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關鍵詞:數字水?。粩底?a href="http://www.baojiexiang.com/haowen/249405.html" target="_blank">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(fā)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(yōu)、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(yōu)點。然而數字媒體文件的這些優(yōu)勢,對傳統(tǒng)的版權保護方法提出了嚴峻的挑戰(zhàn)。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(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)可分為嵌入和提取兩個模塊:定義[1]如下:
水印嵌入: 水印提?。?/p>
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(tǒng)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(chuàng)作日期、發(fā)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??梢哉f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(fā),作者可在每個產品拷貝中分別嵌入不同的水印。如果發(fā)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(tǒng)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(guī)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(xù)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(xù)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:
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為了上網方便,不得不絞盡腦汁考慮如何在屋內走網線;
手機信號不好,常常發(fā)生“暫時無法接通”的情況……
從普通百姓生活中對通信的需求,到國家“新一代寬帶無線通信網”重大專項的實施,都離不開一支支為無線通信事業(yè)默默奉獻的科研團隊。作為其中優(yōu)秀的代表之一,清華大學以陸建華教授和吳佑壽院士為帶頭人的寬帶無線通信技術與系統(tǒng)集成創(chuàng)新團隊,以其鮮明的學術研究特色和影響深遠的開發(fā)應用,既樹立了我國建設創(chuàng)新型國家的團隊范例,也向世人展示了并不遙遠的數字時代圖景一寬帶無線就是未來。
理論創(chuàng)新:多域協(xié)同
圍繞國際科技發(fā)展前沿和國家產業(yè)發(fā)展重大需求,瞄準基礎領域進行創(chuàng)新性研究,一向是清華大學的傳統(tǒng)。2003年,第一批五個國家實驗室之一――清華信息科學與技術國家實驗室(簡稱:清華信息國家實驗室)籌建,正是基于清華大學的傳統(tǒng)優(yōu)勢及我國“信息化帶動工業(yè)化”的發(fā)展道路。建設伊始,“寬帶無線通信理論與技術”成為重點研究方向之一。
在“985工程”和“211工程”計劃,以及多項國家科技計劃的支持下,該研究方向強化信息技術領域的基礎理論研究、技術創(chuàng)新開發(fā),重點學科建設和人才隊伍培養(yǎng),以寬帶無線傳輸理論與技術研究為基礎,通過原創(chuàng)性理論研究和技術創(chuàng)新,著力系列發(fā)明專利和標準提案,研制開發(fā)出高集成度的片上系統(tǒng),并積極開拓重大產業(yè)應用,由此形成了“基礎理論研究關鍵技術創(chuàng)新核心產業(yè)應用”的研究團隊。
團隊的研究目標是要通過理論和技術創(chuàng)新,從根本上提高無線頻譜資源利用的有效性,即在滿足服務質量的前提下,最大限度地提高頻譜效率及資源共享系統(tǒng)容量。而傳統(tǒng)的無線通信體系框架基于資源獨立優(yōu)化模式,系統(tǒng)容量受限,相應技術也受到“邊界效應”的制約。
團隊在國家自然科學基金重點項目“基于分布式天線的無線通信系統(tǒng)理論及關鍵技術研究”中,首次提出了分布式無線通信系統(tǒng)的體系架構(DWCS)。它實現了傳統(tǒng)樹形蜂窩結構的扁平化,為提高無線系統(tǒng)的傳輸質量與容量奠定了基礎。同時,DWCS中的接入距離顯著縮短,功率大大降低,成為解決寬帶無線接入能耗問題、實現綠色網絡與終端的關鍵手段。DWCS相關研究成果陸續(xù)在通信領域最具影響力的IEEE Communications Magazine等期刊上發(fā)表,成為新型無線通信體系框架研究的主流學術思想之一。
DWCS研究引發(fā)了許多基礎性的科學問題。為從根本上提高無線頻譜資源利用的有效性,系統(tǒng)解決現有技術的各種“邊界效應”對提高頻譜效率的制約,綜合利用包括空間、頻率,時間,信號,功率,終端、網絡等資源,團隊提出并研究多域協(xié)同寬帶無線通信基礎理論,得到國內外同行高度認同,成功獲得“973”計劃項目資助。
“多域協(xié)同”的核心在于協(xié)同。在古漢語中,“協(xié)”的寫法為“”,右邊表示齊心協(xié)力,左邊的“十”是象形字,表示一種標尺?!墩f文解字》提到,“協(xié),眾之同和也。同,合會也?!币虼耍瑓f(xié)同是指協(xié)調多個不同的資源或者個體,使它們一致地完成某一目標的過程或能力。多域協(xié)同之于寬帶無線通信則是指包括不同無線系統(tǒng)之間,不同資源之間、不同終端設備之間等的協(xié)同,以期從根本上提高頻譜資源利用的有效性。
多域協(xié)同寬帶無線通信系統(tǒng)框架現已成為“異構、泛在、協(xié)同”無線網絡的重要組成部分,其重要性、前瞻性已得到國內外同行高度認同。
學術鏈條:學以致用
團隊在強化基礎創(chuàng)新研究的同時,堅持學以致用,致力于成果產業(yè)化。近五年來,團隊成員從各自專長出發(fā),交叉參與。共同承擔多項科研項目,逐步形成“基礎理論研究技術發(fā)明國家行業(yè)標準核心片上系統(tǒng)應用系統(tǒng)開發(fā)”的學術鏈,初步體現了團隊效應。
在楊知行教授、吳佑壽院士等的領導下,歷時十年的數字電視傳輸技術的開發(fā)應用,堪稱這一特色鮮明的學術鏈的充分體現。
以數字電視為代表的廣播電視技術數字化,是全球信息革命不可阻擋的新浪潮。作為模擬彩電生產、消費的頭號大國,這是我國變大國為強國的重大機遇。數字電視傳輸標準中,地面?zhèn)鬏敇藴适亲罨镜?,不僅技術含量最高,而且受眾最多。更重要的是,地面無線傳輸關乎國家安全和民族利益,尤其是在遭遇戰(zhàn)爭、災難等緊急情況時更是動員國民最直接、最可靠的政府喉舌。要保證“永不消逝的電波”和民族產業(yè)可持續(xù)發(fā)展,就必須研制出擁有自主知識產權的數字電視地面?zhèn)鬏敇藴省?/p>
1999年7月,清華大學與凌訊科技公司聯(lián)合,組建了數字電視傳輸技術研發(fā)中心。在學?!?85工程”計劃重點項目支持下,在一批前瞻性研究成果的基礎上,借鑒現有國際標準,經過七年艱苦探索和創(chuàng)新研究,原創(chuàng)性地提出了時域同步的正交頻分復用數字傳輸技術(TDS-OFDM)。這一技術的關鍵意義在于,它突破了國際上的C-OFDM技術壁壘,并在性能上更優(yōu)越。國家知識產權局確認了該技術三項專利――用時一頻域綜合處理方式解決了同步和數據相互獨立的問題;用PN序列填充技術取代循環(huán)前綴;用獨特的循環(huán)PN序列設置取代了高功率同步導頻。2005年,TDS-OFDM技術獲得中國專利金獎,其相關研究成果陸續(xù)在無線傳輸領域最具影響力的IEEE Trans,Broadcasting和IEEE Trans Wireless Communications等期刊上發(fā)表。
以TDS-OFDM技術為基礎,課題組成功研發(fā)了具有完整自主知識產權的地面數字多媒體/電視廣播傳輸系統(tǒng)(DMB-T)。信息產業(yè)部和廣電總局聯(lián)合推薦該方案,并通報到國際電聯(lián),引起了熱烈反響。這是我國首次在國際上宣示我國數字電視水平和參與國際競爭的信心。該技術主要性能指標優(yōu)于國內外同類技術水平,獲得2004年北京市科技進步一等獎、2005年國家技術發(fā)明二等獎。截止到2000年底,國內已有19個省市的31個城市采用DMB-T播出數字電視節(jié)目,取得了顯著經濟效益和重大社會效益。
在DMB-T基礎上,進一步融合國內多家方案的優(yōu)點,2006年8月形成了中國強制性地面數字電視傳輸標準。國標DTMB相關技術非獨家授權國內外11家企業(yè)生產,有力推動了地面數字電視標準的產業(yè)化進程,取得了重大經濟效益和社會效益。在南美國家數字電視標準遴選的國際競爭的現場測試中,均以顯著優(yōu)勢取勝歐、目標準。
高效多碼率LDPC編譯碼器正交頻分復用數字傳輸技術地面數字多媒體/電視廣播傳輸系統(tǒng)數字電視專用芯片“中視一號”地面數字電視傳輸國家標準率領產業(yè)聯(lián)盟推進國標“走出國門”,清華大學寬帶無線通信技術與系統(tǒng)集成創(chuàng)新團隊成功地從實驗室的理論設想進入了數字電視芯片大規(guī)模產業(yè)化階段,并最終推動數字電視行業(yè)進入國際市場,經濟效益自不待言,更重要的是,它向世界展示了
中國科技人的自信與優(yōu)秀,既是我國專利戰(zhàn)略、標準戰(zhàn)略的成功典型,也是標志著我國電視設備從“中國制造”邁向“中國創(chuàng)造”的一個里程碑。
數字電視芯片是團隊在通信SOC領域取得的一項標志性成果。此外,基于片上系統(tǒng)設計完成的多業(yè)務傳送SOC專用系列芯片,獲得國家技術發(fā)明二等獎,應用于電信、網通、電力、公安,軍隊等領域,并銷往俄羅斯、南非、印度等21國。十年磨一劍,清華大學寬帶無線通信技術與系統(tǒng)集成創(chuàng)新團隊在實踐中形成的獨具特色的學術研究鏈,正彰顯了清華大學從國家民族根本利益出發(fā)、服務國民經濟主戰(zhàn)場的優(yōu)良傳統(tǒng)。
