压缩技术论文范文1
离心压缩机中的静止叶栅（包括叶片扩压器，回流器等）作为气流能量转换的主要元件，其中亦不可避免的存在有效能量的损失。以单机离心压缩机为例，目前我国设计和生产的机器，其整机效率的期望值为83左右，但研究表明叶轮的效率则可高达90以上。由此可见，静止件中的能量损失导致整级效率下降7之多。对压缩机来说，这是一个可观的能量损失比例。长期以来，人们在对离心压缩机中的主要部件－叶轮大量精力进行研究的同时，对其配套的静止叶栅的研究却极为有限。随着对节能型压缩机日益增高的性能需要，人们不得不把目光逐步投向>！设计出具有最小能量损失的高效离心压缩机静止叶栅，是摆在离心压缩机研究者人们面前的一个越来越紧迫的任务。
近年来得到快速发展的遗传算法，是一类模拟达尔文自然进化论的仿生随机优化方法。遗传算法着眼于从一组（种群）潜在解（个体）中寻找问题的最好解。通过在这一组当前潜在解之间进行一定的遗传操作，如选择，杂交和变异，便有望产生更好的解。这一过程反复进行，直至找到一个可以被接受的解。遗传算法较之其它搜索技术具有许多优越性。这些优越性包括：1）鲁棒性。遗传算法在计算上简单，搜索有效，且无须对搜索空间附加限制性假定。2）固有并行性。遗传算法通过一组解，而非单个解进行搜索，因此具有固有的并行性。3）全局性。遗传算法在搜索过程中使用随机操作，可以探测更广的搜索空间，因而最有希望获得全局最优解。
本学位论文将遗传算法引入离心压缩机静止叶栅的优化设计，首次对遗传算法在这一领域内应用进行了深入而系统的发展和研究。论文的工作及所获得的结果广泛而有明确工程应用价值。主要工作有：
1．基于叶栅优化问题的复杂性考虑，首次对现有标准遗传算法进行了改进，以更有效求解这些问题。提出了三个改进型遗传算法，即对偶适应性遗传算法，方向进化遗传算法和概率二值搜索遗传算法。在对偶适应性遗传算法中，提出了一个待优化目标函数的对偶函数，将该对偶函数巧妙的结合进标准遗传算法，从而使遗传算法可以自适应地进行变异运算，提高算法获得全局最优解的能力。在方向进化遗传算法中，提出一个新的遗传算子，方向进化算子。该算子以个体的祖父代和父代的进化趋势指导子代的个体变异，可以使新解以最大概率在最优区域产生。在概率二值搜索遗传算法中，提出对个体基因二值位在遗传进化中的表现进行统计记录，以此记录为指导产生若干新鲜解补入种群，以改良种群质量。三个新算法与标准遗传进行的数值实验和设计实例对比显示了新算法对遗传算法收敛性的改进是十分可观的（参见Fan,Xi,Wang,InverseProblemsinEngineering,20__）。
2．论文首次系统提出静止叶栅遗传算法设计理论和设计模型（参见Fan,JournalofPowerandEnergy,Proc.Itn.Mech.Engrs,1998）。在设计模型中，以改进型遗传算法为基础，探索了气动叶栅设计中遗传算子的选取及运算规律，提出了适合遗传算法操作的叶栅个体参数化技术和相应的基因编码方法。与此同时，在设计模型中，还尝试将遗传算法与人工神经网络进行结合，提出在遗传算法叶栅设计方法中加入一个前馈人工神经网络策略，用于完成对已知叶片形状的流动分析，从而减少算法中实际CFD分析程序计算个体适应值的时间，缩短遗传算法进化周期。另外，首次提出直接受用前馈人工神经网络在遗传算法的训练和演化下完成叶栅气动设计任务的方法。所提出的遗传算法设计模型均具有广泛的通用性，可以与任何层次的CFD流场分析程序结合。可以对气动叶栅进行任意命题下的自动设计，既可以对叶栅进行传统意义上的正命题设计和逆命题设计，也可以实现叶栅的混合命题设计。
3．传统的离心压缩机叶轮及其它气动元件均为单点设计，即按一个给定工况点设计。如此设计出的元件在设计工况点附近尚能较好工作，但当实际运行工况偏离设计工况时，元件的性能就会急剧恶化。论文将航空机翼中多点设计的思想首次引入离心压缩机叶栅的气动设计当中，欲通过以元件的两个或更多个希望的运行工况点作为给定设计点，设计出在各个设计点之间均能较好工作的折中（trade-off）最优化叶栅。论文首次提出气动叶栅多点设计问题的数学描述。对叶栅多点设计问题，提出三个有效获取问题Pareto解集的遗传算法方法求解策略，即全局适应值竞赛策略，双枝竞赛策略和Pareto占优竞赛策略。所提出的遗传算法多点设计方法得到扩压叶栅设计实例的实验验证（参见Fan,Xi,Wang,JournalofPowerandEnergy,Proc.Itn.Mech.Engrs,20__,Fan,Xi,Wang,ChineseJournalofMechanicalEngineering,20__）。
4．遗传算法在叶栅形状优化上的成功应用激励作者尝试用该方法进行叶栅流场的数值分析。论文研究和探讨了生物进行系统与守恒定律支配的非生物物理系统的相似性。基于这些相似性，提出了一个求解流场问题的初步的“遗传算法类”CFD方法。该方法以流场的解作为遗传进化个体，以候选解满足守流体守恒性（如质量守恒，能量守恒等）的误差作为其适应性的度量，通过遗传算法对流场进行求解。初步探讨了守恒性误差的求解方法所得结果令人鼓舞，它初步显示，遗传算法具有进行叶栅流场分析的巨大潜力。以此为起种类（参见Fan,Lu,Xu,EngineeringComputation,20__）。
关键词：遗传算法，优化，离心压缩机，叶栅，神经网络
StudyofEvolutionary-Computation-BasedMethodsAliedto
DesignofStationaryCircularCascadesinCentrifugalCompreors
ATRACT
Incentrifugalcompreors,stationarycascades,generallyincludingbladeddiffusersandreturningchael,arethekeypartsforgaseousenergytraformation.Itisinevitablethattheenergylooccursintheseparts.Forexample,theexpectedaerodynamicefficiencyofthesinglestagecompreorsthatarecurrentlyproducedinChinaisabout83.Butstudieshavedemotratedthattheimpellers’efficiencycanreachuptomorethan90.Thisimplie sthattheenergylointhestationarypartsreducesthemachines’totalefficiencymorethan7.Thisisacoiderableproportionoftheenergylotocompreors.However,foralongtimeperiod,researchershavemademostpartoftheireffortsonstudyinghowtoimprovethemostimportantparts,theimpellers,ofthecompreors,whilestudiestothestationarypartsareverylimited.Sincetherequirementsoftheimprovementontheperformancesoftheenergy-savingcompreorsarealwayscontinued,theresearchershavenochoicebuttoturntheirsighttothestationaryparts,expectingtofindnewenergy-savingpoibilitiessoastoincreasethetotalmachines’efficiencyfurther.Coequently,howtodesignthehighefficientstationarypartsthatcanhaveaminimumenergyloisanurgenttaskfacedbytheresearchersofcentrifugalcompreors.
