數字媒體技術研究方向精選(五篇)

序言：作為思想的載體和知識的探索者，寫作是一種獨特的藝術，我們為您準備了不同風格的5篇數字媒體技術研究方向，期待它們能激發您的靈感。

篇1

關鍵詞：數字媒體技術；VR虛擬現實； 人才培養模式

中圖分類號：TP37 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）28-0153-02

1 數字媒體技術專業VR虛擬現實方向建設背景

1.1 VR虛擬現實技術國內外發展背景及現狀

《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十三個五年規劃綱要》明確指出：提升新興產業支撐作用，支持新一代信息技術、新能源汽車、生物技術、綠色低碳、高端裝備與材料、數字創意等領域的產業發展壯大。大力推進先進半導體、機器人、增材制造、智能系統、新一代航空裝備、空間技術綜合服務系統、智能交通、精準醫療、高效儲能與分布式能源系統、智能材料、高效節能環保、虛擬現實與互動影視等新興前沿領域創新和產業化，形成一批新增長點。

2016年1月高盛的全球虛擬現實報告中指出，基于標準預期，到2025年，全球虛擬現實市場營收將達到800億美元（其中硬件450億，軟件350億）；樂觀預期下，2025年甚至將達到1820億美元。由此看出，全球VR產業具有強勢發展勁頭，市場對其預期也是越來越高。

2015年中國虛擬現實市場的規模已經達到了15.8億元，尚且屬于起步階段。2016年將迎來VR爆發之年。賽迪顧問預計2016年中國虛擬現實市場將達到68.2億元，增長率達331.6%；到2020年，市場進入成熟期。

1.2 VR虛擬現實技術服務當地經濟產業的背景及現狀

在江西省委“發展升級、小康提速、綠色崛起、實干興贛”十六字方針的指導下，通過前期發展來看，南昌市在虛擬現實產業所需的硬件制造產業關聯的光學設備、精密儀器制造等方面具有明顯優勢。2015年，南昌成為全國首批國家小微企業創業創新基地示范城市，創業創新平臺加快發展搭建。2016年6月，中國（南昌）虛擬現實VR產業基地啟動。

2 對VR虛擬現實相關企業的調研分析

經過連續兩個月時間的調研，總調研了VR虛擬現實技術相關企業共20家，其中調研地區分布為江西省4家、北京市4家、上海市3家、廣東省3家、江蘇省2家、河南省2家、陜西省1家、四川省1家；其中東部地區12家占60%，中西部地區共有8家占40%；其中崗位群情況VR虛擬現實技術數字三維設計研占50%、VR硬件與軟件開發占30%，VR市場分析及管理占20%；人才需求排名VR數字三維設計師占35%，VR數字平面圖形設計師占30%，交互設計師占15%。

3 VR虛擬現實的人才培養模式

3.1 應用型人才培養方向

數字媒體技術是新興的本科專業，屬于我校新申報本科專業，根據調研及論證，結合我校特點，我校提出了針對來自江西省內的主體生源，堅持需求導向，抓住新產業、新業態和新技術發展機遇，將學科專業體系緊密對接產業鏈、創新鏈。結合江西省特別是南昌地區支柱性經濟產業發展需求，以整車集成關鍵技術、醇氫動力技術、紅外成像技術、LED推廣應用技術、BIM技術、VR技術、ERP財務業務一體化技術、人才測評技術以及景區旅游商品開發技術為重點，每個專業落實“幾項技術、幾手絕活”，著力培養為江西社會經濟發展所需的特色人才這一目標。

根據學校這一重點發展目標，數字媒體技術專業重點發展VR虛擬現實方向，面向虛擬現實行業，掌握互動媒體設計制作方法、VR虛擬現實技術等基本理論、基本知識，具備計算機多媒體技術、數字化圖形圖像處理技能，理論到位、技術技能系統實在的高素質應用型人才。形成了計算機多媒體技術、數字化圖形圖像處理、互動媒體設計制作方法、VR虛擬現實技術技能這一實踐教學路徑。

