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導語：在壓縮技術論文的撰寫旅程中，學習并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優秀范文，愿這些內容能夠啟發您的創作靈感，引領您探索更多的創作可能。
關鍵詞： H.264標準；視頻壓縮；視頻編碼
0 引言
以數字視頻的采集、壓縮、處理為核心的現代視頻監控技術，采用先進圖像處理芯片對視頻進行壓縮處理，把智能圖像處理技術用于圖像顯示、監控成為嵌入式視頻監控系統的重點研究方向[1]。無論是MPEG1、MPEG2或者是MPEG4、H.263都已經無法滿足運動圖像壓縮的要求，這時新一代的H.264標準便被制定，H.264作為新一代的編碼方式，有效提升了視頻壓縮率，僅需原先的一半帶寬即可播放相同質量的視頻，而且視頻編碼的碼率更加靈活，架構主要包括，幀內預測、幀間預測、轉換、量化、去區塊濾波器、熵編碼等模塊，下面將研究H.264視頻編碼的關鍵技術及其應用前景。[2]
1 H.264壓縮標準
H.264是兩個組織專家ITU-T和ISO為多媒體傳輸設計的數字視頻編碼標準[3]，全稱是MPEG-4AVC，翻譯成中文意思是“活動圖像專家組-4的高等視頻編碼”，或稱為MPEG-4Part10。各種分辨率的視頻圖像格式都可以被H.264視頻編碼標準支持，包括sub-QCIF、QCIF、CIF、4CIF、16CIF等[4]。H.264是一種視頻壓縮標準，同時也是一種被廣泛使用的高精度視頻的錄制、壓縮和格式。H.264比其他編碼標準有著更高的視頻質量和更低的碼率，被廣泛用于網絡流媒體數據、各種高清晰度電視陸地廣播以及衛星電視廣播等領域。H.264的特點是能低碼率、高清晰持續提供較高的視頻質量，能大大加強圖像的編碼效率和改善圖像數據在網絡中的傳輸效率。[1]，使網絡更加靈活、適應性更強，最大的好處就是節約了成本，彌補了技術差距，讓存儲與視頻管理變得更高效。
2 H.264編碼器的結構和特點
H.264只是規定了輸入碼流的格式及編碼之后輸出比特流的句法結構，其標準的編碼思路是混合編碼模式，以幀間和幀內預測來清除空間和時間的冗余分量，用變換和量化編碼來清除頻域冗余分量。H.264視頻編碼在一定情況下提高了視頻壓縮編碼性，其視頻解碼與編碼實現的過程相反，依據幀內編碼進行逆量化，反變換，重構幀，最后經塊濾波器平滑濾波后得到重建圖像，[1]H.264編碼器的功能組成框圖如1。
3 H.264編碼器關鍵環節分析
3.1 幀內預測 比起H.263，H.264提供了更多不同的工具來降低碼率，以編碼單位來說，h.264中每個宏塊（macroblock/mb）大小都是固定的16×16像素，能夠實現高分辨率視頻的壓縮，對于幀間編碼來說，它允許變換塊的大小根據運動補償塊的大小進行自適應的調整；對于幀內編碼來說，它允許變換塊的大小根據幀內預測殘差的特性進行自適應的調整。
3.2 幀間預測 H.264標準與早期標準不同之處在于，它所使用的是塊結構運動補償，運算精度精確到1/4像素點上。[8]不僅如此，H.264標準還使用了多幀預測的方法，能夠明顯改善預測增益。[5]
3.3 整數變換與量化 H.264中整型變換與之前的MPEG系列標準所采用的DCT變換都有區別：
①它是整形變換（所有的操作都為整數運算，不存在解碼精度損失）。②用整數算術變換可以確保編解碼之間實現零失配。③變換的核心運算部分只用到加法和移位運算，不需要乘除運算。④到量化器的縮放乘積因子為整數，減少了乘積因子的數據位數。[4]量化的目的是減小信號的值域，以更少的比特來表示信號，從而達到減少數據量的目的。H.264中量化的步長總共有52種，其按照12.5%遞增，并且變換系數的讀取有雙掃描和之字形兩種方式。
3.4 熵編碼 熵編碼是對數據的冗余信息進行壓縮的方法，變長編碼和Huffman編碼相結合進行，以較短的字長表示出現概率較大的數據，較長的字長表示出現概率較小的數據來達到降低數據量的目的。
CAVLC是一種變長編碼。先對變換系數進行zig-zag掃描。用行程碼（L，V）表示掃描以后的數據，V代表數值，L代表該數出現的次數。因為視頻塊在整形變換和量化后，大部分變換系數成為0，只有很少的數據在低頻部分，用行程數L代表連續出現的0的個數，V代表0串后挨著的非零值，接著對L和V分別采用Huffman編碼進一步壓縮，有不同的碼表可以查詢亮度塊和色度塊。行程編碼大大降低了編碼的碼字字長。CABAC是一種二進制算術編碼，其通過構建模型來預測當前的視頻信號。相對于CAVLC編碼，CABAC的編碼效率更高，更節省碼率。[4]
3.5 碼率控制 H.264視頻編碼標準雖然對于編碼器的結構實現模式沒有具體的規定，但編碼器實現的核心問題要解決編碼器的結構、相應的視頻編碼如何控制。H.264編碼器采用基于拉各朗日Lagrangian優化算法的率失真優化模型實現視頻編碼的控制，其實現方法簡單而且效率高。[5]
H.264編碼標準由于以上關鍵技術的支持，獲得了較高性能編碼，但編碼器復雜度增加，約為MPEG2的4倍，MPEG4的2倍。其高復雜度原因有兩個方面，一是編碼選項復雜，二是計算量高。具體內容有宏塊的劃分及搜索模式的組合的選取、高精度亞像素運動補償和多參考頓預測，H.264更細化，更精確的數據壓縮導致了計算量高。[6]
4 應用前景
H.264作為一種具有高效壓縮性能的視頻壓縮編碼技術，其在制定的過程中就充分參考和吸收了H系列和MPEG系列的優秀研究成果，修改或重新制定了其中不合理的部分，使其有很好的壓縮性能。H.264能夠比H.263和MPEG-4大約省去50%的碼率。[7]H.264的高效的視頻壓縮能力和優異的網絡適應性，為視頻數據傳輸的可靠性提供了保障，其可廣泛應用于數字攝像、英特網、數字視頻錄像、DVD及電視廣播等領域的圖像壓縮。
5 結束語
網絡視頻監控系統要達到良好的監控效果，僅提高攝像頭的分辨率是不行的，只有通過改善數字視頻的壓縮技術，降低視頻傳輸的誤碼率，提高視頻的質量，才能推動網絡視頻走向智能化。[1]H.264標準的推出是視頻編碼標準的一次重要的進步，盡管其算法復雜，但是能夠大幅度提高編碼效率，使得應用范圍更加的廣泛。
參考文獻：
[1]李紅京.基于H.264視頻壓縮技術的網絡視頻傳輸系統設計[J].河北工業科技，2011，28（4）：236-239.
