基于特征融合算法的人臉識(shí)別(一)

<>1緒論1.1研究背景及意義人臉識(shí)別是生物特性鑒別技術(shù)的一個(gè)主要方向，它涉及圖像處理，模式識(shí)別，計(jì)算機(jī)視覺等多個(gè)研究領(lǐng)域，具有十分廣泛的應(yīng)用前景，多年來一直是一個(gè)研究熱點(diǎn)。相對(duì)于其它人體生物特征識(shí)別技術(shù)，如指紋識(shí)別、虹膜識(shí)別、掌紋識(shí)別，人臉識(shí)別技術(shù)是最直接、最自然、最容易被人接受的。與其它技術(shù)相比，它具有侵犯性小、較少需要或不需要用戶的主動(dòng)配合、樣本采集方便、應(yīng)用場(chǎng)合廣泛、潛在的數(shù)據(jù)資源豐富、設(shè)備本錢低等優(yōu)點(diǎn)[1]。人臉識(shí)別系統(tǒng)具備操作及流程簡(jiǎn)單、適用面廣、支持一對(duì)一或一對(duì)多比對(duì)、支持多點(diǎn)同時(shí)采集比對(duì)、帶有數(shù)據(jù)庫(kù)支持記錄及查詢功能，對(duì)采集現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境要求較低，可在極短的時(shí)間里判斷出進(jìn)出者的身份是否合法，杜絕使用他人鑰匙、密碼、磁卡等非法進(jìn)入。人臉識(shí)別技術(shù)的平安性、可靠性較高，且擁有廣泛的市場(chǎng)需求，它可以應(yīng)用于公安部門的犯人檔案管理、犯人識(shí)別查找、刑偵破案、平安驗(yàn)證系統(tǒng)、信用卡驗(yàn)證、醫(yī)學(xué)、檔案管理、視頻會(huì)議、人機(jī)交互系統(tǒng)、證件核對(duì)、保安監(jiān)視、門禁控制及至自動(dòng)柜員機(jī)〔ATM〕等多種場(chǎng)合[2]。人臉識(shí)別對(duì)人類來說是件自然而然的事情，但對(duì)計(jì)算機(jī)而言，人臉識(shí)別卻遠(yuǎn)非一個(gè)已解決的課題。所有的人臉都具有相似的結(jié)構(gòu)，在紋理上也十分相近。另外圖像受光照、成像角度及成像距離等外界條件影響，具有“一人千面〞的特點(diǎn)，欲建立一種具有各種不變性的描述模型還是比擬困難的。此外，人臉識(shí)別技術(shù)研究與相關(guān)科學(xué)的開展及人腦的認(rèn)識(shí)程度緊密相關(guān)[3]。諸多因素都使人臉識(shí)別研究成為一項(xiàng)極富挑戰(zhàn)性的課題，一方面信息化進(jìn)程的日益加快，電子商務(wù)、重要場(chǎng)所的平安認(rèn)證、智能化環(huán)境等許多應(yīng)用領(lǐng)域?qū)εc人臉有關(guān)的信息處理提出了迫切要求；另一方面，硬件和軟件技術(shù)的開展，為滿足實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)人臉檢測(cè)、跟蹤及識(shí)別技術(shù)的實(shí)時(shí)化要求提供了可能性[2]。所以，人臉識(shí)別的研究不僅涉及心理學(xué)、生理學(xué)、人工智能、模式識(shí)別、計(jì)算機(jī)視覺、圖像分析與處理等多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，更是模式識(shí)別、人工智能和計(jì)算機(jī)視覺的典型案例之一[2]。對(duì)這一問題的研究和解決，有助于對(duì)其他對(duì)象識(shí)別問題的研究分析和解決，人臉識(shí)別也因此成為這些根底研究領(lǐng)域的重要課題之一，具有重要的理論研究?jī)r(jià)值。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及開展趨勢(shì)近30年來，人臉自動(dòng)識(shí)別的研究取得了很大的進(jìn)展，從工程索引〔EI〕上檢索到的相關(guān)文獻(xiàn)已達(dá)數(shù)千篇，包括IEEEPAMI在內(nèi)的重要國(guó)際期刊也有專欄甚至專刊報(bào)道人臉識(shí)別的最新研究進(jìn)展，同時(shí)還出現(xiàn)了專門的國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議，如人臉手勢(shì)識(shí)別國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議[1]。目前人臉識(shí)別領(lǐng)域內(nèi)最著名的國(guó)際研究機(jī)構(gòu)包括：美國(guó)麻省理工學(xué)院媒體實(shí)驗(yàn)室及人工智能實(shí)驗(yàn)室、南加州大學(xué)、CMU卡內(nèi)基—梅隆機(jī)器人研究及交互系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室、馬里蘭大學(xué)等。另外，一些國(guó)家或地區(qū)也有不少研究機(jī)構(gòu)在人臉識(shí)別領(lǐng)域進(jìn)行了大量的研究工作[4]。90年代中后期以來，國(guó)內(nèi)的許多研究機(jī)構(gòu)在自然科學(xué)基金、863方案、攀登方案等資助下，開始了對(duì)人臉識(shí)別的研究。其中主要包括清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系、自動(dòng)化系、電子系以及哈爾濱工業(yè)大學(xué)、南京理工大學(xué)信息學(xué)院、中科院自動(dòng)化所、上海交通大學(xué)圖像處理與模式識(shí)別研究所、中山大學(xué)數(shù)學(xué)系等，他們?cè)谌四樧R(shí)別研究領(lǐng)域都進(jìn)行了許多很有意義的嘗試，積累了經(jīng)驗(yàn)[5]。中科院計(jì)算所人臉識(shí)別研究小組2001年5月與專門從事人臉識(shí)別商業(yè)系統(tǒng)開發(fā)和銷售的四川成都銀晨網(wǎng)訊科技全面合作，在北京成立了ICT-YCNC人臉識(shí)別聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，專門研究和開發(fā)商業(yè)人臉識(shí)別系統(tǒng)。一年來，實(shí)驗(yàn)室在實(shí)時(shí)人臉檢測(cè)與跟蹤、人臉識(shí)別、人臉確認(rèn)等方面進(jìn)行了大量卓有成效的研究，并開發(fā)了一套具有良好魯棒性的實(shí)時(shí)人臉檢測(cè)系統(tǒng)；提出了一種新的基SFS的人臉識(shí)別方法，并基于該方法開發(fā)了一套實(shí)時(shí)人臉識(shí)別確認(rèn)系統(tǒng)，目前已通過系統(tǒng)測(cè)試，并進(jìn)入產(chǎn)品開發(fā)階段。另外，實(shí)驗(yàn)室以成熟的“特征臉〞人臉識(shí)別技術(shù)為根底，對(duì)其進(jìn)行了很多改良和擴(kuò)充，嘗試了基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(jī)、線性判別分析、基于GMM的雙子空間人臉識(shí)別方法等，研究了基于Gabor小波變換和彈性圖匹配的人臉識(shí)別技術(shù)，以及基于統(tǒng)計(jì)模型的人臉識(shí)別方法等[5]。1.3人臉識(shí)別的常用方法〔1〕基于幾何特征的方法幾何特征最早是用于人臉識(shí)別的。人臉由眼睛、鼻子、嘴巴、下巴等部件構(gòu)成，正因?yàn)檫@些部件的形狀、大小和結(jié)構(gòu)上的各種差異才使得世界上每個(gè)人臉千差萬別，因此對(duì)這些部件的形狀和結(jié)構(gòu)關(guān)系的幾何描述，可以作為人臉識(shí)別的重要特征。將人臉用一個(gè)幾何特征矢量表示，用模式識(shí)別中層次聚類的思想設(shè)計(jì)分類器到達(dá)識(shí)別目的[6]。這就要求選取的幾何特征矢量具有一定的獨(dú)特性，能夠反映不同人臉之間的差異，同時(shí)又具有一定的彈性，以消除時(shí)間跨度、光照等的影響。幾何特征矢量是以人臉器官的形狀和幾何關(guān)系為根底的特征矢量，其分量通常包括人臉指定兩點(diǎn)間的歐式距離、曲率、角度等[6]。〔2〕基于彈性模型匹配方法彈性模型匹配方法的思想是將人臉上的一些特征點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)構(gòu)成彈性圖，每個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)存儲(chǔ)一串具有代表性的特征矢量，采用分級(jí)結(jié)構(gòu)的彈性圖，去除一些冗余節(jié)點(diǎn)，形成稀疏的人臉描述結(jié)構(gòu)[7]。通過測(cè)試樣本和特征樣本的彈性匹配來完成識(shí)別。彈性模型匹配方法有很多，例如：在人臉圖像上放置一組矩形網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的特征用該節(jié)點(diǎn)處的多尺度Gabor幅度特征描述，各節(jié)點(diǎn)之間的連接關(guān)系用幾何距離表示，從而構(gòu)成基于二維拓?fù)鋱D的人臉描述，根據(jù)兩個(gè)圖像中各節(jié)點(diǎn)和連接之間的相似性進(jìn)行人臉識(shí)別。還有將人臉圖像表示為可變形的3D網(wǎng)格外表，將人臉匹配問題轉(zhuǎn)換為曲面匹配問題，利用有限元分析的方法進(jìn)行曲面變形，根據(jù)兩幅圖像之間變形匹配的程度識(shí)別人臉等?！?〕神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法目前神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法在人臉識(shí)別中的研究方興未艾。Valentin[8,9]提出一種方法，首先提取人臉的50個(gè)主元，然后用自相關(guān)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)將它映射到5維空間中，再用一個(gè)普通的多層感知器進(jìn)行判別，對(duì)一些簡(jiǎn)單的測(cè)試圖像效果較好；Intrator[8,9]等提出了一種混合型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行人臉識(shí)別，其中非監(jiān)督神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于特征提取，而監(jiān)督神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于分類。Lee[8,9]等將人臉的特點(diǎn)用六條規(guī)那么描述，然后根據(jù)這六條規(guī)那么進(jìn)行五官的定位，將五官之間的幾何距離輸入模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行識(shí)別，效果較一般的基于歐氏距離的方法有較大改善；Laurence[8,9]等采用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法進(jìn)行人臉識(shí)別，由于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中集成了相鄰像素之間的相關(guān)性知識(shí)，從而在一定程度上獲得了對(duì)圖像平移、旋轉(zhuǎn)和局部變形的不變性，因此得到非常理想的識(shí)別結(jié)果。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法在人臉識(shí)別上的應(yīng)用比起前述幾類方法來有一定的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)閷?duì)人臉識(shí)別的許多規(guī)律或規(guī)那么進(jìn)行顯性的描述是相當(dāng)困難的，而神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法那么可以通過學(xué)習(xí)的過程獲得對(duì)這些規(guī)律和規(guī)那么的隱性表達(dá)，它的適應(yīng)性更強(qiáng)，一般也比擬容易實(shí)現(xiàn)?！?〕基于線性和非線性子空間的方法基于子空間的方法是基于圖像像素本身的，主要是利用計(jì)算模板和圖像灰度的自相關(guān)性來實(shí)現(xiàn)識(shí)別功能，一般來說模板匹配法要優(yōu)于基于幾何特征法[10]。目前，在諸多子空間方法中，應(yīng)用最廣泛的是特征臉法〔PCA〕，這是針對(duì)人臉整體特征的研究，利用Karhunen-Lobve變換原理，將圖像表示為一些低維的正交基組成的子空間，然后采用最小距離準(zhǔn)那么進(jìn)行人臉識(shí)別。線性判別分析〔LDA〕是一種較為普遍的用于特征提取的線性分類方法。它使投影后的模式樣本的類間散布矩陣最大而類內(nèi)散布矩陣最小，也就是說，投影后保證模式樣本在新的空間中有最大的類間距離和最小的類內(nèi)距離，即模式在該空間中有最正確的可別離性。線性判別分析提取的特征向量集強(qiáng)調(diào)的是不同人臉的差異而不是照明條件、人臉表情和方向的變化。因而，采用此方法對(duì)光照條件、人臉姿態(tài)等的變化不太敏感，從而有助于提高識(shí)別效果。