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數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用范文第1篇

一、前言

長期以來，我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展速度一直保持在較高的水平上，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展到目前已經(jīng)相當(dāng)成熟，獲得了極大的成就，深入到人們工作生活的各個(gè)方面，為人們的生活需求和工作內(nèi)容都產(chǎn)生了重要的幫助作用，因而在社會(huì)的發(fā)展和人們的生活中占據(jù)著不可替代的重要地位。另一方面，數(shù)字電子技術(shù)的發(fā)展時(shí)間相較而言更加短暫，發(fā)展規(guī)模和范圍還沒有達(dá)到較大的程度，然而，數(shù)字電子技術(shù)被運(yùn)用到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展中后，雙方的發(fā)展進(jìn)程都得到了極大的提升，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與數(shù)字電子技術(shù)相互促進(jìn)，相互發(fā)展，使得我國計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和電子技術(shù)的發(fā)展前景得到了更加廣闊的提升。

二、數(shù)字電子技術(shù)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)用的重要性

在信息技術(shù)的飛速發(fā)展過程中，主要是依靠著數(shù)字電子技術(shù)，將信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字化的通信，很大程度上代表著信息技術(shù)的現(xiàn)代化發(fā)展程度，成為當(dāng)前信息技術(shù)發(fā)展的重要標(biāo)志。數(shù)字信號(hào)對(duì)于信息技術(shù)的發(fā)展具有更加顯著的優(yōu)點(diǎn)。尤其是對(duì)于干擾因素的抵抗能力和信息加密的安全性等因素，都對(duì)于計(jì)算機(jī)設(shè)備的制造、使用產(chǎn)生了突破性的推動(dòng)作用。由于數(shù)字電子技術(shù)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的實(shí)際應(yīng)用，使得計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在人們?nèi)粘５墓ぷ魃钪械膽?yīng)用更加廣泛便捷。在數(shù)字通信中和計(jì)算機(jī)中的信號(hào)都是使用的二進(jìn)制的代碼，因此，數(shù)字通信和計(jì)算機(jī)中的信號(hào)形式是相通的，而由于信號(hào)的特征具有一致性，所以給計(jì)算機(jī)和數(shù)字信號(hào)聯(lián)網(wǎng)工作提供了可能性。而在數(shù)字通信中開展數(shù)據(jù)信號(hào)的處理和轉(zhuǎn)換等工作時(shí)，加入計(jì)算機(jī)的使用，也能夠使得工作環(huán)節(jié)變得更加簡(jiǎn)單方便。因此，將數(shù)字電子技術(shù)在實(shí)踐中運(yùn)用到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中具有重要的實(shí)踐意義。兩者的相互結(jié)合將對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)字電子技術(shù)的發(fā)展同時(shí)產(chǎn)生推動(dòng)作用，為通信網(wǎng)管的智能和自動(dòng)的發(fā)展方向提供極大的便利條件。在實(shí)際的科學(xué)技術(shù)工作中，數(shù)字通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用處在引領(lǐng)發(fā)展的重要戰(zhàn)略地位上，將通信網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相互結(jié)合，最終形成計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，能夠在很大程度上將人們對(duì)信息的獲取和整理時(shí)間大大縮短，這就代表著信息流動(dòng)和溝通的距離將大大地減少，為社會(huì)中人們的緊密聯(lián)系提供了重要條件。將對(duì)人們?nèi)粘５墓ぷ?、學(xué)習(xí)和生活方式產(chǎn)生極大改變。另一方面，在當(dāng)前情況下，網(wǎng)絡(luò)令人們產(chǎn)生的依賴性日益強(qiáng)烈，尤其當(dāng)數(shù)字電子技術(shù)融合了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的快速處理之后，帶給人們更加高速、高效的信息獲取和溝通渠道。

三、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)

長期以來，伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)得到了飛速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)在當(dāng)今社會(huì)中的地位已經(jīng)愈加重要，逐漸成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡闹匾夹g(shù)手段。同時(shí)在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展過程中，網(wǎng)絡(luò)為信息的傳輸交流和共享提供了安全可靠的平臺(tái)。而從網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的任務(wù)性質(zhì)上來看，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)仍然存在著諸多的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，為互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)地發(fā)展提供了重要的技術(shù)支持。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)作為信息共享的平臺(tái)，具有極強(qiáng)的開放性，為資源信息的共享和獲取提供了充分的空間和條件。在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上的信息傳播能夠具有較高的時(shí)效性，最大程度上保障了信息資源能夠及時(shí)共享給網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上的其他使用者，為當(dāng)今信息爆炸時(shí)代中大批量數(shù)據(jù)信息的流通和分享提供了重要的客觀條件保障。同時(shí)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)由于虛擬平臺(tái)的特性，不會(huì)受到地理位置的限制，將全世界各個(gè)地方的資源數(shù)據(jù)都能夠融合到網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)之上，為網(wǎng)絡(luò)使用者的數(shù)據(jù)資源需求提供極大的獲取空間。世界各地不同的人們的言論、信息的更加體現(xiàn)了對(duì)數(shù)據(jù)信息的反饋性，很大程度上促進(jìn)了思想和技術(shù)的流動(dòng)，為世界科學(xué)技術(shù)的發(fā)展提供了有力手段。除此之外，當(dāng)前社會(huì)的發(fā)展日新月異，發(fā)展速度較以前的時(shí)期加快了很多倍，因此，對(duì)于信息交流的時(shí)效性有著更加高的需求和標(biāo)準(zhǔn)，而傳統(tǒng)媒介的信息傳播速度對(duì)于當(dāng)前的信息流通速度已經(jīng)產(chǎn)生了極大的不適應(yīng)，難以滿足如今大量信息噴涌而出的交流需求。因此，網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的發(fā)展極大地適應(yīng)了大量信息數(shù)據(jù)的流通需求，將信息交流共享的速度提升到最大程度上，對(duì)當(dāng)今信息爆炸時(shí)代的信息交流產(chǎn)生了極大地促進(jìn)。上網(wǎng)可以改變學(xué)習(xí)方式：互聯(lián)網(wǎng)既有利于學(xué)生現(xiàn)代思維方式的形成，又有利于他們社會(huì)化的進(jìn)程；既能激發(fā)其創(chuàng)造潛力，又能激活現(xiàn)代學(xué)生的思想；網(wǎng)絡(luò)讓學(xué)生接觸到了多元的世界文化，接觸到開放意識(shí)、效率意識(shí)、競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)、平等意識(shí)和全球眼光；他們通過閱讀網(wǎng)上大量的超文本信息，潛移默化地學(xué)習(xí)了現(xiàn)代的發(fā)散性思維方法，懂得在處理復(fù)雜事物時(shí)必須考慮它與周圍事物的種種聯(lián)系，從而改變傳統(tǒng)線性思維固有的死板和狹隘。網(wǎng)絡(luò)還使學(xué)生對(duì)世界的認(rèn)識(shí)大大超出他們所能直接體驗(yàn)的生存世界，增加了信息量。上網(wǎng)者在上機(jī)過程中學(xué)習(xí)了網(wǎng)絡(luò)知識(shí)，鍛煉了動(dòng)腦、動(dòng)手能力。

四、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中數(shù)字電子技術(shù)的應(yīng)用