[2]齊淋淋，向健勇，唐巍.H.264視頻壓縮關鍵技術及其應用前景[J].電子科技，2005（10）13-16.
[3]黨曉軍，尹俊文.基于H264的嵌入式視頻監控系統研究[J].計算機技術與應用進展，2008：407-412.
[4]劉繼紅，孫海龍，屈鵬.TD-MBMS中H.264視頻壓縮的實現過程[J].信息通信，2008，4：14-16.
[5]牛建民.H.264視頻壓縮算法應用研究[M].同濟大學工程碩士學位論文，2007，5.
[6]蔣文倩.基于H.264視頻采集與無線傳輸系統的設計與實現[M].武漢理工大學碩士學位論文，2013，3.
論文摘 要 智能交通系統 （ITS） 是集成于信息技術、傳輸技術、電子技術、及計算機處理技術等多種類電子工程技術，而建立起的實時、高效、準確的綜合運輸和管理體系。其中，數據壓縮和數據融合技術使得ITS技術更具有現實意義。本文基于智能交通系統中信息的特征，探討了數據壓縮和數據融合技術涉及的關鍵技術及要求，分析了技術應用及現實突破。
1 ITS信息及特征分析
1.1 智能交通信息（ITS）
交通系統由包括4個基本要素：人（交通出行者、駕駛員和管理者）、物（貨物）、各類交通工具和相應的交通設施構成。交通信息是指所有與交通系統的四大要素相關聯的信息，是ATMS的關鍵基礎。面向ATMS的基礎交通信息主要是指與交通運行狀態和交通管理有關的交通信息，是交通信息中最直接、最基礎的信息。基礎交通信息包括基礎交通地理信息、交通實時狀態信息、交通控制和管理信息、交通政策法規信息、公共交通信息。
1.2 基礎交通信息的屬性特征
基礎交通信息是一種在大范圍內、全方位發揮作用的，實時、準確、高效的綜合運輸和管理系統，其應具有以下一些基本屬性特征：1）準確性；2）及時性；3）共享性；4）信息的采集具有實時性和動態性；5）具有海量信息特征；6）增值性。
2 數據壓縮處理技術
交通信息一方面時采集到的信息煩雜多樣，要想利用這些不同類別的信息，需采用不同的處理方法；另一方面，交通信息的一個顯著特征是它的空間性和隨機性，因此對它的研究分析需要建立在廣泛統計的基礎上，應用各類信息處理技術和統計分析方法來探索它的規律性。
所謂多媒體技術就是能對多種載體（媒體）上的信息和多種存儲（媒質）上的信息進行處理的技術，特點主要表現在它的綜合性和交互性。交通信息是屬于多媒體信息范疇。若要實時的綜合處理聲音、圖像、視頻、文字等多媒體信息，其數據量是非常大的。要傳輸或存儲這樣大的數據量是非常困難的，必須對其進行壓縮編碼，在滿足實際需要的前提下，盡量減少要傳輸或存儲的數據量。
數據壓縮主要依靠信源編碼技術。一般的，圖像壓縮技術可分為兩大類：無損壓縮和有損壓縮技術。在多媒體應用中常用的壓縮方法有PCM（脈沖編碼調制）、預測編碼、變換編碼、插值和外推法、統計編碼、矢量量化和子帶編碼等；混合編碼是近年來廣泛采用的方法。新一代的數據壓縮方法，如基于模型的壓縮方法、分形壓縮和小波變換方法等也已經接近實用化水平。
3 信息融合技術
信息融合技術在單純數據采集融合（即一次融合）階段稱為數據融合，是研究多種信息的獲取、傳輸與處理的基本方法、技術、手段以及信息的表示、內在聯系和運動規律的一門技術。融合是指采集并集成各種信息源、多媒體和多格式信息，從而生成完整、準確、及時和有效的綜合信息，它比直接從各信息源得到的信息更簡潔、更少冗余、更有用途。
先進的交通管理系統（ATMS）是一個典型的多傳感器系統，信息融合技術給交通信息加工和處理提供了一種很好的方法，信息融合技術的最大優勢在于它能合理協調多源數據，充分綜合有用信息，提高在多變環境中正確決策的能力。
在信息融合領域使用的主要數學工具或方法有概率論、推理網絡、模糊理論和神經網絡等，其中使用較多的是概率論、模糊理論、推理網絡。當然，除了這幾種常用的方法之外，還有其他很多解決途徑。
3.1 概率論
在融合技術中最早應用的就是概率論。在一個公共空間根據概率或似然函數對輸入數據建模，在一定的先驗概率情況下，根據貝葉斯規則合并這些概率以獲得每個輸出假設的概率，這樣可以處理不確定性問題。貝葉斯方法的主要難點在于對概率分布的描述，特別是當數據是由低檔傳感器給出時，就顯得更為困難。另外，在進行計算的時候，常常簡單地假定信息源是獨立的，這個假設在大多數情況下非常受限制。卡爾曼濾波方法則根據早先估計和最新觀測，遞推地提供對觀測特性的估計。另外，概率論和模糊集理論的綜合應用給解決多源數據的融合問題提供了工具。
3.2 模糊理論
模糊集理論是基于分類的局部理論，因此，從產生起就有許多模糊分類技術得以發展。隸屬函數可以表達詞語的意思，這在數字表達和符號表達之間建立了一個便利的交互接口。在信息融合的應用中主要是通過與特征相連的規則對專家知識進行建模。另外，可以采用模糊理論來對數字化信息進行嚴格地、折衷或是寬松地建模。模糊理論的另一個方面是可以處理非精確描述問題，還能夠自適應地歸并信息。對估計過程的模糊拓展可以解決信息或決策沖突問題，應用于傳感器融合、專家意見綜合以及數據庫融合，特別是在信息很少，又只是定性信息的情況下效果較好。
3.3 推理網絡
