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音频信号的采样及处理研究论文

发布时间:2024-07-05 15:40:01

音频信号的采样及处理研究论文

高效率音频功率放大器的研制白林景,邵光存,李岸然,常兴连,王振伟(山东省科学院激光研究所,山东济宁 272100) 摘 要:本设计以高效率D类功率放大器为中心,输出开关管采用高速场效应管,连接成互补对称H桥式结构,兼有输出1: 1双变单电路和输出短路保护功能,比较理想地实现了输出功率大于2w,平均效率可达到75%的高效音功率放大器。关键词:D类音频功率放大器; PWM调制器; H桥功率放大器中图分类号: TN722. 1 文献标识码:A引言全球音频领域数字化的浪潮以及人们对音频节能环保的要求,要求我们尽快研究开发高效、节能、数字化的音频功率放大器。传统的音频功率放大器工作于线性放大区,功率耗散较大,虽然采用推挽输出,仍然很难满足大功率输出;而且需要设计复杂的补偿电路和过流,过压,过热等保护电路。D类开关音频功率放大器的工作于PWM模式,将音频信号与采样频率比较,经过自然采样,得到脉冲宽度与音频信号幅度成正比例变化的PWM波,经过驱动电路,加到MOS的栅极,控制功率器件的开关,实现放大,放大的PWM信号送入滤波器,还原为音频信号。从而实现大功率高效率的音频功率放大器。系统电路本文采用H型桥式D类功率放大电路,电路如图一所示。图一 音频功率放大器电路(1) 三角波产生电路利用NE555构成的多谐振荡器以恒流源的方式对电容线性冲、放电产生三角波。接通电源瞬间,NE555芯片的3脚输出高电平,二极管D2、D3 截止,D1、D4 导通, Vcc通过T1 , T2 , R1 ,D1 对电容C1 恒流充电,当C1 上电压达到2 /3Vcc时,NE555芯片的输出发生翻转,即3脚输出低电平,此时,D2、D3 导通, D1、D4 截止,电容C1 通过D2 , T3 ,T4 , R2 恒流放电,直到C1电压等于1 /3Vcc,电容又开始充电,如此循环,电容C1上可以得到线性度良好的三角波。为了提高带负载能力,输出通过由LM358A组成的电压跟随器。输出三角波频率的计算:电阻R1 上电压等于T1 的VVbe≈ 0. 7V,故流过R1 的电流I = 0. 7V /300Ω = 2. 33mA,忽略T1 的基极电流,则流过R1 的电流即为T2 的射级电流,约等于T2 的集电极电流,故C1 的充电电流约为2mA,同理, C1 的放电电流约为2mA。设充电时间为t1 ,放电时间为t2 ,则有:23Vcc =13Vcc +i ×t1C13Vcc =23Vcc -i ×t2C可得三角波的周期: T = t1 + t2 =2Vcc ×C3 ×i故三角波频率为: f =3 ×i2Vcc ×C(2)前置放大电路 前置放大电路采用低噪声、高速运放的NE5532运算放大器,组成增益可调的同相宽带放大电路。功放最大不失真输出时,负载上等效正弦波的电压峰峰值为VP - P ,载波调制的调制波(正弦波)最大峰峰— 27 —值为VP - Pm ax ,对应的调制放大增益为AV2 =VP - PVP - Pm ax,运算放大电路中反馈电阻为R8 ,反相端电阻R7 ,则前置放大器的增益AV1为:AV1 = 1 +R8R7,通过选取调制波的峰值电压VP - Pm ax和调整R8 的阻值,可实现整个功率放大单元的电压增益连续可调。(3)脉宽调制( PWM)电路 采用高速、精密的比较器芯片,以音频信号为调制波,频率为f的三角波为载波,两路信号均加上1 /2Vcc的直流偏置电压,通过比较器进行比较,得到幅值相同,占空比随音频幅度变化的脉冲信号。(4)驱动电路 驱动电路由施密特触发器芯片和三极管组成,两个三极管组成的互补对称式射极跟随器。PWM信号经过驱动电路后,形成两个前后沿更加陡峭的倒相脉冲,两脉冲之间有一定的死区时间,防止了桥式驱动电路出现直通现象。(5) H型桥式驱动电路 由场效应管组成的功率开关管和四阶巴特沃兹LC滤波电路组成。T9、T12导通, T10、T11截止时,负载上的电压降VM AB0 =Vcc; T10、T11导通,T9、T12截止时,负载上的电压降VAB = - Vcc,因此,负载上的电压降可达到2倍的电源电压。解调信号放大后经过LC滤波送到扬声器。(6)短路保护电路 短路(或过流)保护电路采用0. 1过流取样电阻与扬声器串联方式, 0. 1电阻上的取样电压经过由NE5532组成的减法放大器进行放大。电压放大倍数为:Av =R19R17经放大后的音频信号再通过由D9、C9、R20组成的峰值检波电路,检出幅度电平,送给电压比较器U7的“ + ”端,U7的“—”端电平设置为5. 1v,由R22和稳压管D12组成,比较器接成迟滞比较方式,一旦过载,即可锁定状态。正常工作时,通过0. 1上的最大电流幅度Im =Vcc /(R + 0. 1) , 0. 1上的最大压降为0. 1 ×Im ,经放大后输出的电压幅值为Vim ×AV = 0. 1 ×Im ×AV ,检波后的直流电压稍小于此值,此时比较器输出低电平, T13截止,继电器J1不吸合,处于常闭状态,电源Vcc通过常闭触点送给功放。一旦扬声器两端短路或输入电流过大, 0. 1上电流、电压增大,经过电压放大、峰值检波后,大于比较器反相端电压,则比较器翻转为高电平并自锁, T13导通,继电器吸合,切断功放Vcc电源,功放电路得到保护。R21、C11、D10、D11组成开机延时电路,防止开机瞬间比较器自锁,关机后C11上的电压通过D10快速放掉,以保证再开机时C11的起始电压为零。讨论D类放大器工作于开关状态,无信号输入时无电流,而导通时,没有直流损耗。事实上由于关断时器件尚有微小漏电流,而导通时器件并没有完全短路,尚有一定的管压降,故存在较少直流损耗,实际效率在80% - 90% ,是实用放大器中效率最高的。参考文献:[ 1 ]Wing - Hong, Lau , IEEE Trans. Realization ofDigitalAudi2o Amp lifier Using Zero - Voltage - Switched PWM PowerConverter, Circuits Syst . Vol 47,NO. 3,March 2000.[ 2 ]Ashok Bindra. All - digital App roach HikesAudio Quality InConsumer Product.[ 3 ]李子升,吴锦铭,钟国新. 高效率音频功率放大器.[ 4 ]李振玉,姚光圻. 高效率放大及功率合成技术. 中国铁道出版社, 1985.[ 5 ]陈伟鑫. 新型实用电路精选指南. 电子工业出版社.[ 6 ]瞿安连. 应用电子技术. 北京科学出版社, 2003.[ 7 ]王金明等编著. 数字系统设计. 电子工业出版社出版.[ 8 ]全国大学生电子设计竞赛获奖作品精选. 1994 - 1999.[ 9 ]虎永存,现代音响技术, D类放大器的原理和电路, 1998年第5期.[ 10 ]无线电2004合订本第2、3期. 无线电杂志社,人民邮电出版社.这个是从付费论文网站上买的,真珍贵的

数字音频技术对广播电视工程的应用论文

摘要 :伴随着我国信息科技的不断发展,我国的数字技术逐渐进入到世界先进水平,且其在各个行业的应用越来越多,并在其中发挥着越来越重要的作用。而对于广播电视工程来说,数字音频技术的应用使其更加符合人们的欣赏要求,提高了自身的竞争力。本文对当前的数字音频技术在广播电视工程中的应用进行了简要分析,并对其优势进行了重点阐释。

关键词 :广播电视工程;数字音频技术;优势和应用

中图分类号G2 文献标识码A 文章编号1674-6708(2015)153-0164-02 DOI:

对于信息时代来说,数字技术是保证其发展的重要基础,所有的信息技术都是依靠数字技术所生存和发展的。而在我国的广播电视工程中数字技术也得到了很好的应用,比较重要的一项就是数字音频技术,其通过数字技术实现了对音频信号的控制,且能够更好的保证音频的质量,提高了广播电视的节目质量。本文对当前广播电视工程中的数字音频技术的应用进行了简单的分析,并将其优势进行了重点的介绍。

1数字音频技术简介

对于数字音频技术来说,其核心的技术就是数字音频信号,该信号的产生首先需要对模拟信号进行处理,然后通过模拟信号和数字信号之间的转化将模拟信号变为能够被计算机所识别的数字信号。通过音频模拟信号的数字化处理技术,能够更好的保留节目的原有音频效果,大大提高了节目的音频质量。此外,数字音频技术还能将模拟信号原本的呈现给观众,使观众享受到现场般的体验,这对公众来说是非常大的体验提升。

