关键词：前景；研究综述；涡旋式压缩机；涡旋线型
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.13.013
0 引言
近些年来，涡旋式压缩机应用非常广泛，凭借节能、低振、低噪等优势，广泛应用于制冷行业，并取得优异成绩。压缩机是空调制冷系统的核心部件，其性能直接决定空调系统性能和效果。而涡旋型线则直接影响着涡旋压缩机的几何、力学、热力、功耗、效率等重要参数。同时还影响着系统性能、寿命、噪声等重要技术指标。因此，对涡旋压缩机的研究往往围绕涡旋型线，涡旋型线也一直都是国内外专家研究重点。不同涡旋型线优化策略不同，设计思路不同。涡旋型线研究对促进涡旋压缩机技术水平提高有重要意义。
1 涡旋压缩机的特点
涡旋压缩机于二十世纪八十年明，是一种新型容积型压缩机。涡旋压缩机运行原理由法国科学家Leon Cerux提出。但该理论技术提出时，涡旋体加工困难，轴向力不稳定性，防自转技术不成熟，轴向密封不完善[1]。因此，没有得到大面积推广应用。随后美国开始对涡旋压缩机核心理论进行研究，开发了第一代HE压缩机。八十年代末期，日本基于HE压缩机，进行新容积式压缩机开发，研发了第一代涡旋压缩机77B06，该压缩机性能卓越，广泛受到功率在1-15kW范围制冷系统应用。涡旋压缩机主要结构包括：曲轴、十字滑环、机架、动涡盘、静涡盘、排气口、吸气口，其运作原理是利用动涡盘与静涡盘的啮合，形成多个压缩腔，通过动涡盘的回转平动，使各压缩腔的容积不断变化来压缩气体[2]。涡旋压缩机效率高，吸气、压缩、排气连续性强，气体泄漏少，容积利用率超过百分之九十五。另一方面，涡旋压缩机力矩变化小，噪声低，运行相对平稳，使用寿命长。并且结构简单，容易实现，质量轻，体积比往复式小百分之四十，质量轻百分之十五，其转速可达到13000r/min。并且涡旋压缩机不需要阀，无需防止脉动与消音器的零部件，所以零部件数量也要相对较少，比往复式零部件数量少百分之四十，加工成本被大大降低，性能比便给提高。但涡旋压缩机对线型设计，加工设备精度，装配技术有着较高。
2 涡旋式压缩机涡旋型线的研究综述与前景
通过前文对涡旋式压缩机特点的分析可以知道，涡旋式压缩机结构设计非常重要，影响着性能发挥，尤其是涡旋型线的设计与修正，具体可分为：单一型线、修正型线、组合型线等等。欧阳新萍在论文《涡旋式压缩机涡旋型线研究》中指出，涡旋型线直接影响着涡旋压缩机几何、力学、热力 学、功耗、效率等重要参数[3]。而陈国强则在论文《涡旋型线研究进展的探讨》提出，当前我国在涡旋式压缩机涡旋型线研究方面存在较大局限性，往往基于单学科型线进行设计优化，缺少对通用型线设计的研究，很多基于多科学协调理论进行型线优化。从目前来看，我国涡旋式压缩机设计与制造方面仍比较落后，与发达国家有着较大差距。当前涡旋式压缩机制造门槛高，对涡旋型线设计和工艺要求高，而这些核心技术基本掌握在国际品牌企业手中。从世界涡旋式压缩机技术发展来看，早期艾默生在亚洲市场占据主导地位，技术相对成熟，涡旋型线方面的诸多问题得到了解决。而近些年，丹佛斯开始改进技术，建设了技术团队，进行技术开发，对涡旋型线进行优化，推出大量新产品，开始抢占市场。丹佛斯在涡旋型线优化方面运用了特殊的流线设计思路，大大提高了技术精度，不仅有效提高了压缩机运行效率，同时提高了运行稳定性。而目前国产涡旋式压缩机涡旋型线普遍存在问题，所以压缩机性能差，缺乏核心技术，一时间还无法赢得市场。当前在涡旋型线优化方面，很多企业都在走扩大制冷范围、延伸涡旋压的思路，功率得到明显提高。且融入了变频技术和数字技术，涡旋型线设计更紧凑。例如：R32压缩机、PSH19-39压缩机、PSH压缩机、VZH压缩机等，功率范围已从1-15kW提升到8-39kw，不仅控制更精准，且对温湿度更加敏感，更由于融入了变频技术，所以节能效果得到了大幅度提升。例如，二零一三年推出的MLM/MLZ及LLZ系列，已被广泛应用于商业制冷领域。未来五年内涡旋式压缩机涡旋型线优化设计技术将越来越成熟，性能将得到大幅度提升。
3 结束语
涡旋型线在涡旋式压缩机结构设计中占据着重要位置，影响着整个系统运行及性能发挥。因此，在涡旋式压缩机结构设计中，必须对涡旋型线提高重视，进行合理优化。从目前技术发展来看，很多企业都在对涡旋型线进行优化，未来涡旋式压缩机技术将得到明显提高，将广泛应用到商业制冷领域。
参考文献：
[1]杨兴华.压缩空气储能用涡旋式压缩/膨胀复合机的性能研究[D].华东理工大学，2014（04）：56-57.
壹、前言
由於科技日新月异，印刷已由传统印刷走向数位印刷。在数位化的过程中，影像的资料一直有档案过大的问题，占用记忆体过多，使资料在传输上、处理上都相当的费时，现今个人拥有True Color的视讯卡、24-bit的全彩印表机与扫描器已不再是天方夜谭了，而使用者对影像图形的要求，不仅要色彩繁多、真实自然，更要搭配多媒体或动画。但是相对的高画质视觉享受，所要付出的代价是大量的储存空间，使用者往往只能眼睁睁地看着体积庞大的图档占掉硬碟、磁带和光碟片的空间；美丽的图档在亲朋好友之间互通有无，是天经地义的事，但是用网路传个640X480 True Color图形得花3分多钟，常使人哈欠连连，大家不禁心生疑虑，难道图档不能压缩得更小些吗？如此报业在传版时也可更快速。所以一种好的压缩格式是不可或缺的，可以使影像所占的记忆体更小、更容易处理。但是目前市场上所用的压缩模式，在压缩的比率上并不理想，失去压缩的意义。不然就是压缩比例过大而造成影像失真，即使数学家与资讯理论学者日以继夜，卯尽全力地为lossless编码法找出更快速、更精彩的演算法，都无可避免一个尴尬的事实：压缩率还是不够好。再说用来印刷的话就造成影像模糊不清，或是影像出现锯齿状的现象。皆会造成印刷输出的问题。影像压缩技术是否真的穷途末路？请相信人类解决难题的潜力是无限的。既然旧有编码法不够管用，山不转路转，科学家便将注意力移转到WAVELET转换法，结果不但发现了满意的解答，还开拓出一条光明的坦途。小波分析是近几年来才发展出来的数学理论。小波分析，无论是作为数学理论的连续小波变换，还是作为分析工具和方法的离散小波变换，仍有许多可被研究的地方，它是近几年来在工具及方法上的重大突破。小波分析是傅利叶（Fourier）分析的重要发展，他保留了傅氏理论的优点，又能克服其不足之处。可达到完全不失真，压缩的比率也令人可以接受。由於其数学理论早在1960年代中叶就有人提出了，而到现在才有人将其应用於实际上，其理论仍有相当大的发展空间，而其实际运用也属刚起步，其後续发展可说是不可限量。故研究的动机便由此而生。
贰、 WAVELET的历史起源
WAVELET源起於Joseph Fourier的热力学公式。傅利叶方程式在十九世纪初期由Joseph Fourier (1768-1830)所提出，为现代信号分析奠定了基础。在十九到二十世纪的基础数学研究领域也占了极重要的地位。Fourier提出了任一方程式，甚至是画出不连续图形的方程式，都可以有一单纯的分析式来表示。小波分析是近几年来才发展出来的数学理论为傅利叶方程式的延伸。
1986年，Y. Meyer建构出具有一定衰减性的光滑函数Ψj,k(x)，其二进制伸缩与平移系 {Ψj,k(x)=√2jΨ(2jx-k)；j,k?Z}构成L2（R）的规范正交基。1987年，Mallat巧妙的将多分辨分析的思想引入到小波分析中，建构了小波函数的构造及信号按小波转换的分解及重构。1988年Daubechies建构了具有正交性（Orthonormal）及紧支集（Compactly Supported）；及只有在一有限区域中是非零的小波，如此，小波分析的系统理论得到了初步建立。
三、 WAVELET影像压缩简介及基础理论介绍
一、 WAVELET的压缩概念
WAVELET架在三个主要的基础理论之上，分别是阶层式边码(pyramid coding)、滤波器组理论(filter bank theory)、以及次旁带编码(subband coding)，可以说wavelet transform统合了此三项技术。小波转换能将各种交织在一起的不同频率组成的信号，分解成不相同频率的信号，因此能有效的应用於编码、解码、检测边缘、压缩数据，及将非线性问题线性化。良好的分析局部的时间区域与频率区域的信号，弥补傅利叶转换中的缺失，也因此小波转换被誉为数学显微镜。
