數字技術與應用
前言：想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎？我們特意為您整理了5篇數字技術與應用范文，相信會為您的寫作帶來幫助，發現更多的寫作思路和靈感。
數字技術與應用范文第1篇
一、前言
長期以來，我國科學技術的發展速度一直保持在較高的水平上，計算機網絡技術發展到目前已經相當成熟，獲得了極大的成就，深入到人們工作生活的各個方面，為人們的生活需求和工作內容都產生了重要的幫助作用，因而在社會的發展和人們的生活中占據著不可替代的重要地位。另一方面，數字電子技術的發展時間相較而言更加短暫，發展規模和范圍還沒有達到較大的程度，然而，數字電子技術被運用到計算機網絡的發展中后，雙方的發展進程都得到了極大的提升，計算機網絡與數字電子技術相互促進，相互發展，使得我國計算機網絡和電子技術的發展前景得到了更加廣闊的提升。
二、數字電子技術在計算機網絡中運用的重要性
在信息技術的飛速發展過程中，主要是依靠著數字電子技術，將信號轉化為數字化的通信，很大程度上代表著信息技術的現代化發展程度，成為當前信息技術發展的重要標志。數字信號對于信息技術的發展具有更加顯著的優點。尤其是對于干擾因素的抵抗能力和信息加密的安全性等因素，都對于計算機設備的制造、使用產生了突破性的推動作用。由于數字電子技術在計算機網絡中的實際應用，使得計算機網絡技術在人們日常的工作生活中的應用更加廣泛便捷。在數字通信中和計算機中的信號都是使用的二進制的代碼，因此，數字通信和計算機中的信號形式是相通的，而由于信號的特征具有一致性，所以給計算機和數字信號聯網工作提供了可能性。而在數字通信中開展數據信號的處理和轉換等工作時，加入計算機的使用，也能夠使得工作環節變得更加簡單方便。因此，將數字電子技術在實踐中運用到計算機網絡中具有重要的實踐意義。兩者的相互結合將對計算機網絡和數字電子技術的發展同時產生推動作用，為通信網管的智能和自動的發展方向提供極大的便利條件。在實際的科學技術工作中，數字通信技術和計算機網絡技術的應用處在引領發展的重要戰略地位上，將通信網絡和計算機網絡相互結合，最終形成計算機通信網絡系統，能夠在很大程度上將人們對信息的獲取和整理時間大大縮短，這就代表著信息流動和溝通的距離將大大地減少，為社會中人們的緊密聯系提供了重要條件。將對人們日常的工作、學習和生活方式產生極大改變。另一方面，在當前情況下，網絡令人們產生的依賴性日益強烈，尤其當數字電子技術融合了計算機網絡的快速處理之后，帶給人們更加高速、高效的信息獲取和溝通渠道。
三、計算機網絡的特點及優勢
長期以來，伴隨著科學技術的不斷進步，互聯網技術得到了飛速發展，網絡在當今社會中的地位已經愈加重要，逐漸成為人們日常生活中不可或缺的重要技術手段。同時在網絡技術的發展過程中，網絡為信息的傳輸交流和共享提供了安全可靠的平臺。而從網絡環境下的任務性質上來看，網絡技術仍然存在著諸多的特點和優勢，為互聯網技術地發展提供了重要的技術支持。計算機網絡作為信息共享的平臺，具有極強的開放性，為資源信息的共享和獲取提供了充分的空間和條件。在網絡平臺上的信息傳播能夠具有較高的時效性，最大程度上保障了信息資源能夠及時共享給網絡平臺上的其他使用者，為當今信息爆炸時代中大批量數據信息的流通和分享提供了重要的客觀條件保障。同時，計算機網絡平臺由于虛擬平臺的特性，不會受到地理位置的限制，將全世界各個地方的資源數據都能夠融合到網絡平臺之上，為網絡使用者的數據資源需求提供極大的獲取空間。世界各地不同的人們的言論、信息的更加體現了對數據信息的反饋性，很大程度上促進了思想和技術的流動，為世界科學技術的發展提供了有力手段。除此之外，當前社會的發展日新月異，發展速度較以前的時期加快了很多倍，因此，對于信息交流的時效性有著更加高的需求和標準，而傳統媒介的信息傳播速度對于當前的信息流通速度已經產生了極大的不適應，難以滿足如今大量信息噴涌而出的交流需求。因此，網絡平臺的發展極大地適應了大量信息數據的流通需求，將信息交流共享的速度提升到最大程度上，對當今信息爆炸時代的信息交流產生了極大地促進。上網可以改變學習方式：互聯網既有利于學生現代思維方式的形成，又有利于他們社會化的進程；既能激發其創造潛力，又能激活現代學生的思想；網絡讓學生接觸到了多元的世界文化，接觸到開放意識、效率意識、競爭意識、平等意識和全球眼光；他們通過閱讀網上大量的超文本信息，潛移默化地學習了現代的發散性思維方法，懂得在處理復雜事物時必須考慮它與周圍事物的種種聯系，從而改變傳統線性思維固有的死板和狹隘。網絡還使學生對世界的認識大大超出他們所能直接體驗的生存世界，增加了信息量。上網者在上機過程中學習了網絡知識，鍛煉了動腦、動手能力。
四、計算機網絡中數字電子技術的應用