2数字音频技术在广播电视工程中应用的巨大优势

增大信息存储容量

对于广播电视工程来说,其当前遭遇的比较严峻的一个问题就是传统的音频技术无法容纳较多的音频信息,想要提高观众的音频体验,必须找到一种能够容纳更多的音频信息的技术,这就是数字音频技术出现的原因,其同其他音频技术相比的最大优势就是具有较大的信息容纳能力,在相同的存储空间中,数字音频技术所占据的空间更小。对于数字音频技术来说,其更像是计算机的数据存储设备,其能够将音频信息通过数字音频技术进行存储,然后经过一些特殊的数据平台实现数据的共享。此外,数字音频技术的存储使其更加便于管理,在搜寻需要的数字音频资料时,用户能够在最短的时间内找到,这是未来广播电视工程发展的必然趋势。

音频轨道扩展

对于现代数字音频技术,其包含的内容非常丰富,主要分为以下几种:数字音频的播出、节目管理音频和最后的录制音频等,通过这三种数字音频技术,能够保证音频的音质更加和原声接近,提高观众的音频享受。此外,通过64轨的数字硬盘录音技术能够对数字音频技术中的录音进行各种处理,从而增加音频的质量,另外,该技术还能对音频的轨道进行扩展,从而增加音频的容量,提高音频的质量。

精准的剪辑音频

通过数字音频技术能够实现对音频文件的准确解读,且得到的剪辑音频质量更高。在进行数字音频剪辑的过程中,可以将音频的波形在计算机屏幕上进行显示,从而更加方便的寻找需要剪辑的音频数据。另外,通过这种剪辑技术得到的音频连接更加紧密,降低了普通音频剪辑中出现的音频断裂问题,保证了剪辑音频的质量。

广播系统

在广播电视工程中,数字音频技术采用了很多的先进技术,像组网和无线传输等,通过多种技术的组合大大提高了广播电视工程的音频传输效果。在这些技术中存在一种对数字音频信号的压缩编码技术,其通过对人耳的生理特点进行剖析,寻找到了一种能够优化音频信号从而提高人的声音体验的技术。由于人耳对高频的音频信号具有更加敏感的反映,因此,在对数字音频信号进行处理时,往往会采用一种扩充技术提高音频的频率,增加用户的听觉感受。

3数字音频技术在广播电视工程中的具体应用

应用在广播数字调音台

在当前的广播电视工程发展中,数字调音台是一个非常重要的内容,其能够通过数字音频技术的处理功能对音频信号进行调控,从而增加音频信号的质量。通过数字音频技术的应用,能够在保留原有调音台功能的基础上对信号中的干扰信号进行处理,从而使音频更加清晰,消除其中的噪音。另外,数字音频技术中还具有能够切换矩阵的功能,这对音频的切换来说更加简单。在调音台中加入数字技术之后,其能够对各种音频信号进行处理,使其适应的环境更多。另外,通过数字技术的处理,使各种广播电视节目的剪辑和制作更加简便,满足了广播电视中不同节目播放的音频调整需求。结合了数字技术的调音台功能更加强大,且对于各种音频信息的处理能力更强,另外,其新增的一些功能使其具有更加丰富的处理功能,且通路增加了许多,这大大增强了音频的质量。此外,数字技术的集成度更高,减小了调音台的体积,使其能够更加方便的进行使用。

音频嵌入技术的应用

对于现代广播电视工程来说,其在对音频信息进行处理时主要采用的是数字音频嵌入技术,通过这种技术能够使音频的制作和传输等更加简便,效果更好。对于数字音频技术的应用,主要是建立一个能够进行数字音频处理的工作站,这样能够使音频的处理更加方便专业,提高了音频处理的质量,另一方面,该平台还能节省大量的人力和物力,使广播电视节目的制作更加高效。对于音频嵌入技术来说,其在对音频信号进行处理时只能在一些特定的音频范围内,因此,在进行音频嵌入技术的使用时,往往首先需要寻找合适的嵌入点。通过这种嵌入技术的使用,能够更好的`保持视频画面和音频之间的对应性,提高视频的质量。在这种嵌入技术中,将音频信号和视频信号进行共同处理,而不再需要将两者分开进行处理,减少了电视节目制作过程中的时间。在当前我国的数字电视中,数字嵌入技术的应用主要是在电视节目制作的前期和后期中,这是由于这两个使其很容易保证电视节目的质量,且这两个时期的电视节目处理更加方便。随着音频嵌入技术的发展,其应用将逐渐推广到整个制作过程中,这能够更好的保证音频的质量,提高观众的电视节目体验。最后,音频嵌入技术在发展的过程中还需要采用合理的管理方法,通过制定合理有效的发展目标和管理方法,构建一个更加完善的音频嵌入技术管理模式,增强对整个电视节目制作的监督,提高电视节目的音频质量。总而言之,音频嵌入技术的应用使音频信号处理更加方便,且在处理时能够更好的保证音频信号的质量,提高当前我国的广播电视节目质量。

4结论

在当前我国的广播电视工程发展中,数字音频技术的应用能够对节目制作的前期和后期进行音频处理,提高节目的音频质量,这对我国的广播电视工程发展具有较大的推动作用。此外,通过数字音频技术的应用使我国的广播电视工程的技术含量越来越高,对于我国的数字化建设具有非常大的促进作用,为我国的电视观众提供更加高质量的电视节目。

参考文献

[1]沙建鹏.广播电视工程中数字音频技术的优势与应用[J].新闻传播,2015(4):98.

[2]曹长俊.数字音频技术在广播电视工程中的优势和应用[J].西部广播电视,2015(15):186-187.

[3]狄柏涛,陶瑞.广播电视工程中数字音频技术的优势与应用发展[J].中国传媒科技,2013(18):81.

语音信号处理论文

这是高科技的东西

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论文编号:JD913 论文字数:10576,页数:38摘 要 目前,语音合成、语音识别、语音存储和回放技术的应用越来越广泛,尽管利用一般的单片机测控系统中都有的硬件电路(如A/D、 D/A、存储器等)能完成语音信号的数字化处理,但是功能比较单一、且效果不是很好。本文采用单片机AT89C52与语音芯片ISD2560组成的语音存储系统,实现了语音的分段录取、组合回放,结合LCD液晶显示模块OCMJ2X8,可实现简单的公交报站功能。系统硬件电路简单,调试方便,性价比高,实用性强。关键词:语音录放系统;单片机AT89C52 ;ISD2560Abstract At present, speech synthesis, speech recognition, voice storage and playback technology is more widely applied, despite the use of general monitoring and control system in the SCM have the hardware circuit (such as the A / D, D / A, memory, etc.) can be completed Voice of the digital signal processing, but a single function of comparison, and the effect is not very good. In this paper, SCM AT89C52 voice and the voice chip ISD2560 of storage systems, and the voice of the Sub-taking, portfolio intervals, with LCD liquid Crystal display module OCMJ2X8, can achieve a simple function of the bus station reported. System hardware circuit is simple, easy adjustment, cost-effective and practical. Key words: Voice recording system MCU AT89C52 ISD2560目 录摘 要 IAbstract II第1章 绪论 导言 数字语音录放系统的发展 1第2章 单片机控制系统 单片机介绍 总体方案论证 器件选择 单片机AT89C52 ISD2560语音芯片 OCMJ2×8 液晶模块 7第4章 系统硬件及软件设计 系统硬件电路设计 系统软件设计 ISD2560 内部地址单元寻址 系统软件总流程图 录放音时 AT89C52 单片机对 ISD2560 的控制 显示部分 17第5章 系统仿真 23总 结 25致 谢 26参考文献 27附录一 28附录二 35

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声音信号处理期刊

信号处理类的容易中的SCI杂志主要集中在外文期刊:

Eleserver中的期刊:

Signal Processing

Information Science

Pattern Recognition

IEEE 中的期刊有:

IEEE Signal Processing Letter

IEEE Trans On Signal Processing

IEEE Journal of selected Area in Communucations

国内的只有两个:电子学报引文版、中国科学。

1.IEEE Signal Processing Magazine (IF:)一年6期。在信号处理领域杂志影响因子普遍不高的情况下,能够拥有这样的影响因子足见这份杂志的威信。言外之意也就是说现阶段这份杂志似乎不是象我这样的普通人能够“灌水”的地方啦,呵呵,够直白吧,不过仰望仰望还是可以的啦。这份杂志是双月刊,版面是彩色的,看起来比较爽,所发表的文章就我个人感觉来说都是一些很新的并且很热门的东西,其中有一部分似乎是邀稿专区,当然接受邀稿的都是信号处理领域的一些大牛啦,呵呵,写写他们怎么样做研究,怎么样写论文啊什么的。比如提出MLT变换(也就是MDCT,主要应用在音频里面)的. Malvar就在这个杂志上发过两篇文章:Effective Communication: Tips on Technical Writing( ... mp;isnumber=4490183)Leading Research and Innovation( ... &isnumber=36051)另外一部分似乎是最近比较流行的一些新的研究方向,这个太广泛了我就不多说了,其实我想说也说不过来,呵呵,有好多东西我听都没听说过呢。对于这份杂志,我还想再说两点比较有意思的东西:(1)我对这份杂志印象最深刻的一篇文章(题目非常的吓人)Signal Processing: is the future bright? ... &isnumber=31384这个名字够响亮吧,所以我就记下来了,呵呵,所以说写文章标题还是很重要啊。(2)前两天浏览这份杂志时发现同我们实验室紧密合作的法国LTSI实验室,在2008年在上面灌了一篇(当然我不知道以前是不是还发过),这个应该好好祝贺一下的。题目是ICA: A Potential Tool for BCI Systems ... mp;isnumber=44048532.IEEE Transactions on Signal Processing (TSP)-- (IF:)一年12期,不过有的时候一期可能有2个Part。这也是信号里面非常好的一份杂志。哎,说起这份杂志我就感觉比较遗憾,差点就在上面灌一篇长文了,没办法,第一次写文章就往这份杂志上投,还太嫩了点,想想被拒也比较正常。我同这份杂志直接打过两次交道(投过两次稿,都被拒,全部转投其他杂志),总体感觉这份杂志要求的非常严格,说得不好听点,就是在给你的文章“挑刺”。特别是那些评审对于科研的严谨态度真的是一览无余。记得其中有位评审在评审我们的文章时竟然把我们的文章打印出来,用红笔改好需要修改的地方,然后扫描成PDF文档,通过副主编以附件的形式传给我们,让我们照样子修改,现在想起来都还比较感动。个人感觉这份杂志从60年代到90年代出了很多关于变换(Transform)快速算法方面的文章,但是现在要想再在这份杂志上出相类似的文章似乎比较困难了(除非文章确实有比较大的创新,而且效果是所有方法中最好的)。如果是Transform快速算法方面的文章,不是感觉自己写的文章有很强的创新性还是不要投这份杂志的好,免得负责你这篇文章的副主编直接建议你撤稿,呵呵,我投的第二篇文章就碰到了这种尴尬的情况。这份杂志的审稿似乎很快,我的第一篇文章第一审只用了一个多月,不过第二审用了3个多月。一般是3个审稿人,如果一个审稿人持反对意见,那么再送第四个审稿人。当评审的结果出现2:2时,稿子还可能被拒(我的第一篇文章进入二审之后就是这样被拒的)。3.IEEE Transactions on Circuits and Systems-I: Regular Papers (CAS-I)---(IF:)一年12期。呵呵,很奇怪吧,这份电路与系统的杂志竟然也能够发变换(Transform)快速算法方面的文章。我的第一篇文章被TSP拒后,增加了好多新的内容,然后就转投了这份杂志,今年8月份被接收了,呵呵,挺高兴的,作者简介是带着相片的。这份杂志感觉审稿周期太长了一点,投稿的时候就会回复一封信告诉你稿子至少要6个月后才能有初步的结果,说实话,挺打击积极性的。(后来我跟踪了一下自己稿子的状态,确实是要到5-6个月后才给稿子分配副主编,才开始正常的审稿程序。)这份杂志好像只安排2个审稿人,如果评审的结果出现1:1时,不知道是不是由副主编决定?没碰到过这种情况。个人感觉这份杂志的审稿似乎没有TSP那么严格,不过话又说回来,严格与否最关键的还是评审。哦,还记起了一点:这份杂志的投稿系统看起来似乎比较简单,呵呵。[关于这个杂志审稿时间我想再补充一点:前不久帮助导师审了一篇这个杂志的稿子,处理周期非常短,作者是9月27号提交的,10月8号竟然就到了评审的手中了,汗颜。。。当然后两个作者名气比较响亮,一个是该杂志现在的副主编,一个是曾经的主编,呵呵,看来人际关系也直接影响了你的稿子的审稿周期的。]4. Signal Processing: Image Communication (IF: )一年10期。这份杂志我没有投过稿,不过看了几篇文章,感觉质量好像还蛮高的。主要好像是偏向于图像方面的文章。5.IEE Electronics Letters (IF:)这份杂志一年25期,发表的文章都非常非常短(排成双栏格式,可能就2-3页的样子),就是简短的报道一下你研究的最新进展。可能对创新性的要求比较高吧,呵呵,没有投过稿,不是很清楚。6.IEEE Transactions on Circuits and Systems-II: Express Briefs (CAS-II)---(IF:)一年12期。我的第二篇被TSP拒的文章转投了这份杂志,去年12月份被接收的,现在已经刊出来了。这份杂志一般也只安排2个审稿人,感觉审稿也挺严格的。一审的时间2-3个月吧,但是感觉不是很爽的就是一审似乎只告诉你根据评审的意见需要做修改,并不表示一定会接收你的文章(这个让人心里有点悬)。7. Digital Signal Processing(IF: )一年6期。没投过稿,不过看过几篇文章,感觉还不错,呵呵。8.IEEE Signal Processing Letters (SPL)---(IF: )一年12期。这份杂志尽管我还没有被接收一篇文章,但是应该算是老朋友了,呵呵,投了3篇被拒了3篇。最近才有一篇二作的文章被这个杂志接收了。个人感觉这份杂志要求的篇幅短(双栏4页),但是对创新性的要求很高。而且可供评审对你的稿子的评价就两个:要么接收,要么拒绝。需要做大修改就是拒绝,当然你可以做完大修改之后作为一篇新的文章再投。这份杂志的审稿周期比较短,貌似是承诺3个月之内一定给答复,但是往往是1-2个月就可以给答复了。因为杂志给评审的审稿时间是3个星期。我个人比较喜欢这种效率比较高的杂志,尽管被拒的比较多,但还是比较爽,因为你从投稿开始很快就能知道结果了。[关于这份杂志我也再补充一点: 这份杂志貌似现在只出电子版了,而且只有卷号(Volume),没有期号(Issue)了。稿子最终被接收后不但要提供电子版,还要邮寄纸质版的。(以前只要电子版就行了)]。9. Signal Processing (IF: )一年12期。这份杂志创刊时间很长,也算是老朋友了,呵呵,有一篇一作和一篇二作的文章发在这份杂志上。个人感觉这份杂志的审稿没有SPL这么严格,好像是重点看你的文章有没有亮点。个人比较喜欢这份杂志,审稿挺快的,对于Correspondence审稿一审可能2个月左右吧,对于Regular Papers 的审稿一审可能3-4个月吧。当然最关键的是我们对这份杂志的命中率比较高(到目前为止100%),呵呵,这个让自己心里蛮舒服的,也很乐意去投。10. IET Signal Processing貌似2007年才创刊,但是是IEEE Explore里面的杂志,2007年出了4期,正开办的杂志

是的。 《信号处理》是国内唯一有关信号处理专业后级学术期刊。本刊是反映信号处理领域内的新理论、新思想、新技术及具有国内外先进水平的最...

