比特纠错算法

㈠ 如何增强服务器内存的可靠性和可用性

虽然处理器是任何服务器的核心部件，但是工作负载的所有指令和数据都存储在内存中。
在如今的虚拟化数据中心中，单单一台服务器可能运行众多虚拟机，而每个虚拟机作为一个文件驻留在内存中。但是当新的服务器添置更多更快的内存以满足更大的计算需求时，内存可靠性问题就显得尤为重要。IT人员必须留意内存故障，并充分利用旨在增强内存可用性的服务器特性。
如今，企业级服务器采用数TB的64位内存，这些预制模块遵守联合电子设备工程委员会(JEDEC)DDR3和DDR3L(低电压)标准而设计和制造。这样一来，企业很容易从诸多内存厂商购得价位合理的内存，但是遵守标准并不能保证可靠性。
内存可靠性面临的最大威胁并不是彻底的故障，不过可能会出现生产缺陷、电事件及其他物理异常引起的故障。确切地说，服务器内存面临的最大威胁来自随机比特错误——某个比特出现自发逆转。要是未加以检查，仅仅一个比特出现错误就会以突如其来、可能灾难性的方式，改动指令或改变数据流。
比特错误会自然发生。内存模块的错误率从每兆字节内存每小时大约1比特(有时被标为1010 errors/bit*h)到每兆字节内存每百年1比特(1017 errors/bit*h)不等。这个范围相差得太大了，但随着内存子系统速度变快、电气操作电压变低以及服务器上的内存总量增加，比特被“误解”并影响工作负载的可能性随之变得相当大。
其他因素也会加剧单比特错误，比如本底辐射(阿尔法粒子)、寄生电事件(如附近电磁干扰)、糟糕的主板屏蔽或设计，甚至DIMM插座上的电触点受到破损或质量低劣。
增强内存可用性的特性
缺少可用内存始终是个问题，而奇偶校验等错误检测技术已存在了好多年。奇偶校验很简单，对于检测单比特错误也很有效，但它纠正不了单比特错误，所以没有大量地应用于服务器。幸好，现在有或正出现另外许多特性，有助于增强内存可靠性。不妨考虑以下几种方案：
ECC。系统厂商们不是依赖奇偶校验，而是依赖纠错码(ECC)技术。ECC立足于奇偶校验的基础上，它使用一种算法，为每64比特的内存创建和存储一个8比特码(每个地址总共72比特)。这种算法和编码让系统得以实时检测和纠正单比特错误，此外还能检测多比特错误，并防止系统使用破损数据。ECC通常是许多通用服务器上采用的确保内存可靠性的默认技术。
先进ECC。先进ECC把ECC方法扩大到了多种内存设备，让ECC得以检测和纠正多比特故障，只要这些故障出现在同一个内存设备里面。不过，ECC和先进ECC并不支持任何一种故障切换机制，所以为了排除有问题的内存模块，仍得关闭系统(或依赖其他系统技术)。许多企业级服务器可以提供某种先进ECC，比如IBM ProLiant或戴尔PowerEdge。
内存错误跟踪。应对内存错误的一方面是，首先密切跟踪内存错误。新兴的服务器设计通过为错误率和位置做一份列表，开始密切跟踪可以纠正的错误。一些服务器还能将错误信息保存在内存模块上的可重写串行存在检测(SPD)内存空间——可以读取该内存空间，以便将来评估和分析。一旦系统能跟踪可以纠正的内存错误，并将该信息转移到系统的管理工具，就有可能通过记下错误率突然增加的DIMM来预测可能发生的内存故障。错误跟踪称得上是更先进的内存可靠性特性的先驱，更先进的特性包括DIMM故障切换或在物理内存空间里面转移数据。
热备用内存。热备用概念在磁盘存储领域很常见，但只是最近才在服务器设计流行起来。这是由于系统必须有一定的智能，才能先识别和跟踪可以纠正的内存错误，之后才能决定把数据转移到备用内存模块上。内存错误跟踪方面的技术进步让服务器的内存控制器得以将数据从存在的错误不可接受的DIMM转移到同一通道中的另一个备用DIMM上。这也叫内存插槽备用(rank sparing)。这种方法存在的不足是，为错误发生前一直非生产性的服务器增添内存需要一笔开支。
设备标记(Device tagging)。一种内存故障切换技术是基于BIOS的技术，名为设备标记。当系统跟踪到出现错误率增加的内存模块时，系统基本上就能把数据从有问题的内存转移到ECC内存——实际上使用ECC内存作为一个小小的热备用内存。这有望减少内存故障，但同时无法在这部分内存里面进行错误检测和纠正。设备标记被用作一种权宜之计，让系统保持运行，直到有问题的内存模块被换掉为止。
内存镜像。完美的内存可靠性技术就是把服务器上内存中内容从一个通道复制到另一个配对通道上。这实际上就是为内存建立了RAID 1机制。如果一个通道的内存里面出现故障，内存控制器就会切换到配对通道上，没有任何干扰;完成修复工作(如果需要修复)后，通道就可以重新进行同步。镜像方法的缺点与存储方面的RAID 1一样;由于内存中的内容被复制，存储容量减少了一半，或者说内存成本实际上翻了一番。
如今内存在现代虚拟化服务器中扮演更关键的角色，所以应对和缓解内存错误的破坏性效应显得比以往更为重要。

