变形记马新范文

导语：如何才能写好一篇变形记马新，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

引言

信息是现代社会的主要特征，而人们传递信息的重要媒介是图像。随着社会经济的发展，科学技术的不断进步，信息视觉化技术越来越受到人们的重视。数据量大是数字图像的一个显著特点，一幅具有中等分辨率(640×480)的彩色(24bit／象素)数字图像的数据量约为737Mbit。这给数字图像的传输带来很大的困难。因此，图像处理及数据压缩对现代化社会的发展起着不可忽视的作用。利用图像压缩编码技术，在原有图像损失一定精度(即有损图像压缩编码)或不损失任何精度(即无损图像压缩编码)的情况下，将原有图像用比原始数据量少得多的数据将其表示出来，以提高图像的存储效率和传输效率，既是当代信息高速公路、高清晰度电视(HDTV)、可视电话、图文传真等技术的关键，又在航空侦察遥感、资源勘探及生物医学工程等领域起着非常重要的作用。

小波变换压缩编码的现状及当前的研究存在的问题

小波分析是近年来发展起来的一门新兴的数学分析理论，其应用范围包括数学领域本身的许多学科，利用小波变换的理论实现图像的压缩编码已经从九十年代初起得到了广泛与深入地研究，并逐渐成为图像压缩编码领域的一个重要分支。小波变换的优越之处在于它在时域和频域同时具有良好的局部化性质，从而可以更加有效地刻划信号的特征。对于图像而言，如果从能量的角度来看，其大部分能量一般集中在低频部分，并且其频带较窄，而其余少部分能量则集中在高频部分，其所占频带较宽。对于高频部分的能量，其中的大部分又则是由图像中的边缘或细节产生的。因此，一种有效的变换编码技术应该具有这样的特性，即图像通过变换后，其能量应主要集中在少部分的低频系数上，大部分高频系数只占有少量能量，而占高频中的能量应该减小，这是图像变换编码的一个基本的要求。小波变换恰好提供了这样的特性，从而可以较好地适应图像的固有特性，对图像进行有效地分解、表征与编码。

尽管小波变换图像压缩编码算法具有结构简单、无需任何训练、支持多码率、压缩比较大、图像复原质量较理想等特点，但在不同程度上存在压缩与解压缩速度慢、图像复原质量不理想等问题，为了进一步改善此算法的工作效率，需要解决以下两个主要问题。首先是正交小波基的选择问题。正交小波基的选取对图像压缩效果有很大的影响。在实际应用中，由于可供选择的正交小波基很多，如何做出恰当的选择是一个难题。理论和实践表明，理想的正交小波基应该具有下列性质：1、线性相位特性―能减少或消除重构图像在边缘处的失真；2、紧支集特性一支集越短，小波变换的计算复杂度越低，便于快速实现；3、消失矩特性一即，一般来说，k越大，小波变换后能量越集中出现在低频，而在其他子带中，会出现更多的0，便于提高压缩比。根据当前研究得知，有紧支集的正交小波基除Haar系以外，其他都不具备线性相位特性。为了保持该特性，可放弃正交性而采用具有紧支集的双正交小波。其次是数据向量量化编码算法的优化问题在整个图像压缩过程中，对小波系数进行向量量化编码会直接影响图像的压缩效果。同时，由于应用层面的需要，目前，常用的数据向量量化编码算法如零树编码算法等运算时间长，运算量大等特点。使它不易于实时系统的实现，严重限制应用的范围。而且也有不同程度地存在运算复杂、重构复原图像效果不理想等问题。因此亟需寻找优秀的向量量化算法。此外，对活动图像和网络版的图像压缩编码的研究以及对人眼视觉特性的充分利用等研究也是小波变换图像压缩编码领域亟待解决的问题。图像在传输中往往含有的噪声，如果通过压缩编码后，有利于噪声的去处，或者在解压缩时，加入对图像的去噪环节，并且把这个环节融入解压编码的过程也是当前研究的热点之一。