但是傳統(tǒng)的算法常常遇到的一個(gè)問題是樣本類內(nèi)散度矩陣通常是奇異的，即“小樣本集合問題〞。針對(duì)這一問題已有了許多改良方法并取得了很好的識(shí)別效果。獨(dú)立分量分析〔ICA〕是一種很有效的提取方法。與PCA相比，ICA有兩個(gè)優(yōu)勢(shì)：一是ICA獲得的獨(dú)立分量不需要滿足正交關(guān)系，能夠消除象素間的高階統(tǒng)計(jì)相關(guān)性，而PCA只能消除象素間的二階統(tǒng)計(jì)相關(guān)性；二是ICA獲得的一組矢量比本征矢量更具空間局部描述性，具有更好的人臉描述能力。借鑒SVM的Kernel方法，PCA、LDA和ICA等都被擴(kuò)展到了核空間。與線性子空間方法相比，基于Kernel的方法獲得了更好的識(shí)別效果[11,12]?！?〕其他方法Brunelli等對(duì)模板匹配方法作了大量實(shí)驗(yàn)，結(jié)果說明在尺度、光照、旋轉(zhuǎn)角度等各種條件穩(wěn)定的情況下，模板匹配的效果優(yōu)于其他方法，但它對(duì)光照、旋轉(zhuǎn)和表情變化比擬敏感，影響了它的直接使用。Goudail等人采用局部自相關(guān)性作為人臉識(shí)別的判斷依據(jù)，它具有平移不變性，在臉部表情變化時(shí)比擬穩(wěn)定。在最近的一些工作中，Benarie等提出VFR的表示框架并將它用于人臉識(shí)別的工作中，Lam等人研究了不同視點(diǎn)下的人臉匹配和識(shí)別問題，Vetter等人討論了由單幅人臉圖像生成其他視點(diǎn)的人臉圖像的可能性，Mirhosseini等那么探討了多種信息融合的人臉識(shí)別方法[13]。1.4本論文的主要研究工作本論文主要研究一種應(yīng)用于人臉識(shí)別的特征融合算法，該算法提取人臉圖像中關(guān)鍵特征點(diǎn)的Gabor特征作為局部特征，提取人臉圖像的奇異值特征作為全局特征，對(duì)這兩類特征利用串行融合算法進(jìn)行融合，并利用最近鄰分類規(guī)那么將圖像進(jìn)行分類。更多文章mxdwk<>1.緒論1.1研究背景網(wǎng)絡(luò)被認(rèn)為是互聯(lián)網(wǎng)開展的第三階段。網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)和實(shí)施能夠帶來切身實(shí)際的利益，城域網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)、局域網(wǎng)、家庭網(wǎng)和個(gè)人網(wǎng)絡(luò)都是網(wǎng)絡(luò)開展的表達(dá)。網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)造的初衷并不僅僅是表現(xiàn)在它的規(guī)模上，而是互聯(lián)互通，資源共享，消除資源訪問的壁壘，讓生活更加方便、快捷、高效。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的開展，網(wǎng)絡(luò)在應(yīng)用方面也表達(dá)出了很大的潛力，能夠共享和調(diào)度成千上萬的計(jì)算設(shè)備協(xié)同并發(fā)工作，能會(huì)聚數(shù)百萬計(jì)的信息資源加以歸類、分析和發(fā)布，還可以讓世界每一個(gè)角落的人們實(shí)時(shí)溝通交流。在現(xiàn)代高速開展的社會(huì)里，企業(yè)與企業(yè)之間的聯(lián)系日益密切，大量的、復(fù)雜的信息交流顯得由為重要。隨著電子科技的高速開展，那些如何復(fù)雜大量的信息，通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)幫助下，就可以輕而易舉的從某一地方傳送到另一地方，而且簡(jiǎn)單、快速、準(zhǔn)確，給人們帶來了很大的方便。而在現(xiàn)代企業(yè)中，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在管理中的應(yīng)用，已顯得舉足輕重。隨著企業(yè)信息化進(jìn)程的進(jìn)一步深入和開展，計(jì)算機(jī)在企業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛，而企業(yè)對(duì)計(jì)算機(jī)的依賴越來越強(qiáng)。隨著網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的日益豐富以及人們?cè)谌粘Ｉ钪袑?duì)網(wǎng)絡(luò)依賴的日漸緊密，那么對(duì)于網(wǎng)絡(luò)吞吐量，網(wǎng)絡(luò)延時(shí)，網(wǎng)絡(luò)鏈路的穩(wěn)定性以及網(wǎng)絡(luò)效勞的多樣性就會(huì)產(chǎn)生新的要求，同時(shí)也希望網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的花銷能更加低廉，這樣針對(duì)電信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商所提供的效勞將會(huì)產(chǎn)生巨大的挑戰(zhàn)，本實(shí)時(shí)通信系統(tǒng)的成功應(yīng)用將會(huì)給運(yùn)營(yíng)商們提供更加方便，快捷，穩(wěn)定，并且低廉的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)本錢，本實(shí)時(shí)通信系統(tǒng)幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)巨大的商業(yè)價(jià)值的同時(shí)也為用戶帶來的更加高效，快速，穩(wěn)定并且廉價(jià)的網(wǎng)絡(luò)效勞資源。1.2選題理論1.2.1需求分析方法在軟件的設(shè)計(jì)和開發(fā)過程中，需求分析是一個(gè)重要的階段，是工程開發(fā)的根本要素，是工程實(shí)現(xiàn)和實(shí)行的關(guān)鍵。軟件工程的需求分析指的是了解用戶需求，在軟件的功能上和客戶溝通并且達(dá)成一致，評(píng)估軟件的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)和工程需要付出的代價(jià)，最終形成一個(gè)完善設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜過程。目前比擬流行的軟件需求分析方法有：結(jié)構(gòu)化分析方法和面向?qū)ο蟮姆治龇椒ā?.結(jié)構(gòu)化分析結(jié)構(gòu)化分析方法給出一組幫助系統(tǒng)分析人員產(chǎn)生功能規(guī)約的原理與技術(shù)。它一般利用圖形表達(dá)用戶需求，使用的手段主要有數(shù)據(jù)流圖、數(shù)據(jù)字典、結(jié)構(gòu)化語言、判定表以及判定樹等。結(jié)構(gòu)化分析的步驟如下：①分析當(dāng)前的情況，做出反映當(dāng)前物理模型的DFD;②推導(dǎo)出等價(jià)的邏輯模型的DFD;③設(shè)計(jì)新的邏輯系統(tǒng)，生成數(shù)據(jù)字典和基元描述;④建立人機(jī)接口，提出可供選擇的目標(biāo)系統(tǒng)物理模型的DFD;⑤確定各種方案的本錢和風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，據(jù)此對(duì)各種方案進(jìn)行分析;⑥選擇一種方案;⑦建立完整的需求規(guī)約。2.面向?qū)ο蠓治雒嫦驅(qū)ο笫窃诮Y(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法出現(xiàn)很多問題的情況下應(yīng)運(yùn)而生的。從結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)的方法中，我們不難發(fā)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法求解問題的根本策略是從功能的角度審視問題域。它將應(yīng)用程序看成實(shí)現(xiàn)某些特定任務(wù)的功能模塊，其中子過程是實(shí)現(xiàn)某項(xiàng)具體操作的底層功能模塊。在每個(gè)功能模塊中，用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)描述待處理數(shù)據(jù)的組織形式，用算法描述具體的操作過程。面對(duì)日趨復(fù)雜的應(yīng)用系統(tǒng)，這種開發(fā)思路逐漸暴露了一些弱點(diǎn)。那么面向?qū)ο蟮姆治鍪紫雀鶕?jù)客戶需求抽象出業(yè)務(wù)對(duì)象;然后對(duì)需求進(jìn)行合理分層，構(gòu)建相對(duì)獨(dú)立的業(yè)務(wù)模塊;之后設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)邏輯，利用多態(tài)、繼承、封裝、抽象的編程思想，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)需求;最后通過整合各模塊，到達(dá)高內(nèi)聚、低耦合的效果，從而滿足客戶要求。1.4.2系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計(jì)方法軟件的開發(fā)設(shè)計(jì)模型是將軟件開發(fā)的整個(gè)過程、事件以及任務(wù)提取匯總而成的結(jié)構(gòu)化框架。軟件的開發(fā)包括了需求分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、編碼實(shí)現(xiàn)以及單元、系統(tǒng)測(cè)試等階段，有時(shí)也會(huì)有一局部的后期維護(hù)階段。軟件的開發(fā)設(shè)計(jì)模型能夠更加清晰、直觀地反響出軟件設(shè)計(jì)開發(fā)的全部過程，明確定義了開發(fā)過程中所需要完成的事件和任務(wù)。常見的軟件設(shè)計(jì)模型有：邊做邊改模型、瀑布模型、原型模型、增量模型、螺旋模型、演化模型、噴泉模型、智能模型、混合模型等，下面將列舉并介紹其中比擬常用的兩種模型。第2章實(shí)時(shí)通信系統(tǒng)的需求分析2.1客戶業(yè)務(wù)需求分析網(wǎng)絡(luò)如今已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡囊痪植?，無論是個(gè)人娛樂還是工作拓展，以及將來的智能生活和辦公需求，都需要網(wǎng)絡(luò)的承載，隨著網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用開展的突飛猛進(jìn)，人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)的承載能力，業(yè)務(wù)種類的多樣性，以及網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性提出了更高，更多的要求。本通信系統(tǒng)針對(duì)自己的核心客戶需求給出了不同的定制方案，本文針對(duì)各大客戶的共同需求，有以下幾個(gè)方面.1.網(wǎng)絡(luò)帶寬方面，要求核心網(wǎng)單口接入全面鋪設(shè)10Gbps端口，最大單機(jī)承載到達(dá)960Gbps。2.效勞多樣性方面，要求全面支持IEEE802.1q，802.1p，802.1ad等全業(yè)務(wù)承載，對(duì)于多用戶網(wǎng)橋要求支持基于虛擬專用局域網(wǎng)業(yè)務(wù)建連，對(duì)于核心網(wǎng)要求采用MPLS方式承載接入。3.網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性方面，要求支持多鏈路，多接點(diǎn)通信保護(hù)，倒換時(shí)間不超過50ms，核心網(wǎng)保護(hù)需要支持BFD，F(xiàn)RR兩種工作模式。4.鏈路維護(hù)方面，要求支持ITU-TY.1731的鏈路檢測(cè)和診斷。5.網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)質(zhì)量和分級(jí)管理方面，要求支持層次化業(yè)務(wù)分級(jí)和管理。6.網(wǎng)管方面：需要提供圖形化管理界面，需要具備跨廠商設(shè)備識(shí)別管理能力，動(dòng)態(tài)路由計(jì)算能力，多業(yè)務(wù)配置管理能力。2.2網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜驮O(shè)備需求分析通過對(duì)客戶現(xiàn)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)拓?fù)涞姆治?，本系統(tǒng)給出了適用的各種網(wǎng)絡(luò)需求拓?fù)湟约跋鄳?yīng)的設(shè)備安排。本系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲行枰粋€(gè)MPLS核心域和多個(gè)以太網(wǎng)交換邊緣域，稱之為標(biāo)準(zhǔn)域。