• بازدید : 33 views
  • بدون نظر
این فایل در ۶۶صفحه قابل ویرایش تهیه شده وشامل موارد زیر است:

در اين فصل، به تكنيك‌هاي بكار رفته توسط DMBS براي پردازش، بهينه‌سازي و اجراي پرس و جوهاي سطح بالا مي‌پردازيم.  
پرس و جوي بيان شده در زبان پرس‌و جوي سطح بالا مثل SQL ابتدا بايد پويش و تجزيه . معتبر شود. پويشگر (اسكنر) علامت هر زبان، مثل لغات كليدي SQL، اساس ويژگي، و اساس رابطه، را در متن پرس و جو شناسايي مي‌كند،‌ در عوض تجربه كننده، ساختار دستوري پرس و جو را براي تعيين اينكه آيا بر طبق قوانين دستوري زبان پرس و جو تدوين مي‌شود يا خير، چك مي‌كند. پرس و جو بايد همچنين معتبر شود، با چك كردن اينكه تمام اسامي رابطه و ويژگي معتبر هستند و اسامي معني‌دار در طرح پايگاه اطلاعاتي ويژها‌ي پرس و جو مي‌شوند. نمونه داخلي پرس و جو ايجاد مي‌شود،‌‌ كه تحت عنوان ساختار داده‌هاي درختي بنام درخت پرس و جو مي‌باشد
تصوير ۱۸۰۱، مراحل مختلف پردازش پرس و جوي سطح بالا را نشان مي‌دهد. قطعه بر نامه بهينه‌ساز پرس وجو، وظيفه ايجاد طرح اجرايي را بعهده دارد و ژنراتور (توليد كننده) كه ، كد را براي اجراي آن طرح ايجاد مي‌كند. پردازنده پايگاه اطلاعاتي زمان اجرا وظيفه اجراي كه پرس و جو را بعهده دارد،‌ خواه در وضعيت كامپايل شده يا تفسير شده جهت ايجاد نتيجه پرس و جو. اگر خطاي زمان اجرا نتيجه شود،‌ پيام خطا توسط پايگاه اطلاعاتي زمان اجرا ايجاد مي‌شود. 
اصطلاح بهينه‌سازي نام بي مسمايي است چون در بعضي موارد،‌ طرح اجرايي انتخاب شده، استراتژي بهينه نمي‌باشد، آن فقط استراتژي كارآمد معقول براي اجراي پرس و جو است. يافتن استراتژي بهينه، ضامن صرف زمان زيادي است، بجز براي ساده‌ترين پرس و جوها،‌ ممكن است به اطلاعاتي روي چگونگي اجراي فايل‌ها در فهرست‌هاي فايل‌ها، اطلاعاتي كه ممكن است كاملاً در كاتالوگ DBMS در دسترس نباشد، نياز باشد. از اينرو،‌ برنامه‌ريزي استراتژي اجرا ممكن است توصيف درست‌تري نسبت به بهينه‌سازي پرس و جو باشد. 
براي زبانهاي پايگاه اطلاعاتي (دريايي) جهت‌يابي در سطح پايينتر در سيستم‌هاي قانوني، مثل شبكه DML شبكه‌اي يا MOML سلسله مراتبي،‌ برنامه نويس بايد، استراتي اجراي پذيرش و جو را انتخاب كند ضمن اينكه برنامه پايگاه اطلاعاتي را مي‌نويسد. اگر DBMS فقط زيان جهت‌يابي را ارائه دهد. فرصت و نياز محدودي براي بهينه‌سازي پرس وجوي وسيع توسط DBMS وجود دارد، در عوض به برنامه نويس قابليت انتخاب استراتژي اجرايي بهينه ارائه مي‌شود. بعبارت ديگر، زبان پرس و جو در سطح بالا، مثل SQL  براي DBMSهاي رابطه‌اي يا OQL براي DBMS‌هاي مقصد،‌ در ماهيت تفريطي‌تر است. چون آنچه نتايج مورد نظر پرس و جو است بغير از شناسايي جزئيات چگونگي بدست آمدن نتيجه،‌ را تعيين مي‌كند. بهينه‌سازي پرس و جو براي پرس و جوهايي ضروي است كه در زبان پرس و جوي سطح بالا تعيين مي شوند. ما روي توصيف بهينه‌سازي پرس و جو در زمينه ROBMS تمركز مي‌كنيم چون بسياري از تكنيك‌هايي كه توصيف مي‌ كنيم براي، براي ODBMSها تطبيق يافته‌اند. DBMS رابطه‌اي بايد استراتژيهاي اجراي پرس و جوي ديگري را ارزيابي كند و استراتژي بهينه يا كارآمد معقولي را انتخاب كند. هر DBMS ،‌ تعدادي الگاريتم دسترسي به پايگاه اطلاعاتي كلي دارد كه علامتهاي رابطه‌اي مثل SELECT يا JOIN يا تركيبي از اين عمليات ‌ها را اجرا مي‌كند. تنها استراتژيهاي اجرايي كه مي‌توانند توسط الگاريتم‌هاي دسترسي DBMS اجرا شوند و براي طراحي پايگاه اطلاعاتي فيزيكي ويژه و پرس و جوي خاص بكار روند،‌ مي‌توانند توسط قطعه برنامه بهينه‌سازي پرس و جو در نظر گرفته شوند. 