嵌入式零树编码

嵌入式零树编码方法(Embedded Zerotree Wavelets Encoding)是1993年由美国学者Jerome M.Shapiro首先完整地提出的基于比特连续逼进的图像编码方法。它的思想来源于对自然图像的观察和理解。自然图像具有两个特征：第一，自然图像通常具有相对重要的低频信号，当一幅图像进行小波分解后，图像的能量集中在相对低频的子带内，所以低频子带的小波系数往往要大于高频子带内相关位置的小波系数；第二，绝对值大的小波系数对图像的影响要大于绝对值小的小波系数。同时，在图像小波系数经过量化后，会出现大面积的零系数，因此，怎样用最少的符号来表示这些零系数的位置，则是图像编码提高压缩比的关键，Shapiro的嵌入式零树编码的优点是只要记住零树根的位置，就可记住零树结构中所有零系数的位置。所以它可以极大提高压缩比。正因为如此，现在的零树编码已经成为新的图像编码国际标准JPEG2000的一个组成部分。通过实践发现，如果按一定的顺序扫描，则零树根会更容易连续出现；同时，如果我们可以采用多种编码的方法来表示这些连续出现的零树根，就可以进一步地提高图像编码的压缩比和信噪比。

图像数据经过小波分解以后，得到塔式的数据结构，由图像的子带分解可知，按水平方向和垂直方向频率的高低(低频为L，高频为H)，对第n层分解，每层可以划分为4个子带……分别表示第n分解层的低频子带、垂直子带、水平子带和高频子带，各分辨率下的子带图像系数域对图像信号而言有着不同的重要性。由于正交小波变换能有效去除图像系数的相关性，使得无论是在同一分解层或是在不同的分解层小波系数的线性相关性均非常的小，但不同的分解层内系数幅值之间仍然存在明显的相关性，相关性主要表现在小尺度上(低分解层)的小波系数往往不大于在较大尺度的相同空间位置的小波系数，零树就是基于此种系数幅值的相关性而提出的一种新型的数据结构，通过零树结构，可以充分利用小波域各个图像的特点有效地表示数据。

零树结构的定义为：对于给定的阈值T，如果小波系数X 子代系数；

新的压缩编码结构流程

不论什么样的压缩编码方法，其目的都是要在一定保真度的情况下，达到大的压缩比。小波变换后系数的特点使人们提出各种方案来提高其压缩比。零树编码量化就是利用小波变换后的树结构提出的一种行之有效的编码方法。当然，这种的在小波变换后的处理方法还有很多。但都达不到零树编码量化的效果。但这也并不是说，简单的零树编码，就能达到理想的效果。小波变换在表示图像方面有很大的灵活性、适应人类视觉特性(HVS)以及图像压缩等方面有显著的优势。在图像压缩方面的优势主要表现在如下几方面，小波变换后的低频子图集中了图像的大部分能量；高频子图集中了图像的边缘、轮廓对应位置的大部分能量；同一方向上各级高频子图系数幅度大体一致。小波变换能除去系数的相关性，使得同一尺度内和不同尺度间的小波系数相关性均非常小。但是，不同尺度的小波系数在幅度上仍然存在着一定的相关性。前面提到的基于零树的嵌入式小波压缩算法就是利用这种相关性来有效的编码小波系数。它们是对高频子图和低频子图统一量化编码，只利用了系数尺度之间、空间位置之间的相关性，而没有利用人类视觉生理和心理的特性。通过大量的文献我们可以了解到，人眼的特性是对高频失真不敏感，特别是对角线方向的高频失真最不敏感，而对低频失真较为敏感。为了充分利用人的视觉的特性，我们对小波变换后的压缩方案进行了选择。

首先对图像进行四级小波变换，然后根据人眼对低频失真较敏感，而且低频分量集中了图像绝大部分能量的特点，对最低频子图子带单独进行DPCM压缩编码，为了进一步提高压缩比，我们采用自适应算术编码对随后的码流进行编码。根据人眼对45°方向的高频失真不很敏感以及子带小波系数为零的概率很大的特点，对其舍去不作编码(解码时恢复为零)，对其余子带采用零树量化编码。在零树法量化编码时，对高频子带与较低频子带采取不同的量化策略，较低频部分分配较高的比特率，高频部分分配较低的比特率，最后进行游程编码。