推理網絡的構建和應用有著很長的歷史，可以追溯到1913年由一位名叫John H W ig-more的美國學者所做的研究工作。近來，許多對于分析復雜推理網絡的理論往往基于貝葉斯規則的推論，并且都被歸類于貝葉斯網絡。目前，大多數貝葉斯網絡的研究都包括了對于概率有效傳播的算法拓展，同時它在整個網絡中也充當了新證據的角色。同時貝葉斯網絡在許多A1任務里都己作為對于不確定推理的標準化有效方法。貝葉斯網絡的優點是簡潔、易于處理相關事件。缺點是不能區分不知道和不確定事件，并且要求處理的對象具有相關性。在實際運用中一般不知道先驗概率，當假定的先驗概率與實際相矛盾時，推理結果很差，特別是在處理多假設和多條件問題時顯得相當復雜。
參考文獻
[1]楊兆升.基礎交通信息融合技術及其應用[M].北京：中國鐵道出版社，2005．
[2]史其信，陸化普.中國 ITS 發展戰略構想[J].公路交通科技，1998，3．
關鍵詞:多媒體通信;IP;視頻會議
1前言
隨著多媒體計算機技術和通信技術的發展,產生了一種新的技術——多媒體通信技術,它是多媒體、通信、計算機和網絡等相互滲透和發展的產物,兼收了計算機的交互性、多媒體的復合性、通信的分布性以及電視的真實性等特點,具有明顯的優越性。目前,如何在IP網絡中更好、更快地實現視頻、音頻的傳送已成為當今的研究熱點之一。
2基于IP網絡構建視頻會議系統的技術要求
隨著IP網絡的速率越來越高,從窄帶走向寬帶,承載業務從非實時走向實時,IP技術已成為實現視頻、音頻、數據等綜合業務的最佳選擇。在IP網絡上建立視頻會議系統需要多種技術支持,是比較復雜、完整的多媒體應用系統。
2.1要有足夠高的帶寬
要傳送視頻,必須要有足夠的網絡帶寬,就像大車要有足夠寬的馬路才能通行一樣,否則,視頻數據無法通過網絡。以一幀1024×768像素的圖像為例,如果用12bit表示每個像素,則共需要9.4Mb,如果按照25幀/秒的傳輸速率,則1秒內需要傳輸的數據量就是235Mb。在現有的網絡條件下,傳輸這么大的數據是無法接受的。
2.2要有好的壓縮技術
只有采用高壓縮比的壓縮算法,有效地降低數據量,才能使視頻、音頻數據在IP網上傳輸成為可能。例如:在H.323會議系統中,圖像編碼主要采用H.261和H.263標準,支持CIF、QCIF的分辨率,而正在完善之中的H.264是比H.263和MPEG-IV壓縮比更高的標準,節約了50%的編碼率,而且對網絡傳輸具有更好的支持,可獲得HDTV、DVD的圖像質量。
2.3要有基于IP網絡的多播技術
多播是一種多地址廣播,發送與接收是一對多的關系。在傳輸過程中,發送端只需發送一次數據包,位于多播組內的各個用戶就可以共享這一數據包。在視頻會議系統應用中,將一個節點信號傳送到各個節點時,無論是重復采用點對點通信,還是采用廣播的方式,都會嚴重浪費網絡帶寬,而多播技術將數據傳送分布到網絡節點中,減少了網絡中的數據總量。
2.4要有相適應的傳輸協議
TCP、UDP協議均不能很好地支持視頻會議系統,這就需要與之相適應的協議,如RTP、RTCP、RSVP等。RTP運行在UDP之上,音頻、視頻等數據被封裝在RTP數據包中,每個RTP數據包被封裝在UDP包中,然后再封裝到IP包中進行傳輸。在底層網絡支持多播的情況下,RTP還可以使用多播向多個目的端點發送數據。RTCP是RTP的控制協議,負責反饋控制、檢測QoS和傳遞相關信息,對RTP的數據收發做相應調整,使之最大限度地利用網絡資源。2.5要提供服務質量保證
網絡服務質量是網絡與用戶之間以及網絡上互相通信的用戶之間關于信息傳輸與共享的質量約定。第一,在任何網絡中,時延總是存在的。視頻會議系統具有較高的實時性和可靠性要求,為了獲得各會場的真實的現場感,音頻、視頻的時延都要小于0.25s,最大時延抖動應小于10ms。其次,在視頻會議系統中,還要求唇音同步,只有達到時間上的同步,才能自然有效地表達關于會場的完整信息。第三,允許一定的丟包率。因為人的感知能力有限,在一個視頻會議系統中,個別分組丟失,人眼是感覺不到的,因此可以允許一定的傳輸誤碼,丟包率應控制在人能接受的范圍內。
3基于IP網絡構建視頻會議系統的協議
基于IP網絡構建視頻會議系統的標準主要有:H.323和SIP。
H.323沿用了傳統的電話信令模式,比較成熟,已經出現了很多產品,形成了比較成熟的應用體系和市場體系。SIP協議將音、視頻傳輸作為Internet上的一個應用,增加了信令和QoS要求,借鑒了其它Internet標準和協議的設計思想,遵循簡練、開放、兼容和可擴展等原則,比較簡單,但其推出時間不長,協議并不是很成熟,應用也不是很多。
4結束語
隨著網絡、多媒體、通信技術的飛速發展和性能的提升,基于IP網絡構建視頻會議系統技術會不斷被發展和完善,必將以其獨特的優勢廣泛應用到Internet、Extranet、Intranet上,為政府機關、商業集團、科研院所、醫療機構及普通個人等進行異地交流提供方便條件,成為工作、學習、生活中不可或缺的工具。
參考文獻
[1]張智江,張云勇,劉韻潔.SIP協議及其應用[M].北京:電子工業出版社,2006.
[2]沈鑫剡,等.多媒體傳輸網絡與VoIP系統設計[M].北京:人民郵電出版社,2005.
[3]er.InternetworkingWithTCP/IPVolI:Principles,Protocols,andArchitecturesFourthEdition[M].北京:電子工業出版社,2004.02.
