传真技术概述与MH编码技术原理

技术概述与MH编码技术原理自我介绍授课教师：蒋桂秋手机号码：办公固话：邮箱地址：

技术概述与MH编码技术原理课程介绍“终端密码通信”课程目前是我院通信工程系设置的一门专业选修课，是我院的机要特色课程。理论授课36学时，实验6学时。理论授课采用开卷考试。技术概述与MH编码技术原理学习要求上课听讲独立完成作业认真做实验技术概述与MH编码技术原理评分标准期末考试占70%实验成绩占10%平时成绩占20%(作业,考勤)技术概述与MH编码技术原理教材介绍教材：《终端密码通信》本院自编讲义（蒋桂秋、谢静主编）参考书：1.《数字通信》刘立柱编2000年电子科技大学出版社2.《通信保密技术》中国人民解放军总装备部军事训练教材编辑工作委员会2003年国防工业出版社技术概述与MH编码技术原理学习本课程的目的使用、通信终端进行语音、图像通信是当今人们进行信息交流的主要手段之一。长期以来，我国党政部门使用和通信实现信息沟通、政令下达、情况报告等。为确保在、通信中国家秘密信息的安全，必须对、信息进行加密保护。本课程通过讲解、密码通信技术原理并开设相关实验，使学生学习、了解基于和的终端密码通信基本原理，并掌握有关关键技术，为学生将来在党政部门的开展机要通信工作或者相关科研工作打下基础。技术概述与MH编码技术原理本课程的核心内容通信基本原理密码通信机使用（实验）密码通信原理（第9章）技术概述与MH编码技术原理通信基本原理技术概述（第1章）信号编码（第2章）通信控制规程（第3章）数据传输（第4章）技术概述与MH编码技术原理密码通信密码通信技术（第7章）门卫式密码机实现原理（第8章）技术概述与MH编码技术原理机使用机功能设置与操作简单故障排除密码通信实验技术概述与MH编码技术原理第1章技术概述1.1定义及原理1.2机分类1.3机组成原理技术概述与MH编码技术原理1.1.1定义是在发送端把记录纸上的文字、图表、图形等图像通过扫描、分解，变换成电信号，再对表示图像的电信号进行处理、传送，在接收端的记录纸上重现与发送端相同或相似图像的一种通信手段。1.1定义与原理技术概述与MH编码技术原理通信的特点（１）可记录性是传送静止图像的“记录通信”、“远程复印”。（２）真迹传送不仅传送图象信息的内容，而且可以保留其具体形式。技术概述与MH编码技术原理1.1.2通信基本原理原稿发送扫描光电变换传输信道调制解调记录变换收信扫描收信记录传真通信三要素图象发送扫描电话线路接收记录扫描同步同步技术概述与MH编码技术原理发送扫描发送扫描,就是把原稿二维图象信息按照一定密度,在水平和垂直两个方向分解成微小单元(像素),并按照一定的先后顺序将这些微小单元(黑或白点的面积)变换成一维的并随时间变化的光信号．技术概述与MH编码技术原理光电变换因采用光源投射在图稿上再扫描像素点的反射亮度转换而得，故又称为光电变换，影像数值为二进制的1或0，并以扫描线排列。逐行扫描，分解成许多微小象素后再经过光电变化，将这些象素转换成相应的电信号，形成图像原始信号，对原始信号进行处理，变成图像数据。技术概述与MH编码技术原理信号的传输除机发展初期外，利用编码电路将图像数据以压缩编码方式进行压缩，以节省传输的信息量及传输时间。