在我國社會主義發展過程中，教育的地位逐漸得到了極大重視，科教興國戰略和人才強國戰略的實施代表著我國將發展教育放在社會發展的重要位置上。而在教育行業的發展過程中，計算機網絡技術應用到日常的教學工作中，對于我國教育工作的順利開展提供了客觀技術條件支持。極大地豐富了教學工作中的學習資源，為課程教學任務的高效高質完成提供了重要保障。同時將數字電子技術和網絡教學模式相結合之后，使得教學模式更具靈活性和合理性，為學生創造了更加方便快捷的學習環境，將教育資源不平等現象對不同地區的學生產生的不良影響降低到最低程度，有效地實現了教育資源的共享，最大程度上保障各個地區的學生都能夠獲得相對平等的教育資源，充分體現我國教育的平等性，為我國教育行業的發展提供了充足的動力。在我國的網絡技術的發展過程中，信息資源的傳輸逐漸成為發展過程中的重點所在。人們日常生活工作中所需信息的獲取、共享和傳遞需要更加高效和快捷的要求，才能夠滿足當前時代中信息流通的要求。而在實際工作中，計算機網絡與數字電子技術的有效結合，對信息的正確、高效處理有著極為明顯的提升作用，在保證信息資源正確處理的情況下，將網絡信息的傳輸速度和效率提升到最高程度，極大滿足了人們對于信息的高速獲取和共享需求。
五、結語
數字技術與應用范文第2篇
[關鍵詞]數字視頻遠程監控視頻壓縮
中圖分類號:TN92文獻標識碼:A文章編號:1671-7597(2009)1210036-01
一、概述
遠程監控是工業生產自動化的關鍵。利用視頻會議系統進行遠程監控,可以全面監視生產現場,迅速及時地對各種情況作出相應的反應,同時具有價格低廉、性能優越的特點。比如,如果在家里安裝一臺桌面型視頻會議電視系統,就可以實現家庭辦公、購物等,使工作和學習變得更加方便輕松。
數字視頻監控以其直觀、方便、信息內容豐富而被廣泛應用于許多場合。在電子技術與通信技術的發展過程中,數字視頻監控系統的技術水平直接反映了不同階段電子與通訊的技術狀況,而計算機及網絡技術的發展將數字視頻監控技術提到了一個新的高度。
網絡多媒體技術的發展導致了基于IP技術的網絡遠程現場視頻瀏覽應運而生。從模擬監控到數字監控,實現了數字視頻監控技術的一次飛躍,目前最先進的技術就是通過專用視頻服務器(瘦服務器)把模擬圖像信號轉化為數字圖像信號后上網,同時通過管理程序對多個視頻流進行統一管理,獲得授權的用戶便可以通過網絡看到任何一個監控現場的實時圖像,并且可以控制監視器的視角和焦距。
二、數字視頻監控系統的特點
(一)以平臺為核心,以網絡為紐帶。我們現在的安防系統以及工業生產監控崗位,靠人力已經不能解決大規模監控系統出現的管理問題了,所以打造一個管理平臺的需求就顯得非常迫切。一個好的管理平臺可以將所有的攝像頭納入管理,將所有的報警點納入管理,將所有的編解碼設備納入管理,將所有的后臺服務器納入管理,從而使得整套系統能夠順暢運行。
(二)接入多個不同的設備,實現互聯互通。由于安防系統過去以獨立的小規模應用為主,造成了設備的生產廠家非常眾多,而且各個廠家都有自己的一套編解碼和網絡傳輸的做法。這要求大型監控系統平臺能夠接入多家廠商的設備。一者保護用戶原有的投資,充分利用現有資源,避免資源浪費;二者在用戶在新系統建設時減少投入提供解決辦法。
三、數字視頻遠程監控技術
數字化視頻可以在計算機網絡(局域網或廣域網)上傳輸圖像數據,基本上不受距離限制,信號不易受干擾,可大幅度提高圖像品質和穩定性;數字視頻可利用計算機網絡聯網,網絡帶寬可復用,無須重復布線。
(一)組播技術。在傳統的網絡傳輸中,大都采用點對點的傳輸方式,這種方式比較可靠,但對于一點向多點傳輸相同的數據的情況下,這種方式就不能充分利用帶寬,使傳輸的路數有限。以確保需要數據的用戶能夠得到所需的數據;采用IP組播就是為了解決這個棘手問題而開發出來的。IP組播采用了組地址的概念,把需要視頻流數據的用戶編入用戶組,并利用一些高級的網絡協議來確保最經濟地利用帶寬,把數據通過用戶組傳遞給真正需要的用戶。
目前,IP Multicast是使用最廣泛的傳輸技術。IP Multicast組播是一種合理利用網絡資源和頻譜帶寬的技術,它是標準IP網絡協議技術的一個擴展。IP組播的核心思想是:通過一個IP地址(組播地址)向一組主機發送同一個數據包(UDP包),即一對多的工作方式。發送方僅僅需要向一個組播地址發送一份信息,就能保證所有的接收方(前提是必須加入到同一組播)能夠收到相同的信息。組中的成員是動態的,可以根據自己的意愿隨時加入、離開,并且,每臺主機可以同時加入到多個組中去。IP組播技術可以有效地避免由于重復發送造成的發送方負擔過重以及廣播風暴,組播數據可以突破路由器的限制,將數據包發送到不同的物理網段。
(二)視頻數據的壓縮\解壓縮技術。數字視頻圖像數據巨大,傳輸極其不便。視頻圖像播放的關鍵是做到平滑顯示,幀率一般應為22～30幀/s。低于20幀/s,就會感到視頻跳動。因此要實時顯示,其關鍵在于保證圖像更新的幀速率不小于20幀/s。但是,假設1幅640*480中分辨度的彩色圖像(24bit/像素),則其數據量為0.92MB,如果以每秒30幀的速度播放,則視頻信號的數碼率就高達27.6Mbps。顯然,視頻壓縮技術數字化是壓縮技術的關鍵。目前,適用于遠程視頻監控的圖像壓縮標準有H.261,MPEG-1。兩者的核心技術都是離散余弦變換及運動補償算法,它的主要思想是通過減少每幀圖像間時間上和空間上的冗余性和相關性信息來減少數據量。H.261適合在64-384Kbps的低帶寬下傳輸實時視頻圖像、但圖像質量不理想;MPEG-l在800KbPs-2Mbps的傳輸速率下圖像清晰度能達到較好的圖像效果。用戶可根據不同的場合和需求選用不同的壓縮標準。
