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篇1

關鍵詞：OMAP3530；視頻監(jiān)控；SIP；達芬奇技術

1 引言

OMAP3530開平臺能夠提供最優(yōu)級別的視頻圖像圖形處理，它包含有MPU子系統(tǒng)，IVA2.2子系統(tǒng)，片內內存，外部存儲器接口，DMA控制器，多媒體加速系統(tǒng)，安全系統(tǒng)，綜合的電源管理系統(tǒng)，以及豐富的外設，能夠充分的滿足處理視頻流，2D/3D移動游戲，視頻會議，高清圖像，視頻捕捉的需求，支持高級嵌入式操作系統(tǒng)如WindowsCE，Linux等系統(tǒng)[1]。本設計基于OMAP3530開發(fā)平臺實現，通過SIP協(xié)議和服務器端通信，接收到視頻流后進行解碼輸出到監(jiān)視器端顯示。

2 監(jiān)控系統(tǒng)整體實現方案

整個視頻監(jiān)控系統(tǒng)包括服務器端和客戶端，服務器端采用達芬奇開發(fā)平臺TMS320DM6446，其功能實現視頻采集、壓縮和傳輸等功能；客戶端OMAP3530平成音視頻數據的解碼、存儲、回放、檢索等功能。

達芬奇服務器端功能模塊包含：ARM端系統(tǒng)控制模塊，DSP端編碼模塊，SIP信令控制模塊和RTP/RTCP實時數據傳輸控制模塊。客戶端功能模塊包含：ARM端系統(tǒng)控制模塊，SIP信令控制模塊，RTP/RTCP接收模塊，DSP端解碼模塊和播放顯示模塊。

3 監(jiān)控客戶端設計

本監(jiān)控系統(tǒng)中，雙向TCP控制通道使用SIP協(xié)議，UDP流的封裝使用RTP協(xié)議。服務器和客戶端相互交互采用SIP協(xié)議完成，具體使用SIP協(xié)議的UAS模塊。RTP實現通過調用ORTP庫，服務器端需要使用RTP發(fā)送功能，將服務器端DSP編碼數據打包處理后發(fā)送到網絡；客戶端需要使用RTP接收功能，將接收到的數據傳給OMAP3530 DSP端解碼顯示。

3.1 SIP實現

SIP會話協(xié)議主要包含以下四個主要組件：SIP用戶組件、SIP注冊服務器組件、SIP服務器組件和SIP重定向服務器組件[2]。

SIP的實現主要通過鏈接oSip庫實現。oSip庫實現效率高，主要功能是對SIP/SDP消息的API和事務處理的狀態(tài)機進行解析，高層的SIP會話控制API通過調用底層API實現。SIP對于客戶端處理事件包含以下三種情況：EXOSIP_REGISTRATION_SUCCESS事件、EXOSIP_CALL_CLOSED事件、EXOSIP_CALL_ANSWERED事件。EXOSIP_REGISTRATION_SUCCESS為表明用戶是否注冊成功； EXOSIP_CALL_CLOSED表明會話關閉，置picked、calling為假，呼叫結束；EXOSIP_CALL_ANSWERED用于獲取UAS的SDP消息，并開始接受RTP包，將RTP包解包后，傳輸到OMAP3530 DSP端使其解碼顯示。

3.2 RTP實現

RTP用來網絡上傳輸音頻、視頻、模擬數據等實時數據的傳輸協(xié)議[3]。本系統(tǒng)由RTP和UDP協(xié)議共同完成視頻數據傳輸。

OMAP3530客戶端實現：（1）初始化RTP協(xié)議，相關參數設置；（2）打開端口，RTP數據包開始接收；（3）RTP包接收成功后，解析RTP包頭，解析得到多媒體數據；（4）RTP包接收結束，釋放RTP信息。在這里不用考慮RTCP的信息接收與發(fā)送，通過調用ORTP庫來完成。

3.3 解碼器的實時實現

本系統(tǒng)采用的視頻編碼標準為H.264，H.264與以往的視頻編碼標準相比具有更好的壓縮性能。H.264 具有優(yōu)秀的壓縮性能是多種新技術所產生效果的積累所致[4]。這些新技術包括：多模式幀內預測、可變尺寸塊的運動補償、多參考幀的運動補償、4×4整數變換、高效的熵編碼、環(huán)路濾波等。這些新技術大大增加了解碼器實時實現的復雜度。為了解碼器在OMAP3530 DSP端實時實現，結合OMAP3530 DSP硬件特性，本文主要使用Cache優(yōu)化，EDMA傳輸和匯編及指令優(yōu)化技術完成H.264解碼器實時實現。