在我國社會(huì)主義發(fā)展過程中，教育的地位逐漸得到了極大重視，科教興國戰(zhàn)略和人才強(qiáng)國戰(zhàn)略的實(shí)施代表著我國將發(fā)展教育放在社會(huì)發(fā)展的重要位置上。而在教育行業(yè)的發(fā)展過程中，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用到日常的教學(xué)工作中，對(duì)于我國教育工作的順利開展提供了客觀技術(shù)條件支持。極大地豐富了教學(xué)工作中的學(xué)習(xí)資源，為課程教學(xué)任務(wù)的高效高質(zhì)完成提供了重要保障。同時(shí)將數(shù)字電子技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式相結(jié)合之后，使得教學(xué)模式更具靈活性和合理性，為學(xué)生創(chuàng)造了更加方便快捷的學(xué)習(xí)環(huán)境，將教育資源不平等現(xiàn)象對(duì)不同地區(qū)的學(xué)生產(chǎn)生的不良影響降低到最低程度，有效地實(shí)現(xiàn)了教育資源的共享，最大程度上保障各個(gè)地區(qū)的學(xué)生都能夠獲得相對(duì)平等的教育資源，充分體現(xiàn)我國教育的平等性，為我國教育行業(yè)的發(fā)展提供了充足的動(dòng)力。在我國的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展過程中，信息資源的傳輸逐漸成為發(fā)展過程中的重點(diǎn)所在。人們?nèi)粘Ｉ罟ぷ髦兴栊畔⒌墨@取、共享和傳遞需要更加高效和快捷的要求，才能夠滿足當(dāng)前時(shí)代中信息流通的要求。而在實(shí)際工作中，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與數(shù)字電子技術(shù)的有效結(jié)合，對(duì)信息的正確、高效處理有著極為明顯的提升作用，在保證信息資源正確處理的情況下，將網(wǎng)絡(luò)信息的傳輸速度和效率提升到最高程度，極大滿足了人們對(duì)于信息的高速獲取和共享需求。

五、結(jié)語

數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用范文第2篇

[關(guān)鍵詞]數(shù)字視頻遠(yuǎn)程監(jiān)控視頻壓縮

中圖分類號(hào):TN92文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1671-7597(2009)1210036-01

一、概述

遠(yuǎn)程監(jiān)控是工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的關(guān)鍵。利用視頻會(huì)議系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控,可以全面監(jiān)視生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng),迅速及時(shí)地對(duì)各種情況作出相應(yīng)的反應(yīng),同時(shí)具有價(jià)格低廉、性能優(yōu)越的特點(diǎn)。比如,如果在家里安裝一臺(tái)桌面型視頻會(huì)議電視系統(tǒng),就可以實(shí)現(xiàn)家庭辦公、購物等,使工作和學(xué)習(xí)變得更加方便輕松。

數(shù)字視頻監(jiān)控以其直觀、方便、信息內(nèi)容豐富而被廣泛應(yīng)用于許多場(chǎng)合。在電子技術(shù)與通信技術(shù)的發(fā)展過程中,數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)水平直接反映了不同階段電子與通訊的技術(shù)狀況,而計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展將數(shù)字視頻監(jiān)控技術(shù)提到了一個(gè)新的高度。

網(wǎng)絡(luò)多媒體技術(shù)的發(fā)展導(dǎo)致了基于IP技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程現(xiàn)場(chǎng)視頻瀏覽應(yīng)運(yùn)而生。從模擬監(jiān)控到數(shù)字監(jiān)控,實(shí)現(xiàn)了數(shù)字視頻監(jiān)控技術(shù)的一次飛躍,目前最先進(jìn)的技術(shù)就是通過專用視頻服務(wù)器(瘦服務(wù)器)把模擬圖像信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字圖像信號(hào)后上網(wǎng),同時(shí)通過管理程序?qū)Χ鄠€(gè)視頻流進(jìn)行統(tǒng)一管理,獲得授權(quán)的用戶便可以通過網(wǎng)絡(luò)看到任何一個(gè)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)圖像,并且可以控制監(jiān)視器的視角和焦距。

二、數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的特點(diǎn)

(一)以平臺(tái)為核心,以網(wǎng)絡(luò)為紐帶。我們現(xiàn)在的安防系統(tǒng)以及工業(yè)生產(chǎn)監(jiān)控崗位,靠人力已經(jīng)不能解決大規(guī)模監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)的管理問題了,所以打造一個(gè)管理平臺(tái)的需求就顯得非常迫切。一個(gè)好的管理平臺(tái)可以將所有的攝像頭納入管理,將所有的報(bào)警點(diǎn)納入管理,將所有的編解碼設(shè)備納入管理,將所有的后臺(tái)服務(wù)器納入管理,從而使得整套系統(tǒng)能夠順暢運(yùn)行。

(二)接入多個(gè)不同的設(shè)備,實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通。由于安防系統(tǒng)過去以獨(dú)立的小規(guī)模應(yīng)用為主,造成了設(shè)備的生產(chǎn)廠家非常眾多,而且各個(gè)廠家都有自己的一套編解碼和網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)淖龇?。這要求大型監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)能夠接入多家廠商的設(shè)備。一者保護(hù)用戶原有的投資,充分利用現(xiàn)有資源,避免資源浪費(fèi);二者在用戶在新系統(tǒng)建設(shè)時(shí)減少投入提供解決辦法。

三、數(shù)字視頻遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)

數(shù)字化視頻可以在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(局域網(wǎng)或廣域網(wǎng))上傳輸圖像數(shù)據(jù),基本上不受距離限制,信號(hào)不易受干擾,可大幅度提高圖像品質(zhì)和穩(wěn)定性;數(shù)字視頻可利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng),網(wǎng)絡(luò)帶寬可復(fù)用,無須重復(fù)布線。

(一)組播技術(shù)。在傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)傳輸中,大都采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的傳輸方式,這種方式比較可靠,但對(duì)于一點(diǎn)向多點(diǎn)傳輸相同的數(shù)據(jù)的情況下,這種方式就不能充分利用帶寬,使傳輸?shù)穆窋?shù)有限。以確保需要數(shù)據(jù)的用戶能夠得到所需的數(shù)據(jù);采用IP組播就是為了解決這個(gè)棘手問題而開發(fā)出來的。IP組播采用了組地址的概念,把需要視頻流數(shù)據(jù)的用戶編入用戶組,并利用一些高級(jí)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議來確保最經(jīng)濟(jì)地利用帶寬,把數(shù)據(jù)通過用戶組傳遞給真正需要的用戶。

目前,IP Multicast是使用最廣泛的傳輸技術(shù)。IP Multicast組播是一種合理利用網(wǎng)絡(luò)資源和頻譜帶寬的技術(shù),它是標(biāo)準(zhǔn)IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議技術(shù)的一個(gè)擴(kuò)展。IP組播的核心思想是:通過一個(gè)IP地址(組播地址)向一組主機(jī)發(fā)送同一個(gè)數(shù)據(jù)包(UDP包),即一對(duì)多的工作方式。發(fā)送方僅僅需要向一個(gè)組播地址發(fā)送一份信息,就能保證所有的接收方(前提是必須加入到同一組播)能夠收到相同的信息。組中的成員是動(dòng)態(tài)的,可以根據(jù)自己的意愿隨時(shí)加入、離開,并且,每臺(tái)主機(jī)可以同時(shí)加入到多個(gè)組中去。IP組播技術(shù)可以有效地避免由于重復(fù)發(fā)送造成的發(fā)送方負(fù)擔(dān)過重以及廣播風(fēng)暴,組播數(shù)據(jù)可以突破路由器的限制,將數(shù)據(jù)包發(fā)送到不同的物理網(wǎng)段。

