农业病虫害图像远程传输系统的研究与设计

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论文编号中国农从匕科学院硕士学位论文农业病虫害图像远程传输系统的研究与设计一硕士研究生项颖指导教师王文生研究员申请学位类别管理学硕士专业管理科学与工程研究方向信息管理与信息系统培养单位农业信息研究所提交日期年月 论文编号中国农从匕科学院硕士学位论文农业病虫害图像远程传输系统的研究与设计·硕士研究生项颖指导教师王文生研究员申请学位类别管理学硕士专业管理科学与工程研究方向信息管理与信息系统培养单位农业信息研究所提交日期年月 NO.ChineseAcademyofAgriculturalSciencesMasterDissertationeesnandResearehofAgriculturalPlantDiseasesThDig·andInsectPestsImageLong 独创性声明本人声明所旱交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发,农或撰写过的研究成果也不包含为获得中农业科学院或其它教育机构的学位或衍阵。一而使用过的材料与我司工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了,。明确的说明少表杯了谢意一。研究生签名时。加`、石月乙日承铱关于论文使用授权的声明本人完个了解中国农业科学院有关保留、使用学位论文的规定,即中国农业科学院有权保留送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同意中国农业科学院可以用不同方式在不同媒体卜发表、传播学位论文的全部或部分内容。保密的学位论文在解密后应遵守此协议。口论文作者签名灰掀时、石年乙月石。时间二年月日导师签名,分石了乙抓 硕士学位论文评阅人、答辩委员名单论文题目农业病虫害图像远程传输系统的研究与设计论文作者项颖专业管理科学与工程研究方向信息管理与信息系统指导教师王文生培养单位研究所农业信息研究所姓名职称硕博导师单位专业评薛领副教授硕导北京大学信息技术阅政府管理学院刘继芳研究员硕导农业科学院办公室信息技术人答辩王英杰研究员硕导中国科学院地理所信息技术主席答尹岭教授博导解放军总医院信息服务委卢兵友研究员硕导科技部农村中心地理资源刘继芳研究员硕导农业科学院办公室信息技术辩刘世洪研究员硕导农业信息研究所计算机员王怀惠研究员硕导农业信息研究所信息技术会议记录秘书丛慧芳论文答辩时间地点时间年月日下午地点主楼会议室 摘要,,利用信息和通信技术建立农业病虫害图像远程传输系统是解决我国农民科技文化素质低,需要农作物病虫害专家进行现场生产指导而专家受地域和人数的制约不可能到田间这一问题的有效途径和方法。目前,由于有线通信电缆无法覆盖绝大部分农田,只能采用无线广域网技术对,、、,大田图像进行传输而无线通信网络的缺点是带宽窄易抖动传输效率低不利于传输大数据量。通常情况下,病虫害图像原始位图文件体积较大,而基于传统压缩标准的图像文件虽然数据,,,传输量较小但无法保证图像的质量和精度因此当前如何解决无线窄带下图像传输效率和质量问题成为建立农业病虫害图像远程传输系统的关键问题之一。,,针对这个问题论文在分析了国内外图像传输系统研究与应用现状的基础上深入探讨图像,,传输系统的概念和相关理论设计了针对病虫害图像数据的传输框架体系采用高效的静态图像,,压缩标准对病虫害图像进行数据压缩在节省网络带宽的同时提高了数据的传输效率和传输质量。论文研究内容主要包括农业病虫害图像远程传输系统的意义、内容及方法研究农业病虫害图像远程传输系统的系统分析、功能、结构研究和设计农业病虫害图像远程传输系统中静态图像压缩、无线广域网数据传输、拥塞管理机制、图像传输系统架构等关键技术的。,,,研究经测试表明系统采用的汉压缩算法在基本保持图像质量不变的情况下于农,业病虫害图像传输原型系统上实现了的图像压缩比率有效地解决了无线窄带下的图像传输质量和效率问题。、。论文由七个部分组成首先介绍了农业病虫害图像远程传输系统的研究背景意义及方法第二章描述了图像远程传输系统的发展历史和现状。第三章对远程图像传输系统的关键技术进行介绍。第四章针对用户需求和现状进行分析。第五章根据分析进行结构设计和功能阐述。第六章对方案关键部分进行实现和测试。最后对全文进行总结和展望。,,,,关键词病虫害图像远程传输无线网络刃图像压缩 Abstr8CtUsinginofrmationandeornrnunieatingteehnologyestablishagrieuluterPlantdiseasenadinsect一Pestsimagelong,一,认叭而,而,,而,而,而叮。而,而,而,而,一而,一而,认钱而,,而一而,而,一而一而一而叭币,一而,,,子`护 目录第一章绪论……引言·····……研究背景··············……研究意义、内容和思路……研究意义……研究内容……研究思路……研究开发路线……第二章图像远程传输系统……基本概念·······……图像的定义……图像的分辨率……图像的格式……图像传输系统发展历史……图像传输系统发展现状……图像传输系统的应用领域和发展方向……图像传输系统组成和功能……第三章图像压缩及传输标准相关技术……图像压缩的必要性……静态图像压缩标准……静态图像压缩标准……静态图像压缩标准……图像传输标准……传输协议……传输协议……无线通讯网络……中国移动通信网络……巧中国联通通信和中国卫星通信网络……第四章农业病虫害图像远程传输系统的分析……系统需求分析……用户分析……系统管理任务分析……系统功能分析……勺 4.2.1软件系统结构分析……图像采集功能分析……图像压缩功能分析……图像传输功能分析……系统传输保障分析……网络传输效率分析……网络传输质量分析……网络传输安全分析……第五章农业病虫害图像远程传输系统设计……系统结构设计……网络结构设计……传输系统结构设计……系统功能模块设计……客户端模块……服务器端模块……第六章农业病虫害图像远程传输系统原型实现……系统流程图……系统实现……开发工具……开发环境,…………关键程序实现……系统运行实例……图像抓取功能模块界面……图像传输功能模块界面……在线通信功能模块界面……图像显示功能模块界面……图片比较结果……第七章结论与展望……总结,…………进一步工作……参考文献……致谢……作者简,历…………人 英文缩略表英文缩写英文全称中文名称助知血应用程序接口加速图形端口凡高级流格式以活动服务器脚本语言淤位图浏览器朋及务器每秒传输字节位数码分多址数字无线技术、、砚、青色、品红色、黄色、黑色客户机朋及务器离散余弦变换改数字数据网络每英寸点数离散小波变换印封装的格式帧中继文件传输协议正凡可交换的图像文件通用无线分组业务全球手机系统即超文本传输协议国际电工委员会互联网信息服务互联网协议玩综合业务数字网玩铭国际标准化组织拌联合图像专家组卜调制解调器户 MotionPietuerPertsGoruP运动图像专家组Ex051OPenSysetmnIeteronneet开放系统互连PCIPeriPheralComPonnetInetcronnect外围组件互连PCMR】脉冲代码调制PSD叩专用文件格式公共交换电话网'﹄︸服务质量、、、、红蓝绿感兴趣区域编码同步数字系列幻软件开发工具包短消息服务带标记的图像文件格式传输控制协议用户数据报协议统一资源定位器通用串行总线视窗视频格式VSAT】刃甚小天线地球站WDM驱动程序模型WINSOCK视窗套接口研互联网 中国农业科学院硕士学位论文第一章绪论第一章绪论引言农业信息化是国民经济信息化的重要基础。大力推进农业信息化,不仅有助于加快建设现代农业、提高农业市场竞争力,有助于农民尽快掌握先进技术和市场信息、增强就业增收和维护自,、。身利益的能力而且有助于推动城乡经济社会良胜互动协调发展和共同进步推进农业信息化是加快建设现代农业的重要途径。当前,我国农业正处在由传统农业向现代,、、、农业转变的时期用信息技术对农业生产的各种要素进行数字化设计智能化控制精准化运行,,,。,科学化管理能够大幅度减少农业消耗降低生产成本提高产业效益同时通过现代信息技,,,术的运用和信息引导可以促进农业科技水平的提高促进农业产业结构优化升级促进农业基,,、础设施和发展环境的改善促进农业增长方式转变和竞争力增强促进农业全面协调和可持续发展。,“作为承担国家农业网络信息化主要任务的农科院网络信息中心在响应加快农业信息化平”“”,台建设的国家号召及建设农业科研国家队的院自主创新行动倡议下承揽了大量的国家级。“”,课题其中颇具中国特色的农业病虫害远程诊断平台是国家课题其目的是建立农业病,,虫害远程诊断平台模式使得农民足不出户便可得到远程科技专家诊断指导的便利实现网络化农业病虫害远程诊断。,农业病虫害图像远程传输系统是农业病虫害远程诊断平台的网络基础通过构建基于互联网,,的农业病虫害图像远程传输系统实现跨地域病虫害图像的远程传输形成农业病虫害图像远程,。传输体系从而为农业病虫害远程诊断平台与农业专家系统的建设奠定坚实的基础研究背景我国是一个自然灾害、尤其是农作物病虫灾害频繁发生的农业大国,农作物病虫灾害种类多、、,。频度高危害大是农业增产和农产品质量提高的重要制约因素,,随着全球气候变暖和生态气候条件的变化我国农作物灾害程度呈逐年加重趋势由于生态失衡、外来物种入侵、大面积单一种植等因素,我国每年都有重大的病、虫、草、鼠灾害爆发或,、、,流行造成每年损失粮食数达数十亿公斤棉花数达一万担木材数达千万立方米加上,,。其它经济作物的损失全国每年在农业经济上的损失总计达百亿元王克如,,另一方面我国农民的科技文化素质普遍偏低急需拥有农作物病虫害诊断知识的专家进行,。