数字签名及应用

关键词： 互联网 数字签名 引言 应用

数字签名及应用（精选十篇）

数字签名及应用 篇1

随着我国的科学技术的不断进步,我国的信息化水平不断的提高,互联网的应用也就越来越广泛,因为互联网具有开放性与通用性,所以,在运用互联网时相伴而产生的问题就是信息的安全问题,也就是说,在这样的前提下,给从事网络工作的技术人员的现阶段的工作带来了巨大挑战。

1 PKI 简述

1.1 PKI 的概念

PKI是Public Key Infrastructure的英文缩写,中文全称是公钥基础设施,是一个用公钥概念和技术实施和提供安全服务的具有普适性的安全基础设施,能够为所有网络应用提供加密和数字签名等安全服务及所必需的密钥和证书管理体系。这是一个能够被大多数的研究着所认同的概念。我们可以从这个定义中看出,它所要表达的就是:所有的以公钥技术为基础的安全基础设施的建设都所属于PKI,由此可见在网络技术上运用PKI技术已经是一种普遍的现象了。

PKI作为支持认证、完整性、机密性和不可否认性的技术基础,解决了电子交易规程中出现的身份盗用的现象,保证了信息的完整性,防止了网络用户的抵赖性行为的出现,为电子交易提供了安全可靠的环境。PKI的核心工作就是要保证网络用户在进行电子交易时的安全进行保护,确保在网上进行交易的企业或者是个人的身份的唯一性、合法性与实名性。

1.2 PKI 的基本的组成

PKI是一种建立在公钥体制与数字证书等技术基础之上,来实现信息的安全服务的,主要为网络用户提供他们所需要的秘钥和证书管理,给网络用户的通信安全提供保障。它的基本组组成部分包括以下几个方面:

1.2.1 密钥管理中心(KMC)

密钥管理中心是PKI的重要促成部分,主要负责向CA提供秘钥的生成、保存、备份、更新、查询等服务,可以实现大规模下的密码秘钥的应用,给网络用户的生活带来了巨大的便利。

1.2.2 认证机构 CA

CA,是Certificate Authority的英文缩写,中文全称是认证机构,它既是PKI的基础设施的核心,也是网上电子交易安全与否的关键所在,它主要是对所有的在网络上参与电子交易的所需要的身份的认证和数字的认证进行分配与管理。

1.2.3 注册审核机构 RA

RA即注册中心,是网络中的一个重要的机构,它主要是对用户注册时所发出的认证请求进行核实,核实完成之后,在想认证中心发放认证,也就是受在用户进行注册的工程中起到的是一个监督的作用。

1.2.4 发布系统

发布系统在PKI的安全工作中发挥着重要的作用,它是发布数字证书和CRL证书的系统,数字证书和CRL采用标准的LDAP协议发布到LDAP服务器上,而应用程序正式通过这种方式实现了对网络用户的证书的安全性的检测。

1.2.5 应用接口

PKI的真正的价值就在于:它能够保障网络用户在使用加密与数字签名等过程中的安全性与便利性,所以,网络用户对PKI的幽囚也就只有一个:那就是安全,为了满足用户的这一需求,首先就要保证PKI中的应用接口的安全性,只有这样才能保证所有的出啊如的信息都是安全可靠的,保证用户的信息的安全。

2 PKI 提供的服务

2.1 保密性服务

PKI的保密性服务就是指为网络上的信息提供的保密性的服务,具体包括网络用户的存储的个人文件以及在网络上传输的信息等的保密性工作的进行,就是对用户的这些中研的文件与信息进行加密的设置的工作,这样,即使有人恶意地对网络用户的网络系统进行攻击,他也不会得到用户的重要信息,因为,他窃取的只是一些密文符号,而他却没有破解密文的密钥,所以,就无法获取到用户的文件与信息,进而,从根本上实现了对网络用户的信息的保护,另外,PKI提供的秘钥服务对网络用户本身是透明的,所以在使用上并不存在什么技术上的难度,操作非常简单。

2.2 身份认证服务

PKI的认证服务是在ITU-TX.509标准中定义为强鉴别商务服务,换言之,就是采用公开秘钥技术、数字签名技术和安全的认证协议进行强鉴别的服务。

2.3 完整性服务

PKI提供的完整性服务是保证了数据的完整性,具体而言就是,当网络用户在进行信息或者是数据的传输的时候不会受到外来的非法的软件或者是有病毒的信息的干扰而造成文件或者是信息的损坏或者是丢失。保证用户在使用网络进行传输时的过程的完整性、连贯性。

2.4 不可抵赖性服务

PKI的不可抵赖性服务是指对参与者做过的某件事提供一个不可抵赖的证据,就是说当用户利用自己的IP在网络上进行的一切的信息的查询与发布都是有据可查的,是不可以抵赖的,这样就可以约束用户的网上行为,另外,在PKI体系中,发送方的数字签名就是不可抵赖的证据。

随着网络信息化时代的到来,人们越来越多的工作是依赖网络来进行的,很所以,就一定要做好网络的安全工作,因此,就要发挥PKI的作用,将其与在网络上进行的电子交易联合起来,设计用户的数字签名,保证网络交易的安全,保证用户或者是企业的信息的安全。

3 基于 PKI 的数字签名的设计与实现

3.1 数字签名的总体构架

基于PKI下的数字签名系统应该是独立的,它是可以独自运行的,不依赖于任何系统之下。PKI系统具有专门的服务器,对服务器提供的数字签名的申请与验证进行处理,并将这些请求如实的发到到客户端上。具体的设计方案如下:首先,在客户端安装控件,对所接收的数字签名进行有效的验证,将客户的基本信息通过浏览器传输给中家媒介,进行数字签名的请求的发布;其次,根据签名服务器发出的信号,用SHA-1算法对接收的数据进行数字签名;再次,当数字签名产生以后,由后端的数据服务器实现对数字签名信息的接收;然后,就是要对得到签名认可后的应用数据进行再次的验证;最后,只要返回申请数字签名的最开始的界面,等待结果即可。

3.2 数字签名的系统流程

3.2.1 数字签名的流程

设A为发送方,B为接收方,源文件为m,摘要后信息为M。那么数字签名的具体的流程如下:

(1)A首先用SHA-1算法对原文m进行主要词干的提取,得到一个主要的词干。

(2)A再用自己的私有密钥对前一步骤中得到的主要词干进行签名设置,得到数字签名信息S。

(3)A在发送原文的时候,要求在后面把数字签名的信息添加上,合成新文件。

(4)A再把进行加密的对称文件进行储存,并将此文件通过网络传输到B。

3.2.2 验证签名流程

验证签名的具体的流程是:首先,B使用对称密钥对签名文件进行解密,得到经过加密的新文件信息;其次B用A的公开密钥对新文件信息进行签名验证,得到摘要信息;接着,B用得到的源文件和哈希算法重新计算,得到另一个摘要信息;最后,两个摘要信息进行比较,如果相同的,则签名有效且文件在传输过程中没有被破坏。

3.3 数字签名的实现

基于PKI的数字签名,用户首先在网络上注册自己的信息,RA将对用户的信息进行审核,当审核通过后,系统会自动地向CA中心发起证书申请的请求,此刻,CA中心就会为用户产生相应的秘钥,私钥私密保存好,公钥和用户信息打包并用CA私钥进行数字签名,形成数字证书并发布在CA服务器的证书列表,用户就可以对所需要的证书进行下载了。这个过程就是基于PKI下的数字签名的实现。

4 结论

综上所述,随着时代的发展,人们的生活与工作中会越来越广泛的运用到网络,那么,如何做到自己的信息的安全保护工作是一个值得研究的问题,PKI技术下的数字签名的设计就可以保护用户的信息与数据的安全,因此,就要求我们在现代的网络信息化的时代,做好对PKI技术的研究与创新,并且将其运用到数字签名的设计与构建中去,保障广大网络用户的信息安全。

参考文献

[1]李小辉.公钥密码体制与RSA算法[J].福建电脑.2009.

[2]马勺布,胡磊,徐德启.一种动态安全的密文数据库检索方法[J].计算机工程?安全技术.2005.

[3]郭利刚,姚寒冰.基于倒排索引的密文数据库检索方法研究[J].计算机安全?学术与技术.2010.

[4]程晓玲.基于PKI的数字签名技术在电子商务安全保密系统中的应用[J].咸宁学院学报.2005.

数字水印技术：概念、应用及现状 篇2

一、引言

随着信息时代的到来，特别是Internet的普及，信息的安全保护问题日益突出。当前的信息安全技术基本上都以密码学理论为基础，无论是采用传统的密钥系统还是公钥系统，其保护方式都是控制文件的存取，即将文件加密成密文，使非法用户不能解读。但随着计算机处理能力的快速提高，这种通过不断增加密钥长度来提高系统密级的方法变得越来越不安全。

另一方面，多媒体技术已被广泛应用，需要进行加密、认证和版权保护的声像数据也越来越多。数字化的声像数据从本质上说就是数字信号，如果对这类数据也采用密码加密方式，则其本身的信号属性就被忽略了。最近几年，许多研究人员放弃了传统密码学的技术路线，尝试用各种信号处理方法对声像数据进行隐藏加密，并将该技术用于制作多媒体的“数字水印”。

二、数字时代的密写术 — 数字水印

数字水印（Digital Watermark）技术是指用信号处理的方法在数字化的多媒体数据中嵌入隐蔽的标记，这种标记通常是不可见的，只有通过专用的检测器或阅读器才能提取。数字水印是信息隐藏技术的一个重要研究方向。嵌入数字作品中的信息必须具有以下基本特性才能称为数字水印：

