图像通信

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图像通信(Image Communication)

　　图像通信是指用电信号传输静止图像(包括文字、图表、相片等)和活动图像的通信。

　　(一)高效的图像压缩技术

　　随着二维图像压缩技术的逐步成熟， 图像压缩标准得以完善建立，使压缩算法进一步有了重大突破。目前正在开展的压缩编码方法研究种类繁多，倘若将现实中已成功实现的有效压缩比以成倍的比例提高，那么其产生的研究价值将是巨大的。二维压缩技术的成熟也使三维图像的立体式存储及传输给其压缩技术树立了更高的起点标准。随着网络资源的进一步丰富扩展，人们获取信息的欲望越来越强烈，对图像的清晰度、处理逼真性也提出了更高的要求。而信息量传递需求的增加同时又使网络化的数据传输以成倍的速度增长，从而导致了网络资源的紧张，时常出现网络高峰、拥堵的现象，因此实现图像通信的高压缩比、低空见占用量与高效传输则是未来通信技术研究的关键问题。在多视图的图像压缩研究中，压缩标准MPEG-2主要利用多视图等级模型的简称为MVP的研究方法。在该模型算法中，令其中一个视图作为基本层，而其他视图层则均属于增强层的范畴，同时利用视图层与层之间的关联性达到互补、互偿的增强补充效果，当然其增强层与基本层之间分配的比特率也不尽相同。同时在MVP预测过程中，其实行的是双向处理方式，即该模式通过双管齐下的前后方预测监控视图的位置变化并实施多复合的观测，充分体现了该方式的灵活性与高效性，其非均匀的处理速率分配使之成为三维图像压缩处理的有力工具。但同时如果三维图像的数量过于庞大，该方式的处理速度则大大降低，因此对其压缩效率的研究还有待进一一步完善。另外图像通信压缩技术中，人为因素影响性所占的比率也较大，在压缩处理中只有当图像的固有统计特性与人们的视觉感官特性充分的融合，促进两者的正面强化，才能使编码压缩计算更有效、更准确。当然人们的感官视觉是一种极其微妙的领域，现实研究中对其的性能挖掘还并不充分，例如人们在观看三维图像时容易出现头晕眼花的疲劳感，因此关于此部分的研究还有待加强。另外随着压缩技术的不断创新，现行的压缩标准体现出赶不上技术创新速度的局面， 因此在未来的研究中我们更倾向于开展可编程的压缩， 即利用解码器下载安装指令解码，并将其嵌入图像的比特流中，达到统一解码的目的。目前MPEG一4标准下的工具便体现了这一发展研究动向。

　　(二)可靠的图像通信环境构建

　　由于数字图像压缩方式的记忆性，导致了一旦数据处理中发生了错误也无法被及时的定位，相反可能会在编码压缩的空间领域进一步扩大错误。因此为了避免这一现象，我们可通过增强图像通信技术防止信道误差的方式来强化图像通信过程的高效开展。我们可以从三方面入手研究错误信道的恢复防控机理，即在信道源及编码器内有效引入抗误差编码方式、在解码处实施后处理方式掩盖误码及在编码及解码端实施交互式的防控处理方式等。为了提高数字图像通信的准确性、可靠性，在第一种处理方式中我们可通过在信源及通道内加入冗余信息的方式达到高效纠错、同步嵌入、独立预测分割、分层保护且控制损失在最小范围内的完善目标。倘若压缩处理中发现错误已经产生且无法纠正时我们则可采用第二种方式，即在解码器的一段采用有效的弥补方案使误差编码得以掩盖。该方式能有效的恢复通信图像质量，并不受图像压缩标准的控制。而要想实现第三种方式的处理功能，我们必须在编码端与解码端之间建立有效的反馈信道，同时解码端通过分析告知编码段出现无码的比特流位置，而编码端则通过操作适应性改变的方式达到抑制错误编码的不良影响作用。为了杜绝重发申请导致的延时现象，我们可通过在降低传输率的情况下利用数据同步恢复的方式达到纠错恢复效果。目前人类社会已进入3G、4G的时代，利用移动网络实现图像通信成为必然的信息通信趋势。然而由于无线网络信道的环境构建尚未完善，还处于漏洞较多、运营条件较差的局面，虽然比特率并不高于信道性能，但还是极易导致信道误差现象的发生，使整个通信系统性能指标受到严重影响， 因此在未来的研发之路上加强无线通信技术的研发则是重中之重。