3.2 課程體系設置

為掌握計算機多媒體技術技能，開設了先導基礎理論課程《數字媒體技術導論》、進階課程《計算機多媒體技術》、綜合實訓課程《新媒體交互界面技術》；為掌握數字化圖形圖像處理這一技術技能，開設先導課程《數字動畫基本原理》、技術技能課程模塊《動畫素描造型基礎 》、《數字圖形圖像處理》；為掌握互動媒體設計制作方法，開設先導基礎理論課程《數字媒體技術導論》、技術技能模塊實踐課程《數據庫原理及應用》、《數字音視頻非線性編輯》、《新媒體交互界面技術》、《人機交互技術與開發》、《互動多媒體系統設計》；為掌握VR虛擬現實技術技能，開設《面向對象程序設計》、《游戲程序開發基礎》、《虛擬現實與流媒體技術》、《商業多媒體制作》模塊化實踐課程。實踐課程安排模塊化既有進階性，又能各自一體化，使得學生掌握“幾項技能，幾手絕活”。

面向上述人才培養目標，設計的數字媒體技術專業核心課程體系的結構和內容如圖1所示。

課程體系采用矩陣式的結構，其特色是以專業課程群為知識結構單元，組織形式層次分明。在課程體系結構上分為思想政治課程群、身心健康課程群、理論知識課程群、技術技能課程群、綜合實踐課程群、素質拓展課程群幾個模塊，培養學生的專業基礎知識和技術技能。課程體系注重寬厚的專業基礎知識培養，以此實現“理論到位”的人才培養目標。在多種類型課程之間，設計了雙維方式課程：《數字動畫基本原理》、《影視編導基礎》、《新媒體交互界面技術》、《虛擬現實與流媒體技術。》根據人才培養目標要求培養技術技能型人才，設置典型工作任務課程：《構成基礎》、《數字圖形圖像處理》、《數字音視頻非線性編輯》、《三維造型與建模》、《數字三維動畫技術》、《新媒體交互界面技術》、《計算機多媒體技術》、《虛擬現實與流媒體技術》、《影視特效與合成》、《商業多媒體制作》。校企聯盟課程有《數字圖形圖像處理》、《數字音視頻非線性編輯》、《三維造型與建模》、《新媒體交互界面技術》、《虛擬現實與流媒體技術》、《商業多媒體制作》實現建立校校、校企、校地、校所以及國際合作的協同育人新機制，努力創建拔尖創新人才培養目標。在課程體系結構上，水平方向自左向右是以VR虛擬現實數字內容創建技術、計VR虛擬技術交互與集成為專業方向的循序漸進的課程群模塊。學生在學習了專業基礎課程和專業核心技術技能課程之后，過渡到專業方向課程，從而兼顧人才培養的共性和個性，實現“技術技能實在”的人才培養目標。

參考文獻：

[1] 陳超良. 芻議VR虛擬現實技術[J]. 電子技術與軟件工程， 2016（16）.

[2] 張拯. 基于虛擬現實技術和智能機器人的變電站巡檢功能研究[J]. 電腦編程技巧與維護， 2016（16）.

[3] 郭曉紅. 將虛擬現實技術用于微機原理實驗教學[J]. 山西電子技術， 2016（4）.

[4] 2016年《計算機科學》“Web智能與虛擬現實技術”專輯征文[J]. 計算機科學， 2016（8）.

[5] 王江林. 基于虛擬現實技術的機械設計問題探討[J]. 科技傳播， 2016（16）.

[6] 李亞婷， 李碧雯， 王攀. VR黑洞[J]. 中國企業家， 2016（16）.

[7] 馮英霖. 淺述虛擬現實技術在船舶吊裝作業中的應用[J]. 建材與裝飾， 2016（31）.

[8] 許紅云. VR技術在虛擬旅游的應用研究[J]. 電腦與電信， 2016（7）.

[9] 王蕓. 打破現實的規則――制造業中的虛擬現實技術[J]. 上海質量， 2016（8）.

篇2

>> 基于Netfilter框架和IP Queue機制的輕量級網絡防火墻實現 基于linux防火墻netfilter的配電終端通信報文 Netfilter/Iptables防火墻的運行機制分析與性能優化 基于IP地址的子網劃分算法研究 基于數字圖像的信息隱藏技術研究 基于數據冗余的無損信息隱藏技術研究 基于MPLS的移動IP技術研究 基于DHCP的局域網地址綁定技術研究與應用 基于反向技術的IP地址復用方案設計與實施 基于源IP地址的策略路由的研究與實現 基于伙伴系統的IP 地址自動分配協議的研究 基于IP地址段的網站內容監控的研究 基于嵌入式的現場總線和TCP/IP協議轉換的技術研究 基于圖像的信息隱藏與隱寫分析技術研究 基于單片機的TCP/IP技術研究及其應用分析 IP路由器基于業務流量的動態節能技術研究與測試 基于IP網絡的多媒體視頻通信技術研究 基于Netfilter架構自適應防火墻設計及實現 基于Packet Tracer的IP地址教學新探索 基于jsp的真實IP地址獲取實現方法 常見問題解答 當前所在位置：l.

