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壓縮技術論文范文1
處理數字信號的過程中，通常情況下都需要將模擬信號轉換為數字信號，在處理信號之前，首先需要采集和量化。采集定理又名奈奎斯特采樣定理，是美國電信工程師奈奎斯特于1928年提出的，通過采集定理可知，想要在離散信號中恢復出無失真的原始信號，那么采樣率至少要達到原始信號的2倍。此后在2004年，華裔科學家T.Tao以及D.Donoho、E.Candes等人通過對比逼近理論和信號稀疏理論的分析，初步提出了壓縮感知理論，通過壓縮感知理論可知，如果將壓縮感知技術用于移動通信系統中，那么即使采用低于奈奎斯特采樣定理的采樣率，也可以恢復出無失真的原始信號。壓縮感知理論的基本思想是：如果信號某個變換域是稀疏的，或者信號是可以壓縮的，那么通過與變換基不相關的觀測矩陣，能夠將變換得到的高維信號投影到低維空間，之后求解最優化問題，就能夠在少量投影中重構原始信號。在壓縮感知理論框架下，采樣率不決定于原始信號帶寬，而是重要新信息在信號中的內容和結構決定的，測量值不是信號本身，是高維到低維的投影值，每一個測量值中，都包含著全部樣本信號的部分信息，在恢復信號過程中，所用的測量值數目要比奈奎斯特采樣定理要求的數目少很多。假設一個N×1維信號s，s包含非零元素K個，s可以通過轉換得出N×1維變量x，其轉換公式即為：x=覫s式中：覫代表N×N維稀疏變換矩陣，轉換得出N×1維變量x之后，就可以計算出M×1維測量信號y，其計算公式如下：y=準x=準覫s=s式中：準代表M×N維測量矩陣，也可稱之為隨機采樣矩陣或者投影矩陣，在上述環節中，覫和準的設計十分重要，對壓縮感知技術的實際性能具有很大影響，另外K<M<<N，其中M的取值滿足以下條件：M≥Cu2（準，覫）Klog（N）式中：u2（準，覫）代表矩陣覫和準相關性。此外信號重構是壓縮感知技術的核心，在取得觀測值y的條件下，獲取最稀疏解s的過程即為信號重構，為了描述壓縮感知理論的信號重構問題，需要運用矩陣理論中的范數知識。
假設定義向量Z={z1,z2，…，zN}的P-范數如下：Zp=Ni=1ΣzipΣΣ1p當P=0時，可以求出向量Z的0-范數，用以表示Z中非零元素的個數。一般情況下，非稀疏信號x通過稀疏轉換可得出s，此時壓縮感知理論中信號恢復問題就可以轉化為線性約束下最小0-范數問題，具體表達式如下：s^=argmin0，s.t.y=準x=準覫s=s上述0-范數優化問題屬于非凸優化問題，換言之，在多項式內不能夠進行求解，也無法驗證解是否有效，這樣一來，就需要將其轉化為其他范數，例如2-范數或者1-范數，相關資料顯示，上述0-范數優化問題可通過求解簡單的1-范數來解決，所以壓縮感知理論一般采用如下公式：s=argmin1，s.t.y=準x=準覫s=s這樣一來，就可以運用線性規劃算法等方法來進行處理，在實際工作中，算法有很多中，可以根據具體需要來選擇快捷的方法。
2實際應用
分析在實際應用過程中，壓縮感知技術有以下幾方面特性：
（1）觀測信號沒有稀疏性，比如OFDM系統頻域信道響應等等。
（2）變換觀測信號的基坐標，信號在另外的組基下變稀疏，比如頻域信號響應經過DFT進行轉換，使之在時域上具有稀疏性。
（3）稀疏性是變化的，并且稀疏性是不可知的，這也是使用壓縮感知技術的首要條件。有資料顯示，經過外場測試多數無線信道在時域上均具有多徑稀疏的特點，通過壓縮感知技術的應用，將大大減少用戶的導頻開銷。另一方面，目前基站側天線數目不斷增多，無線信道在空域上也具有稀疏性，這也為壓縮感知技術未來在移動通信系統中的應用奠定了基礎。
3總結
壓縮技術論文范文2
關鍵詞：脈沖壓縮 雷達 線性調頻信號 FPGA
中圖分類號：TN957.51 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2015）12-0000-00
近年來，航空航天技術快速發展，各類飛行器的飛行能力不斷提升，這就要求現代雷達應具有高精度、遠距離、高分辨力的探測性能。傳統脈沖雷達存在雷達探測能力與距離分辨力之間的矛盾[1]。為解決這一矛盾，大多數現代雷達采用脈沖壓縮技術，調制信號頻率或相位，從而產生探測距離較遠的大時寬帶寬信號，接收端通過具有匹配濾波器的接收機接收，產生窄時脈沖，提高了距離分辨率。
隨著大規模集成電路及超大規模集成電路的快速發展，可編程門陣列（FPGA）被廣泛應用，以可編程門陣列為硬件基礎實現的數字脈沖壓縮技術有著可靠性高、靈活性好、可編程、電路集成度高等優勢[2]，逐漸取代早期的模擬脈壓技術，成為現代雷達脈沖壓縮系統的發展主流。本文以此為技術背景，對線性調頻信號的脈沖壓縮進行了深入研究和波形仿真，并給出了一種基于可編程門陣列的數字脈沖壓縮實現方法。