(三)多線程技術在視頻數據傳輸的應用。在數字視頻網絡傳輸中,發送方和接收方工作步驟如下:
1.啟動視頻壓縮卡;
2.取出復合數據流(視頻流和音頻流的復合流);
3.復合數據流的打包、傳輸;數據流的接收;
4.對數據進行解碼、播放。
因此,如果采用單線程工作方式,發送和接收播放就不能同時進行。采用系統的搶先式多線程任務機制,采用線程這個最小執行體作為CPC分配時間的實體,同時運行多個線程,并且按線程的優先級別調度多個線程。這樣在發送方“取流”和“傳輸”共享與同一內存區域,采用多個線程同時進行“取流”和“傳輸”等幾個過程,提高了CPC的利用率,保證了系統的實時性。接收方“接收”和“播放”同時進行,保證了畫面的連續性。
四、遠程監控系統的應用
在監控領域中、數字化和網絡化是一種趨勢,可廠泛應用在電信、電力、交通、銀行等領域。利用各種數據通信網絡如:DDN、ISDN、E1、xDSL,把經過數字化壓縮、編碼的視頻、音頻、報警感應數據傳輸置監控中心,中心的計算機對各種數據進行解壓縮、解編碼同時回放視頻、音頻,對報警事件進行告警處理。
隨著TCP/IP技術與視頻編碼技術各個領域都得到發展和應用,基于IP技術與圖像編碼技術的視頻監控系統必將電信、電力、交通、銀行等領域的安全及生產監控上得到更廣泛的應用,超媒體的綜合自動化系統在不久的將來將會成為主流。在現今的社會,數字視頻遠程監控系統的發展也將標志著一個國家、一個產業的進步程度,它的發展對世界工業的發展進程來說起著舉足輕重的作用。
參考文獻:
[1]劉富強、錢建生等,多媒體圖象技術及應用[M].北京:人民郵電出版社,2000,88-90.
數字技術與應用范文第3篇
關鍵詞：數字通信；技術原理；應用
通信產業是國民經濟結構的重要組成部分，滲透在各行各業中，沒有通信技術的服務，各行業的正常運行和發展都會受到嚴重制約，可以說，不管是人們的日常生活還是工作生產都已經離不開通信技術，一旦出現特殊的社會環境，迫使人們不得不減少外出而需要在室內完成工作或者學習，這時候就需要強大的通信網絡來支撐，所以通信技術的發展顯得至關重要，隨著社會的進步，對通信技術也不斷提出更高的要求，只有滿足這些需求，通信產業才能更好的生存和發展。當前，我們早已邁進了數字通信時代，所以對數字通信技術進行分析，展望其未來的發展具有重要的現實意義。
1數字通信技術的原理
數字通信系統模型如圖1，數字通信就是利用數字信號進行信息的傳遞，所謂數字信號，在電子電路中是采用二值邏輯中的1和0來進行信息的表示，用多位二值數碼的組合表示不同的信息。而在現實中，大多數信息都是模擬信號的形式，可以通過模數轉換將其轉換為數字信號，然后就可以在數字信道中進行信息的傳遞。為了保證信息傳輸的可靠性和保密性，以及為了提高信道的利用率，在傳輸之前通過對數字信號采用不同的編碼方式，能夠大大提高抗干擾能力，降低外界或者系統自身噪聲的干擾。再利用調制器對信號進行調制，調制之后的信號頻譜得到擴展，更適合在信道中傳輸，充分利用信道，提高傳輸性能。同時，在數字信號系統中，同步也是非常重要的環節，如果時鐘同步或者幀同步不準確，也會直接導致信息出錯。信號通過有線或者無線信道傳輸到接收端后，再經過解調、譯碼后可恢復信息。在數字通信系統中極其重要的技術還包括程控交換，在最初的電話交換機的基礎上逐步發展為數字程控交換機，利用存儲著交換控制程序的計算機來控制信息的接駁，信息的類型從最初單一的語音發展為多種形式的數據信息，程控交換機的使用使得通信系統的維護管理更加便捷可靠，增強了靈活性，功能更全面，在一定程度上，通過對軟件的控制來增強硬件的功能擴展，從而更好的提供通信服務。
2數字通信技術的優點和缺點
2.1數字通信技術的優點
（1）數字通信技術具有很好的抗干擾性能。信息在通過信道傳輸的過程中，不可避免的會受到來自外界或者自身的噪聲干擾，但是數字信號不同于模擬信號，數字信號本身是離散的信號，通常采用二值邏輯來表示，實際應用中可以用脈沖的兩種不同狀態代表1和0，只要能控制噪聲信號不嚴重破壞脈沖的兩種狀態，就可以在接收端被識別，在這一點上，模擬信號是不能夠相比的，噪聲對模擬信號的影響是很明顯的，很容易使信號失真，所以相對來說數字通信技術的抗干擾能力強于模擬通信技術。（2）數字通信技術有較好的保密性能。用數字信號進行信息的表示、存儲和傳輸，更便于對信息加密，可以將數字信息進行各種運算處理，對其進行偽裝，常用的方法就是采用密鑰技術，一般密鑰很難被外界破解，從而保證了通信信息的保密性。（3）數字通信技術能實現遠距離的高質量信號傳輸。