［10］郝慧珍,傅汝林.基于IP偽裝的網絡安全技術研究［J］.成都理工學院學報,2002,29(3):315-319.

作者簡介：

篇3

關鍵詞：數字水印；數字媒體；版權保護

中圖分類號：TP391文獻標識碼：A文章編號：1007-9599 (2011) 24-0000-02

The Introduction of Digital Watermarking Techniques

Li Yang

(Xi’an Vocational and Technical College,Xi'an710077,China)

Abstract:As an effective method to provide copyright protection for digital media,digital watermarking has received considerable attention all over the world in recent years.This paper introduces the background of the demand for and research significance of digital watermarking techniques,the basic communication model of watermarking,the classification of watermarking,applications of watermarking and last open issues and possible future research directions.

Keywords:Digital watermarking;Digital media;Copyright protection

一、數字水印技術的需求背景及研究意義

數字媒體和計算機網絡的迅速發展為社會生活提供了巨大便利。與模擬媒體文件相比，數字媒體文件具有質量優、易于編輯、可實現對媒體信息的精確復制、方便進行網絡傳輸的優點。然而數字媒體文件的這些優勢，對傳統的版權保護方法提出了嚴峻的挑戰。如何對數字作品版權進行有效地保護，成為了當今版權保護中亟待解決的問題。

傳統的加密方法只能在數據的傳輸過程中起保護作用。一旦數據被接收并被解密，對數據的復制和傳播就無法檢測和控制，難以滿足版權保護的要求。而水印技術不是防止別人非法地讀取數字信息，而是在非法用戶成功地讀取了這些信息后對其進行追蹤，追究其法律責任。作為數字文件版權保護的一種有效辦法，數字水印技術就是在這個背景下提出的。

數字水印技術作為一門新興的學科交叉的應用技術，涉及了不同學科領域的思想和理論，如信號處理、圖像處理、編碼理論、密碼學、數字通信、算法設計等，還包括公共策略和法律等問題。因此無論從理論角度還是應用角度來看，開展對數字水印技術的研究，不但具有重要的學術意義，還有極為重要的經濟意義。

二、數字水印系統模型

數字水印技術的基本思想是將含有作者電子簽名、日期、商標以及使用權限等的數字信息作為水印信號，嵌入到圖像、文本、視頻和音頻等數字媒體中，并且在需要時，能夠通過一定的技術檢測方法提取出水印，以此作為判斷媒體的版權歸屬和跟蹤非法侵權的證據。

因此水印系統可分為嵌入和提取兩個模塊：定義[1]如下：

水印嵌入： 水印提取：

其中，I為原圖像，W為水印，K為密鑰， 為加入水印后的圖像，也是待檢測圖像。1稱為水印的非盲檢測；2、3稱為水印的盲檢測。

Cox將數字水印看作通信問題，提出了一個數字水印系統的一般模型，如圖1所示：

圖1數字水印的一般模型

三、數字水印的分類

數字水印是指嵌入在載體數據中的，由版權所有者確定的版權信息，用以證明數據的所有權歸屬。從其表現形式上可以分為三大類，一類是有意義的字符，一類是偽隨機序列，一類是可視的圖片。

第一類是為了在作品中標注作品的所有者、創作日期、發行部門以及其他需要標注的信息，它們可以是明文字符，將這些字符串以比特流的形式嵌入數字作品中。在提取水印時，按照提取算法提取出這些比特流，轉換成字符串，就可以得到需要的水印信息。這類水印直接明了，沒有歧義，只要水印能夠正確提取，就可以證明作品的版權，但健壯性較差，需要健壯性更強的水印嵌入算法來保證水印能夠正確提取。