WAVELET并不会保留所有的原始资料，而是选择性的保留了必要的部份，以便经由数学公式推算出其原始资料，可能不是非常完整，但是可以非常接近原始资料。至於影像中什度要保留，什麽要舍弃，端看能量的大小储存（跟波长与频率有关）。以较少的资料代替原来的资料，达到压缩资料的目的，这种经由取舍资料而达到压缩目地的作法，是近代数位影像编码技术的一项突破。即是WAVELET的概念引入编码技术中。
WAVELET转换在数位影像转换技术上算是新秀，然而在太空科技早已行之有年，像探测卫星和哈柏望远镜传输影像回地球，和医学上的光纤影像，早就开始用WAVELET的原理压缩/还原影像资料，而且有压缩率极佳与原影重现的效果。
以往lossless的编码法只着重压缩演算法的表现，将数位化的影像资料一丝不漏的送去压缩，所以还原回来的资料和原始资料分毫无差，但是此种压缩法的压缩率不佳。 将数位化的影像资料转换成利於编码的资料型态，控制解码後影像的品质，选择适当的编码法，而且还在撷取图形资料时，先帮资料「减肥。如此才是WAVELET编码法主要的观念。
二、 影像压缩过程
原始图形资料 色彩模式转换 DCT转换 量化器 编码器 编码结束
三、 编码的基本要素有三点
（一） 一种压缩/还原的转换可表现在影像上的。
（二） 其转换的系数是可以量化的。
（三） 其量化的系数是可以用函数编码的。
四、 现有WAVELET影像压缩工具主要的部份
（一） Wavelet Transform（WAVELET转换）：将图形均衡的分割成任何大小，最少压缩二分之一。
（二） Filters（滤镜）：这部份包含Wavelet Transform，和一些着名的压缩方法。
（三） Quantizers（量化器）：包含两种格式的量化，一种是平均量化，一种是内插量化，对编码的架构有一定的影响。
（四） Entropy Coding（熵编码器）：有两种格式，一种是使其减少，一种为内插。
（五） Arithmetic Coder（数学公式）：这是建立在Alistair Moffat's linear time coding histogram的基础上。
（六） Bit Allocation（资料分布）：这个过程是用整除法有效率的分配任何一种量化。
肆、 WAVELET影像压缩未来的发展趋势
一、 在其结构上加强完备性。
二、 修改程式，使其可以处理不同模式比率的影像。
三、 支援更多的色彩。可以处理RGB的色彩，像是YIQ、HUV的色彩定义都可以分别的处理。
四、 加强运算的能力，使其可支援更多的影像格式。
五、 使用WAVELET转换藉由消除高频率资料增加速率。
六、 增加多种的WAVELET。如：离散、零元树等。
七、 修改其数学编码器，使资料能在数学公式和电脑的位元之间转换。
八、 增加8X8格的DCT模式，使其能做JPEG的压缩。
九、 增加8X8格的DCT模式，使其能重叠。
十、 增加trellis coding。
十一、 增加零元树。
现今已有由中研院委托国内学术单位研究，也有不少的研究所的硕士。国外更是如火如荼的展开研究。相信实际应用於实务上的日子指日可待。
伍、 影像压缩研究的方向
1. 输入装置如何捕捉真实的影像而将其数位化。
2. 如何将数位化的影像资料转换成利於编码的资料型态。
3. 如何控制解码影像的品质。
4. 如何选择适当的编码法。
5. 人的视觉系统对影像的反应机制。
小波分析，无论是作为数学理论的连续小波变换，还是作为分析工具和方法的离散小波变换，仍有许多可被研究的地方，它是近几年来在工具及方法上的重大突破。小波分析是傅利叶（Fourier）分析的重要发展，他保留了傅氏理论的优点，又能克服其不足之处。
陆、 在印刷输出的应用
WAVELET影像压缩格式尚未成熟的情况下，作为印刷输出还嫌太早。但是後续发展潜力无穷，尤其在网路出版方面，其利用价值更高，WAVELET的出现就犹如当时的JPEG出现，在影像的领域中掀起一股旋风，但是WAVELET却有JPEG没有的优点，JPEG乃是失真压缩，且解码後复原程度有限，能在网路应用，乃是由於电脑的解析度并不需要太高，就可辨识其图形。而印刷所需的解析度却需一定的程度。WAVELET虽然也是失真压缩，但是解码後却可以还原资料到几乎完整还原，如此的压缩才有存在的价值。
有一点必须要提出的就是，并不是只要资料还原就可以用在印刷上，还需要有解读其档案的RIP，才能用於数位印刷上。等到WAVELET的应用成熟，再发展其适用的RIP，又是一段时间以後的事了。
在网路出版上已经有浏览器可以外挂读取WAVELET档案的软体了，不过还是测试版，可是以後会在网路上大量使用，应该是未来的趋势。对於网路出版应该是一阵不小的冲击。
图像压缩的好处是在於资料传输快速，减少网路的使用费用，增加企业的利润，由於传版的时间减少，也使印刷品在当地印刷的可能性增高，减少运费，减少开支，提高时效性，创造新的商机。
柒、 结论
WAVELET的理论并不是相当完备，但是据现有的研究报告显现，到普及应用的阶段，还有一段距离。但小波分析在信号处理、影像处理、量子物理及非线性科学领域上，均有其应用价值。国内已有正式论文研究此一压缩模式。但有许多名词尚未有正式的翻译，各自有各自的翻译，故研究起来倍感辛苦。但相信不久即会有正式的定名出现。这也显示国内的研究速度，远落在外国的後面，国外已成立不少相关的网站，国内仅有少数的相关论文。如此一来国内要使这种压缩模式普及还有的等。正式使用於印刷业更是要相当时间。不过对於网路出版仍是有相当大的契机，国内仍是可以朝这一方面发展的。站在一个使用其成果的角度，印刷业界也许并不需要去了解其高深的数理理论。但是在运用上，为了要使用方便，和预估其发展趋势，影像压缩的基本概念却不能没有。本篇文章单纯的介绍其中的一种影像压缩模式，目的在为了使後进者有一参考的依据，也许在不久的将来此一模式会成为主流，到时才不会手足无措。
1.Geoff Davis，1997，Wavelet Image Compression Construction Kit，。
2.张维谷.小宇宙工作室，初版1994，影像档宝典.WINDOWS实作（上）， 峰资讯股份有限公司。
3.张维谷.小宇宙工作室，初版1994，影像档宝典.WINDOWS实作（下）， 峰资讯股份有限公司。
4.施威铭研究室，1994，PC影像处理技术（二）图档压缩续篇，旗标出版有限公司。
5.卢永成，民八十七年，使用小波转换及其在影像与视讯编码之应用，私立中原大学电机工程学系硕士学位论文。
6.江俊明，民八十六年，小波分析简介，私立淡江大学物理学系硕士论文。
7.曾泓瑜、陈曜州，民八十三年，最新数位讯号处理技术（语音、影像处理实务），全欣资讯图书。
附录：
嵌入式零元树小波转换、 阶层式嵌入式零元树小 波转换、阶层式影像传送 及渐进式影像传送
目前网路最常用的静态影像压缩模式为JPEG格式或是GIF格式等。但是利用这些格式编码完成的影像，其资料量是不变的，其接受端必须完整地接受所有的资料量後才可以显示出编码端所传送的完整影像。这个现象最常发生在利用网路连结WWW网站时，我们常常都是先接收到文字後，其网页上的图形才，慢慢的一小部份一小部份显示出来，有时网路严重塞车，图形只显示一点点後就要再等非常久的时间才再有一点点显示出来，甚至可能断线了，使得使用者完全不知道在接收什麽图案的图形，无形中造成网路资源的浪费。此缺点之改善，可以使用嵌入式零元树小波转换(EZW)来完成。
阶层式影像传送系统的主要功能为允许不同规格之显示装置或解码器可以从同一编码器中获得符合其要求之讯号，如此不需要对於不同的解码器设计不同的编码器配合利用之，进而增加了其应用的 范围，及减低了所架设系统的复杂度，也可以节省更多的设备费用。利用Shapiro所提出的嵌入式零元树小波转换(EZW)技术来设计阶层式影像传送系统时，其编码的效果不是很好。主要的原因是，利用(EZW)技术所设计的编码器是根据影像的全解析度来加以编码的，这使得拥有不同解析度与码率要求的解码器，无法同时分享由编码器所送出来的位元流。虽然可以利用同时播放(Simulcast)技术来加以克服之，但是该技术对於同一影像以不同解析度独立编码时，将使得共同的低通次频带(Lowpass Subband)被重复的编码与传送，而产生了相当高的累赘(Redundancy)。