1.隐蔽性：在数字作品中嵌入数字水印不会引起明显的降质，并且不易被察觉。

2.隐藏位置的安全性：水印信息隐藏于数据而非文件头中，文件格式的变换不应导致水印数据的丢失。

3.鲁棒性：所谓鲁棒性是指在经历多种无意或有意的信号处理过程后，数字水印仍能保持完整性或仍能被准确鉴别。可能的信号处理过程包括信道噪声、滤波、数/模与模/数转换、重采样、剪切、位移、尺度变化以及有损压缩编码等。在数字水印技术中，水印的数据量和鲁棒性构成了一对基本矛盾。从主观上讲，理想的水印算法应该既能隐藏大量数据，又可以抗各种信道噪声和信号变形。然而在实际中，这两个指标往往不能同时实现，不过这并不会影响数字水印技术的应用，因为实际应用一般只偏重其中的一个方面。如果是为了隐蔽通信，数据量显然是最重要的，由于通信方式极为隐蔽，遭遇敌方篡改攻击的可能性很小，因而对鲁棒性要求不高。但对保证数据安全来说，情况恰恰相反，各种保密的数据随时面临着被盗取和篡改的危险，所以鲁棒性是十分重要的，此时，隐藏数据量的要求居于次要地位。

数字水印技术的基本思想源于古代的密写术。古希腊的斯巴达人曾将军事情报刻在普通的木板上，用石蜡填平，收信的一方只要用火烤热木板，融化石蜡后，就

可以看到密信。使用最广泛的密写方法恐怕要算化学密写了，牛奶、白矾、果汁等都曾充当过密写药水的角色。可以说，人类早期使用的保密通信手段大多数属于密写而不是密码。然而，与密码技术相比，密写术始终没有发展成为一门独立的学科，究其原因，主要是因为密写术缺乏必要的理论基础。

如今，数字化技术的发展为古老的密写术注入了新的活力，也带来了新的机会。在研究数字水印的过程中，研究者大量借鉴了密写技术的思想。尤其是近年来信息隐藏技术理论框架研究的兴起，更给密写术成为一门严谨的科学带来了希望。毫无疑问，密写技术将在数字时代得以复兴。

三、数字水印的分类

数字水印技术可以从不同的角度进行划分。1．按特性划分

按水印的特性可以将数字水印分为鲁棒数字水印和脆弱数字水印两类。鲁棒数字水印主要用于在数字作品中标识著作权信息，如作者、作品序号等，它要求嵌入的水印能够经受各种常用的编辑处理；脆弱数字水印主要用于完整性保护，与鲁棒水印的要求相反，脆弱水印必须对信号的改动很敏感，人们根据脆弱水印的状态就可以判断数据是否被篡改过。2．按水印所附载的媒体划分

按水印所附载的媒体，我们可以将数字水印划分为图像水印、音频水印、视频水印、文本水印以及用于三维网格模型的网格水印等。随着数字技术的发展，会有更多种类的数字媒体出现，同时也会产生相应的水印技术。3.按检测过程划分

按水印的检测过程可以将数字水印划分为明文水印和盲水印。明文水印在检测过程中需要原始数据，而盲水印的检测只需要密钥，不需要原始数据。一般来说，明文水印的鲁棒性比较强，但其应用受到存储成本的限制。目前学术界研究的数字水印大多数是盲水印。4．按内容划分

按数字水印的内容可以将水印划分为有意义水印和无意义水印。有意义水印是指水印本身也是某个数字图像（如商标图像）或数字音频片段的编码；无意义水印则只对应于一个序列号。有意义水印的优势在于，如果由于受到攻击或其他原因致使解码后的水印破损，人们仍然可以通过视觉观察确认是否有水印。但对于无意义水印来说，如果解码后的水印序列有若干码元错误，则只能通过统计决策来确定信号中是否含有水印。

5．按用途划分

不同的应用需求造就了不同的水印技术。按水印的用途，我们可以将数字水印划分为票据防伪水印、版权保护水印、篡改提示水印和隐蔽标识水印。

票据防伪水印是一类比较特殊的水印，主要用于打印票据和电子票据的防伪。一般来说，伪币的制造者不可能对票据图像进行过多的修改，所以，诸如尺度变换等信号编辑操作是不用考虑的。但另一方面，人们必须考虑票据破损、图案模糊等情形，而且考虑到快速检测的要求，用于票据防伪的数字水印算法不能太复杂。版权标识水印是目前研究最多的一类数字水印。数字作品既是商品又是知识作品，这种双重性决定了版权标识水印主要强调隐蔽性和鲁棒性，而对数据量的要求相对较小。

篡改提示水印是一种脆弱水印，其目的是标识宿主信号的完整性和真实性。隐蔽标识水印的目的是将保密数据的重要标注隐藏起来，限制非法用户对保密数据的使用。

6．按水印隐藏的位置划分

按数字水印的隐藏位置，我们可以将其划分为时（空）域数字水印、频域数字水印、时/频域数字水印和时间/尺度域数字水印。

时（空）域数字水印是直接在信号空间上叠加水印信息，而频域数字水印、时/频域数字水印和时间/尺度域数字水印则分别是在DCT变换域、时/ 频变换域和小波变换域上隐藏水印。

随着数字水印技术的发展，各种水印算法层出不穷，水印的隐藏位置也不再局限于上述四种。应该说，只要构成一种信号变换，就有可能在其变换空间上隐藏水印。

四、应用前景

多媒体技术的飞速发展和Internet的普及带来了一系列政治、经济、军事和文化问题，产生了许多新的研究热点，以下几个引起普遍关注的问题构成了数字水印的研究背景。

1．数字作品的知识产权保护

数字作品（如电脑美术、扫描图像、数字音乐、视频、三维动画）的版权保护是当前的热点问题。由于数字作品的拷贝、修改非常容易，而且可以做到与原作完全相同，所以原创者不得不采用一些严重损害作品质量的办法来加上版权标志，而这种明显可见的标志很容易被篡改。

“数字水印”利用数据隐藏原理使版权标志不可见或不可听，既不损害原作品，又达到了版权保护的目的。目前，用于版权保护的数字水印技术已经进入了初步实用化阶段，IBM公司在其“数字图书馆”软件中就提供了数字水印功能，Adobe公司也在其著名的Photoshop软件中集成了Digimarc公司的数字水印插件。然而实事求是地说，目前市场上的数字水印产品在技术上还不成熟，很容易被破坏或破解，距离真正的实用还有很长的路要走。2．商务交易中的票据防伪

随着高质量图像输入输出设备的发展，特别是精度超过 1200dpi的彩色喷墨、激光打印机和高精度彩色复印机的出现，使得货币、支票以及其他票据的伪造变得更加容易。

据美国官方报道，仅在1997年截获的价值4000万美元的假钞中，用高精度彩色打印机制造的小面额假钞就占19％，这个数字是1995年的9.05 倍。目前，美国、日本以及荷兰都已开始研究用于票据防伪的数字水印技术。其中麻省理工学院媒体实验室受美国财政部委托，已经开始研究在彩色打印机、复印机输出的每幅图像中加入唯一的、不可见的数字水印，在需要时可以实时地从扫描票据中判断水印的有无，快速辨识真伪。

另一方面，在从传统商务向电子商务转化的过程中，会出现大量过度性的电子文件，如各种纸质票据的扫描图像等。即使在网络安全技术成熟以后，各种电子票据也还需要一些非密码的认证方式。数字水印技术可以为各种票据提供不可见的认证标志，从而大大增加了伪造的难度。3．声像数据的隐藏标识和篡改提示

数据的标识信息往往比数据本身更具有保密价值，如遥感图像的拍摄日期、经/纬度等。没有标识信息的数据有时甚至无法使用，但直接将这些重要信息标记在原始文件上又很危险。数字水印技术提供了一种隐藏标识的方法，标识信息在原始文件上是看不到的，只有通过特殊的阅读程序才可以读取。这种方法已经被国外一些公开的遥感图像数据库所采用。

此外，数据的篡改提示也是一项很重要的工作。现有的信号拼接和镶嵌技术可以做到“移花接木”而不为人知，因此，如何防范对图像、录音、录像数据的篡改攻击是重要的研究课题。基于数字水印的篡改提示是解决这一问题的理想技术途径，通过隐藏水印的状态可以判断声像信号是否被篡改。4．隐蔽通信及其对抗

数字水印所依赖的信息隐藏技术不仅提供了非密码的安全途径，更引发了信息战尤其是网络情报战的革命，产生了一系列新颖的作战方式，引起了许多国家的重

视。

网络情报战是信息战的重要组成部分，其核心内容是利用公用网络进行保密数据传送。迄今为止，学术界在这方面的研究思路一直未能突破“文件加密”的思维模式，然而，经过加密的文件往往是混乱无序的，容易引起攻击者的注意。网络多媒体技术的广泛应用使得利用公用网络进行保密通信有了新的思路，利用数字化声像信号相对于人的视觉、听觉冗余，可以进行各种时（空）域和变换域的信息隐藏，从而实现隐蔽通信。

五、研究动态

从公开发表的文献看，国际上在数字水印方面的研究刚开始不久，但由于有大公司的介入和美国军方及财政部的支持，该技术研究的发展速度非常快。1998年以来，《IEEE图像处理》、《IEEE会报》、《IEEE通信选题》、《IEEE 消费电子学》等许多国际重要期刊都组织了数字水印的技术专刊或专题新闻报道。----在美国，以麻省理工学院媒体实验室为代表的一批研究机构和企业已经申请了数字水印方面的专利。1998年，美国政府报告中出现了第一份有关图像数据隐藏的AD报告。目前，已支持或开展数字水印研究的机构既有政府部门，也有大学和知名企业，它们包括美国财政部、美国版权工作组、美国空军研究院、美国陆军研究实验室、德国国家信息技术研究中心、日本NTT信息与通信系统研究中心、麻省理工学院、伊利诺斯大学、明尼苏达大学、剑桥大学、瑞士洛桑联邦工学院、西班牙Vigo 大学、IBM公司Watson研究中心、微软公司剑桥研究院、朗讯公司贝尔实验室、CA公司、Sony公司、NEC研究所以及荷兰菲利浦公司等。1996年5月30日～6月1日，在英国剑桥牛顿研究所召开了第一届国际信息隐藏学术研讨会，至今已举办了三届。SPIE和IEEE的一些重要国际会议也开辟了相关的专题。

