DFS60E-TEEM00500式光電編碼器的通信協(xié)議1037738SICK技術(shù)的發(fā)展,越來越多的數(shù)據(jù)被人們所記錄用于開展各種工作與活動(dòng)。在生物信息領(lǐng)域,DNA作為生物體內(nèi)儲(chǔ)存著大量生物遺傳信息的遺傳物質(zhì),對(duì)生物生命機(jī)能產(chǎn)生了重要的作用,。在DNA測(cè)序技術(shù)和其他各類測(cè)序技術(shù)的影響下,DNA序列數(shù)據(jù)也急速增長(zhǎng),數(shù)據(jù)量增長(zhǎng)速度呈指數(shù)方式,。如何利用有限的儲(chǔ)存空間,有效地保存大量有研究作用的DNA序列數(shù)據(jù),是現(xiàn)今DNA研究相關(guān)領(lǐng)域?qū)W者所面臨的新課題。然而,傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)壓縮算法對(duì)DNA序列的壓縮結(jié)果并不理想,甚至可能導(dǎo)致存儲(chǔ)空間膨脹,。DNA序列內(nèi)部特殊的重復(fù)結(jié)構(gòu),如直接重復(fù),鏡像重復(fù),互補(bǔ)回文等,以及不同物種或相同物種不同個(gè)體DNA序列間的高度重復(fù)性,使得DNA序列的結(jié)構(gòu)化壓縮成為可能,。本文主要研究如何利用更有效的壓縮方法以減少數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)空間。針對(duì)有參考序列的DNA序列壓縮,本文結(jié)合字典編碼與統(tǒng)計(jì)編碼的優(yōu)勢(shì),提出了一種有效的DNA序列壓縮方法——基于全文索引的互補(bǔ)上下文壓縮算法,。在方法利用高效索引結(jié)構(gòu)FM-index查找并定位參考序列中的長(zhǎng)匹配序列,由于FM-index結(jié)構(gòu)通常用于固定長(zhǎng)度圖案匹配,不利于對(duì)實(shí)際序列的匹配和記錄信息,改進(jìn)后的FM-index可以在有*內(nèi)對(duì)可變長(zhǎng)度序列進(jìn)行查找與定位。為了在解碼端無損恢復(fù)出輸入序列,對(duì)于階段未匹配的符號(hào),本文利用互補(bǔ)上下文模型,根據(jù)不同的上下文模型計(jì)算符號(hào)出現(xiàn)概率,并結(jié)合連續(xù)上下文與非連續(xù)上下文模型計(jì)算出預(yù)測(cè)概率進(jìn)行算術(shù)編碼,從而實(shí)現(xiàn)高效的序列無損壓縮,。實(shí)驗(yàn)證明該方法對(duì)未經(jīng)預(yù)處理的序列在壓縮率上超過其他DNA壓縮算法,。針對(duì)無參考序列的DNA序列壓縮,本文提出了一種基于自編碼器的序列預(yù)測(cè)與壓縮模型。利用卷積層結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的特征表示,通過自編碼器編碼部分得到序列的稀疏表示單元,并將該表示作為壓縮編碼的一部分,。將得到的表示單元輸入到解碼部分重構(gòu)輸入序列,。為了達(dá)到序列無損壓縮的目的,將重構(gòu)序列與輸入序列間殘差記錄并編碼壓縮,作為壓縮編碼的另一部分。本文探索了利用深度學(xué)習(xí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)序列無損壓縮的可能性,通過網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)到序列隱含的特征,。實(shí)驗(yàn)證明本文提出的卷積自編碼器模型對(duì)人類基因組DNA序列的重構(gòu)準(zhǔn)確率高達(dá)98%以上,壓縮率達(dá)到4.78%,實(shí)現(xiàn)了比傳統(tǒng)算法更高的壓縮率,。息的保密是主要的安全問題,傳統(tǒng)上依賴于高層的加密體制,信息傳輸?shù)目煽啃詣t主要由物理層上的信道編碼來保證。物理層安全利用信號(hào)處理技術(shù)和信道編碼等技術(shù)在物理層上實(shí)現(xiàn)信息的安全傳輸,。其中,信道編碼是實(shí)現(xiàn)信息安全和可靠傳輸?shù)年P(guān)鍵環(huán)節(jié),。本文對(duì)物理層安全中同時(shí)實(shí)現(xiàn)信息安全和可靠傳輸?shù)男诺谰幋a方案進(jìn)行研究,主要工作如下:1.對(duì)有密鑰的基于無率糾錯(cuò)碼的糾錯(cuò)加密方案進(jìn)行研究,提出一種同時(shí)實(shí)現(xiàn)信息加密和糾錯(cuò)的方案。