数字信号的采集与处理论文

汽车电子技术论文范文篇二 浅谈汽车电子技术的未来发展 【摘要】汽车电子是现代汽车发展的标志。当前,汽车电子技术进入了优化人-汽车-环境的整体关系的阶段,它向着超微型磁体、超高效电机以及集成电路的微型化方向发展,并为汽车上的集中控制提供了基础(例如制动、转向和悬架的集中控制以及发动机和变速器的集中控制)。汽车电子技术成就汽车工业的未来,未来汽车电子技术应在传感器技术,连通通讯,微处理机技术,多通道传输技术几方面进行突破。 【关键词】汽车;电子技术;突破 中图分类号: 文献标识码:A 0 前言 据统计,从2009年~2010年,平均每辆车上电子装置在整个汽车制造成本中所占的比例由16%增至23%以上。一些豪华轿车上,使用单片微型计算机的数量已经达到48个,电子产品占到整车成本的50%以上,目前电子技术的应用几乎已经深入到汽车所有的系统。汽车电子是一个在全球范围都在增长的市场,一方面归功于汽车产量的增长,另一方面则是车用电子应用增多。有许多领域增长迅速:例如,一些用于提高燃料效率的动力总成技术正在研发中的。混合动力汽车是其中一种可能的方案。预计柴油引擎也将继续扩大市场份额。这些汽车中由EPCOS的压电制动器组成的压电式喷射系统可以提高15%的燃料效率。这两个例子中,辅助电子装置都将从动力总成技术发展中获益。 20世纪90年代以来,汽车电子技术进入了其发展的第三个阶段,这是对汽车工业的发展最有价值、最有贡献的阶段。我认为未来汽车电子技术应在以下几方面进行突破: 1 现代汽车电子技术的概念 汽车电子技术是建立在电子技术飞速发展基础之上的,从晶体管、集成电路、大规模集成电路到超大规模集成电路的技术进步,出现了计算机等各种各样的电子装置,汽车电子技术也随着深化与发展。信息技术的加盟使原有的汽车电子技术的内涵更加丰富。所以我们可以对现代汽车电子技术作如下基本定义:汽车本身功能性电子控制技术+应用在汽车上的电子信息类技术。 所谓电子信息类技术在汽车上的应用主要是指在汽车环境下能够独立使用的车载电子装置,它和汽车本身的性能并无直接关系。是利用电子信息技术开发的车载计算机系统,具有信息处理、语言识别、通讯、导航、防盗、图像显示和娱乐等功能。 所谓汽车本身功能性电子控制技术主要是指由传感器、电控单元和执行器组成的,完成汽车自身需要的一定功能的自动化闭环控制系统,它与汽车本身性能密切相关。例如:电子燃油喷射系统、电子控制悬架、制动防抱死控制、防滑控制、牵引力控制、电子控制自动变速器、电子动力转向等。目前,在一些汽车上,电子装置已占整车造价的 50%以上,有的高级轿车已装有上百个微控器(MCU)。汽车电子技术已成为创造汽车价值和差异性的主动力。 2 传感器技术 汽车电子发展的第一大趋势是汽车的传感技术。由于汽车电子控制系统的多样化,使其所需要的传感器种类和数量不断增加。为此,研制新型、高精度、高可靠性和低成本的传感器是十分必要的。未来的智能化集成传感器,不仅要能提供用于模拟和处理的信号,而且还能对信号作放大和处理。同时,它还能自动进行时漂、温漂和非线性的自校正,具有较强的抵抗外部电磁干扰的能力,保证传感器信号的质量不受影响,即使在特别严酷的使用条件下仍能保持较高的精度。它还具有结构紧凑、安装方便的优点,从而免受机械特性的影响。现代汽车技术发展特征之一就是越来越多的部件采用电子控制。根据传感器的作用,它检测有关汽车的温度、压力、位置、角度、转动、加速度、振动、角速度、流量、光、距离等物理量。水温、油温、排气温度,汽缸压、轮胎压、制动压等都需检测。因此,传感器在汽车上的作用是很重要的,传感技术的发展,也会带动汽车技术的发展。 3 微处理技术 汽车电子发展的第二大趋势是汽车的微处理技术。在三年前,平均每辆汽车使用大约20个微控制器,而现在平均使用40到60个。此外,汽车设计工程师仍然在想方设法提升所用芯片的性能。一个成功的汽车电子控制单元,取决于设计时对所用微处理器的选择。现代发动机和变速箱的电子控制单元一般要采用32位的CPU来处理实时算法。而在汽车的底盘,安全和车身系统等领域,就可以根据控制的复杂程度采用16位或者32位两种处理器。但是,底盘控制器在其工作的大部分时间内,要对传感器进行扫描,而CPU又必须时时刻刻能够提供相应的处理能力,能在仅仅几个毫秒的时间内完成整个判定程序判定启动。三星公司的S3C44BOX就是一种高性能处理器,我们坚信在不久的未来,高性能未处理器会在汽车控制单元中有广泛的应用,汽车的性能会有大幅度的提高。 4 连通通讯 汽车电子发展的第三大趋势是汽车的通讯连通性。如今,全世界的消费者都可以在家中和办公室享受数字电子技术和无线基础设施所带来的方便,比如手机、硬盘驱动器上的数字压缩音乐和视频、数字电视播放、Wi-Fi、音频和电视卫星广播(XM/Sirius、DirecTV)以及GPS等。现在,消费者开始希望在其汽车和卡车里享有同样的技术和通讯便利,以使驾驶过程更加高效、方便、充满情趣。GPS导航、车载信息服务(嵌入式手机和 其它 双向无线链接所带来的自动电信)、卫星广播以及后座电视等产品和技术就是顺应这一趋势的最好例证。我们已经清楚地看到,现在汽车中通讯连通性使用的比较广泛。相信随着通讯技术的不断发展,其在汽车领域中的应用也更加普遍,汽车驾驶也会越来越方便,高效。 5 多通道传输技术 汽车电子发展的第四大趋势是汽车的多通道传输技术。多通道传输技术,多通道传输技术的采用,对电子控制集成化的实现是十分必要和有效的。采用这种技术后,使各个数据线成为一个网络,以便分享汽车中心计算机的信息。随着信号处理技术的不断发展,DSP的处理能力越来越强大,可以对多个通道数据进行信号采样和数据传输成为数字信号处理的瓶颈。而伴随着电子技术和信号处理技术的快速发展,多通道传输技术由试验室将逐步进入实用阶段。采用这种技术后,使各个数据线成为一个网络,以便分离汽车中心计算机的信息。微处理机可通过网络接收其他单元的信号。传感器和执行机构之间要有一个新式接口,以便与多通道传输系统相联系。一旦多通道传输技术应用于汽车领域中,它可使汽车中各部件联系的更加紧密和顺畅,汽车的控制和检测系统的性能会有大幅度的提高。 6 结束语 随着社会进入信息网络时代,汽车设计主要解决的问题仍将是安全和环保。电子技术的快速发展,为汽车向电子化、智能化、网络化、多媒体的方向发展创造了条件。汽车不仅仅是一种代步工具,它已同时具有交通、娱乐、办公和通讯的多种功能。汽车的电子化使汽车工业步入了数字化时代。随着数字技术的进步,汽车也将步入多媒体时代。利用windows 操作系统 开发的车载计算机多媒体系统,具有信息处理、通讯、导航、防盗、语言识别、图像显示和娱乐等功能。不久的将来,汽车装置自动导航和辅助驾驶系统,驾驶员可以把行车的目的地输入到汽车电脑中,汽车就会沿着最佳行车路线行驶到达目的地。人们还可以通过语言识别系统操纵着车内的各种设施。 参考文献 [1]姚建琦.多信道信号采样和数据传输的一种实现 方法 [J].现代电子技术,2007(03). [2]李林,郑望. 汽车电子新技术[J].汽车运用,2008(05). [3]袁人宏.汽车电子技术与产业并举[J].计算机世界,2005(21). 看了“汽车电子技术论文范文”的人还看: 1. 汽车电子技术专业自荐信范文3篇 2. 电子技术论文范文大全 3. 电子技术论文范文 4. 电子科技论文范文 5. 机电液一体化在汽车上的应用论文

生物医学信号处理方法论文

生物医学信号处理是指据生物医学信号特点,应用信息科学的基本理论和方法,研究如何从扰和噪声淹没的观察记录中提取各种生物医学信号中所携带的信息,并对它们进步分析、解释和分类。以下是我精心准备的生物医学信号处理方法论文,大家可以参考以下内容哦!

摘 要: 生物医学信号是人体生命信息的集中体现,深入进行生物医学信号检测与处理的理论与方法的研究对于认识生命运动的规律、探索疾病预防与治疗的新方法都具有重要的意义。

关键词: 生物医学信号 信号检测 信号处理

1 概述

1。1 生物医学信号及其特点

生物医学信号是一种由复杂的生命体发出的不稳定的自然信号,属于强噪声背景下的低频微弱信号,信号本身特征、检测方式和处理技术,都不同于一般的信号。生物医学信号可以为源于一个生物系统的一类信号,这些信号通常含有与生物系统生理和结构状态相关的信息。生物医学信号种类繁多,其主要特点是:信号弱、随机性大、噪声背景比较强、频率范围一般较低,还有信号的统计特性随时间而变,而且还是非先验性的。

1。2 生物医学信号分类

按性质生物信号可分为生物电信号(Bioelectric Signals),如脑电、心电、肌电、胃电、视网膜电等;生物磁信号(Biomagnetic Signals),如心磁场、脑磁场、神经磁场;生物化学信号(Biochemical Signals),如血液的pH值、血气、呼吸气体等;生物力学信号(Biomechanical Signals),如血压、气血和消化道内压和心肌张力等;生物声学信号(Bioacoustic Signal),如心音、脉搏、心冲击等。

按来源生物医学信号可大致分为两类:(1)由生理过程自发产生的主动信号,例如心电(ECG)、脑电(EEG)、肌电(EMG)、眼电(EOG)、胃电(EGG)等电生理信号和体温、血压、脉博、呼吸等非电生信号;(2)外界施加于人体、把人体作为通道、用以进行探查的被动信号,如超声波、同位素、X射线等。