生产指导而专家受地域和人数的制约不可能有精力和时间下到田间为广大农民进行一线指导故此设计并构建符合我国国情的农业病虫害图像远程传输系统不仅有效地整合了人力物力资源, 中国农业科学院硕士学位论文第一章绪论里目目典目口口国国旦典里里里里里里里里口巴里里里里典里典里里目里里里里里里里里旦里里目目而且大大提高了我国在农业病虫害防治和诊断方面的信息化程度。,,,一直以来人们在企盼实现远程图像通信但是由于图像所含信息量远超过语音的信息量其所需传输带宽也大大超过语音传输的带宽。随着图像压缩技术的不断发展,传统的图像信号在,,经过图像压缩编码处理后其所需网络传输带宽大为降低这使得图像数据得以在一般的通信网络系统中进行传输。目前主流的图像传输系统如会议电视、可视电话等,其结构复杂,价格亦不,,。,菲且需要较高的传输带宽在网络和无线网络中尚难推广使用在实际应用中很多使,,用场合并不一定需要实时图像传输能在秒数量级内传输静止图像便已符合要求例如无人值守场所、事故现场、大田现场等等,在这些场合需要轻巧灵活、使用方便、成本低、可利用电话线或无线网络传输图像的应用系统。,,鉴于此背景为了让广大农民在灾害发生后能及时了解并控制灾情需结合现有的网络信息,,、与图像技术构建农业病虫害图像远程传输系统提供一种远程专家无需步入田间便可及时有效地为农民进行生产和防治的指导方式。这对于降低我国病虫害发生频率、提高作物持续生产能力、保证我国粮食安全、普及农业科技信息化具有实践意义。研究意义、内容和思路研究意义建设图像远程传输系统是实践农村信息化的要求,,。二十一世纪我们正处于信息经济时代信息对于国民经济发展的重要性是不言而喻的对,,,我国传统农业进行信息化改造提高农业生产效率适应未来市场经济和全球经济一体化的需求,。是促进国民经济发展的一项重要举措也是现代农业发展的重要标志加快农业信息化建设是实现农业现代化、产业化、规模化的重要手段,对解决现阶段农民增收缓慢问题有多方面积极的作用。,,在信息与科技高度发展的今天如果能够利用信息和网络的优势搭建一个数据远程传输平,,,台使广大农民能够充分共享科技与信息优势实现农业现代化这不仅能够使农民能迅速投入,,。到信息化发展的大潮中而且能够有效整合人力物力资源解决农业专家需求相对匾乏的现状,,这样既可以为我国传统农业注入新的技术活力而且可以使我国的传统农业得到迅速发展最终农业科技落后面貌得以基本改观。图像远程传输系统的设计是实现远程诊断技术的基础,远程诊断技术是信息技术和网络技术发展的产物是当前各个领域解决用户信息匾乏矛盾的主要技术和方法。远程诊断主要是通过音视频图像的共享把分布于全国各地的用户和专家系统互,、、、。连起来实现了实时反应知识共享协同工作远程监控及诊断的功能随着互联网技术的迅,。速发展使得基于图像远程传输系统的农业远程诊断实现成为可能,其中远程诊断技术是指把现场采集的需要诊断的问题以文本或多媒体形式发送到远程服务 中国农业科学院硕士学位论文第一章绪论,,、。器端然后依据获取的信息进行分类入库专家实时诊断或者其他相应的处理图像质量的好,。坏直接决定着远程诊断的结果采集和传输高质量的图像是实现远程诊断技术的基础,研究内容,,本文结合当前农业科技现状对比分析己有的图像远程传输系统建设技术提出了适合我国,,农业实情的农业病虫害图像远程传输系统的设计方案并进行系统研究和设计构建了具有一定可行性的农业病虫害图像远程传输系统模型。本文研究内容包含以下几个方面提出图像、图像传输系统等相关基本概念并予以理论分析阐析农业病虫害图像远程传输系统的实际应用与发展趋势研究农业病虫害图像远程传输系统的基本组成结构与功能模块设计分析并研究农业病虫害图像远程传输系统所涉及的图像压缩、数据传输、拥塞管理、应用架构等关键技术,,利用无线传输网络技术与语音技术定义农业病虫害图像传输系统的网络系统架构并实现用户间的信息互动交流。研究思路,,、本文通过咨询有关专家查阅国内外相关文献对图像远程传输系统的历史发展和建设现,,,状进行系统分析明确本课题研究的目的和意义吸取各方面的系统开发经验设计并完成了农业病虫害图像远程传输的系统原型。,。、、在本系统中图像的传输质量是一个关键问题图像在传输过程中容易出现延时抖动失真等现象。本文通过查阅相关文献,对传统的图像远程传输系统中存在的问题进行了分析,并参,,考国际上较为先进的基于互联网的图像传输系统方面的研究经验结合我国大田实际状况提出了基于无线广域网的图像传输系统的设计思想。接着在较全面地分析图像传输中的压缩标准、传输协议、传输方式以及传输软件设计等一些关键技术的基础上,提出了提高图像传输质量的有效,。,方法并总结归纳了图像远程传输系统的主要功能最后本文根据系统主要功能的实现方法完成了系统原型设计。研究开发路线 中国农业科学院硕士学位论文第一章绪论确定研究主题、明确思路查询文献资料专家咨询基本理论研究相关理论和方法指导农业病农业病虫害图虫害图像远程像远程传输系传输系统分析统设计农业病虫害图像远程传输系统原型实现结论图一研究开发路线 中国农业科学院硕士学位论文第二章图像远程传输系统第二章图像远程传输系统基本概念图像的定义图像是指由扫描仪、摄像机等输入设备捕捉实际的画面而产生的数字图像张益贞等,。它是由像素点阵构成的位图。根据其不同特性,可分为两类向量图和点阵图又称光栅图。、、、,向量图是利用诸如〕等软件绘制而成它记录的是所绘对象的几何形状、线条粗细和色彩等,所占的存储空间很小,但它的缺点是不易制,,。作色彩丰富的图像而且绘制出来的图像不是很逼真同时也不宜在不同的软件间进行交换,,,点阵图由许多点像素组成它在保存时记录每个像素的色彩占用的空间较大其缺点是在缩放或旋转时会出现失真。图像的分辨率,。一般来说图像的显示效果是由图像的分辨率和尺寸来决定的,。图像的分辨率是指单位长度上的像素数量即直观看到的图像的清晰与模糊程度分辨率可,、、。分为多种如显示分辨率屏幕分辨率扫描仪的分辨率和打印分辨率等显示分辨率用于确定屏幕上显示图像的区域的大小。显示分辨率有最大显示分辨率和当前显示分辨率之分。最大显示分辨率是由物理参数,即显示器和显示卡决定的,而当前显示分辨率是由当前设置的参数决定的。,,图像分辨率用被显示图像的每英寸大约厘米的点数像素来表示以为单位例如表示在英寸的空间有个像素。像素的数量越多,图像的细节越清晰。但是,这意味着图像数据量的增加及数据处理时间的增长,同时,对用于数据处理的内存空间的要求会增局。图像的格式图像的格式是指计算机图像信息的存储格式。同一幅图像可以用不同的格式存储,不同格式之间所包含的图像信息、图像质量、文件大小并不完全相同。目前常用的图像存储格式有如下几种 中国农业科学院硕士学位论文第二章图像远程传输系统旦旦鱼旦旦旦旦旦旦口皿鱼旦旦旦旦旦亘皿鱼旦旦旦旦鱼里皿旦旦旦旦旦国皿鱼旦格式,,位图是一种用于认几和的图像文件存储格式它采用位映射存储除了,,,图像深度可达位真彩色可选以外不经过其他任何压缩因此文件所占用的空间很大。格式是上世纪年代美国公司所制订的图像格式。格式的特点是压缩比,,,高磁盘空间占用较少但其只能保存最大位图像深度的图像所以它最多只能用色来表现物体。格式是由联合照片专家组开发并命名的图像格式。它用有损压缩方式去除冗余的图像和彩色,。,数据因而其文件尺寸较小是一种高效率的压缩文件也是目前网络上图片最普遍的存储格式。在存档时能够将人眼无法分辨的资料删除,以节省储存空间,这些被删除的资料无法在解压时还原,所以文件并不适合放大观看,输出成印刷品时品质也会受到影响,这种类型的,。压缩文件称为有损压缩或破坏性压缩格式,,、文件是下常用的格式在刀又应用软件尚未普及时下的绘图排版,,。软体多用格式从最早的色发展至今已可达万色与格式,,和格式都包含两个部份第一部份是屏幕显示的低解析度影像方便影像处理时的,。,预览和定位而另一部份包含各分色三元色的单独资料下常被用于彩色图档的扫描它,是以的全彩模式储存而档是以的形式储存档案中包含四种颜,。色的单独资料可以直接输出四色网片格式,,文件是丫〕的专用文件可以储存为或模式更能自订颜色数目储存。档可以将不同的物件以层级分离储存,便于修改和制作各种特效。图像传输系统发展历史,,一、一图像传输己经有很长的发展历史早在年法国巴黎里昂巴黎马赛之间就试验了属,。于图像通信领域的传真通信于涌年美国贝尔实验室完成了具有实用性的照片传真试验后,年起便开通了贯穿美洲大陆的照片传真业务。之后的可视电话的实验成功,更是把世纪初的图像通信推向了发展高潮。,,。到了世纪末随着现代网络通讯技术的发展出现了摄像机摄像头等图像采集仪器随,,,着摄像机的精度越来越高对于前端设备的控制手段也越来越方便在模拟信号传输的环境下图像传输已经发展为一项较为成熟的技术。、模拟信号传输环境下传输图像主要通过在前端和主控机房之间铺设音视频传输电缆电源线 中国农业科学院硕士学位论文第二章图像远程传输系统鱼旦皿旦皿鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼口口口旦旦鱼皿鱼皿鱼亘旦旦鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼旦旦鱼鱼鱼国鱼皿皿鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼皿口鱼三鱼旦旦皿旦鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼口鱼旦旦旦皿鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼口皿口旦皿鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼亘口口里旦国旦皿鱼,及控制电缆线完成控制信号和音视频信号的传输并在主控端通过音视频矩阵进行多路信号的切,。