人才集成:1+1>2
國家實驗室是我國科技界的全新事物,不僅要滿足國家需求做出重大科技創(chuàng)新,還要探索一系列全新機制。原清華大學副校長、清華信息國家實驗室主任,現天津大學校長龔克說“國家實驗室是根據新世紀科技發(fā)展特點和科技創(chuàng)新需求做出的科技體制創(chuàng)新探索。清華信息國家實驗室更加突出‘集成性’――學科集成,重大項目和科學問題集成,隊伍、項目和平臺的集成?!?/p>
寬帶無線通信技術與系統(tǒng)集成創(chuàng)新團隊特別注重人才集成,其成員都是相關研究方向優(yōu)秀的專家:
陸建華教授是國家杰出青年科學基金獲得者,“973”項目首席科學家:
吳佑壽教授是中國工程院院士,我國數字通信開拓者之一,何梁何利獎獲得者;
楊知行教授是數字電視專家,兩項國家技術發(fā)明二等獎獲得者,榮獲“當明家”稱號;
王京教授是清華信息國家實驗室副主任,重大專項專家,國家科技進步二等獎獲得者;
楊華中教授是國家杰出青年科學基金獲得者,集成電路專家;
宋健教授是數字電視傳輸技術專家;
周世東教授是國家“863”-FUTURE計劃核心成員,教育部新世紀人才……
清華信息國家實驗室的籌建,將這些優(yōu)秀的專家集合在共同的目標下。根據“國家重大需求”、“科技發(fā)展前沿”和“清華優(yōu)勢特點”三結合的原則,團隊成員結合自身特長和研究特點,經過合理配置,逐步形成了一個交叉融合、優(yōu)勢互補,共同創(chuàng)新的協(xié)作團體,在面向國家需求和國際前沿的平臺上,取得了喜人的成績――
近五年來,團隊成員交叉合作承擔“973”項目1項,“973”課題3項,自然科學基金重點/重大項目5項,“863”重點項目8項,教育部重大科研項目、發(fā)改委產業(yè)化專項,預研及企業(yè)合作項目近20項。
在國內外期刊和國際學術會議上280余篇,其中SCI論文80余篇,在IEEE Trans,CSVT、IEEE Trans Communications、IEEE Trans Wirelass Communications、IEEE Trans,Broadcasting等本學科最具影響力的期刊上發(fā)表;申請發(fā)明專利120余項,已獲授權32項;出版專著6部;獲國家獎勵4項、部委獎勵5項,等等。
還在探索中的人才集成模式,初步顯示出巨大的創(chuàng)新能力和創(chuàng)造能力,這也是清華大學寬帶無線通信技術與系統(tǒng)集成創(chuàng)新團隊一個立足過去、開創(chuàng)未來的里程碑。
無線世界:無限世界
寬帶無線傳輸技術將作為信息技術發(fā)展的重要前沿領域,對重大產業(yè)的升級換代(如數字電視)和形成新的產業(yè)生長點(如移動互聯(lián)網)具有重要意義。事實上,小到尋常百姓家的手機、電視,網絡,大到新一代信息網絡、國家安全、航空航天,都離不開寬帶無線通信技術的發(fā)展與保障。
在我國探月一期工程的相關技術研究中,清華大學寬帶無線通信技術與系統(tǒng)集成創(chuàng)新團隊成功設計了短碼長,低譯碼門限的LDPC編譯碼器。經專家測試,該編譯碼器在同等條件下比傳統(tǒng)的Viterbi譯碼器有2.5dB的增益,是探月一期工程的創(chuàng)新之一。
專為我國地面數字電視標準設計的高效多碼率LDPC編譯碼器,也成功應用于無線圖像助警應急系統(tǒng),建立了北京、青島等地的“公安無線視頻傳輸網”。該技術實現了標準清晰度圖像的無線雙向傳輸,在雅典奧運火炬接力北京段監(jiān)控、全國兩會安全監(jiān)控、長城3號反恐演習等國家重大項目中,得到了專家一致好評。
寬帶無線通信技術研究成果的產業(yè)化,已經越來越多地應用到社會生活的各個領域,也顯示出更加廣闊的應用前景。
在我國“信息化帶動工業(yè)化”的發(fā)展道路上,展現在清華大學寬帶無線通信技術與系統(tǒng)集成創(chuàng)新團隊成員面前的,是一步步將夢想變成現實的美景。雖然邁出每一步都要付出難以想象的艱辛,但執(zhí)著的追求換來了夢想實現的快樂。
過往的成績只是提供了繼續(xù)創(chuàng)新的平臺,團隊成員早已勾勒出下一步努力的方向和目標――針對新一代寬帶無線多媒體接入,高清數字電視廣播、高速鐵路信息化及空天地一體化網絡等重大產業(yè)應用,發(fā)展高速大容量無線網絡技術及系統(tǒng)集成,進一步突出發(fā)明創(chuàng)新,技術標準和芯片集成的研究特色,形成系列核心芯片與演示試驗系統(tǒng),完善“理論研究技術創(chuàng)新產業(yè)應用”的學術研究鏈,滿足未來高速大容量高質量信息服務對寬帶無線通信的需求。
……
心有多大,世界就有多大。
【關鍵詞】數字視頻 文件格式 視頻制作
1 數字視頻基礎
在傳統(tǒng)教學過程中,通過電視機播放的教學視頻幾乎都是模擬信號,是通過攝像機的光敏元件將光信號轉化為電信號儲存在錄像帶上,然后通過播放器和電視機,把電信號還原成視覺信息。數字信號是使用A/D轉換器將模擬信號其數字化,呈現在數字媒體上。一般來說,直接將模擬信號數字化后的視頻是無法或者不建議直接使用的,因為視頻信號數字化后的數據量很大,非常占用磁盤空間,給視頻的使用帶來儲存和傳播的障礙,效率較低,所以必須要對視頻進行壓縮。
2 數字視頻的壓縮與文件格式
2.1 MPEG與H.264
MPEG(Moving Pictures Experts Group)是動態(tài)圖像專家組的英文縮寫,是在ISO/IEC(國際標準化組織/國際電工委員會)聯(lián)合指導下成立的,專門負責為CD建立視頻和音頻標準。MPEG是一個標準系列,包括MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4。MPEG-1壓縮后的碼率為1.5Mb/s,主要用于VCD的制作。MPEG-1中最著名的第三代音頻協(xié)議被稱為MPEG-1 Layer 3,簡稱MP3,成為廣泛使用的音頻壓縮技術。MPEG-2制定于1994年,壓縮后的速率有多種,應用較為廣泛的是DVD制作,速率為5~15Mb/s。MPEG-4第一版在1998年10月通過,第二版在1999年12月通過。本標準制定了較低的傳輸速率情況下,獲得較高的畫面質量。壓縮后的碼率最低可達64Kb/s,為網絡傳輸視頻提供了強大的基礎,因此主要用于虛擬現實、遠程教育、網絡直播、家庭攝像等。
H.26x系列數字視頻編碼標準是由國際電信聯(lián)盟(ITU)提出的,其制定的標準有H.261、H.263、H.263+等。目前使用最廣泛的H.264標準是國際電信聯(lián)盟(ITU)聯(lián)合國際標準化組織(ISO)共同提出的,是在MPEG-4技術基礎上,發(fā)展的新一代數字視頻壓縮格式。H.264最大的優(yōu)勢是具有很高的數據壓縮比,在同等畫質下,H.264的壓縮比是MPEG-2的2倍,是MPEG-4的1.5倍,在同等網絡帶寬情況下,可以傳輸更高質量的視頻。因此,目前網絡視頻資源普遍都是使用H.264進行壓縮。
2.2 常見的文件格式簡介
我們在使用數字視頻的時候,通常會發(fā)現視頻有多種封裝格式,每個封裝格式都有其特點,在不同的使用環(huán)境,可選擇不同的封裝格式。
AVI格式是由微軟、INTEL、IBM公司聯(lián)合的用于windows的視頻技術規(guī)范。本規(guī)范未限定壓縮標準,也就是說可以使用多種壓縮算法生成AVI文件,也必須使用相同的解壓縮算法才能播放,兼容性較差,并且是采用軟件輔助壓縮的視頻技術。視頻文件比較大,不利于儲存和傳播。但是其視頻畫面質量好,通常對視頻原始素材進行封裝。
MP4文件格式是基于QuickTime容器格式定義的,是一個十分開放的容器,MP4文件中的媒體描述與媒體數據是分開的,并且媒體數據的組織也很自由,不一定要按照時間順序排列,甚至媒體數據可以直接引用其他文件。同時也支持流媒體。因此,MP4封裝格式目前被廣泛應用,也是封裝高清H.264視頻和AAC音頻典型格式。
MOV是美國蘋果公司開發(fā)的基于MAC計算機的視頻技術,如果要在PC機上播放,需要安裝播放插件;RM/RMVB是REAL公司推出的視頻壓縮技術,可以把龐大的AVI格式文件壓縮到原來的幾十分之一,但是畫面質量也較差,由于其文件較小,占用較少的網絡帶寬,曾被廣泛的應用到網絡視頻;ASF是微軟公司開發(fā)的流媒體格式文件,使用的是MPEG-4壓縮技術,具有高壓縮比和高質量,被廣泛的應用。
3 視頻制作常用工具簡介
在制作視頻資源過程中,通常會經歷素材獲取,素材編輯,生成成片三個環(huán)節(jié)。
視頻的原始素材大多數是通過拍攝設備和軟件制作而成。專業(yè)數字攝像機,單反相機,手機等都可以獲取拍攝的素材。使用屏幕錄制軟件可以獲取計算機操作過程的素材資源。屏幕錄制軟件Camtasia Studio由于操作簡單,功能強大,性能較好,使用較為廣泛。使用二維動畫,三維動畫軟件可以制作動畫素材。制作二維動畫軟件比較多,常用有Adobe Flash,Anime Studio。制作三維動畫的軟件一般使用3dMAX,Maya。
原始素材一般都需要經過編輯處理成為需要的視頻資源。專業(yè)的視頻剪輯軟件有Windows Movie Maker,Adobe Premiere,EDIUS等,面向低端的有會聲會影,Pinnacle Studio等,做視頻特效的軟件有After Effect。根據不同的素材和差異化的需求,選擇不同的工具進行組合完成。
通過對元素素材的編輯過后,需要生成成片。這個過程一般分為兩個步驟:首先生成沒有壓縮,或者高數據流壓縮的成片,作為母片,然后再根據視頻的需要,將母片壓縮成為需要的格式的成片。這個壓縮過程可以通過編輯軟件完成,也可以使用格式工廠等轉換軟件完成。
4 視頻資源的使用
教學視頻一般都是上傳至網絡學習平臺或者視頻服務平臺。免費的學習平臺可以使用moodle平臺,功能強大,操作簡單。視頻服務平臺免費的可以使用優(yōu)酷視頻,但是視頻內容會被投放廣告。
總的來說,數字視頻已經逐步深入到普通教師的教學過程中,希望通過以上的介紹使普通教師能夠了解數字視頻技術,熟悉數字視頻的制作過程以及制作技能,能夠合理的使用數字視頻,為自己的教學工作帶來更多的生機和活力。
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作者簡介
劉焱林(1981-),男,重慶市人。大學本科學歷。初級職稱,研究方向為數字化學習資源建設。
法國的影視動畫高等教育根植于歐洲文化沃土,與動畫行業(yè)的發(fā)展聯(lián)系緊密。進入數字媒體時代后,法國的影視動畫高等教育也在自身發(fā)展的基礎上,逐漸向其他領域滲透,跨學科多元化發(fā)展。對法國影視動畫高等教育多元化發(fā)展的過程進行思考,對于我國的動畫影視教育具有重要的借鑒意義。