我国学术界对数字水印技术的反应也非常快，已经有相当一批有实力的科研机构投入到这一领域的研究中来。为了促进数字水印及其他信息隐藏技术的研究和应用，1999年12月，我国信息安全领域的何德全院士、周仲义院士、蔡吉人院士与有关应用研究单位联合发起召开了我国第一届信息隐藏学术研讨会。2000年1 月，由国家“863”智能机专家组和中科院自动化所模式识别国家重点实验室组织召开了数字水印学术研讨会，来自国家自然科学基金委员会、国家信息安全测评认证中心、中国科学院、北京邮电大学、国防科技大学、清华大学、北方工业大学、上海交通大学、天津大学、中国科技大学、北京大学、北京理工大学、中山大学、北京电子技术应用研究所等单位的专家学者和研究人员深入讨论了数字水印的关键技术，报告了各自的研究成果。

从这次会议反应的情况上看，我国相关学术领域的研究与世界水平相差不远，而且有自己独特的研究思路。

目前，已支持或开展数字水印研究的机构既有政府部门，也有大学和知名企业，它们包括美国财政部、美国版权工作组、美国空军研究院、美国陆军研究实验室、德国国家信息技术研究中心、日本NTT信息与通信系统研究中心、麻省理工学院、伊利诺斯大学、明尼苏达大学、剑桥大学、瑞士洛桑联邦工学院、西班牙 Vigo大学、IBM公司Watson研究中心、微软公司剑桥研究院、朗讯公司贝尔实验室、CA公司、Sony公司、NEC研究所以及荷兰菲利浦公司等。

1996年5月30日～6月1日，在英国剑桥牛顿研究所召开了第一届国际信息隐藏学术研讨会，至今已举办了三届。SPIE和IEEE的一些重要国际会议也开辟了相关的专题。

数字印刷技术进展及应用 篇3

数字印刷技术：突飞猛进 日臻成熟

作为印刷技术数字化和网络化发展的一个新兴事物，数字印刷无疑是当今印刷技术发展的一个焦点。近年来，不仅各大老牌数字印刷设备厂商致力于研发更为先进的数字印刷技术，更有越来越多的传统印刷设备厂商涉足，如小森、高宝、北人、大族冠华等，使得数字印刷技术的发展突飞猛进。

1.B2幅面从概念走向应用

drupa2008时，“B2幅面数字印刷”还不过是一个新鲜的词汇。仅有富士胶片、网屏等少数数字印刷设备厂商推出了B2幅面单张纸喷墨机，且都停留在概念阶段。

而仅仅4年后的drupa2012，B2幅面数字印刷就取得了实质性突破，惠普、富士胶片、网屏、宫腰等众多数字印刷设备厂商共推出了多达十余款的B2幅面数字印刷机，性能也取得了快速提升。

如今，“B2幅面数字印刷”已然成为最炙手可热的词汇，各大数字印刷设备厂商纷纷在此领域推出自己的主力机型，以求取得先机。尤其在近两年的印刷展会上，我们可以看到，B2幅面数字印刷机已然成为数字印刷机的主角，逐渐被传统印刷企业所接受。例如，在2014中国国际全印展上，惠普推出的B2幅面的Indigo 10000数字印刷机独领风骚，仅开展前两天就售出了7台。

那么，为什么诸多数字印刷设备供应商如此钟情于B2幅面数字印刷机？首先，B2幅面数字印刷机极大扩展了数字印刷的应用范围，逐渐渗透到了以往窄幅数字印刷机无法触及的包装印刷等领域。 其次，B2幅面数字印刷机不仅增加了数字印刷机的幅宽，提高了生产力，而且降低了小幅面产品的生产成本，增强了在多种承印物上的印刷能力。再次，B2幅面数字印刷机不仅能够轻松处理可变数据印刷，而且可以在多个活件间轻松地自由切换，打破了传统胶印机受到的限制，大大提高了生产的灵活性。

显而易见，B2幅面数字印刷机的市场潜力绝不容小觑，虽然我们无法断言B2幅面数字印刷机能否成功抢占传统胶印机的市场份额，但可以预计的是，未来几年B2幅面数字印刷机一定会为数字印刷的推广和应用贡献一份强大的力量。

2.数字印刷用墨水及墨粉性能提升

对于数字印刷来说，墨水及墨粉性能的提高一方面能够提升产品质量和印刷速度，另一方面也能拓展应用领域。其中，在墨水方面，各大数字印刷设备厂商都给与了足够的重视，推出了各种类型的墨水，如惠普的颜料型水性墨水、柯达的纳米级水性墨水、施乐的微粒树脂墨水、富士胶片的环保水性墨水、网屏的色料经聚合物包覆处理的喷墨墨水、奥西的CrystalPoint墨水等。从目前来看，UV墨水、水性墨水已经成为喷墨墨水领域的主打产品。但大多数喷墨墨水都是根据不同的喷墨打印头特性而研发的，因此通用性还存在一定问题，如何突破该问题将成为未来喷墨墨水研发的重要方向。

而在墨粉方面，纳米级、绿色环保、液态墨粉则是许多静电数字印刷设备厂商的主要攻关方向。如柯尼卡美能达推出了Simitri HDE低能耗炫彩聚合碳粉，富士施乐推出了“低熔EA哑光干粉”，惠普Indigo、奥西Infinistream以及赛康Trillium数字印刷机均采用液态墨粉。

3.数字印后升温，渐入佳境

数字印刷发展初期，其主要应用于“超小批量”，从几本到几十本，多则数百本，印后处理主要依赖于手工或半手工类的小设备。现在，数字印刷已然朝着高速化、工业化的方向发展，这就要求其后道工序也同样能够有工业化的水准。令人欣喜的是，数字印后技术不负众望，现在有很多厂商都能提供工业化的解决方案，如MBO、马天尼、精密达等。而正是数字印后解决方案使数字印刷生产线得以延伸，如果说数字印刷是“从纸张到印刷了的纸张”，那么延伸到数字印后之后便是“从纸张到成品书”，这就是从“一张起印，张张不同”到“一本起订，本本不同”的变化。

例如，MBO数字印后解决方案为模块化产品，客户可根据自身需求选择相应模块，可直接同数字印刷设备连线生产或连接开卷单元离线生产。在去年的2014中国国际全印展上，MBO数字印后解决方案，配合佳能（奥西）轮转数字印刷设备，组成了离线按需出版解决方案。该方案包括开卷机构、可变裁切机构、可选折页栅栏等主要单元，可完成纸卷到书帖（完成配页）的全过程。值得一提的是，其可变裁切系统可将纸卷在线裁切成不同尺寸（包括不同出血尺寸）的单张纸；其创新的可选折页栅栏更是可实现折页尺寸的在线调节，能根据客户需求实现按需装订。

数字印刷应用：深度挖掘 走向工业化

目前，在数字印刷的应用领域中，除了图文快印之外，按需出版印刷、影像印刷、个性化直邮印刷、个性化包装印刷等成为发展新热点与新机会。

1.图文快印

数字印刷技术的发展推动了图文快印行业的快速发展，而图文快印行业的发展同时也推动了数字印刷技术的不断改进。目前的图文快印门店已经难寻胶印机和制版设备的踪影，正在走向统一化、标准化、规范化的生产模式。创意设计、彩色数字印刷、黑白数字印刷、彩色激光打印、工程图复印、平面设计和装订制作于一体的综合性图文快印店，越来越受到市场的推崇。

2.按需出版印刷

近些年数字印刷技术的不断完善和推广，使得按需印刷市场也得到了快速发展，已经从照片、台历、挂历等个人按需印刷市场延伸到书籍的按需出版领域。受整体大环境影响，图书品种越来越多，而每种书的印量也越来越小，加之网络和电子载体图书迅速发展，单品种纸载体图书将减少出版印刷量。而且在按需出版市场中，出现了两个高速增长的细分市场，一个是个人出书，如个人自传以及父母为孩子定制个性化图书等；另一个是通过网络递交电子版图书进行印刷，这些都促进了按需出版印刷的快速增长。

3.影像印刷

随着经济的快速发展、人们生活水平的普遍提高，以及数码相机的普及和数字印刷的不断成熟，影像印刷市场迎来了发展的“春天”。我国国内的影像印刷市场发展十分迅速，越来越多由传统冲印完成的活件开始由数字化的影像印刷来完成，包括画册、婚纱照、个性化杯子等业务。

从产品类型来看，由于影像印刷品可以针对特定客户设计并印刷，因而能极大地满足客户的个性化需求。同时，由于数字印刷机可选择的承印材料比较广泛，可支持排版工具制作的排版文件，且可选择多种印后装订方式，因此可以制作出更漂亮的影像印刷品。从市场角度来看，影像印刷品受众广，几乎人人都可以成为影像印刷品的客户，目标客户群体庞大。

4.个性化直邮印刷

直邮作为一种传统的营销方式，在数字印刷技术飞速发展的今天拥有了更大的机遇。近几年来，我国直邮业以每年60%的速度增长，理所当然，直邮印刷品的推广也随之阔步前行，市场潜力巨大。事实证实，直邮印刷品凭借高效、灵活、经济实惠、人情味足、反馈率高和保密性强等特点，很受中小企业的欢迎。实际上，直邮印刷品真正的卖点是个性化可变数据印刷。个性化可变数据的直邮印刷品目前在国外已经非常普遍，在国内还不是很多，一般企业还只是设计、印刷一些大众化的宣传品，并没有针对不同的目标客户采用不同的方案。应用数字技术来印刷直邮印刷品的主要是电信、银行、保险等金融机构寄送的对账单、收费通知单等。一些企业针对销售经理、医生、司机等客户不同职业的不同特点，印刷形式相同、内容各异的个性化账单，在账单上印刷相应的祝福问候语、印刷收件人的名址等，这种个性化的关怀使得用户得到了有针对性的服务，收效很好。

随着个性化直邮印刷市场需求越来越大，惠普、富士施乐、佳能等数字印刷设备厂商都推出了相关设备。此外，支持数据库的应用系统，与直邮印刷相关联的其他设备，如商函处理智能自动封装设备等，都随着个性化直邮印刷市场的发展而有了更多的选择。