關鍵詞：多媒體通信，IP，視頻會議
0.前言
隨著多媒體計算機技術和通信技術的發展,產生了一種新的技術----多媒體通信技術,它是多媒體、通信、計算機和網絡等相互滲透和發展的產物,兼收了計算機的交互性、多媒體的復合性、通信的分布性以及電視的真實性等特點,具有明顯的優越性。目前,如何在IP網絡中更好、更快地實現視頻、音頻的傳送已成為當今的研究熱點之一。
1.基于IP網絡構建視頻會議系統的技術要求
隨著IP網絡的速率越來越高,從窄帶走向寬帶,承載業務從非實時走向實時,IP技術已成為實現視頻、音頻、數據等綜合業務的最佳選擇。在IP網絡上建立視頻會議系統需要多種技術支持,是比較復雜、完整的多媒體應用系統。
1.1 要有足夠高的帶寬
要傳送視頻,必須要有足夠的網絡帶寬,就像大車要有足夠寬的馬路才能通行一樣,否則,視頻數據無法通過網絡。以一幀1024×768像素的圖像為例,如果用12bit表示每個像素,則共需要9.4Mb,如果按照25幀/秒的傳輸速率,則1秒內需要傳輸的數據量就是235Mb。在現有的網絡條件下,傳輸這么大的數據是無法接受的。
1.2 要有好的壓縮技術
只有采用高壓縮比的壓縮算法,有效地降低數據量,才能使視頻、音頻數據在IP網上傳輸成為可能。例如:在H.323會議系統中,圖像編碼主要采用H.261和H.263標準,支持CIF、QCIF的分辨率,而正在完善之中的H.264是比H.263和MPEG-IV壓縮比更高的標準,節約了50%的編碼率,而且對網絡傳輸具有更好的支持,可獲得HDTV、DVD的圖像質量。。
1.3 要有基于IP網絡的多播技術
多播是一種多地址廣播,發送與接收是一對多的關系。。在傳輸過程中,發送端只需發送一次數據包,位于多播組內的各個用戶就可以共享這一數據包。在視頻會議系統應用中,將一個節點信號傳送到各個節點時,無論是重復采用點對點通信,還是采用廣播的方式,都會嚴重浪費網絡帶寬,而多播技術將數據傳送分布到網絡節點中,減少了網絡中的數據總量。
1.4 要有相適應的傳輸協議
TCP、UDP協議均不能很好地支持視頻會議系統,這就需要與之相適應的協議,如RTP、RTCP、RSVP等。。RTP運行在UDP之上,音頻、視頻等數據被封裝在RTP數據包中,每個RTP數據包被封裝在UDP包中,然后再封裝到IP包中進行傳輸。在底層網絡支持多播的情況下,RTP還可以使用多播向多個目的端點發送數據。RTCP是RTP的控制協議,負責反饋控制、檢測QoS和傳遞相關信息,對RTP的數據收發做相應調整,使之最大限度地利用網絡資源。
1.5 要提供服務質量保證
網絡服務質量是網絡與用戶之間以及網絡上互相通信的用戶之間關于信息傳輸與共享的質量約定。第一,在任何網絡中,時延總是存在的。視頻會議系統具有較高的實時性和可靠性要求,為了獲得各會場的真實的現場感,音頻、視頻的時延都要小于0.25s,最大時延抖動應小于10ms。其次,在視頻會議系統中,還要求唇音同步,只有達到時間上的同步,才能自然有效地表達關于會場的完整信息。第三,允許一定的丟包率。因為人的感知能力有限,在一個視頻會議系統中,個別分組丟失,人眼是感覺不到的,因此可以允許一定的傳輸誤碼,丟包率應控制在人能接受的范圍內。
2.基于IP網絡構建視頻會議系統的協議
基于IP網絡構建視頻會議系統的標準主要有:H.323和SIP。
H.323沿用了傳統的電話信令模式,比較成熟,已經出現了很多產品,形成了比較成熟的應用體系和市場體系。SIP協議將音、視頻傳輸作為Internet上的一個應用,增加了信令和QoS要求,借鑒了其它Internet標準和協議的設計思想,遵循簡練、開放、兼容和可擴展等原則,比較簡單,但其推出時間不長,協議并不是很成熟,應用也不是很多。
3.結束語
隨著網絡、多媒體、通信技術的飛速發展和性能的提升,基于IP網絡構建視頻會議系統技術會不斷被發展和完善,必將以其獨特的優勢廣泛應用到Internet、Extranet、Intranet上,為政府機關、商業集團、科研院所、醫療機構及普通個人等進行異地交流提供方便條件,成為工作、學習、生活中不可或缺的工具。
參考文獻
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[4] 王軍.多媒體網絡傳輸的研究與實現[D].長沙:國防科技大學碩士論文,2002.
[5] ITU-T Recommendations H.323v5,Packed-based multimedia communications systems, 2003.
由於在現今資訊流通普遍的社會中，影像的需求量越來越大，影像的數位化是必然的趨勢。然而在數位化過的影像所占的資料量又相當龐大，在傳輸與處理上皆有所不便。將資料壓縮是最好的方法。如今有一新的模式，在壓縮率及還原度皆有不錯的表現，為其尚未有一標準的格式，故在應用上尚未普及。但在不久的未來，其潛力不可限量。而影像之於印刷有密不可分的關系。故以此篇文章介紹小波（WAVELET）轉換的歷史淵源。小波轉換的基礎原理。現今的發展對印刷業界的沖擊。影像壓縮的未來的發展。
壹、前言
由於科技日新月異，印刷已由傳統印刷走向數位印刷。在數位化的過程中，影像的資料一直有檔案過大的問題，占用記憶體過多，使資料在傳輸上、處理上都相當的費時，現今個人擁有TrueColor的視訊卡、24-bit的全彩印表機與掃描器已不再是天方夜譚了，而使用者對影像圖形的要求，不僅要色彩繁多、真實自然，更要搭配多媒體或動畫。但是相對的高畫質視覺享受，所要付出的代價是大量的儲存空間，使用者往往只能眼睜睜地看著體積龐大的圖檔占掉硬碟、磁帶和光碟片的空間；美麗的圖檔在親朋好友之間互通有無，是天經地義的事，但是用網路傳個640X480TrueColor圖形得花3分多鐘，常使人哈欠連連，大家不禁心生疑慮，難道圖檔不能壓縮得更小些嗎？如此報業在傳版時也可更快速。所以一種好的壓縮格式是不可或缺的，可以使影像所占的記憶體更小、更容易處理。但是目前市場上所用的壓縮模式，在壓縮的比率上并不理想，失去壓縮的意義。不然就是壓縮比例過大而造成影像失真，即使數學家與資訊理論學者日以繼夜，卯盡全力地為lossless編碼法找出更快速、更精彩的演算法，都無可避免一個尷尬的事實：壓縮率還是不夠好。再說用來印刷的話就造成影像模糊不清，或是影像出現鋸齒狀的現象。皆會造成印刷輸出的問題。影像壓縮技術是否真的窮途末路？請相信人類解決難題的潛力是無限的。既然舊有編碼法不夠管用，山不轉路轉，科學家便將注意力移轉到WAVELET轉換法，結果不但發現了滿意的解答，還開拓出一條光明的坦途。小波分析是近幾年來才發展出來的數學理論。小波分析，無論是作為數學理論的連續小波變換，還是作為分析工具和方法的離散小波變換，仍有許多可被研究的地方，它是近幾年來在工具及方法上的重大突破。小波分析是傅利葉（Fourier）分析的重要發展，他保留了傅氏理論的優點，又能克服其不足之處。可達到完全不失真，壓縮的比率也令人可以接受。由於其數學理論早在1960年代中葉就有人提出了，而到現在才有人將其應用於實際上，其理論仍有相當大的發展空間，而其實際運用也屬剛起步，其後續發展可說是不可限量。故研究的動機便由此而生。
