确定性网络编码比较特殊,主要利用某一算法对编码系数进行分析,而随机网络编码则是根据伽罗符号进行自由选定以确定编码系数,两种构造方式对比可看到,随机网络编码构造方式具有较强的灵活性,在实际应用中更能提升网络编码质量和效率。
编码一般分为集中式网络编码和分布式网络编码两种。其中,集中式网络编码可依据网络状况更好的分配和布局相应的编码系数,但也存在一定的局限性。而分布式网络编码对内部信息进行处理后即可实现相应编码操作,因此,分布式网络编码在数据通信技术中具有良好的应用效果。
1.3有关降低网络编码复杂度的研究。目前最严峻的问题是如何提高网络编码的效率及降低网络编码的复杂度。通过控制网络编码的复杂度,以减少网络编码所需的多余计算量,从而降低系统实施成本。
1.4网络编码技术在数据通信技术领域内具有很高的应用价值。确保大量数据的有序传输的同时保证了实际传输的稳定性。大大增加了信息传送量,使得网络运行质量以及网络数据传送性能得到提高。从而提升了宽带利用率,大大增强了无线网络通信的安全性。所以,在当今社会,基于网络编码的数据通信技术定会成为今后通信技术的重要发展趋势。
2基于网络编码的数据通信技术分析与研究
网络编码在网络数据通信中具有很强的优势,其理论研究价值和应用前景都是十分明显的。很多知名高校早已开始了对网络编码的研究,并且取得了不少成果。
2.1研究表明通过将网络编码与路由协议进行整合分析,可为网络系统的创新及网络设备的更新提供宝贵的基础依据,从而推动数据通信技术的变革。
2.2网络编码的数据通信技术主要基于网络层方面,网络编码与路由协议进行整合,可促进网络编码协议结构中的其他协议层逐渐深化。但是,网络编码引入到现有的网络数据传送协议后,极易出现新的网络编码问题。
2.3在标准的网络环境下,网络数据传输极易受到网络拓扑结构的影响,致使网络数据传输不稳定。因此,基于网络编码的数据通信技術应根据实际运行状态,探讨各种解决方案,最大程度上提高数据传输的可靠性。相关学者研究表明,采用多速率编码机制并利用不同链路的数据执行相关决策机制,可降低对数据传输的影响,使数据传输延时问题得到解决,在今后研究过程中,将会继续探索更优质的解决方案。
3结语
网络编码的数据通信技术是一种新的成就和变革,通过对基于网络编码的数据通信技术分析和研究可知,虽然我国在网络编码的数据通信技术方面已取得不少成绩,可我国仍处于研究与应用的初级阶段。相信在今后的不懈研究中,我国会在网络编码的数据通信领域取得惊人成绩,同时此技术也将更深入应用到社会中去。
参考文献:
[1]董赞强,沈苏彬.网络编码研究综述.南京邮电大学学报[J]
[2]袁远.基于网络编码的数据传输性能分析和优化技术研究.国防科学技术大学.2011
[3]李繁.网络编码技术原理及应用[J]成都纺织高等专科学校学报.2012
[4]杨林,郑刚.网络编码的研究进展[J]计算机研究与发展.2008
作者简介:
舒万克,男,2000年5月,山东滨州人,专科,山东协和学院计算机网络技术专业学生.
宫琳琳(1983.04),女,山东青岛,硕士,副教授,研究方向:软件技术.