ما در بخش ۱۸۰۱ با بحث كلي چگونگي ترجمه پرس و جوهاي SQL به پرس و جوهاي جبري رابطه‌اي و در بهينه‌شدن آنها كار را شروع مي‌كنيم. بعد ما روي الگاريتم‌ها براي اجراي عمليات‌هاي رابطه‌اي در بخش ۱۸۰۲ بحث مي‌كنيم. بدنبال اين مطلب، بررسي از استراتژيهاي بهينه‌سازي پرس و جو را ارائه مي‌دهيم. دو تكنيك اصلي براي اجراي بهينه‌‌سازي پرس و جو وجود دارد. اولين تكنيك بر اساس قوانين ذهني جهت ترتيب دادن عمليات‌ها در استراتژي اجراي پرس و جو مي‌باشد. ذهن قانوني است كه بخوبي در اكثر موارد عمل مي‌كند ولي براي كار مناسب در هر مورد كنش تضمين نمي‌شود. قوانين عمليات‌ها را در درخت پرس وجو مجدداً ترتيب مي‌دهند. دومين تكنيك شامل برآورد هزينه استراتژيهاي اجراي متفاوت و انتخاب طرح اجرايي با پايين‌ترين هزينه برآورد است. دو تكنيك معمولاً در بهينه ساز پرس و جو (باهم تركيب مي‌شوند) بهم ملحق مي‌گردند. ما روي بهينه‌سازي ذهني در بخش ۱۸۰۳ و برآورد هزينه در بخش ۱۸۰۴ بحث مي‌كنيم. بعد بررسي مختصري از عوامل در نظر گرفته شده در طول بهينه‌سازي پرس و جو در RDBMS بازرگاني ORACLL= در بخش ۱۸۰۵ را ارائه مي‌دهيم. بخش ۱۸۰۶،‌ نوعي بهينه‌سازي پرس و جوي معنايي را ارائه مي‌دهد كه در آن محدوديت‌هاي شناخته شده براي پرداختن به استراتژيهاي اجرايي پرس و جوي كارآمد استفاده مي‌شوند. 
۱۸۰۱ – ترجمه پرس و جوهاي SQL به پرس و جوهاي رابطه‌اي: 
در عمل، SQL زبان پرس وجويي است كه در اكثر RDBMS ‌هاي بازرگاني استفاده مي‌شود. پرس وجوي SQL ، ابتدا به عبارت جبري رابطه‌اي توسعه يافته معادل،‌ نمايانگر ساختار داروهاي درخت پرس و جو، ترجمه مي‌شود و بعد بهينه‌سازي مي‌شود. پرس و جوهاي SQL به بلوكهاي پرس و جو تجزيه مي‌شوند،‌ كه واحدهاي اساسي را تشكيل مي‌دهند كه مي‌توانند به عملكردهاي جبري ترجمه شوند و بهينه‌سازي شوند. بلوك پرس و جو شامل عبارت SELECT- FROM-WHERE تكي و بندهاي Groop By و HAVING است چنانچه اين‌ها بخشي از بلوك باشند. از اينرو،‌ پرس و جوهاي تو در تو در پرس و جو بعنوان بلوكهاي پرس و جوي مجزا شناسايي مي‌شوند. چون SQL شامل عملكردهاي گروهي، مثل MAX ،‌ COUNT,SUM مي‌باشد، اين عملگرها بايد در پرس و جوي جبري توسعه يافته‌اي شامل شوند، همانطوريكه در بخش ۷۰۵ توصيف شد. پرس و جوي SQL در رابطه EMPLOEE در تصوير ۷۰۵ را در نظر بگيريد: 
اين پرس و جو شامل، پرس و جوي فرعي تو در تو است و از اينرو به دو بلوك تجزيه مي‌شود. بلوك دروني بدين صورت است: 
و بلوك بيروني بدين صورت مي باشد: 
كه C نمايانگر نتيجه حاصله از بلوك دروني است. بلوك دروني به عبارت جبري رابطه‌اي توسعه يافته زير ترجمه شده است: 
و بلوك بيروني به عبارت زير  ترجمه شده است: 
بهينه‌ساز پرس و جو، طرح اجرايي را براي هر بلوك انتخاب مي‌كند. ما بايد اشاره كنيم به در مثال فوق، بلوك دروني نياز به ارزيابي شدن دارد تنها زماني كه، حداكثرحقوقي كه بعكار مي‌رود كه بعنوان ثابت C، توسط بلوك بيروني استفاده مي‌شود. ما اينرو پرس و جوي تودرتوي غيرمرتبط ناميديم (در فصل ۸). آن براي بهينه‌سازي پرس و جوهاي تو در توي مرتبط پيچيده‌تر، خيلي سخت‌تر است، جايي كه متغير Tuple از بلوك بيروني در بند WHERE در بلوك دروني ظاهر مي‌شود. 
۱۸۰۲- الگاريتم هاي انساني براي اجراي عملياتهاي پرس و جو: 