2 生物医学信号的检测及方法

生物医学信号检测是对生物体中包含的生命现象、状态、性质和成分等信息进行检测和量化的技术,涉及到人机接口技术、低噪声和抗干扰技术、信号拾取、分析与处理技术等工程领域,也依赖于生命科学研究的进展。信号检测一般需要通过以下步骤(见图1)。

①生物医学信号通过电极拾取或通过传感器转换成电信号;②放大器及预处理器进行信号放大和预处理;③经A/D转换器进行采样,将模拟信号转变为数字信号;④输入计算机;⑤通过各种数字信号处理算法进行信号分析处理,得到有意义的结果。

生物医学信号检测技术包括:(1)无创检测、微创检测、有创检测;(2)在体检测、离体检测;(3)直接检测、间接检测;(4)非接触检测、体表检测、体内检测;(5)生物电检测、生物非电量检测;(6)形态检测、功能检测;(7)处于拘束状态下的生物体检测、处于自然状态下的生物体检测;(8)透射法检测、反射法检测;(9)一维信号检测、多维信号检测;(10)遥感法检测、多维信号检测;(11)一次量检测、二次量分析检测;(12)分子级检测、细胞级检测、系统级检测。

3 生物医学信号的处理方法

生物医学信号处理是研究从扰和噪声淹没的信号中提取有用的生物医学信息的特征并作模式分类的方法。生物医学信号处理的目的是要区分正常信号与异常信号,在此基础上诊断疾病的存在。近年来随着计算机信息技术的飞速发展,对生物医学信号的处理广泛地采用了数字信号分析处理方法:如对信号时域分析的相干平均算法;对信号频域分析的快速傅立叶变换算法和各种数字滤波算法;对平稳随机信号分析的功率谱估计算法和参数模型方法;对非平稳随机信号分析的短时傅立叶变换、时频分布(维格纳分布)、小波变换、时变参数模型和自适应处理等算法;对信号的非线性处理方法如混沌与分形、人工神经网络算法等。下面介绍几种主要的处理方法。

3。1 频域分析法

信号的频域分析是采用傅立叶变换将时域信号x(t)变换为频域信号X(f),从而将时间变量转变成频率变量,帮助人们了解信号随频率的变化所表现出的特性。信号频谱X(f)描述了信号的频率结构以及在不同频率处分量成分的大小,直观地提供了从时域信号波形不易观察得到频率域信息。频域分析的'一个典型应用即是对信号进行傅立叶变换,研究信号所包含的各种频率成分,从而揭示信号的频谱、带宽,并用以指导最优滤波器的设计。

3。2 相干平均分析法

生物医学信号常被淹没在较强的噪声中,且具有很大的随机性,因此对这类信号的高效稳健提取比较困难。最常用的常规提取方法是相干平均法。相干平均(Coherent Average)主要应用于能多次重复出现的信号的提取。如果待检测的医学信号与噪声重叠在一起,信号如果可以重复出现,而噪声是随机信号,可用叠加法提高信噪比,从而提取有用的信号。这种方法不但用在诱发脑电的提取,也用在近年来发展的心电微电势(希氏束电、心室晚电位等)的提取中。

3。3 小波变换分析法

小波分析是传统傅里叶变换的继承和发展,是20世纪80年代末发展起来的一种新型的信号分析工具。目前,小波的研究受到广泛的关注,特别是在信号处理、图像处理、语音分析、模式识别、量子物理及众多非线性科学等应用领域,被认为是近年来在工具及方法上的重大突破。小波分析有许多特性:多分辨率特性,保证非常好的刻画信号的非平稳特征,如间断、尖峰、阶跃等;消失矩特性,保证了小波系数的稀疏性;紧支撑特性,保证了其良好的时频局部定位特性;对称性,保证了其相位的无损;去相关特性,保证了小波系数的弱相关性和噪声小波系数的白化性;正交性,保证了变换域的能量守恒性;所有上述特性使小波分析成为解决实际问题的一个有效的工具。小波变换在心电、脑电、脉搏波等信号的噪声去除、特征提取和自动分析识别中也已经取得了许多重要的研究成果。

3。4 人工神经网络

人工神经网络是一种模仿生物神经元结构和神经信息传递机理的信号处理方法。目前学者们提出的神经网络模型种类繁多。概括起来,其共性是由大量的简单基本单元(神经元)相互广泛联接构成的自适应非线性动态系统。其特点是:(1)并行计算,因此处理速度快;(2)分布式存贮,因此容错能力较好;(3)自适应学习(有监督的或无监督的自组织学习)。