换最终将图像显示在屏幕上,,,到了世纪初随着数字技术的飞速发展局域网和广域网的应用愈来愈广泛基于八,协议的数字传输正逐渐成为替代各种传统传输方式的手段传统的应用也逐渐被移植到数字网络,,,上从网络可视电话到网络电视从视频会议到远程教育数字图像传输技术已经渗透到了生活的各个方面。图像传输系统发展现状,,近年来随着网络技术的快速发展和网络带宽的迅速提高以分组交换及协议为主要技术基础的互联网逐渐渗透到人类生活的各个领域。同时人们对图像及视频等基于的需求日益旺盛。在当今尽力而为型的网络中,由于受到网络体系结构的制约,分配给各业务流的网络资源,。是动态改变和不可预测的对视频和图像传输不提供任何质量保障由于图像传输业务其固有的,、、。突发特性及应用场合的特殊性对带宽包丢失率端到端时延及时延抖动都有一定的要求为,。适应这种不确定的传输环境需要采取一些技术对图像传输业务提供支持以获得较好的传输质量,在无法改变现有网络体系结构的情况下通过改善图像编码技术及拥塞控制算法可以从一定程度上解决传输效率问题。另外随着高速通用的数字信号处理芯片的出现和飞速发展,以嵌入式高速浮点处理芯片为数据处理中心结合图像采集、通信控制来实现图像传输也是一种比较好的解决方案。,,美国农业数据传输系统的应用非常广泛其中农业数据获取系统是从用户观察点获得数据的它连续不断地把数据从一颗卫星传送到租用的数据终端并自动存贮。该系统提供的现实数据和信,、、、息分为若干主题能提供最新的市场价格气象图表美国农业部报告有关市场发展长短期天,。气预测以及产品信息和保险服务方案,,、日本依靠计算机为主的信息处理技术和传输技术增加农村地区的活力发展农业农村的信息化。二十世纪九十年代,日本建立了农业技术信息服务全国联机传输网络,其大型电子计算机可收集、处理、贮存和传递来自全国各地的农业技术信息。每个县都有设有分中心,借助公众电话网、专用通讯网、无线寻呼网,可迅速得到有关信息,并随时交换信息。,,目前图像远程传输系统在我国农业方面的应用基础相对比较薄弱主要实现手段是通过数,。码相机在大田实地拍摄再通过有线网络以邮件方式或文件传输方式将照片传回服务器并入库,,。这种实现方式虽然有效但传输效率较低亦缺乏与农业专家在线交流的功能另外某些系统通,,过网络将田间的农作物监测图像不间断传回服务器但该方案缺乏通用性且实现成本相对较高。图像传输系统的应用领域和发展方向图像远程传输系统的优点在于远距离的控制方面。图像远程传输系统已从传统的图像控制应 中国农业科学院硕士学位论文第二章图像远程传输系统里里典里里里里里里巴里里里里里里用系统演变为网络、远程、数字媒介的综合应用。由于原有网络技术的限制,图像信息巨大的数据流量很难满足网络用户的共享和使用需求。随着视频技术及网络技术的发展,现有图像传输,。系统采用了先进的编解码压缩技术和先进的网络传输技术使之区别于传统的图像传输系统图,、、、像远程传输系统的应用涉及的领域非常广泛如用于军事远距离指挥医疗远程诊断公安消防、交通指挥与监控、图像远程教学、小区保安监控、工矿企业生产过程监控及环境监控等各领域。图像传输手段由早期的有线传输和窄带传输电话线、蜂窝式电话线及数据线发展,,到如今的无线传输和宽带传输图像编解码器也由软件实现过渡到硬件系统实现其中硬件编解,,。码的速度更快效率更高但价格也更为昂贵图像传输系统组成和功能图像远程传输系统一般由客户端、服务器端、传输信道等构成,其中传输信道主要由光缆、、、、、、、、、微波及化构成。,早期的图像传输系统借助于专线链路和公共电话交换网随着无线广域网技术的迅,、。猛发展微波技术技术逐步被应用到图像远程传输系统中以下是基于无线广域网络技术的图像远程传输系统示例图。巫巫三国辈万西、社月喊麟理叫里燮兰竺创数据采集设备…川糟群绪摄像病中心服务器图一基于的图像远程传输系统示例图,,从上图可以看出基于的图像远程传输系统主要由三部分构成各部分功能如下客户端系统负责图像采集、编码与图像数据的发送。服务器系统负责图像接收、解码。传输信道实现端对端的分组数据交换。 中国农业科学院硕士学位论文第三章图像压缩及传输标准简介第三章图像压缩及传输标准相关技术图像压缩的必要性信息数据传输主要包括文本、声音、图像三部分。在本系统的信息传输中,图像是传输的重,。,,点图像质量的高低直接决定着显示效果的好坏三种信息传输形式中图像的数据量是最大的数字化图像其大小一般在、之间,这取决于实际图像的维数、分辨率和取样精度以及颜色深度。例如,一帧个像素,每像素的黑白图像数据量为,一帧同样大小的真彩色图像每像素数据量则为。一幅分辨率的位真彩色图片,如未经压,。,。缩图像的数据量可达某些高分辨率图像其数据量更可高达左右这些高分辨率图像的应用领域包括医学图像、艺术绘画、遥感测量和卫星云图、工业控制等。数字图像巨大的信息量给存储和传输带来了很大的困难。因此,图像编码压缩技术对现代信息社会的发展起着不可忽视的作用。图像压缩技术己经成为多媒体领域,特别是图像传输和存储必须解决的瓶颈问题。,、仪目前己有多种压缩方法主要有旧静态图像压缩标准和、、等动态图像压缩国际标准。静态图像压缩标准静态图像压缩标准,是一个由和两个组织机构联合组成的专家组负责制定静态数字图像数据压,。,缩编码标准因此又称为标准是一个适用范围很广的静态图像数据压缩标准既可,。,用于灰度图像也可用于彩色图像专家组开发了两种基本的压缩算法一种是采用以离散,余弦变换为基础的有损压缩算法即另一种是采用,。以离散小波变换为基础的压缩算法即〕使,,,用算法时在压缩比为的情况下压缩后还原得到的图像与原始图像相比较非,。,图像专家难于找出它们之间的区别因此得到了广泛的应用目前大多数网络上的图片格式都采用了图像格式。,压缩算法适用于彩色和单色多灰度或连续色调静仁数字图像的压缩其基本算法是先将,火图形分割成的二维块再以块为单位采用离散余弦变换进行有损压缩然后对,。系数进行量化对量化后的系数进行哈夫曼编码使其嫡达到最小,,压缩是有损压缩它利用了人的视角系统的特性使用量化和无损压缩编码相结合来去掉视角的冗余信息和数据本身的冗余信息。压缩算法在带来高压缩率的同时,也产生了新的 中国农业科学院硕士学位论文第三章图像压缩及传输标准简介旦鱼鱼皿旦鱼鱼鱼鱼鱼鱼口口鱼皿鱼鱼鱼鱼鱼口鱼皿皿旦鱼鱼鱼鱼鱼旦鱼鱼鱼鱼口鱼口鱼鱼旦鱼鱼鱼鱼口鱼旦皿鱼鱼鱼鱼鱼口旦旦皿鱼鱼鱼鱼鱼口鱼鱼旦皿鱼鱼鱼鱼口旦鱼鱼皿鱼鱼鱼鱼鱼旦旦旦鱼鱼鱼亘鱼鱼鱼旦旦鱼鱼鱼旦鱼旦旦鱼鱼旦旦旦旦旦鱼鱼旦旦皿旦旦旦旦问题。由于压缩算法的原理是将人眼无法分辨的信息资料删除,节省储存空间,这些被删,,除的资料无法在解压时还原所以文件并不适合放大观看输出成印刷品时品质也会受到,,。,影响容易出现方块效应这对它的应用产生一定影响在此背景下组织开始酝酿新一代,。的静止图像压缩算法即算法仪旧静态图像压缩标准,。,、随着信息社会数字化进程的不断深入数字图像的应用领域也在迅速扩展一方面在出版、,,广告印刷复制等领域人们要求高效优质的图像应用和传递另一方面随着互联网上传递的,,。图像信息量的比例日益上升人们不仅追求图像的压缩比率对图像品质的要求也越来越高面,对这样的要求相关的机构和一些公司于年月开始进行《刃新标准的研究和制定工作。当初被提出的原因最主要有两点首先是因为现存的标准有许多比较不足以应付更多的图像应用的缺点另一方面是《刃本身提供许多新的特点是无法提供的。目前己经达到较为成熟的水准。,不再使用像素分块和离散余弦变换对图像进行处理而代以小波变换,,认俏刃的方法避免了原来的分块边界效应同时借助小波,,,,变换的优良特性使图像可以根据需要恢复为不同的分辨率和数据量其细节保真程度明显优于同等压缩率的图像。按照用户的需求,甚至可以对图像的某,。个区域进行高分辨率恢复而其他不感兴趣区域则用低分辨率呈现,。一就相同的图像质量而言经仪旧压缩后的图像文件尺寸比的小除压,。缩性能外还提高了网络传输图像的性能该特性是指可以根据用户的线路速度与利用,,,方式以不同的分辨率及压缩率发送高质的图像文件从而有效地缓解网络带宽的瓶颈问题大大提高了图像的传输效率。基于离散小波变换,比一有很多优越的地方。首先编码得,一。到的是连续码流这样可以避免在中的块效应另外对图像处理后的效果要好,。。,于比如信噪比和图像质量信噪比一般高到个在高压缩比的情况下对图,。像质量的影响较为严重而经压缩后的图像比压缩后的图像有更好的视觉效果,除了支持失真无失真的图像压缩的外主要提供以下几个特性渐进式图像传输,支持感兴趣区域编码劝不需经过全面解码即可存取图像的特定区域可变通的档案格式副良好的错误校正能力既。下面是两种算法的实际效果比较图 中国农业科赞院硕士学位论文第三章图像压缩及传输标准简介表一和的对比图只 中国农业科学院硕士学位论文第三章图像压缩及传输标准简介鱼皿旦鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼旦鱼鱼鱼鱼旦旦鱼鱼鱼鱼鱼鱼皿口鱼鱼旦皿皿鱼鱼鱼鱼旦旦鱼鱼皿鱼鱼鱼鱼皿鱼旦旦皿鱼鱼鱼鱼口鱼鱼旦鱼鱼鱼鱼鱼口鱼旦旦鱼鱼鱼鱼鱼鱼旦旦鱼鱼鱼鱼鱼旦鱼皿鱼鱼鱼鱼口鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼口鱼皿鱼鱼鱼鱼皿皿旦鱼鱼鱼鱼亘鱼旦皿皿鱼鱼,,从上图可以看出采用幻压缩方法在保持图像质量的情况下可以大大缩减图像文,。件的体积大小非常适合用于无线窄带下的环境应用,除上述提到的与压缩算法外还有通用压缩编码标准及无损压缩算法哈夫曼算法等,鉴于篇幅这里就不再细述,请参考相关文献。图像传输标准,互联网在传输层有两种主要协议一种是面向连接的协议另一种是无连接的协传输协议协议提供不可靠、无连接和尽力投递的服务,构成了互联网数据传输的基础。传输控制协,、,议在协议提供的服务基础上增加了确认重发滑动窗口等机制用于在不可靠的互联网上提供面向连接的、可靠的、流投递服务。,,月协议的基本传输单位是数据报协议负责把数据分成若干个数据报并给每个数据报加上报头,报头上有相应的编号,以保证在数据接收端能将数据还原为原来的格式。协议,。