在本算法的实现中，由于我们要对不同的子带进行不同的量化，对于高级数的小波系数采用细致的量化方法，因为它包含图像中对人眼重要的信息。对低级数的小波系数采用相对粗一些的量化方法。它们都是标量量化方法。同时，在算法实践中，如果采用SPIHT算法，不容易定位不同子带的子系数。因此，在算法实现上，我们采用了。EZW算法，即不采用集合分裂的方法来提高算法速度。同时，如前面提到的通过创建数组来提高检索零树的效率的方法还是行之有效的方法。而且，这样作有助于定位象素点在不同子带区的位置，有利于我们的量化实现。我们在算法上加以采用，得到良好的效果。

仿真结果和性能比较

信噪比的定义为：

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关键词：数字通信；三阶高密度双极性码；编译码；硬件描述语言

中图分类号：TN919 文献标识码：B

文章编号：1004-373X(2008)11-021-03オ

Modeling and Simulation of HDB3

TANLizhi

(Zhuzhou Professional Technology College,Zhuzhou,412001,China)オ

Abstract：The method that how to encode and decode in the direct transmission optical communication system with the high-density bipolar 3 codecs is introduced.The encoding and decoding rules of high-density bipolar 3 signal are analysed,models in Verilog Hardware Description Language(VHDL)is built up,and with EDA technology to test the design effectiveness is simulated.This article has some reference value in the design of digital baseband communications system.

Keywords：digital communication;HDB3;encoding and decoding;VHDL

数字基带信号的传输是数字通信系统的重要组成部分之一。在数字通信中，有些场合可不经过载波调制和解调过程，而对基带信号进行直接传输。采用AMI码的传号交替反转，有可能出现四连零现象，不利于接收端的定时信号提取。而三阶高密度双极性码因具有无直流成份，低频成份少和连0个数最多不超过3个等明显的优点，对定时信号的恢复十分有利，成为CCITT协会推荐使用的基带传输码型之一。本文使用硬件描述语言对数字通信系统中的三阶高密度双极性码的编译码进行实用设计。

1 三阶高密度双极性码的编、译码规则

1.1 三阶高密度双极性码的编码规则

三阶高密度双极性码是AMI码的改进型，称为三阶高密度双极性码，它克服了AMI码的长连0串现象。

其编码规则为先检查消息代码(二进制)的连0串情况，当没有4个或4个以上连0串时，则这时按照AMI码的编码规则对消息代码进行编码；当出现4个或4个以上连0串时，则将每4个连0小段的第4个0变换成与前一非0符号(+1或-1)同极性的V符号，且必须保证相邻V符号应极替(即+1记为+V，-1记为-V)；检查相邻V符号间的非0符号的个数是否为偶数，若为偶数，则再将当前的V符号的前一非0符号后的第1个0变为+B或-B符号，且B的极性与前一非0符号的极性相反，并使后面的非0符号从V符号开始再交替变化[1]。

1.2 三阶高密度双极性码的译码

三阶高密度双极性码的译码是编码的逆过程，其译码相对于编码较简单。从其编码原理可知，每一个破坏符号V总是与前一非0符号同极性，因此，从收到的三阶高密度双极性码序列中，容易识别V符号，同时也肯定V符号及其前面的3个符号必是连0符号，于是可恢复成4个连0码，然后再将所有的-1变成+1后便得到原消息代码。

2 三阶高密度双极性编码的建模

三阶高密度双极性码的建模思想：在消息代码的基础上，依据三阶高密度双极性编码规则进行插入“V”符号和插入“B”符号的操作，且用2位二进制代码分别表示。最后完成单极性信号变成双极性信号的转换，其编码器模型如图1所示。

图1 三阶高密度双极性编码模型

2.1 插“V”模块的实现

插“V”模块是对消息代码里的四连0串的检测，即当出现四个连0串的时候，把第四个“0”变换成为符号“V”，用“11”标识，“1”用“01”标识，“0”用“00”标识，其模型如┩2所示。