信號在傳輸過程中，距離越長，損耗越大，那么就必須對信號進行放大，但是同時也會放大噪聲，甚至噪聲可能會覆蓋有用信號。在采用數字通信后，由于數字信號的波形在失真后可以通過整形電路恢復原有的信息，利用再生中繼器可以大大增加傳輸距離，同時又保證了信號的不失真性。（4）數字通信技術支持多種形式信息傳輸。隨著計算機、多媒體技術的發展，人們對信息的需求呈現多樣性，但是不論何種形式的信息，都可以轉換成數字信號，所以數字通信技術的普及也促進了綜合業務數字網的形成。（5）數字通信系統普遍采用大規模集成電路，具有體積小、重量輕、耗電低、后期維護方便等等優勢。另外隨著光纖技術的發展，現代通信大量使用光纖作為傳輸媒介，大大節省了成本，提高了傳輸速度，加強了信息的保密性。
2.2數字通信技術的缺點
（1）數字通信技術對頻帶的利用率較低。相對于模擬通信，同樣的電話業務，數字通信占用的帶寬遠高于模擬通信，當傳輸帶寬有限的時候，就會影響頻帶利用率。（2）數字通信系統的設備更加復雜、繁瑣。為了實現通信質量的提高，就要增加信號處理的復雜程度，相應的，通信設備的功能更多也就更加復雜。雖然數字通信技術存在一些缺點，但是隨著寬帶信道的采用、窄帶調制技術和微電子技術的發展，這些缺點已經被弱化，數字通信必然會取代模擬通信，成為占主導地位的通信技術。
數字技術與應用范文第4篇
關鍵詞：數字動漫，教學輔助
受眾通過數字動漫技術影片帶來的感官享受潛移默化的受影片內容影響，輕松地將影片中呈現的知識、思想、觀念植入了自身認知系統，比起獲取傳統乏味的書面表達信息，受眾更青睞于通過數字化影視媒體直觀感受獲得信息，將這種娛樂方式應用于教學形式中，進而讓學習變得更加輕松，理解變得更加容易，記憶變得更加深刻，對知識信息的傳播速度和傳播范圍也都有積極影響。因此，將數字動漫技術與教學內容結合，將教學內容通過數字媒體技術予以展現進行輔助教學，通過學習者對數字媒體的鮮活形式接收知識，從動態教學影片的展示形式中輕松獲取知識，改變學習者認為學習枯燥、排斥學習的心理，進而既提高了學習質量，又是教學手段發展變革的必然趨勢。
動漫技術作為數字技術中的重要部分，也是國家目前大力扶植、推動發展的重點技術對象，它不僅具有風格活潑、易被大眾接受的信息傳達特點，而且作為一種視覺傳達藝術，還具有靈活性強和審美價值高的特點。鑒于動漫的這些特點可以有效彌補傳統教學形式生硬、枯燥、乏味的不足，因此近年來，國內外已經出現少數兒童教學機構將教材編成動畫影片，吸納動漫中的各種趣味形式。例如美國以數字動漫技術開發的幼教節目庫《愛冒險的朵拉》、日本的喬虎動漫教育集團的幼教動畫《喬虎》等，這說明以數字動漫技術為手段輔助教學的形式已經逐漸在全球范圍內被人們所追捧。國內在此方面的探索亦有，但因為規模太小和人才缺乏，動畫的制作技術和理念還不夠成熟，處于數字動漫技術的教學輔助初級探索階段，如《藍貓淘氣三千問》等，該兒童教學動畫系列局限于商業上的品牌形象塑造，使其沒有直接投入教育系統的條件，不能充分發揮動漫技術在教學輔助中的巨大價值。目前，我國不斷在動漫教學、動漫技術、動漫理論上做出創新和努力，未來若干年，我國動漫的發展必將有一個質的飛躍，這也要求其他產業帶動動漫產業，動漫產業推進其他產業，實現產業融合，相互進步。將動漫技術應用于教學輔助，不僅是人才培養機制的創新，也是動漫產業發展的機遇。
由此可見，研究探尋一種數字動漫技術結合教學內容的具體轉化機制，分析數字化媒體動畫技術的特點，結合動漫技術生動活潑的優勢，以數字動漫技術對教學的輔助改變當今教學手段和教學形式古板、生硬的現狀，進而完善教育機制，這不僅是我國提高教學質量、豐富教學內容、改善教學結構的必然要求，同時，更是實踐我國科教興國，促進國家教育“十二五”規劃建設的積極探索。
一、數字動漫技術應用于教學輔助中的研究現狀
1.國內現狀
從學術角度研究現狀來看，一是關于數字動漫技術動畫影片對人們認知的影響。這方面主要研究了當前市場上的動漫短片對兒童心理、道德認知、行為規范、知識構建等的影響。如有的研究概括和歸納了動畫片的內容設計對兒童心理的影響極其深遠，認為積極的動畫內容結合動畫生動的傳授特點對兒童正確價值觀的形成有相當重要的促進作用（魯光楠，2012）；二是關于新的教學形式的開發。如有研究者指出，不同教學形式對教學質量的高低水平有直接影響作用，將開發創新教學形式作為研究對象，探討我國課堂教學現狀的有效性、合理性，進而分析當前傳統教學形式中存在的問題（齊嘉妍，2012）。國內將數字動漫技術結合于教學內容的研究不多，還沒有更多人意識到這樣一種生動靈活的新型教學模式能給教育范圍的擴展和教學效率的提高帶來不可估量的推動作用。從知網檢索來看，關于教學形式創新的研究主題有很多，但絕大多數停留在理論創新層面，并且只是片面的針對某一學科或專業，關于把教學內容植入數字動漫技術教學輔助手段應用于教學系統的研究卻寥寥無幾，幾近沒有。如此具有價值的一種新型教學方式就猶如一個聚寶盆，卻鮮有人開發和挖掘，一旦這種數字動漫技術教學輔助模式發展并完善成為一種范式，很可能影響未來的教學機制，同時也帶動了數字動漫技術行業的發展。