基於上述情况，有人将嵌入式零元树小波转换(EZW)技术加以修改之，完成了一个新式的阶层式影像传送系统。该技术为阶层式嵌入的零元树小波转换(Layered Embedded Zerotree Wavelet，简称 LEZW技术。这个技术使我们所设计出来的阶层式影像传送系统，可以在编码传送前预先指定图层数目、每层影像的解析度与码率。
LEZW技术是将EZW技术中的连续近似量化(SAQ)加以延伸应用之，而EZW传统的做法是将SAQ应用於全部的小波转换系数上。然而在LEZW技术中，从基层(Base Layer)开始SAQ一次仅用於一个 图层(Layer)的编码，直到最高阶析度的图层为止。当编码的那一图层码率利用完时，即表示该图层编码完毕可以再往下一图层编码之。为了改善LEZW的效率，在较低图层的SAQ结果应用於较高图层的SAQ过程中，基於这种编码的程序，LEZW演算法则可以在每一图层平均码率的限制下，重建出不同解析度的影像。因此，LEZW非常适合用於设计阶层式影像传送系统。
LEZW技术也可以应用於渐进式传送，对於一个渐进式影像传送系统而言，控制其解析度将可以改善重建影像的视觉品质。而常用的渐进式传送方法有使用向量量化器或零元树资料结构编码演算法则。但是向量量化器需要较大的记忆体及对与传送中的错误敏威，而利用EZW技术所设计的渐进式影像传送系统，可以改善这些缺点，所以享有较好的效能。但是它也有缺点就是，应用於渐进式传送时是根据全解析度来做编码及传送，因此在低码率的限制之下时，若用全解析度来显示影像将使得影像模糊不清。所以在低码率传送时的影像以较低的解析度来显示时，则可以使影像的清晰度有所改善。
关键词:压缩感知;低速采样;图像压缩
中图分类号:TN919 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2010)04-0958-02
A Primary Research on Compressed Sensing Based Image Compression
ZHANG Rui
(Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031, China)
Abstract: The Nyquist law is applied to all the conventional compression coding algorithms, which prescribes that the sampling rate must be at least as twice as the signal frequency. As this algorithm leads to enormous calculation and resource waste, compressed sensing could be applied to image compression to reduce the account the sampling rate, several experiments are presented.
Key words: compressed sensing; low-speed sampling; image compression
如今,人们对信息的需求与日俱增。在人从外界获得的信息中,大部分是视觉信息。而图像以其生动直观的特点以及包含的丰富信息,成为人们获得信息的主要工具。然而巨大的数据量给图像的传输和存储带来了极大的不便,图像压缩技术显得尤为重要[1-3]。然而,在传统的压缩技术中采样遵循奈奎斯特定律,依据该定律,为了不破坏或丢失信号信息,采样速率要高于原信号频率的两倍。传统的压缩模式是,先对信号进行高速采样,得到大量采样值,进行变换得到大量的系数,在编码时又删减了大部分的系数只提取少量的包含重要信息的作为有效值,对有效值及其定位信息进行编码,这个过程浪费了大量的采样资源,加大了计算复杂度,也造成了不必要的内存浪费。近年来,Donoho等人提出了一种新颖的理论――压缩感知理论[4-8],在该理论中,采样速率不再决定于信号的带宽,而决定于信息在信号中的结构和内容。基于压缩感知理论,信号可进行低速采样,然后进行编码,这大大降低了计算复杂度。本文着重对基于压缩感知理论的图像压缩编码进行探讨,并进行了实验仿真。
1 压缩感知理论介绍
假定长度为n的信号X,在空间基Ψ上的具有表达式X=Ψ,其中系数向量中只有K个非零值,则称X为K-稀疏信号。压缩感知理论指出,将稀疏信号投影到一个随机矩阵上得到少量的投影值,该投影矩阵与稀疏基Ψ不相关,根据这些投影值即可高概率恢复信号,以此实现了对信号的低速采样。即若存在一个与Ψ不相关的M*N的变换基Φ,M
理论证明,基于压缩感知重建信号时,要提高重建图像的质量,包括两方面的主要工作:1)构造测量矩阵Φ,保证图像投影时能尽可能多地把结构信息等投影在测量矩阵上,信息越完整重建图像的质量越好;2)选定图像具有稀疏表达的稀疏基Ψ[4-8],Φ与Ψ越不相关,图像重建质量越好。
图1为仿真实验结果,实验中采用256*256的Lena图像,采用CS理论进行抽样后重建的图像,选取了25000个测量值。
2 压缩感知理论应用于图像压缩
2.1 图像压缩概况
1948年电视信号数字化的概念提出以后,对图像压缩编码技术的研究工作就开始了,至今已经有60多年的历史。图像压缩编码技术经历了两代,第一代如基于DCT变换的技术,在压缩比较大时会出现方块效应,第二代以基于小波变换的压缩算法最具代表性,小波变换本身并不具备压缩性能,小波变换后获得的数据量与原图的数据量是相等的,经过适当的量化和编码后才能实现压缩。但是这些方法都是先对图像进行高速采样,在压缩编码时再去除冗余的方法,计算量巨大。
2.2 基于压缩感知理论的图像压缩
压缩感知理论一经提出,就受到了广泛的关注,该理论不断被应用到数字图像处理中。
如前所述,在传统的图像压缩算法中,都是先对图像进行高速采样,即进行变换后得到大量变换系数,但是为了实现图像压缩又选取其中一小部分系数,称作有效值,扔掉大部分的系数,对有效值及其位置信息等进行压缩编码后再进行传输或存储。而采用压缩感知理论进行抽样时,可以直接对图像进行随机抽样,只得到少量的抽样值,对抽样值进行量化编码即可进行传输或存储,不必记录每个有效值的位置信息并对其进行编码,这大大降低了计算复杂度,也避免了不必要的空间浪费,最重要的是实现了低速采样。流程图如图2。仿真实验中采用了Huffman编码算法,分别选取了10K、25K、20K、25K个测量值,实验结果如表1,解码重建图像如图3。由实验数据可知将压缩感知理论应用于图像压缩是一项可行的技术,通过改进算法即可获得优良的压缩性能。
3 结束语
由初步的仿真实验结果可知,如果能构造适合的投影矩阵,在少量投影值中包含足够的原信号信息,即可高概率重建信号。构造更适合的投影矩阵,将是接下来的主要研究内容。
参考文献:
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关键词：线性调频信号，产生方法，压缩方法
线性调频信号具有非线性相位谱，能够获得较大的时宽带宽积;与其它脉压信号相比，很容易用数字技术产生，且技术上比较成熟;所用的匹配滤波器对回波信号的多卜勒频移不敏感，因而可以用一个匹配滤波器处理具有不同多卜勒频移的回波信号。这将大大简化信号处理系统，因此它在工程中得到了广泛的应用。采用这种信号的雷达可以同时获得远的作用距离和高的距离分辨率。
一、线性调频信号的产生方法
随着数字技术的发展，以前由模拟方法完成的许多功能逐渐被数字方法所取代，复杂的雷达信号的产生也基本完成了由模拟技术到数字技术的质的转变。因为与模拟方法相比，数字方法具有灵活性好、可靠性高、失真补偿方便，及易于实现相参等明显优越性，现己成为产生高性能线性调频信号的主要方法。数字方法产生线性调频信号的方法主要包括两种，波形存储直读法和直接数字合成法（DDS）。
