時間：2022-04-22 00:10:20
序論：在您撰寫解碼技術論文時，參考他人的優秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發您的創作熱情，引導您走向新的創作高度。
關鍵詞馬鈴薯;貯藏;問題;對策;陜西漢中
馬鈴薯是漢中地區繼玉米、水稻之后的重要糧飼作物,曾在為該區廣大人民解決溫飽問題和脫貧致富作出了巨大的貢獻。近年來,隨著農村經濟的發展,政府已經將馬鈴薯定位為支柱產業進行發展[1],每年栽種馬鈴薯2萬hm2左右,年產量約40萬t。隨著馬鈴薯播種面積和產量的不斷增加,馬鈴薯貯藏過程中的存在的問題不斷顯現,如何科學有效地進行貯藏[2-3],減少損失,是目前亟需解決的問題。
1馬鈴薯貯藏對環境條件的要求
1.1溫度
在馬鈴薯貯藏初期,有約10d愈傷期,應將溫度保持在15~20℃范圍內,濕度90%。馬鈴薯的機械傷口形成具有保護作用的皮層,阻止氧氣進入,也可控制水分的散失及各種微生物的侵入,有利于貯藏,以后應將溫度控制在0～3℃。
1.2濕度
相對濕度85%～90%最為適宜。濕度太小塊莖的重量會出現很大損耗,而且會變軟和萎縮;濕度太大,則使塊莖過早萌發和形成須根,以及引起上層塊莖出汗,形成大量水滴,附著在塊莖表面,導致塊莖病害蔓延和腐爛。
1.3通風
通風可以調節馬鈴薯貯藏環境的溫、濕度,供給氧氣,排除CO2,防止塊莖出汗和抑止微生物的活動和繁殖。
1.4光照
光照能促使馬鈴薯發芽,能促使葉綠素以及茄堿苷的形成,薯塊照光或發芽后,茄堿苷含量急劇增高,對人畜均有強烈毒性。因此,馬鈴薯應避光保存。
2貯藏中存在的問題
2.1入窖質量差
漢中地區由于馬鈴薯收獲期比較集中,時間緊迫,勞動力不足,多數農戶圖省事,不經晾曬、挑選,直接將帶土的塊莖包括病、爛、傷薯一起入窖,泥土多造成通氣不暢,窖溫升高致使塊莖呼吸作用加強,促進了各種生理生化進程,使塊莖提早發芽,降低了品質。尤其是病爛塊莖,將各種病菌直接接種到薯堆內,成為發病的菌源[4-5]。
2.2不分品種、用途混合貯藏
漢中地區多數農戶家只有1個貯藏窖(室),食用薯、種薯、商品薯和加工薯混合貯藏在一起,不僅造成品種的退化、混雜和病害相互傳播,影響品種特性;同時對保證食用品質和保持加工價值極為不利,直接影響農戶的經濟效益。
2.3貯藏期間缺乏管理
該區許多農戶采用“自然管理”的方法,在貯藏期間,不檢查、不調整溫度和濕度,不通風換氣,任其自然發展,很容易造成病傷、發芽等損失。另外,造成CO2氣體的大量積累,使薯塊的正常呼吸受到阻礙,薯芽窒息,以致影響出苗率,且易造成人入窖窒息,出現人身事故。
2.4貯藏窖建造不科學
該區地下水位較高,造成窖內濕度過大,甚至出水。有些貯藏窖沒有通風孔道,或通風孔道設置不合理,因而無法調節貯藏窖內溫濕度,更無法通進新鮮空氣,導致貯薯塊受損害。
3對策
3.1做好田間病蟲害防治,適時收獲
入窖塊莖的病斑和爛薯是貯藏的最大隱患,而病薯和爛薯都來自田間,因此,搞好田間病害的防治,是減少塊莖病斑和爛薯的最根本的辦法。及時有效地進行田間馬鈴薯病害的藥劑防治,就可以大大降低病害感染率,入窖時就比較容易挑除病、爛薯,從而保證入窖馬鈴薯的質量。適時收獲可以促進薯皮老化,薯皮老化程度是決定薯塊是否耐貯的重要指標。因此,必須采取措施,使收獲的塊莖表皮老化,以增強它的保護和抗傷害能力。
3.2嚴把質量關,確保入庫質量
入窖時嚴格控制入窖質量,挑去傷、爛、病、蟲蛀等薯塊,認真搞好入窖前薯塊處理,做到薯皮干燥、無病塊、無爛薯、無傷口、無泥土及其他雜質。為使薯皮干燥,在塊莖收獲出土時,短時間風干,再運回窖旁晾曬。對于食用和加工用薯則不能曝曬,晾干即可,對于種薯要挑出畸形和非本品種塊莖。入窖前可給薯塊噴灑殺菌防腐劑,殺死附著在塊莖表面的病菌,切斷菌源,挑選出爛薯,并清除薯塊上附帶的泥土,防止病害的擴大和蔓延。
3.3分類貯藏
要做到分品種、分級別、分用途單窖(室)貯藏,便于按用途進行相應的管理,一般每戶應建2個以上貯藏窖或一窖多室,保證貯藏薯的種性和商品性。對于以種薯生產為主的農戶,單窖(室)貯藏可以保證用種的純度,沒有機械混雜,同時保持最適宜的溫濕度,適宜溫度應保持在3~4℃,適宜濕度應保持在90%左右;對于食用薯及商品薯而言,要黑暗貯藏,溫、濕度按照種薯標準進行調節;對于加工馬鈴薯而言,溫度應保持在8～10℃,以降低薯塊中還原糖含量。