Cache優(yōu)化最主要方法是盡可能提高Cache lines的重復使用效率，一般通過合理安排數據和代碼內存位置，以及調整CPU的內存訪問順序來達到此目的，盡量減少Cache miss，增加Cache的命中率。Cache的優(yōu)化包括程序Cache優(yōu)化和數據Cache優(yōu)化[5]。

H.264整個解碼算法代碼總結起來可以分成兩部分：關鍵執(zhí)行代碼和生僻事件代碼。代碼進行Cache優(yōu)化時，安排頻繁調用的代碼只包括關鍵執(zhí)行代碼，去除其中的生僻事件，從而減小動態(tài)存儲區(qū)域的大小，減小L1P的沖突失效。對H.264解碼的關鍵執(zhí)行函數進行分析，調整其執(zhí)行順序，將調用頻繁的代碼放置在一起，可以使代碼分配在連續(xù)的存儲空間，從而提高指令Cache的命中率。對于比較大的函數代碼段，可以通過將其分成幾個大小適合程序Cache尺寸的小段來消除L1P中的容量失效。

DSP端內部存儲器存儲速度快，但容量太小，外部存儲器容量大，但存儲速度慢。解決辦法是根據程序特性合理分配內存空間。數據分配的一個原則是盡量將數據放入片內存儲器，由于圖像分辨率很大，無法將數據全部放入片內存儲器，但可以想辦法保證當DSP需要數據時這部分數據已經存放在內部存儲器中[6]。借助DMA的后臺運行能力可以實現此目標。編碼器的編碼過程是固定的，其數據處理按一定順序流程，因此可以通過操作DMA控制器完成內存和DDR2存儲器的數據交換，大大提高了處理效率。本系統(tǒng)幀內預測和幀間預測使用DMA技術將需要的宏塊數據提前放到內部存儲器中。

對于比較耗時的H.264解碼器模塊采用DSP匯編指令進行優(yōu)化。本文使用超長指令字（VLIW）[7]和打包數據處理技術[8]。（1）幀內預測殘差模塊：因當前數據和預測數據均為8位的無符號數需要使用UNPKHU4和UNPKLU4擴展為16為無符號數；然后采用打包數據處理指令SUB2一次完成兩個數據相減。每取一次數據有五個指令周期延遲，故取數據是比較耗時部分，C64x+打包數據處理指令支持雙字操作，故采用LDDW雙字取數據指令，一次完成讀取4個需處理數據。C64+有兩個可進行數據處理的數據通路A和B，兩個數據通路A和B完全可以并行執(zhí)行，故一次取8個需處理數據，完成對一行數據的處理，分八次循環(huán)完成。（2）模式選擇代價值計算：因預測數據未必滿足32位字對齊的要求，故不能使用LDDW雙字取值指令，使用LDNDW指令，當前塊數據滿足32位字對齊的要求，使用LDDW雙字取值。利用SUBABS4指令一次完成4個打包的8位值間的差的絕對值。為了計算絕對值求和，構造常數0x01010101，利用DOTPU4指令一次將SUBABS4所求結果與0x01010101相乘，然后把4個乘積相加得到絕對值求和結果。由于C64x+ DSP中有兩組寄存器A和B，兩條數據通道，兩組寄存器可以完全并行的執(zhí)行，使A、B兩組寄存器分別處理一行數據。

本文利用以上優(yōu)化技術完成CIF分辨率H.264實時解碼顯示。

4 結論

本設計在OMAP3530開發(fā)板端實現視頻監(jiān)控客戶端，其ARM端完成客戶端呼叫，建立與視頻服務器連接，音視頻數據流接收、播放和存儲等功能，其DSP端完成解碼器實時實現。該客戶端可以隨時訪問服務器和監(jiān)控設備，界面友好，軟件運行流暢穩(wěn)定，該系統(tǒng)能夠在局域網和廣域網范圍內運行。

[參考文獻]

[1]Texas Instruments Incorporated.OMAP3530（SPRS504B）[Z]，2010.

[2]劉勇，陳延雄.SIP協(xié)議的研究及呼叫控制實現[J].微處理器，2008（3）：54-56.

[3]任泰明.TCP/IP協(xié)議與網絡編程[M].西安電子科技大學出版社，2004.4.