Geneticalgorithms(GAs),rapidlydevelopedinrecentyears,areregardedasstochasticsearchtechniquesthatmimicnaturalselectionandDarwin’smainprinciple:survivalofthefittest.GAsaimtofinethebestsolutiotoaproblembygeneratingacollection(“population”)ofpotentialsolutio(“individual”).Bettersolutioarehopefullygeneratedthroughcertaingeneticoperatiosuchasselection,crooverandmutationfromthecurrentsetofpotentialsolutio.Theproceisrepeateduntilanacceptablesolutionisfound.GAsHavemanyadvantagesoverothersearchtechniques.Theseinclude:1)Robustne,GAsarecomputationallysimpleandpowerfulinthesearchforimprovementandhavenolimitationonthesearchace.2)Intriicparallelism,GAscarryoutsearchthroughpopulatioofpoints,notsinglepoint,whichmakesthemintriicallyparallel.3)Globalproperty,GAsuserandomoperationintheirevolutionproceesthatallowawiderexplorationofthesearchace,andhenceitislikelythattheexpectedGAsolutionmaybyglobaloptimum.
Thisdiertationaimsatintroductionofgeneticalgorithmsintothedesignofthestationary
cascadesofcentrifugalcompreors.Somegooddevelopmentsandsystematicstudiesarefirstcarriedoutinalicationofgeneticalgorithmstothisarea.Theresearchesandtherelatingresultsobtainedinthediertationarebroadandpracticalinengineeringaellatio.Themajorworksinclude:
1.Basedonthecoiderationofcomplexitiesfromtheoptimizationproblemsoftheaerodynamiccascades,theexitingstandardgeneticalgorithmisimprovedinordertouseittosolvethecascadeoptimizationproblemsmoreefficiently.Threemodifiedgeneticalgorithms,namely,dualfitnegeneticalgorithm,directionevolutionarygeneticalgorithmandprobabilitybinarysearchgeneticalgorithm,areproposed.Inthedualfitnegeneticalgorithm,adualfunctionoftheobjectivefunctionoptimizedispresented.Thedualfunctionisthenembeddedintothestandardgeneticinordertomakethemutationoperationbeingperformedadaptivelywithdifferentprobabilitiesandsoastomakethealgorithmhavinghighergloballysearchingability.Inthedirectionevolutionarygeneticalgorithm,anewgeneticoperator,directionevolutionaryoperator,isproposed,thisoperatordirectsmutationoperatioofachildindividualaccordingtotheevolutiontendencyofitsgrandparentandparentindividuals.Withthemutationoperation,theindividualcanbeyieldedinanoptimumregionwithahighprobability.Intheprobabilitybinarysearchgeneticalgorithm,thebehaviourofthebinarycomponentsateachallelelocatioofachromosomearestatisticallyrecordedandareusedtoproduceasetoffreshsolutiothatareaddedintoapopulation,sothattoimprovethequalityofthepopulation.Thenumericalsimulationandpracticaldesignexamplesshowthatthethreenovelgeneticalgorithmshavemuchbetterconvergenceabilitiesthanthestandardgeneticalgorithm(seeFan,Xi,Wang,InverseProblemsinEngineering,20__,).
2.Thegenetic-algorithm-baseddesignprinciplesandmodelsarefirstsystematicallyestablished(seeFan,JournalofPowerandEnergy,Proc.Itn.Mech.Engrs,1998).Inthegenetic-baseddesignmodels,basedontheimprovedgeneticalgorithms,thetuningandoperationpatt erofthegeneticoperatorsinadesignoftheaerodynamiccascadesareexplored.Someparameterizatioandtheircorreondingcodingmethodsforaerodynamiccascadesregardingtotheoperatioofgeneticalgorithmsarepresented.Inthemeanwhile,intheproposeddesignmodels,incorporatinggeneticalgorithmsandartificialneuralnetworksisattemptedtosolvecascadedesignproblems.Inthiscase,agenetic-algorithm-baseddesignmethodisembeddedwithafeedforwardartificialneuralnetworkthatisusedtocomputetheflowcharactersofgivebladeprofiles.Astheresult,thefitnecomputationaltimecanbereduced,andfurtherthealgorithm’sevolvingepochcanbeshortened.Moreover,thefeedforwardartificialneuralnetworksarefirstuseddirectlytocompleteacascadeaerodynamicdesigntask,withthegeneticalgorithmsbeingusedtotrainandevolvethenetwork.Allthegenetic-baseddesignmodelsestablishedpoewidegeneralities.TheycanincorporatewithanydegreeCFDsolvers.Theycanimplementautomaticdesigofanaerodynamiccascadeinanyrequireddesig,i.e.,aconventionaldirectdesignorinversedesign,andahybriddesign.