波形存储直读法是一种经典的基带信号产生方法。它是预先根据采用频率、基带带宽、时宽等信号参数，通过线性调频信号的数学表达式分别计算出两路正交信号的采样值，按照顺序预先写入高速内存中。通过对采用时钟进行计数而顺序产生高速内存译码地址，依次从高速内存中读出预先写入的两路正交信号的采样值。I、Q两路分别经过数模变换、低通滤波产生两路正交线性调频基带信号。这种方法具有原理简单、成本低廉、对器件依赖小等优点，并具有较好的幅相预失真补偿能力，但是存在电路结构比较复杂、需要高速控制电路配合，也增加了软件的复杂度。经正交调制和倍频器，对基带信号进行带宽扩展和频谱搬移，输出所需带宽和频段的线性调频信号。直接数字合成（Direct Digital Synthesis，简称DDS）方法。用这种方法产生的线性调频信号的技术日益受到重视并广泛应用，它是根据线性调频信号的频率线性变化、相位平方变化的特点而设计的。直接数字合成法采用两级相位累加结构来得到线性调频信号的二次变化的相位，然后根据相位值查存储在ROM里的正弦、余弦表，将查得的值经D/A转化得到相应的I、Q两路基带线性调频信号。这种方法通过数控电路能对DDS输出波形、频率、幅度、相位实现精确控制，可在调频带宽内对雷达系统的幅度和相位进行校正，产生近乎理想的线形调频信号。只要改变某些电路的参数设置，就可以改变线性调频信号的时宽和带宽。但由于DDS的全数字的全数字结构，杂散电平高是其自身固有的缺陷。
二、线性调频脉冲信号压缩的实现方法
线性调频脉冲信号的压缩通常有两种方式：模拟压缩和数字压缩。目前模拟式脉冲压缩器件有：具有大带宽、小时宽的声表面波（SAW）器件；中等时宽和中等带宽的体声波反射阵列压缩器等。随着高速、大规模集成电路器件的发展，对于大时宽大带宽信号的脉冲压缩通常采用数字方式压缩。
数字脉冲压缩系统较之模拟方法具有一系列优点：数字法可获得高稳定度、高质量的线性调频信号，脉冲压缩器件在实现匹配滤波的同时，可以方便地实现旁瓣抑制加权处理，既可有效地缩小脉冲压缩系统的设备量，又具有高稳定性和可维护性，并提高了系统的可编程能力。科技论文，压缩方法。因此，数字处理方法获得了广泛的重视和应用。
1、线性调频脉冲信号的时域数字压缩实现
线性调频信号的时域数字脉冲压缩处理，通常在视频进行，并采用I、Q两路正交双通道处理方案，以避免回波信号随机相位的影响，可减少约3dB的系统处理损失。中频回波信号经正交相位检波，还原成基带视频信号，再经A/D变换形成数字信号，进行数字脉冲压缩处理。I、Q双路数字压缩按复相关运算（即匹配滤波）进行，双路相关运算输出经求模处理、D/A变换，输出模拟脉冲压缩信号；I、Q双路相关输出的数字信号还可送后级信号处理。
2、线性调频脉冲信号的频域数字压缩实现
由于高速A/D变换器、大规模集成电路技术以及快速傅立叶变换技术的应用，使宽带信号的实时处理成为可能。科技论文，压缩方法。采用DSP及FPGA的频域数字脉冲压缩处理的优点是处理速度高、工作稳定、重复性好，并且具有较大的灵活性。
3、线性调频脉冲压缩方案
根据线性调频信号的特点及其脉冲压缩原理，数字脉冲压缩系统首先要将回波信号经A/D采样变成数字信号，再进行脉冲压缩。时域数字脉冲压缩实际上是将回波数据与匹配滤波器进行复卷积，而频域数字脉冲压缩则是通过对回波数据进行FFT后，与匹配滤波器的系数进行复数乘法运算，然后再经过IFFT得到压缩脉冲的数字数据。对于N点长度的信号，在时域实现数字脉压，需要进行L2次复数乘法运算，而频域卷积法仅需2L1og2L次复数乘法运算，大大减小了运算工作量。另外，考虑到抑制旁瓣加权函数，若在时域实现数字脉压，不仅要增加存储器，而且运算量将增加一倍，在频域实现抑制旁瓣加权函数，不需增加存储器和运算量。
三、线性调频脉冲信号的加权处理
线性调频信号通过匹配滤波器后，输出脉冲的包络近似Sinc(x)形状。其中最大的第一对旁瓣为主瓣电平的一13.2dB，其他旁瓣电平随其离主瓣的间隔x按1/X的规律衰减，旁瓣零点间隔是1/B。在多目标环境中，这些旁瓣会埋没附近较小目标的主信号，引起目标丢失。为了提高分辨多目标的能力，必须采用旁瓣抑制的措施，简称加权技术。科技论文，压缩方法。加权可以在发射端、接收端或收、发两端上进行，分别称为单向加权或双向加权。科技论文，压缩方法。其方式可以是频率域幅度或相位加权，也可以是时间域幅度或相位加权。科技论文，压缩方法。此外，加权可在射频、中频或视频级中进行。科技论文，压缩方法。为了使发射机工作在最佳功率状态，一般不在发射端进行加权。目前应用最广的是在接受端中频级采用频率域幅度加权。
引入加权网络实质上是对信号进行失配处理，所以它不仅使旁瓣得到抑制，同时使输出信号包络主瓣降低、变宽。换句话说，旁瓣抑制是以信噪比损失及距离分辨力变差为代价的。如何选择加权函数这涉及到最佳准则的确定。考虑到信号的波形和频谱的关系与天线激励和远场的关系具有本质上的共性，人们应用天线设计中的旁瓣抑制原理，曾提出海明加权、余弦平方、余弦四次方加权等几种最佳加权函数。但是这些理想的加权函数都较难实现。因此，只能在旁瓣抑制、主瓣加宽、信噪比损失、旁瓣衰减速度以及技术实现难易等几个方面进行折衷的考虑选取合适的加权函数。
结语：随着数字技术和大规模集成电路技术的飞速发展，数字脉冲压缩(也称脉压)技术以其性能稳定、抗干扰能力强、控制方式灵活以及硬件系统更小型化等优点，逐步取代早期的模拟脉压技术，成为现代脉压系统的发展趋势。特别是近年来高性能通用数字信号处理器的出现，为雷达脉冲压缩处理的数字化实现提供了一种工程实现途径。数字脉压系统的实现可以满足体积小、功耗低和成本低等条件，其相关问题的研究成为国内外广大学者研究的热点问题之一。
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关键词 变频压缩机 变频调速系统 技术现状
1 引言
由于传统的制冷系统采用定速压缩机，因此人们对制冷系统及压缩机的研究重点一直是在名义工况和额定转速下稳态工作时的效率和其它工作特性上。传统的制冷系统采用定转速压缩机，实行开关控制，利用压缩机上附带的鼠笼式电动机驱动压缩机，从而调节蒸发温度。这种控制方式使蒸发温度波动较大，容易影响被冷却环境的温度。压缩机电机在工作过程中要不断克服转子从静止到额定转速变化过程中所产生的巨大转动惯量，尤其是带着负荷启动时，启动力矩要高出运行力矩许多倍，其结果不仅要额外耗费电能，而且会加剧压缩机运动部件的磨损。另外这种运行方式在启动过程中还会产生较大的振动、噪声以及冲击电流，引起电源电压的波动，因此应采用变频压缩机替代定转速压缩机，从而避免这种频繁的起停过程。
而变频调速技术主要由以下4个方面的关键技术组成：逆变器，微控制器，PWM波的生成以及变频压缩机的电机选择。
2 三种变频压缩机的研究状况
针对变频压缩机的研究，是从往复活塞机开始的，但由于其往复运动的特点，影响到变频特性的发挥；从而转到滚动转子式压缩机、涡旋压缩机等回转式压缩机上来，大大提高了压缩机的性能。总体说来，实验研究居多，而理论分析较少。
2.1 往复式活塞压缩机
日本东芝公司在1980年开发了往复式变频压缩机，又在1981年开发了转子式变频压缩机，文献[1]给出这两种机器的制冷量和总效率随频率变化的实验数据，从中可以看出往复式在频率为25~75Hz时，效率高；而转子式在30~90Hz时，效率高。并且两种机型均存在效率最高频率。在大于此频率时效率缓慢降低，小于此频率时，效率则下降很快。另外，Scalabrin测量一台可变速的开启式往复压缩机在不同转速下的制冷量和输入功率，他指出这台压缩机的容积效率在转速为1000rpm时最高，而等熵效率和制冷系数随转速的降低而增高[2]。Krueger讨论了BPM电机及变频器的设计，对转速在2000~5000rpm的冰箱和往复式压缩机进行了实验研究，得到压缩机的转速为3000~5000rpm时制冷系数最高；而文献[3]则给出了其对冰箱用往复式压缩机的性能试验和模拟计算结果，在其研究的转速范围内2000~4000rpm，制冷系数随转速的增加而降低。还有学者对往复式变频压缩机的热力性能进行了仿真研究，计算了压缩机内各部位的换热量和压力损失。
2.2 滚动转子式压缩机