压缩后的数据经调制后将数字信号转换成模拟信号(音频信号)再发送到线路上。对于接收端来说,经过解调后的信号送到译码处理电路。技术概述与MH编码技术原理通信线路公众交换网线路（PSTN）和专用交换网（自营专用网和PBX网络）。公众交换网络：网包括长途网和市话网。技术概述与MH编码技术原理我国长途网的四级汇接制国际局省间中心省中心地区中心县中心技术概述与MH编码技术原理利用交换网电路作通信机市话交换机长话局长话局市话交换机机长途载波信道机机用户线中继线中继线用户线技术概述与MH编码技术原理记录变换信号由解调器送到译码电路并恢复成与原图象信息一致的图象信号，该图象信号经过一定控制转换成能量，如电能＼热能等去驱动记录头动作。也就是说，将表示一行扫描线扫描信息的二进制值1或0的数字资料送到打印装置，以黑白色墨显像于记录纸上，等同于原稿扫描线同尺度及解析度。技术概述与MH编码技术原理收信扫描把随时间变化的一维图象信号，按先后顺序及位置进行组合后而转换成与原稿相似的二维图象副件。技术概述与MH编码技术原理现代通信的技术组成光电变换技术图像处理技术数据传输技术图像打印技术机电技术计算机技术网络技术技术概述与MH编码技术原理1.2机的分类按用途，机一般可分为以下几种图像机，主要用于传送有灰度等级的图片、照片等。气象机，主要用于与短波定频接收机配套，利用无线广播和气象卫星来发送和接收气象资料。话路文件机，简称文件机。是一种利用通路，在任意两个用户之间进行文字资料和图象的传送，是目前使用范围最广，用量最大的机。本课程讨论的就属于这一种机。定义：机是指在公用网或其它相应网络上，用来传输文件、报纸、相片、图表及数据等信息的通信设备。技术概述与MH编码技术原理按色彩分类,机分为双色机和多色机。双色机的分辨率为8dot/mm，用9600bps的速率传送1张A4文件大约需要1分钟。多色机在发送端把彩色图象分解成三种原色(红、黄、蓝)发送，在接收端把信号复原。随着电信网络的发展如ISDN的建立和用户传输线路的宽带化及彩色编码的实现，很容易实现高速的彩色通信。技术概述与MH编码技术原理如果单纯按价格高低来分类可分为：高、中、低档采用的扫描方式与记录幅面的大小，再加上所能实现的附加功能就基本上决定了机的价格。机按采用的扫描方式可分为：电荷耦合扫描(CCD扫描)和接触式图像扫描(CIS扫描)。技术概述与MH编码技术原理机按记录方式可分为：热敏纸、普通纸喷墨普通纸色带普通纸激光普通纸技术概述与MH编码技术原理文件机的分类国际电联电信标准部门（ITU-T，其前身为国际电报咨询委员会，CCITT）对文件机进行了分类。一类机是指采ITU-T制,

对传输信号无任何频带压缩措施,

适于在电路上以每毫米4线的扫描密度在6分钟内传输一页ISO

A4幅面文件设备。

有关标准为:ITU-T

技术概述与MH编码技术原理文件机的分类二类机是指采用频带压缩技术,

在每毫米4线的扫描密度下

使一页ISO

A4幅面的文件经话路传输的时间大约为3分钟的设备,

频带压缩方法可以用编码和(或)残余边带的方式,

但不采用减少多余度的文件信号处理。有关标准为:ITU-T

T.3

技术概述与MH编码技术原理文件机的分类三类机（G3FAX）ITU-T建议，三类机需要在调制处理前采取措施，以减少图像信号中的信息冗余度，以主扫描线密度8点/mm，副扫描线密度线/mm及线/mm，在1分钟左右的时间内，以传输速率9600bps，能在一个话路上传送一页ISOA4幅面的典型打字文件。有关标准为:ITU-T

技术概述与MH编码技术原理三类机G3基本参数扫描轨迹采用平面扫描方式，其扫描方向是从左到右，且随后的扫描线紧接在前一扫描线之下，再从左到右。扫描线长度按ITU-T规定，三类机的标准扫描线长度是215mm。文件尺寸标准尺寸为A4（210mm×297mm）技术概述与MH编码技术原理三类机G3基本参数水平方向分辨率

8像素/mm，标准扫描线上有1728个黑白像素。垂直方向扫描线密度

标准（standard）：

线/mm；

精细（fine）：线/mm；

超精细（superfine）：线/mm．传输速率由所用MODEM的速率决定标准速率：4800bps

其它速率：2400bps/7200bps/9600bps/11400bps等目前最高速：33600bps技术概述与MH编码技术原理目前三类机（G3FAX）仍是通信中主要机种，市场需求量最大，主要因素有：操作简单，无需专业培训；安装简单，线路普及广泛；速度快，话路上传送一页A4幅面标准文件，少于1分钟，甚至数秒；适应办公要求，可传输文字、图象、照片等；即时记录、存储，提高消息传输的实时性，易于实现通信的自动化。价格不断下降；技术不断发展中。技术概述与MH编码技术原理文件机的分类四类机是机技术发展的新一代产品，是一种能够在ISDN线路上传输的文件机，传输速度比三类机更高（以64Kbps传输）。它一般支持并兼容三类机的通信功能，经过适当的调制处理也可用在公用交换网上。技术概述与MH编码技术原理机的技术发展比较一类机二类机三类机四类机传送一页A4原稿所需时间6分钟3分钟1分钟3秒ITU-T