㈡ 纠错编码的分类

1．自动请求重发（ARQ）
采用这种方法时，当接收端检测到所接收的信息有错以后，通过反向信道向发送端要求重发原信息，直到接收端认可为止，从而达到纠正误码的目的。这种方法的优点是纠错编解码设备简单，但需要具备反向信道，且实时性较差。
2．前向纠错（FEC）
前向差错控制编码的基本做法是在发送端被传输的信息序列上附加一些监督码元，这些多余的监督码元与信息码元之间以某种确定的规则相互关联(约束)。接收端按照既定的关联规则检验信息码元与监督码元之间的关系，一旦传输过程中发生差错，则信息码元与监督码元之间的关系将受到破坏，从而可以发现错误，乃至纠正错误。具体说就是接收端对接收到的码字施加一定的算法，从而发现误码并予以纠正。这种方式的优点是不需要反向信道，纠错编解码的实时性较好。缺点是纠错编解码较复杂，且纠错能力有限。
3．混合纠错（HEC）
该方式是前两种方式的结合。接收端对所接收的码流中少量的误码可通过前向纠错方式进行自动纠正；而对超过前向纠正能力的误码，但能检测出来，则接收端通过反向信道请求发端重发，以此对错码加以纠正。
以上三种差错控制方式可以用图1来概括。无论采用那种纠错方法，都要在原信息中插入冗余码才能实现纠错或检错。由于前向纠错方法简单，不需要反向信道，且能实时实现。因此在实时图像通信系统中，多采用前向纠错的方法来进行对图像信号和系统控制信号的差错控制。
4．BCH纠错编码
实测表明，对图像信息进行了BCH(511，493)的纠错处理，通过增加4%的冗余度信息可以将信道误码率由10－6改善到10－9，从而确保了图像信息的可靠传输。
纠错码的实现框图如图2所示，图像数据首先被分成一个个的493比特的数据组，组与组之间空18比特，有待于插入校验位。图像数据组进入BCH纠错编码单元，按照上述的BCH(511，493)的算法，算出18位校验位。延时单元主要的目的就是补偿BCH编码所花费的时间，使得经编码输出的校验位和相应的数据刚好对齐，然后将两者复合起来形成一路经BCH纠错编码的图像信号送至多路复用单元和音频、数据信号进行多路复用。
图1差错控制方式
图2纠错编码框图
在接收端，解码器对图像进行BCH译码。在译码电路中，译码器根据18位校验信号对相应的493位图像信号进行验算，如果图像数据中有一位随机误码，则通过这样的校验可以将它们自动纠正。如果有2位，则可以将它检测出来。
5．比特交织
在实际应用中，还可以将比特交织和前向纠错相结合，以期进一步提高纠错能力，如图3所示。FEC和编码交织在分组前完成，在接收端通过反交织可以使突发错误分散开来，这样，具有纠随机错误能力的纠错码能纠突发错误，这在无线或分组视频通信中特别有效。
图3FEC和比特交织

㈢ HDV 和HVD分别是什么，详细一点，包括他们的公司都解释一下，谢谢了！

[转贴]解析DVD、HDV、EVD、HVD的编码技术

一、国际音频编码技术现状和发展趋势

目前，国际运动图像专家组（MPEG）已经推出了几种音频编码技术。其中MPEG-1(ISO/IEC11172-3)按照编码复杂度分三层编码机制，支持采样率为32、44.1和48KHz的单声道(mono)及双声道(stereo或Dual mono)编码。第3层(MP3)在对双声道立体声编码时,在128Kbit/s对绝大多数音乐编码可达到接近CD的音质效果，成为网络音乐和便携电子设备的首选标准。MPEG-2BC(ISO/IEC13818-3)则是对MPEG-1的向后兼容多声道扩展方案，并增加了一个“低频效果”声道从而提升至5.1个声道编码，且支持16、22.5和24KHz采样音频信号编码。标志MPEG的最高技术水平的MPEG-2 Advanced Audio Coding (ISO/IEC13818-7AAC)在采样率为8～96KHz下提供了1～48个声道可选范围的高质量音频编码。它适用于从比特率在8kbit/s单声道的电话音质到160kbit/s多声道高质量音频编码。用AAC对单声道音频编码，在64Kbit/s下对绝大多数音乐编码可达到接近CD的音质效果。因此和MP3的单声道96Kbit/s相比，编码效率已经有了很大提高，被认为是下一代音频编码标准。

在多声道环绕立体声编码方面，美国杜比实验室的AC-3提供对32、44.1和48KHz采样，从单声道到5.1环绕立体声的音频信号的编码，并支持码率范围从32kbit/s的单声道码流到640kbit/s的多声道高质量音频码流。目前，DolbyAC-3已经凭借其良好的声场和声像重现能力，赢得了电影、家庭影院、DVD和数字电视伴音等领域的广泛应用，成为事实上的国际标准。

其他优秀的音频编码技术，如索尼的ATARC、贝尔实验室的PAC和微软的WMA等，都获得了相当广泛的应用。

目前，从国际数字音频应用的发展来看，数字音频编码技术已经在互联网、广播、个人消费电子产品和数字影视等领域获得了广泛的应用，随着3G技术的兴起，正在进入移动通信领域。因此，新一代的数字音频编码技术在传输的可靠性、对带宽的要求和版权的安全性等方面的要求更高。

中国在数字音频编码领域起步较晚，目前已经开展数字音频编码技术研究的大学有清华大学、天津大学、西安电子科技大学、哈尔滨工业大学、华南理工大学、东南大学和北京邮电大学等，还没获得较成熟和完整的成果。

二、图像视频编码的国际标准及技术特点

近10年来，图像编码技术得到了迅速发展和广泛应用，关且日臻成熟，其标志就是几个关于图像编码的国际标准的制定，即国际标准化组织ISO和国际电工委员会IEC关于静止图像的编码标准JPEG、国际电信联盟ITU-T关于电视电话/会议电视的视频编码标准H261,H.263和ISO/IEC关于活动图像的编码标准MPEG-1，MPEG-2和MPEG-4等。这些标准图像编码算法融合了各种性能优良的图像编码方法，代表了目前图像编码的发展水平。

1、JPEG（Joint Photographic Expert Group）

JPEG是ISO/IEC联合图像专家组制定的静止图像压缩标准，是适用于连续色调（包括灰度和彩色）静止图像压缩算法的国际标准。JPEC算法共有4种运行模式，其中一种是基于空间预测（DPCM）的无损压缩算法，另外3种是基于DCT的有损压缩算法。