作者:舒万克 宫琳琳
第二篇:多媒体压缩编码技术研究
[摘 要]多媒体技术的发展使图像信息逐渐成为交互的主要内容之一。解决图像存储与传输问题的压缩编码技术一直以来是国内外研究的热点,从数据各种编码方法的发展方向反映图像压缩编码技术的飞速发展。主要介绍各种压缩编码技术的必要性、可能性、压缩的过程,分类及各自的优缺点。
[关键词]数据压缩 图像压缩 编码方法
一、多媒体数据压缩的必要性
进入信息时代,人们将越来越依靠计算机获取和利用信息。多媒体计算机系统是现代计算机发展一个主流方向。数字化后的视频和音频等媒体信息具有数据海量性,与当前硬件技术所能提供的计算机存储资源和网络带宽之间有很大差距。这样,就对多媒体信息的存储和舆造成了很大的困难,成为阻碍人们有效获取和利用信息的一个瓶颈。以一个陆地卫星的为例:其水平、垂直分辨率分别为2340和3240,四波段、采样精度7位,它的一幅图像的数据量为2340*3240*7*4=212Mbit,按每天30幅计,每天数据量为212*30=6.6Gbit,每年的数据量高达2300Gbit。
二、多媒体数据压缩的可能性
图像压缩的目的是为了减少需要保存或传输的数据量,但这应以不破坏原有图像的信息为根本原则,否则,这种压缩就失去了数据压缩的意义。研究发现,图像数据表示中存在着大量的冗余。通过去除这些冗余数据可以使原始图像数据极大地减少,而不会对图像品质产生很大影响,从而解决图像数据量巨大的问题。而图像数据冗余情况常见的有以下几种:空间冗余、时间冗余、结构冗余、知识冗余、视觉冗余、图像区域的相同性冗余、纹理的统计冗余。图像数据压缩技术就是采取一定的策略从原始信息中找出并去掉这些冗余中的一种或几种,以达到压缩的目的。
三、图像压缩的一般过程
图像压缩处理一般是由两个过程组成的:一是编码过程,即将原始数据经过编码进行压缩,以便于存储与传输;二是解码过程,此过程对编码数据进行解码,还原为可用的数据。
四、压缩的分类
多媒体数据压缩方法根据不同的依据可产生不同的分类。第一种,根据质量有无损失可分为有损编码和无损编码。第二种,按照其作用域在空间域或频率域上分为:空间方法、变换方法和混合方法。第三种:根据是否自适应分为自适应性编码和非适应性编码。
五、多媒体数据编码分类
六、常用的图像压缩技术编码方法简介
(一)脉冲代码调制(PCM)
它实际上是连续模拟信号的数字采样表示。PCM编码器和解码器位于一个图像编码系统的起点和终点。它们实际上分别是A/D转换器和D/A转换器。其它的编码方法都是在多媒体数据模拟信号经过PCM编码后再进行的压缩编码方法。
(二)预测编码
编码器记录与传输的不是样本的真实值,而是它与预测值的差。这一方法称为DPCM方法。预测编码方法原理,是从相邻像素之间有强的相关性特点考虑的。比如当前像素的灰度或颜色信号,数值上与其相邻像素总是比较接近,除非处于边界状态。那么,当前像素的灰度或颜色信号的数值,可用前面已出现的像素的值,进行预测(估计),得到一切预测值I估计值)将实际值与预测值求差,对这个差值信号进行编码、传送。预测编码主要是减少了数据在时间和空间上的相关性,因而对于时间序列数据有着广泛的应用价值。在数字通信系统中,例如语音的分析与合成,图像的编码与解码,预测编码已得到了广泛的实际应用。
预测编码方法分线性预测和非线性预测编码方法。线性预测是预测器中预测系数是固定不变的常数。基于预测技术的帧间预测编码技术处理的对象是序列图像(运动图像)。利用帧间的时间相关性进一步消除图像信号的冗余度,提高压缩比。它也有两种编码方法是:条件补充法和运动补偿技术。
(三)变换编码
变换编码不是直接对空域图像信号编码,而是首先将空域图像信号映射变换到另一个正交矢量空间,产生一批变换系数,然后对这些变换系数,进行编码处理。变换编、解码过程示意图:
变换编码技术已有近30年的历史,广泛应用于各种图像数据压缩,诸如单色图像、彩色图像、静止图像、运动图像,以及多媒体计算机技术中的电视帧内图像压缩和帧间图像压缩等。
正交变换的种类很多,如傅里叶变换、沃尔什变换、哈尔变换、斜变换、余弦变换、正弦变换、K-L变换等。最佳的正交变换是K-L变换。次最优的正交变换是DCT变换。变换编码方案把N*N像素的图像分割成n*n像素的子图像,然后对每个子图像的进行单位变换。单位变换是一种可逆的线性变换。变换的目的是去除原始信号中像素间的相关性。这种去除相关的操作一般会乱信号能量仅在一小组传输系数上重新分布,利用这种方法,许多数可以在量化之后,可以借助于对比度敏感函数达到视觉上的无损压缩。
在图像压缩中应用变换,应有如下的特性:
1.减少图像相关:理想的变换是将完全消除图像块中数据的相关。
2.基本函数与图像无关:由于图像间的统计特征变化大,最佳的变换通常依赖于图像本身,所以一般用于图像无关的基本变换函数来替换最有性能变换。
