大學計算機基礎總結論文參考

　　世界上第一臺電子計算機ENIAC誕生於——1946年，最先實現儲存程式的計算機是EDSAC。下面是小編給大家推薦的，希望大家喜歡!

　　篇一

　　《探析計算機影象處理在全息學中的應用》

　　關鍵字：計算機影象處理技術;數字全息

　　摘要：全息技術是物理學中的重大發現，近年來在各個行業得到廣泛的應用。作為全息技術中的兩個重要部分——CCD和計算機影象處理技術，在推動數字全息新一輪發展中起到至關重要的作用。本文將著重從計算機應用方面闡述影象處理技術在全息中的應用。

　　全息技術是物理學中一重要發現，越來越多的應用於各個行業。伴隨著CCD技術和計算機技術的發展，全息技術也得到一次質的飛躍，從傳統光學全息到數字全息。傳統光學全息將物光和參考光干涉得到全息照片來記錄光的振幅和相位資訊，而數字全息則用CCD記錄物光和參考光的干涉，形成數字全息圖，再通過計算機影象處理技術處理全息圖。因此，影響數字全息技術發展有兩個重要方面：CCD技術和計算機影象處理技術。

　　1.影象處理技術。影象是現代社會人們獲取資訊的一個主要手段。人們用各種觀測系統以不同的形式和手段獲得影象，以拓展其認識的範圍。影象以各種形式出現，可視的、不可視的，抽象的、實際的，計算機可以處理的和不適合計算機處理的。但究其本質來說，影象主要分為兩大類：一類是模擬影象，包括光學影象、照相影象、電檢視像等。它的處理速度快，但精度和靈活性差。另一類是數字影象。它是將連續的模擬影象離散化後處理變成為計算機能夠辨識的點陣影象。從數字上看，數字影象就是被量化的二維取樣陣列。它是計算機技術發展的產物，具有精度高、處理方便和重複性好等特點。

　　影象處理就是將影象轉化為一個數字矩陣存放在計算機中，並採用一定的演算法對其進行處理。影象處理的基礎是數學，最主要任務就是各種演算法的設計和實現。目前，影象處理技術已經在很多方面有著廣泛的應用。如通訊技術、遙感技術、生物醫學、工業生產、電腦科學等等。根據應用領域的不同要求，可以將影象處理技術劃分為許多分支，其中比較重要的分支有：①影象數字化：通過取樣和量化將模擬影象變成便於計算機處理的數字形式。③影象的增強和復原：主要目的是增強影象中的有用資訊，削弱干擾和噪聲，使影象清晰或將轉化為更適合分析的形式。③影象編碼：在滿足一定的保真條件下，對影象進行編碼處理，達到壓縮影象資訊量，簡化影象的目的。以便於儲存和傳輸。④影象重建：主要是利用採集的資料來重建出影象。影象重建的主要演算法有代數法、傅立葉反投影法和使用廣泛的卷積反投影法等。⑤模式識別：識別是影象處理的主要目的。如：指紋鑑別、人臉識別等是模式識別的內容。當今的模式識別方法通常有三種：統計識別法、句法結構模式識別法和模糊識別法。⑥計算機圖形學：用計算機將實際上不存在的，只是概念上所表示的物體進行影象處理和顯現出來。

　　2.計算機影象處理技術在全息學中的應用。影象處理技術在全息中的應用主要表現在：一是計算全息，基於計算機圖形學將計算機技術與光全息技術結合起來，通過計算機模擬、計算、處理，製作出全息圖。因此它可以記錄物理上不存在的實物。二是利用影象的增強和復原，影象編碼技術等對數字全息影象質進行提高以及實現的各種演算法。它的應用大致可以分為兩大類，即空域法和頻域法：①空域法：這種方法是把影象看作是平面中各個畫素組成的集合，然後直接對這一二維函式進行相應的處理。空域處理法主要有下面兩大類:一是領域處理法。其中包括梯度運算***Gradient Algorithm***，拉普拉斯運算元運算***Laplacian Operator***，平滑運算元運算***Smoothing Operator***和卷積運算***Convolution Algorithm***。二是點處理法。包括灰度處理***grey processing***，面積、周長、體積、重心運算等等。②頻域法：數字影象處理的頻域處理方法是首先對影象進行正交變換，得到變換頻域系列陣列，然後再施行各種處理，處理後再反變換到空間域，得到處理結果。這類處包括:濾波、資料壓縮、特徵提取等處理。