第二類數字水印克服了第一類水印的缺點，它不是直接將明文字符作為水印，而是將需要標識的信息與一個偽隨機序列串對應起來。將偽隨機數作為數字水印嵌入數字作品中。需要驗證作品的所有權時，用相應的水印提取算法提取出數字水印，這時提取出的數字水印不需要與原來水印完全一致，通過相關性檢測就可以判斷有沒有水印的存在。可以說利用相關性檢測的水印是健壯性比較好的水印。因為它不要求精確的水印恢復，提取出的水印和原始水印在每一個樣點上都可能是不同的，但是只要它們的相關值很大，就可以判斷水印的存在。

第三類數字水印是一種可視圖像，它可以是以二值圖像（或灰度圖像）的形式保存的一個人的手寫簽名、字符、徽標等。將這些二值圖像（或灰度圖像）變成比特串，作為數字水印嵌入作品中。水印提取時，也是提取這些比特串，并把它們復原成原圖像，由于數字作品受到可能的信號處理的破壞，或惡意攻擊，因此恢復出的比特串會有誤碼，但是在誤碼率不是很大的情況下，所組成的二值圖像（或灰度圖像）仍然能夠通過人眼來識別出原來的手寫簽名、字符或徽標。這類水印主要是利用人眼的冗余性，它可以容忍較大的比特誤碼，只要仍然能夠識別出原來的二值圖像（或灰度圖像）的樣子，就可以判定有水印存在。因此這類水印從形式上來說，也是健壯性較好的水印。

四、數字水印技術的主要應用

目前，數字水印的應用大體上可以分為版權保護、數字指紋、使用控制、票據防偽、標題與注釋、內容保護等幾個方面。

（一）版權保護[2]：為了表明對數字產品內容的所有權，所有者A用私鑰產生水印并將其插入原圖像，如果B聲稱對公開的有水印的圖像擁有所有權，那么A可以用原圖像和私鑰證明在B聲稱的圖像中有A的水印，由于B無法得到原圖像，B無法作同樣的證明。

（二）數字指紋[2]：為了避免數字產品被非法復制和散發，作者可在每個產品拷貝中分別嵌入不同的水印。如果發現了未經授權的拷貝，則通過檢索其指紋來追蹤其來源。

（三）使用控制[3]：在特定的應用系統中，多媒體內容需要特殊的硬件來拷貝和使用，插入水印來標識允許的拷貝數，每拷貝一份，進行拷貝的硬件會修改水印的內容，將允許的拷貝數減一，以防止大規模的盜版，DVD就是這種應用的實例。

（四）票據防偽[4]：為了在需要時能夠追蹤偽造票據的打印機，可以在每個打印機輸出圖像中嵌入能夠標識打印機的序列號，作為偽造追蹤的線索。

（五）標題與注釋[5]：將作品的標題、注釋等內容（如，一張照片的拍攝時間和地點等）以水印形式嵌入該作品中，這種隱式注釋不需要額外的帶寬，且不易丟失。

五、數字水印技術存在問題和未來的研究方向

數字水印技術是一門相當復雜的新技術，還有許多未觸及的研究課題，現有技術也需要改進和提高。根據水印的研究現狀分析，數字水印技術存在的問題和未來的研究重點[6]總結如下：

（一）由于數字水印技術難以解決復雜的異步攻擊問題，數字水印技術在版權保護及訪問控制等方面的應用受到限制，該問題需要得到解決。

（二）基于DCT和DWT的方法將繼續成為主流，同時壓縮域方法也是重點研究方向。

（三）盲水印技術將成為應用的主流，高性能的盲水印算法需要進一步研究。

（四）音頻水印的研究將繼續成為研究熱點。

（五）數字水印算法的性能分析需要更高標準的方法。

（六）數字水印的標準化研究。

（七）數字水印的網絡應用研究。

參考文獻：

[1]張煥國,郝彥軍,王麗娜.數字水印、密碼學比較研究[J].計算機工程與應用,2003,9

[2]吳秋新,鈕心忻,楊義先.信息隱藏技術―隱寫術與數字水印[J].北京:人民郵電出版社,2001:72

[3]Nikolaidis A,Tsekeridou S,Tefas A,et al.A survey on watermarking application scenarios and related attacks[c]//Proc of the 2001 IEEE International Conference on Image Processing.Washington:IEEE Press,2001:991-994

[4]戴明輝,劉真祥.數字水印技術研究與展望[J].網絡安全技術與應用,2010,8:22

[5]Potdar V M,Han S,Chang E.A survey of digital image watermarking techniques[c]//2005 3rd IEEE International Conference on Industrial Informatics.Perth:IEEE Press,2005:709-716