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图2 插“V”模型

2.2 插“B”模块的实现

建模思路是当相邻“V”符号之间有偶数个非0符号的时候，把后一小段的第1个“0”变换成一个 “B”符号。在此用一个4位的移位寄存器实现延迟作用，经插“V”处理过的码元，在同步时钟的作用下，同时进行是否插“B”的判决，等到码元从移位寄存器里出来的时候，就可以决定是应该变换成“B”符号，还是照原码输出。输出端用“11”表示符号“V”，“01”表示“1”码，“00” 表示“0”码，“10” 表示符号“B”，其模型如图3所示。

图3 插“B”模型

2.3 单极性变双极性的实现

根据编码规则，“B”符号的极性与前一非零符号相反，“V”极性符号与前一非零符号一致。因此将“V”单独拿出来进行极性变换(由前面已知“V”已经由“11”标识， 相邻“V”的极性是正负交替的)，余下的“1”和“B”看成一体进行正负交替，这样就完成了三阶高密度双极性的编码。

因为经过插“B”模块后，“V”,“B”,“1”已经分别用双相码“11”,“10”,“01”标识，“0”用“00”标识。而在实际应用中，CPLD或FPGA端口输出电压只有正极性电压，在波形仿真中也只有“+1”和“0”，而无法识别“-1”。所以要得到所需要三阶高密度双极性编码的结果，需定义的“00”,“01”,“10” 来分别表示“0” ,“-1”,“+1”。将插“B”模块后输出的“00”,“01”,“10”,“11”组合转换为“00”,“01”,“10”组合表示，再通过“00”,“01”,“10”控制四选一数字开关的地址来选择输出通道，就可以实现0,-E,+E。在此本文用CC4052的一组通道作为四选一数字开关，将CPLD或FPGA目标芯片的标识性输出转换成双极性信号，最终实现三阶高密度双极性非归零编码。CC4052接线如图4所示，实现地址控制器的模型如图5所示。

图4 CC4052接线图

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图5 地址控制模型

3 三阶高密度双极性译码的建模

三阶高密度双极性译码器的建模思想：根据编码规则，破坏点V脉冲与前一个脉冲同极性。因而可从所接收的信码中找到V码，然后根据加取代码的原则，V码与前面的三位代码必然是取代码，在译码时，须全部复原为四连0。只要找到V码，不管V码前是两个“0”码，还是三个“0”码，一律把取代码清零，完成了扣V扣B功能，进而得到原二元信码序列。可实现三阶高密度双极性译码的模型框图如图6所示。三阶高密度双极性译码器包括双/单极性变换、V码检测、时钟提取、扣V扣B四部分组成。

图6 三阶高密度双极性译码模型

3.1 +V码检测与-V码检测的实现

+V码检测原理是对正整流电路输出的信号的上升沿到来时，利用计数器对输入的正整流电路输出的信号脉冲进行计数，当计数值等于2时，输出一个脉冲作为+V脉冲，同时计数器清零，而且在计数期间，一旦有负整流电路输出的信号脉冲，立即对计数器清零，计数器重新从零开始计数。这是因为在两个正整流电路输出的信号脉冲之间，存在负整流电路输出的信号脉冲，说明第二个正整流电路输出的信号脉冲不是+V码，而只有在连续两个正整流电路输出的信号脉冲之间无负整流电路输出的信号脉冲，才能说明这两个正整流电路输出的信号脉冲在三阶高密度双极性码中，是真正地同极性的，于是就可以判定第二个正整流电路输出的信号脉冲实际上是+V码，达到检测+V码的目地。

-V码检测原理与+V码检测的类似，所不同的是，-V码检测电路在正整流电路输出的信号脉冲控制下，对来自负整流电路输出的信号脉冲进行计数和检测、判定，若检测到-V码，则输出-V码信号。其模型如图7与┩8所示。

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图7 +V码检测模型

图8 -V码检测模型

3.2 扣V扣B模块的实现

建模思路是用V码检测模块所检测出的V码信号去控制一个四位移位寄存器，若未碰到V脉冲，则整流输出合成信号在时钟的节拍下，顺利通过移位寄存器，当碰到有V脉冲时，该V脉冲将使移位寄存器清零。考虑到四连0，即V脉冲及其前面的三个码元应为0码，所以，可设置四位的移位寄存器，当V码清零时，同时将移存器中的四位码全变为0。不管是否有B脉冲，在此模块中，一并清零，因而无须另设扣B电路。另外移位四位寄存器起到延时四位时钟周期的作用，以使所检测出的V脉冲与信号流中的V脉冲位置对齐，保证清零的准确性，其模型如图9所示。