[4]Richardson E G.H.264 and MPEG-4 Video Compression：Video Coding for Next Generation Multimedia [M].John Wiley & Sons， 12 August，2003.

[5]Texas Instruments Incorporated.TMS320C64x+ DSP Cache User’s Guide （SPRU862）.2006.10.

[6]Texas Instruments Incorporated.TMS320DM644x DMSoC DDR2 Memory Controller User's Guide（SPRUE22C）.2007.11.

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【關鍵詞】電力負荷預測；模糊時間序列；時間序列

1.引言

短期負荷預測是電力系統(tǒng)調度中一項非常重要的內容，是保證電力系統(tǒng)安全經濟運行和實現電網科學管理及調度的重要依據，其預測精度直接影響電力系統(tǒng)的經濟效益。提高電力系統(tǒng)負荷預測的精度，可以提高電網運行的安全性和經濟性并提高電能質量。

目前，短期負荷預測常用的方法很多，主要分為人工智能方法[1][2]和統(tǒng)計方法[3][4]兩大類。在統(tǒng)計方法中時間序列方法是應用較為廣泛的方法，由于傳統(tǒng)的時間序列方法在建立負荷與某因素（如時間）的顯式函數關系時，需要準確的統(tǒng)計數據。而實際的負荷統(tǒng)計數據中含有大量的模糊和不確定性，采用傳統(tǒng)的時間序列方法有時無法達到預定的預測精度。Zadeh創(chuàng)立的以隸屬函數為特征模糊集合論，從根本上改變了傳統(tǒng)的數學理論那種事物間絕對的是與非和屬于與不屬于的關系。采用隸屬函數表示程度上屬于或是某類事物，這種描述與客觀實際更為接近。在模糊理論的基礎上，Song和Chissom給出模糊時間序列的定義，同時應用于學校注冊學生數的預測[9][10]。Chen和Huang給出了雙因子的模糊時間序列模型，應用于氣溫的預測[11]。Huang應用模糊時間序列對游客量進行了預測[12]，取得了較好的預測效果。

本文首先對歷史的電力負荷數據進行模糊處理，建立了相應的時變模糊時間序列模型。然后采用模糊時間序列模型預測未來一小時的電力負荷。同時討論了論述域集區(qū)間長度和預測窗口對預測精度的影響。采用模糊時間序列模型進行電力負荷預測，克服了傳統(tǒng)時間序列在建立離散的遞推模型時需要準確的數據的缺點，消除了病態(tài)數據對模型的影響。利用山東某電網的數據進行數據仿真取得了較高的預測精度。

2.模糊時間序列

定義1：令是論述域集上的一個子集，且模糊集合定義在論述域集上。令是的集合，則被稱為上的模糊時間序列。

定義2：假設是一個模糊時間序列，且存在一個關系，使得，其中“”是一個合成運算子（composition operator），則表示是由所產生的。把這個關系記為。

定義3：假設是一個模糊時間序列，在任何時刻，如果，則稱模糊時間序列為時不變模糊時間序列。如果是時刻的函數，則稱模糊時間序列為時變模糊時間序列。

從以上的定義我們可以看出，模糊時間序列和傳統(tǒng)的時間序列的區(qū)別在于：傳統(tǒng)的時間序列是由精確數組成的，數據對模型的影響很大；而模糊時間序列是由相應的模糊集合構成，因此模糊時間序列就很好的包涵了數據中的不確定性，減小了建立模型時不準確數據對模型準確性的影響。

得到關系矩陣，就可以通過（2）和歷史負荷數據預測未來一小時的負荷所在的模糊區(qū)間。

步驟5：反模糊化處理預測模糊區(qū)間數據。可以按照以下原則對預測數據進行精確化：

Case1：如果預測模糊區(qū)間中只有一個非零的隸屬函數值，取此隸屬函數值所對應模糊區(qū)間的中值作為預測值。

Case2：如果預測區(qū)間有多個非零的隸屬度函數值，則取這多個值所對應的模糊區(qū)間中值的平均值作為預測值。

Case3：如果預測模糊區(qū)間的隸屬度函數值全為零，則取上一個時刻的負荷作為預測值。

4.仿真實例

5.結論

由于歷史負荷數據中含有大量的模糊和不確定性因素，本文采用時變模糊時間序列模型進行電力負荷預測，給出了一種預測未來一小時負荷的預測方法。討論了模糊時間序列模型不同模糊區(qū)間長度和預測窗口對預測精度的影響。對山東省某電網2011年4月2日和4月3日的負荷進行仿真研究，其中一天中的最大誤差為1.9%，日平均最大誤差為0.92%，表明該方法有較高的預測精度。

參考文獻

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[12]Ch.H.Wang.Predicting tourism demand using fuzzy time series and hybrid grey theory.Tourism Management， vol.25 pp367-374，2004.