5.个性化包装印刷

当今，不管是品牌供应商对个性化、环保的要求，还是普通消费者的需求变化都刺激着包装创新技术刻不容缓的进步。虽然“包装盒仅仅就是包装盒”的观点依旧存在，但包装的形式和生产方法正在发生着微妙变化。许多企业开始将数字印刷技术用于包装的生产。例如，全球知名的饮料企业可口可乐已经将其投入实际应用，通过为不同包装瓶印刷个性化的标签扩大了市场份额，很好地提高了企业品牌影响力，获得了市场的高度认可。

目前，数字印刷领域的老牌和新秀厂商都对包装印刷投入了极大的关注，纷纷推出了针对包装印刷的新设备和新技术。如惠普的HP Indigo 30000数字印刷机、富士胶片的JetPress 720S喷墨印刷机、网屏的Truepress Jet L350UV数字标签印刷机、爱普生的SurePress L-6034V/VW数字标签印刷机、北人的“超新星DP32”喷墨印刷机等。

数字水印技术及应用 篇4

(一) 数字水印技术原理

1. 数字水印的基本特性

数字水印种类繁多, 不同的数字水印有不同的应用场合, 因而也会有不同的特性或要求, 但它们必须满足以下几个基本特性: (1) 鲁棒性。鲁棒性对版权保护水印来说非常重要。一个数字水印应该能承受大量的、不同的物理和几何失真, 包括有意的 (如恶意攻击) 或无意的 (如图像压缩、滤波、扫描与复印、噪声干扰、旋转、缩放等等) 。显然在经过这些处理后, 鲁棒的水印算法应仍能从水印图像中提取出嵌入的水印或证明水印的存在。如果不掌握水印的所有有关知识, 数据产品的版权保护标志应该很难被伪造。若攻击者试图删除水印则将导致多媒体产品的彻底破坏。 (2) 不可感知性。不可感知性包含两方面的意思, 一方面指视觉上的不可感知性, 即原始图像与嵌入水印后的图像在人类视觉系统下是不可分辨的。另一方面用统计的方法也无法分辨原始图像与嵌入水印后的图像。不可感知性是数字水印系统的一个最基本的特性。 (3) 可证明性。水印应该能够为受到版权保护的信息产品的归属提供完全和可靠的证明。并且载体在经过各种攻击后, 不会严重影响拥有者身份的准确判定。 (4) 安全性。水印应该是秘密的, 只有授权方才可访问。

2. 数字水印的系统模型

一般数字水印系统的通用模型包括两个部分:水印嵌入和水印提取或检测。嵌入算法的目标是使数字水印在不可见性和鲁棒性之间找到一个较好的折中。提取或检测算法主要是设计一个相应于嵌入过程的检测算法。检测的结果或是原水印 (如字符串或图像等) , 或是基于统计原理的只能判断水印存在与否。检测方案的目标是使错判与漏判的概率尽量小。为了给攻击者增加去除水印的难度, 目前大多数水印制作方案都在水印加入、提取时采用了密钥, 只有掌握密钥的人才能读出水印。图1为数字水印系统的嵌入模型, 其功能是将水印信号加入到原始数据中。图1~图2为数字水印系统的检测模型, 其功能是判断某一数据中是否含有指定的水印信号, 并可能恢复出水印信息。

(二) 数字水印分类

1. 按水印嵌入的空间分类

分为空域水印和变换域水印。

空域水印是直接在空域中对采样点的幅度值做出改变而嵌入水印, 其最大特点是直观, 方便, 效率比较高, 其缺点也很明显, 稳健性比较差。

变换域水印是在嵌入水印前先对图像进行某种可逆的数学变换, 然后通过修改变换域的某些系数来嵌入水印, 再进行逆变换得到加水印后的图像。它主要包括离散傅立叶变换 (DFT) 、离散余弦变换 (DCT) 和离散小波变换域 (DWT) , 其共同的特点是:可嵌入水印的数据量大, 而且能够达到较好的不可感知性和鲁棒性的要求, 但算法复杂度较高。

2. 按所嵌入水印信息的抗攻击能力来分类分为脆弱水印、半脆弱水印和鲁棒水印。

脆弱水印对信号的改动很敏感, 人们根据脆弱水印的状态就可以判断数据是否被篡改过, 主要用于完整性保护

鲁棒水印要求嵌入的水印能够经受各种常用的图像处理操作, 主要用于版权保护。

半脆弱水印能够容忍一定的信号失真, 主要用于认证。

3. 按人的主观感觉来分类

分为可见水印和不可见水印。

可见水印 (Visible digital watermarking) 的目的主要在于明确标识版权, 防止非法使用, 虽然降低了资料的商业价值, 却无损于所有者的使用。

不可见水印 (Invisible watermarking) 在视觉上是不可见的, 目的是为了作为将来起诉非法使用者的证据, 从而保护原创者或所有者的版权。

4. 按水印提取时是否需要原始图像来分类

分为非盲水印和盲水印。

非盲水印 (non-blind watermarking) 在提取或检测过程中需要原始数据。

盲水印在提取或检测中只需要密钥, 不需要原始数据。

一般来说, 非盲水印的鲁棒性比较强, 但其应用受到原始数据是否提供等的限制。所以盲水印更符合所有权验证的需要, 是水印算法发展的方向。

5. 按水印载体分类

分为图像水印、视频水印、音频水印、文本水印及网格水印等。

随着数字技术的发展, 会有更多种类的数字载体出现, 同时也会产生相应的水印技术。

(三) 典型的数字水印的算法

1. 空域水印算法

早期的数字水印算法从本质上来说都是从属于时空域的, 是直接在信号空间上叠加水印信息。R.G.Schyndel等是第一个提出关于数字图像水印的空间域算法的, 使用特定的密钥通过m-序列发生器产生随机序列信号, 然后按一定的规则重新排列成二维水印信号, 并逐一按像素点插入到原始图像对应像素的最低比特位 (称为最低有效位算法或噪声插入算法) 。由于水印信号隐藏在最低位, 相当于叠加了一个能量微弱的信号, 而人类视觉系统对某些细微特征不敏感, 因而难察觉。但其隐藏的信息可以被轻易破坏或移去, 无法满足数字水印的稳健性要求。Nikolaidis和Pitas在Bender等提出的Patchwork算法的基础上提出了一种比较经典的基于图像统计特性检测理论的水印算法:任意选择N对小块的像素区域对 (如3×3) , 通过增加一个区域中的所有像素点的亮度值, 而相应减少对应区域中所有像素点的亮度值的调整来隐藏信息, 但该算法嵌入的信息量有限, 而且对共谋攻击的抵抗力较弱。总而言之, 尽管空域算法实现简单, 但其嵌入的信息量少, 鲁棒性差, 一般早期的水印采用这种算法, 现在已经很少见到单独采用这种技术的算法了。

2. 变换域水印算法

研究人员普遍认为变换域水印比空域水印具有更好的稳健性, 因而近年来的数字水印算法多集中于变换域方案, 它是在载体信号的某一变换域中嵌入数字水印信号。

(1) DCT域水印算法。最早的基于块DCT变换的数字水印算法是Koch等人提出的, 该算法由一个密钥随机地选择图像的某些块, 在频域的中频系数上稍稍改变一个三元组以隐藏水印信息, 该算法对低通滤波和有损压缩是有效的。选择中频分量是不可见性与稳健性的折中, 有很多算法都采用中频带来隐藏水印。Cox等提出了基于全局的DCT的水印算法, 他们的重要贡献是将通信理论中的扩频原理引入了水印技术, 并提出了水印应该嵌入在感知重要的分量上 (主要对应于频域的低频系数, DC系数除外) 以增强算法的稳健性, 嵌入的水印强度正比于对应的频率分量的强度。Cox等还认为高斯随机序列产生的水印相比于其它序列具有更好的稳健性, 因为它们具有更大的自相关值。黄继武等人通过对DCT系数振幅的定量分析, 提出在DCT域的直流 (DC) 分量上嵌入水印可以获得更好的鲁棒性和不可见性, 嵌入的水印是伪随机序列, 在此之前DC分量总是无一例外被排除在外。由于一幅图像的局部特征有差异, 选择固定的水印隐藏区显然不是自适应的, Podilchuk等人提出了频带自适应选择方法, 水印的隐藏区自适应的选择为中频带和低频带中频率信息和能量最丰富的一段频带, 这样可以充分利用对比度掩蔽的作用, 同时水印的嵌入是通过修改感知重要的系数, 保证了水印的鲁棒性。由此可以看出基于低频带和中频带的DCT域嵌入水印算法是主流。DCT域嵌入水印算法不但可以和现在国际上常用的压缩标准如JPEG、MPEG-2等相兼容, 而且如果频带选择适当可以消除数据有损压缩所造成的损失, 即抗JPEG压缩能力很强。因而目前DCT域嵌入水印的文献很多, 可以说是研究比较热门的一个领域。其存在的问题:第一, 全局DCT变换的局部性很差。第二, 采用分块DCT变换重构图像时会出现马赛克效应。

(2) DWT域水印算法。离散小波变换 (DWT) 具有良好的时频局部化特性, 和人眼的某些视觉特性相一致, 同时随着新一代图像压缩标准JPEG2000和视频压缩标准MPEG-4中小波变换的采用并占据重要地位, 使得DWT域水印算法具有广阔的应用前景。1998年, C.T.Hsu和J.Lwu首先提出了多分辨率分析的水印算法:首先对水印图像和原始图像同时进行多分辨率分析, 然后将水印在分辨率下的分析系数嵌入到具有相应分辨率的图像块中, 这样, 即使含水印的图像质量受到了攻击的影响, 丢失了部分信息, 较低分辨率的水印仍然保存在较低分辨率的图像块中, 因此水印具有较高的稳健性。Liang、Ohnishi、Tzovaras等提出在小波分解的近似图像中嵌入水印:首先对图像按8×8分块, 对各块进行三级小波分解, 类似于在 (DCT) 中对图像的运算, 然后对得到的各低频子带系数嵌入水印信息。黄达人、王卫卫等人提出对整幅图像进行小波分解, 然后在感觉重要的小波分解系数中嵌入水印。Watson利用小波变换符合人类视觉系统HVS (human visual system) 的某些特性 (频率掩蔽特性) 对不同的分解子带定义了不同的量化要素, 并利用各子带所容许的量化噪声自适应地控制水印的嵌入强度, 以满足水印在不可感知的条件下最大强度的嵌入水印。

