數字編碼教學反思

Ⅰ 一種數字編碼

1、歸檔整理方便，特別在電子管理系統中；2、數字編碼更容易進行管理，回無論誰進行的編碼都是一樣，答管理方便，人員無論怎麼換，程序和事務不會亂；3、從數字上能得到詳細的對應信息，譬如年月日甚至時分秒、單位、部門、建檔人等等；4、熟悉數字編碼後可以很快的定位文件所在；5、數字編碼可以防止泄密，不了解編碼系統的人很難明白編碼的意義，在浩瀚的數字中就像迷宮一樣找不到所需要的信息。總之，數字編碼能給生活帶來很多方便

Ⅱ 數字編碼缺點

DVR在短短的幾年裡就成為了全球安防產業最受矚目的產品明星，極大的推動了安防產業數字化的進程。而作為DVR技術的核心，視頻編碼技術的發展更是日新月異，不斷的在安防產業掀起一波又一波新的技術革命，MPEG-4的出現掀起了一次技術革命，H.264以其較MPEG-4更高的視頻壓縮比和更強的網路傳輸功能無疑會引發另一場新的改革浪潮。
視頻編碼技術的發展歷程
自上個世紀80年代以來，ISO/IEC制定的MPEG-x和ITU-T制定的H.26x兩大系列視頻編碼國際標準的推出，開創了視頻通信和存儲應用的新紀元。從H.261視頻編碼建議，到H.262/3、MPEG-1/2/4等都有一個共同的不斷追求的目標，即在盡可能低的碼率（或存儲容量）下獲得盡可能好的圖像質量。而且，隨著市場對圖像傳輸需求的增加，如何適應不同信道傳輸特性的問題也日益顯現出來。於是IEO/IEC和ITU-T兩大國際標准化組織聯手制定了視頻新標准H.264來解決這些問題。
H.261是最早出現的視頻編碼建議，目的是規范ISDN網上的會議電視和可視電話應用中的視頻編碼技術。它採用的演算法結合了可減少時間冗餘的幀間預測和可減少空間冗餘的DCT變換的混合編碼方法。和ISDN信道相匹配，其輸出碼率是p×64kbit/s。p取值較小時，只能傳清晰度不太高的圖像，適合於面對面的電視電話；p取值較大時（如 p＞6），可以傳輸清晰度較好的會議電視圖像。H.263 建議的是低碼率圖像壓縮標准，在技術上是H.261的改進和擴充，支持碼率小於64kbit/s的應用。但實質上H.263以及後來的H.263+和H.263++已發展成支持全碼率應用的建議，從它支持眾多的圖像格式這一點就可看出，如Sub-QCIF、QCIF、CIF、4CIF甚至16CIF等格式。
MPEG-1標準的碼率為1.2Mbit/s左右，可提供30幀CIF（352×288）質量的圖像，是為CD-ROM光碟的視頻存儲和播放所制定的。MPEG-l標准視頻編碼部分的基本演算法與H.261/H.263相似，也採用運動補償的幀間預測、二維DCT、VLC遊程編碼等措施。此外還引入了幀內幀（I）、預測幀（P）、雙向預測幀（B）和直流幀（D）等概念，進一步提高了編碼效率。在MPEG-1的基礎上，MPEG-2標准在提高圖像解析度、兼容數字電視等方面做了一些改進，例如它的運動矢量的精度為半像素；在編碼運算中（如運動估計和DCT）區分「幀」和「場」；引入了編碼的可分級性技術，如空間可分級性、時間可分級性和信噪比可分級性等。近年推出的MPEG-4標准引入了基於視聽對象（AVO：Audio-Visual Object）的編碼，大大提高了視頻通信的交互能力和編碼效率。MPEG-4中還採用了一些新的技術，如形狀編碼、自適應DCT、任意形狀視頻對象編碼等。但是MPEG-4的基本視頻編碼器還是屬於和H.263相似的一類混合編碼器。
總之，H.261建議是視頻編碼的經典之作，H.263是其發展，並將逐步在實際上取而代之，主要應用於通信方面，但H.263眾多的選項往往令使用者無所適從。MPEG系列標准從針對存儲媒體的應用發展到適應傳輸媒體的應用，其核心視頻編碼的基本框架是和H.261一致的，其中引人注目的MPEG-4的「基於對象的編碼」部分由於尚有技術障礙，目前還難以普遍應用。因此，在此基礎上發展起來的新的視頻編碼建議H.264克服了兩者的弱點，在混合編碼的框架下引入了新的編碼方式，提高了編碼效率，面向實際應用。同時，它是兩大國際標准化組織的共同制定的，其應用前景應是不言而喻的。