协议标准ITU-T

T.2ITU-T

T.3ITU-T

T.4ITU-T

T.6技术原理双边带调制调制解调器PSTN频带压缩技术调制解调器PSTN频带压缩的MH/MR编码调制解调器PSTNMMR编码ISDN模拟传真机模拟传真机数字传真机数字传真机技术概述与MH编码技术原理1.3机组成原理技术概述与MH编码技术原理荧光灯行存储器缓冲存储编译码器调制解调器网络控制器放大A/D变换记录头控制步进电机控制主机控制部分操作显示操作键盘供电部分电话机记录头记录纸设原稿接纸盘CCD透镜镜子图像信号数据压缩处理外线图1.4三类机组成框图技术概述与MH编码技术原理MODEM键盘、显示器网络控制滤波放大CPUPIOROMRAMCCD控制CCD记录头控制记录头滤波放大A/D驱动器扫描机械T电机R电机记录机械L1L2主控制系统图1.5三类机主控系统技术概述与MH编码技术原理第二章信号编码2.1概述信号编码属于信源编码，其目的在于压缩表征图像信息的数据量，以便于快速传输。信号编码技术还在不断地发展：1、对于黑白二值图像：1）MHC：一维改进的霍夫曼编码，（1980年）2）MR：二维改进Read码，ITU-TT.4（1980年）3）MRR：改进MR码，（1984年）4）JBIG：面向灰度图像。1988年成立的“联合二值图像专家组”（JBIG）提出了一个正式建议（ISO/IECCD11544），作为二值图像压缩编码的标准。、建议给出了具体的规定，比、建议给出的编码压缩比高。2、对于彩色图像：JPEG，1997年10月，ITU-T通过了和两个有关连续色调静止图像压缩编码的建议，把JPEG算法引入通信。技术概述与MH编码技术原理一维改进的霍夫曼编码

（MHC

）技术概述与MH编码技术原理预备知识单义代码：一有限长的码序列只能唯一地分割成一个个码字。例如：W={0,10,11}是单义代码

W={0,10,100,111}不是单义代码非续长代码：任意一个码字都不是另一个码字的续长，即不能在一个码字后添加一些码元构成另一个码字。非续长代码都是单义的。技术概述与MH编码技术原理最佳编码

所谓最佳编码是根据给定的消息概率，编成一不等长的二元非续长代码，消息概率大，编成的代码短；消息概率小，编成的代码长。而且码长变化越小时，编码性能越优。技术概述与MH编码技术原理霍夫曼编码霍夫曼编码就是最佳编码，例:

消息：ABCDEFGH

码长：13344455

概率：

编码后的平均码长：

码元熵，编码效率=97.8%技术概述与MH编码技术原理霍夫曼编码在文件编码中的困难文件一条扫描线长度内有1728个像素，一行一行出现的概率不同，并且都是随机出现，因此概率非常难统计，很难及时产生霍夫曼编码。如果完全采用霍夫曼编码就需要建立大量的对照表和转换码表，这样很不经济，也无法实现。技术概述与MH编码技术原理

一维改进的霍夫曼编码MHC是ITU向各国推荐使用的一维编码方案。该方案是根据ITU规定的8个样张为概率统计依据而进行编码的。实践证明：MHC具有编码效率高（平均编码效率是86.9%），差错灵敏度小,易于扩展等优点。技术概述与MH编码技术原理1、全编码扫描线一扫描线的像素序列经编码后，用它所包括的黑白持续长度所对应的码字及必要的控制码字的总比特数来表示，这就称为全编码扫描线。它是像素编码比特数加上所需的填充比特数以及线终码比特数的总和。几个基本概念技术概述与MH编码技术原理几个基本概念2、全编码扫描线的传输时间T传送一条编码扫描线的编码数据所需要的时间。，，T15.4由于早期的G3机一般没有大容量缓存能力，为了匹配收/发方的记录/扫描速度，对编码扫描线最小传输时间作出了规定，标准时间是20ms。对编码扫描线最大传输时间作出了规定，不超过5s。技术概述与MH编码技术原理MHC的编码方法1、黑白游程（run-lenth）分别对应不同的编码表。2、在0~63个像素范围内的游程，用对应的结尾码表示。3、在64~1728个像素范围内的游程，用一个组合基干码紧跟一个结尾码表示。例如：128=128+0129=128+11718=1664+54技术概述与MH编码技术原理MHC的编码方法4、为保证收发双方保持颜色同步，数据行的起点都从白游程长度开始。如实际编码中从黑游程开始，则要先送一个白游程长度为0的码字，以此达到色调同步。5、线终码EOL（endofline）出现在每一已经编码的扫描线之后及在每一页的第一条扫描线数据之前，以此在出现阵发性差错后能重新建立同步。

EOL格式：1，即11个“0”后跟一个“1”。技术概述与MH编码技术原理MHC的编码方法6、填充码FILL：为了保证每个编码行的数据传输时间等于或超过收发双方所约定的最小传输时间，用发送填充码的办法在一条扫描线数据与线终码之间插入可变长度的“0”串。7、转回到控制规程码RTC：一页文件传输结束,连续发送6个线终码。格式：连续6个1。技术概述与MH编码技术原理一页报文的开头部分EOL数据EOL数据填充EOL>=T>=T<T阶段C开始技术概述与MH编码技术原理一页报文的结尾部分