第3章實(shí)時(shí)通信系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì).....................24-443.1基于單點(diǎn)直通業(yè)務(wù)的模塊功能設(shè)計(jì)...................24-343.2基于多點(diǎn)橋接業(yè)務(wù)的模塊功能設(shè)計(jì)...................34-44第4章實(shí)時(shí)通信系統(tǒng)相關(guān)功能的實(shí)現(xiàn)...................44-604.1協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊的實(shí)現(xiàn)...................45-544.2業(yè)務(wù)承載模塊相關(guān)功能的實(shí)現(xiàn)...................54-60共2頁:上一頁12下一頁第5章實(shí)時(shí)通信系統(tǒng)測(cè)試...................60-655.1端到端系統(tǒng)測(cè)試...................60-625.1.1鏈路保護(hù)業(yè)務(wù)承載測(cè)試...................605.1.2節(jié)點(diǎn)保護(hù)業(yè)務(wù)承載測(cè)試...................60-615.1.3多節(jié)點(diǎn)保護(hù)業(yè)務(wù)承載測(cè)試...................61-625.2基于RFC2544網(wǎng)絡(luò)設(shè)備互聯(lián)基準(zhǔn)...................62-655.2.1吞吐量測(cè)試...................62-635.2.2丟包率測(cè)試...................635.2.3延時(shí)測(cè)試...................63-645.2.4背靠背測(cè)試...................64-65結(jié)論該工程歷時(shí)兩年，本人參與了全部的客戶需求分析，設(shè)計(jì)，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)以及現(xiàn)網(wǎng)試運(yùn)營(yíng)測(cè)試，本實(shí)時(shí)通信系統(tǒng)為公司簽下了多家著名網(wǎng)絡(luò)效勞提供商的現(xiàn)網(wǎng)布局訂單，并且成功在現(xiàn)網(wǎng)當(dāng)中運(yùn)行，從客戶的反響方面，無論是現(xiàn)網(wǎng)容量的提升，多業(yè)務(wù)的承載，靈活的Qos效勞還是高質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性，都得到了客戶的肯定，運(yùn)營(yíng)商們通過本系統(tǒng)提供的高質(zhì)量網(wǎng)絡(luò)效勞，贏得了更多的用戶，在商業(yè)上也獲得了更大的盈利，同時(shí)對(duì)網(wǎng)絡(luò)用戶而言，網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量更加穩(wěn)定，網(wǎng)絡(luò)帶寬更加寬闊，同時(shí)價(jià)格也更加低廉。通過該工程的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，本人對(duì)以太網(wǎng)通信技術(shù)有了更加深刻的了解，最重要的是通過這個(gè)工程的實(shí)施，能夠?qū)ΜF(xiàn)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)方面有一個(gè)整體了解，對(duì)客戶的真實(shí)需求也有了一定的認(rèn)識(shí)，在工程中取得的這些珍貴經(jīng)驗(yàn)無論是在今后的工作和研究方面都是很重要的幫助和財(cái)富。隨著語音市場(chǎng)的飽和以及語音業(yè)務(wù)每用戶平均收入的下降，運(yùn)營(yíng)商的利潤(rùn)增長(zhǎng)面臨挑戰(zhàn)。多業(yè)務(wù)提供商向IP/Ethernet平臺(tái)轉(zhuǎn)移，不僅能開發(fā)更有價(jià)值的個(gè)性化多媒體業(yè)務(wù)，還能有效降低本錢。多業(yè)務(wù)提供商正在尋找能夠支持從2G向3G和寬帶無線接入平滑演進(jìn)的傳輸解決方案。同時(shí)，他們希望能在網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不斷增大的情況下有效地控制運(yùn)營(yíng)本錢，于是他們紛紛考慮建設(shè)自己的下一代移動(dòng)承載網(wǎng)。對(duì)于我們?cè)O(shè)備效勞供給商來說，希望能夠給移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商們提供支持多種業(yè)務(wù)的接入承載層網(wǎng)絡(luò)，這同時(shí)也是本人下一個(gè)階段的工作重點(diǎn)，中國(guó)電信運(yùn)營(yíng)商重組后，三大全業(yè)務(wù)經(jīng)營(yíng)商要經(jīng)營(yíng)固網(wǎng)寬帶業(yè)務(wù)，營(yíng)移動(dòng)業(yè)務(wù)。但原本地傳輸網(wǎng)存在一系列的缺乏，必須對(duì)傳輸網(wǎng)尤其是網(wǎng)絡(luò)融合方案進(jìn)行深入研究。全業(yè)務(wù)所承載的主要業(yè)務(wù)包括傳統(tǒng)的語音及其增值業(yè)務(wù)、寬帶數(shù)據(jù)承載及接入業(yè)務(wù)、行業(yè)和企業(yè)大客戶VPN專線業(yè)務(wù)、移動(dòng)語音和移動(dòng)數(shù)據(jù)及其增值業(yè)務(wù)等;——傳統(tǒng)語音及其增值業(yè)務(wù)對(duì)于傳統(tǒng)的固網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商來說，接入網(wǎng)和交換機(jī)模塊均是通過傳輸網(wǎng)進(jìn)行承載?；谡Z音的智能網(wǎng)業(yè)務(wù)及彩鈴、一號(hào)通等業(yè)務(wù)包括信令網(wǎng)的承載也對(duì)傳輸網(wǎng)電路也存在一定的需求。各運(yùn)營(yíng)商還建設(shè)了比例不多基于NGN的MSAG和MSAN軟交換接入網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)，也是承載在接入傳輸網(wǎng)的MSTP上，語音業(yè)務(wù)占原固網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商傳輸網(wǎng)絡(luò)整體負(fù)荷的需求的35%左右?！獙拵?shù)據(jù)承載及接入業(yè)務(wù)固網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商IP城域網(wǎng)的核心層至?xí)蹖痈旧暇休d于光纖或波分系統(tǒng)上，對(duì)于傳輸網(wǎng)的核心層壓力較小，但是城鄉(xiāng)結(jié)合部、郊區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)和局部農(nóng)村所存在的寬帶接入需求，如ADSL、ADSL2+、LAN及局部寬帶接入專線，這些業(yè)務(wù)承載在傳輸網(wǎng)的會(huì)聚層和接入層的MSTP上，每用戶帶寬需求在1～4M之間，隨著寬帶用戶和寬帶用戶帶寬需求的不斷增加，傳輸接入網(wǎng)的電路容量日益成為開展瓶頸，寬帶數(shù)據(jù)接入業(yè)務(wù)需求占原固網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商傳輸網(wǎng)接入環(huán)整體負(fù)荷的55%左右?！罂蛻魧＞€接入業(yè)務(wù)大客戶專線業(yè)務(wù)開展的初期，大量采用PDH和集中式PDH進(jìn)行組網(wǎng)，隨著傳輸設(shè)備的不斷開展，小型化、微型化的傳輸設(shè)備日益完善，局部城市的本地網(wǎng)已經(jīng)大規(guī)模采用微型和小型傳輸設(shè)備接入大客戶專線，對(duì)于業(yè)務(wù)平安性需求不大的局部用戶，這些業(yè)務(wù)量局部轉(zhuǎn)移到基于數(shù)據(jù)網(wǎng)的MPLSVPN網(wǎng)絡(luò)上。大客戶專線接入業(yè)務(wù)占本接入傳輸網(wǎng)容量的10%左右;——移動(dòng)語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)隨著電信重組后三大全業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)商的成立，傳輸網(wǎng)需要為原有2G及建設(shè)中的3G的網(wǎng)絡(luò)中提供移動(dòng)話音和數(shù)據(jù)通信效勞，包括核心網(wǎng)和接入網(wǎng)。這些業(yè)務(wù)需求如果不考慮運(yùn)營(yíng)商重組，那么需要100%完全承載在原移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的傳輸網(wǎng)上。全業(yè)務(wù)本地傳輸網(wǎng)的傳統(tǒng)語音業(yè)務(wù)、移動(dòng)語音業(yè)務(wù)和各類數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的基石，網(wǎng)絡(luò)中各種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)開展迅速，如何快速接入多種業(yè)務(wù)，充分利用現(xiàn)有傳輸網(wǎng)絡(luò)的帶寬開展業(yè)務(wù)，是全業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)商在競(jìng)爭(zhēng)中贏得主動(dòng)的關(guān)鍵。隨著傳輸技術(shù)的不斷開展，網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)技術(shù)也將不斷演進(jìn)，本地傳輸網(wǎng)將必然發(fā)揮越來越大的作用。參考文獻(xiàn)[1]Kodialam,M;LakshmanT.Dynamicroutingofbandwidthguaranteedtunnelswithrestoration[J].[2]JasperneiteJ;NeumannP;TheisMDeterministic.Real-timeCommunicationwithSwitchedEthernet[J].2002.[3]WilwertC;RondeauE.PerformanceEvaluationonSwitchedEthernetArchitectures[J].[4]李朝舉.Internet核心網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)方法[J]2000(03).[5]敖志剛.《萬兆以太網(wǎng)及其實(shí)用技術(shù)》[M]，北京：電子工業(yè)出版社，2007.7.[6]N.N.TechFestEthernetTechnicalSummary-EthernetMediaAccessControl[J].1999.[7]Chris.Cole;John.D'.Ambrosia;Chris.DiMinico.TheNextGenerationofEthernet[OL].[8]DANIEOA.MPLSandtrafficengineeringinIPnetworks[J]1999(12)[9]RosenE;VISWANATHANA;CALLONRMultiprotocollabelswit-chingarchitecture2001[10]AndersonL,DOOLANP,FELDMANN.LDPspecification2001.<>1.緒論1.1研究背景網(wǎng)絡(luò)被認(rèn)為是互聯(lián)網(wǎng)開展的第三階段。網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)和實(shí)施能夠帶來切身實(shí)際的利益，城域網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)、局域網(wǎng)、家庭網(wǎng)和個(gè)人網(wǎng)絡(luò)都是網(wǎng)絡(luò)開展的表達(dá)。網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)造的初衷并不僅僅是表現(xiàn)在它的規(guī)模上，而是互聯(lián)互通，資源共享，消除資源訪問的壁壘，讓生活更加方便、快捷、高效。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的開展，網(wǎng)絡(luò)在應(yīng)用方面也表達(dá)出了很大的潛力，能夠共享和調(diào)度成千上萬的計(jì)算設(shè)備協(xié)同并發(fā)工作，能會(huì)聚數(shù)百萬計(jì)的信息資源加以歸類、分析和發(fā)布，還可以讓世界每一個(gè)角落的人們實(shí)時(shí)溝通交流。