参考文献

[1] 邢国泉,徐洪波。生物医学信号研究概况。咸宁学院学报(医学版),2006,20:459~460。

[2] 杨福生。论生物医学信号处理研究的学科发展战略。国外医学生物医学工程分册,1992,4(15):203~212。

音频处理毕业论文

摘要: 多媒体通信技术是当今世界科技领域中最有活力、发展最快的高新信息技术,它时时刻刻都在影响着世界经济的发展和科学技术进步的速度,并不断改变着人类的生活方式和生活质量。多媒体通信综合了多种媒体信息间的通信,它是通过现有的各种通讯网来传输、转储和接收多媒体信息的通信方式,几乎覆盖了信息技术领域的所有范畴,包括数据、音频和视频的综合处理和应用技术,其关键技术是多媒体信息的高效传输和交互处理。关键词:多媒体 图象 音频 功能The application of multimedia technologyAbstract: Multimedia communications technology is the world's science and technology in the field of the most dynamic and fastest growing high-tech information technology, it always have influence in the world economic development and the pace of scientific and technological progress and changing the human way of life and quality of life . A variety of integrated multimedia communications between the communications media information, it is through the various existing communications network to transmit and receive multimedia information and dump the means of communication, cover nearly the area of information technology in all areas, including data, audio and video The integrated treatment and application technology, its technology is the key to the efficient transmission of multimedia information and interactive processingKey words: Multimedia audio features images引 言随着技术的迅速发展,图像、视频等多媒体数据已逐渐成为信息处理领域中主要的信息媒体形式。多媒体通信是信息高速公路建设中的一项关键技术,是多媒体、通信、计算机和网络等相互渗透和发展的产物,它将极大地提高人们的工作效率,改变人们的教育、娱乐等生活方式,是21世纪人们通信的基本方式。第一章 多媒体通信技术基础简介多媒体通信的基本概念和特征 基本概念媒体是信息表示和传输的载体,是一个重要的概念。ITU-T I .374建议将媒体划分为感觉媒体、表示媒体、显示媒体、存储媒体和传输媒体5类。多媒体数据是指多种式样信息的载体,如文本、图形、图像、声音等数据。其特点主要有以下几点:(1)多媒体数据种类繁多(大多是非结构化数据),不同来源的媒体,具有完全不同的形式和格式;(2)多媒体数据量庞大;(3)多媒体数据具有时间特性和版本概念,如在视频点播系统中必须考虑到媒体间以及媒体内部在时间上的同步关系。由此可知多媒体数据与传统的数值和字符不同,因而其存储结构和存取方式也具有特殊性,描述它的数据结构和数据模型也是有差别的。在这种情况下就产生了一种全新的数据库系统--多媒体数据库系统。多媒体数据库是能够有效实现多媒体数据的存储、读取、检索等功能的数据库系统。它的主要特点是:(1)继承了传统数据库的一些优点,例如数据独立性、利用数据库查询语言进行高层次查询、开发控制、容错技术等;(2)能对具有时空关系的数据进行同步和管理。但是目前对于多媒体数据库的功能以及实现方法还没有达成共识,因而出现了多种形式的媒体数据库,并且实现方法也各不相同。从其总体发展上看,多媒体数据库的数据模型可分为关系数据模型、面向对象的数据模型和超媒体数据模型3类。基于不同数据模型的多媒体数据库管理系统(DBMS)的功能也有很大差别,通常基于关系数据模型的多媒体DBMS可以实现多媒体数据的存取,对多媒体数据对象之间的语义关系、时态关系、空间关系不加处理,所以这部分工作就留给应用程序去完成了。面向对象的数据模型和超媒体数据类型可以支持多媒体数据对象之间的语义关系、时态关系、空间关系的处理,其抽象程度更高,但DBMS的实现也相对复杂。在多媒体通信系统中另一个常出现的词汇是"超媒体"。在出版物中经常会出现表示注解意思的"注"字,由"注"你可以找到与之相关的一段文字或一篇文章。这种由"注"而链接到一段文字或一篇文章的链即称为超链拨,同理,超级链也可以将若干不同媒体链接起来,其集合便称为"超媒体"。多媒体通信的特征多媒体通信技术的发展打破了传统通信的单一媒体、单一电信业务的通信系统格局,反映了通信向高层次发展的一种趋势,是人们对未来社会工作和生活方式的向往。多媒体通信技术是一种综合技术,涉及多媒体技术、计算机技术、通信技术等多个领域。多媒体通信系统必须同时兼有集成性、交互性、同步性3个主要特征。 集成性多媒体通信系统的集成性指的是能对内容数据信息、多媒体和超媒体信息、脚本信息和特定的应用信息等4类信息进行存储、传输、处则和显现的能力。(1) 内容数据信息(2) 信息是以某一种结构的形式存在的,典型的结构有两种:一种是对象构,其中可处理的最小单元为对象(Object);另一种是文件结构,其中处理的最小单元为文件(File)。多媒体和超媒体信息多媒体和超媒体信息与单媒体信息不一样,它们是结构化的信息,由结构框架和内容数据2部分组成。多媒体和超媒体信息的最小表达形式由两类,一类称为对象,另一类称为文件。(3) 脚本信息脚本信息是一组特定的用语意关系联系起来的、结构化的多媒体和超媒体信息,需要提供表示这一组多媒体信息的运作过程和与外部处理模块间的关系。(4) 特定的应用信息上述3类信息都是低层信息,可以由标准来定义和表示。特定的应用信息是高层信息,是与应用密切相关的,将随应用场合的不同有很大的不同,它的表示方法是基于上述3类的基础之上的。 交互性交互性指的是在通信系统中人与系统之间的相互控制能力。在多媒体通信系统中,交互性有两个方面的内容。一是人机接口,也就是人在使用系统的终端时用户终端向用户提供的操作界面;二是用户终端与系统之间的应用层通信协议。多媒体通信终端的用户对通信的全过程有完备的交互控制能力,这是多媒体通信系统的一个主要特征,也是区别多媒体通信系统与非多媒体通信系统的一个主要准则。 同步性同步性指的是在多媒体通信终端上显现的图像、声音和文字均以同步方式工作。如用户要检索一个重要的历史事件的片断,该事件的活动图像或静止图像存放在图像数据库中,其文字叙述和语言说明则是放在其他数据库中。多媒体通信终端通过不同传输途径将所需要的信息从不同的数据库中提取出来,并将这些图像、声音、文字同步起来,构成一个整体的信息呈现在用户面前。多媒体通信系统中的同步性是多媒体通信系统最主要的特征之一,信息的同步与否决定了系统是多媒体系统还是非多种媒体系统。同步可在链路层级、表示层级和应用层级3个层面上实现第二章 多媒体音频技术音频技术发展较早,几年前一些技术已经成熟并产品化,甚至进入了家庭,如数字音响。音频技术主要包括四个方面:音频数字化、语音处理、语音合成及语音识别。音频数字化目前是较为成熟的技术,多媒体声卡就是采用此技术而设计的,数字音响也是采用了此技术取代传统的模拟方式而达到了理想的音响效果。音频采样包括两个重要的参数即采样频率和采样数据位数。采样频率即对声音每秒钟采样的次数,人耳听觉上限在20KHz左右,目前常用的采样频率为11KHz,22KHz和44KHz几种。采样频率越高音质越好,存贮数据量越大。CD唱片采样频率为,达到了目前最好的听觉效果。采样数据位数即每个采样点的数据表示范围,目前常用的有8位、12位和16位三种。不同的采样数据位数决定了不同的音质,采样位数越高,存贮数据量越大,音质也越好。CD唱片采用了双声道16位采样,采样频率为,因而达到了专业级水平。音频处理包括范围较广,但主要方面集中在音频压缩上,目前最新的MPEG语音压缩算法可将声音压缩六倍。语音合成是指将正文合成为语言播放,目前国外几种主要语音的合成水平均已到实用阶段,汉语合成几年来也有突飞猛进的发展,实验系统正在运行。在音频技术中难度最大最吸引人的技术当属语音识别,虽然目前只是处于实验研究阶段,但是广阔的应用前景使之一直成为研究关注的热点之一。第三章 多媒体图像视频技术3.1视频技术虽然视频技术发展的时间较短,但是产品应用范围已经很大,与MPEG压缩技术结合的产品已开始进入家庭。视频技术包括视频数字化和视频编码技术两个方面。视频数字化是将模拟视频信号经模数转换和彩色空间变换转为计算机可处理的数字信号,使得计算机可以显示和处理视频信号。