1）无损压缩算法，可以保证无失真地重建原始图像。

2）基于DCT的顺序模式，按从上到下，从左到右的顺序对图像进行编码，称为基本系统。

3）基于DCT的递进模式，指对一幅图像按由粗到细对图像进行编码。

4）分层模式。以各种分辨率对图像进行编码，可以根据不同的要求，获得不同分辨率的图像。

JEPG对图像的压缩有很大的伸缩性，图像质量与比特率的关系如下：

a)1.5～2.0比特/像素：与原始图像基本没有区别（transparent quality）。

b)0.75～1.5比特/像素：极好（excellent quality），满足大多数应用。

c)0.5～0.75比特/像素：好至很好（good to very good quality），满足多数应用。

d)0.25～0.5比特/像素：中至好（moderate to very good quality），满足某些应用。

2、JPEG-2000

与以往的JPEG标准相比，JPEG-2000压缩率比JPEG高约30%，它有许多原先的标准所不可比拟的优点。JPEG-2000与传统JPEG最大的不同，在于它放弃了JPEG所采用的以DCT变换为主的分块编码方式，而改为以小波变换为主的多分辨率编码方式。

首先，JPEG-2000能实现无损压缩（lossless compression）。在实际应用中，有一些重要的图像，如卫星遥感图像、医学图像、文物照片等，通常需要进行无损压缩。对图像进行无损编码的经典方法——预测法已经发展成熟，并作为一个标准写入了JPEG-2000中。

JPEG-2000还有一个很好的优点就是误码鲁棒性（robustness to bi terror）好。因此使用JPEG-2000的系统稳定性好，运行平稳，抗干扰性好，易于操作。

JPEG-2000能实现渐进运输（progressive trans mission），这是JPEG-2000的一个极其重要的特征。它可以先传输图像的轮廓，然后逐步传输数据，不断提高图像质量，以满足用户的需要，这在网络传输中具有非常重大的意义。使用JPEG-2000下载一个图片，用户可先看到这个图片的轮廓或缩影，然后再决定是否下载。而且，下载时可以根据用户需要和带宽来决定下载图像质量的好坏，从而控制数据量的大小。

JPEG-2000另一个极其重要的优点就是感兴趣区（ROI，Region Of Interest）特性。用户在处理的图像中可以指定感兴趣区，对这些区域进行压缩时可以指定特定的压缩质量，或在恢复时指定特定的解压缩要求，这给人们带来了极大的方便。在有些情况下，图像中只有一小块区域对用户是有用的，对这些区域采用高压缩比。在保证不丢失重要信息的同时，又能有效地压缩数据量，这就是感兴趣区的编码方案所采取的压缩策略。基于感兴趣区压缩方法的优点，在于它结合了接收方对压缩的主观要求，实现了交互式压缩。

3、MPEG-1

国际标准化组织ISO/IEC的运动图像专家组MPEG（Moving Picture Expert Group）一直致力于运动图像及其伴音编码标准化工作，并制定了一系列关于一般活动图像的国际标准。1993年制定的MPEG-1标准是针对1.5Mbit/s速率的数字存储媒体运动图像及其伴音编码制定的国际标准，该标准的制定使得基于CD-ROM的数字视频以及MP3等产品成为可能。MPEG-1的带宽最多为1.5Mbit/s，其中11Mbit/s用于视频，128Kbit/s用于音频，其余带宽用于MPEG系统本身。

为了追求高的压缩效率，去除图像序列的时间冗余度，同时满足多媒体等应用所必须的随机存取要求，MPEG-1视频把图像编码分成I帧、P帧、B帧和D帧共4种类型。I帧为帧内编码帧（intra coded frame），编码时采用类似JPEG的帧内DCT编码，I帧的压缩率是几种编码类型中最低的。P帧为预测编码帧（predictive coded frame），采用前向运动补偿预测和误差的DCT编码，由其前面的I或P帧进行预测。B帧为双向预测编码帧（bi-directionally predictive coded frame），采用双向运动补偿预测和误差的DCT编码，由前面和后面的I或P帧进行预测，所以B帧的压缩效率最高。D帧为直流编码帧（Dc coded frame），只包含每个块的直流分量。MPEG-1采用运动补偿支除图像序列时间轴上的冗余度，可使对P帧和B帧图像的压缩倍数比I帧提高很多。

4、MPEG-2

MPEG组织1995年推出的MPEG-2标准是在MPEG-1标准基础上的进一步扩展和改进，主要是针对数字视频广播、高清晰度电视和数字视盘等制定的4～9Mbit/s运动图像及其伴音的编码标准，MPEG-2是数字电视机顶盒与DVD等产品的基础。MPEG-2系统要求必须与MPEG-l系统向下兼容，因此其语法的最大特点在于兼容性好并可扩展。MPEG-2的目标与MPEG-1相同，仍然是提高压缩比，改善音频、视频质量，采用的核心技术还是分块DCT和帧间运动补偿预测技术。MPEG-2视频允许数据速率高达100Mbit/s，支持隔行扫描视频格式和许多高级性能。考虑到视频信号隔行扫描的特点，MPEG-2专门设置了“按帧编码”和“按场编码”两种模式，并相应地对运动补偿和DCT方法进行了扩展，从而显着提高了压缩编码的效率。考虑到标准的通用性，增大了重要的参数值，允许有更大的画面格式、比特率和运动矢量长度。除此之外，MPEG-2视频压缩编码还进行了以下扩展：

1）输入/输出图像彩色分量之比可以是4∶2∶0，4∶2∶2，4∶4∶4。

2）输入/输出图像格式不限定。

3）可以直接对隔行扫描视频信号进行处理。

4）在空间分辨率、时间分辨率、信噪比方面的可分级性适合于不同用途的解码图像要求，并可给出传输上不同等级的优先级。

5）码流结构的可分级性，比如头部信息、运动矢量等部分可以给予较高的优先级，而对于DCT系数的高频分量部分则给予较低的优先级。

6）输出码率可以是恒定的也可以是变化的，以适应同步和异步传输。

MPEG-2视频是一系列的系统，每一个系统具有安排好的共性和兼容程度。它允许对四种源格式或者级别进行编码，从简单清晰度(CIF格式)到完全的高清晰度电视HDTV(High Definition Television)。除了源格式的这种灵活性外，MPEG-2还规定了分辨率从低到高的4级5类共11种单独的技术规范，同一种类不同级别间的图像分辨率和编码速率相差甚远。表2给出了MPEG-2允许的级别和类的组合。

5、MPEG-3

MPEG-3是ISO/IEC最初为HDTV开发的编码和压缩标准，它要求传输速率在20Mbits/sev-40Mbits/sec间，但这将使画面有轻度扭曲。不过由于MPEG-2的出色性能表现，已能适用于HDTV，使得原打算为HDTV设计的MPEG-3，还没出世就被扼杀在摇篮中了。