3.4加強貯藏期間的管理
貯藏管理工作的重點就是通過調控溫、濕度及通氣狀況,創造最佳的貯藏環境和條件,防止薯塊過多的失水、傷熱、發芽等現象及病害的發生,降低損耗,保證其優良品質。窖內要懸掛溫度計和濕度計,定期檢查,了解溫度、濕度的變化情況,一旦發現不適宜狀況,及時調控,同時應根據貯藏的不同時期和天氣狀況,及時調控溫濕度。為防止莖塊發芽,可以施用馬鈴薯抑芽劑,以達到保質保鮮的目的。
3.5改進貯藏窖,增加調控能力
借鑒發達國家的經驗,采用現代化保溫材料,建造容量大,機械化程度高,調控能力強的現代化貯藏窖,實行集中管理和貯藏,這樣不僅可以提高貯藏品質,減少損耗,而且還可以大大降低成本。也可以在現有基礎上改進貯藏窖的結構和設施,增強調控能力,主要是增加自然通風換氣設施,利用強制通風換氣設備,根據經濟實力,可建造有風機、主風道、分風道的水泥、磚石結構的大中型現代化貯藏窖。
4參考文獻
[1]柯斧.秦巴山區馬鈴薯規范化高產栽培技術[J].現代農業科技,2009(19):103.
[2]宋吉軒,張敏,鄧寬平.貴州馬鈴薯貯藏現狀、存在問題及解決措施[J].安徽農業科學,2007(30):9488-9489.
[3]韓秀蓉.馬鈴薯的貯藏[J].貯藏加工,2002(12):29.
0 引言
中文MARC是中國機讀目錄（China Machine-Readable Catalogue）的簡稱，中文MARC的主要作用是將各類書目信息編目成統一的標準計算機可讀形式，便于讀者檢索以及各圖書情報部門之間交流書目。學位論文是高校大學生為獲取相應級別學位而撰寫的關于在校期間所學知識的應用或所完成的科研成果。
目前，我國各高校的學位論文大部分都是用中文撰寫的，也有一小部分是用外文撰寫的。高校圖書館將學位論文收藏至自建特色數據庫，就需要對學位論文進行編目，對學位論文編目時要保證編目產生的關于學位論文的數據的質量，以方便讀者檢索并利用學位論文。
1 中文MARC編目學位論文存在的問題
高校圖書館對文獻資源進行有效的分類標引和主題標引，并用相應的著錄、編目格式使文獻資源的主要檢索項及特點形成書目的形式就是高校圖書館的編目工作[1]。學位論文編目的工作流程一般為：回溯編目―審校―典藏―貼書標―入庫上架。學位論文作為一種特殊的文獻資源，其編目具有自己的特點：1）編目難度高。高校大學生研究的學術領域及學術方向繁多，其具體研究方向小而專，對非專業編目人員來說，分類編目比較困難；2）編目工作量巨大。教育事業飛速發展，各高校每年都在擴大招生，進而各高校每年產出的學位論文數量激增，而高校圖書館編目人員有限，而且圖書館每年還要有其他書目入館需要編目，因此編目人員總的工作量非常大。3）學位論文撰寫語種不統一。部分高校設有外國語學院，這些學院的部分學生所撰寫的學位論文所使用的語種一般為外文。
中文MARC是以UNIMARC為基本依據，根據我國出版物的具體情況制定的[2]。中文MARC機讀記錄字段區有如下10個功能塊：0―標識塊；1―編碼信息塊；2―著錄信息塊；3―附注塊；4―款目連接塊；5―相關題名塊；6―主題分析塊；7―責任者塊；8―國際使用塊；9―國內使用塊[3]。中文MARC通過對每個功能塊增設功能不同的多種字段及子字段、對每個字段又增設不同要求的標識符的方式更為詳細的記錄文獻信息。
高校圖書館編目學位論文最終要達到的目標是：1）精準、全面、直觀的反映出學位論文所表達的科研成果，包括科研成果的領域，關鍵詞等信息。2）準確標引學位論文，形成規范數據，方便讀者進行檢索。編目學位論文是讀者可以使用學位論文的前提和基礎，學位論文編目工作的質量直接關系到讀者對學位論文的使用情
況[1]。因此，學位論文編目工作是高校圖書館工作中的一個重要分支，各高校對學位論文編目工作都很重視。但是由于學位論文本身具有的特殊性和中文MARC編目具有的高技術性，導致中文MARC在對學位論文進行編目的時候會出現一些問題，而這些問題的出現直接影響了學位論文編目的質量，進而影響到學位論文在高校圖書館乃至整個學術界的正常流通。中文MARC在高校圖書館學位論文編目中存在如下問題。