针对许多现有的数字水印算法对图像缩放、旋转、剪切、删除或增加线条、仿射等几何形变比较脆弱的特性, 也有一些学者将分形理论中自相似分形集的抗几何形变特性运用到水印算法上以增强水印抗几何攻击的能力。

(四) 数字水印的应用领域

1. 数字作品的版权保护。

版权标识水印是目前研究最多的一类数字水印。数字作品的所有者可用密钥产生一个水印, 并将其嵌入原始数据, 然后公开发布其水印版本作品。当该作品被盗版或出现版权纠纷时, 水印的提取和认证, 能够证明嵌入水印的产品的版权。另一种情况是有产权争议时, 需要第三方的版权管理中心的帮助, 确定产权的归属。

2. 数据真实性认证。

电子商务的出现和发展, 使用了大量的电子文件和票据, 如各种票据的扫描图像、电子支票、网络支付凭证等。商务交易中, 数据信息的任何修改都可能导致交易的不公平, 如伪造票据, 修改数据, 商业欺诈等。数字水印技术可以为各种票据提供不可见的认证标志, 从而大大增加了伪造和篡改的难度。

3. 使用控制。

水印被嵌入到信息中后, 它们在信息中始终存在, 如果每个信息使用终端都安装了水印检测器, 那么如果在信息输入中检测到禁止使用的水印, 终端都会禁止信息的使用。这种应用的一个典型的例子是DVD防拷贝系统, 即将水印信息加入DVD数据中, 这样DVD播放机就可通过检测DVD数据中的水印信息而判断其合法性和可拷贝性, 从而保护制造商的商业利益。

4. 路径跟踪。

在此类应用中, 水印携带了被保护产品在复制过程中的传播路径或其他操作。水印可以记录产品的分发途径。产品的所有者会在产品的每份副本中放置不同的水印。如果产品被非法再发行, 所有者可根据提取的水印确定信息的分发途径, 从而追究其非法分发者的责任。

(五) 结论

数字水印技术作为解决多媒体数据安全问题的一种有效手段有着巨大的潜力, 无论在学术界、工业界还是商业界都具有广泛的研究前景。尽管目前数字水印技术在实际应用中还存在着许多问题未曾解决, 而相关科学研究领域的技术发展也会使之面临更多的挑战。但我们相信随着研究工作的深入, 数字水印技术会逐渐走向成熟, 并最终形成一门颇具特色的独立技术学科。

摘要：数字水印是一种全新的数字产品保护技术, 它将特定的数字信息嵌入到图像、视频、音频等各种数字产品中, 以达到信息安全和版权保护的目的。文章从数字水印技术的原理、分类、典型算法和应用等方面对这种新技术加以阐述, 使读者结它有一个比较全面的了解。

关键词：数字水印,信息安全,版权保护

参考文献

[1]吴秋新, 钮心析, 杨义先, 等译.信息隐藏技术-隐写术与数字水印[M].人民邮电出版社, 2001.

[2]桑军, 晓峰.数字图像水印与版权保护-概念与方法[J].计算机科学, 2005, 32 (1) :111-114.

[3]孙圣和, 陆哲明.数字水印处理技术[J].电子学报, 2000, 28 (8) :85-90.

[4]Schyndel, R.G.van A.Z.Tirkel, C.F.Osborn.A digital watermark.International Conference on ImageProcessing, Austin, Texas, U.S.A., [J].1994IEEE, (2) :86-90.

数字签名及应用 篇5

现代数字化弧焊逆变电源的发展及应用

弧焊逆变电源从80年代初期至今已走过了20多年的路程.大功率电器元件的.发展,先进的微处理器及数字控制技术的引入为数字化弧焊逆变电源的发展提供了一个广阔的天地.

作 者：张洪 作者单位：EWM-伊达高科焊接(昆山)有限公司刊 名：航空制造技术 ISTIC英文刊名：AERONAUTICAL MANUFACTURING TECHNOLOGY年，卷(期)：“”(6)分类号：V2关键词：

数字签名及应用 篇6

【关键词】航测；数字地形；制图；质量控制

数字地形图是地形图提交形式的一种。数字化生产的应用为数字地形图的生产提供了先进的手段，对于地形图的生产模式、存储和保存均提供了方便。数字地形图的生产和检查大致分为：航空摄影、野外控制测量、野外像片控制测量、内业加密、内业立体采集；野外调绘、内业编辑、整理、建库、附件、整理资料、上交成果[1]。

1低空航测系统

无人机低空航测系统一般包括空中航摄系统、地面控制系统和数据处理系统。无人机航测系统工作流程为：根据任务要求用航线设计软件对测区进行航迹规划，在地面控制子系统中将规划好的航线载入到空中摄影子系统；无人机地面控制子系统按照规划的航线，借助自动驾驶仪控制无人机飞行和拍摄作业；空中摄影子系统将拍摄的数据进行存储，无人机平台利用无线传输通道与地面控制子系统交换数据，地面工作人员通过这些数据监测无人机的飞行航线，并对飞行航迹做必要调整；飞行任务结束后，地面控制飞机降落，下载影像，并快速进行影像质量检查，决定是否补飞；合格的影像转入内业，借助摄影测量工作站进行测绘产品[2]。

2航测数字地形制图的质量问题

目前地形图质量检查基本上沿袭了传统的作业方式。各级检查人员除了上仪器检查定向精度和综合取舍外，主要是对照纸图检查丢漏、工艺等，最后将检查结果标到纸图上。这种检查方式打印成本较高，而且一旦喷墨绘图仪出现问题检查验收就无法进行。对数字图中的高程注记点的点数统计，无论作业员还是各级检查人员都要对着纸图反复数上好几遍，而且总难免疏漏。在高曲矛盾检查和等高线属性检查中，大量的等高线要靠人工去检查。这些检查方法效率低、劳动强度大。由于我国数字地形图的生产起步较晚，部分生产软件还在发展完善过程中。由软件本身不完善造成数据上的一些较为隐蔽性的问题往往更加难于发现。如我们在1∶5萬地形图的作业过程中发现ANAGRAF解析测图仪采集的等高线高程经常有±1m的跳值现象。这种问题是由采集软件造成的，在现有的生产软件中很难被发现[3]。这就要求我们在完善各类生产软件的同时，增强检查软件功能，从而提高作业效率、保证作业精度。目前在质量检查方面研究院所和各测绘大队都开展了一定的研究并取得了一定的成果，如用于制图的对数据拓扑关系检查的软件。航测对矢量数据的检查也有一定的进展，廖昌军等人对等高线属性检查提出了较好的算法。由于航测工序多，用于生产的软件系统较多，数据格式较多且航测生产过程中的数据拓扑关系尚未建立，因此难于用制图的方式去检查。当前航测方面还没有全面的行之有效的用于质量检查的软件系统。检查自动化程度不高，对问题信息的反馈依赖于纸图。检查手段与依托网络进行数字化生产的要求不相适应。

3无人机航测数字地形制图的关键技术

3.1像控点布设

像控点的目标影像应清晰，易于判刺和立体测量；布设的控制点宜能公用，一般布设在航向及旁向六片或五片重叠范围内；控制点距橡片边缘不应小于lcm或1.Scm综合成图法的控制点距航向边缘不应小于上述规定的1/2；高程控制点点位目标应选在高程起伏较小的地方，以线状地物的交点和平山头为宜；狭沟、尖锐山顶和起伏较大的斜坡等，均不宜选作点位目标；当目标条件和像片条件矛盾时应着重考虑点位目标[4]。

3.2航空摄影

3.2.1航线设计

航线网布点应按航线每分段布设六个平高点；航线首末端上下两控制点应布设在通过像主点且垂直于方向线的直线上，困难时互相偏离不大于半条基线；上下对点应布在同一立体相对内；航线中间两控制点应布设在首末控制点中线上，困难时可向两侧偏离一条基线左右，其中一个宜在中线上；应尽量避免两控制点同时向中线同侧偏离，出现同侧偏离时，最大不应该超过一条基线。按照摄区范围、划定的分区和提供的分区平均基准面高程进行航线设计。尽量保证统一航摄区域高差不大于设计航高的1/6；保证测区之间有重叠度，航向重叠60%-70%、旁向重叠30%-40%。

3.2.2航摄

在规定的航摄期限内，选择地表植被及其它覆盖物对成图影响较小、云雾少、无扬尘（沙）、大气透明度好的季节进行摄影，并根据地形条件的不同，严格按规范规定的太阳高度角要求选择摄影时间。

3.3空三加密

解析空中三角测量，为纠正和测图提供了定向点和注记点，以及作业时所需要的仪器安置元素数据，空三加密前需取得以下各种资料：航摄质量鉴定书，涤纶片，图历表，野外控制、调绘图片，布点略图，各种观测计算手簿，前一工序的技术设计书等。

它包括精密立体测图仪测图和解析测图仪联机测图。精密立体测图仪适用于各种比例尺及各种地形类别的测图，解析测图仪适用于各种摄像资料的测图。该文主要介绍精密立体测图仪测图。

3.4测绘地物地貌

经过像片准备工作和定向后可以进行地物地貌测绘。立体测图可采用全野外凋绘后测图和内判测图后外业对照、补测和补调的方法。在使用内判测图后外业对照、补测和补调的方法时应注意：①航摄像片的现势性要好；②必要时需要编制测区室内判读样片③对有把握判准的地物地貌元素，按图饰要求直接测绘在图板上，对无把握判准的地物地貌元素，内业只测绘外轮廓作为疑点留给外业处理。④外业进行检查、核对、补测和补调工作。对内业测绘有把握的部分应作抽查，对内业标明的疑点应作核对、补测，对内业无法判绘的地形元素应进行补调。

测绘地物地貌时，应在仪器上与已描图边进行接边；像对间的地物接边差不大于地物点平面位置中误差的两倍，等高线接边差应不大于1个基本等高距；每像对测完后应经检查才能从仪器上取下，每幅图测完后应认真进行自校和资料整理。

4结论

数字地形图的生产和检查验收尽管目前已经形成规模生产，实践中仍然存在着问题。为节约成本，对于野外作业质量的控制，有待于提高对过程生产的监控。在工作中要树立以预防为主的原则，树立一次性完成任务的理念。

参考文献：

[1]史华林.无人机航测系统在公路带状地形测量中的应用[J].测绘通报，2014，06：60-62.