一、傳統(tǒng)二維與三維影視動畫教學:創(chuàng)意、藝術和技術的融合
法國的影視動畫高等教育的主流方向是影片創(chuàng)作。法國的動畫行業(yè)發(fā)展沒有以美國動畫業(yè)的大工業(yè)化運作模式為主,所以在法國雖然有一些大型動畫公司,但還是以小公司、工作室運作動畫片居多。因此,法國的動畫高等教育強調培養(yǎng)學生的綜合素質和創(chuàng)作個性,重視學生的動畫創(chuàng)意能力的培養(yǎng),強調影片創(chuàng)作風格的藝術特點,注重傳統(tǒng)動畫的手繪基礎訓練,強調三維動畫技術的教學。這類型教學單位以專業(yè)動畫學院、電影學院動畫系等院校為主,如葛培蘭(Gobelins)動畫學院、拉普德瑞耶(La Poudrière)動畫學院、蘇潘佛康姆(Supinfocom)動畫學院、艾斯哈(ESRA)電影學院動畫系等。教學重點以實踐應用為導向,所以多數教學以本科和碩士階段為主,強調訓練學生的實際動手能力,以適應未來就業(yè)發(fā)展需要。
創(chuàng)意是動畫的靈魂,法國影視動畫院校把培養(yǎng)學生的創(chuàng)意能力作為教學重點,在劇本創(chuàng)作、畫面特點、敘事風格、角色設定等方面,教師既引導教學又陪伴學生學習,在教學與實踐上循循善誘,鼓勵學生創(chuàng)新。創(chuàng)造性思維和慣性思維最大的一個不同點在于,創(chuàng)造性思維沒有一個固定的套路或特定的方法標準,因此創(chuàng)意并非精密的數學公式,而是帶有人性模糊的實踐行為。比如劇本創(chuàng)作,劇本課教師會在理論講解的基礎上,分析很多影視作品的片段,逐步讓學生明白劇本創(chuàng)作的原理。然后課堂作業(yè)會讓學生以座談的形式自由發(fā)揮,學生可以自由表述想法而不拘泥于劇本理論,故事不必完整也可以僅是零星的想法,教師會在輕松活躍的氣氛中捕捉學生思想中閃光的部分并記錄下來,適當引導學生把有創(chuàng)意的部分逐漸發(fā)展成故事和完整的劇本。再比如葛培蘭動畫學院的角色課堂作業(yè)是將兩個等大的球體三維模型作為角色原型,再給學生放一段音樂,讓學生根據音樂發(fā)揮想象,用這兩個球體創(chuàng)作一段動畫,通過動作和劇情創(chuàng)意為這兩個球塑造角色特點。
法國是世界藝術大國,在動畫創(chuàng)作教學上非常強調動畫的藝術性,在畫面風格、影視語言、創(chuàng)作觀念等方面強調藝術的風格與創(chuàng)新。動畫作為視聽藝術,藝術性表現在多個方面,比如故事創(chuàng)作、編劇、敘事、鏡頭、畫面、音樂等。但藝術探索漫長曲折,學院教師通常先以引導學生在創(chuàng)作中模擬某種藝術風格作為學習的開始。例如,鏡頭畫面的藝術指導課,教師會在簡述藝術史的基礎上,根據學生的劇本和創(chuàng)作特點給出建議,讓學生在畫面風格上逐漸明確自己的特色。之后教師會指導學生按照自己的藝術風格方向尋找各種參照,參照內容的選取很自由,可以是繪畫、雕塑,也可以是攝影、印刷品、建筑,通過各種參照逐漸確定創(chuàng)作的畫面視覺特點,讓學生在藝術風格上找到自己的定位。藝術參照的資料來源并不局限于影片或網絡,教師和學生廣泛利用法國豐富的文化資源尋找自己的藝術靈感。例如,當學生創(chuàng)作帶有巴洛克風格畫面的作品時,會去盧浮宮參觀考察巴洛克藝術品,通過拍照或速寫記錄素材作為自己的創(chuàng)作參考資料。
動畫技術教學是創(chuàng)作的基礎,是影視動畫高等教育的根基,法國高校對動畫技術的訓練強調傳統(tǒng)繪制與三維技術的結合,依靠多年的人才、技術和經驗積累,強化動畫技術訓練。法國傳統(tǒng)電影動畫發(fā)展時間較長,電影大師喬治·梅里愛1902年拍攝的科幻電影《月球之旅》就使用了大量動畫技術。100多年來法國已經積累了幾代動畫師,其中有很多在院校任教職,為學生傳授動畫創(chuàng)作技術,延續(xù)傳統(tǒng)動畫。傳統(tǒng)動畫以手繪為主,強調解剖、比例、透視、動態(tài)的訓練,尤其是解剖作為教學的基礎訓練要求非常嚴格,教師要求學生能夠隨時手繪任何動態(tài)的人體或動物解剖,以便學生理解角色動態(tài)變化的原理。動態(tài)是表現動畫的生命,教師以繪制全動作動畫的要求訓練學生,要求精準生動地表現角色的每個動作和細節(jié),嚴格按照動作完成時間的幀數繪制。
創(chuàng)意、藝術和技術的融合是法國傳統(tǒng)二維與三維影視動畫教學的重要特色,院校提倡個性化創(chuàng)作,鼓勵學生創(chuàng)新動畫藝術形式,依靠技術表現個人創(chuàng)意,三者相互融合、互為提高。動畫藝術創(chuàng)新帶有實驗性,包括觀念創(chuàng)新、表達方式創(chuàng)新、視覺效果創(chuàng)新等。例如,有學生以新聞報道的形式自導自演創(chuàng)作一部短片 “蓬皮杜之蛋”,采用三維虛擬技術將蓬皮杜藝術中心模擬成一個巨型“雞蛋”形建筑,然后以“新聞記者”的身份采訪專家、市民和游客對這個“怪物”的看法,這種帶有法國黑色幽默的表達方式荒誕地表現了當代法國人面對新事物的矛盾心態(tài)。
二、影視動畫制作數字技術的研發(fā)和教學:技術開發(fā)為動畫創(chuàng)作服務
法國影視動畫高等教育注重對制作技術,尤其數字技術的教學和研究開發(fā),承擔這些任務的主要是綜合性大學和帶有工科背景的圖像學院,如巴黎第學的圖像藝術與技術系,巴黎東馬恩拉瓦雷大學圖像、多媒體、視聽和傳媒學院等。
這個方向的教育定位在數字技術與圖像藝術的交叉點,將數字技術教學和研發(fā)作為基礎,以圖像制作和呈現為主要發(fā)展方向,技術研發(fā)為圖像應用和藝術創(chuàng)作服務。教學覆蓋本科、碩士和博士階段。本科重點在三維軟件、算法語言、C++語言、虛擬現實、動態(tài)捕捉等技術的基礎教學。碩士階段為兩年,第一年重點是完善三維技術和制作流程,課程有三維技術、動畫、后期合成、實時技術、增強現實、自動識別技術等,第二年以項目開發(fā)主導教學,學生分組自己確定技術研究方向,一般是以項目實踐為主,教師的上課內容圍繞學生開發(fā)項目展開,部分學生可以選擇較復雜的研究方向,為以后的博士研修做準備。博士階段以圖像技術、虛擬現實的技術研發(fā)和理論研究并重,博士生在導師指引下逐步完成自己的研究。
數字技術研發(fā)為圖像創(chuàng)作和應用服務是法國影視動畫技術高等教育的主要特點,重點突出技術的實用性,緊貼市場需求,前瞻未來行業(yè)發(fā)展。在圖像制作方面,部分碩士和博士的研究方向是三維軟件的二次開發(fā),如設計插件、工具功能完善等,具體比如爆破、碰撞、毛發(fā)、液體等制作難度較大的三維技術,通過二次開發(fā)使三維圖像的制作更加方便、智能和優(yōu)化。圖像的呈現技術也成為重要研究課題,部分研究生課題是虛擬現實和增強現實為主,在三維尤其實時三維呈現技術的基礎上,學生和導師重點開發(fā)虛擬圖像與現實的結合,在真實場景圖像中呈現虛擬圖像的解決辦法,使三維圖像的呈現更加多元化,以拓寬三維動畫的應用范圍。在研究過程中,導師會帶領學生參加各種研討會,主動聯(lián)系市場與企業(yè)和用戶溝通。學生不僅宣傳自己的開發(fā)成果奠定未來市場基礎,也借鑒專家建議和市場反饋信息不斷完善技術產品開發(fā),提高產品未來的服務能力。
三、運用影視動畫語言表現當代藝術的教學:藝術觀念與表達的創(chuàng)新
影視動畫作為一種藝術語言,成為當代藝術的表達方式,是法國高等藝術教育的重要組成部分。視頻藝術源于20世紀60年代,以動態(tài)影像和聲音作為主要媒介,記錄并表現藝術內容和思想。當代藝術表現形式多樣,動畫已被很多當代藝術家作為藝術表達語言,影視動畫因此也作為表達當代藝術的“媒介”被很多法國的美術學院或大學藝術系引進作為教學內容。教學課程安排以當代藝術理論作為總體框架,影視動畫創(chuàng)作流程為教學和實踐的基礎,綜合多種藝術表現形式,創(chuàng)新藝術觀念和表達。
當代藝術可以泛指這個時代正在實踐的藝術風格,與后現代藝術聯(lián)系緊密。當代藝術的理論教學是以現代與后現代藝術史為主干,向學生講解不同藝術流派和風格,介紹作品的創(chuàng)作思想和背景。當代藝術與文化密切相連,因此美學、哲學、心理學甚至社會學等內容也被納入教學,學生可以根據自己的研究方向選擇學習。
熟悉影視動畫的創(chuàng)作流程是學生完成創(chuàng)作實踐的基礎,巴黎高等裝飾美術學院電影動畫系的教師認為,電影動畫教學是為了培養(yǎng)學生通過動態(tài)圖像表達創(chuàng)新和創(chuàng)作的能力。所以雖然動畫技術并非教學的關鍵,法國的美術學院還是把影視動畫制作流程作為教學的基礎內容,培養(yǎng)學生獨立工作能力,從指導劇本、分鏡設計、畫面設計、美術設計,直到最終完成一部影片。
當代藝術門類繁多,藝術流派之間的跨界融合也很常見,影視動畫教學因此重視與其他藝術形式的結合,以豐富學生的創(chuàng)作內容和形式。如行為藝術、裝置藝術、大地藝術、虛擬藝術、網絡藝術等,都在藝術史和理論教學中向學生介紹,啟發(fā)他們拓展自己的藝術視野,豐富藝術創(chuàng)作語言。例如,有學生借鑒行為藝術和裝置藝術思想,用三維小白鼠視頻動畫巧妙替換在盒子里的真實小白鼠,現場表演“超現實小白鼠實驗”,表達作者對當代科技語境里“圖像現實”的藝術思考。
因此,法國高等藝術教育可以為影視企業(yè)輸送創(chuàng)意和藝術人才、為社會培養(yǎng)藝術家,通過影視動畫與當代藝術的融合促進藝術形式的變化,不斷創(chuàng)新藝術觀念和表達。
結語
法國的影視動畫擁有悠久的發(fā)展歷史,在當代日益全球化的趨勢下法國始終堅持自己的文化特色。伴隨著數字技術的發(fā)展,法國動畫教育將傳統(tǒng)技藝與科技相結合,不但促進本國動畫人才與全球影視行業(yè)發(fā)展相契合,同時也將蘊藏豐富的法蘭西文化和藝術通過動畫向全世界傳播,不斷鞏固提升世界文化大國的形象。中國作為當今世界經濟最具活力的地區(qū)之一,可以借鑒法國影視動畫的教育經驗,根據我國市場特點和文化發(fā)展戰(zhàn)略優(yōu)化動畫人才培養(yǎng),為影視動畫產業(yè)不斷輸送優(yōu)秀人才,使我國影視動畫人才早日進入世界影視產業(yè)大市場,把中國文化注入到世界影視產品中去,在全球樹立獨特的中國文化形象,讓古老的東方文明與世界文化積極互動。
關鍵詞:數字化 移動互聯(lián)網 信息技術
中圖分類號:TN929.5 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(2015)09-0000-00