1）標準不統一。當前我國使用比較普遍的中文MARC編目標準有兩種：一種是國家圖書館編寫制定的全國圖書館聯合編目中心系統標準；一種是北京大學圖書館編寫制定的中國高等教育文獻資源保障系統，即CALIS系統標準[3]。雖然采用這兩種中文MARC編目標準編目的數據覆蓋面都很廣，共享性也比較強，但還是應該將這兩種標準結合，制定一套唯一的編目標準。有了唯一的標準，各高校圖書館在選擇編目系統時也不需要進行比較，既方便了高校圖書館編目工作，也能使圖書信息流通更順暢。
2）標引不規范?！吨袊鴪D書分類法》是高校圖書館編目分類的主要依據。由于部分高校圖書館還有自己編寫的《圖書館編目分類細則》，并結合這兩個規范來進行編目，因此在很多編目細則上出現了不一致現象。
3）著錄字段不完整。中文MARC編目雖然具有詳細的編目規則，但是不同的編目員對規則的理解會有所不同。在中文MARC著錄中，字段和指示符都有詳細的規定，如果出現指示符的漏著、錯著都會直接影響到學位論文的檢索。
4）外文語種撰寫的學位論文編目格式不統一。當前我國圖書館使用USMARC對外文圖書進行著錄，而有些圖書館認為只有原版外文書籍才應該用USMARC進行編目，其余外文圖書應該按中文MARC格式來著錄。因此，使用外文撰寫的學位論文編目格式就出現了兩種，即USMARC格式和中文MARC格式。這種不一致的編目格式會嚴重影響到學位論文的網上共享，對數字圖書館的建設也有不利影響。
高校圖書館每年進書量都很大，新進圖書只有經過編目才能入庫上架，讀者才能在館藏書目檢索系統中檢索到圖書，而高校圖書館專業的編目人員非常有限，因此就會出現非專業人員對圖書進行編目，比如燕山大學圖書館學位論文的編目工作就是由勤工助學的學生來完成的。編目工作對人員專業要求比較高，編目細則又非常繁雜，雖然專業的編目人員已經設定號學位論文編目格式，但是非專業人員在對學位論文進行編目的時候很容易就會出現漏著、錯著的現象，而在對學位論文編目中出現的錯誤只有非常專業的編目人員才能及時發現，這樣就會導致很多編目過程中出現的錯誤到最后都沒有被發現，從而影響到讀者對學位論文的檢索。
2 改進與展望
關鍵詞：高速公路，視頻傳輸聯網，壓縮編碼，關鍵技術
在科技迅猛發展的今天，代表交通行業先進生產力的高速公路監控系統采用將傳統視頻模擬信號經過抽樣、量化和編碼成二進制數字信號，然后進行各種功能的處理、傳輸、存貯和記錄的數字視頻技術的方式處理信息相對于傳統的模擬方式來說具有較大的優勢及較高的性價比。也就是實現了高速公路省域數字聯網監控系統，但與此相關的如何在較窄的帶寬上進行視頻的可靠傳輸，又成為必須解決的問題。數字化的視頻不經過壓縮則占用的帶寬太寬。
一、壓縮編碼技術的發展
視頻壓縮編碼的理論基礎是信息論?？萍颊撐?。壓縮就是從時域、空域兩方面去除冗余信息。壓縮編碼的目的就是要以盡量少的比特數表征圖像，同時保持復原圖像的質量，使它符合特定應用場合的要求。不同的圖像編碼技術的研究一直遵循著兩條主線索不斷的展開，一是對圖像信源特性的不斷認識:二是對人類視覺系統的不斷認識。對兩方面的不斷深入研究，都推動著圖像編碼技術的進步。經過十多年的發展，圖像編碼技術經歷了兩代歷程，即考慮圖像信源統計特性的第一代圖像編碼技術和考慮人眼視覺特性及圖像傳遞景物特征的第二代圖像編碼技術。
第一代圖像編碼技術以信息論和數字信號處理為理論基礎，以Shannon的編碼理論為指導的，充分利用了圖像空域時域的相關性進行壓縮編碼，目的是去除圖像信源數據中的相關性(數據冗余)。常見的有嫡編碼、預測編碼、變換編碼和矢量編碼等技術等已成為這類圖像編碼技術中的較成熟的經典技術。它們已被現行圖像壓縮編碼標準所廣泛采用。
第二代圖像編碼技術在利用人眼視覺特性及圖像傳遞景物特征的基礎上，結合了模式識別和計算機圖像學的方法。它突破了信息論的框架，充分利用人的視覺心理特性和圖像的各種特征對圖像進行編碼，可以獲得很高的壓縮比。近幾年出現的小波變換和神經網絡等新的編碼方法已受到人們的高度關注。它們的最大特點就是引入了新的數學工具和理論，如小波理論、分形幾何理論、神經網絡理論和計算機視覺理論等?？萍颊撐摹Ｐ乱淮膱D像編碼技術主要有分形圖像編碼、基于神經網絡(NN)的圖像編碼、模型編碼和小波圖像編碼。
二、壓縮編碼的標準
國際上有很多圖像壓縮標準，目前比較流行的三類視頻編碼標準，主要用于會議電視的H.261/263標準，用于運動圖像的M-JPEG標準和MPEG系列標準。其中MPEG是國際標準化組織ISO/IEC下的一個制定動態視頻壓縮編碼標準，它為視頻壓縮編碼技術的實用化作出了巨大貢獻。MPEG又包括MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4三個正式國際標準。我們知道，衡量一種壓縮技術的好壞的三個重要的指標如下:
1、壓縮比要大。即壓縮前后所需的信息存儲量之比要大;
2、實現壓縮的算法要簡單，壓縮、解壓縮速度要快，盡可能做到實時壓縮解:
3、恢復效果要好，要盡可能地恢復原始數據。
所以根據實際需求和應用才能準確衡量一個壓縮技術的好壞。通過比較可以得出，適于高速公路遠程圖像監控的主要是MPEG系列。MPEG1主要應用于碼率為1.2~2Mb/s的圖像壓縮，根據一些實踐經驗，其圖像傳輸清晰度不能很好地滿足高速公路圖像傳輸的要求。而MPEG-2完全吸收了MPEG1所采用的壓縮編碼技術，同時性能加以擴展，涵蓋了從常規圖像到HDTV等非常寬范圍內的視頻壓縮業務。主要應用于碼率為4~20Mb/s的高清晰度圖像編碼，MPEG-2標準由于采用了幀內和幀間壓縮方法，簡單地講是對每一幅圖像，稱之為幀，進行即用一定的算法對幀自身、以及相鄰兩幀之間的冗余部分進行去除。從而避免了將已有的信息再次傳遞給接收端，從而提高了壓縮效率，降低了傳輸所需的網絡帶寬。另外采用MPEG-4壓縮算法其實也是一個不錯的選擇，但是當前基于這種算法的都是軟件的解決方案，沒有適合的硬件壓縮芯片，市場上暫時沒有單機的圖像傳輸編解碼器，還有待進一步的發展完善。所以盡管對運動圖像不斷有新的壓縮標準出現，但MPEG-2標準的優勢在實用化方面己遠遠走在前面。綜上可知目前MPEG-2圖像壓縮標準在圖像質量和圖像應用領域具有很大的優勢。
三、視頻編解碼器
（一）視頻編解碼器結構
視頻編解碼器主要完成視頻圖像的編解碼工作，用于實現為遠端監控現場的視頻圖像的遠程傳輸，并通過現有通信系統接口及通道對視頻的編解碼參數進行控制的設備。視頻編碼器為遠端監控現場使用的視頻壓縮傳輸設備，視頻解碼器為監控中心使用的視頻解壓縮設備?？萍颊撐?。根據視頻數字輸出接口形式的不同，視頻編解碼器大致可以分為:NXEI接口和IP接口2種。
1、NXE1接口視頻編解碼器
這種視頻編碼器結構主要包括A/D轉換模塊、視頻壓縮模塊、復用電路及多El反向復用電路。外部輸入的模擬視頻信號通過BNC接口接入A/D轉換模塊，將模擬視頻信號轉換成非壓縮的視頻數據。視頻壓縮模塊將這些非壓縮的視頻數據，以M-JPEG或MPEG-2方式進行編碼壓縮，同時對語音信號進行編碼。編碼壓縮后的數字圖像信號、語音信號以及通過數據口接入的RS485控制信號和其他異步數據通過復用電路復用，然后再通過多E1反向復用電路復接到l-8個2M的E1接口上進行傳輸。
視頻解碼器結構主要包括D/A轉換模塊、視頻解壓縮模塊和分接電路及多E1反向復用電路。對數據的處理過程為視頻編碼器的逆向處理。多E1反向復用電路從多個2M的E1接口上接收數據并進行分解，復原出數字圖像信號、語音信號和數據，并以M-JPEG或MPEG-2的相應方式對數字圖像信號進行解壓縮，還原出模擬圖像并輸出。
采用多El傳輸方式可以充分利用己有SDH通信網的資源，靈活分配帶寬，用戶可根據網絡資源和對圖像的要求任意分配N個E1。一般情況下每路圖像使用3-4個El即可，最多使用4個E1也就夠了。由于El是SDH的標準接口，所以，在SDH通信體制下，使用簡單、方便。
2、IP接口視頻編解碼器
IP接口視頻編解碼器在編碼方式和內部結構上和NXEI接口視頻編解碼器基本相同，其差異主要是視頻數據輸入、輸出接口。IP接口視頻編解碼器視頻數據輸入、輸出接口采用10M以太網接口，滿足TCP/IP協議。其最大視頻帶寬為8M，另外2M用于傳輸語音和數據。
(二)編、解碼器之間互聯
編、解碼器之間互聯既可通過E1接口，也可以通過10/100M以太網接口。這取決于通信系統所能提供的接口和所選用的編解碼器的數字接口。互連方式一般采用編解碼器一一對應的方式。在實際的應用過程中，數字圖像所占用的帶寬取決于對圖像質量的要求。由于高速公路的圖像主要是高速運行的汽車，為保證圖像的連續性，防止拖尾和“馬塞克”現象。數字圖像所占用的帶寬一般為6-8M.對采用NXEI接口編解碼器，需要3-4個E1接口互連。對采用10M帶寬的IP接口編解碼器來說，1個IP接口只能傳輸一幅圖像。
參考文獻：
[1] 路林吉,呂新榮. 數字圖像監控技術講座 第一講 概述[J]電子技術, 2001,(07) .