貳、WAVELET的歷史起源
WAVELET源起於JosephFourier的熱力學公式。傅利葉方程式在十九世紀初期由JosephFourier(1768-1830)所提出，為現代信號分析奠定了基礎。在十九到二十世紀的基礎數學研究領域也占了極重要的地位。Fourier提出了任一方程式，甚至是畫出不連續圖形的方程式，都可以有一單純的分析式來表示。小波分析是近幾年來才發展出來的數學理論為傅利葉方程式的延伸。
小波分析方法的提出可追溯到1910年Haar提出的小波規范正交基。其後1984年，法國地球物理學J.Morlet在分析地震波的局部性質時，發現傳統的傅利葉轉換，難以達到其要求，因此引進小波概念於信號分析中，對信號進行分解。隨後理論物理學家A.Grossman對Morlet的這種信號根據一個確定函數的伸縮，平移系{a-1/2Ψ[(x-b)/a]；a,b?R,a≠0}展開的可行性進行了研究，為小波分析的形成開了先河。
1986年，Y.Meyer建構出具有一定衰減性的光滑函數Ψj,k(x)，其二進制伸縮與平移系{Ψj,k(x)=√2jΨ(2jx-k)；j,k?Z}構成L2（R）的規范正交基。1987年，Mallat巧妙的將多分辨分析的思想引入到小波分析中，建構了小波函數的構造及信號按小波轉換的分解及重構。1988年Daubechies建構了具有正交性（Orthonormal）及緊支集（CompactlySupported）；及只有在一有限區域中是非零的小波，如此，小波分析的系統理論得到了初步建立。
三、WAVELET影像壓縮簡介及基礎理論介紹
一、WAVELET的壓縮概念
WAVELET架在三個主要的基礎理論之上，分別是階層式邊碼(pyramidcoding)、濾波器組理論(filterbanktheory)、以及次旁帶編碼(subbandcoding)，可以說wavelettransform統合了此三項技術。小波轉換能將各種交織在一起的不同頻率組成的信號，分解成不相同頻率的信號，因此能有效的應用於編碼、解碼、檢測邊緣、壓縮數據，及將非線性問題線性化。良好的分析局部的時間區域與頻率區域的信號，彌補傅利葉轉換中的缺失，也因此小波轉換被譽為數學顯微鏡。
WAVELET并不會保留所有的原始資料，而是選擇性的保留了必要的部份，以便經由數學公式推算出其原始資料，可能不是非常完整，但是可以非常接近原始資料。至於影像中什度要保留，什麼要舍棄，端看能量的大小儲存（跟波長與頻率有關）。以較少的資料代替原來的資料，達到壓縮資料的目的，這種經由取舍資料而達到壓縮目地的作法，是近代數位影像編碼技術的一項突破。即是WAVELET的概念引入編碼技術中。
WAVELET轉換在數位影像轉換技術上算是新秀，然而在太空科技早已行之有年，像探測衛星和哈柏望遠鏡傳輸影像回地球，和醫學上的光纖影像，早就開始用WAVELET的原理壓縮/還原影像資料，而且有壓縮率極佳與原影重現的效果。
以往lossless的編碼法只著重壓縮演算法的表現，將數位化的影像資料一絲不漏的送去壓縮，所以還原回來的資料和原始資料分毫無差，但是此種壓縮法的壓縮率不佳。將數位化的影像資料轉換成利於編碼的資料型態，控制解碼後影像的品質，選擇適當的編碼法，而且還在擷取圖形資料時，先幫資料「減肥。如此才是WAVELET編碼法主要的觀念。
二、影像壓縮過程
原始圖形資料色彩模式轉換DCT轉換量化器編碼器編碼結束
三、編碼的基本要素有三點
（一）一種壓縮/還原的轉換可表現在影像上的。
（二）其轉換的系數是可以量化的。
（三）其量化的系數是可以用函數編碼的。
四、現有WAVELET影像壓縮工具主要的部份
（一）WaveletTransform（WAVELET轉換）：將圖形均衡的分割成任何大小，最少壓縮二分之一。
（二）Filters（濾鏡）：這部份包含WaveletTransform，和一些著名的壓縮方法。
（三）Quantizers（量化器）：包含兩種格式的量化，一種是平均量化，一種是內插量化，對編碼的架構有一定的影響。
（四）EntropyCoding（熵編碼器）：有兩種格式，一種是使其減少，一種為內插。
（五）ArithmeticCoder（數學公式）：這是建立在AlistairMoffat''''slineartimecodinghistogram的基礎上。
（六）BitAllocation（資料分布）：這個過程是用整除法有效率的分配任何一種量化。
肆、WAVELET影像壓縮未來的發展趨勢
一、在其結構上加強完備性。
二、修改程式，使其可以處理不同模式比率的影像。
三、支援更多的色彩。可以處理RGB的色彩，像是YIQ、HUV的色彩定義都可以分別的處理。
四、加強運算的能力，使其可支援更多的影像格式。
五、使用WAVELET轉換藉由消除高頻率資料增加速率。
六、增加多種的WAVELET。如：離散、零元樹等。
七、修改其數學編碼器，使資料能在數學公式和電腦的位元之間轉換。
八、增加8X8格的DCT模式，使其能做JPEG的壓縮。
九、增加8X8格的DCT模式，使其能重疊。
十、增加trelliscoding。
十一、增加零元樹。
現今已有由中研院委托國內學術單位研究，也有不少的研究所的碩士。國外更是如火如荼的展開研究。相信實際應用於實務上的日子指日可待。
伍、影像壓縮研究的方向
1.輸入裝置如何捕捉真實的影像而將其數位化。
2.如何將數位化的影像資料轉換成利於編碼的資料型態。
3.如何控制解碼影像的品質。