2.國外現狀
從學術角度研究現狀來看，國外關于數字動漫技術與教學內容相結合的研究同樣不多，已有相關學術研究一是集中于動畫片對兒童發展的影響，如有研究者認為動畫片能激勵孩子編故事，去幻想，對豐富想象力有一定幫助（美國學者戴維?劉易斯）。還有美國的教育心理學家波斯納總結出動畫對孩子的語言發展、智力發展、行為習慣形成、心理素質提高等方面都有重要影響，家長要選擇適宜的動畫片去幫助正確引導孩子，規避動畫片對孩子健康成長的不良影響，以促進孩子的健康教育；二是關于多樣化教學方法豐富教學形式的研究。有研究者認為創新教學手段，改進教學方法，運用現代化媒體技術是創新教學的重要途徑，如日本有少數兒童教學集團利用直觀教材和媒體教學設備營造真實的感受氛圍進行教學，增強視聽效果，從而優化課堂教學，這是教學形式創新有效實踐的嘗試（姚艷梅，2007）。正因為數字動漫技術影片對人的影響之大，把教學內容結合于媒體技術影片形式中，如此一來正確價值理念、科學文化知識甚至對語言文字的學習都能更容易的被學習者所欣然接受，并且深刻記憶。
二、數字動漫技術在教學輔助中的應用發展趨勢
傳統教學主要倚重語言和文字教學形式以及簡單圖文的教學材料，使學生在相對生硬的學習氣氛中難以更有效地吸收和接納知識和信息，通過數字動漫技術的教學輔助來實現動漫化教學材料應用于學校教育、家庭教育及社會教育中，彌補了傳統教學形式上缺乏生趣活潑的不足，使學習者能更輕松、快樂、深刻地接受和記憶新的知識。
隨著教育教學的深化改革及“十二五”規劃對教育形式的創新要求，建立更完善和豐富的數字動漫技術教學輔助機制是勢在必行。數字化媒體動漫技術的開發運用是現代科學技術和藝術設計文化的最新成就，是數字化時展的必然趨勢，它改變著人們傳統的學習方式和娛樂方式，已經廣泛應用到社會生活的各個方面。數字動漫技術與教學內容結合的教學輔助模式具有極其重要應用價值，它也正逐漸受到更多研究人員的關注，成為值得深挖和探究的主題。
結語
研究將靜態教學素材向動態形式轉化的教學創新策略，將各類文化知識、道德標準以及故事傳記等從靜態教材轉化為動畫系列，析出更適應與我國數字動漫技術互動的結合點，探尋其具體的實現方式，構建生動活潑的數字動漫技術教學輔助模型，深入研究多種數字動漫技術表現形式的優點和受眾心理，完善數字動漫技術教學輔助的內容和方式，提高教學質量。
使用數字化媒體動漫技術應用于教育教學中，使教學手段與時俱進，是動漫技術應用于新領域的嘗試。用數字動漫技術動態影片取代靜態教材，更是創新我國教育模式、教學機制跨出的一大步。（作者單位：湖南師范大學美術學院）
參考文獻
數字技術與應用范文第5篇
關鍵詞：基本概況及簡要發展 ，常用方法， 實際應用 ，未來發展
Abstract: the digital image processing is to point to will image signal converted into digital signals and use the computer to the treatment of the process. Image processing first appeared in the 1950 s, when the electronic computer has developed to a certain level, people began to use computers to graphics processing and image information. Digital image processing as a subject about formed in the early 1960 s. The purpose of the early image processing is to improve the quality of the image, it with artificial object, to improve the visual result of the person for the purpose. The image processing, the input is the image quality is low, the output is to improve the quality of the images, common image processing method has image enhancement, recovery, coding, compression, etc. Nowadays, digital image processing is and the various aspects of society closely linked, inseparable. Let us know the digital image processing technology.