1 脈沖壓縮技術原理
脈沖壓縮技術主要應用于現代雷達上進行距離探測和目標識別。線性調頻信號屬于大時寬帶寬積信號中的一種，它通過非線性相位調制或線性頻率調制（ LFM）來獲得大的時寬帶寬積，是研究的最早且應用最廣泛的一種脈沖壓縮信號[3]。采用匹配濾波器，可將接收機接收到的寬脈沖信號經過處理得到窄脈沖信號，實現脈沖壓縮，同時提高信噪比。目前這種技術已經廣泛用于各種雷達體制中。一般在時寬帶寬積BT>30時，可以近似認為線性調頻信號具有矩形振幅頻譜，因此其匹配濾波器也應該具有矩形帶通振幅特性。線性調頻信號的匹配濾波器的近似頻率特性可描述為：
（1）
設匹配濾波器輸入端作用信號為：
（2）
式中： 為多普勒頻率，匹配濾波器輸出信號的頻譜為：
（3）
對 求傅里葉反變換得到時域表達式 ，即為脈壓系統的輸出：
（4）
可以看出，經過脈沖壓縮處理后的線性調頻信號具有sinc函數的特性。
2 數字脈沖壓縮系統的實現
在理論上，時域卷積法和頻域相乘法均可以實現數字脈沖壓縮。在工程上，卻要同時考慮匹配濾波器的長度和雷達信號處理的巨大計算量，因此多采用頻域相乘法進行脈沖壓縮。回波信號首先經過A/D轉換模塊，再經由FFT運算模塊處理后乘以頻域匹配濾波系數，然后數據送入IFFT模塊經D/A轉換后即為脈壓輸出結果。采用頻域相乘法的脈沖壓縮處理流程如圖1所示。本文的各模塊設計也正是遵循這一思想進行的。
2.1 FFT模塊設計
脈沖壓縮處理速度的關鍵取決于FFT模塊的算法設計，之前由于數字電路發展的限制，FFT處理結構更多的考慮節約硬件資源以獲取更低的功耗，近年來隨著大規模集成電路的快速發展，FFT模塊的設計已經突破硬件瓶頸，看重指標主要集中于數據處理速度及數據處理精度上。以FPGA為硬件基礎設計的FFT運算結構有著遞歸結構、流水線結構和全并行結構三種類型。遞歸結構在數據控制上占有優勢，因其只有一個運算單元，因此占用的資源最少，需要較長時間運算。流水線結構將本級運算結果直接送入下一級運算，運算速度有所提高，但需要消耗較大的存儲空間。全并行結構的運算單元數量與運算點數成正比，是計算速度最快的一種，是以犧牲硬件資源為代價[4]。本文以16路并行運算結構為基礎，主要通過FPGA芯片內部資源的合理配置大幅度提升了FFT的運算能力，其中單極FFT處理模塊處理流程如圖2所示。
2.2 系數匹配相乘模塊和IFFT模塊設計
系數匹配模塊根據發射波形是否可變，有兩種模式可供選擇。如果雷達發射可變波形，就需要在對發射波形采樣的同時進行快速傅里葉變換處理，得出頻譜序列的幅值即為匹配系數；如果雷達反射固定波形，可先行通過MATLAB計算出匹配系數并存儲到 EPROM 中，通過系數調用方式相乘，這種方法實現起來比較簡單，適合絕大多數的脈壓系統。
IFFT運算模塊可以調用FFT運算模塊的硬件電路實現，具體處理原理如下：
將 分解為實部與虛部，將實部與虛部互換得到 ，表達式為：
（5）
對 進行傅里葉變換可得 ，即：
（6）
將 的實部與虛部交換后乘以系數因子 可得：
（7）
由（8）、（9）式可知在工程中實現IFFT模塊運算對預處理數據的實部與虛部對調，調用FFT模塊硬件電路處理后，再次交換數據的實部與虛部并乘以系數因子 ，通過硬件電路的共用不但降低了硬件電路的復雜程度，節省了系統資源，同時也使運算速度大大提升，其數據處理流程同圖2相同。
3 實驗結果與仿真
采用美國Agilent公司E8627D信號源模擬雷達回波信號，FPGA芯片選取Xilinx公司生產的XC2V1000。線性調頻信號具體參數設置如下： 中頻、 偏頻、 的脈沖寬度， 的周期。FPGA系統輸出結果和Matlab仿真結果如圖3所示，可以看出二者基本吻合，從而驗證了本方案正確性和可行性。
（a） FPGA輸出結果 （b） Matlab仿真結果
4 結語
雷達采用線性調頻脈沖壓縮技術后具有作用距離遠、距離分辨力高、抗干擾能力強的特點，本文給出了一種以可編程門陣列（FPGA）為硬件基礎進行數字脈沖壓縮的設計方法。這種基于FPGA的模塊化設計方法非常靈活，電路設計簡單，電路集成度高，穩定性好，極大縮短了研發周期，便于工程實現與后期維護。通過理論仿真和試驗驗證，FPGA芯片的輸出結果和MATLAB仿真結果相吻合，滿足現代雷達對數據采集與處理實時性和準確性的要求。
參考文獻
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[2]賀知明，黃巍，向敬成.數字脈沖壓縮時域與頻域處理方法的對比研究[J].電子科技大學學報，2002（4）：31-33.
[3]潘琳.基于FPGA的雷達脈沖壓縮系統的研究與實現[D].上海交通大學碩士論文，2008.5.