图9 扣V扣B模型

4 三阶高密度双极性编码的仿真

在此以四连“0”的可能情况进行如表1的多“0” 消息代码进行分析，利用EDA工具[2]对硬件描述语言源程序进行编译、适配、优化、逻辑综合与仿真，其仿真结果达到了编码要求，仿真图如图10所示。将三阶高密度双极性编码硬件描述下载到CPLD或FPGA目标芯片中，连接好CC4052进行实际应用测试，用示波器测得编码波形如┩11所示，完成了实际转换需求。

图10 三阶高密度双极性编码仿真

5 三阶高密度双极性译码的仿真

在此以消息代码“111000011000011101”进行分析，利[LL]用EDA工具对硬件描述语言源程序进行编译、适配、优化、逻辑综合与仿真，其仿真结果达到了编码要求。仿真图如图12，图13，图14所示。将三阶高密度双极性译码硬件描述下载到CPLD或FPGA目标芯片中，连接好┧/单极性变换电路及时钟提取电路进行实际应用测试，用示波器测得译码输出波形如图14所示，完成了实际译码需求。

图11 三阶高密度双极性码实测波形

图12 +V码检测仿真

图13 -V码检测仿真

图14 三阶高密度双极性译码输出仿真

6 结 语

将基于硬件描述语言的三阶高密度双极性编译码IP核实现在光通信等系统中，能满足实际上测试的需要。且运用基于硬件描述语言的可编程芯片开发技术，将信号处理的相关电路进行硬件描述，用CPLD/FPGA技术实现数字通信系统，不仅可以通过芯片设计实现多种数字逻辑功能，且由于管脚定义的灵活性，提高了工作效率，极大地减少了电路设计的时间和可能发生的错误，降低了开发成本。参 考 文 献

［1］樊昌信,张甫翊,徐炳祥,等.通信原理［M］.北京:国防工业出版社,2001.

［2］谭会生,黎福海,伍宗富,等.EDA技术基础［M］.长沙:湖南大学出版社,2004.

作者简介

篇3

[中图分类号] R614.2 [文献标识码]C[文章编号]1673-7211（2009）01（a）-166-02

临床上，全身麻醉进行气管插管以控制呼吸。手术结束后拔管要等到患者完全苏醒后才能进行，由于气管拔管所导致的应激综合征常引起患者剧烈的生理改变。因此，我们尝试将气管拔管的时机改在患者手术结束后还处于浅麻醉状态(自主呼吸已恢复，潮气量正常，但无意识)时就进行拔管。比较清醒状态和浅麻醉状态下拔管引起患者血糖、 血压和心率的变化，以选择一个较好的拔管时机。现将结果报道如下：

1 资料与方法

1.1 一般资料

选择80例上腹部择期手术患者，年龄35～62岁，其中，男性48例，女性32例，ASAⅠ～Ⅱ级，术前血糖、血压和心率均在正常范围内。随机分为两组，Ⅰ组40例，在清醒状态下拔管；Ⅱ组40例，在浅麻醉状态下拔管，比较两种状态下拔管对血糖、血压和心率变化的影响。

1.2 方法

两组患者术前半小时肌注鲁米那钠0.1 g，两组患者入室后开放静脉，均以芬太尼6 μg/kg、丙泊酚2 mg/kg、维库溴铵0.1 mg/kg诱导进行快速插管，后以间断静注芬太尼、维库溴铵和持续吸入1.5%～2.0％异氟烷维持麻醉。在手术结束前40 min停用异氟烷并改用丙泊酚6 mg/(kg・h)维持麻醉。Ⅰ组于手术结束前15 min停用丙泊酚，Ⅱ组于拔管后15 min停用丙泊酚。并于手术结束前15 min内每5分钟抽血一次，测血糖值，记录血压和心率。两组患者在手术结束后15 min内每5分钟抽血一次，测定血糖值，记录血压和心率。