(二)視頻數(shù)據(jù)的壓縮\解壓縮技術(shù)。數(shù)字視頻圖像數(shù)據(jù)巨大,傳輸極其不便。視頻圖像播放的關(guān)鍵是做到平滑顯示,幀率一般應(yīng)為22～30幀/s。低于20幀/s,就會(huì)感到視頻跳動(dòng)。因此要實(shí)時(shí)顯示,其關(guān)鍵在于保證圖像更新的幀速率不小于20幀/s。但是,假設(shè)1幅640*480中分辨度的彩色圖像(24bit/像素),則其數(shù)據(jù)量為0.92MB,如果以每秒30幀的速度播放,則視頻信號(hào)的數(shù)碼率就高達(dá)27.6Mbps。顯然,視頻壓縮技術(shù)數(shù)字化是壓縮技術(shù)的關(guān)鍵。目前,適用于遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控的圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)有H.261,MPEG-1。兩者的核心技術(shù)都是離散余弦變換及運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償算法,它的主要思想是通過減少每幀圖像間時(shí)間上和空間上的冗余性和相關(guān)性信息來減少數(shù)據(jù)量。H.261適合在64-384Kbps的低帶寬下傳輸實(shí)時(shí)視頻圖像、但圖像質(zhì)量不理想;MPEG-l在800KbPs-2Mbps的傳輸速率下圖像清晰度能達(dá)到較好的圖像效果。用戶可根據(jù)不同的場(chǎng)合和需求選用不同的壓縮標(biāo)準(zhǔn)。

(三)多線程技術(shù)在視頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用。在數(shù)字視頻網(wǎng)絡(luò)傳輸中,發(fā)送方和接收方工作步驟如下:

1.啟動(dòng)視頻壓縮卡;

2.取出復(fù)合數(shù)據(jù)流(視頻流和音頻流的復(fù)合流);

3.復(fù)合數(shù)據(jù)流的打包、傳輸;數(shù)據(jù)流的接收;

4.對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼、播放。

因此,如果采用單線程工作方式,發(fā)送和接收播放就不能同時(shí)進(jìn)行。采用系統(tǒng)的搶先式多線程任務(wù)機(jī)制,采用線程這個(gè)最小執(zhí)行體作為CPC分配時(shí)間的實(shí)體,同時(shí)運(yùn)行多個(gè)線程,并且按線程的優(yōu)先級(jí)別調(diào)度多個(gè)線程。這樣在發(fā)送方“取流”和“傳輸”共享與同一內(nèi)存區(qū)域,采用多個(gè)線程同時(shí)進(jìn)行“取流”和“傳輸”等幾個(gè)過程,提高了CPC的利用率,保證了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。接收方“接收”和“播放”同時(shí)進(jìn)行,保證了畫面的連續(xù)性。

四、遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用

在監(jiān)控領(lǐng)域中、數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化是一種趨勢(shì),可廠泛應(yīng)用在電信、電力、交通、銀行等領(lǐng)域。利用各種數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)如:DDN、ISDN、E1、xDSL,把經(jīng)過數(shù)字化壓縮、編碼的視頻、音頻、報(bào)警感應(yīng)數(shù)據(jù)傳輸置監(jiān)控中心,中心的計(jì)算機(jī)對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行解壓縮、解編碼同時(shí)回放視頻、音頻,對(duì)報(bào)警事件進(jìn)行告警處理。

隨著TCP/IP技術(shù)與視頻編碼技術(shù)各個(gè)領(lǐng)域都得到發(fā)展和應(yīng)用,基于IP技術(shù)與圖像編碼技術(shù)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)必將電信、電力、交通、銀行等領(lǐng)域的安全及生產(chǎn)監(jiān)控上得到更廣泛的應(yīng)用,超媒體的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)在不久的將來將會(huì)成為主流。在現(xiàn)今的社會(huì),數(shù)字視頻遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展也將標(biāo)志著一個(gè)國家、一個(gè)產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步程度,它的發(fā)展對(duì)世界工業(yè)的發(fā)展進(jìn)程來說起著舉足輕重的作用。

參考文獻(xiàn):

[1]劉富強(qiáng)、錢建生等,多媒體圖象技術(shù)及應(yīng)用[M].北京:人民郵電出版社,2000,88-90.

數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用范文第3篇

關(guān)鍵詞：數(shù)字通信；技術(shù)原理；應(yīng)用

通信產(chǎn)業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的重要組成部分，滲透在各行各業(yè)中，沒有通信技術(shù)的服務(wù)，各行業(yè)的正常運(yùn)行和發(fā)展都會(huì)受到嚴(yán)重制約，可以說，不管是人們的日常生活還是工作生產(chǎn)都已經(jīng)離不開通信技術(shù)，一旦出現(xiàn)特殊的社會(huì)環(huán)境，迫使人們不得不減少外出而需要在室內(nèi)完成工作或者學(xué)習(xí)，這時(shí)候就需要強(qiáng)大的通信網(wǎng)絡(luò)來支撐，所以通信技術(shù)的發(fā)展顯得至關(guān)重要，隨著社會(huì)的進(jìn)步，對(duì)通信技術(shù)也不斷提出更高的要求，只有滿足這些需求，通信產(chǎn)業(yè)才能更好的生存和發(fā)展。當(dāng)前，我們?cè)缫堰~進(jìn)了數(shù)字通信時(shí)代，所以對(duì)數(shù)字通信技術(shù)進(jìn)行分析，展望其未來的發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1數(shù)字通信技術(shù)的原理

數(shù)字通信系統(tǒng)模型如圖1，數(shù)字通信就是利用數(shù)字信號(hào)進(jìn)行信息的傳遞，所謂數(shù)字信號(hào)，在電子電路中是采用二值邏輯中的1和0來進(jìn)行信息的表示，用多位二值數(shù)碼的組合表示不同的信息。而在現(xiàn)實(shí)中，大多數(shù)信息都是模擬信號(hào)的形式，可以通過模數(shù)轉(zhuǎn)換將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，然后就可以在數(shù)字信道中進(jìn)行信息的傳遞。為了保證信息傳輸?shù)目煽啃院捅Ｃ苄?，以及為了提高信道的利用率，在傳輸之前通過對(duì)數(shù)字信號(hào)采用不同的編碼方式，能夠大大提高抗干擾能力，降低外界或者系統(tǒng)自身噪聲的干擾。再利用調(diào)制器對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，調(diào)制之后的信號(hào)頻譜得到擴(kuò)展，更適合在信道中傳輸，充分利用信道，提高傳輸性能。同時(shí)，在數(shù)字信號(hào)系統(tǒng)中，同步也是非常重要的環(huán)節(jié)，如果時(shí)鐘同步或者幀同步不準(zhǔn)確，也會(huì)直接導(dǎo)致信息出錯(cuò)。信號(hào)通過有線或者無線信道傳輸?shù)浇邮斩撕?，再?jīng)過解調(diào)、譯碼后可恢復(fù)信息。在數(shù)字通信系統(tǒng)中極其重要的技術(shù)還包括程控交換，在最初的電話交換機(jī)的基礎(chǔ)上逐步發(fā)展為數(shù)字程控交換機(jī)，利用存儲(chǔ)著交換控制程序的計(jì)算機(jī)來控制信息的接駁，信息的類型從最初單一的語音發(fā)展為多種形式的數(shù)據(jù)信息，程控交換機(jī)的使用使得通信系統(tǒng)的維護(hù)管理更加便捷可靠，增強(qiáng)了靈活性，功能更全面，在一定程度上，通過對(duì)軟件的控制來增強(qiáng)硬件的功能擴(kuò)展，從而更好的提供通信服務(wù)。