6、MPEG-4

1992年11月，MPEG专家组决定开发新的适应于极低码率的音频/视频（AV，Audio-Visual）编码的国际标准，即MPEG-4。对于学术界来说，极低码率（即小于64Kbit/s）是视频编码标准的最后一个比特率范围。

MPEG-4专家组深入分析了AV领域中电视(television)、计算机(computer)、通信(communication)以及其交叉融合的发展趋势后，认为MPEG-4应该提供用于通信的新方式，其核心是基于内容content-based)的AV信息存储、处理与操作，支持交互性、高压缩比以及通用存储性等功能。同时在其结构上应具有适应性与可扩展性，以适应硬、软件技术的不断发展，便于及时融合新的技术。

相对于MPEG的前两个压缩标准，MPEG-4已不再是一个单纯的视频音频编解码标准，它将内容与交互性作为核心，从而为多媒体提供了一个更为广阔的平台。它更多定义的是一种格式和框架，而不是具体的算法，这样人们可以在系统中加入许多新的算法。除了一些压缩工具和算法外，各种各样的多媒体技术如图像分析与合成、计算机视觉、语音合成等也可以充分应用于编码中。

H.261是ITU-T针对可视电话和会议电视、窄带ISDN等要求实时编解码和低延时应用提出的一个编码标准。该标准包含的比特率为p*64Kbit/s，其中p是一个整数，取值范围为1～30，对应比特率为64Kbit/s～92Mbit/s。

7、H.261

H.261标准大体上分为两种编码模式：帧内模式和帧间模式。对于缓和运动的人头肩像，帧间编码模式将占主导位置；而对画面切换频繁或运动剧烈的序列图像，则帧间编码模式要频繁地向帧内编码模式切换。

为了减少信道误码，采用一种叫做BCH（511，493）的纠错编码方式。这种纠错码可以在493比特中自动纠正2比特的错误。按H261规定，源编码器必须具备纠错编码的功能，而纠错编码是选用的。

8、H.263

1995年，ITU-T总结当时国际上视频图像编码的最新进展，针对低比特率视频应用制定了H.263标准，该标准被公认为是以像素为基础的采用第一代编码技术的混合编码方案所能达到的最佳结果。随后几年中，ITU-T又对其进行了多次补充，以提高编码效率，增强编码功能。补充修订的版本有1998年的H.263＋，2000年的H263＋＋。H.263系列标准特别适合于PSTN网络、无线网络与因特网等环境下的视频传输。

H.263已被几种可视电话采纳为终端标准，如支持PSTN与无线网的H.324，支持N-ISDN的H.320，支持B-ISDN的H.310等。H.263信源编码算法的核心仍然是H.261标准中采用的DPCM/DCT混和编码算法，原理框图也和H.261十分相似。

9、MPEG-7与MPEG-21

MPEG-7是为“多媒体内容描述接口”，是用于信息表示的，MPEG-7是“基于语义的表示”。MPEG-7定义了一个描述符标准集，用于描述各种类型的多媒体信息，与之相应的描述方案可以用于规范多媒体描述符的生成和不同描述符之间的有机联系。

这些描述符与指定的多媒体对象的内容紧密联系，采用提取对象特征的方法为实现基于内容和语义的准确检索提供接口。在此基础上，MPEG-7定义了一种描述定义语言(DDL，Description Definition Language)用于指定和生成描述方案，即希望提出新的视频、音频信息表示方式，它既不同于基于波形和基于压缩的表示方式(如MPEG-1和MPEG-2)，又不同于基于对象的表示方式(MPEG-4)。这一表示方式允许对信息的含义进行一定程度的解释，它可以被一个设备或计算机解码器存取。MPEG-7的目的在于提供一个标准化的核心技，以便描述多媒环境下的视频和音频内容，最终使视频和音频搜集像文本搜集一样简单方便。

MPEG-7可以描述的多媒体对象范围极其广泛，其核心部分DDL语言将充分吸收现有的各种媒体描述语言的特点，以达到对多媒体数据的普遍适应性。MPEG-4中提出的基于对象编码的思想将成为对多媒体数据库中的视频、音频对象进行处理（包括特征提取、压缩编码等）的基本手段。而MPEG-7的多媒体内容描述功能对MPEG-1，MPEG-2，MPEG-4起到性能提高和功能扩展的作用。

最后，MPEG-7将提供内容的描述而不是内容本身，它将不能替代已有的MPEG标准（MPEG-1，MPEG-2，MPEG-4），仅仅是已有3个标准的补充。

正在研制的新标准MPEG-21是一个支持通过异构网络和设备，使用户透明方便地使用多媒体资源的标准，其目的是建立一个交互的多媒体对象，实现多种业务模型，包括对版权和交易的自动管理，对内容使用者隐私的尊重等。

三、国内现有碟机的使用的技术

1、DVD技术

据调查，不少DVD影碟机不能实现真正的AC-3解码功能，而分别采用以下一些方式来代替：

1)、简单的两声道。不管盘片上音频数据是否按照AC-3进行编码，均以两路混合音频输出。由于省略了其余四个声道的音频输出，在硬件成本上大大降低，且向Dobly公司外纳交专利费用比真杜比AC-3解码大为减少，是DVD影碟机的低价位方案。在这种方式下，用户仅仅只能听到简单的左右两路声道效果。如果要欣赏真正的杜比AC-35.1声道环绕声效果，还需外接一台带同轴或光纤输入端子且具有AC-3解码功放，其市场价格约2000元，即另购一台DVD影碟机的价格。

2)、有六路输出端子的两声道。这种方式又称“假六声道”，它实际上只有3组相同的两声道输出，是双声道机的简单复制，根本无法实现真正的杜比AC-35.1声道的机器类似，往往容易成炒正当利益的来源。因此，消费者在选购时应仔细加以甄别。

3)、虚拟仿真AC-3声道。该方式通过一颗声场处理芯片将两声道音频经过叠加、相消等软件算法模拟出一种类似于AC-35.1声道解码输出呢？杜比AC-35.1声道的效果，但由于其音源全部来自于两路主声道，声场的表现力、层次感较真正AC-3解码都要逊色得多，且极易混淆视听，侵害消费者利益。