Keywords: basic situation and brief development, commonly used method, the practical application, the future development
中圖分類號：TU74文獻標識碼：A 文章編號：
一、數字圖像處理的基本概況及簡要發展
數字圖像處理，即Digital Image Processing，是通過計算機對圖像進行去除噪聲、增強、復原、分割、提取特征等處理的方法和技術。數字圖像處理的產生和迅速發展主要受三個因素的影響：一是計算機的發展；二是數學的發展（特別是離散數學理論的創立和完善）；三是廣泛的農牧業、林業、環境、軍事、工業和醫學等方面的應用需求的增長。20世紀20年代，圖像處理首次應用于改善倫敦和紐約之間海底電纜發送的圖片質量。到20世紀50年代，數字計算機發展到一定的水平后，數字圖像處理才真正引起人們的興趣。1964年美國噴氣推進實驗室用計算機對“徘徊者七號”太空船發回的大批月球照片進行處理，收到明顯的效果。20世紀60年代末，數字圖像處理具備了比較完整的體系,形成了一門新興的學科。20世紀70年代，數字圖像處理技術得到迅猛的發展，理論和方法進一步完善，應用范圍更加廣泛。在這一時期，圖像處理主要和模式識別及圖像理解系統的研究相聯系，如文字識別、醫學圖像處理、遙感圖像的處理等。20世紀70年代后期到現在，各個應用領域對數字圖像處理提出越來越高的要求，促進了這門學科向更高級的方向發展。特別是在景物理解和計算機視覺（即機器視覺）方面，圖像處理已由二維處理發展到三維理解或解釋。近年來，隨著計算機和其它各有關領域的迅速發展，例如在圖像表現、科學計算可視化、多媒體計算技術等方面的發展，數字圖像處理已從一個專門的研究領域變成了科學研究和人機界面中的一種普遍應用的工具。圖像處理工具箱提供一套全方位的參照標準算法和圖形工具，用于進行圖像處理、分析、可視化和算法開發。可用其對有噪圖像或退化圖像進行去噪或還原、增強圖像以獲得更高清晰度、提取特征、分析形狀和紋理以及對兩個圖像進行匹配。工具箱中大部分函數均以開放式MATLAB語言編寫。這意味著可以檢查算法、修改源代碼和創建自定義函數。圖像處理工具箱在生物測定學、遙感、監控、基因表達、顯微鏡技術、半導體測試、圖像傳感器設計、顏色科學及材料科學等領域為工程師和科學家提供支持。它也促進了圖像處理技術的教學。
二、數字圖像處理常用方法1、圖像變換：由于圖像陣列很大，直接在空間域中進行處理，涉及計算量很大。因此，往往采用各種圖像變換的方法，如傅立葉變換、沃爾什變換、離散余弦變換等間接處理技術，將空間域的處理轉換為變換域處理，不僅可減少計算量，而且可獲得更有效的處理（如傅立葉變換可在頻域中進行數字濾波處理）。目前新興研究的小波變換在時域和頻域中都具有良好的局部化特性，它在圖像處理中也有著廣泛而有效的應用。2、圖像編碼壓縮：圖像編碼壓縮技術可減少描述圖像的數據量（即比特數），以便節省圖像傳輸、處理時間和減少所占用的存儲器容量。壓縮可以在不失真的前提下獲得，也可以在允許的失真條件下進行。編碼是壓縮技術中最重要的方法，它在圖像處理技術中是發展最早且比較成熟的技術。3、圖像增強和復原：圖像增強和復原的目的是為了提高圖像的質量，如去除噪聲，提高圖像的清晰度等。圖像增強不考慮圖像降質的原因，突出圖像中所感興趣的部分。如強化圖像高頻分量，可使圖像中物體輪廓清晰，細節明顯；如強化低頻分量可減少圖像中噪聲影響。圖像復原要求對圖像降質的原因有一定的了解，一般講應根據降質過程建立“降質模型”，再采用某種濾波方法，恢復或重建原來的圖像。4、圖像分割：圖像分割是數字圖像處理中的關鍵技術之一。圖像分割是將圖像中有意義的特征部分提取出來，其有意義的特征有圖像中的邊緣、區域等，這是進一步進行圖像識別、分析和理解的基礎。雖然目前已研究出不少邊緣提取、區域分割的方法，但還沒有一種普遍適用于各種圖像的有效方法。因此，對圖像分割的研究還在不斷深入之中，是目前圖像處理中研究的熱點之一。5、圖像描述：圖像描述是圖像識別和理解的必要前提。作為最簡單的二值圖像可采用其幾何特性描述物體的特性，一般圖像的描述方法采用二維形狀描述，它有邊界描述和區域描述兩類方法。對于特殊的紋理圖像可采用二維紋理特征描述。隨著圖像處理研究的深入發展，已經開始進行三維物體描述的研究，提出了體積描述、表面描述、廣義圓柱體描述等方法。