压缩技术论文范文2
随着我们的经济发展，工业生产起到了非常重要的作用，在工业生产中，离心压缩机的作用至关重要，但是离心压缩机在使用过程中遇到故障是在所难免的，所以离心压缩机的故障研究就成为了我们重点关注的问题，在此我们对离心压缩机的故障及今后的发展趋势进行紧要分析。
关键词：
离心压缩机；故障诊断；发展趋势
在我国航空航天、石油化工、以及电力生产等部门中，动力源主要是以离心压缩机为主，由于离心压缩机在工作中很难准确的发现故障所在，所以很有可能因为在故障诊断错误而造成重大事故，但是如果因为离心压缩机产生故障而造成的损失都是非常严重的，有可能导致整个生产设备的瘫痪，因此，对于离心压缩机故障诊断是减少重大经济损失的重要途径。
1.离心压缩机故障诊断的现状
1.1国外对离心压缩机故障诊断的现状目前国外的离心压缩机故障诊断理论基础和应用技术在日美等国家已经建立了很多研究机构，最早在1982年由的国际测量学会技术诊断委员会率先召开了每隔一年或两年举行一次的离心压缩机故障诊断研究探讨，这对离心压缩机故障诊断的发展及交流发展具有这里程碑式的作用。目前国际上对于离心压缩机故障诊断方法不断更新，而且各种方法已经在各个领域中得到了应用，通过各种诊断技术的更新，对于离心压缩机的故障诊断有了非常明显的发展，而且在离心压缩机的故障诊断的理论上也取得了很大的成就。
1.2国内对于离心压缩机故障诊断的现状在我们国内由于经济发展起步较晚，对于离心压缩机故障诊断方面的研究相对国外的研究来说也是比较晚的，所以我们的经验及理论基础也是先对薄弱，但是同国外针对离心压缩机故障诊断方面研究的时间来看我们的追赶步伐还是很快的。在我国对于离心压缩机故障诊断方面的发展主要可以分为两个阶段：首先，第一阶段是在上世纪80年代初前后，在这一阶段是要是学习和吸收国外的技术，结合国外的技术和学习的理论基础，对离心压缩机的故障诊断方面进行讨论，在这一阶段中，主要是理论上的讨论，实践经验上还不是很成熟。第二阶段是上世纪80年代到现在，这一阶段是发展最快的一段时间，在实践中摸索，总结经验是一个技术成熟的捷径，我们的科研学者通过实践和理论的双重结合，全面的对机械设备故障展开了有针对性的研究，并且在之后的发展中引进了人工只能系统等先进技术，这些先进技术对我们针对机械故障的研究具有着抢进的推动作用。经过我们国家科研学者的不断探索，我们在设备维修方面已经从最早的时候维修逐渐向预知性维修方面发展，也就是说在设备出现故障前就对设备进行故障分析、诊断，争取在故障出现之前将隐患提前排除，尽量避免因在生产过程中出现故障而导致经济损失，这一方向的发展对离心压缩机的故障诊断有着不可估量的作用，由于离心压缩机属于是动力源设备，所以在生成的体系中具有发动机式的作用，如果离心压缩机在生产的过程中出现故障突然停止运行，那么造成的损失不仅仅是简单的产品减量那么简单，大型生产设备如果突然停止工作很可能会对机械设备产生严重的损害，而且其中的生产材料在其中停滞如果超过一定的时间将会对生产设备产生更加严重的损害。
2.离心压缩机的故障诊断及发展趋势
2.1离心压缩机的故障诊断技术
2.1.1信号采集。对于离心压缩机的故障信号采集主要是以检测技术、电子技术和传感器技术为主体，通过这些技术传导出来的一些信息来判断设备的运行情况，由于测验方式不同，我们有多种方法及途径可以获得我们需要的信息，并且将故障进行分类，例如震动、光学、压力、参数和温度等进行分类诊断。
2.1.2信号的处理变换及特征信号提取分析。这一环节主要是依靠数学工具进行提取，例如小波变换，熵谱分析、学习子空间法及主分量分析等特征进行有效的数据提取，目前人们更加倾向于对信号的信息融合技术，对于已经得到的各种信息通过完整、完善的分析，在将信息进行综合整理，将我们需要的信息进行整合，最终得到我们需要的信息。
2.1.3设备的运行状态以及故障的定位。现在这一环节是以数学分析、系统辨识、人工智能以及模式识别等方法进行定位。
2.1.4故障诊断及预测。故障诊断方面我们从两方面着手进行，首先是从人工对机械的使用经验来入手，通过工人平时对离心压缩机的熟悉，在工作中通过机械设备的运行状况进行判断；其次是通过实时监测的数据进行分析，如果一些内在原因导致人工无法通过经验进行识别，那么数据识别的优势就体现出来了，并且数据识别在准确性上也要比人工判断要高出很多。
2.2离心压缩机故障诊断技术的发展趋势
2.2.1建立先进的网络诊断系统。现在来看离心压缩机所带动的生产设备一般都是大型的、连续的、复杂的生产设备，所以说设备诊断的网络化就成了我们对设备检测的主要方向，将整个系统都网络化我们不仅可以更好的实时监测到系统的运行情况，还可以通过实践的积累总结出容易出现问题的情况。
2.2.2现代信号处理技术在振动信号数据处理中的应用。在离心压缩机的故障诊断中，我们发现，最困难的就是数据信息提取，这一问题的存在对我们提早发现问题一直都是一个瓶颈式的障碍，所以信息采集方面我们必须要在、有针对的研究、突破，如果恶我们可以将这一问题很好的解决，那么在今后的发展过程将会取得更大的突破。
2.2.3故障基理的研究。随着离心压缩机故障诊断及维修方面的深入研究，离心压缩机的工作原理的理论研究也显得更加重要，在很多时候我们往往可以通过理论研究以及技术参数来分析离心压缩机发生故障的原因和将来可能会发生的故障，这样对提高故障处理效率和准确性都有着积极的作用。
3.结束语
离心压缩机是我们在航空航天、石油化工、以及电力生产等部门中的主要动力源，如果离心压缩机在生产中出现故障，那么将是非常大的经济损失，如果想要尽可能避免这个现象出现，那么我们就要对离心压缩机的故障诊断及预判这更加先进的认知，并且在准确性上有非一般的成绩，只有这样我们才能在使用离心压缩机的同时尽量避免因故障造成的损失出现。
参考文献：
[1]黄文虎,夏松波,刘瑞岩等.设备故障诊断原理\技术及应用[M].科学出版社,1996;45-87
压缩技术论文范文3
关键词： 温室监控； 小波变换； 压缩传感； 信号重构
中图分类号： TN911.73?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2016）19?0047?02
Abstract： The compressed sensing technology is used in the greenhouse intelligent monitoring to analyze the corresponding environmental monitoring system of modern greenhouse. The greenhouse environment information acquisition and transmission methods based on compressed sensing theory are studied. The compressed sensing technology is used to compress and reconstruct the acquired data. The orthogonal matching pursuit algorithm and basis tracking algorithm are used to simulate and reconstruct the experiment. The image reconstruction signal of the proposed compressed sensing technology has low distortion by comparing with the peak signal?to?noise ratio in the signal processing.