在每个报头上再加上接收端主机地址定义数据去往的目标所在地如果传输过程中出现数据丢失、数据失真等情况,协议会自动要求数据重新传输,并重新组包。数据报头格式如图一。所示源端口目的端口顺序号确认号偏移窗口大小量奸耳校验和'紧急指针”可选项数据图一数据报头、。。源端口目的端口位长标识出本地和远端的端口号顺序号犯位长。表明了发送的数据报的顺序。确认号位长。希望收到的下一个数据报的序列号。偏移量位长。表明头中包含多少个位字。接下来的位未用。确认标志。位置表明确认号是合法的。如果为,那么数据报不包含确,。认信息确认字段被省略推标志。表示是带有标志的数据。接收方因此请求数据报一到便可送往应用程序而不必等到缓冲区装满时才传送。 中国农业科学院硕士学位论文第三章图像压缩及传输标准简介皿鱼皿鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼旦旦皿旦鱼鱼旦皿旦鱼皿皿鱼旦鱼鱼鱼鱼旦皿鱼鱼亘皿皿鱼旦鱼鱼鱼皿旦鱼鱼鱼鱼旦鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼旦旦旦旦旦旦旦旦鱼旦鱼旦旦旦旦鱼旦旦鱼鱼旦旦旦鱼鱼旦鱼旦旦鱼鱼里旦鱼鱼鱼鱼旦旦鱼鱼鱼鱼鱼旦鱼鱼鱼旦鱼鱼鱼鱼鱼鱼旦复位标志。用于复位由于主机崩溃或其它原因而出现的错误的连接。还可以用于拒绝非法的数据报或拒绝连接请求。同步标志。用于建立连接。。。刀写结束标志用于释放连接。。窗口大小位长窗口大小字段表示在确认了字节之后还可以发送多少个字节校验和位长。是为了确保高可靠性而设置的。它校验头部、数据和伪头部之和。。,、。可选项个或多个犯位字包括最大载荷窗口比例选择重发数据报等选项,,。在协议中协议提供可靠的连接服务采用三次握手建立一个连接连接过程如一下图所示巡迎几、时间,父州即主机主机,父竹即图一三次握手连接图,,,第一次握手建立连接时客户端发送包到服务器并进入状态等待服务器确认。,,第二次握手服务器收到包必须确认客户的同时自己也发送一个,,。包即包此时服务器进入状态,,第三次握手客户端收到服务器的包向服务器发送确认包,,,此包发送完毕客户端和服务器进入状态完成三次握手到此为止建立完整的,。连接开始全双工模式的数据传输过程,。的另一特点是提供体积可变的滑动窗口机制支持端到端的流量控制的窗口以字,。节为单位进行调整以适应接收方的处理能力处理过程如下,,连接阶段双方协商窗口尺寸同时接收方预留数据缓存区,,发送方根据协商的结果发送符合窗口尺寸的数据字节流并等待对方的确认,,发送方根据确认信息改变窗口的尺寸增加或者减少发送未得到确认的字节流中的字节数。调整过程包括如果出现发送拥塞,发送窗口缩小为原来的一半,同时将超时重传的时间 中国农业科学院硕士学位论文第三章图像压缩及传输标准简介旦旦旦旦鱼旦旦旦旦旦旦旦鱼鱼鱼旦间隔扩大一倍。的窗口机制和确认保证了数据传输的可靠性。当加载到某个网络上的载荷能力超过其处,。,理能力时便会出现拥塞现象对于互联网来说有两个潜在的问题即网络的容量和接收方的容,。,。量应该分别进行处理发送方始终保持两个数据窗口即接收方所能承受的窗口和拥塞窗口发送方取两个窗口的最小值作为可以发送的字节数。,,当建立连接时发送方将拥塞窗口大小初始化为该连接所用的最大数据报的长度值并随后发送一个最大长度的数据报。如果该数据报在定时器超时之前得到了确认,那么发送方会在原拥,,塞窗口的基础上再增加一个数据报的字节值使其为两倍最大数据报的大小然后发送两个数据。,。报当这些数据报中的每一个都被确认后拥塞窗口大小就再增加一个最大数据报的长度当拥,,塞窗口是个数据报的大小时如果发送的所有个数据报都被及时确认那么将拥塞窗口大小。,增加个数据报对应的字节数目拥塞窗口保持指数规律增大直到数据传输超时或者达到接收。。方设定的窗口大小拥塞窗口便设置为恰好不造成超时或达到接收方的窗口大小的字节数传输协议,。协议即用户数据报协议主要用来支持那些需要在计算机之间传输数据的网络应用,,协议从问世至今己经被使用了很多年虽然其最初的光彩已经被一些类似协议所掩盖但是,。即使是在今天仍然不失为一项非常实用和可行的网络传输层协议协议是协议集中等同于的通信协议。协议位于协议的顶层,直接,、。利用协议进行数据报的传输因此提供的是无连接不可靠的数据报投递服务协,,,议常用于数据量较少的数据传输在少量数据的传输时使用协议传输信息流可以减少,。,,连接的过程提高工作效率但协议的不足之处在于当使用协议传输信息流时,,,会发生数据包序列紊乱或丢包现象这样用户应用程序必须负责解决数据报排序差错确认等问题。协议的主要作用是将网络数据流量压缩成数据报的形式。一个典型的数据报就是一个二进制数据的传输单位。每一个数据报的前个字节用来包含报头信息,剩余字节则用来包含具体的传输数据。类似于协议报头,报头由个域组成,其中每个域各占用个字节源端口号目标端口号数据报长度校验值图一报头协议使用端口号为不同的应用保留其各自的数据传输通道。和协议正是采用这一机制实现对同一时刻内多项应用同时发送和接收数据的支持。数据发送一方可以是客户端,。或服务器端将数据报通过源端口发送出去而数据接收一方则通过目标端口接收数据有的网络应用只能使用预先为其预留或注册的静态端口而另外一些网络应用则可以使用未被注册 中国农业科学院硕士学位论文第三章图像压缩及传输标准简介鱼旦旦旦鱼鱼鱼鱼鱼鱼旦旦旦旦旦鱼旦皿鱼鱼鱼鱼鱼旦旦旦旦旦鱼鱼旦鱼鱼鱼鱼鱼旦旦旦鱼鱼鱼旦鱼旦鱼鱼鱼旦旦鱼鱼鱼旦鱼皿旦鱼鱼鱼口旦鱼鱼鱼旦鱼鱼鱼鱼鱼亘口鱼鱼鱼旦皿鱼鱼鱼鱼口旦旦皿旦鱼鱼鱼鱼鱼口旦鱼鱼鱼鱼鱼鱼旦鱼鱼鱼旦里皿鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼里旦皿的动态端口。因为报头使用两个字节存放端口号,所以端口号的有效范围是从到。,。一般来说大于的端口号都代表动态端口数据报的长度是指包括报头和数据部分在内的总的字节数。因为报头的长度是固定的,所以该域主要被用来计算可变长度的数据部分又称为数据负载。数据报的最大长度根据操作环境的不同而各异。从理论上说,包含报头在内的数据报的最大长度为字节。不过,一些实际应,。用往往会限制数据报的大小有时会降低到字节协议可以使用报头中的校验值来保证数据的安全。校验值首先在数据发送方通过特殊的,,。算法计算得出在传递到接收方之后还需要再重新计算如果某个数据报在传输过程中被第三,,方篡改或者由于线路噪音等原因受到损坏发送和接收方的校验计算值将不会相符由此协议可以检测是否出错。在协议中校验功能是可选的,如果将其关闭可以使系统的性能有所提升。这与协议是不同的,后者要求必须具有校验值。无线通讯网络目前常用的无线通信方式主要有微波中继通信、卫星通信和移动通信等几种,其中移动通信手段发展最快。目前移动通信己将有线通信与无线通信融为一体,即固定通信与移动通信相互连,。、。通在整个通信领域占据重要地位按用户类型无线通信网络可分为专网共网和公网三种类别一、专网,,。专网是专用通信网络的简称主要提供调度通信服务亦称无线调度通信此网络是由专用,,,单位自行投资建设和管理运行采用专用无线频道资源以专业用户为服务对象但一般只能提供话音传输功能。这种传输方式存在着通信方式单一、通信网络有效覆盖率较低、维护成本极高等问题。二、共网共网通常是由政府投资建设、主管部门来运营,具有共用频率、共用信道、共享覆盖区、共享通信业务等特点。例如海上共用的短波通信就是一例,这种方式存在着无线通信环境恶劣,外,。来干扰较严重只能提供话音传输功能等缺陷三、公网,,公网是公用通信网络的简称主要提供公众通信服务由有资质的电信企业投资建设和运营,。、管理服务社会公众目前能提供无线数据服务的公网运营商主要是中国移动通信中国联通通信和中国卫星通信卫星通信。中国移动通信网络,是通用分组无线业务的简称它突破了,网只能提供电路交换的思维方式只通过增加相应的功能实体和对现有的基站系统进行部分改造,,。来实现分组交换这种改造的投入相对来说并不大但得到的用户数据速率却相当可观,,是以全球手机系统为基础的数据传输技术是的延续是向第三代移动 中国农业科学院硕士学位论文第三章图像压缩及传输标准简介旦旦旦旦旦旦鱼旦鱼鱼旦皿皿鱼鱼鱼旦旦旦旦旦旦鱼鱼鱼旦旦鱼鱼鱼鱼鱼旦旦旦鱼鱼旦鱼旦里皿鱼鱼鱼鱼鱼旦旦旦旦旦旦鱼鱼鱼旦旦皿鱼鱼鱼鱼旦旦旦旦鱼鱼鱼鱼旦皿鱼鱼鱼鱼鱼口鱼鱼旦旦鱼鱼鱼鱼鱼口旦鱼鱼鱼鱼鱼亘鱼皿口口鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼通信发展的重要环节。实现端对端的分组交换数据业务,将要传输的数据按一定的长度分,。组然后把来自不同数据源的数据分组在一条信道上交织地进行传输它可以实现通信资源的共,,。享大大地提高信道的利用率降低通信成本,,和以往连续在频道传输的方式不同是以封包形式来传输的因为不再需,。要现行无线应用所需要的中介转换器所以连接及传输都会更方便容易的主要特点有,采用分组交换技术高效传输高速或低速数据和信令支持中、高速率数据传输,可提供到巧的数据传输速率,网络接入速度快提供了与现有数据网的无缝连接,、支持基于标准数据通信协议的应用可以和网网互联互通,支持间歇的爆发式数据传输能在到秒之内恢复数据的重新传输核心网络层采用护技术,很方便地实现与高速发展的网无缝连接。,,,目前网络是非对称结构下行可用个信道上行只有个信道这样在上传视频数,,。据时只有下载的只能达到基本上无法上传视频数据一系统原理见图叭'分组交换业务通道图一无线技术系统原理图,从上图可以看出在系统中引入了三个主要的功能实体、服务支持节点提供执行移动性管理、寻呼、加密、数据压缩、接入控制和路由选择等功能。、关口支持节点,提供和外部分组数据网队之间的接口通过,。有关路径的路由信息进行位置更新并提供必要的网间安全机制、分组控制单元提供数据分组、无线信道管理、错误发送检测和自动重发等功能。配备了的基站子系,。