圖像通信

出自 MBA智库百科(https://wiki.mbalib.com/)

圖像通信(Image Communication)

　　圖像通信是指用電信號傳輸靜止圖像(包括文字、圖表、相片等)和活動圖像的通信。

　　(一)高效的圖像壓縮技術

　　隨著二維圖像壓縮技術的逐步成熟， 圖像壓縮標準得以完善建立，使壓縮演算法進一步有了重大突破。目前正在開展的壓縮編碼方法研究種類繁多，倘若將現實中已成功實現的有效壓縮比以成倍的比例提高，那麼其產生的研究價值將是巨大的。二維壓縮技術的成熟也使三維圖像的立體式存儲及傳輸給其壓縮技術樹立了更高的起點標準。隨著網路資源的進一步豐富擴展，人們獲取信息的欲望越來越強烈，對圖像的清晰度、處理逼真性也提出了更高的要求。而信息量傳遞需求的增加同時又使網路化的數據傳輸以成倍的速度增長，從而導致了網路資源的緊張，時常出現網路高峰、擁堵的現象，因此實現圖像通信的高壓縮比、低空見占用量與高效傳輸則是未來通信技術研究的關鍵問題。在多視圖的圖像壓縮研究中，壓縮標準MPEG-2主要利用多視圖等級模型的簡稱為MVP的研究方法。在該模型演算法中，令其中一個視圖作為基本層，而其他視圖層則均屬於增強層的範疇，同時利用視圖層與層之間的關聯性達到互補、互償的增強補充效果，當然其增強層與基本層之間分配的比特率也不盡相同。同時在MVP預測過程中，其實行的是雙向處理方式，即該模式通過雙管齊下的前後方預測監控視圖的位置變化並實施多複合的觀測，充分體現了該方式的靈活性與高效性，其非均勻的處理速率分配使之成為三維圖像壓縮處理的有力工具。但同時如果三維圖像的數量過於龐大，該方式的處理速度則大大降低，因此對其壓縮效率的研究還有待進一一步完善。另外圖像通信壓縮技術中，人為因素影響性所占的比率也較大，在壓縮處理中只有當圖像的固有統計特性與人們的視覺感官特性充分的融合，促進兩者的正面強化，才能使編碼壓縮計算更有效、更準確。當然人們的感官視覺是一種極其微妙的領域，現實研究中對其的性能挖掘還並不充分，例如人們在觀看三維圖像時容易出現頭暈眼花的疲勞感，因此關於此部分的研究還有待加強。另外隨著壓縮技術的不斷創新，現行的壓縮標準體現出趕不上技術創新速度的局面， 因此在未來的研究中我們更傾向於開展可編程的壓縮， 即利用解碼器下載安裝指令解碼，並將其嵌入圖像的比特流中，達到統一解碼的目的。目前MPEG一4標準下的工具便體現了這一發展研究動向。

　　(二)可靠的圖像通信環境構建

　　由於數字圖像壓縮方式的記憶性，導致了一旦數據處理中發生了錯誤也無法被及時的定位，相反可能會在編碼壓縮的空間領域進一步擴大錯誤。因此為了避免這一現象，我們可通過增強圖像通信技術防止通道誤差的方式來強化圖像通信過程的高效開展。我們可以從三方面入手研究錯誤通道的恢復防控機理，即在通道源及編碼器內有效引入抗誤差編碼方式、在解碼處實施後處理方式掩蓋誤碼及在編碼及解碼端實施互動式的防控處理方式等。為了提高數字圖像通信的準確性、可靠性，在第一種處理方式中我們可通過在信源及通道內加入冗餘信息的方式達到高效糾錯、同步嵌入、獨立預測分割、分層保護且控制損失在最小範圍內的完善目標。倘若壓縮處理中發現錯誤已經產生且無法糾正時我們則可採用第二種方式，即在解碼器的一段採用有效的彌補方案使誤差編碼得以掩蓋。該方式能有效的恢復通信圖像質量，並不受圖像壓縮標準的控制。而要想實現第三種方式的處理功能，我們必須在編碼端與解碼端之間建立有效的反饋通道，同時解碼端通過分析告知編碼段出現無碼的比特流位置，而編碼端則通過操作適應性改變的方式達到抑制錯誤編碼的不良影響作用。為了杜絕重發申請導致的延時現象，我們可通過在降低傳輸率的情況下利用數據同步恢復的方式達到糾錯恢復效果。目前人類社會已進入3G、4G的時代，利用移動網路實現圖像通信成為必然的信息通信趨勢。然而由於無線網路通道的環境構建尚未完善，還處於漏洞較多、運營條件較差的局面，雖然比特率並不高於通道性能，但還是極易導致通道誤差現象的發生，使整個通信系統性能指標受到嚴重影響， 因此在未來的研發之路上加強無線通信技術的研發則是重中之重。