RDBMS شامل الگاريتم‌هايي براي اجراي انواع مختلف عملياتهاي رابطه‌‌اي است كه مي‌توانند در استراتژي اجراي پرس و جو نمايان شوند، اين عمليات‌ها شامل عملياتهاي جبري بيسيك (اصلي) و توسعه يافته مورد بحث در فصل ۷ ، و در بسياري موارد، الحاقاتي از اين عمليات‌ها مي‌باشد. براي هر يك از اين عمليات ها يا الحاقي از عمليات‌ها، يك يا چند الگاريتم براي اجراي عمليات‌ها در دسترس قرار دارند. الگاريتم ممكن است فقط براي ساختارهاي ذخيره خاص مسيرهاي دستيابي بكار روند، در اينصورت ،‌ تنها در صورتي استفاده مي‌شود كه فايل هاي موجود در عمليات شامل اين مسيرهاي دستيابي هستند. در اين بخش، ما به الگاريتم‌هاي نمونه بكار رفته براي اجراي SEKECT ، JOIN و ديگر عملياتهاي رابطه‌اي مي‌پردازيم. ما بحث مرتب كردن خارجي را در بخش ۱۸۰۲۰۱ آغاز مي‌كنيم كه در قلب عملياتهاي رابطه‌اي قرار دارد كه از استراتژيهاي ادغام كردن به مرتب كردن استفاده مي‌كند. بعد ما به الگاريتم‌هايي براي اجراي عمليات SELECT در بخش ۱۸۰۲۰۲ مي‌پردازيم،‌ به عمليات ‌JOIN در بخش ۱۸۰۲۰۳ و عمليات PRIJECT و عملياتهاي مجموعه در بخش IE 1802 و عمليات‌هاي گروهي و جمعي در بخش ۲ .۲ . ۱۸ مي‌پردازيم. 
۱٫ ۲٫ ۱۸- مرتب كردن خارجي: 
مرتب كردن، يكي از الگاريتم‌هاي اوليه بكار رفته در پردازش پرس و جو است. براي مثال، ‌به هر وقت پرس و جوي SQL ، بعد ORDER BY را تعيين مي‌كند، نتيجه پرس و جو بايد مرتب گردد. مرتب كردن، مؤلفه كليدي در الگاريتم‌هاي مرتب كردن- ادغام كردن (مرتب-ادغام) بكار رفته براي Join و عملياتهاي ديگر، دور الگاريتم‌هاي حذف كپي براي عمليات PROYECT است. ما روي بعضي از اين الگاريتم‌ها در بخش‌ ۳٫ ۲٫ ۱۸ و ۴٫ ۰۲ ۱۸ بحث خواهيم كرد. توجه كنيد كه مرتب كردن در صورتي كه اجتناب مي‌شود كه شاخص مناسب براي امكان دسترسي مرتب شده به ثبت‌ها وجود دارد. 
مرتب كردن خارجي به الگاريتم‌هاي مرتب كردن اشاره مي‌كند كه براي فايل هاي بزرگ ثبت ‌هاي ذخيره شده روي ديسك مناسب هستند كه در حافظه اصلي، مثل اكثر فايل هاي پايگاه اطلاعاتي تناسب نمي‌‌يابد. الگاريتم‌ مرتب كردن خارجي نمونه از استراتژي مرتب- ادغام استفاده مي‌كند، كه با مرتب كردن- فايل‌هاي فرعي كوچك بنام اجراها در فايل اصلي شروع مي‌شود و بعد اجراها مرتب شده ادغام مي‌شوند،‌‍ فايل‌هاي فرعي مرتب شده بزرگتري ايجاد مي‌شوند كه بترتيب ادغام مي‌شوند. الگاريتم ادغام –مرتب،‌ مثل ديگر الگاريتم هاي پايگاه اطلاعاتي به فاضي بافر در حافظه اصلي نياز دارد،‌ جايي كه مرتب كردن واقعي و ادغام اجراها انجام مي‌ شود. الگاريتم اصلي (سيبك) شرح داده شده در تصوير ۱۸۰۲ ، شامل دو مرحله است: (۱) فاز يا مرحله مرتب كردن و (۲) مرحله ادغام.
در مرحله مرتب كردن، اجراهاي فايلي كه مي‌تواند در فضاي باز موجود تناسب يابد در حافظه اصلي خوانده مي‌شوند و با استفاده از الگاريتم مرتب كردن داخلي مرتب مي‌شود عقب ديسك بعنوان فايل‌هاي فرعي مرتب شده متوفي نوشته مي‌شود. اندازه اجرا و تعداد اجراهاي آغازين   توسط تعداد بلوكهاي فايل (b) و فضاي بافر موجود (NB) بيان مي‌شود. براي مثال اگر   بلوكو اندازه قايل ۱۰۲۴=b  بلوك باشد،‌ بعد   يا ۲۰۵ اجراي آغازين در هر اندازه ۵ بلوك  است. از اينرو، بعد از مرحله مرتب كردن، ۲۰۵ اجراي مرتب شده بعنوان فايل‌هاي فرعي موقتي روي ديسك ذخيره مي‌شوند. اجراي مرتب شده بعنوان فايل‌هاي فرعي موقتي و روي ديسك ذخيره مي‌شوند. 
  • بازدید : 43 views
  • بدون نظر
دانلود کمک پایان نامه با موضوع پردازش تصاویر رقمی که شامل ۲۱ صفحه و بشرح زیر است :
نوع فایل : Word