數字化技術的發(fā)展為移動互聯(lián)網的發(fā)展帶來了技術和進步,在3G網絡的成熟應用到4G網絡的先進發(fā)展,移動互聯(lián)網以多元化的面貌呈現給社會各界人士,在技術不斷提升的前提下,移動互聯(lián)網的市場規(guī)模不斷擴張。故此,相關機構應應用良好的技術手段,讓移動互聯(lián)網的運營風生水起。
1 移動互聯(lián)網運營中的數字化技術概述
移動互聯(lián)網運營中的數字化技術是作為計算機技書,多媒體技術以及互聯(lián)網技術的基礎,作為一種技術手段以實現信息數字化。數字化技術可以將客觀世界中的事物轉換成計算機唯一能識別的機器語言,即是使用二進制的算法實現操作過成中的加工和處理的[1]。
2 移動互聯(lián)網運營中應用數字化技術的必要性
數字化技術涉及數字方面相關的運算、轉化、表達和處理等。數字化技術用數學上的二進制實現,用簡單的0和1編碼來表達、傳輸和處理,將信息數字化,一體化。這也被看為在信息史的一次重要改革。數字化技術是信息技術的核心,是數字計算機的基礎,是多媒體技術的基礎。數字化技術的實現和發(fā)展改善了信息交流存在阻礙的難題,使用不同語言的人交流更加,另外,它還將虛擬網絡中的信息通過合理的運算方式將其可視化,呈現給使用者。移動互聯(lián)網運營中應用數字化技術能夠有效改善通信效率、提高海量運營數據的處理能力。
3 運用數字化技術加強移動互聯(lián)網運營的主要策略
3.1 利用先進數字通信技術,擴大運營范圍
應用移動服務平臺技術是一種技術統(tǒng)稱,是指移動互聯(lián)網應用商,以協(xié)議的方式把應用提供給移動互聯(lián)網絡的終端,現在移動互聯(lián)網在服務平臺上,主要包括:云計算、HTML5、WIDEGT等[2]。網絡移動服務平臺技術包括兩個方面的內容:一是鏈接移動互聯(lián)網絡,二是移動終端的計算信息技術,2G、3G、4G、WIFI、NFC和藍牙技術都屬于網絡移動服務平臺技術,在數字化信息技術的大發(fā)展前提下,3G和WIFI的運營已然相對成熟,4G仍處于發(fā)展試運營階段。在這些通訊技術手段當中,第三代移動網絡通訊系統(tǒng)較第二代網絡通訊系統(tǒng)而言,在音頻和視頻的數據傳送上有了很大的提高,實現在全球的無線漫游,能夠提供和處理許多方式的媒體形式,例如進行電子商務會議或者普通的網頁瀏覽和娛樂服務。3G系統(tǒng)在兼容性上比現有的2G有很大的改良。
WIFI即無線網絡連接,它的便易性成為大批量移動網絡用戶通過手機上網的一個重要原因,無線網絡連接可以讓用戶隨時隨地的上網,提高便捷性,增強了用戶體驗,由于該項技術可以滿足用戶隨心隨地上網的特點,因此已經成為全球領域的、使用最廣的無線局域網技術。這項技術的特點在于信號覆蓋范圍廣、成本較低、信號傳播速度良好、操作安裝方便等特點,貼近廣大用戶的正常生活[3]。
3.2 運用數字云技術,提升數據存儲與處理能力
數字云計算技術是在2012年得到的快速發(fā)展,由于各大出版物移動互聯(lián)網企業(yè)在該項技術上的技術進步和云服務平臺的成功構建,這才使云計算技術在出版物互聯(lián)網運營中的發(fā)展趨于成熟,它的優(yōu)勢就在于在數據處理上提高其處理能力,以此降低寬帶成本。云計算大多是海量計算,就目前的科技水平來講,多使用分布式計算機來完成有關計算。這項技術的核心理念在于以互聯(lián)網平臺為基礎,實現大批量計算資源的統(tǒng)一管理和調度使用,向用戶提供符合要求的服務。云計算技術的發(fā)展的衍生產品:云技術、云方案也都可以投入到互聯(lián)網的運營當中,云計算技術的計算承載和數據存儲能力的優(yōu)越性、科技型和進步性必將能偶加速移動互聯(lián)網的縱深發(fā)展[4]。
此外,云計算是一項新興的移動互聯(lián)網應用,可以通過網絡在需要的方式進行服務的交付和使用模式,本質上是一種計算方式,它的優(yōu)勢就在于在數據處理上提高其處理能力,以此降低寬帶成本。云計算大多是海量計算,就目前的科技水平來講,多使用分布式計算機來完成有關計算。而互聯(lián)網出版物的運營當中正有很多出版內容以及運營數據需要存儲和處理,這項技術可以以互聯(lián)網平臺為基礎,實現大批量計算資源的統(tǒng)一管理和調度使用,向用戶提供符合要求的服務。
3.3 夯實數字營銷技術,推廣移動互聯(lián)網運營
要想讓移動互聯(lián)網運營得到快速發(fā)展,贏得更大范圍的客戶群體,就要在掌握數字化技術的同時夯數字實營銷技術。第一,要加強互聯(lián)網運營渠道管理。渠道管理作為互聯(lián)網的重點,因為本身移動互聯(lián)網渠道有限,所以應將注意力集中在應用市場、論壇或其他下載網頁、移動終端的內置三個方面。在商戶合作方面擴展合作伙伴,以此方法讓渠道擴大;在用戶數據和用戶質量方面做到及時了解,以最快的速度、最短的時間調整渠道策略,讓渠道的監(jiān)控有效進行[5]。第二,要完善活動營銷:線上或線下進行大量推廣,打響產品的知名度,以達到提升裝機量、活躍用戶數等相關數據的目的;數據是產品運營工作的基礎,要保證產品的正常運營,就要實時對數據進行監(jiān)控,及時發(fā)現問題所在并采取行管措施進行完善。
4 結語
數字化是一項造福于人類發(fā)展的技術研究,大到國家發(fā)展,小到生活娛樂,都為其帶來了便捷。從社會的種種跡象來看,數字化技術下的移動互聯(lián)網已然成為日常生活的必要因素,我們期待它的發(fā)展,為我們的生產生活帶來更好的篇章。
參考文獻
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2015年北京工業(yè)大學碩士研究生擬招生學科目錄已公布,具體內容請各位考生查看如下:
院(所)、學科代碼、名稱 學科方向 招生人數 考試科目 備注 001 機械工程與應用電子技術學院 223 0801 力學 _ 01動力學與控制 _ 02固體力學 _ 03流體力學 _ 04工程力學 27 ①101思想政治理論 ②201英語一 ③301數學一 ④811理論力學或812材料力學I 080200 機械工程 _ 01數字化設計與制造技術 _ 02精密數控加工與自動化裝備 _ 03現代焊接技術與自動化裝備 _ 04機電系統(tǒng)控制及自動化 _ 05機構及機器人系統(tǒng)分析與控制 _ 06機械及微機電系統(tǒng)結構設計 78 ①101思想政治理論 ②201英語一 ③301數學一 ④811理論力學或812材料力學I或813電工學 0804 儀器科學與技術 _ 01精密測試技術與儀器 _ 02現代測控技術及方法 _ 03計算機測試與控制技術 _ 04智能儀器與虛擬儀器技術 23 ①101思想政治理論 ②201英語一 ③301數學一 ④803電子技術I或812材料力學I或813電工學 085201 機械工程(專業(yè)學位) _01數字化設計與制造及裝備 _02現代機械系統(tǒng)設計 _03機電液一體化設計與制造 _04現代測控技術與儀器 _05高端裝備強度與動態(tài)分析 95 ①101思想政治理論 ②204英語二 ③302數學二 ④809工程力學或813電工學 002 電子信息與控制工程學院 232 0809 電子科學與技術 _ 01信號處理與電路 _ 02數字多媒體信息技術 _ 03信息光電子學與光通信 _ 04超大規(guī)模集成電路設計與系統(tǒng)集成 _ 05電子器件、射頻和功率集成電路及可靠性 58 ①101思想政治理論 ②201英語一 ③301數學一 ④822信號與系統(tǒng)或823半導體物理 1、01-02方向選822; 2、03-05方向選823。 0810 信息與通信工程 _ 01語音與音頻信號處理 _ 02多媒體通信技術 _ 03信號處理理論與通信技術 _ 04圖像與視頻信號處理 30 ①101思想政治理論 ②201英語一 ③301數學一 ④822信號與系統(tǒng) 0811 控制科學與工程 _ 01自動控制理論及其應用 _ 02測控技術與自動化系統(tǒng) _ 03智能系統(tǒng)與智能信息處理 _ 04信息融合與自主導航 _ 05計算機控制技術及其應用 63 ①101思想政治理論 ②201英語一 ③301數學一 ④821自動控制原理 085208 電子與通信工程(專業(yè)學位) _ 01信號與信息處理及其應用技術 _ 02圖像處理與模式識別技術 _ 03多媒體通信技術 _ 04無線通信技術 _ 05嵌入式系統(tǒng)技術 35 ①101思想政治理論 ②204英語二 ③302數學二 ④822信號與系統(tǒng) 085210 控制工程(專業(yè)學位) _ 01工業(yè)過程的建模、控制與優(yōu)化 _ 02系統(tǒng)工程(系統(tǒng)優(yōu)化與決策) _ 03信息管理系統(tǒng) _04生產過程綜合自動化 _ 05智能控制與智能系統(tǒng) 30 ①101思想政治理論 ②204英語二 ③302數學二 ④821自動控制原理 085209 集成電路工程(專業(yè)學位) _ 01集成電路設計 _02集成電路制備工藝及相關技術研究 _03微電子器件檢測與可靠性評價技術 16 ①101思想政治理論 ②204英語二 ③302數學二 ④823半導體物理 004 建筑工程學院 246 0814 土木工程 _01工程抗震減震與城市綜合防災減災理論、方法和技術 _02結構新體系與高性能材料 _03結構全壽命設計、健康監(jiān)測與可持續(xù)發(fā)展 _04巖土與地下工程安全風險分析、評價方法和技術 _05工程施工技術與風險管理 _06水環(huán)境恢復工程及水質處理保障技術 _07建筑環(huán)境控制及能源利用技術 119 ①101思想政治理論 ②201英語一或203日語 ③301數學一 ④841結構力學 或833土力學與地基基礎 或843鋼筋混凝土結構 或 845水分析化學與水力學;或846傳熱學Ⅰ或867流體力學Ⅱ 1、土木工程(含工民建、道橋等)或相近專業(yè)考生報考方向可選01~05,考試科目可選841或833或843; 2、給排水或相近專業(yè)考生報考方向可選06,考試科目可選845; 3、暖通或相近專業(yè)考生報考方向可選07,考試科目應選846或867。 0823 交通運輸工程 _ 01道路與鐵道工程 _ 02交通運輸規(guī)劃與管理 _ 03交通信息工程及控制 4 ①101思想政治理論 ②201英語一 ③301數學一 ④848道路工程 或 849交通工程或832交通信息與控制 1、01方向選848; 2、02-03方向選849或832。 