3.快速实现:n点的变换所需的操作一般是O(n2)。一些变换有快速实现的算法,其操作次数可以减少为O(nlogn)。
(四)统计编码
如果要求在编码过程中不丢失信息量,即要求保存信息熵,这种信息保持编码又叫做熵保存编码,或者叫熵编码。熵编码是无失真数据压缩,用这种编码结果经解码后可无失真地恢复原图像。
信息量和信息熵。信息是不确定性的量度定义的。一个消息的可能性越小,其信息量越多;而消息的可能性越大,则其信息量越少。所谓信息量是指从N个相等可能事件中选出一个事件所需要的信息度量或含量,也就是在辨识N个事件中特定的一个事件的过程中所需要提问“是或否”的最少次数。例如:要从64个数中选定某一个数,可以先提问“是否大于32”,不论回答是或否都消去了半数的可能事件,这样继续问下去,只要提问6次这类问题,就能从64个数中选定某一个数。这是因为每提问一次都会得到1bit的信息量。因此在64个数中选定某一个数所需要的信息量是:log264=6(bit)。如果将信源所有可能事件的信息量进行平均,就得到信息的“熵”,熵就是平均信息量。
香农信息论认为,信源所含有的平均信息量(熵)就是进行无失真编码的理论极限。低于此极限的无失真编码方法是找不到的,而只要不低于此极限,那就总能找到某种适宜的编码任意地逼近熵。信源中或多或少的含有自然冗余度,这咱冗余既来自于信源本身的相关性,又来自于信源概率分布的不均匀性中。只要找到去除相关或改变概率分布不均匀的方法和手段,也就找到信息熵编码的方法。因此,如何利用信息熵理论减少数据在传输和存储时的冗余度,就是信息熵编码所要解决的问题。
利用信息熵进行编码的方法有多种,有:哈夫曼编码(利用概率分布特性);行程编码方法(利用相关特性);算术编码(利用概率分布)。前两种方法广泛用于数据编码压缩系统中,并被JPEG列入推荐算法的一部分。
哈夫曼编码的理论依据是变字长编码理论。在变字长编码中,编码器的编码输出汉字是字长不等的码字,按编码输入信息符号出现的统计概率,给输出码字分配以不同的字长。对于编码输入中,出现大概率的信息符号,赋以短字长的输出码字;对于编码输入中,出现小概率的信息符号,赋以长字长的输出码字。
行程编码是相对简单的编码技术,主要思路是将一个相同值的边疆串用一个代表值和串长。在进行图像编码时,可以定义特定方向上具有相同灰度值的相邻元为一轮,其延续长度称之为延续的行程,简称“游程”。游程的终点位置由前一游程的绺位置确定,这样就可以由串来表示图像数据。
算术编码比哈夫曼编码、行程长度等熵编码方法都复杂,但是它不需要传送像哈夫曼编码的哈夫曼码表,同时算术编码还有自适应能力的优点,所以算术编码是实现高效压缩数据中很有前途的编码方法。它是将被编码的信息表示成实数0和1之间的一个间隔。这种编码方法的实现要比哈夫曼编码能提高5%左右的效率。
七、结束语
压缩技术的发展同社会的需求息息相关,压缩标准也是越来越多,基于知识的编码和语义编码将是压缩编码的发展方向,随着数学理论、信息论以及计算机视觉理论等的发展,必然会有一些更新的、功能更全面的,效率更的高的压缩编码方法出现。
作者:刘玲媛
第三篇:基于网络编码的数据通信技术研究
摘 要:当今时代是一个信息技术高度发展的时代,同时通信技术也在这一过程中有了非常明显的进步,该技术的应用和发展也在很大程度上使得人们的工作和生活方式都有了非常大的转变,在这样的情况下,通信技术在发展的过程中就要更加的多元化,只有这样才能更好的为用户提供更加高质量的服务,同时也为人们的生活提供众多的便利,本文主要在网络编码技术的基础上来谈数据通信技术,以供参考和借鉴。
关键词:网络编码;数据;通信技术;传送技术
在通信技术不断发展的过程中,网络编码技术的出现和发展是一种飞跃式的技术变革,这种技术从一定程度上来说彻底的改变了通信网络的数据传送和处理的方法和手段,同时其在应用的过程中也减少了数据传输过程中所产生的无用信息,网络吸纳和输出信息的数量也有了非常明显的提升。当前,网络编码技术已经成为数据通信技术发展过程中非常重要的一个内容,同时其所发挥的作用也日益的重要,因此相关的研究人员也逐渐开始对这一工作内容予以关注和重视。
1 网络编码在数据通信技术中的应用
通常我们所说的网络编码就是指将编码和路由信息完成交换的技术。网络编码在实际的工作中是网络通信系统会将自身所接收到的数据流使用网络节点进行重新的排列和组合,同时在将重新组合的数据通过不同的路径传送到很多结点,之后再利用编码系数对这些数据进行有效的处理,这样就可以将其还原成最原始的数据。这种方式可以很好的提升通信的容量,从外还能很好的将原来的网络层次和最新的网络有机的融合在一起,这样就可以很好的将二者统一在一起,改善了传统数据处理方式当中的很多不足。所以该技术也成为了网络编码数据通信技术的一个重要的发展趋势。