[2] 宋成柏. 港口視頻監控系統解決方案探討[J]中國港口, 2002,(07) .
關鍵詞：NiosII，嵌入式，高清，視覺，單片機
總體結構
系統硬件分為：高清圖像采集板、NiosII核心板、單片機接口板三部分。軟件由NiosII和單片機軟件組成?？紤]到程序的標準化、可移植性，NiosII程序和單片機程序都使用標準C編寫。
高清圖像采集
方案一用工業用高清鏡頭采集影像，再對模擬視頻解碼，得到高清視頻數據。解碼芯片可選AD的ADV7181C，10位集成多格式標清高清視頻解碼器，四個10位ADC采樣速率最高110MHz，支持720p/1080i高清分量，最高對1024x768、70Hz（XGA）RGB圖形進行數字化處理?？萍颊撐摹；騎I TVP5150AM1，超低功耗優化架構，工作狀態下功耗僅為113mW，只需一個晶振就能支持所有標準，可通過I2C對亮度、對比度、飽和度、色調、銳度等控制，功能強大使用方便。或飛利浦SAA7114H，該芯片最多允許6個復合視頻輸入，顯示比例調整分辨率調整,解碼精度高支持視頻窗口縮放?？萍颊撐?。此方案成本高體積大。
方案二用高清圖像傳感器采集，直接輸出高清圖像數據。從芯片的性能指標、價格供貨、技術支持、開發難易程度等方面考慮，Omni公司的OV9712芯片較為合適。該傳感器為1/4”標清高清CMOS圖像傳感器，像素尺寸3.0um，內置OmniPixel3-HS技術，可提供WXGA（1280X800）分辨率、640x480、HD720p三種格式圖像，10bit彩色rawRGB并行圖像數據輸出，PLL鎖相環，高信噪比圖像質量，鏡頭校正，畫面缺陷補償。該方案成本百元左右，硬件簡單性能穩定，符合實際要求。
設計OV9712采集電路時，要使用獨立電源，電路板上盡量減小信號線長度及避免上下層平行布線，電源芯片放在板子外側。外圍器件盡量以OV9712要求參數一致，電路中模擬地與數字地分開走線最后匯集一點。OV9712有效圖像傳感區域不在芯片中間位置，而是偏右偏上，為了使目標圖像能處于畫面中心，繪制電路板時要注意調整芯片位置，具體尺寸參見OV9712器件手冊。
Nios核心板
FPGA芯片選型比較如下：
論文關鍵詞:直讀式電子壓力計;單芯遠距離傳輸;曼徹斯特碼;編碼;解碼
論文摘要:本文從現有存儲式電子壓力計的技術現狀出發，分析了在井下高溫、高壓、遠距離條件下，實現壓力、溫度數據實時可靠采集、傳輸、分析的壓力計——直讀式電子壓力計的數據傳輸方案和實施，并從技術需求分析、通訊方案選擇、單芯遠距離傳輸、曼徹斯特碼編解碼的軟硬件設計等方面，對直讀式電子壓力計數據傳輸方案進行了深入研究。試驗數據分析結果表明，本文研究結果解決了直讀式電子壓力計的關鍵技術，增強了電子壓力計在油田測井領域的市場競爭力。
一、引言
目前存儲式電子壓力計已廣泛應用于國內各大油田高溫井下壓力和溫度的測量。存儲式電子壓力計在工作過程中，儀器內的單片機系統和各種傳感器共同完成井下壓力和溫度的采集，并以數字量形式存儲于電可改寫型存儲器中，待測試過程完成后，再將壓力計返回地面，用專門配套研制的數據回放儀與壓力計連接，通過軟件和硬件接口通訊進行數據的接收、回放和處理，使用很不方便，影響生產。
因此，為克服存儲式電子壓力計的上述缺點，提高油田生產效率，提升電子壓力計在油田測井領域的市場競爭力，必須研制在井下高溫、高壓、遠距離條件下，實現壓力、溫度數據實時可靠采集、傳輸、分析的壓力計——直讀式電子壓力計。
二、直讀式電子壓力計技術需求分析
（一）功能及主要技術指標要求
直讀式電子壓力計實現井下壓力和溫度參數的測量，并將測量結果通過單芯鎧裝電纜實時傳送至地面解碼控制儀，主要技術指標要求如下所示。
a) 壓力測量范圍：（0～30、45、60、80）MPa；壓力測量誤差： 0.04%F.S；
b) 溫度測量范圍：（-20～+150）℃， 測量誤差：±1℃；
c) 傳輸距離不小于6000m；通訊誤碼率1.0×10-7。
（二）基本方案及工作原理