壓縮技術論文范文3
隨著計算機技術的發展和圖像壓縮技術的應用，醫學圖像除了可以大量存儲同時用于遠程圖像傳輸，在傳輸過程中為保證診斷的正確性，必須得到高質量的圖像和完整、全面的相關醫學信息[1]；針對這個問題的解決采用基于小波變換的視頻圖像壓縮技術，利用小波變換對視頻圖像序列進行壓縮編碼，較好地改善了當圖像場景中的物體進行快速運動時，使得時間域的小波系數突然變大而使得壓縮率變低的不足，在遠程醫療系統中可以快速、高效地壓縮圖像。
遠程醫療利用現代通信網絡，結合計算機多媒體技術，傳輸多媒體醫療信息來實現遠距離的醫療活動；主要著重于多媒體交互式服務。利用遠程醫療可以減少邊遠地區患者求醫的費用和求醫診治花費時間，節省醫生往返各地的費用和時間，也可以提供分散醫院之間的遠程交流和協作。小波變換的視頻編碼的實現能夠在壓縮性能、診斷性能、傳輸性能上適應于遠程醫療系統的壓縮；本文利用小波變換結合運動補償量化編碼算法，能較好地對醫學圖像進行壓縮及處理。
小波變換用于圖像壓縮的基本思想
所謂圖像壓縮就是去掉各種冗余，保留重要的信息。圖像壓縮的過程常稱為編碼，而圖像的恢復則成為解碼。雖然圖像的數據是非常巨大，但是可以采用適當的坐標變換祛除相關，從而達到壓縮數據的目的。小波變換通過多分辨分析過程將一幅圖像分成近似和細節兩部分，細節對應的是小尺度的瞬變，它在本尺度內很穩定。因此將細節存儲起來，對近似部分在下一個尺度上進行分解，重復該過程即可，近似與細節在正交鏡像濾波器算法中分別對應于高通和低通濾波，這種變換通過尺度去掉相關性，在視頻壓縮中被證明是有效的[2]。
運動補償
運動補償是通過先前的局部圖像來預測、補償當前的局部圖像，它是減少幀序列冗余信息的有效方法。遠程醫療系統不僅僅是信息資源共享，提供實時可見的視頻圖像資料以供醫學專家參考。所以，大量、高質量的視頻圖像數據的處理、傳輸就成為遠程會診系統的關鍵環節，另外醫生在查看圖像時只對圖像中很小一部分感興趣，這部分區域有可能是病灶區域分，除病灶區外對于其他圖像如背景部分等一些局部圖像成為醫生乎略的內容，所以，可以充分利用醫學圖像的這一重要特征在進行設計圖像壓縮編碼算法時對乎略的內容進行高比例壓縮。
圖像壓縮技術在遠程醫療系統中的研究方案
視頻圖像的壓縮編碼實際上是在靜態圖像編碼的基礎上，增加幀間圖像的內插和運動補償技術，由此來消除圖像之間的時間相關性，從而實現高倍率的壓縮目的。再對已消除時間相關性之后的每幀圖像進行靜態圖像的壓縮編碼。
首先將要編碼的圖像分成16×16的宏塊，對于每一個宏塊，依照某指定的準則，在其參考圖像中搜索與其最匹配（最相近）的塊。如果搜索到的塊滿足條件，則作為當前編碼宏塊的運動補償塊。將它們相減，得到的結果稱為幀間編碼塊，并將其放在殘差圖像的相應位置。如最終沒有找到相近的塊，則認為當前塊屬于幀內編碼塊，將其直接放置在殘差圖像的相應位置。然后對殘差圖像進行小波變換及壓縮編碼。顯然，解碼時，將解碼的殘差圖像加上其對應的運動補償圖像，即可得到復原的圖像。
對于小尺寸圖像塊宜用DCT方法進行編碼，先對殘差圖像中的幀內編碼宏塊用DCT方法進行變換、量化、編碼，其結果作為總數據的一部分輸出到比特流中。對編碼后的圖像塊進行恢復得到其重構塊，再用原快減去重構塊得到殘差塊，即幀間編碼塊。由殘差塊代替殘差圖像中相應的幀內編碼塊。如此一來，殘差圖像就全部由幀間編碼塊組成了，從而在整體上趨近于零。以上分塊的不足之處存在于，運動補償的塊越小，得到的殘差圖像的能量越小。然而，分塊越小，塊越多，算法復雜度越高，矢量數目越多。傳輸矢量所需要的數量可能大于圖像殘差能量減小所節省的數據量，這樣一來就會造成得不償失的情況。比較好的解決方法就是使用自適應的分塊大小，對細節較少的部分采用大的分塊，對細節較多的地方采用較小的分塊。另外，也可以采用像素插值的方法，利用插值后的像素位置進行預測將提高運動補償的精度，但事實上，隨著插值變得精細，其對于運動補償的改善作用也在逐漸下降。
小波和運動補償相結合能更好地進行圖像壓縮，基于小波變換的靜止圖像壓縮算法EZW、SPIHT和一種改進的EZW算法，這些算法是視頻壓縮編碼算法中的關鍵部分。這有待于在軟件平臺上進行算法驗證、分析和對比，實踐證明應用改進的EZW算法對圖象進行壓縮，重構圖像的PSNR值較高。
視頻圖像不僅在其每一幀內存在空間相關性，而且在幀間即時間方向也存在著很強的相關性，通過有效的方法消除這些冗余信息可以大大地提高視頻的壓縮比。
本文分析了對圖像的背景及非病灶區域進行傳輸編碼技術，并把它有褪用到遠程醫療系統會診子系統的視頻流處理模塊，取得了較好的效果。此方案可以減少傳輸時間，解決其數據量大、耗時長的瓶頸問題，并增加了通信雙方的交互性。遠程醫療在我國還是一個方興未艾的新鮮事物，一個新的課題?，F有遠程醫療對我國醫學來講不是一個完美的系統，其中要解決的技術問題還有很多有待于我們不斷的更新和完善。
參考文獻
壓縮技術論文范文4
【關鍵詞】 AVS視頻編碼標準 研究 關鍵技術 優化
1 AVS視頻編碼概述與發展現狀
為了改變國外對數字音頻技術的壟斷，2002年6月，經信息產業部批準，我國正式成立了“數字音視頻編解碼技術標準工作組”，也就是我們熟知的AVS工作組，到2013年為止，工作組的成員已經有230多家，給國內該領域的產品開發生產提供了大量的技術支持，國內數字音頻技術的發展迎來了春天。AVS是由我國自主研發制定的，主要包括系統、視頻、音頻和數字版權等。當AVS標準提出并開始實施后，國內越來越多的技術人員開始關注并研究該標準，其中最主要研究的方向是算法標準的優化，其目的是最大限度的提高視頻在壓縮方面的效率和質量，與此同時，降低視頻的碼率。從而盡快的開發出較為適用的視頻編碼軟件和硬件，為各個領域的視頻需求提供便利。