在現(xiàn)代高速開展的社會(huì)里，企業(yè)與企業(yè)之間的聯(lián)系日益密切，大量的、復(fù)雜的信息交流顯得由為重要。隨著電子科技的高速開展，那些如何復(fù)雜大量的信息，通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)幫助下，就可以輕而易舉的從某一地方傳送到另一地方，而且簡(jiǎn)單、快速、準(zhǔn)確，給人們帶來了很大的方便。而在現(xiàn)代企業(yè)中，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在管理中的應(yīng)用，已顯得舉足輕重。隨著企業(yè)信息化進(jìn)程的進(jìn)一步深入和開展，計(jì)算機(jī)在企業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛，而企業(yè)對(duì)計(jì)算機(jī)的依賴越來越強(qiáng)。隨著網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的日益豐富以及人們?cè)谌粘Ｉ钪袑?duì)網(wǎng)絡(luò)依賴的日漸緊密，那么對(duì)于網(wǎng)絡(luò)吞吐量，網(wǎng)絡(luò)延時(shí)，網(wǎng)絡(luò)鏈路的穩(wěn)定性以及網(wǎng)絡(luò)效勞的多樣性就會(huì)產(chǎn)生新的要求，同時(shí)也希望網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的花銷能更加低廉，這樣針對(duì)電信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商所提供的效勞將會(huì)產(chǎn)生巨大的挑戰(zhàn)，本實(shí)時(shí)通信系統(tǒng)的成功應(yīng)用將會(huì)給運(yùn)營(yíng)商們提供更加方便，快捷，穩(wěn)定，并且低廉的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)本錢，本實(shí)時(shí)通信系統(tǒng)幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)巨大的商業(yè)價(jià)值的同時(shí)也為用戶帶來的更加高效，快速，穩(wěn)定并且廉價(jià)的網(wǎng)絡(luò)效勞資源。1.2選題理論1.2.1需求分析方法在軟件的設(shè)計(jì)和開發(fā)過程中，需求分析是一個(gè)重要的階段，是工程開發(fā)的根本要素，是工程實(shí)現(xiàn)和實(shí)行的關(guān)鍵。軟件工程的需求分析指的是了解用戶需求，在軟件的功能上和客戶溝通并且達(dá)成一致，評(píng)估軟件的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)和工程需要付出的代價(jià)，最終形成一個(gè)完善設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜過程。目前比擬流行的軟件需求分析方法有：結(jié)構(gòu)化分析方法和面向?qū)ο蟮姆治龇椒ā?.結(jié)構(gòu)化分析結(jié)構(gòu)化分析方法給出一組幫助系統(tǒng)分析人員產(chǎn)生功能規(guī)約的原理與技術(shù)。它一般利用圖形表達(dá)用戶需求，使用的手段主要有數(shù)據(jù)流圖、數(shù)據(jù)字典、結(jié)構(gòu)化語言、判定表以及判定樹等。結(jié)構(gòu)化分析的步驟如下：①分析當(dāng)前的情況，做出反映當(dāng)前物理模型的DFD;②推導(dǎo)出等價(jià)的邏輯模型的DFD;③設(shè)計(jì)新的邏輯系統(tǒng)，生成數(shù)據(jù)字典和基元描述;④建立人機(jī)接口，提出可供選擇的目標(biāo)系統(tǒng)物理模型的DFD;⑤確定各種方案的本錢和風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，據(jù)此對(duì)各種方案進(jìn)行分析;⑥選擇一種方案;⑦建立完整的需求規(guī)約。2.面向?qū)ο蠓治雒嫦驅(qū)ο笫窃诮Y(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法出現(xiàn)很多問題的情況下應(yīng)運(yùn)而生的。從結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)的方法中，我們不難發(fā)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法求解問題的根本策略是從功能的角度審視問題域。它將應(yīng)用程序看成實(shí)現(xiàn)某些特定任務(wù)的功能模塊，其中子過程是實(shí)現(xiàn)某項(xiàng)具體操作的底層功能模塊。在每個(gè)功能模塊中，用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)描述待處理數(shù)據(jù)的組織形式，用算法描述具體的操作過程。面對(duì)日趨復(fù)雜的應(yīng)用系統(tǒng)，這種開發(fā)思路逐漸暴露了一些弱點(diǎn)。那么面向?qū)ο蟮姆治鍪紫雀鶕?jù)客戶需求抽象出業(yè)務(wù)對(duì)象;然后對(duì)需求進(jìn)行合理分層，構(gòu)建相對(duì)獨(dú)立的業(yè)務(wù)模塊;之后設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)邏輯，利用多態(tài)、繼承、封裝、抽象的編程思想，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)需求;最后通過整合各模塊，到達(dá)高內(nèi)聚、低耦合的效果，從而滿足客戶要求。1.4.2系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計(jì)方法軟件的開發(fā)設(shè)計(jì)模型是將軟件開發(fā)的整個(gè)過程、事件以及任務(wù)提取匯總而成的結(jié)構(gòu)化框架。軟件的開發(fā)包括了需求分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、編碼實(shí)現(xiàn)以及單元、系統(tǒng)測(cè)試等階段，有時(shí)也會(huì)有一局部的后期維護(hù)階段。軟件的開發(fā)設(shè)計(jì)模型能夠更加清晰、直觀地反響出軟件設(shè)計(jì)開發(fā)的全部過程，明確定義了開發(fā)過程中所需要完成的事件和任務(wù)。常見的軟件設(shè)計(jì)模型有：邊做邊改模型、瀑布模型、原型模型、增量模型、螺旋模型、演化模型、噴泉模型、智能模型、混合模型等，下面將列舉并介紹其中比擬常用的兩種模型。第2章實(shí)時(shí)通信系統(tǒng)的需求分析2.1客戶業(yè)務(wù)需求分析網(wǎng)絡(luò)如今已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡囊痪植?，無論是個(gè)人娛樂還是工作拓展，以及將來的智能生活和辦公需求，都需要網(wǎng)絡(luò)的承載，隨著網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用開展的突飛猛進(jìn)，人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)的承載能力，業(yè)務(wù)種類的多樣性，以及網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性提出了更高，更多的要求。本通信系統(tǒng)針對(duì)自己的核心客戶需求給出了不同的定制方案，本文針對(duì)各大客戶的共同需求，有以下幾個(gè)方面.1.網(wǎng)絡(luò)帶寬方面，要求核心網(wǎng)單口接入全面鋪設(shè)10Gbps端口，最大單機(jī)承載到達(dá)960Gbps。2.效勞多樣性方面，要求全面支持IEEE802.1q，802.1p，802.1ad等全業(yè)務(wù)承載，對(duì)于多用戶網(wǎng)橋要求支持基于虛擬專用局域網(wǎng)業(yè)務(wù)建連，對(duì)于核心網(wǎng)要求采用MPLS方式承載接入。3.網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性方面，要求支持多鏈路，多接點(diǎn)通信保護(hù)，倒換時(shí)間不超過50ms，核心網(wǎng)保護(hù)需要支持BFD，F(xiàn)RR兩種工作模式。4.鏈路維護(hù)方面，要求支持ITU-TY.1731的鏈路檢測(cè)和診斷。5.網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)質(zhì)量和分級(jí)管理方面，要求支持層次化業(yè)務(wù)分級(jí)和管理。6.網(wǎng)管方面：需要提供圖形化管理界面，需要具備跨廠商設(shè)備識(shí)別管理能力，動(dòng)態(tài)路由計(jì)算能力，多業(yè)務(wù)配置管理能力。2.2網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜驮O(shè)備需求分析通過對(duì)客戶現(xiàn)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)拓?fù)涞姆治?，本系統(tǒng)給出了適用的各種網(wǎng)絡(luò)需求拓?fù)湟约跋鄳?yīng)的設(shè)備安排。本系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲行枰粋€(gè)MPLS核心域和多個(gè)以太網(wǎng)交換邊緣域，稱之為標(biāo)準(zhǔn)域。第3章實(shí)時(shí)通信系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì).....................24-443.1基于單點(diǎn)直通業(yè)務(wù)的模塊功能設(shè)計(jì)...................24-343.2基于多點(diǎn)橋接業(yè)務(wù)的模塊功能設(shè)計(jì)...................34-44第4章實(shí)時(shí)通信系統(tǒng)相關(guān)功能的實(shí)現(xiàn)...................44-604.1協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊的實(shí)現(xiàn)...................45-544.2業(yè)務(wù)承載模塊相關(guān)功能的實(shí)現(xiàn)...................54-60共2頁:上一頁12下一頁第5章實(shí)時(shí)通信系統(tǒng)測(cè)試...................60-655.1端到端系統(tǒng)測(cè)試...................60-625.1.1鏈路保護(hù)業(yè)務(wù)承載測(cè)試...................605.1.2節(jié)點(diǎn)保護(hù)業(yè)務(wù)承載測(cè)試...................60-615.1.3多節(jié)點(diǎn)保護(hù)業(yè)務(wù)承載測(cè)試...................61-625.2基于RFC2544網(wǎng)絡(luò)設(shè)備互聯(lián)基準(zhǔn)...................62-655.2.1吞吐量測(cè)試...................62-635.2.2丟包率測(cè)試...................635.2.3延時(shí)測(cè)試...................63-645.2.4背靠背測(cè)試...................64-65結(jié)論該工程歷時(shí)兩年，本人參與了全部的客戶需求分析，設(shè)計(jì)，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)以及現(xiàn)網(wǎng)試運(yùn)營(yíng)測(cè)試，本實(shí)時(shí)通信系統(tǒng)為公司簽下了多家著名網(wǎng)絡(luò)效勞提供商的現(xiàn)網(wǎng)布局訂單，并且成功在現(xiàn)網(wǎng)當(dāng)中運(yùn)行，從客戶的反響方面，無論是現(xiàn)網(wǎng)容量的提升，多業(yè)務(wù)的承載，靈活的Qos效勞還是高質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性，都得到了客戶的肯定，運(yùn)營(yíng)商們通過本系統(tǒng)提供的高質(zhì)量網(wǎng)絡(luò)效勞，贏得了更多的用戶，在商業(yè)上也獲得了更大的盈利，同時(shí)對(duì)網(wǎng)絡(luò)用戶而言，網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量更加穩(wěn)定，網(wǎng)絡(luò)帶寬更加寬闊，同時(shí)價(jià)格也更加低廉。