0815 水利工程 _ 01水文學及水資源 _ 02水力學及河流動力學 _ 03水工結構工程 _ 04水利水電工程 _ 05港口、海岸及近海工程 10 ①101思想政治理論 ②201英語一或203日語 ③301數學一 ④841結構力學或844水力學Ⅱ 085213 建筑與土木工程(專業(yè)學位) _01工程抗震減震與城市綜合防災減災理論、方法和技術 _02結構新體系與高性能材料 _03結構全壽命設計、健康監(jiān)測與可持續(xù)發(fā)展 _04巖土與地下工程安全風險分析、評價方法和技術 _05工程施工技術與風險管理 _06工程項目管理及信息化 _07水環(huán)境恢復工程及水質處理保障技術 _08建筑環(huán)境與能源利用技術 100 ①101思想政治理論 ②204英語二或203日語 ③302數學二 ④841結構力學或833土力學與地基基礎或845水分析化學與水力學 或846傳熱學Ⅰ或867流體力學Ⅱ 1、土木工程(含工民建、道橋等)或相近專業(yè)考生報考方向可選01~06,考試科目可選841或833或843; 2、給排水或相近專業(yè)考生報考方向可選07,考試科目可選845; 3、暖通或相近專業(yè)考生報考方向可選08,考試科目應選846或867。 085222 交通運輸工程(專業(yè)學位) _01道路交通安全理論與道路工程技術 _02交通規(guī)劃與交通控制理論及方法 _03智能交通、仿真與可持續(xù)發(fā)展整合體系 5 ①101思想政治理論 ②204英語二 ③302數學二 ④848道路工程或849交通工程或832交通信息與控制 1、01方向選848; 2、02-03方向選849或832。 1256 工程管理(專業(yè)學位) _ 00不區(qū)分研究方向 8 ①199管理類聯(lián)考綜合能力 ②204英語二 005 環(huán)境與能源工程學院 152 070304 物理化學 _01能源材料物理化學 _02催化化學 _03納米材料物理化學 _04界面物理化學與分離技術 11 ①101思想政治理論 ②201英語一 ③684物理化學I ④887無機化學II · 0807 動力工程及工程熱物理 _ 01可再生能源利用及先進環(huán)境能源理論與技術 _ 02強化傳熱傳質理論與工程應用 _ 03制冷低溫系統(tǒng)及其環(huán)保節(jié)能理論與技術 _ 04車輛及動力系統(tǒng)節(jié)能、凈化與控制 23 · ①101思想政治理論 · ②201英語一 · ③301數學一 · ④851傳熱學Ⅱ或852工程熱力學 0817 化學工程與技術 _ 01綠色化學與精細有機化工 _ 02工業(yè)催化與納米科學 _ 03膜科學與化工分離技術 _ 04材料化學理論與應用 _ 05先進材料合成及催化應用 25 ①101思想政治理論 ②201英語一 ③302數學二 ④814物理化學Ⅲ或820有機化學I或878化工原理 0830 環(huán)境科學與工程 _ 01環(huán)境規(guī)劃與污染防治 _ 02污染控制化學 _ 03環(huán)境分析與監(jiān)測 _ 04環(huán)境規(guī)劃與管理 _ 05水污染控制工程 _ 06大氣污染控制工程 28 ①101思想政治理論 ②201英語一或203日語 ③302數學二 ④856環(huán)境影響評價或857微生物基礎I或858環(huán)境工程學 1、只有05方向招日語考生; 2、01-04方向,選856; 3、05方向選857; 4、06方向選858。 085206 動力工程(專業(yè)學位) _01可再生能源利用與先進環(huán)境能源技術 _02能源動力系統(tǒng)優(yōu)化及工程應用 _03制冷低溫系統(tǒng)及其節(jié)能環(huán)保技術 _04動力機械及車輛動力系統(tǒng)節(jié)能、凈化與控制 32 ①101思想政治理論 ②204英語二 ③302數學二 ④851傳熱學Ⅱ或852工程熱力學 085229 環(huán)境工程(專業(yè)學位) _01水污染控制工程 _02大氣污染控制工程 _03環(huán)境規(guī)劃與管理 33 ①101思想政治理論 ②204英語二 ③302數學二 ④856環(huán)境影響評價或857微生物基礎I或858環(huán)境工程學 1、01方向選857; 2、02方向選858; 3、03方向選856。 006 應用數理學院 98 0701 數學 _ 01基礎數學 _ 02應用數學 _ 03運籌學與控制論 _ 04科學計算 35 ①101思想政治理論 ②201英語一 ③663數學分析 ④865高等代數 0714 統(tǒng)計學 _ 01非參數統(tǒng)計與數據分析 _ 02應用統(tǒng)計 _ 03生物統(tǒng)計 _ 04金融工程與應用概率 _ 05經濟統(tǒng)計 14 ①101思想政治理論 ②201英語一 ③663 數學分析 ④865 高等代數 0702 物理學 _ 01理論物理 _ 02凝聚態(tài)物理 _ 03光學 25 ①101思想政治理論 ②201英語一 ③662普通物理I ④861量子力學或863光學 1、01方向選861; 2、02方向選861或863; 3、03方向選863。 0803 光學工程 _ 01脈沖激光技術與應用 _ 02信息光學與應用 _ 03微納光學 _ 04光電傳感與檢測技術 7 ①101思想政治理論 ②201英語一 ③301數學一 ④828激光原理 0252 應用統(tǒng)計(專業(yè)學位) _01生物醫(yī)學統(tǒng)計 _02精算統(tǒng)計 _03數量金融 _04質量管理統(tǒng)計 17 ①101思想政治理論 ②204英語二 ③303數學三 ④432統(tǒng)計學 007 計算機學院 151 0812 計算機科學與技術 _ 01 計算機系統(tǒng)結構 _ 02 計算機軟件與理論 _ 03計算機應用技術 _ 04 信息安全 68 ①101思想政治理論 ②201英語一 ③301數學一 ④895 計算機學科專業(yè)基礎 085211 計算機技術(專業(yè)學位) _ 01計算機網絡技術 _ 02計算機軟件技術 _ 03計算機應用技術 _ 04信息安全技術 83 ①101思想政治理論 ②204英語二 ③302數學二 ④896數據結構 009材料科學與工程學院 140 0805 材料科學與工程 _ 01生態(tài)環(huán)境材料與資源循環(huán)技術 _ 02稀土、難熔金屬等功能材料 _ 03高性能結構材料技術 _ 04先進材料加工技術 _ 05光電信息與高效能源材料 80 ①101思想政治理論 ②201英語一或203日語 ③302數學二 ④875材料科學基礎 085204 材料工程(專業(yè)學位) _ 01生態(tài)環(huán)境材料與資源循環(huán)技術 _ 02稀土、難熔金屬等功能材料 _ 03高性能結構材料技術 _ 04先進材料加工技術 _ 05光電信息與高效能源材料 60 ①101思想政治理論 ②204英語二或203日語 ③302數學二 ④875材料科學基礎 011 經濟與管理學院 182 1201 管理科學與工程 _ 01技術與項目管理 _ 02戰(zhàn)略管理與社會網絡 _ 03信息管理與信息系統(tǒng) _ 04城市管理 _ 05運作管理與質量管理 _ 06金融工程 25 ①101思想政治理論 ②201英語一或203日語 ③303數學三 ④801管理學或804經濟學原理或805數據庫技術與應用 0202 應用經濟學 _01金融學 _02國際貿易學 _03產業(yè)經濟學 _04區(qū)域經濟學 _05數量經濟學 _06統(tǒng)計學 _07勞動經濟學 25 ①101思想政治理論 ②201英語一 ③303數學三 ④804經濟學原理 1202 工商管理 _ 01會計學 _ 02企業(yè)管理 _ 03旅游管理 _ 04技術經濟及管理 13 ①101思想政治理論 ②201英語一或203日語 ③303數學三 ④801管理學或804經濟學原理 1251 工商管理碩士(專業(yè)學位) _ 00不區(qū)分研究方向 99 ①199管理類聯(lián)考綜合能力 ②204英語二 1252 公共管理碩士(專業(yè)學位) _ 00不區(qū)分研究方向 20 ①199管理類聯(lián)考綜合能力 ②204英語二 012 建筑與城市規(guī)劃學院 60 0833 城鄉(xiāng)規(guī)劃學 _ 01城鄉(xiāng)規(guī)劃理論與方法 _ 02居住區(qū)規(guī)劃與設計 _ 03城市設計與景觀規(guī)劃 _ 04歷史城市與街區(qū)保護規(guī)劃 _ 05城市防災減災規(guī)劃 15 ①101思想政治理論 ②201英語一 ③633城市規(guī)劃原理 ④503城市規(guī)劃與設計 接收建筑學、城市規(guī)劃學(含園林景觀)專業(yè)的考生報考。 0851 建筑學(專業(yè)學位) _01都市建筑設計及理論 _02歷史建筑的保護與更新 _03建筑與城市綠色環(huán)境技術 _04城市設計方法及理論 40 ①101思想政治理論 ②201英語一 ③355建筑學基礎 ④504建筑快速設計 接收建筑學、城市規(guī)劃學專業(yè)的考生報考。 085237 工業(yè)設計工程(專業(yè)學位) _ 00不區(qū)分研究方向 5 ①101思想政治理論 ②204英語二 ③337工業(yè)設計基礎 ④502產品設計 接收工業(yè)設計、產品設計、藝術設計專業(yè)等相關專業(yè)考生報考。