　　3.模擬實驗。本文運用matlab軟體，利用影象處理技術，編寫了程式，以模擬計算全息和實現全息影象的濾波。

　　本文將運用matlab程式設計語言實現計算全息的製作、再現過程。標有“涉”一字，影象尺寸為1024畫素×1024畫素;。模擬實驗中用到的引數為：鐳射模擬了氦氖鐳射器，波長為638.2nm;再現距離為40cm;因為原始物圖的尺寸用畫素為單位表示，所以畫素解析度為1。

　　從模擬實驗中可以看出，數字全息的處理過程其實就是計算機影象處理在全息技術的應用過程。利用計算機影象處理技術對全息圖進行了記錄，將物光和參考光干涉得到了全息圖。並利用影象的增強和復原對影象進行了處理，以消除噪聲，得到更好的全息再現象。

　　參考文獻：

　　[1]周燦林，亢一瀾.數字全息干涉法用於變形測量.光子學報，2004，13***2***：171-173。

　　[2]劉誠，李銀柱，李良鈺等.數字全息測量技術中消除零級衍射像的方法[J].中國鐳射，2001，A28***11***：1024-1026。

　　[3]戴福隆等.現代光測力學.科學出版社，1990。

　　[4]劉誠，劉志剛，程笑天等.數字濾波法再現電子全息圖[J].光學學報，2003，23***2***：150-154.轉。

　　篇二

　　《流媒體QoS控制研究及實現》

　　摘要：本文針對目前流媒體技術的現狀，對提高流媒體服務質量的兩種方案作了簡單的介紹，並作了進一步的分析與探討，最後筆者結合自身實際工作中的一個專案，介紹了對於改善流媒體QoS控制的策略。

　　關鍵字：流媒體;QoS;傳輸質量

　　1 引言

　　隨著網路的發展和人們需求的增加，單純依靠傳統“盡力而為”***best-effort***的網路服務越來越不能滿足部分新興業務，如：VOD、遠端教育、視訊會議、實時監控等實時性較高的需求，而流媒體傳輸採用流式技術，通過改變傳統傳輸需要將整個檔案完全下載完畢後才能進行觀看等不足，只需在啟動時花費幾秒或幾十秒的等待時間，以後即可進行連續觀看，並在前臺進行播放的同時，後臺繼續將檔案剩餘部分從伺服器上源源不斷地下載到本地，保證了本地觀看的連續性。所謂流媒體是指將現場採集的音視訊或已錄製好的音視訊資料編碼後通過網路實時地傳送、傳輸、接收、解碼並播放的過程***其系統傳輸框架如圖1所示***。其基本流程是：通過將原始視音訊檔案或現場採集的實時音視訊編碼成適合網路傳輸的流格式，儲存在流媒體伺服器上，等待客戶的請示，或直接由流媒體伺服器進行現場直播。當流媒體資料通過傳輸協議傳輸到客戶端後進行解碼並播放。目前流媒體技術已廣泛應用於新聞釋出、線上直播、網路廣告、資訊插播、互動遊戲、視訊點播、遠端教育、網路電視、實時視訊會議等領域。

　　按照傳統的先進先出***FIFO***的網路傳輸方式，所有的資料流都按照相同的服務等級來對待，一旦網路出現擁塞，這對實時性要求較高的流媒體傳輸來說，顯然不能保證流媒體傳輸的質量，也不能較好地滿足使用者的要求。為了改變這一現狀，目前主要有兩種方案用於提高流媒體QoS***Quality of Service***控制：①改造現有網路，使其保證流媒體傳輸質量，如IntServ、DiffServ模型等，這一方式以目前網路的規模以及改造所需的成本來看，至少對現在來說是不現實的。②在現有網路的基礎上，通過對端系統的傳輸控制來最大限度地提高流媒體傳輸質量，這種方式不僅對現有網路進行了改造，而且對下一代網路***NGN***的發展也具有重要的意義。本文主要針對第二種方案來研究流媒體QoS控制。