作者簡介：

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深圳市南山區(qū)各醫(yī)療機構的醫(yī)療技術水平上大體可分為三個層次級別：南山醫(yī)院（三級醫(yī)院）；蛇口醫(yī)院和西麗醫(yī)院（二級醫(yī)院）；社康中心。三個級別的醫(yī)療機構在醫(yī)療服務水平、業(yè)務平臺的先進性和醫(yī)護人員業(yè)務素質等方面有較大差距。隨著南山醫(yī)院的迅速發(fā)展，這種差距會越來越大。（南山醫(yī)院的業(yè)務骨干已派往國外；而社康中心的醫(yī)護人員基本上沒有進修機會）。尤其是深圳市南山區(qū)已有近100多家社康中心，覆蓋面大，醫(yī)護人員業(yè)務水平參差不齊。這種差距表現為：（1）深圳市南山區(qū)區(qū)屬各級醫(yī)療機構之間服務質量的差異性顯著；（2）社康中心醫(yī)療服務質量的公信力不足，醫(yī)療質量遭到質疑；（3）深圳市南山區(qū)衛(wèi)生系統(tǒng)的醫(yī)療資源與技術配置在各級醫(yī)療機構之間的差異化加大。這種差距導致的結果是：（1）難以為深圳市南山區(qū)全體居民提供優(yōu)質的醫(yī)療服務；（2）難以保障醫(yī)療安全；（3）難以提高深圳市南山區(qū)衛(wèi)生系統(tǒng)的整體競爭力，導致部分病人流失。有效的解決這些問題的關鍵在于將區(qū)內各醫(yī)療機構的技術資源進行整合并實行共享。因此，深圳市南山區(qū)衛(wèi)生局建立了上、下級醫(yī)療機構醫(yī)護人員短期雙向交流培訓模式，進行統(tǒng)一部署和指導并設立專項基金，以推動此項制度的實施。

1 雙向交流培訓模式的制度建設

深圳市南山區(qū)衛(wèi)生局統(tǒng)一部署、建立雙向交流培訓模式的制度，對深圳市南山區(qū)各醫(yī)療機構提出具體要求并設立專項基金，為深圳市南山區(qū)各級醫(yī)療機構醫(yī)護人員短期雙向交流培訓模式的實施提供保障。

1.1 深圳市南山區(qū)衛(wèi)生局成立專項小組制定實施細則并設立基金，以推動此項制度的實施。

1.2 給予特聘專家組成員必要的榮譽和政策性待遇，同時對專家組成員提出更高的要求，完善專家組成員的考核、準入和淘汰機制。

1.3 雙向交流模式的執(zhí)行情況，納入各醫(yī)療機構的年度主要考核指標。各級醫(yī)療機構必須履行相應的責任和義務。

制度要求下級醫(yī)療機構必須按制度要求，每年有目的、有計劃的向上級醫(yī)療機構選派中青年醫(yī)護人員，進行短期交流學習。上級醫(yī)療機構有責任及時接收下級醫(yī)療機構派來的短期學習交流人員。上級醫(yī)療機構必須按制度要求派有資質的副高以上的專業(yè)人員定期到下級醫(yī)療機構出診、會診、查房、指導手術和講學。實現深圳市南山區(qū)各醫(yī)療機構技術資源的真正共享。最大程度地發(fā)揮專家的價值和作用；全面提升了深圳市南山區(qū)衛(wèi)生系統(tǒng)的醫(yī)療服務質量；全面提高深圳市南山區(qū)醫(yī)療機構的整體競爭力。

2 向交流培訓模式的具體實施方案

2.1 短期學習與培訓（上行交流）

2.1.1 社康中心根據所服務人群疾病譜的特點和每個社康中心醫(yī)護人員的實際情況，每年至少向上級醫(yī)院派出2名醫(yī)護人員，進行為期每半年2周的短期交流學習。

2.1.2二級醫(yī)院各科室根據本科室實際情況有針對性（專向技術）的向上級醫(yī)院或本區(qū)重點科室派出中青年醫(yī)護人員，進行為期每年1個月的短期交流學習。