目前來說，國內AVS芯片商還不是很多，其中具有代表性的廠商有美視、復旦微納米、聯合信源等廠商，數字音頻產業已于2010年超過通信產業，預計在明年將成為國內國民經濟最大產業，為我國構建技術專利到文化產業鏈條的轉變提供發展機遇。
2 AVS視頻壓縮編碼標準的原理
2.1 視頻壓縮編碼標準概述
文字、聲音、圖像和視頻等是多媒體信息技術的基本組成部分，其中，視頻為多媒體信息中最為重要的組成部分。但是，由于視頻的信息量較大，其傳輸和存儲都十分不方便。故，只有經過較大的壓縮才能更好的進行交流，在這樣的背景下，視頻編碼就變得十分的具有必要。視頻壓縮編碼的核心就是通過減少視頻序列間的相關性，減少視屏內容間重復、繁雜的部分，大幅度的減少視屏內容的比特數，從而實現對視頻的壓縮處理。壓縮編碼總共分為以下四個方面，即空間冗余度的壓縮、時間冗余度的壓縮、統計冗余度的壓縮和視覺冗余度的壓縮。
2.2 AVSS視頻壓縮編碼的關鍵技術
2.2.1 幀內預測
AVS視頻標準采用的是空間內各個方向的幀內預測技術，這種觀測技術可以提高預測精度，從而提高編碼的效率。通過一個8X8塊大小，亮度分類的5種預測模式分別對應水平、垂直、均值、左下角、右下角5個方向;色度分量的4種預測模式分別對應水平、均值、平面和垂直4個方向。除此之外，幀內預測還可以通過濾波處理來屏蔽噪音，從而提高編碼的精準度。
2.2.2 幀間預測
幀間預測主要是通過從前面幾幀圖像中找尋更完美的匹配，從而提高編碼的效率，AVS視頻標準規定，視頻的參考幀數最多為兩個：一個用于搜索匹配，一個用于降低編碼的復雜度。幀間編碼模塊主要是利用視頻場或視頻幀的運動進行補償編碼，這種編碼模式主要是通過運動圖像時間上的關聯來進行壓縮編碼，通過對每個已知的圖像板塊進行運動估計，找出誤差最小的對于板塊，從而進行最為精確的匹配，并對運動矢量和圖像的誤差進行計算。這樣匹配出來的圖像一般不存在誤差，大大提高了壓縮比。
2.2.3 B幀宏塊編碼模式
在AVS預測中，雙向預測采用的是空域和時域相結合的預測模式，這種模式較為直接，在這樣的預測模式基礎上，添加了運動矢量舍入控制技術，除此之外，AVS標準還提出了對稱模式，即通過前向運動矢量的預測導出后向運動矢量，加大預測效率，實現對稱的雙向預測模式。
2.2.4 熵編碼
AVS熵編碼采用的是自適應變化編碼技術，編碼過程中所以的語言和數據都可以映射成二進制比特流，發揮閉合公式直接解析的優點，對預測誤差的塊變換系數，經過統一掃描，然后統一進行二維編碼，并根據不同的概率分布，自適應改變指數的階數。
3 AVS視頻編碼的優化實現
（1）C語言的優化。通常對熱點進行匯編優化，先需要對C語言進行優化，這個過程還需要為匯編優化考慮數據結構和內存結構。
（2）表達式優化。表達式優化是較為簡單的一種優化方式，對表達式中運行緩慢的部分進行優化，比如乘法、除法、取模等都是運行較為緩慢的運行方式。
（3）分支語句的優化。語句分支是計算機操作系統中，最基本的語言操作之一。有些分支可能會擾亂指令的流暢運行，因此，我們需要對一些運行緩慢的分支語句進行優化，分支語句分為條件分支和非條件分支兩種。由于條件分支需要執行分支預測，故通常來說，對分支語句的優化就是指對條件語句的優化。
（4）循環語句的優化。循環具有高重復性，運行次數的不斷增加就使其成為了最常見的熱點。由于數據存在相關性，如果熱點的執行時間不同步，就會讓指令發生錯誤，因此，除去數據的相關性就可以大大提高執行效率。
4 結語
我國為了打破國外對數字音頻的壟斷，成立了AVS研究組，自己掌握了視頻壓縮的核心技術，AVS編碼在我國的發展也是越來越好，通過對AVS視頻編碼的關鍵技術的研究，使得AVS編碼技術的運用越來越廣，最后，在一些指令運行方面，AVS標準對其進行相關的優化。AVS視頻編碼標準正逐步走向完美。
參考文獻：
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[2]張春田，蘇月婷，張靜.圖像編碼基礎.北京：2009，374―390.
壓縮技術論文范文5
關鍵詞：蒸發裝置，MVR，蒸發
蒸發設備廣泛應用于制藥、輕工食品、石油化工、生物工程等行業。隨著經濟的飛速發展及石油、天然氣、煤炭等不可再生資源的日漸枯竭，使為蒸發設備提供熱源的蒸汽成本不斷增加，蒸發設備是生產系統中蒸汽消耗較大的設備，蒸汽成本的上升使得企業設備運行成本急劇增加。因此，降低蒸發裝置的蒸汽用量對于節能減排有重要的意義。
自20世紀80年代以來，蒸汽透平壓縮機的技術日漸成熟，已經廣泛應用于各行業各類氣體介質的壓縮及輸送。在本世紀初，國外已能夠生產大型蒸汽壓縮機。主要的蒸發器生產廠商德國GEA 公司已嘗試將大型蒸汽壓縮機應用于管式蒸發裝置并取得成功，該公司的MVR蒸發技術在國際上處于領先地位，但國內外目前尚末將此技術應用在板式蒸發裝置上。我公司作為國內唯一具有大型板式蒸發裝置生產能力的企業，如果能將此技術成功應用于板式蒸發裝置，則其產品極具競爭優勢，對我國經濟的發展有重要的促進意義。