那么，什么是真正杜比AC-35.1声道解码输出呢？杜比AC-3是一种专门为多声道数字式音响设计的感性编码技术，它将音质学和先进的数字信号处理技术结合在一起，具有前所未有的高效率、高质量和多面性。按多声道的形式，杜比AC-3提供了五个全音频声道，其排列方法通常称为3/2结构：三个前排声道(左、中、右)加上两个环绕声道，还有一个低音频效应的声道。通俗地说，就是前置左、前置右、中置、环绕左、环绕右及重低音，也就是所谓“5.1”声道。相对于模拟式的AC-2(杜比Prologic)，杜比AC-3具有两个完全独立的环绕声道，每一声道都能提供于前排三个声道完全相同的全频带保真音响。因而真实再现上述效应的解码就是真正意义的杜比AC-35.1声道解码。

2、HDV技术

HD12压缩编码系统是北京凯诚高清技术有限公司开发的针对HDV高清数字电影格式激光多媒体盘片的压缩编码系统。该系统采用优化的MPEG2视频编码格式，在原来MPEG2的基础上，采用重新定义宏块大小、重新设定量化长度、优化熵编码和优化运动补偿的方式，利用目前在半导体领域中取得的最新进展，凭借半导体芯片的强大处理能力，实现了更高的压缩比和更好的还原效果。

HD12压缩编码系统依托北京凯诚高清技术有限公司技术人员多年的技术积累，历时2年多的时间才开发完成。该系统不仅具有高效的实时压缩功能，而且还能够完成图像的清晰化处理和修补，字幕和配音的生成叠加等其他各种编辑功能。

利用凯诚高清技术有限公司开发的HD12压缩编码系统能够实现对高清视频流的高效压缩，对于目前高清视频节目匮乏的现状提供了一个很好的技术平台，能够充分满足目前高清视频节目的压缩需求，从而可以让广大消费者能够欣赏到更多更好的高清视频节目。

HDV播放机可以兼容CD、VCD、DVD等光盘，但是HDV光盘在普通的VCD、DVD等影碟机上看不了。也就是说，HDV光盘只能与HDV高清数字电影播放机相匹配，如果没有机器，买回的光盘只能等于是一张废碟。

据凯诚高清技术有限公司开发人员说：“因为HDV盘片使用的是超强压缩技术，可以在一张盘上存放3-5部高画质的电影节目，这种技术目前在国内只有他们的生产厂商掌握，而且技术都设有加密，外人根本无法窃取。”

3、EVD技术

阜国的音频压缩技术始于公司成立之初（2000年3月），并作为“新一代高密度数字激光视盘系统EVD®”项目中的子课题，经过了起步、发展和成熟几个阶段，目前已经申请了近二十项核心专利技术。这些专利已经形成了一套高效的、自主知识产权的基于多分辨率分析的音频编码技术方案EAC，在2001年7月江苏省电子产品监督检验所组织的主观音质评价实验中获得了与会专家的高度的评价。

目前，EAC编码技术可以提供单声道、双声道立体声、5.1环绕立体声、多采样率和多码率下的编解码方案，编码效率进一步提高，并已经成为EVD®规范的音频编码技术标准。

为了进一步提高编码效率，特别是在极低码率下的音频质量，在自主研发的同时，我们也加强了和国外掌握最先进音频编码技术企业的技术合作。经过长期的技术合作，北京阜国数字技术有限公司将和拥有世界最先进水平带宽扩展技术的瑞典-德国Coding Technologies公司成立合资企业，共同开发并推广EAC Plus技术。EAC Plus技术将在EAC技术基础上，进一步提高中国的音频编码技术水平，使中国音频编码技术达到国际领先水平。

我们知道，音频编码技术分可以从很多角度去分类：有损和无损、波形和参数、窄带和宽带，以及恒定码率和变率等等。但是，音频编码所处理的信号类型可以简单的分成两类：缓变成分和瞬变成分。当然，从模型的角度可分成弦类成分、瞬变成分和噪声成分，由于我们目前集中于波形编码技术研究，故不做如此划分。可以说，所有的波形编码技术都在努力寻求在一种对缓变成分和瞬变成分都有尽可能高的效率的编码技术，同时保证可以接受的编码复杂度。问题的原因在于人耳对不同信号的听觉特性。虽然从理论上讲，人耳对信号的响应是非常复杂的生理和心理问题，但在编码的过程中，突出的体现为两个矛盾。对缓变成分，人耳响应的频率分辨率较高，而时间分辨率较低；对瞬变成分则表现为较低的频率分辨率和较高的时域分辨率；且这种特性随信号的不同而不同。较高的频率分辨率对应着较高的编码效率，但同时有较差的预回声抑制能力；较高的时间分辨率则有较好的预回声抑制能力，但编码效率较低。

EAC在设计和实现的过程中，一直在努力通过一种更自然的处理方式，来处理/编码各种音频信号，这是EAC设计的基本技术路线。并具体表现在EAC一直遵循了多分辨率的分析机制，努力追求在一个统一的滤波框架中更高效的编码各种类型的音频信号。

4、HVD技术

4月28日，国内首个高清晰度视频光盘产业联盟(简称HVD联盟)在上海隆重成立。作为国内新一代高清晰视盘机的重要生产开发商，基于其在高清DVD领域的巨大影响力，清华同方顺利成为该联盟的首批成员单位。

HVD联盟是以具有自主知识产权的IC等核心关键件、自主开发的整机系统及技术为纽带，由整机制造商、内容提供商、出版发行商、核心芯片等厂商以及相关的大学、研究所自愿组成的产业联合体。联盟的奋斗目标是：通过产业链的有效整合，有序、高效、持续地推进HVD技术标准、市场和产业的发展，为我国影碟机行业从“制造大国”迈向“技术强国”做出贡献。