JVT的H.264
H.264是ITU-T的VCEG（視頻編碼專家組）和ISO/IEC的MPEG（活動圖像編碼專家組）的聯合視頻組（JVT：joint video team）開發的一個新的數字視頻編碼標准，它既是ITU-T的H.264，又是ISO/IEC的MPEG-4的第10 部分。1998年1月份開始草案徵集，1999年9月，完成第一個草案，2001年5月制定了其測試模式TML-8，2002年6月的 JVT第5次會議通過了H.264的FCD板。2003年3月正式發布。
H.264和以前的標准一樣，也是DPCM加變換編碼的混合編碼模式。但它採用「回歸基本」的簡潔設計，不用眾多的選項，獲得比H.263++好得多的壓縮性能；加強了對各種信道的適應能力，採用「網路友好」的結構和語法，有利於對誤碼和丟包的處理；應用目標范圍較寬，以滿足不同速率、不同解析度以及不同傳輸（存儲）場合的需求；它的基本系統是開放的，使用無需版權。
在技術上，H.264標准中有多個閃光之處，如統一的VLC符號編碼，高精度、多模式的位移估計，基於4×4塊的整數變換、分層的編碼語法等。這些措施使得H.264演算法具有很的高編碼效率，在相同的重建圖像質量下，能夠比H.263節約50％左右的碼率。H.264的碼流結構網路適應性強，增加了差錯恢復能力，能夠很好地適應IP和無線網路的應用。
H。264的技術亮點
（1） 分層設計
H.264的演算法在概念上可以分為兩層：視頻編碼層（VCL：Video Coding Layer）負責高效的視頻內容表示，網路提取層（NAL：Network Abstraction Layer）負責以網路所要求的恰當的方式對數據進行打包和傳送。在VCL和NAL之間定義了一個基於分組方式的介面，打包和相應的信令屬於NAL的一部分。這樣，高編碼效率和網路友好性的任務分別由VCL和NAL來完成。
VCL層包括基於塊的運動補償混合編碼和一些新特性。與前面的視頻編碼標准一樣，H.264沒有把前處理和後處理等功能包括在草案中，這樣可以增加標準的靈活性。
NAL負責使用下層網路的分段格式來封裝數據，包括組幀、邏輯信道的信令、定時信息的利用或序列結束信號等。例如，NAL支持視頻在電路交換信道上的傳輸格式，支持視頻在Internet上利用RTP/UDP/IP傳輸的格式。NAL包括自己的頭部信息、段結構信息和實際載荷信息，即上層的VCL數據。（如果採用數據分割技術，數據可能由幾個部分組成）。
（2） 高精度、多模式運動估計
H.264支持1/4或1/8像素精度的運動矢量。在1/4像素精度時可使用6抽頭濾波器來減少高頻雜訊，對於1/8像素精度的運動矢量，可使用更為復雜的8抽頭的濾波器。在進行運動估計時，編碼器還可選擇「增強」內插濾波器來提高預測的效果。
在H.264的運動預測中，一個宏塊（MB）可以按圖2被分為不同的子塊，形成7種不同模式的塊尺寸。這種多模式的靈活和細致的劃分，更切合圖像中實際運動物體的形狀，大大提高了運動估計的精確程度。在這種方式下，在每個宏塊中可以包含有1、2、4、8或16個運動矢量。
在H.264中，允許編碼器使用多於一幀的先前幀用於運動估計，這就是所謂的多幀參考技術。例如2幀或3幀剛剛編碼好的參考幀，編碼器將選擇對每個目標宏塊能給出更好的預測幀，並為每一宏塊指示是哪一幀被用於預測。
（3） 4×4塊的整數變換
H.264與先前的標准相似，對殘差採用基於塊的變換編碼，但變換是整數操作而不是實數運算，其過程和DCT基本相似。這種方法的優點在於：在編碼器中和解碼器中允許精度相同的變換和反變換，便於使用簡單的定點運算方式。也就是說，這里沒有「反變換誤差」。 變換的單位是4×4塊，而不是以往常用的8×8塊。由於用於變換塊的尺寸縮小，運動物體的劃分更精確，這樣，不但變換計算量比較小，而且在運動物體邊緣處的銜接誤差也大為減小。為了使小尺寸塊的變換方式對圖像中較大面積的平滑區域不產生塊之間的灰度差異，可對幀內宏塊亮度數據的16個4×4塊的DC系數（每個小塊一個，共16個）進行第二次4×4塊的變換，對色度數據的4個4×4塊的DC系數（每個小塊一個，共4個）進行2×2塊的變換。
H.264為了提高碼率控制的能力，量化步長的變化的幅度控制在12.5%左右，而不是以不變的增幅變化。變換系數幅度的歸一化被放在反量化過程中處理以減少計算的復雜性。為了強調彩色的逼真性，對色度系數採用了較小量化步長。