2.2 專家技術指導（下行交流）

2.2.1 組建深圳市南山區(qū)特聘專家組并實施對下級醫(yī)療機構的指導。區(qū)衛(wèi)生局在南山醫(yī)院及區(qū)重點科室遴選有資質的專家組成深圳市南山區(qū)衛(wèi)生系統(tǒng)技術指導專家組。特聘專家組成員為深圳市南山區(qū)區(qū)屬各醫(yī)療機構所共享。特聘專家組成員有義務每個月2次到下級醫(yī)療機構進行講學、會診、查房和指導手術。

2.2.2 建立社康巡診組。由各級醫(yī)院的副主任醫(yī)師職稱以上的臨床專業(yè)人員組建社康巡診組。社康巡診組成員每個月1次到社康中心出診和每個月1次組織社康中心的醫(yī)護人員進行專題講座和培訓，提升社康醫(yī)護人員技術服務能力。

3 雙向交流培訓模式的具體實施

西麗人民醫(yī)院社康管理部于2009年2月制定了《西麗人民醫(yī)院社康中心醫(yī)務人員院內輪訓制度》和《2009年社康醫(yī)務人員到本部輪訓方案》。對本院各社康中心和參加輪訓醫(yī)務人員提出嚴格要求。

3.1 醫(yī)院社康辦每年根據各社康中心具體情況制定輪訓計劃并認真組織實施。

3.2 各中心主任有針對性選擇社康中心醫(yī)務人員到醫(yī)院各科室輪訓。

3.3 醫(yī)院各臨床科室對社康中心輪訓人員，建立輪訓人員登記及考核手冊。考核成績作為評定職稱、提薪和獎懲的依據。

3.4 參加院內輪訓人員必須刻苦學習，對學習成績突出的工作人員進行獎勵；對工作不負責任，違反紀律和規(guī)章制度，出現差錯事故的人員需根據情節(jié)予以批評教育或經濟處罰，直至解聘。獎懲由社康管理部研究決定。

3.5 參加輪訓的社康中心醫(yī)務人員，無特殊情況必須連續(xù)為社康中心服務兩年以上。

2009年4月~2010年4月本院按《2009年社康醫(yī)務人員到本部輪訓方案》和各社康中心的實際需求共安排172名社康中心醫(yī)護人員到院本部內科、外科、婦產科、兒科、口腔科、檢驗科進行為期1周的?？贫唐趯W習，參加輪訓的醫(yī)務人員認為短期輪訓非常好，在對工作影響很小的情況下，得到了學習、進修、提高業(yè)務水平的機會。本院根據社康中心的實際情況和需求，下派本部醫(yī)務人員到各社康中心巡診、講課56人次，提高了社康中心的醫(yī)療服務水平；給醫(yī)療安全提供了一定的保障。根據醫(yī)院發(fā)展的需要共派26人中青年醫(yī)務人員到深圳市南山人民醫(yī)院短期學習。邀請深圳市南山人民醫(yī)院等上級醫(yī)院專家來我院會診、查房、講課、培訓153人次。不僅提高我院的醫(yī)療技術水平；而且保障了醫(yī)療安全。

4 雙向交流培訓模式發(fā)展方向

深圳市南山區(qū)各級醫(yī)療機構醫(yī)護人員短期雙向交流培訓模式已經實施的兩年多，受到下級醫(yī)療機構的一致好評。結果表明此項制度大幅度地提升深圳市南山區(qū)衛(wèi)生系統(tǒng)整體的醫(yī)療質量，特別是對下級醫(yī)療機構和社康中心醫(yī)療質量的提升發(fā)揮了巨大的作用，為醫(yī)療安全提供有力的保障。深圳市南山區(qū)衛(wèi)生系統(tǒng)專業(yè)技術指導專家組成員，同時是深圳市南山區(qū)區(qū)屬各醫(yī)療機構的醫(yī)療技術專家，實現學深圳市南山區(qū)各醫(yī)療機構技術資源的真正共享。最大程度地發(fā)揮了專家的價值和作用，整體提升了深圳市南山區(qū)衛(wèi)生系統(tǒng)的醫(yī)療服務質量，全面提高了深圳市南山區(qū)醫(yī)療機構的整體競爭力。

篇4

關鍵詞：DirectShow，Filter，流媒體，客戶端/服務器

 

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