在1984年，日本东芝公司的Sakurai和美国普渡大学的Hamilton建立了简单的滚动转子式压缩机的摩擦损失模型[4]，并选取不同的边界摩擦系数和制冷剂在油中的溶解度计算了不同的转速下的摩擦功耗。其结果与实验值相比较，偏差较大。文献[5]叙述了日立公司1983年批量生产的变频转子压缩机在结构和材料上的改进。文献[6]研究了单缸和双缸转子压缩机的转速波动，讨论了电流频率减小时，压缩机性能降低的原因。文献[7]采用低密度和铝合金制作的滑片和转子以降低高转速时滑睡瑟转子间的接触力和转子轴承承载。文献[8]简单分析了适当降低滑片的质量和厚度可以提高变频转子压缩机的效率，并给出了气缸、转子和滑处的温度及应力分布的有限元分析结果。Liu和Soedel分析了变频转子压缩机的吸气和排气气流脉动[9，10]和吸气管气缸间的传热及压缩机的温度分布[11]，讨论了影响变频转子压缩机容积效率和气缸压缩过程效率的因素，给出了他们用计算机模拟计算出的在不同转速下的容积效率和压缩过程效率，从实验数据和文献[1]的实验可以看出，其计算的容积效率随转速的增大而很快的增大。
2.3 涡旋式压缩机
涡旋式压缩机的原理早在1886年意大利的专利文献[12]论及到了，1905年法国工程师Creux正式提出涡旋式压缩机原理及结构，并申请美国专利[13]。涡旋式压缩机是一种新型的容积式压缩机，具有结构紧凑、效率高、可靠性强、噪声低等特点，尤其是用于变频控制运行。但由于没有数控加工技术和缺乏对轴向力平衡问题的妥善解决方法，因而长期未能完成其实用化。进入70年代，美国A.D.L公司完成富有成效的研究，首先解决了涡旋盘端部磨损补偿的密封技术。并在此基础上与瑞士合作开发了多种工质的涡旋式压缩机样机。涡旋式压缩机的真正规模生产始于日本。1981年日本三电（SANDEN）公司开始生产用于汽车空调的涡旋式压缩机，1983年日立公司开始生产2~5Hp用于房间空调的涡旋式压缩机。此外，在美国，自Copeland公司1987年建立涡旋式压缩机生产线推出其产品后，Carrier、Trane、Tecumseh等公司也分别设厂生产高质量的涡旋式压缩机。而变频涡旋压缩机已应用于柜式空调器上，节能效果明显，制冷系数提高20%左右，成为目前涡旋压缩机的一个研究热点。
3 变频调速技术的发展及现状
变频调速技术适应于节能降耗和舒适性的要求，目前已应用于新一代的空调器上，在90年代初进入国内空调市场，其核心是：逆变器、微控制器、PWM波的生成和变频压缩机的电机。
3.1 逆变器
变频空调的核心部件是变频器，其主要电路采用交-直-交电压型方式。交-直过程一般采用单相二级管不可控直接整流，直-交过程一般采用6管三相逆变器，另有一个辅助电源，一个逆变器控制器和相应的驱动电路。
早期的变频器采用分立元件构成，整流器采用单相倍压整流电路，逆变器由6只分立的功率晶体管（GTR）构成。这种电路复杂，可靠性差。目前大部分厂家采用的逆变桥由6个绝缘栅极晶体管（IGBT）组成，其综合了MOSFET和GTR的优点，开关频率高、驱动功率小。随着智能功率模块（IPM）技术的发展应用，IPM正在逐步取代普通IGBT模块。由于IPM内部既有IGBT的棚极驱动和保护逻辑，又有过流、过（欠）压、短路和过热探测以及保护电路，提高了变频器的可靠性和可维护性。另外，IPM的体积与普通IGBT模块不相上下，价格也比较接近，因此目前应用较为广泛。比较成功的产品如：日本三菱电机公司所生产的PM20CSJ060型以及日本新电元公司生产的TM系列IPM模块等。
功率因素校正（PFC）环节和逆变桥集成是新一代的空调器逆变电源技术。PFC技术的应用不但可以极大改善电网的工作环境，减少输电线的损耗，而且在变频工作时可以减小输入端电感和输出端电容器，减小模块体积。因此PFC环节和IPM逆变桥集成一体化是家用空调器发展的必然。
3.2 微控制器
微电子技术的发展使变频调速的实现手段发生了根本的变化，从早期的模拟控制技术发展数字控制技术。目前国外一些跨国公司的微控制器产品占据着主要的市场，如：Motorola公司的MC68HC08MP16、Intel公司的80C196MC、三菱公司的M37705等。这些公司的产品性能价格比较高、功能强大，如带有A/D转换器、PWM波形发生器、LED/LCD驱动等，且一般都有OTP产品以及功耗低可长期稳定的工作。微控制器目前主要由单片机向DSP（信号处理器）过渡。以目前应用比较广泛的TI公司的TMS320C240为例，其具有：50Ns的指令周期，544字的RAM，16K的EEPROM，12个PWM通道，三个16位计数器，两个10位A/D转换，WATCHDOG，串行通讯口，串行接口等，采用DSP，可使控制电路简单，而且控制功能强大。
3.3 PWM波的生成
在家用空调器中，目前国内大部分厂家采用常规的SPWM方法，在国外，在部分厂家以采用磁通跟踪型SPWM生成方法，该方法以不同的开关模式在电机中产生的实际磁通去逼近定子磁链的给定轨迹—理想磁通圆，即用空间电压矢量的方法决定逆变器的开关状态，以形成PWM波形，该方法电压利用率高，低频谐波转矩小，频率变化范围宽、运行稳定，具有比较好的控制性能。近期出现的PAM控制（Pulse Amplitude Modulation）不采用载波频率进行整流，而直接改变电压，减少了整流所需的能耗，提高了变频器的工作效率，满足了节电和降低高次谐波的要求，使供暖能力得到提高。
3.4 变频压缩机的电机
变频压缩机电机主要分为交流异步电动机和直流无刷电动机两种。目前国内一些大的压缩机生产厂家如：万宝、松下、上海日立、东芝万家乐等已有能力生产变频压缩机（包括交流机和直流机），交流电动机成本低，制造工艺简单，但其节能效果较差。直流无刷电机拖动由无刷电机本身，转子位置传感器和电子换向开关组成。转子磁极为永磁体，电枢绕组采用自控式换流，定子旋转磁场与转子磁极同步旋转，通常采用按转子磁场定向的定子电流矢量变换控制，既有普通直流电机良好的调速性能和启动性能，又从根本上消除了换向火花、无线电干扰的弊端，具有寿命长、可靠性高和噪声低，控制方便等优点。以1998年三菱电机公司开发的适用于空调压缩机的节能高效直流无刷电机为例，其具有：转子上安装了8块V字型永久磁体。磁体为埋入式，转子不会在不锈钢外壳中因涡流因而产生损耗；采用了新的压缩机电机驱动方式，效率比普通的无刷电机高，但是这种压缩机电机的价格较高。
关键词：广播电视 视频技术 数字视频
广播电视中的视频技术，直接决定了广播电视节目的制造水平，规划好常用的视频技术，才能完善广播电视行业的发展，体现视频技术的作用。视频技术的应用，在广播电视制造中，起到基础的作用，必须根据广播电视的需求，选择可用的视频技术，确保广播电视播出的质量。
一、广播电视中常用视频技术的分类
分析广播电视中常用视频技术的分类，如：1.模拟视频，利用模拟波的方式，促使视频信号存储到硬盘中，模拟信号会转化成数字信号，此类方法有很大的缺陷，逐步退出广播电视行业中；2.数字视频，网络上的视频，均是数字视频的一类表现，其可分为压缩格式、非压缩格式，以此来提高数字视频的质量，保障数字视频在广播电视中的有效性，积极发展数字视频方式，确保数字视频的可靠性，推进广播电视的发展。
二、广播电视中常用视频技术的分析
（一）数字视频技术
数字视频技术在广播电视中，属于一类非压缩的格式，技术应用的核心是在原始码率、数据的基础上，无损记录输出信号的信息，能够有效的保留原有的数字视频数据。数字视频技术的非压缩格式，其可分为不同类型的数字分量，同时复合数字视频资源。数字视频技术是广播电视中最基础的部分，保留了最本质的数据资料，运行期间不会有数据错误、不稳定的现象，其可为数字视频的资料，提供可靠的参数标准，数字视频技术在信号传输的过程中，因为转化率比较高，所以输出的视频、音频效果都比较好，提高了视频拍摄的效果。广播电视中的信息量比较大，其中硬盘设计要满足使用者的需求，考虑到成本价格较高，因此广播电视公司，要适度的选用数字视频技术，降低了广播电视公司的参与量。
（二）压缩格式技术
广播电视中的压缩格式技术，其为数据传输的第二种表现方法，也是广播公司最常用的技术方法。压缩格式技术的核心是按照程序处理视频数据，压缩局部的视频数据，注重清理并优化视频垃圾，以便原本有用的数据参数。很多大型的广播电视公司，压缩格式技术方面采用了DV、M-JPEG、MPEG等方法，运用数字硬盘存储做为保障，数字录像机能够把广播电视的分离信号记录到硬盘内，确保数据的准确性和完整性，在很大程度上降低了图像信号、音频数据的空间占有量，释放了更多的存储空间，提高了视频设备的应用效率。在广播电视中，视频文件基本是经过压缩完成的，不论是理论上还是实践上，都能够降低成本信号的损失率，达到非压缩格式的效果，以此来完善视频的效果，提高广播电视视频技术的工作效率。