發(fā)送端設(shè)置偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器,產(chǎn)生無率碼的編碼生成矩陣,進(jìn)行隨機(jī)編碼,。同時(shí),還設(shè)置產(chǎn)生隨機(jī)刪除圖案的偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器,生成刪除圖案對(duì)編碼符號(hào)進(jìn)行隨機(jī)刪除,。接收端也設(shè)置相應(yīng)的偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器,同步產(chǎn)生用于譯碼的編碼生成矩陣。偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的種子就是加密和解密的密鑰,。由于編碼生成矩陣和刪除圖案空間巨大,竊聽者在沒有種子的情況下可認(rèn)為不可能譯碼成功,。由于隨機(jī)刪除后編碼符號(hào)的度分布未改變,無率碼的糾錯(cuò)性能不受影響。對(duì)系統(tǒng)的安全性能進(jìn)行理論分析,并通過仿真進(jìn)行驗(yàn)證,結(jié)果顯示,非期望的接收方譯碼的誤比特率保持在0.5附近,誤字率保持為1,而合法接收者的差錯(cuò)性能則與常規(guī)無率編碼系統(tǒng)相同,同時(shí)實(shí)現(xiàn)了糾錯(cuò)和加密的功能,。2.對(duì)無密鑰的物理層安全通信系統(tǒng)中縮小安全信道編碼安全間隙,、增強(qiáng)安全性能的方案進(jìn)行研究,提出一種利用擾碼減小信道編碼安全間隙的方案。發(fā)送端在信道編碼編碼器前后各設(shè)置一個(gè)加擾器,相應(yīng)接收端在信道編碼譯碼器前后設(shè)置解擾器,。通過解擾操作人為造成誤碼擴(kuò)散,增大譯碼錯(cuò)誤概率-信噪比曲線中低信噪比區(qū)域的誤字率和誤比特率,增大高信噪比區(qū)域曲線下降的速率,同時(shí)減小誤字率和誤比特率安全間隙,。對(duì)方案的差錯(cuò)概率進(jìn)行理論分析,并在信道編碼采用BCH碼時(shí)進(jìn)行仿真,。理論和仿真結(jié)果表明,該方案有效地減小了信道編碼的安全間隙。

是一種角位移測(cè)量裝置,它利用光電轉(zhuǎn)換原理,將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電脈沖或數(shù)字量,從而定量輸出角度值,具有體積小,精度高,工作可靠等優(yōu)點(diǎn),。由于我國(guó)載人航天事業(yè)的發(fā)展,對(duì)輕型編碼器的需求量不斷增加,編碼器向高精度,、超小體積和智能化方向發(fā)展。但是,受傳統(tǒng)編碼器碼盤刻劃工藝和編碼方法的限制,編碼器的超小體積和高分辨力是一對(duì)不可調(diào)和的矛盾,而現(xiàn)有的超小型編碼器都是通過在一定程度上降低編碼器的精度來實(shí)現(xiàn)的,。針對(duì)目前這種情況,提出了一種新型編碼器——超小型式矩陣編碼器,。本文首先對(duì)式光電編碼器的編碼原理進(jìn)行了分析,采用格雷碼的編碼機(jī)制,提出了一種新型的矩陣編碼方式,即通過刻劃兩圈矩陣碼道進(jìn)行12位矩陣編碼,實(shí)現(xiàn)了編碼器體積的超小化,其體積約為Φ30mm×15mm;并提出了增加光電讀數(shù)頭,以提高光學(xué)信號(hào)利用率的方法,實(shí)現(xiàn)了從循環(huán)二進(jìn)制碼到自然二進(jìn)制碼的轉(zhuǎn)換。其次,對(duì)超小型矩陣編碼器的精碼校正方法,、細(xì)分方法和辨向方法進(jìn)行了分析,提出了可行性方案,并在仿真電路中得以驗(yàn)證,。然后,對(duì)基于FPGA的數(shù)字譯碼系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì),通過器件選型和外圍擴(kuò)展電路設(shè)計(jì),構(gòu)建起基于FPGA的信號(hào)處理系統(tǒng)。通過FPGA的內(nèi)部模塊設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了數(shù)字譯碼,、FIFO （First Input First Output）和串口輸出等功能,。后,對(duì)編碼器的測(cè)量誤差進(jìn)行了分析,并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)表明編碼器分辨率達(dá)到了22位,精度達(dá)到了0.8”,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與理論分析計(jì)算相符,達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。該編碼器突破了傳統(tǒng)格雷碼道的局限性,實(shí)現(xiàn)了矩陣編碼器的超小化和高精密度測(cè)量,滿足了航空航天,、軍事和納米技術(shù)等特種行業(yè)對(duì)超小型編碼器的需求,。