[2]邵金强，罗斐，张磊.无人机航测技术及其在土地整治项目中的应用探讨[J].科技视界，2014，01：405-406.

[3]王凤国，胡润强.无人机航测技术的应用实践及可行性分析[J].甘肃科技，2014，06：34-36.

数字证书工作原理及应用探讨 篇7

1.1 数字证书的概念

数字证书是一种权威性的电子文档,由权威公正的第三方机构,即CA中心签发的证书。它以数字证书为核心的加密技术可以对网络上传输的信息进行加密和解密、数字签名和签名验证,确保网上传递信息的机密性、完整性。使用了数字证书,即使您发送的信息在网上被他人截获,甚至您丢失了个人的账户、密码等信息,仍可以保证您的账户、资金的安全。

数字证书是一种能提供在Internet上进行身份验证的权威性电子文档,人们可以在互联网交往中用它来证明自己的身份和识别对方的身份。当然,在数字证书认证的过程中,证书认证中心(CA)作为权威的、公正的、可信赖的第三方,其作用是至关重要的。针对如何判断数字认证中心公正第三方的地位是权威可信的问题,国家工业和信息化部以资质合规的方式,陆续向国内30家相关机构颁发了从业资质。

1.2 数字证书特点。

数字证书必须具有唯一性和可靠性。为了达到这一目的,需要采用很多技术。通常,数字证书采用公钥体制,即利用一对互相匹配的密钥进行加密、解密。每个用户自己设定一把特定的仅为本人所有的私有密钥.(私钥),用它进行解密和签名;同时设定公共密钥(公钥)并由本人公开,为一组用户所共享,用于加密和验证签名。当发送一份保密文件时,发送方使用接收方的公钥对数据加密,而接收方则使用自己的私钥解密,这样信息就可以安全无误地到达目的地了。通过数字的手段保证加密过程是一个不可逆过程,即只有用私有密钥才能解密。公开密钥技术解决了密钥发布的管理问题,用户可以公开其公开密钥,而保留其私有密钥。

数字证书还必须具有方便性:①即时申请、即时开通、即时使用。②量身订制多种途径(例如通过短信)维护数字证书等。③使用者即使不掌握任何数字证书相关知识也能轻松掌握。

2 数字证书使用方法

用户在进行需要使用证书的网上操作时,必须准备好装有证书的存储介质。如果用户是在自己的计算机上进行操作,操作前必须先安装CA根证书。一般所访问的系统如果需要使用数字证书会自动弹出提示框要求安装根证书,用户直接选择确认即可;当然也可以直接登陆CA中心的网站,下载安装根证书。操作时,一般系统会自动提示用户出示数字证书或者插入证书介质(IC卡或Key)。用户插入证书介质后,系统会要求用户输入密码口令,此时用户需要输入申请证书时获得的密码信封中的密码,密码验证正确后系统将自动调用数字证书进行相关操作。使用结束后,用户应取出证书介质,并妥善保管。当然,在不同系统,数字证书会有不同的使用方式,但系统一般会有明确提示,用户使用起来都较为方便。

3 数字证书工作原理(见图1)和作用

数字证书采用PKI (Public Key Infrastructure)公开密钥基础架构技术,利用一对互相匹配的密钥进行加密和解密。每位用户自己设定特定的仅为本人所知的私有密钥(私钥),用它进行解密和签名;同时设定公共密钥(公钥),由本人公开,为一组用户所共享,用于加密和验证签名。当发送一份保密文件时,发送方使用接收方的公钥对数据加密,而接收方则使用自己的私钥解密,通过数字的手段保证加解密过程是一个不可逆过程,即只有用私有密钥才能解密,这样保证信息安全无误地到达目的地。用户也可以采用自己的私钥对发送信息加以处理,形成数字签名。由于私钥为本人所独有,这样可以确定发送者的身份,防止发送者对发送信息的抵赖性。接收方通过验证签名还可以判断信息是否被篡改过。在公开密钥基础架构技术中,最常用一种算法是RSA算法,其数学原理是将一个大数分解成2个质数的乘积,加密和解密用的是2个不同的密钥。即使已知明文、密文和加密密钥(公开密钥),推导出解密密钥(私密密钥)在计算上也是不可能实现的。按现在的计算机技术水平,要破解目前采用的1 024位RSA密钥,需要上千年的计算时间。公开密钥技术解决了密钥发布的管理问题,商户可以公开其公开密钥,而保留其私有密钥。购物者可以用人人皆知的公开密钥对发送的信息进行加密,安全地传送给商户,然后由商户用自己的私有密钥进行解密。

用户也可以采用自己的私钥对信息加以处理,由于密钥仅为本人所有,这样就产生了别人无法生成的文件,也就形成了数字签名。采用数字签名,能够确认以下2点:①保证信息是由签名者自己签名发送的,签名者不能否认或难以否认;②保证信息自签发后到收到为止未曾作过任何修改,签发的文件是真实文件。

数字证书里存有很多数字和英文,当使用数字证书进行身份认证时,它将随机生成128位的身份码,每份数字证书都能生成相应但每次都不可能相同的数码,从而保证数据传输的保密性,即相当于生成一个复杂的密码。

数字证书绑定了公钥及其持有者的真实身份,它类似于现实生活中的居民身份证,所不同的是数字证书不再是纸质的证照,而是一段含有证书持有者身份信息并经过认证中心审核签发的电子数据,可以更加方便、灵活地运用在电子商务和电子政务中。

4 数字证书的重要应用领域

4.1 网上银行

网上银行简称“网银”,是借助互联网技术向客户提供信息服务和金融交易服务的银行。网上银行是一种虚拟银行。采用微机浏览器,通过互联网访问网上银行服务器可办理金融信息查询、对账、汇兑、网上支付、资金转账、信贷业务及投资理财等金融服务。它的服务对象和业务范围涵盖了对公(B2B)、对私(B2C)的所有银行业务,并可利用互联网的特点有所创新。网上银行数据证书工作流程如下:如果客户A想和银行B通信,他首先必须从数据库中取得银行B的证书,然后对它进行验证。如果双方使用相同的CA (证书认证中心),事情就很简单,客户A只需验证银行B证书上CA的签名。如果双方使用不同的CA,问题就较为复杂。客户A必须从CA的树形结构底部开始,从底层CA往上层CA查询,一直追踪到同一个CA为止,找出共同的信任CA。目前,个人获取网上银行安全证书的途径都是通过向银行申请,所以双方肯定采用同一证书认证中心颁发的证书。

4.2 电子商务

电子商务的安全的重要性已是不言而喻,安全问题是电子商务推进中的最大障碍。只有营造信誉良好、安全可靠的交易环境才能让众多的企业和消费者支持电子商务,否则消费者不信任网上交易,电子商务便只能是“水中花、镜中月”。因此,网络安全成为电子商务尤为关注的重要环节。

电子商务正以不可逆转之势席卷全球的各行各业,但世界各地也面临着一个共同的障碍——电子商务的安全问题,必须采用先进的安全技术对网上的数据、信息发送方、接收方进行身份确认,以保证各方信息传递的安全性、完整性、可靠性和交易的不可抵赖性。

CA认证建立了一套严密的身份认证系统,它提供的身份认证、数字签名、数字信封等数字加密技术是目前通用可行的安全问题解决方案,可以确保电子商务的安全性。

CA是证书的签发机构,它是PKI的核心。CA是负责签发证书、认证证书、管理已颁发证书的机关。它要制定政策和具体步骤来验证、识别用户身份,并对用户证书进行签名,以确保证书持有者的身份和公钥的拥有权。

CA也拥有一个证书(内含公钥)和私钥。网上的公众用户通过验证CA的签字从而信任CA,任何人都可以得到CA的证书(含公钥),用以验证它所签发的证书。

如果用户想得到一份属于自己的证书,应先向CA提出申请。在CA判明申请者的身份后,会给申请者分配一个公钥,并且CA将该公钥与申请者的身份信息绑在一起,并为之签字后,形成证书发给申请者。

如果一个用户想鉴别另一个证书的真伪,其可以用CA的公钥对那个证书上的签字进行验证,一旦验证通过,该证书就被认为是有效的。

4.3 数字签章

结合PKI数字证书技术,在Word、Excel、PDF等各类电子文档上加上起到防伪、防抵赖作用的电子签章,并以传统印章图案的形式嵌入到电子文档中,其效果就像物理签章一样。但由于结合了数字证书、数字水印等安全技术,其安全性较物理签章更高,并可以大大降低传统签章文件在纸张、传递等方面的成本,使用起来也更为方便。

除了上述领域,数字证书在专用网、互联网或无线网上的应用也很广泛。例如应用于电子印章、政府网上办公、发送安全电子邮件、访问安全站点、网上招标投标、网上签约、网上订购、安全网上公文传送、网上缴费、网上购物和网上报关等。

参考文献

[1]刘平.数字证书的概念和作用[J].电子商务,2006(3).

[2]李新.数字证书技术在企业内部管理中的应用[J].福建电脑, 2009(7).