1.3 统计学方法

数据以均数±标准差(x±s)表示，计量资料分析采用t检验，计数资料分析采用χ2检验，P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

患者一般资料及浅麻醉状态下拔管的患者其心率、血压和血糖与手术前的基础值比较均无显著性差异，在清醒状态下拔管的患者心率、血压和血糖与手术前的基础值比较有显著性差异。结果见表1、2。

表1 两组患者一般情况及手术前血糖、血压及心率情况

表2 手术结束前15 min内及拔管后15 min内两组患者

血糖、血压及心率情况

与Ⅰ组比较，*P

3 讨论

多年来，许多麻醉医生对于气管插管后的拔管习惯于在患者清醒后才进行。如果麻醉拔管期间上呼吸道反射过于活跃，则可能引起喉痉挛、呼吸暂停，血糖、血压、心率的急剧升高，严重时还能威胁患者的生命，在临床上产生严重的后果。因此，麻醉拔管期间对呼吸道反射的有效抑制至关重要，选择在浅麻醉状态(自主呼吸已恢复，潮气量正常，但无意识)下拔管能降低对上呼吸道的刺激，减轻气管插管所带来的应激反应，有利于患者的恢复，对患者的生理影响也能降到最低水平。全麻围拔管期心血管应激反应亢进，与麻醉变浅、气管导管刺激、口腔及气管内吸引、疼痛、低氧等因素有关，导致血浆肾上腺素及去甲肾上腺素一过性升高[1,2]。高血压伴心肌缺血患者围手术期血压严重升高，且心率加快，心肌耗氧量增加。手术刺激及拔管时麻醉变浅均十分危险，严重时导致心律失常、心肌梗死及脑血管意外。佩尔地平为钙通道阻滞剂，对伴有冠心病、心律失常、心肌缺血的患者有重要作用。但也有报道显示其无防治心肌缺血作用，且易致心动过速，因而对急诊高血压伴心动过速患者，单用佩尔地而会增加心脏做功及耗氧量[2] 。艾司洛尔为超短效高选择性β1-受体阻滞剂，能有效防治围术期心肌缺血、减慢心率、降低心肌氧耗，有研究显示，艾司洛尔对术后中度高血压疗效较为理想，但对急诊异常高血压作用不稳定，剂量过大反致明显低血压[3,4]。全麻后气管导管拔管期间可发生明显的血压升高、心率增快等情况，其发生原因与多种因素有关，而拔管操作时气道的刺激更强烈，更加剧心血管反应，甚至出现心力衰竭及肺水肿、高血压、脑出血等意外，为了预防这种意外，以往研究多在拔管期应用负性心血管系统药物，其作用机制是通过外周途径作用于心血管系统，但它并不抑制因疼痛刺激、气道刺激引起的拔管期反应，因此，这类药并不完善，而异丙酚是一种新型的、快效、短效静脉，苏醒迅速而完全，无蓄积作用，而且对于慢性阻塞性肺疾病的患者还具有支气管扩张作用，对交感神经兴奋有一定的抑制作用，使心率减慢、血压降低[5,6]。因而，笔者主张在浅麻醉状态下拔管在临床上是比较可行的。

[参考文献]

[1]陈慈,庄心良,王兴德,等.异舒吉联合丙泊酚在冠心病患者全麻围拔管期中的应用[J].临床麻醉学杂志,2002,5:245-246.

[2]庄心良,曾因明,陈伯銮.现代麻醉学[M].第3版.北京:人民卫生出版社,2003.484-495.

[3]孙强,崔建修,李真,等.艾司洛尔在预防全麻气管插管致心血管反应中的应用[J].实用医学杂志,2004,20(7):832-833.

[4]段摄霞,王红艳,郭秀茹,等.ICU气管插管患者发生非计划性拔管的前瞻性研究[J].国外医学・护理学分册,1999,18(1):457-459.

[5]Epstein SK, Nevins ML, Chung J. Effect of unplanned extubation on outcome of mechanical ventilation [J].Am J Respir Crit Care Med,2001,163(7):1755-1756.

[6]Bambi S. Accidental extubation in intensive care units: what implications for nursing care? [J]. Assist Inferm Ric,2004,23(1):36-47.