目前采样格式有两种:Y:U:V4:1:1和Y:U:V4:2:2,前者是早期产品采用的主要格式,Y:U:V4:2:2格式使得色度信号采样增加了一倍,视频数字化后的色彩、清晰度及稳定性有了明显的改善,是下一代产品的发展方向。视频编码技术是将数字化的视频信号经过编码成为电视信号,从而可以录制到录像带中或在电视上播放。对于不同的应用环境有不同的技术可以采用。从低档的游戏机到电视台广播级的编码技术都已成熟。图像压缩技术图像压缩一直是技术热点之一,它的潜在价值相当大,是计算机处理图像和视频以及网络传输的重要基础,目前ISO制订了两个压缩标准即JPEG和MPEG。JPEG是静态图像的压缩标准,适用于连续色调彩色或灰度图像。它包括两部分:一是基于DPCM(空间线性预测)技术的无失真编码,一是基于DCT(离散余弦变换)和哈夫曼编码的有失真算法。前者图像压缩无失真,但是压缩比很小,目前主要应用的是后一种算法,图像有损失但压缩比很大,压缩20倍左右时基本看不出失真。MJPEG是指MotionJPEG,即按照25帧/秒速度使用JPEG算法压缩视频信号,完成动态视频的压缩。MPEG算法是适用于动态视频的压缩算法,它除了对单幅图像进行编码以外还利用图像序列中的相关原则,将帧间的冗余去掉,这样大大提高了图像的压缩比例。通常保持较高的图像质量而压缩比高达100倍。MPEG算法的缺点是压缩算法复杂,实现很困难。第四章 多媒体通信系统1、 体系结构多媒体通信(multimedia communcations)是在位于不同地理位置的参与者之间召开的一种会议或者进行的交流,通过局域网(LAN)、广域网(WAN)、内联网(intranet)、因特网(Internet)或者电话网来传输压缩的数字图像和声音信号。像电视那样的多目标广播、录象机那样的流式播放、电话会议、电视会议、IP电话、可视电话和IP传真等等都是多媒体通信技术的一些具体的和各有特色的应用。多年来,国际电信联盟(ITU)为公共和私营电信组织制定了许多多媒体计算和通信系统的推荐标准,以促进各国之间的电信合作。ITU的26个(Series A~Z)系列推荐标准中,与多媒体通信关系最密切的7个系列标准如表4-1所示,三种类型的多媒体通信系统的核心技术标准集如表4-1所示。表4-1 ITU系列推荐标准系列名 主要内容Series G 传输系统、媒体数字系统和网络Series H 视听和多媒体系统Series I 综合业务数字网(ISDN)Series J 电视、声音节目和其他多媒体信号的传输Series Q 电话交换和控制信号传输法Series T 远程信息处理业务的终端设备2、网关的功能和结构网关是一台功能强大的计算机或者工作站,它担负线路交换网络(如电话网络)和信息包交换网络(如因特网)之间进行实时的双向通信,提供异种网络之间的连通性,它是传统线路交换网络和现代IP网络之的桥梁。IP电话(见" IP电话")的出现允许电话呼叫在信息包交换网络上进行,从而引发一场电信工业的革命。但IP电话在成为主流电话服务的道路上遇到了许多障碍。其中最大的一个问题是在IP电话网络和公众交换电话网络之间缺乏连通性。一个重要的原因是早期的网关存在对IP电话进入主流电话服务的限制。例如,通过网关建立呼叫比较困难,而且需要使用非常规的电话号码;不同的网关之间的兼容性妨碍呼叫的建立;声音的质量比较差、有回音以及延迟时间比较长等。这就促进了开发允许IP和PSTN客户能够相互通信的网关,其中的一个措施就是提高网关的处理能力。低档的网关有1~6个端口,典型地使用高档奔腾处理器的PC机方案,提供媒体处理、呼叫控制和信息包的处理等网关功能。高档网关把网关功能分散到几个处理器来实现,这叫做计算机基电话集成(computer-telephony integration,CTI)平台,可提供100多个端口。网关的基本功能可归纳为三种:(1) 转换协议(translating protocols):网关作为一个解释器,使不同的网络能够建立联系,例如,允许PSTN和网络相互对话以建立和清除呼叫。(2) 转换信息格式(converting information formats):不同的网络使用不同的编码方法,网关将对信息进行转换,使异种网络之间能够自由地交换信息,例如声音和电视。(3) 传输信息(transferring information):负责在不同网络之间传输信息。网关的主要部件包括:(1) 线路交换网络(switched-circuit network,SCN)接口卡,这是一种典型的T1/E1或者叫做PRI ISDN线路接口卡,它们与线路交换网络进行通信。主速率接口(primary rate interface,PRI)由23个B通道和一个64 kb/s的D通道组成,叫做23B+D,相当于T1线的带宽。(2) 数字信号处理器(digital signal processors,DSP)卡,它执行的任务包括声音信号的压缩和回音的取消等。(3) 网络接口(network interfaces)卡,它用来与网络进行通信,典型的网络卡包括10/100BaseT网络接口卡(network interface cards,NIC),或者把它们的功能集成到主机板上。(4) 控制处理器(control processor),它协调其他网关部件的所有活动,这个部件通常是在系统的主机板上。网关的主要软件包括:(1) 执行所有网关基本功能和选择功能的网关软件。例如,网关平台(Gateway Platform)执行转换协议、转换消息格式和传输信息等基本功能,支持声音压缩、协议转换、实时的传真解调/再调制以及执行系列协议。(2) 特定网关的应用软件,它执行自定义的功能以及管理和控制功能。3、会务器的功能和结构会务器(gatekeepers)是用于连接IP网络上的电视会议客户,是电视会议的关键部件之一,许多人把它当作电视会议的"大脑"。它提供授权和验证、保存和维护呼叫记录、执行地址转换而不需要你去记忆IP地址、监视网络、管理带宽以限制同时呼叫的数目从而保证电视会议的质量、以及提供与现存系统的接口。会务器的功能一般都是用软件来实现。会务器的功能分成两个部分:基本功能和选择功能。会务器必须要提供的基本功能包括:"地址转换(Address Translation):使用一种可由注册消息(Registration messages)更新的转换表,把别名地址转换成传输地址(Transport Address)。这个功能在线路交换网络上的电话企图呼叫IP网络上的PC时显得尤其重要,在确定网关地址时也很重要。准入控制(Admissions Control):使用准入请求/准入确认/准入拒绝ARQ/ARC/ARJ(Admission Request, Confirm and Reject)消息,对访问局域网进行授权。H323标准规定必须要有用来对网络服务进行授权的RAS消息(RAS messages),RAS是一个注册/准入/状态(Registration/Admission/Status)协议,但它不定义授权存取网络资源的规则或者政策,因此服务提供者需要会务器来干预现存的授权方法。此外,企业管理人员和服务提供者也许想使用他自己的标准来授权,例如,根据订金、信用卡等。带宽控制(Bandwidth Control):支持RAS带宽消息(RAS bandwidth messages),即带宽请求/带宽确认/带宽拒绝BRQ/BCF/BRJ(Request, Confirm and Reject)消息,以强制执行带宽控制。至于如何管理则要根据服务提供者或者企业管理人员的政策来确定。在许多情况下,如果在网络或者特定的网关不拥挤的况下,对任何带宽的请求都应该给予满足。区域管理(Zone Management):用于管理所有已经注册的端点(endpoint),为它们提供上面介绍的功能。至于确定哪个终端可以注册以及地理或者逻辑区域的组成(单个会务器管理的终端、网关和多点控制单元MCU)则由网络设计人员决定。会务器提供的选择功能包括:呼叫控制信号传输方法(Call Control Signalling):在中有两种呼叫控制信号传输模型:会务器安排呼叫信号传输模型(Gatekeeper Routed Call Signaling Model)和直接端点呼叫信号传输模型(Direct Endpoint Call Signaling Model)。会务器可根据访问提供者的要求进行选择。呼叫授权(Call Authorization):会务器可根据服务提供者指定的条件对一个给定的呼叫进行授权或者拒绝。其条件可包括会议时间、预定的服务类型、对受限网关的访问权限或者可用的带宽等。带宽管理(Bandwidth Management):根据服务提供者指定的带宽分配确定是否有足够的带宽用于呼叫。呼叫管理(Call Management):提供智能呼叫管理。会务器维护一种呼叫表以指示被呼叫终端是否处于忙状态,并为带宽管理(Bandwidth Management)功能提供信息。会务器的结构会务器通常设计成内外两层,如图4-8所示。会务器的内层叫做核心层,它由执行协议堆的软件和实现多点控制单元MCU(multipoint control unit)功能的软件组成,有的软件开发公司把它叫做会务器核心功能部件。MCU的主要功能是连接多条线路并自动或者在会议主持人的指导下手动交换电视号。会务器的外层由许多应用程序的接口组成,用于连接网络上现有的许多服务。外层软件加分吧!