联盟的近期目标是发展、推进具有“高清”水平的利用红光物理格式的HVD整机内容和盘片产业，让HVD成为DVD的升级换代产品。“HVD联盟”首批成员单位有18家，主要任务是：建立、保护“HVD”知识产权机制；联盟内部实行知识产权共享；开展“HVD”标识授权和格式验证工作，保证HVD整机和盘片的统一性；做好盘片的加密和防拷贝工作；组织召开各类技术介绍会、产品推广会、格式标准发布会等

依托着自身强大的科研实力，经过三年多来的不断探索，目前清华同方已经成为国内掌握高清影碟机技术的极少数的几家生产商之一。作为清华同方影碟机产品的最新科技代表，不久前，清华同方已经推出了具有最高科技含量的DVP-i919高清DVD，可实现480P、720P逐行扫描，并可实现1920*1080i隔行扫描。同时作为目前DVD的替代产品，i919还支持MPEG4影片播放，同时设置USB1.1接口，可直接同诸多数码产品进行数据交换和查看。从近期该公司的销售数据看，清华同方高清产品市场反应不俗，目前已与市场上同期推出的EVD、HDV等换代产品并驾齐驱。

此次清华同方成功加入“HVD联盟”，相信这将为其引领高清DVD时代赢得更多先机，并将对今后的高清DVD行业走向产生深远影响。

HVD是英文High-definition Versatile Disc的缩写。HVD集强大的功能、清晰的图像、低廉的价格、优越的向下兼容能力、关键技术、自主知识产权于一身，HVD技术已向国家知识产权局申请6项发明专利。

HVD支持多种输入格式的接口：1080i/720p/576p/576i/480i/VGA/SVGA，符合视频、Y/C、YPbPr.HVD的水平清晰度和垂直清晰度均达到720线的高清标准。

一张DVD9一样容量的大小光盘中，HVD可以存放150分钟的高清晰度电影。

5、FVD技术

目前版本的FVD规格是使用650nm红光雷射；NA0.6～0.65，其物理规格比DVD容量提升；单面单层的FVD盘片容量可达5.4GB～6GB；编码方式第一代初期先用8/16编码，未来第二代则采用效率较高的8/15编码方式及提高纠错(ECC)的能力。在逻辑规格部份，采用微软WindowMediaVideo-9(WMV-9)视频压缩技术可容纳135分钟1280x720p的高画质节目，其中新开发的高画质影音技术如：Menu动态&动态含背景,Program playback, Menu playback, Sub-picture-playback, Master-Slave playback等。此外，为达到保护智能财产的目的，亦将提供Advanced Encryption Standard(AES)Content Protection system防拷机制。

㈣ 强大的量子计算机可以破解加密并解决经典计算机无法解决的问题

强大的量子计算机可以破解加密并解决经典机器无法解决的问题。虽然目前还没有人成功制造出这样的设备，但最近我们看到了进步的步伐——那么，会是新的一年吗？目前，注意力集中在一个被称为量子霸权的重要里程碑上：在合理的时间范围内，量子计算机能够完成经典计算机无法完成的计算。

谷歌在2019年首次使用具有 54 个量子位（常规计算位的量子等价物）的设备来执行称为随机抽样计算的基本上无用的计算，从而实现了这一目标。2021 年，中国科学技术大学的一个团队使用 56 个量子比特解决了一个更复杂的采样问题，后来又用 60 个量子比特将其推得更远。

但IBM 的Bob Sutor表示，这种跨越式 游戏 是一项尚未产生真正影响的学术成就。只有当量子计算机明显优于经典计算机并且能够解决不同问题时，才能实现真正的霸权，而不是目前用作基准的随机抽样计算。

他说，IBM 正在努力实现“量子商业优势”——在这一点上，量子计算机可以比传统计算机更快地为研究人员或公司解决真正有用的问题。Sutor说，这还没有到来，也不会在新的一年到来，但可以预期在十年内。

量子软件公司Classiq的联合创始人Nir Minerbi则更为乐观。他认为，新的一年将在一个有用的问题中展示量子霸权。

还记得第一辆电动 汽车 问世的时候吗？它们对于开车去杂货店很有用，但也许不适合开车300公里送孩子上大学。就像电动 汽车 一样，量子计算机会随着时间的推移变得越来越好，使其在更广泛的应用中发挥作用。

解决实际问题存在许多障碍。首先是设备需要数千个量子比特才能做到这一点，而且这些量子比特也必须比现有的更稳定和可靠。研究人员很可能需要将它们分组在一起，以作为单个“逻辑量子比特”工作。这有助于提高保真度，但会削弱规模的改进：数千个逻辑量子位可能需要数百万个物理量子位。

随着时间的推移，量子计算机会变得更好，在一系列应用中变得有用

研究人员还致力于量子纠错，以在出现故障时对其进行修复。谷歌在2021年7月宣布，其Sycamore处理器能够检测并修复其超导量子比特中的错误，但执行此操作所需的额外硬件引入的错误多于修复的错误。马里兰州联合量子研究所的研究人员后来设法用他们捕获的离子量子比特通过了这个关键的收支平衡阈值。

即便如此，现在还为时过早。如果通用量子计算机在新的一年解决了一个有用的问题，那将是“相当令人震惊的”。在任意时间内保护单个编码的量子位，更不用说对数千或数百万个编码的量子位进行计算了。

量子计算机需要多大才能破解比特币加密或模拟分子？

预计量子计算机将具有颠覆性，并可能影响许多行业领域。因此，英国和荷兰的研究人员决定 探索 两个截然不同的量子问题：破解比特币（一种数字货币）的加密以及模拟负责生物固氮的分子。研究人员描述了他们创建的一种工具，用于确定解决此类问题需要多大的量子计算机以及需要多长时间。

这一领域的大部分现有工作都集中在特定的硬件平台、超导设备上，就像 IBM 和谷歌正在努力开发的那样。不同的硬件平台在关键硬件规格上会有很大差异，例如运算速率和对量子比特（量子比特）的控制质量。许多最有前途的量子优势用例将需要纠错量子计算机。纠错可以通过补偿量子计算机内部的固有错误来运行更长的算法，但它是以更多物理量子比特为代价的。从空气中提取氮来制造用于肥料的氨是非常耗能的，改进这一过程可能会影响世界粮食短缺和气候危机。相关分子的模拟目前甚至超出了世界上最快的超级计算机的能力，但应该在下一代量子计算机的范围内。

