浅谈计算机应用相关论文
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进入到新世纪以来,随着我国国民经济水平的提升,我国的计算机也得到了迅速的发展,计算机应用技术也已经广泛的应用到了各个行业中,并且计算机应用技术对于促进这些行业的快速发展也是有着重要的意义的。下面是学习啦小编为大家整理的计算机应用相关论文，供大家参考。
计算机应用相关论文范文一：基于Matlab的层次分析法与运用
摘要:本文通过使用Matlab软件进行编程,在满足同一层次中各指标对所有的下级指标均产生影响的假定条件下,实现了层次分析法的分析运算。本程序允许用户自由设定指标层次结构内的层次数以及各层次内的指标数,通过程序的循环,用户只需输入判断矩阵的部分数据,程序可依据层次分析法的计算流程进行计算并作出判断。本程序可以方便地处理层次分析法下较大的运算量,解决层次分析法的效率问题,提高计算机辅助决策的时效性。
关键词:Matlab层次分析法 判断矩阵 决策
在当前信息化、全球化的大背景下,传统的手工计算已不能满足人们高效率、高准确度的决策需求。因此计算机辅助决策当仁不让地成为了管理决策的新工具、新方法。基于此,本文在充分发挥计算机强大运算功能的基础上,选用美国MathWorks公司的集成数学建模环境Matlab R2009a作为开发平台,使用M语言进行编程,对计算机辅助决策在层次分析法中的运用进行讨论。试图通过程序实现层次分析法在计算机系统上的运用,为管理决策探索出新的道路职称论文。
1 层次分析法的计算流程
根据层次分析法的相关理论,层次分析法的基本思想是将复杂的决策问题进行分解,得到若干个下层指标,再对下层指标进行分解,得到若干个再下层指标,如此建立层次结构模型,然后根据结构模型构造判断矩阵,进行单排序,最后,求出各指标对应的权重系数,进行层次总排序。
1.1 构造层次结构模型 在进行层次分析法的分析时,最主要的步骤是建立指标的层次结构模型,根据结构模型构造判断矩阵,只有判断矩阵通过了一致性检验后,方可进行分析和计算。其中,结构模型可以设计成三个层次,最高层为目标层,是决策的目的和要解决的问题,中间层为决策需考虑的因素,是决策的准则,最低层则是决策时的备选方案。一般来讲,准则层中各个指标的下级指标数没有限制,但在本文中设计的程序尚且只能在各指标具有相同数量的下级指标的假定下,完成层次分析法的分析,故本文后文选取的案例也满足这一假定。
1.2 建立判断矩阵 判断矩阵是表示本层所有因素针对上一层某一个因素的相对重要性的比较给判断矩阵的要素赋值时,常采用九级标度法(即用数字1到9及其倒数表示指标间的相对重要程度),具体标度方法如表1所示。
1.3 检验判断矩阵的一致性 由于多阶判断的复杂性,往往使得判断矩阵中某些数值具有前后矛盾的可能性,即各判断矩阵并不能保证完全协调一致。当判断矩阵不能保证具有完全一致性时,相应判断矩阵的特征根也将发生变化,于是就可以用判断矩阵特征根的变化来检验判断的一致性程度。在层次分析法中,令判断矩阵最大的特征值为λmax,阶数为n,则判断矩阵的一致性检验的指标记为:
⑴
CI的值越大,判断矩阵的一致性越差。当阶数大于2时,判断矩阵的一致性指标CI与同阶平均随机一致性指标RI之比称为随机一致性比率,其中RI的值由表2确定,CR的计算公式为:
⑵
当CR<0.1时,即可认为判断矩阵具有满意的一致性。然而由于在为各指标间相互重要性程度大小的判定过程中存在人为主观因素,因此在判断矩阵不能通过一致性检验时,需要对各指标间相互重要性程度重新进行赋值,直至其通过矩阵一致性检验。其最大特征值对应的特征向量即为该指标相对于上一级指标的重要性排序。
1.4 进行层次总排序 在通过层次单排序得出各指标相对上一级指标的重要性排序向量后,沿递阶层次结构逐级依次由下往上进行矩阵计算,则可得到各底层指标对最高层的相对重要性权重,从而可对各底层指标的优先次序进行排序,找出重点指标并予以特别关注。
2 Matlab层次分析法程序设计思路
Matlab是矩阵实验室(Matrix Laboratory)的简称,是美国MathWorks公司出品的数学软件,用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境。Matlab可以进行矩阵运算、绘制函数和数据图像、设计算法、创建用户界面、连接用其他编程语言编写的程序等。Matlab以矩阵为计算单位,采用M语言作为程序语言,与C语言有诸多相似之处,并可方便地与C/C++、Microsoft Excel等工具和软件进行结合并进行代码共享和数据交换,可以方便地进行数值分析、图像处理等功能,配合功能强大的统计和金融工具箱,Matlab已经可以在概率统计、经济管理等方面发挥强大的作用。