چکیده و مقدمه : در پردازش تصاوير رقمي معمولا“از شيوه هاي كه به شكل الگوريتم بيان مي شود استفاده مي گرددبنابراين غير از تصويربرداري و نمايش تصوير مي توان اغلب عمليات پردازش تصوير را با نرم افزار  اجرا كرد تنها علت استفاده از سخت افزار ويژه پردازش تصوير نياز به سرعت بالا دربعضي كاربردها و يا غلبه بر بعضي محدوديت هاي اساسي رايانه است.مثلا“يك كاربرد مهم از تصويربرداري رقمي ؛ريزبيني درنوركم است براي كاهش نويز تصوير بايد چند متوسط گيري روي تصاوير متوالي با نرخ قالب(غالبا“۳۰قاب در ثانيه)انجام شود.شاختار بزرگراه در غالب رايانه ها جز چند رايانه بسيار كارآمد نمي تواند به سرعت داده مورد نيازبراي اجراي اين عمل دست يابد بنابراين  سامانه هاي پردازش تصوير امروزي تركيبي از رايانه هاي متداول و سخت افزارهاي ويژه پردازش تصوير است كه كارهمه آنها به وسيله نرم افزار در حال اجرا روي رايانه اصلي هدايت مي شود.

فهرست محتوا

پردازش
مخابرات
نمايش 
فشرده سازي تصوير
مباني
مدلهاي فشرده سازي تصوير
رمزگزار ورمزبردار منبع
رمزگذارورمزبردار كانال 
فشرده سازي بدون خطا
رمزنگاري طول متغير
رمزنگاري هافمن
رمزگذاري حسابي
رمز نگاري بيت-صفحه اي
رمزنگاري ناحيه ثابت
استانداردهاي فشرده سازي تصوير
فشرده سازي يك بعدي 
فشرده سازي دوبعدي
فشرده سازي تصاوير تكرنگ و رنگي دنباله اي 
پردازش تصوير رنگي
مباني رنگ
مدلهاي رنگ
مدل رنگRGB
مدل رنگ CMY
مدل رنگ YIQ
مدل رنگ HIS
پردازش تصوير تمام رنگي
ارتقا با استفاده ازمدلHSI
  • بازدید : 67 views
  • بدون نظر

دانلود کمک پایان نامه منطق فازی که در مجموع شامل ۸۹ صفحه و مشتمل بخش های زیر است :

فرمت فایل : Word

بخش اول :

مقدمه

منطق فازی

متغیر های زبان شناختی :

اجزای ابتدایی و اصول اولیه  تئوری مجموعه فازی :

کاربرد فازی در پزشکی

بخش دوم

سیستم های فازی چگونه سیستم هایی هستند؟

مشکلات عمده سیستم فازی TSK

سیستم های فازی کجا و چگونه استفاده می شوند؟

·         ماشین شستشوی فازی:

·         تثبیت کننده تصویر دیجیتال :

·         کنترل فازی کوره سیمان :

·         کنترل فازی قطار زیرزمینی :

بخش سوم

مقدمه

منطق هاي چند ارزشي ياmultivalued logics

منطق سه ارزشي

جدول(۱) نفي سه – ارزشي

جدول (۲) رفتارادات پنجگانه در منطق هاي سه – ارزشي گوناگون

از منطق هاي سه ارزشي روي تاتولوژي

منطقهاي n – ارزشي

قضاياي فازي

قضاياي فازي را مي توان به چهار دسته

سورهاي فازي

قيود زباني

بيان نقش سور كيفي درستي

استدلال تقريبي

بخش چهارم

تاریخچه منطق فازی

چرا سیستم‌های فازی:

تفکربازی تفکر رباتهای آینده

كاربرد منطق فازي در تحليل گزاره‌هاي ديني

منطق فازي در گزاره‌هاي دين

منطق فازي و دانشمندي بنام پرفسور لطفي زاده

تئوري منطق فازي در يك نگاه

انیشتین:

کاربرد ها

ماشين‌هاي لباسشويي و ظرفشویی

جاروبرقی

سیستم ترمز ABS

شبکه مونوریل (قطار تک ریل) توکیو

آسانسورها

سیستم های تهویه هوا

تشخیص الگوها (Pattern Recognition)

سیستم‌های تشخیص گفتار و پردازش تصویر

هوش مصنوعی

و…………….

  • بازدید : 40 views
  • بدون نظر

این فایل در ۱۷صفحه قابل ویرایش تهیه شده وشامل موارد زیر سات:


در پردازش تصاوير رقمي معمولا“از شيوه هاي كه به شكل الگوريتم بيان مي شود استفاده مي گرددبنابراين غير از تصويربرداري و نمايش تصوير مي توان اغلب عمليات پردازش تصوير را با نرم افزار  اجرا كرد تنها علت استفاده از سخت افزار ويژه پردازش تصوير نياز به سرعت بالا دربعضي كاربردها و يا غلبه بر بعضي محدوديت هاي اساسي رايانه است.مثلا“يك كاربرد مهم از تصويربرداري رقمي ؛ريزبيني درنوركم است براي كاهش نويز تصوير بايد چند متوسط گيري روي تصاوير متوالي با نرخ قالب(غالبا“۳۰قاب در ثانيه)انجام شود.شاختار بزرگراه در غالب رايانه ها جز چند رايانه بسيار كارآمد نمي تواند به سرعت داده مورد نيازبراي اجراي اين عمل دست يابد بنابراين  سامانه هاي پردازش تصوير امروزي تركيبي از رايانه هاي متداول و سخت افزارهاي ويژه پردازش تصوير است كه كارهمه آنها به وسيله نرم افزار در حال اجرا روي رايانه اصلي هدايت مي شود
مدلهاي متعدد سامانه هاي پردازش تصوير كه در حدود نيمه دهه ۸۰در سراسر دنيا به فروش رسيد وسايل جانبي نسبتا“بزرگي بود كه به رايانه هاي ميزبان با همان بزرگي متصل مي شد.درانتهاي دهه ۸۰و ابتداي دهه ۹۰سخت افزارهاي تجاري پردازش تصوير به شكل بردهاي تكي كه براي سازگاري با بزرگراه هاي استاندارد صنعتي و انطباق با كارگاه هاي كوچك مهندسي و رايانه هاي شخصي طراحي شده بود تغيير يافت .اين تغيير علاوه بركاهش هزينه ها يكي از عوامل تاسيس شركت هاي زيادي با تخصص توليد نرم افزار پردازش تصوير بود.
گرچه هنوز هم سامانه هاي پردازش تصوير بزرگ براي كاربردهاي نظير پردازش تصاوير ماهواره اي به فروش مي رسندحركت به سوي كوچك سازي وايجاد رايانه هاي كوچك همه منظوره كه به سخت افزار پردازش تصوير مجهز است همچنان ادامه دارد.سخت افزار لصلي تصويربرداري كه به اين رايانه ها افزوده مي شود تركيبي از يك ((رقمي ساز و بافرقاب ))براي رقمي سازي و ذخيره موقت تصوير يك ((واحد محاسبه و منطق))(ALU)براي اجراي عمليات حسابي ومنطقي درنرخ قاب و يك يا چند((بافرقاب))براي دستيابي سريع به داده هاي تصوير در طول پردازش است.امروزه مي توان نرم افزارهاي پردازش تصويرفراهم مي شود وسايل نمايش و نرم افزارهاي كارآمد پردازش كلمه و توليد گزارش ارائه نتايج را تسهيل مي كند اغلب نتايج به دست آمده با چنين سامانه هايي به بردهاي پردازش تصوير سريع و خاصي كه بابزرگراه مورد استفاده سازگارند انتقال مي يابد.
يكي از مشخصه هاي علم پردازش تصويرعدم استفاده از يك راه حل براي كاربردهاي متفاوت است بنابراين فنوني كه دريك مورد خوب كار مي كنند ممكن است در ديگري كاملا“ضعيف باشند تنها فايده وجود سخت افزار قوي ونرم افزارپايه درحال حاضر اين است كه نقطه شروع كار نسبت به يك دهه پيش  بسيار پيشرفته تر (وبازار صرفا“كسري از هزينه آن موقع)مي باشد.به طوركلي هنوز هم پيدا كردن راه حل واقعي براي يك مساله خاص نيازمند تحقيق و توسعه فراوان است مباحثي كه درفصول بعدي مطرح مي شود فقط براي اين نوع فعاليت ها ابزارهايي را ارائه مي كند.

