摘 要
影像的應用場所眾多，可用於監控、監視、防災、與各種工商業應用等。而影像資料也比文字資料龐大許多，因此傳統上影像資料的傳輸大多仰賴有線網路，或者以低涵蓋率的無線網路為主。由於GSM為現今涵蓋率最廣也最穩定的無線通訊方式，在網路基礎上衍生的GPRS通訊模式賦予GSM訊號資料傳輸的功能，且GPRS具有快速連網、穩定連線、以量計費等優點，再加上GSM涵蓋率廣泛的特性，因此相當適合用於全方位影像傳輸需求。本文以影像壓縮的方法先將影像加以壓縮，再以GPRS的無線傳輸模式以GSM系統進行傳輸，達到點對點影像傳輸的目的，傳送端的影像經離散餘弦(Discrete Cosine Transform, DCT)轉換後，以GPRS的封包方式配合AT指令以GSM模組傳送，接收端再解GPRS封包並以逆離散餘弦轉換(Inverse Discrete Cosine Transform, IDCT)解壓縮得到影像，藉此以獲得不受地域限制可隨時節省傳送時間的影像傳輸方式。

Abstract
The image has been applied on many fields such as surveillance, monitoring, disaster prevented industry, and business applications. However, image data demands a great memory more than article data. Traditionally, the image data transmission usually depends on wire system or on the specifically frequency band radio network. Now, GSM is the broadest and the most stable commercial wireless communication system. In this system, GPRS communication mode is derived for internet to transmit the large packaged data. Since the advantages of GPRS are suitable for image transmission based on the characteristics of fast and stable connection, wide coverage of GSM, and bill by quantity valuation. This thesis studied the (Discrete Cosine Transform, DCT) image compression method. The compressed image is transmitted based on GPRS of GSM system to achieve point to point image transmission. The image for transmission is transformed by DCT in which coefficient are packed by GPRS format with AT command for transmission by a GSM module. The received data are treated by (Inverse Discrete Cosine Transform, IDCT) to decompress to get the images. The proposed image transmission approach has the advantages of long-distances with few limit and saving the transmission time and energy.

目錄
中文摘要 i
英文摘要 ii
誌謝 iii
目錄 iv
圖目錄 vi
表目錄 x
第一章 緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 系統介紹 2
1.3 章節介紹 3
第二章 GSM/GPRS 4
2.1 GSM系統簡介 4
2.2 GSM與GPRS 8
2.3 GPRS基礎編碼方式 13
2.4 AT指令存取底層協定 15
第三章 影像壓縮與傳輸 19
3.1 影像壓縮與解壓縮 19
3.2 使用MATLAB實現離散餘弦轉換圖像處理 32
3.3 影像失真評估方式 39
第四章 系統架構與實驗結果 40
4.1 硬體架構 40
4.2 GSM模組模擬操作 43
4.3 連續係數傳輸測試 51
4.4 PC端MATLAB自動執行程式流程 55
4.5 實驗結果 59
第五章 結論與建議 77
參考文獻 79

圖目錄
圖1.1 系統架構圖 2
圖2.1 GSM基本架構圖 6
圖2.2 電路交換與整合封包無線電服務方式比較 10
圖2.3 GSM/GPRS 網路架構圖 12
圖2.4 AT指令控制MT示意圖 15
圖3.1 JPEG壓縮流程圖 20
圖3.2 JPEG解壓縮流程圖 21
圖3.3 色相轉換示意圖 21
圖3.4 4:1:1 取樣示意圖 23
圖3.5 4:2:2 取樣示意圖 24
圖3.6 二維頻率定義域影像頻率分布圖 25
圖3.7 DCT區塊係數種類示意圖 27
圖3.8量化範例圖 28
圖3.9常用亮度量化位準 29
圖3.10常用彩度量化位準 29
圖3.11 DCT與量化矩陣運算範例 30
圖3.12 鋸齒狀掃描順序示意圖 31
圖3.13 FOOTBALL原始灰階圖像 34
圖3.14 FOOTBALL DCT影像資料 34
圖3.15 FOOTBALL 原始灰階圖像與64X64放大區塊 35
圖3.16 FOOTBALL 還原圖像與64X64放大區塊 35
圖3.17 FOOTBALL 未經捨棄係數的原始圖像 38
圖3.18 FOOTBALL 捨棄係數並IDCT還原圖像 38
圖4.1 系統架構圖 40
圖4.2 GSM硬體模組 41
圖4.3 GSM模組與PC連結分組示意圖 45
圖4.4 選擇GSM模組使用的COM連接介面 46
圖4.5 GSM模組連接介面設定 46
圖4.6 GSM模組連接初始回應 47
圖4.7常用AT指令模組反應圖 48
圖4.8 A組GSM模組 50
圖4.9 B組GSM模組 50
圖4.10 連續係數傳輸測詴示意圖 51
圖4.11 超級終端機接收連續係數狀況 54
圖4.12 傳送端PC程式流程圖 57
圖4.13 接收端PC程式流程圖 58
圖4.14 STONE圖檔傳送端原始影像 61
圖4.15 STONE圖檔接收端還原影像 61
圖4.16 圖像分割 62
圖4.17 STONE圖像區塊1原始畫素值 63
圖4.18 STONE 圖像區塊2原始畫素值 63
圖4.19 STONE圖像區塊1轉換DOUBLE資料型態 64
圖4.20 STONE圖像區塊2轉換DOUBLE資料型態 64
圖4.21 STONE圖像區塊1轉換為DCT係數區塊 65
圖4.22 STONE圖像區塊2轉換為DCT係數區塊 65
圖4.23 STONE圖像區塊1使用係數遮罩示意圖 66
圖4.24 STONE圖像區塊2使用係數遮罩示意圖 66
圖4.25 STONE圖像區塊1 IDCT解壓還原DOUBLE係數 67
圖4.26 STONE圖像區塊2 IDCT解壓還原DOUBLE係數 67
圖4.27 STONE圖像區塊1解壓還原表示圖 68
圖4.28 STONE圖像區塊2解壓還原表示圖 68
圖4.29 STONE圖像壓縮誤差示意圖 69
圖4.30 MAN 圖像壓縮誤差示意圖 71
圖4.31 BUILDING 圖像壓縮誤差示意圖 72
圖4.32 HUSKY 圖像壓縮誤差示意圖 73
圖4.33 SCHOOL 圖像壓縮誤差示意圖 74

表目錄
表 2.1 四種GPRS編碼方式與最大傳輸速率 14
表4.1 RS-232 接腳說明表 42
表4.2 常用AT指令表 44
表4.3 實驗結果統計表 75

參考文獻

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