数字图像颜色恒常性算法及应用 篇8

颜色是各种频率的光谱在人眼中的感知现象,人所感知到的物体颜色是由物体表面的光谱反射、光照条件及视角等因素决定的。在工业图像在线测量中,颜色值常受到电源、光源及背景等因素的影响而发生波动,引起测量误差,这给利用图像色度进行定量分析带来很大的困难。人体视觉识别由于具有记忆性,能自动校正颜色,而计算机视觉系统并不能判别外界因素引起的颜色变化。因此,研究一种适合计算机视觉的颜色自动校正算法,减小外界因素造成的颜色波动,实现颜色恒常性,是图像视觉研究的热点之一[1,2]。

近年来国内外许多研究人员对颜色恒常性进行了研究并取得了一定的进展,国内主要是从心理学角度对人类视觉的颜色恒常性进行建模,并将其应用到图像设备的色度检测中。Yata N R K等[3]设计了一个神经网络模型来找到色度与颜色感知间的映射关系,得到的神经网络具有类似人类视觉系统的特点。上述研究并未考虑光源强度非均匀分布对颜色识别带来的影响,但在实际环境中光强的非均匀分布导致光源的波动对颜色识别的影响往往超出系统对目标识别的冗余度。因此,笔者利用神经网络工具包通过训练神经网络模型实现颜色恒常性的算法,减小或消除因光强分布不均所致光源波动对测量结果的干扰,并应用于水质氯离子图像检测中,以提高识别和分析结果的准确性与可靠性。

1 恒常性算法模型

1.1 神经元模型和网络结构

生物神经网络由很多生物神经元组成,笔者使用的BP网络神经元是对生物神经元的简单抽象,采用多输入神经元模型[4],如图1所示。

图1中P1,P2,P3,…,PR为输入神经元;W1,1,W1,2,W1,3,…,W1,R为权值矩阵元素;b为神经元偏置值;净输入S1可表示为:

$S{}_1={\displaystyle \sum _{i=1}^{R}w}{}_{1i}\cdot {\rm P}{}_i+b=W{\rm P}+b$ (1)

神经元的输出y1可表示为:

y1=f(S1)=f(WP+b) (2)

BP神经网络模型拓扑结构包括输入层、隐含层和输出层。该网络的主要特点是信号前向传播,误差反向传播。在前向传播中,输入信号从输入层经隐含层逐层处理,直至输出层。每一层的神经元状态只影响下一层神经元状态。如果输出层得不到期望输出,则转入反向传播,根据预测误差调整网络权值和阈值,从而使BP神经网络预测输出不断逼近期望输出。单隐层BP神经网络结构如图2所示。

图2中P1,P2,P3,…,Pn为BP神经网络的输入值;Y1,Y2,Y3,…,Ym为BP神经网络的预测值;ωi,j, ωj,k为BP神经网络的权值。输入节点数为n,输出节点数为m,BP神经网络表达了从n个自变量到m 个因变量的函数映射关系。

1.2 算法实现

为克服BP神经网络算法收敛速度慢及易陷入局部极小值等缺点,笔者运用Levenberg-Marquardt(L-M)算法[5],其流程如图3所示。整个流程主要包括创建神经网络、训练神经网络、测试神经网络和参数调整4部分。

2 实验测试

2.1 实验装置

实验装置由CCD摄像头、普通光源、标准光源、计算机系统和恒流滴定蠕动泵组成。该装置利用CCD摄像头自动采集氯离子测试滴定过程的图像,连续记录测定池内溶液颜色的变化过程,并自动保存颜色数据。实验分别在普通光源和标准光源下进行。实验装置如图4所示。

2.2 实验过程

采用摩尔法测定氯化物浓度,以获取实验数据[6]。按GB 6905.1-86分别配制浓度为70、100mg/L的氯化钠溶液,分别在标准光源和普通光源下采集两种浓度溶液滴定过程的图像,以20×20的像素均值作为图像的颜色值数据进行存储。选用普通光源下部分颜色值作为输入样本,与其对应标准光源下部分颜色值作为目标样本训练神经网络,另选取普通光源部分数据测试网络,

1——硝酸银溶液; 2——恒流加药泵;

3——计算机; 4——暗室;

5——CCD摄像头; 6——滴定软管;

7——搅拌器; 8——光学玻璃测定池;

9——磁力转子; 10——无影稳压光源(或普通光源)

并根据误差调整权值和阈值,直到网络误差达到预定目标,从而实现普通光源下颜色值向标准光源下颜色值的非线性映射。

主要实验步骤包括:溶液配置、数据测定、网络设计、网络训练和网络测试5部分。实验测控系统采用自编LabVIEW程序获取滴定过程溶液图片颜色并保存颜色值数据,并利用Matlab软件包进行BP网络训练和测试。

3 结果与讨论

神经网络训练模型中,采用L-M算法,隐含层和输出层网络传递函数采用tansig,选取神经网络输入、输出层节点数均为5,分别对应普通光源下和标准光源下的R值、G值、H值、I值和硝酸银的滴定体积V;通过多次训练,最终选取隐含层节点数为13。测试实验数据及结果见表1。

表1中T为测试数据在标准光源下的各颜色值及滴定体积的实际输出,作为期望输出;Y为测试数据在普通光源下的数据经过训练好的神经网络测试后输出的各颜色值及滴定体积,作为测试输出。各数据期望输出与测试输出差值平方和的平均值的平方根即为均方误差(MSE),程序运行均方误差输出结果为0.003 5,说明此神经网络算法用于普通光源到标准光源的非线性映射具有较好的精确度。

在硝酸银滴定的整个过程中,普通光源下测试颜色值数据、标准光源下测试颜色值数据和普通光源测试颜色值均采用训练好的神经网络测试结果的颜色值数据,它们的变化趋势如图5所示。

从4组测试曲线可以看出,标准光源下颜色值数据规律性比较强,普通光源下颜色值数据由于光强分布不均匀和及光源波动导致颜色值数据比较分散,而加入神经网络后的颜色值数据接近标准光源下的颜色值数据。从图5可知,R值的实验效果最好,普通光源下颜色值数据比较分散;标准光源下动态过程颜色值数据比较集中;加入神经网络后普通光源下的各颜色值数据和标准光源下的各颜色值数据基本保持一致,不存在异常点,起到了校正颜色值的效果。G值、H值和I值的动态变化过程中出现了异常点,按照实验数据异常值处理可剔除。实验结果表明,BP神经网络颜色恒常性算法能减小光源波动及光强等因素干扰带来的误差,提高了测量精度和准确性。

网络训练过程的动态误差曲线如图6所示,设置目标精度为0.000 1,仿真误差9.997 93×10-5,满足误差预定要求,网络训练747步时即可达到目标精度,速度较快。

4 结论

4.1 通过颜色恒常性理论及神经网络算法研究,依据浓度为70、100mg/L的氯化钠溶液,分别在普通光源和标准光源下采集溶液变化过程的颜色值实验数据,建立了氯离子基于图像颜色值的BP神经网络颜色恒常性算法。计算结果表明测试数据与期望数据的均方误差为0.35%。

4.2 利用建立的基于图像颜色恒常性BP神经网络算法,实现了图像颜色从普通光源到标准光源的非线性映射,减小了电源及光源等因素对测量结果的影响,提高了测量精度和灵敏度。

参考文献

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[2]蔡珣,孟祥旭,向辉.光照色调颜色恒常性算法研究[J].中国图像图形学报,2004,9(8):922～926.

[3]Yata N R K,Nagao T M H R,Uchikawa K J.A Cate-gorical Perception Model in Eonsideration for Illumi-nant Changes Using Neural Network[J].Joumal of theInstitute of Image Information and Television Engi-neers,2005,59(12):1809～1815.

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数字电视地面广播技术及应用 篇9

一、什么是真正的数字电视

对于真正的数字电视, 或许还有很多消费者并不十分了解。那么什么才是数字电视呢?首先数字电视就是采用数字编码与数字传输技术, 进行节目的采集、录制、发射和接收的电视。由于采用数字压缩技术大大节省了频道传输空间, 这就是为什么原来模拟频道传送一个节目的空间现在却可以传输6～8个频道。同时数字电视还提供更多新颖并附有互动性的功能, 如提供天气预报、路况信息等诸多信息, 通过数字电视发送短信, 甚至使用数字电视的交易功能进行购物等。正是因为数字电视的不同, 所以现在绝大多数的电视是无法接收数字电视内容的, 这些我们通常使用的电视都是所谓的“模拟电视”, 就是说这种电视只能接收模拟信号。

现在市场上所出售的常见的数字电视也并不能被称为严格意义上的数字电视, 真正的数字电视应该是集数字、高清于一体的电视机, 即数字电视一体机。

数字电视时代, 电视本身也是数据的一种。数字电视地面广播 (DTTB) 的应用将会带动除电视以外的其他业务, 首先数字电视出现在移动交通工具上, 随着移动电视的面世, 传统的电视覆盖理论被打破了!电视将无所不在!中国数字电视地面广播 (DTTB) 已经进入了实施阶段, 同时开创了传统无线电视的一种全新应用:移动接收。随着该业务被大众接受, 又逐步扩大到移动载体。随着视频压缩技术的发展, 从车载发展到个人手持终端。数字电视地面广播 (DTTB) 技术在更大程度上给传统的收看电视方式带来新的变化, 孕育着创造一个新的移动电视市场的机遇, 其应用前景将更加深远。

二、数字电视地面广播

在现代通信中, 通信传输手段主要是光纤、卫星、数字微波等, 加上地面无线电广播电视发射构成信息传输主体。目前在我国数字电视按信号传输方式可以分为地面无线传输数字电视 (地面数字电视) 、卫星传输数字电视 (卫星数字电视) 、有线传输数字电视 (有线数字电视) 三类。而移动电视是数字电视地面广播的重要应用。数字电视地面广播在应用需求上要求实现移动和便携接收的功能, 使整个技术系统的要求最高。它具备无线数字系统所共有的优点;较之卫星接收, 有实现容易、价格低廉的特点;较之有线接收;不易受城市施工建设、自然灾害、战争等因素造成的断网影响;数字电视地面广播通过电视台制高点天线发射无线电波, 覆盖电视用户, 用户通过接收天线和电视机收看电视节目, 主要的用户也是针对本地区的。完善的数字电视地面广播 (DTTB) 系统所具备的蜂窝单频网功能, 不仅提高了频谱的利用率, 而且可应用与宽带无线接入市场;而移动和便携的独特优势使该系统能满足现代信息社会“信息到人”的要求, 也就是无论何人何时在何地均能任意获取他想得到的信息。