篇4

關鍵詞：數字圖像技術；應用；發展趨勢

中圖分類號：TP391.41

計算機的特點在于能夠處理各種數據，數字圖像能夠經過增強、復原、分割等處理，隨著計算機技術的不斷發展和進步，現在的數字圖像技術具有圖像處理多樣性、精度高、圖像的再現性好、處理量大的優點，本文主要研究數字圖像處理技術的發展現狀和發展趨勢。

1 數字圖像處理技術研究現狀

所謂圖像處理是指利用計算機來處理圖像的過程，主要是實現改善圖像的視覺效果，研究的內容主要包括圖像數字化、圖像增強、圖像還原以及圖像分割等。數字圖像處理最早來源于20世紀20年代的報紙業，到20世紀50年代，隨著計算機的發展，數字圖像處理技術得到人們的普遍關注，數字圖像處理技術隨著太空計劃得到很大的發展，最具有典型的例子，是對月球照片的處理。

進入到20世紀70年代后，數字圖像處理技術隨著計算機斷層掃面（CT）的出現得到發展，在以后的時間里，數字圖像處理技術不斷有新的研究成果，1975年EWI公司研究的CT裝置獲得諾貝爾獎，目前數字圖像技術已廣泛應用在各行各業中。

2 數字圖像處理技術的應用

數字圖像處理技術目前在各行各業中都得到了很大的進展。在遙感航空航天方面，不少國家都派出了偵查飛機對目標地區進行空中攝影，進而通過圖像處理技術來分析照片，節省了人力、物理，也能夠從圖片中得到其他的有用信息。在20世紀60年代以來，美國以及其他的一些國家發射了資源遙感衛星，由于成像條件非常差，因此圖像本身的質量也不高，需要采取數字圖像處理技術處理，如采用多波段掃描器進行掃描成像，圖像分辨率為30m，這些圖像轉變為數字信號傳送下來，再經過處理。數字圖像處理技術在各國的應用中已非常廣泛，如用在森林調查、災害監測、資源勘查以及城市規劃中。

數字圖像處理技術最早來源于醫藥方面，因此在生物醫學工程方面，數字圖像處理技術也發揮出了巨大作用，除了上文所講述的CT之外，還有一些顯微圖像處理技術，主要是識別紅細胞、白細胞以及染色體分析等，在醫學診治方面X光肺圖像增強、心電圖分析以及超聲波圖像處理技術等發揮出了重要作用。

在通信工程方面，目前通信主要的發展趨勢為綜合性的多媒體通信，也就是將電視、計算機以及電話聯合在一起在數字通信網上傳輸，在傳輸的過程中最為復雜和困難的地方集中在圖像的處理中，比如說，彩色電視信號速率為100Mbit/s以上，想要傳輸出去就需要壓縮信息的比特量，因此技術成敗的關鍵就在于編碼壓縮。目前國家正在大力研發的新的編碼方法，如小波變換圖像壓縮編碼以及自適應圖像網絡編碼等。

在工業和工程方面，主要的應用集中在自動裝置配線中檢測零件的質量、彈性力學照片的應力分析以及郵政信件的自動分檢等，另外在智能機器人中也有應用。在軍事、公安方面，數字圖像處理技術的應用主要集中在導彈的精確制導、偵查照片以及圖像的傳輸和顯示方面，在公安方面，主要應用在鑒別人臉、識別指紋以及圖片復原方面。數字圖像處理技術除了以上所講述的應用領域之外，在電視圖像的編輯、服裝設計、發型設計以及文物資料復原等方面也有廣泛的使用。

3 數字圖像處理技術的發展趨勢

目前數字圖像技術隨著科技的進步得到了很大的發展，隨著低成本硬件相關技術的發展可以想象數字圖像技術將會得到更加廣泛的應用，目前國內的研究成果主要集中在一些診斷、圖像壓縮編碼以及目標識別等方面，但是還沒有廣泛應用在實際生活中。數字圖像處理技術將會向著高分辨率、立體化、超高速以及智能化等方面發展，下面具體講述數字圖像處理技術的發展趨勢。