圖像分類（識別）：圖像分類（識別）屬于模式識別的范疇，其主要內容是圖像經過某些預處理（增強、復原、壓縮）后，進行圖像分割和特征提取，從而進行判決分類。圖像分類常采用經典的模式識別方法，有統計模式分類和句法（結構）模式分類，近年來新發展起來的模糊模式識別和人工神經網絡模式分類在圖像識別中也越來越受到重視。
三、數字圖像處理在生活中的實際應用
圖像是人類獲取和交換信息的主要來源，因此，圖像處理的應用領域必然涉及到人類生活和工作的方方面面。隨著人類活動范圍的不斷擴大，圖像處理的應用領域也將隨之不斷擴大。
1、航天和航空技術方面的應用數字圖像處理技術在航天和航空技術方面的應用，除了上面介紹的JPL對月球、火星照片的處理之外，另一方面的應用是在飛機遙感和衛星遙感技術中。許多國家每天派出很多偵察飛機對地球上有興趣的地區進行大量的空中攝影。對由此得來的照片進行處理分析，以前需要雇用幾千人，而現在改用配備有高級計算機的圖像處理系統來判讀分析，既節省人力，又加快了速度，還可以從照片中提取人工所不能發現的大量有用情報。這些圖像無論是在成像、存儲、傳輸過程中，還是在判讀分析中，都必須采用很多數字圖像處理方法。現在世界各國都在利用陸地衛星所獲取的圖像進行資源調查（如森林調查、海洋泥沙和漁業調查、水資源調查等），災害檢測（如病蟲害檢測、水火檢測、環境污染檢測等），資源勘察（如石油勘查、礦產量探測、大型工程地理位置勘探分析等），農業規劃（如土壤營養、水份和農作物生長、產量的估算等），城市規劃（如地質結構、水源及環境分析等）。我國也陸續開展了以上諸方面的一些實際應用，并獲得了良好的效果。在氣象預報和對太空其它星球研究方面，數字圖像處理技術也發揮了相當大的作用。
2、生物醫學工程方面的應用數字圖像處理在生物醫學工程方面的應用十分廣泛，而且很有成效。除了上面介紹的CT技術之外，還有一類是對醫用顯微圖像的處理分析，如紅細胞、白細胞分類，染色體分析，癌細胞識別等。此外，在X光肺部圖像增晰、超聲波圖像處理、心電圖分析、立體定向放射治療等醫學診斷方面都廣泛地應用圖像處理技術。
3、通信工程方面的應用當前通信的主要發展方向是聲音、文字、圖像和數據結合的多媒體通信。具體地講是將電話、電視和計算機以三網合一的方式在數字通信網上傳輸。其中以圖像通信最為復雜和困難，因圖像的數據量十分巨大，如傳送彩色電視信號的速率達100Mbit/s以上。要將這樣高速率的數據實時傳送出去，必須采用編碼技術來壓縮信息的比特量。在一定意義上講，編碼壓縮是這些技術成敗的關鍵。除了已應用較廣泛的熵編碼、DPCM編碼、變換編碼外，目前國內外正在大力開發研究新的編碼方法，如分行編碼、自適應網絡編碼、小波變換圖像壓縮編碼等。
4、工業和工程方面的應用在工業和工程領域中圖像處理技術有著廣泛的應用，如自動裝配線中檢測零件的質量、并對零件進行分類，印刷電路板疵病檢查，彈性力學照片的應力分析，流體力學圖片的阻力和升力分析，郵政信件的自動分揀，在一些有毒、放射性環境內識別工件及物體的形狀和排列狀態，先進的設計和制造技術中采用工業視覺等等。其中值得一提的是研制具備視覺、聽覺和觸覺功能的智能機器人，將會給工農業生產帶來新的激勵，目前已在工業生產中的噴漆、焊接、裝配中得到有效的利用。
5、軍事公安方面的應用在軍事方面圖像處理和識別主要用于導彈的精確末制導，各種偵察照片的判讀，具有圖像傳輸、存儲和顯示的軍事自動化指揮系統，飛機、坦克和軍艦模擬訓練系統等；公安業務圖片的判讀分析，指紋識別，人臉鑒別，不完整圖片的復原，以及交通監控、事故分析等。目前已投入運行的高速公路不停車自動收費系統中的車輛和車牌的自動識別都是圖像處理技術成功應用的例子。
6、文化藝術方面的應用目前這類應用有電視畫面的數字編輯，動畫的制作，電子圖像游戲，紡織工藝品設計，服裝設計與制作，發型設計，文物資料照片的復制和修復，運動員動作分析和評分等等，現在已逐漸形成一門新的藝術--計算機美術。