（三）JPEG静图压缩法
JPEG静图压缩法，专门用于处理静止的图像，促使图像达到最好的效果。广播电视视频技术中，JPEG的图像需要在颜色、灰度等级方面实现处理，压缩野是运用DCT、预测压缩、DV压缩的方法完成。DCT压缩的方法简单、便捷，期间要控制好核醯乃俣龋避免出现压缩不稳定的现象，防止在部分播放器中出现无效的记忆，同时还能预防数据受损。预测压缩的方法，其在广播电视视频技术中，表现出快速的压缩方法，通过专业人士的测算，借助帧内压缩方法，完成全方位的帧图压缩，独立分离帧图信号，在编辑广播电视的视频时，就能够表现出灵活性的特征，不会因地方失误而干预压缩的效果，促使独立压缩的视频资源，可以兼容硬件、软件同时压缩的功能。DV压缩的方法，常用于家用的电视机方面，特别是标清、高清信号，代码编码是4：1：1，频率是13.5MHz，空间压缩比例5：1，便于完成场景转换。
三、广播电视中视频技术的输入输出
（一）复合
复合属于一类常用的视频信号，因为采用的是一对电缆传送信号的颜色、亮度信息，所以降低了视频信号的质量。视频设备具有复合输出的特征，使用BNC、RCA接头，视频监控中的复合视频信号，很容易出现串色、场序列的问题，降低了复合信号的使用频率。
（二）S-Video
S-Video在广播电视视频输入输出中，运用了两根视频线传输，提高了视频色度、亮度的质量，采用四芯DIN插头，连接视频中的插口，此类方法在视频信号图像中，可以提高复合视频的颜色质量，保障视频图像的清晰性。
（三）IEEE1394
IEEE1394在广播电视常用的视频技术中，为数字视频提供了专业的标准，也可以表述为iLINK，通过IEEE1394的接口，在广播电视的机型中，采集并输出高质量的数字视频信息。
1.SDI
SDI是视频中的串行数字接口，利用一根视频传送未经压缩处理的数字视频以及分量信号，维护数字视频的质量，还能提供多代复制的途径，同时发送视频信息。
2.SDTL
SDTL利用一根视频线，做为视频压缩数据的传输接口，数据经过压缩后，传输效率达到实时标标准，配置接口卡的型号，翻倍提高视频的传输效率。
3.分量YUV
分量YUV是专业的视频输入和输出接口，模拟视频的设备配置，提供3种不同颜色的接口，区别输入输出，广播电视台、家用电视等，均会采用分量YUV的接口方式。
四、结语
广播电视中常用的视频技术，改善了电视节目的播出质量，以此来提高了广播电视行业的发展水平。广播电视在发展中，逐步优化视频结构，深化视频技术的应用，表明视频技术在广播电视中的作用，体现出常用视频技术的作用，避免影响广播电视节目的质量和性能。
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[关键词]离心式压缩机；调节控制系统；防喘振控制系统
[中图分类号]F407.471 [文献标识码]A [文章编号]1672-5158（2013）06-0194-01
对于汽轮驱动下的离心式压缩机来讲，通常会采用设置一套安全的连锁系统、一套控制压缩机性能的系统以及一套对转速进行控制的系统，这三者之间是完全独立控制的，无法进行信息的共享，这样就很容易造成控制系统之间的相互制约和相互干扰，很难使压缩机的性能得到充分发挥，并且所产生的经济效益也较差，当前，随着现代科学技术的快速发展，微电子技术出现了日新月异的发展局面，离心式压缩机的控制系统也逐渐成为压缩机控制界研究的主要课题之一。
1 防喘振的控制系统
1.1 物性参数与特性曲线的关系
通常情况下的特性曲线论述当中，往往会首先强调物性的参数是不变的，研究实践表明，压缩机本身所产生的极限流量值会发生一定的变化，在一定的转速之下，如果气体的平均分子量是不同的，那么其极限的流量值也会不同，假设气体的平均分子量能够由20不断增加至28，在转速不变的情况下，其压缩机的极限流量点就能从QA转移到QA，使压缩机能够维持额定稳定的出口流量，那么正常工作点就会由A点进入不稳定区的A点，就全年来讲，压缩机的工作环境是在不断发生变化的，在进口压力变低或者是环境温度升高时，平均的分子量就会不断增加，当天气逐渐变热时，离心式压缩机也容易进入到喘振区，最终导致喘振，如果空气过滤器中的过滤网被堵塞，就会使得进口的真空度变大，在导叶阀前的气压变小时，压缩机也比较容易进入到喘振区，以致出现工作不稳定的状况，最终会引发轴震动偏大等一系列的停车，再次启动之后，又会使压缩机运行良好，此类现象几乎每年都会遇到。
1.2 离心式压缩机振喘发生的原因
在运行的过程当中，当离心式压缩机的负荷下降至一定的数值时，就会使得气体的排送出现强烈的震荡，并且机身也会在这时出现明显的剧烈震动，我们称这种现象为喘振，它是离心式压缩机的一种固有的特性，在喘振的状态下，压缩机是绝对不允许运行的，因此在操作的过程中一定要避免喘振的产生。而喘振产生的主要原因必须要从压缩机运行的特性上找笞案，每一台压缩机都有自身特定的喘振趋于，所以必须要根据实际的情况来采取相应的喘振控制措施来进行预防，另外，喘振业余管网的特性有一定的关系，管网的容量越大，那么喘振的幅度也就会越大，其频率也就越低，相反，管网的容量越小，那么喘振的幅度也就越小，其频率也就越高。离心压缩机出现喘振的原因还有压力、温度以及分子量等，在相同的转速下，如果分子的容量越大，而温度越低，那么压缩机就越容易进入到喘振区。
1.3 喘振形成的过程
如果压缩机在QA点处于正常的工作状态，当因为某种原因来降低负荷时，就会使得工作点不断向左移动，而当压缩机在QB时，就会使得压缩机进入极限的工作点，在这时，出口的压力比是最大值，如果负荷继续不断下降，出口的压力也将会迅速降低，同它进行连接的系统其压力会瞬间丧失，导致气体倒流，其工作点也会迅速到达QC点，在这时，系统压力和出口压力就会出现瞬间的相等，因为压缩机还处在运行的过程中，就会使得出口流量迅速增加，此时极限的工作点也会迅速移动到0.13点，由于工作负荷过大，就必须要通过调节系统来降低负荷，并不断促使出口的流量回到QA点，这即是一个相对完整的出口压力喘振周期。
2 离心式压缩机调节控制的具体措施
2.1 一般的离心式压缩机控制方案
为了能够使压缩机得到长期、平稳、安全的运行，在一般情况下都需要对其参数的控制、检测以及安全联锁保护系统等进行设置。调节阀又被称之为控制阀，主要应用在工业自动化的控制过程领域中，通过对调节控制器输出的控制信号加以接收，利用动力操作来改变介质流量、温度、压力、液位等参数的控制元件。压缩机出气压力和气量压力控制系统，有调节原动机转速法、旁路回流法以及直接节流法等，在旁路回流法的控制方案当中，气体经过了多级的压缩之后，就会因为压缩比大使得出口压力相应的增大，在这时最好不要从第一段人口和末端出口直接旁路，否则就会使得能耗增加，在高差压下会使得控制阀的磨损也将增快，因此最好是采用增设降压消音的装置或者是分段旁路设置的措施。
2.2 防喘振调节的具体方法
防喘振调节的主要目的就在于，不管工艺的负荷出现怎样的变化，都必须保证压缩机的人口流量不能够小于转速一定的条件下极限流量值，从理论上来讲，可以指定两套控制方案，一种是固定的极限流量法，另外一种就是可变的极限流量法，其中固定的极限流量法就是指将压缩机自身的防喘振流量尽量控制好设置值，使其能够远离喘振区，如果工作负荷出现变化，就可以保证压缩机不发生喘振，这样的方法也存在着一定的缺陷，就是在正常流量和极限流量相差较大时，就会有过多的空气被放空或者是被反馈，严重影响到经济效益，采用可变的极限流量控制法，可以允许根据工作状况的变化对防喘振设定值进行适当的调整，尽量减少反馈量或者是放空量，以便不断提高经济效益。
2.3 可变极限流量控制方案
为了可以尽量减小压缩机出现能量损耗的问题，在压缩机的负荷可以通过调节速度进行改变的场合，在不同的转速情况下，喘振极限流量将会是一个变数，并且会随着转速的下降而不断减小，最合理的防喘振方案就应当是留出适当的安全值，可以使得防喘振调节器随着喘振边界的曲线进行安全操作。
3 结束语