　　（三)强化构建安全的图像通信环境

　　数字化技术的不断创新与网络应用的日益普及为人们的生产、生活与管理提供了切实的便利，同时，各类信息资源的传输又给知识产权保护提出了现实考验。数字图像信号的广泛特性、多媒体环境下数据存取的高效便利使各类模拟、效仿及篡改侵权行为严重滋生，扰乱了良性的信息交流发展秩序。为了扭转这一不良局面，我们可以通过加密技术对数据图像的随意传输架设一道屏障。然而由于该加密技术易于被中断截取，破解盗取的现象还是时有发生。因此通信网络又研发了数字签名技术，给原始的通信图像附加一条匹配特征信息，从而通过验证信息的手段达到加密的目的。当然该方式同样有其不足之处。因此在近期的研发中我们又通过对信息隐藏模型的构建创立了数字图像的水印加密技术， 即将隐形的信号存于图像信息中，并依据不同环节的应用为用户提供相应的水印验证保护，使用户通过验证获取相应的图像访问及使用权利。

　　从目前图像通信发展的趋势和现有技术水平来看，未来的发展方向主要有以下几个方面：

　　1.以计算机处理为主体，对图像信号进行压缩和处理，以提高图像质量

　　图像通信之所以能够发展到目前的水平，主要是得益于数字通信技术的飞速发展，为图像通信完成由模拟向数字的转换奠定了基础，使图像压缩技术和视频编码方法出现了新的飞跃。目前，在高速数字信号处理芯片上完成图像通信的视频压缩技术已经达到了相当高的水平。未来图像通信的发展，将是以计算机处理为主体，结合硬件，对图像信号进行压缩和处理，充分发挥计算机高速处理数据的能力，和灵活有效的软件功能，使图像通信能获得较高图像质量。

　　2.小型的、集团化的本地区图像通信网发展迅速

　　具有小型的、集团化的本地区的图像通信网将得到迅速发展。这主要用于银行、学校滓研机构 超级商场、酒店和医院等单位，为这些单位提供图像话音和数据等各种团体服务，可根据用户不同要求，采用卫星、无线和有线等多种方式灵活组网。这些网可以不进入公用通信网络，所以成本低、费用步、需要时也可以接入公用通信网中使用。

　　3.以计算机为核心的多媒体图像通信业务前景广阔

　　目前，计算机已相当普及，并已开始进入家庭，多媒体电脑能为用户提供静止的或运动的图形、视频图像、声音、文字以及多种类型的信息，所以将深受用户喜爱。

　　多媒体技术是通信技术，电视技术和计算机技术相结合的产物。当前这种结合正朝两个方向发展，—是计算机公司(如IBM等)以计算机为基础向多媒体化计算机方向发展，另一方面是生产电视和声像产品的厂家(如sony，philips等)朝着以电视和声像技术为基础的计算机化电视的方向发展。其发展趋势将是二者相结合使计算机和家用电器互相渗透，把多种功能互相结合，并逐步实现标准化和实用化。

　　4.会议电视发展迅速

　　会议电视是一种利用通信技术和电视技术进行一种新的电信业务，它通过通信线路将各处的多个收听点连接起来，使相隔较远的收听观众，不仅能听到发言人的声音，而且能清楚地看到发言人的容颜和会场的情景，还可以进行多方对话。会议电视不仅能节省人们的旅途费、时间和精力，而且因这种通信具有真实性、权威性、指导性等优点，这在国外已应用很广泛，在我国也将逐步推广。

　　在当今的信息时代，随着信息高速公路的建立和人们对各类信息需求量的不断增加，图像通信将会获得广泛的发展，并将迅速渗入到各个领域和人们的日常生活中。