本文在研究了國外最先進蒸發技術及離心式蒸汽壓縮技術的基礎上，提出了將MVR技術應用于我公司大型板式蒸發裝置的工藝方案，此MVR蒸發器將可以不用蒸汽作為加熱熱源，將電能轉換為機械能壓縮二次蒸汽循環蒸發，極大的降低了蒸發設備能耗。
1機械蒸汽濃縮法及其原理
MVR(MechanicalVapor Recompression)蒸發裝置二次蒸汽機械壓縮法是指利用渦輪發動機的增壓原理、經特殊流體設計而組成的二次蒸汽機械增壓式蒸發系統的簡稱。在這種工藝系統中，密閉容器內經加熱蒸發生成的二次水蒸汽，通過蒸汽壓縮機時被再壓縮增壓至較高溫度的高壓蒸汽碩士畢業論文，此高壓高溫蒸汽再被用于蒸發設備的加熱熱源，進入蒸發器的加熱腔繼續蒸發，實現電能到熱能的轉換，這樣的蒸發裝置不再對外界蒸汽能源的依懶與攝取，循環傳熱的過程中增壓后的蒸汽做為蒸發器的加熱熱源后也得以迅速冷凝，成為潔凈蒸餾水。壓縮機以提高蒸發器產生的二次蒸汽的壓力來達到二次蒸汽更高溫度的凝結。這種提高了壓力的蒸汽，會提高潛在的熱能，然后再重新返回蒸發器來進行加熱，從而制造出更多的二次蒸汽。這樣，熱能被持續的重新利用，而不易損失[1]。
進行完熱交換的蒸汽冷凝成純度很高的水，被收集出來，熱交換過程中產生的二次蒸汽再被壓縮，作為下一循環的熱源。如此循環，多級蒸發后的液體從蒸發器底部排出。因此，只需在系統冷啟動時導入熱源，采用電加熱或少量蒸汽預熱物料即可使蒸發器開始正常循環運轉。在蒸發器中，是一個封閉的系統，所有的蒸汽都被回收，再用高壓風扇加壓后作熱源之用，不需要額外的蒸汽或冷卻水，提高了能源利用效率。
2 多效蒸發器與MVR蒸發器對比
2.1 多效蒸發工藝
張永生（1975-），男，甘肅臨澤人，工程師，工學碩士，主要從事蒸發換熱設備設計及研制工作。
在多效蒸發裝置中，新鮮蒸汽為第一效的加熱熱源，而第一效產生的二次蒸汽不進入冷凝器，而是作為第二效的加熱熱源得以再次利用，這樣可以將新蒸汽消耗有效降低約50%。重復利用此原理，三效、四效、五效、六效蒸發裝置可進一步降低新蒸汽消耗，這樣的六效蒸發裝置，理論上蒸汽消耗可降低至15%。
第一效的最高加熱溫度與末效的最低沸點溫度形成了總溫差，分布于各個效，從而形成溫差分布。結果，每效溫差隨效數增加而減小。所以為達到指定的蒸發速率必須增大加熱面積。初步估算表明，用于所有效的加熱面積隨效數成比例增加碩士畢業論文，這樣一來蒸汽節省量逐漸減少的同時，投資費用顯著增加。多效蒸發器直接加熱熱流圖見圖1。
圖1 多效蒸發器直接加熱熱流圖
2.2 TVR板式蒸發技術
TVR(Thermal VaporRecompression)熱力壓縮，是指用高溫高壓的工作蒸汽將低品質乏氣再壓縮重復利用的技術。其關鍵設備是由蒸汽噴射器來完成，是一種能量轉換的裝置，高溫高壓的新鮮工作蒸汽進入噴射器，由噴嘴高速噴出，將靜壓能轉換為動能，由于射流和空氣之間產生卷吸作用和紊動擴散作用，把吸入室的氣體帶走，使該處產生局部真空狀態，在外界大氣壓力的作用下，分離器分離出的二次蒸汽被吸入，隨同高壓高速流體被帶入喉管，與之混合，并進行能量交換，形成中等品質的蒸汽，進入加熱室當作加熱蒸汽使用，來加熱料液。
蒸汽噴射式熱泵具有結構簡單、操作穩定、價格低廉、節能等特點。使用蒸汽噴射式熱泵，當引射比為1：1時，效能上相當于增加一效蒸發器,工藝流圖見圖2.
圖2 TVR熱力壓縮流程圖
2.3 MVR板式蒸發器蒸發流程
機械蒸汽再壓縮時，通過機械驅動的壓縮機將蒸發器蒸的二次蒸汽壓縮至較高壓力和溫度。因此壓縮機作為熱泵來工作，給蒸汽增加能量。
配備有機械蒸汽再壓縮型熱泵的蒸發裝置，在一般的操作條件下僅需要很少的能量輸入，是一種開放式的系統，而TVR熱力壓縮是一種封閉的系統，噴射壓縮器只能壓縮一部分蒸汽，動力蒸汽的能量最后通過冷卻水作為殘余熱量被移走。在機械蒸汽再壓縮系統中，所有的蒸汽被壓縮到一個較高的冷凝壓力，熱流圖如圖3所示。
圖3 機械蒸汽再壓縮蒸發過程熱流圖
板式蒸發器是由板式加熱元件組成，濃縮液自加熱元件表面自下而上，又從上而下流過，與加熱板片進行熱交換，受熱的料液在加熱板片表面形成薄膜，由此而蒸發，蒸發表面產生的蒸汽離開加熱元件的側面上升，所以幾乎不過熱地送至離心式壓縮機。蒸發的二次蒸汽被壓縮機經一次或二次壓縮，變成較高溫度品質的蒸汽，再送到蒸發器內部加熱元件中作為加熱源。為了消除壓縮機中蒸汽過熱現象碩士畢業論文，要不斷地向壓縮機內注入少許的蒸汽冷凝液，因為壓縮過程蒸汽變成過熱，為了把溫度降低到與壓縮機排出壓力相當的飽和溫度。加熱蒸汽在蒸發器加熱單元中凝結成水，排出后部分送至預熱器中用來加熱待蒸發物料，少部分送至離心壓縮機中去消除過熱[2]。
3 MVR在板式蒸發系統中的應用
MVR系統與板式蒸發系統的組合中，其工藝可以設計為單效蒸發，也可以實現多效蒸發，具體情況需根據MVR系統能提供的最大壓縮溫差來決定。
在高速透平壓縮系統中，由于其應用齒輪組技術，葉輪轉速較高，可以實現較大的壓縮比，故其壓縮后溫差較高，蒸發系統可以采用順流工藝，即壓縮系統的蒸汽吸入口與排出口間可以實現多效順流，其工藝簡圖如圖4。但此壓縮系統由于其主軸轉速較高，故葉輪直徑較小，壓縮蒸汽量較小，對于較大蒸發量的蒸發裝置，此系統難以滿足其工藝要求。
圖4 順流工藝簡圖
在離心式壓縮系統中，驅動裝置電機直接與葉輪軸相連，葉輪轉速相對較低，可能實現極大蒸汽量的壓縮，但此裝置缺點為溫差t 低。如果實現多效連續蒸發，則各效間溫差較低，影響系統的蒸發效率。但由于其蒸汽壓縮量大，可以實現并流蒸發，工藝簡圖見圖5。