通過該工程的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，本人對(duì)以太網(wǎng)通信技術(shù)有了更加深刻的了解，最重要的是通過這個(gè)工程的實(shí)施，能夠?qū)ΜF(xiàn)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)方面有一個(gè)整體了解，對(duì)客戶的真實(shí)需求也有了一定的認(rèn)識(shí)，在工程中取得的這些珍貴經(jīng)驗(yàn)無論是在今后的工作和研究方面都是很重要的幫助和財(cái)富。隨著語音市場(chǎng)的飽和以及語音業(yè)務(wù)每用戶平均收入的下降，運(yùn)營(yíng)商的利潤(rùn)增長(zhǎng)面臨挑戰(zhàn)。多業(yè)務(wù)提供商向IP/Ethernet平臺(tái)轉(zhuǎn)移，不僅能開發(fā)更有價(jià)值的個(gè)性化多媒體業(yè)務(wù)，還能有效降低本錢。多業(yè)務(wù)提供商正在尋找能夠支持從2G向3G和寬帶無線接入平滑演進(jìn)的傳輸解決方案。同時(shí)，他們希望能在網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不斷增大的情況下有效地控制運(yùn)營(yíng)本錢，于是他們紛紛考慮建設(shè)自己的下一代移動(dòng)承載網(wǎng)。對(duì)于我們?cè)O(shè)備效勞供給商來說，希望能夠給移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商們提供支持多種業(yè)務(wù)的接入承載層網(wǎng)絡(luò)，這同時(shí)也是本人下一個(gè)階段的工作重點(diǎn)，中國(guó)電信運(yùn)營(yíng)商重組后，三大全業(yè)務(wù)經(jīng)營(yíng)商要經(jīng)營(yíng)固網(wǎng)寬帶業(yè)務(wù)，營(yíng)移動(dòng)業(yè)務(wù)。但原本地傳輸網(wǎng)存在一系列的缺乏，必須對(duì)傳輸網(wǎng)尤其是網(wǎng)絡(luò)融合方案進(jìn)行深入研究。全業(yè)務(wù)所承載的主要業(yè)務(wù)包括傳統(tǒng)的語音及其增值業(yè)務(wù)、寬帶數(shù)據(jù)承載及接入業(yè)務(wù)、行業(yè)和企業(yè)大客戶VPN專線業(yè)務(wù)、移動(dòng)語音和移動(dòng)數(shù)據(jù)及其增值業(yè)務(wù)等;——傳統(tǒng)語音及其增值業(yè)務(wù)對(duì)于傳統(tǒng)的固網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商來說，接入網(wǎng)和交換機(jī)模塊均是通過傳輸網(wǎng)進(jìn)行承載?；谡Z音的智能網(wǎng)業(yè)務(wù)及彩鈴、一號(hào)通等業(yè)務(wù)包括信令網(wǎng)的承載也對(duì)傳輸網(wǎng)電路也存在一定的需求。各運(yùn)營(yíng)商還建設(shè)了比例不多基于NGN的MSAG和MSAN軟交換接入網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)，也是承載在接入傳輸網(wǎng)的MSTP上，語音業(yè)務(wù)占原固網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商傳輸網(wǎng)絡(luò)整體負(fù)荷的需求的35%左右。——寬帶數(shù)據(jù)承載及接入業(yè)務(wù)固網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商IP城域網(wǎng)的核心層至?xí)蹖痈旧暇休d于光纖或波分系統(tǒng)上，對(duì)于傳輸網(wǎng)的核心層壓力較小，但是城鄉(xiāng)結(jié)合部、郊區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)和局部農(nóng)村所存在的寬帶接入需求，如ADSL、ADSL2+、LAN及局部寬帶接入專線，這些業(yè)務(wù)承載在傳輸網(wǎng)的會(huì)聚層和接入層的MSTP上，每用戶帶寬需求在1～4M之間，隨著寬帶用戶和寬帶用戶帶寬需求的不斷增加，傳輸接入網(wǎng)的電路容量日益成為開展瓶頸，寬帶數(shù)據(jù)接入業(yè)務(wù)需求占原固網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商傳輸網(wǎng)接入環(huán)整體負(fù)荷的55%左右?！罂蛻魧＞€接入業(yè)務(wù)大客戶專線業(yè)務(wù)開展的初期，大量采用PDH和集中式PDH進(jìn)行組網(wǎng)，隨著傳輸設(shè)備的不斷開展，小型化、微型化的傳輸設(shè)備日益完善，局部城市的本地網(wǎng)已經(jīng)大規(guī)模采用微型和小型傳輸設(shè)備接入大客戶專線，對(duì)于業(yè)務(wù)平安性需求不大的局部用戶，這些業(yè)務(wù)量局部轉(zhuǎn)移到基于數(shù)據(jù)網(wǎng)的MPLSVPN網(wǎng)絡(luò)上。大客戶專線接入業(yè)務(wù)占本接入傳輸網(wǎng)容量的10%左右;——移動(dòng)語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)隨著電信重組后三大全業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)商的成立，傳輸網(wǎng)需要為原有2G及建設(shè)中的3G的網(wǎng)絡(luò)中提供移動(dòng)話音和數(shù)據(jù)通信效勞，包括核心網(wǎng)和接入網(wǎng)。這些業(yè)務(wù)需求如果不考慮運(yùn)營(yíng)商重組，那么需要100%完全承載在原移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的傳輸網(wǎng)上。全業(yè)務(wù)本地傳輸網(wǎng)的傳統(tǒng)語音業(yè)務(wù)、移動(dòng)語音業(yè)務(wù)和各類數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的基石，網(wǎng)絡(luò)中各種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)開展迅速，如何快速接入多種業(yè)務(wù)，充分利用現(xiàn)有傳輸網(wǎng)絡(luò)的帶寬開展業(yè)務(wù)，是全業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)商在競(jìng)爭(zhēng)中贏得主動(dòng)的關(guān)鍵。隨著傳輸技術(shù)的不斷開展，網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)技術(shù)也將不斷演進(jìn)，本地傳輸網(wǎng)將必然發(fā)揮越來越大的作用。參考文獻(xiàn)[1]Kodialam,M;LakshmanT.Dynamicroutingofbandwidthguaranteedtunnelswithrestoration[J].[2]JasperneiteJ;NeumannP;TheisMDeterministic.Real-timeCommunicationwithSwitchedEthernet[J].2002.[3]WilwertC;RondeauE.PerformanceEvaluationonSwitchedEthernetArchitectures[J].[4]李朝舉.Internet核心網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)方法[J]2000(03).[5]敖志剛.《萬兆以太網(wǎng)及其實(shí)用技術(shù)》[M]，北京：電子工業(yè)出版社，2007.7.[6]N.N.TechFestEthernetTechnicalSummary-EthernetMediaAccessControl[J].1999.[7]Chris.Cole;John.D'.Ambrosia;Chris.DiMinico.TheNextGenerationofEthernet[OL].[8]DANIEOA.MPLSandtrafficengineeringinIPnetworks[J]1999(12)[9]RosenE;VISWANATHANA;CALLONRMultiprotocollabelswit-chingarchitecture2001[10]AndersonL,DOOLANP,FELDMANN.LDPspecification2001.<>1.緒論1.1研究背景網(wǎng)絡(luò)被認(rèn)為是互聯(lián)網(wǎng)開展的第三階段。網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)和實(shí)施能夠帶來切身實(shí)際的利益，城域網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)、局域網(wǎng)、家庭網(wǎng)和個(gè)人網(wǎng)絡(luò)都是網(wǎng)絡(luò)開展的表達(dá)。網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)造的初衷并不僅僅是表現(xiàn)在它的規(guī)模上，而是互聯(lián)互通，資源共享，消除資源訪問的壁壘，讓生活更加方便、快捷、高效。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的開展，網(wǎng)絡(luò)在應(yīng)用方面也表達(dá)出了很大的潛力，能夠共享和調(diào)度成千上萬的計(jì)算設(shè)備協(xié)同并發(fā)工作，能會(huì)聚數(shù)百萬計(jì)的信息資源加以歸類、分析和發(fā)布，還可以讓世界每一個(gè)角落的人們實(shí)時(shí)溝通交流。在現(xiàn)代高速開展的社會(huì)里，企業(yè)與企業(yè)之間的聯(lián)系日益密切，大量的、復(fù)雜的信息交流顯得由為重要。隨著電子科技的高速開展，那些如何復(fù)雜大量的信息，通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)幫助下，就可以輕而易舉的從某一地方傳送到另一地方，而且簡(jiǎn)單、快速、準(zhǔn)確，給人們帶來了很大的方便。而在現(xiàn)代企業(yè)中，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在管理中的應(yīng)用，已顯得舉足輕重。隨著企業(yè)信息化進(jìn)程的進(jìn)一步深入和開展，計(jì)算機(jī)在企業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛，而企業(yè)對(duì)計(jì)算機(jī)的依賴越來越強(qiáng)。隨著網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的日益豐富以及人們?cè)谌粘Ｉ钪袑?duì)網(wǎng)絡(luò)依賴的日漸緊密，那么對(duì)于網(wǎng)絡(luò)吞吐量，網(wǎng)絡(luò)延時(shí)，網(wǎng)絡(luò)鏈路的穩(wěn)定性以及網(wǎng)絡(luò)效勞的多樣性就會(huì)產(chǎn)生新的要求，同時(shí)也希望網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的花銷能更加低廉，這樣針對(duì)電信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商所提供的效勞將會(huì)產(chǎn)生巨大的挑戰(zhàn)，本實(shí)時(shí)通信系統(tǒng)的成功應(yīng)用將會(huì)給運(yùn)營(yíng)商們提供更加方便，快捷，穩(wěn)定，并且低廉的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)本錢，本實(shí)時(shí)通信系統(tǒng)幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)巨大的商業(yè)價(jià)值的同時(shí)也為用戶帶來的更加高效，快速，穩(wěn)定并且廉價(jià)的網(wǎng)絡(luò)效勞資源。1.2選題理論1.2.1需求分析方法在軟件的設(shè)計(jì)和開發(fā)過程中，需求分析是一個(gè)重要的階段，是工程開發(fā)的根本要素，是工程實(shí)現(xiàn)和實(shí)行的關(guān)鍵。軟件工程的需求分析指的是了解用戶需求，在軟件的功能上和客戶溝通并且達(dá)成一致，評(píng)估軟件的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)和工程需要付出的代價(jià)，最終形成一個(gè)完善設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜過程。