مخابرات
استفاده ازمخابرات در پردازش تصوير رقمي معمولا“درمورد ارسال داده هاي تصويري است و اغلب شامل مخابره محلي بين رسانه هاي پردازش تصوير ومخابره را دور از يك نقطه به نقطه ديگر مي باشدبراي اغلب رايانه ها سخت افزار ونرم افزار مخابره محلي به آساني در دسترس است بيشتر كتب راجع به شبكه هاي رايانه اي به روشني توافق هاي مخابره استاندارد را توضيح مي دهند.
اگرداده هاي تصويري فشرده نشده در فواصل طولاني مخابره شوند مشكل جدي تري ايجاد مي شود تاكنون بايد اين موضوع روشن شده باشد كه تصاوير رقمي حاوي مقادير بزرگي از داده ها هستند اما يك خط تلفن صوتي حداكثر مي تواند۹۶۰۰بيت بر ثانيه را انتقال دهد؛بنابراين ارسال يك تصوير ۸بيتي ۵۱۲×۵۱۲با اين نرخ بيت تقريبا“پنج دقيقه طول مي كشد.ارتباط بيسيم با استفاده از ايستگاه هاي مياني نظير ماهواره ها بسيار سريعتر است گرچه هزينه بيشتري دارد نكته اين است كه دربسياري مواقع ارسال تصاوير كامل درفواصل طولاني مورد نياز است درفصل ۶نشان خواهيم داد كه فشرده سازي وافشرده سازي و (انبساط)داده ها نقش اصلي را در حل اين مشكل بر عهده دارد.

نمايش 
نمايشگرهاي تك رنگ و رنگي تلويزيوني ابزار اصلي نمايش درسيستم هاي پردازش تصوير امروزي است نمايشگرها با خروجي هاي واحد سخت افزاري نمايش تصوير كه در برد اصلي رايانه ميزبان قرارداد ويابخشي از سخت افزارپردازشگر تصويري مي باشد راه اندازي مي شود همچنين مي توان سيگنالهاي خروجي ازواحد نمايش رابه يك وسيله ثبت تصوير داد تاتصويري چاپي (اسلايد؛عكس ياورق شفاف)ازآنچه روي نمايشگر ديده مي شود توليد كند لامپ هاي اشعه كاتدي (CRT)بادستيابي تصادفي و دستگاه هاي چاپ نيز به عنوان وسايل نمايش استفاده مي شود.
درنمايشگر هاي CRTرايانه با توليد سيگنال هاي راه انداز مورد نياز محل اشعه الكتروني را در هر لحظه معين مي كند تاتصوير ايجاد شود.درهرنقطه يك ولتاژكه متناسب با مقدار روشنايي نقطه متناظر درآرايه عددي است شدت پرتو رامدوله مي كند مقدار شدت پرتو حاصل بين صفر براي نقاط سياه تا مقدار بيشينه براي نقاط سفيد متغير است يك دوربين عكاسي كه روي صفحه CRTمتمركز است الگوي نوري باشدت متغير حاصل را ظبط مي كند.
وسايل چاپ تصوير اغلب براي پردازش تصوير با تفكيك پايين مفيد است يك روش ساده براي توليد تصاوير خاكستري روي كاغذ استفاده از قابليت چند ضربه اي چاپگر خطي استاندارد است.
مي توان با تعداد و چگالي نويسه هاي روي هم چاپ شده درهرنقطه تصوير سطح خاكستري آن نقطه را تنظيم نمود.باانتخاب مناسب مجموعه نويسه ها مي توان با يك برنامه رايانه اي ساده و نويسه هاي نسبتا“كم به توزيع هاي خوب سطح خاكستري دست يافت.ضميمه الف حاوي مثالهايي از اين روش است چند وسيله متداول ديگر براي ثبت تصوير روي كاغذ چاپگرهاي ليزري وسايل داراي كاغذ حساس به حرارت و دستگاه هاي جوهر افشان است.