隨著計算機、人工智能以及思維科學研究的不斷發展，數字圖像處理技術在計算機視覺方面將會進一步的發展，智能機器人的重要感覺器官是視覺，目前研究的開放話題集中在理解和識別三維應力，將會應用在軍事勘察、危險環境作業以及家庭服務等方面，目前人們對于自身的視覺了解的還非常少，因此在計算機視覺方面還需要進一步的探索。

數字圖像處理技術還會向著虛擬現實發展，所謂虛擬現實就是使用計算機構成一個虛擬的三維空間，這項技術的發展是在計算機硬件技術的提高方面提出的，人們應用機器人身上的攝像機能夠真實的感受到所在的環境，進而操縱機器人的行為，另外網上虛擬現實也是未來的一個發展方向。人們在完成社會生產中往往習慣使用自身的認識和工具，將這些掌握在自身手中，因此目前時代的發展趨勢就是將原來二維的東西向著三維發展，如三維重建技術在地圖方面的使用，在軍事方面能夠使用電子沙盤實現任意角度的轉化和計算，也能夠真實的直觀的反應兩點之間的障礙物等，還能夠實現模擬飛行路線，為作戰指揮帶來極大的便利。在計算機中進行三維重建目前的熱點和難點問題主要是計算機視覺研究領域。在圖像壓縮、識別以及分割方面，目前已取得很大的研究進展，目前圖像處理面臨的新的問題主要是圖像專業壓縮算法、圖像識別算法等。

4 結束語

綜上所述，本文先分析了數字圖像處理技術研究現狀和主要的應用領域，進而研究數字圖像技術的發展趨勢。目前數字圖像處理技術已廣泛的應用在生活中，如在網絡、手機等中的應用，數字圖像處理技術的發展與人們的生活息息相關，隨著技術的不斷發展，數字圖像處理技術還會不斷得到進步，這些還需要更多的人努力去研究。

參考文獻：

[1]孔大力，崔洋.數字圖像處理技術的研究現狀與發展方向[J].山東水利職業學院院刊，2012（04）：11-14.

[2]陳炳權，劉宏立，孟凡斌.數字圖像處理技術的現狀及其發展方向[J].吉首大學學報（自然科學版），2009（01）：63-70.

[3]呂戈靜.淺談數字圖像處理技術的現狀及發展[J].電腦知識與技術，2012（33）：8035-8036.

[4]丁可.數字圖像處理技術研究與發展方向[J].經濟研究導刊，2013（18）：246+270.

篇5

關鍵詞：嵌入式系統；遠程監控系統；網絡傳輸；圖像采集

中圖分類號：TP274.2

在日常的生活中，通常都是通過眼睛來傳遞信息，百分之九十以上的信息量都來自視覺。但人的眼睛要受到生理結構的一些限制，在很多方面受到距離和信息量的限制。新時代以來，通訊技術和半導體技術的廣泛應用，電子在獲取信息的方面的技術逐漸的成熟起來，電子設備被迅速地應用到獲取圖像信息的領域上來，這一技術的代表就是電子眼的廣泛應用。電子眼能夠代替人眼，并且能夠克服很多不利的自然因素，高質量的獲取圖像資料，并且能夠做到采集和傳輸的穩定性。

電子眼技術的迅速發展給人類帶來了新的獲取視覺信息的途徑，具有很重要的現實意義。電子眼的使用中，可以利用遠程的傳輸技術，克服人眼在距離上不利的因素，給人們的生活的帶來了極大地改善和方便。人們可以在辦公室實現遠程的操控，并且能夠準確及時的獲取信息，隨著現代網絡和媒體技術的不斷發展，遠程傳輸技術也變得容易起來，圖像的遠程傳輸必將在未來獲取信息方面占據重要地位，并且大大的減少人力資源的浪費，同時也能做到人力所不能做到的事情。

在遠程圖像采集和傳輸發展的過程中，嵌入式技術的出現和成熟，無疑是圖像采集和傳輸的一場革命，在嵌入式技術的基礎上，圖像的采集和傳輸有了更強的穩定性，同時在成本上也大大的降低，以下就基于嵌入式技術的圖像采集和傳輸做出研究，分析國內外現狀，并系統的總結嵌入式技術的要點和關鍵技術。