Keywords： greenhouse monitoring； wavelet transform； compressed sensing； signal reconstruction
0 引 言
智能温室监控系统是基于压缩传感技术将监控图像进行压缩、传输和重构，实现智能化、无人化的对温室进行监控。
目前，我国温室智能管理技术的研究仍处于初级阶段，并没有可以真正用于指导农业生产的应用智能控制系统。因此，需要对温室智能管理技术进行深入研究，开发适合我国具体国情的高效、稳定、低价的温室环境智能监控系统。其中，国外斯坦福大学的教授Emmanuel Candes对压缩传感技术做了大量研究及应用[1?4]。采用压缩传感技术对采集数据进行信号压缩与信号重构，将压缩的数据进行传输，并以Matlab为平台进行仿真[5?6]。
1 算 法
压缩传感[7]是一个新的数据采集理论，利用稀疏或压缩获得信号，利用非适应采样技术以远低于奈奎斯特频率进行采样，将可压缩信号中的信息压缩成少量的数据。压缩传感理论大致包含三个方面：信号的稀疏表现，编码测量，重构算法。在压缩传感理论中，信号重构是压缩传感理论的核心，指由[M]次观测向量[y]重构长度为[NM?N]的稀疏信号[x]的过程，可以通过求解最小[l0]范数[8]问题来解决。
2 正交匹配追踪算法
在压缩传感理论中，用经典基追踪算法可以有效地加快算法的运算速度，也可以由此进一步扩展压缩传感理论的应用范围。
3 仿真结果与分析
目前，大多数温室控制系统均采用工控系统，该系统虽然能实现上述功能，但价格昂贵，难以满足设施农业对低成本的要求，加之采用集中式管理，其可靠性和稳定性不能得到很好的保证[11]。另一种方案是采用温室环境控制系统，该系统利用计算机技术和网络通信技术，避免了工作人员需亲临现场操作的麻烦，但同样在一定程度上增加了系统的成本，其实时性和可靠性也难以得到保证[12?13]。
3.1 利用小波进行图像压缩
本实验选择智能温室监控设备标准的二维彩色图像进行实验，图像尺寸为256×256，即[N=256，]仿真实验时，首先对彩色图像实施灰度处理见图1，之后实施正交匹配追踪算法下的小波压缩，再将灰度图像恢复成彩色图像，利用小波变换对彩色图像进行压缩处理，见图2。
由仿真结果可知，运用OMP算法的小波图像压缩的特征是压缩差异小，压缩程度深，能量损失少，可以维持图像的基本特性，并且信号传输过程具有较强的抗干扰性，能够达成累进传输。
3.2 利用压缩传感直接处理彩图
通过利用Matlab仿真实验平台对压缩传感图像进行重构。实验中选择标准的二维彩色图像进行实验，图像尺寸为256×256，即[N=256，]并利用压缩传感技术对图像压缩重构，进行仿真实验。
BP算法能够较好地恢复出原始信号，而且算法的精度要比OMP的精度高。同时OMP算法对图像信号的重建视觉效果不是很好，由于每次只取一个原子，使得重建过程很慢，随着迭代次数的增加，耗时也大量增加。BP算法恢复重建的效果非常好，但是BP算法耗时太大，不适合大图像的应用。
4 结 语
由本文研究结果可知，图像压缩便是要寻求高压缩比，且让压缩以后的图像有恰当的信噪比方式，对压缩之后的图像还应当可以达成低失真度的复原。压缩效能的评定指标之一是图像能量减少，能量减少越少，图像压缩的功能便愈显著。
参考文献
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压缩技术论文范文4
壹、前言
由於科技日新月异，印刷已由传统印刷走向数位印刷。在数位化的过程中，影像的资料一直有档案过大的问题，占用记忆体过多，使资料在传输上、处理上都相当的费时，现今个人拥有TrueColor的视讯卡、24-bit的全彩印表机与扫描器已不再是天方夜谭了，而使用者对影像图形的要求，不仅要色彩繁多、真实自然，更要搭配多媒体或动画。但是相对的高画质视觉享受，所要付出的代价是大量的储存空间，使用者往往只能眼睁睁地看着体积庞大的图档占掉硬碟、磁带和光碟片的空间；美丽的图档在亲朋好友之间互通有无，是天经地义的事，但是用网路传个640X480TrueColor图形得花3分多钟，常使人哈欠连连，大家不禁心生疑虑，难道图档不能压缩得更小些吗？如此报业在传版时也可更快速。所以一种好的压缩格式是不可或缺的，可以使影像所占的记忆体更小、更容易处理。但是目前市场上所用的压缩模式，在压缩的比率上并不理想，失去压缩的意义。不然就是压缩比例过大而造成影像失真，即使数学家与资讯理论学者日以继夜，卯尽全力地为lossless编码法找出更快速、更精彩的演算法，都无可避免一个尴尬的事实：压缩率还是不够好。再说用来印刷的话就造成影像模糊不清，或是影像出现锯齿状的现象。皆会造成印刷输出的问题。影像压缩技术是否真的穷途末路？请相信人类解决难题的潜力是无限的。既然旧有编码法不够管用，山不转路转，科学家便将注意力移转到WAVELET转换法，结果不但发现了满意的解答，还开拓出一条光明的坦途。小波分析是近几年来才发展出来的数学理论。小波分析，无论是作为数学理论的连续小波变换，还是作为分析工具和方法的离散小波变换，仍有许多可被研究的地方，它是近几年来在工具及方法上的重大突破。小波分析是傅利叶（Fourier）分析的重要发展，他保留了傅氏理论的优点，又能克服其不足之处。可达到完全不失真，压缩的比率也令人可以接受。由於其数学理论早在1960年代中叶就有人提出了，而到现在才有人将其应用於实际上，其理论仍有相当大的发展空间，而其实际运用也属刚起步，其後续发展可说是不可限量。故研究的动机便由此而生。
贰、WAVELET的历史起源