فشرده سازي تصوير
وقتي براي توليد يك تصوير رقمي ؛تابع شدت نور دوبعدي متناظر نمونه برداري و چندي مي شودمقادير بي شماري ((داده))توليد مي گردد.درواقع مقدار داده هاي توليد شده ممكن است آنقدر بزرگ باشد كه ذخيره سازي ؛پردازش ومخابره آن غير عملي باشد.درچنين حالاتي به نمايش هايي غير از نمونه برداري دوبعدي و چندي سازي ساده نياز است به عنوان مثال براي نمايش دايره المعارف Encyclopaedie Britannice درشكل رقمي بيش از ۲۵ گيگابايت (۱۰×۲۵بايت)داده مورد نياز است.
فشرده سازي تصوير به موضوع كاهش مقدار داده هاي مورد نياز براي نمايش تصوير رقمي مي پردازد.اساس فرآيندكاهش حذف داده هاي زايد است از نقطه نظر رياضي اين فرآيند معادل تبديل يك آرايه پيكسلي دوبعدي به يك مجموعه داده ناهمبسته آماري است كه معمولا“اين تبديل قبل از ذخيره سازي يا ارسال تصوير انجام مي شود.تصوير فشرده در زماني ديگر يا در مقصد وافشرده مي شود تا تصوير اوليه با تقريبي ازآن بازسازي شود.
توجه به فشرده سازي تصوير بيش از۲۵سال سابقه دارد در ابتدا تحقيقات در اين موضوع روي توسعه روش هاي آنالوگ براي كاهش عرض باند ارسال ويديو كه فشرده سازي عرض باند خوانده مي شود متمركز بود گرچه اختراع رايانه هاي رقمي و بدنبال آن توسعه مدارهاي مجتمع پيشرفته باعث شد كه توجه از روش هاي فشرده سازي آنالوگ به روش هاي رقمي معطوف شود اخيرا“با پذيرش جهاني چند استاندارد فشرده سازي تصوير زمينه رشد اين موضوع از طريق كاربرد عملي كارهاي نظري شروع شده از دهه ۱۹۴۰فراهم گرديد شانون و همكارانش در اين دهه براي اولين بار روابط احتمالاتي را براي ميزان اطلاعات و نمايش ارسال و فشرده سازي داده ها بيان كردند.
نياز به فشرده سازي تصوير درطول سال هاي اخير بتدريج رشد كرده است به طوري كه اكنون اين مبحث به عنوان يك ((فناوري فعال ساز))شناخته مي شود.به عنوان مثال همواره فشرده سازي تصوير در افزايش محاسبات چند رسانه اي (يعني استفاده از رايانه هاي رقمي در چاپ و نشر و توليد و توزيع ويديو)بسيار موثر بوده وهست.بعلاوه ؛فشرده سازي تصوير ؛فناوري 
كار باتفكيك مكاني افزايش يافته در حسگرهاي تصوير بردار امروزي واستاندارد هاي درحال تكامل پخش تلويزيون است گذشته از اين فشرده سازي تصوير نقش خيلي مهمي در بسياري از كاربردهاي مهم و گوناگون شامل گردهمايي تصويري از راه دور ؛سنجش از راه دور(استفاده از تصويربرداري ماهواره اي در كاربردهاي هوايي وسايركاربردهاي زميني )تصويربرداري اسناد تصوير برداري پزشكي ؛ارسال دورنگار و كنترل وسايل هدايت از راه دور دركاربردهاي نظامي ؛فضايي ومواد زائد خطرناك بازي مي كند خلاصه اين كه تعداد روبه افزايشي ازكاربردها به پردازش ذخيره سازي و ارسال پر بازده تصاوير دودويي خاكستري يا رنگي نياز دارند.

مباني
عبارت فشرده سازي داده به فرآيند كاهش مقدار داده هاي مورد نياز براي بيان يك مقدار معين از اطلاعات اشاره مي كند تفاوت آشكار بين داده و اطلاعات هستند وازمقادير متفاوتي داده مي توان براي نمايش يك مقدار ثابت اطلاعات استفاده كرد يك مثال آن حالتي است كه فرد ((پرحرف))ويك فرد ((كم حرف))هردو بخواهند يك داستان را تعريف كنند دراين مورد اطلاعات مورد علاقه داستان است و كلمات داده هاي مورد استفاده براي بيان اطلاعات هستند.اگر اين دونفر تعداد متفاوتي از كلمات را براي تعريف داستان به كاربرند دونسخه متفاوت از داستان ايجاد مي شود و حداقل يكي از دونقل داراي داده هاي غيرضروري است يعني داراي داده ها (باكلماتي)است كه ياهيچ اطلاعات مرتبطي را ارائه نمي كنند يا فقط چيزهايي را كه قبلا“معلوم بوده اند دوباره بيان مي كنند.بنابراين گفته مي شودكه اين نقل ؛افزونگي داده دارد.افزونگي داده مهمترين مورد در فشرده سازي تصوير رقمي است.

مدلهاي فشرده سازي تصوير
سامانه هاي عملي فشرده سازي تصوير معمولا“ازتركيب اين روش ها بوجود مي آيند.دراين بخش مشخصات كلي چنين سامانه اي رابررسي مي كنيم و يك الگوي كلي براي نمايش آن ارائه مي نماييم.
همانطوركه شكل يك نشان مي دهد يك سامانه فشرده سازي تصويرداراي دوبلوك ساختاري جداگانه است يك رمز گذار و يك رمزبردارتصوير ورودي (x-y)fبازسازي مي شود.درحالت كلي ممكن است (x-y)fنسخه دوم دقيقي از
(x-y)fباشديانباشد.درحالت مثبت ؛سامانه بدون خطا يا نگهدار اطلاعات است اگر چنين نباشد مقداري اعوجاج درتصوير بازسازي شده وجود دارد.
رمزگذار ورمزبردار هردو داراي دوتابع يازير بلوك نسبتا“مستقل هستند.رمزگذار از رمزگذار منبع كه افزونگي هاي ورودي را حذف مي كند ورمزگذار كانال كه امنيت نويز خروجي رمزگذار منبع را افزايش مي دهد تشكيل مي شود همان طور كه انتظار مي رود رمز بردار نيز شامل يك رمزبردار كانال و به دنبال آن يك رمزبردار منبع است. اگر كانال بين رمزگذار و رمزبردار بدون نويز باشد(درمعرض خطا نباشد)رمزگذار و رمزبردار كانال حذف مي شوند ورمزگذار و رمزبردار كلي بترتيب معادل رمزگذار و رمزبردار منبع مي شوند.