DFS60E-TEEM00500式光電編碼器的通信協(xié)議1037738SICK縮算法性能*、算法復(fù)雜度低,因而被廣泛應(yīng)用于空間通信,、醫(yī)療等領(lǐng)域.但是,該算法工作在近無損壓縮模式時(shí),計(jì)算當(dāng)前像素的預(yù)測(cè)值需要使用前一像素的重建值,而重建值需要復(fù)雜運(yùn)算才能得到,導(dǎo)致編碼器存在大延時(shí)的反饋電路,這給編碼器的高速硬件實(shí)現(xiàn)帶來困難.在對(duì)JPEGLS算法的深入研究的基礎(chǔ)上,采用重建值的前向預(yù)測(cè)方法,提出一種全新的JPEG-LS近無損圖像編碼器超大規(guī)模集成電路結(jié)構(gòu),能夠有效避免編碼過程中的反饋延時(shí).與現(xiàn)有方案相比,提出的超大規(guī)模集成電路結(jié)構(gòu)具有編碼速率高,、不需要片外緩存、系統(tǒng)功耗低等優(yōu)點(diǎn),適用于資源受限的星載圖像壓縮. 編解碼是多媒體系統(tǒng)的核心技術(shù),，是構(gòu)建多媒體應(yīng)用的核心模塊之一,。目前，視頻編碼器的實(shí)現(xiàn)主要有以下幾種常見的方法：一是基于PC機(jī),，用軟件實(shí)現(xiàn),，但通用PC機(jī)非于視頻處理，故實(shí)現(xiàn)效率不高,；二是使用的視頻壓縮ASIC芯片,；還有，就是采用DSP,。數(shù)字媒體處理器是一種針對(duì)視音頻的DSP,，為了用于實(shí)現(xiàn)視音頻等多媒體數(shù)據(jù)處理，其處理器結(jié)構(gòu)經(jīng)過了特別優(yōu)化設(shè)計(jì),，且提供了豐富的多媒體處理指令集,。基于DSP的視頻編碼器的靈活性比ASIC編碼器要高,，易于升級(jí)更新?lián)Q代,，開發(fā)周期短。DM642是TI公司新一代高性能數(shù)字媒體處理器,，它是于視頻系統(tǒng)應(yīng)用的高性能DSP,，具有4800MIPS的運(yùn)算性能和豐富的外圍接口（多通道視頻口,、以太網(wǎng)口等）。所以,，DM642是目前實(shí)現(xiàn)視頻應(yīng)用系統(tǒng)的理想平臺(tái)之一,。 本文圍繞對(duì)視頻編碼器運(yùn)動(dòng)估計(jì)算法的研究及編碼器基于DM642的實(shí)現(xiàn)工作而展開。首先討論了針對(duì)運(yùn)動(dòng)量較小的,、包含有大量背景塊的視頻序列的快速運(yùn)動(dòng)估計(jì)算法,，包括整像素和半像素快速算法?？焖偎惴ú还庵皇怯糜贖.263編碼器,，還可用于諸如MPEG4等其他標(biāo)準(zhǔn)的視頻編碼器中；接著,，我們結(jié)合DM642嵌入式系統(tǒng)的硬件特性,，從調(diào)整編碼器軟件框架流程、優(yōu)化使用存儲(chǔ)器系統(tǒng),、程序代碼級(jí)優(yōu)化,、提高指令的并行性等幾方面進(jìn)行討論，優(yōu)化和實(shí)現(xiàn)了基于DM642的H.263軟件實(shí)時(shí)編碼器,，已初步能達(dá)到4CIF視頻的實(shí)時(shí)編碼,。在這個(gè)過程中，總結(jié)了基于DM642的視頻壓縮編碼軟件開發(fā)的一些方法和技巧,，可為今后基于TI DM642平臺(tái)的軟件開發(fā)提供借鑒。 章介紹了視頻壓縮編碼技術(shù)的發(fā)展歷程和視頻編碼器的實(shí)現(xiàn)方法,；第二章對(duì)目前主流的幾種視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)（H.263,、MPEG4和H.264）作了介紹和比較；第三,、四章是本文的主要內(nèi)容,，分別討論了運(yùn)動(dòng)估計(jì)快速算法和H.263編碼器在DM642處理器上的優(yōu)化和實(shí)現(xiàn)；后,，第五章對(duì)本文的工作進(jìn)行了總結(jié),，并提出了今后工作的方向。