WAVELET源起於JosephFourier的热力学公式。傅利叶方程式在十九世纪初期由JosephFourier(1768-1830)所提出，为现代信号分析奠定了基础。在十九到二十世纪的基础数学研究领域也占了极重要的地位。Fourier提出了任一方程式，甚至是画出不连续图形的方程式，都可以有一单纯的分析式来表示。小波分析是近几年来才发展出来的数学理论为傅利叶方程式的延伸。
小波分析方法的提出可追溯到1910年Haar提出的小波规范正交基。其後1984年，法国地球物理学J.Morlet在分析地震波的局部性质时，发现传统的傅利叶转换，难以达到其要求，因此引进小波概念於信号分析中，对信号进行分解。随後理论物理学家A.Grossman对Morlet的这种信号根据一个确定函数的伸缩，平移系{a-1/2Ψ[(x-b)/a]；a,b?R,a≠0}展开的可行性进行了研究，为小波分析的形成开了先河。
1986年，Y.Meyer建构出具有一定衰减性的光滑函数Ψj,k(x)，其二进制伸缩与平移系{Ψj,k(x)=√2jΨ(2jx-k)；j,k?Z}构成L2（R）的规范正交基。1987年，Mallat巧妙的将多分辨分析的思想引入到小波分析中，建构了小波函数的构造及信号按小波转换的分解及重构。1988年Daubechies建构了具有正交性（Orthonormal）及紧支集（CompactlySupported）；及只有在一有限区域中是非零的小波，如此，小波分析的系统理论得到了初步建立。
三、WAVELET影像压缩简介及基础理论介绍
一、WAVELET的压缩概念
WAVELET架在三个主要的基础理论之上，分别是阶层式边码(pyramidcoding)、滤波器组理论(filterbanktheory)、以及次旁带编码(subbandcoding)，可以说wavelettransform统合了此三项技术。小波转换能将各种交织在一起的不同频率组成的信号，分解成不相同频率的信号，因此能有效的应用於编码、解码、检测边缘、压缩数据，及将非线性问题线性化。良好的分析局部的时间区域与频率区域的信号，弥补傅利叶转换中的缺失，也因此小波转换被誉为数学显微镜。
WAVELET并不会保留所有的原始资料，而是选择性的保留了必要的部份，以便经由数学公式推算出其原始资料，可能不是非常完整，但是可以非常接近原始资料。至於影像中什度要保留，什麽要舍弃，端看能量的大小储存（跟波长与频率有关）。以较少的资料代替原来的资料，达到压缩资料的目的，这种经由取舍资料而达到压缩目地的作法，是近代数位影像编码技术的一项突破。即是WAVELET的概念引入编码技术中。
WAVELET转换在数位影像转换技术上算是新秀，然而在太空科技早已行之有年，像探测卫星和哈柏望远镜传输影像回地球，和医学上的光纤影像，早就开始用WAVELET的原理压缩/还原影像资料，而且有压缩率极佳与原影重现的效果。
以往lossless的编码法只着重压缩演算法的表现，将数位化的影像资料一丝不漏的送去压缩，所以还原回来的资料和原始资料分毫无差，但是此种压缩法的压缩率不佳。将数位化的影像资料转换成利於编码的资料型态，控制解码後影像的品质，选择适当的编码法，而且还在撷取图形资料时，先帮资料「减肥。如此才是WAVELET编码法主要的观念。
二、影像压缩过程
原始图形资料色彩模式转换DCT转换量化器编码器编码结束
三、编码的基本要素有三点
（一）一种压缩/还原的转换可表现在影像上的。
（二）其转换的系数是可以量化的。
（三）其量化的系数是可以用函数编码的。
四、现有WAVELET影像压缩工具主要的部份
（一）WaveletTransform（WAVELET转换）：将图形均衡的分割成任何大小，最少压缩二分之一。
（二）Filters（滤镜）：这部份包含WaveletTransform，和一些着名的压缩方法。
（三）Quantizers（量化器）：包含两种格式的量化，一种是平均量化，一种是内插量化，对编码的架构有一定的影响。
（四）EntropyCoding（熵编码器）：有两种格式，一种是使其减少，一种为内插。
（五）ArithmeticCoder（数学公式）：这是建立在AlistairMoffat''''slineartimecodinghistogram的基础上。
（六）BitAllocation（资料分布）：这个过程是用整除法有效率的分配任何一种量化。
肆、WAVELET影像压缩未来的发展趋势
一、在其结构上加强完备性。
二、修改程式，使其可以处理不同模式比率的影像。
三、支援更多的色彩。可以处理RGB的色彩，像是YIQ、HUV的色彩定义都可以分别的处理。
四、加强运算的能力，使其可支援更多的影像格式。
五、使用WAVELET转换藉由消除高频率资料增加速率。
六、增加多种的WAVELET。如：离散、零元树等。
七、修改其数学编码器，使资料能在数学公式和电脑的位元之间转换。
八、增加8X8格的DCT模式，使其能做JPEG的压缩。
九、增加8X8格的DCT模式，使其能重叠。
十、增加trelliscoding。
十一、增加零元树。
现今已有由中研院委托国内学术单位研究，也有不少的研究所的硕士。国外更是如火如荼的展开研究。相信实际应用於实务上的日子指日可待。
伍、影像压缩研究的方向
1.输入装置如何捕捉真实的影像而将其数位化。
2.如何将数位化的影像资料转换成利於编码的资料型态。
3.如何控制解码影像的品质。
4.如何选择适当的编码法。
5.人的视觉系统对影像的反应机制。
小波分析，无论是作为数学理论的连续小波变换，还是作为分析工具和方法的离散小波变换，仍有许多可被研究的地方，它是近几年来在工具及方法上的重大突破。小波分析是傅利叶（Fourier）分析的重要发展，他保留了傅氏理论的优点，又能克服其不足之处。
陆、在印刷输出的应用