目前比擬流行的軟件需求分析方法有：結(jié)構(gòu)化分析方法和面向?qū)ο蟮姆治龇椒ā?.結(jié)構(gòu)化分析結(jié)構(gòu)化分析方法給出一組幫助系統(tǒng)分析人員產(chǎn)生功能規(guī)約的原理與技術(shù)。它一般利用圖形表達(dá)用戶需求，使用的手段主要有數(shù)據(jù)流圖、數(shù)據(jù)字典、結(jié)構(gòu)化語言、判定表以及判定樹等。結(jié)構(gòu)化分析的步驟如下：①分析當(dāng)前的情況，做出反映當(dāng)前物理模型的DFD;②推導(dǎo)出等價(jià)的邏輯模型的DFD;③設(shè)計(jì)新的邏輯系統(tǒng)，生成數(shù)據(jù)字典和基元描述;④建立人機(jī)接口，提出可供選擇的目標(biāo)系統(tǒng)物理模型的DFD;⑤確定各種方案的本錢和風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，據(jù)此對(duì)各種方案進(jìn)行分析;⑥選擇一種方案;⑦建立完整的需求規(guī)約。2.面向?qū)ο蠓治雒嫦驅(qū)ο笫窃诮Y(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法出現(xiàn)很多問題的情況下應(yīng)運(yùn)而生的。從結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)的方法中，我們不難發(fā)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法求解問題的根本策略是從功能的角度審視問題域。它將應(yīng)用程序看成實(shí)現(xiàn)某些特定任務(wù)的功能模塊，其中子過程是實(shí)現(xiàn)某項(xiàng)具體操作的底層功能模塊。在每個(gè)功能模塊中，用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)描述待處理數(shù)據(jù)的組織形式，用算法描述具體的操作過程。面對(duì)日趨復(fù)雜的應(yīng)用系統(tǒng)，這種開發(fā)思路逐漸暴露了一些弱點(diǎn)。那么面向?qū)ο蟮姆治鍪紫雀鶕?jù)客戶需求抽象出業(yè)務(wù)對(duì)象;然后對(duì)需求進(jìn)行合理分層，構(gòu)建相對(duì)獨(dú)立的業(yè)務(wù)模塊;之后設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)邏輯，利用多態(tài)、繼承、封裝、抽象的編程思想，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)需求;最后通過整合各模塊，到達(dá)高內(nèi)聚、低耦合的效果，從而滿足客戶要求。1.4.2系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計(jì)方法軟件的開發(fā)設(shè)計(jì)模型是將軟件開發(fā)的整個(gè)過程、事件以及任務(wù)提取匯總而成的結(jié)構(gòu)化框架。軟件的開發(fā)包括了需求分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、編碼實(shí)現(xiàn)以及單元、系統(tǒng)測(cè)試等階段，有時(shí)也會(huì)有一局部的后期維護(hù)階段。軟件的開發(fā)設(shè)計(jì)模型能夠更加清晰、直觀地反響出軟件設(shè)計(jì)開發(fā)的全部過程，明確定義了開發(fā)過程中所需要完成的事件和任務(wù)。常見的軟件設(shè)計(jì)模型有：邊做邊改模型、瀑布模型、原型模型、增量模型、螺旋模型、演化模型、噴泉模型、智能模型、混合模型等，下面將列舉并介紹其中比擬常用的兩種模型。第2章實(shí)時(shí)通信系統(tǒng)的需求分析2.1客戶業(yè)務(wù)需求分析網(wǎng)絡(luò)如今已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡囊痪植浚瑹o論是個(gè)人娛樂還是工作拓展，以及將來的智能生活和辦公需求，都需要網(wǎng)絡(luò)的承載，隨著網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用開展的突飛猛進(jìn)，人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)的承載能力，業(yè)務(wù)種類的多樣性，以及網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性提出了更高，更多的要求。本通信系統(tǒng)針對(duì)自己的核心客戶需求給出了不同的定制方案，本文針對(duì)各大客戶的共同需求，有以下幾個(gè)方面.1.網(wǎng)絡(luò)帶寬方面，要求核心網(wǎng)單口接入全面鋪設(shè)10Gbps端口，最大單機(jī)承載到達(dá)960Gbps。2.效勞多樣性方面，要求全面支持IEEE802.1q，802.1p，802.1ad等全業(yè)務(wù)承載，對(duì)于多用戶網(wǎng)橋要求支持基于虛擬專用局域網(wǎng)業(yè)務(wù)建連，對(duì)于核心網(wǎng)要求采用MPLS方式承載接入。3.網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性方面，要求支持多鏈路，多接點(diǎn)通信保護(hù)，倒換時(shí)間不超過50ms，核心網(wǎng)保護(hù)需要支持BFD，F(xiàn)RR兩種工作模式。4.鏈路維護(hù)方面，要求支持ITU-TY.1731的鏈路檢測(cè)和診斷。5.網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)質(zhì)量和分級(jí)管理方面，要求支持層次化業(yè)務(wù)分級(jí)和管理。6.網(wǎng)管方面：需要提供圖形化管理界面，需要具備跨廠商設(shè)備識(shí)別管理能力，動(dòng)態(tài)路由計(jì)算能力，多業(yè)務(wù)配置管理能力。2.2網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜驮O(shè)備需求分析通過對(duì)客戶現(xiàn)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)拓?fù)涞姆治?，本系統(tǒng)給出了適用的各種網(wǎng)絡(luò)需求拓?fù)湟约跋鄳?yīng)的設(shè)備安排。本系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲行枰粋€(gè)MPLS核心域和多個(gè)以太網(wǎng)交換邊緣域，稱之為標(biāo)準(zhǔn)域。第3章實(shí)時(shí)通信系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì).....................24-443.1基于單點(diǎn)直通業(yè)務(wù)的模塊功能設(shè)計(jì)...................24-343.2基于多點(diǎn)橋接業(yè)務(wù)的模塊功能設(shè)計(jì)...................34-44第4章實(shí)時(shí)通信系統(tǒng)相關(guān)功能的實(shí)現(xiàn)...................44-604.1協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊的實(shí)現(xiàn)...................45-544.2業(yè)務(wù)承載模塊相關(guān)功能的實(shí)現(xiàn)...................54-60共2頁:上一頁12下一頁第5章實(shí)時(shí)通信系統(tǒng)測(cè)試...................60-655.1端到端系統(tǒng)測(cè)試...................60-625.1.1鏈路保護(hù)業(yè)務(wù)承載測(cè)試...................605.1.2節(jié)點(diǎn)保護(hù)業(yè)務(wù)承載測(cè)試...................60-615.1.3多節(jié)點(diǎn)保護(hù)業(yè)務(wù)承載測(cè)試...................61-625.2基于RFC2544網(wǎng)絡(luò)設(shè)備互聯(lián)基準(zhǔn)...................62-655.2.1吞吐量測(cè)試...................62-635.2.2丟包率測(cè)試...................635.2.3延時(shí)測(cè)試...................63-645.2.4背靠背測(cè)試...................64-65結(jié)論該工程歷時(shí)兩年，本人參與了全部的客戶需求分析，設(shè)計(jì)，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)以及現(xiàn)網(wǎng)試運(yùn)營(yíng)測(cè)試，本實(shí)時(shí)通信系統(tǒng)為公司簽下了多家著名網(wǎng)絡(luò)效勞提供商的現(xiàn)網(wǎng)布局訂單，并且成功在現(xiàn)網(wǎng)當(dāng)中運(yùn)行，從客戶的反響方面，無論是現(xiàn)網(wǎng)容量的提升，多業(yè)務(wù)的承載，靈活的Qos效勞還是高質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性，都得到了客戶的肯定，運(yùn)營(yíng)商們通過本系統(tǒng)提供的高質(zhì)量網(wǎng)絡(luò)效勞，贏得了更多的用戶，在商業(yè)上也獲得了更大的盈利，同時(shí)對(duì)網(wǎng)絡(luò)用戶而言，網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量更加穩(wěn)定，網(wǎng)絡(luò)帶寬更加寬闊，同時(shí)價(jià)格也更加低廉。通過該工程的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，本人對(duì)以太網(wǎng)通信技術(shù)有了更加深刻的了解，最重要的是通過這個(gè)工程的實(shí)施，能夠?qū)ΜF(xiàn)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)方面有一個(gè)整體了解，對(duì)客戶的真實(shí)需求也有了一定的認(rèn)識(shí)，在工程中取得的這些珍貴經(jīng)驗(yàn)無論是在今后的工作和研究方面都是很重要的幫助和財(cái)富。隨著語音市場(chǎng)的飽和以及語音業(yè)務(wù)每用戶平均收入的下降，運(yùn)營(yíng)商的利潤(rùn)增長(zhǎng)面臨挑戰(zhàn)。多業(yè)務(wù)提供商向IP/Ethernet平臺(tái)轉(zhuǎn)移，不僅能開發(fā)更有價(jià)值的個(gè)性化多媒體業(yè)務(wù)，還能有效降低本錢。多業(yè)務(wù)提供商正在尋找能夠支持從2G向3G和寬帶無線接入平滑演進(jìn)的傳輸解決方案。同時(shí)，他們希望能在網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不斷增大的情況下有效地控制運(yùn)營(yíng)本錢，于是他們紛紛考慮建設(shè)自己的下一代移動(dòng)承載網(wǎng)。對(duì)于我們?cè)O(shè)備效勞供給商來說，希望能夠給移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商們提供支持多種業(yè)務(wù)的接入承載層網(wǎng)絡(luò)，這同時(shí)也是本人下一個(gè)階段的工作重點(diǎn)，中國(guó)電信運(yùn)營(yíng)商重組后，三大全業(yè)務(wù)經(jīng)營(yíng)商要經(jīng)營(yíng)固網(wǎng)寬帶業(yè)務(wù)，營(yíng)移動(dòng)業(yè)務(wù)。但原本地傳輸網(wǎng)存在一系列的缺乏，必須對(duì)傳輸網(wǎng)尤其是網(wǎng)絡(luò)融合方案進(jìn)行深入研究。全業(yè)務(wù)所承載的主要業(yè)務(wù)包括傳統(tǒng)的語音及其增值業(yè)務(wù)、寬帶數(shù)據(jù)承載及接入業(yè)務(wù)、行業(yè)和企業(yè)大客戶VPN專線業(yè)務(wù)、移動(dòng)語音和移動(dòng)數(shù)據(jù)及其增值業(yè)務(wù)等;——傳統(tǒng)語音及其增值業(yè)務(wù)對(duì)于傳統(tǒng)的固網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商來說，接入網(wǎng)和交換機(jī)模塊均是通過傳輸網(wǎng)進(jìn)行承載?；谡Z音的智能網(wǎng)業(yè)務(wù)及彩鈴、一號(hào)通等業(yè)務(wù)包括信令網(wǎng)的承載也對(duì)傳輸網(wǎng)電路也存在一定的需求。