可以说,利用网络编码技术进行数据信息传送能够极大的提高信息传送效率。这不但是因为网络编码可以使网络数据单次传送的信息量大幅度增加,还在于网络编码可以减少分组的传送次数,这样就极大的改善了网络数据的传送性能,包括增大网络吞吐量,提高带宽利用率,均衡网络负载等方面。尤其是在无线通信技术应用越来越广泛的今天,网络编码技术还能够增大无线网络通信的安全性和能量资源的利用率。因此,基于网络编码的数据通信技术正逐渐成为未来通信技术的主要发展趋势,是一个非常值得重视的研究课题。
2 基于网络编码的数据通信研究现状
当前在世界范围内都非常那个重视网络编码技术的研究和发展,同时经过了很多年的努力,也取得了非常显著的成绩,在网络协议结构的研究、路由协议的研究和数据传送性能保证机制上都有了非常可喜的研究成果,以下笔者结合自身实际经验对其进行简要的分析和阐述。
2.1 基于网络编码的网络协议结构研究
目前,网络编码的研究主要集中在网络层方面,尤其是网络编码与路由协议的结合,一些研究也开始探讨网络编码在协议结构中其它协议层中的研究,如网络编码与MAC层协议的结合及与传送层TCP协议的结合等。由于网络编码的内在特性与传统的网络数据传送模式不同,将网络编码引入到现有的网络数据传送协议中,将会产生一系列新的问题,如网络编码与现有各种普遍应用的网络协议的兼容性、网络编码对现有网络协议层次结构的影响等。这些问题的研究将为后续数据传送中网络编码的研究提供一个总体结构框架,使网络编码能够与现有网络协议紧密结合,从而有效地提高网络数据传送性能,同时,也为网络编码的实际应用提供了理论基础。
2.2 基于网络编码的数据传送模型研究
构造算法是网络编码成功应用的基础,一个可行的网络编码的码构造算法应保证网络各目的结点成功地解码编码数据,且算法的复杂度较小,易于在现实网络中部署应用。目前,网络编码的码构造算法主要有线性网络编码代数网络编码以及随机网络编码等。在各种编码机制设计中,应用较多的为线性网络编码,其核心思想是允许网络中间结点对接收到的来自不同输入链路的信息流在有限域内进行线性组合(有限域指编码系数选择的范围,通常指伽罗华域),然后再将组合的数据转发出去。线性网络编码中典型的码构造算法包括指数时间算法、多项式算法和分布式的随机网络编码算法等。由于随机线性网络编码方案具有独立于网络拓扑结构的特性和较高的灵活性,且线性编码运算相对简单,因此,基于网络编码的数据传送机制,在编码构造过程中均采用随机线性网络编码构造方案。
2.3 基于网络编码的路由协议研究
在基于网络编码的数据传送技术研究中,具有网络编码技术应用的路由协议的优化设计对提高网络数据传送性能的影响相对较大,是网络数据传送研究的重要内容之一。基于网络编码的路由协议设计是网络编码实现及应用的基础,将网络编码与路由协议统一到一个较高层次的描述是网络编码研究中的一个重要问题,这将为新的网络系统及网络设备的设计提供理论指导,且基于网络编码的路由协议研究将为网络编码理论提供应用的基础。目前,结合网络编码与路由协议的研究主要体现在独立路由协议的网络编码的研究和编码感知的路由协议的研究,区别在于路由协议产生的路径是否存在主动编码机会,即路由协议是否可创造更多的编码机会及更有效地利用编码机会。
2.4 基于网络编码的数据传送性能保证机制研究
在实际网络环境中,数据传送的突发性及网络拓扑结构的易变性造成网络数据传送的不稳定性,如引起随机的分组丢失和不确定性的数据传送时延等,这使得基于网络编码的数据传送技术研究应依据实际网络状态,分析探讨提供数据传送性能保证的编码策略方案,特别是降低网络编码中数据传送时延及提供数据传送可靠性保证的策略方案,因此,在基于网络编码的数据传送过程中,提供具有一定QoS保证的网络数据编码传送机制是网络编码技术研究中的重要问题之一。目前已经有学者研究出了一些解决方案,如采用多速率编码机制来,利用不同链路和不同传输速率的数据来执行相关决策机制,从而避免编码对数据的传输速率产生影响,从而解决时延控制问题。当然,具体的解决方案还需要进一步的研究和探索。
结束语
网络编码技术的建设和发展在一定程度上促进了我国数据通信技术的发展,同时它也为我国通信技术的研究和发展创造了更好的条件。在该领域已经有了非常明显的成果,但是这些研究的成果还不是十分的深入,这项技术还是在不断的发展,所以这项技术将随着时间的推移愈加的完善,这样也使得数据通信技术得到非常好的发展,特别是无线电通信技术,它的发展会为社会的发展带来更多的新鲜血液。
參考文献
[1]袁远.基于网络编码的数据传输性能分析和优化技术研究[D].北京:国防科学技术大学,2011.
[2]赵渊.基于网络编码的无线传输关键技术研究[D].北京:北京邮电大学,2012.
[3]董赞强.基于网络编码的数据通信技术研究[D].南京:南京邮电大学,2013.
作者:黄恒表