رمزگزار ورمزبردار منبع
رمزگذار منبع مسؤول كاهش ياحذف هريك ازافزونگي هاي رمزنگاري ؛بين پيكسلي يا روان بصري در تصوير ورودي است كاربرد مورد نظر وميزان كيفيت مورد نياز تصوير بهترين روش رمزگذاري را تعيين مي كند معمولا“اين فرآيندرامي توان با دنباله ي از سه عمل مستقل مدل نمود.همانطور كه (الف)نشان مي دهد هريك از اعمال براي كاهش يكي از سه نوع افزونگي مشروح طراحي مي شوند شكل۲رمزبردار منبع متناظر آن رانشان مي دهد.
درمرحله اول فرآيند رمزگذاري منبع نگاشت گر داده هاي ورودي را به يك قالب (معمولا“غير بصري)كه براي كاهش افزونگي هاي بين پيكسلي تصوير ورودي طراحي شده است ؛تبديل مي كند.اين عمل درحالت كلي معكوس پذير است و ممكن است مقدار داده مورد نياز براي نمايش تصوير را كاهش بدهد ياندهد.رمزنگاري طول دنباله (RL)(بخش هاي۲٫۱٫۶و۲٫۴٫۶)مثالي از يك نگاشت است كه درمرحله اول فرآيند كلي رمزگذاري منبع باعث فشرده سازي داده ها مي شودونمايش تصويربوسيله مجموعه اي از ضرايب تبديل مثالي ازحالت مخالف است دراين حالت نگاشت گر تصوير را به آرايه اي از ضرايب تبديل مي نمايد تا افزونگي هاي بين پيكسلي آن براي فشرده سازي درمراحل بعدي رمزگذاري قابل دسترس تر بشوند.

رمزگذارورمزبردار كانال 
وقتي كانال شكل نويزدار يا درمعرض خطا باشد رمزگذار ورمزبرداركانال نقش مهمي درفرآيند كلي رمزگذاري –رمزبرداري بازي مي كنند اين دوبلوك براي كاهش اثر نويز كانال بوسيله افزودن يك شكل كنترل شده از افزونگي به داده هاي رمز شده منبع طراحي مي شوند گرچه خروجي رمزگذار منبع مقدار كمي افزونگي دارد اما بدون اضافه شدن افزونگي كنترل شده فوق اين خروجي نسبت به نويز انتقال بسيار حساس خواهد بود.
يكي از مفيدترين روش هاي رمزگذاري كانال بوسيله همينگ (۱۹۵۰)طراحي شد اين روش بر اساس افزودن بيت هاي كافي به داده هايي كه رمز مي شوند مي باشد طوري كه اطمينان مي دهد به ميزان حداقل لازم بين كلمات رمز معتبر تفاوت (فاصله)وجود داردبراي مثال همينگ نشان داد كه اگر ۳بيت افزونگي به يك كلمه ۴بيتي اضافه شود طوري كه فاصله بين هردو كلمه رمز معتبر ۳باشد تمام خطاهاي يك بيتي رامي توان كشف و تصحيح كرد(با افزودن بيت هاي افزونگي بيشتر مي توان خطاهاي چند بيتي را كشف و يا تصحيح كرد.)

فشرده سازي بدون خطا 
دركاربردهاي متعددي فشرده سازي بدون خطا تنهاوسيله مناسب براي كاهش داده ها است يكي از اين كاربردها بايگاني اسناد پزشكي يا تجاري مي باشدكه درآنها معمولا“به دلايل قانوني فشرده سازي با اتلاف ممنوع است كاربر ديگر پردازش تصاوير دريافتي ازLANDSATاست كه دراين مورد نوع استفاده وهزينه جمع آوري داده ها هر اتلافي را نامطلوب مي سازد.كاربر ديگر پرتونگاري رقمي است كه اتلاف اطلاعات مي تواند دقت تشخيص را به مخاطره اندازد.دراين موارد و موارد ديگر كاربرد مورد نظر و طبيعت تصاوير مورد بررسي نياز به فشرده سازي بدون خطا را مطرح مي سازند.
دراين بخش برروي روش هاي اصلي فشرده سازي بدون خطا كه اكنون استفاده مي شوند.متمركز مي شويم اين روش معمولا“نسبت هاي فشرده سازي بين ۲تا ۱۰را فراهم مي آورندگذشته از اين كاربرد يكساني درتصاوير دودويي و خاكستري دارند.همان طور كه نشان داده شد روش هاي فشرده سازي بدون خطا معمولا“تركيبي از دوعمل نسبتا“مستقل هستند:۱-طرح يك نمايش ديگر از تصويري كه افزونگي هاي پيكسلي آن بايد كاهش يابند۲-رمزنگاري اين نمايش طوري كه افزونگي هاي رمزنگاري حذف شوند اين مراحل متناظر با مراحل نگاشت ورمزنگاري نماد در مدل رمزگذاري منبع هستند.

رمزنگاري طول متغير
ساده ترين روش فشرده سازي بدون خطاي تصوير اين است كه فقط افزونگي رمزنگاري را كاهش دهيم معمولا“در رمزنگاري دودويي طبيعي سطوح خاكستري تصوير افزونگي رمزنگاري وجود دارد مي توان با رمزنگاري سطوح خاكستري طوري كه معادله حداقل شود افزونگي هاي رمزنگاري راحذف نمود انجام اين كار نيازمند استفاده از يك رمزطول متغير كه كوتاه ترين كلمات رمزممكن رابه متحمل ترين سطوح خاكستري نسبت دهد مي باشد دراينجا چند روش بهينه و نزديك بهينه براي ايجاد چنين رمزي را بررسي مي كنيم روابط اين روش هابه زبان نظريه اطلاعات نوشته مي شوند.نمادهاي منبع در عمل ممكن است خود سطوح خاكستري تصوير يا خروجي يك نگاشت سطح خاكستري (مثلا“تفاضل پيكسل ها ؛طول دنباله هاي ثابت و غيره)

رمزنگاري هافمن
متداول ترين روش براي حذف افزونگي رمزنگاري هافمن است(Huffman[1951])هنگام رمزنگاري تك به تك نمادهاي يك منبع اطلاعات رمزنگاري هافمن كوچكترين تعداد ممكن نماد رمز برنماد منبع را نتيجه مي دهد ازنظر قضيه رمزنگاري بدون نويز رمز حاصل براي يك مقدار ثابت nبااين قيد كه نمادهاي منبع تك به تك رمز شوند بهينه است.