1 圖像信息的采集和傳輸發展現狀

圖像采集是伴隨著監控系統發展而發展的，并在圖像采集的歷史中主要是在監控系統中的使用。視頻監控系統已經歷了三個階段：

第一代是本地模擬視頻監控。它采用全模擬視頻信號，保存錄像帶形式來記錄信息。模擬顯示裝置的技術落后，從而產生視頻信號的傳輸距離受到限制、圖像質量不佳等問題。點對點的方式監視現場，布線工作量非常的大。模擬視頻信號的網絡結構系統[1]的主要特點是單一的、單向的信息收集網絡，不具備媒體特有的功能，所以即使這個系統現在已經發展到一個較高水平的，也沒有太多潛力可挖，而且其局限性依然存在，不能以滿足圖像采集和傳輸的更高要求，因此數字化是必由之路。

第二代基于PC的遠程視頻監控出現在20世紀90年代后期。該系統是第一模擬音頻麥克風和攝像機捕獲的視頻信號轉換成數字信號[2]，利用特殊的壓縮卡將數字信號的壓縮處理，通過網絡向終端傳輸，用電腦控制端使用一個專用PC傳輸，解壓提取數據卡后，遙控器就能夠再現圖像和聲音。它具有傳輸距離遠、圖像質量好、節能和低成本的數據。然而，基于PC的多媒體監控系統，還存在體積大、功耗高、實時性不高、穩定性差，成本高、擴展性差等很多問題。

隨著近兩年的遠程監控系統中的多媒體監控系統要求各個領域越來越多地使用也越來越高，操作簡單，實時，可靠，多功能發展，數字化，經濟實用的多媒體監控系統和設計受到越來越多的關注者人們。應運而生的嵌入式遠程監控系統基于多媒體技術。這是第三代基于多媒體的遠程監控嵌入式技術。與基于PC的多媒體監控系統，基于嵌入式多媒體技術的遠程監控系統具有體積小，安裝方便。因此，基于嵌入式多媒體技術的遠程監控系統，必然有應用和發展的良好前景，而不是目前廣泛使用的基于PC的多媒體遠程監控系統將成為必然趨勢。

2 嵌入式開發和狀態

進入20世紀90年代以來，嵌入式技術全面展開，目前的發展方向已經成為一種常見的通信和消費類產品。在通信領域，數字技術正在全面取代模擬技術。在廣播電視領域，美國已經從模擬電視開始向數字電視過渡，歐洲的DVB（數字電視廣播）技術已在全球大多數國家推廣。數字音頻廣播已進入商用階段。軟件、集成電路和新型元器件在產業發展的越來越重要的作用。以上所有產品跟嵌入式系統技術是分不開的。在個人領域中，嵌入式產品將主要被用來作為個人移動的數據處理工具和通信軟件。由于嵌入式設備具有自然的人機界面，多媒體界面給人很大的親和力。在手寫文字輸入、語音撥號、發送和接收電子郵件和彩色圖形圖像方面已取得初步成效。

3 嵌入式系統

3.1 定義和嵌入式系統的分類

目前，各種嵌入式系統的存在的定義，但沒有一個定義是全面的和非常準確的。下面給定的兩個合理的定義比較：

從技術角度定義：被定義為中心以計算機技術、硬件和軟件的可定制，以適應應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴格要求的專用計算機系統；從的角度定義系統：一個嵌入式系統是設計用來執行復雜的硬件和軟件功能，并緊密地耦合到計算機系統。這些條款體現嵌入式系統是一個比較完整的體系，由嵌入式系統已知的通常。嵌入式系統中可以同時存在多個嵌入式系統。在正常情況下，根據歷史，性質，普遍性要求，嵌入式系統可以被定義為：“嵌入對象系統的專用計算機系統”“嵌入”，“特異性”和“計算機系統”是嵌入式系統的三個基本要素。

3.2 關鍵技術的嵌入式系統設計

（1）嵌入式操作系統

早期的許多嵌入式系統根本就沒有操作系統，只不過有一個控制環而已。對很簡單的嵌入系統來說，這可能已經足夠。不過，隨著嵌入式系統在復雜性上的增長，一個操作系統顯得重要起來。沒有操作系統的支持，將使軟件復雜度大幅增加且變得極不合理。隨著硬件的發展，嵌入式系統的應用領域日益擴大，提供的應用功能也越來越復雜，當初的控制程序被隨之逐步加入了許多功能，而這些功能有很多是可以由操作系統來提供的。這很自然地會讓人聯想到應該為嵌入式系統做一個嵌入式操作系統。由于應用的需要和硬件條件的限制，嵌入式操作系統一般都注重占用空間小和效率高等特點。其實，嵌入式系統并不是一個新生的事物，從八十年代起，國際上就有一些組織、公司，開始進行商用嵌入式系統和專用操作系統的研發。在嵌入式系統的設計過程中，涉及許多技術的發展和方法是從通常的基于PC的軟件開發方法的不同。這些不同的項目和計劃，最終會影響到環境和塑造的最終產品。這些不同的關鍵技術主要表現在以下幾個方面：