2數(shù)字通信技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

2.1數(shù)字通信技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

（1）數(shù)字通信技術(shù)具有很好的抗干擾性能。信息在通過信道傳輸?shù)倪^程中，不可避免的會(huì)受到來自外界或者自身的噪聲干擾，但是數(shù)字信號(hào)不同于模擬信號(hào)，數(shù)字信號(hào)本身是離散的信號(hào)，通常采用二值邏輯來表示，實(shí)際應(yīng)用中可以用脈沖的兩種不同狀態(tài)代表1和0，只要能控制噪聲信號(hào)不嚴(yán)重破壞脈沖的兩種狀態(tài)，就可以在接收端被識(shí)別，在這一點(diǎn)上，模擬信號(hào)是不能夠相比的，噪聲對(duì)模擬信號(hào)的影響是很明顯的，很容易使信號(hào)失真，所以相對(duì)來說數(shù)字通信技術(shù)的抗干擾能力強(qiáng)于模擬通信技術(shù)。（2）數(shù)字通信技術(shù)有較好的保密性能。用數(shù)字信號(hào)進(jìn)行信息的表示、存儲(chǔ)和傳輸，更便于對(duì)信息加密，可以將數(shù)字信息進(jìn)行各種運(yùn)算處理，對(duì)其進(jìn)行偽裝，常用的方法就是采用密鑰技術(shù)，一般密鑰很難被外界破解，從而保證了通信信息的保密性。（3）數(shù)字通信技術(shù)能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的高質(zhì)量信號(hào)傳輸。信號(hào)在傳輸過程中，距離越長，損耗越大，那么就必須對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大，但是同時(shí)也會(huì)放大噪聲，甚至噪聲可能會(huì)覆蓋有用信號(hào)。在采用數(shù)字通信后，由于數(shù)字信號(hào)的波形在失真后可以通過整形電路恢復(fù)原有的信息，利用再生中繼器可以大大增加傳輸距離，同時(shí)又保證了信號(hào)的不失真性。（4）數(shù)字通信技術(shù)支持多種形式信息傳輸。隨著計(jì)算機(jī)、多媒體技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)信息的需求呈現(xiàn)多樣性，但是不論何種形式的信息，都可以轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，所以數(shù)字通信技術(shù)的普及也促進(jìn)了綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)的形成。（5）數(shù)字通信系統(tǒng)普遍采用大規(guī)模集成電路，具有體積小、重量輕、耗電低、后期維護(hù)方便等等優(yōu)勢(shì)。另外隨著光纖技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代通信大量使用光纖作為傳輸媒介，大大節(jié)省了成本，提高了傳輸速度，加強(qiáng)了信息的保密性。

2.2數(shù)字通信技術(shù)的缺點(diǎn)

（1）數(shù)字通信技術(shù)對(duì)頻帶的利用率較低。相對(duì)于模擬通信，同樣的電話業(yè)務(wù)，數(shù)字通信占用的帶寬遠(yuǎn)高于模擬通信，當(dāng)傳輸帶寬有限的時(shí)候，就會(huì)影響頻帶利用率。（2）數(shù)字通信系統(tǒng)的設(shè)備更加復(fù)雜、繁瑣。為了實(shí)現(xiàn)通信質(zhì)量的提高，就要增加信號(hào)處理的復(fù)雜程度，相應(yīng)的，通信設(shè)備的功能更多也就更加復(fù)雜。雖然數(shù)字通信技術(shù)存在一些缺點(diǎn)，但是隨著寬帶信道的采用、窄帶調(diào)制技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展，這些缺點(diǎn)已經(jīng)被弱化，數(shù)字通信必然會(huì)取代模擬通信，成為占主導(dǎo)地位的通信技術(shù)。

數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用范文第4篇

關(guān)鍵詞：數(shù)字動(dòng)漫，教學(xué)輔助

受眾通過數(shù)字動(dòng)漫技術(shù)影片帶來的感官享受潛移默化的受影片內(nèi)容影響，輕松地將影片中呈現(xiàn)的知識(shí)、思想、觀念植入了自身認(rèn)知系統(tǒng)，比起獲取傳統(tǒng)乏味的書面表達(dá)信息，受眾更青睞于通過數(shù)字化影視媒體直觀感受獲得信息，將這種娛樂方式應(yīng)用于教學(xué)形式中，進(jìn)而讓學(xué)習(xí)變得更加輕松，理解變得更加容易，記憶變得更加深刻，對(duì)知識(shí)信息的傳播速度和傳播范圍也都有積極影響。因此，將數(shù)字動(dòng)漫技術(shù)與教學(xué)內(nèi)容結(jié)合，將教學(xué)內(nèi)容通過數(shù)字媒體技術(shù)予以展現(xiàn)進(jìn)行輔助教學(xué)，通過學(xué)習(xí)者對(duì)數(shù)字媒體的鮮活形式接收知識(shí)，從動(dòng)態(tài)教學(xué)影片的展示形式中輕松獲取知識(shí)，改變學(xué)習(xí)者認(rèn)為學(xué)習(xí)枯燥、排斥學(xué)習(xí)的心理，進(jìn)而既提高了學(xué)習(xí)質(zhì)量，又是教學(xué)手段發(fā)展變革的必然趨勢(shì)。

動(dòng)漫技術(shù)作為數(shù)字技術(shù)中的重要部分，也是國家目前大力扶植、推動(dòng)發(fā)展的重點(diǎn)技術(shù)對(duì)象，它不僅具有風(fēng)格活潑、易被大眾接受的信息傳達(dá)特點(diǎn)，而且作為一種視覺傳達(dá)藝術(shù)，還具有靈活性強(qiáng)和審美價(jià)值高的特點(diǎn)。鑒于動(dòng)漫的這些特點(diǎn)可以有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)形式生硬、枯燥、乏味的不足，因此近年來，國內(nèi)外已經(jīng)出現(xiàn)少數(shù)兒童教學(xué)機(jī)構(gòu)將教材編成動(dòng)畫影片，吸納動(dòng)漫中的各種趣味形式。例如美國以數(shù)字動(dòng)漫技術(shù)開發(fā)的幼教節(jié)目庫《愛冒險(xiǎn)的朵拉》、日本的喬虎動(dòng)漫教育集團(tuán)的幼教動(dòng)畫《喬虎》等，這說明以數(shù)字動(dòng)漫技術(shù)為手段輔助教學(xué)的形式已經(jīng)逐漸在全球范圍內(nèi)被人們所追捧。國內(nèi)在此方面的探索亦有，但因?yàn)橐?guī)模太小和人才缺乏，動(dòng)畫的制作技術(shù)和理念還不夠成熟，處于數(shù)字動(dòng)漫技術(shù)的教學(xué)輔助初級(jí)探索階段，如《藍(lán)貓?zhí)詺馊枴返龋搩和虒W(xué)動(dòng)畫系列局限于商業(yè)上的品牌形象塑造，使其沒有直接投入教育系統(tǒng)的條件，不能充分發(fā)揮動(dòng)漫技術(shù)在教學(xué)輔助中的巨大價(jià)值。目前，我國不斷在動(dòng)漫教學(xué)、動(dòng)漫技術(shù)、動(dòng)漫理論上做出創(chuàng)新和努力，未來若干年，我國動(dòng)漫的發(fā)展必將有一個(gè)質(zhì)的飛躍，這也要求其他產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)動(dòng)漫產(chǎn)業(yè)，動(dòng)漫產(chǎn)業(yè)推進(jìn)其他產(chǎn)業(yè)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)融合，相互進(jìn)步。將動(dòng)漫技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)輔助，不僅是人才培養(yǎng)機(jī)制的創(chuàng)新，也是動(dòng)漫產(chǎn)業(yè)發(fā)展的機(jī)遇。