各運(yùn)營(yíng)商還建設(shè)了比例不多基于NGN的MSAG和MSAN軟交換接入網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)，也是承載在接入傳輸網(wǎng)的MSTP上，語音業(yè)務(wù)占原固網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商傳輸網(wǎng)絡(luò)整體負(fù)荷的需求的35%左右?！獙拵?shù)據(jù)承載及接入業(yè)務(wù)固網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商IP城域網(wǎng)的核心層至?xí)蹖痈旧暇休d于光纖或波分系統(tǒng)上，對(duì)于傳輸網(wǎng)的核心層壓力較小，但是城鄉(xiāng)結(jié)合部、郊區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)和局部農(nóng)村所存在的寬帶接入需求，如ADSL、ADSL2+、LAN及局部寬帶接入專線，這些業(yè)務(wù)承載在傳輸網(wǎng)的會(huì)聚層和接入層的MSTP上，每用戶帶寬需求在1～4M之間，隨著寬帶用戶和寬帶用戶帶寬需求的不斷增加，傳輸接入網(wǎng)的電路容量日益成為開展瓶頸，寬帶數(shù)據(jù)接入業(yè)務(wù)需求占原固網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商傳輸網(wǎng)接入環(huán)整體負(fù)荷的55%左右。——大客戶專線接入業(yè)務(wù)大客戶專線業(yè)務(wù)開展的初期，大量采用PDH和集中式PDH進(jìn)行組網(wǎng)，隨著傳輸設(shè)備的不斷開展，小型化、微型化的傳輸設(shè)備日益完善，局部城市的本地網(wǎng)已經(jīng)大規(guī)模采用微型和小型傳輸設(shè)備接入大客戶專線，對(duì)于業(yè)務(wù)平安性需求不大的局部用戶，這些業(yè)務(wù)量局部轉(zhuǎn)移到基于數(shù)據(jù)網(wǎng)的MPLSVPN網(wǎng)絡(luò)上。大客戶專線接入業(yè)務(wù)占本接入傳輸網(wǎng)容量的10%左右;——移動(dòng)語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)隨著電信重組后三大全業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)商的成立，傳輸網(wǎng)需要為原有2G及建設(shè)中的3G的網(wǎng)絡(luò)中提供移動(dòng)話音和數(shù)據(jù)通信效勞，包括核心網(wǎng)和接入網(wǎng)。這些業(yè)務(wù)需求如果不考慮運(yùn)營(yíng)商重組，那么需要100%完全承載在原移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的傳輸網(wǎng)上。全業(yè)務(wù)本地傳輸網(wǎng)的傳統(tǒng)語音業(yè)務(wù)、移動(dòng)語音業(yè)務(wù)和各類數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的基石，網(wǎng)絡(luò)中各種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)開展迅速，如何快速接入多種業(yè)務(wù)，充分利用現(xiàn)有傳輸網(wǎng)絡(luò)的帶寬開展業(yè)務(wù)，是全業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)商在競(jìng)爭(zhēng)中贏得主動(dòng)的關(guān)鍵。隨著傳輸技術(shù)的不斷開展，網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)技術(shù)也將不斷演進(jìn)，本地傳輸網(wǎng)將必然發(fā)揮越來越大的作用。參考文獻(xiàn)[1]Kodialam,M;LakshmanT.Dynamicroutingofbandwidthguaranteedtunnelswithrestoration[J].[2]JasperneiteJ;NeumannP;TheisMDeterministic.Real-timeCommunicationwithSwitchedEthernet[J].2002.[3]WilwertC;RondeauE.PerformanceEvaluationonSwitchedEthernetArchitectures[J].[4]李朝舉.Internet核心網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)方法[J]2000(03).[5]敖志剛.《萬兆以太網(wǎng)及其實(shí)用技術(shù)》[M]，北京：電子工業(yè)出版社，2007.7.[6]N.N.TechFestEthernetTechnicalSummary-EthernetMediaAccessControl[J].1999.[7]Chris.Cole;John.D'.Ambrosia;Chris.DiMinico.TheNextGenerationofEthernet[OL].[8]DANIEOA.MPLSandtrafficengineeringinIPnetworks[J]1999(12)[9]RosenE;VISWANATHANA;CALLONRMultiprotocollabelswit-chingarchitecture2001[10]AndersonL,DOOLANP,FELDMANN.LDPspecification2001.本論文研究?jī)?nèi)容的主要流程如圖1.1所示。圖1.1特征融合算法的主要流程2Gabor特征提取算法的實(shí)現(xiàn)2.1Gabor小波簡(jiǎn)介由于Gabor特征對(duì)光照、姿態(tài)具有一定的魯棒性[7,13]，因此Gabor特征在人臉識(shí)別領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛，目前已經(jīng)成為了最為主流的人臉特征抽取方法。Gabor特征具有良好的空間局部性和方向選擇性[7,13]，可以很好的描述圖像的紋理信息，因此許多人臉識(shí)別算法都采用Gabor特征作為識(shí)別特征。EGM是最早應(yīng)用Gabor特征進(jìn)行人臉識(shí)別的算法之一，該算法僅對(duì)人臉圖像中局部關(guān)鍵特征點(diǎn)進(jìn)行Gabor變換，并將人臉描述為以這些特征點(diǎn)位置為頂點(diǎn)、以其Gabor變換系數(shù)為頂點(diǎn)屬性、以其關(guān)鍵點(diǎn)位置關(guān)系為邊屬性的屬性圖，從而將人臉識(shí)別問題轉(zhuǎn)化為圖匹配問題。通過合理的選擇特征點(diǎn)的位置，彈性圖可以很好地同時(shí)對(duì)人臉的關(guān)鍵局部特征及其它們之間的關(guān)系進(jìn)行建模，從而既利用了人臉的圖像亮度分布特征，又利用了面部結(jié)構(gòu)信息。GWN方法從最正確描述的角度，通過一個(gè)優(yōu)化過程完全自動(dòng)地確定特征位置及其相應(yīng)的小波參數(shù)，并最終用這些參數(shù)作為人臉的描述來進(jìn)行人臉識(shí)別。但GWN是一種基于參數(shù)優(yōu)化的建模方法，計(jì)算復(fù)雜度很高，其用于人臉識(shí)別的有效性還需要更多的實(shí)踐檢驗(yàn)。GFC算法的根本思想是在粗略對(duì)齊人臉圖像的前提下，逐像素計(jì)算每個(gè)像素點(diǎn)的多方向、多尺度Gabor變換特征，形成Gabor特征的人臉表示，然后進(jìn)一步用Fisher判別分析法提取特征，為了解決逐像素Gabor特征維數(shù)過高的問題，Liu采用了簡(jiǎn)單的下采樣處理方法。AdaGabor算法采用AdaBoost算法對(duì)高維Gabor特征進(jìn)行選擇的降維，該方法采用機(jī)器學(xué)習(xí)的方法更加客觀地利用Gabor特征，從而能在有效降維的同時(shí)提高識(shí)別性能。Gabor小波與人類視覺系統(tǒng)中簡(jiǎn)單細(xì)胞的視覺刺激響應(yīng)非常相似。它在提取目標(biāo)的局部空間和頻率域信息方面具有良好的特性。雖然Gabor小波本身并不能構(gòu)成正交基，但在特定參數(shù)下可構(gòu)成緊框架。Gabor小波對(duì)于圖像的邊緣敏感，能夠提供良好的方向選擇和尺度選擇特性，而且對(duì)于光照變化不敏感,能夠提供對(duì)光照變化良好的適應(yīng)性[14]。上述特點(diǎn)使Gabor小波被廣泛應(yīng)用于視覺信息理解。二維Gabor小波變換[15]是在時(shí)頻域進(jìn)行信號(hào)分析處理的重要工具，其變換系數(shù)有著良好的視覺特性和生物學(xué)背景，因此被廣泛應(yīng)用于圖像處理、模式識(shí)別等領(lǐng)域。與傳統(tǒng)的傅立葉變換相比，Gabor小波變換具有良好的時(shí)頻局部化特性。即非常容易地調(diào)整Gabor濾波器的方向、基頻帶寬及中心頻率從而能夠最好的兼顧信號(hào)在時(shí)空域和頻域中的分辨能力；Gabor小波變換具有多分辨率特性即變焦能力。即采用多通道濾波技術(shù)，將一組具有不同時(shí)頻域特性的Gabor小波應(yīng)用于圖像變換，每個(gè)通道都能夠得到輸入圖像的某種局部特性，這樣可以根據(jù)需要在不同粗細(xì)粒度上分析圖像。此外，在特征提取方面，Gabor小波變換與其它方法相比：一方面其處理的數(shù)據(jù)量較少，能滿足系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求；另一方面，小波變換對(duì)光照變化不敏感，且能容忍一定程度的圖像旋轉(zhuǎn)和變形，當(dāng)采用基于歐氏距離進(jìn)行識(shí)別時(shí)，特征模式與待測(cè)特征不需要嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)，故能提高系統(tǒng)的魯棒性[16,17]。無論從生物學(xué)的角度還是技術(shù)的角度，Gabor特征都有很大的優(yōu)越性。Jones和Palmer的研究說明[18]，在根本視覺皮層里的簡(jiǎn)單細(xì)胞的感受野局限在很小的空域范圍內(nèi)，并且高度結(jié)構(gòu)化。Gabor變換所采用的核〔Kernels〕與哺乳動(dòng)物視覺皮層簡(jiǎn)單細(xì)胞2D感受野剖面〔Profile〕非常相似，具有優(yōu)良的空間局部性和方向選擇性，能夠抓住圖像局部區(qū)域內(nèi)多個(gè)方向的空間頻率〔尺度〕和局部性結(jié)構(gòu)特征。這樣，Gabor分解可以看作一個(gè)對(duì)方向和尺度敏感的有方向性的顯微鏡。同時(shí)，二維Gabor函數(shù)也類似于增強(qiáng)邊緣以及峰、谷、脊輪廓等底層圖像特征，這相當(dāng)于增強(qiáng)了被認(rèn)為是面部關(guān)鍵部件的眼睛、鼻子、嘴巴等信息，同時(shí)也增強(qiáng)了諸于黑痣、酒窩、傷疤等局部特征，從而使得在保存總體人臉信息的同時(shí)增強(qiáng)局部特性成為可能[18]。圖2.1即顯示了這一結(jié)論。圖2.1中的每一列代表一組實(shí)驗(yàn)，其中第一行代表脊椎動(dòng)物的視覺皮層感受野，第二行是Gabor濾波器，第三行是兩者的殘差?？梢妰烧呦嗖顦O小。Gabor濾波器的這一性質(zhì)，使得其在視覺領(lǐng)域中經(jīng)常被用來作圖像的預(yù)處理。圖2.1Gabor濾波器和脊椎動(dòng)物視覺皮層感受野響應(yīng)的比擬從圖像處理的角度來看，Gabor特征有如下好處：〔1〕Gabor核函數(shù)由于去掉了直流分量，因此對(duì)局部光照的變化不敏感，常常被用在要求對(duì)光照有適應(yīng)性的場(chǎng)合；〔2〕Gabor濾波結(jié)果可以反映圖像不同尺度、不同方向上的灰度分布信息。一般說來，大尺度濾波可以反映全局性較強(qiáng)的信息，同時(shí)可以掩蓋圖像中噪聲的影響；小尺度可以反映比擬精細(xì)的局部結(jié)構(gòu)，但容易受到噪聲影響。小波核函數(shù)在空域和頻域上都有一定的局域性，這使得其對(duì)平移、拉伸、旋轉(zhuǎn)和尺度變換都具有一定的魯棒性。雖然平移變換對(duì)復(fù)向量的相位有一定影響，但在人臉識(shí)別這個(gè)問題中，平移對(duì)結(jié)果的影響是要考慮的，Gabor特征仍然具有很好的刻畫特性。正是由于Gabor特征的這些特性，使得其在人臉識(shí)別中得到了非常廣泛的應(yīng)用。2.2人臉圖像的Gabor特征共5頁:上一頁12345下一頁二維Gabor小波的定義為：〔2.1〕式中：是與小波頻率帶寬有關(guān)的常數(shù)；為空間位置坐標(biāo)；確定了Gabor內(nèi)核的方向和尺度。在采用8個(gè)方向和5個(gè)尺度的采樣時(shí)，某人方向和尺度上的可以寫為。其中為采樣尺度，為尺度標(biāo)號(hào)；為采樣方向，為方向標(biāo)號(hào)。為最大頻率，是頻域中的內(nèi)核間隔因子。令參數(shù)、、，可以獲得較好的小波表征和區(qū)分效果。Gabor變換與Gabor內(nèi)核的卷積為：〔2.2〕設(shè)的幅值和相位分別為和，那么。