WAVELET影像压缩格式尚未成熟的情况下，作为印刷输出还嫌太早。但是後续发展潜力无穷，尤其在网路出版方面，其利用价值更高，WAVELET的出现就犹如当时的JPEG出现，在影像的领域中掀起一股旋风，但是WAVELET却有JPEG没有的优点，JPEG乃是失真压缩，且解码後复原程度有限，能在网路应用，乃是由於电脑的解析度并不需要太高，就可辨识其图形。而印刷所需的解析度却需一定的程度。WAVELET虽然也是失真压缩，但是解码後却可以还原资料到几乎完整还原，如此的压缩才有存在的价值。
有一点必须要提出的就是，并不是只要资料还原就可以用在印刷上，还需要有解读其档案的RIP，才能用於数位印刷上。等到WAVELET的应用成熟，再发展其适用的RIP，又是一段时间以後的事了。
在网路出版上已经有浏览器可以外挂读取WAVELET档案的软体了，不过还是测试版，可是以後会在网路上大量使用，应该是未来的趋势。对於网路出版应该是一阵不小的冲击。
图像压缩的好处是在於资料传输快速，减少网路的使用费用，增加企业的利润，由於传版的时间减少，也使印刷品在当地印刷的可能性增高，减少运费，减少开支，提高时效性，创造新的商机。
柒、结论
WAVELET的理论并不是相当完备，但是据现有的研究报告显现，到普及应用的阶段，还有一段距离。但小波分析在信号处理、影像处理、量子物理及非线性科学领域上，均有其应用价值。国内已有正式论文研究此一压缩模式。但有许多名词尚未有正式的翻译，各自有各自的翻译，故研究起来倍感辛苦。但相信不久即会有正式的定名出现。这也显示国内的研究速度，远落在外国的後面，国外已成立不少相关的网站，国内仅有少数的相关论文。如此一来国内要使这种压缩模式普及还有的等。正式使用於印刷业更是要相当时间。不过对於网路出版仍是有相当大的契机，国内仍是可以朝这一方面发展的。站在一个使用其成果的角度，印刷业界也许并不需要去了解其高深的数理理论。但是在运用上，为了要使用方便，和预估其发展趋势，影像压缩的基本概念却不能没有。本篇文章单纯的介绍其中的一种影像压缩模式，目的在为了使後进者有一参考的依据，也许在不久的将来此一模式会成为主流，到时才不会手足无措。
参考文献：
1.GeoffDavis，1997，WaveletImageCompressionConstructionKit，。
2.张维谷.小宇宙工作室，初版1994，影像档宝典.WINDOWS实作（上），峰资讯股份有限公司。
3.张维谷.小宇宙工作室，初版1994，影像档宝典.WINDOWS实作（下），峰资讯股份有限公司。
4.施威铭研究室，1994，PC影像处理技术（二）图档压缩续篇，旗标出版有限公司。
5.卢永成，民八十七年，使用小波转换及其在影像与视讯编码之应用，私立中原大学电机工程学系硕士学位论文。
6.江俊明，民八十六年，小波分析简介，私立淡江大学物理学系硕士论文。
7.曾泓瑜、陈曜州，民八十三年，最新数位讯号处理技术（语音、影像处理实务），全欣资讯图书。
附录：
嵌入式零元树小波转换、阶层式嵌入式零元树小波转换、阶层式影像传送及渐进式影像传送
目前网路最常用的静态影像压缩模式为JPEG格式或是GIF格式等。但是利用这些格式编码完成的影像，其资料量是不变的，其接受端必须完整地接受所有的资料量後才可以显示出编码端所传送的完整影像。这个现象最常发生在利用网路连结WWW网站时，我们常常都是先接收到文字後，其网页上的图形才，慢慢的一小部份一小部份显示出来，有时网路严重塞车，图形只显示一点点後就要再等非常久的时间才再有一点点显示出来，甚至可能断线了，使得使用者完全不知道在接收什麽图案的图形，无形中造成网路资源的浪费。此缺点之改善，可以使用嵌入式零元树小波转换(EZW)来完成。
阶层式影像传送系统的主要功能为允许不同规格之显示装置或解码器可以从同一编码器中获得符合其要求之讯号，如此不需要对於不同的解码器设计不同的编码器配合利用之，进而增加了其应用的范围，及减低了所架设系统的复杂度，也可以节省更多的设备费用。利用Shapiro所提出的嵌入式零元树小波转换(EZW)技术来设计阶层式影像传送系统时，其编码的效果不是很好。主要的原因是，利用(EZW)技术所设计的编码器是根据影像的全解析度来加以编码的，这使得拥有不同解析度与码率要求的解码器，无法同时分享由编码器所送出来的位元流。虽然可以利用同时播放(Simulcast)技术来加以克服之，但是该技术对於同一影像以不同解析度独立编码时，将使得共同的低通次频带(LowpassSubband)被重复的编码与传送，而产生了相当高的累赘(Redundancy)。
基於上述情况，有人将嵌入式零元树小波转换(EZW)技术加以修改之，完成了一个新式的阶层式影像传送系统。该技术为阶层式嵌入的零元树小波转换(LayeredEmbeddedZerotreeWavelet，简称LEZW技术。这个技术使我们所设计出来的阶层式影像传送系统，可以在编码传送前预先指定图层数目、每层影像的解析度与码率。
LEZW技术是将EZW技术中的连续近似量化(SAQ)加以延伸应用之，而EZW传统的做法是将SAQ应用於全部的小波转换系数上。然而在LEZW技术中，从基层(BaseLayer)开始SAQ一次仅用於一个图层(Layer)的编码，直到最高阶析度的图层为止。当编码的那一图层码率利用完时，即表示该图层编码完毕可以再往下一图层编码之。为了改善LEZW的效率，在较低图层的SAQ结果应用於较高图层的SAQ过程中，基於这种编码的程序，LEZW演算法则可以在每一图层平均码率的限制下，重建出不同解析度的影像。因此，LEZW非常适合用於设计阶层式影像传送系统。“有”版权所
