基于3g的圖像傳輸技術(shù)研究畢業(yè)論文-文庫吧資料
2024-09-05 20:07本頁面
【正文】 圖像格式采用 320 240像素 ,且每個(gè)像素采用 24 bit,則 每幀的數(shù)據(jù)量為 320 240 24 = 1 843 200 bit/幀 ,壓縮比采用 250 ∶ 1, 則壓縮后的數(shù)據(jù)量為 1 843 200 bit/250 = 7 372. 8 bit/ 幀 ,那么用 3G無線網(wǎng)絡(luò)傳輸可達(dá)的幀數(shù)是 144 kbp s/7 37218 bit/ 幀 = 20幀。在準(zhǔn)靜止條件下能夠達(dá)到 2 Mbp s的速率 ,即使在高速的列車上 ,傳輸速率也可以達(dá)到 144 kbp s,能夠支持音頻 或低速率視頻等多媒體業(yè)務(wù)。通常情況下傳輸?shù)氖且环杉瘯r(shí)間間隔為幾秒的圖像 ,圖像連續(xù)性差 ,還無法傳輸實(shí)時(shí)連貫的畫面。目前最常用的無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)有 GPRS或 CDMA1. x。無線傳輸網(wǎng)絡(luò)可以是微波、衛(wèi)星或移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)。由此可以看出 ,即使在最差的情況下 ,視頻通信還能夠保證以 20 fp s的傳輸速率 ,完全滿足高質(zhì)量實(shí)時(shí)視頻要求。由于 3G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展 ,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程視頻的無線傳輸已不再是遙遠(yuǎn)的夢(mèng)想。而 3G(第三代移動(dòng)通信系統(tǒng) )是一種 能提供多種類型、高質(zhì)量的多媒體業(yè)務(wù) ,能實(shí)現(xiàn)全球無縫覆蓋 ,具有全球漫游能力。無論是 CDMA 1. x還是 GPRS網(wǎng)絡(luò) ,其上行帶寬均在 100 kbp s以下 ,監(jiān)控畫面的圖像格式要求在 320 240以上。其中 ,成本最低、靈活性最強(qiáng)的是移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)。 第三章 基于 3G的圖像采集和傳輸模塊的硬件設(shè)計(jì) 無線遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)指的是利用無線傳輸網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程現(xiàn)場(chǎng)視頻信號(hào)傳輸?shù)南到y(tǒng)。這樣，現(xiàn)幀中的運(yùn)動(dòng)物體和前幀對(duì)應(yīng)的部分的幀差要比沒有運(yùn)動(dòng)估計(jì)的情形下兩幀相同位置時(shí)的幀差小。在前幀中的一個(gè)運(yùn)動(dòng)物體在現(xiàn)幀中運(yùn)動(dòng)了，如 果采用通常的幀間預(yù)測(cè)的方法，前后幀對(duì)應(yīng)位置的像素相減，這一部分的幀差必然較大。游程編碼將曲折掃描后的系數(shù)變成若干對(duì) (游程一幅值 )數(shù)據(jù)這里，游程是指連零的個(gè)數(shù)，幅值是指非零系數(shù)的值。圖像經(jīng) DCT(離散弦變換 )，變換和量化后形成為數(shù)眾多的零系數(shù)，而且這些系數(shù)大部分集中在高頻部分。在實(shí)際應(yīng)用中，常選8X8 或 16X16 的圖 像塊。將一幅圖像分割為多個(gè)相鄰小方塊，對(duì)每個(gè)單獨(dú)的圖像方塊進(jìn)行 DCT 變換。盡管正交變換有許多種，但實(shí)用中大都選用二維 DCT(離散余弦變換 )進(jìn)行變換編碼。 正交變換的理論證明，通過某種正交變換，可以把數(shù)據(jù)從圖像域映射到變換域中去，總能量不變，但其分布則發(fā)生改變，集中分布在少數(shù)區(qū)域，形成一種更緊湊的形式。圖像的相關(guān)性越大，預(yù)測(cè)誤差就越小，取得的壓縮比也就越大。考慮到在高性能和復(fù)雜性之間的折衷，通常用于幀內(nèi)預(yù)測(cè)的鄰 近像素的個(gè)數(shù)并不多 (不超過4 個(gè) )，使用更多的像素并不會(huì)顯著改進(jìn)預(yù)測(cè)性能。然而，幀內(nèi)編碼的實(shí)現(xiàn)相對(duì)而言比較簡(jiǎn)單，編碼器中不需要用以處理相鄰幀數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器，不需要在 1 個(gè)幀的間隔時(shí)間內(nèi)處理來自多幀的信息。