圖5 并流工藝簡圖
為了彌補由于采用離心式壓縮系統而導致溫差過小的缺點，可采用多級壓縮，即應用2個或3個離心式壓縮系統串聯結構，使壓縮系統蒸汽進出口壓縮比增大，而蒸發系統可采用串聯式結構，而各效蒸發器間可能獲得相對較高的溫差，工藝簡圖見見圖6。
圖6 二級壓縮順流工藝簡圖
以雙效板式蒸發裝置為例，蒸發量為10t/h的雙效板式蒸發裝置，每小時需新鮮蒸汽4.5噸，成本約675元，采用MVR機械壓縮系統后，無需蒸汽加熱碩士畢業論文，電費成本只需100元，MVR系統蒸發器運行成本僅為普通蒸發器運行成本的六分之一。在乳品工業中可以設計小型到中型的單效MVR蒸發器，其熱效率非常良好，可以相當于3效MVR渦輸壓縮機蒸發器，每0.75kW可除45kg到68kg水分[3]。一般情況下，供給能量達到蒸發能量的7％～8％，即可滿足額定蒸發的生產需求[4]。
MVR系統蒸發器一般采用離心式低t壓縮風機，因其成本較低，蒸發系統可以設計為單效大流量蒸發，其蒸發溫度可以控制在55℃，實現真正意義上的低溫蒸發，尤其適合于熱敏性物料的蒸發。這種新型熱泵蒸發裝置在正常運行時，除原料預熱使用極少量蒸汽(約為原料的2％)外，不需要其它的蒸汽熱源。當然，壓縮機一定要靠電來驅動，會產生額外的電耗[5]，其工藝圖見圖7。
圖7 雙效MVR板式蒸發裝置工藝圖
4 結語
相對于普通的蒸發設備，MVR蒸發器具有單位能量消耗低、工藝簡單、實用性強、蒸發溫度低、適合熱敏性物料的蒸發等優點，與板式蒸發器極強的傳熱效率相結合，將使MVR板式蒸發器具有極強的技術優勢，對節能減排及促國民經濟的發展有極其重要的作用。
參考文獻
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壓縮技術論文范文6
由於科技日新月異，印刷已由傳統印刷走向數位印刷。在數位化的過程中，影像的資料一直有檔案過大的問題，占用記憶體過多，使資料在傳輸上、處理上都相當的費時，現今個人擁有TrueColor的視訊卡、24-bit的全彩印表機與掃描器已不再是天方夜譚了，而使用者對影像圖形的要求，不僅要色彩繁多、真實自然，更要搭配多媒體或動畫。但是相對的高畫質視覺享受，所要付出的代價是大量的儲存空間，使用者往往只能眼睜睜地看著體積龐大的圖檔占掉硬碟、磁帶和光碟片的空間；美麗的圖檔在親朋好友之間互通有無，是天經地義的事，但是用網路傳個640X480TrueColor圖形得花3分多鐘，常使人哈欠連連，大家不禁心生疑慮，難道圖檔不能壓縮得更小些嗎？如此報業在傳版時也可更快速。所以一種好的壓縮格式是不可或缺的，可以使影像所占的記憶體更小、更容易處理。但是目前市場上所用的壓縮模式，在壓縮的比率上并不理想，失去壓縮的意義。不然就是壓縮比例過大而造成影像失真，即使數學家與資訊理論學者日以繼夜，卯盡全力地為lossless編碼法找出更快速、更精彩的演算法，都無可避免一個尷尬的事實：壓縮率還是不夠好。再說用來印刷的話就造成影像模糊不清，或是影像出現鋸齒狀的現象。皆會造成印刷輸出的問題。影像壓縮技術是否真的窮途末路？請相信人類解決難題的潛力是無限的。既然舊有編碼法不夠管用，山不轉路轉，科學家便將注意力移轉到WAVELET轉換法，結果不但發現了滿意的解答，還開拓出一條光明的坦途。小波分析是近幾年來才發展出來的數學理論。小波分析，無論是作為數學理論的連續小波變換，還是作為分析工具和方法的離散小波變換，仍有許多可被研究的地方，它是近幾年來在工具及方法上的重大突破。小波分析是傅利葉（Fourier）分析的重要發展，他保留了傅氏理論的優點，又能克服其不足之處?？蛇_到完全不失真，壓縮的比率也令人可以接受。由於其數學理論早在1960年代中葉就有人提出了，而到現在才有人將其應用於實際上，其理論仍有相當大的發展空間，而其實際運用也屬剛起步，其後續發展可說是不可限量。故研究的動機便由此而生。
貳、WAVELET的歷史起源
WAVELET源起於JosephFourier的熱力學公式。傅利葉方程式在十九世紀初期由JosephFourier(1768-1830)所提出，為現代信號分析奠定了基礎。在十九到二十世紀的基礎數學研究領域也占了極重要的地位。Fourier提出了任一方程式，甚至是畫出不連續圖形的方程式，都可以有一單純的分析式來表示。小波分析是近幾年來才發展出來的數學理論為傅利葉方程式的延伸。
小波分析方法的提出可追溯到1910年Haar提出的小波規范正交基。其後1984年，法國地球物理學J.Morlet在分析地震波的局部性質時，發現傳統的傅利葉轉換，難以達到其要求，因此引進小波概念於信號分析中，對信號進行分解。隨後理論物理學家A.Grossman對Morlet的這種信號根據一個確定函數的伸縮，平移系{a-1/2Ψ[(x-b)/a]；a,b?R,a≠0}展開的可行性進行了研究，為小波分析的形成開了先河。
1986年，Y.Meyer建構出具有一定衰減性的光滑函數Ψj,k(x)，其二進制伸縮與平移系{Ψj,k(x)=√2jΨ(2jx-k)；j,k?Z}構成L2（R）的規范正交基。1987年，Mallat巧妙的將多分辨分析的思想引入到小波分析中，建構了小波函數的構造及信號按小波轉換的分解及重構。1988年Daubechies建構了具有正交性（Orthonormal）及緊支集（CompactlySupported）；及只有在一有限區域中是非零的小波，如此，小波分析的系統理論得到了初步建立。