直讀式電子壓力計由井下電子壓力計和地面解碼控制儀兩部分組成，其中井下電子壓力計由壓力傳感器、溫度傳感器、信號放大電路、模數轉換電路、單片機系統、編碼電路、數字通訊接口電路和裝載于單片機系統中的相關工作軟件組成，解碼控制儀由解碼電路、通訊接口電路、通用計算機(油田配置)和相關工作軟件組成。
工作過程中，井下電子壓力計由地面解碼控制儀通過單芯鎧裝電纜提供能源，溫度和壓力傳感器分別將環境壓力和溫度轉換為電信號輸出，該電信號經放大和模數轉換后由單片機系統進行數據實時采集和處理，然后按一定周期經數字通訊口輸出。井下電子壓力計和井上解碼控制儀之間通過單芯鎧裝電纜連接，解碼控制儀中通訊接口電路接收井下電子壓力計輸出的壓力和溫度數據，并經解碼后輸入計算機中進行實時分析和處理。
三、數據傳輸方案選擇
設備之間數據通訊通常有并行通訊和串行通訊兩種方案，并行通訊的缺點是傳輸距離短，通訊信道所占點號多，而串行通訊與之相反。根據井下電子壓力計與井上解碼控制儀的數據傳輸特點，需選擇串行數據傳輸方式。
在曼徹斯特編碼中，用電壓跳變的相位不同來區分邏輯1和邏輯0，即用正的電壓跳變表示邏輯0，用負的電壓跳變表示邏輯1。
在油田測井中，井下電子壓力計在井下采集大量信息，并傳送給地面解碼控制儀；但井下電子壓力計到地面解碼控制儀這段信道的傳輸距離較長且環境惡劣，常用的NRZ碼不適合在這樣的信道里傳輸，而且NRZ碼含有豐富的直流分量，容易引起滾筒的磁化。曼徹斯特編碼方式使得信號以串行脈沖碼的調制方式在數據線上傳輸，和最常用的NRZ碼相比，消除了NRZ碼的直流成分，具有時鐘恢復和更好的抗干擾性能，這使它更適合于從井下到井上的信道傳輸，因而在井下電子壓力計和地面解碼控制儀之間選用曼徹斯特編碼使數據傳輸可靠性更高、傳輸距離更遠。
四、曼徹斯特碼編碼軟硬件設計
每一周期井下電子壓力計需將采集到的壓力和溫度兩個參數分別進行曼徹斯特編碼方式輸出，井下電子壓力計與地面解碼控制儀之間按如下通訊協議進行。
a) 壓力與溫度均以字為單位進行傳送，先發送壓力字，后發送溫度字，一個壓力字和一個溫度字的組合稱為一個消息；
b) 每一個字由20位組成，第1～3位為3個起始位，第4～19位為16個數據位，第20位為奇偶校驗位；
c) 壓力字3個起始位電平為先高后低，溫度字起始位為先低后高，高低電平均各占一位半，壓力字與溫度字校驗位均采用奇校驗；
d) 傳輸的波特率：5.7292 kbps（175μs/位），傳輸一個消息共耗時3.5ms。為保證數據傳輸可靠性，井下電子壓力計同一消息在一個采樣周期內重復發送兩次，地面解碼控制儀根據校驗位判斷每個字的正確性。
由單片機編程輸出兩路I/O控制信號，經過濾波電路、運放電路、整型電路后，產生曼徹斯特編碼雙相電平信號，并經單芯鎧裝電纜送至地面解碼控制儀。為滿足曼徹斯特編碼格式及井下電子壓力計與地面解碼控制儀之間的通訊協議，井下電子壓力計軟件采用如下的編程方式輸出波形。
a）壓力字同步頭為262.5μs高電平后跟隨262.5μs低電平，溫度字同步頭為262.5μs低電平后跟隨262.5μs高電平；
b）若數據位為邏輯0，則在87.5μs低電平后跟隨87.5μs高電平；
c）若數據位為邏輯1，則在87.5μs高電平后跟隨87.5μs低電平；
d）校驗位的波形產生方式與數據位相同。
五、曼徹斯特碼解碼軟硬件設計
地面解碼控制儀需將井下電子壓力計輸出的曼徹斯特碼進行解碼，并按通訊協議用軟件將接收到的曼徹斯特碼數據轉換為井下電子壓力計測得的壓力和溫度數據，即地面解碼控制儀中的解碼過程為井下電子壓力計編碼過程的逆過程。曼徹斯特碼解碼過程可分為如下三部分：
a) 同步字頭檢測，并辨別其為溫度數據還是壓力數據。
b) 對曼碼形式的數據進行解碼，從曼徹斯特碼波形中分離出同步時鐘，并將時鐘和數據進行處理使曼碼數據轉化為非歸零二進制數據。
c) 將串行數據轉化為并行數據，并進行奇偶校驗，以檢驗數據傳輸的正確性。