统把分组业务送往把话音业务送往 中国农业科学院硕士学位论文第三章图像压缩及传输标准简介中国联通通信和中国卫星通信网络,是码分多址的英文缩写它是数字技术的,。分支是在扩频通信技术上发展起来的一种崭新而成熟的无线通信技术,,技术的原理是基于扩频技术即将需传送的具有一定信号带宽信息数据用一个带宽,,远大于信号带宽的高速伪随机码进行调制使原数据信号的带宽被扩展再经载波调制并发送出去。接收端使用完全相同的伪随机码,与接收的带宽信号作相关处理,把宽带信号换成原信息数,。据的窄带信号即解扩以实现信息通信网络最大的优势和特点是可以提供高达的带宽、支持不间断的连接,实现永远在线。其实际速度普遍能达到到左右。这不仅远远高于电路交换方式下认叭,。上网的速度或的数据传输速度也高于普通拨号上网的速度卫星通信系统具有全球覆盖性、固定的广播能力、按需灵活分配带宽以及支持移动性等优点,是一种向分布在全球的用户提供互联网服务的最好的候选方案。卫星通信系统经过良好的设计,,可以覆盖整个地球表面这对航空和航海用户和处于边远地区缺少地面通信基础设施的用户是极,。,为合适的甚至是唯一的选择即使是在有线网络密集的地区卫星通信也可以作为日益拥挤的地面链路的一种备用选择。卫星网络是一个广播系统,对于飞速发展的点对多点和多点广播特别是宽带多媒体应用具有特别的吸引力。卫星网络可以用作宽带接入网接入各种各样的网络,或者提供固定和移动终端用户之间简单的通信服务。然而,卫星网络和现有的互联网之间的互操作性正面临着新的挑战。,。卫星通信网络中的卫星通信必须安装较大的锅状接收装置通信时天上的卫星必须可见卫,,星通信的数据流量费用极高存在很多的局限性只有极少数的单位装备在车上和船上供应急时使用。 中国农业科学院硕士学位论文第四章农业病虫害图像远程传输系统的分析第四章农业病虫害图像远程传输系统的分析,,当前我国农业病虫害现象十分严重能否在最短时间内将病虫灾害现场的场景资料传到专,、。家手中进行诊断和指导是及时控制灾情减少农民损失的关键虽然数字图像和视频的实时传,,输技术己经进入了崭新的发展阶段但是在网络不发达的我国农村由于网络带宽所限或者根本不具备上网条件,动态视频流技术暂时无法发挥作用。,,在这种情况下静态图像传输系统便成为农业灾害通信系统中的重要组成部分它依托于既有的电话网络或无线传输网络,主要任务是传送农业病虫害图像信息,并借助专家资源,有利遏卜农作物病虫害的蔓延趋势。系统需求分析用户分析农业病虫害图像远程传输系统主要面向农业科技人员和农业专家。农业病虫害的特点是传播快、危害性大、作用面积广、不受地域限制,而广大农民科技文化素质偏低,普遍缺乏病虫害防,,治和诊断的相关知识在灾害发生时急需拥有作物病虫害诊断知识的专家进行生产指导但专家受地域和人数的制约义不可能有精力和时间下到田间为农民做一线指导。系统管理任务分析,该系统主要任务是将大田病虫害现场的静态图像传回数据中心服务器使数据中心的农业专,。,家和相关人员如身临其境提高病虫害诊断的准确性和及时性使用该系统专家不必亲自到现,,。场便可远程进行农作物病虫害诊断有效地整合了专家资源提高了农业病虫害诊断的工作效率系统功能分析软件系统结构分析软件系统结构通常分为结构与结构。,,一。一结构即客户机服务器两层结构其分布结构如图所示该结构由两部分构成前 中国农业科学院硕士学位论文第四章农业病虫害图像远程传输系统的分析旦里旦旦旦旦旦旦旦里坦旦旦里旦旦,,,端为客户机结合了表示层与业务逻辑层接受用户请求并向数据库服务提出请求后端是服,,,务器即数据管理服务器负责将数据提交给客户机客户机将数据进行计算后将结果呈现给用户。卜服务器数据冻`管理系统图一二层结构图,,一。结构即浏览器朋及务器结构其分布结构如图所示客户机无需安装特定的应用软,。、、、件采用浏览器即可访问远程服务器远程服务器端负责数据请求加工结果返回动态网页生成、数据库访问及应用程序执行等工作。在体系结构中,客户机通过浏览器向分布在网络,,。上的服务器发出请求服务器端对客户机请求进行处理后将用户所需信息返回客户机浏览器客户机珊表不层向服务器发送用户请求,显示处理结果应用服务器蘸逻辑埃执打业务逻辑、向数据库发送谓求数据库服务器数据层执打数摊逻辑运行存储过程图一三层体系结构,,。综上所述和方式均可以实现图文信息的传输但各有其优缺点,,、。结构发展历史较为悠久从技术成熟度来看技术更成熟可靠同时由于文件传输,。、协议自定并且在两端运行专门编写的应用程序因而安全性较好它的其他特点有交互性强响应速度快、利于处理大量数据等缺点是由于采取针对性程序开发,功能变更不够灵活,另外客户端体积较大。结构的主要特点是分布性强、维护方便、客户端体积小、总体拥有成本低缺点是数据安全性较差、对服务器硬件要求高、系统响应速度慢、缺乏软件个性、难以实现传统模式下的特殊功能要求等。由于客户端需要大量浏览器插件支持,对整体系统的稳定性也会造成影响。,,,采用结构完成大田图像拍摄有两个局限性一是摄像头受控于远端其安装地点相对固定二是现场必须具备长期供电条件才能保证图像的随时抓取。考虑到大田拍摄地点的不确定,,性以及大田的实际供电环境通过结构完成大田图像采集功能是不太现实的而结构可以很好的满足现实需求。,。鉴于大田图像采集模式及现场条件所限本系统采用更侧重于安全与效率的软件结构 中国农业科学院硕士学位论文第四章农业病虫害图像远程传输系统的分析,。随着农业病虫害专家系统的不断完善和发展整体系统更适于采用与混合结构模式图像采集功能分析图像采集是大。田病虫害图像传输的基础,。,目前图像采集方式分为硬件采集和软件采集两种方式其中硬件采集方式是指图像的采集、压缩和转换均由硬件设备完成,其采集设备又可分为两种类型、图像采集卡模拟摄像机、数码相机、等设备软件采集是指图像的采集由硬件设备完成,而图像的压缩、转换由软,。件实现其采集设备通常为数字摄像头或其它数字摄像设备,,由于采集地点多分布于偏远的乡村和农田现场缺乏供电设施方案采用便携式作为采集终端设备。因便携式物理结构所限,无法使用基于总线的图像采集卡而专用笔,,记本图像采集卡接口价格偏高故本文选用软件采集方式进行大田图像采集实例中选用数字摄像头作为图像采集设备。摄像头静态图像捕捉的最高分辨率为取,完全可以满足大田图像采集的需求。另外由于大田现场网络传输条件有限,传输带宽不足以承载,。实时视频流本文采用静态图像采集方式对大田图像进行捕获,,摄像头通常采用和两种驱动模型前者是的简称是,,内置于操作系统月吸中的驱动程序已趋于废弃后者是视窗驱动模型的简称是前,,,、者的替代模型适用于刃尤操作系统支持更多新的特性可用于视频会议视频监控等领域。鉴于目前的操作系统己经全面升级到呵刃尤尺,且目前市场上主流,摄像头的底层驱动程序采用模型故本文采用架构实现病虫害现场图像获,。,取该架构同时支持和利用处理图像捕捉问题相对简单这主要得益于其提供的先进应用架构。,是微软公司提供的基于平台进行流媒体处理的开发包为多媒体流的捕捉和回放提供了强有力支持。运用,可以从支持,。驱动模型的图像采集卡设备上捕获数据并进行相应的后期处理应用程序与耳田组件之间的关系如下图所示应用程序泌从一过滤器管理器源过滤器洲变换过滤器洲表现过滤器媒体数据源媒体数据还原图一过滤器逻辑结构图 中国农业科学院硕士学位论文第四章农业病虫害图像远程传输系统的分析里里里里里里里里里里里里里里里里里里里里粤里里里里里里里里里月里里口里里里里里里里里里里里里里里里里里里里里里里里里里粤里典里粤里里里里里里里里里里里里里里里里里里里巴里里里里里里里里旦月里典里里过滤器逻辑结构图如上所示。应用程序通过过滤器管理器与进行通讯。核心提供的源过滤器、转换过滤器、表现过滤器构成过,。滤器图表将从数据源处获取的图像传送到过滤器图表中其中转换过滤器用来处理和传送图像,,,数据数据经其分解变换后传至表现过滤器表现过滤器在显卡上还原图片信息同时形成磁盘文件。图像压缩功能分析目前基于。以刃标准的图像压缩方法分为硬件压缩与软件压缩两类硬件压缩方案能得,,到更高的编解码转换性能价格相对昂贵譬如编解码专用芯片以及,。嵌入式系统等软件压缩方案通常采用符合屁巧月闷标准的库函数例如库,考虑到实际投入成本本文采用基于静态图像压缩标准的软件压缩方式进行图片压缩。静态图像压缩标准压缩效率高、成本低。下面是的编解码示意框图。分层组织正向小波变换原图像乐缩码流一图」编码器一,,编码器结构如图所示首先对源图像数据进行离散小波变换然后对变换后的,,。小波系数进行量化接着对量化后的数据嫡编码最后打包形成输出码流压缩码流解包系数逆向预处理叫日反向小波变换反量化恢复阁像一图《刃解码器 中国农业科学院硕士学位论文第四章农业病虫害图像远程传输系统的分析,一,,解码器是编码器的逆过程如图所示首先对码流进行嫡解码然后解量化和小波反变,。换最后生成重建图像数据图像传输功能分析,,一。数据在网络中传输时首先要涉及胆协议与传输标准具体见图其中传输协议分为协议与协议。,,,协议面向连接数据传输可靠不会出现乱序和丢失数据报的现象且具备数据重传机,,,。制如发生丢失数据报的情况协议开始诱发重传这种机制可使传输的准确度大幅提高,,,协议面向无连接缺乏重传校验机制能够达到很高的通信效率适用对数据传输可靠,、、。性要求不高的场合如实时的语音图像广播信息等,,。在多媒体应用中协议通常用于数据传输而协议用于音频流视频流传输针对,,。本方案而言必须要保证静态图像的可达性故较适合采用传输方式二一节掇第弓层`'入》卿`第层`一珊第层蔽反司一日辍第层硬件接一图月协议组结构图,、、、目前支持八架构的软件开发工具有评,,等可以根据项目的工期要求和对软件的熟练掌握程度选择其中之一作为客户端和服务器端应用程序的开发工具。基于上述开发环境,实现信息传输的软件方法通常有以下儿种 中国农业科学院硕士学位论文第四章农业病虫害图像远程传输系统的分析,,属于点对点的传输方式在客户端和服务器端均需建立应用程序并加载控件一,般采用八传输协议建立连接和传输数据的流程是设置服务端呵的监听端口属性同客户端的'相同,设置客户端几的化属性为服务器端的地址调用方法向服务器提交连接请求,服务器端触发事件并用方法接受客户端的,请求此后服务端和客户端的连接开始建立,。