085229 環(huán)境工程(專業(yè)學位) _01水污染控制工程 _02大氣污染控制工程 _03環(huán)境規(guī)劃與管理 33 ①101思想政治理論 ②204英語二 ③302數學二 ④856環(huán)境影響評價或857微生物基礎I或858環(huán)境工程學 1、01方向選857; 2、02方向選858; 3、03方向選856。 006 應用數理學院 98 0701 數學 _ 01基礎數學 _ 02應用數學 _ 03運籌學與控制論 _ 04科學計算 35 ①101思想政治理論 ②201英語一 ③663數學分析 ④865高等代數 0714 統(tǒng)計學 _ 01非參數統(tǒng)計與數據分析 _ 02應用統(tǒng)計 _ 03生物統(tǒng)計 _ 04金融工程與應用概率 _ 05經濟統(tǒng)計 14 ①101思想政治理論 ②201英語一 ③663 數學分析 ④865 高等代數 0702 物理學 _ 01理論物理 _ 02凝聚態(tài)物理 _ 03光學 25 ①101思想政治理論 ②201英語一 ③662普通物理I ④861量子力學或863光學 1、01方向選861; 2、02方向選861或863; 3、03方向選863。 0803 光學工程 _ 01脈沖激光技術與應用 _ 02信息光學與應用 _ 03微納光學 _ 04光電傳感與檢測技術 7 ①101思想政治理論 ②201英語一 ③301數學一 ④828激光原理 0252 應用統(tǒng)計(專業(yè)學位) _01生物醫(yī)學統(tǒng)計 _02精算統(tǒng)計 _03數量金融 _04質量管理統(tǒng)計 17 ①101思想政治理論 ②204英語二 ③303數學三 ④432統(tǒng)計學 007 計算機學院 151 0812 計算機科學與技術 _ 01 計算機系統(tǒng)結構 _ 02 計算機軟件與理論 _ 03計算機應用技術 _ 04 信息安全 68 ①101思想政治理論 ②201英語一 ③301數學一 ④895 計算機學科專業(yè)基礎 085211 計算機技術(專業(yè)學位) _ 01計算機網絡技術 _ 02計算機軟件技術 _ 03計算機應用技術 _ 04信息安全技術 83 ①101思想政治理論 ②204英語二 ③302數學二 ④896數據結構 009材料科學與工程學院 140 0805 材料科學與工程 _ 01生態(tài)環(huán)境材料與資源循環(huán)技術 _ 02稀土、難熔金屬等功能材料 _ 03高性能結構材料技術 _ 04先進材料加工技術 _ 05光電信息與高效能源材料 80 ①101思想政治理論 ②201英語一或203日語 ③302數學二 ④875材料科學基礎 085204 材料工程(專業(yè)學位) _ 01生態(tài)環(huán)境材料與資源循環(huán)技術 _ 02稀土、難熔金屬等功能材料 _ 03高性能結構材料技術 _ 04先進材料加工技術 _ 05光電信息與高效能源材料 60 ①101思想政治理論 ②204英語二或203日語 ③302數學二 ④875材料科學基礎 011 經濟與管理學院 182 1201 管理科學與工程 _ 01技術與項目管理 _ 02戰(zhàn)略管理與社會網絡 _ 03信息管理與信息系統(tǒng) _ 04城市管理 _ 05運作管理與質量管理 _ 06金融工程 25 ①101思想政治理論 ②201英語一或203日語 ③303數學三 ④801管理學或804經濟學原理或805數據庫技術與應用 0202 應用經濟學 _01金融學 _02國際貿易學 _03產業(yè)經濟學 _04區(qū)域經濟學 _05數量經濟學 _06統(tǒng)計學 _07勞動經濟學 25 ①101思想政治理論 ②201英語一 ③303數學三 ④804經濟學原理 1202 工商管理 _ 01會計學 _ 02企業(yè)管理 _ 03旅游管理 _ 04技術經濟及管理 13 ①101思想政治理論 ②201英語一或203日語 ③303數學三 ④801管理學或804經濟學原理 1251 工商管理碩士(專業(yè)學位) _ 00不區(qū)分研究方向 99 ①199管理類聯(lián)考綜合能力 ②204英語二 1252 公共管理碩士(專業(yè)學位) _ 00不區(qū)分研究方向 20 ①199管理類聯(lián)考綜合能力 ②204英語二 012 建筑與城市規(guī)劃學院 60 0833 城鄉(xiāng)規(guī)劃學 _ 01城鄉(xiāng)規(guī)劃理論與方法 _ 02居住區(qū)規(guī)劃與設計 _ 03城市設計與景觀規(guī)劃 _ 04歷史城市與街區(qū)保護規(guī)劃 _ 05城市防災減災規(guī)劃 15 ①101思想政治理論 ②201英語一 ③633城市規(guī)劃原理 ④503城市規(guī)劃與設計 接收建筑學、城市規(guī)劃學(含園林景觀)專業(yè)的考生報考。 0851 建筑學(專業(yè)學位) _01都市建筑設計及理論 _02歷史建筑的保護與更新 _03建筑與城市綠色環(huán)境技術 _04城市設計方法及理論 40 ①101思想政治理論 ②201英語一 ③355建筑學基礎 ④504建筑快速設計 接收建筑學、城市規(guī)劃學專業(yè)的考生報考。 085237 工業(yè)設計工程(專業(yè)學位) _ 00不區(qū)分研究方向 5 ①101思想政治理論 ②204英語二 ③337工業(yè)設計基礎 ④502產品設計 接收工業(yè)設計、產品設計、藝術設計專業(yè)等相關專業(yè)考生報考。 036 學院 10 010108 科學技術哲學 _ 01科學技術與社會研究 _ 02工程倫理學 _ 03生態(tài)哲學與可持續(xù)發(fā)展問題研究 5 ①101思想政治理論 ②201英語一 ③620科學技術史 ④825哲學 0305 理論 _ 01基本原理 _ 02中國化研究 _ 03思想政治教育 5 ①101思想政治理論 ②201英語一 ③651基本原理 ④883思想政治教育基本原理 035 藝術設計學院 22 1305 設計學 _ 01 產品設計 _ 02 環(huán)境設計 _ 03 服裝與服飾設計 _ 04 工藝美術 _ 05 數字媒體藝術 _ 06 視覺傳達設計 7 ①101思想政治理論 ②201英語一 ③622設計史論 ④505快題設計 505考試為6小時。 1351 藝術(專業(yè)學位) _ 01 產品設計 _ 02 環(huán)境設計 _ 03 服裝與服飾設計 _ 04 工藝美術 _ 05 數字媒體藝術 _ 06 視覺傳達設計 _ 07 動畫 _ 08 繪畫 _ 09 雕塑 8 ①101思想政治理論 ②204英語二 ③622設計史論 或 619美術史論 ④505快題設計 或 506專業(yè)創(chuàng)作 1、01-04方向選622和505。 2、05-09方向選619和506。 3、506和505考試時間為6小時。 085237 工業(yè)設計工程 _01 工業(yè)設計 _02 設計管理 _03 交互設計 7 ①101思想政治理論 ②204英語二 ③337工業(yè)設計基礎 ④502產品設計 報考02設計管理的考生須有兩年以上工作經驗,專業(yè)不限。 039 城市交通學院 87 0823 交通運輸工程 _ 01交通規(guī)劃理論與方法 _ 02道路與交通工程設計方法 _ 03交通安全理論與技術 _ 04智能交通控制與信息處理 _ 05路基路面結構與材料 _ 06道路養(yǎng)護與運營管理 23 ①101思想政治理論 ②201英語一 ③301數學一 ④848道路工程 或 849交通工程或832交通信息與控制 1、01-04方向選849或832; 2、05-06方向選848。 085222 交通運輸工程(專業(yè)學位) _01交通規(guī)劃技術 _02交通管理與工程設計 _03交通信息與控制技術 _04道路設施設計與施工技術 _05道路養(yǎng)護與管理 23 ①101思想政治理論 ②204英語二 ③302數學二 ④848道路工程或849交通工程或832交通信息與控制 1、01-03方向選849或832; 2、04-05方向選848。 0812 計算機科學與技術 _ 01智能交通信息處理 _ 02虛擬現實與交通仿真 _ 03物聯(lián)網信息感知與智能處理 _ 04智能人機交互與多媒體技術 _ 05交通大數據智能處理技術 21 ①101思想政治理論 ②201英語一 ③301數學一 ④895 計算機學科專業(yè)基礎 085211 計算機技術(專業(yè)學位) _ 01智能交通信息處理 _ 02虛擬現實與交通仿真 _ 03物聯(lián)網信息感知與智能處理 _ 04智能人機交互與多媒體技術 _ 05交通大數據智能處理技術 5 ①101思想政治理論 ②204英語二 ③302數學二 ④896數據結構 0811 控制科學與工程 _ 01智能交通系統(tǒng)控制 _ 02自主車輛與車路協(xié)同 _ 03交通圖像與視頻信號處理與分析 _ 04交通信息智能化處理 8 ①101思想政治理論 ②201英語一 ③301數學一 ④821自動控制原理 085210 控制工程(專業(yè)學位) _ 01智能交通系統(tǒng)管理與控制技術 _ 02智能車輛與車路協(xié)同控制技術 _ 03交通信息處理方法與應用 _ 04交通圖像與視頻信號處理技術 7 ①101思想政治理論 ②204英語二 ③302數學二 ④821自動控制原理
【關鍵詞】監(jiān)控系統(tǒng) 音視頻 同步技術
隨著社會的發(fā)展,網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)不斷地應用于各行業(yè),其主要目的是實現財產監(jiān)控管理,預防災害事故發(fā)生、降低刑事犯罪時間等。在系統(tǒng)使用的過程中,用戶可以將帶有攝像頭的PC機作為視頻服務器,通過通信網絡,進行遠程環(huán)境下生產設備、人員、實地環(huán)境的實時監(jiān)控。系統(tǒng)前端設備所采集到的各種音頻,視頻信號需要經過壓縮編碼后才能傳輸,良好的編碼技術及差錯控制方式可以增加網絡監(jiān)控系統(tǒng)的質量,鑒于此,本文對網絡監(jiān)控系統(tǒng)的最為關鍵的音、視頻同步技術進行了分析闡述,旨在為廣大工程技術人員和行業(yè)客戶提供一定的參考依據,使網絡監(jiān)控系統(tǒng)的建設應用更加成熟化。
1 監(jiān)控系統(tǒng)和音視頻同步技術的現狀
監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展主要分三個階段:以模擬技術為主的第一代監(jiān)控系統(tǒng);以數字化技術為主的第二代監(jiān)控系統(tǒng)以及以網絡技術和多媒體技術為主的第三代監(jiān)控系統(tǒng)。當前使用最為廣泛的是混合集成化的網絡監(jiān)控系統(tǒng),這樣的目的是為了更加智能化管理,提高監(jiān)控效率和質量。在網絡監(jiān)控系統(tǒng)中,常用的音、視頻編解碼技術對整個系統(tǒng)和用戶的體驗質量有著至關重要的作用,其中也包括本文主要探討的音、視頻同步技術。在音、視頻采集的過程中采用所有的元器件不同,并且壓縮的標準和算法的差異,可能會導致服務器出現了延時的現象,客戶端的接收中就出現了各種音、視頻不同步的現象。因此在設計網絡監(jiān)控系統(tǒng)過程中,需要采用一些有效的策略如編碼方式,傳輸算法,路由選擇來克服此現象,使音視頻同步進行,使用戶能夠獲得更好的QoS體驗。下文主要就音、視頻壓縮編碼技術和同步技術進行分析和闡述。
2 音視頻網絡監(jiān)控同步的技術研究
為了使監(jiān)控系統(tǒng)采集到的視頻和聲音能真實還原被監(jiān)控環(huán)境,除了提升編碼的精度,以及優(yōu)化算法之外,由于音頻和視頻的信息冗余度存在較大差異,編碼速率和傳輸帶寬的不同往往使得二者在用戶終端處產生不同步的現象,如何克服這個問題,成為近年來眾多研究人員主要研究的熱點之一。大致而言,在監(jiān)控系統(tǒng)中,音、視頻的同步問題主要包含以下幾方面的技術:
2.1 音視頻壓縮技術
音、視頻的壓縮編碼技術主要是建立在通信技術的發(fā)展過程中,由于視頻數據將會產生大量的寬帶資源,因此這就必須要采用數字壓縮,音、視頻信號被壓縮了后,雖然可以大大降低傳輸帶寬,但同時會造成了信號質量下降、算法復雜程度增加、以及大量的控制開銷,編碼的有效性則會下降。因此需要對音視頻編碼進行恰當的處理,效率和質量需要綜合考慮。
2.2 音視頻同步技術
在音、視頻同步技術中,主要是借助于多媒體信息技術在通信網絡系統(tǒng)中完成網絡監(jiān)控系統(tǒng)信息流的傳輸。由于通信網絡拓撲結構和硬件資源分布的差異,可能會導致延時現象,這會造成音、視頻流在接收中出現了不匹配的現象,需要在音、視頻技術中進行同步優(yōu)化,通過軟件算法和硬件媒體內部各單元之間的時間關系進行調節(jié),消除各個媒體之間的時間偏移。保證時間關系在進行采集、壓縮、傳輸以及播放的過程維持和原始音視頻一直的狀態(tài)。
音視頻同步的方法有:(1)復用同步法,這種方法主要是將發(fā)送端的音視頻數據流服用到一個數據或者是一個報文中,最終使得音視頻數據流在網絡的傳輸中進行自然的保持媒體之間的相互關系,并且在接收端,能夠按照音視頻流的關系將媒體流的復用解決出來,最終達到同步的目的。這種方法的優(yōu)點是:在不需要進行附加信道以及同步化的時鐘中,采用的開銷比較??;在同步標記法中,主要是將媒體發(fā)送端發(fā)出了一個同步的標記,并且在接收端進行同步的標記,最終在各個媒體之間的相互處理中,最終達到了雙方通信同步的目的;(2)時間戳同步法:這種方法是將音視頻數據流單元分別添加到統(tǒng)一規(guī)定的時間信息中,然后進行同時的發(fā)送,最終保證發(fā)送端的同步進行,并且在接收的過程中要提取音視頻單元的時間信息,在結合該時間信息對音視頻數據的播放中進行先后的整理,最終在不需要附加同步信道中,將時間戳開銷降低到最小。這種音視頻在同步進行中主要采用的是將音視頻數據傳輸在網絡信道上進行的,并且根據網絡傳輸中實時傳輸協(xié)議以及各個時間信息,進行同步音視頻的使用。
3 音視頻實時流同步技術的設計
采用音視頻同步流技術的主要的目的是在客戶端播放音視頻數據的過程中,能夠確保延時最小化,保證音視頻的質量并達到同步的效果。在音視頻發(fā)送同步技術中,音、視頻數據能夠實時的發(fā)送。在發(fā)送出信息數據后,系統(tǒng)將進行信號采集和編碼過程,在此過程中,可能會出現視頻與音頻數據異步的現象,這種狀況一旦出現,會就加大客戶端的緩存壓力,降低了客戶端軟件的可移植性,因此需要采取合適的算法盡量避免這種情況出現。另外在同步技術的設計優(yōu)化中還需要注意的是:盡可能降低丟包率。在設計的過程中需要對音頻數據包的發(fā)送進行大小的具體統(tǒng)計,保證音頻能夠在正常的解壓播放中正常的播放,保證傳輸的效率最高,并且丟包率最小化。
4 總結
通過分析音視頻同步流在多媒體信息技術中的應用,在系統(tǒng)的設計中結合客戶的需求,保證在低寬帶條件下實時的監(jiān)控音視頻信息,在對音視頻進行壓縮之后,節(jié)約了成本,提高了運行的效率。合理的利用時間戳,同步進行播放的調整,促進了音視頻在網絡傳輸系統(tǒng)的有效使用,提高了實時監(jiān)控的效率。
參考文獻
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作者簡介
石昌來(1986-),男,水族,貴州省三都縣人。大學本科學歷。主要研究方向為計算機技術與應用。
關鍵詞:第四代移動通信技術;無線通信;移動終端
【中圖分類號】G642.0
移動通信是當前IT領域內發(fā)展速度最快的產業(yè)之一,其發(fā)展趨勢具有高性能、低功耗、小型化和無線互聯(lián)。一般認為,高速數據通信能力和無線網絡互聯(lián)能力是移動通信性能評價的主要方面,因此,無線通信技術的進步對移動通信發(fā)展的意義就顯得非同一般。第四代移動通信技術(fourth-generation,4G)的出現對移動通信產業(yè)的發(fā)展帶來了前所未有的新機遇。本文結合移動通信技術的發(fā)展現狀及相關數據,對4G的相關知識進行了介紹、分析和討論,最后對未來技術的發(fā)展進行了展望。
4G的產生和發(fā)展
第一代移動通信以模擬技術為主,只提供話音業(yè)務;第二代移動通信已經全數字化,除話音外,也可傳輸低速的數據業(yè)務、可漫游,主要有兩大國際標準GSM和CDMA;第三代移動通信將無線通信與多媒體技術結合到一起,能夠比較快速地處理聲音、音樂、圖像、視頻流等多種形式數據,并提供與互聯(lián)網連接的多種信息服務,主要有WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA三大主流國際標準。從2000年開始,許多國家和地區(qū)開始了對4G的研究,研究的目標是實現全球覆蓋的無縫的高質量無線業(yè)務。國際電信聯(lián)盟于2006年至2007年展開對4G無線頻譜的規(guī)劃工作,于2007年11月對外公布了結果,并從2008年開始向全世界征求4G候選技術。目前,第四代移動通信(4G)技術已經發(fā)展得日趨完善,很多國家已經開始運營。,第四代移動通信的普及與應用,是移動通信技術的又一次革命,它必將對經濟社會產生重大影響。
4G的簡介
第四代移動通信技術可稱為寬帶接入和分布網絡,具有超過2Mbit/s的非對稱數據傳輸能力。第四代移動通信可以在不同的固定、無線平臺和跨越不同的頻帶網絡中提供無線服務,可以在任何地方寬帶接入互聯(lián)網(包括衛(wèi)星通信和平流層通信),能夠提供定位定時、數據采集、遠程控制等綜合功能。根據研究及發(fā)展方向,一般認為4G是比3G更完美的網絡通信系統(tǒng),可集成各種不同模式的無線通信,能夠滿足幾乎所有用戶對于無線服務的要求,移動用戶在其中可以自由地從一個標準漫游到另一個標準。
4G的特點
相對于現有的移動通信技術,目前行業(yè)內認為未來的4G系統(tǒng)將會有以下顯著特點:
(1)速度快頻譜寬
4G中將采用幾項突破性技術如:OFDM(OrthogonalFrequencyDivi-sionMutiplexer)技術,無線接入技術,光纖通信技術,軟件無線電技術等。數據傳輸速率從2Mbit/s提高到100Mbit/s。
(2)多種業(yè)務的融合
基于IPv6的高速移動通信網絡,以移動數據為主,改變了傳統(tǒng)的以電話業(yè)務為主的觀念。個人通信、信息系統(tǒng)、廣播娛樂等業(yè)務無縫連接為一個整體,數據、語音、視頻等大量信息通過高帶寬的信道進行傳送,4G也因此被稱為"多媒體移動通信"。
(3)無縫漫游
4G系統(tǒng)實現全球統(tǒng)一的標準,各類媒體、移動終端及網絡之間能進行"無縫連接",不同模式的無線通信,從廣播電視網、蜂窩移動網、衛(wèi)星網、無線局域網到藍牙等集成到一起,真正實現一部手機在全球的任何地點都能進行通信。
(4)兼容性更高
4G系統(tǒng)還將具備接口開放、多網絡和多協(xié)議共存以及能從2G、3G平穩(wěn)過渡等特點。低速與高速的用戶以及各種各樣的終端設備能夠共存與互通,用戶在投資最少的情況下可以
容易地實現到4G時代的過渡。
對4G的分析和討論
目前4G技術已日漸成熟,有的國家已經開始運營,可想而知未來必將在市場上推動4G信息技術的各種應用,而這又會帶動移動計算機、智能終端包括芯片和軟件等許多相關行業(yè)的技術革新和發(fā)展,從而催生新一代信息技術革命的浪潮,帶來巨大的發(fā)展機遇。
(1)當無線通信系統(tǒng)從模擬技術為主發(fā)展到全數字化以后,軟件的地位和作用就進一步得到增強。軟件的突出特點就在于易升級、易擴展和基本上不占空間。隨著通信技術發(fā)展的發(fā)展,新技術的更新對保護運營商和用戶的現有投資是一對日益突出的矛盾,智能手機和移動終端的小型化更一直是設計者努力的方向,而軟件技術的推廣無疑是解決這些問題的最有效方式。
(2)在計算機上進行多媒體處理的一個主要研究方向是信源數據的編碼,即在信息量不明顯減少的情況下,研究如何提高數據的壓縮效率以減少通信鏈路的負載。即使按照4G
系統(tǒng)對高速移動用戶2Mbps的目標數據速率標準,當前絕大多數的高質量的多媒體應用和服務也已經足夠。計算機上多媒體處理技術的發(fā)展重點將可以實現從高壓縮比向高實時性
的轉變。
(3)網絡就是計算機?,F有的計算機通信網早已超越了銅線、光纖等有線概念的范疇。具有無線通信功能的外設、接口卡和接口模塊正以迅猛的速度向每一臺計算機擴張,未來的4G將與Internet融合為一體。4G時代的手機將有越來越多的信息處理功能,移動計算機、手持式終端和平板電腦也將有越來越強的通信功能,4G網絡的用戶終端將很難說到底是一部手機還是一臺電腦。
(4)未來將會是計算機占領手機市場還是手機占領計算機市場?直觀上,在計算機上增加一塊無線網卡要遠比把一部手機改造成一部電腦來得簡單,實際情況可能與設備制造商的技術力量以及用戶現有的資源配置都有關系。對計算機工作者來說,不管情形如何,有意義的是,計算機的發(fā)展將不能離開4G獨自進行,移動計算機成為4G網絡的用戶終端只是時間上的早晚。同樣,4G的進步和推廣也離不開計算機技術的強大支持,軟件技術、芯片技術等在4G上的應用前景非常廣闊。
結束語
當今時代,計算機技術、通信技術和多媒體技術的相互結合、彼此滲透已經是一個明顯的事實。隨著第四代移動通信技術的進一步發(fā)展和深入應用,移動計算機技術必將隨之發(fā)生深刻而持久的變化。我們相信,不遠的將來,人們將不受時間、地點限制,可以自由自在地利用移動網絡獲取和傳遞信息。從而人們的學習、工作、生活將會發(fā)生更深刻的變化。
參考文獻:
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【關鍵詞】脆弱數字水印;認證:算法
【中圖分類號】TP309.7 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672-5158(2013)04-0204-02
一、脆弱數字水印的產生