由此可見，研究探尋一種數(shù)字動(dòng)漫技術(shù)結(jié)合教學(xué)內(nèi)容的具體轉(zhuǎn)化機(jī)制，分析數(shù)字化媒體動(dòng)畫技術(shù)的特點(diǎn)，結(jié)合動(dòng)漫技術(shù)生動(dòng)活潑的優(yōu)勢(shì)，以數(shù)字動(dòng)漫技術(shù)對(duì)教學(xué)的輔助改變當(dāng)今教學(xué)手段和教學(xué)形式古板、生硬的現(xiàn)狀，進(jìn)而完善教育機(jī)制，這不僅是我國提高教學(xué)質(zhì)量、豐富教學(xué)內(nèi)容、改善教學(xué)結(jié)構(gòu)的必然要求，同時(shí)，更是實(shí)踐我國科教興國，促進(jìn)國家教育“十二五”規(guī)劃建設(shè)的積極探索。

一、數(shù)字動(dòng)漫技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)輔助中的研究現(xiàn)狀

1.國內(nèi)現(xiàn)狀

從學(xué)術(shù)角度研究現(xiàn)狀來看，一是關(guān)于數(shù)字動(dòng)漫技術(shù)動(dòng)畫影片對(duì)人們認(rèn)知的影響。這方面主要研究了當(dāng)前市場(chǎng)上的動(dòng)漫短片對(duì)兒童心理、道德認(rèn)知、行為規(guī)范、知識(shí)構(gòu)建等的影響。如有的研究概括和歸納了動(dòng)畫片的內(nèi)容設(shè)計(jì)對(duì)兒童心理的影響極其深遠(yuǎn)，認(rèn)為積極的動(dòng)畫內(nèi)容結(jié)合動(dòng)畫生動(dòng)的傳授特點(diǎn)對(duì)兒童正確價(jià)值觀的形成有相當(dāng)重要的促進(jìn)作用（魯光楠，2012）；二是關(guān)于新的教學(xué)形式的開發(fā)。如有研究者指出，不同教學(xué)形式對(duì)教學(xué)質(zhì)量的高低水平有直接影響作用，將開發(fā)創(chuàng)新教學(xué)形式作為研究對(duì)象，探討我國課堂教學(xué)現(xiàn)狀的有效性、合理性，進(jìn)而分析當(dāng)前傳統(tǒng)教學(xué)形式中存在的問題（齊嘉妍，2012）。國內(nèi)將數(shù)字動(dòng)漫技術(shù)結(jié)合于教學(xué)內(nèi)容的研究不多，還沒有更多人意識(shí)到這樣一種生動(dòng)靈活的新型教學(xué)模式能給教育范圍的擴(kuò)展和教學(xué)效率的提高帶來不可估量的推動(dòng)作用。從知網(wǎng)檢索來看，關(guān)于教學(xué)形式創(chuàng)新的研究主題有很多，但絕大多數(shù)停留在理論創(chuàng)新層面，并且只是片面的針對(duì)某一學(xué)科或?qū)I(yè)，關(guān)于把教學(xué)內(nèi)容植入數(shù)字動(dòng)漫技術(shù)教學(xué)輔助手段應(yīng)用于教學(xué)系統(tǒng)的研究卻寥寥無幾，幾近沒有。如此具有價(jià)值的一種新型教學(xué)方式就猶如一個(gè)聚寶盆，卻鮮有人開發(fā)和挖掘，一旦這種數(shù)字動(dòng)漫技術(shù)教學(xué)輔助模式發(fā)展并完善成為一種范式，很可能影響未來的教學(xué)機(jī)制，同時(shí)也帶動(dòng)了數(shù)字動(dòng)漫技術(shù)行業(yè)的發(fā)展。

2.國外現(xiàn)狀

從學(xué)術(shù)角度研究現(xiàn)狀來看，國外關(guān)于數(shù)字動(dòng)漫技術(shù)與教學(xué)內(nèi)容相結(jié)合的研究同樣不多，已有相關(guān)學(xué)術(shù)研究一是集中于動(dòng)畫片對(duì)兒童發(fā)展的影響，如有研究者認(rèn)為動(dòng)畫片能激勵(lì)孩子編故事，去幻想，對(duì)豐富想象力有一定幫助（美國學(xué)者戴維?劉易斯）。還有美國的教育心理學(xué)家波斯納總結(jié)出動(dòng)畫對(duì)孩子的語言發(fā)展、智力發(fā)展、行為習(xí)慣形成、心理素質(zhì)提高等方面都有重要影響，家長要選擇適宜的動(dòng)畫片去幫助正確引導(dǎo)孩子，規(guī)避動(dòng)畫片對(duì)孩子健康成長的不良影響，以促進(jìn)孩子的健康教育；二是關(guān)于多樣化教學(xué)方法豐富教學(xué)形式的研究。有研究者認(rèn)為創(chuàng)新教學(xué)手段，改進(jìn)教學(xué)方法，運(yùn)用現(xiàn)代化媒體技術(shù)是創(chuàng)新教學(xué)的重要途徑，如日本有少數(shù)兒童教學(xué)集團(tuán)利用直觀教材和媒體教學(xué)設(shè)備營造真實(shí)的感受氛圍進(jìn)行教學(xué)，增強(qiáng)視聽效果，從而優(yōu)化課堂教學(xué)，這是教學(xué)形式創(chuàng)新有效實(shí)踐的嘗試（姚艷梅，2007）。正因?yàn)閿?shù)字動(dòng)漫技術(shù)影片對(duì)人的影響之大，把教學(xué)內(nèi)容結(jié)合于媒體技術(shù)影片形式中，如此一來正確價(jià)值理念、科學(xué)文化知識(shí)甚至對(duì)語言文字的學(xué)習(xí)都能更容易的被學(xué)習(xí)者所欣然接受，并且深刻記憶。

二、數(shù)字動(dòng)漫技術(shù)在教學(xué)輔助中的應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)

傳統(tǒng)教學(xué)主要倚重語言和文字教學(xué)形式以及簡(jiǎn)單圖文的教學(xué)材料，使學(xué)生在相對(duì)生硬的學(xué)習(xí)氣氛中難以更有效地吸收和接納知識(shí)和信息，通過數(shù)字動(dòng)漫技術(shù)的教學(xué)輔助來實(shí)現(xiàn)動(dòng)漫化教學(xué)材料應(yīng)用于學(xué)校教育、家庭教育及社會(huì)教育中，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教學(xué)形式上缺乏生趣活潑的不足，使學(xué)習(xí)者能更輕松、快樂、深刻地接受和記憶新的知識(shí)。