　　（三)強化構建安全的圖像通信環境

　　數字化技術的不斷創新與網路應用的日益普及為人們的生產、生活與管理提供了切實的便利，同時，各類信息資源的傳輸又給知識產權保護提出了現實考驗。數字圖像信號的廣泛特性、多媒體環境下數據存取的高效便利使各類模擬、效仿及篡改侵權行為嚴重滋生，擾亂了良性的信息交流發展秩序。為了扭轉這一不良局面，我們可以通過加密技術對數據圖像的隨意傳輸架設一道屏障。然而由於該加密技術易於被中斷截取，破解盜取的現象還是時有發生。因此通信網路又研發了數字簽名技術，給原始的通信圖像附加一條匹配特征信息，從而通過驗證信息的手段達到加密的目的。當然該方式同樣有其不足之處。因此在近期的研發中我們又通過對信息隱藏模型的構建創立了數字圖像的水印加密技術， 即將隱形的信號存於圖像信息中，並依據不同環節的應用為用戶提供相應的水印驗證保護，使用戶通過驗證獲取相應的圖像訪問及使用權利。

　　從目前圖像通信發展的趨勢和現有技術水平來看，未來的發展方向主要有以下幾個方面：

　　1.以電腦處理為主體，對圖像信號進行壓縮和處理，以提高圖像質量

　　圖像通信之所以能夠發展到目前的水平，主要是得益於數字通信技術的飛速發展，為圖像通信完成由模擬向數字的轉換奠定了基礎，使圖像壓縮技術和視頻編碼方法出現了新的飛躍。目前，在高速數字信號處理晶元上完成圖像通信的視頻壓縮技術已經達到了相當高的水平。未來圖像通信的發展，將是以電腦處理為主體，結合硬體，對圖像信號進行壓縮和處理，充分發揮電腦高速處理數據的能力，和靈活有效的軟體功能，使圖像通信能獲得較高圖像質量。

　　2.小型的、集團化的本地區圖像通信網發展迅速

　　具有小型的、集團化的本地區的圖像通信網將得到迅速發展。這主要用於銀行、學校滓研機構 超級商場、酒店和醫院等單位，為這些單位提供圖像話音和數據等各種團體服務，可根據用戶不同要求，採用衛星、無線和有線等多種方式靈活組網。這些網可以不進入公用通信網路，所以成本低、費用步、需要時也可以接入公用通信網中使用。

　　3.以電腦為核心的多媒體圖像通信業務前景廣闊

　　目前，電腦已相當普及，並已開始進入家庭，多媒體電腦能為用戶提供靜止的或運動的圖形、視頻圖像、聲音、文字以及多種類型的信息，所以將深受用戶喜愛。

　　多媒體技術是通信技術，電視技術和電腦技術相結合的產物。當前這種結合正朝兩個方向發展，—是電腦公司(如IBM等)以電腦為基礎向多媒體化電腦方向發展，另一方面是生產電視和聲像產品的廠家(如sony，philips等)朝著以電視和聲像技術為基礎的電腦化電視的方向發展。其發展趨勢將是二者相結合使電腦和家用電器互相滲透，把多種功能互相結合，並逐步實現標準化和實用化。

　　4.會議電視發展迅速

　　會議電視是一種利用通信技術和電視技術進行一種新的電信業務，它通過通信線路將各處的多個收聽點連接起來，使相隔較遠的收聽觀眾，不僅能聽到發言人的聲音，而且能清楚地看到發言人的容顏和會場的情景，還可以進行多方對話。會議電視不僅能節省人們的旅途費、時間和精力，而且因這種通信具有真實性、權威性、指導性等優點，這在國外已應用很廣泛，在我國也將逐步推廣。

　　在當今的信息時代，隨著信息高速公路的建立和人們對各類信息需求量的不斷增加，圖像通信將會獲得廣泛的發展，並將迅速滲入到各個領域和人們的日常生活中。