隨著計算機網絡和多媒體信息處理技術的迅速發(fā)展,使得圖像、視頻和音頻等各種形式的多媒體數字作品的制作、編輯、復制和傳輸變得極其便利。然而,新技術必然會帶來一些新的問題,例如,軟件產品的盜版、數字文檔的非法拷貝、數字多媒體產品的版權保護等等;尤其,當數字多媒體作品被用于法庭、醫(yī)學、新聞和商業(yè)用途時,需要確定其內容是否曾被修改、偽造或者特殊處理過,必須保證數字多媒體作品內容的真實性和完整性。在開放的網絡環(huán)境下,人們對信息安全的要求越來越迫切,都希望能在信息傳播的過程中對自己的秘密信息加以保護。數字水印技術作為版權保護和安全認證的有力工具誕生于90年代初,并且在數字多媒體產品中的應用需求日益增加,呈現出巨大的商業(yè)潛力。
數字水印作為信息隱藏技術研究領域的一個重要分支,是一種可以在開放的網絡環(huán)境下,保護多媒體產品版權和認證來源及完整性的新型技術。數字水印技術通過將數字、序列號、文字和圖像標記等版權信息嵌入到多媒體當中,在嵌入過程中對多媒體載體進行盡量小的修改,以達到最強的魯棒性,當含有水印信息的多媒體受到攻擊后仍然可以恢復或者檢測出水印的存在,這也是實現多媒體產品版權保護的有效辦法。數字水印技術的誕生為多媒體產品的信息安全問題注入了新的生機與活力。數字水印技術是一個多學科交叉的新興研究領域,它涉及了信號處理、密碼學、通信理論、數理統(tǒng)計理論、編碼理論、數據壓縮和人類視,聽覺理論等多門學科。數字水印的提出是為了保護版權,然而隨著數字水印技術的發(fā)展,人們已經發(fā)現了數字水印技術更多更廣的應用。
第一種應用于圖像的水印技術是由Caronni等于1993年提出的“’。后來,數字水印技術的應用范圍逐漸擴展到其它數字媒體,如音頻、視頻等。數字水印技術的功能也逐漸由最基本的多媒體作品版權保護,發(fā)展到訪問控制、票據防偽、多媒體數據篡改提示、隱蔽通信等更多的應用需求方面。與圖像和視頻數字水印相比,由于人類聽覺系統(tǒng)HAS(Human Auditory System)比視覺系統(tǒng)HVS(Hman Visual System)具有更高的敏感度,對隨機噪聲相當敏感,使得可以嵌入的水印數據量非常有限,所以向音頻信號當中嵌入水印信息時,對水印的隱蔽性有著更高的要求,水印的隱藏也顯得更加困難,因此,國內外對音頻數字水印的研究并不多見。而且通常情況下,由于多媒體傳播環(huán)境的開放與復雜,多媒體編輯處理工具的廣泛開發(fā),使得多媒體數據總是會受到有意或者無意的攻擊操作,于是,目前的研究大多集中于數字水印的魯棒性設計,希望多媒體產品無論受到何種變形操作,都能從中提取出水印來,但是,對用于真實性和完整性保護的脆弱數字水印的研究卻相對較少。
與一般的數字水印一樣,脆弱數字水印也是在保證多媒體作品一定視覺或聽覺質量的前提下,將序列、文檔、或者圖像作為水印信息,以人類不可感知的方式嵌入到多媒體作品當中。但是與魯棒性數字水印不同的是,當嵌有脆弱數字水印的多媒體作品數據發(fā)生篡改時,通過對水印的檢測或者提取,可以對多媒體載體的真實性和完整性進行鑒定,并且能夠指出被篡改的位置,甚至是篡改的程度和篡改類型等等。介于魯棒性水印和脆弱性水印之間的是半脆弱數字水印,它對惡意篡改非常敏感,同時又對一些常規(guī)的信號處理操作(如添加噪聲、濾波、MP3壓縮等)有一定的魯棒性,主要用于選擇認證,保護一般的多媒體數據內容。而對一些要求極其精確的數字媒體,如文檔、醫(yī)學圖像、法律證據音頻錄音等,即使是非常輕微的修改都可能造成實質上完全不同的信息,脆弱數字水印正是針對這類應用而設計的,它能夠準確地檢測出對多媒體數據內容的任何修改并且能夠對修改的部分進行精確定位。無論從理論角度還是應用角度來看,開展對脆弱性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、脆弱數字水印的特點
脆弱數字水印技術就是在保證多媒體文件在一定聽覺/視覺質量的前提下,將序列號、文字、圖像標志等版權信息,以人類不可感知的方式,嵌入到多媒體文件的數據中。脆弱數字水印主要用于多媒體文件的內容及版權等關鍵信息的真實性鑒定,防止非法篡改和偽造,強調的是一種多媒體數據完整性和有效性的標注功能,以及對多媒體數據破壞和攻擊的定位分析能力。因此,脆弱數字水印是一類對常見信號處理操作都比較敏感的水印,只要含有水印的多媒體文件稍作修改,嵌入其中的水印就能反映出多媒體文件發(fā)生的輕微變化,只有這樣才能通過對水印信息的檢測或提取來鑒定多媒體文件的真?zhèn)我约氨淮鄹牡那闆r。
用于多媒體作品完整性和真實性認證的脆弱數字水印,除了具有數字水印的基本特征如不可感知性、安全性以外,還必須具有對惡意篡改的敏感性和脆弱性。在實際應用中,一個實用的脆弱數字水印應該具備以下特征:
(1)良好的透明性。對多媒體文件來說就是不可感知性,嵌入水印后的多媒體文件要讓人在視覺或聽覺范圍內,感覺不到任何變化,這樣才能保證原始多媒體文件的使用價值,保證文件內容的真實性,因此在水印的不可感知性要求上,對脆弱性數字水印的要求比魯棒性水印要更高些。
(2)盲檢測認證。在完整性認證階段不需要原始的多媒體文件,這對用于認證的脆弱數字水印來說是必須的,如果能確知原始的多媒體文件,就不存在真實性保護的問題了;另一方面,某些應用中根本就沒有原始數據,比如詢問證人的證詞錄音,為保證證詞的真實性,需要在錄音時自動嵌入水印,否則無法實現真實性的鑒別。
(3)良好的敏感性。要求多媒體文件中的脆弱水印能靈敏地被最普通的信號處理技術所改變。理論上,在檢測端作完整性認證時,應該能夠檢測到所有影響多媒體文件質量的惡意篡改,即對惡意篡改的檢測概率趨向于100%。
(4)防止“偽認證”攻擊的能力。意思就是防止多媒體數據被篡改后仍能通過認證。對脆弱數字水印來說,不必強調其對惡意攻擊的抵抗能力,因為對脆弱數字水印的攻擊不是將水印信息除去或者使其不能被檢測到,而是設法篡改多媒體的內容數據且不損壞水印信息,即使多媒體文件的內容發(fā)生了改變,但仍能通過認證。在圖像應用中有例為證,Kundur基于小波的脆弱數字水印算法,當不采用“量化密鑰”時,根據一個已嵌入脆弱水印的圖像數據,可使任意一個與其相同尺寸的圖像完全通過認證。音頻應用中也存在這樣的可能性。
(5)對篡改攻擊部分進行定位。當含有水印信息的多媒體文件被惡意修改時,檢測算法能指明文件內容被篡改的位置,這些信息可以用來推斷篡改動機和篡改的嚴重程度。
如果在實際問題中有更高的要求,往往還需具備以下特征:
(6)對篡改的部分進行恢復。在篡改定位的基礎之上,進一步恢復出多媒體文件被篡改前的真實內容,并且能夠根據恢復的內容推斷出篡改的方式以及篡改的類型,以提供篡改的證據。
(7)能與魯棒性數字水印很好地共存。有時候單單依靠脆弱數字水印并不能同時滿足多種用途,需要同時嵌入多個水印,不同的水印擔負不同的使命,這樣多媒體文件才能夠更好地適應復雜多變的環(huán)境,滿足不同應用場合的需求,同時實現多媒體文件版權保護和內容認證的功能。
三、脆弱數字水印算法概述
從1993年開始就有研究者從事脆弱數字水印算法的研究,初期的研究大多都是借用密碼學的觀點和方法,研究者常常使用密碼學中的哈希(Hash)函數作為脆弱水印完整性認證的方法。Friedman利用密碼學中的哈希函數,通過保存經過Hash后的圖像數據,從而達到認證的目的,但是這樣需要保存額外的認證數據――Hash值,并且認證得到的結果只有兩種:“是”或“否”,并不能報告圖像數據失真的具置。
Schneider和chang提出基于圖像內容的方法,利用圖像特征(如亮度直方圖、DCT系數、邊緣信息等),通過哈希函數得到用于認證的消息,因為圖像本身的特征具有一定的穩(wěn)定性,如果圖像內容發(fā)生改變,則圖像特征也會有所改變,這樣可以保護圖像數據中的每一個像素都不能改變。但是,它仍然需要保存額外的數據,不過提取圖像特征的方法值得借鑒。
張和王在Yeung和PingWah的研究基礎上提出了一種利用查找表和哈希函數的小波域脆弱水印算法。首先利用小波變換的時頻特性,在圖像的LL子帶用查找表的方法嵌入一個標識水印,用于檢測和定位篡改;再選取HL子帶或LH子帶的哈希值作為水印嵌入到HH子帶中,用于抵抗各種偽認證攻擊。該算法既提高了基于分塊的脆弱水印算法的安全性,又保持了良好的局部修改檢測性能。
李和侯提出了一種新的混沌脆弱數字水印算法,該算法利用混沌系統(tǒng)對初值的極端敏感性和塊不相關水印技術,將圖像DCT次高頻系數和水印密鑰合成為Logistic混沌映射的初值,從而生成水印,再將水印嵌入到圖像DCT的高頻系數中,利用圖像DCT系數之間的關系,實現了水印的嵌入和盲檢測。該算法計算簡單,具有較高的峰值信噪比和良好的篡改定位能力。
脆弱數字水印技術在圖像領域中的研究應用得到了很好的發(fā)展,隨著多媒體介質類型的增加,音頻、視頻在網絡上的應用需求逐漸增大,研究學者們逐漸將研究方向轉向到音頻領域,很多良好的算法也從圖像領域移植到了音頻領域。
Radhakfishnan和Memon根據聽覺質量相似的兩個音頻之間的掩蔽曲線必定一樣的原理,提出了一種基于特征的音頻內容認證技術。首先計算音頻掩蔽曲線的Hash值,然后采用已知的數據隱藏方法將Hash值作為水印信息嵌入到音頻信號當中。檢測時,將水印信息提取出來與之前計算的Hash值進行比較,計算其相關系數,再與事先設定的相關系數門限值進行比較,判斷內容是否被篡改。檢測算法可以將常規(guī)的音頻信號處理與惡意篡改操作區(qū)分開來。
王等利用離散小波變換的多分辨率特性,提出了一種小波域脆弱音頻水印算法,通過等概率隨機量化音頻信號不同子帶的小波系數,并將視覺可辨別的有意義的二值圖像作為水印嵌入其中,該算法對濾波、有損壓縮、重采樣等攻擊具有很強的敏感性,通過比較提取出的水印和原始水印的歸一化相關系數,可以很容易對音頻信號是否被篡改做出結論。
全和張以改進的心理聲學模型為基礎,提出了一種小波包域的脆弱音頻水印算法。該算法將改進后的心理聲學模型用于比小波域靈活性更大的小波包域中,首先根據子帶掩蔽閾值,水印嵌入和提取端要求的計算復雜度,自適應地選擇最好小波包基函數,對音頻信號進行接近于臨界頻帶的分解,然后采用量化小波包系數的方法自適應地嵌入二值圖像水印信號。檢測算法不僅能夠認證音頻的完整性,而且能夠在時域和頻域中定位被篡改區(qū)域,可用于衡量法庭證據及新聞廣播等的可信度。
袁等提出了一種音頻內容認證系統(tǒng)。該算法通過計算音頻幀之間的相似性,得到基于音頻特征的位置序列,將其置亂和調制后,嵌入到原始音頻的離散小波域中。采用相關檢測來實現對音頻內容的認證,并通過提取出的位置序列,找到被篡改幀的最相似幀,進行篡改內容的近似恢復。該算法在抵抗中等強度的MP3壓縮、上下行采樣等保持內容的音頻信號處理的同時,能夠檢測出篡改、剪切等惡意攻擊操作,能夠對篡改位置進行精確定位對被篡改的音頻片段進行近似恢復。
馮等利用音頻特征生成數字水印,提出了一種用于音頻內容認證與恢復的數字水印算法。該算法將音頻分段后的每段主要DCT系數及其位置信息作為主要特征,經過量化和加密生成水印,再將水印嵌入到另一個音頻段的最低比特位中。該算法不僅能檢測和定位對音頻內容的篡改,而且能夠對篡改的音頻段進行近似的恢復,保持較好的復原質量。
四、總結