我们的工具根据关键硬件规格自动计算纠错开销。为了让量子算法运行得更快，我们可以通过添加更多物理量子位来并行执行更多操作。我们根据需要引入额外的量子位以达到所需的运行时间，这严重依赖于物理硬件级别的操作速率。大多数量子计算硬件平台都是有限的，因为只有彼此相邻的量子位才能直接交互。在其他平台中，例如一些捕获离子的设计，量子位不在固定位置，而是可以物理移动——这意味着每个量子位可以直接与大量其他量子位相互作用。

我们 探索 了如何最好地利用这种连接遥远量子位的能力，目的是用更少的量子位在更短的时间内解决问题。我们必须继续调整纠错策略以利用底层硬件的优势，这可能使我们能够使用比以前假设的更小的量子计算机来解决影响深远的问题。

量子计算机在破解许多加密技术方面比经典计算机更强大。世界上大多数安全通信设备都使用 RSA 加密。RSA 加密和比特币使用的一种（椭圆曲线数字签名算法）有一天会容易受到量子计算攻击，但今天，即使是最大的超级计算机也永远不会构成严重威胁。研究人员估计，一台量子计算机需要的大小才能在它实际上会构成威胁的一小段时间内破解比特币网络的加密——在它宣布和集成到区块链之间。交易支付的费用越高，这个窗口就越短，但可能从几分钟到几小时不等。

当今最先进的量子计算机只有50-100个量子比特。“我们估计需要30[百万] 到3亿物理量子比特，这表明比特币目前应该被认为是安全的，不会受到量子攻击，但这种尺寸的设备通常被认为是可以实现的，未来的进步可能会进一步降低要求。比特币网络可以对量子安全加密技术执行‘硬分叉’，但这可能会由于内存需求增加而导致网络扩展问题。

研究人员强调了量子算法和纠错协议的改进速度。四年前，我们估计捕获离子设备需要 10 亿个物理量子比特才能破解 RSA 加密，这需要一个面积为 100 x 100 平方米的设备。现在，随着全面改进，这可能会显着减少到仅仅 2.5 x 2.5 平方米的面积。大规模纠错量子计算机应该能够解决经典计算机无法解决的重要问题。模拟分子可应用于能源效率、电池、改进的催化剂、新材料和新药的开发。进一步的应用程序全面存在——包括金融、大数据分析、飞机设计的流体流动和物流优化。

什么是量子启示录？

想象一个加密的秘密文件突然被破解的世界——这就是所谓的“量子启示录”。简而言之，量子计算机的工作方式与上个世纪开发的计算机完全不同。从理论上讲，它们最终可能会比今天的机器快很多很多倍。这意味着面对一个极其复杂和耗时的问题——比如试图解密数据——其中有数十亿的多个排列，如果有的话，一台普通的计算机需要很多年才能破解这些加密。但理论上，未来的量子计算机可以在几秒钟内完成这项工作。这样的计算机可以为人类解决各种问题。英国政府正在牛津郡哈威尔投资国家量子计算中心，希望彻底改变该领域的研究。

一种用于量子计算的新语言

Twist是麻省理工学院开发的一种编程语言，可以描述和验证哪些数据被纠缠在一起，以防止量子程序中的错误。时间结晶、微波炉、钻石，这三个不同的东西有什么共同点？量子计算。与使用比特的传统计算机不同，量子计算机使用量子比特将信息编码为0或1，或两者同时编码。再加上来自量子物理学的各种力量，这些冰箱大小的机器可以处理大量信息——但它们远非完美无缺。就像我们的普通计算机一样，我们需要有正确的编程语言才能在量子计算机上正确计算。

对量子计算机进行编程需要了解一种叫做“纠缠”的东西，这是一种用于各种量子比特的计算机，它可以转化为强大的能量。当两个量子位纠缠在一起时，一个量子位上的动作可以改变另一个量子位的值，即使它们在物理上是分开的，这引起了爱因斯坦对“远距离幽灵动作”的描述。但这种效力同样是弱点的来源。在编程时，丢弃一个量子位而不注意它与另一个量子位的纠缠会破坏另一个量子位中存储的数据，从而危及程序的正确性。

麻省理工学院计算机科学与人工智能 (CSAIL) 科学家旨在通过创建自己的量子计算编程语言 Twist 来解开谜团。Twist 可以通过经典程序员可以理解的语言来描述和验证量子程序中纠缠了哪些数据。该语言使用一个称为纯度的概念，它强制不存在纠缠并产生更直观的程序，理想情况下错误更少。例如，程序员可以使用 Twist 表示程序作为垃圾生成的临时数据不会与程序的答案纠缠在一起，从而可以安全地丢弃。

虽然新兴领域可能会让人感觉有点浮华和未来感，但脑海中浮现出巨大的金属机器的图像，但量子计算机具有在经典无法解决的任务中实现计算突破的潜力，例如密码学和通信协议、搜索以及计算物理和化学。计算科学的主要挑战之一是处理问题的复杂性和所需的计算量。经典的数字计算机需要非常大的指数位数才能处理这样的模拟，而量子计算机可能会使用非常少量的量子位来做到这一点——如果那里有正确的程序。 “我们的语言 Twist 允许开发人员通过明确说明何时不得与另一个量子位纠缠来编写更安全的量子程序，”麻省理工学院电气工程和计算机科学博士生、有关 Twist的新论文的主要作者 Charles Yuan 说. “因为理解量子程序需要理解纠缠，我们希望 Twist 为开发语言铺平道路，让程序员更容易应对量子计算的独特挑战。”

解开量子纠缠

想象一个木箱，它的一侧伸出一千根电缆。您可以将任何电缆从包装盒中拉出，也可以将其完全推入。

在你这样做一段时间后，电缆会形成一个位模式——零和一——取决于它们是在里面还是在外面。这个盒子代表了经典计算机的内存。该计算机的程序是关于何时以及如何拉电缆的一系列指令。