建立连接之后可以相互用方法发送数据和方法接收数据,的优点是传输控制较为容易对进度的控制较好缺点是连接前需要知道双方的,。地址接收和发送图文信息时字符编码方式麻烦函数,”是位平台的应用程序编程接口是构筑整个,,呵框架的基石在它的下面是的操作系统核心而它的上面则是所有的应用程序。在函数中提供了非常丰富的有关网络操作的函数,可以实现有关网络连接方式判断、建立网络连接、数据传输、执行有关等任务。以文件传输为例,该流程图如下络异常断或开网打开网络会话熹按建又连钱拨号建立连接建立网络连接设置犷犷服务器当前路径,并以书方式打汗文件打歼本地文件,循环读取井币专数据,显示进度文件传输完毕后关闭文件图一文件传输流程图 中国农业科学院硕士学位论文第四章农业病虫害图像远程传输系统的分析,函数的优点是文件传输进度容易控制网络异常时可由函数判断后决定是否重新连接并继续传输缺点是代码维护性差。控件仅控件实现了两种广泛使用的互联网协议超文本传送协议了即和文件传送协议。使用控件可以通过或方法连接到任何使用这两个协议的站点并检索文件。,,控件的优点是程序编写工作量较小传输过程较可靠缺点是文件传输进度不容易控制网络异常时导致传输失败且无法自动恢复传输。,,,综上所述以上几种软件实现方法均可实现网络信息传输其中支持的协议集有限且,,。运行效率较低不予考虑函数执行效率高但代码维护性差的执行效,,。,率较之函数稍差但程序结构简洁代码维护性好鉴于本方案基于无线窄带环境考虑到,。软件的执行效率本系统采用实现大田病虫害图像传输系统传输保障分析,,为了保证图像数据的传输质量与安全系统可以增加传输保障及数据加密功能形成较完整的图像远程传输系统解决方案。网络传输效率分析传输一帧图像总的时间主要由图像的压缩编码、网络传输、接收解码等决定。单线程结构不,,,。能同时进行这几部分工作在大部分时刻处于闲置状态图像传输的效率较低,,,单线程意为发送方将压缩的图像信号发送给接收方接收方收到压缩的数据包经过解压缩,。,发送一个确认信号给发送方接着发送方开始发送下一帧图像在单线程下接收方在接收信号,,。,时发送方无法进行作业而只能等待开始提供了多线程结构被划,,。分成多个时间片于多个线程间进行切换就象多个程序同时运行,。为了提高传输效率可将发送方划分为图像采集线程和发送线程其中图像采集线程处于比,。较活跃的状态而发送数据的任务主要由网卡完成下面是多线程传输示意图 中国农业科学院硕士学位论文第四章农业病虫害图像远程传输系统的分析一飞门比日日曰日肠目臼三三三三三三喇口口口臼州口口口日、日日口口口三三三三三三日日吃三三三三三三口门图一多线程传输示意图网络传输质量分析,,。报文段丢失有两种原因其一是报文段损坏其二是网络拥塞传统的协议默认网,。络拥塞是导致丢包的唯一原因并将报文丢失作为拥塞检测的手段和拥塞控制的依据这在链路质量良好的有线环境中是适宜的。然而对链路质量相对较差的无线网络而言,由于链路误码率较、一、,高异质网络传输架构传输瓶颈见图移动节点的频繁切换均会导致数据丢失如果继续,。沿用原有的拥塞控制机制会使性能严重下降异质网络传输架构图如下`、声声服务器采集终端、、。。。有线传输控制刊图一异质网络传输控制体系结构,。,在无线通信系统中移动切换是必然要面对的重要问题当主机不断移动时它可能离开了,。,原地址标识的那个区域从而无法连接到网络中这时由源端发出的数据包会因网络链路的中断而被迫丢弃。无论是链路层、网络层还是传输层都无法仅仅依靠自身能力解决所面临的丢包,,问题只有各协议层相互协作才能使本地化的机制更好地支持端到端的可靠服务从而得到不断优化和完善的性能。目前针对无线网络的服务质量解决方案主要有两种基于网络和基于终端的解决策略。 中国农业科学院硕士学位论文第四章农业病虫害图像远程传输系统的分析亘旦旦旦旦旦旦旦旦旦旦鱼鱼旦亘基于网络的策略主要支持以下特性,,。资源预留管理即根据服务质量请求进行资源分配根据带宽资源进行管理,,。优先级管理即对网络流量进行分类对于要求高的业务给与高优先级。基于终端的解决策略主要包括基于窗口的和基于位率的的拥塞控制算法基于窗口的控制算,。法是通过源端限制数据包的发送并且不应答这种机制在源端不需对发送的数据进行整形基,。于位率的控制算法要对即将发送的流量整形以防止爆发数据突发流的出现,,基于网络的解决方法虽然在技术上简单有效但是在实际应用时有相当的困难提供的,,是端到端的服务但要求网络上的节点都支持服务质量保证通常是不可能的所以基于终端的服务质量策略是可行的方法。在终端增加一定的速率控制和误码控制的机制,在网络保持不变时能够做到一定的服务质量保证、提高图像的传输质量。网络传输安全分析,,。在图像传输过程中由于某些图像数据的特殊性必须要求在网络上加密后方可传输虽然,,目前虚拟专网技术已经开始投入应用但并不是所有场合都可以部署这种技术因而图像数据的保护越来越受到社会的普遍重视。,。为保证图像数据在网络传输中不被窃取对于发送的图像数据进行预加密是很有必要的对,,,于数字图像目前有两种有效的保护技术其一是近年来发展起来的数字水印技术通过在数字,图像中嵌入数字水印信息可以较为有效的实现数字图像版权保护但这样的图像并不能改变图像,,的可见性其二是图像加密技术通过图像加密操作后原来的数字图像变为类似于信道随机噪,,音的信息这些信息对不知道密钥的网络窃听者来说是不可识别的进而有效地保护传输中的数据图像。,。考虑到图像信息的一些特征近年来发展了若干图像加密系统这些系统按加密时有无数据,。压缩可分为两大类即加密的同时有数据压缩及只有加密而无数据压缩两类而按加密的对象来,分也可分为两类一类是直接对图像数据进行加密另一类则是对图像数据编码的辅助信息进行加密。按加密的手段来讲也可分为两大类一类是应用图像数据的特点,再加上现代密码技术,,来达到加密的目的如先对图像数据进行编码再对编码信息进行加密另一类是建立一种完全,。新式的密码体制来达到对图像数据加密的目的如应用混沌动力系统加密图像数据,,从图像加密技术来看可以得到这样一个结论要想节省网络传输带宽减少网络传输的数,,,据量就要先对图像数据进行预处理一般是进行压缩编码另一方面对图像的预处理又增加,,。。了图像的预处理时间从总体角度来看这又降低了加密效率二者是不可调和的矛盾,,,综上所述图像加密技术虽然提高了数据的安全性但是以牺牲网络传输效率为代价的是,,。否选取加密算法选择何种加密算法必须综合考虑应用系统的实际需要 中国农业科学院硕士学位论文第五章农业病虫害图像远程传输系统的设计第五章农业病虫害图像远程传输系统设计系统结构设计网络结构设计,,在传统的图像传输系统中由于传送图像舰频流需要足够的带宽才能完成所以一般采用有线传输。这给图像的应用带来了很大的地域局限性,传统的有线传输手段如光纤、电话线、以,,太网等对于野外现场图像传输一般都无能为力或者说需要很高的成本投入此时无线传输几乎是惟一的选择。以前由于无线网络无法满足图像传输的带宽需求,一直被排除在外,但随着信,,息技术的飞速发展特别是互联网络和移动通信技术在全球的推广今天人们无线传输图像的愿望己经可以实现。基于无线移动通信技术,可以灵活地组建无线图像传输网络,从而让人们更方便、更快捷地获取所需信息。特别是针对某些具有移动性、突发性、紧急性和临时性等特点的场,,。合借助无线网络的通信手段可以方便地实现与中心交互将现场静态图像采集送回中心,,在三大无线通讯网络运营商中虽然所使用的网络技术各不相同但以技术最具发展前景。然而在现实条件下,技术虽然先进,但因其基站成本昂贵,目前只覆盖全国主要大,,中城市上网地点受到很大制约传输性能虽然稍差但其基站遍布全国各大城市乃至乡村,,。故随时随地均可上网卫星链路价格昂贵显然不符合实际需要本系统网络传输架构由无线广域网、及标准构成,基本结构框图如下传输系统结构设计农业病虫害图像远程传输系统主要由采集现场、传输网络、数据中心三部分组成。采集现场 中国农业科学院硕士学位论文第五章农业病虫害图像远程传输系统的设计鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼亘口口皿鱼皿鱼皿鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼亘口旦鱼鱼鱼亘皿鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼、、,。、负责图像的采集压缩打包并且通过网络发送给数据中心系统硬件主要由摄像头网卡、便携式组成。数据中心主要负责图像的接收、解压、显示,传输介质为无线分,。组网络和王整个系统建立在月基础之上其系统结构图如下基一于现场采集,数据中心静图卫到理·像压缩协议的解码与摄像头编码器网络接显示通图一图像远程传输系统结构图由上图可以了解到软件实现架构主要分为客户端和服务器端两部分。客户端的摄像头位于农,。,田处而服务器位于数据中心摄像头由人工控制采集大田现场的场景图像送给图像压缩编码,器图像压缩编码器采用静态图像压缩方法将采集到的场景图像进行压缩编码以减少,,数据量提高图像传输效率编码图像数据送给网络接口传输模块网络接口按照协,议进行分组打包封装然后通过网络和发送给服务器服务器接收到编码图像,。后将接收到的各个数据包逐帧组合成编码图像数据并经解码恢复出原始场景图像系统功能模块设计,,图像远程传输系统已在各行业中广泛使用就其结构功能而言一般可划分为两部分一是图,。,像采集功能二是图像传输功能为了提供相对完整的图像传输解决方案本系统客户端系统主要包含图像采集、图像压缩、图像传输以及在线通讯功能模块服务器端系统包含图像接收与显示功能模块。客户端模块,、、。