三、WAVELET影像壓縮簡介及基礎理論介紹
一、WAVELET的壓縮概念
WAVELET架在三個主要的基礎理論之上，分別是階層式邊碼(pyramidcoding)、濾波器組理論(filterbanktheory)、以及次旁帶編碼(subbandcoding)，可以說wavelettransform統合了此三項技術。小波轉換能將各種交織在一起的不同頻率組成的信號，分解成不相同頻率的信號，因此能有效的應用於編碼、解碼、檢測邊緣、壓縮數據，及將非線性問題線性化。良好的分析局部的時間區域與頻率區域的信號，彌補傅利葉轉換中的缺失，也因此小波轉換被譽為數學顯微鏡WAVELET并不會保留所有的原始資料，而是選擇性的保留了必要的部份，以便經由數學公式推算出其原始資料，可能不是非常完整，但是可以非常接近原始資料。至於影像中什度要保留，什麼要舍棄，端看能量的大小儲存（跟波長與頻率有關）。以較少的資料代替原來的資料，達到壓縮資料的目的，這種經由取舍資料而達到壓縮目地的作法，是近代數位影像編碼技術的一項突破。即是WAVELET的概念引入編碼技術中。
WAVELET轉換在數位影像轉換技術上算是新秀，然而在太空科技早已行之有年，像探測衛星和哈柏望遠鏡傳輸影像回地球，和醫學上的光纖影像，早就開始用WAVELET的原理壓縮/還原影像資料，而且有壓縮率極佳與原影重現的效果。
以往lossless的編碼法只著重壓縮演算法的表現，將數位化的影像資料一絲不漏的送去壓縮，所以還原回來的資料和原始資料分毫無差，但是此種壓縮法的壓縮率不佳。將數位化的影像資料轉換成利於編碼的資料型態，控制解碼後影像的品質，選擇適當的編碼法，而且還在擷取圖形資料時，先幫資料「減肥。如此才是WAVELET編碼法主要的觀念。
二、影像壓縮過程
原始圖形資料色彩模式轉換DCT轉換量化器編碼器編碼結束
三、編碼的基本要素有三點
（一）一種壓縮/還原的轉換可表現在影像上的。
（二）其轉換的系數是可以量化的。
（三）其量化的系數是可以用函數編碼的。
四、現有WAVELET影像壓縮工具主要的部份
（一）WaveletTransform（WAVELET轉換）：將圖形均衡的分割成任何大小，最少壓縮二分之一。
（二）Filters（濾鏡）：這部份包含WaveletTransform，和一些著名的壓縮方法。
（三）Quantizers（量化器）：包含兩種格式的量化，一種是平均量化，一種是內插量化，對編碼的架構有一定的影響。
（四）EntropyCoding（熵編碼器）：有兩種格式，一種是使其減少，一種本論文由整理提供
為內插。
（五）ArithmeticCoder（數學公式）：這是建立在AlistairMoffatslineartimecodinghistogram的基礎上。
（六）BitAllocation（資料分布）：這個過程是用整除法有效率的分配任何一種量化。
肆、WAVELET影像壓縮未來的發展趨勢
一、在其結構上加強完備性。
二、修改程式，使其可以處理不同模式比率的影像。
三、支援更多的色彩?？梢蕴幚鞷GB的色彩，像是YIQ、HUV的色彩定義都可以分別的處理。
四、加強運算的能力，使其可支援更多的影像格式。
五、使用WAVELET轉換藉由消除高頻率資料增加速率。
六、增加多種的WAVELET。如：離散、零元樹等。
七、修改其數學編碼器，使資料能在數學公式和電腦的位元之間轉換。
八、增加8X8格的DCT模式，使其能做JPEG的壓縮。
九、增加8X8格的DCT模式，使其能重疊。
十、增加trelliscoding。
十一、增加零元樹。
現今已有由中研院委托國內學術單位研究，也有不少的研究所的碩士。國外更是如火如荼的展開研究。相信實際應用於實務上的日子指日可待。
伍、影像壓縮研究的方向
1.輸入裝置如何捕捉真實的影像而將其數位化。
2.如何將數位化的影像資料轉換成利於編碼的資料型態。
3.如何控制解碼影像的品質。
4.如何選擇適當的編碼法。
5.人的視覺系統對影像的反應機制。
小波分析，無論是作為數學理論的連續小波變換，還是作為分析工具和方法的離散小波變換，仍有許多可被研究的地方，它是近幾年來在工具及方法上的重大突破。小波分析是傅利葉（Fourier）分析的重要發展，他保留了傅氏理論的優點，又能克服其不足之處。
陸、在印刷輸出的應用
WAVELET影像壓縮格式尚未成熟的情況下，作為印刷輸出還嫌太早。但是後續發展潛力無窮，尤其在網路出版方面，其利用價值更高，WAVELET的出現就猶如當時的JPEG出現，在影像的領域中掀起一股旋風，但是WAVELET卻有JPEG沒有的優點，JPEG乃是失真壓縮，且解碼後復原程度有限，能在網路應用，乃是由於電腦的解析度并不需要太高，就可辨識其圖形。而印刷所需的解析度卻需一定的程度。WAVELET雖然也是失真壓縮，但是解碼後卻可以還原資料到幾乎完整還原，如此的壓縮才有存在的價值。
有一點必須要提出的就是，并不是只要資料還原就可以用在印刷上，還需要有解讀其檔案的RIP，才能用於數位印刷上。等到WAVELET的應用成熟，再發展其適用的RIP，又是一段時間以後的事了。
在網路出版上已經有瀏覽器可以外掛讀取WAVELET檔案的軟體了，不過還是測試版，可是以後會在網路上大量使用，應該是未來的趨勢。對於網路出版應該是一陣不小的沖擊。圖像壓縮的好處是在於資料傳輸快速，減少網路的使用費用，增加企業的利潤，由於傳版的時間減少，也使印刷品在當地印刷的可能性增高，減少運費，減少開支，提高時效性，創造新的商機。