现在想象第二个外观相同的盒子。这一次，你拉一根电缆，看到它出现时，其他几根电缆被拉回了里面。显然，在盒子内部，这些电缆不知何故相互缠绕。

第二个框是量子计算机的类比，理解量子程序的含义需要理解其数据中存在的纠缠。但是检测纠缠并不简单。你看不到木箱，所以你能做的最好的就是尝试拉动电缆并仔细推理哪些是纠缠的。同样，今天的量子程序员不得不用手推理纠缠。这就是 Twist 的设计有助于按摩其中一些交错的部分。

科学家们设计的Twist具有足够的表现力，可以为着名的量子算法编写程序并识别其实现中的错误。为了评估Twist的设计，他们对程序进行了修改，以引入某种对于人类程序员来说相对不易察觉的错误，并表明Twist可以自动识别错误并拒绝程序。

他们还测量了程序在运行时方面的实际执行情况，与现有的量子编程技术相比，它的开销不到4%。

对于那些担心量子在破解加密系统方面的“肮脏”名声的人来说，Yuan 表示，目前还不清楚量子计算机在实践中能够在多大程度上实现其性能承诺。“在后量子密码学方面正在进行大量研究，这些研究之所以存在，是因为即使是量子计算也不是万能的。到目前为止，有一组非常具体的应用程序，人们在这些应用程序中开发了量子计算机可以超越经典计算机的算法和技术。”

重要的下一步是使用Twist创建更高级别的量子编程语言。今天的大多数量子编程语言仍然类似于汇编语言，将低级操作串在一起，没有注意数据类型和函数等东西，以及经典软件工程中的典型内容。

量子计算机容易出错且难以编程。通过引入和推理程序代码的“纯度”，Twist 通过保证一段纯代码中的量子位不会被不在该代码中的位更改，朝着简化量子编程迈出了一大步。 这项工作得到了麻省理工学院-IBM 沃森人工智能实验室、国家科学基金会和海军研究办公室的部分支持。

【注释. 量子计算机】

量子计算机是一种直接利用量子力学现象（如叠加和纠缠）对数据进行运算的计算设备。量子计算背后的基本原理是量子属性可以用来表示数据并对这些数据执行操作。

尽管量子计算仍处于起步阶段，但已经进行了一些实验，在这些实验中，量子计算操作是在非常少量的量子比特（量子二进制数字）上执行的。实践和理论研究都在继续进行，许多国家政府和军事资助机构支持量子计算研究，以开发用于民用和国家安全目的的量子计算机，例如密码分析。

如果可以建造大规模的量子计算机，它们将能够比我们目前的任何经典计算机（例如 Shor 算法）更快地解决某些问题。量子计算机不同于DNA计算机和基于晶体管的传统计算机等其他计算机。一些计算架构（例如光学计算机）可能会使用经典的电磁波叠加。如果没有一些特定的量子力学资源，例如纠缠，推测不可能超过经典计算机的指数优势。

㈤ 常用的差错控制编码方法有哪些

常用的差错控制编码方法有：奇偶校验、恒比码、矩阵码、循环冗余校验码、卷积码、Turbo码。

1、奇偶校验

奇偶校验是一种校验代码传输正确性的方法。根据被传输的一组二进制代码的数位中“1”的个数是奇数或偶数来进行校验。采用奇数的称为奇校验，反之，称为偶校验。

采用何种校验是事先规定好的。通常专门设置一个奇偶校验位，用它使这组代码中“1”的个数为奇数或偶数。若用奇校验，则当接收端收到这组代码时，校验“1”的个数是否为奇数，从而确定传输代码的正确性。

2、恒比码

恒比码一般指定比码 。

定比码是指一组码中1和0的码元个数成一定比例的一种编码。换言之，它是选用比特序列中1和0码元之比例为定值，所以又称为恒比码。定比码是一种常用的检错码。

3、矩阵码

矩阵码属二维条码的一种，是将图文和数据编码后，转换成一个二维排列的多格黑白小方块图形。

矩阵式二维条形码是以矩阵的形式组成，在矩阵相应元素位置上，用点(Dot)的出现表示二进制的 “1”，不出现表示二进制的 “0”，点的排列组合确定了矩阵码所代表的意义。其中点可以是方点、圆点或其它形状的点。矩阵码是建立在电脑图像处理技术、组合编码原理等基础上的图形符号自动辨识的码制，已较不适合用“条形码”称之。

4、循环冗余校验码

循环冗余校验码（CRC），简称循环码，是一种常用的、具有检错、纠错能力的校验码，在早期的通信中运用广泛。循环冗余校验码常用于外存储器和计算机同步通信的数据校验。奇偶校验码和海明校验码都是采用奇偶检测为手段检错和纠错的(奇偶校验码不具有纠错能力)，而循环冗余校验则是通过某种数学运算来建立数据位和校验位的约定关系的。

5、卷积码

卷积码将k个信息比特编成n个比特，但k和n通常很小，特别适合以串行形式进行传输，时延小。卷积码的纠错性能随m的增加而增大，而差错率随N的增加而指数下降。在编码器复杂性相同的情况下，卷积码的性能优于分组码。

6、Turbo码

Turbo码是Claude.Berrou等人在1993年首次提出的一种级联码。Turbo码有一重要特点是其译码较为复杂，比常规的卷积码要复杂的多，这种复杂不仅在于其译码要采用迭代的过程，而且采用的算法本身也比较复杂。这些算法的关键是不但要能够对每比特进行译码，而且还要伴随着译码给出每比特译出的可靠性信息，有了这些信息，迭代才能进行下去。

(5)比特纠错算法扩展阅读：

差错控制编码是指在实际信道上传输数字信号时，由于信道传输特性不理想及加性噪声的影响，所收到的数字信号不可避免地会发生错误。

为了在已知信噪比的情况下达到一定的误比特率指标，首先应合理设计基带信号，选择调制、解调方式，采用频域均衡和时域均衡，使误比特率尽可能降低，但若误比特率仍不能满足要求，则必须采用信道编码，即差错控制编码。

差错控制编码的基本做法是：在发送端被传输的信息序列上附加一些监督码元，这些多余的码元与信息码元之间以某种确定的规则相互关联（约束）。接收端按照既定的规则检验信息码元与监督码元之间的关系，一旦传输过程中发生差错，则信息码元与监督码元之间的关系将受到破坏，从而可以发现错误，乃至纠正错误。研究各种编码和译码方法正式差错控制编码所要解决的问题。