（4） 統一的VLC
H.264中熵編碼有兩種方法，一種是對所有的待編碼的符號採用統一的VLC（UVLC ：Universal VLC），另一種是採用內容自適應的二進制算術編碼（CABAC：Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding）。CABAC是可選項，其編碼性能比UVLC稍好，但計算復雜度也高。UVLC使用一個長度無限的碼字集，設計結構非常有規則，用相同的碼表可以對不同的對象進行編碼。這種方法很容易產生一個碼字，而解碼器也很容易地識別碼字的前綴，UVLC在發生比特錯誤時能快速獲得重同步。
圖3顯示了碼字的語法。這里，x0，x1，x2，…是INFO比特，並且為0或1。圖4列出了前9種碼字。如：第4號碼字包含INFO01，這一碼字的設計是為快速再同步而經過優化的，以防止誤碼。
（5） 幀內預測
在先前的H.26x系列和MPEG-x系列標准中，都是採用的幀間預測的方式。在H.264中，當編碼Intra圖像時可用幀內預測。對於每個4×4塊（除了邊緣塊特別處置以外），每個像素都可用17個最接近的先前已編碼的像素的不同加權和（有的權值可為0）來預測，即此像素所在塊的左上角的17個像素。顯然，這種幀內預測不是在時間上，而是在空間域上進行的預測編碼演算法，可以除去相鄰塊之間的空間冗餘度，取得更為有效的壓縮。
如圖4所示，4×4方塊中a、b、...、p為16 個待預測的像素點，而A、B、...、P是已編碼的像素。如m點的值可以由（J＋2K＋L＋2）/ 4 式來預測，也可以由（A+B+C+D+I+J+K+L）/ 8 式來預測，等等。按照所選取的預測參考的點不同，亮度共有9類不同的模式，但色度的幀內預測只有1類模式。
（6） 面向IP和無線環境
H.264 草案中包含了用於差錯消除的工具，便於壓縮視頻在誤碼、丟包多發環境中傳輸，如移動信道或IP信道中傳輸的健壯性。
為了抵禦傳輸差錯，H.264視頻流中的時間同步可以通過採用幀內圖像刷新來完成，空間同步由條結構編碼（slice structured coding）來支持。同時為了便於誤碼以後的再同步，在一幅圖像的視頻數據中還提供了一定的重同步點。另外，幀內宏塊刷新和多參考宏塊允許編碼器在決定宏塊模式的時候不僅可以考慮編碼效率，還可以考慮傳輸信道的特性。
除了利用量化步長的改變來適應信道碼率外，在H.264中，還常利用數據分割的方法來應對信道碼率的變化。從總體上說，數據分割的概念就是在編碼器中生成具有不同優先順序的視頻數據以支持網路中的服務質量QoS。例如採用基於語法的數據分割（syntax-based data partitioning）方法，將每幀數據的按其重要性分為幾部分，這樣允許在緩沖區溢出時丟棄不太重要的信息。還可以採用類似的時間數據分割（temporal data partitioning）方法，通過在P幀和B幀中使用多個參考幀來完成。
在無線通信的應用中，我們可以通過改變每一幀的量化精度或空間/時間解析度來支持無線信道的大比特率變化。可是，在多播的情況下，要求編碼器對變化的各種比特率進行響應是不可能的。因此，不同於MPEG-4中採用的精細分級編碼FGS（Fine Granular Scalability）的方法（效率比較低），H.264採用流切換的SP幀來代替分級編碼。
H.264的性能測試
TML-8為H.264的測試模式，用它來對H.264的視頻編碼效率進行比較和測試。測試結果所提供的PSNR已清楚地表明，相對於MPEG-4（ASP：Advanced Simple Profile）和H.263++（HLP：High Latency Profile）的性能，H.264的結果具有明顯的優越性，如圖5所示。
H.264的PSNR比MPEG-4（ASP）和H.263++（HLP）明顯要好，在6種速率的對比測試中，H.264的PSNR比MPEG-4（ASP）平均要高2dB，比H.263（HLP）平均要高3dB。6個測試速率及其相關的條件分別為：32 kbit/s速率、10f/s幀率和QCIF格式；64 kbit/s速率、15f/s幀率和QCIF格式；128kbit/s速率、15f/s幀率和CIF格式；256kbit/s速率、15 f/s幀率和QCIF格式；512 kbit/s速率、30f/s幀率和CIF格式；1024 kbit/s速率、30f/s幀率和CIF格式