4.如何選擇適當的編碼法。
5.人的視覺系統對影像的反應機制。
小波分析，無論是作為數學理論的連續小波變換，還是作為分析工具和方法的離散小波變換，仍有許多可被研究的地方，它是近幾年來在工具及方法上的重大突破。小波分析是傅利葉（Fourier）分析的重要發展，他保留了傅氏理論的優點，又能克服其不足之處。
陸、在印刷輸出的應用
WAVELET影像壓縮格式尚未成熟的情況下，作為印刷輸出還嫌太早。但是後續發展潛力無窮，尤其在網路出版方面，其利用價值更高，WAVELET的出現就猶如當時的JPEG出現，在影像的領域中掀起一股旋風，但是WAVELET卻有JPEG沒有的優點，JPEG乃是失真壓縮，且解碼後復原程度有限，能在網路應用，乃是由於電腦的解析度并不需要太高，就可辨識其圖形。而印刷所需的解析度卻需一定的程度。WAVELET雖然也是失真壓縮，但是解碼後卻可以還原資料到幾乎完整還原，如此的壓縮才有存在的價值。
有一點必須要提出的就是，并不是只要資料還原就可以用在印刷上，還需要有解讀其檔案的RIP，才能用於數位印刷上。等到WAVELET的應用成熟，再發展其適用的RIP，又是一段時間以後的事了。
在網路出版上已經有瀏覽器可以外掛讀取WAVELET檔案的軟體了，不過還是測試版，可是以後會在網路上大量使用，應該是未來的趨勢。對於網路出版應該是一陣不小的沖擊。
圖像壓縮的好處是在於資料傳輸快速，減少網路的使用費用，增加企業的利潤，由於傳版的時間減少，也使印刷品在當地印刷的可能性增高，減少運費，減少開支，提高時效性，創造新的商機。
柒、結論
WAVELET的理論并不是相當完備，但是據現有的研究報告顯現，到普及應用的階段，還有一段距離。但小波分析在信號處理、影像處理、量子物理及非線性科學領域上，均有其應用價值。國內已有正式論文研究此一壓縮模式。但有許多名詞尚未有正式的翻譯，各自有各自的翻譯，故研究起來倍感辛苦。但相信不久即會有正式的定名出現。這也顯示國內的研究速度，遠落在外國的後面，國外已成立不少相關的網站，國內僅有少數的相關論文。如此一來國內要使這種壓縮模式普及還有的等。正式使用於印刷業更是要相當時間。不過對於網路出版仍是有相當大的契機，國內仍是可以朝這一方面發展的。站在一個使用其成果的角度，印刷業界也許并不需要去了解其高深的數理理論。但是在運用上，為了要使用方便，和預估其發展趨勢，影像壓縮的基本概念卻不能沒有。本篇文章單純的介紹其中的一種影像壓縮模式，目的在為了使後進者有一參考的依據，也許在不久的將來此一模式會成為主流，到時才不會手足無措。
參考文獻：
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5.盧永成，民八十七年，使用小波轉換及其在影像與視訊編碼之應用，私立中原大學電機工程學系碩士學位論文。
JPEG2000是新一代的靜態圖像編碼國際標準，與已有的JPEG標準相比，它可以提供更好的圖像質量和更高的壓縮率，但其計算的復雜度也遠高于JPEG算法。一般在處理JPEG 2000圖像時，若欲將其圖像尺寸縮小，首先需由JPEG 2000解碼器處理，將JPEG 2000圖像解碼到空間域圖像后，在空間域里將圖像縮小至所需尺寸后，再經JPEG 2000編碼器將圖像作編碼，最后得到尺寸縮小后的壓縮圖像。但是由于在空間域里使用圖像大小轉換方法來縮小JPEG 2000圖像，需要大量的計算量、繁雜的處理過程、以及占用大量的存儲空間。為了加快圖像尺寸轉換處理速度、降低計算復雜度、以及有效降低存儲空間占用，本論文提出一個快速的JPEG 2000圖像尺寸縮小轉換算法。流程如圖1。
在我們的快速JPEG 2000圖像尺寸縮小轉換方法中，首先將原始JPEG 2000圖像經EBCOT解碼以及反量化步驟解出圖像的頻率域編碼信息后，再透過頻率域圖像尺寸縮小轉換方法，直接在頻率域里縮小圖像尺寸，最后再通過量化與EBCOT編碼等步驟，將圖像尺寸縮小后的圖像頻率域編碼信息編成JPEG 2000圖像。
本文所提的JPEG 2000圖像尺寸縮小轉換方法與空間域圖像大小轉換方法相比，所提的方法省掉反向小波轉換、反向色彩轉換、后置處理、前置處理、正向色彩轉換、以及正向小波轉換等六個步驟。由于所提的方法不需將頻率域編碼信息轉成空間域圖像，因此本論文所提的方法除了可更快速的轉換圖像大小外，也可省下存放空間域圖像內容所需的存儲空間以及減少所需的計算量。
1 簡化JPEG 2000壓縮與解壓縮流程
在快速JPEG 2000圖像尺寸縮小轉換方法中，保留了EBCOT解碼、反量化、量化與EBCOT編碼等四個部分，主要原因說明如下：
1.1 EBCOT編/解碼 JPEG 2000編碼后的圖像會儲存成封包的格式，但封包并非以子頻帶為單位儲存，所以要取得各子頻帶的內容，必須先經過EBCOT解碼才行。再者本文的方法有可能需要對子頻帶再進行小波轉換，因此EBCOT編/解碼過程不可省略。
1.2 量化與反量化 保留量化與反量化步驟的主要原因在于圖像經由正向小波轉換后，會產生不同大小的子頻帶頻率信息，不同子頻帶頻率信息使用不同的量化步長值進行量化。
子頻帶與量化步長值這兩者有相對應關系，換句話說以具有7個子頻帶的JPEG 2000圖像而言，必須要有7個相對應的量化步長值。而子頻帶與量化步長值所產生的數目與小波轉換的層數有關，對于一個經過m層小波轉換的影像，所具有的子頻帶數目Nsubbands計算公式為：Nsubbands=3×m+1，圖2所示為圖像經由二次小波轉換后所產生的七個不同的子頻帶。
每個子頻帶的量化步長值都是由一組獨立的控制參數（ε，μ）決定，該組控制參數必須記錄于JPEG 2000碼流頭部，供譯碼端還原量化步長值使用。圖3所示為一張圖像經過三次小波轉換后所產生的頻率域情況。
本文所提的頻率域圖像尺寸縮小方法會改變原本圖像的小波轉換層數，進而影響到量化步長值與子頻帶的對應關系。當使用不同小波轉換層數時，每個子頻帶的量化步長值會不同。所以，當圖像在進行尺寸縮小前，先使用原本JPEG 2000圖像的量化步長值對圖像進行反量化，還原頻率域信息，當圖像尺寸已調整縮小后，再用新的量化步長值來量化頻率域信息，即可解決量化步長值與子頻帶不一致的問題。
在我們所提的方法中，分別會遇到小波層數足夠與小波層數不足的情況。假設一張JPEG 2000圖像小波層數為m層，欲要將圖像尺寸縮小為原來的（1/2n×1/2n）大小時，假如n