　　2 改善流媒體傳輸質量

　　2.1　影響流媒體傳輸質量的因素

　　影響流媒體傳輸質量的因素主要包含以下幾個：

　　端到端的延遲：包括傳輸時延、傳播時延、排隊時延。它是影響流媒體質量最重要的因素之一。必須根據網路的負載情況，控制在一個合理的範圍之內。

　　時延抖動：是兩個相鄰分組的資料在網路傳輸過程中由於經過不同的網路延遲產生的。由於網路傳輸的不確定性，時延抖動是沒法避免的，解決的方法通常是在接收端設定緩衝區，在資料流到達後，並不立即播放，而是儲存在緩衝區，等到規定播放時間到來才進行播放。

　　丟包率：是指網路擁塞時，資料流沒有及時到達接收端。這時丟失的資料包將直接影響到接收播放的質量，一般情況下，丟包率不得超過1%。

　　資料包的失序：每個資料幀都有一個序列號，以標記在流中正確的序號。在網路傳輸過程中，由於資料包經過不同的線路或丟包等原因，致使資料的順序發生變化。解決的方法也是在接收端設定緩衝區，將接收到的資料進行重新組合，恢復原來的順序。

　　2.2 改善流媒體傳輸質量的途徑

　　改善流媒體傳輸質量的關鍵就是要使系統保證有較好的QoS。因此，提高流媒體質量可以從提高流媒體QoS控制上考慮。根據功能的不同，提高流媒體QoS控制大體上可以從擁塞控制、錯誤控制和快取機制幾個方面入手。

　　***1***擁塞控制：主要是通過某種速度控制機制，在網路擁塞時，降低資料傳輸時延和丟包率。目前主要有速率控制和速率整形兩種方式。

　　基於速率控制機制主要包括基於原始碼率的、基於接收者位元速率的以及混合位元速率控制。基於原始碼率的控制機制主要是通過收集視訊傳輸反饋資訊，動態改變資料流的傳送速率。基於接收者位元速率的控制機制主要是通過接收到的資料流的情況，嚮應用層反映相應的統計資訊，動態改變接收通道和播放效果。混合位元速率控制結合二者的特點，動態改變資料流的傳送速率及資料接收通道，再達到最佳播放效果。

　　基於速率整形機制主要是將碼流壓縮以適應網路頻寬的要求。目前主要有編解碼濾波器、棄幀濾波器、棄層濾波器、頻率濾波器和再量化濾波器等幾種方式。

　　***2***錯誤控制：如前面所述，丟包、延時等問題在網路傳輸過程中是無法避免的，那麼在這種已發生的情況下，如何更好地、更高質量地來控制錯誤，保證音視訊檔案的順序播放?錯誤控制，其主要解決在丟包、延時等情況下，對流媒體資料的糾錯，達到最佳播放效果。錯誤控制機制包括向前糾錯機制、重發機制、錯誤恢復編碼機制和錯誤隱藏機制。具體請參考文獻[2]。

　　***3***快取機制：主要有在伺服器端設定快取和在客戶端設定快取兩種方式。在伺服器端設定快取，可以在整個網路對所有客戶端的請求作優化處理，是一種排程策略，可以使伺服器處理能力達到最佳。在客戶端設定快取，能夠消除由於網路傳輸帶來的延時抖動、資料包的失序等因素，保證播放的質量。