Ⅲ 生活中的數字編碼有什麼規律

圖書（不是雜志）：編號一般為ISBN號，其編碼規則如下
ISBN號是由10位數字組成，共分四段：

1.組號: 代表出版者的國家,地理區域,語種等.我國的組號為」7」。

2.出版者號: 代表組內所屬的一個具體出版者(出版社,出版公司等)。由國家或地區的ISBN中心設置和分配，可取1-7位數字。

3.書名號:書名號是由出版者給予每種出版物的編號。

4.校驗號: 校驗號是ISBN號的最後一位數值，它能夠校驗出ISBN號是否正確，即：將ISBN1-9位數字順序乘以10-2這9個數字，將這些乘積之和再加上校驗號，假如能被11整除，則這個ISBN號是正確的，算式為7*10+3*9+0*8 +5*7+0*6+1*5+5*4+6*3+8*2+7=198，198/11=18，能被11整除。校驗號只能是1位數，當為10時，記為羅馬數字X

身份證號碼規律
18位身份證號碼各位的含義:
1-2位省、自治區、直轄市代碼；
3-4位地級市、盟、自治州代碼；
5-6位縣、縣級市、區代碼；
7-14位出生年月日，比如19670401代表1967年4月1日；
15-17位為順序號，其中17位（倒數第二位）男為單數，女為雙數；
18位為校驗碼，0-9和X。作為尾號的校驗碼，是由號碼編制單位按統一的公式計算出來的，計算的結果是0-10，如果某人的尾號是0－9，都不會出現X，但如果尾號是10，那麼就得用X來代替，因為如果用10做尾號，那麼此人的身份證就變成了19位。X是羅馬數字的10，用X來代替10。
舉例：
130503 19670401 0012這個身份證號的含義: 13為河北，05為邢台，03為橋西區，出生日期為1967年4月1日，順序號為001，2為校驗碼。

公路路線編號規則
公路路線編號由一位公路管理等級代碼和三位數字構成。

國道按首都放射、北南縱線、東西橫線分別順序編號——

1）以首都為中心的放射線由一位標識碼"1"和兩位路線順序號構成；

2）由北向南的縱線由一位標識碼"2"和兩位路線順序號構成；

3）由東向西的橫線由一位標識碼"3"和兩位路線序號構成。

省道在各省、自治區、直轄市界內按省會（首府）放射線、北南縱線、東西橫線分別順序編號；編號規則參照5.2條。

縣、鄉、專用公路及其他公路以各省、自治區、直轄市公路管理區域為基礎分別順序編制。均由三位路線順序構成；順序號不足三位數字時，在前位充"0"。

編號區間：公路路線編號區間國道為G101至G199、G201至G299、G301至G399；

省道為S101至S199、S201至S299、S301至S399；

縣、鄉專用公路及其公路為X/Y/Z/Q999。

編號結構說明：G××× 國道G1××指首都放射線，G2××指北南縱線，G3××指東西橫線

S××× 省道SI××指省會（省府）放射線，S2×××指北南縱線，S3××指東西橫線

X××× 縣公路編號

Y××× 鄉公路編號

Z××× 專用公路編號

Q××× 其他公路編號

Ⅳ 數字編碼的秘密

大陸的身份證為18位，老的身份證是15位。
關於身份證第18是怎麼計算的，原理如下：根據〖中華人民共和國國家標准 GB

11643-1999〗中有關公民身份號碼的規定，公民身份號碼是特徵組合碼，由十七位

數字本體碼和一位數字校驗碼組成。排列順序從左至右依次為：六位數字地址碼，八

位數字出生日期碼，三位數字順序碼和一位數字校驗碼。
地址碼（身份證前六位）表示編碼對象常住戶口所在縣(市、旗、區)的行政區劃代碼

。
生日期碼（身份證第七位到第十四位）表示編碼對象出生的年、月、日，其中年份用

四位數字表示，年、月、日之間不用分隔符。例如：1981年05月11日就用19810511

表示。
順序碼（身份證第十五位到十七位）為同一地址碼所標識的區域范圍內，對同年、月

、日出生的人員編定的順序號。其中第十七位奇數分給男性，偶數分給女性。
校驗碼（身份證最後一位）是根據前面十七位數字碼，按照ISO 7064:1983.MOD 11

-2校驗碼計算出來的檢驗碼。

第十八位數字的計算方法為：
1.將前面的身份證號碼17位數分別乘以不同的系數。從第一位到第十七位的系數分別

為：7 9 10 5 8 4 2 1 6 3 7 9 10 5 8 4 2
2.將這17位數字和系數相乘的結果相加。
3.用加出來和除以11，看余數是多少？
4餘數只可能有0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10這11個數字。其分別對應的最後一位身份證

的號碼為1 0 X 9 8 7 6 5 4 3 2。
5.通過上面得知如果余數是2，就會在身份證的第18位數字上出現羅馬數字的Ⅹ。如

果余數是10，身份證的最後一位號碼就是2。

例如：某男性的身份證號碼是34052419800101001X。我們要看看這個身份證是不是

合法的身份證。
首先：我們得出，前17位的乘積和是189
然後：用189除以11得出的結果是17 + 2/11，也就是說余數是2。
最後：通過對應規則就可以知道余數2對應的數字是x。所以，這是一個合格的身份證號碼。