第一篇 多媒体基本概念 第二篇 多媒体计算机的组成 第三篇 图像和图形 第四篇 声音(音频) 第五篇 视频(动画) 第六篇 多媒体数据压缩和编码技术标准 第七篇 多媒体工具综述 第一篇 多媒体基本概念 1.多媒体的定义 “多媒体”一词译自英文“Multimedia”,而该词又是由mutiple和media复合而成的。媒体(medium)原有两重含义,一是指存储信息的实体,如磁盘、光盘、磁带、半导体存储器等,中文常译作媒质;二是指传递信息的载体,如数字、文字、声音、图形等,中文译作媒介。所以与多媒体对应的一词是单媒体(Monomedia),从字面上看,多媒体就是由单媒体复合而成的啦。 多媒体技术从不同的角度有着不同的定义。比如有人定义“多媒体计算机是一组硬件和软件设备;结合了各种视觉和听觉媒体,能够产生令人印象深刻的视听效果。在视觉媒体上,包括图形、动画、图像和文字等媒体,在听觉媒体上,则包括语言、立体声响和音乐等媒体。用户可以从多媒体计算机同时接触到各种各样的媒体来源”。还有人定义多媒体是“传统的计算媒体----文字、图形、图像以及逻辑分析方法等与视频、音频以及为了知识创建和表达的交互式应用的结合体”。概括起来就是:多媒体技术,即是计算机交互式综合处理多媒体信息----文本、图形、图像和声音,使多种信息建立逻辑连接,集成为一个系统并具有交互性。简言之,多媒体技术就是具有集成性、实时性和交互性的计算机综合处理声文图信息的技术(这句话的三性可是精髓哦!)。多媒体在我国也有自己的定义,一般认为多媒体技术指的就是能对多种载体(媒介)上的信息和多种存储体(媒介)上的信息进行处理的技术。 2.多媒体的关键技术 由于多媒体系统需要将不同的媒体数据表示成统一的结构码流,然后对其进行变换、重组和分析处理,以进行进一步的存储、传送、输出和交互控制。所以,多媒体的传统关键技术主要集中在以下四类中:数据压缩技术、大规模集成电路(VLSI)制造技术、大容量的光盘存储器(CD-ROM)、实时多任务操作系统。因为这些技术取得了突破性的进展,多媒体技术才得以迅速的发展,而成为像今天这样具有强大的处理声音、文字、图像等媒体信息的能力的高科技技术。 但说到当前要用于互联网络的多媒体关键技术,有些专家却认为可以按层次分为媒体处 理与编码技术、多媒体系统技术、多媒体信息组织与管理技术、多媒体通信网络技术、多媒 体人机接口与虚拟现实技术,以及多媒体应用技术这六个方面。而且还应该包括多媒体同步 技术、多媒体操作系统技术、多媒体中间件技术、多媒体交换技术、多媒体数据库技术、超媒体技术、基于内容检索技术、多媒体通信中的QoS管理技术、多媒体会议系统技术、多媒 体视频点播与交互电视技术、虚拟实景空间技术等等。 3.一般多媒体系统的组成部分 一般的多媒体系统由如下四个部分的内容组成: 多媒体硬件系统、多媒体操作系统、媒体处理系统工具和用户应用软件。 ★ 多媒体硬件系统:包括计算机硬件、声音/视频处理器、多种媒体输入/输出设备及信号转换装置、通信传输设备及接口装置等。其中,最重要的是根据多媒体技术标准而研制生成的多媒体信息处理芯片和板卡、光盘驱动器等。 ★ 多媒体操作系统:或称为多媒体核心系统,具有实时任务调度、多媒体数据转换和同步控制对多媒体设备的驱动和控制,以及图形用户界面管理等。 ★ 媒体处理系统工具:或称为多媒体系统开发工具软件,是多媒体系统重要组成部分。 ★ 用户应用软件:根据多媒体系统终端用户要求而定制的应用软件或面向某一领域的用户应用软件系统,它是面向大规模用户的系统产品。 第二篇 多媒体计算机的组成 1.多媒体个人机的解释 在多媒体计算机之前,传统的微机或个人机处理的信息往往仅限于文字和数字,只能算是计算机应用的初级阶段,同时,由于人机之间的交互只能通过键盘和显示器,故交流信息的途径缺乏多样性。为了改换人机交互的接口,使计算机能够集声、文、图、像处理于一体,人类发明了有多媒体处理能力的计算机。我们这里重点谈谈个人机。所以现在你该明白,所谓多媒体个人机无非就是具有了多媒体处理功能的个人计算机(如早期的586机型),它的硬件结构与一般所用的个人机并无太大的差别,只不过是多了一些软硬件配置而已。一般用户如果要拥有MPC大概有两种途径:一是直接够买具有多媒体功能的PC机;二是在基本的PC机上增加多媒体套件而构成MPC。到奔Ⅱ横行的今天,对计算机厂商和开发人员来说,MPC已经成为一种必须具有的技术规范。 2.多媒体计算机的基本配置(及可选配置) 一般来说,多媒体个人计算机的基本硬件结构可以归纳为七部分: ★ 至少一个功能强大、速度快的中央处理器; ★ 可管理、控制各种接口与设备的配置; ★ 具有一定容量的存储空间; ★ 高分辨率显示接口与设备; ★ 可处理音响的接口与设备; ★ 可处理图像的接口设备; ★ 可存放大量数据的配置等; 这样提供的配置是最基本MPC的硬件基础,它们构成MPC的主机。除此以外,MPC能扩充的配置还可能包括如下几个方面: ★ 光盘驱动器:包括可重写光盘驱动器、WORM光盘驱动器和CD-ROM驱动器。其中CD-ROM驱动器为MPC带来了价格便宜的650M存储设备,存有图形、动画、图像、声音、文本、数字音频、程序等资源的CD-ROM早已广泛使用,因此现在光驱对广大用户来说已经是必须配置的了。而可重写光盘、WORM光盘价格较贵,目前还不是非常普及。另外,DVD出现在市场上也有些时日了,它的存储量更大,双面可达17GB,是升级换代的理想产品。 ★ 音频卡:在音频卡上连接的音频输入输出设备包括话筒、音频播放设备、MIDI合成器、耳机、扬声器等。数字音频处理的支持是多媒体计算机的重要方面,音频卡具有A/D和D/A音频信号的转换功能,可以合成音乐、混合多种声源,还可以外接MIDI电子音乐设备。 ★ 图形加速卡:图文并茂的多媒体表现需要分辨率高,而且同屏显示色彩丰富的显示卡的 支持,同时还要求具有Windows的显示驱动程序,并在Windows下的像素运算速度要快。所以现在带有图形用户接口GUI加速器的局部总线显示适配器使得Windows的显示速度大大加快。 ★ 视频卡:可细分为视频捕捉卡、视频处理卡、视频播放卡以及TV编码器等专用卡,其功能是连接摄像机、VCR影碟机、TV等设备,以便获取、处理和表现各种动画和数字化视频媒体。 ★ 扫描卡:它是用来连接各种图形扫描仪的,是常用的静态照片、文字、工程图输入设备。 ★ 打印机接口:用来连接各种打印机,包括普通打印机、激光打印机、彩色打印机等,打印机现在已经是最常用的多媒体输出设备之一了。 ★ 交互控制接口:它是用来连接触摸屏、鼠标、光笔等人机交互设备的,这些设备将大大方便用户对MPC的使用。 ★ 网络接口:是实现多媒体通信的重要MPC扩充部件。计算机和通信技术相结合的时代已经来临,这就需要专门的多媒体外部设备将数据量庞大的多媒体信息传送出去或接收进来,通过网络接口相接的设备包括视频电话机、传真机、LAN和ISDN等。 3.媒体播放器在WEB中的应用 我们知道,由于声音点播和影视点播应用还没有完全直接集成到现在的Web浏览器中,这就需要一个单独的应用程序来帮助,通常我们使用媒体播放器(Media player)来播放声音和影视。典型的媒体播放器要执行好几个功能,包括解压缩、消除抖动、错误纠正和用户播放等功能。现在可以使用像插件这种技术把媒体播放器的用户接口放在Web客户机的用户界面上,浏览器在当前Web页面上保留屏幕空间,并且由媒体播放器来管理。目前,大多数客户机使用如下几种方法来读取声音和影视文件: ★ 通过Web浏览器把声音/影视从Web服务器传送给媒体播放器; ★ 直接把声音/影视从Web服务器传送给媒体播放器 ★ 直接把声音/影视从多媒体流放服务器传送给媒体播放器; 在这个过程中,媒体播放器的主要功能表现在如下四个方面: ★ 解压缩:几乎所有的声音和电视图象都是经过压缩之后存放在存储器中的,因此无论播放来自于存储器或者来自网络上的声音和影视都要解压缩。 ★ 去抖动:由于到达接收端的每个声音信息包和电视图象信息包的时延不是一个固定的数值,如果不加任何措施就原原本本地把数据送到媒体播放器播放,听起来就会有抖动的感觉,甚至对声音和电视图象所表达的信息无法理解。在媒体播放器中,限制这种抖动的简单方法是使用缓存技术,就是把声音或者电视图象数据先存放在缓冲存储器中,经过一段延时之后再播放。 ★ 错误处理:由于在因特网上往往会出现让人不能接收的交通拥挤,信息包中的部分信息在传输过程中就可能会丢失。如果连续丢失的信息包太多,用户接收的声音和图象质量就不能容忍。采取的办法往往是重传。 ★ 用户可控制的接口:这是用户直接控制媒体播放器播放媒体的实际接口。媒体播放器为用户提供的控制功能通常包括声音的音量大小、暂停/重新开始和跳转等等。 第三篇 图像和图形 1.有关色彩的基本常识 我们知道,只要是彩色都可用亮度、色调和饱和度来描述,人眼中看到的任一彩色光都是这三个特征的综合效果。那么亮度、色调和饱和度分别指的是什么呢? ★ 亮度:是光作用于人眼时所引起的明亮程度的感觉,它与被观察物体的发光强度有关;★ 色调:是当人眼看到一种或多种波长的光时所产生的彩色感觉,它反映颜色的种类,是决定颜色的基本特性,如红色、棕色就是指色调; ★ 饱和度:指的是颜色的纯度,即掺入白光的程度,或者说是指颜色的深浅程度,对于同一色调的彩色光,饱和度越深颜色越鲜明或说越纯。通常我们把色调和饱和度通称为色度。 现在你该明白了,亮度是用来表示某彩色光的明亮程度,而色度则表示颜色的类别与深浅程度。除此之外,自然界常见的各种颜色光,都可由红(R)、绿(G)、蓝(B)三种颜色光按不同比例相配而成;同样绝大多数颜色光也可以分解成红、绿、蓝三种色光,这就形成了色度学中最基本的原理----三原色原理(RGB)。 2.目前常见的图形(图像)格式 一般来说,目前的图形(图像)格式大致可以分为两大类:一类为位图;另一类称为描绘类、矢量类或面向对象的图形(图像)。前者是以点阵形式描述图形(图像)的,后者是以数学方法描述的一种由几何元素组成的图形(图像)。一般说来,后者对图像的表达细致、真实,缩放后图形(图像)的分辨率不变,在专业级的图形(图像)处理中运用较多。 在介绍图形(图像)格式前,我们实在有必要先了解一下图形(图像)的一些相关技术指标:分辨率、色彩数、图形灰度。 ★ 分辨率:分为屏幕分辨率和输出分辨率两种,前者用每英寸行数表示,数值越大图形(图像)质量越好;后者衡量输出设备的精度,以每英寸的像素点数表示; ★ 色彩数和图形灰度:用位(bit)表示,一般写成2的n次方,n代表位数。当图形(图像)达到24位时,可表现1677万种颜色,即真彩。灰度的表示法类似; 下面我们就通过图形文件的特征后缀名(就是如图.bmp这样的)来逐一认识当前常见的图形文件格式:BMP、DIB、PCP、DIF、WMF、GIF、JPG、TIF、EPS、PSD、CDR、IFF、TGA、PCD、MPT。 ★ BMP(bit map picture):PC机上最常用的位图格式,有压缩和不压缩两种形式,该格式可表现从2位到24位的色彩,分辨率也可从480x320至1024x768。该格式在Windows环境下相当稳定,在文件大小没有限制的场合中运用极为广泛。 ★ DIB(device independent bitmap):描述图像的能力基本与BMP相同,并且能运行于多种硬件平台,只是文件较大。 ★ PCP(PC paintbrush):由Zsoft公司创建的一种经过压缩且节约磁盘空间的PC位图格式,它最高可表现24位图形(图像)。过去有一定市场,但随着JPEG的兴起,其地位已逐渐日落终天了。 ★ DIF(drawing interchange formar):AutoCAD中的图形文件,它以ASCII方式存储图形,表现图形在尺寸大小方面十分精确,可以被CorelDraw,3DS等大型软件调用编辑。 ★ WMF(Windows metafile format):Microsoft Windows图元文件,具有文件短小、图案造型化的特点。该类图形比较粗糙,并只能在Microsoft Office中调用编辑。 ★ GIF(graphics interchange format):在各种平台的各种图形处理软件上均可处理的经过压缩的图形格式。缺点是存储色彩最高只能达到256种。 ★ JPG(joint photographics

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