调节控制系统是离心式压缩机的灵魂，在其运行的过程中起着关键性的作用，随着科学技术的不断进步，控制系统也将会获得越来越大的发展，做好压缩机所具有的控制系统需要积极开展多方面的工作，设计和确定好生产工艺，将工艺介质的密度、组分等参数进行细化，并且要充分考虑到实际的工作情况，做到理论联系实际，严格执行施工要求和设计路线，不断提高离心式压缩机的调节控制性能。
参考文献
【关键词】压缩感知；数字全息；全息成像；相移全息
1.引言
全息成像方法[1-3]具有记录和再现物体相位和复振幅信息的特点，尤其对于真实世界的3D物体和3D场景的成像具有显著的优势[4，5]，然而全息图记录的立体信息非常庞大，在满足传统的香农采样定理进行采样时很难达到的带宽及存储和传输这些信息都成为限制全息术发展的难题。
近年来，新兴的压缩传感技术（CS）[6-8]为传统的信息采样传输带来了革命性的突破，为信号的计算和传输节省了很大资源。该理论由Donoho与Candes等人在2004年提出：对于稀疏信号或可压缩信号，可直接获取信号的压缩表示，去掉大量没有实际意义的信息采样，通过远低于传统采样样本点就可以准确的重构出原始信号。该技术在信号的稀疏表示与重建领域具有广阔前景。近来基于压缩感知的数字全息图的压缩采样研究和我们的前期研究表明，在数字域对激光全息图进行压缩采样是可行的。2009年杜克大学DISP首次将压缩传感应用于全息数据压缩并证明了其可行性[9]。之后Marim等将压缩感知技术与相移全息技术结合取得很好的重构效果[10，11]。Rivenson等将压缩感知应用到菲涅尔全息图重构中[12，13]，并用证明了压缩感知技术重构多个视频全息图的可行性[14]。Horisaki等从全息图的获取方法出发将压缩感知技术应用到单点[15]。
本文基于压缩感知原理，结合数字全息术提出一种新的全息图压缩成像方法，它能在图像采样过程中同时完成图像压缩。该方法中首先用传统四步相移全息术获取二维或三维物体的全息干涉图样，然后将该干涉图样投影到由计算机产生的伪随机测量矩阵上，并计算干涉图样和测量矩阵的积，这种计算积的方法可以直接在对全息图像采样的同时完成图像压缩，实验仿真结果证明了这种成像方法的可行性。
4.总结
本文提出了一种新的全光域压缩全息成像技术，突破了传统的香浓采样定理的限制，充分发挥了压缩感知技术及光学成像的优势。研究将CS思想引入激光全息成像研究中，既是对压缩成像和全息成像技术的交叉融合，又能为相关学科领域提供新技术和新思想，研究前景广阔，同时研究成果对于全息成像的各个应用领域，比如三维物体成像、三维显示、三维物体识别、流体动力学、构件缺陷检测、显微术、生物和医学成像、信息加密等都将产生广泛深远地影响
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关键词：JPEG；JPEG2000；分形图像压缩；小波变换；任意形状可视对象编码
Abstract: Digital image compression technology is of special intrest for the fast transmission and real-time processsing of digital image information on the internet. The paper introduces several kinds of the most important image compression algorithms at present: JPEG, JPEG2000, fractal image compression and wavelet transformation image compression, and summarizes their advantage and disadvantage and development prospect. Then it introduces simply the present development of coding algorithms about arbitrary shape video object, and indicates the algorithms have a high compression rate.
Key words: JPEG; JPEG2000; Fractal image compression; Wavelet transformation; Arbitrary shape video object coding
一、引 言
随着多媒体技术和通讯技术的不断发展，多媒体娱乐、信息高速公路等不断对信息数据的存储和传输提出了更高的要求，也给现有的有限带宽以严峻的考验，特别是具有庞大数据量的数字图像通信，更难以传输和存储，极大地制约了图像通信的发展，因此图像压缩技术受到了越来越多的关注。图像压缩的目的就是把原来较大的图像用尽量少的字节表示和传输，并且要求复原图像有较好的质量。利用图像压缩，可以减轻图像存储和传输的负担，使图像在网络上实现快速传输和实时处理。
图像压缩编码技术可以追溯到1948年提出的电视信号数字化，到今天已经有50多年的历史了[1]。在此期间出现了很多种图像压缩编码方法，特别是到了80年代后期以后，由于小波变换理论，分形理论，人工神经网络理论，视觉仿真理论的建立，图像压缩技术得到了前所未有的发展，其中分形图像压缩和小波图像压缩是当前研究的热点。本文对当前最为广泛使用的图像压缩算法进行综述，讨论了它们的优缺点以及发展前景。
二、JPEG压缩
负责开发静止图像压缩标准的“联合图片专家组”（Joint Photographic Expert Group,简称JPEG），于1989年1月形成了基于自适应DCT的JPEG技术规范的第一个草案，其后多次修改，至1991年形成ISO10918国际标准草案，并在一年后成为国际标准，简称JPEG标准。
1．JPEG压缩原理及特点
JPEG算法中首先对图像进行分块处理，一般分成互不重叠的 大小的块，再对每一块进行二维离散余弦变换（DCT）。变换后的系数基本不相关，且系数矩阵的能量集中在低频区，根据量化表进行量化，量化的结果保留了低频部分的系数，去掉了高频部分的系数。量化后的系数按zigzag扫描重新组织，然后进行哈夫曼编码。JPEG的特点如下：
优点：（1）形成了国际标准；（2）具有中端和高端比特率上的良好图像质量。
缺点：（1）由于对图像进行分块，在高压缩比时产生严重的方块效应；（2）系数进行量化，是有损压缩；（3）压缩比不高，小于50[2]。
JPEG压缩图像出现方块效应的原因是：一般情况下图像信号是高度非平稳的，很难用Gauss过程来刻画，并且图像中的一些突变结构例如边缘信息远比图像平稳性重要，用余弦基作图像信号的非线性逼近其结果不是最优的[3]。
2． JPEG压缩的研究状况及其前景[2]
针对JPEG在高压缩比情况下，产生方块效应，解压图像较差，近年来提出了不少改进方法，最有效的是下面的两种方法：
（1）DCT零树编码
DCT零树编码把 DCT块中的系数组成log2N个子带，然后用零树编码方案进行编码。在相同压缩比的情况下，其PSNR的值比 EZW高。但在高压缩比的情况下，方块效应仍是DCT零树编码的致命弱点。
（2）层式DCT零树编码
此算法对图像作 的DCT变换，将低频 块集中起来，做 反DCT变换；对新得到的图像做相同变换，如此下去，直到满足要求为止。然后对层式DCT变换及零树排列过的系数进行零树编码。
JPEG压缩的一个最大问题就是在高压缩比时产生严重的方块效应，因此在今后的研究中，应重点解决 DCT变换产生的方块效应，同时考虑与人眼视觉特性相结合进行压缩。
三、JEPG2000压缩
JPEG2000是由ISO/IEC JTCISC29标准化小组负责制定的全新静止图像压缩标准。一个最大改进是它采用小波变换代替了余弦变换。2000年3月的东京会议，确定了彩色静态图像的新一代编码方式—JPEG2000图像压缩标准的编码算法。
1．JPEG2000压缩原理及特点
JPEG2000编解码系统的编码器和解码器的框图如图1所示[4]。