笔者所编程序即是运用Matlab丰富的函数、矩阵运算和程序控制功能,探索其在层次分析法分析中的运用。程序通过三层循环结构,按照表1所示的方法和规则,实现多个层次上各个判断矩阵的输入和生成,并可以通过计算它们的特征值,按照上述公式⑴、公式⑵和表2所示的方法进行矩阵的一致性检验。当所有的判断矩阵一致性检验均通过后,程序将对各层次从下往上依次计算,最终得出各底层指标相对于准则层的权重系数,从而有助于选择最优方案,程序流程如图1所示,其中的平行四边形表示输入数据,菱形表示判断,根据判断结果的不同出现2个分支。 程序中,用于生成判断矩阵的部分程序如下:
for a=1:mp
for b=1:mp
A(b,b)=1;
if a fprintf('Line %i, Row %i\n',[a;b]);
A(a,b)=input('Please input the value: ');
A(b,a)=1/A(a,b);
end
end
生成层次总排序权重矩阵的部分程序如下:
for r=p-1:1
v=['vect=vect*vector' int2str(r)];
evalc(v)
end
fprintf('The final judging vector is:')
fprintf('\n%.4f',vect)
[m,maxpl]=max(vect);
fprintf('\n\nThe Scheme %i is the best solution.\n\n',maxpl)
其中,mp为该层内的指标数,p为指标的层数,均在程序开始时由用户指定;vect初始被赋值为空矩阵,经循环后生成第一指标层的判断向量;m为vect向量的最大值,maxpl记录该最大值所处的位置。
由于本程序结构上的限制,本程序尚且只能在同一层次各个指标均对所有下一层次指标产生影响时处理层次分析法的问题,故本文举例亦遵照该假定进行。
3 应用举例
某市一十字路口常常因行人过街拥挤,存在安全隐患,市政部门欲对该路口进行改造,现提出了3套改造方案:
方案1(S1):建地下通道;
方案2(S2):建人行天桥;
方案3(S3):拆除周围的旧建筑,拓宽街面。
市政部门认为,该改造工程需考虑如下几个方面的指标:
指标1(P1):通车能力的大小;
指标2(P2):交通安全系数的高低;
指标3(P3):建筑费用的高低;
指标4(P4):群众出行方便度的大小;
指标5(P5):市容整洁程度的高低。
现在需要就以上问题进行决策,需决定在三套方案(S1~S3)中选用最优方案。其主要步骤及操作如下所示。
第1步:根据题目建立层次结构模型
由于题目要求对3套方案均需考虑5个指标,故可画出如图2所示的指标体系结构图。
第2步:形成判断矩阵
形成判断矩阵,需要对各指标相互的重要性进行标度,矩阵的上三角部分与下三角部分以对角线为分界,对称呈倒数排列,对角线上元素均为1,因为各指标与自身的重要性为“同等重要”,不同的指标A1对A2的重要性与A2对A1的重要性互为倒数。根据经验对图2中各指标相互的重要性进行标度后,可得如下几个矩阵:
第3步:将以上各矩阵输入程序,进行计算
在Matlab的命令窗口依次按提示输入表 3~表 8所示矩阵后,程序输出结果经整理如下表:
接着,程序对各矩阵计算所得的最大特征值对应的特征向量按下式进行标准化:
再给出各指标的特征向量组成的矩阵:
进而得出三套方案相对于目标的权重向量为:
程序经比较,发现方案1权重系数最大,进而得出最终结论:方案1(地下通道)占优。
4 总结及分析
本程序在运行开始时,会要求用户输入指标的层数和第一层的指标数,在每一个层次的矩阵元素输入完成后,程序会要求用户输入下一个层次中的指标数,因此本程序可进行无限个层次的迭代运算。当然,程序只能替代层次分析法的运算部分,由于对判断矩阵赋值具有主观性,常常需要通过其他的方法进行确定,如Delphi方法等。在把设定好的判断矩阵输入程序进行运算时,程序可以保证矩阵运算的精度和效率,在对代码进行优化和扩展后,还可以将过程与结果数据导出到Excel和Eviews,以方便进行后续的数据整理和计量分析。
另外,如前所述,本程序存在一个局限,即需要在满足同一层次内各指标对所有下一层次指标均产生影响的假定时才能正确运行。笔者将在今后对程序进行进一步的完善,提升其功能和易用性,使其能满足不同类型、不同条件下的层次分析法分析,在日常生活的计算机辅助决策领域发挥更大的作用。
参考文献:
[1]凌泽华.层次分析法在企业核心员工界定中的运用[J].经营管理者, 2010,(2).