7、機器人視覺:機器視覺作為智能機器人的重要感覺器官,主要進行三維景物理解和識別,是目前處于研究之中的開放課題。機器視覺主要用于軍事偵察、危險環境的自主機器人,郵政、醫院和家庭服務的智能機器人,裝配線工件識別、定位,太空機器人的自動操作等。
8、視頻和多媒體系統:目前,電視制作系統廣泛使用的圖像處理、變換、合成,多媒體系統中靜止圖像和動態圖像的采集、壓縮、處理、存貯和傳輸等。
9、科學可視化:圖像處理和圖形學緊密結合,形成了科學研究各個領域新型的研究工具。
10、電子商務:在當前呼聲甚高的電子商務中,圖像處理技術也大有可為,如身份認證、產品防偽、水印技術等。
四、數字圖像處理未來發展
自20世紀60年代第三代數字計算機問世以后，數字圖像處理技術出現了空前的發展，在該領域中需要進一步研究的問題主要有如下五個方面：1、在進一步提高精度的同時著重解決處理速度問題；
2、加強軟件研究，開發新的處理方法，特別要注意移植和借鑒其他學科的技術和研究成果，創造新的處理方法；
3、加強邊緣學科的研究工作，促進圖像處理技術的發展；
4、加強理論研究，逐步形成處理科學自身的理論體系；
5、時刻注意圖像處理領域的標準化問題。
五、直方圖規定化原理和算法
在直方圖規定化的過程中, 正確地選擇規定化的函數有可能獲得比直方圖均衡化更好的效果, 一般分為三個步驟:
（1）如同均衡化方法中，對原始圖的直方圖進行灰度均衡化：
………………………………………（1）
（2）規定需要的直方圖，并計算能使規定的直方圖均衡化的變換：
…………………………………………（2）
（3）將第1個步驟得到的變換反轉過來，即將原始直方圖對應映射到規定的直方圖，也就是將所有的對應到去。因為在映射過程中有取整誤差的影響, 所以采用什么樣的映射規則在離散空間中很重要。常用的兩種方法為單映射規則( single mapping law, SML) 和組映射規則(group mapping law,GML)。
單映射規則( single mapping law, SML) : 是從小到大依次找到能使式（3）最小的k和l,
………………………………………………（3）
然后將對應到去, 由于這里每個是分別對應過的, 故這種方法簡單直觀, 但有時會有較大的取整誤。
組映射規則(group mapping law, GML): 設有一個整數函數，, 滿足: , 確定使式（4）達到最小的。
………………………………………………（4）
這時, 如果, 則將其從到的都對應到去;如果, 則將其從 到都對應到去[5]。
我們采用MATLAB進行仿真運算，具體實現的MATLAB算法的流程圖為：
圖1SML算法流程圖圖2GML算法流程圖
六、 仿真效果對比
設有一幅64×64，8比特灰度圖像，其直方圖見圖3所示，圖4為希望變換得到的規定直方圖。我們采用MATLAB進行仿真，按照單映射（SML）和組映射(GML)規則分別進行計算，可以得到在這兩種映射規則下的直方圖分布，仿真運算結果見圖5圖6所示。
圖3 原始直方圖 圖4 規定直方圖
圖5 SML規定化后的直方圖 圖6 GML規定化后的直方圖
七、 結論
對比圖5和圖6表明，本文實現的GML算法可以改進在以往的直方圖規定化算法中出現的規定化后的圖像的灰度級不能與規定直方圖的灰度級相似的問題。同時我們可以看出，SML映射規則是一種有偏的映射規則，因為一些對應灰度級被有偏的映射到接近計算開始的灰度級，而GML映射規則是統計無偏的。
量化的比較可借助映射產生的誤差來進行，這個誤差可用對應映射間數值的差值（取絕對值）的和來表示，和的數值越小，映射效果越好。以圖5圖6 的數據為例，對單映射來說，這個和為：；而對組映射來說，這個和為：。組映射所產生的誤差小于單映射所產生的誤差。
八、 參考文獻
[1] 岡薩雷斯.數字圖像處理（MATLAB版）.北京：電子工業出版社.2004：58-64
[2] 章毓晉. 圖像工程(上冊) : 圖像處理[M]. 北京: 清華大學出版社,2006.90-97
[3] Zhang Y J.1992.Improving the accuracy of direct histogram specification. IEEE Electronics Letters,28(3):213-214