　　3 視訊監控系統中QoS控制的實現

　　以筆者工作中的一個專案為例，該專案為重慶某集團重大危險源監控系統的第二代產品，系統集現場視訊採集、儲存、網路傳輸、視訊檢索、遠端控制、資料分析、預案啟動、應急指揮於一體，實現對重大危險源的“三級監控”***即現場監控、企業監控和集團監控***，形成了一個完整的系統的重大危險源監控和事故應急處置的綜合資訊平臺和高效可靠的監控指揮系統。在該系統中，我們基於現有網路，通過控制端系統，儘可能是提高系統的QoS控制。

　　該系統是基於RTCP***RTP Control Protocol***/均數RTP ***Real-time Transport Protocol***協議組，分別是建立在UDP基礎上的。它的工作流程大致如下：

　　首先客戶端通過RTCP協議向伺服器端發起音視訊播放請求，並建立客戶緩衝區，伺服器端在收到客戶端發來的請求後，對現場採集的音視訊或檢索儲存在伺服器中的音視訊檔案，按照QoS模組中協商的相關引數進行壓縮，或者按照傳輸過程中的反饋資訊進行速率整形，以適合網路傳輸，並將壓縮好的RTP資料包傳輸到客戶端，客戶端先以快取接收，待重新組合後，按照播放順序進行播放。此係統在提高流媒體QoS控制上有以下三個特點：

　　1***QoS控制協商

　　在系統中，建立QoS控制協商模組，可以按照客戶端的需求，對音視訊監控的每一個通道的引數進行協商，根據協調的結果，對傳輸的碼流進行及時調整。QoS採用TCP連線的方式，確保連線的質量，利用多執行緒程式設計處理，確保在進行QoS引數協調時不阻塞主執行緒，影響播放。

　　伺服器端通過函式S_CREATE建立一個執行緒，並呼叫函式S_LISTEN進行埠監聽，當客戶端有協調請求時，通過函式C_CREATE建立一子執行緒，並呼叫C_CONNECT函式與伺服器端進行連線，連線成功後，伺服器端呼叫S_SEND函式將當前QoS引數傳送到客戶端，客戶端對此引數進行協調、調整，等滿足客戶端需求後，呼叫C_SEND函式將QoS引數返還至伺服器端，伺服器端收到該返還引數後，將新的QoS引數反映到音視訊壓縮、編碼模組，由此實現協商功能。

　　2***動態資料流速率整形

　　由於網路傳輸的不確定性，在傳輸過程中，根據RTCP控制反饋資訊，對速率作出及時調整使資料流速率適應網路要求：一是採用改變數化係數策略。當位元速率太高時，加大量化係數;當位元速率太低時，減少量化係數;在位元速率合適的情況下，保持當前量化係數。二是採用丟幀濾波策略。當網路出現擁塞時，按照音視訊幀結構中B幀、P幀、I幀的作用不同，首先是丟棄B幀，其次是P幀，最後是I幀。

　　3***錯誤控制機制

　　採用在客戶端增加快取機制，將接收到的資料包進行重組，最大限度地消除由於網路傳輸造成的時延抖動、包失序等原因帶來的畫面質量下降。在播放的過程中，可以按照要求通過改變緩衝區的大小來減少快取上溢等情況來增加播放質量。同時在客戶端的播放畫面中增加錯誤隱藏機制，儘量使畫面播放流暢。

　　4 結束語

　　本文通過對目前流媒體技術現狀的分析，指出提高流媒體服務的關鍵因素是提高流媒體的QoS控制，並在此基礎上對提高QoS控制作了進一步的介紹，最後將上述提高QoS控制的技術運用於實際，實際工作效果顯示，系統能夠較好地滿足使用者要求。

　　參考文獻

　　[1]龐萍，田雋，張劍英. 流媒體的擁塞控制技術研究綜述[J]. 電腦知識與技術，2007，***5***

　　[2]董科軍，閻保平. 流媒體傳輸的質量控制技術研究[J]. 微電子學與計算機，2003，***5***

　　[3]任斌. 影響流媒體資料傳輸質量的因素與解決途徑[J]. 電腦知識與技術，2006，***36***

　　[4]杜昱. 關於QoS視訊傳輸系統中QoS協商模組的設計[J]. 計算機系統應用，2007，***3***