若n=m發生，也就是小波層數不足。首先經EBCOT解碼后，產生不同的子頻帶信息。針對不同的子頻帶信息使用反量化，接著進行圖像縮小的工作，將不需要的外頻信息去除，保留的頻率信息因小波層數不足（小波層數需為1層以上），要對保留的頻率信息再進行小波轉換。產生出來的小波頻率域尺寸大小超過欲轉換尺寸，可將外頻的小波頻率信息去除，保留LL子頻帶。此時圖像大小雖已符合轉換所需大小，但JPEG 2000規定圖像至少要有一層小波轉換，所以必須再做一次小波轉換，得到一張小波轉換層數為1的JPEG 2000圖像，最后再經量化與EBCOT編碼，得到尺寸縮小后的JPEG 2000圖像。
2 頻率域圖像尺寸縮小轉換方法
圖1中間的頻率域圖像尺寸縮小轉換方法主要工作包括縮小頻率域圖像尺寸與修改JPEG 2000圖像碼流主標頭相關參數等步驟，詳細步驟如下：
2.1 括縮小頻率域圖像尺寸
①小波轉換層數足夠的作法。假設當圖像的小波層數為m層，欲將圖像尺寸縮小為（1/2n×1/2n）大小時，若n 首先使用EBCOT解出頻率域信息，再對需保留的頻率域信息作反量化動作，接著將整張圖像的尺寸縮小，并且丟棄不需要的外頻頻率信息，最后將所保留的頻率域信息再重新經過量化與EBCOT編碼，即可得到圖像尺寸縮小后的JPEG 2000圖像。
②小波轉換層數不足的作法。假設當圖像的小波層數為m層時，欲將圖像尺寸縮小為（1/2n×1/2n）大小時，若n=m，就是小波層數不足，則除了丟棄m個外層的中高頻信息外，還需要將原來最內層的低頻信息，進行（n-m）+1次小波轉換，再將所產生的（n-m）層的中高頻信息丟棄。由于以上的（n-m）次小波轉換后的中高頻信息最終將被丟棄，因此在進行以上小波轉換時可直接省略許多計算工作，不必進行完整的小波轉換。此法為本文提出的快速小波轉換方法。
2.2 修改JPEG 2000圖像碼流主標頭相關參數 JPEG 2000圖像碼流主標頭記錄原始圖像大小、塊狀（tile）大小、小波層數、各子頻帶的量化步階值參數（ε和μ）等數據信息。在我們所提方法中，并沒有將圖像解回空間域，而是在頻率域信息縮小圖像尺寸后，直接進行量化和EBCOT編碼，產生新的JPEG 2000圖像。新的JPEG 2000圖像碼流主標頭數據無法像空間域轉換方法由JPEG 2000壓縮方式設定，而必須自行修改JPEG 2000圖像碼流主標頭內的相關參數。
3 小結
JPEG 2000具有的多種特性使其有著廣泛的應用前景。目前許多圖形圖像公司如Pegasus，Aware等在開發的圖像軟件中集成了JPEG 2000圖像壓縮技術；有的公司如ImagePower等已開發出JPEG 2000的DSP芯片。JPEG 2000將取代JPEG在圖像壓縮領域發揮重要作用。本論文提出一個新的快速圖像壓縮方法，可大幅降低使用空間域轉換時的處理時間，以及所需存儲空間，但是本文所提方法只針對靜態圖像實現固定大小的縮小轉換，無法對圖像作任意大小轉換，對圖像作任意大小轉換是一個很好的發展方向，需作進一步研究。
參考文獻：
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(8)基于嵌入式的無線煤炭自燃預警系統 劉德文 杜宇人
(11)tts語音單元的無損壓縮與按需解壓縮技術 卡斯木江·卡迪爾 古麗娜爾·艾力 艾斯卡爾·艾木都拉
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論文摘 要:傳統的電視節目制作中，電視編輯是在編輯機上進行的，由于磁帶記錄畫面是順序的，即通常稱為線性編輯，這就給編輯人員帶來很多的限制，編輯效率非常的低。而非線性編輯對存儲在硬盤上的數字化音視頻素材進行隨意的排列組合，并可進行方便的修改，這是非線性編輯的優勢。
1非線性編輯的概念
非線性編輯系統呢？非線性編輯是把輸入的各種視音頻信號進行A／D轉換，采用數字壓縮技術，存入計算機硬盤中，將傳統電視節目后期制作系統中的切換臺、數字特技、錄像機、編輯機、調音臺、字幕機、圖形創作系統等設備，用一臺計算機來進行運算、操作，視頻信號在計算機內部全部按4∶2∶2數字分量處理。一個完整的非線性編輯系統應該具備四個部分:(1)電子的:是以計算機為平臺，主要是支持用戶和系統硬件之間的快速數據傳遞、數據管理和硬件接口協議。(2)非線性:是存儲媒體的物理性質決定素材不一定按順序排列，鏡頭可以按各種順序排列，鏡頭組可以任意移動。(3)隨機存取:是用戶可隨機地尋找特定的素材段，無須通過順序的方式到達指定位置。(4)編輯系統:是編輯利用軟件建立視頻軌和音頻軌，進行編輯、特技、字幕等全部后期制作。傳統上磁帶的編輯方式稱為電子編輯，它是用電子手段根據節目內容的要求將素材連接成新的連續的畫面。通常使用組合編輯將素材順序編成新的連續的畫面，然后可以用插入編輯方式，對某一段進行同樣長度的替換，但是要想刪除、縮短、加長中間的某一段就不可能了，除非將那一段以后的畫面全部抹去重錄。像打字一樣，打字機的稿子中間是不可能像計算機打字那樣進行插入和修改的。而非線性編輯是指素材的長短和順序可以不按制作的先后長短進行任意編輯。對于素材可以隨意地改變順序，縮短或加長其中的某一段。
2非線性編輯系統在電視節目制作中的應用原理
非線編系統先將錄像帶上的模擬信號通過視音頻采集卡，轉換為數字信號，并存儲在計算機的硬盤中，然后再通過視音頻編輯軟件，對所存儲的素材進行任意的編輯和修改，就像剪輯電影片一樣地直觀。即使制作完成后，刪除節目的時間長短仍可任意增減，這是線性編輯系統無法比擬的。用線性編輯系統僅能做到鏡頭的替換和修改，正因受到這種限制，每完成一部作品，總要帶著一些遺憾。用非線性編輯系統制作還可任意切入各種特技、圖形、動畫、字幕、音樂和效果，方便快捷地一次生成高質量的節目帶，最后再由視音頻卡將數字信號還原成模擬信號，轉錄到所需的錄像帶上，或直接輸出數字信號。具體來說有以下幾個環節:首先，由于該系統采用數字處理，除了A/D、D/A轉換，壓縮與解壓縮等可能會引起一些信號損失外，其它處理均能保證圖像的原有質量，沒有傳統的線性編輯過程中出現的信號損失、圖像質量下降、背景噪音增加等現象。在采集動態視頻信號時，還可以對圖像的亮度，對比度等參數進行修正。