LEZW技术也可以应用於渐进式传送，对於一个渐进式影像传送系统而言，控制其解析度将可以改善重建影像的视觉品质。而常用的渐进式传送方法有使用向量量化器或零元树资料结构编码演算法则。但是向量量化器需要较大的记忆体及对与传送中的错误敏威，而利用EZW技术所设计的渐进式影像传送系统，可以改善这些缺点，所以享有较好的效能。但是它也有缺点就是，应用於渐进式传送时是根据全解析度来做编码及传送，因此在低码率的限制之下时，若用全解析度来显示影像将使得影像模糊不清。所以在低码率传送时的影像以较低的解析度来显示时，则可以使影像的清晰度有所改善。
压缩技术论文范文5
[关键词]压缩机；直线电机；关键技术
中图分类号：TB652 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）44-0164-01
0.引言
制冷系统中主要以压缩机为主，因其能耗低、结构紧凑、体积小以及效率高等的特点，被广泛运用于大型企业日常生产中，受到了国内外研究者的关注。压缩机用直线电机是一种新型结构的制冷压缩机，利用直线电机驱动技术使得压缩机活塞能够做往复直线运动，克服了传统压缩机借助旋转驱动的缺点，因此能够代替传统的往复活塞压缩机制冷，实现了提高压缩机性能的目的，从而最大限度地提高了压缩机的工作效率，减少了能源的浪费。
1.直线电机的发展趋势
1.1 应用广泛
目前，我国各个领域均已广泛运用到直线电机技术，使得直线电机进入了一个独立的运用时代[1]。通过运用直线电机制定具有使用价值的产品和装置，以促进我国的进一步发展。其中压缩机用直线电机正是在这种情形下开发出来的。此外，还有电动纺织机、钢管输送机、起重机、运煤机、冲压机、空压机等均运用到直线电机技术来驱动，提高了各种设施的工作效率。近几年来，我国相关技术研究者通过运用直线电机熟记来驱动磁悬浮列车，为人们的生活带来了便利，提高了人们的生活质量水平。直线电机在军事设施方面也做出了巨大贡献[2]。例如在导弹的发射上以及制作军用战斗武器上均通过此技术来强化设备的效果。
1.2 技术日益成熟
近几年来，我国在运用直线电机以及驱动控制系统的技术趋于成熟。在工业生产上充分发挥传统压缩装置无法超越的优越性能，为企业的发展贡献一份力量。人们担心传统以往的旋转压缩机会出现温升高、不安全、可靠性差、难防护、难安装等问题，使得新型制冷压缩机的开发具有极其重要的意义[3]。随着电机制造技术的不断发展，新型压缩机用直线电机技术被推广起来，不仅弥补了传统压缩机的缺点，还大大地降低了能源的损失，提高了生产的安全可靠性。通过选择合适的驱动控制系统以及直线电机，设计出能够完美配合机床生产的压缩机，从而促进企业生产处高可靠性、高性能的机床。压缩机用户直线电机的广泛使用表明了该项技术正在逐渐走向日益成熟的道路。
1.3 产业化趋势明显
直线电机具有精确度高、重量轻惯性小、结构简单、噪声小等优点，各类超高速精密机床的制作过程中通过灵活使用直线电机技术能够有效提高机床的工作效率，从而提高企业的进一步发展。随着直线电机技术的不断完善，使得该项技术呈现出产业化的发展趋势，被广泛运用于工业日常生产过程中。我国已有几十家大型企业通过该技术研发出了多种产品。有关研究表明，压缩机用直线电机具有省材、结构简单、省空间、节能环保、高速、低噪音等优点，引起了广大工业生产企业的关注。由此可见，其产业化发展具有不可估量的前景。
2.压缩机用直线电机的关键技术及其发展前景
直线电机具有自由活塞低摩擦和高效的特点，使得压缩机用直线电机能够有效提高传统的旋转电机的工作效率，因其体积小、重量轻、结构紧凑等特点，而被广泛运用于制冷领域中。压缩机用直线电机能够有效的调节气量，因此可以预测的是，其必定能够代替压缩机的变频控制技术，并在空调领域中取得良好的效果[4]。事实表明，直线电机的性能以及压缩机的机构直接会对压缩机用直线电机的性能产生影响，要想压缩机用直线电机能够在制冷行业中取得良好的效果，还需重视对关键技术的使用。
一方面，通过完善相关设计理论，针对不同类型的直线电机制定出相应的压缩机。这些压缩机用直线电机在结构上、控制方式上以及磁场结构上均具有一定的差异性。通过加强理论与实践研究的力度，针对我国的基本国情和实际发展情况，制作能够有效促进我国发展的压缩机类型，并严格按照健全的设计制造方案执行，以促进关键技术的进一步发展，进而促进压缩机用直线电机的发展。另一方面，关键技术的使用时的压缩机用直线电机相比于传统的活塞压缩机能够降低生产成本，不均能够提高压缩机的工作效率，还能提高设备的安全可靠性。随着市场竞争的日益激烈，压缩机的价格也会影响压缩机的发展。借助压缩机用直线电机驱动冰箱制冷的成本明显低于传统的活塞式压缩机。造成成本差异的原因主要是永磁材料的性能价格。永磁材料性能的不断提高，使得其价格在不断降低，对于永磁动圈式直线电机驱动的压缩机和关键技术来说具有良好的发展前景。此外，通过控制好运作系统来确保压缩机用直线电机的活塞运动不会偏离准确位置。而控制系统具有高可靠性、低成本等的特点，使得借助压缩机用直线电机驱动冰箱制冷的成本更低。目前我国的制冷市场已全面运用到直线电机技术，通过改善压缩机的相关性能来实现环保节能的目标。人们的生活水平随着直线电机及其关键技术的广泛使用而得到提升。
3.结语
综上所述，压缩机用直线电机相比于传统的旋转电机具有较多的优越性。在旋转电机的基础上做了改革，因此不仅具有传统旋转电机的优点，还具有旋转电机没有的优点，最大限度地提高了压缩机的工作效率。目前我国大多数企业在机床上运用直线电机技术的水平还处于初级水平，因此还需进一步提高直线电机的技术水平，并掌握相关关键技术。通过促进压缩机用直线电机及其关键技术的发展，以实现促进企业长期稳定发展的目标，进而促进我国的进一步发展。
参考文献
[1] 陈梁远，李黎川.一种往复开关磁阻直线电机的设计与控制[J].中国电机工程学报，2012，9（05）：63.