組合不同尺度和方向的，構(gòu)成圖像在位置處的Gabor特征矢量。定義Gabor特征和在不考慮相位差時(shí)的相似性為：〔2.3〕在提取人臉圖像的Gabor特征時(shí)，通常采用多個(gè)在不同尺度和方向上的Gabor濾波器組成濾波器組，并根據(jù)圖像的特點(diǎn)和神經(jīng)生理學(xué)的結(jié)論來選擇參數(shù)。通常研究采用共包括8個(gè)方向〔；〕和5個(gè)尺度〔；；〕的Gabor濾波器組，并令，使濾波器的帶寬約為1倍頻程。由于Gabor特征具有良好的空間局部性和方向選擇性，而且對(duì)光照、姿態(tài)具有一定的魯棒性，因此在人臉識(shí)別中獲得了成功的應(yīng)用。然而，大局部基于Gabor特征的人臉識(shí)別算法中，只應(yīng)用了Gabor幅值信息，而沒有應(yīng)用相位信息，主要原因是Gabor相位信息隨著空間位置呈周期性變化，而幅值的變化相對(duì)平滑而穩(wěn)定。所以本論文將輸入圖像依次與濾波器組的各個(gè)濾波器進(jìn)行卷積，并取其幅值作為輸出，即，〔2.4〕設(shè)圖像的大小為，通過40個(gè)濾波器得到Gabor特征的維數(shù)高達(dá)，計(jì)算量很大，且由于Gabor特征在相鄰像素間是高度相關(guān)和冗余的，所以通常只需要稀疏的提取局部節(jié)點(diǎn)上的Gabor特征。一個(gè)人臉圖像經(jīng)Gabor變換后就得到幅值特征和相位特征的維數(shù)都是，計(jì)算量很大，而且Gabor特征在相鄰像素間是高度相關(guān)的，所以必須對(duì)Gabor特征進(jìn)行降維。本論文所采用的降維方法就是對(duì)Gabor變換系數(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的下采樣，如對(duì)Gabor特征進(jìn)行固定行固定列均勻分布采樣。提取單幅人臉圖像的Gabor特征的根本步驟如下：劃分Gabor特征的采樣點(diǎn)本論文劃分的采樣點(diǎn)的個(gè)數(shù)為40*30=1200個(gè)，采樣點(diǎn)數(shù)目較多，目的是為了得到更加清晰的Gabor圖像。劃分采樣點(diǎn)后的人臉圖像如圖2.2所示：圖2.2〔a〕原人臉圖像圖2.2〔b〕劃分采樣點(diǎn)后的人臉圖像由于得到的Gaobr特征的維數(shù)較大，下面實(shí)驗(yàn)將采用均勻下采樣對(duì)Gaobr特征進(jìn)行處理，從而到達(dá)降維的目的。提取人臉圖像的Gabor特征本文采用40*30=1200個(gè)規(guī)那么分布的采樣點(diǎn)，在采樣點(diǎn)上提取各個(gè)濾波器輸出的值，聯(lián)合起來組成列向量，從而得到每幅圖像的Gabor特征向量，并以此作為該人臉圖像的局部特征向量。得到的人臉圖像的Gabor特征如以下圖所示：圖2.3〔a〕單幅人臉圖像的Gabor幅值特征圖2.3〔b〕單幅人臉圖像的Gabor相位特征由以上圖像可見，與原圖灰度值隨位置的變換相比，濾波器輸出的幅值隨位置的變化要更小更不敏感；Gabor相位信息隨著空間位置呈周期性變化，而幅值的變化相對(duì)平滑而穩(wěn)定。因此，即使采樣點(diǎn)稍有偏移也不會(huì)使提取出的特征值發(fā)生太大變化。也就是說，Gabor特征具有良好的空間局部性和方向選擇性，而且對(duì)光照、姿態(tài)具有一定的魯棒性，可以容忍更大的器官定位和對(duì)齊誤差。3奇異值特征提取算法的實(shí)現(xiàn)3.1人臉圖像的奇異值特征一個(gè)典型的模式分類系統(tǒng)包括預(yù)處理、特征提取、分類三局部。一個(gè)理想的特征提取器應(yīng)該產(chǎn)生一個(gè)表達(dá)，以使得后續(xù)分類器的工作變得簡(jiǎn)單。通常情況下，特征的數(shù)目幾乎總是少于用于描述完整的感興趣的目標(biāo)所需的數(shù)據(jù)量，特征選擇和特征提取的根本任務(wù)是如何從許多特征中找出那些有效的特征。特征提取是模式識(shí)別中的關(guān)鍵，其目的是獲取特征數(shù)目少而分類錯(cuò)誤概率小的特征向量[19]。由于在很多實(shí)際問題中常常不容易找到那些最重要的特征，或者受條件限制不能對(duì)它們進(jìn)行測(cè)量，這就使特征提取的任務(wù)復(fù)雜化而成為模式識(shí)別系統(tǒng)最困難的任務(wù)之一。特征提取的目的是獲取一組“少而精〞的分類特征。從統(tǒng)計(jì)特征方法考慮，目前用于圖像識(shí)別的特征提取方法一般可以分為：〔1〕直觀性特征：如圖像的邊沿、輪廓、紋理和區(qū)域等。這些都屬于圖像灰度的直觀特征，物理意義明確，提取比擬容易。〔2〕灰度的統(tǒng)計(jì)特征：如灰度直方圖特征，將圖像看作一種二維隨機(jī)過程，引入統(tǒng)計(jì)上的各階矩陣作為特征來描述和分析圖像是目前普遍采用的方法。眾所周知的有Zerk矩等?！?〕變換系數(shù)特征：對(duì)圖像進(jìn)行各種數(shù)學(xué)變換，可以將變換的系數(shù)作為圖像的一種特征，如離散余弦變換、傅立葉變換、霍夫變換等在圖像特征抽取方面均有廣泛的應(yīng)用。〔4〕代數(shù)特征：反映了圖像的一種內(nèi)在屬性，將圖像作為矩陣看待，可對(duì)其進(jìn)行各種代數(shù)變換，或進(jìn)行各種矩陣分解，由于矩陣的特征向量反映了矩陣的一種代數(shù)屬性，并且具有不變性，因此可以用來作為圖像特征。如KL變換或主分量分析，實(shí)際上就是以協(xié)方差矩陣的特征向量作為空間基底的一種代數(shù)特征提取。基于奇異值特征的人臉識(shí)別方法是由Hong首先提出來的。他們將人臉特征分為視覺特征、統(tǒng)計(jì)特征、變換系數(shù)特征以及代數(shù)特征四類，代數(shù)特征反映了圖像的本質(zhì)屬性。因?yàn)閳D像本身的灰度分布描述了圖像的內(nèi)在信息，所以可以將圖像作為矩陣看待，進(jìn)行各種代數(shù)和矩陣變換后提取的代數(shù)特征是人臉的表征。奇異值分解是求解最小二乘問題的一種有效工具，在數(shù)據(jù)壓縮、圖像處理以及模式識(shí)別等方面得到了廣泛應(yīng)用，為提取人臉代數(shù)特征提供了一種有效的手段。矩陣的奇異值特征是一種有效的代數(shù)特征抽取方法[20]。奇異值之所以能夠作為一種特征在圖像識(shí)別中應(yīng)用，其理論依據(jù)是：圖像的奇異值具有良好的穩(wěn)定性；奇異值反映了圖像的一種代數(shù)本質(zhì)，這種本質(zhì)不是直觀的，而是一種內(nèi)在屬性；奇異值具備代數(shù)和幾何上的不變性。因此，矩陣的奇異值分解〔SVD〕是一種有效的代數(shù)特征抽取方法，已經(jīng)在圖像數(shù)據(jù)壓縮、信號(hào)處理和模式識(shí)別中得到了廣泛的應(yīng)用[19]。許多研究說明，矩陣的奇異值分解〔SVD〕是一種有效的代數(shù)特征抽取方法，已經(jīng)在圖像數(shù)據(jù)壓縮、信號(hào)處理和模式識(shí)別中得到了廣泛的應(yīng)用。任何一個(gè)實(shí)對(duì)稱方陣都可經(jīng)正交變換轉(zhuǎn)化為對(duì)角陣，對(duì)于任意實(shí)矩陣，那么可利用奇異值分解〔SVD〕將其轉(zhuǎn)化為對(duì)角陣。定理〔SVD〕令是實(shí)矩陣〔不失一般性，設(shè)〕，且，那么存在兩個(gè)正交矩陣和及對(duì)角陣使下式成立：〔3.1〕其中，，，，，而稱為矩陣的奇異值，是并且也是的非零特征值的全體，而為的個(gè)零特征值。，分別是和對(duì)應(yīng)于非零特征值的特征向量。是為了表達(dá)上的方便而引入的個(gè)向量，可以設(shè)想它是對(duì)應(yīng)于的特征向量。同理，為對(duì)應(yīng)于的特征向量。將式〔5〕寫成卷積的形式：〔3.2〕如果矩陣代表一幅人臉圖像，式〔6〕就是對(duì)該人臉圖像進(jìn)行了正交分解，將矩陣中主對(duì)角線上的奇異值元素連同中剩余的個(gè)0構(gòu)成一個(gè)維列向量：〔3.3〕其中，為中第一個(gè)階子式，列向量，稱為的奇異值特征向量〔SV特征向量〕。對(duì)于任何實(shí)矩陣，在的限制下，奇異值對(duì)角矩陣是唯一的，因此，原人臉圖像對(duì)應(yīng)于唯一的SV向量。3.2奇異值特征向量的重要性質(zhì)奇異值特征向量具有以下的重要性質(zhì)[20,21]：用SV特征向量來描述人臉圖像是穩(wěn)定的；SV特征向量的轉(zhuǎn)置不變性〔即對(duì)圖像矩陣作轉(zhuǎn)置運(yùn)算，SV特征向量不變〕、旋轉(zhuǎn)不變性〔即對(duì)圖像矩陣作旋轉(zhuǎn)運(yùn)算，SV特征向量不變〕、位移不變性〔即對(duì)圖像矩陣作行或列的置換運(yùn)算，SV特征向量不變〕、鏡像變換不變性等。下面對(duì)各性質(zhì)進(jìn)行證明。〔1〕奇異值特征向量的穩(wěn)定性由于SV特征向量與原始人臉圖像的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，因此可用SV特征向量描述人臉圖像。顯然，能采用SV特征向量描述人臉圖像的另一個(gè)關(guān)心的主要問題在于SV特征向量是否穩(wěn)定；即當(dāng)圖像的灰度出現(xiàn)小的變化時(shí)，其SV特征向量是否會(huì)出現(xiàn)大的變化，假設(shè)不出現(xiàn)大的變化，那么稱為之穩(wěn)定的。SVD擾動(dòng)分析說明，SV特征具有良好的穩(wěn)定性，下面的定理說明了這一點(diǎn)。記是所有階實(shí)矩陣的全體。定理設(shè)的奇異值分別是，那么對(duì)于任何一種酋不變范數(shù)，有〔3.4〕定理中的酋不變范數(shù)如果取為Frobenius范數(shù)，那么8式成為〔3.5〕如果取為譜范數(shù)，那么8式成為，〔3.6〕由于奇異值特征向量具有良好的穩(wěn)定性，所以它對(duì)圖像噪音、圖像光照條件變化引起的灰度變化具有不敏感的特性。〔2〕奇異值特征向量的轉(zhuǎn)置不變性根據(jù)SVD定理，有可見，和有相同的奇異值，即對(duì)應(yīng)同一個(gè)奇異值特征向量?！?〕奇異值特征向量的旋轉(zhuǎn)不變性首先引入初等正交變換，形如的方陣稱為初等正交矩陣，或Householder變換，其中為單位矩陣，是實(shí)維單位列向量。任一旋轉(zhuǎn)變換矩陣都可以分解為兩個(gè)正交矩陣的乘積。設(shè)原始圖像矩陣為，對(duì)其作旋轉(zhuǎn)變換相對(duì)于對(duì)左乘一正交矩陣，得到的圖像為。于是有〔3.7〕其中?？梢妼?duì)的正交變換導(dǎo)致了對(duì)〔或〕作正交相似變換，由于和有相同的特征根，因此圖像和旋轉(zhuǎn)后的圖像有相同的奇異值特征向量?！?〕奇異值特征向量的位移不變性對(duì)圖像的位移變化歸結(jié)為對(duì)圖像矩陣做行〔或列〕的置換，變換矩陣的第，兩行等價(jià)于在該矩陣的左邊乘上矩陣其中和分別表示單位矩陣第列和第列，變換后的矩陣為。，于是的特征方程為共5頁:上一頁12345下一頁上式左邊可簡(jiǎn)化為所以，原始圖像與其變換兩行后的圖像有相同的SV特征向量。同理可證隊(duì)列的置換也有相同的結(jié)果?！?〕奇異值特征向量的鏡像變換不變性假設(shè)對(duì)于任何一個(gè)垂直于的向量，存在有關(guān)系，其中是實(shí)常數(shù)，那么稱變換為鏡像變換。Householder變換的矩陣為，對(duì)于任何一垂直于的向量，有。因此，Householder變換是一種鏡像變換。根據(jù)性質(zhì)〔3〕的推導(dǎo)可知，奇異值特征向量具有鏡像變換不變性。對(duì)于圖像的任何一種特征抽取，都要求抽取的特征具有代數(shù)和幾何上的不變性。由于SV特征在描述人臉圖像是穩(wěn)定的，并具有轉(zhuǎn)置不變性、旋轉(zhuǎn)不變性、位移不變性、鏡像變換不變性等重要性質(zhì)，因此奇異值特征可以作為人臉圖像的一種有效的代數(shù)特征描述。由于整體圖像的奇異值向量反映的是圖像整體的統(tǒng)計(jì)特征，對(duì)細(xì)節(jié)的描述還不夠，而增加圖像的尺寸，并不能明顯地提高識(shí)別率，因?yàn)槠娈愔迪蛄康淖R(shí)別特征是由前面幾個(gè)較大的奇異值決定的。針對(duì)這個(gè)問題本論文所應(yīng)用的具體的奇異值分解〔SVD〕的方法為：對(duì)整幅圖像進(jìn)行奇異值分解，截取該向量的前10個(gè)較大的奇異值組成一個(gè)新的向量，作為該圖像的整體特征向量；從而得到了該圖像的一個(gè)奇異值向量，并以此做為該圖像的全局特征向量。4Gabor特征與奇異值特征融合的實(shí)現(xiàn)4.1圖像融合的概念和意義多傳感器圖像融合技術(shù)最早是被應(yīng)用于遙感圖像的分析和處理中[22]。1979年，Daliy[23]等人首先把雷達(dá)圖像和Landsat-MSS〔MultispectraiScanner即多譜掃描儀〕圖像的復(fù)合圖像應(yīng)用于地質(zhì)解釋，其處理過程可以看作是最簡(jiǎn)單的圖像融合。1981年，Laner[23]和Todd[23]進(jìn)行了Landsat-RBV〔ReturnBeamVidicon〕和MSS圖像數(shù)據(jù)的融合實(shí)驗(yàn)。到80年代末，人們才開始將圖像融合技術(shù)應(yīng)用于一般圖像處理〔可見光圖像、紅外圖像等〕。90年代以后，圖像融合技術(shù)的研究呈不斷上升趨勢(shì)，應(yīng)用的領(lǐng)域也普及圖像處理、紅外圖