在處理視頻信號時，應根據硬盤空間的大小，素材和節目的長短，適當調整壓縮比，一般壓縮比為10∶1時，可得到S—VHS的視頻技術指標，5∶1時可得到V—maticsp的指標，4∶1時可達到BetacamspMⅡ的指標，2∶1時即可達到數字Betacamsp的技術指標。要根據硬盤容量的不同需要，合理處理好視頻與壓縮比、存儲時間的關系。我們一般都采用不低于4∶1的壓縮比，以滿足省級臺廣播標準的需求。該系統還為音頻編輯提供了強大的編輯功能和很高的音響指標，當采樣頻率為22.05KHz、8bit量化取樣時，聲音可達FM音樂標準，我們常用44.1KHz、16bit，聲音質量則達CD標準。所以，采用非線性編輯系統可以保證視音頻信號不衰減，且隨著軟硬件的升級，編輯制作質量還會更好。其次，由于非線性編輯系統已將所存素材存儲在硬盤上，因此，編輯時只需操作鼠標，便可非常方便地瀏覽素材、搜索編輯點，正常播放、快放、慢放、單幀播放、倒放均可，且速度可無級調節，操作自如，還可實時定位編輯點，既可用鼠標進行手動粗略定位，也可用時間碼精確定位。該系統具有99軌視頻和99軌音頻，可以以幀的精確度實現編輯，并可精確實現聲畫同步。其A—B兩條視軌相當于A/B卷編輯中的兩臺放像機。在整個編輯過程中，只需在視音頻軌道上實時調配出入點的畫面和聲音，十分方便、快捷。如果發生錯誤，可立即還原而不影響原始文件。對已編好的節目可以任意進行插入、刪除或前后調換，每段素材可以任意裁取、多次使用，對于簡單切換的鏡頭，可實行觀看編輯效果。靜止圖像的播放時間可以任意設定，運動圖像可以通過時間設定實現—100～100倍的慢、快動作處理。同時，它還備有強大的數字特技功能，多種劃像方式的二、三維特技、多種三維立體仿真設計、多種常用摳像方式，可以實現視頻圖像的疊化、卷頁、變色、水波、柔化、反光，爆炸、鏡像、負像浮雕等特殊效果。該系統除A、B軌外，還可實現97層不同視頻圖像的疊加，其自身就有多種中英文字幕和簡單的繪圖工具可供選用。還可實現音頻信號的混響、變聲等效果，并提供了預演功能，編輯效果可通過預演窗口隨時觀看，滿意后再生成。非線性編輯系統在制作片頭片尾時，更能顯示它的優越性，不僅給制作高質量的節目提供了充足的表現力，而且也為編輯者的創意提供了豐富的想象力。再次，非線性編輯系統集小型化、一體化、多功能于一身，且軟件易于升級，較線性編輯系統有很高的價比性。由于非線性編輯系統的硬盤運行時是非接觸讀寫方式，其壽命長，約為數十萬個小時，信號數字化處理，不需調整，維護成本很低。而線性編輯機的視頻磁頭壽命一般不足一千小時，其維護成本很高。非線性編輯一般均具有符合廣播電視標準的所有視頻接口，如復合、分量，Y/C以及符合SMPIE標準的數字SDI接口和IEEE—1394接口，可與數字BE—TACAMSP、DVCPRO、MII、U型機、S—VHS等設備配套使用。可外掛多個硬盤，可控制多臺不同格式的錄像機，具有從DVW到目前各種檔次攝錄系統的畫面質量，能與各種不同檔次的攝錄系統組合，有很好的兼容性，不會發生不匹配現象。經過非線性編輯系統制好的節目，可以根據不同需要，隨時輸出轉錄成各種規格的節目帶，保證了復制質量。當然也可以直接存在硬盤上，或掛接計算機互聯網，實現節目交換或素材資料的資源共享。
3結語
非線性編輯則是應用計算機圖像技術，在計算機中對各種原始素材進行各種編輯操作，并將最終結果輸出到計算機硬盤、磁帶、錄像帶等記錄設備上這一系列完整的工藝過程，對數字化音視頻素材可以進行隨意的排列組合，并可進行方便的修改，因而效率高，而且效果好采用非線性編輯系統制作節目是我們電視制作的一個大方向，我們應該進一步加強技術革新，不斷完善電視節目制作水平。
參考文獻
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關鍵詞：提升小波變換 滾動軸承 故障診斷
1、引言
據統計，旋轉機械30%的機械故障由軸承故障引起。準確及時地了解軸承在機械設備中的運行狀況，對于保障設備的正常運行和人身財產安全有著十分重要的意義。
傳統的小波分析是基于頻率的線性分解，對于非線性、非平穩信號的分析得不到很好的分解效果。由Sweldens和Daubechiesa等學者在20世紀90年代中期提出的提升小波變換通過伸縮和平移算法對信號進行多尺度分解解決了這一難題。
2、滾動軸承故障信號分析
正常的滾動軸承，在其振動信號時域圖上無沖擊、信號無明顯的變化，頻率成分多集中在低頻成分（800Hz以下）。當出現故障時，軸承將產生重復性的沖擊，由它引起的沖擊響應是一種高頻的振動，并被沖擊出現的頻率調制。通過提升小波分解、Hilbert包絡解調、細化等方法，可以將故障有關的頻率從高頻調制信號中提取出來，再通過譜分析可以獲得與不同損傷相對應的頻率成分及其高次諧波。
故障數據源自西儲大學軸承數據中心。實驗平臺包括電機、功率計、電子控制設備和傳感器組成。被測軸承支撐電機軸，使用電火花加工技術在軸承上布置了單點故障，故障直徑分別為0.007、0.014、0.021、0.028、0.040英寸（1英寸=2.54厘米）。軸承型號為SKF6205，電機轉速1796r/min，采樣頻率12000Hz，軸承內外圈以及滾動體故障頻率分別為107.321Hz、162.079Hz、70.592Hz。軸承回轉頻率為29.93Hz。本文主要以軸承外圈故障作為研究對象。
圖1是滾動軸承原始信號圖，圖2是原始信號的功率譜。從圖中可看出，軸承存在間斷的沖擊振動，得不到有用信息。圖3為兩種消噪方式后的重構信號，與原始信號相比，信號的信噪比得到很大的提高，通過對比可以看出，經提升小波分解后的消噪信號很好的保留了信號極值，而普通線性小波將極值濾掉。圖4是經提升小波的功率譜，從功率譜中可以明顯的發現軸承的故障頻率107.4Hz及其倍頻，與軸承外圈故障頻率107.321Hz極為接近，由此可判斷出軸承故障為外圈故障。同時，30.27Hz、59.57Hz（軸承的回轉頻率及其倍頻）也出現在功率譜上，因為滾動軸承存在間隙使振動信號的振幅發生調制引起。
3、結語
本文采用提升小波變換對滾動軸承故障信號進行處理，有效地將故障頻率從復雜信號中提取出來，并得到滿意的效果，與傳統線性小波相比具有更好的提取效果。
參考文獻
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