柒、結論
WAVELET的理論并不是相當完備，但是據現有的研究報告顯現，到普及應用的階段，還有一段距離。但小波分析在信號處理、影像處理、量子物理及非線性科學領域上，均有其應用價值。國內已有正式論文研究此一壓縮模式。但有許多名詞尚未有正式的翻譯，各自有各自的翻譯，故研究起來倍感辛苦。但相信不久即會有正式的定名出現。這也顯示國內的研究速度，遠落在外國的後面，國外已成立不少相關的網站，國內僅有少數的相關論文。如此一來國內要使這種壓縮模式普及還有的等。正式使用於印刷業更是要相當時間。不過對於網路出版仍是有相當大的契機，國內仍是可以朝這一方面發展的。站在一個使用其成果的角度，印刷業界也許并不需要去了解其高深的數理理論。但是在運用上，為了要使用方便，和預估其發展趨勢，影像壓縮的基本概念卻不能沒有。本篇文章單純的介紹其中的一種影像壓縮模式，目的在為了使後進者有一參考的依據，也許在不久的將來此一模式會成為主流，到時才不會手足無措。
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附錄：
嵌入式零元樹小波轉換、階層式嵌入式零元樹小波轉換、階層式影像傳送及漸進式影像傳送
目前網路最常用的靜態影像壓縮模式為JPEG格式或是GIF格式等。但是利用這些格式編碼完成的影像，其資料量是不變的，其接受端必須完整地接受所有的資料量後才可以顯示出編碼端所傳送的完整影像。這個現象最常發生在利用網路連結WWW網站時，我們常常都是先接收到文字後，其網頁上的圖形才，慢慢的一小部份一小部份顯示出來，有時網路嚴重塞車，圖形只顯示一點點後就要再等非常久的時間才再有一點點顯示出來，甚至可能斷線了，使得使用者完全不知道在接收什麼圖案的圖形，無形中造成網路資源的浪費。此缺點之改善，可以使用嵌入式零元樹小波轉換(EZW)來完成。
階層式影像傳送系統的主要功能為允許不同規格之顯示裝置或解碼器可以從同一編碼器中獲得符合其要求之訊號，如此不需要對於不同的解碼器設計不同的編碼器配合利用之，進而增加了其應用的范圍，及減低了所架設系統的復雜度，也可以節省更多的設備費用。利用Shapiro所提出的嵌入式零元樹小波轉換(EZW)技術來設計階層式影像傳送系統時，其編碼的效果不是很好。主要的原因是，利用(EZW)技術所設計的編碼器是根據影像的全解析度來加以編碼的，這使得擁有不同解析度與碼率要求的解碼器，無法同時分享由編碼器所送出來的位元流。雖然可以利用同時播放(Simulcast)技術來加以克服之，但是該技術對於同一影像以不同解析度獨立編碼時，將使得共同的低通次頻帶(LowpassSubband)被重復的編碼與傳送，而產生了相當高的累贅(Redundancy)。
基於上述情況，有人將嵌入式零元樹小波轉換(EZW)技術加以修改之，完成了一個新式的階層式影像傳送系統。該技術為階層式嵌入的零元樹小波轉換(LayeredEmbeddedZerotreeWavelet，簡稱LEZW技術。這個技術本論文由整理提供
使我們所設計出來的階層式影像傳送系統，可以在編碼傳送前預先指定圖層數目、每層影像的解析度與碼率。
LEZW技術是將EZW技術中的連續近似量化(SAQ)加以延伸應用之，而EZW傳統的做法是將SAQ應用於全部的小波轉換系數上。然而在LEZW技術中，從基層(BaseLayer)開始SAQ一次僅用於一個圖層(Layer)的編碼，直到最高階析度的圖層為止。當編碼的那一圖層碼率利用完時，即表示該圖層編碼完畢可以再往下一圖層編碼之。為了改善LEZW的效率，在較低圖層的SAQ結果應用於較高圖層的SAQ過程中，基於這種編碼的程序，LEZW演算法則可以在每一圖層平均碼率的限制下，重建出不同解析度的影像。因此，LEZW非常適合用於設計階層式影像傳送系統。
LEZW技術也可以應用於漸進式傳送，對於一個漸進式影像傳送系統而言，控制其解析度將可以改善重建影像的視覺品質。而常用的漸進式傳送方法有使用向量量化器或零元樹資料結構編碼演算法則。但是向量量化器需要較大的記憶體及對與傳送中的錯誤敏威，而利用EZW技術所設計的漸進式影像傳送系統，可以改善這些缺點，所以享有較好的效能。但是它也有缺點就是，應用於漸進式傳送時是根據全解析度來做編碼及傳送，因此在低碼率的限制之下時，若用全解析度來顯示影像將使得影像模糊不清。所以在低碼率傳送時的影像以較低的解析度來顯示時，則可以使影像的清晰度有所改善。
所以將LEZW技術延伸至漸進式傳送，在編碼之前可以先設定每一級(Stage)的解析度與傳送每一級所累加的碼率(AccumulatedRate)，然後再編碼與傳送之。該系統在低碼率時用低解析度來顯示影像，在較高碼率時則以高解析度來顯示影像，將改善漸進式傳送的視覺品質。此系統在編碼傳送的過程中，允許傳送的位元流在任一點位置被中斷停止，而接收端可以由所接收到的資料，將影像重建在資料中斷時的解析度下。
漸進式影像傳送與階層式影像傳送的設計方法是相似的，只不過在傳送方法上兩者有相當大的不同。在階層式影像傳送系統中，所有圖層的資料是平行的一起傳送出去的。而漸進式影像傳送則是以級對級(Stage-by-Stage)的方式傳送的。因此，利用LEZW技術所設計的漸進式傳送可看做是單一圖層(Single-Layer)系統，其解析度與傳送都是可以控制的。如此網路資源的浪費，便可得到某種程度上的解決。