隨著教育教學(xué)的深化改革及“十二五”規(guī)劃對(duì)教育形式的創(chuàng)新要求，建立更完善和豐富的數(shù)字動(dòng)漫技術(shù)教學(xué)輔助機(jī)制是勢(shì)在必行。數(shù)字化媒體動(dòng)漫技術(shù)的開發(fā)運(yùn)用是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和藝術(shù)設(shè)計(jì)文化的最新成就，是數(shù)字化時(shí)展的必然趨勢(shì)，它改變著人們傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)方式和娛樂方式，已經(jīng)廣泛應(yīng)用到社會(huì)生活的各個(gè)方面。數(shù)字動(dòng)漫技術(shù)與教學(xué)內(nèi)容結(jié)合的教學(xué)輔助模式具有極其重要應(yīng)用價(jià)值，它也正逐漸受到更多研究人員的關(guān)注，成為值得深挖和探究的主題。

結(jié)語

研究將靜態(tài)教學(xué)素材向動(dòng)態(tài)形式轉(zhuǎn)化的教學(xué)創(chuàng)新策略，將各類文化知識(shí)、道德標(biāo)準(zhǔn)以及故事傳記等從靜態(tài)教材轉(zhuǎn)化為動(dòng)畫系列，析出更適應(yīng)與我國數(shù)字動(dòng)漫技術(shù)互動(dòng)的結(jié)合點(diǎn)，探尋其具體的實(shí)現(xiàn)方式，構(gòu)建生動(dòng)活潑的數(shù)字動(dòng)漫技術(shù)教學(xué)輔助模型，深入研究多種數(shù)字動(dòng)漫技術(shù)表現(xiàn)形式的優(yōu)點(diǎn)和受眾心理，完善數(shù)字動(dòng)漫技術(shù)教學(xué)輔助的內(nèi)容和方式，提高教學(xué)質(zhì)量。

使用數(shù)字化媒體動(dòng)漫技術(shù)應(yīng)用于教育教學(xué)中，使教學(xué)手段與時(shí)俱進(jìn)，是動(dòng)漫技術(shù)應(yīng)用于新領(lǐng)域的嘗試。用數(shù)字動(dòng)漫技術(shù)動(dòng)態(tài)影片取代靜態(tài)教材，更是創(chuàng)新我國教育模式、教學(xué)機(jī)制跨出的一大步。（作者單位：湖南師范大學(xué)美術(shù)學(xué)院）

參考文獻(xiàn)

數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用范文第5篇

關(guān)鍵詞：基本概況及簡(jiǎn)要發(fā)展 ，常用方法， 實(shí)際應(yīng)用 ，未來發(fā)展

Abstract: the digital image processing is to point to will image signal converted into digital signals and use the computer to the treatment of the process. Image processing first appeared in the 1950 s, when the electronic computer has developed to a certain level, people began to use computers to graphics processing and image information. Digital image processing as a subject about formed in the early 1960 s. The purpose of the early image processing is to improve the quality of the image, it with artificial object, to improve the visual result of the person for the purpose. The image processing, the input is the image quality is low, the output is to improve the quality of the images, common image processing method has image enhancement, recovery, coding, compression, etc. Nowadays, digital image processing is and the various aspects of society closely linked, inseparable. Let us know the digital image processing technology.

Keywords: basic situation and brief development, commonly used method, the practical application, the future development

中圖分類號(hào)：TU74文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

一、數(shù)字圖像處理的基本概況及簡(jiǎn)要發(fā)展

數(shù)字圖像處理，即Digital Image Processing，是通過計(jì)算機(jī)對(duì)圖像進(jìn)行去除噪聲、增強(qiáng)、復(fù)原、分割、提取特征等處理的方法和技術(shù)。數(shù)字圖像處理的產(chǎn)生和迅速發(fā)展主要受三個(gè)因素的影響：一是計(jì)算機(jī)的發(fā)展；二是數(shù)學(xué)的發(fā)展（特別是離散數(shù)學(xué)理論的創(chuàng)立和完善）；三是廣泛的農(nóng)牧業(yè)、林業(yè)、環(huán)境、軍事、工業(yè)和醫(yī)學(xué)等方面的應(yīng)用需求的增長。20世紀(jì)20年代，圖像處理首次應(yīng)用于改善倫敦和紐約之間海底電纜發(fā)送的圖片質(zhì)量。到20世紀(jì)50年代，數(shù)字計(jì)算機(jī)發(fā)展到一定的水平后，數(shù)字圖像處理才真正引起人們的興趣。1964年美國噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室用計(jì)算機(jī)對(duì)“徘徊者七號(hào)”太空船發(fā)回的大批月球照片進(jìn)行處理，收到明顯的效果。20世紀(jì)60年代末，數(shù)字圖像處理具備了比較完整的體系,形成了一門新興的學(xué)科。20世紀(jì)70年代，數(shù)字圖像處理技術(shù)得到迅猛的發(fā)展，理論和方法進(jìn)一步完善，應(yīng)用范圍更加廣泛。在這一時(shí)期，圖像處理主要和模式識(shí)別及圖像理解系統(tǒng)的研究相聯(lián)系，如文字識(shí)別、醫(yī)學(xué)圖像處理、遙感圖像的處理等。20世紀(jì)70年代后期到現(xiàn)在，各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?shù)字圖像處理提出越來越高的要求，促進(jìn)了這門學(xué)科向更高級(jí)的方向發(fā)展。特別是在景物理解和計(jì)算機(jī)視覺（即機(jī)器視覺）方面，圖像處理已由二維處理發(fā)展到三維理解或解釋。近年來，隨著計(jì)算機(jī)和其它各有關(guān)領(lǐng)域的迅速發(fā)展，例如在圖像表現(xiàn)、科學(xué)計(jì)算可視化、多媒體計(jì)算技術(shù)等方面的發(fā)展，數(shù)字圖像處理已從一個(gè)專門的研究領(lǐng)域變成了科學(xué)研究和人機(jī)界面中的一種普遍應(yīng)用的工具。圖像處理工具箱提供一套全方位的參照標(biāo)準(zhǔn)算法和圖形工具，用于進(jìn)行圖像處理、分析、可視化和算法開發(fā)?？捎闷鋵?duì)有噪圖像或退化圖像進(jìn)行去噪或還原、增強(qiáng)圖像以獲得更高清晰度、提取特征、分析形狀和紋理以及對(duì)兩個(gè)圖像進(jìn)行匹配。工具箱中大部分函數(shù)均以開放式MATLAB語言編寫。這意味著可以檢查算法、修改源代碼和創(chuàng)建自定義函數(shù)。圖像處理工具箱在生物測(cè)定學(xué)、遙感、監(jiān)控、基因表達(dá)、顯微鏡技術(shù)、半導(dǎo)體測(cè)試、圖像傳感器設(shè)計(jì)、顏色科學(xué)及材料科學(xué)等領(lǐng)域?yàn)楣こ處熀涂茖W(xué)家提供支持。它也促進(jìn)了圖像處理技術(shù)的教學(xué)。