[2]刘文琦,熊惠珍.层次分析法在财务指标分析中的应用[J].审计与理财,2010,(1).
[3]王翼,王歆明.MATLAB基础及在经济学与管理科学中的应用[M].北京:机械工业出版社,2009,7
计算机应用相关论文范文二：非线性编辑在数字影视节目中的应用分析
摘要:随着非线性编辑系统在广播电视领域的普遍应用，带给广电从业者更加快捷、高效的生产流程和工作方式,非线性编辑系统被广泛应用于影视节目的后期制作。笔者结合实际工作出发,探讨了非线性编辑技术在数字影视中的位置及应用。
关键词:非线性编辑 节目制作 系统构建 数字影视
在20世纪后期,随着数字技术的飞速发展,非线性编辑被广泛应用于影视的后期制作。非线性编辑主要指以各种类型计算机为中心构成的视音频信息编辑工作;是指将节目采集到计算机后直接从计算机的硬盘中以帧或文件的方式迅速、准确地存取素材进行编辑的方式;是能够随机访问任意素材,不受素材存放时间、区间限制的编辑。从广义上来说,数字影视节目的非线性编辑技术可以包括:视频素材的获得、视频对象的合成、视频素材的编辑、视频特技的生成、绘画和颜色调整、字幕的叠加等六个方面。在非线性编辑系统中,最为重要的是加入了动画模型、数字特技和多层合成等功能,从而使得非线性编辑系统成为影视制作者充分发挥其创造力和想像力的技术平台论文下载。
1 非线性编辑系统的构建
非线性编辑系统主要应用于广播电视及各类广告制作单位。它主要是由计算机平台(含视音频处理卡、专业显卡、三维特技卡等)、大容量的高速硬盘、音视频输入输出设备、监视器等硬件设备,并配以相应的非线性编辑软件组成。
1.1 系统硬件 20世纪90年代中期,非线性编辑开始在我国出现并得到应用。在非线性编辑系统中,最本质的一点是系统处理的是数字信号,如非数字信号输入系则需进行A/D转换,采用数字技术存入计算机硬盘中,并利用节目制作编辑软件在计算机上进行运算、操作。由于非线性编辑系统数据硬盘的存储容量有限,而非压缩的广播电视信号数据十分庞大,如果采用QPSK调制,所需传输带宽在100 MHz以上,故应根据图像质量需求对原始信号进行相应压缩。压缩比越大,可输入的图像信号越多,但图像质量也就越差。
1.2 系统软件 非线性编辑系统的软件为非线性编辑系统提供GUI(图形用户界面)和网络骨理等功能,也可用来完成视频剪辑、字幕叠加、三维动画、数字特技、音频制作、颜色渲染等复杂编辑工作。现在世界上非线性编辑软件种类很多,依其功能可以把它们分为两类:第一类:专用型软件,针对硬件的设置而专门开发的,它们可以直接调用非线性卡内设置的硬件特技或专门的特技卡内的硬件特技而形成实时特技或短时间的生成特技,从而大大加快了节目的编辑速度。第二类:通用型软件,通用型软件大都不能直接与非线性编辑板卡挂靠进行输入输出,但可以对已进入了硬盘阵列的视音频素材进行加工、处理和编辑,或者制作自己的二维或三维图像与那些视频素材合成,再由输入输出软件输出。
2 非线性编辑技术及其应用
2.1 视频素材的获得 三维扫描仪或摄像机将不同角度拍摄的物体照片作为三维模型参数输入到Image Modeler软件中,该软件会通过计算得到物体的多边形网格框架;然后用户根据此框架制作出三维模型;在三维模型建好之后,光学捕捉系统(MotionAnalysis)从实际拍摄的场景中提取出运动参数,输人到Match Mover软件从而实现三维动画的效果;最后,为了使效果更逼真,采用Phoenix Tools for MAYA软件对整个动画进行渲染。
2.2 视频图像的合成 数字视频包括以下4个方面的技术:
2.2.1 多层叠加 将多层视频对象(图像、文本、图形和动画等)叠加到一起,叠加方式可以是不透明或部分透明。在多层叠加中,每一层视频对象的优先级别不同,屏幕上显示的最外一层的优先级别最高,越往里优先级别越低。每层视频对象还可进行各自的特技处理,如旋转,缩放,滤波等。
2.2.2 色键 色健效果首先是将前景中的视频对象从某一单色中抠出(一般为兰色),这一过程称为遮罩(Mask)生成过程。在遮罩上,视频对象内部各像素a=1,外部各像素a=0,通过a值将前景和背景合成,在a=1处显示前景中的视频对象,在a=0处显示背景,从而产生将前景中的视频对象抠出和背景合成的效果,这一技术可用于虚拟演播室。
2.2.3 外键 用于选择视频图像的某一部分进行叠加。此时将遮罩单独存为一个图像文件,并将该图像作用到任意视频图像上,然后选择a值,在a=1处显示一个视频图像,在a=0处则显示另一个视频对象。
2.3 视频素材的剪辑和视频特技的生成 采用非线性编辑软件,可以对视频素材进行剪接、划像、移动、替换、插入和覆盖等操作,在此过程中,制作人员可以根据需要加入视频特技。最常用的视频特技有淡入淡出、划像,飞像,卷页,翻页等。随着计算机图形学的发展,三维特技也越来越多地被采用。它主要是通过模拟自然的光照,采用表面阴影法、透明、光线追踪等方法,产生图像的纹理,从而使二维的图像产生三维的效果。
2.4 颜色校正和字幕叠加 颜色校正即对数字图像的色度信号进行处理。字幕叠加则分硬件和软件两种方式。软件字幕是利用作图软件的原理把字幕作为图形处理,将其调入编辑轨对某一层图像进行抠像贴图,完成字幕功能;硬件字幕通常由一个图形加速器和一个图文帧存组成,图形加速器主要用于对单个像素、专用像素和像素组等图形部件的管理,它具有绘制线段、圆弧和显示模块等高层次图形功能。叠加字幕的过程是将汉字从硬盘的字库中调到计算机内存中,以线性地址写入图文帧存,经属性描述后输出到视频混合器中,将视频图像合成后输出。
2.5 数字视频的输出 目前的非线性编辑软件都是在数字视频无压缩的情况下进行处理的,数据量巨大。因此,很多非线性编辑软件都具有视音频压缩编码功能,将经过编辑的节目快速压缩为MPEG-1/2/4,M-JPEG等编码格式输出,从而大大降低了存储的数据量,以适应不同场合的应用。
3 非线性编辑技术的新发展
演播室制作中涉及大量对编码压缩节目的处理,如不同节目间的拼接,在画面上加字幕、台标等效果。目前,由于演播室非线性编辑系统多采用对没经过压缩的视频信号进行编辑的方式制作节目,这就需要在存储的压缩图像和编辑非压缩图像之间进行格式转换。不仅增加了计算量,还会导致由于编解码和量化而产生的图像降质。在这种情况下,人们需要考虑直接在压缩域对数字视频进行编辑,从而加快电视节目的制作、分配、存储、传输和播出一体化的进程。
4 结语
数字化电视系统发展的步伐日趋加快,计算机技术逐步渗透到广播电视的各个领域。非线性编辑技术经历了多年的发展,其软硬件技术日趋成熟。既能满足高端的电影特技制作逼真炫目的需要,又能满足低端的新闻剪辑制作。非线性编辑系统功能将更加完善,在广播电视行业占据的地位也会越来越重要,作为一项朝阳技术,其应用一定会迎来一个辉煌时代。
参考文献:
[1]倪强,周磊,张文军.数字影视的非线性编辑及其技术研究[J].电视技术,2005,(07).
[2]丁海林.非线性编辑网络系统的关键技术研究[J].西部广播电视,2005,(10).
[3]张勇.非线性编辑系统架构探索研究[J].中国有线电视,2004,(16).
[4]钟国旺.浅谈非编系统的硬件技术[J].西部广播电视,2003(5).
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