經過幾千米鎧裝電纜傳輸上來的數據，幅度衰減到毫伏級，因此井上需要精密的解碼電路，才能保證數據傳輸無誤碼率。井下傳輸上來的數據經過濾波電路、精密運算放大器、雙D觸發器輸出曼碼波形給單片機，經過單片機的程序轉化為井下的壓力與溫度數字量。
六、試驗結果
直讀式電子壓力計首臺產品完成廠內試驗后，到油田用8000m的鎧裝電纜連接井下電子壓力計和地面解碼控制儀，將電子壓力計下放到井下6500m的深度，在溫度高達150℃、壓力為30～60 MPa的油井中測試壓力和溫度。在三次連續5個小時的測試過程中，數據傳輸準確可靠，沒有出現丟點現象，誤碼率為零。
七、結束語
試驗數據統計分析結果表明，本文研究結果解決了直讀式電子壓力計通訊方案、通訊協議、單芯遠距離傳輸、曼徹斯特碼編解碼軟硬件設計等關鍵技術，增強了電子壓力計在油田測井領域的市場競爭力。
參考文獻
關鍵詞：RGB YCbCr FPGA 色彩空間轉換
中圖分類號：TN911 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）09（a）-0023-01
1 常見色彩空間
我們主要介紹RGB和YCbCr色彩空間。RGB色彩空間是一種常用的色彩空間。它可以實現不同平臺的映射而不嚴重損失顏色信息。任何一種顏色都可以由三基色紅、綠、藍混合疊加而成。RGB三個分量彼此相互獨立，三個分量的值越小所代表的亮度越低。RGB色彩空間它所占用的帶寬和存儲量是很大的，如果使用該色彩空間進行圖像傳輸，非常不利于圖像的處理。所以引入另一種色彩空間YCbCr。該格式的色彩空間是演播室編碼方案中使用的顏色模型。Y，Cb，Cr分別代表亮度、藍度分量和紅度分量。YCbCr色彩空間有以下優勢。首先它的構成原理符合人類的視覺感知過程，再次它可以實現亮度和色度的分離，由于人眼對亮度的變化更敏感，所以我們在傳輸圖像時減小帶寬的同時引起的顏色損失小，人眼幾乎無法察覺。
2 總體設計方案
系統的總體設計框圖如圖1所示。
基于FPGA的色彩空間的轉換過程可以描述為：首先通過CCD攝像頭進行視頻圖像采集，采集來的RGB圖像為NTSC或PAL制式的，接著我們會把視頻數據送到解碼芯片TVP5150，它會將信號變為ITU-R BT.656格式的數據流。我們選取的TVP5150芯片是和FPGA主控芯片集成在一個開發板上，它的功耗非常低，芯片小巧利于便攜。視頻解碼芯片在對視頻信號處理之前總線會對其進行配置。從解碼芯片出來的信號便進入FPGA芯片，進行串并轉換、解交織等操作最終實現色彩空間的轉換。最后信號送到ADV7123芯片進行編碼，并通過D/A轉換芯片在VGA顯示器上顯示出來。
3 仿真與硬件驗證
硬件部分我們采用了Alera公司的FPGA芯片EP2C8Q208C8N作為核心處理芯片，該芯片內部含有豐富的可編程邏輯資源，可以非常方便的完成相關乘法器的例化。在使用乘法器IPCore時，我們需要進行優化設置。硬件部分包括CCD攝像頭、FPGA主控芯片、視頻解碼芯片TVP5150、視頻編碼芯片ADV7123等。最終將VGA線和顯示器的VGA口相連接，便可以通過顯示屏觀察結果。
硬件實物圖如圖2所示。
軟件部分采用Quartusii 9.1進行Verilog語言的編寫，并進行時序仿真。進行時序仿真的結果圖3所示。
4 結語
生活中存在多種色彩空間，它們各自具有不同的特點。但是在很多情況下我們又得在它們之間進行轉換，這無論對于科研研究還是消費市場都是很有必要的。本篇論文是通過硬件實現的RGB色彩空間到YCbCr色彩空間的轉換，采用的Alera公司的FPGA芯片EP2C8Q208C8N作為核心處理芯片，利用其內部豐富的可編程邏輯資源實現空間的轉換，并采用Quartusii 9.1進行軟件編程與仿真，驗證了模塊的功能。
參考文獻
[1] 唐曉燕，賈鋒，韓磊.基于FPGA的視頻顏色空間轉換電路設計[J].電子與電腦，2006（8）：47-49.
[2] 吳康，劉耀元，胡民山.用FPGA實現色彩空間RGB到YCbCr的轉換[J].南昌高專學報，2007，22（6）：140-142.