二、數(shù)字圖像處理常用方法1、圖像變換：由于圖像陣列很大，直接在空間域中進(jìn)行處理，涉及計(jì)算量很大。因此，往往采用各種圖像變換的方法，如傅立葉變換、沃爾什變換、離散余弦變換等間接處理技術(shù)，將空間域的處理轉(zhuǎn)換為變換域處理，不僅可減少計(jì)算量，而且可獲得更有效的處理（如傅立葉變換可在頻域中進(jìn)行數(shù)字濾波處理）。目前新興研究的小波變換在時(shí)域和頻域中都具有良好的局部化特性，它在圖像處理中也有著廣泛而有效的應(yīng)用。2、圖像編碼壓縮：圖像編碼壓縮技術(shù)可減少描述圖像的數(shù)據(jù)量（即比特?cái)?shù)），以便節(jié)省圖像傳輸、處理時(shí)間和減少所占用的存儲(chǔ)器容量。壓縮可以在不失真的前提下獲得，也可以在允許的失真條件下進(jìn)行。編碼是壓縮技術(shù)中最重要的方法，它在圖像處理技術(shù)中是發(fā)展最早且比較成熟的技術(shù)。3、圖像增強(qiáng)和復(fù)原：圖像增強(qiáng)和復(fù)原的目的是為了提高圖像的質(zhì)量，如去除噪聲，提高圖像的清晰度等。圖像增強(qiáng)不考慮圖像降質(zhì)的原因，突出圖像中所感興趣的部分。如強(qiáng)化圖像高頻分量，可使圖像中物體輪廓清晰，細(xì)節(jié)明顯；如強(qiáng)化低頻分量可減少圖像中噪聲影響。圖像復(fù)原要求對(duì)圖像降質(zhì)的原因有一定的了解，一般講應(yīng)根據(jù)降質(zhì)過程建立“降質(zhì)模型”，再采用某種濾波方法，恢復(fù)或重建原來的圖像。4、圖像分割：圖像分割是數(shù)字圖像處理中的關(guān)鍵技術(shù)之一。圖像分割是將圖像中有意義的特征部分提取出來，其有意義的特征有圖像中的邊緣、區(qū)域等，這是進(jìn)一步進(jìn)行圖像識(shí)別、分析和理解的基礎(chǔ)。雖然目前已研究出不少邊緣提取、區(qū)域分割的方法，但還沒有一種普遍適用于各種圖像的有效方法。因此，對(duì)圖像分割的研究還在不斷深入之中，是目前圖像處理中研究的熱點(diǎn)之一。5、圖像描述：圖像描述是圖像識(shí)別和理解的必要前提。作為最簡(jiǎn)單的二值圖像可采用其幾何特性描述物體的特性，一般圖像的描述方法采用二維形狀描述，它有邊界描述和區(qū)域描述兩類方法。對(duì)于特殊的紋理圖像可采用二維紋理特征描述。隨著圖像處理研究的深入發(fā)展，已經(jīng)開始進(jìn)行三維物體描述的研究，提出了體積描述、表面描述、廣義圓柱體描述等方法。

圖像分類（識(shí)別）：圖像分類（識(shí)別）屬于模式識(shí)別的范疇，其主要內(nèi)容是圖像經(jīng)過某些預(yù)處理（增強(qiáng)、復(fù)原、壓縮）后，進(jìn)行圖像分割和特征提取，從而進(jìn)行判決分類。圖像分類常采用經(jīng)典的模式識(shí)別方法，有統(tǒng)計(jì)模式分類和句法（結(jié)構(gòu)）模式分類，近年來新發(fā)展起來的模糊模式識(shí)別和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模式分類在圖像識(shí)別中也越來越受到重視。

三、數(shù)字圖像處理在生活中的實(shí)際應(yīng)用

圖像是人類獲取和交換信息的主要來源，因此，圖像處理的應(yīng)用領(lǐng)域必然涉及到人類生活和工作的方方面面。隨著人類活動(dòng)范圍的不斷擴(kuò)大，圖像處理的應(yīng)用領(lǐng)域也將隨之不斷擴(kuò)大。

1、航天和航空技術(shù)方面的應(yīng)用數(shù)字圖像處理技術(shù)在航天和航空技術(shù)方面的應(yīng)用，除了上面介紹的JPL對(duì)月球、火星照片的處理之外，另一方面的應(yīng)用是在飛機(jī)遙感和衛(wèi)星遙感技術(shù)中。許多國家每天派出很多偵察飛機(jī)對(duì)地球上有興趣的地區(qū)進(jìn)行大量的空中攝影。對(duì)由此得來的照片進(jìn)行處理分析，以前需要雇用幾千人，而現(xiàn)在改用配備有高級(jí)計(jì)算機(jī)的圖像處理系統(tǒng)來判讀分析，既節(jié)省人力，又加快了速度，還可以從照片中提取人工所不能發(fā)現(xiàn)的大量有用情報(bào)。這些圖像無論是在成像、存儲(chǔ)、傳輸過程中，還是在判讀分析中，都必須采用很多數(shù)字圖像處理方法?，F(xiàn)在世界各國都在利用陸地衛(wèi)星所獲取的圖像進(jìn)行資源調(diào)查（如森林調(diào)查、海洋泥沙和漁業(yè)調(diào)查、水資源調(diào)查等），災(zāi)害檢測(cè)（如病蟲害檢測(cè)、水火檢測(cè)、環(huán)境污染檢測(cè)等），資源勘察（如石油勘查、礦產(chǎn)量探測(cè)、大型工程地理位置勘探分析等），農(nóng)業(yè)規(guī)劃（如土壤營養(yǎng)、水份和農(nóng)作物生長、產(chǎn)量的估算等），城市規(guī)劃（如地質(zhì)結(jié)構(gòu)、水源及環(huán)境分析等）。我國也陸續(xù)開展了以上諸方面的一些實(shí)際應(yīng)用，并獲得了良好的效果。在氣象預(yù)報(bào)和對(duì)太空其它星球研究方面，數(shù)字圖像處理技術(shù)也發(fā)揮了相當(dāng)大的作用。

2、生物醫(yī)學(xué)工程方面的應(yīng)用數(shù)字圖像處理在生物醫(yī)學(xué)工程方面的應(yīng)用十分廣泛，而且很有成效。除了上面介紹的CT技術(shù)之外，還有一類是對(duì)醫(yī)用顯微圖像的處理分析，如紅細(xì)胞、白細(xì)胞分類，染色體分析，癌細(xì)胞識(shí)別等。此外，在X光肺部圖像增晰、超聲波圖像處理、心電圖分析、立體定向放射治療等醫(yī)學(xué)診斷方面都廣泛地應(yīng)用圖像處理技術(shù)。

3、通信工程方面的應(yīng)用當(dāng)前通信的主要發(fā)展方向是聲音、文字、圖像和數(shù)據(jù)結(jié)合的多媒體通信。具體地講是將電話、電視和計(jì)算機(jī)以三網(wǎng)合一的方式在數(shù)字通信網(wǎng)上傳輸。其中以圖像通信最為復(fù)雜和困難，因圖像的數(shù)據(jù)量十分巨大，如傳送彩色電視信號(hào)的速率達(dá)100Mbit/s以上。要將這樣高速率的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送出去，必須采用編碼技術(shù)來壓縮信息的比特量。在一定意義上講，編碼壓縮是這些技術(shù)成敗的關(guān)鍵。除了已應(yīng)用較廣泛的熵編碼、DPCM編碼、變換編碼外，目前國內(nèi)外正在大力開發(fā)研究新的編碼方法，如分行編碼、自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)編碼、小波變換圖像壓縮編碼等。

4、工業(yè)和工程方面的應(yīng)用在工業(yè)和工程領(lǐng)域中圖像處理技術(shù)有著廣泛的應(yīng)用，如自動(dòng)裝配線中檢測(cè)零件的質(zhì)量、并對(duì)零件進(jìn)行分類，印刷電路板疵病檢查，彈性力學(xué)照片的應(yīng)力分析，流體力學(xué)圖片的阻力和升力分析，郵政信件的自動(dòng)分揀，在一些有毒、放射性環(huán)境內(nèi)識(shí)別工件及物體的形狀和排列狀態(tài)，先進(jìn)的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)中采用工業(yè)視覺等等。其中值得一提的是研制具備視覺、聽覺和觸覺功能的智能機(jī)器人，將會(huì)給工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來新的激勵(lì)，目前已在工業(yè)生產(chǎn)中的噴漆、焊接、裝配中得到有效的利用。