编码过程主要分为以下几个过程：预处理、核心处理和位流组织。预处理部分包括对图像分片、直流电平（DC）位移和分量变换。核心处理部分由离散小波变换、量化和熵编码组成。位流组织部分则包括区域划分、码块、层和包的组织。
JPEG2000格式的图像压缩比，可在现在的JPEG基础上再提高10%~30%，而且压缩后的图像显得更加细腻平滑。对于目前的JPEG标准，在同一个压缩码流中不能同时提供有损和无损压缩，而在JPEG2000系统中，通过选择参数，能够对图像进行有损和无损压缩。现在网络上的JPEG图像下载时是按“块”传输的，而JPEG2000格式的图像支持渐进传输，这使用户不必接收整个图像的压缩码流。由于JPEG2000采用小波技术，可随机获取某些感兴趣的图像区域（ROI）的压缩码流，对压缩的图像数据进行传输、滤波等操作[4]。
图1 JPEG2000压缩编码与解压缩的总体流程
2．JPEG2000压缩的前景
JPEG2000标准适用于各种图像的压缩编码。其应用领域将包括Internet、传真、打印、遥感、移动通信、医疗、数字图书馆和电子商务等[5]。JPEG2000图像压缩标准将成为21世纪的主流静态图像压缩标准。
四、小波变换图像压缩
1．小波变换图像压缩原理
小波变换用于图像编码的基本思想就是把图像根据Mallat塔式快速小波变换算法进行多分辨率分解。其具体过程为：首先对图像进行多级小波分解，然后对每层的小波系数进行量化，再对量化后的系数进行编码。小波图像压缩是当前图像压缩的热点之一，已经形成了基于小波变换的国际压缩标准，如MPEG-4标准，及如上所述的JPEG2000标准 [2]。
2．小波变换图像压缩的发展现状及前景
目前3个最高等级的小波图像编码分别是嵌入式小波零树图像编码（EZW），分层树中分配样本图像编码（SPIHT）和可扩展图像压缩编码（EBCOT）。
（1）EZW编码器[6]
1993年，Shapiro引入了小波“零树”的概念，通过定义POS、NEG、IZ和ZTR四种符号进行空间小波树递归编码，有效地剔除了对高频系数的编码，极大地提高了小波系数的编码效率。此算法采用渐进式量化和嵌入式编码模式，算法复杂度低。EZW算法打破了信息处理领域长期笃信的准则：高效的压缩编码器必须通过高复杂度的算法才能获得，因此EZW编码器在数据压缩史上具有里程碑意义。
（2）SPIHT编码器[7]
由Said和Pearlman提出的分层小波树集合分割算法（SPIHT）则利用空间树分层分割方法，有效地减小了比特面上编码符号集的规模。同EZW相比，SPIHT算法构造了两种不同类型的空间零树，更好地利用了小波系数的幅值衰减规律。同EZW编码器一样，SPIHT编码器的算法复杂度低，产生的也是嵌入式比特流，但编码器的性能较EZW有很大的提高。
（3）EBCOT编码器[8]
优化截断点的嵌入块编码方法（EBCOT）首先将小波分解的每个子带分成一个个相对独立的码块，然后使用优化的分层截断算法对这些码块进行编码，产生压缩码流，结果图像的压缩码流不仅具有SNR可扩展而且具有分辨率可扩展，还可以支持图像的随机存储。比较而言，EBCOT算法的复杂度较EZW和SPIHT有所提高，其压缩性能比SPIHT略有提高。
小波图像压缩被认为是当前最有发展前途的图像压缩算法之一。小波图像压缩的研究集中在对小波系数的编码问题上。在以后的工作中，应充分考虑人眼视觉特性，进一步提高压缩比，改善图像质量。并且考虑将小波变换与其他压缩方法相结合。例如与分形图像压缩相结合是当前的一个研究热点[2]。
五、分形图像压缩
1988年，Barnsley通过实验证明分形图像压缩可以得到比经典图像编码技术高几个数量级的压缩比。1990年，Barnsley的学生A.E.Jacquin提出局部迭代函数系统理论后，使分形用于图像压缩在计算机上自动实现成为可能。
1． 分形图像压缩的原理
分形压缩主要利用自相似的特点，通过迭代函数系统（Iterated Function System, IFS）实现。其理论基础是迭代函数系统定理和拼贴定理。
分形图像压缩把原始图像分割成若干个子图像，然后每一个子图像对应一个迭代函数，子图像以迭代函数存储，迭代函数越简单，压缩比也就越大。同样解码时只要调出每一个子图像对应的迭代函数反复迭代，就可以恢复出原来的子图像，从而得到原始图像[9]。
2．几种主要分形图像编码技术[9]
随着分形图像压缩技术的发展，越来越多的算法被提出，基于分形的不同特征，可以分成以下几种主要的分形图像编码方法。
（1）尺码编码方法
尺码编码方法是基于分形几何中利用小尺度度量不规则曲线长度的方法，类似于传统的亚取样和内插方法，其主要不同之处在于尺度编码方法中引入了分形的思想，尺度 随着图像各个组成部分复杂性的不同而改变。
（2）迭代函数系统方法
迭代函数系统方法是目前研究最多、应用最广泛的一种分形压缩技术，它是一种人机交互的拼贴技术，它基于自然界图像中普遍存在的整体和局部自相关的特点，寻找这种自相关映射关系的表达式，即仿射变换，并通过存储比原图像数据量小的仿射系数，来达到压缩的目的。如果寻得的仿射变换简单而有效，那么迭代函数系统就可以达到极高的压缩比。
（3）A-E-Jacquin的分形方案
A-E-Jacquin的分形方案是一种全自动的基于块的分形图像压缩方案，它也是一个寻找映射关系的过程，但寻找的对象域是将图像分割成块之后的局部与局部的关系。在此方案中还有一部分冗余度可以去除，而且其解码图像中存在着明显的方块效应。
3．分形图像压缩的前景[2]
虽然分形图像压缩在图像压缩领域还不占主导地位，但是分形图像压缩既考虑局部与局部，又考虑局部与整体的相关性，适合于自相似或自仿射的图像压缩，而自然界中存在大量的自相似或自仿射的几何形状，因此它的适用范围很广。
六、其它压缩算法
除了以上几种常用的图像压缩方法以外，还有：NNT（数论变换）压缩、基于神经网络的压缩方法、Hibert扫描图像压缩方法、自适应多相子带压缩方法等，在此不作赘述。下面简单介绍近年来任意形状纹理编码的几种算法[10]~ [13]。
（1）形状自适应DCT（SA-DCT）算法
SA-DCT把一个任意形状可视对象分成 的图像块，对每块进行DCT变换，它实现了一个类似于形状自适应Gilge DCT[10][11]变换的有效变换，但它比Gilge DCT变换的复杂度要低。可是，SA-DCT也有缺点，它把像素推到与矩形边框的一个侧边相平齐，因此一些空域相关性可能丢失，这样再进行列DCT变换，就有较大的失真了[11][14][15]。
（2）Egger方法
Egger等人[16][17]提出了一个应用于任意形状对象的小波变换方案。在此方案中，首先将可视对象的行像素推到与边界框的右边界相平齐的位置，然后对每行的有用像素进行小波变换，接下来再进行另一方向的小波变换。此方案，充分利用了小波变换的局域特性。然而这一方案也有它的问题，例如可能引起重要的高频部分同边界部分合并，不能保证分布系数彼此之间有正确的相同相位，以及可能引起第二个方向小波分解的不连续等。
（3）形状自适应离散小波变换（SA-DWT）
Li等人提出了一种新颖的任意形状对象编码，SA-DWT编码[18]~[22]。这项技术包括SA-DWT和零树熵编码的扩展（ZTE），以及嵌入式小波编码（EZW）。SA-DWT的特点是：经过SA-DWT之后的系数个数，同原任意形状可视对象的像素个数相同；小波变换的空域相关性、区域属性以及子带之间的自相似性，在SA-DWT中都能很好表现出来；对于矩形区域，SA-DWT与传统的小波变换一样。SA-DWT编码技术的实现已经被新的多媒体编码标准MPEG-4的对于任意形状静态纹理的编码所采用。
在今后的工作中，可以充分地利用人类视觉系统对图像边缘部分较敏感的特性，尝试将图像中感兴趣的对象分割出来，对其边缘部分、内部纹理部分和对象之外的背景部分按不同的压缩比进行压缩，这样可以使压缩图像达到更大的压缩比，更加便于传输。
七、总结
图像压缩技术研究了几十年，取得了很大的成绩，但还有许多不足，值得我们进一步研究。小波图像压缩和分形图像压缩是当前研究的热点，但二者也有各自的缺点，在今后工作中，应与人眼视觉特性相结合。总之，图像压缩是一个非常有发展前途的研究领域，这一领域的突破对于我们的信息生活和通信事业的发展具有深远的影响。
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