地面数字电视可以做到便携接收和移动接收, 可以供私人轿车、出租车、长途客车和火车乘客观看, 还可以供手机等便携机用户观看。按接收方式可分为固定接收、车载移动接收和便携接收。固定接收接有固定天线, 电视机不能随便搬移, 一般来说接收条件经调整后不再变化;便携接收是可以将接收机装入衣袋, 在户外低速移动接收。移动接收, 指车载高速移动接收。我们日常接触最多的是传统的固定接收的电视, 下面就对车载移动电视和手机电视进行详细的介绍。

1. 车载移动电视。

所谓移动电视就是通过无线数字信号发射、地面数字设备接收的方法进行电视节目的播放和接收。在数字电视技术的支持下, 交通工具在时速120公里以下的移动状态中, 能够稳定、清晰地接收到电视节目, 主要针对公交、地铁、出租等交通工具上的移动人流。这种在数字技术支持下, 人们在运动状态中可以收看电视节目的方式被称为”移动电视”。学术界、传媒界已经开始将“移动电视 (移动多媒体) ”称为区别于传统媒体和网络媒体的“第五大媒体”。

移动电视技术的核心是移动接收, 即车载高速移动接收, 接收的条件因地貌不断变化而变化, 同时因车速的变化还会受到多普勒效应频率变化的影响。接收地点是指由于接收地点离主发射台的距离变化和与其他发射台发射信号间相对关系的变化而引起的接收条件的变化。移动接收主要解决是动态多径和多普勒频移的问题。因为移动接收主要受地形地貌, 如山、建筑物等反射的影响, 使到达接收点的信号不止一个。在模拟电视中的反映是重影, 在数字接收中, 某些特定相位的多径信号将使接收完全失败。在这种情况下, 接收好坏不单单依靠于与发射台距离的远近, 而且在很大程度上还依靠于接收信号之间的相位。由于上述问题使得地面广播问题复杂化, 使接收信道随时间、频率和地点而发生变化。引起不同频率信号衰落的主要原因是多径接收, 其结果使信道出现频率选择性。移动接收时, 主信号和反射信号到达接收点的角度有可能不同, 因多普勒效应, 其频率发生了不同的变化, 两者的差拍使接收信号的幅度随时间周期变化, 其结果使信道出现时间选择性。而由于接收地点的不同和相邻台距离的不同, 主信号和其他台信号之间的关系不同而使接收出现地点的选择性。

DVB-T由于采用OFDM调制系统, 它首先是将高码率的串行数据流变成N个低码率的并行数据流, 并对N个彼此互不影响的载波分别进行调制符号码率的降低, 实际上是符号周期的增大, 使动态多径和多普勒频移造成的码间干扰减小, 加上保护间隔的设置, 减少了多径对多载波正交特性的影响, 使码间干扰进一步减小, 从而能很好的支持移动接收。我国现在正在研究适合自己的数字电视地面广播的标准, 期望在搭建数字电视中有更大的自主权。地面数字电视传输标准作为一个基础标准, 涉及的是一个无线系统, 我国明确提出必须满足数字电视广播传输系统应用和产业两个方面的基本需求, 并为今后实现扩展功能做好必要的预备。我国DTTB的制定原则是: (1) 传输信息量要大, 支持包括高清电视的多媒体广播服务; (2) 抗干扰能力强, 在一般室内环境下可接收; (3) 与现有模拟广播电视频道兼容, 并有利于频道规划和模拟向数字过渡; (4) 具有灵活性:支持标准高清楚度和高清楚度兼容的电视广播, 支持移动接收设备, 支持便携接收设备; (5) 具有可扩展性:支持包括互联网的交互数据综合业务, 支持广播网络化的发展需要, 整体性能指标应优于或相当于相应的国外现有标准的性能。据悉国家有意考虑以清华大学提交的方案为主融合其他方案之长, 形成我国的DTTB标准。清华的地面数字多媒体/电视广播传输标准方案采用自主原创的时域同步正交频分复用技术。与国际现有的数字电视地面传输标准比较, 具有多项鲜明的应用特点、较好的整体性能。其采用以下几项主要技术:时域同步的正交多载波技术;保护间隔的PN填充技术;快速信道估计技术;前向纠错编码与相位映射相结合的纠错技术;与绝对时间同步的帧结构。

2. 手机电视。

电视是最大的媒体, 是手机中缺少的一个内容, 数字移动通信系统的高速发展提高了人们生活空间的移动性, 在这个移动世界中公众也非常渴望让电视进入手机, 这样无论身处何地都可以看到自己喜欢的电视节目如:喜剧、旅游指南、商务电视、游戏、音乐、体育、购物、新闻服务、媒体点播和互动式选择等。这不仅将取悦移动运营商, 对于设备制造商和广播业者来说, 它将使电视变成寿命更长、重量更轻的手持产品。

数字电视地面广播与移动通信的结合将给人们带来更多新的业务, 它不仅扩展了电视广播内容的种类, 而且支持内容的移动接收, 这种结合最新的体现就是欧洲DVB-T标准的出现。对采用移动网络 (手机) 和地面广播 (电视机) 两种接收电视节目方式进行比较, 可以看出, 由于手机电视的屏幕较小, 因此每一路电视节目所需的码率较低, 对于基于DVB-T的IP数据广播, 每个视频流占用100-384KHz的带宽, 于是在一个8MHz带宽的电视频道上可以传送25-80套电视节目。由于移动网络覆盖能力强大, 带宽不高, 价格较贵, 非常适合小文件VOD使用;而地面电视广播每个电视节目需要2-5MHz的带宽, 一个8MHz频道只能广播3-4套节目, 地面电视广播的优点是没有带宽限制, 价格便宜, 但不适合VOD, 网络覆盖能力也差。它主要使用范围在城市地区, 而且仍然有很多盲区, 如在楼道、地铁、电梯和高楼林立的地方。为了寻求两者结合的模式, DVB组织制定出了一个地面数字广播网络向便携/手持终端提供多媒体业务的传输标准:DVB-H。它将蜂窝电话网络和地面数字电视广播网络更好的结合, 并将用于向所有用户传送视听及多媒体服务。今年2月份DVB-H标准得到了TDVB Technical Module的批准。这标志着DVB成员公司走过了最后一个阶段, 接下来就可以利用该标准设计产品和服务, 目前正在进行的最大的试验性项目是把广播视频和音频扩展到移动设备。

3. 地面电视广播技术应用前景。

铁路数字信号电缆产品质量及应用 篇10

在电缆的电气性能指标中, 受温度影响造成电气性能指标值差异较大的有直流电阻和衰减值等, 主要原因是电缆检测受生产企业客观条件、电缆体积及重量的客观影响。虽然电缆在生产线下盘后存放一定时间后进行检测, 但仍存在环境温度与其本身实际温度差异的问题。通常情况下生产企业是在环境温度下进行检测, 温度差异导致对衰减参数误判。生产企业使用测温枪直接对电缆进行温度检测, 比不在恒温实验室内、在环境温度下采用温度计检测电缆的温度准确, 但测温枪检测的温度只是其表面温度, 不是真实温度。

以GB 5441—1985《通信电缆试验方法》为标准, 以电缆的电阻R和衰减α为例, 计算公式为:

式中:R——电阻, Ω;

ρ——电阻率, Ω·m;

L——长度, m;

λ——电缆绞合系数;

S——面积, m2。

其中, T=sqrt (Z0/Z∞) , ψT= (ψ0-ψ∞) /2

式中:L——被测电缆长度, km;

λ——电缆绞合系数;

α——被测电缆衰减常数, dB/km;

Z——输入阻抗 (终端短路时为Z0, 开路时为Z∞) , Ω。

电阻R和衰减α的温度换算公式:

式中:RT——实测电阻, Ω/km;

T——环境温度, ℃;

R20——修正到20℃的电阻, Ω/km。

式中:αt——实测衰减, dB/km;

T——环境温度, ℃;

α20——修正到20℃的衰减, dB/km。

从以上公式可以看出, T值的选定或判定直接影响电阻R和衰减α的检测结果, 温度差异直接影响两个指标。为相对准确检测电缆的实际温度, 避免或消除温度差异的影响, 采用一种实际可行的检测方法。

检测电缆的实际温度时, 先检测出其在恒温实验室环境下的实际电阻, 通过实际电阻与自然环境下检测的电阻差异及温度换算公式, 推算出电缆的实际温度。假设电缆的实际电阻为R实, 测量温度为R测;电缆的实际温度为T实, 环境测量温度为T测, 得知R实=ρ·L·λ/S, 通过检测计算得到ρ, L, S。

假设ρ=0.017 24, L=1 000 m, λ=1.02, S=3.14· (1.0/2) 2=0.785, 则在20℃恒温下:

再假设, 在24℃环境温度下, 检测的电缆电阻 (R测) 为24Ω, 根据温度换算系数, 可以得出R测→20℃, 即R测在20℃恒温下的电阻为23.6Ω (即修正到20℃的电阻) , 则R实-R测→20℃=-1.2Ω。

计算结果说明电缆的实际电阻和检测电阻相差较大, 是由电缆的实际温度和环境温度差异较大造成, 导致检测的导体电阻换算到20℃温度时, 其电阻明显偏大, 温度的差异用公式表示为:

计算结果为13.6 ([ (23.6/22.4) -1]/0.003 93=13.6) , 说明环境温度与电缆的导体实际温度相差13.6℃, 即检测时电缆的实际温度为37.6℃, 环境温度为24℃。导致温度差异的原因有电缆在阳光照射后立即在室内环境下进行测试;在生产线下盘后, 电缆未冷却到试验标准规定的时间进行测试;夜间露天存放电缆第二天上午 (温度相对较高时) 进行测试等。温度差异导致衰减值差异, 造成电缆性能差异较大, 致使判断困难, 甚至误判。