[2] 蔡满军，赵成圆.永磁直线同步电机的自适应迭代学习控制[J].微特电机，2014，15（5）：24.
压缩技术论文范文6
关键词 ITS集成；电子信息技术；数据处理；信息融合
中图分类号TP39 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）55-0209-02
1 ITS信息及特征分析
1.1 智能交通信息（ITS）
交通系统由包括4个基本要素：人（交通出行者、驾驶员和管理者）、物（货物）、各类交通工具和相应的交通设施构成。交通信息是指所有与交通系统的四大要素相关联的信息，是ATMS的关键基础。面向ATMS的基础交通信息主要是指与交通运行状态和交通管理有关的交通信息，是交通信息中最直接、最基础的信息。基础交通信息包括基础交通地理信息、交通实时状态信息、交通控制和管理信息、交通政策法规信息、公共交通信息。
1.2 基础交通信息的属性特征
基础交通信息是一种在大范围内、全方位发挥作用的，实时、准确、高效的综合运输和管理系统，其应具有以下一些基本属性特征：1）准确性；2）及时性；3）共享性；4）信息的采集具有实时性和动态性；5）具有海量信息特征；6）增值性。
2 数据压缩处理技术
交通信息一方面时采集到的信息烦杂多样，要想利用这些不同类别的信息，需采用不同的处理方法；另一方面，交通信息的一个显著特征是它的空间性和随机性，因此对它的研究分析需要建立在广泛统计的基础上，应用各类信息处理技术和统计分析方法来探索它的规律性。
所谓多媒体技术就是能对多种载体（媒体）上的信息和多种存储（媒质）上的信息进行处理的技术，特点主要表现在它的综合性和交互性。交通信息是属于多媒体信息范畴。若要实时的综合处理声音、图像、视频、文字等多媒体信息，其数据量是非常大的。要传输或存储这样大的数据量是非常困难的，必须对其进行压缩编码，在满足实际需要的前提下，尽量减少要传输或存储的数据量。
数据压缩主要依靠信源编码技术。一般的，图像压缩技术可分为两大类：无损压缩和有损压缩技术。在多媒体应用中常用的压缩方法有PCM（脉冲编码调制）、预测编码、变换编码、插值和外推法、统计编码、矢量量化和子带编码等；混合编码是近年来广泛采用的方法。新一代的数据压缩方法，如基于模型的压缩方法、分形压缩和小波变换方法等也已经接近实用化水平。
3 信息融合技术
信息融合技术在单纯数据采集融合（即一次融合）阶段称为数据融合，是研究多种信息的获取、传输与处理的基本方法、技术、手段以及信息的表示、内在联系和运动规律的一门技术。融合是指采集并集成各种信息源、多媒体和多格式信息，从而生成完整、准确、及时和有效的综合信息，它比直接从各信息源得到的信息更简洁、更少冗余、更有用途。
先进的交通管理系统（ATMS）是一个典型的多传感器系统，信息融合技术给交通信息加工和处理提供了一种很好的方法，信息融合技术的最大优势在于它能合理协调多源数据，充分综合有用信息，提高在多变环境中正确决策的能力。
在信息融合领域使用的主要数学工具或方法有概率论、推理网络、模糊理论和神经网络等，其中使用较多的是概率论、模糊理论、推理网络。当然，除了这几种常用的方法之外，还有其他很多解决途径。
3.1 概率论
在融合技术中最早应用的就是概率论。在一个公共空间根据概率或似然函数对输入数据建模，在一定的先验概率情况下，根据贝叶斯规则合并这些概率以获得每个输出假设的概率，这样可以处理不确定性问题。贝叶斯方法的主要难点在于对概率分布的描述，特别是当数据是由低档传感器给出时，就显得更为困难。另外，在进行计算的时候，常常简单地假定信息源是独立的，这个假设在大多数情况下非常受限制。卡尔曼滤波方法则根据早先估计和最新观测，递推地提供对观测特性的估计。另外，概率论和模糊集理论的综合应用给解决多源数据的融合问题提供了工具。
3.2 模糊理论
模糊集理论是基于分类的局部理论，因此，从产生起就有许多模糊分类技术得以发展。隶属函数可以表达词语的意思，这在数字表达和符号表达之间建立了一个便利的交互接口。在信息融合的应用中主要是通过与特征相连的规则对专家知识进行建模。另外，可以采用模糊理论来对数字化信息进行严格地、折衷或是宽松地建模。模糊理论的另一个方面是可以处理非精确描述问题，还能够自适应地归并信息。对估计过程的模糊拓展可以解决信息或决策冲突问题，应用于传感器融合、专家意见综合以及数据库融合，特别是在信息很少，又只是定性信息的情况下效果较好。
3.3 推理网络
推理网络的构建和应用有着很长的历史，可以追溯到1913年由一位名叫John H W ig-more的美国学者所做的研究工作。近来，许多对于分析复杂推理网络的理论往往基于贝叶斯规则的推论，并且都被归类于贝叶斯网络。目前，大多数贝叶斯网络的研究都包括了对于概率有效传播的算法拓展，同时它在整个网络中也充当了新证据的角色。同时贝叶斯网络在许多A1任务里都己作为对于不确定推理的标准化有效方法。贝叶斯网络的优点是简洁、易于处理相关事件。缺点是不能区分不知道和不确定事件，并且要求处理的对象具有相关性。在实际运用中一般不知道先验概率，当假定的先验概率与实际相矛盾时，推理结果很差，特别是在处理多假设和多条件问题时显得相当复杂。
参考文献
[1]杨兆升.基础交通信息融合技术及其应用[M].北京：中国铁道出版社，2005．
[2]史其信，陆化普.中国 ITS 发展战略构想[J].公路交通科技，1998，3．