客户端的应用程序主要分四部分分别为图像采集图像压缩图像传输及在线通讯客户端系统模块组成具体如下图所示 中国农业科学院硕士学位论文第五章农业病虫害图像远程传输系统的设计溯像采集阁像纂示摸块与处理图一系统客户端模块结构图图像采集模块,图像采集所采用的硬件接口基于摄像头软件编写主要是调用呵。,模型完成本模块基于犷硬件驱动模型通过核心提供的源过滤器、转换过滤器、表现过滤器三者构成过滤器图表,将从数据源摄像头获取的图像传送到过滤器图表中。其中转换过滤器用来处理和传送图像数,,,据数据经其分解变换后传至表现过滤器表现过滤器在显卡上还原图片信息同时形成磁盘文件。图像压缩模块本模块主要参考组织所提供的图像压缩库函数来设计农业病虫害图像压。、,缩它是根据旧设计的以语言编写的开放式压缩库目前已被列入刀一。一,皿闷标准中本文参考巧规范将其图像压缩,。的技术整合在程序中从而将格式的静态图像文件压缩为以卫〕文件格式图像传输模块考虑到农业病虫害图像远程传输的特殊性,必须保证将采集到的图像帧传送到服务器,本论文采用流式套接字进行客户机与服务器之间的通信。对于面向连接的流式套接字,客户端通过向服务器端发出连接请求,,将返回一个新的套接字描述符通过此套接字描述符调用或函数即可与服务器,。一。端进行数据收发待数据传送完成客户端调用关闭套接字具体流程见图在线通讯 中国农业科学院硕士学位论文第五章农业病虫害图像远程传输系统的设计旦旦旦巨旦旦里旦旦旦旦旦旦旦组里,,本模块采用传输控制协议因此存在协议中最大连接数的限制但设计的初衷是,。面向点到点的传输控制通信并不会构成网络连接的瓶颈在线通讯模块主要采用微软的控件与语音库实现。利用控件创建双方的通信过程如下,。,基于协议通信需要分别建立客户应用程序和服务器应用程序创建客户应用程序必,须知道服务器名或地址花属性和进行侦听的端口咒属性然后调,用方法创建服务器应用程序必须设置监听端口属性并调用住方法。当客户机要连接时,触发事件,为了完成连接,系统调用事件内的方法。建立连接后,任何一方都可以收发语音数据。,,发送数据时系统调用方法接收数据时发生叭事件再调用户'认事件内的。人方法便可获取语音数据服务器端模块服务器端模块主要负责图像的接收、解码与显示。它主要包括通信服务模块、解码模块、图像显示模块、图像转换模块。服务器端系统模块组成具体如下图所示通信服务图像转换模块解码模块图一系统服务器端模块结构图服务器端接收图像的流程图如下 中国农业科学院硕士学位论文第五章农业病虫害图像远程传输系统的设计了必例《》残《月祀拌《吧《处理服务清求叭硬,供毋筱翻分《服务器端客户端图一流式套接字流程图框图,,服务器启动后通过调用建立一个套接字然后调用将该套接字和本地网,,络地址包括本地主机地址和本地端口地址绑在一起再调用使套接口做好侦听准备,,、,并规定其请求队列的长度然后调用接收连接此时服务端处于阻塞等待状态直到客户端向其发起连接后才终止阻塞状态。客户在建立套接口后即可调用和服务器,,建立连接连接一旦建立客户机和服务器之间就可通过调用和发送和接收数。,,。据最后待数据传送结束双方调用关闭套接口,,服务器端接收到图像数据后调用核心代码库进而通过核心代码类调用编码驱动库对。刃图像进行解码显示 中国农业科学院硕士学位论文第六章农业病虫害图像远程传输系统的实现与应用实例第六章农业病虫害图像远程传输系统原型实现系统流程图系统流程图如下发送端客户端乡接收端`服务器端争开始使用麟从·甜粉采集图像解压缩矛以一服︸蔽,一浦一姜一︸卜拜一图一汁一息缩一︸厂一取一位阁信息读取分段传输木机显小整体系统流程分为客户端与服务器端两部分。,客户端首先通过技术采集静态图像然后通过剪贴板操作读取内存中的位图,。,信息并存为位图文件格式客户端对原始位图文件进行编码压缩后与服务器端建,立连接对图像文件进行分段传输服务器端将接收到的图像格式文件进行,,。解码还原为原始位图文件并于本地显示 中国农业科学院硕士学位论文第六章农业病虫害图像远程传输系统的实现与应用实例旦鱼鱼鱼鱼皿旦皿鱼旦皿鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼鱼旦旦旦旦旦系统实现开发工具,,开发环境,本文以为开发环境实现了图像远程传输系统客户端程序和服务器程序。客户端程序采集大田病虫害图像,并对其应用高效压缩算法服务器程序接收、解压并显示图像。其中在线通信模块完成专家与农民科技工作者间的实时语音交互。关键程序实现图像采集,,本文采用驱动摄像头摄像头的驱动采用格式通过图形过滤管理器石来与上层应用程序和下层的驱动进行联系。,通过捕获过滤器毛用以支持对摄像头的捕获一个捕获过滤,。器有多个插口其中的预览插口可用来进行显示帧图像,采集模块设置抓帧过滤器的媒体类型为位视频结构同时使用砚过滤器。抓帧过程部分代码如下哪的`定义一个类实现卿的回调接口汇刀该类在视类的实现文件中仃正刃习获得视频帧位图信息头结构一,,,刀在此省略汇和以及建立视频结构所用到的方法的实现 中国农业科学院硕士学位论文第六章农业病虫害图像远程传输系统的实现与应用实例,获取所抓视频位图的数据一,,一拷贝位图数据,即玩允对该图像进行图像处理…建立视频结构等后续处理一图像传输,,本文采用架构实现图像传输通信实际网络编程中采用的是流式套接字方式使用面向连接的协议。,本文调用编程中的两个类和对。,函数进行了封装类封装了呵函数提供了较低层的,。与刀呵对话接口可方便地进行底层的网络事件通知及信息回叫控制等操作,,派生于它继承了父类中的函数为,提供了更高级别的编程接口可以和类和犷类一起工作,、来处理数据的发送和接收避免了再去处理字节顺序字符串顺序等问题而且类提,。供了阻塞调用功能可以满足同步数据传输的要求本文利用类编程模型建立能够在服务器和客户端之间进行文件传输的应用程序。应用程序的实现下面是服务器端接收文件的源代码,创建套接字并进行连接一刀接收文件￡,￡获得文件大小 中国农业科学院硕士学位论文第六章农业病虫害图像远程传输系统的实现与应用实例,￡“”,一月,尤在线通讯本文通过调用微软类库中的语音库实现农技人员与专家之间的在线语音交流。该模块即一可作为服务器端,亦可作为客户端。基础代码如”,,,,助””声明语音动态库函数定义本地监听端口以,,,,刀调用函数开始通话第一个参数必须是地址否则无法接听对方声音如果,调用成功函数返回,一币孔对象收到数据时触发该事件玩接收数据,,助,,,, 中国农业科学院硕士学位论文第六章农业病虫害图像远程传输系统的实现与应用实例鱼鱼旦皿鱼旦鱼鱼皿鱼旦旦旦鱼鱼鱼旦鱼旦皿鱼旦鱼旦旦鱼旦鱼旦皿旦鱼鱼鱼系统运行实例,,经过系统分析与设计本文完成了病虫害图像远程传输系统原型的构建工作以下部分为该系统实际运行情况的屏幕截图。系统运行后界面图如下图一图像远程传输系统客户端运行主界面图客户端系统包含图像获取、图像压缩、图像传输、在线通信等基本功能构件,其中图像获取模块负责大田图像的定向捕捉图像压缩模块对捕获的图片进行编码压缩图像传输模块与服务,器端建立连接进行图像数据的远程传输在线交流模块提供农技人员与农业专家之间的语音在线交流功能。图一图像远程传输系统服务器端运行主界面图 中国农业科学院硕士学位论文第六章农业病虫害图像远程传输系统的实现与应用实例,服务器端包含图像浏览与在线交流功能模块其中图像浏览模块对接收到的图像文件解码并,。进行本地浏览在线交流模块于服务器端进行端口监听接收到客户端请求后建立语音连接图像抓取功能模块界面图一图像抓取功能模块界面图,、、。抓取模块提供图像参数调整功能选项如捕捉设备型号分辨率色度等这里色度选项因不同设备而异。另外系统提供按时间间隔自动抓取图片、自动增加文件名序号、文件存取目录、,,、渐进式压缩等功能选项其中标题选项可以附加图片属性说明例如该图片拍摄地点时间等信,。息利于专家更直观地了解该图片具体信息,。另外模块提供了图片预览功能具体见下图 ,扣国农业科学院硕士学位论文第六章农业病虫害图像远程传输系统的实现与应用实例图一病虫害图像预览及抓取界面图连接摄像头设备后,指定相应的存储目录及图像文件格式默认为位图格式,并打开预览窗,。口可选点击捕捉按钮即可进行大田病虫害图像抓取图像文件存到本地目录后系统于后台调用压缩库函数将其转换为文件格式以小节均以为例。图一拍摄后的病虫害图像浏览图,。客户端可对本地获取的大田病虫害图片进行浏览功能卜图即为位图图像文件的浏览效果图 中国农业科学院硕士学位论文第六章农业病虫害图像远程传输系统的实现与应用实例图像传输功能模块界面图一病虫害图像客户端传输界面,。选择欲发送的图片在发送目标主机处输入远程主机名或者地址即可进行发送,,系统采用了文件流重载方法来提高文件传输效率默认参数值为该参数值定义的是缓,,,,冲区的大小即当文件大于时以为单位对文件进行分段读取以提高读取文件的性能。其中定制单位大小为字节。这里有依据文件大小提供了小、中、大三种缓冲区大小。,,“”输入远程服务器地址或主机名选择本地图像文件点击发送按钮即可完成图像文件的远程传输。图一病虫害图像服务器端接收界面 中国农业科学院硕士学位论文第六章农业病虫害图像远程传输系统的实现与应用实例,。、服务器端在建立通讯后开始接收客户端发送的图像文件界面提供客户端地址文件名、文件大小及状态显示等相关信息。服务器端可随时中止文件传输。在线通信功能模块界面,该模块包含客户端与服务器端两部分功能运行初始界面图如下图一在线通讯呼叫对方界面,“”,。程序运行后在主机处输入对方主机名或地址点击发起连接按钮等待对方应答,,,当接收到客户端呼叫后服务器端选择应答同时检测对方是否具备音频设备然后与对方建立正常的通讯连接。该模块即可作为服务器端,亦可作为客户端。图一在线通讯被呼叫方应答界面 中国农业科学院硕卜学位论文第六章农业病虫害图像远程传输系统的实现与应用实例图像显示功能模块界面图一服务器端图像浏览界面图服务器端可对接收到的文件进行浏览。本例中选择接收目录下图像文件即可完成图像显示。