رمزگذاري حسابي
برخلاف رمزهاي طول متغيرمشروح درفوق رمزنگاري حسابي رمزهاي غيربلوكي توليد مي كند.در رمزنگاري حسابي كه مي توان سرمنشاءآن را تاكارEliasردگيري كرد(Abram son[1963]را ببيند)تناظر يك به يك بين نمادهاي منبع و كلمات رمز وجود ندارد .درعوض به يك دنباله كامل از نمادهاي منبع (ياپيام)تنها يك كلمه رمز حسابي منتسب مي شود.خودكلمه رمز بازه اي از اعداد حقيقي بين ۱,۰را تعريف مي كند.وقتي تعداد نمادها در پيام افزايش مي يابد بازه مورد استفاده براي نمايش آن كوچكتر مي شود وتعداد واحدهاي اطلاعات (مثلا”بيت هاي)مورد نياز براي نمايش بازه بيشتر مي شود.
هرنماد پيام اندازه بازه را طبق احتمال وقوعش كاهش مي دهد.چون اين روش برخلاف روش هافمن نياز ندارد كه هرنماد منبع به يك تعداد صحيح ازنمادهاي رمز ترجمه شود(يعني اين كه نمادها تك تك رمزشوند)لذا به كران تعيين شده بوسيله قضيه رمزنگاري بدون نويزدست مي يابد(البته فقط درجنبه نظري)فرآيند پايه رمزنگاري حسابي رانشان مي دهد دراينجا دنباله يا پيام۵ نمادي a a a a a ازيك منبع چهارنمادي رمزمي شود.درشروع فرآيندرمزنگاري فرض مي شودكه پيام تمام بازه (۰,۱)را اشغال نمايد.همان طور كه جدول يك نشان مي دهد درابتدا اين بازه براساس احتمالات نمادهاي منبع به چهارناحيه تقسيم مي شودمثلا“نمادaبه زيربازه (۰,۰٫۲)مربوط مي باشد.چونaاولين نماد پيام است كه رمز مي شود؛بازه پيام در ابتدا به زيربازه (۰,۰٫۲) كوچك مي شود.بنابراين زيربازه (۰,۰٫۲)به اندازه ارتقاع كامل نمودار ؛انبساط مي يابد ونقاط پاياني ارتفاع نمودار با مقادير پاياني اين زيربازه برچسب زده مي شوند.آنگاه اين زيربازه طبق احتمالات نمادهاي منبع اوليه تقسيم مي شود و فرآيند با نماد پيام بعدي ادامه مي يابد.در اين روش نماد a  زيربازه را به (۰٫۰۴,۰٫۰۸)كوچك مي كند a آن را به بازه (۰٫۰۵۶,۰٫۰۷۲)كوچكتر مي كند و همين طور تا آخر.نماد پيام آخري كه بايد به عنوان شاخص ويژه پايان پيام ذخيره شود محدوده را به بازه (۰٫۰۶۷۵۲,۰٫۰۶۸۸)كوچك مي كند.البته از هرعدد درون اين زيربازه مثلا“۰٫۰۶۸ مي توان براي نمايش پيام استفاده كرد.
در پيام رمز حسابي شده شكل ۴سه رقم دهدهي براي نمايش پيام پنج نمادي استفاده مي شود كه معادل ۳/۵ يا ۰٫۶رقم دهدهي بر نماد منبع است و به خوبي با آنتروپي منبع كه طبق معادله ي(۶ .۳-۳)برابر ۰٫۵۸رقم دهدي يا واحد دهگاني برنماد مي باشد قابل مقايسه است .وقتي طول رشته اي كه بايد رمزشود افزايش مي يابد.رمزحسابي حاصل به كران تعيين شده بوسيله قضيه رمزنگاري بدون نويز نزديك مي شود.درعمل دوعامل باعث مي شوند كه كارآيي رمزنگاري نتواند به آن كران برسد۱-افزودن شاخص پايان پيام كه براي جداسازي يك پيام از ديگري لازم است۲-استفاده از محاسبات با دقت محدود.در پياده سازيهاي عملي رمزنگاري حسابي با كاربرد روشهاي مقياس كردن وگرد كردن(Langdon Rissanen[1981])عامل دوم اجرا مي شود.عمل مقياس كردن قبل از تقسيم هر زيربازه طبق احتمالات نماد آن را به زيربازه (۰,۱)تراز مي كند عمل گرد كردن تضمين كردنهاي مربوط به محاسبات با دقت محدود مانع نمايش دقيق زيربازه هاي رمزنگاري نمي شود

رمز نگاري بيت-صفحه اي
پس از بررسي روشهاي اصلي حذف افزونگي رمزنگاري اكنون يكي از چند روش فشرده سازي بدون خطا را كه افزونگي هاي بين پيكسلي تصوير را نيز حذف مي كندبررسي مي نماييم اين روش كه رمزنگاري بيت-صفحه اي خوانده مي شود.براساس تجزيه يك تصوير چند سطحي (تكرنگ يارنگي )به مجموعه اي از تصاوير دودويي و سپس فشرده سازي هريك ازتصاوير دودويي با يكي از چند روش فشرده سازي دودويي مي باشد.دراين بخش متداولترين روشهاي تجزيه را شرح مي دهيم و مروري نيز بر تعدادي از روشهاي فشرده سازي متداول خواهيم داشت.

عتیقه زیرخاکی گنج