【關鍵詞】MP3；SOPC；Nios II；硬件實現
1.引言
MP3(MPEG Audio Layer3)是高品質的音頻壓縮標準，因其在音質，復雜度與壓縮比的完美折中，占據著廣闊的市場，目前在便攜式設備領域深受人們喜愛。而隨著消費電子的快速發展，MP3在各種場合的需求越來越多，同時針對MP3解碼器的設計也越來越多。其中主要有以下三種方式：①以專用MP3編解碼芯片為核心加上必要電路的VLSI實現；②DSP處理器加外部存儲器，數模轉換等器件實現；③以低速核心處理器（CPU/RISC）與其他硬件加速模塊的SOPC設計加上器件實現。而第三種實現方式相對于前兩種方式在功耗和性價比方面有著明顯的優勢，本文是基于SOPC技術來實現MP3解碼器的設計，其中MP3文件數據用SD卡來存放[1]。
2.MP3解碼流程分析
MP3解碼流程如圖1所示，解碼的主要過程包括同步提取碼流(以幀為單位)哈夫曼解碼，比例因子解碼，反量化，重排列，立體聲處理，混疊重建，IMDCT變換，子帶綜合濾波合成，最后輸出原始的PCM數據。
在解碼過程中，耗時比較多的主要是IMDCT和子帶綜合濾波這兩部分。在編譯后它們占據著相當多的硬件資源，功耗特高，所以在設計時針對這兩個計算量大的算法IMDCT，子帶綜合濾波器做了硬件加速處理，來提高整個系統的性能。在IMDCT算法中有長塊和短塊，計算時長塊輸入是18點而短塊輸入是6點，長短塊輸入的值都是非2的n次方，所以可以采用Szu Wei Lee快速算法，此算法對輸入點數越大的運算，其速度提升就越明顯。傳統的IMDCT算法，在計算長塊時需要的是36*18次乘法和36*17的加法，采用Szu Wei Lee算法后，長塊的計算只需要43次乘法和115次加法，程序的運算速度顯著提高了。在設計子帶綜合濾波時，直接計算則需要執行32*64次乘法和31*64次加法，兩聲道采樣率為44.1KHz，乘法運算量為（44100/32）*(64*32+512)*2=7056000次/秒，而系統時鐘一般都采用的是50MHz，單個周期內占著整個解碼時間的58.2%，嚴重影響了整個系統解碼的速率。所以可以根據余弦函數的對稱性，并結合Byeong Gi Lee快速DCT算法來進行改進，改進后子帶綜合濾波則只需要進行384次乘法和376次加法，大大提升了運算速度[2]。
3.系統的硬件設計
基于Nios II的嵌入式系統主要是由三部分組成：IP庫（NiosII軟核處理器，Avalon總線，設備接口等），GNUPro軟件編譯器，SOPC Builder開發工具。本文在硬件設計時使用Altera公司的Cyclone II FPGA芯片，型號為EP2C70F896C6，主要設備包括片外SDRAM存儲器、SD卡、音頻芯片WM8731、LCD等，其中FPGA芯片完成對各個硬件模塊和數據流的控制，片外存儲器存放程序數據和執行代碼，SD卡存放MP3文件，音頻芯片將PCM數據流轉換輸出，LCD顯示系統狀態，IP核的復用是SOPC設計的關鍵[3]。其硬件系統結構如圖2所示。
而FPGA內部邏輯設計是以Quartus II為開發環境，以Verilog語言編程實現音頻控制，SD卡的讀寫，液晶顯示驅動等功能模塊的設計。用SOPC Builder配置并產生NiosII軟核處理器以及必要的外設，然后在再通過編譯，下載到FPGA的配置芯片中，形成硬件邏輯電路的連接，最后驗證系統，從而實現MP3音頻文件的輸出。除了音頻模塊、SD卡控制模塊、LCD顯示驅動模塊外其他模塊都可以通過SOPC Builder來添加IP核構建。
至于MP3解碼算法中的子帶綜合濾波，IMDCT變換兩部分處理起來特耗時，針對這類耗時問題，可以采用軟硬件協同處理(軟件中耗時較多的部分進行硬件加速后，往往會比原先軟件處理時的速度快上好幾倍。)來提高整個系統運行的時間。通過這種設計方法，在綜合時可以確定系統軟件和硬件之間的相互制約關系，從而保證系統的確定性，高效性。
4.SOPC片上系統的實現
在FPGA中搭建SOPC系統時，需要用到如下圖3所示的軟核處理器和Avalon總線結構和外設接口等，其中，系統時鐘c0由外部晶振50MHz倍頻后得到的，c1為100MHz外設SDRAM時鐘，c2為音頻芯片提供的18.51MHz工作時鐘。timer用于系統內部時間的產生，time_stamp用于記錄指令的運行時間。片外SDRAM存儲芯片是作為程序存儲器及數據存儲器。本系統自定義了AUDIO模塊，該模塊主要用于與WM8731音頻芯片數字接口進行數據傳輸。
5.實現結果
本文是基于SOPC技術實現MP3解碼器的設計，其優勢在于系統功能改進的靈活性，即不改變硬件平臺的情況下，可以隨便的對系統進行增刪和優化，降低系統的成本，這是其他方案很難比擬的地方。而本設計是在在DE2-70開發板上實現的，硬件解碼系統采用Verilog HDL語言進行描述，經過RTL級仿真和驗證后，在Cyclone II EP2C70F896C6器件內資源占用率為8%，總的寄存器為3335個，系統頻率可達到72MHz，經過實際測試，本設計達到了預期的效果。但還存在著一些地方不夠完善和有待改進，這同時也是以后MP3播放器設計需要改進和研究的重點：
(1)本設計功能比較簡單，編譯后FPGA芯片資源占用的比較少，可進一步增加其它功能，如圖像顯示。
(2)如何改進更有效的算法，提高系統運行時間，降低功耗，以達到便攜式高性能、低功耗的要求，這是未來MP3設計研究的重點。
參考文獻
[1]毛麗萍.MP3音頻編解碼運算中IMDCT算法研究及其FPGA實現[D].[碩士學位論文].華東師范大學,2007.