由于显示模块内嵌解码器,故可在本系统中浏览图像文件其他主流图片浏览软件无法显示该类图片图一服务器端图像还原浏览,,服务器端可对接收到的文件转换为文件并进行本地浏览几图即为原位图文件图片比较结果 中域农业科学院硕士学位沦文第六章农业病虫害图像远程传输系统的实现与应用实例表一、和的对比图 中国农业科学院硕士学位论文第六章农业病虫害图像远程传输系统的实现与应用实例旦旦亘旦旦旦旦旦旦旦里旦旦旦旦旦从上面病虫害原始图像及其压缩图像对比情况表可以看出,,采用压缩比压缩后的图片虽然文件体积不大但图像文件呈现块状效应效果,,并不理想而《刃图片的成像效果与原始图片基本相当文件大小却只有原图的一百二十,。分之一这充分说明自服算法优于传统的算法刃如今己被认为是互联网和,。无线接入应用的理想图像编码解决方案在各个方面都明显优于传统的静态图像压缩算法从这,。个意义上来说本设计方案具备可操作性 中国农业科学院硕士学位论文第七章结论与展望第七章结论与展望总结,、、、农业病虫害是农业生产上的重要灾害之一一方面受作物布局栽培耕作条件品种抗性害虫的迁飞、滞育规律、病害的流行变异规律、农田小气候及气象条件等诸多因素的影响,具有分布面积广、受灾面积大、灾害种类繁多等特征。另一方面农,田分布地理环境复杂自然灾害或农业病虫害的产生具有不可预见性和随机性。,,由于田间缺乏供电设备亦无任何通讯介质这就决定了大田里病虫害图像只能通过广域网无线传输技术才能保证其通讯的可达性。广域网无线传输的优点在于可以不受空间、地点的限制,,用户可以在网络覆盖范围内的任何地点随时随地上网这样的技术比较适合我国大田分布零散的实际情况。但广域无线传输技术的最大弊端在于传输带宽窄,传输效率低,不能保证动态图像实时传输的带宽。,、,综上所述考虑到农业病虫害分布产生的特性及农村的现有物质条件决定了应用于农业,病虫害防治上的图像远程传输系统应采用广域网无线传输技术进行静态图像数据传输基于目前,一域网无线传输带宽较窄因此如何提高窄带条件下静态图像的传输质量和效率就成了设计远程图像传输系统的关键。针对我国农业病虫害分布现状,本文提出了基于静态编码标准的无线网络传输解决方案,在,。不增加信道带宽的同时提高了图像的传输能力本文具体结论如下,、针对当前大田分布现状必须利用无线网络有线网络以及图像压缩标准来实现图像传输技术框架。,针对病虫害图像采集地点的不确定性采用软件结构更适合大田无线窄带下的图像采,。集从而保证大田远程采集图像的灵活性,、根据我国大田现状及其环境对农业病虫害图像进行数据压缩是能否实现高效高质传输的关键。经过实践对比,刃图像压缩标准既能实现图像压缩,又能最大限度的保证图像传,。输效率是高效率的静态图像压缩标准进一步工作,通过对农业病虫害图像远程传输系统的原型实践初步验证了系统框架设计和系统功能是可行的。但现有的系统仅仅实现了图像远程传输系统中的部分基本功能,仍有很多地方需要不断改,进和完善主要表现在以下几个方面,增加服务器端后台数据库存储图片分类检索功能提高图片管理效率 中国农业科学院硕士学位论文第七章结论与展望,增加多客户端多线程传输方式提高网络传输效率,。增加基于源端的拥塞控制策略提高网络传输质量,,随着国家对农业政策的进一步倾斜以及网络技术的不断发展基于图像远程传输系统的农,。业远程诊断技术将为农民带来更多有益的帮助并在农业病虫害防治领域中发挥积极的作用 中国农业科学院硕士学位论文参考文献参考文献,〔」毕雁冰应用小波函数对图像进行压缩和解压缩〔硕士学位论文〕长春长春理工大学,,,」陈军吴成柯基于变换的内嵌静止图像压缩算法电子学报年月一,,,「陈军波陈亚光基于的静态医学图像压缩编码及实现电视技术年一,,【」邓红卫和在网络视频系统中的应用计算机与现代化年一,「邓新国实时检测系统数据传输的研究〔硕士学位论文北京铁道科学研究院以〕〔丁贵广,郭宝龙多媒体数据压缩标准化的现状与发展计算机工程与应用,年,一,、,,一「〕丁莉张琦〕厌关键技术电视技术标准检测与设备年,,「〕董有尔陈宝明李春霞远程图像传输控制系统的设计与实现山西大学学报自然科学,,一版杜红波相关跟踪器的无线图像传输与遥控系统的研制硕士学位论文北京北京林业大,学【〕冯淡如,卢朝阳几种新型无线图像传输方式的比较电信快报,年,一「」冯淡如,卢朝阳电子警察系统中的图像传输方案设计微机发展,年月,一,「〕邓新国实时检测系统数据传输的研究〔硕士学位论文〕北京铁道科学研究院又,「」郭永冲实时数据传输的研究及其实现〔硕士学位论文〕新疆新疆大学「」郝利华,宋文爱无线便携式射线图像采集传输处理系统研究测试技术学报,年,一「〕郝智泉,吕汉兴,程臻基于局域网的视频图像传输与监视系统计算机应用研究,年,一,,,,,一【」胡艳军翟宗起李晓辉基于公用电话网的图像远程传输电子技术年「黄玉明无线图像传输在景观灯光监控中的应用城市公用事业科普园地,年,一仁〕姬永兴应急救援中的图像通信—数字化便携式无线图像传输系统劳动保护,年,「」李洪明数据、文字和图像的无线传输电子世界新颖实用电路,年,「〕李津,黄瑞光基于小波理论的视频图像压缩技术的研究与实现电讯技术研究与开,,一发年,仁〕李娜大型厂矿集团工业电视图像远程传输系统的设计北京工业职业技术学院学报《又年月,一,,,一「」李强刘金平欧洲远程医疗的发展及现状软件世界年,,,「〕李晓毅钟先信余文革邵小良局域监控蓝牙无线图像传输系统设计电子技术应用通讯,,一与电视年第期 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中国农业科学院硕士学位论文参考文献皿旦旦鱼皿旦旦国皿旦旦旦皿鱼旦旦里旦旦旦旦里旦旦鱼组旦旦鱼旦应旦国旦旦旦旦胆旦旦旦里应旦旦组旦旦旦旦旦旦旦坦旦旦国里旦旦,〔」吴怡郑晖基于网络的远程图像传输设备的设计现代电子技术总线与网络,科年,,〔〕西安神明电子科技公司突发事件现场图像传输系统警察技术安全防范年,,,「〕席兵胡章芳王华远程图像传输关键技术的研究广东自动化与信息工程信息技术年,一,,,〔〕肖文名龚龙庆压缩图像的远程浏览微电子学与计算机又年月一,,,〔〕谢琪林国基于的多媒体教学系统中图像的传输技术计算机应用年月一,,,,一〔许昌满张兆扬基于小波变换的因特网图像传输电视技术数字视频年,,,一〔〕许亮陈健便携式静态图像传输系统的研究电子技术多媒体世界以】〕年〔〕徐遗交互式远程医疗系统及其关键技术的研究硕士学位论文〕北京北京工业大学,【许宪东安波基于刃的静态图像编码技术哈尔滨师范大学自然科学学,,一报年,,一」杨宇航便携式无线图像传输系统计算机工程与设计年月,,,〔」于海龙乌肠伦森林火灾现场视频图像传输方案研究地理信息世界《年月〔」于涌高速串行数字图像传输若干问题的应用研究〔博士学位论文」,北京中国科学院,刃〔张继东信道上一种实时图像传输方案电视技术电视广播与传输,年,一,【张立荣石峰基于的远程视频监控系统的设计与实现视频技术应用与工程电视技术,叨年,一,,〔能张明石峰朱春强基于窄带数字通信通道的多媒体图像传输和远程设备环境量控制系统,,一西北电力技术新技术应用年「〕张伟华我国铁路应急通信图像传输系统的技术现状与发展趋势铁道通信信号,年,一,「张益贞刘滔实现月编解码技术北京人民邮电出版,,一社「〕张宗平,刘贵忠基于小波的视频图像压缩研究进展电子学报,年月,一,,,「赵福昌王克家郭建昌基于和的高速图像传输系统设计应用科技年月,一,,,,〔〕赵敏学惠中玉崔方丁以指挥车为中心的火灾现场图像传输系统武警学院学报年,一月【钟海波试论压缩图像远程传输系统在公安指挥中心的应用广东公安科技,年,一,,〔〕钟涛无线监控及防盗产品在安防工程中的应用安防科技技术共享年,,一「」周乐图像压缩技术与以卫四川兵工学报年月 中国农业科学院硕士学位论文参考文献鱼旦旦旦旦旦皿皿皿旦旦皿鱼里旦旦,,,「〕周颖戚飞虎一种新的基于架构的窄带实时图像传输方案计算机应用与软件碎年一,,,〕周祥平王篙新标准的核心技术与应用前景中国有线电视标准与测量侧又年一,「周学志嵌入式图像监控网络平台的研究硕士学位论文〕北京北京邮电大学以〕【朱虹数字图像处理基础北京科技出版社,,一,,,,【」左传涛林祥通王坚等因特网实现图像的远程传输核技术年月一,,,一〕,一,」,,,一皿一,玩,,,一仁〕叔泛,,一〕,一,,一',一一一「」〕《〕 中国农业科学院硕士学位论文致谢致谢,,,时光飞逝转瞬我已经完成了三年的学业在即将踏入社会之时回首学习和生活的点点滴,、。滴无不凝聚着身边老师同学和朋友的帮助和指导首先我要向我的导师王文生研究员致以诚挚的谢意。从我的入学到毕业,从我的学习到生活,,。、、从我的开题到论文所有一切无不倾注了他的心血王老师严谨的治学态度渊博的学识孜孜,。,以求的科研精神和为人师表的高风亮节无不给我留下深刻的印象使我终身受益匪浅在此我“,”。要衷心地向王老师说声王老师您辛苦了,、、同时我还要感谢在我的研究过程中给过我许多无私帮助和指导的谢能付博士王怀惠老师杨晓蓉老师、姜丽华硕士等,谢谢你们百忙之余给我的指点和引导。,。感谢李涛工程师在我的技术方面给予支持和帮助感谢我的同学熊双林、郑火国、迟凤玲等等以及我的师弟师妹们在我三年的学习和生活中给予的众多帮助和支持。感谢你们陪我度过的美丽和快乐时光,,感谢我的家人没有你们就没有我的今天,、、最后祝愿所有支持和培养我的各位老师同学朋友迎来更美好的明天项颖年月 中国农业科学院硕士学位论文作者简历作者简历项颖,,,女年月出生浙江东阳人年月考入浙江大学西溪校区计算机应用专,,,业年月毕业获工学学士学位同年进入浙江省交通职业技术学院任教师年,,月考入中国农业科学院研究生院攻读管理科学与工程硕士学位师从王文生研究员主要研究方向为信息管理与信息系统。发表文章,,「项颖视频会议应用浅析农业网络信息参加项目“”参与了国家高技术发展计划计划课题网络化农业远程病虫害诊断平台的子课题农业病虫害图像传输系统的研究和开发工作。曾获荣誉“”浙江大学三好学生“”浙江大学优秀学生三等奖学金