由于幀內(nèi)編碼不涉及時(shí)間維的信息量，不能獲得如幀間編碼那樣高的壓縮水平。把只利用空間冗余度的技術(shù)歸類為幀內(nèi)編碼技術(shù)。另一類是有損壓縮，也稱嫡壓縮法。 圖象壓縮的主要基本方法簡(jiǎn)介 隨著數(shù)字通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)日臻完善，適合各種應(yīng)用場(chǎng)合的編碼方法不斷產(chǎn)生。電視圖像既是空間的函數(shù)，也是時(shí)間的函數(shù)，而且又是隔行掃描式，所以其采樣方式比掃描儀圖像的方式要復(fù)雜的多。因此其數(shù)字化時(shí)可采用幅色采樣法，即信號(hào)的色差分量的采樣率低于對(duì)亮度分量的采樣率。模擬視頻一般采用分量數(shù)字化方式，先把復(fù)合視頻信號(hào)中的亮度和色度分離，得到 YUV 或 YIQ 分量，然后用三個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器對(duì)三個(gè)分量分別進(jìn)行數(shù)字化，最后轉(zhuǎn)換成 RGB(Red,Breen,Blue，三原色 )空間。 將模擬視頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字視頻信號(hào)包括不少技術(shù)問題。從以上的描述和表 可以看出，在與之前的網(wǎng)絡(luò)相比， 3G 網(wǎng)絡(luò)有著帶寬高，交換快的優(yōu)點(diǎn)。3GPP 稱為 3G 合作伙伴項(xiàng)目，負(fù)責(zé)制定 ANSII41 核心網(wǎng)為基礎(chǔ)，CDMA2020 為無線空中接口的 3G 技術(shù)規(guī)范。其中 3GPP 稱為 3G 合作伙伴項(xiàng)目，負(fù)責(zé)制定以原有 GSM 核心網(wǎng)絡(luò)演變的 3G 標(biāo)準(zhǔn)，以WCDMA,TDSCDMA 為空中接口技術(shù)。而在歐洲，采用 WCDMA 作為無線 空 中 接 口 技 術(shù) 的 3G 系 統(tǒng) 又 被 稱 為 通 用 移 動(dòng) 通 信 系 統(tǒng)UMTS(Universal Mobile Telemunications System)。而 WCDMATDD 系統(tǒng)和 TDSCMDA系統(tǒng)都采用碼分多址 /時(shí)分多址、時(shí)分雙工的工作方式，兩者的區(qū)別在于擴(kuò)頻碼的速率不同，前者采用高碼片速率 ，而后者采用地碼片速率 。根據(jù)無線空中接口技術(shù)的不同，現(xiàn)有 3G 技術(shù)大致可以分為 3 類 :由歐洲和日本提出的 WCDMA 系統(tǒng)、由美國(guó)提出的CDMA2020 系統(tǒng)和由中國(guó)提出的 TDSCDMA 系統(tǒng)。第一、二代蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)主要針對(duì)傳統(tǒng)的語音和低速率數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，而第三代移動(dòng)通信系統(tǒng) (3G)主要面向高速率數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。國(guó)內(nèi)目前2G 系統(tǒng)有兩大運(yùn)營(yíng)商，中國(guó)移動(dòng)采用 GPRS 華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文系統(tǒng) ((GSM 升級(jí)版 )，而中國(guó)聯(lián)通采用 CDMA 系統(tǒng)。其技術(shù)進(jìn)步表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面 :完善了呼叫處理和網(wǎng)絡(luò)管理功能、頻譜效率提高、系統(tǒng)容量增大、保密性好、標(biāo)準(zhǔn)化程度高。第一代模擬移動(dòng)通信系統(tǒng)存在著頻譜利用率低、容量有限、制式太多、互不兼容、只能提供語音業(yè)務(wù)、不利于漫游等缺點(diǎn)，逐漸被數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)所代替。 3G 網(wǎng)絡(luò)及其多媒體業(yè)務(wù)簡(jiǎn)介 第三代
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