5、軍事公安方面的應(yīng)用在軍事方面圖像處理和識(shí)別主要用于導(dǎo)彈的精確末制導(dǎo)，各種偵察照片的判讀，具有圖像傳輸、存儲(chǔ)和顯示的軍事自動(dòng)化指揮系統(tǒng)，飛機(jī)、坦克和軍艦?zāi)M訓(xùn)練系統(tǒng)等；公安業(yè)務(wù)圖片的判讀分析，指紋識(shí)別，人臉鑒別，不完整圖片的復(fù)原，以及交通監(jiān)控、事故分析等。目前已投入運(yùn)行的高速公路不停車自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)中的車輛和車牌的自動(dòng)識(shí)別都是圖像處理技術(shù)成功應(yīng)用的例子。

6、文化藝術(shù)方面的應(yīng)用目前這類應(yīng)用有電視畫面的數(shù)字編輯，動(dòng)畫的制作，電子圖像游戲，紡織工藝品設(shè)計(jì)，服裝設(shè)計(jì)與制作，發(fā)型設(shè)計(jì)，文物資料照片的復(fù)制和修復(fù)，運(yùn)動(dòng)員動(dòng)作分析和評(píng)分等等，現(xiàn)在已逐漸形成一門新的藝術(shù)--計(jì)算機(jī)美術(shù)。

7、機(jī)器人視覺:機(jī)器視覺作為智能機(jī)器人的重要感覺器官,主要進(jìn)行三維景物理解和識(shí)別,是目前處于研究之中的開放課題。機(jī)器視覺主要用于軍事偵察、危險(xiǎn)環(huán)境的自主機(jī)器人,郵政、醫(yī)院和家庭服務(wù)的智能機(jī)器人,裝配線工件識(shí)別、定位,太空機(jī)器人的自動(dòng)操作等。

8、視頻和多媒體系統(tǒng):目前,電視制作系統(tǒng)廣泛使用的圖像處理、變換、合成,多媒體系統(tǒng)中靜止圖像和動(dòng)態(tài)圖像的采集、壓縮、處理、存貯和傳輸?shù)取?/p>

9、科學(xué)可視化:圖像處理和圖形學(xué)緊密結(jié)合,形成了科學(xué)研究各個(gè)領(lǐng)域新型的研究工具。

10、電子商務(wù):在當(dāng)前呼聲甚高的電子商務(wù)中,圖像處理技術(shù)也大有可為,如身份認(rèn)證、產(chǎn)品防偽、水印技術(shù)等。

四、數(shù)字圖像處理未來發(fā)展

自20世紀(jì)60年代第三代數(shù)字計(jì)算機(jī)問世以后，數(shù)字圖像處理技術(shù)出現(xiàn)了空前的發(fā)展，在該領(lǐng)域中需要進(jìn)一步研究的問題主要有如下五個(gè)方面：1、在進(jìn)一步提高精度的同時(shí)著重解決處理速度問題；

2、加強(qiáng)軟件研究，開發(fā)新的處理方法，特別要注意移植和借鑒其他學(xué)科的技術(shù)和研究成果，創(chuàng)造新的處理方法；

3、加強(qiáng)邊緣學(xué)科的研究工作，促進(jìn)圖像處理技術(shù)的發(fā)展；

4、加強(qiáng)理論研究，逐步形成處理科學(xué)自身的理論體系；

5、時(shí)刻注意圖像處理領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化問題。

五、直方圖規(guī)定化原理和算法

在直方圖規(guī)定化的過程中, 正確地選擇規(guī)定化的函數(shù)有可能獲得比直方圖均衡化更好的效果, 一般分為三個(gè)步驟:

（1）如同均衡化方法中，對(duì)原始圖的直方圖進(jìn)行灰度均衡化：

………………………………………（1）

（2）規(guī)定需要的直方圖，并計(jì)算能使規(guī)定的直方圖均衡化的變換：

…………………………………………（2）

（3）將第1個(gè)步驟得到的變換反轉(zhuǎn)過來，即將原始直方圖對(duì)應(yīng)映射到規(guī)定的直方圖，也就是將所有的對(duì)應(yīng)到去。因?yàn)樵谟成溥^程中有取整誤差的影響, 所以采用什么樣的映射規(guī)則在離散空間中很重要。常用的兩種方法為單映射規(guī)則( single mapping law, SML) 和組映射規(guī)則(group mapping law,GML)。

單映射規(guī)則( single mapping law, SML) : 是從小到大依次找到能使式（3）最小的k和l,

………………………………………………（3）

然后將對(duì)應(yīng)到去, 由于這里每個(gè)是分別對(duì)應(yīng)過的, 故這種方法簡(jiǎn)單直觀, 但有時(shí)會(huì)有較大的取整誤。

組映射規(guī)則(group mapping law, GML): 設(shè)有一個(gè)整數(shù)函數(shù)，, 滿足: , 確定使式（4）達(dá)到最小的。

………………………………………………（4）

這時(shí), 如果, 則將其從到的都對(duì)應(yīng)到去;如果, 則將其從 到都對(duì)應(yīng)到去[5]。

我們采用MATLAB進(jìn)行仿真運(yùn)算，具體實(shí)現(xiàn)的MATLAB算法的流程圖為：

圖1SML算法流程圖圖2GML算法流程圖

六、 仿真效果對(duì)比

設(shè)有一幅64×64，8比特灰度圖像，其直方圖見圖3所示，圖4為希望變換得到的規(guī)定直方圖。我們采用MATLAB進(jìn)行仿真，按照單映射（SML）和組映射(GML)規(guī)則分別進(jìn)行計(jì)算，可以得到在這兩種映射規(guī)則下的直方圖分布，仿真運(yùn)算結(jié)果見圖5圖6所示。

圖3 原始直方圖 圖4 規(guī)定直方圖

圖5 SML規(guī)定化后的直方圖 圖6 GML規(guī)定化后的直方圖

七、 結(jié)論

對(duì)比圖5和圖6表明，本文實(shí)現(xiàn)的GML算法可以改進(jìn)在以往的直方圖規(guī)定化算法中出現(xiàn)的規(guī)定化后的圖像的灰度級(jí)不能與規(guī)定直方圖的灰度級(jí)相似的問題。同時(shí)我們可以看出，SML映射規(guī)則是一種有偏的映射規(guī)則，因?yàn)橐恍?duì)應(yīng)灰度級(jí)被有偏的映射到接近計(jì)算開始的灰度級(jí)，而GML映射規(guī)則是統(tǒng)計(jì)無偏的。

量化的比較可借助映射產(chǎn)生的誤差來進(jìn)行，這個(gè)誤差可用對(duì)應(yīng)映射間數(shù)值的差值（取絕對(duì)值）的和來表示，和的數(shù)值越小，映射效果越好。以圖5圖6 的數(shù)據(jù)為例，對(duì)單映射來說，這個(gè)和為：；而對(duì)組映射來說，這個(gè)和為：。組映射所產(chǎn)生的誤差小于單映射所產(chǎn)生的誤差。

八、 參考文獻(xiàn)

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