（2）嵌入系統內核的發展

這包括硬件和操作系統軟件內核的選擇。基于實用功能的嵌入式系統內核來實現內核的穩定性，以確保最大限度地提高系統的內核函數的工作效率，以減少冗余配置，讓整個嵌入式系統設計趨于最優化。

（3）嵌入式系統的開發過程

由于嵌入式開發板的資源有限，不可能運行開發板開發和調試工具。因此，通常在嵌入式開發過程中，利用主機和目標機點的作用：在主機運行編譯、連接、計算機處理過程，目標是在硬件平臺上運行的嵌入式軟件。該應用程序必須先轉換到目標機器的二進制代碼運行。這一過程包括三個步驟：編譯、鏈接、定址。

（4）嵌入式平臺移植軟件

大多數嵌入式開發人員的軟件開發模式的選擇是在PC上編寫軟件，然后移植軟件。如果在PC上編寫軟件，要注意軟件的可移植性，選擇具有高可移植性的編程語言（如C++），調用操作系統功能盡量少。

（5）嵌入式系統的高效存儲

嵌入式系統下要實現高速數據存儲，數據的高速傳輸是嵌入式系統最根本的特性，高速傳輸下對于數據的控制也是系統的關鍵。嵌入式系統的傳送以CPU為控制中心，再提供源地址和目的地址的情況下實現對數據本質的判斷，來實現數據的傳送。在這種情況下，CPU在每個字節的數據傳輸中都要執行很多條命令，因此數據的存儲就會變慢，在嵌入式Linux系統中，利用RAID技術[3]實現數據存儲的分塊實現存儲的加快，這樣就可以在CPU不介入的情況下完成數據的高速傳送，大大的提高數據的傳送速度，提高存儲效率。

4 圖像采集和傳輸的主要模式

基于遠程系統建設模式的圖像采集和B/S的傳輸，結合前面整個系統的模型的軟件框架。在最初引進boa和CGI，移植的詳細描述和C語言編寫的編程語言來完成，以實現圖像遠程實時動態顯示嵌入式服務器boa和CGI腳本突出的基礎瀏覽器，最終完成了互動和瀏覽器的遠程視頻傳輸系統。

圖像的基于GPRS無線遠程傳輸系統是利用單片機組成的數據傳輸系統，通過GPRS網絡完成遠程數據的無線傳輸，即在傳統的單片機數據采集系統中增加支持數據通信業務的GPRS模塊，并為其分配一個獨立的SIM卡，結合單片機系統通過串行通信接口，實現數據的遠程無線傳輸。傳輸終端可以是PC機，也可以是移動電話或移動終端。近年來，隨著無線網絡的快速發展，尤其是在成熟的應用GPRS網絡技術，實現了數據的無線遠程通信，給圖像傳輸帶來了福音。

5 總結與展望

本文將嵌入式技術用于圖像的遠程采集傳輸之上，實現了基于嵌入式系統的圖像采集。提出的兩種傳輸方式經過改善都可以應用于多種環境場合，在監控等諸多領域都有重要的顯示意義。隨著社會的發展，越來越多的領域將涉及圖像的遠程采集，無論是基于有線還是無線的傳輸方式。同時，基于嵌入式Linux操作系統的應用有很多，圖像遠程采集系統的研究是比較有現實意義的方向。隨著嵌入式處理器性能的提高和Linux操俸系統的逐步普及，相信這方面的研究會有更廣闊的發展空聞。

參考文獻：

[1]周樹民.無線視頻傳輸關鍵技術研究[D].北京：中國科學院研究生院，2006.

[2]邢玉東.基于$3C2410的嵌入式遠程監控系統[D].吉林：吉林大學研究生院，2007.

[3]李紹民，滕國庫.嵌入式圖像采集系統的硬件設計[J].大連海事大學學報，2004，30（02）：4246.